JPS63140751A - Manufacture of composite casting article - Google Patents

Manufacture of composite casting article

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Publication number
JPS63140751A
JPS63140751A JP62288285A JP28828587A JPS63140751A JP S63140751 A JPS63140751 A JP S63140751A JP 62288285 A JP62288285 A JP 62288285A JP 28828587 A JP28828587 A JP 28828587A JP S63140751 A JPS63140751 A JP S63140751A
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JP
Japan
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metal
preform
die
layer
cavity
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Pending
Application number
JP62288285A
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Japanese (ja)
Inventor
ディビッド・ジェームス・ロイド
ウィラード・マーク・トゥルーマン・ギャラーネオールト
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Rio Tinto Alcan International Ltd
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Alcan International Ltd Canada
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcan International Ltd Canada filed Critical Alcan International Ltd Canada
Publication of JPS63140751A publication Critical patent/JPS63140751A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C47/00Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/20Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by subjecting to pressure and heat an assembly comprising at least one metal layer or sheet and one layer of fibres or filaments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C47/00Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、金属マトリックス複合材料、より詳しくは、
注型金属マトリックス複合物品の製造方法および該方法
により得られる物品に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to metal matrix composite materials, more specifically,
The present invention relates to a method for manufacturing cast metal matrix composite articles and articles obtained by the method.

[従来の技術] 金属マトリックス複合材料は、分割固体充填物、即ち、
繊維状または粒状材料が中で分配されている金属マトリ
ックス、例えばアルミニウムまたはその合金から成る物
品である。そのような固体充填物は、そのような金属マ
トリックスに組み込んで分配でき、金属中での溶解また
は金属との化学的な結合によりその形態または同一性が
失われないように金属に組み込まれて、その一体性を少
なくとも実質的に保持する。
[Prior Art] Metal matrix composite materials are composed of segmented solid fillings, i.e.
An article consisting of a metal matrix, for example aluminum or an alloy thereof, in which fibrous or particulate material is distributed. Such solid fillers can be incorporated and distributed into such metal matrices and are incorporated into the metal such that they do not lose their form or identity due to dissolution in the metal or chemical bonding with the metal; at least substantially retains its integrity.

口本国特許公開第58−20/l 139号には、複合
材料を製造する方法が記載され、該方法では、強化用繊
維およびアルミニウム箔の交互に重ねた層を雄型と雌型
との間に配置し、加熱して箔を「溶融」し、比較的低圧
に付して一体の複合材料を製造する。しかしながら、こ
の方法は、少なくとも不連続な強化用繊維を使用する場
合に、実質的な嵩または厚さを有するインゴットを製造
するには不適当である。そのような場合、それぞれが表
面酸化物フィルムを有する多数の独立した箔層が必要で
あり、酸化物の存在により製品の所望の性質を達成する
ことができない。更に、嵩高の複合インゴットを製造す
る場合、供給すべき金属の適当量を決定するのが困難で
ある;金属の爪が多ずぎるまたは少なずぎると、許容で
きない不均一な製品となってしまう。
No. 58-20/l 139 describes a method for manufacturing composite materials in which alternating layers of reinforcing fibers and aluminum foil are placed between male and female molds. The foil is placed in a wafer, heated to "melt" the foil, and subjected to relatively low pressure to produce a unitary composite material. However, this method is unsuitable for producing ingots with substantial bulk or thickness, at least when using discontinuous reinforcing fibers. In such cases, a large number of separate foil layers, each with a surface oxide film, are required, and the presence of oxides makes it impossible to achieve the desired properties of the product. Furthermore, when producing bulky composite ingots, it is difficult to determine the proper amount of metal to be delivered; too many or too few metal claws will result in an unacceptable non-uniform product.

また、例えばアメリカ合衆国特許第3,970゜136
号には、繊維状強化材および(固体状態の)マトリック
ス金属のシートを交互に重ねたスタックを配置し、次に
、このスタックを加熱して金属を溶融し、金属が溶融し
た時に圧力を加えて金属を繊維層に浸透させることが提
案されている。しかしながら、これまでに知られている
この種の方法では、(特に、繊維層が多少厚さを有する
場合、)得られる複合材料は、機械的特性に乏しい多孔
質領域を有し易いという問題点が生じる。また、これら
の方法は、得ることができる繊維強化領域の構造に限界
がある。
Also, for example, U.S. Patent No. 3,970°136
The material consists of a stack of alternating sheets of fibrous reinforcement and (in solid state) matrix metal, which is then heated to melt the metal, applying pressure as the metal melts. It has been proposed to infiltrate the fibrous layer with metal. However, the problem with this type of method known so far is that the resulting composite material tends to have porous regions with poor mechanical properties (especially if the fiber layer has some thickness). occurs. Additionally, these methods have limitations in the structure of the fiber-reinforced region that can be obtained.

[発明の構成] 本発明は、金属マトリックスおよびマトリックスの全体
または少なくとも所望の部分に組み込まれて分配された
分割固体充填材を含んで成る複合注型物品の新規かつ改
善された製造方法を提供する。分割固体充填材の予備成
形物から成る少なくとも1つの層および金属マトリック
スの溶融物は、ダイキャビティに供給され、圧力はキャ
ビティの袖と平行にその上に作用し、溶融金属を駆動し
て予備成形充填材に浸透させ、その後、得られた注型物
品を固化させる。1つの態様では、分割固体充填物の予
備成形物から成る少なくとも1つの層および最初は固体
のマトリックス金属である少なくとも2つの層を、充填
材層が金属層の間にあるスタックとして、スタックを横
方向に包囲するダイ壁により規定され、スタックの全て
の層を通過する軸を有するキャビティに配置する工程、
ダイ壁を加熱して、スタックのマトリックス金属の温度
を金属の液相線温度以上に上げ、それによりスタックの
マトリックス金属を完全に溶融さU゛る工程、およびそ
の時に、キャビティの軸と平行な方向でスタックに圧力
を加えて、溶融金属を予備成形充填材層に完全に浸透ま
たは含浸させ・ながら、浸透金属を固化する工程を含む
。もう1つの態様では、予備成形充填材は、予備成形物
を押し込んでダイキャビティの溶融金属を突き抜けさせ
ることにより溶融金属を浸透させてよい。本明細書にお
いて使用する場合、「予備成形物」なる語は、分割固体
充填繊維または粒状物の有効に一体となっている多孔質
圧縮体を意味し、この圧縮体は、十分な圧縮圧力にさら
されて生強度、即ち、圧縮体の取り扱い時の形状および
寸法が自己保持性であるような強度を示す。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a new and improved method of manufacturing composite cast articles comprising a metal matrix and a segmented solid filler incorporated and distributed throughout or at least in desired portions of the matrix. . At least one layer of a preform of split solid filler and a melt of a metal matrix is fed into a die cavity, and pressure is applied thereon parallel to the sleeve of the cavity, driving the molten metal to form the preform. The filler is infiltrated and the resulting cast article is then allowed to solidify. In one embodiment, at least one layer of a preform of segmented solid filler and at least two layers of initially solid matrix metal are stacked side by side in a stack with filler layers between the metal layers. placing in a cavity defined by a surrounding die wall in a direction and having an axis passing through all layers of the stack;
heating the die wall to raise the temperature of the matrix metal of the stack above the liquidus temperature of the metal, thereby completely melting the matrix metal of the stack; applying pressure to the stack in a direction to completely penetrate or impregnate the molten metal into the preformed filler layer while solidifying the infiltrated metal. In another aspect, the preform filler may be impregnated with molten metal by forcing the preform through the molten metal of the die cavity. As used herein, the term "preform" refers to a porous compacted body of segmented solid-filled fibers or granules that is effectively integrated into a compacted body that is subjected to sufficient compaction pressure. It exhibits green strength when exposed, ie, such that the compressed body is self-retaining in shape and size when handled.

本発明の新規な特徴では、固化工程は、予備成形物層内
および予備成形層を越えた少なくとも直後にある固化前
面の前の金属は溶融したままで、固化前面が、金属浸透
予備成形物層を完全に通過してキャビティの軸に沿って
一方向に進むような方法で、ダイキャビティ内の熱流を
調節して行う;(上述の固化前面の進行方向に対して)
予備成形物層を越えて配置された金属層は、加圧工程の
間にその金属層から予備成形物に浸透する過剰爪の金属
を含む。このような特徴の組み合わせにより、多孔質領
域が存在せず、従って、十分に適当な機械的特性を常に
有する複合物品を製造することが可能であることが見出
された。
In a novel feature of the invention, the solidification step includes a solidification process in which the solidification front is formed by a metal-infiltrated preform layer while the metal before the solidification front within and at least immediately beyond the preform layer remains molten. This is done by adjusting the heat flow within the die cavity in such a way that it travels completely through the die cavity in one direction along the axis of the cavity (relative to the direction of travel of the solidification front described above).
A metal layer disposed beyond the preform layer contains excess claw metal that permeates from that metal layer into the preform during the pressing process. It has been found that with a combination of such features it is possible to produce composite articles in which there are no porous regions and therefore always have fully adequate mechanical properties.

金属層と繊維層が交互に重なっているスタックを加熱し
て押し付けることにより、繊維強化またはそれに類する
金属マトリックス複合材料を製造するために先に提案さ
れた方法において、相互に近付き合う固化前面は、金属
含浸繊維層内で遭遇し易い。固化金属の濃度故に前面の
接合部において多孔質領域が形成される。また、この領
域は、両側で固化011面に結合しているので、孔を充
填する溶融金属の連続的な供給は不可能である。結果と
して、多孔質領域は、未充填のままであり、得られる複
合材料は弱い。しかしながら、本発明の方法では、予備
成形充填材層を一方向に進む単一の固化前面が存在する
だけであるので、収縮により形成される孔は、充填材層
の収れん固化前面の間に含まれない。また、この固化前
面の前には溶融金属の連続供給があり、連続的に加えら
れる浸透圧力下、収縮により形成される空隙を充填する
In previously proposed methods for producing fiber-reinforced or similar metal matrix composites by heating and pressing a stack of alternating metal and fiber layers, the solidification fronts approaching each other are It is likely to be encountered within metal-impregnated fiber layers. A porous region is formed at the front joint due to the concentration of solidified metal. Also, since this region is bound to the solidified 011 plane on both sides, a continuous supply of molten metal filling the holes is not possible. As a result, the porous regions remain unfilled and the resulting composite material is weak. However, in the method of the present invention, there is only a single solidification front traveling in one direction through the preformed filler layer, so the pores formed by shrinkage are contained between the convergent solidification fronts of the filler layer. Not possible. This solidification front is also preceded by a continuous supply of molten metal, which fills the voids formed by contraction under continuously applied osmotic pressure.

本発明の好ましい態様では、ダイキャビティの対向端間
の温度差を、例えば熱かグイの片端から他方の端に優先
的に伝達されるように、グイの片端を選択的に加熱また
は冷却することにより、グイの片端を選択的に断熱する
ことにより、あるいはこれらの方法を適当に組み合わせ
ることにより、ダイキャビティの対向端間で温度差を形
成することにより、加圧工程の間、ダイキャビティ内の
必要な熱流の調節を行う。そのような温度差によってし
、2つの対向固化前面が、キャビティの軸に沿ってキャ
ビティの対向端から相互に進んでくることが起こり得る
が、異なる開始時間および/または前進速度により、固
化前面は、予備成形物層自体内ではなくて予備成形物を
越えた過剰金属の領域または層で遭遇し、唯一の固化前
面が予備成形物を通過する。
In a preferred embodiment of the invention, one end of the gouer is selectively heated or cooled such that a temperature difference between opposite ends of the die cavity, e.g., heat is preferentially transferred from one end of the gouie to the other end. during the pressurization process by selectively insulating one end of the gouer, or by creating a temperature difference between opposite ends of the die cavity by any suitable combination of these methods. Make necessary heat flow adjustments. Such a temperature difference may cause two opposing solidification fronts to advance toward each other from opposite ends of the cavity along the axis of the cavity, but with different initiation times and/or advancement rates, the solidification fronts may , an area or layer of excess metal is encountered beyond the preform rather than within the preform layer itself, and the only solidification front passes through the preform.

加熱工程は、キャビティ内で金属−予備成形物スタック
に浸透圧力が縦方向に作用しているので、(マトリック
ス金属を溶融する)外部熱源をダイの袖と平行にグイの
片端からグイの他方の端にダイに沿って徐々に移動する
ことにより加圧工程と同時に行うことができる。この場
合、一方向に前進する固化前面は、キャビティの軸に沿
って熱源に追随する。このことは、マトリックス金属層
と交互に重なっている複数の充填材予備成形物を含むス
タックから複合物品を製造する場合に特に好都合であり
、実質的に軸方向長さを有する物品を製造する場合に有
利である。
The heating process involves directing an external heat source (melting the matrix metal) from one end of the gouer to the other end of the goo parallel to the sleeve of the die, as osmotic pressure is acting longitudinally on the metal-preform stack within the cavity. It can be carried out simultaneously with the pressing step by gradually moving along the die at the end. In this case, the solidification front advancing in one direction follows the heat source along the axis of the cavity. This is particularly advantageous when manufacturing composite articles from stacks containing multiple filler preforms alternating with matrix metal layers, and when manufacturing articles having a substantially axial length. advantageous to

各マトリックス金属層は、厚さが少なくとも約2.5■
の一体となった単一の連続体であるのが好ましく、予備
成形物も厚さが少なくとも約2゜5xxである。
Each matrix metal layer has a thickness of at least about 2.5 cm.
The preform is also preferably at least about 2°5xx thick.

更に、本発明の特徴および利点は、添付図面を参照した
以下の詳細な説明により明白になるであろう。
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

説明のために、アルミニウム(マトリックス金属)およ
びSiCまたはΔQ、0.のような耐火性材料の不連続
強化繊維から成る注!!l!複合ビレットを製造する方
法における態様として本発明を説明する。そのような複
合材料は、JM造用および他の目的に有用であり、また
、軽爪かつ高強度に特徴がある。
For illustration, aluminum (matrix metal) and SiC or ΔQ, 0. Note consisting of discontinuous reinforcing fibers of fire-resistant materials such as! ! l! The present invention will be described as an embodiment in a method of manufacturing a composite billet. Such composite materials are useful for JM construction and other purposes and are characterized by light grip and high strength.

第1図では、金属またはそのようなグイプレート11に
より閉じた下方端を有し、軸方向に垂直かつ上方で開い
た円筒状ダイキャビティを規定ずろ適当な熱伝導性材料
(例えば鋼)から作られたダイ11を示している。グイ
プレートは、鋼製ベースプレートI2上で支持され、圧
縮性断熱材層14、例えばファイバーフラックス(F 
1brerrax、商標)によりプレート12から分離
されている。
In FIG. 1, a cylindrical die cavity is defined which is axially perpendicular and open at the top, with the lower end closed by a metal or similar gouly plate 11, made of a suitable thermally conductive material (e.g. steel). The die 11 shown in FIG. The gouy plate is supported on a steel base plate I2 and has a compressible insulation layer 14, such as fiber flux (F
1brerrax, trademark) from plate 12.

ダイキャビティ内には、マトリックス金属16およびマ
トリックス金属により含浸して複合金属−繊維物品を製
造する耐火性繊維材料のディスク形状予備成形物18が
配置されている。予備成形物の適当な繊維材料の例には
、アルミナ、酸化ジルコニウム、シリカ、炭化ケイ素、
窒化ケイ素またはニホウ化チタンの粒子、特にチョツプ
ドファイバーの形態であるアルミナ、およびウィスカー
もしくはチョツプドファイバーの形態の炭化ケイ素また
は窒化ケイ素を包含する。
Disposed within the die cavity is a matrix metal 16 and a disc-shaped preform 18 of refractory fibrous material that is impregnated with the matrix metal to produce a composite metal-fiber article. Examples of suitable fibrous materials for preforms include alumina, zirconium oxide, silica, silicon carbide,
Includes particles of silicon nitride or titanium diboride, especially alumina in the form of chopped fibers, and silicon carbide or silicon nitride in the form of whiskers or chopped fibers.

最初にダイキャビティに入れる時に、マトリックス金属
は、固体金属の2つのディスクから成り、予備成形物1
8は、これらのディスクの間にはさまれている。2つの
マトリックス金属ディスクの内の下方のディスクは、グ
イプレート11上にある断熱材層20上に載せ、一方、
断熱材のもう1つの層22を上方マトリックス金属ディ
スクの上に・載せる。双方の断熱材層は、繊維状または
そのような材料(例えば、「ファイバーフラックス」、
ケイ酸アルミニウム繊維)から作られている。
When initially placed in the die cavity, the matrix metal consists of two discs of solid metal, preform 1
8 is sandwiched between these disks. The lower one of the two matrix metal discs rests on a layer of insulation 20 on top of the gouly plate 11, while
Another layer 22 of insulation is placed on top of the upper matrix metal disk. Both insulation layers are made of fibrous or such materials (e.g. "fiber flux",
Made from aluminum silicate fibers).

第1図に示した態様で本発明の方法を実施する場合、例
えばダイを包囲し、ベースプレート12の加熱を最小に
するように配置された通常の誘導または抵抗ヒーター2
4により、最初にダイを加熱してマトリックス金属を溶
融する。ダイキャビティに配置した垂直移動可能ラム2
6を下方に前進さU゛て上方断熱材層22に位置さ仕る
。マトリックス金属が完全に溶融すると、加熱を終了し
、ラムを作動させて垂直下方向(矢印)にダイキャビテ
ィの内容物に圧力を加える。
When carrying out the method of the invention in the manner shown in FIG.
4, the die is first heated to melt the matrix metal. Vertically movable ram 2 placed in the die cavity
6 is advanced downward and positioned on the upper insulation layer 22. Once the matrix metal is completely melted, heating is terminated and the ram is activated to apply pressure to the contents of the die cavity in a vertically downward direction (arrow).

第1図は、マトリックス金属が完全に溶融し、加熱を停
止し、ラムがちょうど上方絶縁材層22と接触するとこ
ろの本発明の方法を実施する様子を示している。その後
、ラムによる圧力は、溶融マトリックス金属を断熱材層
20および22ならびに予備成形物【8内に駆動し、ま
た、断熱材層14を圧縮する。好ましくは、断熱材層2
0および22は、予備成形物18より目の担い織りであ
り、その結果、これらの層は、予備成形物より先に浸透
する。また、好ましくは、予備成形物は、ラムにより加
えられる圧力に十分に耐える圧縮強さを有し、従って、
初期の形状および寸法を実質的に保持ずろ。
FIG. 1 illustrates carrying out the method of the invention when the matrix metal is completely melted, the heating is stopped, and the ram is just in contact with the upper layer of insulation 22. FIG. The pressure from the ram then drives the molten matrix metal into the insulation layers 20 and 22 and the preform [8] and also compresses the insulation layer 14. Preferably, the insulation layer 2
0 and 22 have a tighter weave than preform 18, so that these layers penetrate before the preform. Also preferably, the preform has a compressive strength sufficient to withstand the pressure applied by the ram, and thus
2. A casing that substantially retains its original shape and dimensions.

熱はもはや系に加えられていないので、圧力を連続的に
加えるにつれて、予備成形物の含浸と共に、マトリック
ス金属は冷えて固化する。最後にラムを上方に引き上げ
、形成した複合製品をグイから取り出し、トリミングし
て含浸された断熱材T?J20および22ならびに過剰
の金属を除く。
Since heat is no longer being applied to the system, as pressure is continuously applied, the matrix metal cools and solidifies as the preform impregnates. Finally, the ram is pulled upwards, the formed composite product is removed from the goo, and the trimmed and impregnated insulation T? Remove J20 and 22 and excess metal.

本発明では、加圧を開始する時、ダイキャビティの内容
物の上方端と下方端との間で温度差が形成されている。
In the present invention, when pressurization is initiated, a temperature difference is created between the upper and lower ends of the contents of the die cavity.

冷却およびその結果としての固化は、ダイキャビティの
頂部および底部から垂直内側方向に進むが、温度差なら
びに予備成形物の上方および下方にある金属ならびに予
備成形物の相対的な初期の垂直方向寸法のために、前進
してくる上方および下方固化前面は、予備成形物自体内
ではなく、予備成形物の下方の金属内で遭遇する。この
ことが生じるためには、金属の固化が完結ずろ前に、予
備成形物のマトリックス金属による浸透を完全に行わし
めるに十分な圧力をラムにより加え続ける必要がある。
Cooling and resulting solidification proceeds vertically inward from the top and bottom of the die cavity, depending on the temperature difference and the relative initial vertical dimensions of the metal above and below the preform. Because of this, the advancing upper and lower solidification fronts are encountered in the metal below the preform, rather than within the preform itself. For this to occur, the ram must continue to apply sufficient pressure to cause complete infiltration of the preform by the matrix metal before solidification of the metal is complete.

好ましくは、第1段階は、比較的低圧で短時間の加圧で
あり(この間に、断熱材層20および22がマトリック
ス金属により含浸される)、第2段階は、予備成形物1
8の完全な含浸を行うことができるに有効な実質的によ
り高い圧力でより長い時間加圧する2段階圧力ザイクル
を採用するのが好ましい。
Preferably, the first stage is a short pressurization at a relatively low pressure (during which the insulation layers 20 and 22 are impregnated with the matrix metal) and the second stage is a short pressurization at a relatively low pressure (during which the insulation layers 20 and 22 are impregnated with the matrix metal) and a second stage is a pressurization of the preform 1.
It is preferred to employ a two-stage pressure cycle of substantially higher pressures and longer periods of time effective to achieve complete impregnation.

本発明の上述の特徴の結果として、含浸マトリックス金
属は、予備成形物内で固化しながらら、一方向に予備成
形物を通過して前進する単一の固化前面が存在し、従っ
て、予備成形物内で固化する金属の収縮により生成する
空隙を、溶融金属は常に供給されて充填する、即ち、予
備成形物内で含浸および固化が完結するまで充填する。
As a result of the above-described features of the invention, while the impregnated matrix metal solidifies within the preform, there is a single solidification front advancing through the preform in one direction, and thus the preform The molten metal is constantly fed to fill the voids created by the shrinkage of the solidifying metal within the object, ie until impregnation and solidification are complete within the preform.

このように、得られる製品の望ましくない多孔性は回避
でき、実質的に厚い複合材料であっても、複合体全体に
わたり満足すべき機械的特性を達成することができる。
In this way, undesirable porosity in the resulting product can be avoided and satisfactory mechanical properties can be achieved throughout the composite, even with substantially thick composite materials.

初期の温度差を形成するために、第1図の態様では、ラ
ム26は、(ベースプレート12の材料でもあってよい
)Iまたは青銅のような熱伝導性の大きい金属から作り
、ダイキャビティに供給する時は、「冷たい」、即ち、
加熱していない。マトリックス金属の固化を促進したい
場合、ラムは内部を冷却してよいが、そのような積極的
な冷却は、全ての場合に必要とは限らない。更に、ラム
を位置させる前に、グイプレート11は抵抗または誘導
ヒーター24により加熱され、このプレートの周辺部分
は、加熱ダイに直接接触し、また、熱損失を最小にする
ために、プレートは層14によりそれほど加熱されてい
ないベースプレート+2から最初から良く断熱されてい
ることに注目すべきである。従って、ラムがダイキャビ
ティの内容物の上方端を押し付は始める時、ラムの相対
的な低温およびキャビティ内容物の下方端のダイプレー
)I+の相対的な高温が、キャビティの下方端を上方端
より熱くすることになる。
To create an initial temperature differential, in the embodiment of FIG. 1, the ram 26 is made of a highly thermally conductive metal such as I or bronze (which may also be the material of the base plate 12) and is supplied to the die cavity. When you do it, it's "cold", i.e.
Not heated. The ram may be internally cooled if it is desired to promote solidification of the matrix metal, but such active cooling may not be necessary in all cases. Furthermore, before positioning the ram, the Goui plate 11 is heated by a resistive or inductive heater 24, the peripheral part of this plate is in direct contact with the heating die, and in order to minimize heat loss, the plate is It should be noted that the base plate +2 is well insulated from the beginning, which is not heated as much by 14. Therefore, as the ram begins to press against the upper end of the die cavity contents, the relative low temperature of the ram and the relative high temperature of the die play (I+) at the lower end of the cavity contents will force the lower end of the cavity against the upper end. It will make it hotter.

最初に、冷たいラムは、ダイキャビティの上部端から熱
を吸収し、断熱材層22に浸透した金属を固化しくそれ
により、溶融金属の漏れに対する封止を形成し)、キャ
ビティを下方に移動する第1固化前面を生成する。ラム
により作用する圧力は、グイプレート+1とベースプレ
ート12との間にある断熱材層14を圧縮すると、層1
4の断熱効果を減らし、最初は加熱したグイプレートと
最初は冷たいベースプレートとの間の熱的接触を促進し
、熱がダイキャビティの下方端から吸収される。その時
、含まれている金属の固化がその位置で始まり、ダイの
底部における溶融金属の逃げ道をすべて封止し、上方に
移動する第2同化前面を生成する。ダイキャビティの頂
部と底部との間の初期の温度差により、第2前面の上方
iη進速度は、第1前面の下方前進速度より遅くなる。
Initially, the cold ram absorbs heat from the upper end of the die cavity, solidifying the metal that has penetrated the insulation layer 22 (thereby forming a seal against leakage of molten metal) and moving down the cavity. A first solidification front is created. The pressure exerted by the ram compresses the insulation layer 14 between the gouy plate +1 and the base plate 12, causing the layer 1
4, promoting thermal contact between the initially heated gouy plate and the initially cold base plate, so that heat is absorbed from the lower end of the die cavity. Solidification of the contained metal then begins at that location, sealing off any escape routes for molten metal at the bottom of the die and creating a second assimilation front that moves upward. Due to the initial temperature difference between the top and bottom of the die cavity, the upward advancement speed of the second front surface is slower than the downward advancement speed of the first front surface.

従って、最終的には、前面はそれぞれの出発位置の中間
点より実質的に下方のキャビティ内のある位置で遭遇す
る。
Thus, the front surface will eventually be encountered at a location within the cavity substantially below the midpoint of each starting location.

予備成形物の上方の金属、予備成形物自体および予備成
形物の下方の金属の相対的な厚さは、上述のように、キ
ャビティの上方および下方端からそれぞれ前進してくる
2つの固化前面が、予備成形物の下方、即ち、2届のマ
トリックス金属の下層で遭遇するように選択する。この
目的のために、一般に、予備成形物の下のマトリックス
金属の初期厚さは、予備成形物の上方のマトリックス金
属の初期厚さのおおよそ約2倍となるように選択してよ
い。より特に、第1図の態様では、予備成形物の上方の
マトリックス金属の初期垂直方向厚さYは、以下の関係
式: %式%) [式中、Zは予備成形物の下方にあるマトリックス金属
の初期垂直方向厚さ、Qは約1.8〜2.0の値(最ら
好ましくは約1.9)、Iは断熱材層22の17さであ
る。] により与えられ、Zの値は、予備成形物18の垂直方向
厚さの0.5倍またはそれ以上である(Zは、予備成形
物の厚さにほぼ等しい。)のが好ましい。
The relative thicknesses of the metal above the preform, the preform itself, and the metal below the preform are determined by the two solidification fronts advancing from the upper and lower ends of the cavity, respectively, as described above. , are selected to be encountered below the preform, ie at the bottom of the two coats of matrix metal. To this end, generally the initial thickness of the matrix metal below the preform may be selected to be approximately twice the initial thickness of the matrix metal above the preform. More particularly, in the embodiment of FIG. 1, the initial vertical thickness Y of the matrix metal above the preform is determined by the following relationship: The initial vertical thickness of the metal, Q, is a value of about 1.8 to 2.0 (most preferably about 1.9), and I is the thickness of the insulation layer 22. ] and the value of Z is preferably 0.5 times or more the vertical thickness of the preform 18 (Z approximately equal to the thickness of the preform).

繊維の速い加熱を確保するために、予備成形物の厚さは
25j111以下であるのが好ましい。
To ensure fast heating of the fibers, the thickness of the preform is preferably 25j111 or less.

下方金属層厚さZは十分であり、予備成形物の含浸が完
結した場合、予備成形物の下方に過剰の金属層がまだ有
り、その部分で固化前面が遭遇する。予備成形物の下方
のたまりに過剰の溶融金属が存在することは、第1固化
前面が予備成形物を通過して下方に前進して行く時に、
常に予備成形物の浸透を行うために溶融金属を連続的に
供給するのを確保するために重要である。
The lower metal layer thickness Z is sufficient so that when the impregnation of the preform is completed, there is still an excess metal layer below the preform in which the solidification front is encountered. The presence of excess molten metal in the pool below the preform means that as the first solidification front advances downwardly through the preform,
It is important to always ensure a continuous supply of molten metal to perform infiltration of the preform.

第1図に示した装置の例では、グイ10の肉厚は例えば
25*xであり、内径は、約7Eryxである。
In the example of the device shown in FIG. 1, the thickness of the gooey 10 is, for example, 25*x, and the inner diameter is about 7Eryx.

また、これはラム26のおおよその径であるが、ラムは
わずかなりリアランスをもってダイキャビティに入るこ
とができる。グイプレート11の中央部分の垂直方向厚
さは約Gxmであり、そのより薄い端部分の垂直方向厚
さは3ス肩であり、ベースプレート12の垂直方向厚さ
は25xmである。ベースプレートおよびラムの双方は
、グイ用鋼から作られている。断熱層は、「ファイバー
フラックス」耐火性繊維から作られ、層14の非圧縮垂
直方向厚さは3RRである。層20および22のそれぞ
れの垂直方向厚さは、1 、5 amである。ヒーター
24は、抵抗ヒーターである。
Also, although this is the approximate diameter of the ram 26, the ram can enter the die cavity with some clearance. The vertical thickness of the central part of the Goui plate 11 is about Gxm, the vertical thickness of its thinner end parts is 3 squares, and the vertical thickness of the base plate 12 is 25xm. Both the base plate and the ram are made from gouging steel. The insulation layer is made from "Fiberflux" refractory fibers and the uncompressed vertical thickness of layer 14 is 3RR. The vertical thickness of each layer 20 and 22 is 1.5 am. Heater 24 is a resistance heater.

直径7011S垂直方向厚さ30xgのディスク形状金
属−繊維複合物品を製造する本発明の方法を実施するた
めに、この模範的な装置を使用する例において、ダイキ
ャビティ内に、そのような寸法の耐火性繊維予備成形物
18を、マトリックス金属として適当なアルミニウム合
金の下方と上方の固体ディスクの間に配置する。予備成
形物の下方のマトリックス金属の垂直厚さZは30zx
であり、一方、予備成形物の上方のマトリックス金属の
垂直方向厚さYは、17Rj!である。21 kg/c
x″で5秒間、211 kg/cm″で240秒間作用
する2段階ラム圧力ザイクルを採用する。
In an example of using this exemplary apparatus to carry out the method of the present invention to produce a disc-shaped metal-fiber composite article having a diameter of 7011S vertical thickness of 30xg, a refractory of such dimensions is used within the die cavity. A fibrous preform 18 is placed between lower and upper solid disks of aluminum alloy suitable as the matrix metal. The vertical thickness Z of the matrix metal below the preform is 30zx
, while the vertical thickness Y of the matrix metal above the preform is 17Rj! It is. 21 kg/c
A two-stage ram pressure cycle is employed, operating at x'' for 5 seconds and 211 kg/cm'' for 240 seconds.

上記の寸法および条件ならびにそれぞれがO9!0.0
.15および0.20の繊維体積割合(vr)を有する
予備成形物を用いろことにより、(a) A Q−12
%Si合金をマトリックス金属として使用してグイを6
00℃に加熱し、(b)A12−2%Si合金をマトリ
ックス金属として使用して660°Cに加熱して、満足
すべき複合材料が得られた。これらのグイ温度では、ベ
ースプレートの温度は約200°Cである。
The above dimensions and conditions and each are O9!0.0
.. By using preforms with fiber volume fractions (vr) of 15 and 0.20, (a) A Q-12
6% Si alloy as matrix metal
(b) heating to 660°C using A12-2% Si alloy as matrix metal, a satisfactory composite material was obtained. At these temperatures, the base plate temperature is approximately 200°C.

第2図は、環状繊維強化領域を有するディスク形状金属
物品を製造する場合に使用する第1図と同様な装置を示
している。この目的のために、第1図のディスク形状予
備成形物の代わりに、耐火性繊維材料の環状予備成形物
18aを供給している。予備成形物の中央穴は、最初は
マトリックス金属のスラップを充填する。中央にスラッ
プが供給されている環状予備成形物は、マトリックス金
属の固体上方ディスク16aと下方ディスク16bとの
間でグイ10のキャビティに配置して垂直スタックを形
成する。金属ディスクは、予備成形物の垂直方向厚さに
対して定義される相対的垂直方向厚さYおよびZを有す
る。また、本発明の方法は、第1図を参照して先に説明
したような方法で実施でき、所望の複合物品を製造でき
る。この場合、上方金属ディスク16aが溶融すると、
溶融金属は、予備成形物の外側表面の回りを流れ、スラ
ツジ18rの金属と共に予備成形物に側方から浸透ずろ
。従って、最終物品において、繊f(C強化金属リング
および無繊維金属の周辺領域により同心状に包囲された
中央の無繊維金属領域が存在す第2図に示す操作の例に
おいて、予備成形環状物は、垂直方向厚さ451m、外
径60111、内径30xxである。金属厚さYおよび
Zは、それぞれ251mおよび/15xxである。他の
全ての寸法は、第1図を参照した上述の例と同じである
。vr=o。
FIG. 2 shows an apparatus similar to FIG. 1 for use in manufacturing disc-shaped metal articles having an annular fiber reinforced region. For this purpose, instead of the disk-shaped preform of FIG. 1, an annular preform 18a of refractory fibrous material is provided. The central hole of the preform is initially filled with a slap of matrix metal. The annular preform, centrally fed with slap, is placed in the cavity of the gouer 10 between solid upper and lower disks 16a and 16b of matrix metal to form a vertical stack. The metal disk has relative vertical thicknesses Y and Z defined with respect to the vertical thickness of the preform. The method of the present invention can also be carried out in the manner described above with reference to FIG. 1 to produce the desired composite article. In this case, when the upper metal disk 16a melts,
The molten metal flows around the outer surface of the preform and penetrates the preform from the sides along with the metal of the sludge 18r. Thus, in the example of the operation shown in FIG. 2, where in the final article there is a central fiber-free metal region surrounded concentrically by a fiber-reinforced metal ring and a peripheral region of fiber-free metal, the preformed ring has a vertical thickness of 451 m, an outer diameter of 60111, and an inner diameter of 30xx. The metal thicknesses Y and Z are 251 m and /15xx, respectively. All other dimensions correspond to the example described above with reference to FIG. The same.vr=o.

15の予備成形物、マトリックス金属としてAQ−12
%Si、ダイ温度600℃および21kg/am’で5
秒間、211 kg/cm”で240秒間の圧力ザイク
ルを使用して):11足すべき複合材料が得られた。
15 preforms, AQ-12 as matrix metal
%Si, 5 at die temperature 600°C and 21 kg/am'
Using a pressure cycle of 211 kg/cm'' for 240 seconds):11 composite material was obtained.

本発明の方法の別の態様を第3図に示している。Another embodiment of the method of the invention is shown in FIG.

図示するように、繊維層の厚さは、約25Iviを越え
ないのが通常好ましいので、実質的な軸の長さの注型複
合材料を製造したい場合、複数の繊維層118a、l 
18b、I 18c、118dおよび118c(それぞ
れ厚さが少なくとも約2.5■の単一の有効に一体とな
っている予備成形物)ならびに繊維層と交互であり、か
つ繊維層と連続している複数の金属層116a、  l
’l 6b、  l 16c、  I I6dおよび1
16e(それぞれ厚さが少なくとも約2 、5 mlの
単一の有効に一体となっているもの)を使用してスタッ
クを形成する。
As shown, it is generally preferred that the thickness of the fibrous layers does not exceed about 25 Ivi, so that if it is desired to produce a cast composite material of substantial axial length, multiple fibrous layers 118a, lvi.
18b, I 18c, 118d and 118c (each a single effectively integral preform having a thickness of at least about 2.5 cm) and alternating with and continuous with the fibrous layers. A plurality of metal layers 116a, l
'l 6b, l 16c, I I6d and 1
16e (single effectively integral pieces, each at least about 2,5 ml thick) to form a stack.

更に、第3図を参照すると、それぞれが金嘱および繊維
の複数層のスタックを、第1図および第2図のダイ10
と一般的に同様のダイ10’の軸方向に垂直な(プラグ
lビにより下を閉じた)円筒状キャビティに配置し、第
1図および第2図の態様と同様に、加熱および圧力に付
して金属層の温度を金属の液相線温度以上に上げ、それ
により、(本質的に繊維の加熱ら同時に行って)金属を
溶融してスタックを団結する。第3図の態様では、熱は
、ダイ壁を包囲し、グイ壁に対して軸方向に移動できる
軸方向に短い(24°で図示した)熱源によりダイに供
給される。加熱操作の間、熱源24゜は、ダイ中の繊維
層および金属層のスタックの下方端から上方端に徐々に
移動し、その間、ラム26°により軸方向(矢印28°
)に縦方向に圧力がスタックに加えられる。熱源24゛
の移動により金属層116a1116bなどが連続的に
溶融し、同時に、繊維も加熱され、ラムにより加えられ
る圧力により、金属は、溶融している場合、繊維の加熱
層に浸透する。一方向の固化前面は、熱源を追随してス
タックを上昇し、それにより、得られる複合材料に多孔
質領域が生成するのを避ける本発明の利点が得られる。
Further, with reference to FIG. 3, a stack of multiple layers of metal and fibers is placed in the die 10 of FIGS. 1 and 2, respectively.
The die 10' is placed in a cylindrical cavity perpendicular to the axis (closed at the bottom by a plug lvy) generally similar to the die 10' and subjected to heat and pressure similar to the embodiment of FIGS. 1 and 2. to raise the temperature of the metal layer above the liquidus temperature of the metal, thereby melting the metal and uniting the stack (essentially simultaneously heating the fibers). In the embodiment of FIG. 3, heat is provided to the die by an axially short (illustrated at 24°) heat source that surrounds the die wall and is movable axially relative to the gou wall. During the heating operation, the heat source 24° is gradually moved from the lower end to the upper end of the stack of fiber and metal layers in the die, while being moved in the axial direction (arrow 28°) by the ram 26°.
) a longitudinal pressure is applied to the stack. The movement of the heat source 24' continuously melts the metal layers 116a, 1116b, etc., while also heating the fibers, and the pressure applied by the ram causes the metal, if molten, to penetrate the heated layer of fibers. The unidirectional solidification front follows the heat source up the stack, thereby providing the advantage of the present invention of avoiding the creation of porous regions in the resulting composite material.

また、第3図の態様において行う局所的な漸進的な加熱
により、浸透が進むにつれて繊維層から生じる空気およ
び気体のυト除が容易になる。気体が閉じ込められると
、ある場合では、特に問題となり、更に/または酸化を
最小限にするために、ある予防策が望ましいからしくは
必要である場合、ダイは上述のように既知の方法で減圧
にしてよい。
Also, the localized progressive heating provided in the embodiment of FIG. 3 facilitates removal of air and gases from the fibrous layer as penetration progresses. If gas entrapment is particularly problematic in some cases and/or certain precautions are desirable or necessary to minimize oxidation, the die may be depressurized in a known manner as described above. You can do it.

それぞれが繊維および金属の複数の層を供給すること、
および複数の繊維層全体を一方向に進む単一の固化前面
を形成するように熱流を調整する方法として、上述のよ
うな指向性の漸進的な加熱をすることを除いて、第3図
に例示した本発明の態様は、第1図および第2図に例示
した態様と一般的に同様である。第3図の方法により、
単一の繊維層の最大限容易に浸透できる厚さによる制限
に束縛されることのない実質的な寸法のビレットまたは
他の注型物品を製造することできる。
each supplying multiple layers of fiber and metal;
and directional progressive heating as described above as a method of adjusting the heat flow to form a single solidification front going in one direction across multiple fiber layers. The embodiments of the invention illustrated are generally similar to the embodiments illustrated in FIGS. 1 and 2. By the method shown in Figure 3,
Billets or other cast articles of substantial size can be produced without being constrained by the maximum easily permeable thickness of a single fibrous layer.

本発明は、特に上述した方法および態様に限定されるも
のではなく、本発明の概念から逸脱仕ずに他の方法で実
施できることが考えられよう。
It will be appreciated that the invention is not limited to the methods and embodiments particularly described above, but may be implemented in other ways without departing from the inventive concept.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の方法を実施するダイの側断面図、第
2図は、環状形状の複合物品を製造する本発明の方法を
実施する第1図と同様の断面図、第3図は、複数層を含
むダイの側断面図である。 lO・・・ダイ、11・・・ダイプレート、1ビ・・・
プラグ、12・・・ベースプレート、14・・・断熱材
層、16・・・マトリックス金属、lGa・・・上方デ
ィスク、+6b・・・下方ディスク、18・・・予備成
形物、18a・・・環状予備成形物、18r・・・スタ
ック、20.22・・・断熱材層、24・・・ヒーター
、24°・・・熱源、2 G、26’・・・ラム、 1168〜「・・・マトリックス金属、118a−e・
・・予備成形物。 特許出願人 アルキャン・インターナショナル・リミテ
ッド
1 is a side cross-sectional view of a die implementing the method of the present invention; FIG. 2 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 implementing the method of the present invention for manufacturing an annular-shaped composite article; FIG. 1 is a side cross-sectional view of a die including multiple layers; FIG. lO...die, 11...die plate, 1bi...
Plug, 12...Base plate, 14...Insulating material layer, 16...Matrix metal, lGa...Upper disk, +6b...Lower disk, 18...Preform, 18a...Annular Preform, 18r...Stack, 20.22...Insulating material layer, 24...Heater, 24°...Heat source, 2G, 26'...Ram, 1168~"...Matrix metal, 118a-e・
...Preformed product. Patent Applicant: Alcan International Limited

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、分割固体充填材の予備成形物から成る少なくとも1
つの層および金属マトリックスの溶融物がダイキャビテ
ィ内に配置され、キャビティの軸と平行な方向に圧力を
加えて溶融金属を駆動して予備成形充填材に完全に浸透
し、得られた注型物品を固化させることにより、金属マ
トリックスおよびマトリックス中に組み込まれて分配さ
れた分割固体充填材を含んで成る複合注型物品の製造方
法であって、 固化前面がキャビティの軸に沿って金属浸透予備成形物
層を完全に通過して一方向に進み、一方、予備成形物層
内および少なくとも予備成形物層を越えた少なくとも直
後にあるこの前面の前にある金属は溶融したままである
ように、ダイキャビティ内の熱流を調整することにより
浸透金属を固化することを特徴とする方法。 2、予備成形充填材層の浸透は、 (a)分割固体充填材の予備成形物から成る少なくとも
1つの層および最初は固体であるマトリックス金属の少
なくとも2層を、金属層の間に充填材層が存在するスタ
ックとして、スタックを側方で包囲するダイ壁により規
定され、スタックの全ての層を通過して伸びている軸を
有するキャビティに配置する工程、 (b)ダイ壁を加熱してスタック中のマトリックス金属
の温度を金属の液相線温度以上に上げて、それによりス
タック中のマトリックス金属を完全に溶融する工程、 (c)その時に、キャビティの軸に平行な方向でスタッ
クに圧力を加え、溶融金属を駆動して予備成形充填材層
に完全に浸透させる工程、ならびに(d)得られた注型
物品を固化する工程 を含んで成り、 予備成形物層を越えて配置されている金属層は、加圧工
程の間、その金属層から予備成形物に浸透する金属を過
剰に含む特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、熱流を調整する工程が、ダイキャビティの片端領域
が他の領域より高温になるように、ダイキャビティの対
向端間で温度差を形成することを含んで成り、該過剰金
属含有層が、該予備成形物層とダイキャビティの高温端
との間に配置されている特許請求の範囲第1項または第
2項記載の方法。 4、温度差を形成する工程が、ダイの片端を選択的に加
熱することを含んで成る特許請求の範囲第3項記載の方
法。 5、温度差を形成する工程が、ダイの片端を選択的に冷
却することを含んで成る特許請求の範囲第3項記載の方
法。 6、温度差を形成する工程が、ダイの片端を選択的に断
熱して、ダイの他端でダイキャビティから優先的に熱を
除去することを含んで成る特許請求の範囲第3項記載の
方法。 7、加圧工程を、ダイの該他端でダイキャビティに挿入
されるラムにより行い、該ラムは、ダイの該他端より低
温であり、熱伝導性が大きい材料から作られている特許
請求の範囲第6項記載の方法。 8、該予備成形物が、スタックと同軸の中央穴を有する
一般に環状構造であり、該穴に配置された該マトリック
ス金属のスラッグを含む特許請求の範囲第1項または第
2項記載の方法。 9、加圧工程の間、溶融金属が縦方向および側方の双方
から予備成形物に浸透するように、該ダイキャビティの
直径より実質的に小さい外径を、該予備成形物が有する
特許請求の範囲第8項記載の方法。 10、該マトリックス金属がアルミニウムであり、該充
填材は、強化耐火性繊維を含んで成る特許請求の範囲第
1項または第2項記載の方法。 11、該軸と平行にダイに沿って徐々にかつ一方向に外
部熱源を移動させることにより、加圧工程と同時に加熱
工程を行い、また、それにより、固化前面が、熱源に追
随してダイキャビティ内で該軸に沿って徐々にかつ一方
向に進むように、ダイキャビティ内の熱流を調整する特
許請求の範囲第2項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. At least one comprising a preform of segmented solid filler.
The two layers and the metal matrix melt are placed in a die cavity, and pressure is applied in a direction parallel to the axis of the cavity to drive the molten metal to completely penetrate the preform filler, resulting in a cast article. A method of manufacturing a composite cast article comprising a metal matrix and a segmented solid filler incorporated and distributed within the matrix by solidifying a metal infiltrated preform, the solidifying front being along the axis of a cavity. The die passes completely through the material layer in one direction, while the metal in front of this front within the preform layer and at least immediately beyond the preform layer remains molten. A method characterized in that the infiltrated metal is solidified by regulating the heat flow within the cavity. 2. Infiltration of the preformed filler layer comprises (a) at least one layer consisting of a split solid filler preform and at least two layers of initially solid matrix metal, with a filler layer between the metal layers; (b) heating the die wall to form the stack in a cavity defined by a die wall laterally surrounding the stack and having an axis extending through all layers of the stack; raising the temperature of the matrix metal in the stack above the liquidus temperature of the metal, thereby completely melting the matrix metal in the stack; (c) then applying pressure to the stack in a direction parallel to the axis of the cavity; and (d) solidifying the resulting cast article, which is disposed beyond the preform layer. 2. The method of claim 1, wherein the metal layer contains an excess of metal that permeates from the metal layer into the preform during the pressing step. 3. adjusting the heat flow comprises creating a temperature difference between opposite ends of the die cavity such that one end region of the die cavity is hotter than the other region, and the excess metal-containing layer is 3. A method according to claim 1, wherein the preform layer is located between the hot end of the die cavity. 4. The method of claim 3, wherein the step of creating a temperature differential comprises selectively heating one end of the die. 5. The method of claim 3, wherein the step of creating a temperature differential includes selectively cooling one end of the die. 6. The method of claim 3, wherein the step of creating a temperature differential comprises selectively insulating one end of the die to preferentially remove heat from the die cavity at the other end of the die. Method. 7. A patent claim in which the pressurizing step is performed by a ram inserted into the die cavity at the other end of the die, and the ram is made of a material having a lower temperature and greater thermal conductivity than the other end of the die. The method described in item 6. 8. The method of claim 1 or claim 2, wherein the preform is a generally annular structure having a central hole coaxial with the stack, and includes a slug of the matrix metal disposed in the hole. 9. Claim in which the preform has an outer diameter substantially smaller than the diameter of the die cavity, such that during the pressing step, molten metal penetrates the preform both longitudinally and laterally. The method according to item 8. 10. The method of claim 1 or 2, wherein the matrix metal is aluminum and the filler comprises reinforcing refractory fibers. 11. A heating step is carried out simultaneously with the pressing step by gradually and unidirectionally moving an external heat source along the die parallel to the axis, and thereby the solidification front follows the heat source and the die 3. The method of claim 2, wherein heat flow within a die cavity is adjusted to proceed gradually and unidirectionally along said axis within the cavity.
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