JPS63199837A - 繊維強化された軽合金製部材 - Google Patents

繊維強化された軽合金製部材

Info

Publication number
JPS63199837A
JPS63199837A JP3151087A JP3151087A JPS63199837A JP S63199837 A JPS63199837 A JP S63199837A JP 3151087 A JP3151087 A JP 3151087A JP 3151087 A JP3151087 A JP 3151087A JP S63199837 A JPS63199837 A JP S63199837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
fibers
carbon
self
reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3151087A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0533295B2 (ja
Inventor
Hideaki Ushio
牛尾 英明
Naoyoshi Hayashi
林 直義
Kazuo Shibata
一雄 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP3151087A priority Critical patent/JPS63199837A/ja
Priority to FR878710905A priority patent/FR2602272B1/fr
Priority to GB8718149A priority patent/GB2193786B/en
Priority to DE3725495A priority patent/DE3725495A1/de
Priority to CA000543531A priority patent/CA1328385C/en
Priority to US07/080,495 priority patent/US4817578A/en
Publication of JPS63199837A publication Critical patent/JPS63199837A/ja
Publication of JPH0533295B2 publication Critical patent/JPH0533295B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/16Fibres

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。

Description

【発明の詳細な説明】 L1上二旦ユ上1 本発明は、繊維強化金属製部材に係り、特に少なくとも
セラミック繊維および自己潤滑性を有する繊維で複合強
化された軽合金製部材に関するものである。
従m術 軽合金材をlli雑で複合強化した繊維強化金属は、軽
量、高強度、良好な耐摩耗性、良好な耐熱性等の優れた
特性を備えている。例えば、内燃機関のアルミニウム合
金製ピストンをアルミナ繊維で強化すれば、その摩耗域
0は、繊維強化されないアルミニウム合金で形成したピ
ストンの摩耗域mの1/100程度にもなるという利点
がある。
が ゛しよ とする口 しかるに、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊できない
という問題を有している。そこで、自己潤滑性を有する
二硫化モリブリデン、黒鉛等の粒子をセラミックiaa
に併用することが考えられるが、軽合金マトリックスと
粒子との界面接合強度が小さく、複合材としての強度の
低下を招き、また摩耗過程で粒子が脱落して摩耗の促進
が生ずる。
この意味で、自己潤滑性を有するmH(例、炭素il維
>を併用するのは有効である。ところが、アルミナ系繊
維と炭素繊維の如く強度および摺動特性の異なるaim
を併用する場合には、これ等の繊維をマトリックス中に
均一に分散させなければならず、さもなければ、複合材
としての必要な強度。
摺動特性が得られない。
口    ゛ るための− Vよび 本発明は、斯かる技術的背mの下で創案されたものであ
り、その目的とする処は、摺動特性が良好で、強度低下
の生じ難い8M強化された軽合金製部材を提供する点に
ある。
この目的は、少なくともセラミック繊維および自己潤滑
性を有するII維で強化された軽合金製部材において、
セラミックmmの平均長さに対して、自己潤滑性を有す
るlG雑の平均長さの比を0,5〜1.5にするととも
に、自己潤滑性を有する繊維の平均アスペクト比(Jl
 /d :ただし、p=繊N長。
d=!lm1t径)を10〜100にすることによって
達成される。
セラミック繊維に、少なくとも一種の自己潤滑性am<
例、炭素繊維)を併用して軽合金を強化するのは、その
摺動特性を向上させる上で有効である。
その際、留意すべきは、異種繊維をマトリックス中に均
一に分散させることである。そのためには、異種m線間
の長さの比を0.5〜1.5(好ましくは1)にして、
複合化鋳造の過程で用いられるal維予備成形体の成形
を容易にする必要がある。
また、使用する繊維の径(太さ)をそろえるのも、異種
繊維が均一に混合された!1i維予備成形体を得るため
に有効であり、最大繊維径/最小li維径≦10の範囲
が適当である。
さらに、自己潤滑性を有する繊維を併用した場合の材料
強度の低下を防ぐには、該!i1mの平均アスペクト比
を10〜100の範囲で選択するのが好ましい。平均ア
スペクト比を限定する理由は、平均アスペクト比(ρ/
d)<10では、二硫化モリブリデン等の粒子を分散さ
せる場合と同様に、マトリックスと11維との界面接合
強度が小さく、マトリックスからの繊維の脱落による摩
耗の促進を惹起するのみならず、複合材として要求され
る強度が得られないからであり、平均アスペクト比(j
! /d ) >100では、マトリックス中に繊維が
均一に分散されず、耐焼付き性が劣るだけでなく、繊維
と直交する方向の応力が複合材に生じた時に、il維の
存在が大きな切欠き効果となって現れ、強度の低下を招
くからである。
また、自己潤滑性を有する繊維として炭素I!1Ilt
を用いた場合、その黒鉛化率を増大させるほど自己!′
ill滑性が向上するものの、複合化鋳造に際してマト
リックスとの間の濡れ性が低下するだけでなく、伸び率
が低下し、複合化の過程で炭素iiが破断し易くなり、
結果的に複合材の強度低下を招く不具合がある。さらに
、ピッチ系炭素繊維のうち、低強度品は界面強度が劣り
、必要な複合材強度が得られない。
自己潤滑性を有する繊維として炭素IIMを選択する目
安は、そのヤング率(E)であり、E=20〜30トン
/馴2の炭素V&雑の使用が望ましく、所望の複合材強
度を得ることができる。なお、自己潤滑性を有するII
&紺とは、炭素!1Iffに限らない。
炭素繊維は強化用繊維としても使用されるが、セラミッ
ク1filffとの比較において自己潤滑性を有すると
見做し得るものであり、他の繊維についても同様である
一方、セラミックi[としては、複合材の耐焼付き性、
耐摩耗性を向上させる意味で、AM 20s 、Aj 
20s−8LOt等のアルミナ系繊維が推奨され、AJ
20sのα化率は、複合化過程におけるS維破断を避け
るために、60%以下の範囲(好ましくは、5〜45%
)にするのが望ましい。また、使用するセラミック!1
lilffの繊維径を均一化するのは、マトリックスと
の複合化の過程でtUtの均一分散を計る上で有効であ
るだけではなく、複合材の耐摩耗性を向上させ、摺動接
触する相手材の摩耗を少なくするという効果が得られる
そして、セラミックtliIfflとしてアルミナ系繊
維を用い、自己潤滑性を有する繊維として炭素繊維を用
いた場合の繊維体積率(Vf )は、下記の範囲が望ま
しいく第1図参照。ただし、第1図は炭素繊維のtll
鉢体積率、AfJ2o3繊維および炭素illで強化し
たアルミニウム合金(JIS ADC12材)の引張り
強度に与える影響を示すグラフである)。
ただし、アルミナ系繊維として一般的に使用されるAN
20s  S尤02m雑のSλ02含有率は、25重口
%以下にするのが好ましく、2〜5重6%にするのがさ
らに好ましい。
また、A、G 20s  SL02m11t中に−含ま
tLる非[を化粒子(ショット)については、150μ
m以上の粒子径のものを4重量%以下にすべきである。
なお、mtitt強化された軽合金製部材の例としては
、内燃纏関のアルミニウム合金製シリンダーブロック(
シリンダー内壁部を複合強化したもの)、ピストン、連
接棒、ロッカアーム等を挙げることができる。
筑JLJ ■AfJ203fi帷(α−AfJ20s =33%)
および平均アスペクト比、ヤング率(E)の相違する複
数種の炭素繊維を用意した。
■Aj! 203繊維体積率(Vf)=12%、炭素繊
維の11i1E体積率(V+)=9%になる様に、前記
具なる炭素vA維毎に繊維予備成形体(プリフォーム)
を成形した。
■合繊維予備成形体を用い、加圧鋳造法によりアルミニ
ウム合金(JIS ADC12材)を複合強化して成る
複数の複合材を作成した。鋳造条件は下記の通りである
■得られた複合材から試験片を切り出し、引張り試験を
行なって、炭素繊維の平均アスペクト比。
およびヤング率(E)が引張り強度に及ぼす影響を調べ
た。その結果を、第2図、第3図にグラフとして示す。
■また、前項■によって(qられた複合材から試験片を
切出し、回転板に対して試験片を押付ける1ツブオンデ
ィスク式摩紅試験を行い、平均アスペクト比が複合材の
摩耗場に与える影響を調べた。
その結果を第4図に示す(ただし、炭素IIの平均径は
7μmであった)。
試験条件は下記の通りである。
〈試験結果の評価〉 第2図から、炭素llffの平均アスペクト比は、小さ
過ぎても、大き過ぎても複合材の引張り強度が低下し、
平均アスペクト比−10〜100の範囲が適当であるこ
とが判る。
第3図から、ヤング率(E)が大きい黒鉛化が進んだ炭
素繊維を用いると、かえって複合材の引張り強度が低下
し、ヤング率(E)=20〜30トン/ rtvtr 
2の範囲が適当であることが判る。
第4図から、炭素繊維の平均アスペクト比が増大すると
複合材の摩耗2が低下する傾向のあることが判る。
ル■皇1浬 以上の説明から明らかな様に、少なくとも、セラミック
繊維および自己潤滑性を有する繊維で強化された軽合金
製部材であって、セラミック繊維の平均長さに対して、
自己潤滑性を右するIIMの平均長さの比が05〜1.
5であり、自己潤滑性を有する![の平均アスペクト比
が10〜100である軽合金製部材が提案された。
この軽合金製部材は、自己潤滑性を有する!!雑で強化
されているが故に無潤滑状態においても耐焼付き性良好
であり、しかも構造用部材としての十分な強度を有して
いる。
【図面の簡単な説明】
第1図は炭素繊維の繊維体積率が、A120s繊維およ
び炭素uuiで強化したアルミニウム合金。 (JIS ADC12材)の引張り強度に与える影響を
示すグラフ、第2図は炭素amの平均アスペクト比がへ
120s繊維および炭素Il維で強化されたアルミニウ
ム合金(JIS ADC12材)の引張り強度に与える
影響を示すグラフ、第3図は炭素繊維のヤング率がAJ
 z Os楳雑および炭素mMで強化されたアルミニウ
ム合金(JIS ADC12材)の引張り強度に与える
彩管を示すグラフ、第4図は炭素繊維の平均アスペクト
比がA、0203繊維および炭素m帷で強化されたアル
ミニウム合金(JIS ADC12材)の摺動摩耗特性
に与える影響を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくともセラミック繊維および自己潤滑性を有
    する繊維で複合強化された軽合金製部材において、 前記セラミック繊維の平均長さに対して、前記自己潤滑
    性を有する繊維の平均長さの比が0.5〜1.5であり
    、自己潤滑性を有する繊維の平均アスペクト比が10〜
    100であることを特徴とする繊維強化された軽合金製
    部材。
  2. (2)前記自己潤滑性を有する繊維が炭素繊維であり、
    そのヤング率が20〜30トン/mm^2であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の繊維強化され
    た軽合金製部材。
  3. (3)前記セラミック繊維がアルミナ系繊維であつて、
    その繊維体積率(Vf)が8〜20%であり、かつ前記
    自己潤滑性を有する繊維が炭素繊維であって、その繊維
    体積率(Vf)が0.3〜15%であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の繊維強化された軽合金
    製部材。
JP3151087A 1986-07-31 1987-02-16 繊維強化された軽合金製部材 Granted JPS63199837A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3151087A JPS63199837A (ja) 1987-02-16 1987-02-16 繊維強化された軽合金製部材
FR878710905A FR2602272B1 (fr) 1986-07-31 1987-07-31 Moteur a combustion interne comprenant un bloc-cylindres a zone renforcee par des fibres, et des pistons a segments coulissants dans les alesages des cylindres
GB8718149A GB2193786B (en) 1986-07-31 1987-07-31 Internal combustion engine
DE3725495A DE3725495A1 (de) 1986-07-31 1987-07-31 Brennkraftmaschine
CA000543531A CA1328385C (en) 1986-07-31 1987-07-31 Internal combustion engine
US07/080,495 US4817578A (en) 1986-07-31 1987-07-31 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3151087A JPS63199837A (ja) 1987-02-16 1987-02-16 繊維強化された軽合金製部材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63199837A true JPS63199837A (ja) 1988-08-18
JPH0533295B2 JPH0533295B2 (ja) 1993-05-19

Family

ID=12333210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3151087A Granted JPS63199837A (ja) 1986-07-31 1987-02-16 繊維強化された軽合金製部材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63199837A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243237A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Yanmar Diesel Engine Co Ltd グラフアイト質カ−ボンフアイバ−を含んだfrm耐摩耗部品

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5035435A (ja) * 1973-07-28 1975-04-04
JPS579851A (en) * 1980-06-18 1982-01-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Wear-resistant aluminum composite material
JPS596180A (ja) * 1982-07-02 1984-01-13 Mitsubishi Motors Corp シ−トの係止装置
JPS60141847A (ja) * 1983-12-29 1985-07-26 Nippon Denso Co Ltd 繊維強化金属複合材料
JPS60208449A (ja) * 1984-04-02 1985-10-21 Nissan Motor Co Ltd 複合金属

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5035435A (ja) * 1973-07-28 1975-04-04
JPS579851A (en) * 1980-06-18 1982-01-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Wear-resistant aluminum composite material
JPS596180A (ja) * 1982-07-02 1984-01-13 Mitsubishi Motors Corp シ−トの係止装置
JPS60141847A (ja) * 1983-12-29 1985-07-26 Nippon Denso Co Ltd 繊維強化金属複合材料
JPS60208449A (ja) * 1984-04-02 1985-10-21 Nissan Motor Co Ltd 複合金属

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243237A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Yanmar Diesel Engine Co Ltd グラフアイト質カ−ボンフアイバ−を含んだfrm耐摩耗部品

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0533295B2 (ja) 1993-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5120372A (en) Aluminum casting alloy for high strength/high temperature applications
US4657065A (en) Composite materials having a matrix of magnesium or magnesium alloy reinforced with discontinuous silicon carbide particles
US5578386A (en) Nickel coated carbon preforms
US4662429A (en) Composite material having matrix of aluminum or aluminum alloy with dispersed fibrous or particulate reinforcement
US5115770A (en) Aluminum casting alloy for high strength/high temperature applications
JPS61169154A (ja) 繊維強化金属複合材料
US4980242A (en) Fiber-reinforced metal composite
JPS5893837A (ja) 複合材料及びその製造方法
EP0192804B1 (en) Composite material made from matrix metal reinforced with mixed alumina fibers and mineral fibers
US4664704A (en) Composite material made from matrix metal reinforced with mixed crystalline alumina-silica fibers and mineral fibers
JPS63199837A (ja) 繊維強化された軽合金製部材
US20050019540A1 (en) Aluminum based composite material and process for manufacturing the same
US20020098337A1 (en) Metal matrix composites with improved fatigue properties
Kang et al. Fabrication of metal-matrix composites by the die-casting technique and the evaluation of their mechanical properties
JPH06322459A (ja) アルミニウム合金製摺動部材
JPH0330710B2 (ja)
JPH089744B2 (ja) 繊維強化金属用繊維質成形体
JPH01230738A (ja) アルミニウム合金系複合材料の製造方法
JPH02277733A (ja) トランスミッション用シフトフォーク
JP2001335900A (ja) 繊維強化アルミニウム合金材料
JP3577748B2 (ja) 金属基複合体およびその製造方法
JPH0570688B2 (ja)
JPS6369932A (ja) 繊維強化金属部材
JPH02294445A (ja) セラミック強化アルミ基複合材料の製造方法
JPS61253341A (ja) アルミナ繊維・アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term