JPS6345335A - 強度に優れた金属基複合材 - Google Patents
強度に優れた金属基複合材Info
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- JPS6345335A JPS6345335A JP18872686A JP18872686A JPS6345335A JP S6345335 A JPS6345335 A JP S6345335A JP 18872686 A JP18872686 A JP 18872686A JP 18872686 A JP18872686 A JP 18872686A JP S6345335 A JPS6345335 A JP S6345335A
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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】
〔項業上の利用分野〕
本発明は、セラミックス短繊維にｆｉ１合金溶１祷を加
圧含浸して得られる強度に優れた金属基複合材に関する
ものである。
圧含浸して得られる強度に優れた金属基複合材に関する
ものである。
金属基複合材は、Ａｊ、 Ｍｇ、 Ｆｅ合金等の母材に
セラミックスや金属の粒子、ウィスカ、短繊維等の強化
材を分散させたもので、軽量でありながら、高強度、高
剛性あるいは高耐摩耗性を有する材料として、近年注目
されている。
セラミックスや金属の粒子、ウィスカ、短繊維等の強化
材を分散させたもので、軽量でありながら、高強度、高
剛性あるいは高耐摩耗性を有する材料として、近年注目
されている。
この金属基複合材の製造方法として最も代表的な一つに
強化材を予め所定形状に成形して予成形体とし、この予
成形体に母材である溶虫金属を所定の圧力をかげて含浸
させる溶湯鍛造法がある。
強化材を予め所定形状に成形して予成形体とし、この予
成形体に母材である溶虫金属を所定の圧力をかげて含浸
させる溶湯鍛造法がある。
金属基複合材の機械的特性に影響を及ぼす因子として母
材／強化材間の適合性がある。特に高温の母材溶湯を用
いる溶湯鍛造法においては母材／強化材間で反応、浸蝕
を生じろ場合があり、従来強化材を表面処理し母材溶湯
との反応を防止するかあるいは母材浴湯温度を低（し反
応を生じにくくするか、さらＫ、母材合金成分を調整し
、強化材との反応、浸蝕を低減する等の対策がとられて
きた・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 先に述べた母材／強化材の適合性向上対策のうち、強化
材に表面処理を実施する方法には、メツキ法、ＣＶＤ法
等が用いられているが作業能率が低く、高価であるため
複合材製造コストが高（なる。
材／強化材間の適合性がある。特に高温の母材溶湯を用
いる溶湯鍛造法においては母材／強化材間で反応、浸蝕
を生じろ場合があり、従来強化材を表面処理し母材溶湯
との反応を防止するかあるいは母材浴湯温度を低（し反
応を生じにくくするか、さらＫ、母材合金成分を調整し
、強化材との反応、浸蝕を低減する等の対策がとられて
きた・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 先に述べた母材／強化材の適合性向上対策のうち、強化
材に表面処理を実施する方法には、メツキ法、ＣＶＤ法
等が用いられているが作業能率が低く、高価であるため
複合材製造コストが高（なる。
また、母材溶湯温度を低くする方法は強化材予成形体に
溶湯が含浸する際に杼固し易く、含浸不良となり易い。
溶湯が含浸する際に杼固し易く、含浸不良となり易い。
この含浸不良を防止するためには強化材予成形体の予熱
温度をあげる必要があるが、加熱時に強化材が劣化しか
えって複合材強度の低下をきたす等の欠点がある。
温度をあげる必要があるが、加熱時に強化材が劣化しか
えって複合材強度の低下をきたす等の欠点がある。
本発明は前記適合性を向上させろもう１つの手段である
母材金属中に合金元素を添加する方法を検討し、現在、
最も強度向上が期待されているＳｉＣウィスカ／ｋｌ及
びアルミナ系短繊維／Ａｔ複合材について明究した結果
、母材Ｋ Ｉ ｗｔ％超え４ｗｔ９６以下のＣｕ を
添加することにより母材／連化材間の適合性が改善され
強度が著しく向上することを見出した。
母材金属中に合金元素を添加する方法を検討し、現在、
最も強度向上が期待されているＳｉＣウィスカ／ｋｌ及
びアルミナ系短繊維／Ａｔ複合材について明究した結果
、母材Ｋ Ｉ ｗｔ％超え４ｗｔ９６以下のＣｕ を
添加することにより母材／連化材間の適合性が改善され
強度が著しく向上することを見出した。
即ち本発明は、強化材をＳｉＣもしくはＡｔ、０．のウ
ィスカもしくは短繊維とし、母材をＡｔとする組合せの
金属基複合材において、該母材に１ｗｔ％超え４ ｗｔ
％以下の（ｕ を添加することを特徴とする強度に優れ
た金属基複合材である。
ィスカもしくは短繊維とし、母材をＡｔとする組合せの
金属基複合材において、該母材に１ｗｔ％超え４ ｗｔ
％以下の（ｕ を添加することを特徴とする強度に優れ
た金属基複合材である。
本発明において、母材に１ｗｉ％超え４Ｗｔ１以下のＣ
ｕを添加することにより、 ＳｉＣウィスカ、 Ａ２，０３短繊維表面に優先的にＣ
ｕが析出し層を生成する結果、ＳｉＣウィスカＩ Ａｌ
、０゜短繊維とｋｌの適合性が向上し、強度に優れた金
属基複合材である。
ｕを添加することにより、 ＳｉＣウィスカ、 Ａ２，０３短繊維表面に優先的にＣ
ｕが析出し層を生成する結果、ＳｉＣウィスカＩ Ａｌ
、０゜短繊維とｋｌの適合性が向上し、強度に優れた金
属基複合材である。
Ｃｕ添加が１ｗｔ％以下では、充分な世のＣｕ層が生成
されず適合性が改善されない。
されず適合性が改善されない。
又（ｕ添加が４ ｗｔ％を超えるとＣｕ の析出層が厚
くなりすぎ、破壊の起点となるため複合材強度の低下を
きたす。
くなりすぎ、破壊の起点となるため複合材強度の低下を
きたす。
以上の理由によりＣｕ添加量はｉ ｗｔ％超え４ ｗｔ
％以下に限定した。
％以下に限定した。
次に本発明の実施例について述べろ。
以下に示す条件により、金属基複合材を製作しＪＩＳ
Ｒ１６０１曲げ強さ試駆法により６点曲げ強度を測定
した。
Ｒ１６０１曲げ強さ試駆法により６点曲げ強度を測定
した。
（実施例１）
強 化 材 ＳｉＣウィスカ ￥ｆ ３０％
母 材 純Ａ４．純Ａｔ＋Ｃｕ（１〜
４ｗｔ％）強化材予熱温度 ６００℃ 母材溶湯鋳込温度 ７００℃ 加 圧 力 ５ｋｆｉ’／、ｊ加圧速度
１０ｒｎ／ｅｃ 加圧力保持時間 ６０ｓｅｃ その結果Ｃｕ添加量を曲げ強さＭＰａ （ｍｅｇａ ｐ
ａｓｃａｔ）及び（複合材曲げ強さ）−（母材曲げ強さ
）の関係グラフを夫々第１図及び第２図に示す。
母 材 純Ａ４．純Ａｔ＋Ｃｕ（１〜
４ｗｔ％）強化材予熱温度 ６００℃ 母材溶湯鋳込温度 ７００℃ 加 圧 力 ５ｋｆｉ’／、ｊ加圧速度
１０ｒｎ／ｅｃ 加圧力保持時間 ６０ｓｅｃ その結果Ｃｕ添加量を曲げ強さＭＰａ （ｍｅｇａ ｐ
ａｓｃａｔ）及び（複合材曲げ強さ）−（母材曲げ強さ
）の関係グラフを夫々第１図及び第２図に示す。
第１図に示す如く、Ｃｕ を１ｗｔ％超え４嘩以下を添
加することにより母材強度（図１中−・−）が向上する
が、複合材強度（図１中−〇−）はそれ以上に向上して
いる。
加することにより母材強度（図１中−・−）が向上する
が、複合材強度（図１中−〇−）はそれ以上に向上して
いる。
（複合材曲げ強さ）から（母材曲げ強さ）を差引いたも
のは、強化材と母材を複合化したことによる強度の向上
を示し、この値が大きい程、強化材／母材間の適合性が
良好であることを意味する。
のは、強化材と母材を複合化したことによる強度の向上
を示し、この値が大きい程、強化材／母材間の適合性が
良好であることを意味する。
第２図から、Ｃｕ添加蓋はｉ ｗｔ％超え４ ｗｔ％以
下の範囲↑適合性が向上していることは明らかである。
下の範囲↑適合性が向上していることは明らかである。
（実施例２）
強 化 材 Ａ ｔ！Ｏ，短繊維 Ｖｆ
３０％母 材 純Ａム純Ａ７ ＋ Ｃｕ（
１〜４ｗｔ％）強化材予熱温度 ５００℃ 母材溶湯温度 ７００℃ 加 圧 力 ５ｋｇ／ｌｌｊ加圧速度
１０ｒｎ／ｅｃ 加圧力保持時間 ６０冠 その結果を第３図及び第４図に曲げ強さとＣｕ添加量と
の関係グラフを示す。
３０％母 材 純Ａム純Ａ７ ＋ Ｃｕ（
１〜４ｗｔ％）強化材予熱温度 ５００℃ 母材溶湯温度 ７００℃ 加 圧 力 ５ｋｇ／ｌｌｊ加圧速度
１０ｒｎ／ｅｃ 加圧力保持時間 ６０冠 その結果を第３図及び第４図に曲げ強さとＣｕ添加量と
の関係グラフを示す。
第４図からＡｌ、０．短繊維強化の場合もＣｕ添加量１
ｗｔ％超え４ｗｊ％以下の範囲で“（複合材曲げ強さ）
−（母材曲げ強さ）″が大きく適合性が良好であること
は明らかである。
ｗｔ％超え４ｗｊ％以下の範囲で“（複合材曲げ強さ）
−（母材曲げ強さ）″が大きく適合性が良好であること
は明らかである。
本発明の強度に慢れた金属基複合材はＳｉＣウィスカ・
Ａｌ、Ｏ！短繊維表面に優先的にＣｕが析出し層を生成
するのでＳＩＣウィスカ、ＡＡ０．短繊維と母材ｈｔ
との適合性が向上し、強度に優れたものである。
Ａｌ、Ｏ！短繊維表面に優先的にＣｕが析出し層を生成
するのでＳＩＣウィスカ、ＡＡ０．短繊維と母材ｈｔ
との適合性が向上し、強度に優れたものである。
第１図〜第２図は本発明の実施例１における曲げ強さと
Ｃｕ添加量との関係グラフ、第３図〜第４図は実施例２
におけろ曲げ強さとＣｕ添加量との関係グラフである。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 ＣＵａ力” ’Ｗｔ’／。 第３図 ］ Ｃｕ３．ｍ：ｊＬ ｗｔ’／。 Ｃｕ；ｉ力Ｄｉ ｗｔ’／。 第４図
Ｃｕ添加量との関係グラフ、第３図〜第４図は実施例２
におけろ曲げ強さとＣｕ添加量との関係グラフである。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 ＣＵａ力” ’Ｗｔ’／。 第３図 ］ Ｃｕ３．ｍ：ｊＬ ｗｔ’／。 Ｃｕ；ｉ力Ｄｉ ｗｔ’／。 第４図
Claims (1)
- 強化材をＳｉＣもしくはＡｌ＿２Ｏ＿３のウィスカもし
くは短繊維とし、母材をＡｌとする組合せの金属基複合
材において、該母材に１ｗｔ％超え４ｗｔ％以下のＣｕ
を添加することを特徴とする強度に優れた金属基複合材
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18872686A JPS6345335A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 強度に優れた金属基複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18872686A JPS6345335A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 強度に優れた金属基複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345335A true JPS6345335A (ja) | 1988-02-26 |
Family
ID=16228703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18872686A Pending JPS6345335A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 強度に優れた金属基複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6345335A (ja) |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP18872686A patent/JPS6345335A/ja active Pending
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