JPS61284543A - 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
- JPS61284543A JPS61284543A JP12686085A JP12686085A JPS61284543A JP S61284543 A JPS61284543 A JP S61284543A JP 12686085 A JP12686085 A JP 12686085A JP 12686085 A JP12686085 A JP 12686085A JP S61284543 A JPS61284543 A JP S61284543A
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- Japan
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- kneading
- molten metal
- fiber reinforced
- metal
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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）
本発明はマトリックス金属中に繊維強化材が埋入された
繊維強化金属複合材料の製造方法に関する。
繊維強化金属複合材料の製造方法に関する。
（従来の技術）
近年、炭素、アルミナ、炭化ケイ素等からなる高強度、
高弾性を有する繊維を強化材とし、アルミニウム、マグ
ネシウムのような軽金属又はそれらの合金をマトリック
スとした繊維強化金属複合材料（以下、ＦＲＭという。
高弾性を有する繊維を強化材とし、アルミニウム、マグ
ネシウムのような軽金属又はそれらの合金をマトリック
スとした繊維強化金属複合材料（以下、ＦＲＭという。
）の開発が活発化しており、これに関するＦＲＭの製造
方法も従来より種々考案されている。
方法も従来より種々考案されている。
これら従来のＦＲＭの製造方法の代表的なものとして高
圧鋳造方法がある。この方法は、有底円筒状の鋳型内に
予備成形された繊維強化材を装入し、鋳型外周面に設け
られたヒータにより予熱後、マトリックス金属溶湯を注
入し、その後前記鋳型に嵌装されたプランジャによりマ
トリックス金属を繊維強化材へ加圧浸透させた後、凝固
させて目的とするＦＲＭを得る方法である。
圧鋳造方法がある。この方法は、有底円筒状の鋳型内に
予備成形された繊維強化材を装入し、鋳型外周面に設け
られたヒータにより予熱後、マトリックス金属溶湯を注
入し、その後前記鋳型に嵌装されたプランジャによりマ
トリックス金属を繊維強化材へ加圧浸透させた後、凝固
させて目的とするＦＲＭを得る方法である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、この高圧鋳造方法では以下の問題がある
。
。
■ 繊維強化材ばかさ密度が低いので、これを高（する
ために予備成形する必要があり、このため予備成形用設
備が別途必要とされる。
ために予備成形する必要があり、このため予備成形用設
備が別途必要とされる。
■ 繊維強化材が大形の場合には未浸透部分が生じ易く
、また小形の場合でも該強化材の末端までマトリックス
金属溶湯を加圧浸透させ、濡れを良くするためには、５
００〜１０００に＋ｒ／ｃｄ程度の高圧を前記溶湯にか
ける必要がある。このため、鋳型は高圧に耐え得るよう
に大形のものとならざるを得す、これに伴って、ヒータ
等すべてが大容量化、大形化し、設備コストが非常に高
くなる。
、また小形の場合でも該強化材の末端までマトリックス
金属溶湯を加圧浸透させ、濡れを良くするためには、５
００〜１０００に＋ｒ／ｃｄ程度の高圧を前記溶湯にか
ける必要がある。このため、鋳型は高圧に耐え得るよう
に大形のものとならざるを得す、これに伴って、ヒータ
等すべてが大容量化、大形化し、設備コストが非常に高
くなる。
本発明は叙上の問題に鑑みなされたものであって、上記
高圧鋳造方法の欠点のない、かつ優れた品質のＦＲＭが
得られる製造方法を提供することを目的とする。
高圧鋳造方法の欠点のない、かつ優れた品質のＦＲＭが
得られる製造方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
前記目的を達成するための本発明の特徴とするところは
、チャンバーの内部に形成されかつ２本のロータが異方
向回転で非噛合い状に設けられた混練室をマトリックス
金属の融点まで予熱し、咳金属の溶湯を混練室に注入し
た後、繊維強化材を混練室に装入し、該繊維強化材と前
記溶湯とをロータの混練翼部とチャンバー内面との間で
生じた高いせん断仕事により混練した後、該混錬溶湯を
鋳型に鋳造する点にある。
、チャンバーの内部に形成されかつ２本のロータが異方
向回転で非噛合い状に設けられた混練室をマトリックス
金属の融点まで予熱し、咳金属の溶湯を混練室に注入し
た後、繊維強化材を混練室に装入し、該繊維強化材と前
記溶湯とをロータの混練翼部とチャンバー内面との間で
生じた高いせん断仕事により混練した後、該混錬溶湯を
鋳型に鋳造する点にある。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明を実施するための製造装置の一例を示
す断面図である。図において、チャンバー１の内部には
、略眼鏡状の混練室２が形成されており、その上部には
原料の供給口３が、下部には混練物の第１排出ロアが設
けられている。第１排出口は、更にチャンバー１の底部
において水平斜め下方に開設された第２排出口８．８を
介して、チャンバー１外に連通している。
す断面図である。図において、チャンバー１の内部には
、略眼鏡状の混練室２が形成されており、その上部には
原料の供給口３が、下部には混練物の第１排出ロアが設
けられている。第１排出口は、更にチャンバー１の底部
において水平斜め下方に開設された第２排出口８．８を
介して、チャンバー１外に連通している。
前記供給口３には、チャンバー内面の上部の一部を形成
し、該供給口３に係脱自在なブツシャ−４が装着されて
おり、また、該供給口３と連通し前記ブツシャ−４が摺
動自在とされた供給導管５がチャンバー１の上端に立設
されている。該導管５の中途には、Ｎ２ガスやＡｒガス
等の不活性ガスを混練室２内へ注入するためのガス注入
口６が開設されている。
し、該供給口３に係脱自在なブツシャ−４が装着されて
おり、また、該供給口３と連通し前記ブツシャ−４が摺
動自在とされた供給導管５がチャンバー１の上端に立設
されている。該導管５の中途には、Ｎ２ガスやＡｒガス
等の不活性ガスを混練室２内へ注入するためのガス注入
口６が開設されている。
一方、前記第１排出ロアには、チャンバー内面の下部の
一部を形成し、該第１排出ロアに係脱自在なプラグ９が
装着されている。該プラグ９の下降時には、第１排出ロ
アと第２排出口８，８とが相互に連通ずる。
一部を形成し、該第１排出ロアに係脱自在なプラグ９が
装着されている。該プラグ９の下降時には、第１排出ロ
アと第２排出口８，８とが相互に連通ずる。
前記混練室２には、２本のロータ１１．１１が挿設され
ており、該ロータ１１の混練翼部１２の先端とチャン４
＜−１の内面とは混練物に強力なせん所作用を及すべく
混練物に応じた最適な隙間が形成されている。ロータ１
１の断面形状は、図示例では２翼になっているが、第２
図（１）、 （２１の如く、１翼あるいは３翼など繊維
強化材の濡れ性、解繊の姪易度等に応じて最適な形状を
選択すればよい。一方、ロータ１１の軸方向形状につい
ては、軸方向にも十分な混合が得られるよう、第３図（
１）及び（２）の如く、ロータ軸方向に沿って少しずつ
位相をずらせた、すなわちあるねじれ角度をもった混練
翼部１２とすることが望ましい。第３図（１）は２翼ロ
ータにおける混練翼部の位相を連続的に変化させたもの
であり、第３図（２）は不連続に変化させたものの例示
である。
ており、該ロータ１１の混練翼部１２の先端とチャン４
＜−１の内面とは混練物に強力なせん所作用を及すべく
混練物に応じた最適な隙間が形成されている。ロータ１
１の断面形状は、図示例では２翼になっているが、第２
図（１）、 （２１の如く、１翼あるいは３翼など繊維
強化材の濡れ性、解繊の姪易度等に応じて最適な形状を
選択すればよい。一方、ロータ１１の軸方向形状につい
ては、軸方向にも十分な混合が得られるよう、第３図（
１）及び（２）の如く、ロータ軸方向に沿って少しずつ
位相をずらせた、すなわちあるねじれ角度をもった混練
翼部１２とすることが望ましい。第３図（１）は２翼ロ
ータにおける混練翼部の位相を連続的に変化させたもの
であり、第３図（２）は不連続に変化させたものの例示
である。
混練室２に挿設された２本のロータ１１，１１は、非噛
合状で異方向に回転自在とされ、また両者の回転速度も
混練物の特性に応じて同一あるいは別異と−される。
合状で異方向に回転自在とされ、また両者の回転速度も
混練物の特性に応じて同一あるいは別異と−される。
１０はチャンバーの外周面に取り付けられたヒータであ
る。
る。
次に、本発７明によるＦＲＭの製造方法を第１図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
チャンバー１等をマトリックス金属の融点までヒータ１
０により加熱した後、供給導管５のガス注入口６と供給
口３とを連通可能にすべく、ブツシャ４を供給導管５の
上方へ移動させると非に、プラグ９を下方へ少し下げて
、第１排出ロアと第２排出口８．８とを連通状態とした
後、前記ガス供給口６からＮ２ガスあるいは計ガス等の
不活性ガスを混練室２内に吹き込むと共に混練室２内の
空気を排出し、混練室２を不活性ガス雰囲気とじた後、
プラグを上げて第１排出ロアを閉塞すると共に、チャン
バー１の内面下部を形成する。
０により加熱した後、供給導管５のガス注入口６と供給
口３とを連通可能にすべく、ブツシャ４を供給導管５の
上方へ移動させると非に、プラグ９を下方へ少し下げて
、第１排出ロアと第２排出口８．８とを連通状態とした
後、前記ガス供給口６からＮ２ガスあるいは計ガス等の
不活性ガスを混練室２内に吹き込むと共に混練室２内の
空気を排出し、混練室２を不活性ガス雰囲気とじた後、
プラグを上げて第１排出ロアを閉塞すると共に、チャン
バー１の内面下部を形成する。
不活性ガスを混練室２に注入したまま、ブツシャ４を供
給導管５より引き上げ、マトリックス金属溶湯を該導管
５を介して混練室２へ注入した後、予備成型を行ってい
ない繊維強化材を前記導管５につめ込むと共にブツシャ
４を供給導管５に装着して下降し、繊維強化材を混練室
２中に供給する。
給導管５より引き上げ、マトリックス金属溶湯を該導管
５を介して混練室２へ注入した後、予備成型を行ってい
ない繊維強化材を前記導管５につめ込むと共にブツシャ
４を供給導管５に装着して下降し、繊維強化材を混練室
２中に供給する。
この前後より、ロータ１１，１１を異方向に回転させ、
これらの被混練物を混練する。本発明においては、被混
練物はロータ１１，１１とチャンバ−１内面との間で強
いせん所作用を受けるので、単時間で均一な混練が行わ
れ、しかも繊維強化材とマトリックス金属溶湯との濡れ
も良好になり、両者が極めて良好に混合された混錬溶湯
を得ることができる。
これらの被混練物を混練する。本発明においては、被混
練物はロータ１１，１１とチャンバ−１内面との間で強
いせん所作用を受けるので、単時間で均一な混練が行わ
れ、しかも繊維強化材とマトリックス金属溶湯との濡れ
も良好になり、両者が極めて良好に混合された混錬溶湯
を得ることができる。
混練完了後、プラグ９を下端まで下降させ、混練室２内
の混錬溶湯をロータ１１，１１を回転させながら、チャ
ンバー１より排出し、鋳型に鋳造する。
の混錬溶湯をロータ１１，１１を回転させながら、チャ
ンバー１より排出し、鋳型に鋳造する。
該鋳型は任意形状のものを適宜選択できるが、例えば、
第４図の如く、底板２４を有する有底円筒状の鋳型２１
を用いた場合、混錬溶湯内の気孔を排除し、高品質のＦ
ＲＭを得るのに有利である。すなわち、該鋳型２１に混
錬溶湯を注入後、鋳型内面に摺動自在なプランジャ２３
を装着して簡易プレスを構成し、このプランジャ２３に
より混錬溶湯２５を加圧するだけで、気泡を除去するこ
とができ、極めて高品質のＦＲＭが得られる。混錬溶湯
２５の凝固冷却後は、底板２４を取りはずし、プランジ
ャ２３を押し下すことにより、棒状のＦＲＭが容易に取
り出せる。同図中、２２はヒータであり、プランジャ２
３の加圧時、混錬溶湯を溶融状態に維持する。
第４図の如く、底板２４を有する有底円筒状の鋳型２１
を用いた場合、混錬溶湯内の気孔を排除し、高品質のＦ
ＲＭを得るのに有利である。すなわち、該鋳型２１に混
錬溶湯を注入後、鋳型内面に摺動自在なプランジャ２３
を装着して簡易プレスを構成し、このプランジャ２３に
より混錬溶湯２５を加圧するだけで、気泡を除去するこ
とができ、極めて高品質のＦＲＭが得られる。混錬溶湯
２５の凝固冷却後は、底板２４を取りはずし、プランジ
ャ２３を押し下すことにより、棒状のＦＲＭが容易に取
り出せる。同図中、２２はヒータであり、プランジャ２
３の加圧時、混錬溶湯を溶融状態に維持する。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明によれば、繊維強化材とマト
リックス金属溶湯とを混練室内において、ロータの混練
翼部とチャンバー内面との間に生じる高いせん断仕事に
より混練するので、単時間で均一な混練が行われ、しか
も繊維強化材とマトリックス金属溶湯との濡れも良好に
なり、両者が極めて良好に混合された混錬溶湯を得るこ
とができ、咳混錬溶湯を任意の鋳型に鋳造することによ
り高品質のＦＲＭを得ることができる・従って・ＦＲＭ
の製造に際して、繊維強化材の予備成型設備も不要で・
鋳型も高圧に耐える必要がなく、本発明の利用価値は著
大である。
リックス金属溶湯とを混練室内において、ロータの混練
翼部とチャンバー内面との間に生じる高いせん断仕事に
より混練するので、単時間で均一な混練が行われ、しか
も繊維強化材とマトリックス金属溶湯との濡れも良好に
なり、両者が極めて良好に混合された混錬溶湯を得るこ
とができ、咳混錬溶湯を任意の鋳型に鋳造することによ
り高品質のＦＲＭを得ることができる・従って・ＦＲＭ
の製造に際して、繊維強化材の予備成型設備も不要で・
鋳型も高圧に耐える必要がなく、本発明の利用価値は著
大である。
第１図は本発明の実施に係る製造装置の断面図、第２図
（１１，（２１はロータの断面図、第３図（１１，（２
１はロータの正面図、第４図は混錬溶湯を鋳造するため
の鋳型の一例を示す断面図である。 ■・・・チャンバー、２・・・混練室、１０・・・ヒー
タ、１１・・・ロータ、１２・・・混練翼部。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所第４図 第７図 口
（１１，（２１はロータの断面図、第３図（１１，（２
１はロータの正面図、第４図は混錬溶湯を鋳造するため
の鋳型の一例を示す断面図である。 ■・・・チャンバー、２・・・混練室、１０・・・ヒー
タ、１１・・・ロータ、１２・・・混練翼部。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所第４図 第７図 口
Claims (1)
- １、チャンバーの内部に形成されかつ２本のロータが異
方向回転で非噛合い状に設けられた混錬室をマトリック
ス金属の融点まで予熱し、該金属の溶湯を混錬室に注入
した後、繊維強化材を混練室に装入し、該繊維強化材と
前記溶湯とをロータの混練翼部とチャンバー内面との間
で生じた高いせん断仕事により混練した後、該混錬溶湯
を鋳型に鋳造す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 |
|---|---|---|---|
| JP60126860A JPH0723517B2 (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60126860A JPH0723517B2 (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284543A true JPS61284543A (ja) | 1986-12-15 |
| JPH0723517B2 JPH0723517B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=14945629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60126860A Expired - Lifetime JPH0723517B2 (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723517B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419266U (ja) * | 1977-07-08 | 1979-02-07 | ||
| JPS577242A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-14 | Kobe Steel Ltd | Supply controller for material to be mixed in enclosed type mixer |
| JPS57154763U (ja) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | ||
| JPS5931369A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-20 | 株式会社ユ−シン | シリンダ錠におけるキ−插脱検出装置 |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60126860A patent/JPH0723517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419266U (ja) * | 1977-07-08 | 1979-02-07 | ||
| JPS577242A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-14 | Kobe Steel Ltd | Supply controller for material to be mixed in enclosed type mixer |
| JPS57154763U (ja) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | ||
| JPS5931369A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-20 | 株式会社ユ−シン | シリンダ錠におけるキ−插脱検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0723517B2 (ja) | 1995-03-15 |
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