JPH01228662A - 繊維複合部材の製造方法 - Google Patents
繊維複合部材の製造方法Info
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- JPH01228662A JPH01228662A JP5246788A JP5246788A JPH01228662A JP H01228662 A JPH01228662 A JP H01228662A JP 5246788 A JP5246788 A JP 5246788A JP 5246788 A JP5246788 A JP 5246788A JP H01228662 A JPH01228662 A JP H01228662A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、繊維複合部材の製造方法に関するものである
。
。
（従来の技術）
従来、複合材料の製造方法の一つとして、アルミナその
他高弾性を有する繊維を強化材として繊維成形体を形成
し、該繊維成形体にアルミニウムその他軽合金の溶融マ
トリックス金属を導入して高圧鋳造を行なう方法がある
（例えば、特公昭６２−３８４１２号公報参照）。
他高弾性を有する繊維を強化材として繊維成形体を形成
し、該繊維成形体にアルミニウムその他軽合金の溶融マ
トリックス金属を導入して高圧鋳造を行なう方法がある
（例えば、特公昭６２−３８４１２号公報参照）。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、上記従来の製造方法のように繊維成形体に高圧
鋳造法による軽合金を導入して複合化する場合、第６図
に示すように、繊維成形体ａを配置した鋳型すの複合部
位が厚肉部Ｃであり、かつ溶湯の供給が薄肉部ｄを通し
て行われるような時には、厚肉部Ｃの凝固が完了する前
に薄肉部ｄが凝固してしまうので、厚肉部Ｃの熱引けが
悪くなり接合部周辺に鋳巣ｅが発生しやすいという課題
があった。
鋳造法による軽合金を導入して複合化する場合、第６図
に示すように、繊維成形体ａを配置した鋳型すの複合部
位が厚肉部Ｃであり、かつ溶湯の供給が薄肉部ｄを通し
て行われるような時には、厚肉部Ｃの凝固が完了する前
に薄肉部ｄが凝固してしまうので、厚肉部Ｃの熱引けが
悪くなり接合部周辺に鋳巣ｅが発生しやすいという課題
があった。
（課題を解決するための手段）
本発明の上記課題を解決するための手段は、薄肉部を介
して厚肉部に溶湯を加圧充填するとともに、厚肉部に繊
維成形体を配置して核部を繊維強化金属として複合化す
るものにおいて、繊維成形体の見かけ上の体積が厚肉部
の体積の７５％以上になるように設定し、複合化するよ
うにした繊維複合部材の製造方法である。
して厚肉部に溶湯を加圧充填するとともに、厚肉部に繊
維成形体を配置して核部を繊維強化金属として複合化す
るものにおいて、繊維成形体の見かけ上の体積が厚肉部
の体積の７５％以上になるように設定し、複合化するよ
うにした繊維複合部材の製造方法である。
（作用）
繊維成形体は強化材である短繊維を低密度で成形した成
形体なので、高圧鋳造を行なうと、薄肉部から供給され
る溶湯は、厚肉部に配置した繊維成形体の内部に侵入し
てくる。しかし、この繊維成形体の見かけ上の体積が厚
肉部の７５％以上になるように設定すると、繊維成形体
周辺の厚肉部の体積が減少するので、核部の冷却効率が
向上し、薄肉部の早期の凝固による厚肉部の熱どもりが
防止される。
形体なので、高圧鋳造を行なうと、薄肉部から供給され
る溶湯は、厚肉部に配置した繊維成形体の内部に侵入し
てくる。しかし、この繊維成形体の見かけ上の体積が厚
肉部の７５％以上になるように設定すると、繊維成形体
周辺の厚肉部の体積が減少するので、核部の冷却効率が
向上し、薄肉部の早期の凝固による厚肉部の熱どもりが
防止される。
（実施例）
以下１図面に基いて本発明の詳細な説明する。
第１図ないし第４図に示すように、本発明はロータリー
エンジン（図示省略）のローター１のように、余分な部
分の肉を薄くした薄肉ｔ３１１１ａと、繊維成形体２を
配置して強化した厚肉部１ｂとを備えた繊維複合部材を
鋳造する場合の製造工程において、上記薄肉部１ａを介
して繊維成形体２を配置した厚肉部１ｂに溶湯を加圧充
填する際に、厚肉部］ｂの体積にしめる繊維成形体２の
見かけ上の体積が厚肉部１ｂの体積の７５％以上になる
ように設定することを特徴としている。
エンジン（図示省略）のローター１のように、余分な部
分の肉を薄くした薄肉ｔ３１１１ａと、繊維成形体２を
配置して強化した厚肉部１ｂとを備えた繊維複合部材を
鋳造する場合の製造工程において、上記薄肉部１ａを介
して繊維成形体２を配置した厚肉部１ｂに溶湯を加圧充
填する際に、厚肉部］ｂの体積にしめる繊維成形体２の
見かけ上の体積が厚肉部１ｂの体積の７５％以上になる
ように設定することを特徴としている。
ｔｍ維成形体２は、高弾性を有するアルミナ短繊維がバ
インダーによって希望の繊維密度に成形されたもので、
アルミナ短繊維の体積率が約１０％となるように多数の
すき間を有した低密度（約０゜３３ｇ／ｃｃ）の状態で
成形され、このすき間に溶融マトリックス材料が侵入し
て凝固することによって繊維複合部材の複合部１ｃが製
造される。本実施例において繊維成形体２は外周部にピ
ンボス２ａを備えており、該ピンボス２ａがローター１
の厚肉部１ｂに配置される。そして、リングギヤ３をス
プリングピン４で固定するためのローター１の母材補強
として用いられる。
インダーによって希望の繊維密度に成形されたもので、
アルミナ短繊維の体積率が約１０％となるように多数の
すき間を有した低密度（約０゜３３ｇ／ｃｃ）の状態で
成形され、このすき間に溶融マトリックス材料が侵入し
て凝固することによって繊維複合部材の複合部１ｃが製
造される。本実施例において繊維成形体２は外周部にピ
ンボス２ａを備えており、該ピンボス２ａがローター１
の厚肉部１ｂに配置される。そして、リングギヤ３をス
プリングピン４で固定するためのローター１の母材補強
として用いられる。
溶融マトリックス材料は軽量化のために、アルミニウム
合金（Ｃｕ：１．０ｗｔ％、Ｓｉ：１１．０ｗｔ％、Ｍ
ｇ：１．１ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５ｗｔ％。
合金（Ｃｕ：１．０ｗｔ％、Ｓｉ：１１．０ｗｔ％、Ｍ
ｇ：１．１ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５ｗｔ％。
Ｆｅ：０．３ｗｔ％、Ｍｎ：０．５ｗｔ％、Ｎｉ：ｌ。
５ｗｔ％、Ａ１：８５．０ｗｔ％）を溶湯温度７５０℃
で溶融させたものを用いる。また、繊維成形体も溶湯が
侵入しやすいように鋳型と共に５００°Ｃぐらいに予熱
しておく。そして、上記繊維成形体２を鋳型にセットし
て、溶湯を約４００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で加圧充填する
。この場合、ローター１は軽量化のために肉を薄くした
薄肉部１ａと強化のために上記繊維成形体２を配置した
厚肉部１ｂとを備えているので、鋳型の形状が複雑であ
る。そのため、溶融マトリックス材料を注入すると、溶
湯は第１図ないし第３図に矢印で示すように薄肉部１ａ
の各方向から繊維成形体２を配置した厚肉部１ｂへ供給
される。この際、薄肉部１ａは該薄肉部１ａの鋳型の容
量が小さい割に鋳型と接する表面積が大きいため冷却効
率が良く早期に凝固しやすい。また、これとは逆に、厚
肉部１ｂは該厚肉部１ｂの鋳型の容量が大きい割に鋳型
と接する面積が小さく冷却効率が悪いが、繊維成形体２
を配置することによって該繊維成形体２の周囲部の厚肉
部１ｂに供給される溶湯の容量が減少される。すなわち
、厚肉部１ｂにしめる繊維成形体２の見かけ上の体積を
厚肉部１ｂの体積の７５％以上になるように設定するこ
とによって、厚肉部１ｂの溶湯の冷却効率が良くなり厚
肉部１ｂの凝固を早くすることができる。そのため、薄
肉部１ａの早期の凝固による厚肉部１ｂの熱どもりが防
止され、熱どもりによる鋳巣の発生を防止できる。
で溶融させたものを用いる。また、繊維成形体も溶湯が
侵入しやすいように鋳型と共に５００°Ｃぐらいに予熱
しておく。そして、上記繊維成形体２を鋳型にセットし
て、溶湯を約４００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で加圧充填する
。この場合、ローター１は軽量化のために肉を薄くした
薄肉部１ａと強化のために上記繊維成形体２を配置した
厚肉部１ｂとを備えているので、鋳型の形状が複雑であ
る。そのため、溶融マトリックス材料を注入すると、溶
湯は第１図ないし第３図に矢印で示すように薄肉部１ａ
の各方向から繊維成形体２を配置した厚肉部１ｂへ供給
される。この際、薄肉部１ａは該薄肉部１ａの鋳型の容
量が小さい割に鋳型と接する表面積が大きいため冷却効
率が良く早期に凝固しやすい。また、これとは逆に、厚
肉部１ｂは該厚肉部１ｂの鋳型の容量が大きい割に鋳型
と接する面積が小さく冷却効率が悪いが、繊維成形体２
を配置することによって該繊維成形体２の周囲部の厚肉
部１ｂに供給される溶湯の容量が減少される。すなわち
、厚肉部１ｂにしめる繊維成形体２の見かけ上の体積を
厚肉部１ｂの体積の７５％以上になるように設定するこ
とによって、厚肉部１ｂの溶湯の冷却効率が良くなり厚
肉部１ｂの凝固を早くすることができる。そのため、薄
肉部１ａの早期の凝固による厚肉部１ｂの熱どもりが防
止され、熱どもりによる鋳巣の発生を防止できる。
なお、厚肉部１ｂの熱どもりを防止する方法としては、
厚肉部１ｂに溶湯を供給する薄肉部１ａの肉厚を大きく
するという方法が考えられるが、この場合、ローター１
の軽量化には不利になってしまう。また、ロータ−１全
体の熱引けが悪くなってしまい、熱どもりによる鋳巣の
発生は防止されなかった。
厚肉部１ｂに溶湯を供給する薄肉部１ａの肉厚を大きく
するという方法が考えられるが、この場合、ローター１
の軽量化には不利になってしまう。また、ロータ−１全
体の熱引けが悪くなってしまい、熱どもりによる鋳巣の
発生は防止されなかった。
く実験例〉
厚肉部１ｂの体積にしめる繊維成形体２の見かけ上の体
積の割合を７５％以上とすることによって、厚肉部１ｂ
の熱ごちりによる鋳巣の発生が防止されるかどうかを確
認するために、上記実施例に準じてローター１を製造し
、該ローター１を第３図に示す同一断面（第１図におけ
る■−■線断面）で切断して、厚肉部１ｂの断面積にし
める鋳巣の面積を求めた。この実験を厚肉部１ｂの体積
にしめる繊維成形体２の見かけ上の体積の割合を２０〜
８０％の範囲で変化させて行ない、第５図にグラフで示
すような結果が得られた。
積の割合を７５％以上とすることによって、厚肉部１ｂ
の熱ごちりによる鋳巣の発生が防止されるかどうかを確
認するために、上記実施例に準じてローター１を製造し
、該ローター１を第３図に示す同一断面（第１図におけ
る■−■線断面）で切断して、厚肉部１ｂの断面積にし
める鋳巣の面積を求めた。この実験を厚肉部１ｂの体積
にしめる繊維成形体２の見かけ上の体積の割合を２０〜
８０％の範囲で変化させて行ない、第５図にグラフで示
すような結果が得られた。
この結果から、厚肉部１ｂの体積にしめる繊維成形体２
の見かけ」二の体積の割合を７５％以上とすることによ
って、厚肉部１ｂの断面に実質的な鋳巣の発生がないこ
とが確認された。
の見かけ」二の体積の割合を７５％以上とすることによ
って、厚肉部１ｂの断面に実質的な鋳巣の発生がないこ
とが確認された。
（発明の効果）
繊維成形体周辺の厚肉部の冷却効率が向上し、核部の溶
湯の凝固が早められるので、薄肉部の早期の凝固による
厚肉部の熱どもりが防止され、熱ごちりによる鋳巣の発
生を防止できる。
湯の凝固が早められるので、薄肉部の早期の凝固による
厚肉部の熱どもりが防止され、熱ごちりによる鋳巣の発
生を防止できる。
第１図ないし第５図は本発明の図面を示し、第１図は本
発明によって製造可能なロータリーエンジンのローター
を示す部分断面図、第２図は第１図の■−■線断面図、
第３図は第１図のｌｌｌ−’ＩＩＩ線断面図、第４図は
繊維成形体の斜視図、第５図は実験例に係る厚肉部の体
積にしめる繊維成形体の見かけ上の体積と厚肉部の断面
積にしめる鋳巣の断面積との関係を示すグラフ、第６図
は従来の製造方法による課題を示す概略図である。 １・・−・・ローグー、１ａ・ ・・薄肉部、１ｂ・・
・厚肉部、２・・・・繊維成形体。
発明によって製造可能なロータリーエンジンのローター
を示す部分断面図、第２図は第１図の■−■線断面図、
第３図は第１図のｌｌｌ−’ＩＩＩ線断面図、第４図は
繊維成形体の斜視図、第５図は実験例に係る厚肉部の体
積にしめる繊維成形体の見かけ上の体積と厚肉部の断面
積にしめる鋳巣の断面積との関係を示すグラフ、第６図
は従来の製造方法による課題を示す概略図である。 １・・−・・ローグー、１ａ・ ・・薄肉部、１ｂ・・
・厚肉部、２・・・・繊維成形体。
Claims (1)
- （１）薄肉部を介して厚肉部に溶湯を加圧充填するとと
もに、厚肉部に繊維成形体を配置して該部を繊維強化金
属として複合化するものにおいて、繊維成形体の見かけ
上の体積が厚肉部の体積の７５％以上になるように設定
し、複合化するようにした繊維複合部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246788A JP2653817B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 繊維複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246788A JP2653817B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 繊維複合部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228662A true JPH01228662A (ja) | 1989-09-12 |
| JP2653817B2 JP2653817B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=12915523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5246788A Expired - Fee Related JP2653817B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 繊維複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653817B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP5246788A patent/JP2653817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2653817B2 (ja) | 1997-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |