JPS6015061A - 繊維強化金属複合材料の製造方法 - Google Patents
繊維強化金属複合材料の製造方法Info
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- JPS6015061A JPS6015061A JP12359583A JP12359583A JPS6015061A JP S6015061 A JPS6015061 A JP S6015061A JP 12359583 A JP12359583 A JP 12359583A JP 12359583 A JP12359583 A JP 12359583A JP S6015061 A JPS6015061 A JP S6015061A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/09—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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】
この発明は、繊紐強イし金!′7Y複合拐料の製造y)
法に関りる、。
法に関りる、。
袖強繊釘1でン1〜リクス金属を強化してなる繊維強化
金属複合祠わI(以下、F RIVIという)は、金属
のみからなる4A料にくらべて比強度−一す比弾性率が
高く、しかも耐熱性が良好て゛あることから、いろいろ
4【分ψfCifにlされ−Cいる。
金属複合祠わI(以下、F RIVIという)は、金属
のみからなる4A料にくらべて比強度−一す比弾性率が
高く、しかも耐熱性が良好て゛あることから、いろいろ
4【分ψfCifにlされ−Cいる。
そのよう/i l:: RMを製造する方法(、Lいろ
いろあるか、近11−1主とし−CC製造スス−が安い
という理由で、高圧鋳造法と呼ばれる方法が注[]され
るJ、うになってきた。
いろあるか、近11−1主とし−CC製造スス−が安い
という理由で、高圧鋳造法と呼ばれる方法が注[]され
るJ、うになってきた。
高圧鋳造法は、型の中に配置した補強繊維の集合体に7
1−リクス金属の溶湯を加圧、含浸Jることにより、上
記補強lllffとマl〜リクス金屈どを複合し、成形
するものである。このとさ、型はイの全イイーが成形温
度に加熱さh (いて、注さ゛込/v tご(rり湯を
型に嵌合するプランジャーc Ill It するよう
にし−Cいる。しかしながら、かがる従来の方法は、以
下において説明するような欠点を有している。
1−リクス金属の溶湯を加圧、含浸Jることにより、上
記補強lllffとマl〜リクス金屈どを複合し、成形
するものである。このとさ、型はイの全イイーが成形温
度に加熱さh (いて、注さ゛込/v tご(rり湯を
型に嵌合するプランジャーc Ill It するよう
にし−Cいる。しかしながら、かがる従来の方法は、以
下において説明するような欠点を有している。
ツなわら、上記従来の方法は、型全体を成形福、1度に
加熱しているので、その(ん1度が71−リクス(C屈
の融点に応じた適正な値(clしがし11−確に辛11
持されていないと、高強瓜、高弾1で1な[−1り〜1
が41Iられない。つまり、型の涜1世がi”5 リさ
ると、IJII汀口“1に型とプランシレーの間隙がら
溶湯が1115き出し、溶湯に加わる圧力が減って補強
繊組の集合イホに1分はいり込まなくなる。また、)チ
に型の調度が低ずぎると1、型とブランシト−の間隙か
ら溶湯がof)き出すことはないものの、溶湯の濡度降
1・が♀く起こり1さ、袖強繊肩1の集合体に十分には
いり込まないうちに固化してしまう。したがって、従来
の1ノ法にA3いU l;l 、成形にあたり、型全体
の温度をマトリクス金属の融点に応じた適正な値に、し
か−し正確に雇持しでおく必要があるが、その温度とマ
トリクス金屈の融点との間には、マi・リクス金属の種
類が変わってbいつも成立づるJ、うな一定の関係があ
るわIJではなく、実験的に見い出すG:[かは41い
のて・大変めlυどうである。しか−51型全体を一定
の温度に正確に維持づること自体、型が小さい場合はと
もかく極めてガしいことであり、高強磨、高弾性で、し
かもいつも一定の品質のFRMを得ること番、1大変困
難である。また、型全体を加熱づると、電力費などのラ
ンニングコストも高くなる。
加熱しているので、その(ん1度が71−リクス(C屈
の融点に応じた適正な値(clしがし11−確に辛11
持されていないと、高強瓜、高弾1で1な[−1り〜1
が41Iられない。つまり、型の涜1世がi”5 リさ
ると、IJII汀口“1に型とプランシレーの間隙がら
溶湯が1115き出し、溶湯に加わる圧力が減って補強
繊組の集合イホに1分はいり込まなくなる。また、)チ
に型の調度が低ずぎると1、型とブランシト−の間隙か
ら溶湯がof)き出すことはないものの、溶湯の濡度降
1・が♀く起こり1さ、袖強繊肩1の集合体に十分には
いり込まないうちに固化してしまう。したがって、従来
の1ノ法にA3いU l;l 、成形にあたり、型全体
の温度をマトリクス金属の融点に応じた適正な値に、し
か−し正確に雇持しでおく必要があるが、その温度とマ
トリクス金屈の融点との間には、マi・リクス金属の種
類が変わってbいつも成立づるJ、うな一定の関係があ
るわIJではなく、実験的に見い出すG:[かは41い
のて・大変めlυどうである。しか−51型全体を一定
の温度に正確に維持づること自体、型が小さい場合はと
もかく極めてガしいことであり、高強磨、高弾性で、し
かもいつも一定の品質のFRMを得ること番、1大変困
難である。また、型全体を加熱づると、電力費などのラ
ンニングコストも高くなる。
この発明の目的は、従来の方法の上記欠点を解決し、型
の渇tqを(う厳密にコン1ヘロールしなく−Cも、1
111強磨、高弾性で、かついつ−bはぼ一定の品質の
F’ RM 4v、IrA漬づることができ、しかもラ
ンニング]ストが女い、Fl(Mの製造方法を提供Jる
にある。
の渇tqを(う厳密にコン1ヘロールしなく−Cも、1
111強磨、高弾性で、かついつ−bはぼ一定の品質の
F’ RM 4v、IrA漬づることができ、しかもラ
ンニング]ストが女い、Fl(Mの製造方法を提供Jる
にある。
上記目的を達成するために、この発明におい−Cは、型
の中に配置した補強繊維の集合体に71〜リクス金属の
溶湯を加圧、含浸して前記補強繊刺[どマトリクス金属
とを複合し、成形するにあたり、縦長の型を用い、かつ
その型の、前記補強繊維の集合体の配置部分のみを成形
W、 1.IJに加熱覆ることを特徴−とする、繊維強
化金属複合祠1゛31の製造方l。
の中に配置した補強繊維の集合体に71〜リクス金属の
溶湯を加圧、含浸して前記補強繊刺[どマトリクス金属
とを複合し、成形するにあたり、縦長の型を用い、かつ
その型の、前記補強繊維の集合体の配置部分のみを成形
W、 1.IJに加熱覆ることを特徴−とする、繊維強
化金属複合祠1゛31の製造方l。
が提供される。
この発明の方法を耳軸に説明覆るに、この発明において
は、第1図(概略縦断面図)に示づように、やや縦長の
成形用型(割り型)1を使用する。
は、第1図(概略縦断面図)に示づように、やや縦長の
成形用型(割り型)1を使用する。
そして、この型1の1・部に補強11iIfflの集合
体2を収容、配置する。上記型1には、補強繊維の集合
体2を配置している下部のみを積極的に加熱り゛る加熱
装置3が付設され−(い−で、ぞの下部のみを、後述す
る71−リクス金属の、好ましくは融点下100℃から
融点上200℃の範囲のイエ意の氾庶に加熱することか
できるようになっている。したがって、加熱装置3が設
置されていないtHq 1の土部は、1[1に1部から
の熱す、: Hlのみによって加熱され、下部J、リム
かなり低い温度になっている。この上部の温度は、好J
しくはマトリクス金属の副1点下50”・400 ’に
の範囲である。下部からの熱伝導が人さく、I一部の渇
庶が高くなりり゛ぎるような場合には、型′1の長さを
もつと長くしたり、」:部に、たとえば水冷に置などの
冷却装置をイリ設°りればよい。
体2を収容、配置する。上記型1には、補強繊維の集合
体2を配置している下部のみを積極的に加熱り゛る加熱
装置3が付設され−(い−で、ぞの下部のみを、後述す
る71−リクス金属の、好ましくは融点下100℃から
融点上200℃の範囲のイエ意の氾庶に加熱することか
できるようになっている。したがって、加熱装置3が設
置されていないtHq 1の土部は、1[1に1部から
の熱す、: Hlのみによって加熱され、下部J、リム
かなり低い温度になっている。この上部の温度は、好J
しくはマトリクス金属の副1点下50”・400 ’に
の範囲である。下部からの熱伝導が人さく、I一部の渇
庶が高くなりり゛ぎるような場合には、型′1の長さを
もつと長くしたり、」:部に、たとえば水冷に置などの
冷却装置をイリ設°りればよい。
次に、−1記!−11の中に、71ヘリクス金属の溶湯
を注き込む。このとKのマトリクス金属の温度は、その
マトリクス金屈の融点から、融点以上250°C程麿の
範囲であるのが好ましい。
を注き込む。このとKのマトリクス金属の温度は、その
マトリクス金屈の融点から、融点以上250°C程麿の
範囲であるのが好ましい。
次に、型1にプランジャー4を1■含し、200〜20
00 K <J /cn12の圧力で溶湯を加圧して補
強繊維の型全体2に含浸し、複合化Jる。このとき、型
′1の下部は、マトリクス金属が補強繊維の集合体2に
−1分はいり込む温度、つまり成形湯度に加熱されてい
るので、補強繊維とマトリクス金属どの良好な複合化を
達成ぐき、一方、型1の上部は、[記成形温度J、りも
低い温度、好ましくはマトリクス金属の融点+50へ・
’I OO”Cまでのf?iM度に維持されているから
、3141とプランジ(1−4との間隙にはいり込んだ
溶湯は急速に玲え、その間隙から型1の外に噴き出号口
とがない。
00 K <J /cn12の圧力で溶湯を加圧して補
強繊維の型全体2に含浸し、複合化Jる。このとき、型
′1の下部は、マトリクス金属が補強繊維の集合体2に
−1分はいり込む温度、つまり成形湯度に加熱されてい
るので、補強繊維とマトリクス金属どの良好な複合化を
達成ぐき、一方、型1の上部は、[記成形温度J、りも
低い温度、好ましくはマトリクス金属の融点+50へ・
’I OO”Cまでのf?iM度に維持されているから
、3141とプランジ(1−4との間隙にはいり込んだ
溶湯は急速に玲え、その間隙から型1の外に噴き出号口
とがない。
次に、マトリクス金属が固化りるのを1ぜド)゛(、成
形体、つまりF RMを型1から取り出J0第2図(概
略縦断面図)は、j、り一層1■艮の1〜′J1を使用
し、その型1のは【、[中央部に補強繊維の集合体2を
配置し、その集合(A 2を型1の1・部に■合した下
型5で支えるようにしIごムの(゛ある。
形体、つまりF RMを型1から取り出J0第2図(概
略縦断面図)は、j、り一層1■艮の1〜′J1を使用
し、その型1のは【、[中央部に補強繊維の集合体2を
配置し、その集合(A 2を型1の1・部に■合した下
型5で支えるようにしIごムの(゛ある。
これによれば、型1の下部も−1分低い渇1立、好まし
く曝第1図におりる型1の」一部の温度にすることが可
能となり、型1の下部から溶湯が1111さ出りことを
も防止することかできる。
く曝第1図におりる型1の」一部の温度にすることが可
能となり、型1の下部から溶湯が1111さ出りことを
も防止することかできる。
上記において、型の下部に設(ノる加熱装rrゞI(,
1、ニクロム線、カンタル線などの抵抗線を使用した抵
抗加熱装置や、高周波などによる誘導加熱装置、都市ガ
スやプロパンガスなどを使用した燃焼加熱装置などであ
ってよい。なかでcつ、簡便C1しかも昇温速度の速い
誘導加熱装置が好ましい。これらの1111熱装置は、
型の、袖強緘キ1[の配置部分のみを成形(ムa 19
−に1」(1灸tl iJれば3」、いの(゛あるから
、化較的小さ4「容F11のL)のC′よく、ワンニン
グコストが安い。
1、ニクロム線、カンタル線などの抵抗線を使用した抵
抗加熱装置や、高周波などによる誘導加熱装置、都市ガ
スやプロパンガスなどを使用した燃焼加熱装置などであ
ってよい。なかでcつ、簡便C1しかも昇温速度の速い
誘導加熱装置が好ましい。これらの1111熱装置は、
型の、袖強緘キ1[の配置部分のみを成形(ムa 19
−に1」(1灸tl iJれば3」、いの(゛あるから
、化較的小さ4「容F11のL)のC′よく、ワンニン
グコストが安い。
?+li強繊訂1は、F RMの補強繊維どして通常使
用される、たとえば、炭素繊維、炭化ケイ系繊維、アル
1ミノ斥銭ξ((、)ノルミプーシリカ繊維、ボ(」ン
繊摩(1、金属組肩1のJ、うなしのである。これらの
補強繊II l、L 、連級縄第11の形で使用したり
、短繊肩1やミルドツノ・イバー、ウィスカーの形で使
用づる。連続繊肩]の場合、−h向に互に11e hか
゛つシート状に引き揃えたりのを繊屓(蝉1がnに交差
するように積層じ)、−リ、だ;し物に形成しC積層し
たりして集合体を形成する。、こ1′シらは、通常、型
に入れる前に、成形潤度て分解(16右機質バインダー
、たとえばポリメノルメタクリレ−1へなどを使用して
集合体に形!戊される。また、9jj繊刺1やミルトノ
j!イバー、ウィスカーの場合には、イのまま型の中に
充更しく集合1本を115成しくbよく、あるいは右1
幾貿バインダーで!ill状に結ン)して集合体を形成
した後に型に入れるようにし−Cもよい。あ1ミ)かし
め集合体を形成して型に入れる場合、イのよ34、入れ
て6」、く、予熱して入れてもよい。
用される、たとえば、炭素繊維、炭化ケイ系繊維、アル
1ミノ斥銭ξ((、)ノルミプーシリカ繊維、ボ(」ン
繊摩(1、金属組肩1のJ、うなしのである。これらの
補強繊II l、L 、連級縄第11の形で使用したり
、短繊肩1やミルドツノ・イバー、ウィスカーの形で使
用づる。連続繊肩]の場合、−h向に互に11e hか
゛つシート状に引き揃えたりのを繊屓(蝉1がnに交差
するように積層じ)、−リ、だ;し物に形成しC積層し
たりして集合体を形成する。、こ1′シらは、通常、型
に入れる前に、成形潤度て分解(16右機質バインダー
、たとえばポリメノルメタクリレ−1へなどを使用して
集合体に形!戊される。また、9jj繊刺1やミルトノ
j!イバー、ウィスカーの場合には、イのまま型の中に
充更しく集合1本を115成しくbよく、あるいは右1
幾貿バインダーで!ill状に結ン)して集合体を形成
した後に型に入れるようにし−Cもよい。あ1ミ)かし
め集合体を形成して型に入れる場合、イのよ34、入れ
て6」、く、予熱して入れてもよい。
マトリクス金属は、たとえば、ラフルミ−ラム、マグネ
シウム、チタン、ニラクル、銅、錫、♀1)、亜鉛など
や、これらの少なくとし1種を主成分とづ”る合金のよ
うなものである。。
シウム、チタン、ニラクル、銅、錫、♀1)、亜鉛など
や、これらの少なくとし1種を主成分とづ”る合金のよ
うなものである。。
次に、この発明の方法を実施例に塁づいCさらに詳細に
説明する。
説明する。
実施例
内径3Qmm、長さ500m口1の第2図にし」、りよ
うな円筒状の割り金型を使用し、中央R1〜I O(’
l nvの部分ニ、fflす100mmの東し株式会2
1 ’に’J 炭W: 4M t’ll゛トレカ” M
40を、その繊維軸が型の艮千lJ向になるように揃
えて充1iし、その部分のみを高周波誘導加熱によって
約600 ”Cに1111熱した。このとき、型の上端
および下端の渇匪は、でれそれ約450℃、420℃に
なっていIこ。
うな円筒状の割り金型を使用し、中央R1〜I O(’
l nvの部分ニ、fflす100mmの東し株式会2
1 ’に’J 炭W: 4M t’ll゛トレカ” M
40を、その繊維軸が型の艮千lJ向になるように揃
えて充1iし、その部分のみを高周波誘導加熱によって
約600 ”Cに1111熱した。このとき、型の上端
および下端の渇匪は、でれそれ約450℃、420℃に
なっていIこ。
次に、星の中にアルミニウム合金(JIS △C4,C
)の溶湯(温度750℃)を?1さ込/、 t、110
、プランジ\・−を使用して上記溶湯に約500 K
g/cm2の几力を加え、゛1〜レカ″と複合した。こ
のどさ、型とjランジ17−の間隙部分からの?Ft
&の噴き出しくま令く認められなかった。
)の溶湯(温度750℃)を?1さ込/、 t、110
、プランジ\・−を使用して上記溶湯に約500 K
g/cm2の几力を加え、゛1〜レカ″と複合した。こ
のどさ、型とjランジ17−の間隙部分からの?Ft
&の噴き出しくま令く認められなかった。
アルミ−ラム合金が1・−1化リイ)のを1Uf−J
’(、型から成形体、つJ、 i′)F RMを取り出
した。
’(、型から成形体、つJ、 i′)F RMを取り出
した。
次に、1配置−RMから、長さ50m+n、幅IQmm
、厚さ2mmの試験1−!lを切り出し、この試験片に
つい(3点曲げ試験を行ったところ、曲げ弾痕は約14
0 K g / mm;!であった。また、上記試験片
の切断面を)に学、顕微鏡で観察したどころ、補強繊組
とζll−リクス金属とが極めて良好に複合しでおり、
i1〜イド1.fどの欠陥は認められなかった。
、厚さ2mmの試験1−!lを切り出し、この試験片に
つい(3点曲げ試験を行ったところ、曲げ弾痕は約14
0 K g / mm;!であった。また、上記試験片
の切断面を)に学、顕微鏡で観察したどころ、補強繊組
とζll−リクス金属とが極めて良好に複合しでおり、
i1〜イド1.fどの欠陥は認められなかった。
第1図(13J、げ’A+2図は、それぞれ異なる形状
の型を使用しく(−の発明の方法を実施している様子を
示11概略縦IJ7i面図(−ある。 1:型 2:ン山強繊粁1の集合1本 3:加熱装置 4:プランジA・− 5:下型
の型を使用しく(−の発明の方法を実施している様子を
示11概略縦IJ7i面図(−ある。 1:型 2:ン山強繊粁1の集合1本 3:加熱装置 4:プランジA・− 5:下型
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 型の中に配”Vl シフ〔補強繊維の集合体に71〜リ
クス金属の溶湯を加圧、含浸して前記補強繊維ど71〜
リクス↑属と4・複合し、成形りるにあたり、縦長のハ
リを用い、かつその型の、前記補強繊維の集合イホの配
置部分のみを成形温度に加熱することを14i徴どづる
、繊維強化金属複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12359583A JPS6015061A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12359583A JPS6015061A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6015061A true JPS6015061A (ja) | 1985-01-25 |
Family
ID=14864497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12359583A Pending JPS6015061A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6015061A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62165874A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-22 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
US4738298A (en) * | 1985-07-04 | 1988-04-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting cylinder block blanks made of light alloy |
US4766944A (en) * | 1985-06-21 | 1988-08-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting fiber-reinforced metal body |
US8485591B2 (en) | 2010-05-10 | 2013-07-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Front vehicle body structure |
-
1983
- 1983-07-07 JP JP12359583A patent/JPS6015061A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4766944A (en) * | 1985-06-21 | 1988-08-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting fiber-reinforced metal body |
US4738298A (en) * | 1985-07-04 | 1988-04-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting cylinder block blanks made of light alloy |
JPS62165874A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-22 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
US8485591B2 (en) | 2010-05-10 | 2013-07-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Front vehicle body structure |
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