JPS60191652A - セラミツクス−金属複合鋳造体とその製造法 - Google Patents

セラミツクス−金属複合鋳造体とその製造法

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JPS60191652A
JPS60191652A JP4733084A JP4733084A JPS60191652A JP S60191652 A JPS60191652 A JP S60191652A JP 4733084 A JP4733084 A JP 4733084A JP 4733084 A JP4733084 A JP 4733084A JP S60191652 A JPS60191652 A JP S60191652A
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中川 義弘
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隆 橋本
Hiroaki Katayama
片山 博彰
Takeru Morikawa
長 森川
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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
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/02Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属とセラミックスとの複合体及びその製造
法に係わり、より詳しくは、鋳造金属内に多、I′Lν
1のセラミックス成型体が埋入されたモノに関する。
円ijl状1ノ、物において、外表面から内表面−・の
熱伝導を少なくする必要のある場合、例えば断F:!!
 l:1−ラの外殻として円筒4に鋳物を用いる場合、
この外殻の表面と内面との中間に金属よりjJ>伝導率
の小さい拐料が11りるまれておればその要求を?Zi
足することができる。
従来、この種の複合材の製造方法とし7て2、金属を鋳
造するとぎセラミックス粒子を溶湯金屈乙こ懸濁して鋳
造する方法、又セラミックス粉体中に溶湯金属を含浸さ
せる方法、セラミックス繊キ1[の膜を鋳ぐるむ方法等
がある。しかし、大型の製品には適用し難く、また量産
を前提とした工業伯製造法としても適さない点があった
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、工業
的生産性及び品質に優れたセラミックス−金属複合鋳造
体とその製造法を提供するものモあり、その特徴とする
ところは、第1の発明としては、金属鋳造体内に多孔質
のセラミックス成型体が層状に埋入されると共に該成型
体の空隙に鋳造金属が浸透してなる点、第2の発明とし
ては、複合鋳造体の形状が円筒状の場合の製造法であっ
て、遠心力鋳造用金型内に、該金型の内面と一定間隙を
隔てて多孔質の円筒状セラミックス成型体を装着し、溶
湯金属を該成型体の内面に注湯しiiI記間隔、セラミ
ックス成型体の空隙及び該成型体の内面側に溶湯金属を
遠心力鋳造する点にある。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
第1図1、■は、本発明の円筒状のセラミックス−金属
複合鋳造体1を示し、該鋳造体1はその外面と内面との
中間に、多孔質の円筒状セラミックス成型体が埋入され
ると共に該成型体の空隙に鋳造金属が浸透した埋入層2
を有し、かつ該埋入層2の外側、内側には、埋入層2の
鋳造金属と同種又は異種の鋳造金属で、埋入層2の鋳造
金属と冶金的に一体形成された外層3及び内層4を有し
ている。
セラミックス成型体の材質は、Al2O2、Zrob、
BedXTiC,、SiC,TiN、、Si3N4等の
酸化物、ケイ化物、窒化物、金属炭化物、ポウ化物が用
いられる。また、これらのセラミックス材は、目的の断
熱性(熱伝導率)、金属とのぬれ性、熱膨張係数、強度
等を句心して選択される。
セラミックス成型体の気孔率は20〜80%とし、気孔
径は50 pan〜2關程度にする。20%未満では後
述する鋳造金属の溶湯の浸透が不充分となり、一方80
%を越えると強度不足で取り扱いが難しくまた断熱効果
が少ない。尚、望ましくは30%以上とする。
また、セラミックス成型体の肉厚は、製品の直径にもよ
るが2〜30IIm程度が好ましい。2IIIi未満で
は断熱効果が少なくかつ強度が不足し取り扱い上球があ
り、一方30II11を越えると、溶湯金属が全範囲に
亘り浸透し難いからである。
このような多孔質セラミックス成型体は、ウレタンフオ
ームを用いて容易に形成することができる。即ち、所望
の形状のウレタンフオームに微粒子状のセラミックスに
水等を混合して作成した泥状のセラミックスを浸透・付
着さセで、乾燥・焼成して、ウレタンを焼失させて得る
ことができる。
また、50pm〜1mmのセラミックス粒子に熱可塑性
結合剤を混合し、成型・焼成して得る方法もある。
セラミックス成型体の空隙に浸透し、かつ冶金的に一体
化した外層3または内層4に用いる鋳造金属の材質とし
ては、鋳鉄、鋳鋼、銅合金、アルミニウム等の非鉄金属
を挙げることができるが、複合鋳造体の用途、使用目的
により適宜選択される。例えば、耐熱性の必要な場合は
耐熱鋳鋼材が、耐摩耗性の必要な場合は合金鋳鉄材が、
軽さの必要な場合、はアルミ系合金材が選択される。
また、要求特性によっては、外N3と内層4とを別種の
金属材質で構成してもよく、例えば、外N3を耐摩耗鋳
鉄とし、内層4を耐食性ステンレス鋳鋼とする場合を例
示できる。この場合、埋入層2の鋳造金属の材質として
は、外層3又は内層4のいずれかの’km’r4質とす
ればよい。
このように、多孔質のセラミ・ノクス成型体とその空隙
に浸透された鋳造金属により構成された埋入層2は、そ
の外側および内側を所望の鋳造金属で形成された外層3
、内層4とによって挟まれ、かつ夫々の鋳造金属が冶金
的に一体化されているので、セラミックス成型体2と外
層3又は内層4とは剥離し稚くかつ複合鋳造体の強度の
低下を防止できる。
第2図は、本発明の第2実施例であり、円筒状のセラミ
ックス−金属複合鋳造体5の内部に、円筒状のセラミッ
クス成型体に鋳造金属が浸透して形成された埋入層6が
軸方向に断続して配設されている。複合鋳造体が長尺で
あって、これに埋入される円筒状セラミックス成型体を
一体で製造するのが困難な場合に斯る構造にすればよい
。また、複合鋳造体の長さ方向に部分的に断熱性に差を
付けたい場合にも有効である。図中7は外層、8は内層
である。
第3図は、本発明の第3実施例であり、円柱状のセラミ
ックス−金属複合鋳造体9を示している。
この場合、埋入層10は、外層11と中実部12との間
に形成されている。
第4回は、本発明の第4実施例であり、板状のセラミッ
クス−金属複合鋳造体13を示し、板状のセラミックス
成型体に鋳造金属が浸透した埋入層14の表裏全面に亘
り、表層15と裏Jfi16とか形成されている。
第5図は、本発明の第5実施例であり、埋入層18が1
1ji続状に表層19と裏層20との間に配設された板
状のセラミックス−金属複合鋳造体17である。
次に、第1図■、Hに示した本発明のセラミックス−金
属複合鋳造体1の製造法につき詳述する。
第6図に示すように、遠心力鋳造用金型21内に、咳金
型21の内面と一定間隙を隔てるべく、スペーサ22を
適宜弁して、予め製作された既述の円筒状セラミックス
成型体23を装着し、その両端を砂型ハンド24で固定
する。前記スペーサ22は、鋳造金属と同月質のものを
使用することが好ましい。次に、前記金型21を所定の
回転にした後、注湯用樋゛25から前記成型体23の内
面に所望の金属/8湯を、必要な肉厚を形成すべく注湯
する。
注湯に際して、セラミックス成型体23を500〜11
00°Cに予熱しておくことが望ましい。溶湯金属の該
セラミックス成型体23への浸透が容易で、また健全な
製品が得られ易いからである。また、注湯時の金型回転
数は、外表面でのC’NOが大きくなるほど良好でG1
00〜G200が適当である。尤も、装置強度が許すな
らばそれ以上でもよい。また、/8湯の1〃込温度は、
1JT1富の鋳込温度より高くした方か、溶湯がセラミ
ックス成型体23に浸透容易となり好適である。
注湯された溶湯は、多孔質のセラミックス成型体23を
通り、遠心力鋳造用金型21とセラミックス成型体23
との間隙に充填されて外層3が形成され、次に該成型体
23中にも含浸され埋入N2が形成され、更に残りの溶
湯で内層4が形成される。
尚、第6図では横型遠心力鋳造法の適用の場合について
説明したが、立型又は傾斜型遠心力鋳造法でも同様であ
る。
このように溶湯金属の鋳造に際して遠心力鋳造法を適用
すれば、セラミ・ノクス成型体23の厚さ、気孔率に応
して、金型回転数を変えるだけで/8湯の浸透・通過を
容易ムこ制御できて好適である。
第4図及び第5図に示す板状のセラミ・ノクスー金属複
合鋳遺体13・17の製造は、底面か平板状の箱型金型
に、スペーサを介して、予め製作されノこ板状のセラし
、クス成型体を載置し、所望の溶湯金属を所期の肉厚に
形成すべく圧力下で置注鋳造すればよい。
次に、具体的実施例を掲げて説明する。
外形φ300×内j%φ240 mm、肉厚3011I
Iの1折熱ローラ用外殻の製造実施例 1、外形ψ280 mm、厚さ7mmのアルミナ製多孔
質セラミックス成型体(気孔率70〜80%、気孔1条
300〜400即)を遠心力鋳造用金型内にスペーサを
介してセットし、その両端を砂型ハントで固定した後、
該金型をG +qoで180となるよう回転させた。
2、次に、鋳造用全屈として下記成分の高クロム鋳鉄/
8湯を通常の鋳込めぬ度より高くして1510°Cで、
前記成型体の内面に鋳込んだ。
記 溶湯成分(wt%、残f(15実質的にPe)3、
 その結果、鈷遺体の中間に、前記セラミックス成型体
の空隙にl咎湯金属が浸透した埋入層か形成された複合
鋳造体が得られた。
以上説明したように、本発明のセラミックス−金属複合
鋳造体は、金属鋳造体内に断;:J4性に優れる多孔質
のセラミックス成型体か層状に埋入されると共に該成型
体の空隙に鋳造金属が浸透してなる埋入層を有するので
、断熱性に優れると共にセラミックス成型体と鋳造金属
とが剥離し難り、又強度的にも優れる。更に、埋入層の
前後が鋳造金属で覆われているので、鋳造体の溶接、加
工による組立、焼ばめ等の施工が容易である。
また、本発明の複合鋳造体の製造法は、遠心力鋳造用金
型内に、該金型の内面と一定間隙を隔°Cて多孔質の円
筒状セラミックス成型体を装着し、溶湯金属を該成型体
の内面に注湯し前記間隔、セラミックス成型体の空隙及
び該成型体の内面側に溶湯金属を遠心力鋳造するので、
セラミックス成型体の厚さ、気孔率に応じて、前記金型
の回転を変えるだけで容易に鋳造金属の浸透・通過を可
能とすることができ、又工業的生産性に優れる。このよ
うに、本発明のセラミックス−金属複合鋳造体及びその
製造法は、産業上の利用価値及び工業的生産手段として
の価値は著大である。
【図面の簡単な説明】
i1図、I、■は本発明のセラミックス−金属複合鋳造
体の第1実施例であって、第1図1は縦断面図、第1図
nは横断面図であり、第2図は同第2実施例の縦断面図
、第3図は同第3実施例の横断面図、第4図は同第4実
施例の斜視図、第5図は同第5実施91Jの斜視図、第
6図は本発明製造法に係る製造装置の概略を示す断面図
である。 l・5・9・13・17・・・セラミックス−金属複合
鋳造体、2・6・lO・14・18・・・埋入層、;(
・7・11・・・外層、4・8・・・内層、12・・・
中実部、15・19・・・表層、16・20・・・裏層
、21・・・遠心力鋳造用金型、22・・・スペーサ、
23・・・セラミックス成型体、24・・・砂型ハンド
、25・・・注湯用樋。 特許出願人 久保口」鉄工株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、金属鋳造体内に多孔質のセラミックス成型体が層状
    に埋入されると共に該成型体の空隙に鋳造金属が浸透し
    てなる埋火層を有することを特徴とするセラミックス−
    全1.9S複合鋳造体。 2、セラミックスが金属炭化物、ホウ化物、酸化物又は
    ゲイ化物であり、gM造金屈か鋳鉄、紡鉗1、非鉄金ル
    i又はその合金材である特許請求の範囲第1項記・戊の
    セラミックス−金属複合鋳造体。 3、金属鋳造体は少なくとも2種の金属か層状に一体紡
    造されてなる特許請求の範囲第i 1fj記載のセラミ
    ックス−金属複合鋳造体。 4、多孔質のセラミックス成型体は、その気孔率か20
    〜80%である特許請求の範囲第1Jn記載のセラミッ
    クス−金属複合鋳造体。 5、遠心力鋳造用金型内に、該金型の内面と一定間隙を
    隔てて多孔質の円愉状セラミックス成型体を装着し、溶
    湯金属を詔成型体の内面に注湯し前記間隔、セラミック
    ス成型体の空隙及び該成型体の内面側に溶湯金属を遠心
    力紡造ミ1−るごとを特徴とするセラミックス−金属複
    合1j、j遺体の製造法。
JP4733084A 1984-03-12 1984-03-12 セラミツクス−金属複合鋳造体とその製造法 Granted JPS60191652A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4906035A (en) * 1987-12-02 1990-03-06 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Automatic locking device for trunk lid of motor vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6099474A (ja) * 1983-11-04 1985-06-03 Toyota Motor Corp 複合材料部材の製造方法

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