JPS63256259A - 筒状繊維強化金属複合材料の製造方法 - Google Patents
筒状繊維強化金属複合材料の製造方法Info
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- JPS63256259A JPS63256259A JP8812887A JP8812887A JPS63256259A JP S63256259 A JPS63256259 A JP S63256259A JP 8812887 A JP8812887 A JP 8812887A JP 8812887 A JP8812887 A JP 8812887A JP S63256259 A JPS63256259 A JP S63256259A
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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】
１栗よＬ剋里立夏
この発明は、高圧鋳造法によって筒状の繊維強化金属複
合材料（ＦＲＭ）を製造する方法に関する。
合材料（ＦＲＭ）を製造する方法に関する。
１米五盈北
ＦＲＭを製造する方法はいろいろあるが、そのひとつに
高圧鋳造法がある。この方法は、金型に補強繊維の集合
体を入れておき、その金型にマトリクスとなる金属の溶
湯を注ぎ込み、プランジャーで加圧して上記集合体に含
浸し、凝固させた後、脱型するものである。
高圧鋳造法がある。この方法は、金型に補強繊維の集合
体を入れておき、その金型にマトリクスとなる金属の溶
湯を注ぎ込み、プランジャーで加圧して上記集合体に含
浸し、凝固させた後、脱型するものである。
ところで、そのような高圧鋳造法において、脱型、すな
わち得られたＦＲＭを金型から取り出すことは、なかな
か難しい。特に、筒状のＦＲＭを製造する場合は、中子
の法人は困難を極める。そこで、発明者らは、先に、製
造されるＦＲＭよりも熱膨張率の大きい材料からなる中
子を用いることを提案した。この中子を使用すれば、製
造時には中子が大きく膨張し、一方、ＷＡ造後、冷却す
ると大きく縮むので、以前にくらべて法人が容易になっ
た。しかしながら、ＦＲＭが長尺になると、この方法で
もなお困難を伴う。
わち得られたＦＲＭを金型から取り出すことは、なかな
か難しい。特に、筒状のＦＲＭを製造する場合は、中子
の法人は困難を極める。そこで、発明者らは、先に、製
造されるＦＲＭよりも熱膨張率の大きい材料からなる中
子を用いることを提案した。この中子を使用すれば、製
造時には中子が大きく膨張し、一方、ＷＡ造後、冷却す
ると大きく縮むので、以前にくらべて法人が容易になっ
た。しかしながら、ＦＲＭが長尺になると、この方法で
もなお困難を伴う。
ｐが °しようとする４題か
この発明は、従来の方法の上記問題点を解決するもので
、その目的とするところは、中子の法人がより容易な、
ＦＲＭの製造方法を提供するにある。
、その目的とするところは、中子の法人がより容易な、
ＦＲＭの製造方法を提供するにある。
４１１、を解決するための手段
上記目的を達成するために、この発明においては、中子
の周りに補強繊維の集合体を配置して金型に入れ、その
金型にマトリクスとなる金属の溶湯を注ぎ込み、その溶
湯を加圧して集合体に含浸し、凝固させて複合材料を１
ｑるに際し、集合体の最内層を、補強繊維をその方向が
中子の周方向になるように配列した層としておくことを
特徴とする繊維強化金属複合材料の製造方法が提供され
る。
の周りに補強繊維の集合体を配置して金型に入れ、その
金型にマトリクスとなる金属の溶湯を注ぎ込み、その溶
湯を加圧して集合体に含浸し、凝固させて複合材料を１
ｑるに際し、集合体の最内層を、補強繊維をその方向が
中子の周方向になるように配列した層としておくことを
特徴とする繊維強化金属複合材料の製造方法が提供され
る。
この発明は、ＦＲＭでは、熱膨張率が、補強繊維方向に
おいて小さく、それと直交する方向においては大きいこ
とに着目している。すなわち、たとえば、長さ方向に補
強ｗ４維が揃えられている円筒状ＦＲＭを製造する場合
、熱膨張率は、長さ方向よりも半径方向のほうが相当大
きくなる。そのため、熱膨張率の大きな材料からなる中
子を使用しても、中子の熱膨張率と半径方向の熱膨張率
との差は小さくなり、抜去が困難になるのである。
おいて小さく、それと直交する方向においては大きいこ
とに着目している。すなわち、たとえば、長さ方向に補
強ｗ４維が揃えられている円筒状ＦＲＭを製造する場合
、熱膨張率は、長さ方向よりも半径方向のほうが相当大
きくなる。そのため、熱膨張率の大きな材料からなる中
子を使用しても、中子の熱膨張率と半径方向の熱膨張率
との差は小さくなり、抜去が困難になるのである。
このことは、補強繊維が、長さ方向に対して斜めに配置
されるような場合でも、程度の差こそあれ変わりがない
。そこで、この発明においては、中子の周りに配置する
補強繊維の集合体の、中子と接する最内層を、補強繊維
をその方向が中子の周方向になるように配列した層とし
て、ＦＲＭの半径方向における熱膨張率を小さくし、も
って中子との熱膨張率の差を大きくして中子の抜去を容
易にするわけである。
されるような場合でも、程度の差こそあれ変わりがない
。そこで、この発明においては、中子の周りに配置する
補強繊維の集合体の、中子と接する最内層を、補強繊維
をその方向が中子の周方向になるように配列した層とし
て、ＦＲＭの半径方向における熱膨張率を小さくし、も
って中子との熱膨張率の差を大きくして中子の抜去を容
易にするわけである。
この発明で筒状とは、半径にくらべて長さが相当長い中
空状をいう。横断面形状は、円形であるのが普通である
が、それに限定されるものではなく、たとえば楕円形で
あってもよい。
空状をいう。横断面形状は、円形であるのが普通である
が、それに限定されるものではなく、たとえば楕円形で
あってもよい。
また、この発明で使用する補強繊維は、ＦＲＭにおいて
、通常、使用される、たとえば炭素１１ｉ１、アルミナ
繊維、ボロン繊維、アルミナ−シリカ繊維、炭化ケイ素
ｍｍなどの高強度、高弾性繊維である。形態は、マルチ
フィラメント、短繊維、ウィスカー、マット、織物など
、いずれであってもよい。しかしながら、集合体の最内
層においては、連続繊維や、織物または編物を使用する
。
、通常、使用される、たとえば炭素１１ｉ１、アルミナ
繊維、ボロン繊維、アルミナ−シリカ繊維、炭化ケイ素
ｍｍなどの高強度、高弾性繊維である。形態は、マルチ
フィラメント、短繊維、ウィスカー、マット、織物など
、いずれであってもよい。しかしながら、集合体の最内
層においては、連続繊維や、織物または編物を使用する
。
集合体は、上記のような補強ＡＩ緒を束ね、あるいは巻
いたりしたもので、必要に応じて、カーボン、シリカ、
アルミナなどの、いわゆる結着剤を含浸して補強繊維の
集合形態がくずれないようにしておく。
いたりしたもので、必要に応じて、カーボン、シリカ、
アルミナなどの、いわゆる結着剤を含浸して補強繊維の
集合形態がくずれないようにしておく。
上記集合体の、中子と接する最内層は、補強繊維を、そ
の方向が中子の周方向になるように配列した層とする。
の方向が中子の周方向になるように配列した層とする。
この層は、たとえば、補強繊維の連続繊維をフープ巻し
たり、織物や編物を中子に織糸または編糸の方向が中子
の周方向になるように巻き付けることで形成できる。こ
れらフープ巻や、織物または編物の層の厚みは、厚いほ
ど中子の抜去は容易になるものの、補強＄Ｉ［の配列は
ＦＲＭの用途等に応じて設計されるべきものであるから
、最内層を形成する補強繊維がＦＲＭの強度や弾性率等
の特性に特に寄与する場合を除き、薄くするのがよい。
たり、織物や編物を中子に織糸または編糸の方向が中子
の周方向になるように巻き付けることで形成できる。こ
れらフープ巻や、織物または編物の層の厚みは、厚いほ
ど中子の抜去は容易になるものの、補強＄Ｉ［の配列は
ＦＲＭの用途等に応じて設計されるべきものであるから
、最内層を形成する補強繊維がＦＲＭの強度や弾性率等
の特性に特に寄与する場合を除き、薄くするのがよい。
中子としては、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタ
ンなどの単体金属や、これら単体金属の少なくとも１種
を主成分とする合金など、熱膨張率が大きな材料からな
るものを使用するのが好ましい。
ンなどの単体金属や、これら単体金属の少なくとも１種
を主成分とする合金など、熱膨張率が大きな材料からな
るものを使用するのが好ましい。
マトリクスとなる金属は、これもまた、ＦＲＭのマトリ
クス金属として、通常、使用されている、たとえばアル
ミニウム、マグネシウム、錫、鉛、亜鉛などの単体金属
や、そのような単体金属の少なくとも１種を主成分とす
る合金である。
クス金属として、通常、使用されている、たとえばアル
ミニウム、マグネシウム、錫、鉛、亜鉛などの単体金属
や、そのような単体金属の少なくとも１種を主成分とす
る合金である。
この発明を図面に基いてさらに詳細に説明するに、図面
は、この発明の方法によって筒状ＦＲＭを製造している
様子を示すもので、丸棒状の中子１の周りに補強繊維の
集合体２が配置され、金型３内に配置されている。上記
集合体２は、中子１と接する最内層が、補強繊維をその
方向が中子１の円周方向になるように配列した層４から
なり、その層の外側に、用途等に応じた配列方向をもつ
補強１１層５がある。
は、この発明の方法によって筒状ＦＲＭを製造している
様子を示すもので、丸棒状の中子１の周りに補強繊維の
集合体２が配置され、金型３内に配置されている。上記
集合体２は、中子１と接する最内層が、補強繊維をその
方向が中子１の円周方向になるように配列した層４から
なり、その層の外側に、用途等に応じた配列方向をもつ
補強１１層５がある。
さて、ＦＲＭの製造は、金型３内に、マトリクスとなる
金属の溶湯６を注ぎ込み、プランジャー７で加圧して集
合体２に含浸し、凝固させることによって行う。溶湯６
が凝固した後、すなわちＦＲＭが得られた後は、金型３
と台８とを分離し、ＦＲＭを中子１ごと金型３から取り
出す。しかる後、中子１を夫人する。すると、筒状のＦ
ＲＭ ｈ：得られる。
金属の溶湯６を注ぎ込み、プランジャー７で加圧して集
合体２に含浸し、凝固させることによって行う。溶湯６
が凝固した後、すなわちＦＲＭが得られた後は、金型３
と台８とを分離し、ＦＲＭを中子１ごと金型３から取り
出す。しかる後、中子１を夫人する。すると、筒状のＦ
ＲＭ ｈ：得られる。
以下、実施例に基いてこの発明をざらに詳細に説明する
。
。
Ｘ姐方
ｊＩ径２５ｍｍ、長さ１０００ｍｍの鉄製中子に、東し
株式会社製炭素繊維“トレカ゛′の平織物ＣＢ６１４４
を、その経糸の方向が中子の円周方向になるように２層
に巻き付けた後、その上に、東し株式会社製炭素ｌ！維
゛トレカ゛’Ｍ４０（単糸径：６μｍ、単糸数： ６０
００本）の連続繊維を中子の長さ方向に対して±３０°
になるようにヘリカル巻し、図面に示すように金型に入
れた。
株式会社製炭素繊維“トレカ゛′の平織物ＣＢ６１４４
を、その経糸の方向が中子の円周方向になるように２層
に巻き付けた後、その上に、東し株式会社製炭素ｌ！維
゛トレカ゛’Ｍ４０（単糸径：６μｍ、単糸数： ６０
００本）の連続繊維を中子の長さ方向に対して±３０°
になるようにヘリカル巻し、図面に示すように金型に入
れた。
次に、金型を５５０℃に予熱した後、その金型にアルミ
ニウムとケイ素の合金（ＪＩＳ ＡＣ４Ｃ）の溶湯（
温度ニア５０℃）を注ぎ込み、プランジャーで５００に
ＭＣｍ２の圧力を加えて集合体に含浸した。
ニウムとケイ素の合金（ＪＩＳ ＡＣ４Ｃ）の溶湯（
温度ニア５０℃）を注ぎ込み、プランジャーで５００に
ＭＣｍ２の圧力を加えて集合体に含浸した。
溶湯が凝固した後、金型と台とを分離し、ＦＲＭを中子
ごと取り出し、中子を油圧プレスで押したところ、簡単
に恢Ｃプだ。
ごと取り出し、中子を油圧プレスで押したところ、簡単
に恢Ｃプだ。
発明の効果
この発明は、補強繊維の集合体の最内層を、補強繊維を
その方向が中子の周方向になるように配列した層として
おくので、半径方向における中子とＦＲＭとの熱膨張率
の差が大きくなり、製造後、冷却したときに中子を極め
て容易に夫人することができるようになる。そのため、
長い筒状ＦＲＭでも容易に製造することができるように
なる。
その方向が中子の周方向になるように配列した層として
おくので、半径方向における中子とＦＲＭとの熱膨張率
の差が大きくなり、製造後、冷却したときに中子を極め
て容易に夫人することができるようになる。そのため、
長い筒状ＦＲＭでも容易に製造することができるように
なる。
図面は、この発明の方法を実施している様子を示す概略
縦断面図である。 １：中子 ２：補強繊維の集合体 ３：金型 ４：補強繊維をその方向が中子の周方向になるように配
列した層 ５：用途等に応じた配列方向をもつ補強繊維の層 ６：金属の溶湯 ７：プランジャー ８：台
縦断面図である。 １：中子 ２：補強繊維の集合体 ３：金型 ４：補強繊維をその方向が中子の周方向になるように配
列した層 ５：用途等に応じた配列方向をもつ補強繊維の層 ６：金属の溶湯 ７：プランジャー ８：台
Claims (1)
- 中子の周りに補強繊維の集合体を配置して金型に入れ、
その金型にマトリクスとなる金属の溶湯を注ぎ込み、そ
の溶湯を加圧して前記集合体に含浸し、凝固させて複合
材料を得るに際し、前記集合体の最内層を、補強繊維を
その方向が前記中子の周方向になるように配列した層と
しておくことを特徴とする筒状繊維強化金属複合材料の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8812887A JPS63256259A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 筒状繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8812887A JPS63256259A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 筒状繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63256259A true JPS63256259A (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=13934277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8812887A Pending JPS63256259A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 筒状繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63256259A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245442B1 (en) | 1997-05-28 | 2001-06-12 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo | Metal matrix composite casting and manufacturing method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827943A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Toyota Motor Corp | 複合材料の製造方法及び製造装置 |
| JPS6047888A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-03-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吸着ポンプ用吸着パネルの製造方法 |
| JPS61172666A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-04 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 繊維強化筒状部材の製造方法 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP8812887A patent/JPS63256259A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827943A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Toyota Motor Corp | 複合材料の製造方法及び製造装置 |
| JPS6047888A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-03-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吸着ポンプ用吸着パネルの製造方法 |
| JPS61172666A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-04 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 繊維強化筒状部材の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US6245442B1 (en) | 1997-05-28 | 2001-06-12 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo | Metal matrix composite casting and manufacturing method thereof |
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