JPS63238968A - 金属基複合材料の製造方法 - Google Patents
金属基複合材料の製造方法Info
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- JPS63238968A JPS63238968A JP7315087A JP7315087A JPS63238968A JP S63238968 A JPS63238968 A JP S63238968A JP 7315087 A JP7315087 A JP 7315087A JP 7315087 A JP7315087 A JP 7315087A JP S63238968 A JPS63238968 A JP S63238968A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C47/08—Making 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
- C22C47/12—Infiltration or casting under mechanical pressure
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はｍＭ強化金ｆｉｌ複合材料の製造方法に係り、
特に加圧鋳造法により、Ｓ ｉ Ｃｍ雑等を強化材料と
するＭＯ含有Ａ１合金の複合材料を製造する方法におい
て、ＭＱ偏析異常の発生防止が有効的に図れる金属基複
合材料の製造方法に関する。
特に加圧鋳造法により、Ｓ ｉ Ｃｍ雑等を強化材料と
するＭＯ含有Ａ１合金の複合材料を製造する方法におい
て、ＭＱ偏析異常の発生防止が有効的に図れる金属基複
合材料の製造方法に関する。
（従来の技術）
一般に、繊維強化金＃１基複合材料に用いられる繊維原
料とシテ、ＳｉＣ系、ＡＪ２２ｏ３系、Ｃ系、Ｂ系等が
知られている。特に、Ａｊ！合金系材料の強化用として
は、のＡｌとの濡れ性に優れているＳｉＣウィスカの短
繊維、粒子またはウィスカが多用されている。
料とシテ、ＳｉＣ系、ＡＪ２２ｏ３系、Ｃ系、Ｂ系等が
知られている。特に、Ａｊ！合金系材料の強化用として
は、のＡｌとの濡れ性に優れているＳｉＣウィスカの短
繊維、粒子またはウィスカが多用されている。
また、繊維強化金興基複合材料の製造方法として、従来
、高圧鋳造法（溶浸法）、粉末冶金法、拡散接合法など
が知られているが、特に高圧鋳造法が大量生産に適し、
軽量強化材料の製造分野などで多く適用されている。
、高圧鋳造法（溶浸法）、粉末冶金法、拡散接合法など
が知られているが、特に高圧鋳造法が大量生産に適し、
軽量強化材料の製造分野などで多く適用されている。
ところで、高圧鋳造法により、ＭＯ金含有Ａｊ！合金を
マトリックスとして、例えばＳｉＣウィスカで強化した
複合材料を￥Ｊ ’？ｉ Ｌｌだ場合、マトリックスと
ＳｉＣウィスカとの複合化部に著しいＭｏ偏析が起り、
均一な組成の復命ＩＩ織が形成されず、このため複合材
としての十分な強度特性が得られないというＭ（Ｊ含有
ＡＪ合金系複合ＩｒＡ料独特の現やが認められている。
マトリックスとして、例えばＳｉＣウィスカで強化した
複合材料を￥Ｊ ’？ｉ Ｌｌだ場合、マトリックスと
ＳｉＣウィスカとの複合化部に著しいＭｏ偏析が起り、
均一な組成の復命ＩＩ織が形成されず、このため複合材
としての十分な強度特性が得られないというＭ（Ｊ含有
ＡＪ合金系複合ＩｒＡ料独特の現やが認められている。
この原因は、ＳｉＣウィスカの表層部に介在するＳｉ０
２成分がＭａ酸成分選択的に反応し、Ｍ ｇ２ Ｓ ＋
を形成するからである。そこで、このＭｏ偏析の対策と
して表層部からＳ ｉ Ｏ２を除去したＳｉＣウィスカ
を用いることが提案されている。
２成分がＭａ酸成分選択的に反応し、Ｍ ｇ２ Ｓ ＋
を形成するからである。そこで、このＭｏ偏析の対策と
して表層部からＳ ｉ Ｏ２を除去したＳｉＣウィスカ
を用いることが提案されている。
このことから、発明者において、５ｉＯ２ｆｆｉが０．
２〜０．３５％ｗｔ％と極めて少ないＳｉＣウィスカを
用い、高圧Ｉ ａ法によってＳｉＣウィスカ強化６０６
１Ａ）合金複合材料を試作した。
２〜０．３５％ｗｔ％と極めて少ないＳｉＣウィスカを
用い、高圧Ｉ ａ法によってＳｉＣウィスカ強化６０６
１Ａ）合金複合材料を試作した。
この場合の製造方法を第５図（Ａ）〜（Ｄ＞に示す。
まず、ＳｉＣウィスカをプレス法によって円筒形状に固
めたプリフォーム１を作成し、これを加熱炉２に挿入し
、プリフオーム１仝体の温度が５００℃〜７００℃にな
るようヒータ３の加熱により２０分〜６０分間大気中に
て予熱する（第５図（Ａ＞）、次に、予めヒータ４で３
５０℃〜６５０℃に予熱されている金型５内にプリフォ
ーム１を設置する（同図（Ｂ））。その後、溶湯マトリ
ックス金属６を金型５内に注湯しく同図（Ｃ））、ピス
トン７で加圧してプリフォーム２内に溶湯マトリックス
金属６を充填し、ＳｉＣウィスカ強化６０６１のＡｌ合
金材料８を作成する（同図（Ｄ））。
めたプリフォーム１を作成し、これを加熱炉２に挿入し
、プリフオーム１仝体の温度が５００℃〜７００℃にな
るようヒータ３の加熱により２０分〜６０分間大気中に
て予熱する（第５図（Ａ＞）、次に、予めヒータ４で３
５０℃〜６５０℃に予熱されている金型５内にプリフォ
ーム１を設置する（同図（Ｂ））。その後、溶湯マトリ
ックス金属６を金型５内に注湯しく同図（Ｃ））、ピス
トン７で加圧してプリフォーム２内に溶湯マトリックス
金属６を充填し、ＳｉＣウィスカ強化６０６１のＡｌ合
金材料８を作成する（同図（Ｄ））。
このようにして作成したＳｉＣウィスカ強化６０６１Ａ
ｊ！合金材料８を半割りにし、熱処理した後の断面を示
したのが第６図である。６０６１Ａ１合金マトリックス
部９が金属色、複合化部８′の斜線部８ａが暗緑色、複
合化部８′下部の霜降模様部８ｂが金属色を呈していた
。
ｊ！合金材料８を半割りにし、熱処理した後の断面を示
したのが第６図である。６０６１Ａ１合金マトリックス
部９が金属色、複合化部８′の斜線部８ａが暗緑色、複
合化部８′下部の霜降模様部８ｂが金属色を呈していた
。
このような複合化部８′の異色発生原因を調査するため
に、第６図に示すそれぞれの代表部ｕ１〜×１について
化学分析と機械的引張試験°を行なった。その結果、化
学分析については、Ｍ９以外の元素はそれぞれの代表部
で殆ど同−吊であった・ が、ＭＯの濃度は下記の第
１表に示すように、ｕ１〜Ｗ１に比べて×１で著しく低
下していることが認められた。このようなＩＶｌａ度の
低い領域×１の引張強さは７トリツクス材である６０６
１のＡｌ合金とほぼ同一であった。
に、第６図に示すそれぞれの代表部ｕ１〜×１について
化学分析と機械的引張試験°を行なった。その結果、化
学分析については、Ｍ９以外の元素はそれぞれの代表部
で殆ど同−吊であった・ が、ＭＯの濃度は下記の第
１表に示すように、ｕ１〜Ｗ１に比べて×１で著しく低
下していることが認められた。このようなＩＶｌａ度の
低い領域×１の引張強さは７トリツクス材である６０６
１のＡｌ合金とほぼ同一であった。
第１表
第１表から、マトリックス部９のＩＶＩＩ度は１゜０１
９６でＪＩＳ規格値（０，８〜１．２％）を満足してい
るが、暗緑色の複合化部８ａのＭｇ濃麿は１．４〜１．
６２％とＪＩ８規格値、を上回り、一方、金属色を早し
ている複合化部８ｂのＭ ０３１度は、０．０１％と極
めて小さく、純Ａｌｌに近い値になっていることが認め
られる。また、引張強さについては、暗緑色の複合化部
８ｂでは４４〜４６に９ｆ／ｍＡと大きいのに対し、金
属色の複合化部８ｂでは、３１ Ｋ’Ｊ ｆ／ｍｔＡ
ト小さく、ＳａＣウィスカ強化Ｉｔｌ＋Ａｊ！材の強度
程度しか得られないことが判る。
９６でＪＩＳ規格値（０，８〜１．２％）を満足してい
るが、暗緑色の複合化部８ａのＭｇ濃麿は１．４〜１．
６２％とＪＩ８規格値、を上回り、一方、金属色を早し
ている複合化部８ｂのＭ ０３１度は、０．０１％と極
めて小さく、純Ａｌｌに近い値になっていることが認め
られる。また、引張強さについては、暗緑色の複合化部
８ｂでは４４〜４６に９ｆ／ｍＡと大きいのに対し、金
属色の複合化部８ｂでは、３１ Ｋ’Ｊ ｆ／ｍｔＡ
ト小さく、ＳａＣウィスカ強化Ｉｔｌ＋Ａｊ！材の強度
程度しか得られないことが判る。
この現象は、溶湯アルミニウム合金が予熱後のプリフォ
ーム内に含浸する過程で、活性作用の強いＭｇがＳｉＣ
ウィスカ表層部のＳ ｉ Ｏ２と反応し、ＭＯがトラッ
プされてしまうために、複合化部８ｂのＭＱＩ１１度が
低下したものと思われる。
ーム内に含浸する過程で、活性作用の強いＭｇがＳｉＣ
ウィスカ表層部のＳ ｉ Ｏ２と反応し、ＭＯがトラッ
プされてしまうために、複合化部８ｂのＭＱＩ１１度が
低下したものと思われる。
すなわち、微量の８１０２を含有したＳｉＣつ・イス力
を用いても、その５ｉ０２ｆｆｉからでは予想すること
もできない程に大きな割合でＭｏ偏析が生じ、このため
、表層部のＳｉ０・２を除去したＳｉＣウィスカを用い
ただけでは、Ｍｇを含有するＡ１合金のＭＱＩＩａ析を
防止することは不可能であることが明らかになった。
を用いても、その５ｉ０２ｆｆｉからでは予想すること
もできない程に大きな割合でＭｏ偏析が生じ、このため
、表層部のＳｉ０・２を除去したＳｉＣウィスカを用い
ただけでは、Ｍｇを含有するＡ１合金のＭＱＩＩａ析を
防止することは不可能であることが明らかになった。
このようなＭｇ偏析が生じると、所定の強度を有する複
合材として利用できる部分が限定され、材料の歩留りが
悪くなる。また、複合材のビレットを圧延あるいは押出
し加工によって塑性加工すると、Ｍ（Ｊ偏析の位置、状
況によっては加工材の全面にＭｃ１１度の低い部分が生
じ、加工材の特性が茗しく損なわれる。
合材として利用できる部分が限定され、材料の歩留りが
悪くなる。また、複合材のビレットを圧延あるいは押出
し加工によって塑性加工すると、Ｍ（Ｊ偏析の位置、状
況によっては加工材の全面にＭｃ１１度の低い部分が生
じ、加工材の特性が茗しく損なわれる。
（発明が解決しようとする問題点）
Ｍｇを含有するＡＪ合金マトリックスをＳｉＣの短繊維
、粒子またはウィスカで強化した金属基復合材を高圧鋳
造°法によって作成する場合、強化材料であるＳｉＣウ
ィスカとＡ１合金との投合化部に著しいＭＣＩ元素の偏
析が起り、複合材としての十分な特性が得られず、また
材料の歩留りが悪くなるという問題がある。
、粒子またはウィスカで強化した金属基復合材を高圧鋳
造°法によって作成する場合、強化材料であるＳｉＣウ
ィスカとＡ１合金との投合化部に著しいＭＣＩ元素の偏
析が起り、複合材としての十分な特性が得られず、また
材料の歩留りが悪くなるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、Ｍｇ
を含有するＡ１合金をマトリックスとして、ＳｉＣの短
繊維、粒子またはウィスカとの複合化部を成形する場合
にＭＱ偏析異常がなく、性状の均一化、品質および歩留
りの向上が図れる金属基複合材料の￥Ｊ造方法を提供す
ることを目的とする。
を含有するＡ１合金をマトリックスとして、ＳｉＣの短
繊維、粒子またはウィスカとの複合化部を成形する場合
にＭＱ偏析異常がなく、性状の均一化、品質および歩留
りの向上が図れる金属基複合材料の￥Ｊ造方法を提供す
ることを目的とする。
（問題点を解決するための手段と作用）ＳｉＣの短！Ｊ
１維、粒子またはウィスカの表層部のＳ ｉ Ｏ２を除
去し、これを強化材として用いることがＭＱ偏析最の減
少に有効であることは既に述べたとおりである。
１維、粒子またはウィスカの表層部のＳ ｉ Ｏ２を除
去し、これを強化材として用いることがＭＱ偏析最の減
少に有効であることは既に述べたとおりである。
ところで、高圧鋳造法による製造方法では、へ１合金溶
湯がプリフォーム内へ容易に含浸できるようにするため
、予めプリフォームを高温状態に予熱する必要がある。
湯がプリフォーム内へ容易に含浸できるようにするため
、予めプリフォームを高温状態に予熱する必要がある。
発明者等は、この予熱）晶度およびその雰囲気に関する
数多くの基礎実験と調査分析を行なった。その結果、た
とえ微母の５１０２しか含まれていないＳｉＣ強化材を
用いても、プリフォームの予熱を高温大気中で長時間実
施することによって、ＳｉＣ強化材の表層部に存在ケる
遊Ｈ８ｉが大気中の酸素と反応して５１０２が形成され
、このため、複合部のＭｑ鍋析閤が増加することを見出
した。
数多くの基礎実験と調査分析を行なった。その結果、た
とえ微母の５１０２しか含まれていないＳｉＣ強化材を
用いても、プリフォームの予熱を高温大気中で長時間実
施することによって、ＳｉＣ強化材の表層部に存在ケる
遊Ｈ８ｉが大気中の酸素と反応して５１０２が形成され
、このため、複合部のＭｑ鍋析閤が増加することを見出
した。
また、のＡｌ！合金溶泪をプリフォーム内に高圧で充填
する際に、プリフォームの空孔内に活性ガスが存在する
と、５ｔｏ２ａｔの少ないプリフォームを用いても、結
果的にはＭｇ偏析吊が増加するということが実験的に明
らかになった。この理由はＳｉＣ強化材の表層部の遊離
３ｉが高温において極めて短時間内で酸素等の活性ガス
と反応し、この反応が高圧下ではさらに加速されるため
によるものと推察される。
する際に、プリフォームの空孔内に活性ガスが存在する
と、５ｔｏ２ａｔの少ないプリフォームを用いても、結
果的にはＭｇ偏析吊が増加するということが実験的に明
らかになった。この理由はＳｉＣ強化材の表層部の遊離
３ｉが高温において極めて短時間内で酸素等の活性ガス
と反応し、この反応が高圧下ではさらに加速されるため
によるものと推察される。
本発明は、このような知見に基づき、ＳｉＣの短繊維、
粒子またはウィスカを集積したプリフォームに、Ｍｏ含
有の△１合金溶温合マトリックスとして加圧含浸させて
金属基複合材料をｎＡ造する方法において、前記プリフ
ォームは表層部の５ｔ０２を除去したＳｉＣの知［８（
ｔ、粒子またはウィスカを用いて作成し、このプリフォ
ームを金型内に入れ、その金型内を不活性雰囲気あるい
は真空状態にした後、これらプリフォームと金型とを予
熱し、その後プリフォーム内の空孔への活性ガスの侵入
を阻止しつつＭｇ含有のＡ７合金マトリックス溶温合注
湯し、加圧含浸させることを特徴とする。
粒子またはウィスカを集積したプリフォームに、Ｍｏ含
有の△１合金溶温合マトリックスとして加圧含浸させて
金属基複合材料をｎＡ造する方法において、前記プリフ
ォームは表層部の５ｔ０２を除去したＳｉＣの知［８（
ｔ、粒子またはウィスカを用いて作成し、このプリフォ
ームを金型内に入れ、その金型内を不活性雰囲気あるい
は真空状態にした後、これらプリフォームと金型とを予
熱し、その後プリフォーム内の空孔への活性ガスの侵入
を阻止しつつＭｇ含有のＡ７合金マトリックス溶温合注
湯し、加圧含浸させることを特徴とする。
本発明によれば、プリフォーム内のＳｉＣ強化材表層部
にＳ ｉ Ｏ２成分が形成されず、かつ溶浸過程におい
ても活性ガスのプリフォーム内への侵入を防止している
ため、Ｍｇ２Ｓｉの析出を完全に防ぐことができる。こ
れにより、Ｍａ含有Ａ１合金をマトリックスとする複合
材の製造において、複合化部にＭａの偏析という組成の
累常が起る不具合を解消することが可能となる。
にＳ ｉ Ｏ２成分が形成されず、かつ溶浸過程におい
ても活性ガスのプリフォーム内への侵入を防止している
ため、Ｍｇ２Ｓｉの析出を完全に防ぐことができる。こ
れにより、Ｍａ含有Ａ１合金をマトリックスとする複合
材の製造において、複合化部にＭａの偏析という組成の
累常が起る不具合を解消することが可能となる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照して説
明する。この実施例では、マトリックスとしてのＡｊ！
合金にＭｏ元素が１．０１％含有された６０６１ＡＪを
用い、強化１１維としては、ＳｉＣウィスカを用いた。
明する。この実施例では、マトリックスとしてのＡｊ！
合金にＭｏ元素が１．０１％含有された６０６１ＡＪを
用い、強化１１維としては、ＳｉＣウィスカを用いた。
このＳｉＣウィスカは、表層部の５ｉ０２や遊離３ｉを
弗酸、硝酸等の酸液で除去することにより、ｓ＋ｏ２ｍ
を０，０２５％とした。
弗酸、硝酸等の酸液で除去することにより、ｓ＋ｏ２ｍ
を０，０２５％とした。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）に製造工程を示す。
まず、ＳｉＣウィスカに少量の水を均一に混合し、プリ
フォーム成形型内に挿入して゛圧縮成形する。このよう
にして作成したプリフォーム１２を金型１３に設置し、
ＡＪ合金濶口１４と金型上部１５とを密閉状態にしてか
ら、真空ポンプ１６で金型内を真空状態にする。その後
、金型１３の外周部のヒータ１７によって所定の温度（
５００℃〜７００℃）まで加熱し、プリフォーム内の水
分が完全に消失してから、Ａｒタンク１８から高純度Ａ
ｒガスを金型１３内に充満して、プリフォーム１２の予
熱を２０分〜６０分間行なう（第１図（Ａ））。次に、
プリフォーム１２内のＡｒガスが消失しない状態で、湯
口１４からΔ１合金溶澗１９を金型１３内に注入する（
同図（Ｂ））。その後、金型上部１５を取外して上部か
ら加圧ピストン２０を挿入し、高圧状態でのＡｌ合金溶
揚重９をプリフォーム１２内に含浸する（同図（Ｃ））
。
フォーム成形型内に挿入して゛圧縮成形する。このよう
にして作成したプリフォーム１２を金型１３に設置し、
ＡＪ合金濶口１４と金型上部１５とを密閉状態にしてか
ら、真空ポンプ１６で金型内を真空状態にする。その後
、金型１３の外周部のヒータ１７によって所定の温度（
５００℃〜７００℃）まで加熱し、プリフォーム内の水
分が完全に消失してから、Ａｒタンク１８から高純度Ａ
ｒガスを金型１３内に充満して、プリフォーム１２の予
熱を２０分〜６０分間行なう（第１図（Ａ））。次に、
プリフォーム１２内のＡｒガスが消失しない状態で、湯
口１４からΔ１合金溶澗１９を金型１３内に注入する（
同図（Ｂ））。その後、金型上部１５を取外して上部か
ら加圧ピストン２０を挿入し、高圧状態でのＡｌ合金溶
揚重９をプリフォーム１２内に含浸する（同図（Ｃ））
。
凝固後、金型内より複合材のビレットを取り出す。
第２図はこのようにして製造したＳｉＣウィスカ強化６
０６１ＡＪ複合材のビレット２１を半割りにして熱処理
した縦断面形状を示す。
０６１ＡＪ複合材のビレット２１を半割りにして熱処理
した縦断面形状を示す。
６０６１ＡＪ合金マトリックス部２２は金属色、複合化
部２１′の大半部分２１ａは暗緑色を呈し、下部に若干
の金属色部分２１ｂが認められる。下記の第２表はそれ
ぞれの部位の代表部ｕ２〜ｙ２についてのＭｇ濃痘痕分
析引張試験した結果を示ず。
部２１′の大半部分２１ａは暗緑色を呈し、下部に若干
の金属色部分２１ｂが認められる。下記の第２表はそれ
ぞれの部位の代表部ｕ２〜ｙ２についてのＭｇ濃痘痕分
析引張試験した結果を示ず。
■２〜ｘ２に該当する複合化部２１ａではほぼ均一にＭ
Ｑ元素が含有され、その引張強さも４５〜４６Ｋｙｆ／
−で十分な複合結果が得られている。
Ｑ元素が含有され、その引張強さも４５〜４６Ｋｙｆ／
−で十分な複合結果が得られている。
しかしながら、金属色の複合化部２１ｂのＭｇ濃度は０
．０２％と少なく、Ｍｇ偏析が生じている。これは受入
れたＳｉＣウィスカ中に含まれていた微ｒＡｆ）Ｓ ｉ
０２ （０、２５％ｗｔ％）に起因しているものと
思われる。したがって、より５ｉ０２最の少ないＳｉＣ
ウィスカを用いることによって、この僅かなＭｇ偏析は
完全に防止することができると推測される。
．０２％と少なく、Ｍｇ偏析が生じている。これは受入
れたＳｉＣウィスカ中に含まれていた微ｒＡｆ）Ｓ ｉ
０２ （０、２５％ｗｔ％）に起因しているものと
思われる。したがって、より５ｉ０２最の少ないＳｉＣ
ウィスカを用いることによって、この僅かなＭｇ偏析は
完全に防止することができると推測される。
次に、前記実施例の溶浸工程によるプリフォーム構成用
のＳｉＣウィスカの表層部に存在するＳ＋ｏ２ｍの減少
度合を従来の方法と比較して調査した結果を第３図およ
び第４図によって考察する。
のＳｉＣウィスカの表層部に存在するＳ＋ｏ２ｍの減少
度合を従来の方法と比較して調査した結果を第３図およ
び第４図によって考察する。
第３図は、第１図の工程により、初期のＳｉｎ２ｍが０
．２〜０．３５％であるＳｉＣウィスカから成るプリフ
ォームを、５００℃〜９００℃の大気中および高純度Ａ
ｒガス雰囲気中でそれぞれ６０分間加熱し、その後の５
ｉ０２ｆｉｌを測定した結果を示している。
．２〜０．３５％であるＳｉＣウィスカから成るプリフ
ォームを、５００℃〜９００℃の大気中および高純度Ａ
ｒガス雰囲気中でそれぞれ６０分間加熱し、その後の５
ｉ０２ｆｉｌを測定した結果を示している。
大気中の加熱では、加熱温度の上部と共に、Ｓ＋ｏ２ｍ
が著しく増加し、初期のＳ ｉ ０２１の１０倍以上に
も達することが判る。
が著しく増加し、初期のＳ ｉ ０２１の１０倍以上に
も達することが判る。
これに対し、Ａｒ雰囲気中の加熱の場合には、その増加
囲は微量であり、６０分間の加熱によっても初期の５ｉ
０２ｆｆｉに殆ど等しいことが認められる。
囲は微量であり、６０分間の加熱によっても初期の５ｉ
０２ｆｆｉに殆ど等しいことが認められる。
また、第４図は、加熱温度を一定として、大気中の加熱
時間を変えたときのＳｉＯ□旦の生成挙動を調べた結果
である。プリフォームの予熱時間はその大きさにも依存
するが、小さなプリフォームでも１０〜２０分以上を必
要とする。このような短時間の大気中加熱によっても５
ｉ０２ｆｆｉは急速に増加することが判る。
時間を変えたときのＳｉＯ□旦の生成挙動を調べた結果
である。プリフォームの予熱時間はその大きさにも依存
するが、小さなプリフォームでも１０〜２０分以上を必
要とする。このような短時間の大気中加熱によっても５
ｉ０２ｆｆｉは急速に増加することが判る。
このように、ＳｉＣウィスカ表層部のＳ ｉ Ｏ２量が
初期の時点で微量であっても、ウィスカ表層部に遊離し
たＳｉと大気中の酸素とが高温雰囲気で反応し、このた
めプリフォームを形成するＳｉＣウィスカ表層部にＳｉ
Ｏ□が増加するのである。
初期の時点で微量であっても、ウィスカ表層部に遊離し
たＳｉと大気中の酸素とが高温雰囲気で反応し、このた
めプリフォームを形成するＳｉＣウィスカ表層部にＳｉ
Ｏ□が増加するのである。
なお、本発明を適用するＭｇ含有のＡ１合金としては、
ＡＣ８Ａ、ＡＣ４Ｃ，ＡＣ４Ｄなどの鋳造用、あるいは
展伸材用Ａ１合金として代表される２０２４．５０５２
．６０６１．７０７５等が好適である。即ち、これらの
Ａ１合金のＭ９含有量は０．２〜３．０％の範凹内にあ
り、本発明が最も有効に適用できるＭＯ含有領域である
。但し、ＭＯの含有量が３．０％以上のＭＯ含有Ａオ合
金についても、Ｍｑ■の濃淡による偏析現象が生じるも
のであるから、本発明が有効に適用できるのは勿論であ
る。
ＡＣ８Ａ、ＡＣ４Ｃ，ＡＣ４Ｄなどの鋳造用、あるいは
展伸材用Ａ１合金として代表される２０２４．５０５２
．６０６１．７０７５等が好適である。即ち、これらの
Ａ１合金のＭ９含有量は０．２〜３．０％の範凹内にあ
り、本発明が最も有効に適用できるＭＯ含有領域である
。但し、ＭＯの含有量が３．０％以上のＭＯ含有Ａオ合
金についても、Ｍｑ■の濃淡による偏析現象が生じるも
のであるから、本発明が有効に適用できるのは勿論であ
る。
なお、前記実施例ではＳｉＣウィスカでプリフォームを
形成した場合について述べたが、本発明はＳｉＣ短繊維
あるいは粒子を用いてプリフォームを形成する場合につ
いても前記実施例と同様の効果を得ることができる。
形成した場合について述べたが、本発明はＳｉＣ短繊維
あるいは粒子を用いてプリフォームを形成する場合につ
いても前記実施例と同様の効果を得ることができる。
以上のように、本発明によれば、ＳｉＣの短繊維、粒子
またはウィスカのプリフォーム内に、Ｍｇを含有するΔ
オ合金溶温合充填して複合化する方法において、プリフ
ォームの加−熱を不活性ガスあるいは真空雰囲気で行な
い、かつプリフォームの空孔内に活性ガスが充満してい
ない状態でＡ１合金溶温合複合化することにより、Ｓｉ
Ｃ繊維等の表層部の５ｉｏ２ｆｊｌの増大を防止するこ
とができ、これによりＩＶＨ）偏析異常が抑制され、均
一性状のＳ ｉ Ｃ１１ｉｌｌ１強化ＡＪ合金を得るこ
とが可能となり、複合化部の品質の安定化および材料歩
留りの向上が図れるものである。
またはウィスカのプリフォーム内に、Ｍｇを含有するΔ
オ合金溶温合充填して複合化する方法において、プリフ
ォームの加−熱を不活性ガスあるいは真空雰囲気で行な
い、かつプリフォームの空孔内に活性ガスが充満してい
ない状態でＡ１合金溶温合複合化することにより、Ｓｉ
Ｃ繊維等の表層部の５ｉｏ２ｆｊｌの増大を防止するこ
とができ、これによりＩＶＨ）偏析異常が抑制され、均
一性状のＳ ｉ Ｃ１１ｉｌｌ１強化ＡＪ合金を得るこ
とが可能となり、複合化部の品質の安定化および材料歩
留りの向上が図れるものである。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の一実施例を説
明するための工程図、第２図は前記実施例によって得ら
れるＳｉＣウィスカ強化６０６１Ａｊ！複合月料の断面
状態を示す模式図、第３図および第４因はＳｉＣウィス
カから成るプリフォームを大気中およびＡｒガス雰囲気
で加熱し、３ｉ０２分の変化を調べた結果を示すグラフ
、第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は従来の製造
方法を説明するための工程図、第６図は従来の方法によ
って得られるＳｉＣウィスカ強化６０６１Ａオ複合材料
の断面形状を示す模式図である。 １２・・・プリフォーム、１３・・・金型、１９・・・
溶湯。 （Ｑ） 羊ｌ已 茶２扇 加仏５１＆（Ｃ） 刀Ｕ表侭側〒 八へ （４ト） 羊４図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ）（Ｄ） 第５旨
明するための工程図、第２図は前記実施例によって得ら
れるＳｉＣウィスカ強化６０６１Ａｊ！複合月料の断面
状態を示す模式図、第３図および第４因はＳｉＣウィス
カから成るプリフォームを大気中およびＡｒガス雰囲気
で加熱し、３ｉ０２分の変化を調べた結果を示すグラフ
、第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は従来の製造
方法を説明するための工程図、第６図は従来の方法によ
って得られるＳｉＣウィスカ強化６０６１Ａオ複合材料
の断面形状を示す模式図である。 １２・・・プリフォーム、１３・・・金型、１９・・・
溶湯。 （Ｑ） 羊ｌ已 茶２扇 加仏５１＆（Ｃ） 刀Ｕ表侭側〒 八へ （４ト） 羊４図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ）（Ｄ） 第５旨
Claims (1)
- ＳｉＣの短繊維、粒子またはウィスカを集積したプリフ
ォームに、Ｍｇ含有のＡｌ合金溶湯をマトリックスとし
て加圧含浸させて金属基複合材料を製造する方法におい
て、前記プリフォームは表層部のＳｉＯ＿２を除去した
ＳｉＣの短繊維、粒子またはウィスカを用いて作成し、
このプリフォームを金型内に入れ、その金型内を不活性
雰囲気あるいは真空状態にした後、これらプリフォーム
と金型とを予熱し、その後プリフォーム内の空孔への活
性ガスの侵入を阻止しつつＭｇ含有のＡｌ合金マトリッ
クス溶湯を注湯し、加圧含浸させることを特徴とする金
属基複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073150A JPH0685996B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 金属基複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073150A JPH0685996B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 金属基複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238968A true JPS63238968A (ja) | 1988-10-05 |
| JPH0685996B2 JPH0685996B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=13509867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62073150A Expired - Lifetime JPH0685996B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 金属基複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685996B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01266958A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-24 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 繊維強化複合材料の製造方法 |
| JP7050978B1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-04-08 | デンカ株式会社 | 成形体及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101002614B1 (ko) * | 2008-08-29 | 2010-12-20 | 경상대학교산학협력단 | 저압함침장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61538A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | Tokai Carbon Co Ltd | ＳｉＣウイスカ−強化Ａｌ合金材の製造方法 |
| JPS61284542A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Kobe Steel Ltd | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62073150A patent/JPH0685996B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61538A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | Tokai Carbon Co Ltd | ＳｉＣウイスカ−強化Ａｌ合金材の製造方法 |
| JPS61284542A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Kobe Steel Ltd | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01266958A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-24 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 繊維強化複合材料の製造方法 |
| JP7050978B1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-04-08 | デンカ株式会社 | 成形体及びその製造方法 |
| WO2022181416A1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | デンカ株式会社 | 成形体及びその製造方法 |
| CN115867400A (zh) * | 2021-02-26 | 2023-03-28 | 电化株式会社 | 成型体及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685996B2 (ja) | 1994-11-02 |
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