JPH01129938A - 複合材料及びその製造方法 - Google Patents
複合材料及びその製造方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は＠量かつ耐熱性に優れ之焼結した繊維強化金属
間化合物よシなる複合材料及びその製造方法に関し、特
にエンジンバルブ、過給機ローメ、コンプレッサ羽根車
など４００〜１０００℃の温度範囲で使用しつる同複合
材料及びその製造方法に関する。
間化合物よシなる複合材料及びその製造方法に関し、特
にエンジンバルブ、過給機ローメ、コンプレッサ羽根車
など４００〜１０００℃の温度範囲で使用しつる同複合
材料及びその製造方法に関する。
４００℃以上で使用される部品は耐熱性、耐食注文は耐
改化注の点から、比重が７以上の鉄基合金、ニッケル基
合金又はコバルト基合金が主に使用されている。
改化注の点から、比重が７以上の鉄基合金、ニッケル基
合金又はコバルト基合金が主に使用されている。
ところが近年、省エネルギの観点から機械部品の軽址化
が要請されているが、４００℃以上の高温では比重の小
さいチタン合金（比Ｍ：約４．５）及びアルミニウム合
金（比重：約五２）は強度、耐酸化性などが不十分であ
り便用できない。一方、比重の小さいＡｌ、Ｏ，、Ｓｉ
３Ｎ４ 、 ＳｉＣなどのセラミックスは、耐熱性の
点では金属系に比較して格段と優れているが、靭性が低
く、かつ硬くて機械７＋１１工注が劣るなどの欠点かめ
るため実用性に問題かめる。
が要請されているが、４００℃以上の高温では比重の小
さいチタン合金（比Ｍ：約４．５）及びアルミニウム合
金（比重：約五２）は強度、耐酸化性などが不十分であ
り便用できない。一方、比重の小さいＡｌ、Ｏ，、Ｓｉ
３Ｎ４ 、 ＳｉＣなどのセラミックスは、耐熱性の
点では金属系に比較して格段と優れているが、靭性が低
く、かつ硬くて機械７＋１１工注が劣るなどの欠点かめ
るため実用性に問題かめる。
また、上記チタン合金やアルミニウム合金と同等の小さ
い比重を示し、それらの合金が使用で＠ない高温でも優
れた耐酸化性、高＠’！！ｆ性金示す合金としてチタン
−アルミニウム系金属間化合物（ＴｉＡｔ、 Ｔｉ、Ａ
ｔ）が刈られているが、このものは非常に脆いため実用
化の例は未だない。
い比重を示し、それらの合金が使用で＠ない高温でも優
れた耐酸化性、高＠’！！ｆ性金示す合金としてチタン
−アルミニウム系金属間化合物（ＴｉＡｔ、 Ｔｉ、Ａ
ｔ）が刈られているが、このものは非常に脆いため実用
化の例は未だない。
本発明は上記技術水準に鑑み、軽量かつ耐熱性に優れた
複合材料及びその製造方法全提供しようとするものであ
る。
複合材料及びその製造方法全提供しようとするものであ
る。
本発明は、
（１１チタン−アルミニウム系金属間化合物の母相中に
、耐熱繊維が分散されていることを特徴とする軽量、耐
熱性の焼結繊維強化金属間化合物複合材料及び （２）平均粒径１０μｍ以下のチタン−アルミニウム系
金属間化合物微粉末、耐熱繊維及び成形助剤を混練して
得られた成形用混合物を１該混合物中の成形助剤の融点
以上の＠度に加熱して所望の形状の金型に充填して所望
の形状の成形体を得、該成形体より成形助剤を除である
。
、耐熱繊維が分散されていることを特徴とする軽量、耐
熱性の焼結繊維強化金属間化合物複合材料及び （２）平均粒径１０μｍ以下のチタン−アルミニウム系
金属間化合物微粉末、耐熱繊維及び成形助剤を混練して
得られた成形用混合物を１該混合物中の成形助剤の融点
以上の＠度に加熱して所望の形状の金型に充填して所望
の形状の成形体を得、該成形体より成形助剤を除である
。
−アルミニウム系金属間化合物としては、比重が４以下
と小嘔＜、シかも４００〜１，０００℃ＴｉＡｔ又は’
Ｉ’１３ｋｔ系金属間化合物は純粋なものに限定される
ものではなく、これらの組成全基本成分とし、例えば化
性などを改善するために他の元素、例えばＭｎ、 Ｖ、
Ｍｏ、 Ｎｂ などを合計１０ｗｔ％以下、添加し
たチタン−アルミニウム系金属間化合物も使用すること
ができる。
と小嘔＜、シかも４００〜１，０００℃ＴｉＡｔ又は’
Ｉ’１３ｋｔ系金属間化合物は純粋なものに限定される
ものではなく、これらの組成全基本成分とし、例えば化
性などを改善するために他の元素、例えばＭｎ、 Ｖ、
Ｍｏ、 Ｎｂ などを合計１０ｗｔ％以下、添加し
たチタン−アルミニウム系金属間化合物も使用すること
ができる。
このチタン−アルミニウム系金属間化合物そのものは、
複雑形状の部品製造するには通さない娠注の小さなもの
でめるので、これ全母相とする複合材料を製造するに際
しては、流動性をよくするため平均粒径１０μ以下の微
粒子としてチタン−アルミニウム系金属間化合物を使用
すべきである。
複雑形状の部品製造するには通さない娠注の小さなもの
でめるので、これ全母相とする複合材料を製造するに際
しては、流動性をよくするため平均粒径１０μ以下の微
粒子としてチタン−アルミニウム系金属間化合物を使用
すべきである。
チタン−アルミニウム系金属間化合物に分散させる強化
材となる耐熱繊維としては、耐熱性の優れたセラミック
ス繊維、合端繊維などであり、例えば８１Ｃウイスカ、
Ｚｒ０１短繊維、 Ａｊ１０３短繊維、 ｋｌ鵞０
３・８１０鵞短穢維、Ｓ１０鵞短繊維、Ｃ短繊維、 ８
１３Ｎ、ウィスカ、 Ｗｌ＃１． Ｂ繊維などがめげら
れる。
材となる耐熱繊維としては、耐熱性の優れたセラミック
ス繊維、合端繊維などであり、例えば８１Ｃウイスカ、
Ｚｒ０１短繊維、 Ａｊ１０３短繊維、 ｋｌ鵞０
３・８１０鵞短穢維、Ｓ１０鵞短繊維、Ｃ短繊維、 ８
１３Ｎ、ウィスカ、 Ｗｌ＃１． Ｂ繊維などがめげら
れる。
一般的に強化材となる耐熱繊維としては、直径２〜３０
０μ町長さ１ｏＰ％へ７９鴎のものが適する。
０μ町長さ１ｏＰ％へ７９鴎のものが適する。
チタン−アルミニウム系金属間化合物と耐熱繊維の配合
割合＃′ｉ＼チタンーアルミニウム系金属間化合物微粉
末と耐熱繊維の混合が容易で、かつ靭性向上効果の点か
ら、前者に対して後者全５〜６０ ｖｏｗ ｔｌｂの範
囲にするのが適している０本発明において使用される成
形助剤は特に限定ちれるものではないが、加熱により流
動性を呈するワックスや有機系樹脂類を使用するのが好
ましい。この使用敏は使用する成形助剤によって異なシ
ー義的に定められないが、例えば成形助剤としてワック
スを用いた場合について述べると、チタン−アルミニウ
ム系金属間化合物微粉末と耐熱繊維の混合物６０ ｖｏ
ｗ％に対しワックス４０ ｖｏｗチ程度である。
割合＃′ｉ＼チタンーアルミニウム系金属間化合物微粉
末と耐熱繊維の混合が容易で、かつ靭性向上効果の点か
ら、前者に対して後者全５〜６０ ｖｏｗ ｔｌｂの範
囲にするのが適している０本発明において使用される成
形助剤は特に限定ちれるものではないが、加熱により流
動性を呈するワックスや有機系樹脂類を使用するのが好
ましい。この使用敏は使用する成形助剤によって異なシ
ー義的に定められないが、例えば成形助剤としてワック
スを用いた場合について述べると、チタン−アルミニウ
ム系金属間化合物微粉末と耐熱繊維の混合物６０ ｖｏ
ｗ％に対しワックス４０ ｖｏｗチ程度である。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。第
１図は本発明の焼結繊維強化金属間化合物裂のパルプの
側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視図で６９、第３図
は第１図、第２図で示された焼結繊維強化金属間化合物
製パルプの射出成形機の概略図である。
１図は本発明の焼結繊維強化金属間化合物裂のパルプの
側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視図で６９、第３図
は第１図、第２図で示された焼結繊維強化金属間化合物
製パルプの射出成形機の概略図である。
第１図、第２図において、１は本発明−実施態様の焼結
繊維強化金属間化合物製パルプを示す。第３図において
、２は前記パルプ１と同じ形状の空洞ｌ１１５３を有す
る金型（通常、炭素鋼製）、４は通路５ｔ−有する金型
（これも通常、炭素鋼ｉｌｌり％６は射出成形機でろり
、７は射出成形機６のシリンダライナー８の中心軸に設
置されているスクリュー、９はシリンダライナー８の周
囲に設けられた加熱コイル％ １０はノズル、１１はチ
タン−アルミニウム系金属間化合物微粉末、耐熱繊維及
び成形助剤よりなる底形用混合物である。
繊維強化金属間化合物製パルプを示す。第３図において
、２は前記パルプ１と同じ形状の空洞ｌ１１５３を有す
る金型（通常、炭素鋼製）、４は通路５ｔ−有する金型
（これも通常、炭素鋼ｉｌｌり％６は射出成形機でろり
、７は射出成形機６のシリンダライナー８の中心軸に設
置されているスクリュー、９はシリンダライナー８の周
囲に設けられた加熱コイル％ １０はノズル、１１はチ
タン−アルミニウム系金属間化合物微粉末、耐熱繊維及
び成形助剤よりなる底形用混合物である。
上記第３図の射出成形機を使用し、チタン−アルミニウ
ム系金属間化合物としてＴｉ−Ａｔを、耐熱繊維として
ＳｉＣウィスカを、成形助剤としてワックスを用いた場
合について説明する。
ム系金属間化合物としてＴｉ−Ａｔを、耐熱繊維として
ＳｉＣウィスカを、成形助剤としてワックスを用いた場
合について説明する。
Ｔｉ−Ａｔ粉末（平均粒径１０μｍ以下） ： ８１Ｃ
ウイスカを体積チで７０ ： ５０の混合物を作り、該
混合物とワックスとを体積チで６０ ： ４０の割合で
別途混線機で１１０℃に加熱しながら攪拌して成形用混
合物１１を作る。該成形用混合物１１全直径２〜３１ｍ
、長ち５〜４ｍのベレット状にして第３図の射出成形機
６へ図示していない装入口から装填する。
ウイスカを体積チで７０ ： ５０の混合物を作り、該
混合物とワックスとを体積チで６０ ： ４０の割合で
別途混線機で１１０℃に加熱しながら攪拌して成形用混
合物１１を作る。該成形用混合物１１全直径２〜３１ｍ
、長ち５〜４ｍのベレット状にして第３図の射出成形機
６へ図示していない装入口から装填する。
射出成形機６へ装填された成形用混合物１１は、加熱コ
イル９でワックスの融点以上の約１２０℃に加熱嘔れな
がら、シリンダライナー８の上部のノズル１０方向に押
し出される。
イル９でワックスの融点以上の約１２０℃に加熱嘔れな
がら、シリンダライナー８の上部のノズル１０方向に押
し出される。
（第５図はこの状態を示している。）
スクリュー７を一旦、ノズル１０より後退させた後、高
い圧力で前進させると、流動状態になった成形用混合物
１１はノズル１０から金型４の通路５を通シ、金型２の
空洞部３に充填される。
い圧力で前進させると、流動状態になった成形用混合物
１１はノズル１０から金型４の通路５を通シ、金型２の
空洞部３に充填される。
空洞部３に充填された成形用混合物１１の温度がワック
スの融点以下に下がった時点で％成形用混合物１１、す
なわち射出状態の未焼結パルプ状混合物、を金型２から
暇り出し、該バルブ状混合’＄ｔ−４００℃程度に加熱
してワックスを流し出して脱脂する。
スの融点以下に下がった時点で％成形用混合物１１、す
なわち射出状態の未焼結パルプ状混合物、を金型２から
暇り出し、該バルブ状混合’＄ｔ−４００℃程度に加熱
してワックスを流し出して脱脂する。
脱脂したバルブ状混合物をアルゴン雰囲気中で１２５０
℃で焼結すると、第１図、第２図に示した形状の焼ＭＳ
ｉＣ強化’ｒｉＡｔ 製パルプが得られる。
℃で焼結すると、第１図、第２図に示した形状の焼ＭＳ
ｉＣ強化’ｒｉＡｔ 製パルプが得られる。
＋１＋ 本発明の焼結繊維強化金属間化合物複合材料
は、母相がチタン−アルミニウム系金属間化合物である
ので比重が軽く、耐酸化性でかつ高温強度に優れ、かつ
耐熱繊維が母相中に分散しているので靭性も優れており
、従来不可能でるつ之高温部品の裏作に有利に使用でき
る。
は、母相がチタン−アルミニウム系金属間化合物である
ので比重が軽く、耐酸化性でかつ高温強度に優れ、かつ
耐熱繊維が母相中に分散しているので靭性も優れており
、従来不可能でるつ之高温部品の裏作に有利に使用でき
る。
（２）平均粒径１０μｍ以下のチタン−アルミニウム系
金属間化合物を使用するので耐熱繊維との混合が容易で
め９、かつ成形助剤を使用しているので成形が容易でめ
ジ、複雑形状の焼結繊維強化金属間化合物裏部品の製造
が可能となる。
金属間化合物を使用するので耐熱繊維との混合が容易で
め９、かつ成形助剤を使用しているので成形が容易でめ
ジ、複雑形状の焼結繊維強化金属間化合物裏部品の製造
が可能となる。
第１図、第２図は本発明の焼結繊維強化金属間化合物部
品の一例を示すもので、第１図はその側面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ矢視図である。ｉｔｇ３図は本発明の焼
結繊維強化金属間化合物製部品の裏遣方法の一工程であ
る射出成形機の概略図でるる。 ハ 第３図
品の一例を示すもので、第１図はその側面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ矢視図である。ｉｔｇ３図は本発明の焼
結繊維強化金属間化合物製部品の裏遣方法の一工程であ
る射出成形機の概略図でるる。 ハ 第３図
Claims (2)
- （１）チタン−アルミニウム系金属間化合物の母相中に
、耐熱繊維が分散されていることを特徴とする軽量、耐
熱性の焼結繊維強化金属間化合物複合材料。 - （２）平均粒径１０μｍ以下のチタン−アルミニウム系
金属間化合物微粉末、耐熱繊維及び成形助剤を混練して
得られた成形用混合物を、該混合物中の成形助剤の融点
以上の温度に加熱して所望の形状の金型に充填して所望
の形状の成形体を得、該成形体より成形助剤を除去した
後焼成することを特徴とする焼結繊維強化金属間化合物
複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28725387A JPH01129938A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28725387A JPH01129938A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 複合材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129938A true JPH01129938A (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=17715006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28725387A Pending JPH01129938A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01129938A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994023077A1 (en) * | 1993-04-01 | 1994-10-13 | United Technologies Corporation | Ductile titanium alloy matrix fiber reinforced composites |
| JPH08104933A (ja) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | チタンアルミナイド基複合材料 |
| JPH09268336A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐熱性材料及びその製造方法 |
| TWI747346B (zh) * | 2019-07-04 | 2021-11-21 | 日商Ｓｍｃ股份有限公司 | 感測器安裝具及流體壓力缸 |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP28725387A patent/JPH01129938A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994023077A1 (en) * | 1993-04-01 | 1994-10-13 | United Technologies Corporation | Ductile titanium alloy matrix fiber reinforced composites |
| JPH08104933A (ja) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | チタンアルミナイド基複合材料 |
| JPH09268336A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐熱性材料及びその製造方法 |
| TWI747346B (zh) * | 2019-07-04 | 2021-11-21 | 日商Ｓｍｃ股份有限公司 | 感測器安裝具及流體壓力缸 |
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