JPH01242736A - 複合材用プリフォームの製造方法 - Google Patents
複合材用プリフォームの製造方法Info
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- JPH01242736A JPH01242736A JP6852888A JP6852888A JPH01242736A JP H01242736 A JPH01242736 A JP H01242736A JP 6852888 A JP6852888 A JP 6852888A JP 6852888 A JP6852888 A JP 6852888A JP H01242736 A JPH01242736 A JP H01242736A
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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】
ａ、 産業上の利用分野
本発明は金属基複合材料に用いられるウィスカーのプリ
フォームの製造方法に関する。
フォームの製造方法に関する。
ｂ、 従来の技術
アルミニウム、マグネシウムなどの軽合金材料に、炭化
珪素、窒化珪業、チタン酸カリウムなどのセラミック・
ウィスカープリフォームを用い、溶湯鍛造法により軽合
金材料を複合化して、高温強度、耐熱性を向上させるこ
とがおこなわれている。
珪素、窒化珪業、チタン酸カリウムなどのセラミック・
ウィスカープリフォームを用い、溶湯鍛造法により軽合
金材料を複合化して、高温強度、耐熱性を向上させるこ
とがおこなわれている。
この方法では用いるプリフォームは、ウィスカーが同一
ならば成形したプリフォームの体積率（注：体積率とは
成形したプリフォームの体積に対するウィスカーの体積
の占める割合、％をいう。
ならば成形したプリフォームの体積率（注：体積率とは
成形したプリフォームの体積に対するウィスカーの体積
の占める割合、％をいう。
密度に相当）で、その強さなどが決定され、その要求さ
れる性質によって使用プリフォームを変えたり、また必
要に応じて体積率の異なるものを組合せて使用していた
。たとえば第８図に示すようにそれぞれ体積率の異なっ
たプリフォームｂ、 ｃを組合せて使用する方法をと
っていた。このような従来技術として特開昭６Ｏ−２４
０Ｅ１５４号に公開された軽金属製内燃機関用ピストン
がある。
れる性質によって使用プリフォームを変えたり、また必
要に応じて体積率の異なるものを組合せて使用していた
。たとえば第８図に示すようにそれぞれ体積率の異なっ
たプリフォームｂ、 ｃを組合せて使用する方法をと
っていた。このような従来技術として特開昭６Ｏ−２４
０Ｅ１５４号に公開された軽金属製内燃機関用ピストン
がある。
Ｃ１発明が解決しようとする課題
前記従来のプリフォームを用いて製造された複合材料に
おいて、−船釣にセラミックは金属よりも熱膨張率が小
さいため、部分強化の場合、複合部と非複合部との境界
で熱膨張の差により変形や別れの問題が発生する。そし
て、別々に成形されたプリフォームを組合せた場合には
、各プリフォーム同志の接合部に連続性がなく、高圧凝
固法（溶湯鍛造法など）で、このプリフォームを用いて
複合化した場合には、プリフォームとプリフォームとの
間にマトリックスとなる金属が浸透する。
おいて、−船釣にセラミックは金属よりも熱膨張率が小
さいため、部分強化の場合、複合部と非複合部との境界
で熱膨張の差により変形や別れの問題が発生する。そし
て、別々に成形されたプリフォームを組合せた場合には
、各プリフォーム同志の接合部に連続性がなく、高圧凝
固法（溶湯鍛造法など）で、このプリフォームを用いて
複合化した場合には、プリフォームとプリフォームとの
間にマトリックスとなる金属が浸透する。
そのためこの部分はマトリックスとなる金属のみの強度
となり、複合材料としての欠陥となっていた。
となり、複合材料としての欠陥となっていた。
ｄ、 課題を解決するための手段
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記課題を
解決してなるプリフォームの製造方法を提供しようとす
るものである。
解決してなるプリフォームの製造方法を提供しようとす
るものである。
すなわち、本発明は複合材用ウィスカーを用いてプリフ
ォームを製造する場合において、プリフォーム成形型を
複数層に区割して複数空間を形成し、該空間の一部にウ
ィスカースラリーを注入充填してプリフォームを形成し
たあと、隣接する前記他の空間に他のウィスカースラリ
ーを注入充填し、次に両空間の区割を除々に取り除きな
がら脱水をおこなうことを特徴とする複合材用プリフォ
ームの製造方法である。
ォームを製造する場合において、プリフォーム成形型を
複数層に区割して複数空間を形成し、該空間の一部にウ
ィスカースラリーを注入充填してプリフォームを形成し
たあと、隣接する前記他の空間に他のウィスカースラリ
ーを注入充填し、次に両空間の区割を除々に取り除きな
がら脱水をおこなうことを特徴とする複合材用プリフォ
ームの製造方法である。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図はプリフォームの筒状の成形装置を示し、１は外
型、２は外型ｌ内に空間部５を置いて中央に配置された
筒状の内型、３は外型１の底部付近に設けられたフィル
２−１４は吸引口である。
型、２は外型ｌ内に空間部５を置いて中央に配置された
筒状の内型、３は外型１の底部付近に設けられたフィル
２−１４は吸引口である。
まず、所定の体積率かえられるようなウィスカーを２種
類用意し、水溶液または有機溶媒に夫々側々に所定量を
添加攪拌し、別々のスラリー１０と１１とを作成する。
類用意し、水溶液または有機溶媒に夫々側々に所定量を
添加攪拌し、別々のスラリー１０と１１とを作成する。
次にこのスラリー１０を第１図に示すように前記成形装
置の内型２内に所定量を注入し、吸引口４より吸引して
脱水をおこない、第２図に示すように内型２内にプリフ
ォーム１０ａを形成する。
置の内型２内に所定量を注入し、吸引口４より吸引して
脱水をおこない、第２図に示すように内型２内にプリフ
ォーム１０ａを形成する。
次に第３図に示すようにスラリー１１を外型１と内型２
との空間部５に注入したあと、第４図に示すように内型
２を上方に移動させなから吸引口４より真空吸引をおこ
ない、脱水する。これで内型２内で一度成形されたプリ
フォームＩＯａ は、スラリー１１中の水分により再び
加水され、ドロドロ状（チクソトロピー）になる、すな
わち、プリフォームＩＯａ とスラリー１１とが、その
接触面で拡散され結合作用がおこなわれる。そして全体
の水分が脱水された時には第５図に示すようにスラリー
１１から形成されたプリフォームｌｌａ とプリフォー
ム１０ａ とがその境界部分で連続的に結合した状態で
えられる。
との空間部５に注入したあと、第４図に示すように内型
２を上方に移動させなから吸引口４より真空吸引をおこ
ない、脱水する。これで内型２内で一度成形されたプリ
フォームＩＯａ は、スラリー１１中の水分により再び
加水され、ドロドロ状（チクソトロピー）になる、すな
わち、プリフォームＩＯａ とスラリー１１とが、その
接触面で拡散され結合作用がおこなわれる。そして全体
の水分が脱水された時には第５図に示すようにスラリー
１１から形成されたプリフォームｌｌａ とプリフォー
ム１０ａ とがその境界部分で連続的に結合した状態で
えられる。
なお、前記方法のうち、各スラリーの注入順序として空
間部５から先におこなってもよい。また内型は前記のよ
うに１個のみに限定されず、３重、４重の構造としても
よい。
間部５から先におこなってもよい。また内型は前記のよ
うに１個のみに限定されず、３重、４重の構造としても
よい。
また、前記方法で製作したプリフォームは、その高さを
任意に設定し、これを第６図に示すように水平に切断し
て、多数個のプリフォームを製作することも可能である
。
任意に設定し、これを第６図に示すように水平に切断し
て、多数個のプリフォームを製作することも可能である
。
次に具体例について説明する。
まず、次の仕様のウィスカーＡ、Ｂを用いた。
上記ウィスカーを真空吸引濾過法によって体積率を測定
したところＡは２０． Ｂは１２であった。
したところＡは２０． Ｂは１２であった。
まず、ウィスカーＡ ８０ｇを１０１００Ｏの水に添加
し、５分間攪拌して均一に分散させスラリーＡＩをえた
。
し、５分間攪拌して均一に分散させスラリーＡＩをえた
。
またウィスカーＢ ６０ｇを８００ｒｍＩ の水に添加
し、５分間攪拌して均一に分散させスラリー８１をえた
。
し、５分間攪拌して均一に分散させスラリー８１をえた
。
次に外型の内径６０龍、内型の内径４（ｉｎの第１図に
示す成型装置を用い、まず内型にスラリーＡ１を入れて
真空吸引でｉｉｉをおこないプリフォームＡ２を成形し
た９次に内型と外型の空間部にスラリー８１を入れたあ
と、内型を上方に移動させながら同じ要領で真空吸引を
おこないプリフォームＢ２を成形した。この結果、プリ
フォームＡ２と８２とが両者の間に隙間なく一体に連続
した状態となっていた。
示す成型装置を用い、まず内型にスラリーＡ１を入れて
真空吸引でｉｉｉをおこないプリフォームＡ２を成形し
た９次に内型と外型の空間部にスラリー８１を入れたあ
と、内型を上方に移動させながら同じ要領で真空吸引を
おこないプリフォームＢ２を成形した。この結果、プリ
フォームＡ２と８２とが両者の間に隙間なく一体に連続
した状態となっていた。
次にこのプリフォームを高さ１０＋ｕに切断し、複合化
試験を実施した。第７図に示すように２５０℃に均一に
加熱した金型２０の底部に、７００°Ｃに加熱したこの
プリフォームを入れ、その上方より約７２０℃のＪＩＳ
−ＡＣ８Ａの溶湯２１を注ぎ、上部からバンチ２２で約
１００１００Ｏ／ｃ１１！で加圧し、複合材をえた。
試験を実施した。第７図に示すように２５０℃に均一に
加熱した金型２０の底部に、７００°Ｃに加熱したこの
プリフォームを入れ、その上方より約７２０℃のＪＩＳ
−ＡＣ８Ａの溶湯２１を注ぎ、上部からバンチ２２で約
１００１００Ｏ／ｃ１１！で加圧し、複合材をえた。
この複合材の断面を観察したところプリフォームＡ２と
８２との間に母材であるＡＣ８＾材が浸透し、母材のみ
のところは認められなかった。
８２との間に母材であるＡＣ８＾材が浸透し、母材のみ
のところは認められなかった。
ｅ、 発明の効果
以上のように本発明の方法によれば、２種類以上の密度
の異なったプリフォームを隙間なく連続状態で成形する
ことができ、従来の問題点が解消できた。
の異なったプリフォームを隙間なく連続状態で成形する
ことができ、従来の問題点が解消できた。
第１図乃至第５図は、本発明に係るプリフォームの製造
方法の製作順序の説明図、第６図は製造したプリフォー
ムの一例の斜視説明図、第７図は本発明の方法で製作し
たプリフォームを用いて複合材を製造する場合の説明図
、第８図は従来のプリフォームの斜視説明図である。 １・・・外型、 ２・・・内型、１０、１
１・・・スラリー、 １０ａ、 ｌｌａ・・・プリフォーム。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社代理人 弁理士
奥 山 尚 男（ほか２名） ＝１′ｌ 第５図 第６図 第７図 第８図
方法の製作順序の説明図、第６図は製造したプリフォー
ムの一例の斜視説明図、第７図は本発明の方法で製作し
たプリフォームを用いて複合材を製造する場合の説明図
、第８図は従来のプリフォームの斜視説明図である。 １・・・外型、 ２・・・内型、１０、１
１・・・スラリー、 １０ａ、 ｌｌａ・・・プリフォーム。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社代理人 弁理士
奥 山 尚 男（ほか２名） ＝１′ｌ 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- 複合材用ウィスカーを用いてプリフォームを製造する場
合において、プリフォーム成形型を複数層に区割して複
数空間を形成し、該空間の一部にウィスカースラリーを
注入充填してプリフォームを形成したあと、隣接する前
記他の空間に他のウィスカースラリーを注入充填し、次
に両空間の区割を除々に取り除きながら脱水をおこなう
ことを特徴とする複合材用プリフォームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068528A JP2747696B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 複合材用プリフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068528A JP2747696B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 複合材用プリフォームの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242736A true JPH01242736A (ja) | 1989-09-27 |
| JP2747696B2 JP2747696B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=13376320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63068528A Expired - Lifetime JP2747696B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 複合材用プリフォームの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2747696B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1350857A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-10-08 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Preform structure and method of manufacturing a preform formed into metal matrix composite |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59220273A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-11 | Nissan Motor Co Ltd | 繊維複合鋳造部材の製造方法 |
| JPS6187835A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-06 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化金属材料の製造方法 |
| JPS61143534A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-07-01 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 繊維成形体の製造方法およびその繊維成形体を用いて製造された繊維強化金属複合材料 |
| JPS63303019A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-09 | Toshiba Corp | 金属基複合材料用プリフォ−ムの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63068528A patent/JP2747696B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59220273A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-11 | Nissan Motor Co Ltd | 繊維複合鋳造部材の製造方法 |
| JPS6187835A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-06 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化金属材料の製造方法 |
| JPS61143534A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-07-01 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 繊維成形体の製造方法およびその繊維成形体を用いて製造された繊維強化金属複合材料 |
| JPS63303019A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-09 | Toshiba Corp | 金属基複合材料用プリフォ−ムの製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1350857A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-10-08 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Preform structure and method of manufacturing a preform formed into metal matrix composite |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2747696B2 (ja) | 1998-05-06 |
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