JPS6021306A - 複合強化部材の製造方法 - Google Patents
複合強化部材の製造方法Info
- Publication number
- JPS6021306A JPS6021306A JP12834483A JP12834483A JPS6021306A JP S6021306 A JPS6021306 A JP S6021306A JP 12834483 A JP12834483 A JP 12834483A JP 12834483 A JP12834483 A JP 12834483A JP S6021306 A JPS6021306 A JP S6021306A
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- Japan
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- alloy
- casting
- sintering
- molten
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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】
本発明は部分的に強化された部材、特にアルミニウム合
金製部材の製造方法に関する。
金製部材の製造方法に関する。
アルミニウム合金は軽量であるとともに放熱性に優れる
ため、内燃機関のシリンダーヘッドなど各種部材として
広く用いられている。一方、シリンダーヘッドなどにあ
っては特に高強度、高剛性及び高耐熱性が要求される部
分があり、斯る部位を部分的に強化する必要がある。
ため、内燃機関のシリンダーヘッドなど各種部材として
広く用いられている。一方、シリンダーヘッドなどにあ
っては特に高強度、高剛性及び高耐熱性が要求される部
分があり、斯る部位を部分的に強化する必要がある。
このため従来にあっては、強化する所定の部分に鉄系焼
結材、Ｆ’Ｃ材なとの部品の圧入性の手段が採られてい
るが、加工及び圧入等の工程が複雑化する傾向がある。
結材、Ｆ’Ｃ材なとの部品の圧入性の手段が採られてい
るが、加工及び圧入等の工程が複雑化する傾向がある。
また単一工程で強化する方法として繊維強化金属（１”
ｌ（Ｍ）を用いて複合強化する手段が考えられるが、Ｉ
＝’ ＲＭを用いて複合強化する場合には強化繊維或い
は強化粒子を適量且つ適切な配列状態としなければなら
ず、そのため一般には強化繊維等を樹脂によって固めて
所定形状体とし、この成形体を鋳造用金型内にセットし
、鋳造直前又は鋳造時に昇温さぜ、固定剤として使用し
た樹脂をガス体として成形体から排除し、この排除した
部分に溶湯を充填して複合強化するようにしている。
ｌ（Ｍ）を用いて複合強化する手段が考えられるが、Ｉ
＝’ ＲＭを用いて複合強化する場合には強化繊維或い
は強化粒子を適量且つ適切な配列状態としなければなら
ず、そのため一般には強化繊維等を樹脂によって固めて
所定形状体とし、この成形体を鋳造用金型内にセットし
、鋳造直前又は鋳造時に昇温さぜ、固定剤として使用し
た樹脂をガス体として成形体から排除し、この排除した
部分に溶湯を充填して複合強化するようにしている。
しかしながら、上記の方法による場合には先ず樹脂によ
って所定形状の成形体を作成すること自体難しく、更に
成形体を加熱して樹脂分を完全゛に除去しないと、鋳造
後の鋳物に巣が発生していたり、ポーラス状となるなど
鋳物の健全性が損われる不都合がある。
って所定形状の成形体を作成すること自体難しく、更に
成形体を加熱して樹脂分を完全゛に除去しないと、鋳造
後の鋳物に巣が発生していたり、ポーラス状となるなど
鋳物の健全性が損われる不都合がある。
そこで、樹脂を使用せず強化繊維のみを圧縮してマット
状の成形体とし、この成形体を鋳ぐるむことか考えられ
る。しかしながら、この方法による場合には強化繊維間
の隙間に溶湯が十分浸透せず充填性の面で問題があり、
前記同様健全な複合強化部材を得ることができない。
状の成形体とし、この成形体を鋳ぐるむことか考えられ
る。しかしながら、この方法による場合には強化繊維間
の隙間に溶湯が十分浸透せず充填性の面で問題があり、
前記同様健全な複合強化部材を得ることができない。
本発明は」二連した従来の複合強化部材の製造方法の間
頂点に鑑み成したものであって、その目的とする処は、
製作が容易でしかも欠陥のない健全なアルミニウム合金
を母材とする複合強化部材の製造方法を提供するにある
。
頂点に鑑み成したものであって、その目的とする処は、
製作が容易でしかも欠陥のない健全なアルミニウム合金
を母材とする複合強化部材の製造方法を提供するにある
。
」二記目的を達成すべく本発明は、アルミニウム合金粉
末と強化材とを混合・加圧して成形体を作成し、この成
形体を高温のアルミニウム合金材の溶湯にて鋳ぐるみ、
溶湯の熱で上記成形体の焼結を完結せしめるようにした
ことを要旨とする。
末と強化材とを混合・加圧して成形体を作成し、この成
形体を高温のアルミニウム合金材の溶湯にて鋳ぐるみ、
溶湯の熱で上記成形体の焼結を完結せしめるようにした
ことを要旨とする。
以下に本発明の実施例について述べる。
先ず、Ｃｕ：Ｑ、４ｗｔ％、Ｓｉ：０．９ｗｔｑ６、Ｍ
ｇ：０．４ｗｔ％、Ａｔ、残部とし、粒度が４８メツシ
ユ以下のアルミニウム合金粉末と、強化材として粒度が
１００メツシユ以下のＳｉＣ粉末を用意し２、アルミニ
ウム合金粉末とＳｉＣ粉末との体積比を５：１とし、そ
れぞれの粉末を乾燥状態において■型混合機で混合した
。
ｇ：０．４ｗｔ％、Ａｔ、残部とし、粒度が４８メツシ
ユ以下のアルミニウム合金粉末と、強化材として粒度が
１００メツシユ以下のＳｉＣ粉末を用意し２、アルミニ
ウム合金粉末とＳｉＣ粉末との体積比を５：１とし、そ
れぞれの粉末を乾燥状態において■型混合機で混合した
。
次いで上記混合粉末を型押用金型を用い、外径３７咽、
内径２９ｍｍ、厚さ８腋のリング状に成形した。ここで
成形条件は３ ｔｏｎ ／ ｃ＋＋ｉで３秒保持とし、
更に成形にあたっての潤滑は、後に焼結する際にガス発
生を極力押えろため粉末内に潤滑剤を含浸せしめず、金
型表面にステアリン酸亜鉛の四塩化炭素飽和溶液を塗布
するようにした。
内径２９ｍｍ、厚さ８腋のリング状に成形した。ここで
成形条件は３ ｔｏｎ ／ ｃ＋＋ｉで３秒保持とし、
更に成形にあたっての潤滑は、後に焼結する際にガス発
生を極力押えろため粉末内に潤滑剤を含浸せしめず、金
型表面にステアリン酸亜鉛の四塩化炭素飽和溶液を塗布
するようにした。
このようにして得られた成形体を真空炉中で予備焼結し
た。予備焼結の条件は］ Ｑ’−３ｔｏｒｒ 雰囲気で
５６０℃且つ１５分間保持とした。そして、予備焼結後
のリング状成形体のリング圧環強さは３０ｋｇ ／−で
あった。
た。予備焼結の条件は］ Ｑ’−３ｔｏｒｒ 雰囲気で
５６０℃且つ１５分間保持とした。そして、予備焼結後
のリング状成形体のリング圧環強さは３０ｋｇ ／−で
あった。
以」二の如くして得られたリング状成形体を内燃機関の
シリンダヘッドの７＜ルブシートとして適用す″る為、
シリンダヘッドを重力鋳造法によって製造するための金
型内に上記リング状成形体をセットし鋳造を行った。鋳
造条件としては、先ず母材ヲＪ Ｉ ＳＡ２ Ｂ相当の
アルミニウム合金とし、この苺材の溶湯温度を７１０±
１０℃、金型温度を４． Ｏ０℃、ワーク取り出し温度
を４５０℃とした。
シリンダヘッドの７＜ルブシートとして適用す″る為、
シリンダヘッドを重力鋳造法によって製造するための金
型内に上記リング状成形体をセットし鋳造を行った。鋳
造条件としては、先ず母材ヲＪ Ｉ ＳＡ２ Ｂ相当の
アルミニウム合金とし、この苺材の溶湯温度を７１０±
１０℃、金型温度を４． Ｏ０℃、ワーク取り出し温度
を４５０℃とした。
このように、アルミニウム合金母材の溶湯で鋳ぐるんだ
成形体は、溶湯の温度が７１０℃前後と高温なため、更
に焼結が進行し、鋳造によって焼結が完結する。その結
果鋳造後切り出したリング状成形体の圧環強さば５０
ｋｇ ／ ｎａｉｌとなっていた。更に母材と成形体と
の境界部においては成形体の再溶融により互いに溶着し
ており、従来問題となっていた溶湯の未充填或いはガス
発生等はなく健全なりｊ物がイ４すられた。
成形体は、溶湯の温度が７１０℃前後と高温なため、更
に焼結が進行し、鋳造によって焼結が完結する。その結
果鋳造後切り出したリング状成形体の圧環強さば５０
ｋｇ ／ ｎａｉｌとなっていた。更に母材と成形体と
の境界部においては成形体の再溶融により互いに溶着し
ており、従来問題となっていた溶湯の未充填或いはガス
発生等はなく健全なりｊ物がイ４すられた。
次に、上記の如くして得られたシリンダヘッドに′ｒ６
処理、即ち、５００℃×４時間の条件で溶体化処理をし
、続いて水冷し、更に２００℃×３５時間の条件で時効
処理を行った。斯る１′。処理後、切り出したリング状
成形体の圧環強さは６０ｋｇ／７に達していた。また、
上記の如き工程によって得られたオールアルミニウム製
シリンダヘッドは従来の鉄系合金を素材としたバルブシ
ートをシリンダヘッド本体に焼き嵌め、冷し嵌め更には
溶着せしめたものに比べ、燃焼室の熱引は性が大ｒｉに
同−ｌニし、内燃機関の高性能化に極めて有効であるこ
とが確認された。
処理、即ち、５００℃×４時間の条件で溶体化処理をし
、続いて水冷し、更に２００℃×３５時間の条件で時効
処理を行った。斯る１′。処理後、切り出したリング状
成形体の圧環強さは６０ｋｇ／７に達していた。また、
上記の如き工程によって得られたオールアルミニウム製
シリンダヘッドは従来の鉄系合金を素材としたバルブシ
ートをシリンダヘッド本体に焼き嵌め、冷し嵌め更には
溶着せしめたものに比べ、燃焼室の熱引は性が大ｒｉに
同−ｌニし、内燃機関の高性能化に極めて有効であるこ
とが確認された。
尚、上述した実施例は本発明の一例を示したものであり
、アルミニウム合金粉末の成分及びその割合は上記に限
るものではなく、また強化材としてはＳｉＣ粉末の他、
ＳｉＣ繊維、カーボン繊維、ウィスカー粒子或いはセラ
ミック繊維等種々のものが考えられる。また実施例にあ
って閣、アルミニウム合金粉末と強化材とを混合し、圧
縮して成形した後、予備焼結を施したが、この予備焼結
は成形体の形状保持をより確実にし、鋳造時の焼結をよ
り完全に行うために行ったのであるから、この予備焼結
の工程を省略し、アルミニウム合金粉末と強化材とを混
合圧縮して成形体とした後、この成形体をそのまま金型
内にセットするようにしてもよい。
、アルミニウム合金粉末の成分及びその割合は上記に限
るものではなく、また強化材としてはＳｉＣ粉末の他、
ＳｉＣ繊維、カーボン繊維、ウィスカー粒子或いはセラ
ミック繊維等種々のものが考えられる。また実施例にあ
って閣、アルミニウム合金粉末と強化材とを混合し、圧
縮して成形した後、予備焼結を施したが、この予備焼結
は成形体の形状保持をより確実にし、鋳造時の焼結をよ
り完全に行うために行ったのであるから、この予備焼結
の工程を省略し、アルミニウム合金粉末と強化材とを混
合圧縮して成形体とした後、この成形体をそのまま金型
内にセットするようにしてもよい。
更に、実施例にあってはシリンダヘッドの製造について
本発明方法を適用した例を述べたが、本発明方法はシリ
ングヘッドに限らず部分強化を必要とする各種部材の製
造方法として適用し得るものである。
本発明方法を適用した例を述べたが、本発明方法はシリ
ングヘッドに限らず部分強化を必要とする各種部材の製
造方法として適用し得るものである。
以」二の説明で明らかな如く本発明方法によれば、アル
ミニウム合金粉末と強化）１３とを混合し且つ圧縮して
成形体とし、この成形体に予備焼結を施すか、或いはそ
のまま鋳造用金型内にセットし、十ソトシた成形体をア
ルミニウム合金母相の溶湯で鋳ぐるみ、溶湯の熱によっ
て該成形体を焼結するとともに成形体と母相とを溶着せ
しめるようにしたので、従来の複合強化部拐において問
題となっていた欠陥がな（、健全な複合強化部材ケ容易
に得ることができる等多くの効果を特徴する特許 出願
人 本田技研工朶株式会社 代理人 弁理士 下 １）容一部 間 弁理士 大 橋 邦 産 量 弁理士 小 山 有
ミニウム合金粉末と強化）１３とを混合し且つ圧縮して
成形体とし、この成形体に予備焼結を施すか、或いはそ
のまま鋳造用金型内にセットし、十ソトシた成形体をア
ルミニウム合金母相の溶湯で鋳ぐるみ、溶湯の熱によっ
て該成形体を焼結するとともに成形体と母相とを溶着せ
しめるようにしたので、従来の複合強化部拐において問
題となっていた欠陥がな（、健全な複合強化部材ケ容易
に得ることができる等多くの効果を特徴する特許 出願
人 本田技研工朶株式会社 代理人 弁理士 下 １）容一部 間 弁理士 大 橋 邦 産 量 弁理士 小 山 有
Claims (1)
- アルミニウム合金粉末と強化材とを混合し、この混合物
を加圧して所定形状に成形し、次いでこの成形体をその
まま或いは予備焼結した後鋳造用金型内にセットし、こ
の後、該成形体を焼結し得る温度以上のアルミニウム合
金母材の溶湯を金型内に注湯し、該成形体を焼結せしめ
るとともに成形体と母材とを溶着するようにしたことを
特徴とする複合強化部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12834483A JPS6021306A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 複合強化部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12834483A JPS6021306A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 複合強化部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021306A true JPS6021306A (ja) | 1985-02-02 |
Family
ID=14982481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12834483A Pending JPS6021306A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 複合強化部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021306A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138031A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | 複合材料の製造方法 |
| US4861679A (en) * | 1986-08-19 | 1989-08-29 | Nuova Samim S.P.A. | Composite material of Zn-Al alloy reinforced with silicon carbide powder |
| US5052464A (en) * | 1988-05-11 | 1991-10-01 | Hitachi, Ltd. | Method of casting a member having an improved surface layer |
| US5267600A (en) * | 1992-01-21 | 1993-12-07 | Deere & Company | Hard facing casting surfaces with wear-resistant sheets |
| US5299620A (en) * | 1992-01-21 | 1994-04-05 | Deere & Company | Metal casting surface modification by powder impregnation |
| US5701943A (en) * | 1995-01-27 | 1997-12-30 | Aea Technology Plc | Manufacture of composite materials |
| US5803153A (en) * | 1994-05-19 | 1998-09-08 | Rohatgi; Pradeep K. | Nonferrous cast metal matrix composites |
| JP2013152018A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-08-08 | Hokkaido Railway Co | 鉄道車輌用制輪子とその製造方法、鉄道車輌制輪子用セラミックスブロックとその製造方法 |
-
1983
- 1983-07-14 JP JP12834483A patent/JPS6021306A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138031A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | 複合材料の製造方法 |
| JPH0435542B2 (ja) * | 1983-12-27 | 1992-06-11 | Nissan Motor | |
| US4861679A (en) * | 1986-08-19 | 1989-08-29 | Nuova Samim S.P.A. | Composite material of Zn-Al alloy reinforced with silicon carbide powder |
| US5052464A (en) * | 1988-05-11 | 1991-10-01 | Hitachi, Ltd. | Method of casting a member having an improved surface layer |
| US5267600A (en) * | 1992-01-21 | 1993-12-07 | Deere & Company | Hard facing casting surfaces with wear-resistant sheets |
| US5299620A (en) * | 1992-01-21 | 1994-04-05 | Deere & Company | Metal casting surface modification by powder impregnation |
| US5443916A (en) * | 1992-01-21 | 1995-08-22 | Deere & Company | Hard facing casting surfaces with wear-resistant sheets |
| US5803153A (en) * | 1994-05-19 | 1998-09-08 | Rohatgi; Pradeep K. | Nonferrous cast metal matrix composites |
| US5701943A (en) * | 1995-01-27 | 1997-12-30 | Aea Technology Plc | Manufacture of composite materials |
| JP2013152018A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-08-08 | Hokkaido Railway Co | 鉄道車輌用制輪子とその製造方法、鉄道車輌制輪子用セラミックスブロックとその製造方法 |
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