JPS61217506A

JPS61217506A - 多孔質アルミニウムの製造方法

Info

Publication number: JPS61217506A
Application number: JP60058601A
Authority: JP
Inventors: Takuo Kusano; 草野　拓男
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1986-09-27

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、多孔質アルミニウムの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

多孔質金属の製造法としては、従来より種々の手段が提
案されており、例えば、接触する二つの粉末状金属の界
面において、外部からの熱エネルギーによる金属原子の
拡散現象を利用した焼結法や、他の物質の多孔性を利用
する製造法として、発泡スチロールの表面に電着等の表
面処理法で金属を付着させた後、発泡スチロールを燃焼
させて網目状の多孔質金属を得る焼却法あるいは塩化ナ
トリウムのような水溶性粒子を所定の形状に焼き固め、
その粒子間隙に金属の溶湯を加圧注入して凝固させた後
、この塩化ナトリウムを水で溶解して網目状の多孔質金
属を得る溶出法や、溶湯中にマグネサイトやＴ１及びｚ
ｒの水素化物等のガス発生化合物を添加し、溶湯のガス
含有量を過飽和にして凝固させることにより、金゛属体
内部に気孔を内在させて多孔質金属を得る発泡法等が知
られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記焼結法においては、金属原子の拡散
を行なうのに数時間という長時間を要し、しかも接触面
に汚れや異物が介在すると拡散速度が極端に低下し金属
間の結合力が弱くなって機械的性質が悪化するという問
題があり、また、他の物質の多孔性を利用して行う焼却
法や溶出法においては、製造された多孔質金属の内部に
発泡スチロールの酸化物や塩化ナトリウムの粒子等が残
留する危険があり、しかも金属体の厚さが薄くなるので
機械的強度が低い等の問題があり、更に、発泡法におい
ては、気孔の発生場所にバラツキがあり、また溶湯の温
度分布、特に炉底付近と溶湯表面付近とでは温度差が大
きく、凝固速度も気孔の大小に左右され、気孔の分布が
不均一になり品質的に不安定であるという問題があった
。

また、上記以外に、軽量粒子拡散法が知られているが、
この方法で製造された多孔質金属は、気孔率が極めて低
く真の多孔質金属とはいえないものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたもので、生産
性や加工性がよく、孔径や気孔率を任意に制御すること
ができ、しかも、金属間結合が強固であって異物残留も
皆無である多孔質アルミニウムの製造方法を提供するも
のである。

すなわち本発明は、線材あるいは板材を線状、チップ状
、フレーク状等にしたアルミニウム又はアルミニウム合
金の金属素材と、この金属素材と同様線状、チップ状、
フレーク状等にしたＡｌ−Ｐｂ系、Ａｊ−Ｓｎ系、又は
Ａｌ−Ｐｂ−３ｎ系の合金とを均一に混合した後、この
混合物を成形用金型等に入れ、加熱炉等において上記合
金の液相線温度±１０℃に加熱して上記金属素材を上記
合金にて互いに融着し、所望形状に成形する多孔質アル
ミニウムの製造方法であり、また線状、チップ状、フレ
ーク状等にしたアルミニウム又はアルミニウム合金の金
属素材と、この金属素材と同様線状、チップ状、フレー
ク状等にしたＡｌ−Ｐｂ系、Ａｌ−Ｓｎ系、又はＡｌ−
Ｐｂ−Ｓｎ系の合金と、並びにフラックスの粉末とを均
一に混合した後、この混合物を成形用金型等に入れ、加
熱炉等において上記合金の液相線温度±１０℃に加熱し
て上記金属素材を上記合金にて互いに融着し、所望形状
に成形する多孔質アルミニウムの製造方法である。

〔作用）本発明方法においては、チップ状あるいはフレーク状等
の金属素材（１）と、この素材（１）より融点の低い例
えばＡｌ−Ｓｎ系合金の低融点金属（２）とを均一に混
合させて成形用金型に入れると、上記金属素材（１）と
低融点金属（２）とは第１図に示すように互いに絡み合
った状態となっている。

そしてこの状態で低融点金属（２）をその液相線温度±
１０℃まで加熱すると、上記低融点金属（２）が溶融し
、金属素材（１）の一部を包合すると同時に球状化する
ため、上記金属素材（１）は第２図に示すように、互い
に連結されたブリッジのようになり、冷却後はこの金属
素材（１）を基本的な骨格とした多孔質金属が得られる
。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいて、本発明の多孔質アルミニウム
の製造方法を具体的に説明する。

まずＡ３００３アルミニウム合金から成る板厚０．２ｍ
の圧延板と、ＡＪＩアルミニウム合金から成る板厚さ０
．２ｍｍの圧延板とをシャーリングマシーン等の切断機
を使用し、１．５ｍＸ１．５Ｍの正方形のチップ状に切
断して、それぞれチップ状の金属素材（１）並びに低融
点金属（２）とする。

次に上記チップ状の金属素材（１）並びに低融点金属（
２）をエチルアルコールで脱脂・洗浄し、かつこれら金
属素材（１）並びに低融点金属（２）をミキサーにより
混合割合５０１５０（型口％）で均一に混合した後、こ
の混合物を成形用金型内に充填した。

ここで、上記Ａ３００３アルミニウム合金の組成はＭｎ
：１．３Ｉｉ１ｉｉ％、ＣＵ：０１１０重酋％１Ｆｅ：
０．２重量％、Ｚｎ：０．１重量％であり、ＡＪ１アル
ミニウム合金の組成はＳｎ：１２．０重間％、Ｃｕ：０
．７重量％であった。

なお、上記金属素材（１）としては、純アルミニウム、
ＡＩ−ＭＯ系合金、Ａｌ１−Ｍｎ系合金、Ａｊ−Ｍｑ−
８ｉ系合金、Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合
金等でもよく、また、上記低融点金属（２）としては、
Ｓｎ成分４〜５０重量％を含むＡｌ−Ｓｎ系合金であれ
ばよく、さらには、Ｐｂ及び５ｎ−Ｐｂの各成分をそれ
ぞれ４〜５０重間％含むＡｌ−Ｐｂ系、あるいはＡｌ−
Ｐｂ−Ｓｎ系合金であってもよく、上記合金を複数併用
してもよい。またさらに上記金属素材（１）と低融点金
属（２）との混合割合（重量％）は、２０／８０〜６０
／４０　（重量％）間にあれば任意である。

そして上記金属素材（１）と低融点金属（２）との混合
物を充填した成形用金型を不活性ガス雰囲気の加熱炉に
入れ、低融廃合１ｍ（２）の液相線温度±１０℃まで加
熱し、金型が前記温度に達してからこの金型を加熱炉か
ら取出し、強制空冷（この実施例ではファンを使用）し
た後に多孔質アルミニウムを金型から取出す。

なおこの実施例においては、加熱により低融点金属（２
）を溶融させて金属素材（１）の融着を行ったが、この
低融点金属（２）による融着に際しては、金属素材（１
）に対して接着効果が得られる状態であればよく、必ず
しも低融点金属（２）を完全溶融状態にする必要はなく
、半溶融の状態で行ってもよい。

また、上記金属素材（１）と低融点金属（２）との混合
物を金型内に投入する前に、この混合物にざらに弗化ア
ルミニウムカリ塩のフラックスを混合させることにより
、上記金属素材（１）並びに低融点金属（２）の予備洗
浄が不要に成る。なお上記フラックスとしては、弗化ア
ルミニウムカリ塩以外に従来公知の伯のフラックスでも
よく、望ましくは腐蝕性のないものがよい。

また上記実施例においては、不活性ガス雰囲気の加熱炉
を使用したが、この加熱炉に替えて通常の加熱炉、真空
加熱炉、不活性ガス雰囲気の加熱炉と真空加熱炉とを組
合せた加熱炉のいずれを使用してもちよい。さらに上記
低融点金属（２）は、チップ状に形成されたものが使用
されているが、線状、フレーク状のものでも、あるいは
粉状、粒状に形成されたものであってもよい。

さらにまた、多孔質アルミニウム製品の形状は、金型に
より丸、四角、三角、多角形等所望の形状に成形される
ものである。

（発明の効果）本発明の多孔質アルミニウムの製造方法によれば、（イ）従来の焼結法に比べて、加熱及び保持時間が短縮
され、その生産性が著しく向上し、価格を低減すること
ができる。

（ロ）従来の焼結金属や発泡金属は脆く、その加工性が
悪いのに対し、本発明で得られる製品は機械的性質、特
に延性（伸び）が極めて高く、曲げ加工や切削加工等が
容易である。

（ハ）従来法の場合、孔径及び気孔率はその製造方法に
依存し、有効範囲が狭いが、本発明方法によれば素材形
状を変化せしめるのみで孔径及び気孔率を任意に変える
ことができ、その制御範囲が広い。

（ニ）強固な金属結合がなされているので、ヒートショ
ックに強く、例えば溶接等も可能である。

（ホ）異物混入、あるいは異物残留が非常に少ない。

（へ）伝熱面積の大幅な向上により熱伝達率が著しく改
善される。

（ト）電気伝導性があり、集電効果が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法において金属素材が互い
に結合する状態を示す説明図である。符号説明（１）・・・・金属素材、（２）・・・・低融点金属、
１：合議膚１λ 第１図　　　　　２：低＃Ｉ！μ、金尾第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）線状、チップ状、フレーク状等にしたアルミニウ
ム又はアルミニウム合金の金属素材と、この金属素材と
同様線状、チップ状、フレーク状等にしたＡｌ−Ｐｂ系
、Ａｌ−Ｓｎ系、又はＡｌ−Ｐｂ−Ｓｎ系の合金とを均
一に混合し、この混合物をその合金の液相線温度±１０
℃に加熱して、上記金属素材を上記合金にて互いに融着
し成形することを特徴とする多孔質アルミニウムの製造
方法。
（２）上記アルミニウム又はアルミニウム合金の金属素
材と、上記各系の合金との混合割合が２０／８０〜６０
／４０（重量％）である特許請求の範囲第１項記載の多
孔質アルミニウムの製造方法。
（３）上記各系の合金において、Ｐｂ、Ｓｎ又はＰｂ−
Ｓｎの成分が４〜５０重量％である特許請求の範囲第１
項記載の多孔質アルミニウムの製造方法。
（４）線状、チップ状、フレーク状等にしたアルミニウ
ム又はアルミニウム合金の金属素材と、この金属素材と
同様線状、チップ状、フレーク状等にしたＡｌ−Ｐｂ系
、Ａｌ−Ｓｎ系、又はＡｌ−Ｐｂ−Ｓｎ系の合金と、並
びにフラックスの粉末とを均一に混合し、この混合物を
その合金の液相線温度±１０℃に加熱して、上記金属素
材を上記合金にて互いに融着し成形することを特徴とす
る多孔質アルミニウムの製造方法。
（５）上記アルミニウム又はアルミニウム合金の金属素
材と、上記各系の合金との混合割合が２０／８０〜６０
／４０（重量％）である特許請求の範囲第４項記載の多
孔質アルミニウムの製造方法。
（６）上記各系の合金において、Ｐｂ、Ｓｎ又はＰｂ−
Ｓｎの成分が４〜５０重量％である特許請求の範囲第４
項記載の多孔質アルミニウムの製造方法。
（７）上記フッラクスはＫＦ−ＡｌＦ＿３系フラックス
である特許請求の範囲第４項記載の多孔質アルミニウム
の製造方法。