JPS609569A - 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
- Publication number
- JPS609569A JPS609569A JP11578583A JP11578583A JPS609569A JP S609569 A JPS609569 A JP S609569A JP 11578583 A JP11578583 A JP 11578583A JP 11578583 A JP11578583 A JP 11578583A JP S609569 A JPS609569 A JP S609569A
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- Japan
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- molding
- fiber
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- 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
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、繊維強化金属複合材料の製造方法に関Ｊる
。
。
金属を補強繊維で強化してなる、いわゆる繊維強化金属
複合材料（以下、ＦＲＭという）は、金属のみからなる
材料にくらべて比強度や比弾性率が高いことから、いろ
いろな分野で注目されている。
複合材料（以下、ＦＲＭという）は、金属のみからなる
材料にくらべて比強度や比弾性率が高いことから、いろ
いろな分野で注目されている。
そのようなＦＲＭを製造する方法としては、従来、溶射
法、イオンブレーティング法、蒸着法、メッキ法、化学
気相析出法、粉末冶金法、箔冶金法、ホットプレス法、
真空鋳造法など、いろいろな方法が提案され、実施され
ているが、最近になって、より高強度で、かつ弾性率の
高いＦＲＭが得られるという理由で、高圧鋳造法と呼ば
れる方法が注目されるようになってきた。
法、イオンブレーティング法、蒸着法、メッキ法、化学
気相析出法、粉末冶金法、箔冶金法、ホットプレス法、
真空鋳造法など、いろいろな方法が提案され、実施され
ているが、最近になって、より高強度で、かつ弾性率の
高いＦＲＭが得られるという理由で、高圧鋳造法と呼ば
れる方法が注目されるようになってきた。
高圧鋳造法は、補強繊維の集合体を成形用の型に入れ、
その型内にマトリクスとなる金属の溶湯を加圧、注入し
、いわゆる鋳込むものである。このとき、補強繊維が、
たとえば炭素繊維のように、高温で人気に晒された場合
に酸化しやすいものであると、劣化して補強の意味をな
さなくなり、高強度、高弾性のＦＲＭが得られない。そ
のため、従来の方法においては、あらかじめバインダー
で所望の形状に結着した補強繊維、つまり集合体を、一
端を閉じた円筒状の金属製容器に収納し、容器ごと型に
入れて鋳込むようにしている。しかしながら、この従来
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。
その型内にマトリクスとなる金属の溶湯を加圧、注入し
、いわゆる鋳込むものである。このとき、補強繊維が、
たとえば炭素繊維のように、高温で人気に晒された場合
に酸化しやすいものであると、劣化して補強の意味をな
さなくなり、高強度、高弾性のＦＲＭが得られない。そ
のため、従来の方法においては、あらかじめバインダー
で所望の形状に結着した補強繊維、つまり集合体を、一
端を閉じた円筒状の金属製容器に収納し、容器ごと型に
入れて鋳込むようにしている。しかしながら、この従来
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。
すなわち、補強繊維の集合体を、一端を閉じた円筒状の
容器に入れて鋳込むと、容器の中に形成されたＦＲＭを
取り出すのに、まず容器の周りに鋳込まれたマトリクス
金属を切削して取り除き、さらに容器を切削して取り除
くという、２段階の、しかもやっかいな操作が必要にな
ってくる。そのため、従来の方法は生産性が大変低い。
容器に入れて鋳込むと、容器の中に形成されたＦＲＭを
取り出すのに、まず容器の周りに鋳込まれたマトリクス
金属を切削して取り除き、さらに容器を切削して取り除
くという、２段階の、しかもやっかいな操作が必要にな
ってくる。そのため、従来の方法は生産性が大変低い。
この発明の目的は、従来の方法の上記欠点を解決し、生
産性が極めて高いＦＲＭの製造方法を提供す゛るにある
。
産性が極めて高いＦＲＭの製造方法を提供す゛るにある
。
上記目的を達成するために、この発明においては、成形
用の型の中に、離型板で挾んだ補強繊維の集合体を配置
し、次いで前記型内にマトリクス金属の溶湯を加圧、注
入して成形した後、成形体を型から取り出し、その成形
体を前記離型板の部分で分離することを特徴とする、繊
維強化金属の製造方法が提供される。
用の型の中に、離型板で挾んだ補強繊維の集合体を配置
し、次いで前記型内にマトリクス金属の溶湯を加圧、注
入して成形した後、成形体を型から取り出し、その成形
体を前記離型板の部分で分離することを特徴とする、繊
維強化金属の製造方法が提供される。
この発明の方法を詳細に説明するに、まず、補強繊維の
、たとえば板状集合体の両面に、それよりもやや大きめ
の離型板を当接する。すなわち、補強繊維の集合体を２
枚の離型板で挾み、補強繊維の集合体と離型板との重ね
合せ体を得る。さらに、その重ね合せ体の四隅において
、上記２枚の離型板の間に、たとえばボルトを渡し、集
合体を締め付ける。このとき、上記両面の離型板は、補
強繊維の集合体を圧縮してその密度を高めるとともに、
集合体の両面があたかも大気からシールされたような状
態を作り出し、次の工程で重ね合せ体を加熱された型に
入れた場合に、酸化により補強繊維が劣化り゛るのを極
力防止するように作用する。
、たとえば板状集合体の両面に、それよりもやや大きめ
の離型板を当接する。すなわち、補強繊維の集合体を２
枚の離型板で挾み、補強繊維の集合体と離型板との重ね
合せ体を得る。さらに、その重ね合せ体の四隅において
、上記２枚の離型板の間に、たとえばボルトを渡し、集
合体を締め付ける。このとき、上記両面の離型板は、補
強繊維の集合体を圧縮してその密度を高めるとともに、
集合体の両面があたかも大気からシールされたような状
態を作り出し、次の工程で重ね合せ体を加熱された型に
入れた場合に、酸化により補強繊維が劣化り゛るのを極
力防止するように作用する。
次に、ボルト締めした上記重ね合せ体を、加熱された成
形用の型に入れ、その型の中に、マトリクス金属の溶湯
を、好ましくは２００〜２０００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で
加圧、注入し、成形する。このときの溶湯の温度は、マ
トリクス金属の融点から、融点以上２５０℃程度までの
範囲である。
形用の型に入れ、その型の中に、マトリクス金属の溶湯
を、好ましくは２００〜２０００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で
加圧、注入し、成形する。このときの溶湯の温度は、マ
トリクス金属の融点から、融点以上２５０℃程度までの
範囲である。
次に、マトリクス金属が固化するのを侍って成形体を型
から取り出し、その成形体の４つの側面、つまり離型板
が存在していない側面に鋳込まれているマトリクス金属
部分をボルトごと切り落した後、ハンマー等で軽くたた
く。すると、成形体は離型板の部分で簡単に剥離し、Ｆ
ＲＭのみを取り出すことができる。つまり、成形体の、
単に４つの側面を切り落すのみでＦＲＭを取り出すこと
ができるわけである。
から取り出し、その成形体の４つの側面、つまり離型板
が存在していない側面に鋳込まれているマトリクス金属
部分をボルトごと切り落した後、ハンマー等で軽くたた
く。すると、成形体は離型板の部分で簡単に剥離し、Ｆ
ＲＭのみを取り出すことができる。つまり、成形体の、
単に４つの側面を切り落すのみでＦＲＭを取り出すこと
ができるわけである。
上記において、補強繊維は、炭素繊維、炭化ケイ素繊維
、アルミナ繊組、アルミナ−シリカ繊維、ボロン繊維、
金属繊維などの高強度、高弾性繊維である。そのような
補強繊維は、連続！、ＩＩＩであっても、また短繊維や
ウィスカーであってもよいものである。また、織物やマ
ットなどの布帛形態であってもよい。特に、厚物のＦＲ
Ｍを成形したい場合には、布帛形態のものを所望の枚数
重ね合わせて集合体を形成するのが好ましい。なＪ５、
補強繊Ｉ（［が連続繊維、短繊維またはウィスカーであ
る場合には、それらを有機質バインダーで結着してあら
かじめ集合体を形成しておいてもよいし、布帛形態であ
る場合には、それらの複数枚を積層した後、上記補強ｓ
ｉｘのマルチフィラメント、または成形湿度で飛散する
よ、うな、たとえば綿糸などで一体に縫合して集合体を
形成しておいてもよい。
、アルミナ繊組、アルミナ−シリカ繊維、ボロン繊維、
金属繊維などの高強度、高弾性繊維である。そのような
補強繊維は、連続！、ＩＩＩであっても、また短繊維や
ウィスカーであってもよいものである。また、織物やマ
ットなどの布帛形態であってもよい。特に、厚物のＦＲ
Ｍを成形したい場合には、布帛形態のものを所望の枚数
重ね合わせて集合体を形成するのが好ましい。なＪ５、
補強繊Ｉ（［が連続繊維、短繊維またはウィスカーであ
る場合には、それらを有機質バインダーで結着してあら
かじめ集合体を形成しておいてもよいし、布帛形態であ
る場合には、それらの複数枚を積層した後、上記補強ｓ
ｉｘのマルチフィラメント、または成形湿度で飛散する
よ、うな、たとえば綿糸などで一体に縫合して集合体を
形成しておいてもよい。
マトリクス金属は、ＦＲＭにおいて通常使用される、た
とえばアルミニウム、マグネシウム、銅、チタン、ニッ
ケルなどや、これらの少なくとも１種を主成分とす°る
合金のようなものである。
とえばアルミニウム、マグネシウム、銅、チタン、ニッ
ケルなどや、これらの少なくとも１種を主成分とす°る
合金のようなものである。
離型板は、成形時にマトリクス金属と反応しにくいもの
であるのが好ましい。また、マトリクス金属よりも融点
の高いもの、好ましくは３００℃以上高い融点をもつも
のであるのが好ましい。具体的には、金属板やセラミッ
クス板を使用する。
であるのが好ましい。また、マトリクス金属よりも融点
の高いもの、好ましくは３００℃以上高い融点をもつも
のであるのが好ましい。具体的には、金属板やセラミッ
クス板を使用する。
たとえば、マトリクス金属がアルミニウムである場合に
は、鉄板や銅板などの金属板が好ましい。
は、鉄板や銅板などの金属板が好ましい。
離型板には、成形後の離型性を一層向上させる目的で、
離型剤、たとえば水溶性黒鉛、ボロンナイトライドなど
を塗布しておくのが好ましい。
離型剤、たとえば水溶性黒鉛、ボロンナイトライドなど
を塗布しておくのが好ましい。
上記において、補強繊維の集合体の締め付けをボルトで
行う必要は必ずしもなく、たとえば、集合体と離型板と
の重ね合せ体を金属線などで緊縛するなど、他の締め付
は手段を使用してもよい。
行う必要は必ずしもなく、たとえば、集合体と離型板と
の重ね合せ体を金属線などで緊縛するなど、他の締め付
は手段を使用してもよい。
また、締め付けは行わず、集合体の両面に離型板を単に
当接することであってもよい。
当接することであってもよい。
また、補強繊維の集合体と離型板との重ね合せ体は、型
に入れる前に作っておいてもよいし、型に入れるのと同
時に作ってもよい。たとえば、まず離型板を型に入れ、
その上に、補強繊維の短繊維やウィスカーを散布したり
、織物やマットを重ね合わせながら配置して集合体を作
り、さらにその上に離型板を置くといった方法を採るこ
とができる。この場合、離型板は集合体とほぼ同じ大き
さであってよい。
に入れる前に作っておいてもよいし、型に入れるのと同
時に作ってもよい。たとえば、まず離型板を型に入れ、
その上に、補強繊維の短繊維やウィスカーを散布したり
、織物やマットを重ね合わせながら配置して集合体を作
り、さらにその上に離型板を置くといった方法を採るこ
とができる。この場合、離型板は集合体とほぼ同じ大き
さであってよい。
さらに、離型板と、補強繊維の、たとえば板状集合体と
を交互に重ね合わせるようにすれば、一度の鋳込みによ
って複数個のＦＲＭを同時に成形することも可能になる
。
を交互に重ね合わせるようにすれば、一度の鋳込みによ
って複数個のＦＲＭを同時に成形することも可能になる
。
次に、この発明の方法を実施例に基づいてさらに詳細に
説明する。
説明する。
実施例
東し株式会社製炭素繊維“トレカ” Ｍ ４０からなる
平織物を長さ６０ＩＩｌａ１１幅４０ＩＩ１ｍニ裁断し
、これを経糸方向を揃えて３０枚積層し、炭素ｍｕ織次
に、上記集合体の両面に、離型剤として水溶性黒鉛を塗
布した６０１１１１１１角の鉄板（厚み５ｍｍ）を当接
して集合体と鉄板との重ね合せ体を作り、その重ね合せ
体の四隅において上記２枚の鉄板の間にボルトを渡して
集合体を締めず」けた。この重ね合せ体の上記集合体部
分の厚みは、約７ｍｍであった。
平織物を長さ６０ＩＩｌａ１１幅４０ＩＩ１ｍニ裁断し
、これを経糸方向を揃えて３０枚積層し、炭素ｍｕ織次
に、上記集合体の両面に、離型剤として水溶性黒鉛を塗
布した６０１１１１１１角の鉄板（厚み５ｍｍ）を当接
して集合体と鉄板との重ね合せ体を作り、その重ね合せ
体の四隅において上記２枚の鉄板の間にボルトを渡して
集合体を締めず」けた。この重ね合せ体の上記集合体部
分の厚みは、約７ｍｍであった。
次に、ボルト締めした上記重ね合せ体を成形用の割り型
に入れ、その型に、５００ＫＯ／ｃｍ２の圧力で、アル
ミニウム合金ＬＩＩＳ Ａ０４Ｃ）の溶湯（温度７５０
℃）を注入して成形した。
に入れ、その型に、５００ＫＯ／ｃｍ２の圧力で、アル
ミニウム合金ＬＩＩＳ Ａ０４Ｃ）の溶湯（温度７５０
℃）を注入して成形した。
アルミニウム合金が固化するのを待って成形体を型から
取り出し、周囲の４つの側面を切断機でポル１〜ごと切
り落した後、木槌で軽くたたいたところ、成形体は離型
板の部分で簡単に分離し、ＦＲＭを極めて容易に取り出
りことができた。
取り出し、周囲の４つの側面を切断機でポル１〜ごと切
り落した後、木槌で軽くたたいたところ、成形体は離型
板の部分で簡単に分離し、ＦＲＭを極めて容易に取り出
りことができた。
次に、上記ＦＲＭの上記切断面を光学顕微鏡で観察した
ところ、織物を構成している炭素繊維の酸化はほとんど
認められなかった。
ところ、織物を構成している炭素繊維の酸化はほとんど
認められなかった。
Claims (1)
- 成形用の型の中に、離型板で挾んだ補強Ｉｉ紐の集合体
を配置し、次いで前記型内にマトリクス金属の溶湯を加
圧、注入して成形した後、成゛形体を型から取り出し、
その成形体を前記離型板の部分で分１１１−！Ｊること
を特徴とする、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 |
|---|---|---|---|
| JP11578583A JPS609569A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP11578583A JPS609569A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609569A true JPS609569A (ja) | 1985-01-18 |
| JPH0378177B2 JPH0378177B2 (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=14671001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11578583A Granted JPS609569A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609569A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63137842A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-09 | Toppan Printing Co Ltd | 輪転機排紙部における綴糊供給制御装置 |
| US5052463A (en) * | 1989-03-11 | 1991-10-01 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh | Method for producing a pipe section with an internal heat insulation lining |
| US5280819A (en) * | 1990-05-09 | 1994-01-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods for making thin metal matrix composite bodies and articles produced thereby |
| JP2005325485A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Tokai Univ | 繊維強化複合材料 |
| JP2012072437A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 |
| JP2012072436A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP11578583A patent/JPS609569A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63137842A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-09 | Toppan Printing Co Ltd | 輪転機排紙部における綴糊供給制御装置 |
| US5052463A (en) * | 1989-03-11 | 1991-10-01 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh | Method for producing a pipe section with an internal heat insulation lining |
| US5280819A (en) * | 1990-05-09 | 1994-01-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods for making thin metal matrix composite bodies and articles produced thereby |
| US5529108A (en) * | 1990-05-09 | 1996-06-25 | Lanxide Technology Company, Lp | Thin metal matrix composites and production methods |
| US5585190A (en) * | 1990-05-09 | 1996-12-17 | Lanxide Technology Company, Lp | Methods for making thin metal matrix composite bodies and articles produced thereby |
| JP2005325485A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Tokai Univ | 繊維強化複合材料 |
| JP4585230B2 (ja) * | 2004-05-17 | 2010-11-24 | 学校法人東海大学 | 繊維強化複合材料 |
| JP2012072437A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 |
| JP2012072436A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0378177B2 (ja) | 1991-12-12 |
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