JPS613854A - 繊維強化複合金属材の製造方法 - Google Patents
繊維強化複合金属材の製造方法Info
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- JPS613854A JPS613854A JP12421984A JP12421984A JPS613854A JP S613854 A JPS613854 A JP S613854A JP 12421984 A JP12421984 A JP 12421984A JP 12421984 A JP12421984 A JP 12421984A JP S613854 A JPS613854 A JP S613854A
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- fiber
- nozzle
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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】
発明の目的
技術分野
この発明は、たとえば耐熱性あるいは強麿などを向上さ
せるために金属材料に強化繊維を複合させたｍｍ強化複
合金属材の製造方法の改良に関する。
せるために金属材料に強化繊維を複合させたｍｍ強化複
合金属材の製造方法の改良に関する。
従来技術
耐熱性等の特性を向上させるために、従来より金属ある
いは９合金に強化繊維を分散させた複合金属材料が種々
開発されてきている。ところで、従来の複合金属材の製
造方法としては、■同相法（これは金属もしくは合金箔
と強化繊維を積層し°拡散接合する方法である。）、■
液相法（予め配列されたｌｌＩＮｌ束の中へ金属を注入
含浸させるものである。）、■沈積法（溶射、電気めっ
き、ＣＶＤまたはＰＶＤなどにより金属職維に母層金属
を沈積させるもの。）、ならびに■粉末冶金法（繊維と
マトリックス金属の粉末との混合材を加圧下において焼
結するもの。）などがある。
いは９合金に強化繊維を分散させた複合金属材料が種々
開発されてきている。ところで、従来の複合金属材の製
造方法としては、■同相法（これは金属もしくは合金箔
と強化繊維を積層し°拡散接合する方法である。）、■
液相法（予め配列されたｌｌＩＮｌ束の中へ金属を注入
含浸させるものである。）、■沈積法（溶射、電気めっ
き、ＣＶＤまたはＰＶＤなどにより金属職維に母層金属
を沈積させるもの。）、ならびに■粉末冶金法（繊維と
マトリックス金属の粉末との混合材を加圧下において焼
結するもの。）などがある。
しかしながら、従来のいずれの製造方法を採用したとし
ても、長尺状の複合金属材を製造することは極めて困難
であった。また、たとえ長尺状の複合金属材の製造が可
能な場合であっても、その製造コストは極めて高（つき
、さらに繊轄が均一に配列された複合金属材を得ること
は極めて困難であった。
ても、長尺状の複合金属材を製造することは極めて困難
であった。また、たとえ長尺状の複合金属材の製造が可
能な場合であっても、その製造コストは極めて高（つき
、さらに繊轄が均一に配列された複合金属材を得ること
は極めて困難であった。
この発明が解決しようとする問題点
それゆえに、この発明の目的は、長尺状の絹物繊維強化
複合金属材を容易にかつ安価に製造し得る製造方法を提
供することにある。
複合金属材を容易にかつ安価に製造し得る製造方法を提
供することにある。
発明の構成
問題点を解決するための手段
この発明は、要約すれば、金属または合金マトリックス
を準備し、該金属または合金の融点以上の温度にて安定
でありかつ反応を実質的に無視し得る強化繊維を前記金
属または合金マトリックスに混合し、該混合体をマトリ
ックスの溶融状態とし、ノズルから噴出させ、しかる後
急冷凝固させることを特徴とする、繊維強化複合金属材
の製造方法である。すなわち、この発明は、強化繊維が
分散された溶融状態の金属マトリックスを、ノズルから
噴出させ、しかる後急冷凝固させることにより、繊維強
化複合金属材を得るものである。
を準備し、該金属または合金の融点以上の温度にて安定
でありかつ反応を実質的に無視し得る強化繊維を前記金
属または合金マトリックスに混合し、該混合体をマトリ
ックスの溶融状態とし、ノズルから噴出させ、しかる後
急冷凝固させることを特徴とする、繊維強化複合金属材
の製造方法である。すなわち、この発明は、強化繊維が
分散された溶融状態の金属マトリックスを、ノズルから
噴出させ、しかる後急冷凝固させることにより、繊維強
化複合金属材を得るものである。
したがって、強化繊維としては、使用する金属または合
金の融点以上の温度にて安定であり、かつ反応を実質的
に無視し得るものを用いる必要がある。「強化繊維」と
しては、直径３０μｍ以下のものが好ましく、直径１０
μｍ以下の細径繊維がより好ましい。３０μｍ以上の径
では、繊維強化６効果を期待することができず、また溶
湯紡糸の際にノズルの閉塞が起こりやすいからである。
金の融点以上の温度にて安定であり、かつ反応を実質的
に無視し得るものを用いる必要がある。「強化繊維」と
しては、直径３０μｍ以下のものが好ましく、直径１０
μｍ以下の細径繊維がより好ましい。３０μｍ以上の径
では、繊維強化６効果を期待することができず、また溶
湯紡糸の際にノズルの閉塞が起こりやすいからである。
「急冷凝固」が条件であるため、噴出させるノズルは、
Ｑ、５ｍｍ以下のノズル径のものが好ましい。０．５１
１１１１１を越えると、冷却速度が遅くなり、連続的に
長尺状の複合材を得ることが困難だからである。
Ｑ、５ｍｍ以下のノズル径のものが好ましい。０．５１
１１１１１を越えると、冷却速度が遅くなり、連続的に
長尺状の複合材を得ることが困難だからである。
また急冷凝固の条件としての冷却速度は、少なくとも１
０２℃／秒以上であることが好ましい。
０２℃／秒以上であることが好ましい。
１０２℃／秒より遅ければ、上記と同様に長尺状の複合
金属材を得ることは困難だからである。
金属材を得ることは困難だからである。
また使用する金属または合金マトリックスと１）では１
種々の金属材料および合金材を用いることができるが、
１０”℃／秒以上の冷却速度でアモルファス化が容易な
合金が好ましい。長尺状の複合金属材を連続的に得るこ
とが容易だからである。
種々の金属材料および合金材を用いることができるが、
１０”℃／秒以上の冷却速度でアモルファス化が容易な
合金が好ましい。長尺状の複合金属材を連続的に得るこ
とが容易だからである。
さらに、金属または合金マトリックスを溶融状態とする
ための加熱手段としては、高周波加熱、電気炉など種々
の加熱手段を用いることができるが、高周波加熱を用い
るのが好ましい。高周波加熱では溶融状態の金属マトリ
ックスに攪拌効果が生じ、強化繊維を均一に分散させる
ことが可能だからである。
ための加熱手段としては、高周波加熱、電気炉など種々
の加熱手段を用いることができるが、高周波加熱を用い
るのが好ましい。高周波加熱では溶融状態の金属マトリ
ックスに攪拌効果が生じ、強化繊維を均一に分散させる
ことが可能だからである。
次に、第１図および第２図を参照して、この発明の詳細
な説明する。第１図は強化繊維が分散された溶融金属マ
トリックスを噴出させた状態を示す略図的断面図であり
、第２図はノズルから噴出された溶融金属ジェット流を
拡大して示す部分切欠断面図である。第１図において、
るつは１内には金属マトリックス２が充填されており、
該金属マトリックス２内には強化繊維３が分散されてい
る。金属マトリックス２は、るつは１の周囲に配設され
た加熱源としての高周波コイル４により加熱されて溶融
状態とされている。この状態で、るつぼ１の上方からは
へ方向に加圧ガスが吹き込まれており、該ガスの圧力に
より、るつぼ１の先端のノズル５から溶融金属流が噴出
されている。この溶融金属流６を拡大して示す第２図か
ら明らかなように、該溶融金属流内では強化繊維は、溶
融金属流の進行方向に平行に均一に配列されていること
がわかる。よって、この発明の方法によれば、強化ｍ１
Ｉｌｌｌが長手方向に均一に配列された長尺状の複合金
属材を得ることができることがわかる。
な説明する。第１図は強化繊維が分散された溶融金属マ
トリックスを噴出させた状態を示す略図的断面図であり
、第２図はノズルから噴出された溶融金属ジェット流を
拡大して示す部分切欠断面図である。第１図において、
るつは１内には金属マトリックス２が充填されており、
該金属マトリックス２内には強化繊維３が分散されてい
る。金属マトリックス２は、るつは１の周囲に配設され
た加熱源としての高周波コイル４により加熱されて溶融
状態とされている。この状態で、るつぼ１の上方からは
へ方向に加圧ガスが吹き込まれており、該ガスの圧力に
より、るつぼ１の先端のノズル５から溶融金属流が噴出
されている。この溶融金属流６を拡大して示す第２図か
ら明らかなように、該溶融金属流内では強化繊維は、溶
融金属流の進行方向に平行に均一に配列されていること
がわかる。よって、この発明の方法によれば、強化ｍ１
Ｉｌｌｌが長手方向に均一に配列された長尺状の複合金
属材を得ることができることがわかる。
第２図に示した溶融金属流６を急冷凝固さける手段とし
ては、たとえば回転液中紡糸法、およびロール急冷法な
どの公知の方法を用いることができる。第３図および第
４図は、−転液中紡糸法にて急冷凝固させる装置の一例
を示す縦断面図お上、び横断面図を示づ。第３図および
第４図から明らかなように、回転液中紡糸法では、ノズ
ル５がら噴出されたジェット流は、回転ドラム１１の内
面に遠心力により保持された冷却液体１２内において急
冷され凝固される。
ては、たとえば回転液中紡糸法、およびロール急冷法な
どの公知の方法を用いることができる。第３図および第
４図は、−転液中紡糸法にて急冷凝固させる装置の一例
を示す縦断面図お上、び横断面図を示づ。第３図および
第４図から明らかなように、回転液中紡糸法では、ノズ
ル５がら噴出されたジェット流は、回転ドラム１１の内
面に遠心力により保持された冷却液体１２内において急
冷され凝固される。
他方、第５図はロール急冷法により複合金属材を得る場
合の装置の略図的断面図を示し、ここでは第５図から明
らかなようにノズル５から噴出された溶融金属流はそれ
ぞれ、ＢおよびＣ方向に回転するロール２１．２２に接
触することにより急冷・凝固されて複合金属材となる。
合の装置の略図的断面図を示し、ここでは第５図から明
らかなようにノズル５から噴出された溶融金属流はそれ
ぞれ、ＢおよびＣ方向に回転するロール２１．２２に接
触することにより急冷・凝固されて複合金属材となる。
この発明における急冷凝固手段としては、上記のような
回転液中紡糸法およびロール急冷法のほか回転ドラムを
直接溶融金属流を噴射して冷却する々法など任意の方法
を用いることができることは言うまでもない。
回転液中紡糸法およびロール急冷法のほか回転ドラムを
直接溶融金属流を噴射して冷却する々法など任意の方法
を用いることができることは言うまでもない。
実施例の説明
実施例１
へ旦−１０重量％Ｓｉ合金に、直径約１μｍ１長さ約１
００μｍのＳｉＣウィスカー繊維を体積％で５％配合し
、先端に細径ノズルを有するるつぼ内に充填し、高周波
コイルにて溶解し、しかる後回転液中紡糸法により直径
２００μｍの複合金属材料よりなる丸線に紡糸した。得
られた丸線は、Ａ ｆ）−−Ｓ ｉ合金マトリックスに
ＳｉＣｍ雑が長手方向に均一に配列した理想的な金属繊
維強化複合材料であることが確められた。この複合金属
材の引張り強度は約４０ ｋｇ／ ｍｍ’であり、伸び
は１０％であり、ＳｉＣウィスカー繊維の強度２５０ｋ
ｇ／ ｍｍ２およびＡＬ−８ｔ合金マトリックスの強度
３０ ｋｏ／ ｍｍ２から推測される複合束によく合致
した材料であることがわかった。
００μｍのＳｉＣウィスカー繊維を体積％で５％配合し
、先端に細径ノズルを有するるつぼ内に充填し、高周波
コイルにて溶解し、しかる後回転液中紡糸法により直径
２００μｍの複合金属材料よりなる丸線に紡糸した。得
られた丸線は、Ａ ｆ）−−Ｓ ｉ合金マトリックスに
ＳｉＣｍ雑が長手方向に均一に配列した理想的な金属繊
維強化複合材料であることが確められた。この複合金属
材の引張り強度は約４０ ｋｇ／ ｍｍ’であり、伸び
は１０％であり、ＳｉＣウィスカー繊維の強度２５０ｋ
ｇ／ ｍｍ２およびＡＬ−８ｔ合金マトリックスの強度
３０ ｋｏ／ ｍｍ２から推測される複合束によく合致
した材料であることがわかった。
実施例２
９９．９％の無酸素銅に、直径８μｍのアルミナ系Ｉｌ
維を体積％にて３％配合し、実施例１と同様の方法にて
直径１００μｍの丸線に紡糸した。
維を体積％にて３％配合し、実施例１と同様の方法にて
直径１００μｍの丸線に紡糸した。
得られた丸線は、導電率９７％、引張り強度３０ｋｐ／
ｍｍ’ 、伸び１５％、軟化温度約８００’Ｃと、耐熱
性に極めて優れた導′Ｆ１祠料であることが確められた
。
ｍｍ’ 、伸び１５％、軟化温度約８００’Ｃと、耐熱
性に極めて優れた導′Ｆ１祠料であることが確められた
。
実施例３
７８モルファス状組織となりゃすいＦｅ Ｂ＋ ｏ ５
１１２合金と、アルミナ繊Ｉ！１５体積％を溶解し、双
ロール方式により厚み５０μｍ１幅２Ｑｍｍのシート状
複合金属材を試作した。得られた複合金属材中において
、アルミナ繊維は均一に分散しており、したがって理想
的な金属繊維強化複合合金シートを得ることができた。
１１２合金と、アルミナ繊Ｉ！１５体積％を溶解し、双
ロール方式により厚み５０μｍ１幅２Ｑｍｍのシート状
複合金属材を試作した。得られた複合金属材中において
、アルミナ繊維は均一に分散しており、したがって理想
的な金属繊維強化複合合金シートを得ることができた。
この複合金Ｗｒ６ｖＪの機械的特性としての長手方向の
引張り強度は１８０ｋｇ／Ｆｌｌ１２であっｌ〔。
引張り強度は１８０ｋｇ／Ｆｌｌ１２であっｌ〔。
発明の効果
以上のように、この発明によれば、金属または合金マト
リックスを準備し、該金属または合金の融点以上の温度
にて安定でありかつ反応を実質的に無視し得る強化ｍ維
を金属または合金マトリックスに混合し、該混合体をマ
トリックスの溶融状態とし、ノズルから噴出させ、しか
る後急冷凝固させるものであるため、単一の金属材料よ
りなる金属細線の製造方法である溶融紡糸法と本質的に
同様の装置で溶融状態の金属マトリックスから直接製造
することができるので、長尺状の細物繊維強化複合金属
材を容易にかつ安価に製造することが可能となる。
リックスを準備し、該金属または合金の融点以上の温度
にて安定でありかつ反応を実質的に無視し得る強化ｍ維
を金属または合金マトリックスに混合し、該混合体をマ
トリックスの溶融状態とし、ノズルから噴出させ、しか
る後急冷凝固させるものであるため、単一の金属材料よ
りなる金属細線の製造方法である溶融紡糸法と本質的に
同様の装置で溶融状態の金属マトリックスから直接製造
することができるので、長尺状の細物繊維強化複合金属
材を容易にかつ安価に製造することが可能となる。
この発明は、耐熱性導電材料あるいは高強度構造用材料
など、ｍｗｔ強化複合金属材の一般の製造方法に応用す
ることが可能である。
など、ｍｗｔ強化複合金属材の一般の製造方法に応用す
ることが可能である。
第１図は、この発明の詳細な説明するだめの図であり、
るつぼ内で溶融された溶融金属がノズルから噴出された
状態を示す縦断面図であり、第２図は第１図の溶融金属
流を拡大して示す部分切欠断面図である。第３図および
第４図は、この発明を実施するための装置の一例を示す
縦断面図および横断面図であり、いわゆる回転液中紡糸
法と°呼ばれる方法を実施するだめの装置を示す。第５
図°は、この発明を実施するための装置の伯の例を示す
略図的断面図であり、いわゆるロール急冷法と称される
急冷凝固方法を実施するだめの装置を示す。 図において、２は金属マトリックス、３は強化繊維、４
は加熱源としての高周波コイル、５はノズル、６はノズ
ルから噴出された溶融金属流、１１は回転ドラム、１２
は冷却液体、２１．２２はロールを示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第２図 第３図 、。 萬Ｓ図 番 第４図
るつぼ内で溶融された溶融金属がノズルから噴出された
状態を示す縦断面図であり、第２図は第１図の溶融金属
流を拡大して示す部分切欠断面図である。第３図および
第４図は、この発明を実施するための装置の一例を示す
縦断面図および横断面図であり、いわゆる回転液中紡糸
法と°呼ばれる方法を実施するだめの装置を示す。第５
図°は、この発明を実施するための装置の伯の例を示す
略図的断面図であり、いわゆるロール急冷法と称される
急冷凝固方法を実施するだめの装置を示す。 図において、２は金属マトリックス、３は強化繊維、４
は加熱源としての高周波コイル、５はノズル、６はノズ
ルから噴出された溶融金属流、１１は回転ドラム、１２
は冷却液体、２１．２２はロールを示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第２図 第３図 、。 萬Ｓ図 番 第４図
Claims (6)
- （１）金属または合金マトリックスを準備し、該金属ま
たは合金の融点以上の温度にて安定でありかつ反応を実
質的に無視し得る強化繊維を前記金属または合金マトリ
ックスに混合し、該混合体をマトリックスの溶融状態と
し、ノズルから噴出させ、しかる後急冷凝固させること
を特徴とする、繊維強化複合金属材の製造方法。 - （２）前記急冷凝固は、回転液中紡糸法で行なう、特許
請求の範囲第１項記載の繊維強化複合金属材の製造方法
。 - （３）前記強化繊維として、直径３０μｍ以下の細径繊
維を用いる、特許請求の範囲第１項または第２項記載の
繊維強化複合金属材の製造方法。 - （４）前記ノズルとして、ノズル内径が０．５ｍｍ以下
のノズルを用いる、特許請求の範囲第１項ないし第３項
のいずれかに記載の繊維強化複合金属材の製造方法。 - （５）前記マトリックスとして、１０＾３℃／秒以上の
冷却速度でアモルファス化が容易な材料を用いる、特許
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の繊維
強化複合金属材の製造方法。 - （６）前記金属または合金マトリックスを溶融させる手
段として、高周波コイルを用いる、特許請求の範囲第１
項ないし第５項のいずれかに記載の繊維強化複合金属材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12421984A JPS613854A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 繊維強化複合金属材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12421984A JPS613854A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 繊維強化複合金属材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613854A true JPS613854A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH0533291B2 JPH0533291B2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=14879939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12421984A Granted JPS613854A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 繊維強化複合金属材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613854A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05105964A (ja) * | 1991-10-09 | 1993-04-27 | Nippon Steel Corp | 線材コイル搬送中にテンパー熱処理も可能な搬送ライン設備およびその搬送中のテンパー熱処理方法 |
| CN108136491A (zh) * | 2015-09-29 | 2018-06-08 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 用于连续生产带形金属工件的装置和方法 |
| KR20230016424A (ko) * | 2021-07-26 | 2023-02-02 | 최갑전 | 도어용 자동절전스위치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5564948A (en) * | 1978-11-10 | 1980-05-16 | Itsuo Onaka | Production of fine metal wire |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP12421984A patent/JPS613854A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5564948A (en) * | 1978-11-10 | 1980-05-16 | Itsuo Onaka | Production of fine metal wire |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05105964A (ja) * | 1991-10-09 | 1993-04-27 | Nippon Steel Corp | 線材コイル搬送中にテンパー熱処理も可能な搬送ライン設備およびその搬送中のテンパー熱処理方法 |
| CN108136491A (zh) * | 2015-09-29 | 2018-06-08 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 用于连续生产带形金属工件的装置和方法 |
| CN108136491B (zh) * | 2015-09-29 | 2019-11-08 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 用于连续生产带形金属工件的装置和方法 |
| KR20230016424A (ko) * | 2021-07-26 | 2023-02-02 | 최갑전 | 도어용 자동절전스위치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533291B2 (ja) | 1993-05-19 |
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