JPS626758A - 炭素繊維強化マグネシウム合金製部材 - Google Patents
炭素繊維強化マグネシウム合金製部材Info
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- JPS626758A JPS626758A JP14624085A JP14624085A JPS626758A JP S626758 A JPS626758 A JP S626758A JP 14624085 A JP14624085 A JP 14624085A JP 14624085 A JP14624085 A JP 14624085A JP S626758 A JPS626758 A JP S626758A
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- alloy
- fibers
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
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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】
Ａ０発明の目的
（１）産業上の利用分野
本発明は、強化繊維として炭素繊維を用い、またマトリ
ックスをマグネシウム合金より構成した炭素繊維強化マ
グネシウム合金製部材に関する。
ックスをマグネシウム合金より構成した炭素繊維強化マ
グネシウム合金製部材に関する。
（２）従来の技術
従来、この種部材は高圧凝固鋳造法を適用して製造され
ており、したがって前記マグネシウム合金としては鋳造
品用合金が用いられている。
ており、したがって前記マグネシウム合金としては鋳造
品用合金が用いられている。
（３） 発明が解決しようとする問題点しかしながら
前記鋳造品用合金はアルミニウムを５〜１０重量％と多
量に含有しているので、そのアルミニウムが炭素繊維と
容易に反応して多量の脆化層を形成し、炭素繊維の引張
強さを著しく低下させるという問題がある。
前記鋳造品用合金はアルミニウムを５〜１０重量％と多
量に含有しているので、そのアルミニウムが炭素繊維と
容易に反応して多量の脆化層を形成し、炭素繊維の引張
強さを著しく低下させるという問題がある。
またアルミニウムの含有量が増加するに従い、マトリッ
クスにおけるＡ Ｉ！−＋ ｚＭ ｇ Ｉ ７等の金属
間化合物相の形成量が多くなり、この相は引張強さが８
〜１２ｋｇ／重１２で、伸びが０．３〜０．５％と非常
に脆く、その上炭素繊維表面、またはその近傍に偏析す
る傾向があるため、この相の初期破断によるノツチの形
成およびその進行に伴い部材の引張強さが著しく低下す
るという問題もある。
クスにおけるＡ Ｉ！−＋ ｚＭ ｇ Ｉ ７等の金属
間化合物相の形成量が多くなり、この相は引張強さが８
〜１２ｋｇ／重１２で、伸びが０．３〜０．５％と非常
に脆く、その上炭素繊維表面、またはその近傍に偏析す
る傾向があるため、この相の初期破断によるノツチの形
成およびその進行に伴い部材の引張強さが著しく低下す
るという問題もある。
本発明は前記問題を解決し得るようにした前記部材を提
供することを目的とする。
供することを目的とする。
Ｂ０発明の構成
（１）問題点を解決するための手段
本発明は、強化繊維として炭素繊維を用い、またマトリ
ックスをマグネシウム合金より構成した炭素繊維強化マ
グネシウム合金製部材において、前記マグネシウム合金
のアルミニウム含有量を０゜３重量％以上５．０重量％
以下に設定したことを特徴とする。
ックスをマグネシウム合金より構成した炭素繊維強化マ
グネシウム合金製部材において、前記マグネシウム合金
のアルミニウム含有量を０゜３重量％以上５．０重量％
以下に設定したことを特徴とする。
（２）作 用
前記のようにアルミニウム含有量を０．３重量％以上５
．０重量％以下に設定すると、炭素繊維とアルミニウム
の反応による脆化層の形成量が少なくなり、またマトリ
ックスにおけるＡ Ｉｔ 、ｚＭ ｇ ＋７等の脆い金
属間化合物相の形成量が少なくなるので、実用上十分な
引張強さを有する前記部材を提供することができる。た
だし、アルミニウム含有量が５．０重量％を上回ると、
部材の引張強さが急激に低下して到底実用に供し得ない
。また前記含有量が０．３重量％を下回ると、鋳造性が
著しく損なわれるため量産性の低下を来たす。
．０重量％以下に設定すると、炭素繊維とアルミニウム
の反応による脆化層の形成量が少なくなり、またマトリ
ックスにおけるＡ Ｉｔ 、ｚＭ ｇ ＋７等の脆い金
属間化合物相の形成量が少なくなるので、実用上十分な
引張強さを有する前記部材を提供することができる。た
だし、アルミニウム含有量が５．０重量％を上回ると、
部材の引張強さが急激に低下して到底実用に供し得ない
。また前記含有量が０．３重量％を下回ると、鋳造性が
著しく損なわれるため量産性の低下を来たす。
（３）実施例
まず、炭素繊維よりなる繊維成形体の製造について説明
する。
する。
第１図（ａ）に示すように、手回し式巻取り機１を用い
て、直径７μｍの炭素繊維（東し社製トレカＴ３００）
ｆの長繊維を細長いループ状に巻取り、これを長径側の
一端部Ａにおいて切断し、また長径側の他端部Ｂにおい
て束ね、９０万本の繊維よりなる繊維束を得る。このよ
うに繊維本数を設定した理由は、後述する成形用ガラス
管の内径との関係で繊維成形体の体積含有率（Ｖｆ）を
３０％にするためである。
て、直径７μｍの炭素繊維（東し社製トレカＴ３００）
ｆの長繊維を細長いループ状に巻取り、これを長径側の
一端部Ａにおいて切断し、また長径側の他端部Ｂにおい
て束ね、９０万本の繊維よりなる繊維束を得る。このよ
うに繊維本数を設定した理由は、後述する成形用ガラス
管の内径との関係で繊維成形体の体積含有率（Ｖｆ）を
３０％にするためである。
アクリル樹脂系溶液（東洋インキ社製 オリパイン（Ｂ
ＰＳ４６６８） ）と、溶媒としてのアセトンを１＝１
の割合で混合し、これにアクリル樹脂系溶液の４％に相
当する硬化剤（ポリイソシアネート）を加えて結合剤溶
液を調製し、この結合剤溶液に粒度３２５メツシユ以下
の繊維凝着防止用Ｔｉ粉末を１００ｇ／ｆの割合で添加
する。
ＰＳ４６６８） ）と、溶媒としてのアセトンを１＝１
の割合で混合し、これにアクリル樹脂系溶液の４％に相
当する硬化剤（ポリイソシアネート）を加えて結合剤溶
液を調製し、この結合剤溶液に粒度３２５メツシユ以下
の繊維凝着防止用Ｔｉ粉末を１００ｇ／ｆの割合で添加
する。
第１図（ｂ）に示すように、結合剤溶液り中に繊維束Ｆ
を浸し、その繊維束Ｆを振りながら結合剤溶液りを攪拌
しつつそのＴｉを含む結合剤溶液りを繊維束Ｆの繊維間
に十分に浸透させる。
を浸し、その繊維束Ｆを振りながら結合剤溶液りを攪拌
しつつそのＴｉを含む結合剤溶液りを繊維束Ｆの繊維間
に十分に浸透させる。
第１図（Ｃ）に示すように、結合剤溶液りから引出され
た繊維束Ｆを内径１２龍のガラス管Ｔ内を通過させて余
分な結合剤溶液りを絞り、また両端部を切断して直径１
２ｉｎ、長さ２０ｍの予備成形体を得る。
た繊維束Ｆを内径１２龍のガラス管Ｔ内を通過させて余
分な結合剤溶液りを絞り、また両端部を切断して直径１
２ｉｎ、長さ２０ｍの予備成形体を得る。
第１図（ｄｌに示すように、乾燥し硬化した予備成形体
Ｐを電気炉Ｅ内に設置し、その予備成形体Ｐにアルゴン
ガス雰囲気中にて４００℃、１時間の焼成処理を施し棒
状繊維成形体を得る。前記焼成処理により有機成分は分
解除去され、繊維成形体の残留有機成分は、焼成前の５
％となる。
Ｐを電気炉Ｅ内に設置し、その予備成形体Ｐにアルゴン
ガス雰囲気中にて４００℃、１時間の焼成処理を施し棒
状繊維成形体を得る。前記焼成処理により有機成分は分
解除去され、繊維成形体の残留有機成分は、焼成前の５
％となる。
下表はマトリックスであるマグネシウム合金（Ｉ）〜（
■）の化学成分を示す。
■）の化学成分を示す。
前記繊維成形体をアルゴンガス雰囲気中にて４００℃で
数分間加熱した後、繊維成形体を金型のキャビティに設
置し、直ちに７３０℃の前記マグネシウム合金（Ｉ）〜
（■）の溶湯をキャビティに注入して１０００ｋｇ／−
の圧力を６０秒間作用させ、直径１２鶴、長さ１２０ｍ
の８種類の棒状炭素繊維強化部材を得る。
数分間加熱した後、繊維成形体を金型のキャビティに設
置し、直ちに７３０℃の前記マグネシウム合金（Ｉ）〜
（■）の溶湯をキャビティに注入して１０００ｋｇ／−
の圧力を６０秒間作用させ、直径１２鶴、長さ１２０ｍ
の８種類の棒状炭素繊維強化部材を得る。
第２図は各部材のアルミニウム合金量と引張強さの関係
を示す。第２図において（Ｉ）〜（■）は前記マグネシ
ウム合金（１）〜（■）をマトリックスとした部材にそ
れぞれ対応する。
を示す。第２図において（Ｉ）〜（■）は前記マグネシ
ウム合金（１）〜（■）をマトリックスとした部材にそ
れぞれ対応する。
第２図から明らかなように、マトリックスのアルミニウ
ム含有量が増すに従い引張強さが低下するが、アルミニ
ウム含有量が５．０重量％以下であれば、実用上十分な
引張強さを確保することができる。
ム含有量が増すに従い引張強さが低下するが、アルミニ
ウム含有量が５．０重量％以下であれば、実用上十分な
引張強さを確保することができる。
前記含有量が５．０重量％を上回ると引張強さが急激に
低下するので、到底実用に供し得なくなる。
低下するので、到底実用に供し得なくなる。
その理由は、アルミニウム含有量が５．０重量％を上回
ると、アルミニウムと炭素繊維との反応による脆化層の
形成量が多くなり、またＡβ１□Ｍｇ、。
ると、アルミニウムと炭素繊維との反応による脆化層の
形成量が多くなり、またＡβ１□Ｍｇ、。
等の脆い金属間化合物相の形成量が多くなることにある
。
。
なおマトリックスをマグネシウム単体とした部材におい
ては、マグネシウム単体の熱容量が小さく、溶湯の流動
性も悪いため十分な複合化を行うことができない。
ては、マグネシウム単体の熱容量が小さく、溶湯の流動
性も悪いため十分な複合化を行うことができない。
前記部材としては、例えば第３図に示すように、桿部１
を、軸方向に配設された棒状炭素繊維成形体２により強
化された内燃機関用コンロッド３が該当する。
を、軸方向に配設された棒状炭素繊維成形体２により強
化された内燃機関用コンロッド３が該当する。
Ｃ０発明の効果
本発明によれば、マグネシウム合金のアルミニウム含有
量を０．３重量％以上５．０重量％以下に設定するので
、炭素繊維とアルミニウムとの反応による脆化層の形成
量およびマトリックスにおけるＡ Ｉ ＩｔＭ ｇ Ｉ
Ｔ等の脆い金属間化合物相の形成量をそれぞれ少なくし
、実用上十分な引張強さを有する前記部材を提供するこ
とができる。
量を０．３重量％以上５．０重量％以下に設定するので
、炭素繊維とアルミニウムとの反応による脆化層の形成
量およびマトリックスにおけるＡ Ｉ ＩｔＭ ｇ Ｉ
Ｔ等の脆い金属間化合物相の形成量をそれぞれ少なくし
、実用上十分な引張強さを有する前記部材を提供するこ
とができる。
第１図は繊維成形体の製造工程説明図、第２図は各種部
材のアルミニウム含有量と引張強さの関係を示すグラフ
、第３図は内燃機関用コンロッドの縦断正面図である。
材のアルミニウム含有量と引張強さの関係を示すグラフ
、第３図は内燃機関用コンロッドの縦断正面図である。
Claims (2)
- （１）強化繊維として炭素繊維を用い、またマトリック
スをマグネシウム合金より構成した炭素繊維強化マグネ
シウム合金製部材において、前記マグネシウム合金のア
ルミニウム含有量を０．３重量％以上５．０重量％以下
に設定したことを特徴とする炭素繊維強化マグネシウム
合金製部材。 - （２）前記部材は内燃機関コンロッドであり、それの桿
部が、軸方向に配設された前記炭素繊維によって強化さ
れている、特許請求の範囲第（１）項記載の炭素繊維強
化マグネシウム合金製部材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14624085A JPH0620639B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 炭素繊維強化マグネシウム合金製部材 |
| US06/870,050 US4889774A (en) | 1985-06-03 | 1986-06-03 | Carbon-fiber-reinforced metallic material and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14624085A JPH0620639B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 炭素繊維強化マグネシウム合金製部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS626758A true JPS626758A (ja) | 1987-01-13 |
| JPH0620639B2 JPH0620639B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=15403268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14624085A Expired - Lifetime JPH0620639B2 (ja) | 1985-06-03 | 1985-07-03 | 炭素繊維強化マグネシウム合金製部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620639B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270398A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 高耐食性複合めっき鋼板およびその製造方法 |
| JPS63203778A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | Nippon Steel Corp | 高耐食性複層分散めつき鋼板 |
| JPS6455398A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Nippon Steel Corp | Production of zinc-chromium electroplated steel sheet having excellent surface grade and corrosion resistance |
| JPH01290796A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-22 | Nippon Steel Corp | 高耐食性複層電気めっき鋼板 |
| JPH0280597A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-20 | Nippon Steel Corp | 高耐食性複合電気めっき鋼板 |
| JPH0512439B2 (ja) * | 1988-05-17 | 1993-02-18 | Nippon Steel Corp | |
| FR2698582A1 (fr) * | 1992-11-30 | 1994-06-03 | Aerospatiale | Matériau composite à fibres de renfort et à matrice métallique. |
| JP2006011333A (ja) * | 2004-03-24 | 2006-01-12 | ▲吉▼良 雅貴 | 立体模型 |
| JP4518676B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2010-08-04 | 裕 松田 | マグネシウム合金部材の製造方法 |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14624085A patent/JPH0620639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0142356B2 (ja) * | 1985-05-25 | 1989-09-12 | Kawasaki Steel Co | |
| JPS61270398A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 高耐食性複合めっき鋼板およびその製造方法 |
| JPH0533313B2 (ja) * | 1987-02-19 | 1993-05-19 | Nippon Steel Corp | |
| JPS63203778A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | Nippon Steel Corp | 高耐食性複層分散めつき鋼板 |
| JPS6455398A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Nippon Steel Corp | Production of zinc-chromium electroplated steel sheet having excellent surface grade and corrosion resistance |
| JPH01290796A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-22 | Nippon Steel Corp | 高耐食性複層電気めっき鋼板 |
| JPH057478B2 (ja) * | 1988-05-17 | 1993-01-28 | Nippon Steel Corp | |
| JPH0512439B2 (ja) * | 1988-05-17 | 1993-02-18 | Nippon Steel Corp | |
| JPH0280597A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-20 | Nippon Steel Corp | 高耐食性複合電気めっき鋼板 |
| JPH058280B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1993-02-01 | Nippon Steel Corp | |
| FR2698582A1 (fr) * | 1992-11-30 | 1994-06-03 | Aerospatiale | Matériau composite à fibres de renfort et à matrice métallique. |
| JP4518676B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2010-08-04 | 裕 松田 | マグネシウム合金部材の製造方法 |
| JP2006011333A (ja) * | 2004-03-24 | 2006-01-12 | ▲吉▼良 雅貴 | 立体模型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620639B2 (ja) | 1994-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |