JPS5970736A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
木弁明は、複合材料及びその製造方法に係り、更に詳細
には炭化ケイ素ボイス力を強化材とする繊維強化金ＦＸ
複合材料及びその製造方法に係る。
には炭化ケイ素ボイス力を強化材とする繊維強化金ＦＸ
複合材料及びその製造方法に係る。
自動車や前空機などに於ては、燃料消費量の低減などに
Ｊ：る省エネルギ化や運転速度のに５速化令とを図るべ
く、それらの構成部材を軽量化する各種の試みがなされ
ている。かかる構成部材の軽量化を達成する一つの手段
どして、イれらの部材をアルミニウム合金やマグネシウ
ム白布の如ンｓ軽合金材才）１にて構成づることが考え
られるか、これらの軽合金材料のみよりなる部材に於１
、Ｌｌ−分な強度、耐摩耗性などを得ることは困ｆｌｌ
である。、そこでアルミナ繊維、炭化クイ素ホイスカな
どの強化繊維を強化材としアルミニウム合金などを７１
〜リツクスどづる複合材Ｎ’ｉｌにて各種の部材を構成
する試みがなされている。
Ｊ：る省エネルギ化や運転速度のに５速化令とを図るべ
く、それらの構成部材を軽量化する各種の試みがなされ
ている。かかる構成部材の軽量化を達成する一つの手段
どして、イれらの部材をアルミニウム合金やマグネシウ
ム白布の如ンｓ軽合金材才）１にて構成づることが考え
られるか、これらの軽合金材料のみよりなる部材に於１
、Ｌｌ−分な強度、耐摩耗性などを得ることは困ｆｌｌ
である。、そこでアルミナ繊維、炭化クイ素ホイスカな
どの強化繊維を強化材としアルミニウム合金などを７１
〜リツクスどづる複合材Ｎ’ｉｌにて各種の部材を構成
する試みがなされている。
しかし上述の如き強化績維はマトリックスとしてのアル
ミニウム合金などに比べはるかに硬いため、それらを強
化材とする複合材料に於ては、切削などの加工が非常に
困難であり、またそれに当接して相対的に摺動する他の
部材の摩耗ｔｉＩを増大さけるなどの種々の問題がある
。これらの問題は、皮肉にもアルミニウム合金などとの
両立性が高く強度及び剛性などにも１曇れた炭化ケイ素
ホイスカを強化材とする複合材料に於て特に顕著である
。
ミニウム合金などに比べはるかに硬いため、それらを強
化材とする複合材料に於ては、切削などの加工が非常に
困難であり、またそれに当接して相対的に摺動する他の
部材の摩耗ｔｉＩを増大さけるなどの種々の問題がある
。これらの問題は、皮肉にもアルミニウム合金などとの
両立性が高く強度及び剛性などにも１曇れた炭化ケイ素
ホイスカを強化材とする複合材料に於て特に顕著である
。
即ち炭化ケイ素ホイスカの集合体は一般に種々の大きさ
の非ＩＩｉ紺化粒子（ショット）を５〜５’Ｏｗｔ％稈
麿含ｌυでおり、それらの非繊維化粒子は炭化ライ索ホ
イスカのｊ′１径に比して、？１しく大きい粒仔を右し
月ダイＶしンドに次ぐ硬度を有するものであるため、か
かる炭化ケイ系ホイスカを強化材どづる複合材料に於て
は、加］］が非常に固層Ｉであり、また相手月に異常摩
耗を発生さけたりするという神々の問題がある。
の非ＩＩｉ紺化粒子（ショット）を５〜５’Ｏｗｔ％稈
麿含ｌυでおり、それらの非繊維化粒子は炭化ライ索ホ
イスカのｊ′１径に比して、？１しく大きい粒仔を右し
月ダイＶしンドに次ぐ硬度を有するものであるため、か
かる炭化ケイ系ホイスカを強化材どづる複合材料に於て
は、加］］が非常に固層Ｉであり、また相手月に異常摩
耗を発生さけたりするという神々の問題がある。
本願発明者等は、強化材を炭化クイ素ホイスカどし、ア
ルミニウム合金などをマトリックスどする複合材１’ｉ
ｌに於【ノる上述の如き不具合に鑑み、かかる複合材料
について種々の実験的研究を行なっＩご結果、強化ｌと
しての炭化ケイ素ホイスノＪ集合体に含まれる非繊維化
粒子の川やカサ密磨などが成る１！Ｉ定の範囲に維持さ
れる必要のあることを見出した。また本願発明者等は、
上述の如き１０れ／ｊ特徴を４４づる炭化クイ素ホイス
カ集合体を強化）イどし、アルミニウム合金などを７１
−リックスとする複合材料を能率良く製造Ｊるためには
、炭化タイ索ボーイスカ集合体の辻縮強度強度が成る特
定の範囲に維持される必要があり、Ｊ：た所要のル縮強
度を１りるために使用される無機質バインダーの吊が成
る特定の範囲に維持される必要のあることを見出した。
ルミニウム合金などをマトリックスどする複合材１’ｉ
ｌに於【ノる上述の如き不具合に鑑み、かかる複合材料
について種々の実験的研究を行なっＩご結果、強化ｌと
しての炭化ケイ素ホイスノＪ集合体に含まれる非繊維化
粒子の川やカサ密磨などが成る１！Ｉ定の範囲に維持さ
れる必要のあることを見出した。また本願発明者等は、
上述の如き１０れ／ｊ特徴を４４づる炭化クイ素ホイス
カ集合体を強化）イどし、アルミニウム合金などを７１
−リックスとする複合材料を能率良く製造Ｊるためには
、炭化タイ索ボーイスカ集合体の辻縮強度強度が成る特
定の範囲に維持される必要があり、Ｊ：た所要のル縮強
度を１りるために使用される無機質バインダーの吊が成
る特定の範囲に維持される必要のあることを見出した。
本発明は、本願発明者等が行なった上述の如き（・ト々
の実験的研究の結果得られた知見に基ぎ、加工性及び引
張り強さ、耐摩耗性の如き機械的性質に優れ、しかも相
手材に対する摩擦摩耗特性にも優れた複合材１′Ｉ＋を
提供づ゛ることを主要４ｊ ｌ−、’ｌ的どしでいる。
の実験的研究の結果得られた知見に基ぎ、加工性及び引
張り強さ、耐摩耗性の如き機械的性質に優れ、しかも相
手材に対する摩擦摩耗特性にも優れた複合材１′Ｉ＋を
提供づ゛ることを主要４ｊ ｌ−、’ｌ的どしでいる。
本発明の伯の一つの目的は、上述の如き冑れた種々の性
質を右Ｊ゛る複合材料を能率良＜ ｌｌ、Ｉｊ 乃りる
ことのできる製造方法を提供覆ることである。
質を右Ｊ゛る複合材料を能率良＜ ｌｌ、Ｉｊ 乃りる
ことのできる製造方法を提供覆ることである。
これらの目的は、本発明によれば、炭化クイ累小イス力
の集合体であって、直径１５０μ以上の非繊維化粒子含
有率が５ｗｔ％以下であり、炭化ケイ素ボイス力のカリ
密１工［が０ 、 ’０７１Ｊ／ＣＯ以上である炭化ケ
イ素ボイス力の集合体を強化材とし、アルミニウム、マ
グネシウム、スズ、銅、鉛、亜鉛、及びそれらの合金よ
りなる群Ｊ：り選択された金属をマトリックスとりる複
合材ｒｊ１、及び炭化クイ索ホーイス力の集合体であつ
゛Ｃ，肖径１ｂ０μ以十の非繊維化粒子含有率が５ｗｔ
％以下であり、炭化ケイ素ホイスカのカザ密度が０ 、
’０７ ｏ／ｃｃ以十（゛ある炭化ケイ素小イス力の
集合体を用意し、該集合体をその圧縮強度が０ 、５
ｋＱ／ １１１１９以上となるＪ：う処即し、これを鋳
型内に配置し、該鋳型内にアルミニウム、マグネシウム
、スズ、銅、鉛、曲鉛、及びイれらの合金Ｊ−りなるＢ
Ｙより選択された金属の溶湯を汗渇し、該溶湯を前記鋳
型内にて如月しつつ凝固さける複合材料の製造方法によ
っ（達成される。
の集合体であって、直径１５０μ以上の非繊維化粒子含
有率が５ｗｔ％以下であり、炭化ケイ素ボイス力のカリ
密１工［が０ 、 ’０７１Ｊ／ＣＯ以上である炭化ケ
イ素ボイス力の集合体を強化材とし、アルミニウム、マ
グネシウム、スズ、銅、鉛、亜鉛、及びそれらの合金よ
りなる群Ｊ：り選択された金属をマトリックスとりる複
合材ｒｊ１、及び炭化クイ索ホーイス力の集合体であつ
゛Ｃ，肖径１ｂ０μ以十の非繊維化粒子含有率が５ｗｔ
％以下であり、炭化ケイ素ホイスカのカザ密度が０ 、
’０７ ｏ／ｃｃ以十（゛ある炭化ケイ素小イス力の
集合体を用意し、該集合体をその圧縮強度が０ 、５
ｋＱ／ １１１１９以上となるＪ：う処即し、これを鋳
型内に配置し、該鋳型内にアルミニウム、マグネシウム
、スズ、銅、鉛、曲鉛、及びイれらの合金Ｊ−りなるＢ
Ｙより選択された金属の溶湯を汗渇し、該溶湯を前記鋳
型内にて如月しつつ凝固さける複合材料の製造方法によ
っ（達成される。
かかる木５れ明にＪ：る複合材料及びその製造方法によ
れば、アルミニウム合金などが強度や耐摩耗１１１など
に（◎れだ炭化ケイ素ホイス）Ｊの集合体に−Ｃ強化さ
れるのＣ１引張り強さや耐摩耗性などの機械的性質に優
れた複合材料を１［することかできる。
れば、アルミニウム合金などが強度や耐摩耗１１１など
に（◎れだ炭化ケイ素ホイス）Ｊの集合体に−Ｃ強化さ
れるのＣ１引張り強さや耐摩耗性などの機械的性質に優
れた複合材料を１［することかできる。
本発明の複合材料に於て使用される強化材は強度及び剛
性などに優れた炭化ケイ素ホーイス力の集合体である。
性などに優れた炭化ケイ素ホーイス力の集合体である。
しかし炭化ケイ素ボイス力の集合体中にはイの製法」−
人なり小なり’ＩＩ楳紺化粒子が含まれてＡ５す、これ
らの非れ１１Ｅ化粒子は゛（−の硬さ１−ＩＶ（５’Ｏ
ＣＩ＞が１ ’Ｏ’Ｏ’Ｏ以上であり、Ｊ、たイの人き
さも白径数μのＩＭ化ケイ素ボイスカに比べ数十〜数百
μと非常に大きいものである１、この７ｊめかかる非繊
維化粒子を含有する炭化ケイ素小イス力の集合体を強化
材とづる複合材料は加１性が非常に悪く、それに当接し
て相対的に１；１１動りる相手部材を過剰に摩耗したり
、更には非繊維化粒子がマトリックスより脱落すること
により相手部材にス）Ｊツフィングなどの弊害を発生さ
Ｕることがある。
人なり小なり’ＩＩ楳紺化粒子が含まれてＡ５す、これ
らの非れ１１Ｅ化粒子は゛（−の硬さ１−ＩＶ（５’Ｏ
ＣＩ＞が１ ’Ｏ’Ｏ’Ｏ以上であり、Ｊ、たイの人き
さも白径数μのＩＭ化ケイ素ボイスカに比べ数十〜数百
μと非常に大きいものである１、この７ｊめかかる非繊
維化粒子を含有する炭化ケイ素小イス力の集合体を強化
材とづる複合材料は加１性が非常に悪く、それに当接し
て相対的に１；１１動りる相手部材を過剰に摩耗したり
、更には非繊維化粒子がマトリックスより脱落すること
により相手部材にス）Ｊツフィングなどの弊害を発生さ
Ｕることがある。
従って本発明の一つの詐細な特徴にＪ：れば、これらの
問題を解決リベく、炭化クイ素ホイスカ集合体中に含ま
れる直径１５０μ以上の比較的大きい非繊維化粒子の含
有率は５ｗｔ％以下、好ましくは３ｗｔ％以下、更に好
ましくはｉｗｔ％以下に相持され、従って本発明によれ
ば、従来の同種の複合材料に比して加工性及び相手材に
対する摩擦摩耗特性に優れた複合材料を得ることができ
る。尚炭化ケイ素ボイス力集合体中に含まれる非繊維化
粒子の総■も１’Ｑｗｔ％以下、好ましくは５ ｗｔ％
以下に抑えられることが望ましい。
問題を解決リベく、炭化クイ素ホイスカ集合体中に含ま
れる直径１５０μ以上の比較的大きい非繊維化粒子の含
有率は５ｗｔ％以下、好ましくは３ｗｔ％以下、更に好
ましくはｉｗｔ％以下に相持され、従って本発明によれ
ば、従来の同種の複合材料に比して加工性及び相手材に
対する摩擦摩耗特性に優れた複合材料を得ることができ
る。尚炭化ケイ素ボイス力集合体中に含まれる非繊維化
粒子の総■も１’Ｑｗｔ％以下、好ましくは５ ｗｔ％
以下に抑えられることが望ましい。
本発明の他の一つの詳細な！ｌｉ徴によれば、上述の如
く種々の優れた特徴を右する炭化ケイ素小イス力の特徴
を活かし、これにより引張り強さや耐摩耗性などに優れ
た複合材料を製造づべく、炭化クイ索ホイスカのカサ密
度は０ 、 ’０７ ｇｎｃｅ以上、好ましくは（１１
Ｑ／ＣＣ以上どされる。
く種々の優れた特徴を右する炭化ケイ素小イス力の特徴
を活かし、これにより引張り強さや耐摩耗性などに優れ
た複合材料を製造づべく、炭化クイ索ホイスカのカサ密
度は０ 、 ’０７ ｇｎｃｅ以上、好ましくは（１１
Ｑ／ＣＣ以上どされる。
また１匁化ケイ素ボイスカ集合体を強化材としアルミニ
ウム合金などをマ（ヘリックスどする複合材（′；１を
製造する方法どしては、炭化クイ素ホイスカが均一に充
填された複合材料を能率良く製造することができ、また
必要に応じて所定の部位のみを局部的に複合化し得ると
いう点から高庄鋳造法の６１１き加圧＃ｌｊ造法が優れ
ている。かかる加圧鋳造法に於て（まマトリックス金属
の溶湯が高圧にて加圧されることにより強化繊維集合体
の個々の繊組間に浸透せしめられるので、強化繊維集合
体は７１〜リツクス金属溶揚より受ける圧縮力に耐え１
ｑる圧縮強度を有していなければなｌうない。さもなく
ば強繊維集合体が圧縮変形し、所定部位に所定密度にて
強化繊卸を充ｂＴｊするごとができなくなる。
ウム合金などをマ（ヘリックスどする複合材（′；１を
製造する方法どしては、炭化クイ素ホイスカが均一に充
填された複合材料を能率良く製造することができ、また
必要に応じて所定の部位のみを局部的に複合化し得ると
いう点から高庄鋳造法の６１１き加圧＃ｌｊ造法が優れ
ている。かかる加圧鋳造法に於て（まマトリックス金属
の溶湯が高圧にて加圧されることにより強化繊維集合体
の個々の繊組間に浸透せしめられるので、強化繊維集合
体は７１〜リツクス金属溶揚より受ける圧縮力に耐え１
ｑる圧縮強度を有していなければなｌうない。さもなく
ば強繊維集合体が圧縮変形し、所定部位に所定密度にて
強化繊卸を充ｂＴｊするごとができなくなる。
従って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、炭
化ケイ素ボイスカ集合体は７１−リツクス金属溶潟より
受（ノる圧縮力に耐えｑｔするよう、その圧縮強さが０
．５ｋＣＩ／唾２以上、好ましくは０．８ｋｇ／１．．
１９以上どされる。
化ケイ素ボイスカ集合体は７１−リツクス金属溶潟より
受（ノる圧縮力に耐えｑｔするよう、その圧縮強さが０
．５ｋＣＩ／唾２以上、好ましくは０．８ｋｇ／１．．
１９以上どされる。
かくして炭化クイ素ホイスカ集合体の圧縮強度を向上、
さｌ゛る一つの手段として、炭化ケイ素ボイス力のカザ
密１哀を高くし、炭化クイ素ホイスカ自身の剛性により
その集合体の圧縮強度を向上させることも考えられるが
、比較的高温の７トリツクス金属溶渇に曝されてもその
結合力を失うことのない無１幾質バインダーにより炭化
クイ素ホイスカの個々の繊維を結合させることにＪ、す
、イの集合体の圧縮強度を上述の好ましい値にりること
が好ましい。
さｌ゛る一つの手段として、炭化ケイ素ボイス力のカザ
密１哀を高くし、炭化クイ素ホイスカ自身の剛性により
その集合体の圧縮強度を向上させることも考えられるが
、比較的高温の７トリツクス金属溶渇に曝されてもその
結合力を失うことのない無１幾質バインダーにより炭化
クイ素ホイスカの個々の繊維を結合させることにＪ、す
、イの集合体の圧縮強度を上述の好ましい値にりること
が好ましい。
かかる無機質バインダーとしては乾燥により固化づるコ
ロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、水ガラス、セメ
ント、リン酸アルミナ水溶液などが好ｊ：シク、これら
の無機質バインダーはそれらの無１幾貿バインダー中に
炭化ケイ素ボイス力の集合体を分散さｌ、その混合液を
攪拌し、その混合液中の炭化ケイ素小イス力を真空成形
法、圧縮成形法、押出し成形法などににって炭化ケイ素
小イス力集合体どし、更にそれを乾燥又は焼成すること
ににり炭化ケイ素小イス力に適用されてよい。
ロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、水ガラス、セメ
ント、リン酸アルミナ水溶液などが好ｊ：シク、これら
の無機質バインダーはそれらの無１幾貿バインダー中に
炭化ケイ素ボイス力の集合体を分散さｌ、その混合液を
攪拌し、その混合液中の炭化ケイ素小イス力を真空成形
法、圧縮成形法、押出し成形法などににって炭化ケイ素
小イス力集合体どし、更にそれを乾燥又は焼成すること
ににり炭化ケイ素小イス力に適用されてよい。
１０し無（本質バインダーが炭化ケイ素小イスカ集合体
中に多１７）に含ま汁−でいる場合には、マトリックス
金属と炭化ケイ素ボイス力との密着性を阻害りるので、
乾燥又は焼成された炭化り゛イ素ボイスｈ集合体中に含
まれる無（本質バインダーの量は２Ｅ）ｖｏ１％以下、
好ましくは２’０ＶＯ１％以下に制限されることが望：
ｊ、しい。
中に多１７）に含ま汁−でいる場合には、マトリックス
金属と炭化ケイ素ボイス力との密着性を阻害りるので、
乾燥又は焼成された炭化り゛イ素ボイスｈ集合体中に含
まれる無（本質バインダーの量は２Ｅ）ｖｏ１％以下、
好ましくは２’０ＶＯ１％以下に制限されることが望：
ｊ、しい。
尚、炭化クイ累ボイス力集合体の個々の炭化クイ素ボー
イス力の配向は三次元的に全くランダムであることが望
ましいが、かくして強化繊維を配向する方法は未だＯｎ
発されていない。現状ではＸ−ｙ−１直交座標に於て強
化ＩＩ！紺がｘ−ｙ平面内に於てはランダムに配向され
、ｌ軸方向に積み重ねられた状態の配向が一般的に採用
されている。がくして強化繊軒１が配向された複合月利
に／ｉ企ては、×−７平而及びｙ−ｚ平面の耐摩耗性は
ｘ−ｙの１１ｉ４摩耗性よりも（）１かに優れているが
、耐摩耗性以外の１ｉｆｔ械的性質についてはＸ方向及
びＸ方向と２方向との間には実質的な差異は生じない。
イス力の配向は三次元的に全くランダムであることが望
ましいが、かくして強化繊維を配向する方法は未だＯｎ
発されていない。現状ではＸ−ｙ−１直交座標に於て強
化ＩＩ！紺がｘ−ｙ平面内に於てはランダムに配向され
、ｌ軸方向に積み重ねられた状態の配向が一般的に採用
されている。がくして強化繊軒１が配向された複合月利
に／ｉ企ては、×−７平而及びｙ−ｚ平面の耐摩耗性は
ｘ−ｙの１１ｉ４摩耗性よりも（）１かに優れているが
、耐摩耗性以外の１ｉｆｔ械的性質についてはＸ方向及
びＸ方向と２方向との間には実質的な差異は生じない。
従って本発明にＪ、る複合材料及びぞの製造方ｖ１に於
゛（は、特に耐摩耗性に優れていることを要り−る而が
上述のｙ−ｚ平面又はＸ−Ｚ平面に相当する而どなるに
う炭化ケイ素ホイスカが配向されることが好ましい。
゛（は、特に耐摩耗性に優れていることを要り−る而が
上述のｙ−ｚ平面又はＸ−Ｚ平面に相当する而どなるに
う炭化ケイ素ホイスカが配向されることが好ましい。
以下に添ｆ」の図を参照しつつ、木ブと明を実施例につ
いて詳細に説明覆る。
いて詳細に説明覆る。
才りな」列１（粒子用ど被削性との関係し東海カーボン
株式会社製炭化クイ素ホイスカ（平均繊維径０．ｌｉμ
、平均繊維長１００μ）を水中に分散さｕｌその分散液
を１ ’ＯＯメツシュのス′ｊンレス＃ｖＪ製の網にて
濾過することにより、直径１５０μ以十の非繊維化粒子
を除去し、かくして処理され１．：炭化ケイ素ボイス力
と、未処理の炭化ライ索ホイスカどそれらの混合物を用
いて、下記の８１Ｇ・７示り一炭化り一イ幸ボイス力の
集合体へ１・〜△０を作成した。
株式会社製炭化クイ素ホイスカ（平均繊維径０．ｌｉμ
、平均繊維長１００μ）を水中に分散さｕｌその分散液
を１ ’ＯＯメツシュのス′ｊンレス＃ｖＪ製の網にて
濾過することにより、直径１５０μ以十の非繊維化粒子
を除去し、かくして処理され１．：炭化ケイ素ボイス力
と、未処理の炭化ライ索ホイスカどそれらの混合物を用
いて、下記の８１Ｇ・７示り一炭化り一イ幸ボイス力の
集合体へ１・〜△０を作成した。
表 １
１、ｌｉ ＃ｌｆ 粒子ｍ バインダー但
カサ密爪集合体 ｗｔ％ ｖｏ１％（ｗｔ％＞
＜Ｉ／ｃｃＡ ＋ Ｈｌ １３．
９ （１１） ０．’ＩＯＡ ２ ７．０
１２．ｆ３ （１０） ０．１１△Ｒ！ｉ
、０ １３．９ （１１） ０．１０△４：
１．０ １３，２（１（１，５） ０．１１Δ
５ １．（１１３，９（１１） ０．１１
Δｅ Ｏ，２１２，Ｇ （１０） ０．
１２注：）Ｋ′！−７６レ一直怪１５’Ｏμ以上の非繊
維化粒子の総ｆｆＩｔ 尚この場合、炭化クイ素ホイスカの集合（ホをそれぞれ
コ［ｌイダルシリ力中に分散させ、そのコ【〜１イダル
シリ力を攪拌し、かクシ−（炭化ケイ素ボイス力が均一
に分散されたコロイダルシリカより真空成形法ににり第
１図に示されている如く８０×（３’ＯＸ ２０ ｍ１
１１の炭化クイ索ボイス力の集合体１を形成し、更にそ
れを６０ ’Ｏ℃にて焼成することにＪ、り個々の炭化
クイ素ホイスカ２をシリノＪにて結合させ、これににり
炭（ヒケイ素ホイスカの集合体１の圧縮強度を１，８に
り／□９とした。この場合、第１図に示されている如く
、個々の炭化ケイ素ホ・イス力２はｘ−ｙ平面内に於て
はランダムに配向され、１方向に積み重ねられた状態に
配向された。
カサ密爪集合体 ｗｔ％ ｖｏ１％（ｗｔ％＞
＜Ｉ／ｃｃＡ ＋ Ｈｌ １３．
９ （１１） ０．’ＩＯＡ ２ ７．０
１２．ｆ３ （１０） ０．１１△Ｒ！ｉ
、０ １３．９ （１１） ０．１０△４：
１．０ １３，２（１（１，５） ０．１１Δ
５ １．（１１３，９（１１） ０．１１
Δｅ Ｏ，２１２，Ｇ （１０） ０．
１２注：）Ｋ′！−７６レ一直怪１５’Ｏμ以上の非繊
維化粒子の総ｆｆＩｔ 尚この場合、炭化クイ素ホイスカの集合（ホをそれぞれ
コ［ｌイダルシリ力中に分散させ、そのコ【〜１イダル
シリ力を攪拌し、かクシ−（炭化ケイ素ボイス力が均一
に分散されたコロイダルシリカより真空成形法ににり第
１図に示されている如く８０×（３’ＯＸ ２０ ｍ１
１１の炭化クイ索ボイス力の集合体１を形成し、更にそ
れを６０ ’Ｏ℃にて焼成することにＪ、り個々の炭化
クイ素ホイスカ２をシリノＪにて結合させ、これににり
炭（ヒケイ素ホイスカの集合体１の圧縮強度を１，８に
り／□９とした。この場合、第１図に示されている如く
、個々の炭化ケイ素ホ・イス力２はｘ−ｙ平面内に於て
はランダムに配向され、１方向に積み重ねられた状態に
配向された。
次いで第２図に示されている如く、炭化クイ素ホイスカ
の集合体１を鋳型３のモールド：１ヤビテイ４内に配置
し、該モールドキャビティ内に７４０′Ｇのアルミニウ
ム合金（ＪＩＳ規格八Ｃへ△）の溶湯５を注渇し、該溶
湯を鋳型３に嵌合づるプランジャ６にＪ、す１４００ｋ
ｌＪ／ａｎ９の／Ｅ力に加圧し、その加圧状態を溶湯５
が完全に凝固Ｊる＝１：で保持し、かくして外１１１’
Ｏｍｍ、高さ５ ’Ｏｍｍの円柱状の凝固体を錆清し、
更に該凝固体に対し熱処理ＴＩを施して、り′工３図に
示されている如く局部的に９２化リイ南ボイス力の集合
体１に′（複合強化された複合材ｔ５１７を製造した。
の集合体１を鋳型３のモールド：１ヤビテイ４内に配置
し、該モールドキャビティ内に７４０′Ｇのアルミニウ
ム合金（ＪＩＳ規格八Ｃへ△）の溶湯５を注渇し、該溶
湯を鋳型３に嵌合づるプランジャ６にＪ、す１４００ｋ
ｌＪ／ａｎ９の／Ｅ力に加圧し、その加圧状態を溶湯５
が完全に凝固Ｊる＝１：で保持し、かくして外１１１’
Ｏｍｍ、高さ５ ’Ｏｍｍの円柱状の凝固体を錆清し、
更に該凝固体に対し熱処理ＴＩを施して、り′工３図に
示されている如く局部的に９２化リイ南ボイス力の集合
体１に′（複合強化された複合材ｔ５１７を製造した。
この複合月利７より炭化ケイ素ボイス力の集合体にて強
化された部分Ｊ：りなる８ ’ＯＸ ８ ’ＯＸ ２０
ｍｍの切削試験片を作成した。かくして作成された各切
削試験片を超硬バイ１−を用いて切削速度１５Ｑ ＩＩ
Ｉ／ｍｉｎ 、送り速度０ 、 ’０３ ｍｍ／回転、
クーランｉ−水にて一定母の切削を行ない、その場合の
超硬バイ１−の逃げ面の摩耗１（ｌｌ１ｍ＞を測定した
。ぞの測定結果を第１図に示す。尚第４図に於Ｃ１記号
切削試験片Δ１〜ΔＧはＥ４’ｌモ″れ−ＪＴ、 Ｊ１
４の表１の繊維集合体△１〜八〇に対応している。
化された部分Ｊ：りなる８ ’ＯＸ ８ ’ＯＸ ２０
ｍｍの切削試験片を作成した。かくして作成された各切
削試験片を超硬バイ１−を用いて切削速度１５Ｑ ＩＩ
Ｉ／ｍｉｎ 、送り速度０ 、 ’０３ ｍｍ／回転、
クーランｉ−水にて一定母の切削を行ない、その場合の
超硬バイ１−の逃げ面の摩耗１（ｌｌ１ｍ＞を測定した
。ぞの測定結果を第１図に示す。尚第４図に於Ｃ１記号
切削試験片Δ１〜ΔＧはＥ４’ｌモ″れ−ＪＴ、 Ｊ１
４の表１の繊維集合体△１〜八〇に対応している。
この第４図Ｊ、す、自模１５０ ｕｌ以」−の非繊維化
粒子が比較的多量に含まれている炭化ケイ素ボイスカ集
合体Δ１及びΔ２を強化材どづる複合材料（よ、他の複
合材料に比して被剛性が著しく悪く、従って被剛性に優
れた複合月利と覆るｌこめには、直径１５ ’０１１以
上の非繊維化粒子−ａ′）ｍが５ｗｔ％以下、好ましく
は３ｗｔ％以下、更に好Ｊ：シクは１ｗｔ％以下に抑制
される必要のあることが解る。
粒子が比較的多量に含まれている炭化ケイ素ボイスカ集
合体Δ１及びΔ２を強化材どづる複合材料（よ、他の複
合材料に比して被剛性が著しく悪く、従って被剛性に優
れた複合月利と覆るｌこめには、直径１５ ’０１１以
上の非繊維化粒子−ａ′）ｍが５ｗｔ％以下、好ましく
は３ｗｔ％以下、更に好Ｊ：シクは１ｗｔ％以下に抑制
される必要のあることが解る。
実施例２（粒子ｍと引張り強さの関係）上述の実施例１
の場合と同様の要領にて下記の表２に承り炭化クイ累ホ
イスカの集合体［３１・−ＢＣを作成し、これらの炭化
グイ素ホ、ｆスカイ１２合体を強□化祠とし７アルミニ
ウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ’ＩＣ）及びマグネシウム合
金（ＪＩＳ規格ＭＣ７）を７トリツクス金屈とする複合
月利を−“ｂ圧＆６ ｍ法（溶湯温度７６０℃、加圧力
１０００ｋｇ／））にて製造した。次いでこれらの複合
月利より長さ１０’Ｏｍｍ、幅１’Ｏｍｍ、厚さ２１１
１１１の板状の引張り試験Ｊ’＋を切出し、−てれぞれ
の引張り試験１１について引張り試験を行なった。
の場合と同様の要領にて下記の表２に承り炭化クイ累ホ
イスカの集合体［３１・−ＢＣを作成し、これらの炭化
グイ素ホ、ｆスカイ１２合体を強□化祠とし７アルミニ
ウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ’ＩＣ）及びマグネシウム合
金（ＪＩＳ規格ＭＣ７）を７トリツクス金屈とする複合
月利を−“ｂ圧＆６ ｍ法（溶湯温度７６０℃、加圧力
１０００ｋｇ／））にて製造した。次いでこれらの複合
月利より長さ１０’Ｏｍｍ、幅１’Ｏｍｍ、厚さ２１１
１１１の板状の引張り試験Ｊ’＋を切出し、−てれぞれ
の引張り試験１１について引張り試験を行なった。
また比較の目的でアルミニウム合金（ＪＩＳ規格△Ｃ４
Ｃ）及びマグネシウム合金ＬＪＩＳ規格ＭＣ７）のみＪ
：りなる同一寸法の二つの引’ｒｌ’ｉり試験ハＢｏを
作成し、同様に引張り試験を行なった。
Ｃ）及びマグネシウム合金ＬＪＩＳ規格ＭＣ７）のみＪ
：りなる同一寸法の二つの引’ｒｌ’ｉり試験ハＢｏを
作成し、同様に引張り試験を行なった。
表 ２
椹肩１ 粒子ｒｉｔ バインダーｈ１ カ
リ密度集合体 Ｗ［％ ｖｏ１％（ｗｔ％）
ＭＣＣＢ ＋ １０ １８．９ （１５
） ０．６２［１２７，０１８，９（１５）
０．６２Ｂ ＊ ５．０ １８．９
（１５） ０．＋３２１３４ ３．０
１８．０ （１５） ０．６２８ ｓ
１，０ １８，９ （１５） ０．（ｉ２
１３ ｅ Ｃ０２１８，９（１５） ０
，６２汀：粒子ｍ−直径１５０μ以上の非れ（相生粒子
の総量 この引張り試験の結果を第５図に承り。尚第５図に於て
、引張り試験片Ｂ＋”−Ｂｅはそれぞれ上掲の表２の繊
組集合体Ｂｌ〜Ｂ６に対応しておりまた実線はアルミニ
ウム合金を７１−リックス金属どりる複合材料より形成
された引張り試験ハの結果を示してＪ５す、破線はマグ
ネシウム合金を７１−リックス金属とＪる複合材料にて
形成された引張り試験片の結果を示している。
リ密度集合体 Ｗ［％ ｖｏ１％（ｗｔ％）
ＭＣＣＢ ＋ １０ １８．９ （１５
） ０．６２［１２７，０１８，９（１５）
０．６２Ｂ ＊ ５．０ １８．９
（１５） ０．＋３２１３４ ３．０
１８．０ （１５） ０．６２８ ｓ
１，０ １８，９ （１５） ０．（ｉ２
１３ ｅ Ｃ０２１８，９（１５） ０
，６２汀：粒子ｍ−直径１５０μ以上の非れ（相生粒子
の総量 この引張り試験の結果を第５図に承り。尚第５図に於て
、引張り試験片Ｂ＋”−Ｂｅはそれぞれ上掲の表２の繊
組集合体Ｂｌ〜Ｂ６に対応しておりまた実線はアルミニ
ウム合金を７１−リックス金属どりる複合材料より形成
された引張り試験ハの結果を示してＪ５す、破線はマグ
ネシウム合金を７１−リックス金属とＪる複合材料にて
形成された引張り試験片の結果を示している。
この第５図より、直径１５０μ以上の非繊維化粒子が比
較的多量に含まれでいる炭化クイ素ホイスカ集合体Ｂ重
及びＢ２を強化材と′１Ｊる複合月利は、伯の複合月利
に比して引張り強さがかなり低く、従って引張り強さに
優れた複合月利とＪｏるためには、直径１５０μ以上の
非繊維化粒子の川が５ｗｔ％以下、好ましくは３ｗｔ％
以下、更に好ましくは１ｗｔ％以下に抑制される必要の
あることが解る。
較的多量に含まれでいる炭化クイ素ホイスカ集合体Ｂ重
及びＢ２を強化材と′１Ｊる複合月利は、伯の複合月利
に比して引張り強さがかなり低く、従って引張り強さに
優れた複合月利とＪｏるためには、直径１５０μ以上の
非繊維化粒子の川が５ｗｔ％以下、好ましくは３ｗｔ％
以下、更に好ましくは１ｗｔ％以下に抑制される必要の
あることが解る。
実施例３（カザ密度ど厚耗吊との関係）上述の実施例１
ど同様の要領にて下記の表３に示す炭化ケイ素小イス力
の集合体０１〜Ｃｆｌを作成し、イれらの炭化クイ素ホ
イスカ集合体を強化材としアルミニウム合金ＬＪＩＳ規
格ＡＣ８△）を７１−リツクス金属と覆る複合材料を高
圧ｖｉ造法（溶湯温度７４０℃、加圧ツノ１ ’ＯＯ’
Ｏｋ（］／♂）にて製造した。
ど同様の要領にて下記の表３に示す炭化ケイ素小イス力
の集合体０１〜Ｃｆｌを作成し、イれらの炭化クイ素ホ
イスカ集合体を強化材としアルミニウム合金ＬＪＩＳ規
格ＡＣ８△）を７１−リツクス金属と覆る複合材料を高
圧ｖｉ造法（溶湯温度７４０℃、加圧ツノ１ ’ＯＯ’
Ｏｋ（］／♂）にて製造した。
表 ３
繊維 カナ密度 粒子■ バインダー量集合体
ｇ／ｃｃ ｗｔ％ ｖｏ１％（ｗｔ％）
Ｃ＋ ０．０４ ０．７ １３．９ （
１１，０）Ｃ２０，０７０，７１２，３（９，８）Ｃ３
０，１１０，７１１，（３（９，２）Ｃ４０，ＩＧ
Ｏ，７１１，３（９，０）Ｃ５０，３５０，７１１
，０（８，７）６ １．２ ０．７ １１．０（８，７＞注二粒子
吊＝１１１径１５’０μ以上の非繊維化粒子の総量 次いでかくして製造された各複合材料より大きさが１６
Ｘ６Ｘ１’Ｏｍｍであり、その一つの面（１６Ｘ １０
ｍｍ）を試験面ど゛りるブロック試験片Ｃ＋〜Ｃｏを
作成した。また比較の目的でアルミニウム合金（ＪＩＳ
規格Ａ ＣＥ’、△）のみよりなる同一寸法のブロック
試験片Ｇｏを作成した。
ｇ／ｃｃ ｗｔ％ ｖｏ１％（ｗｔ％）
Ｃ＋ ０．０４ ０．７ １３．９ （
１１，０）Ｃ２０，０７０，７１２，３（９，８）Ｃ３
０，１１０，７１１，（３（９，２）Ｃ４０，ＩＧ
Ｏ，７１１，３（９，０）Ｃ５０，３５０，７１１
，０（８，７）６ １．２ ０．７ １１．０（８，７＞注二粒子
吊＝１１１径１５’０μ以上の非繊維化粒子の総量 次いでかくして製造された各複合材料より大きさが１６
Ｘ６Ｘ１’Ｏｍｍであり、その一つの面（１６Ｘ １０
ｍｍ）を試験面ど゛りるブロック試験片Ｃ＋〜Ｃｏを
作成した。また比較の目的でアルミニウム合金（ＪＩＳ
規格Ａ ＣＥ’、△）のみよりなる同一寸法のブロック
試験片Ｇｏを作成した。
これらのブ［１ツク試験片を順次［［−Ｗ摩擦摩耗試験
機にセットし、相手部（Ａである外径３５１１１１１１
、内径３Ｑｍｍ、幅１０ｍｍの球状黒鉛６°１鉄（ＪＩ
Ｓ規格Ｆ ＣＤ ７０ ）製の円筒試験片の外周部ど接
触ざけ、イれらの試験片の接触部に常湿（２５”Ｃ）の
潤滑？ｌｌ＋ （キ（・ツスル七−ターオイル５ Ｗ−
３０＞を供給しつつ、血圧２ ’Ｏｌ〜！１／ｎｖＱ、
滑り迷電０゜３ Ｉｌｌ／Ｓｅｃにて円筒試験片を１時
間回転さＩＬ＜）摩耗試験を行なっｌこ。
機にセットし、相手部（Ａである外径３５１１１１１１
、内径３Ｑｍｍ、幅１０ｍｍの球状黒鉛６°１鉄（ＪＩ
Ｓ規格Ｆ ＣＤ ７０ ）製の円筒試験片の外周部ど接
触ざけ、イれらの試験片の接触部に常湿（２５”Ｃ）の
潤滑？ｌｌ＋ （キ（・ツスル七−ターオイル５ Ｗ−
３０＞を供給しつつ、血圧２ ’Ｏｌ〜！１／ｎｖＱ、
滑り迷電０゜３ Ｉｌｌ／Ｓｅｃにて円筒試験片を１時
間回転さＩＬ＜）摩耗試験を行なっｌこ。
この摩耗試験の結果を第６図に承す、、尚第（５図に於
て、Ｌ半分はブロック試験片の摩耗？ｒｊ ＜摩耗痕深
さμ）を表しており、下半分は相手部祠で（１うる円筒
試験片の摩耗間（摩耗減量ｍｇ）を表しており、（へ１
軸は炭化クイ索車イス力の力１ノー密度（＜１／ＣＣ）
を表しＣいる。
て、Ｌ半分はブロック試験片の摩耗？ｒｊ ＜摩耗痕深
さμ）を表しており、下半分は相手部祠で（１うる円筒
試験片の摩耗間（摩耗減量ｍｇ）を表しており、（へ１
軸は炭化クイ索車イス力の力１ノー密度（＜１／ＣＣ）
を表しＣいる。
この第６図より、ｖＪ化ケイ素ホイスカの力υ密度がＯ
〜約０．１６０／ＣＣの範囲に於て（よ、炭化９イ素ホ
イスカのカリ密１良の増大と共にソ′１コック試験片及
び円筒試験片の摩耗用が低下し、炭化り、イ索ホイスカ
のカサ密度が約０．２ ｇ／ｃｃ以」ニに於てはブロッ
ク試験片及び円筒試験片の摩耗ＩＢは炭化クイ索ホイス
カのカリー密亀の１１７１に拘らず実７′１的に一定で
あることが解る。このことから炭化ケーで索ホイスカの
カリ−１’ｌ？度は０ 、０７ ！Ｉ／ Ｃ（ｌメ上、
りｒ マＬ、、 ＜ Ｌ；［０、１０ＩＪ／ｃｒｌ；１
．Ｊ、更ニＱｌ’ マＬ ＜ ＧＥＬＯ、ｉ ５ （Ｊ
／ Ｃに以」ゾＣあることがψ曜１、しいことが解る。
〜約０．１６０／ＣＣの範囲に於て（よ、炭化９イ素ホ
イスカのカリ密１良の増大と共にソ′１コック試験片及
び円筒試験片の摩耗用が低下し、炭化り、イ索ホイスカ
のカサ密度が約０．２ ｇ／ｃｃ以」ニに於てはブロッ
ク試験片及び円筒試験片の摩耗ＩＢは炭化クイ索ホイス
カのカリー密亀の１１７１に拘らず実７′１的に一定で
あることが解る。このことから炭化ケーで索ホイスカの
カリ−１’ｌ？度は０ 、０７ ！Ｉ／ Ｃ（ｌメ上、
りｒ マＬ、、 ＜ Ｌ；［０、１０ＩＪ／ｃｒｌ；１
．Ｊ、更ニＱｌ’ マＬ ＜ ＧＥＬＯ、ｉ ５ （Ｊ
／ Ｃに以」ゾＣあることがψ曜１、しいことが解る。
尚ごの実施例の摩耗試験と同様の摩耗試験をスデンレス
ｔＰｌ＜ＪＩＳ規格５ＬＪＳ４２０Ｊ２、硬度Ｌｌｖ
（１’Ｏｋす）−・５００ ） Ｊ、：りなる円筒試
験片を相手部材どして、またマｌ−リックスが銅合金、
スズ合金、１（）合金、亜鉛合金である点を除き上述の
実施例と同様に形成された複合月利Ｊこり切出されｌこ
ノ【−１ツク試験ハ、及び強化材がタテホ化学工業株式
会社製の炭化ケイ素小イス力（ｌ ＥＪ繊繊組０２ ｕ
、平均繊維長３０μ〉である点を除き上述の実施例と同
様に形成された複合ＩＪわＩ Ｊ、り切出されＩ、ニブ
［１ツク試Ｉｌのハについても行なったところ、第６図
に承り結果と実質的に同様の傾向を示り結果を４！７７
；。
ｔＰｌ＜ＪＩＳ規格５ＬＪＳ４２０Ｊ２、硬度Ｌｌｖ
（１’Ｏｋす）−・５００ ） Ｊ、：りなる円筒試
験片を相手部材どして、またマｌ−リックスが銅合金、
スズ合金、１（）合金、亜鉛合金である点を除き上述の
実施例と同様に形成された複合月利Ｊこり切出されｌこ
ノ【−１ツク試験ハ、及び強化材がタテホ化学工業株式
会社製の炭化ケイ素小イス力（ｌ ＥＪ繊繊組０２ ｕ
、平均繊維長３０μ〉である点を除き上述の実施例と同
様に形成された複合ＩＪわＩ Ｊ、り切出されＩ、ニブ
［１ツク試Ｉｌのハについても行なったところ、第６図
に承り結果と実質的に同様の傾向を示り結果を４！７７
；。
グＬ枠」列４（繊維集合体の圧縮強度と繊維集合体の変
形（ｎとの関係） 前述の実施例１に於て使用された炭化クイ素ホイスノＪ
と同一の炭化ケイ素小イス力を水中に分散させ、その分
散液を１００メツシコのスラ′ンレス用製の網にてａａ
過づることにＪ：す、１１°ｊ ｔＹ ｉ ５０μ以十
の非繊維化粒子を１．’Ｑｗｔ％以下に低減した。
形（ｎとの関係） 前述の実施例１に於て使用された炭化クイ素ホイスノＪ
と同一の炭化ケイ素小イス力を水中に分散させ、その分
散液を１００メツシコのスラ′ンレス用製の網にてａａ
過づることにＪ：す、１１°ｊ ｔＹ ｉ ５０μ以十
の非繊維化粒子を１．’Ｑｗｔ％以下に低減した。
かくして処理された炭化クイ素ボイスカの集合体をそれ
ぞれ温度の異なるコロイタルシリ力中に分１１シさせ、
その」ロイダルシリカを１ｕ拌し、かくしてＮ＜化ケイ
素ボイスカが均一に分散された］ロイダルシリカより真
空成形法ににす８ ’ＯＸ ８ ’ＯＸ２Ｑｍｍの繊維
集合体を二つずつ形成し、更にそれらを６００℃にで焼
成ブることにより個ノＺの炭化ケイ素ボイス力をシリカ
にて結合させ、これにより下記の表４に示されている如
き炭化ケイ素ボイス力集合体Ｄ１〜Ｄ５を作成した。
ぞれ温度の異なるコロイタルシリ力中に分１１シさせ、
その」ロイダルシリカを１ｕ拌し、かくしてＮ＜化ケイ
素ボイスカが均一に分散された］ロイダルシリカより真
空成形法ににす８ ’ＯＸ ８ ’ＯＸ２Ｑｍｍの繊維
集合体を二つずつ形成し、更にそれらを６００℃にで焼
成ブることにより個ノＺの炭化ケイ素ボイス力をシリカ
にて結合させ、これにより下記の表４に示されている如
き炭化ケイ素ボイス力集合体Ｄ１〜Ｄ５を作成した。
表 ４
れ（帷 バインダー川 圧縮強度 カリ−密度集
合体 ｖｏ１％（ｗｔ％）ｋｇ／ｒＪ１０ｇ／ＣＣ１）
＋ ３．８（３） ０，２ ０．１
５ｆ、） ２ Ｇ、３ （５） ０，５
０．１．５Ｄａ ８．８（７）
０，８ ０，１５０４ １５．１ （１２）
２，３ ０，１５Ｄ ５ ３１．５ （２
５） ５，１１ ０．１５注二粒子吊−白
径１５０μ以上の非繊ｅｆｔ化粒子の総量 次いＣ′これらの炭化クイ素ホイスカ集合体について第
１図の×方向又はＶｔｊ向の圧縮強ＴｆＩ（ｋＭｃｎＱ
）を測定した。尚この場合の圧縮強度とは炭化ケイ素ボ
イスカ集合体にプラテンにより圧縮荷重を加え、炭化ケ
イ素小イス力集合体が破壊（座屈）を生じるか又は１０
％Ｊ７． Ｌの変形を生じる時の荷■をいう。このＬ〔
線強度の測定の結果を上掲の表１に示す。
合体 ｖｏ１％（ｗｔ％）ｋｇ／ｒＪ１０ｇ／ＣＣ１）
＋ ３．８（３） ０，２ ０．１
５ｆ、） ２ Ｇ、３ （５） ０，５
０．１．５Ｄａ ８．８（７）
０，８ ０，１５０４ １５．１ （１２）
２，３ ０，１５Ｄ ５ ３１．５ （２
５） ５，１１ ０．１５注二粒子吊−白
径１５０μ以上の非繊ｅｆｔ化粒子の総量 次いＣ′これらの炭化クイ素ホイスカ集合体について第
１図の×方向又はＶｔｊ向の圧縮強ＴｆＩ（ｋＭｃｎＱ
）を測定した。尚この場合の圧縮強度とは炭化ケイ素ボ
イスカ集合体にプラテンにより圧縮荷重を加え、炭化ケ
イ素小イス力集合体が破壊（座屈）を生じるか又は１０
％Ｊ７． Ｌの変形を生じる時の荷■をいう。このＬ〔
線強度の測定の結果を上掲の表１に示す。
史に上述の汀、７１７強度δ１り定に供された炭化ケイ
素ホーイス力４、合体どイれぞれ同一の圧縮強度をイｊ
″ＩＪる他方の１．ｉＪ化クり索ホイスカ集合体Ｄ１〜
Ｄ５を強化材どし、ノ′ルミニウム合金（ＪＩＳ規格△
Ｃ七３△）を７１−リックス金Ｊ萬どりる複合材わ１を
高圧＃ｌｆ Ｊｕ法（溶？ｇｇＡ Ｉｒｊ ７６０℃、
加圧力’１６００ ｋＵ／、□９）にて製造し、しかる
接台複合材料を破断して炭化ケイ素小イス力集合体の圧
縮変形度を測定し／ｊ。この圧縮変形度の測定結果を下
記の表５に示づ。
素ホーイス力４、合体どイれぞれ同一の圧縮強度をイｊ
″ＩＪる他方の１．ｉＪ化クり索ホイスカ集合体Ｄ１〜
Ｄ５を強化材どし、ノ′ルミニウム合金（ＪＩＳ規格△
Ｃ七３△）を７１−リックス金Ｊ萬どりる複合材わ１を
高圧＃ｌｆ Ｊｕ法（溶？ｇｇＡ Ｉｒｊ ７６０℃、
加圧力’１６００ ｋＵ／、□９）にて製造し、しかる
接台複合材料を破断して炭化ケイ素小イス力集合体の圧
縮変形度を測定し／ｊ。この圧縮変形度の測定結果を下
記の表５に示づ。
表 ５
複合材料 ＃４造（麦の繊維集合体のＤ ｉｉｉ変形
度１） ＋ ５０％の変形ＩＪ ２
１０ ′！６の変形］）３
変形せず １〕４ 変形せず １）５ 変形せず この表５ 、にり、加圧鋳造により炭化クイ素ボイスカ
の集合体を強化材とする複合Ｎ判を製造づる」Ｍ合に於
−（、炭化ケイ素ホイスカ！１コ合体の圧縮変形を回避
するためには、炭化グーイ索ホイスカ集合体１７’Ｒ−
１−ＩＭ強度ヲ０ 、５ ｋ（１／、Ａｏ以上、好ｔ
Ｌ ＜ ｃａｔ ’。
度１） ＋ ５０％の変形ＩＪ ２
１０ ′！６の変形］）３
変形せず １〕４ 変形せず １）５ 変形せず この表５ 、にり、加圧鋳造により炭化クイ素ボイスカ
の集合体を強化材とする複合Ｎ判を製造づる」Ｍ合に於
−（、炭化ケイ素ホイスカ！１コ合体の圧縮変形を回避
するためには、炭化グーイ索ホイスカ集合体１７’Ｒ−
１−ＩＭ強度ヲ０ 、５ ｋ（１／、Ａｏ以上、好ｔ
Ｌ ＜ ｃａｔ ’。
８ ｋ（］／ ａ＋’程Ｋ（以」−どづ−ることが望ま
しいことが解る。
しいことが解る。
実施例５（バインダー舟と鋳造欠陥との関係１述の実施
例４の場合ど同様の要領にて無改質バインダーとしての
シリカの含有屯を種々の値に設定して上記の表６に示さ
れ（いる如き炭化クイ累ホイスカ！４ミ合体１三１〜Ｅ
８を作成（ノた。
例４の場合ど同様の要領にて無改質バインダーとしての
シリカの含有屯を種々の値に設定して上記の表６に示さ
れ（いる如き炭化クイ累ホイスカ！４ミ合体１三１〜Ｅ
８を作成（ノた。
表 ６
楊訂１ バインダー川 カリ−密度 εノ＋′造
欠陥集合体 ｖｏ１％（ｗｔ％） ｇ／ｃｃ
の有無］二 （１０（７，９）
０，１１ 無１：’２１８（１４，３）
０，１１無Ｅ３２！１（１９，９）’ ０．１１無Ｅ
日 ４ ３０（２３，８）
０．１１ イ」
ト・、 １１ （８，７） ０．９３
フＩｔ（Ｉ三 。 １９ （１！ｉ
、１） Ｏ、！１３
無１７ ２３ ＜ １８．３） ０．！＋３
微少ｆ−，２９（２３，０） ０．９３右 次いでこれらの炭化ケイ素ボイスカ１；合体を強化材と
しｊアルミニウム合金（ＪＩＳ規格八Ｃへ△）を７トリ
ツクス金属どづる複合月利をｒ！＋圧鋳造法（溶湯温１
狂７６０℃、加圧力１ ’Ｏ’０ ’Ｏｋ（］ ／唾９
）にて製造し、各複合材１′３１の断面を観察づること
により、炭化ケイ素ホイスカとアルミニウム合金との密
着不良部や＃ｈ栄の如き鋳造欠陥が存イ１リーるか否か
を観察した。この観察結果を上掲の表６に承り。
欠陥集合体 ｖｏ１％（ｗｔ％） ｇ／ｃｃ
の有無］二 （１０（７，９）
０，１１ 無１：’２１８（１４，３）
０，１１無Ｅ３２！１（１９，９）’ ０．１１無Ｅ
日 ４ ３０（２３，８）
０．１１ イ」
ト・、 １１ （８，７） ０．９３
フＩｔ（Ｉ三 。 １９ （１！ｉ
、１） Ｏ、！１３
無１７ ２３ ＜ １８．３） ０．！＋３
微少ｆ−，２９（２３，０） ０．９３右 次いでこれらの炭化ケイ素ボイスカ１；合体を強化材と
しｊアルミニウム合金（ＪＩＳ規格八Ｃへ△）を７トリ
ツクス金属どづる複合月利をｒ！＋圧鋳造法（溶湯温１
狂７６０℃、加圧力１ ’Ｏ’０ ’Ｏｋ（］ ／唾９
）にて製造し、各複合材１′３１の断面を観察づること
により、炭化ケイ素ホイスカとアルミニウム合金との密
着不良部や＃ｈ栄の如き鋳造欠陥が存イ１リーるか否か
を観察した。この観察結果を上掲の表６に承り。
この鋳造欠陥観察結果Ｊ：す、炭化り゛イ素ホイスカ集
合体の形状を所定の形状に維持するために使用される無
１幾質バインダーどしでのシリカの含有但は、複合材料
中に鋳造欠陥が生じることを回避Ｊるためには、２５ｖ
ｏ１％以下どされることが好ましく、強化機ｍｔのカリ
ー畜度が高い場合には２０ｖｏ１％以下どされることが
好Ｊ、シいことが解る。
合体の形状を所定の形状に維持するために使用される無
１幾質バインダーどしでのシリカの含有但は、複合材料
中に鋳造欠陥が生じることを回避Ｊるためには、２５ｖ
ｏ１％以下どされることが好ましく、強化機ｍｔのカリ
ー畜度が高い場合には２０ｖｏ１％以下どされることが
好Ｊ、シいことが解る。
尚無１幾ｖ！１バインダーとして＝１［１イダルアルミ
ナを用いＣ−１ｉ小の試験と同様の試験を行なったとこ
ろ、無（幾１１′１バイングーの種類に拘１うｆ、無機
質パーインダーのａｌは２５ｖｏ１％以−１・どされる
ことが好ましいことが認められた。
ナを用いＣ−１ｉ小の試験と同様の試験を行なったとこ
ろ、無（幾１１′１バイングーの種類に拘１うｆ、無機
質パーインダーのａｌは２５ｖｏ１％以−１・どされる
ことが好ましいことが認められた。
以」−に於Ｃは本発明を幾つかの実施例について詳細に
説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例がｉＴＪ
ｒｌｌｉ ｃ （ｓうることは当業者にとって明Ｉうか
であろう。
説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例がｉＴＪ
ｒｌｌｉ ｃ （ｓうることは当業者にとって明Ｉうか
であろう。
第１図乃至第３図は本発明による複合材ｎの製端方法の
実施例′１に於ける複合材料の製造工程を示１解図、第
４図は実施例１に於゛Ｃ行なわれた切削試験の結果を示
づ一グラフ、第５５図は実施例２に於（行なわれた引張
り試験の結果を示Ｊグラフ、第６図は実施例３に於て行
なわれた摩耗試験の結果を示リグラフである。 ′１・・・炭化クイ糸ホイスカの集合体、２・・・炭１
ヒケイ素小イス力、３・・・鋳型、４・・・モールドキ
ャビティ、５・・・溶湯、６・・・プランジャ、７・・
・複合材料１！ｉ 訂 出 願 人 １〜ヨタ自動
車株式会社代 理 人 弁理士 明イｉ
昌毅第３図 区 第２図 第４図 １゛噛 第５図 訊験片
実施例′１に於ける複合材料の製造工程を示１解図、第
４図は実施例１に於゛Ｃ行なわれた切削試験の結果を示
づ一グラフ、第５５図は実施例２に於（行なわれた引張
り試験の結果を示Ｊグラフ、第６図は実施例３に於て行
なわれた摩耗試験の結果を示リグラフである。 ′１・・・炭化クイ糸ホイスカの集合体、２・・・炭１
ヒケイ素小イス力、３・・・鋳型、４・・・モールドキ
ャビティ、５・・・溶湯、６・・・プランジャ、７・・
・複合材料１！ｉ 訂 出 願 人 １〜ヨタ自動
車株式会社代 理 人 弁理士 明イｉ
昌毅第３図 区 第２図 第４図 １゛噛 第５図 訊験片
Claims (4)
- （１）炭化ケイ素ボイス力の集合体ひあって、直径１５
’Ｏμ以上の非繊維化粒子含有率が５ｗｔ％以下であり
、炭化ケイ素ホイスカのカリ“１箭１σか０゜０７ ９
／ｃｃ以上である炭化ケイ晃ホイスカの集合体を強化材
どし、アルミニウム、マグネシウム、スズ、銅、鉛、亜
鉛、及びぞれらの合金Ｊ：りなるＢＹより選択された金
属を７トリツクスどする複合材料。 - （２）炭化クイ素ホイスカの集合体であって、直径１５
０μ以上の非Ｉｖｉ維化粒子含有率が５ｗｔ％以下であ
り、炭化ケイ素ボイス力の力１す密度が０゜０７ｇ／ｃ
ｃ以上である炭化ケイ素小イス力の集合・体を用意し、
該集合体をその圧縮強電が０．５？１／ａｌ＋９以上と
なるよう処理し、これを鋳型内に配置し、該鋳型内にア
ルミニウム、マグネシウム、スズ、銅、鉛、亜鉛、及び
それらの合金にりなる群より選択された金属の溶場を江
渇し、該溶場を前記鋳型内にて加圧しつつ凝固させる複
合材料の製；告方法。 - （３）特許′［請求の範囲第２項の複合材料のＩＰ！Ｊ
造方法に於て、前記炭化ケイ素ボイス力の集合体に対す
る処理は無機質バインダーにて前記炭化ケイ素ボイス力
を互いに結合さけることにＪζり行なわれることを特徴
と覆る複合材料の製造方法。 - （４）特許請求の範囲第３項の複合材料の製造方法に於
て、前記炭化ケイ素ボイス力の集合体中の前記無１幾質
バインダーの吊は２５ＶＯ１％以下であることを特徴と
する複合材料の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57179648A JPS5970736A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 複合材料の製造方法 |
| US06/536,644 US4530875A (en) | 1982-10-13 | 1983-09-28 | Silicon carbide whisker composite material with low non whisker particle content and method of manufacture thereof |
| DE8383110183T DE3370825D1 (en) | 1982-10-13 | 1983-10-12 | Silicon carbide whisker composite material with low non whisker particle content and method of manufacture thereof |
| EP19830110183 EP0108281B1 (en) | 1982-10-13 | 1983-10-12 | Silicon carbide whisker composite material with low non whisker particle content and method of manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57179648A JPS5970736A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970736A true JPS5970736A (ja) | 1984-04-21 |
| JPS6341966B2 JPS6341966B2 (ja) | 1988-08-19 |
Family
ID=16069440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57179648A Granted JPS5970736A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4530875A (ja) |
| EP (1) | EP0108281B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5970736A (ja) |
| DE (1) | DE3370825D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6267135A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 金属基複合素材および製造方法 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619537A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 無機短繊維強化金属複合材の製造法 |
| KR920008955B1 (ko) * | 1984-10-25 | 1992-10-12 | 도요다 지도오샤 가부시끼가이샤 | 결정질 알루미나 실리카 섬유강화 금속복합재료 |
| JPS61166934A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-28 | Toyota Motor Corp | 複合材料製造用短繊維成形体及びその製造方法 |
| US4699849A (en) * | 1985-07-17 | 1987-10-13 | The Boeing Company | Metal matrix composites and method of manufacture |
| US4631228A (en) * | 1985-12-16 | 1986-12-23 | Lear Siegler, Inc. | Method for making a porous rigid structure and the porous rigid structure made thereby |
| US5030397A (en) * | 1986-04-04 | 1991-07-09 | Gte Laboratories Incorporated | Method of making large cross section injection molded or slip cast ceramics shapes |
| US6447896B1 (en) * | 1986-05-05 | 2002-09-10 | Greenleaf Technology Corporation | Coated reinforced ceramic cutting tools |
| DE3719121A1 (de) * | 1987-06-06 | 1988-12-15 | Mahle Gmbh | Verfahren zur herstellung eines aluminiumkolbens mit faserverstaerkten bereichen fuer verbrennungsmotoren |
| IT1219702B (it) * | 1988-06-01 | 1990-05-24 | Nuova Samin Spa | Materiali compositi di piombo o sue leghe rinforzati con polveri e/o fibre ceramiche e usi degli stessi |
| IT1230629B (it) * | 1988-11-11 | 1991-10-28 | Nuova Samin Spa | Procedimento per la produzione di materiali compositi a matrice metallica a contenuto di rinforzo controllato |
| DK336689D0 (da) * | 1989-07-06 | 1989-07-06 | Risoe Forskningscenter | Fremstilling af materialer |
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Citations (1)
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| JPS57210140A (en) * | 1981-06-18 | 1982-12-23 | Honda Motor Co Ltd | Fiber reinfoced piston for internal combustion engine |
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| US3432295A (en) * | 1966-12-08 | 1969-03-11 | Hittman Associates Inc | Method for making oriented fiber or whisker composites |
| JPS5260222A (en) * | 1975-09-30 | 1977-05-18 | Honda Motor Co Ltd | Method of manufacturing fibre reinforced composite |
| JPS5833196B2 (ja) * | 1975-10-27 | 1983-07-18 | トウホクダイガクキンゾクザイリヨウケンキユウシヨチヨウ | タイネツセイセラミツクスフクゴウザイリヨウノセイゾウホウホウ |
| JPS5967336A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-17 | Toyota Motor Corp | 複合材料の製造方法 |
| JPS5967337A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-17 | Toyota Motor Corp | 複合材料の半溶融加工法 |
-
1982
- 1982-10-13 JP JP57179648A patent/JPS5970736A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-28 US US06/536,644 patent/US4530875A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-10-12 DE DE8383110183T patent/DE3370825D1/de not_active Expired
- 1983-10-12 EP EP19830110183 patent/EP0108281B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57210140A (en) * | 1981-06-18 | 1982-12-23 | Honda Motor Co Ltd | Fiber reinfoced piston for internal combustion engine |
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| JPS6267135A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 金属基複合素材および製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3370825D1 (en) | 1987-05-14 |
| EP0108281B1 (en) | 1987-04-08 |
| US4530875A (en) | 1985-07-23 |
| EP0108281A3 (en) | 1984-12-19 |
| JPS6341966B2 (ja) | 1988-08-19 |
| EP0108281A2 (en) | 1984-05-16 |
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