JPS6187835A - 繊維強化金属材料の製造方法 - Google Patents
繊維強化金属材料の製造方法Info
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- JPS6187835A JPS6187835A JP20978884A JP20978884A JPS6187835A JP S6187835 A JPS6187835 A JP S6187835A JP 20978884 A JP20978884 A JP 20978884A JP 20978884 A JP20978884 A JP 20978884A JP S6187835 A JPS6187835 A JP S6187835A
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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】
Ｌｔ支度五■上１
本発明は、繊維強化金属材料の製造方法に係り、特に二
種類の無機繊維によって強化した金１ぶ材料の製造方法
に関するものである。
種類の無機繊維によって強化した金１ぶ材料の製造方法
に関するものである。
先来且韮
ｍ維強化金属材料とは、金属マＩ〜リックス中に繊維を
介在させたものであるが、繊維としては、金属、金属間
化合物、酸化物、炭化物、その他の非金属材が使用され
る。非金属材系繊維は、強さおよび弾性係数が密度に対
して大ぎいことが特徴であり、マトリックス金属との反
応や溶解が少なく、高温において強さの低下割合が少な
い等の理由で金属材系繊維よりも優れている。使用する
繊維の種類は、繊維強化金属材料の要求特性によって決
定され、曲げ強さ、剪断強度を同温させるためには、長
繊維ないし連続繊維を使用する。材料の要求特性に応じ
て、二種類以上の繊維を使用づ−るのは有効であるが、
製造上の制約から単一繊維を使用するのが一般的である
。
介在させたものであるが、繊維としては、金属、金属間
化合物、酸化物、炭化物、その他の非金属材が使用され
る。非金属材系繊維は、強さおよび弾性係数が密度に対
して大ぎいことが特徴であり、マトリックス金属との反
応や溶解が少なく、高温において強さの低下割合が少な
い等の理由で金属材系繊維よりも優れている。使用する
繊維の種類は、繊維強化金属材料の要求特性によって決
定され、曲げ強さ、剪断強度を同温させるためには、長
繊維ないし連続繊維を使用する。材料の要求特性に応じ
て、二種類以上の繊維を使用づ−るのは有効であるが、
製造上の制約から単一繊維を使用するのが一般的である
。
０が ７１しようとする。 悔
二秤類以１−の繊維を使用する場合の繊維量構成形体の
製造方法どしては、第一に、真空吸引成形法（通気性型
の一方の表面を減圧下に置き、他方表面に繊維を吸引、
堆積させる方法）によって、単一繊維より成る一時成形
体を形成した俊、その表面に異種繊維を分散させた溶液
を、刷毛等を用いて、あるいは吹き付けにより塗布し、
もって異種繊維で形成された二層の繊維予備成形体をＩ
写る方法が考えられる。
製造方法どしては、第一に、真空吸引成形法（通気性型
の一方の表面を減圧下に置き、他方表面に繊維を吸引、
堆積させる方法）によって、単一繊維より成る一時成形
体を形成した俊、その表面に異種繊維を分散させた溶液
を、刷毛等を用いて、あるいは吹き付けにより塗布し、
もって異種繊維で形成された二層の繊維予備成形体をＩ
写る方法が考えられる。
ところが、この方法では、第二層の高密度が小さい１−
に全体として均一な嵩密度が得られず、かつ製；前工程
が複雑化して製造品質が安定しない不具合がある。
に全体として均一な嵩密度が得られず、かつ製；前工程
が複雑化して製造品質が安定しない不具合がある。
、１１゛ぐ７を′ンηる１こめのニー および′、用木
本発明、かかる技術的費目の下に創案されたものであり
、その狙いは、異種繊維で形成された二層の繊維集合体
の新規な製造方法を提供し、もって繊維強化金属材料と
しての要求特性に応じた強化ＩＪ＆雑層を（ｑる点にあ
る。
本発明、かかる技術的費目の下に創案されたものであり
、その狙いは、異種繊維で形成された二層の繊維集合体
の新規な製造方法を提供し、もって繊維強化金属材料と
しての要求特性に応じた強化ＩＪ＆雑層を（ｑる点にあ
る。
本発明による繊維強化金属材料の製造方法は、直径２〜
２０μｍの第一の無ＩＰＩ繊紺と結合剤を分ｔり媒中に
分散せしめてなるスラリー状液と、直ｉ￥０１〜２μｍ
未満の第二の無ＩＩＩ紐ど結合剤を分散媒中に分散せし
めてなる他のスラリー状液とを用い１通気性型の一方の
表面にスラリー状液を接触させた状態で、通気性１１す
の他方の表面１１１＋１を減（−１状態に置き、前記一
方の表面に第一の無（幾繊辛（１を積層させて第一繊Ｎ
層となし、その１−に第二の無機１１１ｔを積層さけて
第二繊維層となし、それ等を乾燥させて得た繊維集合体
に、加圧下にて溶融金属を浸透させ、これを凝固せしめ
ることを特徴としている。
２０μｍの第一の無ＩＰＩ繊紺と結合剤を分ｔり媒中に
分散せしめてなるスラリー状液と、直ｉ￥０１〜２μｍ
未満の第二の無ＩＩＩ紐ど結合剤を分散媒中に分散せし
めてなる他のスラリー状液とを用い１通気性型の一方の
表面にスラリー状液を接触させた状態で、通気性１１す
の他方の表面１１１＋１を減（−１状態に置き、前記一
方の表面に第一の無（幾繊辛（１を積層させて第一繊Ｎ
層となし、その１−に第二の無機１１１ｔを積層さけて
第二繊維層となし、それ等を乾燥させて得た繊維集合体
に、加圧下にて溶融金属を浸透させ、これを凝固せしめ
ることを特徴としている。
無機繊維と結合剤を分散媒中に分散せしめＣなるスラリ
ー状液を、通気性型の一方の表面に接触させた状態で、
他方の表面側を減圧下に置いて前記一方の表面に無機繊
維を吸引、堆積させ、もって繊維成形体を成形する方法
は、前）ホの様に真空吸引成形法と呼称されている。
ー状液を、通気性型の一方の表面に接触させた状態で、
他方の表面側を減圧下に置いて前記一方の表面に無機繊
維を吸引、堆積させ、もって繊維成形体を成形する方法
は、前）ホの様に真空吸引成形法と呼称されている。
大径の繊維を用い、該真空吸引成形法によってＥＸ Ｈ
成形体を形成した場合には、大きな嵩密度が得られない
反面、必要な体積（層厚ンを確保することができる。一
方、小径の繊維を用いて、同様に繊維成形体を形成した
場合には、大きな嵩密度が得られる反面、必要な体積（
層厚）を確保し難いため、十分強化された金属材料を得
ることができず、かつ薄肉な繊維成形体の取扱いが難し
く、量産性が著しく劣る。
成形体を形成した場合には、大きな嵩密度が得られない
反面、必要な体積（層厚ンを確保することができる。一
方、小径の繊維を用いて、同様に繊維成形体を形成した
場合には、大きな嵩密度が得られる反面、必要な体積（
層厚）を確保し難いため、十分強化された金属材料を得
ることができず、かつ薄肉な繊維成形体の取扱いが難し
く、量産性が著しく劣る。
本発明では、大径繊維と小径４Ｂ維を用い、両者の有す
る長所を共に利用している。すなわち、通気性型の表面
に、真空吸引成形法によって人径繊ヤ１［を吸引、堆積
さゼて第一繊Ｉｆｆ層を形成し、該第一繊維層の表面に
、小径繊維を吸引、ｆ積させて第二繊維層を形成してな
る本発明による繊維集合体では、その第一繊維層の層厚
か人なるが故に、必要な体積が確保され、高高密度の第
二繊維層を形成させる際の目詰まり効果により第一繊維
層がｉ−ト縮されて従来よりも大きな嵩密度が青られる
。
る長所を共に利用している。すなわち、通気性型の表面
に、真空吸引成形法によって人径繊ヤ１［を吸引、堆積
さゼて第一繊Ｉｆｆ層を形成し、該第一繊維層の表面に
、小径繊維を吸引、ｆ積させて第二繊維層を形成してな
る本発明による繊維集合体では、その第一繊維層の層厚
か人なるが故に、必要な体積が確保され、高高密度の第
二繊維層を形成させる際の目詰まり効果により第一繊維
層がｉ−ト縮されて従来よりも大きな嵩密度が青られる
。
それ故、第一繊維層による目的金属材料の強化性能の向
上を明侍し得るのみならず、高高密度の第二繊維層によ
る目的金属材料の局所的な高性能強化を期待することが
でき、耐摩社性、耐高温割れ性に優れ、熱膨張の少ない
繊維強化金属材料を１ワることができる。
上を明侍し得るのみならず、高高密度の第二繊維層によ
る目的金属材料の局所的な高性能強化を期待することが
でき、耐摩社性、耐高温割れ性に優れ、熱膨張の少ない
繊維強化金属材料を１ワることができる。
本発明では、大径ｆｆ１４Ｍとして２〜２０μｍのもの
を用い、小径繊維として０．１０〜２μｍ未南のものを
用いるが、大径４１紺で形成する第一繊維層の嵩密度を
０．１０〜０．３５ ’；ｉ／ ｃｍ３．小（￥繊維で
形成する第二繊維層のｒＳ畜度を０．２０〜０７０７／
ｃｍ”にするのが好ましい。
を用い、小径繊維として０．１０〜２μｍ未南のものを
用いるが、大径４１紺で形成する第一繊維層の嵩密度を
０．１０〜０．３５ ’；ｉ／ ｃｍ３．小（￥繊維で
形成する第二繊維層のｒＳ畜度を０．２０〜０７０７／
ｃｍ”にするのが好ましい。
第一繊維層を形成づるために直径２〜２０ｕｍの大径繊
維を用いる理由は、直径が２μｍ未満ては、真空吸引成
形を行う際に、目詰まり効果か人さ・くｔ；って、第一
繊維層としての比較的小さな高密度および所望の体積（
層厚）が１ｑられず、直ｉ￥が２０μｍを越えると、繊
維の腰が強くなり（曲げ強度大）、必要な程度まで圧縮
成形された第一繊雉晒ｊが得られず、繊維予備成形体と
しての強度が不→−分で取扱い性が悪くなるからである
。
維を用いる理由は、直径が２μｍ未満ては、真空吸引成
形を行う際に、目詰まり効果か人さ・くｔ；って、第一
繊維層としての比較的小さな高密度および所望の体積（
層厚）が１ｑられず、直ｉ￥が２０μｍを越えると、繊
維の腰が強くなり（曲げ強度大）、必要な程度まで圧縮
成形された第一繊雉晒ｊが得られず、繊維予備成形体と
しての強度が不→−分で取扱い性が悪くなるからである
。
また、第一〇＆維腑の嵩密度を０．１０〜０３５ｇ／’
Ｃｍ ３にする理由は、０．１０９／ｃｍ３未満では
、その表面に、第二繊維層を形成する際の目詰まり効果
によるｊモ縮力で第一繊維層の形状が損なわれ易く、必
要な体積（層厚）が確保できないからであり、かつ、０
．３５ｇ／ｃｍ３を越えると、第一繊維層自体の目詰ま
り効果により、第二繊Ｍ層形成時に十分な吸引力が作用
せず、第二繊維層の必要４１体積（苦即）を確保できな
くなるからである。
Ｃｍ ３にする理由は、０．１０９／ｃｍ３未満では
、その表面に、第二繊維層を形成する際の目詰まり効果
によるｊモ縮力で第一繊維層の形状が損なわれ易く、必
要な体積（層厚）が確保できないからであり、かつ、０
．３５ｇ／ｃｍ３を越えると、第一繊維層自体の目詰ま
り効果により、第二繊Ｍ層形成時に十分な吸引力が作用
せず、第二繊維層の必要４１体積（苦即）を確保できな
くなるからである。
一方、第二繊維層を形成するために直径０１０〜２μｍ
未満の小径Ｉｌｉ維を用いる理由は、第一繊ＩＩＩかフ
に比し、原則として高嵩密度であることが心間であって
、０，１μ未満の場合、第一１１維層の高密度を向上さ
せる圧縮効果は（！７られるものの、第二組ｆ４Ｉｔ層
の目詰まり効果が大き過ぎ、第二繊維層の体積（層厚）
か１市保できなくなるからであり、２μｍ以上では第一
繊維層の嵩密度を向上させる１［縮効果が１ｑられす、
第二繊維層を積層させる意味がなくなるからである。
未満の小径Ｉｌｉ維を用いる理由は、第一繊ＩＩＩかフ
に比し、原則として高嵩密度であることが心間であって
、０，１μ未満の場合、第一１１維層の高密度を向上さ
せる圧縮効果は（！７られるものの、第二組ｆ４Ｉｔ層
の目詰まり効果が大き過ぎ、第二繊維層の体積（層厚）
か１市保できなくなるからであり、２μｍ以上では第一
繊維層の嵩密度を向上させる１［縮効果が１ｑられす、
第二繊維層を積層させる意味がなくなるからである。
また、第二繊維層の嵩密度を０２０〜０．７０７／ ｃ
ｍ ’にする理由は、０．２０（］／ ｃｍ ３未満で
は、瑳１空吸引成形時の目詰まり効果が少なく、第一繊
維層に十分な圧縮力が作用せず、０．７０ ’Ｊ ／
ｃｍ”を越えると、第二繊維層の必要な体積（層厚）が
１ｑられないのみならず、第一繊維層に大きな圧縮力が
作用してその形状がｊＯすわれるからである。
ｍ ’にする理由は、０．２０（］／ ｃｍ ３未満で
は、瑳１空吸引成形時の目詰まり効果が少なく、第一繊
維層に十分な圧縮力が作用せず、０．７０ ’Ｊ ／
ｃｍ”を越えると、第二繊維層の必要な体積（層厚）が
１ｑられないのみならず、第一繊維層に大きな圧縮力が
作用してその形状がｊＯすわれるからである。
以下、本発明方法を具体的実施例により説明づる。
実施例Ｉ
第一工程：直径２〜３μｍのアルミナ（Ａｌ１２０３９
５％以上）繊維を、微粉末シリカ（ＳＬＯ２）１０％の
デンプン水溶液中に加え、撹拌混合した後、そのスラリ
ー状混合液を、減圧用容器内に挿入した内径７１ｒｒｒ
ｒｎの円筒状通気性型（例、金属網製、樹脂網製）１内
に導き、円筒状通気性型１の外ｔｆ側を減圧雰囲気下に
置いて、真空式過成形法を実施し、内径５０ｍｍ、外？
￥７１ｍｍ、長さ ３１０ｍｍ５ 高密度０．２’；
ｊ／ｃｍ３の円筒状アルミナ繊維成形体（第一繊維層）
を得た。
５％以上）繊維を、微粉末シリカ（ＳＬＯ２）１０％の
デンプン水溶液中に加え、撹拌混合した後、そのスラリ
ー状混合液を、減圧用容器内に挿入した内径７１ｒｒｒ
ｒｎの円筒状通気性型（例、金属網製、樹脂網製）１内
に導き、円筒状通気性型１の外ｔｆ側を減圧雰囲気下に
置いて、真空式過成形法を実施し、内径５０ｍｍ、外？
￥７１ｍｍ、長さ ３１０ｍｍ５ 高密度０．２’；
ｊ／ｃｍ３の円筒状アルミナ繊維成形体（第一繊維層）
を得た。
第二■程：直径０．１〜１μｍの炭化水素（Ｓ ｉＣ）
ウィスカーを、微粉末シリカ１０％のデンプン水溶液中
に加えて撹１１ツ混合して成るスラリー状混合液を、前
記成形に引き続いて、円筒状通気性型１内に導き、前記
と同様に真空濾過形成法を実施して、アルミナ繊維成形
体の内側に、同厚３ｍｍの炭化珪素ウィスカー１ｉ！１
（第二繊維層）を形成した。
ウィスカーを、微粉末シリカ１０％のデンプン水溶液中
に加えて撹１１ツ混合して成るスラリー状混合液を、前
記成形に引き続いて、円筒状通気性型１内に導き、前記
と同様に真空濾過形成法を実施して、アルミナ繊維成形
体の内側に、同厚３ｍｍの炭化珪素ウィスカー１ｉ！１
（第二繊維層）を形成した。
１７られた円筒状積層繊維成形体は、外Ｆ！Ｉ（第一維
Ｆ！′Ｉ）２が嵩密度０．２６９／ｃｍ３のアルミナ楳
ｍ ｖであり、内層（第二繊維層）３が嵩密度０．３５
ｇ／ ｃｍ ’の炭化珪素ウィスカ一層であって、その
内径は５０ｍｍｚ外径は７１ｍｍであった（以上第１図
参照）。外層２の嵩密度が、当初のそれ０．２９／ｒｍ
３よりも大きく、０．２６７／ｒ：ｍ３になっているの
は、内層３を成形する際の目詰まり効果によって圧縮さ
れたためである。
Ｆ！′Ｉ）２が嵩密度０．２６９／ｃｍ３のアルミナ楳
ｍ ｖであり、内層（第二繊維層）３が嵩密度０．３５
ｇ／ ｃｍ ’の炭化珪素ウィスカ一層であって、その
内径は５０ｍｍｚ外径は７１ｍｍであった（以上第１図
参照）。外層２の嵩密度が、当初のそれ０．２９／ｒｍ
３よりも大きく、０．２６７／ｒ：ｍ３になっているの
は、内層３を成形する際の目詰まり効果によって圧縮さ
れたためである。
第三工程：前記円筒状Ｘｉ維体を、１１０〜１５０’Ｃ
で約２時間焼成して、円筒状繊維集合体を青た。
で約２時間焼成して、円筒状繊維集合体を青た。
第四工程二前記円筒状繊維集合体を適当長さに切断しく
第２図参照）、該切断ピース４を金型内に配置し、八Ｃ
８Ａ （Ｃｕ ＝ ０．８〜１．３Ｑｌｔ％、Ｓ ｉ
＝１１．０〜１３．０、Ｍｇ ＝ ０．７〜１．
３、Ｎｉ −１，０〜２．５、Ｆｅ ＜ ０．８、残
＝Ａ１〉材を用イテ高圧凝固鋳造法（注湯圧力１０００
ｋｇ／ｍｍ２．往潔淘度７６０℃）にて鋳造を行ない、
第３図、第４図（第４図は、ピストン５の頂面図である
）に示す構造の直接噴射式ディーゼル・エンジン用ピス
トン５を形成した。ピストン５の燃焼室６は、その内周
部が、アルミナ繊維で強化された第一層７、炭化珪素Ｉ
ｌｉ維で強化された第二層８にて形成されている。
第２図参照）、該切断ピース４を金型内に配置し、八Ｃ
８Ａ （Ｃｕ ＝ ０．８〜１．３Ｑｌｔ％、Ｓ ｉ
＝１１．０〜１３．０、Ｍｇ ＝ ０．７〜１．
３、Ｎｉ −１，０〜２．５、Ｆｅ ＜ ０．８、残
＝Ａ１〉材を用イテ高圧凝固鋳造法（注湯圧力１０００
ｋｇ／ｍｍ２．往潔淘度７６０℃）にて鋳造を行ない、
第３図、第４図（第４図は、ピストン５の頂面図である
）に示す構造の直接噴射式ディーゼル・エンジン用ピス
トン５を形成した。ピストン５の燃焼室６は、その内周
部が、アルミナ繊維で強化された第一層７、炭化珪素Ｉ
ｌｉ維で強化された第二層８にて形成されている。
以上の四工程で得たピストン５につき加熱（３８０°Ｃ
）←→水冷の１０００回ヒー１〜・チェック・テストを
行なった結果、アルミナ繊維強化層である第一厚１７の
耐熱性と膨張抑制効果により、靭性かＡしく向上し、か
つ熱負荷の集中する燃焼室６の間口端縁部（第二層８）
が、小径で高密度の大なる炭化ＩＩ累織繊維強化されて
いることにより、靭性が茗しく向にしてυ１れが生じ難
いことか１．９ 認された。
）←→水冷の１０００回ヒー１〜・チェック・テストを
行なった結果、アルミナ繊維強化層である第一厚１７の
耐熱性と膨張抑制効果により、靭性かＡしく向上し、か
つ熱負荷の集中する燃焼室６の間口端縁部（第二層８）
が、小径で高密度の大なる炭化ＩＩ累織繊維強化されて
いることにより、靭性が茗しく向にしてυ１れが生じ難
いことか１．９ 認された。
実施例■
第一工程：直径２〜３μｍのアルミナ（ＡＪ２０３９５
％以上）繊維を、微粉末シリカ（Ｓλ０２）１０％のデ
ンプン水溶液中に加え、撹拌混合した後、そのスラリー
状混合液を、減圧用容器内に挿入した外径６４ ｍｍの
円筒状通気性型（例、金属網製、樹脂網製）９の外側に
導き、円筒状通気性型９の内径側を減Ｊ・［雰囲気下に
置いて、真空濾過成形法を実施して、内径６４ｍｍ１長
さ １６０ ｍｍ、嵩密度０．１８ｇ 、、／ ６ｍ３
の円筒状アルミナ繊維成形体（第一繊維層）を１ｑた。
％以上）繊維を、微粉末シリカ（Ｓλ０２）１０％のデ
ンプン水溶液中に加え、撹拌混合した後、そのスラリー
状混合液を、減圧用容器内に挿入した外径６４ ｍｍの
円筒状通気性型（例、金属網製、樹脂網製）９の外側に
導き、円筒状通気性型９の内径側を減Ｊ・［雰囲気下に
置いて、真空濾過成形法を実施して、内径６４ｍｍ１長
さ １６０ ｍｍ、嵩密度０．１８ｇ 、、／ ６ｍ３
の円筒状アルミナ繊維成形体（第一繊維層）を１ｑた。
第二工程：直径０１〜１μｍの炭化珪素（ＳｉＣ）ウィ
スカーを、微粉末シリカ１０％のデンプン水溶液中に加
えて撹拌混合して成るスラリー状混合液を、前記成形に
引き続いて、円筒状通気性型９の外側に導き、前記と同
様に貝空滅過成形を実施して、アルミナ繊維成形体の外
側に層厚３喘の炭化珪素ウィスカー閂（第二繊維層）を
形成した。
スカーを、微粉末シリカ１０％のデンプン水溶液中に加
えて撹拌混合して成るスラリー状混合液を、前記成形に
引き続いて、円筒状通気性型９の外側に導き、前記と同
様に貝空滅過成形を実施して、アルミナ繊維成形体の外
側に層厚３喘の炭化珪素ウィスカー閂（第二繊維層）を
形成した。
１′７られた円筒状繊維成形体は、内層（第一！Ｉｉ維
層）１０が、嵩密度０２５グ／ ｃｍ ３のアルミナ繊
維層であり、外層（第二層ｍ層）１１が、嵩密度０．５
０ （ｊ／ ｒ：ｍ ３の炭化珪素ウィスｊＪ ’ｉ
：’＜であって、その内径は６４ｍｍ、外径は７５ｎ＋
ｍであった（以上、第５図参照）。内層１０の嵩密度が
、当初のそれ０．１８！７／ｃｍ”よりも大きく、０．
２５ ’Ｊ／ｃｍ”になっているのは、外層１１を成形
する際の目詰り効果によって圧縮されたためである。
層）１０が、嵩密度０２５グ／ ｃｍ ３のアルミナ繊
維層であり、外層（第二層ｍ層）１１が、嵩密度０．５
０ （ｊ／ ｒ：ｍ ３の炭化珪素ウィスｊＪ ’ｉ
：’＜であって、その内径は６４ｍｍ、外径は７５ｎ＋
ｍであった（以上、第５図参照）。内層１０の嵩密度が
、当初のそれ０．１８！７／ｃｍ”よりも大きく、０．
２５ ’Ｊ／ｃｍ”になっているのは、外層１１を成形
する際の目詰り効果によって圧縮されたためである。
第三工稈：前記円筒状繊維成形体を、１１０〜１５０°
Ｃで約２時間焼成して、円筒状繊キ（［集合ＩＡ、を得
た。
Ｃで約２時間焼成して、円筒状繊キ（［集合ＩＡ、を得
た。
第四工程：前記円筒状繊維集合体を適当長さに切断しく
第６図参照）、該切断ピース１２を金型内に配置し、Ａ
Ｃ８Ａ （Ｃ１＝ ｏ、ｇ〜１．３ｔ［ｔｆｆｉ％、５
Ｌ＝１１．０〜１３０、ＭＯ＝ ０．７〜１．３、Ｎｉ
−１，０〜２．５、Ｆｅ ＜ ０．８、残−ＡＪ）材を
用いて高圧凝固鋳造法（注湯圧力１０００Ｋｇ／ ｍｍ
２．１揚温度７６０℃）にてＶ？造を行ない、第７図
、第８図に示す構造のガソリン・エンジン用ピストン１
３を形成した。ビス１〜ン１３のリング渦部１４は、ア
ルミプ繊維で強化された第一層１５、炭化珪素繊維で強
化された第二層１６にて形成されている。
第６図参照）、該切断ピース１２を金型内に配置し、Ａ
Ｃ８Ａ （Ｃ１＝ ｏ、ｇ〜１．３ｔ［ｔｆｆｉ％、５
Ｌ＝１１．０〜１３０、ＭＯ＝ ０．７〜１．３、Ｎｉ
−１，０〜２．５、Ｆｅ ＜ ０．８、残−ＡＪ）材を
用いて高圧凝固鋳造法（注湯圧力１０００Ｋｇ／ ｍｍ
２．１揚温度７６０℃）にてＶ？造を行ない、第７図
、第８図に示す構造のガソリン・エンジン用ピストン１
３を形成した。ビス１〜ン１３のリング渦部１４は、ア
ルミプ繊維で強化された第一層１５、炭化珪素繊維で強
化された第二層１６にて形成されている。
以上の四工程で１７にピストン１３につき、実機におけ
る耐久テストを行なった結果、アルミナ繊維成形体であ
る第一層１５の耐熱性、耐摩耗性の良好なること、膨張
抑制効果による靭性向上が確認され、かつｊ阜耗が集中
するリング溝縁部（第二層１６）が、小径で高密度の大
なる炭化珪素繊維で強化されていることにより、同部分
の耐摩耗性が（９れ、゛へたり′°が生じ難く、靭性が
著しく向上して割れが生じ難いことが確認された。
る耐久テストを行なった結果、アルミナ繊維成形体であ
る第一層１５の耐熱性、耐摩耗性の良好なること、膨張
抑制効果による靭性向上が確認され、かつｊ阜耗が集中
するリング溝縁部（第二層１６）が、小径で高密度の大
なる炭化珪素繊維で強化されていることにより、同部分
の耐摩耗性が（９れ、゛へたり′°が生じ難く、靭性が
著しく向上して割れが生じ難いことが確認された。
ｌ団豊憇浬
以上の説明から明らかなように、本発明による前記繊維
強化金属材料の製造方法は、通気性型の表面に真空濾過
成形法によって大径繊維を吸引、１「めさせて第一繊維
層を形成し、その表面に、小径！１１ｉ１ｆｔを吸引、
堆積させて第二繊維層を形成してｉ″：Ｉた繊維集合体
に加圧下にて溶融金属を浸透さけて繊維強化金属材料を
得るものであり、二段階の真空濾過成形法により異種繊
維の積層体を得ることが可能になり、しかも第一繊維層
を大径繊維で形成することにより、その必要な体ｆａ（
層厚）が確保されるとともに第二繊維層を巾ねるための
低い嵩密度を保証され、また第二層９１［關を小径繊キ
（１で形成することにより、第一繊維層自体か高嵩３・
１′１・度になるため、目的金属材料の局所的な高性能
化を期待することができ、耐摩耗性、耐高温割れ性に優
れ、熱膨張の少ないＩＩ帷強化金属材料を冑ることがで
きる。
強化金属材料の製造方法は、通気性型の表面に真空濾過
成形法によって大径繊維を吸引、１「めさせて第一繊維
層を形成し、その表面に、小径！１１ｉ１ｆｔを吸引、
堆積させて第二繊維層を形成してｉ″：Ｉた繊維集合体
に加圧下にて溶融金属を浸透さけて繊維強化金属材料を
得るものであり、二段階の真空濾過成形法により異種繊
維の積層体を得ることが可能になり、しかも第一繊維層
を大径繊維で形成することにより、その必要な体ｆａ（
層厚）が確保されるとともに第二繊維層を巾ねるための
低い嵩密度を保証され、また第二層９１［關を小径繊キ
（１で形成することにより、第一繊維層自体か高嵩３・
１′１・度になるため、目的金属材料の局所的な高性能
化を期待することができ、耐摩耗性、耐高温割れ性に優
れ、熱膨張の少ないＩＩ帷強化金属材料を冑ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
繊維成形体を切断して得た部片の斜視図、第３図は該部
片を用いて形成したディーゼル・エンジン用ピストンの
縦断図、第４図はその頂端面図、第５図は他の実施方法
で得た積層繊維成形体と成形用通気性型を示す斜視図、
第６図は該積ぺ繊維成形体を切断して得た部片の斜視図
、第７図は該部片を用いて成形したガソリン・エンジン
用ビス１〜ンの縦断面図、第８図はその頂端面図である
。 １・・・円筒状通気性型、２・・・外層、３・・・内層
、・１・・・切断ピース、５・・・ディーゼル・エンジ
ン用ピストン、６・・・燃焼室、７・・・第一層、８・
・・第二層、９・・・円筒状通気性型、１０・・・内層
、１１・・・外層、１２・・・切断ピース、１３・・・
ガソリン・エンジン用ピストン、１４・・・リング溝部
、１５・・・第一層、１６・・・第二層。
片を用いて形成したディーゼル・エンジン用ピストンの
縦断図、第４図はその頂端面図、第５図は他の実施方法
で得た積層繊維成形体と成形用通気性型を示す斜視図、
第６図は該積ぺ繊維成形体を切断して得た部片の斜視図
、第７図は該部片を用いて成形したガソリン・エンジン
用ビス１〜ンの縦断面図、第８図はその頂端面図である
。 １・・・円筒状通気性型、２・・・外層、３・・・内層
、・１・・・切断ピース、５・・・ディーゼル・エンジ
ン用ピストン、６・・・燃焼室、７・・・第一層、８・
・・第二層、９・・・円筒状通気性型、１０・・・内層
、１１・・・外層、１２・・・切断ピース、１３・・・
ガソリン・エンジン用ピストン、１４・・・リング溝部
、１５・・・第一層、１６・・・第二層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 直径２〜２０μｍの第一の無機繊維と結合剤を分散媒中
に分散せしめてなるスラリー状液を、通気性型の一方の
表面に接触させた状態で、他方の表面側を減圧下に置い
て、前記一方の表面に第一の無機繊維を吸引、堆積せし
め、もって第一繊維層を形成する第一工程、 直径０．１〜２μｍ未満の第二の無機繊維と結合剤を分
散媒中に分散せしめてなるスラリー状液を、前記第一繊
維層の表面に接触させた状態で、他方の表面側を減圧下
において、前記第一繊維層の表面に第二の無機繊維を吸
引、堆積せしめ、もって第二繊維層を形成する第二工程
、 前記第一および第二繊維層を乾燥させて繊維集合体を得
る第三工程、 該繊維集合体に、加圧下にて溶融金属を浸透させ、これ
を凝固せしめる第四工程、 以上、四工程よりなる繊維強化金属材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20978884A JPS6187835A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 繊維強化金属材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20978884A JPS6187835A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 繊維強化金属材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187835A true JPS6187835A (ja) | 1986-05-06 |
| JPH0429724B2 JPH0429724B2 (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=16578603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20978884A Granted JPS6187835A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 繊維強化金属材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187835A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6417829A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Suzuki Motor Co | Apparatus for producing preform |
| JPH01242736A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Suzuki Motor Co Ltd | 複合材用プリフォームの製造方法 |
| JPH0288730A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Izumi Ind Ltd | セラミックウイスカー強化軽合金複合材とその製造方法 |
| JPH0297629A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-10 | Toyota Motor Corp | 金属基複合材料部材の製造方法 |
| EP1350857A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-10-08 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Preform structure and method of manufacturing a preform formed into metal matrix composite |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP20978884A patent/JPS6187835A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6417829A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Suzuki Motor Co | Apparatus for producing preform |
| JPH01242736A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Suzuki Motor Co Ltd | 複合材用プリフォームの製造方法 |
| JPH0288730A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Izumi Ind Ltd | セラミックウイスカー強化軽合金複合材とその製造方法 |
| JPH0297629A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-10 | Toyota Motor Corp | 金属基複合材料部材の製造方法 |
| EP1350857A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-10-08 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Preform structure and method of manufacturing a preform formed into metal matrix composite |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0429724B2 (ja) | 1992-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |