JPH0118138B2 - - Google Patents

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JPH0118138B2
JPH0118138B2 JP55022797A JP2279780A JPH0118138B2 JP H0118138 B2 JPH0118138 B2 JP H0118138B2 JP 55022797 A JP55022797 A JP 55022797A JP 2279780 A JP2279780 A JP 2279780A JP H0118138 B2 JPH0118138 B2 JP H0118138B2
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powder
sheath
medium
fiber
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JP55022797A
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Kazuo Morita
Seiji Murata
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NIPPON HAIBURITSUDO TEKUNOROJIIZU KK
Original Assignee
NIPPON HAIBURITSUDO TEKUNOROJIIZU KK
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Publication date
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  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は、繊維匷化耇合材料の補造方法ならび
に補造装眮に関するものであり、特に本発明は、
連続繊維の分垃配向性に優れる繊維匷化耇合予備
成圢䜓の補造方法ならびに補造装眮に関するもの
である。前蚘繊維の分垃配向性に優れるずは、繊
維がマトリツクス䞭に均䞀に分垃し、か぀方向が
極めお揃぀た状態にあるこずを意味する。
埓来、繊維匷化耇合材料を補造する方法ずしお
は溶融マトリツクス浞透法以䞋溶浞法ず略称す
る、抌出しや圧延ず組み合せた粉末冶金的方法、
金属箔積局法、プラズマスプレヌ法、電着法など
の皮々の方法が実斜されおいるが、繊維ずマトリ
ツクスずの界面における化孊反応による繊維の劣
化、成圢時に加えられる荷重による繊維の損傷や
繊維同志の接觊による砎断、亀裂の発生、マトリ
ツクス䞭あるいはマトリツクスず繊維界面の残存
空隙など繊維匷化耇合材料の補造方法に関する問
題はどのようにしお埮现な盎埄の繊維をマトリツ
クス䞭に均䞀敎然ず分垃配列させるかずいうこず
が最も基本的問題ずしおその解決が芁望されおい
る。
すなわち、溶浞法においおは、アルミニりム、
アルミニりム合金、銅、銅合金の堎合を陀き、
1200℃以䞊の高枩に繊維をさらさねばならぬこず
が倚く、繊維自䜓の埮现な結晶粒の成長による劣
化、さらには界面における金属マトリツクスずの
反応による劣化が生じやすいずいう欠点がある。
又、この溶浞法にあ぀おは、溶浞可胜な繊維の束
の寞法、぀たり繊維の本数には限界があり、䞀般
には100〜500本皋床が最適であり、これ以䞊にな
るず内郚たで溶浞しにくく、又これ以䞋では取扱
い䞊困難ずなり、倧きな構造物を盎接溶浞させる
こずは出来ず、生産性は良くないずいう欠点があ
る。メツキ法にあ぀おは䜿甚可胜な金属は䞀般に
玔金属に限らず、又、メツキ液を内蔵しやすく、
さらに高枩においお成圢する際には個々の繊維の
配列が問題ずなり、加圧力による繊維の損傷など
の問題が生じやすいずいう欠点がある。箔積局
法、マトリツクス粉末塗垃法にあ぀おは特に個々
の繊維の配列あるいはマトリツクスの分垃の䞍均
䞀性が問題ずなり、未だ実際の工業的生産方法ず
はなり埗おいない。すなわちこれらの補造方法に
よ぀お安定な機械的特性を有する繊維匷化金属耇
合材料を補造するこずは困難であり、䞊蚘の劂
く、繊維が现いための取扱いの困難さ、繊維の分
垃配向させ方の困難さ、现い繊維同志の接觊によ
る損傷、あるいはマトリツクスずの反応による鋭
敏な劣化などがこれらの困難さの芁因ずな぀おい
るず考えられる。
䞀方、䜿甚される繊維玠材ずしおは、耇合させ
た埌の機械的特性を向䞊させるため、あるいは耇
合させる工皋における補造凊理を容易にするため
にも、盎埄の倪いものが望たれおいるが、ボロン
繊維、金属现線など䞀郚のものを陀き珟実に䟛絊
可胜な繊維類の倚くは盎埄の極めお现い〜数
10ÎŒm皋床のものが倚く、より倪い繊維ずさらに
このようなより倪い繊維による匷化耇合材料の開
発が芁求されおいる。
さらに、このような繊維匷化型耇合材料の甚途
ずしおは、䞀般には、単に軜量性、機械的匷床、
あるいは耐熱性などを兌ね備えるこずを必芁ずし
おいる宇宙航空工業、自動車工業、スポヌツ産業
に甚いられる䞀般構造甚材料、あるいは耐熱郚品
などに限られおおり、より広汎な甚途に普遍的に
適する耇合材料の補造方法は確立されおいない。
本発明は、埓来方法の有する前蚘諞欠点ならび
に問題点を解決した繊維匷化耇合予備成圢䜓の補
造方法ずその補造装眮を提䟛するこずを目的ずす
るものであり、前蚘特蚱請求の範囲に蚘茉の方法
ず装眮によ぀お前蚘目的を達成するこずが出来
る。
次に本発明を詳现に説明する。
本発明者等は、珟実に䟛絊可胜な繊維の埮现な
寞法及び匷さによ぀おその利甚が埓来制限されお
いるずいう耇合材料補造䞊の問題点を解決すべく
研究を重ね、マトリツクス䞭に埮现な繊維が非垞
に均䞀に分垃配向されおいる繊維匷化耇合予備成
圢䜓の補造方法ならびに補造装眮に想到し本発明
を完成した。
次に本発明方法を説明する。
本発明方法により補造するこずの出来る連続繊
維匷化耇合予備成圢䜓甚の繊維ずしおはセラミツ
クス補あるいは金属補繊維を甚いるこずが出来
る。セラミツクス補繊維ずしおはガラス、炭玠、
黒鉛、ボロン、アルミナ、ベリリア、ゞルコニ
ア、シリカ、むツトリダ、SiC、Si3N4、BN、
B4C、TiC、TiN、AlN、TiB2、TaC、ZrB2、
あるいはWCなどよりなる連続繊維を甚いるこず
が出来、金属補繊維ずしおはステンレス鋌、鋌、
、Mo、Be、あるいはTi等よりなる連続繊維あ
るいはこれらの繊維衚面を他の金属あるいはセラ
ミツクスで被芆した繊維を甚いるこずが出来る。
埓来の耇合材料の補造方法に甚いられる連続繊
維はその倪さに制限があり、たた䜙りに现い繊
維、䟋えば0.05mm以䞋の堎合にはこれら现い繊維
を玡糞しお䞀定の倪さ範囲内に玡糞したものを甚
いる必芁があるが、本発明によれば、现い単繊維
あるいは玡糞した繊維をも甚いるこずができ、甚
いる繊維の倪さに制限がなく、繊維の単䜍断面積
圓りの匷床は现いもの皋倧きいずいう特性をも掻
甚するこずが出来る点においお本発明は特城があ
る。
本発明においお、マトリツクス玠材ずしお䜿甚
するこずのできるセラミツクス粉末ずしおは、炭
玠、黒鉛、SiC、B4C、Si3N4、TaC、AlN、
TiN、TiC、TiB2、Al2O3、MgO、ZrO2、BeO、
TiO2、むツトリダ等がある。たた金属粉末ずし
おは、埓来、粉末冶金甚金属材料ずしお甚いられ
おいる皮々の金属あるいは合金の粉末をその甚途
に応じお甚いるこずが出来る。たたプラスチツク
ス粉末ずしおは埓来プラスチツクス成圢材料ずし
お甚いられおいる各皮プラスチツクス粉末を甚い
るこずが出来る。
前蚘マトリツクス玠材ずしお甚いる粉末の粒床
はそれぞれの粉末の物性によ぀お異なりセラミツ
クスの堎合には0.05〜5ÎŒmのものを有利に甚いる
こずが出来、金属粉末の堎合は䞊蚘粒床範囲より
比范的倧きいものを甚いるこずが出来る。
本発明方法においおマトリツクス玠材を浮遊、
分散、流動床化させる媒䜓ずしお液䜓、ガス䜓の
䜕れか少なくずも぀を甚いるこずが出来る。液
䜓ずしおはマトリツクス玠材粉末の比重、圢状、
寞法に盞応されお適圓に浮遊、分散、流動床化さ
せるに適した比重、粘床を有する氎、無機質ある
いは有機質を溶解しおいる氎溶液あるいは有機溶
媒を甚いるこずが出来る。ガス䜓ずしおはマトリ
ツクス玠材粉末の比重、圢状、寞法が小さい堎合
に空気、窒玠ガス、炭酞ガス、アルゎンガス、
CCl4ガス、SiCl4ガス、プロパンガス等を前蚘粉
末ずガスずが化孊反応を生じ、あるいは生じない
こずなどを勘案しお甚いるこずが出来る。前蚘媒
䜓のうち媒液䞭に必芁に応じ懞濁剀、結合剀、湿
最剀、PH調敎剀を添加含有させるこずが出来
る。懞濁剀は媒液の比重や粘床を調節するため、
湿最剀は粉末や繊維の媒液ずの濡れ性を増匷する
ため、PH調敎剀は媒液のPHを調敎しお媒液䞭
での粉末の分散の状態を調敎するため、結合剀は
粉末ず繊維ずの結合を増匷するため甚いるこずが
出来る。
次に本発明方法の぀の実斜態様を第図の原
理説明図によ぀お説明する。
䞊端を把持棒によ぀お把持された連続繊維束
を収玍鞘内に党郚収玍した状態で沈降槜内
に䞊方より挿入する。沈降槜に蚭けられた装入
口よりマトリツクス粉末を懞濁含有する媒液を
装入する。収玍鞘を沈降槜に察し䞊䞋方向に
振動させ぀぀、把持棒に察しお収玍鞘を䞊方
ぞ埐々に匕䞊げるず繊維束の䞋端郚は収玍鞘
による囲繞から開攟されお、あたかも毛筆の筆毛
のように媒液䞭で拡がるが、この際繊維束党䜓
を前述のように䞊䞋方向に揺動させおいるので、
繊維束の収玍鞘の囲繞から倖された郚分はた
すたす拡倧されお沈降槜内に䞀杯に、か぀䞊䞋
方向に均䞀に配向されお拡がるので、媒液䞭に含
たれるマトリツクス粉末は前蚘拡倧された単繊維
盞互の間隙に䟵入しおその間隙䞭を沈降し、沈降
槜底から順次䞊方ぞ堆積する。この際収玍鞘を
振動させ堆積局が収玍鞘䞋端のレベル以䞊ぞは決
しお堆積しないようにする。かくしお収玍鞘を
把持棒に察しお次第に䞊昇させ぀぀、装入口
よりマトリツクス粉末を含む媒䜓を順次補絊する
ず、繊維盞互間がマトリツクス粉末で充填された
耇合予備成圢䜓が成圢される。この際マトリツク
ス粉末の沈降堆積速床を必芁により調敎するため
に、沈降槜の䞋郚に媒䜓のみを通過させるための
過板を蚭けお媒䜓のみを適圓に䞊方向あるい
は䞋方向に通過させるず前蚘粉末の沈降速床は遅
くな぀たり早くな぀たりする。たた繊維束に䞎
える揺動の振動数および揺動振幅を調敎するこず
によ぀おも粉末の沈降速床を調敎するこずが出来
る。
本発明方法によれば、沈降槜の氎平暪断面を
第図に瀺すように円圢にすれば円圢棒状の耇
合予備成圢䜓を、第図に瀺すように角圢に
すれば角圢棒状の耇合予備成圢䜓を、あるいは
第図に瀺すように瞊長さに察し暪長さの短か
い長方圢にすれば薄い平板状の耇合予備成圢䜓を
補造するこずが出来る。第図に瀺す
ように繊維束を収玍する収玍鞘の氎平断面を
も沈降槜の氎平断面ず盞䌌圢にするこずは、補
造された耇合予備成圢䜓䞭に繊維を均䞀に配向さ
せる䞊で有利である。
本発明方法によれば、沈降槜を䞭空円筒状〔第
図〕、䞭空角筒状〔第図〕、䞭空箱圢筒
状〔第図〕ずなし、それぞれの倖、内壁
′間に盞䌌圢の暪断面を有する収玍鞘を配蚭
すれば円筒状、角筒状、箱圢筒状の耇合予備成
圢䜓を補造するこずが出来る。たた第図に氎平
断面で瀺す歯車状の耇合予備成圢䜓であ぀お、䞭
心軞を貫通させる軞孔を有するものをも補造する
こずが出来る。
次に本発明の補造装眮の実斜態様の぀を第
図に぀いお説明する。
本発明の補造装眮は䞭実な耇合予備成圢䜓のバ
ツチ匏補造装眮であり、繊維収玍鞘ず沈降槜
ずを有する。収玍鞘はその䞊、䞋端面は開攟さ
れおおり、この鞘を沈降槜に満される媒䜓䞭
で䞊䞋方向に埀埩振動させるための振動手段ずし
お䟋えば電磁力機械倉換匏の振動噚を蚭け、さ
らに把持棒を通じお繊維束を同様に、より緩
慢な振動で䞊䞋方向に揺動させるための手段ずし
お䟋えばカムずスプリングずを有する揺動
機構を蚭けるこずが出来る。収玍鞘内には䞊端
郚を把持棒によ぀お把持された連続繊維束が
収玍され、前蚘把持棒は䞊䞋に振動する収玍鞘
䞭においお前蚘揺動手段によ぀お䞊䞋
に揺動するこずが出来る。本発明のかかる補造装
眮にあ぀おは、運転䞭、前蚘収玍鞘たたは沈降
槜は、前蚘把持棒に察しお、収玍鞘の堎合
は䞊方ぞ、たた沈降槜の堎合は䞋方ぞ、それぞ
れ盞察的に摺動するこずで、繊維束を順次送り
蟌むこずができ、さらに該収玍鞘の䞋端より沈降
堆積局ぞ向けお順次に送り出すこずができるよう
にな぀おいる。沈降槜の底郚には粉末を通過さ
せずに媒䜓のみを通過させるこずの出来る過板
を蚭けるこずが出来、媒䜓を䞋方に流出、ある
いは逆に䞊方ぞ流入させるこずによ぀お容易に粉
末の沈降速床を制埡するこずが出来る。沈降槜䞊
郚には媒䜓をオヌバヌフロヌさせるための流出口
、および粉末を媒䜓ずずもに装入させるための
装入口が蚭けおある。
このように沈降槜の䞭に真盎な筒状の収玍鞘を
組合せお甚いた堎合には䞭実でか぀繊維が長手方
向にそろ぀た耇合予備成圢䜓が埗られる。これら
の槜及び鞘を透明の物䜓、䟋えばガラス等で構成
する堎合は倖郚より操業の状態を芳察出来るので
奜郜合である。埗られる䞭実耇合予備成圢䜓の断
面圢状あるいは寞法を倉えたい堎合には沈降槜の
圢状内埄長さを倉えるこずによ぀お目的を達成す
るこずが出来る。たた耇合予備成圢䜓䞭の繊維の
䜓積比率を倉えるには、繊維束䞭の繊維の本数を
倉えさらに、甚いる収玍鞘の盎埄を適切な寞法
に、぀たり繊維束が自由に䞊䞋に揺動出来、か぀
粉末粒子が収玍鞘䞭に倚量に入り蟌たぬ皋床の空
隙を有する寞法に遞定しおおく。なお、第図に
おいおむで瀺す領域は浮遊流動局、ロで瀺す領域
は繊維間隙䟵入局、ハで瀺す領域は沈降堆積局で
ある。もし、沈降速床が収玍鞘の䞊昇速床より
も速すぎお、ロの繊維間隙䟵入局が無くなり、沈
降堆積局でおおわれおした぀た堎合には、把持棒
より繊維束に䌝達される䞊䞋揺動を吞収する
郚分が無くなり、繊維を収玍鞘䞭で座屈などによ
り損傷しおしたうので、この様な障害を避けるた
めに、把持棒ず繊維束の間に緩衝スプリング
を蚭けるこずが有利である。䞇䞀このような
障害が生じた堎合には、過板を通じ媒䜓を䞊方
向に䞀時的に倚量に沈降槜䞭に送り蟌むこずに
よ぀おこの䜙分な沈降堆積局を䞊方より少しず぀
陀去し、適切な䜍眮に再び蚭定するこずが出来
る。
さらに、本発明の補造装眮の他の぀の実斜態
様を第図によ぀お説明する。本発明の補造装眮
は繊維が軞方向に配列した䞭空管状の繊維匷化耇
合予備成圢䜓のバツチ匏補造装眮であり、沈降槜
、繊維収玍鞘、䞭子ずを有する。収玍鞘
はその䞊䞋端面は開攟されおおり、䞭倮郚でテ
ヌパヌ圢状を有しお、䞊郚のより现い管ず䞋郚の
より倪い管に接続されおおり、そのテヌパヌ郚よ
り繊維束が管状に分配しお通過出来るだけの間
隔を保぀お先端郚が円錐あるいは角錐の圢状、あ
るいは攟物線、楕円の断面圢状を有する䞭子
を蚭眮する。又、この管状の分配をより容易に行
なわせるために、10〜45゜毎に穎を有する分枝板
′を蚭け、繊維束を予めこの穎を通しお配眮
させおおくこずも出来る。沈降槜の底郚には䞭
子が摺動出来るような密封ろうえい防止手段
および′を蚭けるこずが出来、沈降槜
は架台ず共に䞋方に降䞋し、収玍鞘あるい
は䞭子ずの盞察的䜍眮を倉える機構を蚭け
る。繊維束を䞊䞋方向に埀埩揺動させ぀぀収玍
鞘䞭に順次送り蟌むための手段ずしお揺動送り
ロヌラヌを該鞘の䞊方に蚭け、さらに該鞘
を䞊䞋に振動させるための手段ずしお、䟋えば電
磁力機械倉換匏の振動噚を該鞘に取付けるこず
が出来る。以䞊の劂き手段を蚭けるこずにより、
連続的に繊維束を該鞘に送り蟌みながら、䞭子
の倖呚面ず該鞘内呚面の間隙に管状に分配させ
お䞊䞋揺動させるこずが出来、沈降槜䞭に圢成
される沈降槜の内壁ず䞭子の倖呚面ずの間
隙い぀ぱいに毛筆筆先の劂く繊維を離隔しお、粉
末の堆積局䞭に繊維を分垃配向させた管状耇合予
備成圢䜓を造るこずが出来る。沈降槜を、沈降
速床ず調敎させながら、埐々に降䞋させ、槜䞭い
぀ぱいに管状耇合予備成圢䜓を圢成させ、操䜜を
完了した埌、䞭子を匕抜き、槜䞭より取出す
こずが出来る。
なお本実斜態様の発明装眮においおも、前蚘最
初の実斜態様に瀺す発明装眮ず同様に、沈降槜
の底郚に過板や媒䜓の流入流出口、頂郚
に懞濁液あるいは粉末の䟛絊口、媒䜓のオヌバ
ヌフロヌ流出口を蚭け、媒䜓の流量を調敎しお
粉末の沈降速床を制埡する手段を蚭けるこずが出
来る。たた繊維束を䞊䞋に揺動させる際に繊維
束に無理な荷重がかか぀たりするこずのない様
に、前蚘揺動送りロヌラヌの軞継手にはトル
クリミツタヌを付蚭するこずも出来る。このよう
な管状耇合予備成圢䜓補造装眮によ぀お、䟋えば
倪さ玄10mm〜500mm皋床、長さ数たでで、繊維
䜓積比〜80の管状耇合予備成圢䜓を補造する
こずが出来る。
さらに、本発明の補造装眮の他の぀の実斜態
様を第図によ぀お説明する。本発明の補造装眮
は繊維が軞方向に螺旋状に巻付くように䞊んだ䞭
空管状の繊維匷化耇合予備成圢䜓のバツチ匏補造
装眮であり、沈降槜、螺旋状の収玍鞘、䞭子
ずを有する。収玍鞘はその䞊䞋端面は開攟
されおおり、沈降槜䞭に挿入される郚分は、より
䞋方ほどピツチの现い螺旋圢をなし、繊維束出口
の端郚は扁平に近い断面圢状ずし、繊維束が沈降
槜䞭で螺旋状に積局されやすいようにするこず
が出来る。沈降槜に旋回運動をするための手段
を蚭け、さらに該螺旋状収玍鞘を、繊維束を
埐々に送り出しながら、䞊昇させる手段を蚭け
お、繊維束を䞭子ず沈降槜の内壁ずの間隙に
螺旋を描きながら積局するこずが出来る。この際
繊維束を繊維方向に揺動させ぀぀沈降槜䞭に送
り蟌むために揺動送りロヌラヌを蚭け、繊維
束を媒䜓䞭で揺動させお各繊維を充分離隔させお
充分に粉末粒子を繊維間隙に䟵入させるこずが出
来る。又、前蚘぀の実斜態様で瀺す本発明装眮
ず同様に収玍鞘の䞊郚に該鞘を䞊䞋に振動させ
るための振動手段ずしお䟋えば電磁機械倉換匏の
振動手段、沈降速床を調敎するために媒䜓の流
入流出を行なう目的で沈降槜底郚に過板、媒
䜓の流入流出口、沈降槜頂郚に懞濁液あるい
は粉末䟛絊口、媒䜓のオヌバヌフロヌ流出口
を蚭けるこずが出来る。又、前蚘第図に瀺す本
発明装眮ず同様に、揺動送りロヌラヌの軞継
手にトルクリミツタヌを付蚭するこずも出来る。
このような螺旋状配列の䞭空耇合予備成圢䜓の
補造装眮によ぀お、䟋えば倖埄玄20mm〜500mm、
内埄10mm〜480mm皋床、長さ数たでで、繊維䜓
積比率〜80の管状耇合予備成圢䜓を補造する
こずが出来る。
さらに、本発明補造装眮の他の぀の実斜態様
を第図によ぀お説明する。本発明の補造装眮は
繊維が軞方向に配列した䞭実な现い線状の繊維匷
化耇合予備成圢䜓の連続匏補造装眮であり、沈降
槜、繊維収玍鞘、沈積した粉末ず繊維矀ずを
挟圧しお線状ずし系倖ぞ抜出する挟圧抜出機構
を有する。収玍鞘
はその䞊䞋端面は開攟されおおり、真盎な管状で
ある。繊維束を䞊䞋方向に揺動させ぀぀収玍鞘
に送り蟌むために揺動送りロヌラヌを収玍
鞘䞊端郚に取付けるこずが出来る。䞊蚘挟圧抜出
手段ずしおは、蠕動させるこずによ぀お粉末ず繊
維の沈降局を槜倖ぞ加圧しながら匕き出す機構、
䟋えば䞊䞋に䌞瞮運動を繰返すベロヌズずベ
ロヌズが䌞長時にダむスの内埄が収瞮し、逆
にベロヌズが収瞮時にダむスの内埄が増倧す
るような運動を繰返す挟圧ダむス機構を蚭ける。
この挟圧ダむス機構は盎接繊維ず接觊する郚分を
ゎム、合成ゎム、各皮擬匟性合金などの内面にテ
ヌパヌの付いた䞭空匟性ダむスず、さらにこ
の䞭空匟性ダむスを倖偎より加圧しお抌し朰
す為の軞の呚囲に等分あるいは等分された金
属性の加圧ダむスおよびカムずカムフオロア
ヌ、埩動甚スプリングを組合せお構成す
るこずが出来る。この挟圧抜出機構郚はベロヌズ
の䌞瞮に合せお䞊䞋運動する。
本発明装眮には、前蚘第図に瀺す本
発明装眮ず同様に収玍鞘を䞊䞋に振動させるた
めに該鞘䞊郚に、䟋えば電磁機械倉換匏の振動機
、過板、媒䜓の流入流出口、粉末ある
いは粉末懞濁液䟛絊口、オヌバヌフロヌ流出口
などを蚭眮するこずが出来る。なお、この装眮
䟋での過板は埗られる線状の予備成圢䜓を連
続的に匕き出すために沈降槜䞋郚の䞋端でなく
呚偎壁郚に配蚭する。本発明装眮により䟋えば盎
埄〜30mm皋床の繊維方向がそろ぀た耇合予備成
圢䜓を補造するこずが出来る。
本発明方法によ぀お補造される耇合予備成圢䜓
を沈降槜より取り出した埌に、緻密化しおさらに
マトリツクス粉末同志、あるいはマトリツクスず
繊維間の結合を達成するために、宀枩でプレスし
た埌に高枩で焌結、あるいは高枩でホツトプレス
を行なうこずができる。
次に、本発明を実斜䟋に぀いお説明する。
実斜䟋  ゜ヌネル50の玄15000本の黒鉛連続繊維の束ず、
0.8Mg―0.6Si―0.1Cu―Al合金の粒埄
20ÎŒm以䞋の粉末100grを玄の゚チルアルコヌ
ルの媒液䞭に配合し、浮遊分散流動床化させる調
合液を準備する。
第図の装眮においお、倖埄14mm、内埄12mm、
高さ250mmのガラス管補沈降槜を甚い、繊維束
にスプリングを介しお把持棒を接続し、
倖埄mm、内埄mm、長さ300mmの収玍鞘䞭に
繊維束を挿入する。前蚘調合液を装入埌、把持棒
をその䞊郚で連結しおあるカム機構によ
぀お䞊䞋に振幅mm、振動数サむトル秒で揺
動させ、か぀収玍鞘を振動噚によ぀お振幅1.3
mm、振動数60サむクル秒で䞊䞋に振動させた。
沈降を開始する初期の段階においお、沈降槜䞋
郚に蚭けたガラスフむルタヌを通じ、媒液の゚
チルアルコヌルを䞋方より䞊方ぞ流入させお流動
床化させ、繊維束ぞの粒子の䟵入促進を蚈り、そ
の埌埐々に、゚チルアルコヌルの流入量を枛少さ
せお沈降を開始させ、必芁に応じお流量を調敎し
ながら、収玍鞘を30cm時間の速床で䞊昇させ
お、沈降耇合化を完了した。この際、槜内の沈降
の進行具合を倖郚より芳察しながら、調敎液を装
入口より断続的に装入した。
次に、こうしお造られた耇合予備成圢䜓を沈降
槜より抌出し、容噚に移しお振動を加え、粉末粒
子が䜙分に集積した箇所の粉末粒子を流動化によ
り分離流出させお、より均質化した。さらに、ア
ルコヌル分を半分皋床蒞発埌50℃皋床の枩床にお
いおカンプヌンを浞透させお耇合予備成圢䜓を
補匷し、切断しお黒鉛補高枩プレスダむ䞭に装入
した。枛圧䞋で有機物質を揮発させた埌、H2ガ
ス䞭で550℃になるたでに加圧力を玄25℃䞊昇す
るごずにKg/cm2づ぀段階的に䞊げおゆき、40Kg/
cm2たで䞊昇させ同枩床で20分間保持し、高枩プレ
スを行ない厚み1.5mm、幅10mm、長さ35mm、繊維
䜓積比率15、匕匵匷床σB33Kg/mm2の黒鉛繊維
匷化アルミニりム合金を埗た。なお前蚘䜿甚した
黒鉛連続繊維を予め薄く銅メツキしおおくず高枩
プレスの際アルミニりムカヌバむドの生成を防止
しお繊維の劣化を防止するこずができる。たた予
備成圢䜓板を繊維配向方向が平行にならないよう
に枚以䞊積み重ねお高枩プレスするか、あるい
は積み重ねおプレスした埌焌結するこずにより機
械特性的に異方性の少ない板ずするこずができ
る。
実斜䟋  盎埄10〜13ÎŒmの炭化珪玠の玄10000本の連続単
繊維の束ず、粒埄20ÎŒm以䞋の銅の粉末200grを玄
の゚チルアルコヌルの媒液䞭に配合し、浮遊
分散流動床化させる調合液を準備する。
第図の本発明装眮においお、倖埄14mm、内埄
12mm、高さ玄250mmのガラス管補沈降槜を甚い、
さらに、䞋方の盎埄最倧郚で倖埄mm、内埄mm
で䞊方の盎埄瞮小郚で倖埄mm、内埄mmのガラ
ス管補収玍鞘、盎埄mm、長さ100mmのガラス
管補䞭子を甚い、収玍鞘䞭に連続炭化珪玠単
繊維束を挿入する。調合液を装入埌、SiC連続繊
維を盎埄20mmの揺動送りロヌラヌによ぀お䞊
䞋に振幅〜mm、振動数0.5サむクル秒で揺
動させながら䞋方の沈降槜䞭に埐々に送り蟌む。
この際、振動噚によ぀お収玍鞘に振幅mm、
60サむクル秒の振動を加えた。
さらに、実斜䟋ず同様に、゚チルアルコヌル
の流入量を調節し銅粉末粒子の沈降速床を調敎し
ながら、繊維が送り蟌たれる速床ず同䞀の速床で
30cm時間で沈降槜を降䞋させ、沈降耇合化を完
了した。
次に、この耇合予備成圢䜓を沈降槜より抌出
し、実斜䟋ず同様に䜙分な粉末を振動を加えお
流出埌、カンプヌンを浞透し、黒鉛補プレスダ
む䞭に装入した。枛圧䞋で有機物質を揮発させた
埌、H2ガス䞭で950℃になるたで加圧力を玄50℃
ごずに玄Kg/cm2づ぀段階的に玄40Kg/cm2ずなるた
で䞊昇させ、同枩床で玄15分間保持し、高枩プレ
スを行ない倖埄mm、内埄mm、長さ50mmのパむ
プ状炭化珪玠匷化銅耇合材料を補造した。次に、
アルミニりムに、幅mm、深さ20mmのシヌリング
加工によ぀お぀くられた溝の底面の研磚加工を行
なうために本実斜䟋によ぀お造られた耇合材料を
電気ドリルにチダツキングしお1800rpmの回転速
床で回転させるこずにより研磚あるいは琢磚を行
なうこずが出来た。
実斜䟋  盎埄100ÎŒmのタングステンの100本の連続繊維
の束ず、粒埄0.5〜2ÎŒmのWCの粉末90重量ず粒
埄〜20ÎŒmのCoの粉末10重量からなる粉末
200grを玄の゚チルアルコヌルの媒液䞭に配
合しお、浮遊分散流動床化させるための調合液を
準備する。
第図の本発明装眮においお倖埄10mm、内埄
mm、高さ玄200mmのガラス管補沈降槜を甚い、
収玍鞘の䞊郚に蚭けた盎埄20mm、サむクル
秒の揺動ロヌルによ぀お連続的にタングステ
ン繊維束を沈降槜䞭に送り蟌む䞀方、沈降槜
の䞋郚に蚭けたサむクル秒の振動を繰り返し
ながら10Kg/cm2の圧力を加えお挟圧しお抜出する
機構によ぀お
mm分の速床で長さ100mmの耇合予備成圢䜓
を造぀た。
本予備成圢䜓を炭玠ボヌト䞊で真空䞭1400℃ず
なるたで15分間を芁する昇枩速床で昇枩し、同枩
床で20分間焌結し、タングステン繊維匷化炭化タ
ングステンコバルト焌結䜓の盎埄玄4.5mm、長さ
100mmの棒状物䜓を造぀た。
次に冷間ダむス鋌SKDにあけられた深さ
50mm、盎埄4.5mmの平底状の穎の底面を、本実斜
䟋の棒状耇合䜓を研磚切削工具ずしお電気ドリル
の先端に取り぀けお、穎に挿入しお仕䞊加工する
こずが出来た。
実斜䟋  盎埄〜8ÎŒmの゜ヌネル50の玄20000本の黒鉛
の連続単繊維の束ず、粒埄0.1〜0.3mmのポリアセ
タヌル熱可塑性暹脂粉末50grを玄の゚チルア
ルコヌルの媒液䞭に配合し、浮遊分散流動床化さ
せるめの調合液を準備する。
第図の装眮においお、倖埄30mm、内埄26mm、
高さ玄200mmのガラス管補沈降槜ず、盎埄mm、
長さ玄170mmの䞭子ずを甚い、倖埄mm、内
埄mmのピツチの䞋方に行くに぀れお现かいラ螺
旋圢のガラス管補収玍鞘を通じおその䞊郚に蚭
けられた盎埄20mmの揺動送りロヌラヌによ぀
お黒鉛繊維を䞊䞋に振幅〜mm、振動数0.5サ
むクル秒で揺動させ぀぀、沈降槜䞋郚ぞ氎平方
向に送り出す。この際、収玍鞘は振動噚によ
぀お振幅mm、60サむクル秒で振動し沈降槜自
䜓はゆ぀くり、収玍鞘の螺旋圢の方向に旋回し぀
づけ、䞀方収玍鞘は埐々に䞊昇する。これらの運
動速床は、沈降槜䞭のポリアセタヌルの粒子の沈
降速床、黒鉛繊維の送り出し、埋没の速床ず同調
させお、沈降槜の回転は玄回転分ずし、収玍
鞘の䞊昇速床はmm分ずしお長さ100mmのラセ
ン圢の繊維補匷を斜こした耇合予備成圢䜓を埗
た。
次に、この耇合予備成圢䜓を抌出し、実斜䟋
及び同様に、䜙分な粉末を振動を加えお流出さ
せた埌、カンプヌンを浞透させ、金属補プレス
ダむ䞭に装入した。0.1Torrの枛圧䞋で有機物質
を揮発させた埌、240℃で玄10Kg/cm2の圧力で加圧
した埌冷华しお、螺旋状黒鉛繊維匷化ポリアセタ
ヌル耇合材料のパむプを埗た。このパむプを長さ
35mmに切断し、䞡持支持の軞受ずしお詊甚するた
めに長さ200mmの炭玠鋌補回転軞を挿入しお
300rpmの回転速床で時間詊甚したが䜕ら異垞
は認められず、振動も少なく、摩擊抵抗も少な
く、殆んど摩耗しなか぀た。
実斜䟋  盎埄10〜13ÎŒmの炭化珪玠の玄50000本の連続単
繊維の束ず、粒埄6ÎŒm以䞋のSiの粉末Kgを玄
の゚チルアルコヌルの媒液䞭に配合し、浮遊分
散流動床化させる調合液を準備する。次に、この
調合液を甚い、実斜䟋に蚘茉の方法ず同様の方
法により、第図で瀺される螺旋圢繊維匷化䞭空
管補造装眮を甚い第図に瀺す倖埄60mm、内埄
53mm、長さ30mmのSiC繊維螺旋圢匷化Si䞭空予備
成圢䜓を造぀た。
さらに、同䞊調合液ず繊維束を甚い、実斜䟋
に蚘茉の方法ず同様の方法により、第図で瀺さ
れる劂き繊維匷化䞭実棒補造装眮を甚い、第図
で瀺される字圢状の耇合予備成圢䜓を造
り、カンプヌンを充分に浞透させお補匷した
埌、同図䞭点線で瀺される圢、即ち第図の圢
状に切削加工しおSiC繊維匷化Si予備成圢䜓
′を造぀た。これら′の耇合予備成圢
䜓を圢組みダむス䞭で第図䞭に瀺される
劂く組み蟌み、さらにカンプヌンを充分に浞透
させた埌、厚さ1.5mm皋床に切断する。これをさ
らにブレヌドずしお適切な翌圢断面圢状や捩れ角
を付けるためのタヌビンブレヌド甚高枩プレス型
に移し、1100〜1300℃の枩床範囲、N2ガス雰囲
気䞭で窒化焌成し、第図に瀺される劂き配眮
をずるSiC繊維匷化Si3N4タヌビンブレヌドナニ
ツトを䜜補した。
本実斜䟋のタヌビンブレヌドナニツトは、燃焌
噚から䟛絊される高枩、高速床のガスに充分耐え
るだけの高枩匷床、耐酞化性、耐熱衝撃性を有
し、蚱容䜿甚枩床も1250℃皋床ず䞀般の、金属材
料を甚いたブレヌドよりはるかに高く、゚ンゞン
掚力は䞻ずしおタヌビン蚱容枩床によ぀お限定さ
れるため、倧きな掚力、効率を有するタヌビン゚
ンゞンを造るこずが出来る。
【図面の簡単な説明】
第図は本発明の方法ならびに装眮の原理を瀺
す瞊断面説明図、第図の、第図の
、第図はそれぞれ本発明により補造
される耇合予備成圢䜓ずその補造装眮ずの氎平暪
断面を瀺す説明図、第図は䞭実棒状耇合予備成
圢䜓を補造する本発明装眮の瞊断面説明図、第
図は䞭空管状耇合予備成圢䜓を補造する本発明装
眮の瞊断面説明図、第図は螺旋状繊維配列を有
する䞭空耇合予備成圢䜓を補造する本発明装眮の
瞊断面説明図、第図は䞭実な现い線状の耇合予
備成圢䜓を補造する本発明の補造装眮の瞊断面説
明図、第図のは本発明により補造した耇合予
備成圢䜓タヌビンブレヌドナニツトの倖筒の斜芖
図、ずは前蚘ナニツトの皮のブレヌドのそ
れぞれの斜芖図、は前蚘ナニツトの氎平暪断面
説明図である。  把持棒、 連続単繊維束、 収玍鞘、
 沈降槜、 装入口、 過板、 流出
口、 収玍鞘振動噚、 繊維束把持棒揺動カ
ム、 スプリング、′ 分枝板、 
媒䜓流入流出口、 緩衝スプリング、む 浮
遊流動局、ロ 繊維間隙䟵入局、ハ 沈降堆積
局、′ 摺動シヌル、 架台、
 揺動送りロヌラ、 䞭子、 線状耇
合予備成圢䜓、 ベロヌズ、 䞭空匟性
ダむス、 加圧ダむス、 埩動甚スプリ
ング、 カム䜓、 タヌビンブレヌドナ
ニツトの倖筒、′ タヌビンブレヌド
ナニツトのブレヌド、 タヌビンブレヌドナ
ニツト。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  セラミツクス、金属、プラスチツクスの䞭か
    ら遞ばれる䜕れか少なくずも皮からなる粉末
    ず、セラミツクス、金属の䜕れか少なくずも皮
    からなる連続繊維の束を槜内の液䜓、ガス䜓の䜕
    れか少なくずも皮からなる媒䜓䞭に䟛絊し、前
    蚘粉末を媒䜓䞭で浮遊、分散、流動床化させなが
    ら粉末粒子の沈降速床を制埡し、同時に前蚘繊維
    に揺動を䞎えお繊維束をほぐしお繊維を盞互に離
    隔させ぀぀、前蚘粉末粒子を繊維盞互の間隙ぞ䟵
    入させながら沈降させお補造するこずを特城ずす
    る繊維が均䞀に分垃し、か぀方向が極めお揃぀た
    繊維匷化耇合予備成圢䜓の補造方法。  前蚘媒䜓を繊維䟛絊方向ず同䞀方向あるいは
    逆方向に流動させお、揺動によりほぐされた繊維
    を繊維の配向方向を揃えるために蚭けられた収玍
    鞘の軞線方向ぞ配向させるこずを特城ずする特蚱
    請求の範囲第項蚘茉の方法。  前蚘媒䜓は、懞濁剀、結合剀、湿最剀、PH
    調敎剀のなかから遞ばれる䜕れか皮たたは皮
    以䞊を含有させるこずができる特蚱請求の範囲第
    あるいは項に蚘茉の方法。  セラミツクス、金属、プラスチツクスの䞭か
    ら遞ばれる䜕れか少なくずも皮からなる粉末
    ず、前蚘粉末を浮遊、分散、流動床化させるため
    の媒䜓ずを収容する沈降槜ず、前蚘沈降槜の媒䜓
    䞭に少なくずも䞀郚が浞挬され、内郚に連続繊維
    束を収玍する収玍鞘ずを有し、 前蚘沈降槜にはその䞋端に媒䜓のみを過する
    過板を蚭け、 前蚘収玍鞘には、該鞘の䞋端より順次繊維束を
    送り出すための送り出し手段を付垯しお蚭けるず
    共に、この収玍鞘には該鞘を振動させるこずによ
    り、沈降槜を該鞘䞋端以䞋でのみ圢成させるため
    の振動手段を具え、 そしお、前蚘沈降槜の䞊郚には、繊維束を沈降
    槜内で䞊䞋に揺動させる揺動手段を蚭けおなるも
    のであ぀お、 この収玍鞘の䞋端より送り出される繊維束が媒
    䜓䞭で揺動によりほぐされお繊維が盞互に離隔
    し、この離隔した間隙に前蚘粉末が䟵入沈積しお
    なる粉末マトリツクス䞭に繊維が均䞀に分垃配向
    されおなる繊維匷化耇合予備成圢䜓のバツチ匏補
    造装眮。  セラミツクス、金属、プラスチツクスの䞭か
    ら遞ばれる䜕れか少なくずも皮からなる粉末
    ず、前蚘粉末を浮遊、分散、流動床化させるため
    の媒䜓ずを収容する沈降槜ず、前蚘沈降槜の媒䜓
    䞭に少なくずも䞀郚が浞挬され、内郚に連続繊維
    束を収玍する収玍鞘ずを有し、 前蚘収玍鞘には、該鞘の䞋端より順次繊維束を
    送り出すための送り出し手段を付垯しお蚭けるず
    共に、この収玍鞘には該鞘を振動させるこずによ
    り、沈降局を該鞘䞋端以䞋でのみ圢成させるため
    の振動手段を具え、 そしお、前蚘沈降槜の䞊郚には、繊維束を沈降
    槜内で䞊䞋に揺動させる揺動手段を蚭けおなるも
    のであり、 䞀方、前蚘沈降槜䞋端の延圚䜍眮には、繊維盞
    互間に䟵入し、沈積した粉末ず繊維矀ずを挟圧し
    お系倖ぞ連続的に抜出する挟圧抜出機を具えおお
    り、 該鞘の䞋端より送り出される繊維束が媒䜓䞭で
    揺動によりほぐされお繊維が盞互に離隔し、この
    離隔した間隙に前蚘粉末が䟵入沈積しおなる粉末
    マトリツクス䞭に繊維が均䞀に分垃配向されおな
    る繊維匷化耇合予備成圢䜓の連続匏補造装眮。
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