JPH01113111A - 金属基複合材料の押出し加工方法 - Google Patents
金属基複合材料の押出し加工方法Info
- Publication number
- JPH01113111A JPH01113111A JP26806687A JP26806687A JPH01113111A JP H01113111 A JPH01113111 A JP H01113111A JP 26806687 A JP26806687 A JP 26806687A JP 26806687 A JP26806687 A JP 26806687A JP H01113111 A JPH01113111 A JP H01113111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- composite material
- extrusion
- billet
- matrix
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Extrusion Of Metal (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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、金属基複合材料の押出し加工方法に関する。
（従来の技術）
金属基複合材料は、繊維強化複合材料、粒子強化複合材
料１分散強化複合材料等に分類できる。
料１分散強化複合材料等に分類できる。
このなかで、繊維強化型の複合材料は、比強度。
比剛性が高く、耐熱性に優れている等の特徴を有してお
り、航空機の構造材料等に適用が図られている。
り、航空機の構造材料等に適用が図られている。
一方、粒子強化型の複合材料は、耐熱性、耐摩耗性、耐
食性が優れている。このように、多くの長所を有する材
料であるが、一般に塑性加工が難しい短所がある。特に
１強化繊維および強化粒子の体積含有率が高くなると、
この傾向は顕著である。しかし、この金属基複合材料に
塑性加工を施すことにより、効率的に所定の寸法形状に
することができ、かつ、塑性加工の各種方法を選択する
ことにより、強化繊維等の配向性を制御することが可能
となり、金属基複合材料の長所を十分に発揮することが
できる。特に、金属基複合材料の塑性加工法として、押
出し加工は応用範囲が広く。
食性が優れている。このように、多くの長所を有する材
料であるが、一般に塑性加工が難しい短所がある。特に
１強化繊維および強化粒子の体積含有率が高くなると、
この傾向は顕著である。しかし、この金属基複合材料に
塑性加工を施すことにより、効率的に所定の寸法形状に
することができ、かつ、塑性加工の各種方法を選択する
ことにより、強化繊維等の配向性を制御することが可能
となり、金属基複合材料の長所を十分に発揮することが
できる。特に、金属基複合材料の塑性加工法として、押
出し加工は応用範囲が広く。
きわめて有効的な加工方法である。
（発明が解決しようとする間ｇ４ ）
前述したよ−うに、金属基複合材料は、一般に難加工性
材料である。繊維強化複合材料を例にとると、強化繊維
の体積含有率が高くなるにしたがって、その押出し加工
後の押出し製品の表面に割れが生ずる。これは、押出し
中に材料表面下に作用する引張り応力に起因する。即ち
、第９図の直接押出し法のメタルフロー１に示すように
、押出し中ビレットとコンテナ２の壁面間の摩擦デッド
ゾーンのせん新城、押出し材表面とダイストランド間の
摩擦等の影響により、第１０図に示すように、ダイス３
ａ出側の材料流速分布は、押出し材４の表面速度Ｖｓが
遅く、これに対して、押出し材４の中央部速度Ｖｃは速
く、中高の分布形となっている。
材料である。繊維強化複合材料を例にとると、強化繊維
の体積含有率が高くなるにしたがって、その押出し加工
後の押出し製品の表面に割れが生ずる。これは、押出し
中に材料表面下に作用する引張り応力に起因する。即ち
、第９図の直接押出し法のメタルフロー１に示すように
、押出し中ビレットとコンテナ２の壁面間の摩擦デッド
ゾーンのせん新城、押出し材表面とダイストランド間の
摩擦等の影響により、第１０図に示すように、ダイス３
ａ出側の材料流速分布は、押出し材４の表面速度Ｖｓが
遅く、これに対して、押出し材４の中央部速度Ｖｃは速
く、中高の分布形となっている。
この速度の差ΔＶ ＝ Ｖｃ −Ｖｓにより材料表面に
引張り応力が作用する。通常のアルミニウム材等では、
この流速差に起因する表面割れは発生しにくいが、上記
したように難加工材である金属基複合材料の場合、割れ
が生じ易く、特に強化繊維の体積含有率が高くなると顕
著に出る。
引張り応力が作用する。通常のアルミニウム材等では、
この流速差に起因する表面割れは発生しにくいが、上記
したように難加工材である金属基複合材料の場合、割れ
が生じ易く、特に強化繊維の体積含有率が高くなると顕
著に出る。
金属基複合材料の押出し加工において、健全な押出し製
品を得るためには、基本的な最適押出し条件（例えば、
押出し温度、押出し速度、潤滑条件、ダイス形状等）を
把握することは当然であるが押出し素材として変形能が
低いという基本的な問題が含まれており、この解決が望
まれていた。
品を得るためには、基本的な最適押出し条件（例えば、
押出し温度、押出し速度、潤滑条件、ダイス形状等）を
把握することは当然であるが押出し素材として変形能が
低いという基本的な問題が含まれており、この解決が望
まれていた。
そこで１本発明の目的は１表面割れのない健全な押出し
製品を得るとともに、押出し加工による機械的特性の向
上を図り、更に、押出し加工時の生産性向上を図った金
属基複合材料の押出し加工方法を提供することにある。
製品を得るとともに、押出し加工による機械的特性の向
上を図り、更に、押出し加工時の生産性向上を図った金
属基複合材料の押出し加工方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、金属基複合材料ビレットをダイスを介して押
出しをする金属基複合材料の押出し加工方法において、
金属基複合材料ビレットの製造工程でマトリクス金属層
を一体に形成し、押出し前にこのマトリクス金属層がダ
イス側となるように配置することを特徴とするものであ
る。
出しをする金属基複合材料の押出し加工方法において、
金属基複合材料ビレットの製造工程でマトリクス金属層
を一体に形成し、押出し前にこのマトリクス金属層がダ
イス側となるように配置することを特徴とするものであ
る。
（作 用）
押出された製品の表面に、金属基複合材料と比較して変
形能の高いマトリクス金属のみの層が形成されることに
より、押出し材の中央部の金属基複合材料には、押出し
加工中表面層に作用する引張り応力が緩和され１割れの
ない表面品質及び機械的特性の優れた金属基複合材料の
押出し製品が得られる。
形能の高いマトリクス金属のみの層が形成されることに
より、押出し材の中央部の金属基複合材料には、押出し
加工中表面層に作用する引張り応力が緩和され１割れの
ない表面品質及び機械的特性の優れた金属基複合材料の
押出し製品が得られる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、以下の説明は、直接押出し法について行う。第１図
は、繊維強化型複合材料の製造方法の一例である溶浸法
（溶湯鍛造法）を示す。この方法は、溶融金属を強化繊
維中へ加圧浸透させる方法である。本発明は、この加圧
浸透時に１強化繊維間に溶湯金属が浸透した部分１０の
他に、強化繊維を含まない溶湯金属即ちマトリクス金属
のみの部分１１を形成し、熱処理後冷却し、これを押出
し加工用ビレットとする。ここで、マトリクス金属のみ
の部分１１は、加圧浸透時における加圧を調整すること
により形成することができる。
お、以下の説明は、直接押出し法について行う。第１図
は、繊維強化型複合材料の製造方法の一例である溶浸法
（溶湯鍛造法）を示す。この方法は、溶融金属を強化繊
維中へ加圧浸透させる方法である。本発明は、この加圧
浸透時に１強化繊維間に溶湯金属が浸透した部分１０の
他に、強化繊維を含まない溶湯金属即ちマトリクス金属
のみの部分１１を形成し、熱処理後冷却し、これを押出
し加工用ビレットとする。ここで、マトリクス金属のみ
の部分１１は、加圧浸透時における加圧を調整すること
により形成することができる。
しかして、次工程である押出し加工は、一般工業材料で
広く採用されている前方（直接）押出し加工及びダイス
半角９０°によるが、この例を第２図に示す。即ち、第
１図に示した溶浸法で製造したビレットは、第２図に示
すように金属基複合材料部分１２と、マトリクス金属部
分１３に分けられる。
広く採用されている前方（直接）押出し加工及びダイス
半角９０°によるが、この例を第２図に示す。即ち、第
１図に示した溶浸法で製造したビレットは、第２図に示
すように金属基複合材料部分１２と、マトリクス金属部
分１３に分けられる。
そこで、マトリクス金属部分１３をダイス３ｂ側に配置
する。次に、第３図に示すようにステム１４によって加
圧し、ダイス３ｂの出口から金属基複合材料の押出し製
品１５を得る。なお、同図の符号１６ｔｉ、デッドゾー
ンを示す。
する。次に、第３図に示すようにステム１４によって加
圧し、ダイス３ｂの出口から金属基複合材料の押出し製
品１５を得る。なお、同図の符号１６ｔｉ、デッドゾー
ンを示す。
第４図は、この押出し材の押出し定常部の横断面を示し
、中央部は、金属基複合材料部１７であり、外周は、マ
トリクス金属部１８となっている。以下。
、中央部は、金属基複合材料部１７であり、外周は、マ
トリクス金属部１８となっている。以下。
押出し材の横断面が第４図に示す構造となる理由を説明
する。
する。
押出し変形中に第３図に示すように、ダイス３ｂ直前に
デッドゾーン１Ｇが生ずる。このデッドゾーン１６は、
上記したように強化繊維を含まないマトリクス金属部１
３をダイス３ｂ側に配置しているため、デッドゾーン１
６はマトリクス金属のみで形成されている。このような
場合、デッドゾーン１６は、完全に剛体でなく、ビレッ
トの変形に伴なってデッドゾーン１６からもダイス３ｂ
の出口を通って、少しずつ流出する。この結果、第４図
に示すような断面となる。
デッドゾーン１Ｇが生ずる。このデッドゾーン１６は、
上記したように強化繊維を含まないマトリクス金属部１
３をダイス３ｂ側に配置しているため、デッドゾーン１
６はマトリクス金属のみで形成されている。このような
場合、デッドゾーン１６は、完全に剛体でなく、ビレッ
トの変形に伴なってデッドゾーン１６からもダイス３ｂ
の出口を通って、少しずつ流出する。この結果、第４図
に示すような断面となる。
変形能の低い材料の押出し加工において１割れ発生の最
も多い部分は、押出し材の表面である。
も多い部分は、押出し材の表面である。
この原因は、第１０図に示したように押出し材中央部と
表面層との速度差に起因する引張り応力である。したが
って、押出し材の表面割れを防ぐには、この引張り応力
を低減する（即ち、押出し材中央部と表面層の速度差を
小さくする）か、又は大きな引張り応力が作用する表面
層に変形能の大きな材料を配し、変形能の小さい金属基
複合材料の押出し製品部へ、の引張り応力を緩和する方
法がある。
表面層との速度差に起因する引張り応力である。したが
って、押出し材の表面割れを防ぐには、この引張り応力
を低減する（即ち、押出し材中央部と表面層の速度差を
小さくする）か、又は大きな引張り応力が作用する表面
層に変形能の大きな材料を配し、変形能の小さい金属基
複合材料の押出し製品部へ、の引張り応力を緩和する方
法がある。
本発明は、後者の方法により割れのない健全な金属基複
合材料の押出し製品を得ようとするものである一押出し
材外周部に、変形能の大きな材料を配する他の方法とし
て、■第５図に示すようにリング状のマトリクス材１７
の中に金属複合材料ビレット１８を挿入したビレットを
押出し加工する方法。
合材料の押出し製品を得ようとするものである一押出し
材外周部に、変形能の大きな材料を配する他の方法とし
て、■第５図に示すようにリング状のマトリクス材１７
の中に金属複合材料ビレット１８を挿入したビレットを
押出し加工する方法。
■第６図に示すように金属基複合材料のビレット１８を
マトリクス材の溶湯金属１９の中に浸けて冷却し、外周
部に変形能の高い材料をっけ、押出し加工する方法、■
第７図に示すように金属基複合材料ビレット１８をコン
テナ２内へ挿入する前に、別途円板状のマトリクス材１
９を挿入し、押出し加工する方法等が考えられる。
マトリクス材の溶湯金属１９の中に浸けて冷却し、外周
部に変形能の高い材料をっけ、押出し加工する方法、■
第７図に示すように金属基複合材料ビレット１８をコン
テナ２内へ挿入する前に、別途円板状のマトリクス材１
９を挿入し、押出し加工する方法等が考えられる。
しかし、これらの方法は、！１造プロセスにおいて工程
の追加が必要となるが１本発明では押出しビレット製造
時に、上記の効果をもたらす部分を製造するため新たな
工程を必要とせずに押出し用ビレットを製造することが
可能となる。
の追加が必要となるが１本発明では押出しビレット製造
時に、上記の効果をもたらす部分を製造するため新たな
工程を必要とせずに押出し用ビレットを製造することが
可能となる。
以上はビレット製造方法として、溶浸法による方法を示
したが、粉末法（金属粉末と強化繊維又は強化粒子を混
合し、加熱加圧し、焼結させる方法）でも可能である。
したが、粉末法（金属粉末と強化繊維又は強化粒子を混
合し、加熱加圧し、焼結させる方法）でも可能である。
即ち、第８図に示すようにマトリクス材粉末と強化粒子
を混合した材料２ｏ上にマトリクス材粉末２１を加えて
加圧し、加熱炉２２で加熱することにより、本発明の効
果をもたらす押出し用ビレットが得られる。
を混合した材料２ｏ上にマトリクス材粉末２１を加えて
加圧し、加熱炉２２で加熱することにより、本発明の効
果をもたらす押出し用ビレットが得られる。
又、押出し加工方法として、前方（直接）押出しのダイ
ス半角９０°の一例を示したが、他の押出し加工方法に
も応用可能である。
ス半角９０°の一例を示したが、他の押出し加工方法に
も応用可能である。
本発明は、以上のように構成されているから。
這加工性材料である金属基複合材を押出し加工により、
表面割れのない表面品質の優れた製品が得られる。又、
繊維強化複合材の場合、押出し加工の結果、押出し方向
に繊維が配列し揃うことによる機械的強度の向上が得ら
れる。更に、製造プロセスにおいて、新な工程を追加す
る必要がなく、生産効率の向上を図ることができる。
表面割れのない表面品質の優れた製品が得られる。又、
繊維強化複合材の場合、押出し加工の結果、押出し方向
に繊維が配列し揃うことによる機械的強度の向上が得ら
れる。更に、製造プロセスにおいて、新な工程を追加す
る必要がなく、生産効率の向上を図ることができる。
第１図は本発明に関連するビレットを溶浸法により製造
する構成を示す説明図、第２図は第１図に示した製造方
法によるビレットを前方押出しする場合の押出し前の状
態を示す説明図、第３図は第２図に示す状態から押出し
加工中の状態を示す説明図、第４図は本発明によって得
られた押出し製品の横断面図、第５図は本発明に関連す
るビレットの第１図と異なる製造方法を示す説明図、第
６図は本発明に関連するビレットの第１図とさらに異な
る他の製造方法を示す説明図、第７図は本発明に関連す
るビレットの第１図とさらに異なる他の製造方法を示す
説明図、第４図は本発明に関連するビレットの第１図と
さらに異なる他の製造方法を示す説明図、第９図は従来
の前方押出し加工方法におけるメタルフローを示す説明
図、第１０図は押出し加工方法における押出し材の中央
部と外周部の流速の差を示す説明図である。 ２・・・コンテナ ３ｂ・・・ダイス１２・
・・金属基複合材料部分 １３・・・マトリクス金属部
分１４・・・ステム １５・・・押出し加
工製品（８７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥
晃（ほか１名）加圧 第１図 第２図 第３図 第４図 才甲ム（７）ロエ 第５図 第６図 第７図 ↓ 押土り力０工 第８図
する構成を示す説明図、第２図は第１図に示した製造方
法によるビレットを前方押出しする場合の押出し前の状
態を示す説明図、第３図は第２図に示す状態から押出し
加工中の状態を示す説明図、第４図は本発明によって得
られた押出し製品の横断面図、第５図は本発明に関連す
るビレットの第１図と異なる製造方法を示す説明図、第
６図は本発明に関連するビレットの第１図とさらに異な
る他の製造方法を示す説明図、第７図は本発明に関連す
るビレットの第１図とさらに異なる他の製造方法を示す
説明図、第４図は本発明に関連するビレットの第１図と
さらに異なる他の製造方法を示す説明図、第９図は従来
の前方押出し加工方法におけるメタルフローを示す説明
図、第１０図は押出し加工方法における押出し材の中央
部と外周部の流速の差を示す説明図である。 ２・・・コンテナ ３ｂ・・・ダイス１２・
・・金属基複合材料部分 １３・・・マトリクス金属部
分１４・・・ステム １５・・・押出し加
工製品（８７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥
晃（ほか１名）加圧 第１図 第２図 第３図 第４図 才甲ム（７）ロエ 第５図 第６図 第７図 ↓ 押土り力０工 第８図
Claims (1)
- 金属基複合材料ビレットをダイスを介して押出しをする
金属基複合材料の押出し加工方法において、前記金属基
複合材料ビレットの製造工程でマトリクス金属層を一体
に形成し、押出し前にこのマトリクス金属層を前記ダイ
ス側となるように配置することを特徴とする金属基複合
材料の押出し加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26806687A JPH01113111A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 金属基複合材料の押出し加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26806687A JPH01113111A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 金属基複合材料の押出し加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01113111A true JPH01113111A (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=17453414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26806687A Pending JPH01113111A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 金属基複合材料の押出し加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01113111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116219340A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-06-06 | 成都鑫京栀科技有限公司 | 一种金属基复合材料加工设备及工艺 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61147917A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Toray Ind Inc | 繊維強化金属材料の加工方法 |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP26806687A patent/JPH01113111A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61147917A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Toray Ind Inc | 繊維強化金属材料の加工方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116219340A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-06-06 | 成都鑫京栀科技有限公司 | 一种金属基复合材料加工设备及工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101356021B (zh) | 一种模具组件及其制造方法 | |
| DE102009043928A1 (de) | Zylinderbuchse, Zylinderblock und Verfahren zur Herstellung einer Zylinderbuchse | |
| US6082436A (en) | Method of centrifugally casting reinforced composite articles | |
| US4040875A (en) | Ductile cast iron articles | |
| EP1264646A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Metallprofilstranges | |
| US3977227A (en) | Method of cold extruding ductile cast iron tube | |
| JPH024904A (ja) | 粉末冶金により生産される半製品から、アルミニウム合金製の横方向への高延性を有する耐熱性未完成製品を製造する為の方法 | |
| US4787228A (en) | Making molds with rectangular or square-shaped cross section | |
| EP2140042B1 (de) | Erzeugung eines partiellen faserverbundgefüges in einem bauteil über eine laserumschmelzbehandlung | |
| JPH01113111A (ja) | 金属基複合材料の押出し加工方法 | |
| JPS61219408A (ja) | 複合リングロ−ル | |
| DE10122181A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Teils aus Metallmatrixkompositmaterial | |
| JPH01180927A (ja) | ピストン製造方法 | |
| US5740688A (en) | Pressure-assisted formation of shaped articles | |
| DE69811753T2 (de) | Brennkraftmaschinenkolben und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| US5523171A (en) | Reinforced material for an automobile connecting rod | |
| DE69420119T2 (de) | Verfahren zum Walzen von Pulver | |
| JPH081268A (ja) | 傾斜機能を有する鍛造用工具及びその製造方法 | |
| AT394325B (de) | Metallische matrize zum strangpressen und verfahren zur herstellung derselben | |
| JPH0563257B2 (ja) | ||
| JPS6376834A (ja) | 軽量ボルトの製造方法 | |
| JPH01262018A (ja) | 金属基複合材料の管材押出し加工方法 | |
| JPH03151115A (ja) | 複合材料およびその製造方法 | |
| JPS5934447B2 (ja) | ２段押出装置 | |
| JPS6267136A (ja) | 金属基複合材料の製造方法 |