JPS61183424A - 繊維補強軽金属鋳造片の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳型内の繊維材料に低い圧力で軽金属溶湯を
含浸し、溶湯を高い圧力で凝固させる、繊維補強軽金属
鋳造片の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

繊維補強軽金属鋳造片、特に無機繊維で補強された軽金
属鋳造片は、両方の材料の良好な性質がまとめられるの
で、次第に関心をよんでいる。このような鋳造片の製造
は、例えばドイツ特許第２６４４２７２号明細書によれ
ば、無機繊維材料から成る補強挿入片を含む鋳型へ軽金
属溶湯を注入し、続いて高い圧力で溶湯を凝固させるよ
うにして行なわれる。

この目的のためこれまで一般に長繊維または無端ｍｍが
使用された。しかしこれらの繊維の欠点は価格が非常に
高いことで、このためこれらの繊維で補強される鋳造片
の広範な使用が実際上妨げられていた。

値ごろのセラミック！ｉｌ雄も公知であり、その製造は
簡略に述べると次のように行なわれる。

まず紡糸可能な無機または有機溶液、または無機または
有機の沈殿防止剤中に繊維基本成分がある紡糸可能な懸
濁液が製造される。この液体が紡糸されて先駆体系にな
る。この糸が焼成されて、非常に小さい粒度をもつ酸化
物セラミック系になる。この製造方法により、これらの
絣維は非常に安価であるが、方向性のないばらばらな綿
または毛として生ずるという欠点をもっている。ばらば
らな錦または毛は単位容積あたり非常にわずかな繊維割
合しかもたず、綿または毛の個々の繊維は全く方向性が
ないので、主要方向が存在しない。焼成過程によりｍ、
ｓは一部湾曲部をもっているので、例えば炭素短ｗＡ雑
において普通であるように方向性のある短繊維不織布へ
の加工は実際上不可能である。したがってこれらの繊維
は綿としてのみ使用できる。

輪金ＩＩ＆鋳造片を補強するためこれらの綿を使用する
ことは原理的には可能である。しかし製造された綿の単
位容積あたりの繊維割合は小さすぎるので、綿を圧縮し
て繊維成形体にせねばならないが、これは錦に非常に高
い含有量の一時的または永続的に作用する結合剤を混合
する場合にのみ可能である。しかしこの結合剤は多くの
点で不利である。さらに圧縮された繊維塊は浸入する金
属に対して大きい抵抗を与えるので、完全に含浸されて
気孔のない軽金属鋳造片を製造することは非常に困難で
、比較的高い不良品率でのみ可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって本発明の課題は、大きいａｍ割合をもつにも
かかわらず、単位容積あたり繊維割合の少ないばらばら
な繊維の綿または毛から出発できる！Ｉ維補強軽輪金！
Ｉ＃造片の製造方法を見出ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この課題を解決するため本発明によれば、繊維材料とし
て、溶液紡糸されて焼成された＃機ばら繊維から成るも
つれ繊維を使用し、このもつれ繊維を過剰な軽金属溶湯
で含浸し、もつれｍ継を圧縮しながら過剰な輪金ｌｌＥ
溶湯を除去し、純金＊ｇ湯の流出を停止し、繊維の混入
した輪金ｍ溶湯を凝固させる。

〔作用〕

この方法は鋳型へまずもつれ繊維を入れることにある。

このもつれｗｓ維はばらばらな綿または毛として入れる
ことができるが、非常にばらばらでもよくかつ非常にわ
ずかな結合剤を含む繊維成形体も入れることができる。

このようなｍｍ成形体は、例えば耐火工業において普通
の技術により簡単かつ安価に製造される。例えば軽量フ
ェルト板、軽量繊維体等を製造し、それから鋳型への挿
入に適した成形体を打抜くことができる。純金ｊＩｉ鋳
造片における一定の繊維割合を保証するため、常に同じ
重量の繊維を鋳型へ入れねばならない。これは、上述し
たばらばらのあらかじめ圧縮された成形体を使用すると
最も簡単である。その際成形体が鋳型の側壁を漏れなく
閉鎖すると特に有利である。側壁とのこの単振結合によ
って、繊維が鋳型から押出される確率は非常に小さくな
る。しかし例外的に押出される危険があると、一時的な
保持可能性を考慮でき、例えば網板、挿入線等により繊
維の移動を防止し、場合によってはこれらを完成した軽
金属鋳造片中に残すことができる。必要な量のもつれ繊
維を鋳型へ入れた後、鋳型内のもつれ繊維に軽金属溶湯
を低い圧力で含浸させる。

この含浸は公知の技術例えば低圧鋳造法により行なうこ
とができる。もつれ繊維は非常にばらばらなので、軽金
属溶湯に対してわずかな抵抗しか与えず、閉じ込められ
た空気またはガスも容易に逃げる。したがって鋳型内に
おけるもつれ繊維を一時的に保持できることは一般に必
要でない。低圧鋳造装置の（１ｂａｒ以下の）小さい送
り込み圧力は含浸のために充分である。

この含浸は比較的ゆっくり行なうことができるので、齋
小の圧力で充分である。高温の軽金属量は繊維量より著
しく大きいので、繊維が注入の際軽金属溶湯を冷却させ
ることはない。したがって軽金属が含浸の際もつれ繊維
中で凝固することはない。鋳型の側壁の適当な絶縁また
は加熱によって、流動する軽金属を側壁の所でも遅れて
凝固させることができる。鋳型が過剰な軽金属を含んで
いると、もつれ繊維の同時圧縮によりこの過剰分が再び
押出される。その際もつれ繊維が圧縮されて、成形体の
容積が減少する。軽金属としてはマグネシウムが特に適
している。なぜならば、マグネシウムは酸化アルミニウ
ム、ムライト、これらの混合物またははうけい酸アルミ
ニウムから成る繊維、したがってＡｊ！２０３含有量が
高（５ｉ０２含有量が低い酸化物セラミック繊維にぬれ
て、押出しにより過剰な軽金属を容易に除去することが
できるからである。押出しの際、注入開口を通して過剰
分を溶湯だめへ戻すのがよい。その際もつれｗＬ維の含
浸に使用された低い送り込み圧力はそのままにすること
ができるが、取去ることもできる。もつれ繊維は圧縮の
際わずかしか抵抗を及ばさず、比較的高い密度に圧縮す
ることができる。

過剰な軽金属溶湯の除去によりもつれ＃ａ維が所望の密
度に圧縮されると、輪金ａ溶湯のそれ以上の流出が停止
される。今や圧縮圧力が高い値に高められ、その際溶湯
が凝固せしめられる。

公知のように溶湯が方向づけで凝固せしめられると、鋳
造片の品質にとって有利である。これは適切な冷却また
は他の手段によって行なうことができる。（鋳型の安定
性に応じて２０００　ｂａｒまで可能な）高い圧力を凝
固段階で生ずることによって、繊維の間にあってまだ含
浸されない最後の空所も満たされ、金属の鋳造片収縮が
相殺される（補給）ので、収縮空隙は微視的にも巨視的
にも生じない。凝固段階の終りに軽金属鋳造片は所望の
寸法をとり、＃型から取出すことができる。

完成した鋳造片において、一般に数ｃｍの長さと約２な
いし５μｍの直径とをもつ繊維から全不規則に構成され
たもつれａｌｍは、圧縮により圧縮方向に対して直角に
著しい方向性をとることがわかった。

〔実庸例〕

図には本発明による方法の経過が概略的に示されている
。

第１図に概略的に示す鋳型は、皿板１上に取付けられる
型底２と、完成した成形体を型底２から取除くため矢印
で示すように分離可能な２つの型壁３と、型壁３により
形成される空間へちょうどはまりかつ移動可能なラム７
をもつ型上部６から成る。

型下部にはばらばらなもつれ繊維８が挿入される。それ
から第２図に示すように、上昇管４を通して鋳型へ軽金
属溶湯が注入されて、もつれ繊維８が含浸される。底板
ｌには摺動棒５が設けられて、溶湯の流入または流出を
停止することができる。続いて第３図のようにラム７が
下降せしめられて、過剰な軽金属溶湯がもつれ繊維８を
圧縮しながら再び押出される。この押出しは、その時点
に鋳型内で軽金属溶湯の凝固がおこらないように、迅速
に行なう。過剰分が押出されて、もつれ！Ｉｌ雄の所望
の圧縮度になると、摺動棒５により、第４図に示すよう
に軽金属ｇ湯のそれ以上の流出が停止される。しかしラ
ム押圧力は維持されるので、溶湯に高い圧力が生ずる。

型上部６の大きい質量により、今や上から下への軽金属
の凝固が行なわれ、場合によっては型上部６の付加的な
冷却により凝固を促進することができる。鋳型内の圧力
を引続き維持することにより、金属の凝固収縮が連続的
に相殺されるので、収縮空隙は生じない。第５図は高い
圧力を受けている凝固段階の終りを示している。鋳造片
は今や鋳型内で最終的に凝固し、その際鋳造片の容積は
第４図による凝固段階の始めにおけるよりわずか小さい
。さらに冷却した後、鋳型を開いて、完成した軽金属鋳
造片を取出すことができる。誤解働くため、ここで再度
指摘すべきことは、本方法が概略的にのみ示されている
ことである。特に圧縮段階および凝固段階におけるラム
７の行程は、実際の行程には一致していない。

〔発明の効果〕

本発明による方法によって、非常に安価に得られる溶液
紡糸無機ばらｍ雄から鐵維補強輪金ｆＲ鋳造片を製造で
き、完成した鋳造片内で本来不規則な方向をもつこれら
の繊維は、ある程度の方向性をとる。ａｍがばらばらな
状態で含浸され、含浸された状態で始めて圧縮され、し
たがって高いｍ維割合をもつ繊維補強軽金属鋳造片が製
造され、この鋳造片では所望の線錐密度の繊維塊が軽金
属でもはや充分に含浸不可能なので、本方法は他のあら
ゆる繊維にも適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はもつれＷ＠錐を入れられた鋳型の断面を示し、
第２図はもつれ繊維への軽金属溶湯の含浸段階を示し、
第３図は圧縮および押出し段階の始めを示し、第４図は
押出し段階の終りと高圧段階の始めを示し、第５図は高
圧凝固段階の終りを示す。 ２、３．６・・・鋳型、８・・・もつれ繊維、９・・・
軽金属溶湯。 特許出願人　　　　ダイムラー−ベンツ・アクチェンゲ
ゼルシャフト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鋳型内の繊維材料に低い圧力で軽金属溶湯を含浸し
   、溶湯を高い圧力で凝固させる製造方法において、 ａ）繊維材料として溶液紡糸されて焼成された無機ばら
   繊維から成るもつれ繊維を使 用し、 ｂ）このもつれ繊維を過剰な軽金属溶湯で含浸し、 ｃ）もつれ繊維を圧縮しながら過剰な軽金属溶湯を除去
   し、 ｄ）軽金属溶湯の流出を停止し、 ｅ）繊維の混入した軽金属溶湯を凝固させることを特徴
   とする、繊維補強軽金属鋳造片の製造方法。 ２　軽金属溶湯を適切な冷却により方向づけて凝固させ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。