KR830000066B1 - Production method of composite material - Google Patents

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KR830000066B1
KR830000066B1 KR1019790001711A KR790001711A KR830000066B1 KR 830000066 B1 KR830000066 B1 KR 830000066B1 KR 1019790001711 A KR1019790001711 A KR 1019790001711A KR 790001711 A KR790001711 A KR 790001711A KR 830000066 B1 KR830000066 B1 KR 830000066B1
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윌리암 그림쇼오 렉스
코린푸울
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로버어트 루이스 크레어
헾와아스 앤드 그란데이지 리미팃드
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    • C22C21/00Alloys based on aluminium
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

내용 없음.No content.

Description

복합재료의 생산 방법Production method of composite material

본 발명은 강화재료로서 알루미나(Alumina)의 섬유상 또는 위스커 매트(Whisker mat)물질을 함유하는 알루미늄(Aluminium)이나 알루미늄 합금의 복합재료를 생산하는 공정에 관계되는 것이다.The present invention relates to a process for producing a composite material of aluminum or aluminum alloy containing alumina fibrous or Whisker mat material.

알루미늄이나 알루미늄 합금 재료의 강도를 증가시키기 위한 여러가지의 시도가 있어 왔는데 이러한 시도중에는 강화재료로서 알루미나의 상이한 형태를 사용하는 시도가 많았다. 이러한 시도에서 접하게 되는 주된 난점은 용융알루미늄과 그것의 합금이 단결정이나 다결정의 형태로서 알루미나와 혼합되지 않는다는 점이다. [울프등 케미칼 엔지니어링 프로그레스 볼륨62(3)페이지 74-78(1966)]참조(wolf et al, chem. Eng. Volume62(3) page74-78(1966)].Various attempts have been made to increase the strength of aluminum or aluminum alloy materials, and many attempts have been made to use different forms of alumina as reinforcing materials. The main difficulty encountered in this approach is that molten aluminum and its alloys do not mix with alumina in the form of single crystals or polycrystals. See Wolf et al., Chemical Engineering Progress Volume 62 (3), page 74-78 (1966) (wolf et al, chem. Eng. Volume 62 (3) page 74-78 (1966)).

이 문제점에 접근하는 하나의 방법은 먼저 닉켈이나 텅스텐(이들은 모두 휘발성 카보닐(Volatile Carbonyls)를 형성, 크롬(이것은 휘발성 디큐민 유도체(Volatile dicumene)를 형성) 또는 티타늄이나 구리와 같은 위발성 유도체를 형성하는 금속과 함께 알루미나를 입히는 방법이다. 이러한 두가지 금속의 순차적 도금 방법은 이미 시행된 바 있는 방법이었다. 섬유상으로 또는 위스커상으로 도금된 알루미나의 균일한 금속혼합물은 고체의 형태로 고온압축된채 몰드(mould)속에 준비되어지는데 이때 온도와 압력은 금속의 부분액화가 가압공정(pressing operation)동안 일어나게끔 선택되어져야 한다. 이렇게 생산된 재료들은 시료의 부분에 따라 다양한 성질을 갖게되며 강화재료로서 쓰여진 알루미나함량의 증가에 따라 현격한 다공성(porosity)을 갖게되는데 이는 기지(matrix)의 강도를 감소시키는 원인이 된다. 450℃까지의 고온 가압 방법이 이 작업에서 사용되어 왔다.One way to approach this problem is to first use nickel or tungsten (all of which form volatile carbonyls, chromium (which forms volatile dicumene derivatives) or gastric derivatives such as titanium or copper). Alumina is applied together with the metal to be formed, and the sequential plating of these two metals has already been carried out: A homogeneous metal mixture of alumina plated in fibrous or whisker form is hot pressed in the form of a solid. The temperature and pressure should be chosen so that the partial liquefaction of the metal occurs during the pressing operation.The materials produced are of varying properties depending on the part of the sample and are used as reinforcing materials. As the amount of alumina used increases, it has a marked porosity. causes a decrease in the strength of rix) A high temperature pressurization method up to 450 ° C. has been used in this work.

이 문제점에 접근하는 또다른 방법은 다결정 알루미나의 연속적인 필라멘트 또는 불연속적인 섬유와 함께 중량비 1-8%의 리튬(lithium)을 함유하는 용융알루미늄 합금을 사용하는 방법이었다. 이러한 필라멘트와 섬유는 보다 적은 리튬 함량의 사용이 가능하게끔 실리카(Silica)의 얇은 도금체로서 제공되어질 수 있다. 이러한 과정에서 팔라멘트와 섬유의 표면과 알루미늄 합금의 리튬 사이에서 반응은 일어나게 되며 이때 표면은 회색에서 검정색으로 되며 이때 직경 20%이상의 섬유는 포함되지 않아야한다는 것을 유의하여야 한다. 이때 중간의 외장(sheath)은 알루미나 필라멘트나 알루미나 섬유가 알루미늄이나 그 합금과 결합하도록 해준다. 이때 용융금속이 알루미늄구조를 침투해 들어가는데 대한 저항을 극복하기 위해 0.14-0.9㎏/㎠정도의 압력이 가해진다. 이 방법에 의해 생산된 재료는 필연적으로 리튬을 함유하게 된다.Another way to approach this problem was to use molten aluminum alloys containing 1-8% by weight of lithium with continuous filaments or discontinuous fibers of polycrystalline alumina. These filaments and fibers can be provided as thin platelets of silica to enable the use of less lithium content. It should be noted that in this process, a reaction occurs between the surface of the filament and the fiber and the lithium of the aluminum alloy, wherein the surface is gray to black and no fiber of 20% or more in diameter should be included. The intermediate sheath allows the alumina filament or alumina fibers to bind with aluminum or its alloys. At this time, a pressure of about 0.14-0.9㎏ / ㎠ is applied to overcome the resistance of molten metal to penetrate the aluminum structure. The material produced by this method inevitably contains lithium.

본 발명의 목적은 변경되지 않은 알루미나 섬유나 위스커의 사용에 근거를 둔 복합재료 생산 방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a composite material based on the use of unmodified alumina fibers or whiskers.

본 발명에 의하면 알루미늄과 또는 알루미늄 합금 그리고 강화재료로서 알루미나의 섬유와 또는 위스커 매트를 함유하는 복합재료의 생산에 관한 방법이 제공되어 진다. 이때 강화물질은 변경되지 않은채 섬유나 위스커 형태 알루미나의 매트를 포함한 몰드속으로 들어가게된다. 여기서 몰드와 그속의 내용물들은 700℃-1050℃사이의 온도까지 예열되며 700℃-1050℃의 온도에서는 알루미나와 반응하지 않는 하나 또는 그 이상의 합금원소를 갖는 용융알루미늄이나 용융알루미늄 합금은 1050℃이하를 초과하지 않은 온도에서 용융금속에 의해 덮혀지게 되는데, 몰드속 내용물들에 대해 압력을 변화시켜 줌으로써 알루미나와 용융금속 사이의 표면장력(Surface tension)를 극복하여 용융금속이 매트의 빈틈 사이의 공간으로 침투할 수 있도록 용융금속이 매트와 접촉한 상태에서 응고할 수 있게 한다.According to the invention there is provided a process for the production of composites containing aluminum and / or aluminum alloys and fibers of alumina as a reinforcing material or whisker mats. The reinforcing material then enters the mold, including the mat of fibers or whisker alumina, unchanged. Here, the mold and its contents are preheated to temperatures between 700 ° C and 1050 ° C, and molten aluminum or molten aluminum alloys with one or more alloying elements that do not react with alumina at temperatures between 700 ° C and 1050 ° C are below 1050 ° C. It is covered by the molten metal at a temperature not exceeding, which overcomes the surface tension between the alumina and the molten metal by varying the pressure on the contents in the mold, so that the molten metal penetrates into the space between the gaps of the mat. This allows the molten metal to solidify in contact with the mat.

이 방법에서 사용되는 알루미나는 알루미나의 단결정 형태이거나 혹은 다결정 형태이어도 된다. 알루미나의 단결정 형태들이란 사실상은 순수한 알파 알루미나(

Figure kpo00001
-Alumina)이다. 이러한 형태의 알루미나 위스커의 생산 방법은 영국특허 1489346과 3947562에 상술되어 있다. 알루미나의 섬유형태가 사용될 때 그것은 고강도이며 본질적으로는 알파 알루미나인 고계수 다결정(high modulus polycrystalline)인 섬유재료이다. 이것의 전형적인 생산방식은 미국특허 3808015와 3853688에 상술되어 있다. 어러한 모든 알루미나는 인공적으로 생산되는 알루미나의 형태로 간주되어 질 수 있다.The alumina used in this method may be in the single crystal form or the polycrystalline form of alumina. Single crystal forms of alumina are actually pure alpha alumina (
Figure kpo00001
-Alumina). Methods of producing alumina whiskers of this type are detailed in British Patents 1489346 and 3947562. When fiber forms of alumina are used it is a high modulus polycrystalline fibrous material that is high strength and essentially alpha alumina. Typical production methods for this are detailed in US Patents 3808015 and 3853688. All such aluminas can be regarded as a form of artificially produced alumina.

본 발명에서는 섬유나 위스커의 변형, 예를들어 하나 또는 다른 금속으로 표면을 도금하는 것과 같은 변형은 필요하지 않다. 섬유상이나 위스커는 본 방법에서는 사용이전에 변형을 거치지 않고 생산된 것을 사용한다.In the present invention, no modification of the fibers or whiskers, such as plating the surface with one or another metal, is necessary. Fibrous or whiskers are produced in this method without any deformation prior to use.

기지는 이전에 언급한 온도조건에서 알파알루미나와 반응을 하지않는 하나 또는 그 이상의 원소를 함유하고 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이다. 주된 합금원소는 실리콘이나 마그네슘, 구리, 아연, 주석, 망간, 닉켈, 철 같은 금속들이다. 사용되는 합금들은 주물합금, 일반용 합금, 중합금(heavy duty alloy) 또는 특수용 합금등의 상이한 형태가 될 수도 있다. 이러한 합금들의 목록은 영국공업규격 1490(1790)페이지 12-13에 수록되어 있는데 이러한 합금들의 대부분은 필수 원소로서 실리콘, 구리, 마그네슘, 망간 그리고 닉켈중 하나 또는 그 이상을 함유하고 있으나 어쩔 수 없이 존재하게 되는 불순물으로서나 티타늄(titanum)과 같이 특수한 목적을 위한 첨가물로서 몇개의 금속을 소량 함유할 수도 있다.The matrix is an aluminum or aluminum alloy containing one or more elements that do not react with alpha alumina at the previously mentioned temperature conditions. The main alloying elements are silicon, metals such as magnesium, copper, zinc, tin, manganese, nickel and iron. The alloys used may be in different forms, such as cast alloys, general purpose alloys, heavy duty alloys or special alloys. A list of these alloys is listed in British Standard 1490 (1790), pages 12-13. Most of these alloys contain, as essential elements, one or more of silicon, copper, magnesium, manganese and nickel but are inevitably present. It may contain a small amount of some metals as impurities to be made or as additives for special purposes such as titanium.

본 발명의 공정에 의해 준비된 복합재료에서는 알루미늄이나 알루미늄합금이 생산품의 중량비에 있어대부분을 차지하는데 최소한 중량비 85%정도의 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 나머지 15%이내의 알파 알루미나의 섬유 또는 위스커 복합재료로 구성된다. 대부분의 경우 복합재료는 알루미늄이나 알루미늄 합금이 중량비로 90%이상이고 섬유나 위스커 형태의 알루미나가 10%이내이다.In the composite material prepared by the process of the present invention, aluminum or aluminum alloy accounts for most of the weight ratio of the product, and is composed of at least 85% by weight of aluminum or aluminum alloy and the remaining 15% of alpha alumina fiber or whisker composite material. do. In most cases, composites contain more than 90% by weight of aluminum or aluminum alloy and less than 10% of alumina in the form of fibers or whiskers.

강화물질이 없는 복합재료에 비교해볼 때 생산되는 복합재료의 강도를 높이기 위해 충분한 양의 섬유 및/또는 위스커의 사용이 필요하다. 다른 방법으로 표현하면 금속에 대한 알루미나의 체적비(Volume ratio)는 20%까지 될 수 있다.Compared to composites without reinforcements, the use of sufficient fibers and / or whiskers is necessary to increase the strength of the composites produced. In other words, the volume ratio of alumina to metal can be up to 20%.

본 발명의 공정은 진공을 적용하는 방법이나 수압 램(hydraulic ram)같은 압력을 적용하는 방식이 갖추어진 전기로(electric furnace)에서 쉽게 시행되어질 수 있다. 변경되지 않은 알루미나의 섬유 및/또는 위스커를 담은 몰드는 로(爐)내에 위치되어 700℃-1050℃정도로 예열되어진다. 그동안 많은 알루미늄 금속이나 알루미늄 합금은 용해될 때까지 각각 가열되는데 보통 그들의 용융점보다 최소한 50℃이상까지 가열된다. 그리하여 용융금속은 예열된 몰드와 로속의 장입물 위로 부어진다. 이때 알루미늄이나 합금의 온도는 변경되지 않은 알루미나의 섬유나 위스커를 순상할만큼 높은 온도여서는 안된다. 알루미나 섬유는 마그네시아(magnesia)와 같은 다른 산화물을 소량 포함하고 용융금속의 적절한 온도를 결정하는데 있어 고려되어질 수 있어야 한다. 주어진 물질로부터 몇번의 실험은 용융금속에 대한 편리한 온도 범위를 암시해주게된다. 장입물 전체는 다른 과정이 시작되기 이전에 용융된 상태로서 예열된 몰드에 들어가야만 한다. 순수한 알루미늄이 사용될 때 전형적인 온도조건은 순수한 알루미늄이 900-950℃정도에서 부어지고 변경되지 않은 알루미나 매트가 800-850℃정도이다. 알루미늄-실리콘 베이스 합금이 사용될 때 온도는 약간 낮추어질 수 있는데 예를 들면 변경되지 않은 알루미나 매트가 800-850℃이고 용융합금은 850-900℃정도이다.The process of the present invention can be easily carried out in an electric furnace equipped with a method of applying a vacuum or a method of applying a pressure such as a hydraulic ram. Molds containing unmodified alumina fibers and / or whiskers are placed in a furnace and preheated to around 700 ° C.-1050 ° C. In the meantime, many aluminum metals or aluminum alloys are heated until they melt, usually at least 50 ° C above their melting point. The molten metal is thus poured over the preheated mold and the charge in the furnace. At this time, the temperature of the aluminum or alloy should not be high enough to smooth the unchanged alumina fibers or whiskers. Alumina fibers contain small amounts of other oxides, such as magnesia, and should be considered in determining the proper temperature of the molten metal. Several experiments from a given material suggest a convenient temperature range for the molten metal. The entire charge must enter the preheated mold as molten before other processes can begin. Typical temperature conditions when pure aluminum is used are pure aluminum poured at 900-950 ° C and unmodified alumina mat at 800-850 ° C. When aluminum-silicon base alloys are used, the temperature can be slightly lowered, for example, unaltered alumina mat is 800-850 ° C. and molten alloy is 850-900 ° C.

변경되지 않은 알루미나보다 더 높은 온도를 갖는 용융금속이 좋다는 것은 다음에 설명될 것이다. 압력은 다음단계에서 수압 램의 피스톤을 몰드안의 용융금속에 말착하여 힘을 가함으로써 몰드속의 내용물들에 작용하게 된다. 그러므로 실제적인 압력은 용융금속의 표면에 작용하게 되며 이것이 용융금속을 변경되지 않은 알루미나 매트의 빈틈사이로 밀어넣게 되며 금속과 알루미나 매트사이의 표면 장력을 극복하게 한다. 이리하여 금속과 변경되지 않은 알루미나는 직접적으로 결합하게 된다. 압력이 작용되기 이전에 몰드의 내부를 진공시키는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 수압램이 작용하는 동안 몰드속의 용융금속에 공기가 존재하지 않게된다. 그렇게 하면 용융금속은 알루미나 매트 부근에서 응고하게 되며 이 결과 강화된 주물형체(cast body)를 형성할 수 있다. 이리하여 응고된 주물은 몰드로부터 분리되어질 수 있다.It will be explained next that a molten metal having a higher temperature than unaltered alumina is preferred. The pressure acts on the contents in the mold by applying a force in the next step by attaching the piston of the hydraulic ram to the molten metal in the mold. Therefore, the actual pressure acts on the surface of the molten metal, which pushes the molten metal into the gaps of the unaltered alumina mat and overcomes the surface tension between the metal and the alumina mat. Thus, the metal and the unmodified alumina are bonded directly. It is desirable to vacuum the interior of the mold before pressure is applied. This ensures that no air is present in the molten metal in the mold during hydraulic ram operation. Doing so causes the molten metal to solidify near the alumina mat, resulting in an enhanced cast body. The solidified casting can then be separated from the mold.

이 공정에서 사용되는 압력은 실제적이다. 실험에 있어서 만족할만한 결과를 얻기 위해 75-375㎏/㎠의 압력을 사용했었다. 보다높은 압력도 적당한 장비가 이용될 수 있을 때는 가능하나 반드시 필요한 것은 아니다. 보다 낮은 압력의 사용은 주로 원하는 강화의 정도와 각각의 알루미나섬유 및/또는 위스커의 분리의 정도에 의존한다. 우리의 경험에 의하면 75㎏/㎠의 최소압력을 사용하는 것이 바람직하다. 몰드속의 재료의 온도와 작용될 압력 사이에는 상호관계가 있다. 재료의 온도가 700℃정도일때 만족할만한 결과를 얻기위해서는 375㎏/㎠정도의 압력이 필요하나 850℃정도일때는 압력이 75㎏/㎠을 초과하지 않아도 된다.The pressure used in this process is practical. A pressure of 75-375 kg / cm 2 was used to obtain satisfactory results in the experiment. Higher pressures are possible but not necessary when suitable equipment is available. The use of lower pressures mainly depends on the degree of reinforcement desired and the degree of separation of each alumina fiber and / or whisker. In our experience, it is desirable to use a minimum pressure of 75 kg / cm 2. There is a correlation between the temperature of the material in the mold and the pressure to be applied. A pressure of about 375 kg / cm 2 is required to obtain satisfactory results when the temperature of the material is around 700 ° C., but the pressure does not have to exceed 75 kg / cm 2 when it is about 850 ° C.

본 공정은 용융금속과 알루미나의 섬유 및/또는 위스커 매트와 그 매트를 담고 있는 몰드를 용융금속이 응고를 시작하는 온도이상으로 할 것을 요구하는데, 이는 작용되는 압력이하에서도 용융금속과 알루미나 매트 사이에서 용융금속의 응고 온도까지 냉각하지 않고서도 직접 접촉할 수 있게 한다. 실제로 몰드와 알루미나 매트는 접촉시기에 용융금속보다 높은 온도로 할 수 있다. 만일 재료의 온도가 지나치게 높으면 알루미나와 용융금속의 계면(界面)에서 반응이 일어날 수 있다. 이 반응은 1050℃까지의 상당한 범위에서는 일어나는 것 같지 않다. 그러므로 1050℃는 온도의 상한성이 되는 것이나 950℃를 넘지 않는 온도에서 작업하는 것이 좋다. 반면에 용융금속의 성질은 온도의 선택에 영향을 미치지만 보통 700-900℃에서 작업하는 것이 좋다. 계면에서 형성되는 결합의 본성은 현단계로서는 알려지지 않고 있다.This process requires the fibers and / or whisker mats of the molten metal and alumina and the mold containing the mat to be at or above the temperature at which the molten metal begins to solidify, between the molten metal and the alumina mat even under the applied pressure. Direct contact is possible without cooling to the solidification temperature of the molten metal. In fact, the mold and alumina mat can be brought to a higher temperature than the molten metal at the time of contact. If the temperature of the material is too high, a reaction may occur at the interface between the alumina and the molten metal. This reaction is unlikely to occur in a significant range up to 1050 ° C. Therefore, 1050 ° C is the upper limit of the temperature, but it is recommended to work at a temperature not exceeding 950 ° C. On the other hand, the nature of the molten metal affects the choice of temperature, but it is usually better to work at 700-900 ° C. The nature of the bonds formed at the interface is not known at this stage.

다음의 예들은 본 발명의 본질을 설명해준다.The following examples illustrate the nature of the invention.

[실시예 1]Example 1

상업적으로 구할 수 있는 순수한 알루미늄이 이 실시예에 사용되었다. 이는 별개의 분석은 하지 않았으나 생산물에 대한 분석은 중량비로 99.7%이상의 순도를 암시해 주었다. 결정성 알루미나위스커 재료의 준비를 위해 영국 특허 1489346의 방법이 사용되었으며 이 재료는 흑연몰드(graphite lined mould)에 담았다. 알루미나 위스커를 포함한 몰드는 플런저(plunger)를 갖는 전기진공로(electric vacuum furnace)에서 800-850℃의 온도로 가열되어졌다. 동시에 충분한 양의 위스커 매트를 덮을 보통의 순수한 알루미늄은 950℃정도로 가열되고 용융금속은 900-950℃사이의 온도에서 위스커에 부어진다. 몰드위에 중심이 갖추어진 플런저는 부분적으로 아래에 낮추어진다. 이때 모든 기체는 진공펌프를 작동함에 따라 제거되고 용융 알루미늄의 표면에 75㎏/㎠의 압력을 가하기 위해 플런저는 완전히 낮추어진다. 사용되어지는 플런저의 피스톤 끝은 흑연으로 내화(耐火)된 표면이다.Commercially available pure aluminum was used in this example. This was not a separate analysis, but analysis of the product suggested a purity of more than 99.7% by weight. For the preparation of crystalline alumina whisker materials, the method of British patent 1489346 was used, which was contained in a graphite lined mold. The mold containing the alumina whisker was heated to a temperature of 800-850 ° C. in an electric vacuum furnace with a plunger. At the same time, ordinary pure aluminum, which will cover a sufficient amount of whisker mat, is heated to around 950 ° C and molten metal is poured into the whisker at a temperature between 900 and 950 ° C. The plunger centered on the mold is partially lowered below. All gases are then removed by operating the vacuum pump and the plunger is lowered completely to apply a pressure of 75 kg / cm 2 to the surface of the molten aluminum. The piston end of the plunger to be used is a fireproof surface of graphite.

몇분간에 걸쳐 기록된 압력의 계속적인 판독을 할때 플런저는 철수되고 몰드의 내용물은 로(爐)로부터 제거되지전에 냉각되기 시작한다. 생산품을 검토하면 용융알루미늄이 알루미나 매트의 빈 틈새와 몰드의 흑연내화사이에 침투된 것을 알 수 있다.On continuous reading of the recorded pressure over several minutes, the plunger is withdrawn and the contents of the mold begin to cool before being removed from the furnace. Examination of the product reveals that molten aluminum has penetrated between the void gap of the alumina mat and the graphite refractory of the mold.

[실시예 2]Example 2

실시예 1의 과정이 상업적으로 순수한 알루미늄 대신에 중량지 1.0%정도의 마그네슘, 1.1%의 실리콘 그리고 0.7%의 망간을 함유하고 900℃가열된 알루미늄 중합금을 사용하여 되풀이되었다. 작용압력은 110㎏/㎠정도였으며 비슷한 결과가 얻어졌다.The procedure of Example 1 was repeated using aluminum alloy gold heated at 900 ° C. containing 1.0% magnesium by weight, 1.1% silicon and 0.7% manganese, instead of commercially pure aluminum. The working pressure was about 110㎏ / ㎠ and similar results were obtained.

[실시예 3]Example 3

실시예 1의 과정이 상업적으로 순수한 알루미늄 대신에 중량비 1.2%의 구리, 1.3%의 망간 그리고 11.5%의 실리콘을 함유하고 850℃정도로 가열된 알루미늄 특수용 합금에 대해 되풀이되는데 이때 몰드와 위스커 매트는 775℃까지 가열되며 작용압력은 225㎏/㎠정도였다. 비슷한 결과가 얻어졌다.The procedure of Example 1 is repeated for aluminum special alloys containing 1.2% copper by weight, 1.3% manganese, and 11.5% silicon instead of commercially pure aluminum and heated to about 850 ° C., with the mold and whisker mat being 775 ° C. It heated up to and the working pressure was about 225 kg / cm <2>. Similar results were obtained.

[실시예 4]Example 4

실시예 1의 과정이 상업적으로 순수한 알루미늄 대신에 1.20%의 마그네슘 그리고 2.2%닉켈을 함유한 850℃정도로 가열된 알루미늄 베이스 합금에 대하여 되풀이 되었다. 이때 몰드와 위스커 재료는 775℃정도로 가열되며 작용압력은 200㎏/㎠정도이다. 이때 동일한 결과가 얻어졌다.The procedure of Example 1 was repeated for aluminum base alloys heated to about 850 ° C. containing 1.20% magnesium and 2.2% nickel instead of commercially pure aluminum. At this time, the mold and the whisker material are heated to about 775 ℃ and the working pressure is about 200㎏ / ㎠. At this time, the same result was obtained.

[실시예 5]Example 5

실시예 3의 과정이 알루미나 위스커 매트대신 상업적으로 구할 수 있는 흑연내화몰드에 정렬된 연속알루미나 필라멘트를 사용하여 되풀이되었다. 사용되어진 합금과 가열온도와 작용된 압력은 실시예 3때와 같았다. 실험해보면 상당한 정도의 강화가 되었음을 알 수 있다.The procedure of Example 3 was repeated using continuous alumina filaments aligned on a commercially available graphite refractory mold instead of an alumina whisker mat. The alloy used, the heating temperature and the applied pressure were the same as in Example 3. Experiments show that there is a significant amount of reinforcement.

이 방법의 생산품은 예외적으로 적은 1-2%의 다공성을 갖는다. 또 생산품은 높은 온도에서 매우 좋은 인장강도를 나타내며 제반성질이 매우 균일하게 나타난다.The products of this method have exceptionally low 1-2% porosity. In addition, the product shows very good tensile strength at high temperature and its properties are very uniform.

Claims (1)

700℃-1050℃까지 예열된 변경되지 않은 알루미나 섬유 또는 위스커의 매트를 담은 몰드로 들어가는 1050℃이내에서는 매트가 용융금속에 의해 덮힐 때까지 알루미나와 반응하지 않는 하나 또는 그 이상의 원소를 함유한 용융 알루미늄이나 알루미늄 합금을 함유하며, 몰드의 내용물에 대한 압력의 변화로 알루미나와 용융금속사이의 표면장력을 극복하게 하여 용융금속이 알루미나 매트의 빈틈사이의 공간으로 침투해 들어가는 것을 가능하게 하며 금속이 알루미나매트와 접촉하여 응고가 가능하게하여 알루미늄 및/또는 알루미늄 합금과 강화재료로서 알루미나 섬유나 위스커 매트를 함유하는 복합재료의 생산 방법.Molten aluminum containing one or more elements that do not react with alumina until the mat is covered by molten metal within 1050 ° C entering a mold containing unmodified alumina fibers or whiskers preheated to 700 ° C-1050 ° C. Or aluminum alloy, which allows the molten metal to penetrate into the space between the gaps of the alumina mat and to overcome the surface tension between the alumina and the molten metal by changing the pressure on the contents of the mold. A method of producing a composite material comprising aluminum and / or aluminum alloy and alumina fibers or whisker mats as reinforcing materials to enable solidification in contact with the resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220023B1 (en) * 2010-09-28 2013-01-08 한국전력공사 Bonding Method Of Single Crystal Superalloys With High Temperature And Pressure Process

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