JPS60115359A - Production of composite material - Google Patents

Production of composite material

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Publication number
JPS60115359A
JPS60115359A JP22151883A JP22151883A JPS60115359A JP S60115359 A JPS60115359 A JP S60115359A JP 22151883 A JP22151883 A JP 22151883A JP 22151883 A JP22151883 A JP 22151883A JP S60115359 A JPS60115359 A JP S60115359A
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JP
Japan
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mold
porous body
molten metal
metal
composite material
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Application number
JP22151883A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Donomoto
堂ノ本 忠
Atsuo Tanaka
淳夫 田中
Masahiro Kubo
雅洋 久保
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS60115359A publication Critical patent/JPS60115359A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/02Pressure casting making use of mechanical pressure devices, e.g. cast-forging

Abstract

PURPOSE:To prevent displacement of a porous body and to produce a desired composite material without chipping, etc. of the porous body by disposing a perforated holding element on the porous body, detaining the element at the circumferential edge thereof to the inside wall surface of a casting mold and pouring the molten metal into the mold. CONSTITUTION:A compression molding 5 consisting of a porous body is preheated and is disposed in a casting mold 7. A holding plate 8 is disposed on the molding 5 and the circumferential edge thereof is press-fitted into the inside wall surface 9 of the mold 7 to fix the plate 8. A molten metal 10 is then poured into the casting mold and is pressurized by a plunger 11 to move a part of the metal 10 toward the part below the plate 8. The pressurizing state is maintained until the molten metal solidifies thoroughly. The solidified body is taken out of the inside of the mold 7 by means of a knock-out pin 12 after thorough solidification of the molten metal.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複合材料に係り、更に詳細には加圧鋳造法に
よる複合材料の製造方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to composite materials, and more particularly to a method for manufacturing composite materials by pressure casting.

従来技術 アルミニウム合金の如きマトリックス金属が各種の無機
質繊維やセラミック粒子の如き強化材にて複合強化され
た複合材料の製造方法の一つとして、強化材よりなる多
孔質体を形成し、該多孔質体を鋳型内に配置し、該鋳型
内にマトリックス金属の溶渇を注渇し、該溶湯を加圧し
つつ凝固させる所謂加圧鋳込法が知られている。
Prior Art One of the methods for manufacturing composite materials in which a matrix metal such as an aluminum alloy is compositely reinforced with reinforcing materials such as various inorganic fibers and ceramic particles is to form a porous body made of the reinforcing material, and to A so-called pressure casting method is known in which a metal body is placed in a mold, molten matrix metal is poured into the mold, and the molten metal is solidified while being pressurized.

かかる加圧鋳造法による複合材料の製造方法に於ては、
多孔質体のみかけの比重がマトリックス金属の溶湯の比
重に比してはるかに小さいため、鋳型内に多孔質体を配
置ししかる後鋳型内にマトリックス金属の溶湯を注湯す
ると、溶湯の流動作用笈び多孔質体と溶湯との間の比重
差に起因して、多孔質体が浮上ったり傾いたりして鋳型
内の所定の位置にて複合材料を形成することができなく
なったり、多孔質体が鋳型の内壁面やプランジャの表面
に衝当し、多孔質体が強化材粒子の圧縮成形体である場
合には該圧縮成形体が欠損し、多孔質体が強化繊維の成
形体である場合には強化繊維の配向状態が損われたりす
る等の不具合が生じることがある。かかる問題は、所定
の部位のみが強化材にて複合強化された複合材料部材を
製造する場合や、多孔質体の全周よりその内部にマトリ
ックス金属の溶湯が良好に浸透し得るよう、多孔質体の
体積よりもはるかに大きい容積を有する鋳型内に多孔質
体が配置される場合に特に顕著である。
In the method for manufacturing composite materials using such pressure casting method,
Since the apparent specific gravity of the porous material is much smaller than the specific gravity of the molten matrix metal, if the porous material is placed in a mold and then the molten matrix metal is poured into the mold, the flow effect of the molten metal will increase. Due to the difference in specific gravity between the porous body and the molten metal, the porous body may float or tilt, making it impossible to form a composite material at a predetermined position within the mold, or the porous body may float or tilt. If the body hits the inner wall surface of the mold or the surface of the plunger, and the porous body is a compression molded body of reinforcing material particles, the compression molded body is damaged, and the porous body is a molded body of reinforcing fibers. In some cases, problems such as the orientation of the reinforcing fibers may be impaired. This problem arises when manufacturing a composite material member in which only a predetermined region is reinforced with a reinforcing material, or when manufacturing a porous material so that the molten matrix metal can penetrate well into the interior from the entire circumference of the porous body. This is especially true when the porous body is placed in a mold that has a volume much larger than the volume of the body.

またかかる問題の発生を回避すべく、強化材よりなる多
孔質体を直接鋳型の内壁面に圧入等によって係止すると
、マトリックス金属の浸透性が悪化するだけでなく、多
孔質体の鋳型に接触する部分が圧壊したり、多孔質体に
割れが発生したりするとい−う問題が生じる。
In addition, in order to avoid such problems, if a porous body made of reinforcing material is fixed directly to the inner wall surface of a mold by press-fitting, etc., not only will the permeability of the matrix metal deteriorate, but also the porous body will come into contact with the mold. This causes problems such as crushing of the exposed parts and cracking of the porous body.

発明の目的 本発明は、加圧鋳造法による複合材料の製造方法に於け
る上述の如き問題に鑑み、かかる問題が生じることがな
いよう改善された複合材料の製造方法を提供することを
目的としている。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the method for manufacturing composite materials by pressure casting, and an object of the present invention is to provide an improved method for manufacturing composite materials so that such problems do not occur. There is.

発明の構成 かかる目的は、本発明によれば、強化材とマトリックス
金属とよりなる複合材料の製造方法にして、前記強化材
よりなる多孔質体を形成し、前記多孔質体を前記鋳型内
に配置し、前記多孔質体上にこれに当接して有孔保持要
素を配置し、前記有孔保持要素をその周縁部にて前記鋳
型の内壁面に係止し、前記鋳型内に前記マトリックス金
属の溶湯を注湯し、前記溶湯を加圧しつつ凝固させる複
合材料の製造方法によって達成される。
According to the present invention, the present invention provides a method for manufacturing a composite material comprising a reinforcing material and a matrix metal, including forming a porous body made of the reinforcing material, and placing the porous body in the mold. a perforated holding element is placed on the porous body in contact with the porous body, the perforated holding element is locked to the inner wall surface of the mold at its peripheral edge, and the matrix metal is placed in the mold. This is achieved by a method for manufacturing a composite material in which a molten metal is poured and the molten metal is solidified while being pressurized.

発明の作用及び効果 本発明によれば、鋳型内に配置された多孔質体はそれに
当接し周縁部にて鋳型の内壁面に係止された有孔保持要
素により鋳型に対し相対的に変位することが防止される
ので、多孔質体のみがけの比重とマトリックス金属の溶
湯の比重とが大ぎく相違する場合にも、また鋳型内にマ
トリックス金属の溶湯が勢いよく導入される場合にも、
鋳型内にマトリックス金属の溶湯が注湯される段階に於
て多孔質体が鋳型内にて浮上ったり傾いたりすることが
なく、これにより多孔質体の欠損等を生じることなく鋳
型内の所定の領域にて所望の複合材料を製造することが
できる。
Functions and Effects of the Invention According to the present invention, the porous body disposed in the mold is displaced relative to the mold by the perforated holding element that abuts against it and is locked to the inner wall surface of the mold at the peripheral edge. Therefore, even if the specific gravity of the porous body and the specific gravity of the molten matrix metal differ greatly, or if the molten matrix metal is introduced into the mold with force,
When the molten matrix metal is poured into the mold, the porous body does not float or tilt within the mold, and as a result, the porous body can be placed in the specified position within the mold without causing damage to the porous body. Desired composite materials can be manufactured in the range of .

尚本発明による複合材料の製造方法に於て使用される有
孔保持要素は、マトリックス金属の溶湯がそれを通過す
るに足る有孔度を有し且多孔質体に作用するマトリック
ス金属の溶湯の流動力及び浮力に抗して該多孔質体を所
定の位置に保持し得る強度を有するものであり、またマ
トリックス金属よりもはるかに高い融点を有する材料に
て形成されていることが好ましく、例えば金網、有孔金
属板、各種の無機短繊維の成形体等であってよい。
The porous retaining element used in the method for producing a composite material according to the present invention has sufficient porosity to allow the molten matrix metal to pass through it, and to prevent the molten matrix metal from acting on the porous body. It is preferably made of a material that has the strength to hold the porous body in a predetermined position against flow forces and buoyancy forces, and has a much higher melting point than the matrix metal, such as It may be a wire mesh, a perforated metal plate, a molded body of various inorganic short fibers, or the like.

また本発明による複合材料の製造方法に於ては、マトリ
ックス金属の溶湯が多孔質体内に良好に浸透し、また個
々の微細な強化材とマトリックス金属との密着性が向上
するよう、多孔質体又は微細な強化材の集合体が鋳型内
に配置されるに先立ち、多孔質体又は集合体が室温以上
、望ましくはマトリックス金属の融点以上の温度に予熱
されることが好ましい。
In addition, in the method for manufacturing a composite material according to the present invention, the porous body is prepared so that the molten metal of the matrix metal can penetrate well into the porous body, and the adhesion between each fine reinforcing material and the matrix metal is improved. Alternatively, before the fine reinforcement aggregate is placed in the mold, it is preferred that the porous body or aggregate is preheated to a temperature above room temperature, preferably above the melting point of the matrix metal.

実施例1 先ず第1図に示されている如く、円筒状の孔1を有する
型本体2と、孔1に嵌合するアッパパンチ3及びロアパ
ンチ4とよりなる圧縮成形型を用意した。次いで第1図
に示されている如く型本体2とロアパンチ4とにより郭
定される円筒状の窪5− み内に平均粒径が5μ−である22’、ioのアルミナ
粒子と無機質バインダとしてのコロイダルシリカとの混
合物を充填し1.孔1にアッパバンチ3を嵌合させ、図
には示されていないプレス装置によりアッパパンチ3と
ロアパンチ4とを互に近付く方向へ押圧することにより
、がさ密度が1.75(1/ccテある直径40mm、
、長さ30+nmの円柱状の圧縮成形体5を形成した。
Example 1 First, as shown in FIG. 1, a compression molding mold consisting of a mold body 2 having a cylindrical hole 1, an upper punch 3 and a lower punch 4 that fit into the hole 1 was prepared. Next, as shown in FIG. 1, alumina particles of 22',io with an average particle diameter of 5μ- and an inorganic binder are placed in the cylindrical depression 5 defined by the mold body 2 and the lower punch 4. Filled with a mixture of colloidal silica and 1. By fitting the upper punch 3 into the hole 1 and pressing the upper punch 3 and the lower punch 4 toward each other using a press device (not shown), the bulk density is 1.75 (1/cc). Diameter 40mm,
A cylindrical compression molded body 5 having a length of 30+nm was formed.

次いで図には示されていないが圧縮成形体5を乾燥させ
た後、大気中にて圧縮成形体5を800℃に予熱し、し
かる後第2図に示されている如く圧縮成形体5を300
℃の鋳型7内に配置した。
Next, although not shown in the figure, after drying the compression molded product 5, the compression molded product 5 is preheated to 800° C. in the atmosphere, and then the compression molded product 5 is heated as shown in FIG. 300
The mold was placed in a mold 7 at .

次いでステンレス鋼(JIS規格5LIS304)にて
形成された金網(目開き寸法21+11.線径1mm>
にて形成され外縁部が直径3mmステンレス鋼(JIs
規格5IJS304 )のリングにて補強された直径4
2mmの保持板8を圧縮成形体6上に配置し、その周縁
部を鋳型7の内壁面9に圧入することによって保持板を
固定した。
Next, a wire mesh (opening size 21 + 11. Wire diameter 1 mm) made of stainless steel (JIS standard 5 LIS304)
The outer edge is made of stainless steel (JIs) with a diameter of 3 mm.
Diameter 4 reinforced with a ring of standard 5IJS304)
A 2 mm retainer plate 8 was placed on the compression molded body 6, and its peripheral edge was press-fitted into the inner wall surface 9 of the mold 7, thereby fixing the retainer plate.

次いで第3図に示されている如く、鋳型内に56− QQcc、湯温500℃の純亜鉛(純度99.3%)の
溶湯10を注渇した。この場合純亜鉛の溶湯10はその
表面張力により保持板8上に配置された状態を維持した
。次いで第4図に示されている如く、純亜鉛の溶湯10
をプランジャ11により1500 kc+/♂の圧力に
て加圧し、溶湯10の一部を保持板8の下方へ移動させ
、その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。
Next, as shown in FIG. 3, a 56-QQcc molten metal 10 of pure zinc (purity 99.3%) at a temperature of 500 DEG C. was poured into the mold. In this case, the pure zinc molten metal 10 remained placed on the holding plate 8 due to its surface tension. Next, as shown in FIG. 4, pure zinc molten metal 10
was pressurized at a pressure of 1500 kc+/♂ by the plunger 11, a part of the molten metal 10 was moved below the holding plate 8, and the pressurized state was maintained until the molten metal completely solidified.

溶湯が完全に凝固した後、ノックアウトビン12によっ
て鋳型7内より凝固体を取出した。その凝固体を軸線に
沿って切断したところ、アルミナ粒子にて複合強化され
た純亜鉛よりなる粒子分散複合材料が保持板8の下方の
所定の位置にて形成されており、圧縮成形体の欠損等の
不具合も認められなかった。
After the molten metal was completely solidified, the solidified material was removed from the mold 7 using the knockout bottle 12. When the solidified body was cut along the axis, a particle-dispersed composite material made of pure zinc reinforced with alumina particles was formed at a predetermined position below the retaining plate 8, and the compression molded body was damaged. No other defects were observed.

また上述の如く形成された複合拐料に於ては、純亜鉛の
マトリックス中にアルミナ粒子が均一に分布しており、
アルミナ粒子と純亜鉛マトリックスとの密着も良好であ
った。
In addition, in the composite material formed as described above, alumina particles are uniformly distributed in the matrix of pure zinc.
Adhesion between the alumina particles and the pure zinc matrix was also good.

実施例2 長さ301!lIのアルミナ繊維13(繊維径20μm
1デュポン社111FPファイバ)を一方向に配向して
体積率が50%になるよう束ね、これを無機質バインダ
としてのコロイダルシリカにて固定することにより、直
径40fflI111長さ30IIlliの円柱状のm
l成形体14を形成した。次いで図には示されていない
が繊維成形体14を乾燥させた後、大気中にて繊維成形
体14を800℃に予熱し、しかる後第6図に示されて
いる如く加圧室15aと成形室151)とを有する鋳型
15(型温250℃)の成形室151)内に配置した。
Example 2 Length 301! lI alumina fiber 13 (fiber diameter 20 μm
1 DuPont 111FP fibers) are oriented in one direction and bundled so that the volume ratio is 50%, and by fixing this with colloidal silica as an inorganic binder, a cylindrical m with a diameter of 40fflI111 and a length of 30IIlli is made.
A molded body 14 was formed. Next, although not shown in the figure, after drying the fiber molded body 14, the fiber molded body 14 is preheated to 800° C. in the atmosphere, and then, as shown in FIG. The mold 15 (mold temperature: 250° C.) was placed in a molding chamber 151) having a molding chamber 151).

次いで繊維成形体14の上端に当接した状態にて加圧室
15aの底壁上に直径60mm、厚さ21+1111の
炭素鋼(JIS規格515C)製の保持板16を配置し
、その周縁部を加圧室15aの内壁面に圧入づ゛ること
によって保持板16を固定した。この場合保持板16は
第9図に示されている如く、−辺22mmの正方形の各
頂点、各辺の中点、及び中心に配置された直径5ffl
I11の孔16aを9個有していた。
Next, a holding plate 16 made of carbon steel (JIS standard 515C) with a diameter of 60 mm and a thickness of 21+1111 is placed on the bottom wall of the pressurizing chamber 15a in contact with the upper end of the fiber molded body 14, and its peripheral edge is The holding plate 16 was fixed by being press-fitted into the inner wall surface of the pressurizing chamber 15a. In this case, as shown in FIG.
It had nine holes 16a of I11.

次いで第7図に示されている如く、鋳型15の加圧室1
5a及び成形室15b内に500cc、l温750℃の
アルミニウム合金LJIS規格AC4C)の溶湯17を
注渇し、第8図に示されている如く該溶湯をプランジャ
18により1500k。
Next, as shown in FIG. 7, the pressurizing chamber 1 of the mold 15 is
5a and molding chamber 15b, 500 cc of molten metal 17 of aluminum alloy (LJIS standard AC4C) with a temperature of 750° C. was poured into the molding chamber 15b, and the molten metal was heated to 1500 k by plunger 18 as shown in FIG.

/alの圧力にて加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に
凝固するまで保持した。溶湯が完全、に凝固した後、ノ
ックアウトビン19によって鋳型15内より凝固体を取
出した。その凝固体を軸線に沿って切断したところ、ア
ルミナ繊維にて複合強化されたアルミニウム合金よりな
る繊維強化金属複合材料が保持板16より下方の成形室
15b内の所定の位置にて形成されており、アルミナ繊
維は軸線に沿って一方向に良好に配向されており、アル
ミナ繊維とアルミニウム合金マトリックスとの密着も良
好であることが認められた。
A pressure of /al was applied, and the pressurized state was maintained until the molten metal completely solidified. After the molten metal was completely solidified, the solidified material was removed from the mold 15 using a knockout bottle 19. When the solidified body was cut along the axis, it was found that a fiber-reinforced metal composite material made of an aluminum alloy compositely reinforced with alumina fibers was formed at a predetermined position in the molding chamber 15b below the holding plate 16. It was found that the alumina fibers were well oriented in one direction along the axis, and that the adhesion between the alumina fibers and the aluminum alloy matrix was also good.

実施例3 長さ60IIIIllのアルミナ繊維20(繊維径20
μIll ’tデュポン社製FPファイバ)を一方向に
配向して体積率が50%になるように束ね、これを無機
質バインダとしてのケイ酸ソーダにて固定する一〇− ことにより、第10図に示されている如く、直径4Qm
m、長ざ60Il111+の円柱状の繊維成形体21を
形成した。次いで図には示されていないが繊維成形体2
1を乾燥させた後、大気中にて繊維成形体21を800
℃に予熱し、しかる後第11図に示されている如く、成
形室22aとリセス22bとを有する下型22と、下型
22と共働して成形室22aと連通する加圧室23aを
郭定する上型23とよりなる鋳型24(型温300℃)
を用意し、型開き状態にて、下型22の成形室22a内
に繊維成形体21を配置した。
Example 3 Alumina fiber 20 (fiber diameter 20
DuPont's FP fibers) are oriented in one direction and bundled so that the volume ratio is 50%, and this is fixed with sodium silicate as an inorganic binder to form the structure shown in Figure 10. As shown, diameter 4Qm
A cylindrical fiber molded body 21 with a length of 60Il111+ was formed. Next, although not shown in the figure, the fiber molded body 2
After drying the fiber molded body 21 in the atmosphere,
℃, and then, as shown in FIG. 11, a lower mold 22 having a molding chamber 22a and a recess 22b, and a pressurizing chamber 23a that cooperates with the lower mold 22 and communicates with the molding chamber 22a are formed. Upper mold 23 to be defined and mold 24 (mold temperature 300°C)
was prepared, and the fiber molded body 21 was placed in the molding chamber 22a of the lower mold 22 with the mold opened.

次いで体積率10%にて実質的に三次元ランダムにて配
向されたアルミナ−シリカ短繊維(イソライト・パフコ
ック・耐火株式会社製「カオウール」と無機質バインダ
としてのコロイダルシリカとの混合物を成形して乾燥さ
せることにより形成された直径80IIIII11厚さ
7IllIIlの保持板25を、繊維成形体21の上端
に当接した状態にて下型22のリセス22b内に配置し
、下型22上に上型23を配置して型締めすることによ
り、保持板25−10−8 を上型23と下型22との間に固定した。
Next, a mixture of alumina-silica short fibers oriented in a substantially three-dimensional random manner at a volume fraction of 10% ("Kaowool" manufactured by Isolite Puffcock Fireproof Co., Ltd.) and colloidal silica as an inorganic binder was molded and dried. The retaining plate 25 having a diameter of 80III11 and a thickness of 7IllIIl is placed in the recess 22b of the lower mold 22 in contact with the upper end of the fiber molded body 21, and the upper mold 23 is placed on the lower mold 22. By arranging and clamping the molds, the holding plate 25-10-8 was fixed between the upper mold 23 and the lower mold 22.

次いで第12図に示されている如く、鋳型24の加圧室
23a内に600cc、1温750℃のアルミニウム合
金(JIS規格AC4C)の溶湯26を江湖した。この
場合溶場26はその表面張力により保持板25上にて加
圧室23a内に貯容された状態を維持した。次いで第1
2図に示されている如く、加圧室23aに嵌合するプラ
ンジャ27により溶湯26を1500k(J/alt1
!の圧力にて加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固
するまで保持した。溶湯が完全に凝固した後、ノックア
ウトビン28によって鋳型24内より凝固体を取出した
。その凝固体を軸線に沿って切断したところアルミナ繊
維にて複合強化されたアルミニウム合金よりなる繊維強
化金属複合材料が保持板25の下方の成形室22a内の
所定の位置にて形成されており、アルミナ繊維は軸線に
沿って一方向に良好に配向されており、アルミナ繊維と
アルミニウム合金マトリックスとの密着も良好であるこ
とが認められた。
Next, as shown in FIG. 12, 600 cc of molten aluminum alloy (JIS standard AC4C) 26 was poured into the pressurizing chamber 23a of the mold 24 at a temperature of 750°C. In this case, the melt field 26 remained stored in the pressurizing chamber 23a on the holding plate 25 due to its surface tension. Then the first
As shown in Fig. 2, the molten metal 26 is heated at 1500 k (J/alt1
! The pressurized state was maintained until the molten metal completely solidified. After the molten metal was completely solidified, the solidified material was removed from the mold 24 using the knockout bottle 28. When the solidified body was cut along the axis, a fiber-reinforced metal composite material made of an aluminum alloy compositely reinforced with alumina fibers was formed at a predetermined position in the molding chamber 22a below the holding plate 25. It was found that the alumina fibers were well oriented in one direction along the axis, and that the adhesion between the alumina fibers and the aluminum alloy matrix was also good.

実施例4 先ず上述の実施例3に於て使用された鋳型24と同一の
鋳型(型温300℃)を用意し、図には示されていない
が、下型22の成形室22a内に平均粒径が10μmで
ある37.7aのマグネシア粒子を充填することにより
、成形室22a内にて直径40+nn+、長さ601I
1mの円柱状に成形した。
Example 4 First, a mold identical to the mold 24 used in Example 3 described above (mold temperature 300°C) was prepared, and although not shown in the figure, an average amount of By filling magnesia particles of 37.7a with a particle size of 10 μm, a diameter of 40+nn+ and a length of 601I is formed in the molding chamber 22a.
It was molded into a 1 m column.

次いで体積率10%にて実質的に三次元ランダムにて配
向されたアルミナ短繊維(I CI株式会社製)「サフ
ィール」と無機質バインダとしての]ロイダルシリカと
よりなる混合物を成形し乾燥させることにより形成され
た直径80Ill…、厚さ7+++mの保持板を成形室
22a内に充填されたマグネシア粉末の成形体の上傾に
当接した状態にてリセス221)内に配置し、下型22
上に上型23を配置することにより、保持板を上型23
と下型22との間に固定した。
Next, a mixture of alumina short fibers (manufactured by ICI Corporation) "Saphir" (manufactured by ICI Corporation) oriented in a substantially three-dimensional random manner at a volume fraction of 10% and loidal silica as an inorganic binder was molded and dried. A retaining plate having a diameter of 80Ill and a thickness of 7+++m is placed in the recess 221) in contact with the upward slope of the molded body of magnesia powder filled in the molding chamber 22a, and the lower mold 22
By placing the upper mold 23 on top of the upper mold 23, the holding plate
and the lower mold 22.

次いで鋳型24の加圧室23a内に600 cc。Next, 600 cc was placed in the pressurizing chamber 23a of the mold 24.

1i750℃のアルミニウム合金(JIS規格AC4C
)を注湯した。この場合アルミニウム合金の溶湯はその
表面張力により保持板上にて加圧室23a内に貯容され
た状態を維持した。次いでプランジャ27によりアルミ
ニウム合金の溶湯を150’Okg/♂の圧力にて加圧
し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまぐ保持した
。溶湯が完全に凝固した後、ノックアウトビン28によ
って鋳型24内より凝固体を取出した。その凝固体を軸
線に沿って切断したところ、マグネシア粒子にて複合強
化されたアルミニウム合金よりなる粒子分散複合材料が
サフイール成形体の保持板より下方の成形室22a内の
所定の位置にて形成されており、マグネシア粒子は全く
加圧室23aは移動しておらず、マグネシア粒子がアル
ミニウム合金のマトリックス中に均一に分布しており、
マグネシア粒子とアルミニウム合金マトリックスとの密
着も良好であることが認められた。尚マグネシア粒子の
かさ密疫は1.25g/ccであった。
1i750℃ aluminum alloy (JIS standard AC4C
) was poured. In this case, the molten aluminum alloy remained stored in the pressurizing chamber 23a on the holding plate due to its surface tension. Next, the molten aluminum alloy was pressurized at a pressure of 150 kg/♂ by the plunger 27, and the pressurized state was maintained until the molten metal completely solidified. After the molten metal was completely solidified, the solidified material was removed from the mold 24 using the knockout bottle 28. When the solidified body was cut along the axis, a particle-dispersed composite material made of aluminum alloy reinforced with magnesia particles was formed at a predetermined position in the molding chamber 22a below the holding plate of the Safir molded body. The magnesia particles do not move into the pressurizing chamber 23a at all, and the magnesia particles are uniformly distributed in the aluminum alloy matrix.
It was also found that the adhesion between the magnesia particles and the aluminum alloy matrix was good. The bulk density of the magnesia particles was 1.25 g/cc.

以上に於て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13− の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
Although the present invention has been described in detail with reference to several embodiments above, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art that

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第4図は本発明による複合材料の製造方法の
一つの実施例の製造工程を示す解図的断面図、第5図乃
至第8図は本発明による合金の製造方法の他の一つの実
施例の製造工程を示す解図、第9図は第5図乃至第8図
に示された実施例に於て使用された保持板を示す平面図
、第10図乃至第12図は本発明による複合材料の製造
方法の更に他の一つの実施例の製造工程を示す解図であ
る。 1・・・孔、2・・・型本体、3・・・アッパパンチ、
4・・・ロアパンチ、5・・・圧縮成形体、7・・・鋳
型、8・・・保持板、9・・・内壁面、10・・・純亜
鉛の溶湯、11・・・プランジャ、12・・・ノックア
ウトピン、13・・・圧縮成形体、14・・・繊維成形
体、15・・・鋳型、15a・・・加圧室、15b・・
・成形室、16・・・保持板、16a・・・孔、17・
・・アルミニウム合金の溶湯、18・・・プランジャ、
19・・・ノックアウトピン、20・・・アルミナ繊維
、21・・・[1成形体、22・・・下型。 14− 22a・・・成形室、22b・・・リセス、23・・・
上型。 23a・・・加圧室、24・・・鋳型、25・・・保持
板、26・・・アルミニウム合金の溶湯、27・・・プ
ランジャ。 28・・・ノックアウトピン 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 明 石 昌 毅 15− 第1図 第 2 図 第5図 第6図 第 9 第7図 第8図 へ 第101” 3 .16
1 to 4 are schematic sectional views showing the manufacturing process of one embodiment of the method for manufacturing a composite material according to the present invention, and FIGS. 5 to 8 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of another embodiment of the method for manufacturing an alloy according to the present invention. An illustration showing the manufacturing process of one embodiment, FIG. 9 is a plan view showing the retaining plate used in the embodiment shown in FIGS. 5 to 8, and FIGS. 10 to 12 are It is an explanatory view showing the manufacturing process of yet another example of the method for manufacturing a composite material according to the present invention. 1... Hole, 2... Mold body, 3... Upper punch,
4... Lower punch, 5... Compression molded body, 7... Mold, 8... Holding plate, 9... Inner wall surface, 10... Molten metal of pure zinc, 11... Plunger, 12 Knockout pin, 13... Compression molded body, 14... Fiber molded body, 15... Mold, 15a... Pressure chamber, 15b...
・Molding chamber, 16... Holding plate, 16a... Hole, 17.
... Molten aluminum alloy, 18... Plunger,
19... Knockout pin, 20... Alumina fiber, 21... [1 molded body, 22... Lower mold. 14- 22a...molding chamber, 22b...recess, 23...
Upper mold. 23a... Pressurizing chamber, 24... Mold, 25... Holding plate, 26... Molten aluminum alloy, 27... Plunger. 28...Knockout pin Patent applicant Toyota Motor Corporation Representative Patent attorney Masa Akashi 15- Figure 1 Figure 2 Figure 5 Figure 6 Figure 9 Figure 7 Figure 8 Go to Figure 101" 3. 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 強化材とマトリックス金属とよりなる複合材料の製造方
法にして、前記強化材よりなる多孔質体を形成し、前記
多孔質体を鋳型内に配置し、前記多孔質体上にこれに当
接して有孔保持要素を配置し、前記有孔保持要素をその
周縁部にて前記鋳型の内壁面に係止し、前記鋳型内に前
記マトリックス金属の溶湯を注渇し、前記溶湯を加圧し
つつ凝固させる複合材料の製造方法。
A method for producing a composite material made of a reinforcing material and a matrix metal, comprising forming a porous body made of the reinforcing material, placing the porous body in a mold, and abutting the porous body on the porous body. A perforated holding element is arranged, a peripheral edge of the perforated holding element is locked to the inner wall surface of the mold, the molten metal of the matrix metal is poured into the mold, and the molten metal is solidified while being pressurized. Method of manufacturing composite materials.
JP22151883A 1983-11-25 1983-11-25 Production of composite material Pending JPS60115359A (en)

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