JPS63108965A - ウイスカ強化金属複合材料の製造法 - Google Patents
ウイスカ強化金属複合材料の製造法Info
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- JPS63108965A JPS63108965A JP25380086A JP25380086A JPS63108965A JP S63108965 A JPS63108965 A JP S63108965A JP 25380086 A JP25380086 A JP 25380086A JP 25380086 A JP25380086 A JP 25380086A JP S63108965 A JPS63108965 A JP S63108965A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は酸化物、炭化物、窒化物などセラミックスのウ
ィスカによって強化された金属基複合材料の製造方法に
関する。
ィスカによって強化された金属基複合材料の製造方法に
関する。
炭化珪素、窒化珪素、アルミナ等のセラミックスのウィ
スカなどの耐熱性、引張強さ、弾性の優れた短繊維を各
種金属に複合させれば引張強さ、弾性率などの特性の優
れた複合材料が得られることが知られている。
スカなどの耐熱性、引張強さ、弾性の優れた短繊維を各
種金属に複合させれば引張強さ、弾性率などの特性の優
れた複合材料が得られることが知られている。
従来、このような複合材料を製造する方法の一つとして
、高圧溶湯含浸法がある。
、高圧溶湯含浸法がある。
高圧溶湯含浸法は、先ず、ウィスカを水、有機樹脂溶液
あるいは無機質の塩類等を添加した水溶液と混合してス
ラリ状として、これを金型等に充填、圧縮して成形体を
得、（これをプリフォームを称すことにする）、次いで
このプリフォームを所要の温度に加熱して鋳型に装入し
、続いて鋳型に更に金属の溶湯を注入し、プランジャ加
圧等によシ、プリフォーム中に溶湯を含浸させて複合化
させる方法、又は加熱装置をもつ鋳型中にウィスカを充
填し、プランジャーで所定の体積率（例えばＳＯチ）に
なるように加１、させて複合化する方法である。
あるいは無機質の塩類等を添加した水溶液と混合してス
ラリ状として、これを金型等に充填、圧縮して成形体を
得、（これをプリフォームを称すことにする）、次いで
このプリフォームを所要の温度に加熱して鋳型に装入し
、続いて鋳型に更に金属の溶湯を注入し、プランジャ加
圧等によシ、プリフォーム中に溶湯を含浸させて複合化
させる方法、又は加熱装置をもつ鋳型中にウィスカを充
填し、プランジャーで所定の体積率（例えばＳＯチ）に
なるように加１、させて複合化する方法である。
このように高圧溶湯含浸法で得られる複合材料ではウィ
スカはランダムに金属中に分散している。このま＼使用
することもできるが、熱間ご＃□出、圧延、鍛造等の塑
性加工により型材、板、鍛造品などとして使用すること
が多い。この種の塑性加工によれば、金属中にランダム
に分散していたウィスカがマトリックス金属の塑性流動
にともなって加工方向に配向するので、その方向の強度
および弾性率が向上するという効果がある。
スカはランダムに金属中に分散している。このま＼使用
することもできるが、熱間ご＃□出、圧延、鍛造等の塑
性加工により型材、板、鍛造品などとして使用すること
が多い。この種の塑性加工によれば、金属中にランダム
に分散していたウィスカがマトリックス金属の塑性流動
にともなって加工方向に配向するので、その方向の強度
および弾性率が向上するという効果がある。
前述の高圧溶湯含浸法によシウイスカと金属の複合化は
お＼むね満足すべきものではあるが、複合材料の内部、
特に中心部に微細なポロシティが残存することが多い。
お＼むね満足すべきものではあるが、複合材料の内部、
特に中心部に微細なポロシティが残存することが多い。
通常の金属材料では鋳造インゴットに生じたこの種のポ
ロシティはその後の圧延、押出等の塑性加工によってほ
とんどの場合、圧着、消滅してしまう。しかし当該複合
材料インゴットの場合は、セラミックスウィスカが相当
量含有しているので、マイクロポロシティ中にウィスカ
が含まれやすく、このため塑性加工によってポロシティ
は押しつぶされみかけ上は消滅するが完全には圧着、接
合していない。したがってこれが材料欠陥とな）塑ｒ（
”、ｉｉｉ加工後の複合材料においても機軸的性質を低
−１＋ 下させ、信頼性を乏しいものにしている大きな［（、因
でＴｏシ、この系の材料の実用化を推進する一 上で、このマイクロポロシティを消滅させるプロセスの
確立が必要でおる。
ロシティはその後の圧延、押出等の塑性加工によってほ
とんどの場合、圧着、消滅してしまう。しかし当該複合
材料インゴットの場合は、セラミックスウィスカが相当
量含有しているので、マイクロポロシティ中にウィスカ
が含まれやすく、このため塑性加工によってポロシティ
は押しつぶされみかけ上は消滅するが完全には圧着、接
合していない。したがってこれが材料欠陥とな）塑ｒ（
”、ｉｉｉ加工後の複合材料においても機軸的性質を低
−１＋ 下させ、信頼性を乏しいものにしている大きな［（、因
でＴｏシ、この系の材料の実用化を推進する一 上で、このマイクロポロシティを消滅させるプロセスの
確立が必要でおる。
前述のようにマイクロポロシティの中にウィスカが含ま
れる場合が多いのでマトリックス金属の固相域での塑性
加工では消滅しないが、液相が生成していれば加圧によ
シポロシテイ中に液相が入シ込み、ポロシティが消滅す
ると考え、この考え方に従って本発明を完成した。
れる場合が多いのでマトリックス金属の固相域での塑性
加工では消滅しないが、液相が生成していれば加圧によ
シポロシテイ中に液相が入シ込み、ポロシティが消滅す
ると考え、この考え方に従って本発明を完成した。
すなわち本発明は高圧溶湯含浸法で製造したウィスカ強
化金属複合材料のインゴットを、マトリックス金属の固
液相共存域の温度で一軸または等方向に加圧することを
特徴とする複合材料の製造方法である。
化金属複合材料のインゴットを、マトリックス金属の固
液相共存域の温度で一軸または等方向に加圧することを
特徴とする複合材料の製造方法である。
本発明は高圧溶湯含浸法で製造したウィスカ強化金属複
合材料のインゴットを、押出、圧延、鍛造などの塑性加
工を行って該複合材料の型材、１材、板材、鍛造品など
を製造する工程において、該塑性加工工程に先行してイ
ンゴットをマトリックス金属の固液相共存域の温度で一
軸ま′１−たは等方向に加圧するのである。加圧手段と
しｊ。
合材料のインゴットを、押出、圧延、鍛造などの塑性加
工を行って該複合材料の型材、１材、板材、鍛造品など
を製造する工程において、該塑性加工工程に先行してイ
ンゴットをマトリックス金属の固液相共存域の温度で一
軸ま′１−たは等方向に加圧するのである。加圧手段と
しｊ。
・、工は熱間プレスまたはｘ工１？（熱間静圧プレス）
１１，１衣：どが適用される。
１１，１衣：どが適用される。
一ゞ゛本発明の適用しうるウィスカ、金属は如何なるも
のも使用しうるが、炭化珪素（ライス力）／アルミニウ
ム合金、マグネシウム合金、窒化珪素（ウィスカ）／ア
ルミニウム合金、マグネシウム合金などの組合せがその
代表的なものである。
のも使用しうるが、炭化珪素（ライス力）／アルミニウ
ム合金、マグネシウム合金、窒化珪素（ウィスカ）／ア
ルミニウム合金、マグネシウム合金などの組合せがその
代表的なものである。
前述の熱間での加圧処理は複合材料のマトリックス金属
の固液相共存域で行うため、生成している液相がポロシ
ティ中に浸透し、ポロシティを消滅させる。
の固液相共存域で行うため、生成している液相がポロシ
ティ中に浸透し、ポロシティを消滅させる。
〔実施例１〕
炭化珪素ウィスカ分、水、有機樹脂溶液あるいは無機質
の塩類などを添加した水溶液と混合し、金型に充填する
。その後圧縮してプリフォームを得た。この炭化珪素ウ
ィスカのプリフオする鋳型中に装入したのち、直ちに７
５０℃の６０６１ムｌの溶湯を注入し、プランジャーで
溶湯を加圧（ａ ｏ ｏｋｙ／ｍ” ）Ｌ、プリフォ
ーム次いでこのインゴットを一軸方式熱間プレスの型中
に装入し、マトリックス金属の固液相共存域の温度６０
５℃に保持した状態で１５００に９ ／ ｅｙｓ雪で加
圧した。
の塩類などを添加した水溶液と混合し、金型に充填する
。その後圧縮してプリフォームを得た。この炭化珪素ウ
ィスカのプリフオする鋳型中に装入したのち、直ちに７
５０℃の６０６１ムｌの溶湯を注入し、プランジャーで
溶湯を加圧（ａ ｏ ｏｋｙ／ｍ” ）Ｌ、プリフォ
ーム次いでこのインゴットを一軸方式熱間プレスの型中
に装入し、マトリックス金属の固液相共存域の温度６０
５℃に保持した状態で１５００に９ ／ ｅｙｓ雪で加
圧した。
次いでこのインゴットを３８０℃で押出速度６０ ｗ
／ ｗｉｎ 、押出比１０：１の等温押出を行い、押出
丸棒を得た。
／ ｗｉｎ 、押出比１０：１の等温押出を行い、押出
丸棒を得た。
との押出材のＴ６（、Ｔ工Ｓ規格）熱処理材の引張強さ
は６２〜６４８ ｋｇ ／ ｍ ”であった。これに対
しインゴットの熱間プレスを行なわず、他のプロセスお
よび組成は全て同一の押出材（−Ｔ６）の引張強さは５
１．０〜５７．８ゆ／■鵞であった。
は６２〜６４８ ｋｇ ／ ｍ ”であった。これに対
しインゴットの熱間プレスを行なわず、他のプロセスお
よび組成は全て同一の押出材（−Ｔ６）の引張強さは５
１．０〜５７．８ゆ／■鵞であった。
以上のようにインゴットの熱間プレスによシ強度は大幅
に改善されている。
に改善されている。
（注）６０６１ムｌの固相線的５８０℃、液相線約６５
０ ℃ 〔実施例２〕 ジャー加圧機構を有する鋳型中に装入したのち、・パＩ ’ｒｉちに７５０℃の７０７５ムｊの溶湯を注入し、【 、！し、プリフォーム中へ溶湯を含浸させ複合材料のイ
ンゴットを製造した。
０ ℃ 〔実施例２〕 ジャー加圧機構を有する鋳型中に装入したのち、・パＩ ’ｒｉちに７５０℃の７０７５ムｊの溶湯を注入し、【 、！し、プリフォーム中へ溶湯を含浸させ複合材料のイ
ンゴットを製造した。
次いでこのインゴットにＨＩＰ処理を施した。
Ｈ工Ｐ処理の温度はマトリックス金属７０７５ムｌの固
液相共存域の温度５４０℃、圧力は９５０ゆ／Ｇ３、保
持時間は５０ ｍｉｎとした。
液相共存域の温度５４０℃、圧力は９５０ゆ／Ｇ３、保
持時間は５０ ｍｉｎとした。
次いでこのインゴットを４００℃で押出速度６０ ｍ
／ ｍｉｎ 、押出比１０：１の等温押出を行い押出丸
棒を得た。この押出材のτ６熱処理材の引張強さは７７
．４〜８２．５に９／圃りであった。
／ ｍｉｎ 、押出比１０：１の等温押出を行い押出丸
棒を得た。この押出材のτ６熱処理材の引張強さは７７
．４〜８２．５に９／圃りであった。
これに対してインゴットの■工Ｐ処理を行なわず、他の
プロセスおよび組成は全く同一の押出材（−Ｔ４）の引
張強さは６２．６〜６４２ゆ／−重であつか。
プロセスおよび組成は全く同一の押出材（−Ｔ４）の引
張強さは６２．６〜６４２ゆ／−重であつか。
以上のようにインゴットの■工Ｐ処理適用によシ強度は
大幅に向上した。
大幅に向上した。
なお、実施例１，２の炭化珪素ウィスカに代ｉ′
４１た。
＄
゛〔発明の効果〕
、”５本発明の高圧溶湯含浸法で製造した複合材料゛・
１ インゴットに対するマトリックス金４の固液相材料の強
度を大幅に向上させることができる。
１ インゴットに対するマトリックス金４の固液相材料の強
度を大幅に向上させることができる。
実施例２で得た強度は、比強度としてＴ１−６ム１−４
ｖ等のチタン合金と同等であシ、本発明により、本来複
合材料の適用性を大いに高めることができる。
ｖ等のチタン合金と同等であシ、本発明により、本来複
合材料の適用性を大いに高めることができる。
Claims (1)
- 高圧溶湯含浸法で製造したウィスカ強化金属複合材料の
インゴットを、マトリックス金属の固液相共存域の温度
で一軸または等方的に加圧することを特徴とする複合材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25380086A JPS63108965A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | ウイスカ強化金属複合材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25380086A JPS63108965A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | ウイスカ強化金属複合材料の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108965A true JPS63108965A (ja) | 1988-05-13 |
| JPH0451264B2 JPH0451264B2 (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=17256328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25380086A Granted JPS63108965A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | ウイスカ強化金属複合材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63108965A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238039A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-19 | Mazda Motor Corp | 繊維強化複合部材の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP25380086A patent/JPS63108965A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238039A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-19 | Mazda Motor Corp | 繊維強化複合部材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0451264B2 (ja) | 1992-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |