JPS6160257A - 金属複合材の製造法 - 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、金属またはセラミックスの粒子もしくは繊維
等の強化素材の成形体に溶融金属を含浸して得られる、
強度や耐摩耗性等に優れた金属複合材の製造法に関する
。

（従来技術） 自動車においてそのエンジンや動力伝達系をはじめ種々
の組部品に至る各部の重量軽減をはかることは、燃費の
改善や運動性能の向−ヒに寄与するところが大であり、
各部を構成するに軽量材料の使用が望まれる。斯かる軽
量材料は、軽量であるとともに、使用される個所に応じ
た強度や耐摩耗性等に優れたものであることが要求され
ることが多いが、これらの要求を満たすものとして、ア
ルミニウム合金やマグネシウム合金等のいわゆる軽合金
材料中に、鉄、鉄系合金及びタングステン等の金属、あ
るいは、ＳｉＣやＳ　ｉ　ａ　Ｎ　ａ等のセラミックス
といった強度や耐摩耗性等に優れた材料の粒子や繊維等
の強化素材を混入させた金属複合材が提案されている。

上述の如くの軽量で強度や耐摩耗性等に優れることとい
う要求を満たす金属複合材あるいはその他の種々の金属
複合体を得るにあたっては、一般に、型に入れた粒子、
繊維あるいは粉末材に溶湯を含浸させる技法が用いられ
、例えば、鋳型内に配置した、金属またはセラミックス
の粒子あるいは繊維等を圧縮して固めた成形体に、溶湯
を加圧注入して含浸することにより金属複合材を得る高
圧鋳造法が知られており、また、特開昭５８−６５５６
４号公報に記載されている如く、型内に配置された金属
部材と型との隙間に金属粉末を充填し、次いでこの金属
粉末部分に溶湯を浸透させるごとにより金属複合体を得
る方法が提案されている。

ところで、上述の如くの高圧鋳造法による金属複合材の
製造においては、成形体が配置された鋳型に注入される
溶湯の温度に比して成形体の温度が低いと、溶湯が成形
体で冷却されてその流動性が低下し、溶湯が成形体に充
分に浸透しない状態となり、その結果、内部に溶湯が浸
透していない部分を有した不均質な金属複合材が得られ
ることになる虞れがある。

このため、溶湯の注入前に成形体が予熱されるが、予熱
される成形体は、その後に鋳型に注入される溶湯の温度
の低下を防止すべく相当な高温にされることにな幻、こ
のため成形体の大気露出部分の酸化が著しくなって、製
造される金属複合材の特性が劣化してしまうという不都
合がある。

（発明の目的） 斯かる点に鑑み本発明は、金属またはセラミックスの粒
子もしくは繊維等からなる成形体が配された鋳型内に溶
湯を加圧注入して成形体に溶湯を含浸する、高圧鋳造手
法を用いて金属複合材を形成するにあたり、成形体の溶
湯注入前の予熱を、加熱された成形体の著しい酸化を伴
うことなく行うことができ、斯かる成形体の予熱により
溶湯注入時に溶湯を成形体に充分に含浸することができ
て、優れた強度や耐摩耗性等の特性を有する均質な金属
複合材を得ることができるようにされた金属複合材の製
造法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係る金属複合材の製造法は、金属またはセラミ
ックスの粒子もしくは繊維等からなる成形体を鋳型内に
配置するに際して、その少な（とも鋳型から外部に臨む
部分を金属箔で被覆し、この成形体を予熱した後、加圧
された溶湯を鋳型内に注入して溶湯を成形体に含浸し、
金属複合材を得るものとされる。

この場合、成形体を被覆する金属箔は、鋳型に加圧注入
される溶湯により容易に破断される。

このようにされることにより、鋳型内に配置された成形
体の全体もしくは少なくとも鋳型から外部に臨む部分が
金属箔によって大気から遮断されて、成形体が溶湯注入
前に予熱されても著しく酸化することがなく、また、溶
湯注入時に溶湯が成形体により冷却されずに成形体の全
体に充分に浸透して、成形体の酸化に起因する特性劣下
を伴わない均質な金属複合材を製造することができるこ
とになる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明に係る金属複合材の製造法の一例にも
とずく金属複合材の製造状態を示す。この場合、上型１
ａと下型１ｂとからなる金型１の上型１ａ内に配設され
るようにされたインナーモールド２の内部に、例えば、
鉄、鉄系合金、タングステン等の金属またはＳｉＣやＳ
ｉ３Ｎ４等のセラミックスの粒子あるいは繊維等からな
る強化素材を圧縮して成形した成形体３を、その全体を
アルミニウム箔４により被覆して配置する。そして、図
示されていない加熱手段によりインナーモールド２内に
配置された成形体３を加熱し、インナーモールド２内の
成形体３の予熱を行う。このときの予熱温度は、例えば
、アルミニウム箔４が溶解する温度（約６６０℃）より
若干低いものとなるように選定する。

このとき、成形体３は、その全体がアルミニウム箔４で
覆われて大気から遮断されているので、予熱により高温
となされても、それにより酸化が著しく促進されること
はない。即ち、アルミニウム箔４により酸化防止がはか
られているのである。

次に、図示される如く、アルミニウム箔４により被覆し
た成形体３を設置し、成形体３の予熱が行われたインナ
ーモールド２を金型ｌの上型１ａ内に設置する。

そして、インナーモールド２の溶湯注入口に設置した加
圧器５から、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム
合金等の軽合金からなる溶湯６を、例えば、溶湯温度（
約６６０℃）をもって高圧でインナーモールド２に注入
する。

このとき、成形体３を覆うアルミニウム箔４は、インナ
ーモールド２に加圧注入される溶湯６により極めて容易
に破断される。そして、成形体３が予熱されているため
、溶湯６は、その流動性が低下せしめられることなく成
形体３の内部に浸透し、成形体３の内部のガスを成形体
３の表面から排出しつつ成形体３の全体に行き亙ってそ
の後凝固する。

従って、この場合、溶湯６が成形体３の全体に充分に浸
透し、均質な金属複合材が製造されることになる。また
、成形体３の予熱に際して、成形体３が著しく酸化する
ことがないので、製造された金属複合材の特性の劣化は
生じない。

第２図、第３図及び第４図は、本発明に係る金属複合材
の製造法の他の例にもとすく金属複合材の製造状態を示
す。第２図〜第４図において第１図に示される各部に対
応する部分には、第１図と共通の符号を付して示し、そ
れらについての重複説明は省略する。

第２図の場合においては、インナーモールド２内にアル
ミニウム箔４で被覆した成形体３を配置するとともに、
この成形体３とインナーモールド２の内壁との間の空隙
部に、粒子もしくは繊維材７を、成形体３の空隙率より
低い空隙率をもって充填する。他の工程は、上述の第１
図の場合と同様とする。

この場合には、インナーモールド２内に加圧器５から溶
湯６が注入されるとき、成形体３の空隙率が成形体３と
インナーモールド２の内壁との間の空隙部に充填された
粒子もしくは繊維材７の空隙率より高いため、溶湯６は
先ず成形体３内に浸透し、成形体３の全体に行き亙り、
さらに、成形体３の外面から粒子もしくは繊維材７に浸
透していき、その後凝固する。即ち、溶湯６が成形体３
とインナーモールド２の内壁との間の空隙部に流入して
成形体３の周囲で凝固してしまう、溶湯６の成形体３内
での浸透を妨げる事態が防Ｉヒされる。

また、このとき成形体３は、粒子もしくは繊維材７によ
り金型１の一ヒ型りａ内の所定位置に支持されるため、
溶湯６の注入時に不所望に移動することがない。従って
、成形体３が破損することが防止される。

成形体３をアルミニウム箔４で被覆することにより得ら
れる効果は、第１図の場合と同様である。

第３図の場合は、インナーモールド２内に成形体３を配
置するとともに、第２図の場合と同様にして、この成形
体３とインナーモールド２の内壁との間の空隙部に粒子
もしくは繊維材７を充填し、斯かる成形体３が配置され
、粒子もしくは繊維材７が充填されたインナーモールド
２の全体を、アルミニウム箔４で被覆する。そして、こ
の全体がアルミニウム箔４で被覆されたインナーモール
ド２を金型１の上型１ａ内に設置する。他の工程は、第
１図の場合と同様とする。

斯かる場合にも、インナーモールド２内に配置された成
形体３は、アルミニム箔４により大気から遮断され、上
述の第２図の場合と同様の効果が得られる。

さらに、第４図の場合は、インナーモールド２内に、成
形体３を、そのインナーモールド２の溶湯注入口に臨む
部分をアルミニウム箔４で覆って配置するとともに、第
２図の場合と同様にして、この成形体３とインナーモー
ルド２の内壁との間の空隙部に粒子もしくは繊維材７を
充填し、さらに、成形体３のインナーモールド２から外
部に臨む部分をアルミニウム箔４で被覆する。そして、
この一部がアルミニウム箔４で被覆されたインナーモー
ルド２を金型１の上型１ａ内に設置する。

他の工程は、第１図の場合と同様とする。

斯かる場合には、インナーモールド２内に配置された成
形体３は、そのインナーモールド２から外部に臨む部分
がアルミニウム箔４により覆われて大気から遮断される
ことになり、第２図の場合と同様の効果が得られる。

なお、上述した例においては、成形体３をアルミニウム
箔４で被覆して金型ｌの一ヒ型りａ内に配置する前に予
熱するようにしているが、本発明に係る方法は必ずしも
このような過程をとる必要はなく、例えば、成形体３を
アルミニウム箔４で被覆して金型１内に配置した後に予
熱するようにしてもよい。

（発明の効果） 以トの説明から明らかな如く、本発明に係る金属複合材
の製造法によれば、金属またはセラミックスの粒子もし
くは繊維等からなる成形体が配された鋳型内に溶湯を加
圧注入し、成形体に溶湯を含浸して、金属複合材を形成
するにあたり、溶湯の成形体への浸透を充分なものとす
べく溶湯注入前になす成形体の予熱を、成形体をその全
体もしくは少なくとも鋳型から外部に臨む部分を金属箔
で覆うことにより、加熱された成形体の著しい酸化を伴
うことな（行うことができ、斯かる成形体の予熱により
溶湯注入時に溶湯を成形体に充分に含浸することができ
て、均質な金属複合材を得ることができるとともに、得
られた金属複合材の有する特性が、溶湯注入前におりる
成形体の著しい酸化に起因して劣化したものとなること
を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属複合材の製造法の一例の説明
に供される図、第２図、第３図及び第４図は、夫々、本
発明に係る金属複合材の製造法の他の例の説明に供され
る図である。 図中、１は金型、２はインナーモールド、３は成形体、
４はアルミニウム箔、６は溶湯である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属またはセラミックスの粒子もしくは繊維等からなる
   成形体を鋳型内に配置するに際して、上記成形体の少な
   くとも上記鋳型からその外部に臨む部分を金属箔で覆い
   、該金属箔による覆いがなされた上記成形体を予熱した
   後、上記鋳型内に加圧された溶湯を注入し、該溶湯を上
   記成形体に含浸して、金属複合材を得るようにしたこと
   を特徴とする金属複合材の製造法。