JPS61147803A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
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- JPS61147803A JPS61147803A JP27136084A JP27136084A JPS61147803A JP S61147803 A JPS61147803 A JP S61147803A JP 27136084 A JP27136084 A JP 27136084A JP 27136084 A JP27136084 A JP 27136084A JP S61147803 A JPS61147803 A JP S61147803A
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- Japan
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- molding
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- composite material
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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】
（産業上の利用分野）
この発明は、セラミックスと金属とからなる複合材料の
製造方法で、と９わけ熱間押出し法の改良に関するもの
である。
製造方法で、と９わけ熱間押出し法の改良に関するもの
である。
（従来技術）
セラミックスと金属とから成る複合材料は・強度が大で
、耐熱耐食性が優れていることから宇宙航空分野や自動
車分野などでの構造材料としてその実用化が急がれてい
る。
、耐熱耐食性が優れていることから宇宙航空分野や自動
車分野などでの構造材料としてその実用化が急がれてい
る。
従来、この複合材料の製造方法の一つとしてセラミック
スと金属とから成る成形体を加熱しながら所定の形状の
口金よシ押出しする熱間押出し法が知られている。
スと金属とから成る成形体を加熱しながら所定の形状の
口金よシ押出しする熱間押出し法が知られている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、セラミックスと金属とからなる成形体は金属単
体に比べて熱間における可塑性が悪いために、熱間押出
しをする際に、上記成形体と口金或いは金型との接触面
において、多大の摩擦抵抗が生じる。そのため熱間押出
し圧力も過大なものとなる場合もあり、また複合材料の
組成によっては押出しが不可能な場合もあり、作業性の
改善が強く望まれていた。
体に比べて熱間における可塑性が悪いために、熱間押出
しをする際に、上記成形体と口金或いは金型との接触面
において、多大の摩擦抵抗が生じる。そのため熱間押出
し圧力も過大なものとなる場合もあり、また複合材料の
組成によっては押出しが不可能な場合もあり、作業性の
改善が強く望まれていた。
（問題点を解決するための手段）
本願発明者は、この要望に応えるため、棟々の研究検討
を重ねた結果、セラミ７クスと金属トカらなる複合材料
のマトリックスとなる金属の溶融温度の士、５−００の
範囲内に溶融点を有する金属を、セラミックスと金属と
から成る複合材料の成隻体と金型或いは口金との間に介
在せしめることによシ、円滑な押出し作業を可能ならし
める知見を得るに至った。
を重ねた結果、セラミ７クスと金属トカらなる複合材料
のマトリックスとなる金属の溶融温度の士、５−００の
範囲内に溶融点を有する金属を、セラミックスと金属と
から成る複合材料の成隻体と金型或いは口金との間に介
在せしめることによシ、円滑な押出し作業を可能ならし
める知見を得るに至った。
これは上述の介在金属が加熱によυ、複合材料よりも早
く可塑性が生じ、押出しの先導役を担へかつ複合材料と
金型或いは口金との間にあって潤滑剤の役割を果し、押
出し効果を向上せしめているものと思われる。
く可塑性が生じ、押出しの先導役を担へかつ複合材料と
金型或いは口金との間にあって潤滑剤の役割を果し、押
出し効果を向上せしめているものと思われる。
ここで、介在金属の融点が、複合材料中のマトリックス
を形取する金属の融点よｐ＋ｓｏ°Ｃ以上だと、複合材
料ならびに表面被覆金属にワレが生じて製品とならない
。また逆に−ＳＯｔ以下では、介在金属の溶出が活発と
なシ、表面被覆金属の厚みにバラツキが生じる、つまシ
吹いた状態、さらには押出し前半に殆んどが溶出してし
まうとい′シことになる。
を形取する金属の融点よｐ＋ｓｏ°Ｃ以上だと、複合材
料ならびに表面被覆金属にワレが生じて製品とならない
。また逆に−ＳＯｔ以下では、介在金属の溶出が活発と
なシ、表面被覆金属の厚みにバラツキが生じる、つまシ
吹いた状態、さらには押出し前半に殆んどが溶出してし
まうとい′シことになる。
以上の理由が温度限定理由である。
ここで前述の介在ということは、所望の複合材料と金型
や口金との間にあればよいことで、例えば、複合材料の
一次成形体の外層に介在金属粉からなる層を設けた二層
体も適要する。
や口金との間にあればよいことで、例えば、複合材料の
一次成形体の外層に介在金属粉からなる層を設けた二層
体も適要する。
また、複合材料のみの一次成形体をあらかじめ作り、そ
のものに介在金属を被覆することも適要する。
のものに介在金属を被覆することも適要する。
勿論、複合材料のみの一次成形体と、金型や口金との間
に別個に作製された金属体を配置する方法も適要される
ものである。
に別個に作製された金属体を配置する方法も適要される
ものである。
実施例Ａ
平均粒径ａｌＩμの炭化珪素粉末２０υＯ１％と平均粒
径１０μのアルミニウム（Ｊ工Ｓ 規格１０７０）粉末
１ｆＱｔｒｏ１％とをボットミルにて均一混合したのち
、図面第１図のように上記混合物を成形用金型／にて成
形圧１ＯＯＯｋＶ３２で、直径ｊ； Ｑ ｍｍ 。
径１０μのアルミニウム（Ｊ工Ｓ 規格１０７０）粉末
１ｆＱｔｒｏ１％とをボットミルにて均一混合したのち
、図面第１図のように上記混合物を成形用金型／にて成
形圧１ＯＯＯｋＶ３２で、直径ｊ； Ｑ ｍｍ 。
長さ６９ｍＭの円柱状の複合材料成形体２を得た。
該成形体２を我人に示す各溶融点を示す金属の溶湯（溶
湯温度は各金属の溶融点士ＩＩＯ°Ｃ）に浸漬させて、
上記成形体２に上記溶融金属で被膜厚７〜．：１ｍｍを
付着させる。上記被膜成形体或いは被膜のない上記成形
体２を図面第２図のように押出し金型３に入れて夫々！
； ９０’Ｏにて６０分間加熱した後、／ ０３０１９
７♂の圧力にて図面第３図の形状の口金、≠の押出し口
Ｓよシ試験体を得ようと試みた。また上記被膜のない成
形体２は押出し圧力を３２００に９／♂にした他は、す
べて同じ条件にて熱間押出しを行った。
湯温度は各金属の溶融点士ＩＩＯ°Ｃ）に浸漬させて、
上記成形体２に上記溶融金属で被膜厚７〜．：１ｍｍを
付着させる。上記被膜成形体或いは被膜のない上記成形
体２を図面第２図のように押出し金型３に入れて夫々！
； ９０’Ｏにて６０分間加熱した後、／ ０３０１９
７♂の圧力にて図面第３図の形状の口金、≠の押出し口
Ｓよシ試験体を得ようと試みた。また上記被膜のない成
形体２は押出し圧力を３２００に９／♂にした他は、す
べて同じ条件にて熱間押出しを行った。
試験体の得られたもののうち可能なものは、２×ＩＯＸ
１００ｍｍの試験片を切シ出し、引張シ強さを測定した
。その結果を表／、に示す。
１００ｍｍの試験片を切シ出し、引張シ強さを測定した
。その結果を表／、に示す。
実施例２
直径１０ｔｔ、長さ２１ｎｍの炭素繊維／ Ｑ ｖａ！
％。
％。
平均粒径５μのアルミナ粉末、、ｌｊ；ｖＯ１％と平均
粒径ｔ≠μのアルミニウム合金（Ｊ工Ｓ規格乙Ｏ乙／）
粉末乙ｊ；ｖａｔ％とをＶ型ミキサーにて均一混合させ
て、上記混合物を成形圧１０００ｋｇ／ｃ、２ にて直
径ｓｏｍｍ、灸さ乙Ｑ、ｍｍの円柱状の痕形体乙ａを得
た。
粒径ｔ≠μのアルミニウム合金（Ｊ工Ｓ規格乙Ｏ乙／）
粉末乙ｊ；ｖａｔ％とをＶ型ミキサーにて均一混合させ
て、上記混合物を成形圧１０００ｋｇ／ｃ、２ にて直
径ｓｏｍｍ、灸さ乙Ｑ、ｍｍの円柱状の痕形体乙ａを得
た。
そして上記成形体６ａを図面第７図のように表２に示す
社用から成る直径ｊ；Ｑｍｍ、長さ５ｍｍのプレー）７
４を、上記成形体乙ａと押出し金型了の口金９との間に
配置せしめて、４Ｓ乙００ｃにて６０分間加熱した後、
押出し圧力／ ２ ！ｒ Ｏ’９／ｃ、Ｊにて夫々実験
を行った。なお口金９の形状は第３図に示す口金ｔと同
じ。試験体の得られたもののうち可能なものは２Ｘ／
Ｏ×１００ ｍｍの試験片を切り出し、引張シ強さを測
定した。その結果を表２に示す。
社用から成る直径ｊ；Ｑｍｍ、長さ５ｍｍのプレー）７
４を、上記成形体乙ａと押出し金型了の口金９との間に
配置せしめて、４Ｓ乙００ｃにて６０分間加熱した後、
押出し圧力／ ２ ！ｒ Ｏ’９／ｃ、Ｊにて夫々実験
を行った。なお口金９の形状は第３図に示す口金ｔと同
じ。試験体の得られたもののうち可能なものは２Ｘ／
Ｏ×１００ ｍｍの試験片を切り出し、引張シ強さを測
定した。その結果を表２に示す。
実施Ｈ３゜
炭化珪素ウィスカー（東海カーボン（掬製、トーカマッ
クス）３Ｑｖ’ｖ１％と銅合金＜ｏｕ−ｓｌｒ、乙ｗｅ
ｔ％Ｓ ｎ、 ）粉末７Ｑｔｒｏ１％を湿式にてスクリ
ュ一式の攪拌機を用いてよく混合して乾燥したのち、上
記混合物を成形圧／ ０００ ｉＣ９／ｃｍ”にて直径
３； Ｑ ｍｐｎ、長さ乙Ｑｍｍの成形体６６を得た。
クス）３Ｑｖ’ｖ１％と銅合金＜ｏｕ−ｓｌｒ、乙ｗｅ
ｔ％Ｓ ｎ、 ）粉末７Ｑｔｒｏ１％を湿式にてスクリ
ュ一式の攪拌機を用いてよく混合して乾燥したのち、上
記混合物を成形圧／ ０００ ｉＣ９／ｃｍ”にて直径
３； Ｑ ｍｐｎ、長さ乙Ｑｍｍの成形体６６を得た。
そして上記成形体乙すを図面第７図のように表３に示す
並用から成る直径ｊ；Ｑｍｍ、厚み２ｍｍのプレート７
ｂを上記成形体６ｂと押出し金型ｔの口金９との間に配
置せしめてｊに０８０にて６０分間加熱した後、押出し
圧力／３７０”９７−にて各々実験で行った。なお日並
ヲの形状は第３図に示すものと同じ。試験片の得られた
もののうち可能なものは２Ｘ１０×／ Ｏ０−ｐｐｍの
試験片を切シ出し、引張シ強さを測定した。その結果を
表３に示す。
並用から成る直径ｊ；Ｑｍｍ、厚み２ｍｍのプレート７
ｂを上記成形体６ｂと押出し金型ｔの口金９との間に配
置せしめてｊに０８０にて６０分間加熱した後、押出し
圧力／３７０”９７−にて各々実験で行った。なお日並
ヲの形状は第３図に示すものと同じ。試験片の得られた
もののうち可能なものは２Ｘ１０×／ Ｏ０−ｐｐｍの
試験片を切シ出し、引張シ強さを測定した。その結果を
表３に示す。
表 を
第１成形体のマトリック金ｊＩＩＡ１ （ＪＩ８規格
１０７のの溶融点≦ｊ実験Ａ／〜／ｊまではすべて押出
し圧カー０３０％、ｘ実験Ａ／４の押出し圧力は３２０
０へ 表 ２ り 押出し圧力／２６０１号− 表 ３ 第一成形体の７トリツクス金ＪＩＩｏｕ合金（％づｆ、
４ｔｎｚｔ％ｆ３りの溶融点６り面押比圧力／３７ｏ◆
− 上記表ｆ〜表３の状況についての表現は図面第１Ａ図か
ら第６図に示すように、口金りからの押出された複合材
料１０とその表面被覆金属ｌｌとの関係において、その
断面状況が、金属分だけ溶出しているのが第グ図に示す
通シで、表面被覆金属／がや＼吹いているとしたのが第
５図、さらに第６図はワレが生じたものを示すものであ
る。
１０７のの溶融点≦ｊ実験Ａ／〜／ｊまではすべて押出
し圧カー０３０％、ｘ実験Ａ／４の押出し圧力は３２０
０へ 表 ２ り 押出し圧力／２６０１号− 表 ３ 第一成形体の７トリツクス金ＪＩＩｏｕ合金（％づｆ、
４ｔｎｚｔ％ｆ３りの溶融点６り面押比圧力／３７ｏ◆
− 上記表ｆ〜表３の状況についての表現は図面第１Ａ図か
ら第６図に示すように、口金りからの押出された複合材
料１０とその表面被覆金属ｌｌとの関係において、その
断面状況が、金属分だけ溶出しているのが第グ図に示す
通シで、表面被覆金属／がや＼吹いているとしたのが第
５図、さらに第６図はワレが生じたものを示すものであ
る。
（発明の効果］
本発明により、表１．の実験Ａｊ＝Ａ／ ／は、押出し
圧力／ ０３０ ｋｖ′ｃｓ”にて容易に熱間押出しが
行なわれ、かつ良好な試験体が得られたのに比べて第一
成形体の外側に、当該金属を配！せしめなかった実験＝
ｉｓ、／乙においては、上記と同じ押出し圧力では試験
体が得られなかった。さらに押出し圧を上けた場合でも
得られた試験体表面に微細なワレを生じた。
圧力／ ０３０ ｋｖ′ｃｓ”にて容易に熱間押出しが
行なわれ、かつ良好な試験体が得られたのに比べて第一
成形体の外側に、当該金属を配！せしめなかった実験＝
ｉｓ、／乙においては、上記と同じ押出し圧力では試験
体が得られなかった。さらに押出し圧を上けた場合でも
得られた試験体表面に微細なワレを生じた。
また本発明によって得られた試験体は為第一成形体の外
形に配置せしめた金属による’Ｉ＆１０−４１００μの
被膜の存在が確認され、上記被膜により、上記試験体の
表面にセラミック材料が表われることがなく、この仁と
が応力集中を妨げ強度向上につながっていると推測され
る。
形に配置せしめた金属による’Ｉ＆１０−４１００μの
被膜の存在が確認され、上記被膜により、上記試験体の
表面にセラミック材料が表われることがなく、この仁と
が応力集中を妨げ強度向上につながっていると推測され
る。
また従来、口金及び金型の摩耗量が著しかったが、本発
明によシ大幅に改善された。特に口金は従来の方法では
試験体を１０００ｍｍも押出すと、口金のベアリング面
が激しく荒れ果てて、二度と使用することは不可能であ
った。しかしながら本発明によれば試験体を／ ０００
０ ｍＷ＝押出しても何の変化も見当らず、良好使用が
引続き可能であった。
明によシ大幅に改善された。特に口金は従来の方法では
試験体を１０００ｍｍも押出すと、口金のベアリング面
が激しく荒れ果てて、二度と使用することは不可能であ
った。しかしながら本発明によれば試験体を／ ０００
０ ｍＷ＝押出しても何の変化も見当らず、良好使用が
引続き可能であった。
これも本発明による第一成形体の外側に配置せしめた金
属の被膜が有効に役立っているものと考えられる。
属の被膜が有効に役立っているものと考えられる。
図面はとの開明方法における実施例を示すもので、第１
図は第１実施側の成形用金型を、第２図は同押出し金型
を夫々示した縦断面因、第３図は口金の平面図、第μ〜
第乙図は口金から押出された俵合材料とその表面被覆金
属との関係における夫々の場合の断面状況が示された説
明図である。 ／・・成形用金型、２．４・複合材料成形体、３・・押
出し金型、≠・・口金、ｊ・・押出し口、６ ’ ｓ乙
す、・成形体、７ａ、７ｂ、、プレート、ざ・、押出し
金型、９・・口金、ＩＯｏ・複合材料、／／・・表面被
覆金属、 特許出願人 東京窯業株式会社 第１図 第２！！Ｉ 第３図 第４図 第５図 ＄６ｆ″ 第７図 １ａ、ｌ（０，戎＠体 １０・、・履例渕手続
補正書 昭和６０年５月２日 昭和５９ 年 特 許 願第２７／３６０号３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 代表者 牛 込 幸 − ４、代 理 人〒弘５６ 別紙の通シ 補 正 の 内 容 ／、 明細書第１／頁第１Ｉ行目の「説明図である」の
記載を「説明図、第７図は第２実施例及び第３実施例の
成形用押出し金型を示した縦断面図である」と補正する
。
図は第１実施側の成形用金型を、第２図は同押出し金型
を夫々示した縦断面因、第３図は口金の平面図、第μ〜
第乙図は口金から押出された俵合材料とその表面被覆金
属との関係における夫々の場合の断面状況が示された説
明図である。 ／・・成形用金型、２．４・複合材料成形体、３・・押
出し金型、≠・・口金、ｊ・・押出し口、６ ’ ｓ乙
す、・成形体、７ａ、７ｂ、、プレート、ざ・、押出し
金型、９・・口金、ＩＯｏ・複合材料、／／・・表面被
覆金属、 特許出願人 東京窯業株式会社 第１図 第２！！Ｉ 第３図 第４図 第５図 ＄６ｆ″ 第７図 １ａ、ｌ（０，戎＠体 １０・、・履例渕手続
補正書 昭和６０年５月２日 昭和５９ 年 特 許 願第２７／３６０号３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 代表者 牛 込 幸 − ４、代 理 人〒弘５６ 別紙の通シ 補 正 の 内 容 ／、 明細書第１／頁第１Ｉ行目の「説明図である」の
記載を「説明図、第７図は第２実施例及び第３実施例の
成形用押出し金型を示した縦断面図である」と補正する
。
Claims (1)
- セラミックスと金属とからなる複合材料の製造方法にお
ける熱間押出し工程において、金型内で前記複合材料か
らなる成形体と金型との間に、前記複合材料のマトリッ
クス部を構成する金属の溶融温度の＋５０℃から−５０
℃の温度範囲内に溶融点を有する金属を介在せしめ、熱
間押出し加工を行うことを特徴とする複合材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27136084A JPS61147803A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27136084A JPS61147803A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147803A true JPS61147803A (ja) | 1986-07-05 |
Family
ID=17498983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27136084A Pending JPS61147803A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147803A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108994299A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-14 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种粉末高温合金构件阶段加热挤压控性装置及使用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4920682A (ja) * | 1972-06-20 | 1974-02-23 | ||
| JPS49123154A (ja) * | 1973-03-31 | 1974-11-25 | ||
| JPS5996242A (ja) * | 1982-11-24 | 1984-06-02 | Showa Alum Ind Kk | アルミニウム合金焼結体およびその製造方法 |
| JPS59170205A (ja) * | 1983-03-17 | 1984-09-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末押出法 |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP27136084A patent/JPS61147803A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4920682A (ja) * | 1972-06-20 | 1974-02-23 | ||
| JPS49123154A (ja) * | 1973-03-31 | 1974-11-25 | ||
| JPS5996242A (ja) * | 1982-11-24 | 1984-06-02 | Showa Alum Ind Kk | アルミニウム合金焼結体およびその製造方法 |
| JPS59170205A (ja) * | 1983-03-17 | 1984-09-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末押出法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108994299A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-14 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种粉末高温合金构件阶段加热挤压控性装置及使用方法 |
| CN108994299B (zh) * | 2018-07-13 | 2020-04-03 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种粉末高温合金构件阶段加热挤压控性装置及使用方法 |
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