JPS61295344A - 繊維補強アルミニウム鋳造体製造用のアルミニウム合金 - Google Patents
繊維補強アルミニウム鋳造体製造用のアルミニウム合金Info
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- JPS61295344A JPS61295344A JP14155986A JP14155986A JPS61295344A JP S61295344 A JPS61295344 A JP S61295344A JP 14155986 A JP14155986 A JP 14155986A JP 14155986 A JP14155986 A JP 14155986A JP S61295344 A JPS61295344 A JP S61295344A
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- Japan
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- fiber
- metal
- fibers
- aluminum alloy
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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】
本発明は繊維補強アルミニウム鋳造体の製造に用いるア
ルミニウム合金に関する。
ルミニウム合金に関する。
良釆立且遺
繊維バック、ｍ雌成形体等に液状軽金属を含浸させるこ
とによる繊維補強軽金属の製造は長く知られている（ド
イツ特許明細書筒２，８４４，２７２号参照）、非常に
多くの高強度、高剛性のセラミック又は金属の繊維が非
常に多様の加工形体および応用形体で使用されている。
とによる繊維補強軽金属の製造は長く知られている（ド
イツ特許明細書筒２，８４４，２７２号参照）、非常に
多くの高強度、高剛性のセラミック又は金属の繊維が非
常に多様の加工形体および応用形体で使用されている。
それらの繊維は例えば、適当な場合にはある割合のＢ２
Ｏ３を含んだ。
Ｏ３を含んだ。
アルミナ、炭化ケイ素、ガラス又はＡ１２０３−８ｉＯ
２−ムライトセラミックスから成る０例えばＳｉＣの金
属ウィスカーもまた使用されている。
２−ムライトセラミックスから成る０例えばＳｉＣの金
属ウィスカーもまた使用されている。
アルミニウム鋳造体の機械的性質を改良するために、繊
維を製造しようとする部材又は半製品の体内に明確に規
定された量、且つ配列に規制しなければならない、この
配列は、実質的な幾何学的変化なく、溶融金属の含浸を
可能にするものでなくてはならい。
維を製造しようとする部材又は半製品の体内に明確に規
定された量、且つ配列に規制しなければならない、この
配列は、実質的な幾何学的変化なく、溶融金属の含浸を
可能にするものでなくてはならい。
Ｓ −ロ
しかしながら、繊維フェルト、結合剤を用いた又は用い
ない繊維成形体、繊維パック、繊維ブライ等であり得る
ａｍ蓄積体は溶融金属の浸透に対して抵抗を示す、この
抵抗はいくつかの要件から構成される装 金属の表面張力は金属表面の拡大を阻止する傾向がある
。この現象は、金属の流動を妨害する繊維の作用の結果
、大きい曲率半径を有する大きく湾曲した金属表面が連
続的に崩壊して多くの小さく湾曲した表面となることに
起因して、必然的に起る。
ない繊維成形体、繊維パック、繊維ブライ等であり得る
ａｍ蓄積体は溶融金属の浸透に対して抵抗を示す、この
抵抗はいくつかの要件から構成される装 金属の表面張力は金属表面の拡大を阻止する傾向がある
。この現象は、金属の流動を妨害する繊維の作用の結果
、大きい曲率半径を有する大きく湾曲した金属表面が連
続的に崩壊して多くの小さく湾曲した表面となることに
起因して、必然的に起る。
表面外皮（非常に高い融点を有する耐火性酸化物、チツ
化物、硫化物又はフッ化物）が溶融軽金属上に形成され
るなら、繊維は該金属の浸透中にこれらの外皮上に更に
支持される。これらの外皮は、金属の表面張力が実質的
に増大したかのように作用する。該外皮は繊維自体に類
似した強度および硬度を有する材料から成り、従ってか
なりの抵抗を示すことができる。これは、該外皮の厚さ
が１μｍ範囲になる場合、即ち繊維径の範囲となる場合
（ウィスカーの場合０．１μｍそしてアルミナ繊維の場
合は２０μｍである）に特に適用される。
化物、硫化物又はフッ化物）が溶融軽金属上に形成され
るなら、繊維は該金属の浸透中にこれらの外皮上に更に
支持される。これらの外皮は、金属の表面張力が実質的
に増大したかのように作用する。該外皮は繊維自体に類
似した強度および硬度を有する材料から成り、従ってか
なりの抵抗を示すことができる。これは、該外皮の厚さ
が１μｍ範囲になる場合、即ち繊維径の範囲となる場合
（ウィスカーの場合０．１μｍそしてアルミナ繊維の場
合は２０μｍである）に特に適用される。
すき間が狭いと、既に浸透した金属の連続流動に対して
流動抵抗を示す、この抵抗はすき間の幾何学、金属の粘
度、流速および流動の型（乱流一層流）に依存する。存
在する気体は、成形体から金属により置き換えられなけ
ればならない。該気体の流出は、流路の幾何学、気体の
粘度、流速および流動の型に依存する流動抵抗に付され
る。この抵抗は、繊維パックを排気することにより除去
できる。
流動抵抗を示す、この抵抗はすき間の幾何学、金属の粘
度、流速および流動の型（乱流一層流）に依存する。存
在する気体は、成形体から金属により置き換えられなけ
ればならない。該気体の流出は、流路の幾何学、気体の
粘度、流速および流動の型に依存する流動抵抗に付され
る。この抵抗は、繊維パックを排気することにより除去
できる。
これらの抵抗のいくつかはドイツ特許明細書簡２．８４
４，２７２号で扱われているが、これらの抵抗は下記の
不利益をもたらす結果となる： 全ての繊維成形体は金属〔金属前線（ｍｅｔａｌｆｒｏ
ｎｔ ） ）の浸透中に寸法が減少する。これは、低充
填密度の成形体、即ち低繊維含量又は低密度の成形体、
について特に大きく起る。そのような本体は極めて容易
に圧縮できるが、浸透に対するそれらの抵抗は比較的高
くなり得る。
４，２７２号で扱われているが、これらの抵抗は下記の
不利益をもたらす結果となる： 全ての繊維成形体は金属〔金属前線（ｍｅｔａｌｆｒｏ
ｎｔ ） ）の浸透中に寸法が減少する。これは、低充
填密度の成形体、即ち低繊維含量又は低密度の成形体、
について特に大きく起る。そのような本体は極めて容易
に圧縮できるが、浸透に対するそれらの抵抗は比較的高
くなり得る。
寸法が次第に減少するにつれて、本体はますます緻密に
なり、完全に含浸を達成するためには、例えばドイツ特
許明細書簡２，８４４，２７２号におけるように、充填
相の端部に最終的には２０００バールまでの金属圧をか
けなければならない、ＳｉＣウィスカーの繊維成形体に
対しては、３０００〜４０００バールの更に高い圧力を
かけなければならないことが知られている（絞り出し一
鋳造法）。
なり、完全に含浸を達成するためには、例えばドイツ特
許明細書簡２，８４４，２７２号におけるように、充填
相の端部に最終的には２０００バールまでの金属圧をか
けなければならない、ＳｉＣウィスカーの繊維成形体に
対しては、３０００〜４０００バールの更に高い圧力を
かけなければならないことが知られている（絞り出し一
鋳造法）。
しかしながら、そのような圧力は慣用の低圧および高圧
鋳造器具によってはも早達成できない。
鋳造器具によってはも早達成できない。
この目的に必要とされる鋳造機械は非常に費用のかかる
、いわゆる絞り出し一鋳造機械の種類に属する。
、いわゆる絞り出し一鋳造機械の種類に属する。
アルミニウム溶融体の浸透による繊維成形体の変形のた
め１部材に繊維を完全に且つ均一に充填するのは非常に
難かしく、そしである繊維の場合は不可能でさえある。
め１部材に繊維を完全に且つ均一に充填するのは非常に
難かしく、そしである繊維の場合は不可能でさえある。
更に、繊維成形体内に波路が形成される危険があり、金
属は含浸されなかった繊維領域周辺を流動する。流れが
迂回されそして時には気体で充填されるこの繊維領域に
金属を充填するのは非常に困難でありそしてしばしば全
く充填できない。
属は含浸されなかった繊維領域周辺を流動する。流れが
迂回されそして時には気体で充填されるこの繊維領域に
金属を充填するのは非常に困難でありそしてしばしば全
く充填できない。
９ 占 る −
大発明の目的は、極めて高い圧力をかけることなく繊維
成形体にアルミニウム溶融体を含浸させるのを可能にし
、従って繊維補強アルミニウム鋳造体を比較的簡単な方
法で製造するのを可能にすることにある。
成形体にアルミニウム溶融体を含浸させるのを可能にし
、従って繊維補強アルミニウム鋳造体を比較的簡単な方
法で製造するのを可能にすることにある。
この目的は、繊維補強アルミニウム鋳造体の製造に、鉛
、ビスマス、カドニウムおよびタリウムの金属の１種又
はそれ以上を合計０．１ないし５重量％の有効量で含む
アルミニウム合金を用いることによって達成される。
、ビスマス、カドニウムおよびタリウムの金属の１種又
はそれ以上を合計０．１ないし５重量％の有効量で含む
アルミニウム合金を用いることによって達成される。
上記の繊維への含浸は、アルミニウム又はアルミニウム
合金の一種に、合計０．１ないし５重量％の有効量の鉛
、ビスマス、カドミニウムおよびタリウム金属の１種又
はそれ以上を添加することにより実質的に容易にされそ
して改良されることが見出された。アルミニウムを含浸
させるのが非常に困難なことが知られているガラス繊維
でさえも、極めて容易に且つ破壊することなくぬらすこ
とができる。
合金の一種に、合計０．１ないし５重量％の有効量の鉛
、ビスマス、カドミニウムおよびタリウム金属の１種又
はそれ以上を添加することにより実質的に容易にされそ
して改良されることが見出された。アルミニウムを含浸
させるのが非常に困難なことが知られているガラス繊維
でさえも、極めて容易に且つ破壊することなくぬらすこ
とができる。
作−一−Ｊ
合金構成成分である鉛、ビスマス、カドミニウムおよび
タリウムの共通する特徴は、アルミニウムに混和した場
合、液体状態での限られた混和性（溶解性）（いわゆる
液体状態での混和性ギャップ）と固体状態での完全な非
混和性（不溶性）である、いわゆる”偏晶点”、即ち液
体状態の最も低い温度において最大混和性を示す点、は
下記の値である： Ａｌ−Ｐｂ １．５重量％、 ６５８．５℃； Ａｌ−
Ｂ１３．４重量％、６５７℃、 Ａｌ−Ｃｄ ６．５重
量％、５４９℃；そしてＡｌ−Ｔｌ約１．５重量％、６
５９℃、アルミニウムの表面張力はこれらの合金化金属
の添加により大きく低減されるので１．繊維成形体の含
浸は実質的に簡単な方法で実施できる。液状アルミニウ
ム上の酸化物形成の態様および液状アルミニウムの粘度
を変更することも可能である。
タリウムの共通する特徴は、アルミニウムに混和した場
合、液体状態での限られた混和性（溶解性）（いわゆる
液体状態での混和性ギャップ）と固体状態での完全な非
混和性（不溶性）である、いわゆる”偏晶点”、即ち液
体状態の最も低い温度において最大混和性を示す点、は
下記の値である： Ａｌ−Ｐｂ １．５重量％、 ６５８．５℃； Ａｌ−
Ｂ１３．４重量％、６５７℃、 Ａｌ−Ｃｄ ６．５重
量％、５４９℃；そしてＡｌ−Ｔｌ約１．５重量％、６
５９℃、アルミニウムの表面張力はこれらの合金化金属
の添加により大きく低減されるので１．繊維成形体の含
浸は実質的に簡単な方法で実施できる。液状アルミニウ
ム上の酸化物形成の態様および液状アルミニウムの粘度
を変更することも可能である。
この結果を得るためには、金属である鉛、ビスマス、カ
ドミニウム又はタリウムの１種又はそれ以上が合計で０
．１ないし５重量％の有効含量で十分である。有効含量
とはこの金属の実際に存在する遊離量と理解される。従
って、例えばマグネシウム含有合金の場合、ビスマスと
の付加的合金化により化合物ＭＢ・ が形成するであ
ろう。
ドミニウム又はタリウムの１種又はそれ以上が合計で０
．１ないし５重量％の有効含量で十分である。有効含量
とはこの金属の実際に存在する遊離量と理解される。従
って、例えばマグネシウム含有合金の場合、ビスマスと
の付加的合金化により化合物ＭＢ・ が形成するであ
ろう。
３ ｔ２
従って、ビスマスは結合され、それ故著しく効力を失う
、添加すべき金属と化合物を形成し、そのため有効性を
妨害するような合金成分が存在する場合、他の有効金属
′に変更することが必要となるか、或いはこの有害な合
金成分を含まない合金を使用しなければならない。
、添加すべき金属と化合物を形成し、そのため有効性を
妨害するような合金成分が存在する場合、他の有効金属
′に変更することが必要となるか、或いはこの有害な合
金成分を含まない合金を使用しなければならない。
［１なアルミニウム又はアルミニウム合金は鉛、ビスマ
ス、カドミニウム又はタリウム金属の添加により、それ
ぞれ改良される。これらの金属の有効量が合計０．８な
いし３重量％の場合に特に良好な結果が得られる。５重
量％の量を越えると、改良された結果がも早得られない
；逆に、合金の性質がある場合には損なわれ得る。
ス、カドミニウム又はタリウム金属の添加により、それ
ぞれ改良される。これらの金属の有効量が合計０．８な
いし３重量％の場合に特に良好な結果が得られる。５重
量％の量を越えると、改良された結果がも早得られない
；逆に、合金の性質がある場合には損なわれ得る。
支−１−３
繊維フェルトおよび織物の含浸に下記のアルミニウム合
金を用いた： １．Ｍｇ０．６〜１．２％、Ｓ ｉ Ｏ
，６〜１．４％、Ｍ ｎ ０．４〜１．０％、ＣｕＯ，
１％、および（Ｂ ｉ ＋Ｃｄ＋Ｐｂ＋５ｎ）１．０〜
２．５％、残部ＡＩ（市販品の合金ＤＩＮＩ ７２５Ａ
ＩＭｇＳｆＰｂ、３．０６１５）の組成の合金。
金を用いた： １．Ｍｇ０．６〜１．２％、Ｓ ｉ Ｏ
，６〜１．４％、Ｍ ｎ ０．４〜１．０％、ＣｕＯ，
１％、および（Ｂ ｉ ＋Ｃｄ＋Ｐｂ＋５ｎ）１．０〜
２．５％、残部ＡＩ（市販品の合金ＤＩＮＩ ７２５Ａ
ＩＭｇＳｆＰｂ、３．０６１５）の組成の合金。
２、鉄、ケイ素、銅、マンガンおよびマグネシウムの混
合物を合計１％含む市販品合金Ａ、ｌ ９９を、１．５
重量％の鉛と更に合金化した。
合物を合計１％含む市販品合金Ａ、ｌ ９９を、１．５
重量％の鉛と更に合金化した。
３、 Ｓ ｉ １１〜１３．５％、Ｍ ｎ ＯＮｏ、
４％、Ｆｅ０〜１％、Ｔｉ、Ｚｎ、ＣｕおよびＭｇを少
量（く０１％）、残部ＡＩの組成を有する市販の鋳造合
金ＤＩＮ１７２５Ｇ−ＡＩＳｉ１２．３．２５８１を、
１，５重量％の鉛と更に合金化した。
４％、Ｆｅ０〜１％、Ｔｉ、Ｚｎ、ＣｕおよびＭｇを少
量（く０１％）、残部ＡＩの組成を有する市販の鋳造合
金ＤＩＮ１７２５Ｇ−ＡＩＳｉ１２．３．２５８１を、
１，５重量％の鉛と更に合金化した。
灸」］と１釆
Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ，ガラス、結晶性ケイ酸アルミニウ
ム（ムライト）又はホウ素−含有結晶性ケイ醜アルミニ
ウムのフェルトおよび織物にこれらの合金を含浸させた
。特に敏感なガラス繊維の場合、Ｒ雄の破壊が生じなか
った。十分の数バール（０，１〜０．３／＜−ル）にす
ぎない低浸透圧にかかわらず、フェルトおよび織物の湿
潤化および充填は極めて満足なものであった。
ム（ムライト）又はホウ素−含有結晶性ケイ醜アルミニ
ウムのフェルトおよび織物にこれらの合金を含浸させた
。特に敏感なガラス繊維の場合、Ｒ雄の破壊が生じなか
った。十分の数バール（０，１〜０．３／＜−ル）にす
ぎない低浸透圧にかかわらず、フェルトおよび織物の湿
潤化および充填は極めて満足なものであった。
本発明による合金の使用により、繊維補強アルミニウム
鋳造体の製造は、鋳造圧が低減されるため、かなり容易
になる。繊維又は粒子をアルミニウム溶融体中に攪拌混
入した複合材料の製造工程においてさえも、本発明によ
る合金を使用すると利益が得られる。何故なら、繊維の
該溶融体中への導入又は該溶融体によるｔａ維の受容は
、低い表面張力および粘度の低減により実質的に容易に
なるからである。このようにして製造された複合材料は
通常大量二次成形（鍛造、プレス、押出し）により半製
品又は部材に更に加工される。
鋳造体の製造は、鋳造圧が低減されるため、かなり容易
になる。繊維又は粒子をアルミニウム溶融体中に攪拌混
入した複合材料の製造工程においてさえも、本発明によ
る合金を使用すると利益が得られる。何故なら、繊維の
該溶融体中への導入又は該溶融体によるｔａ維の受容は
、低い表面張力および粘度の低減により実質的に容易に
なるからである。このようにして製造された複合材料は
通常大量二次成形（鍛造、プレス、押出し）により半製
品又は部材に更に加工される。
Claims (2)
- （１）鉛、ビスマス、カドミニウムおよびタリウムの金
属の１種以上を合計０．１ないし５重量％の有効量で含
む、繊維補強アルミニウム鋳造体製造用のアルミニウム
合金。 - （２）鉛、ビスマス、カドミニウムおよびタリウムの金
属の１種以上を合計０．８ないし３重量％の有効量で含
む、特許請求の範囲第１項のアルミニウム合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853522166 DE3522166C1 (de) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | Verwendung von Aluminium und einer Aluminiumlegierung zur Herstellung von faserverstaerkten Aluminiumgussteilen |
| DE3522166.6 | 1985-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61295344A true JPS61295344A (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=6273788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14155986A Pending JPS61295344A (ja) | 1985-06-21 | 1986-06-19 | 繊維補強アルミニウム鋳造体製造用のアルミニウム合金 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61295344A (ja) |
| DE (1) | DE3522166C1 (ja) |
| GB (1) | GB2176804A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5236032A (en) * | 1989-07-10 | 1993-08-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacture of metal composite material including intermetallic compounds with no micropores |
| US6548183B2 (en) | 1999-12-24 | 2003-04-15 | Tocalo Co., Ltd. | Metal-based composite material and method of producing the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5006417A (en) * | 1988-06-09 | 1991-04-09 | Advanced Composite Materials Corporation | Ternary metal matrix composite |
| US5106702A (en) * | 1988-08-04 | 1992-04-21 | Advanced Composite Materials Corporation | Reinforced aluminum matrix composite |
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| JPS5732344A (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-22 | Sumitomo Chem Co Ltd | Fiber reinforced metallic composite material |
| JPS59153860A (ja) * | 1983-02-19 | 1984-09-01 | Nippon Denso Co Ltd | 炭素繊維強化アルミニウム複合材料およびその製造方法 |
| JPS6096742A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-30 | Daido Steel Co Ltd | 炭素繊維複合材料およびその製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB882627A (en) * | 1958-12-22 | 1961-11-15 | Aluminum Co Of America | Improvements in aluminium base alloys |
| US3281239A (en) * | 1964-04-22 | 1966-10-25 | Dow Chemical Co | Aluminum base alloys containing thallium |
| DE1919234A1 (de) * | 1969-04-16 | 1970-11-26 | Schmidt Gmbh Karl | Sinterwerkstoff auf Aluminium-Basis zur Herstellung gleitend beanspruchter Maschinenteile |
| DE2121582A1 (de) * | 1970-05-06 | 1971-11-18 | Asea Ab | Verfahren zur Herstellung von Kommutatorlamellen aus Kompoundmaterial |
| JPS4838285B1 (ja) * | 1970-10-07 | 1973-11-16 | ||
| US3955936A (en) * | 1974-02-13 | 1976-05-11 | Federal-Mogul Corporation | Heavy-duty aluminum bearing alloy |
| CA1055733A (en) * | 1974-11-11 | 1979-06-05 | Paul G. Riewald | Reinforced aluminum alloy composite |
| US4444603A (en) * | 1981-09-01 | 1984-04-24 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Aluminum alloy reinforced with silica alumina fiber |
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-
1985
- 1985-06-21 DE DE19853522166 patent/DE3522166C1/de not_active Expired
-
1986
- 1986-06-19 JP JP14155986A patent/JPS61295344A/ja active Pending
- 1986-06-20 GB GB08615160A patent/GB2176804A/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3522166C1 (de) | 1986-08-07 |
| GB8615160D0 (en) | 1986-07-23 |
| GB2176804A (en) | 1987-01-07 |
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