JPS62146229A - 金属マトリツクス複合材料の製造方法 - Google Patents
金属マトリツクス複合材料の製造方法Info
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- JPS62146229A JPS62146229A JP29460186A JP29460186A JPS62146229A JP S62146229 A JPS62146229 A JP S62146229A JP 29460186 A JP29460186 A JP 29460186A JP 29460186 A JP29460186 A JP 29460186A JP S62146229 A JPS62146229 A JP S62146229A
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- filler
- composite material
- solid composite
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/001—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
- C22C32/0015—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
- C22C32/0036—Matrix based on Al, Mg, Be or alloys thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0089—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with other, not previously mentioned inorganic compounds as the main non-metallic constituent, e.g. sulfides, glass
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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】
本発明は金属がアルミニウム又はその合金である金属マ
トリックス複合材料を製造する方法に関する。
トリックス複合材料を製造する方法に関する。
アルミニウム又はその合金のマトリックスに炭化けい素
又はアルミナのような耐熱性無機充填材を含む金属マ）
ＩＪソックス合材料は高強度と低密度とが自動車産業
や宇宙産業におけるように要求されるのに有用な工業用
材料である。しがしながら溶融アルミニウム又はアルミ
ニウム合金は、このような複合材料に対し、充填材を溶
融金属へ撹拌することによって満足に製造するには充分
に固体充填材を湿潤することができない。
又はアルミナのような耐熱性無機充填材を含む金属マ）
ＩＪソックス合材料は高強度と低密度とが自動車産業
や宇宙産業におけるように要求されるのに有用な工業用
材料である。しがしながら溶融アルミニウム又はアルミ
ニウム合金は、このような複合材料に対し、充填材を溶
融金属へ撹拌することによって満足に製造するには充分
に固体充填材を湿潤することができない。
この問題は特殊の添加剤を充填材とともに使用すること
によって改善できることが今回見い出された。従って、
本発明は （１）充填材における均一なビスマス添加剤の分散体を
生成し； （ｉｉ ）アルミニウム又はアルミニウム合金をその液
相線以上の温度となして、分散体をアルミニウム又はア
ルミニウム合金に混和し； （ｉｉｉ ）工程（ｉｉ）の生成物を冷却して固体複合
材料を製造する ことより成るアルミニウム又はアルミニウム基合金のよ
うなアルミニウムー含有合金のマトリックスに耐熱性（
ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ） ＋無機充填材を含む固体複合
材料を製造する方法を提供する。
によって改善できることが今回見い出された。従って、
本発明は （１）充填材における均一なビスマス添加剤の分散体を
生成し； （ｉｉ ）アルミニウム又はアルミニウム合金をその液
相線以上の温度となして、分散体をアルミニウム又はア
ルミニウム合金に混和し； （ｉｉｉ ）工程（ｉｉ）の生成物を冷却して固体複合
材料を製造する ことより成るアルミニウム又はアルミニウム基合金のよ
うなアルミニウムー含有合金のマトリックスに耐熱性（
ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ） ＋無機充填材を含む固体複合
材料を製造する方法を提供する。
本発明方法の特定の実例では、溶融アルミニウム又は合
金はビスマス添加剤が存在するときはないときよりも、
少くとも２倍量の充填材を吸収すること及びさらに充填
材はビスマス添加剤が使用されるとマトリックスにより
均一に分散されることが発見された。
金はビスマス添加剤が存在するときはないときよりも、
少くとも２倍量の充填材を吸収すること及びさらに充填
材はビスマス添加剤が使用されるとマトリックスにより
均一に分散されることが発見された。
充填材はアルミニウム及びアルミニウム基合金の性質を
向上せしめるには公知の材料である。炭化けい素の如き
耐火性炭化物及びアルミナの如き耐火性酸化物がその例
である。
向上せしめるには公知の材料である。炭化けい素の如き
耐火性炭化物及びアルミナの如き耐火性酸化物がその例
である。
分散体が工程（ｉ）において、微粒子の元素状ビスマス
を例えば５〜１００μｍの範囲の粒度の微粒充填材と密
接に混合することによって、ビスマスの重量が好ましく
ば充填材の重量の１０％以下となし、次いで元素状ビス
マスをビスマス酸化物（Ｂｉ２０３）に例えば空気中に
おいて５００〜１０００℃で加熱することによって酸化
されて、生成されるとき、好ましくはビスマス添加剤は
ビスマス酸化物の如きビスマス化合物である。空気中で
の加熱はビスマスを燃焼し、す〜（ｓｍｏｋｅ）を生ぜ
しめ、それによって微細酸化物の分散体の製造を容易に
する。
を例えば５〜１００μｍの範囲の粒度の微粒充填材と密
接に混合することによって、ビスマスの重量が好ましく
ば充填材の重量の１０％以下となし、次いで元素状ビス
マスをビスマス酸化物（Ｂｉ２０３）に例えば空気中に
おいて５００〜１０００℃で加熱することによって酸化
されて、生成されるとき、好ましくはビスマス添加剤は
ビスマス酸化物の如きビスマス化合物である。空気中で
の加熱はビスマスを燃焼し、す〜（ｓｍｏｋｅ）を生ぜ
しめ、それによって微細酸化物の分散体の製造を容易に
する。
然しなから、工程（ｉ）における分数体を他の方法、例
えば充填材を分解可能なビスマス塩例えば硝酸ビスマス
の水溶液と混合し、次いで前記塩を酸化ビスマスに分解
するために加熱することによって製造することができる
。
えば充填材を分解可能なビスマス塩例えば硝酸ビスマス
の水溶液と混合し、次いで前記塩を酸化ビスマスに分解
するために加熱することによって製造することができる
。
工程（１））は真空撹拌の公知技術によって行なうこと
ができ、そこでは工程（１）の分散体が真空で溶融アル
ミニウム又はアルミニウム基合金へ撹拌される。アルミ
ニウム又はアルミニウム基合金はその液相線より可成り
高い温度、例えばその液を目線以上１５０℃であること
ができる。
ができ、そこでは工程（１）の分散体が真空で溶融アル
ミニウム又はアルミニウム基合金へ撹拌される。アルミ
ニウム又はアルミニウム基合金はその液相線より可成り
高い温度、例えばその液を目線以上１５０℃であること
ができる。
ビスマス化合物の存在は高温度でアルミニウム及びアル
ミニウム基合金を跪くすることは知られている。それ故
に、過剰のビスマス添加剤と反応することのできる物質
、即ちビスマス“ゲッター”を工程（ｉｉ ）と（ｉｉ
ｉ ）との間に添加する必要がある。このような“ゲッ
ター”の例はマグネシウム及びマンガンである。然しな
から、ビスマスゲッターは総ての場合に必要ではない；
例えば使用されるならばアルミニウム基合金はその成分
としてゲ・７ターを含有することができ、それ故に十分
の量のゲッターを与えることができる。
ミニウム基合金を跪くすることは知られている。それ故
に、過剰のビスマス添加剤と反応することのできる物質
、即ちビスマス“ゲッター”を工程（ｉｉ ）と（ｉｉ
ｉ ）との間に添加する必要がある。このような“ゲッ
ター”の例はマグネシウム及びマンガンである。然しな
から、ビスマスゲッターは総ての場合に必要ではない；
例えば使用されるならばアルミニウム基合金はその成分
としてゲ・７ターを含有することができ、それ故に十分
の量のゲッターを与えることができる。
最終成形製品を製造するには、工程＜ ｉｉｉ ）で製
造される複合材料は加圧グイ鋳造、圧搾鋳造（ｓｑｕｅ
ｅｚｅ ｃａｓｔ） 、チル鋳造又は鍛造することがで
きる。然しなから、成形複合材料は工程＜ ｉｉ ）の
生成物を鋳型で冷却することによって工程（ｉｉｉ ）
で直接製造することができる。
造される複合材料は加圧グイ鋳造、圧搾鋳造（ｓｑｕｅ
ｅｚｅ ｃａｓｔ） 、チル鋳造又は鍛造することがで
きる。然しなから、成形複合材料は工程＜ ｉｉ ）の
生成物を鋳型で冷却することによって工程（ｉｉｉ ）
で直接製造することができる。
本発明によって製造される複合材料は生成物及び又は加
工要件及び制限に属する組成範囲を有する。
工要件及び制限に属する組成範囲を有する。
次に本発明の実施例を示す。
実施例
工程（ｉ）
微細な充填材の形態の元素状ビスマスを、溶融して粉砕
したアルミナ（約９μｍの粒度）に添加してビスマスの
重量をアルミナの重量の２％となし、バレル処理（ｂａ
ｒｒｅｌｌ ｉｎｇ）することによって十分に混合した
。生成混合物は次いで空気中において５５０℃で２時間
加熱されてビスマスは酸化ビスマスに酸化され、それに
よってアルミナにおける酸化ビスマスの均一な分散体が
製造された。
したアルミナ（約９μｍの粒度）に添加してビスマスの
重量をアルミナの重量の２％となし、バレル処理（ｂａ
ｒｒｅｌｌ ｉｎｇ）することによって十分に混合した
。生成混合物は次いで空気中において５５０℃で２時間
加熱されてビスマスは酸化ビスマスに酸化され、それに
よってアルミナにおける酸化ビスマスの均一な分散体が
製造された。
工程（ｉｉ）
上記分散体は７４０〜７７０℃の温度範囲で、２時間、
真空でアルミニウム基合金（ＬＭ６．約１０．５％Ｓｉ
含有）へ撹拌された。
真空でアルミニウム基合金（ＬＭ６．約１０．５％Ｓｉ
含有）へ撹拌された。
工程（ｉｉｉ ）
工程（ｉｉ）の溶融生成物は約２時間で合金の凝固点に
冷却された。
冷却された。
生成材料において、合金はアルミナの重量の約２０％を
吸収しマクロ規模で可成り均一に分布され、材料は過度
の困難なしで溶融し、チル鋳造及び加圧ダイ鋳造するこ
とができる。特に、材料の試料は８５０°Ｃに加熱され
、鋳造するために溶融するとき充分に流動性であったこ
とを示すように約２０ｍｍのヘッド（ｈｅａｄ）で１０
ｍｍホールを通って注入された。材料は次いで８５０℃
に加熱され、鋳鉄鋳型に鋳造された。生成鋳造品の断面
は顕微鏡で検査された処、アルミナ充填材が保有され、
マトリックスにおける分布は工程（ｉｉｉ ）の複合材
料生成物において、どちらかと謂えば一層均一であるこ
とが観察された。
吸収しマクロ規模で可成り均一に分布され、材料は過度
の困難なしで溶融し、チル鋳造及び加圧ダイ鋳造するこ
とができる。特に、材料の試料は８５０°Ｃに加熱され
、鋳造するために溶融するとき充分に流動性であったこ
とを示すように約２０ｍｍのヘッド（ｈｅａｄ）で１０
ｍｍホールを通って注入された。材料は次いで８５０℃
に加熱され、鋳鉄鋳型に鋳造された。生成鋳造品の断面
は顕微鏡で検査された処、アルミナ充填材が保有され、
マトリックスにおける分布は工程（ｉｉｉ ）の複合材
料生成物において、どちらかと謂えば一層均一であるこ
とが観察された。
上記結果は、上記の加工工程を繰返したがビスマス添加
剤を使用しない１９の実験例で得られた何れよりも可成
りすぐれたものであった。
剤を使用しない１９の実験例で得られた何れよりも可成
りすぐれたものであった。
Claims (7)
- （１）（ａ）アルミニウム又はアルミニウム含有合金を
液相線以上の温度となして、充填材をアルミニウム又は
アルミニウム含有合金へ混和し； （ｂ）工程（ａ）の生成物を冷却して固体複合材料を製
造することより成るアルミニウム又はアルミニウム含有
合金のマトリックスにおける耐熱性、無機充填材を含む
固体複合材料の製造方法であって、充填材は均一に分散
されたビスマス添加剤を有することを特徴とする固体複
合材料の製造方法。 - （２）ビスマス添加剤は酸化ビスマスである特許請求の
範囲第（１）項記載の方法。 - （３）酸化ビスマスは元素状のビスマスを密接に混合し
、次いで元素状のビスマスを酸化ビスマスに酸化するこ
とにより充填材に分散される特許請求の範囲第（２）項
記載の方法。 - （４）ビスマスは空気中で加熱することによって酸化さ
れる特許請求の範囲第（３）項記載の方法。 - （５）工程（ａ）は真空撹拌より成る特許請求の範囲前
記各項記載の方法。 - （６）充填材は炭化けい素又はアルミナである特許請求
の範囲前記各項記載の方法。 - （７）固体複合材料は成形製品を生成するために溶融、
鋳造される特許請求の範囲各項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB858531070A GB8531070D0 (en) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | Metal matrix composites |
| GB8531070 | 1985-12-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62146229A true JPS62146229A (ja) | 1987-06-30 |
Family
ID=10589894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29460186A Pending JPS62146229A (ja) | 1985-12-17 | 1986-12-10 | 金属マトリツクス複合材料の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0227352A3 (ja) |
| JP (1) | JPS62146229A (ja) |
| GB (2) | GB8531070D0 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH072980B2 (ja) * | 1990-09-20 | 1995-01-18 | 大同メタル工業株式会社 | 複合摺動材料 |
| GB9302921D0 (en) * | 1993-02-13 | 1993-03-31 | Atomic Energy Authority Uk | Particulate metal matrix composites |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE569112A (ja) * | 1957-07-05 | |||
| GB959442A (en) * | 1960-06-13 | 1964-06-03 | Du Pont | Improvements in or relating to metalliferous compositions |
| FR1276929A (fr) * | 1960-12-28 | 1961-11-24 | Bendix Corp | Perfectionnements aux matériaux de friction |
| US4189522A (en) * | 1975-08-08 | 1980-02-19 | Daido Metal Company, Ltd. | Multi-layer sliding material and method for manufacturing the same |
-
1985
- 1985-12-17 GB GB858531070A patent/GB8531070D0/en active Pending
-
1986
- 1986-12-03 GB GB8628885A patent/GB2184133B/en not_active Expired
- 1986-12-03 EP EP86309433A patent/EP0227352A3/en not_active Ceased
- 1986-12-10 JP JP29460186A patent/JPS62146229A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0227352A2 (en) | 1987-07-01 |
| GB8628885D0 (en) | 1987-01-07 |
| GB2184133A (en) | 1987-06-17 |
| GB8531070D0 (en) | 1986-01-29 |
| EP0227352A3 (en) | 1989-03-08 |
| GB2184133B (en) | 1989-07-12 |
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