JPH02243776A - 複合材の表面硬化方法 - Google Patents
複合材の表面硬化方法Info
- Publication number
- JPH02243776A JPH02243776A JP6499389A JP6499389A JPH02243776A JP H02243776 A JPH02243776 A JP H02243776A JP 6499389 A JP6499389 A JP 6499389A JP 6499389 A JP6499389 A JP 6499389A JP H02243776 A JPH02243776 A JP H02243776A
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- JP
- Japan
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- matrix
- composite material
- short fibers
- plastic working
- exposed
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- Pending
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は繊維強化および粒子強化などの強化材と金属マ
トリックスとからなる複合材の表面硬化方法に関するも
のである。
トリックスとからなる複合材の表面硬化方法に関するも
のである。
一次加工が可能な複合材の製法には繊維のプリフォーム
にマトリックス溶湯を含浸させる溶湯鍛造法、繊維粒子
およびマトリックス粉末を混合、圧粉、焼結、押出等の
粉末冶金による方法が主流である。
にマトリックス溶湯を含浸させる溶湯鍛造法、繊維粒子
およびマトリックス粉末を混合、圧粉、焼結、押出等の
粉末冶金による方法が主流である。
上記のプリフォームにマトリックス溶湯を含浸させる溶
湯鍛造法においては含浸抵抗の点から繊維含有率（Ｖｆ
）に限界があり３０％位が上限とされている。
湯鍛造法においては含浸抵抗の点から繊維含有率（Ｖｆ
）に限界があり３０％位が上限とされている。
一方の粉末冶金法にはこの制限はない。しかし短繊維、
粒子を用いた複合材の特徴である二次加工性の点からは
高々Ｖｆ３５％程度とされている。
粒子を用いた複合材の特徴である二次加工性の点からは
高々Ｖｆ３５％程度とされている。
繊維、粒子などの含有率にこのような限界があることか
ら複合材は多くの優れた性質を有しながら耐摩耗性につ
いてはセラミックや特殊鋼のレヘルには及ばない問題が
あった。
ら複合材は多くの優れた性質を有しながら耐摩耗性につ
いてはセラミックや特殊鋼のレヘルには及ばない問題が
あった。
〔発明が解決しようとする課題］
本発明は上記の問題について検討の結果なされたもので
、軽量で耐摩耗性、熱間強度などに優れ、特に耐摩耗性
を大巾に改善する複合材の表面硬化方法を開発したもの
である。
、軽量で耐摩耗性、熱間強度などに優れ、特に耐摩耗性
を大巾に改善する複合材の表面硬化方法を開発したもの
である。
〔課題を解決するだめの手段および作用〕本発明は、セ
ラミック粒子または短繊維とマトリックス金属からなる
複合材表面のマトリックスのみを所定の厚さ除去し、セ
ラミック粒子または短繊維の一部を露出させた後、塑性
加工により露出したセラミック粒子または短繊維をマト
リックスに圧入する工程を１回または複数回繰り返し行
なうことを特徴とする複合材の表面硬化方法である。
ラミック粒子または短繊維とマトリックス金属からなる
複合材表面のマトリックスのみを所定の厚さ除去し、セ
ラミック粒子または短繊維の一部を露出させた後、塑性
加工により露出したセラミック粒子または短繊維をマト
リックスに圧入する工程を１回または複数回繰り返し行
なうことを特徴とする複合材の表面硬化方法である。
すなわち本発明は、複合材の所望の形状に近い工程にお
いて、複合材表面のマトリックスのみを所定量除去し、
露出した粒子、繊維を塑性加工によりマトリックスに圧
入することにより複合材の繊維、粒子の含有率を実質的
に高めて少なくとも表面の繊維、粒子密度を上げること
により硬度を高め、耐摩耗性を向上せしめるものである
。
いて、複合材表面のマトリックスのみを所定量除去し、
露出した粒子、繊維を塑性加工によりマトリックスに圧
入することにより複合材の繊維、粒子の含有率を実質的
に高めて少なくとも表面の繊維、粒子密度を上げること
により硬度を高め、耐摩耗性を向上せしめるものである
。
しかして上記のマトリックスの除去厚さは、マトリック
スを除去して露出した粒子、繊維が次の塑性加工による
圧入の工程で有効に機能するように選択することが必要
であり、この厚さは繊維の場合は、繊維径の２倍程度、
粒子の場合は粒子平均径に対しその１／２〜２／３程度
のマトリックス中さを除去するのが適当である。
スを除去して露出した粒子、繊維が次の塑性加工による
圧入の工程で有効に機能するように選択することが必要
であり、この厚さは繊維の場合は、繊維径の２倍程度、
粒子の場合は粒子平均径に対しその１／２〜２／３程度
のマトリックス中さを除去するのが適当である。
これは繊維の場合は繊維が折損しないアスペクト比を目
安としたものであり、粒子の場合は、圧入に寄与する大
粒子が有効に残ることを期待したものである。
安としたものであり、粒子の場合は、圧入に寄与する大
粒子が有効に残ることを期待したものである。
また圧入したのみでも有効であるが露出部分が圧入され
た粒子、繊維とマトリックスの界面は、油脂が存在した
りする欠陥部があるのでその深さ部分は切削除去するこ
とが望ましい。
た粒子、繊維とマトリックスの界面は、油脂が存在した
りする欠陥部があるのでその深さ部分は切削除去するこ
とが望ましい。
このマトリックスの除去と圧入の工程は１回だけでも成
る程度の効果はあるが、複数回繰り返すことにより、マ
トリックス中の粒子、繊維の含有率をさらに高めること
ができる。また上記の塑性加工はマトリックスの固相線
以下の温度で行なうと良好に塑性加工を施すことができ
る。
る程度の効果はあるが、複数回繰り返すことにより、マ
トリックス中の粒子、繊維の含有率をさらに高めること
ができる。また上記の塑性加工はマトリックスの固相線
以下の温度で行なうと良好に塑性加工を施すことができ
る。
このように本発明は、複合材の製造工程において、表面
のマトリックスのみを除去し、露出したセラミック粒子
、短繊維を圧入することにより複合材の粒子、繊維の含
有率を増加せしめ、表面の硬度、耐摩耗性を向上させる
ものである。
のマトリックスのみを除去し、露出したセラミック粒子
、短繊維を圧入することにより複合材の粒子、繊維の含
有率を増加せしめ、表面の硬度、耐摩耗性を向上させる
ものである。
したがってこの種の複合材の通常の製造工程の途中で本
発明を適用することも可能であり応用範囲は極めて広く
、かつその効果は顕著である。
発明を適用することも可能であり応用範囲は極めて広く
、かつその効果は顕著である。
以下に本発明の一実施例について説明する。
平均粒径１００μのＳｉＣ粒子とｌｅ金合金６０６１粉
末をＳｉＣのＶ、（２０％に配合し、ボールミルで８時
間混合した後圧粉し、純Ａ２の缶内に収容し、４５０°
Ｃまで加熱しつつ真空脱気し、１、２ Ｘ １０−２Ｔ
ｏｒｒの真空度で封し切った。次に４７０°Ｃにおいて
押出比１０として丸棒に押出した。さらにこれを抽伸し
て１０ｍｍφの線に加工した。この綿の表面硬さはＨｖ
＝９０であった。次に塩酸で表面のアルミ合金を溶解除
去した。この際前もって、ＳｉＣ粒子と溶けたアルミ合
金の段差が、略５０μになるように熔解条件を設定した
。
末をＳｉＣのＶ、（２０％に配合し、ボールミルで８時
間混合した後圧粉し、純Ａ２の缶内に収容し、４５０°
Ｃまで加熱しつつ真空脱気し、１、２ Ｘ １０−２Ｔ
ｏｒｒの真空度で封し切った。次に４７０°Ｃにおいて
押出比１０として丸棒に押出した。さらにこれを抽伸し
て１０ｍｍφの線に加工した。この綿の表面硬さはＨｖ
＝９０であった。次に塩酸で表面のアルミ合金を溶解除
去した。この際前もって、ＳｉＣ粒子と溶けたアルミ合
金の段差が、略５０μになるように熔解条件を設定した
。
この後９．９５ ｍｍφに抽伸して表面の硬さを測定し
た結果Ｈｖ＝１１０であった。この状態から上記と同様
にしてマトリックスのＡ！を塩酸で５０μ溶解除去し９
．９０＋ｎｍφとした。この場合の硬さしま１（ｖ＝１
３０であった。この抽伸材をセンタレスグラインダーで
９．８５ｍｍφに切削加工後、硬さを測定したところＨ
ｖ＝１２５であった。また表面の組織写真からＳｉＣの
Ｖｆを測定した結果、略４０％と高い値が得られた。
た結果Ｈｖ＝１１０であった。この状態から上記と同様
にしてマトリックスのＡ！を塩酸で５０μ溶解除去し９
．９０＋ｎｍφとした。この場合の硬さしま１（ｖ＝１
３０であった。この抽伸材をセンタレスグラインダーで
９．８５ｍｍφに切削加工後、硬さを測定したところＨ
ｖ＝１２５であった。また表面の組織写真からＳｉＣの
Ｖｆを測定した結果、略４０％と高い値が得られた。
これらの結果から本発明によれば表面の硬さが著しく高
くなり、耐摩耗性が向上することが明らかであり、さら
に粒子の含有率が格段に高くなることが認められた。
くなり、耐摩耗性が向上することが明らかであり、さら
に粒子の含有率が格段に高くなることが認められた。
以上に説明したように本発明は、必要とする耐摩耗面に
従来法では達成し得ない粒子、ｍ維の量を富化すること
ができ、この結果硬度が高く、耐摩耗性に優れた複合材
が得られるもので工業上顕著な効果を奏するものである
。
従来法では達成し得ない粒子、ｍ維の量を富化すること
ができ、この結果硬度が高く、耐摩耗性に優れた複合材
が得られるもので工業上顕著な効果を奏するものである
。
Claims (2)
- （１）セラミック粒子または短繊維とマトリックス金属
からなる複合材表面のマトリックスのみを所定の厚さ除
去し、セラミック粒子または短繊維の一部を露出させた
後、塑性加工により露出したセラミック粒子または短繊
維をマトリックスに圧入する工程を１回または複数回繰
り返し行なうことを特徴とする複合材の表面硬化方法。 - （２）塑性加工を前記マトリックスの固相線以下の温度
で行なうことを特徴とする請求項１記載の複合材の表面
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6499389A JPH02243776A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 複合材の表面硬化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6499389A JPH02243776A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 複合材の表面硬化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243776A true JPH02243776A (ja) | 1990-09-27 |
Family
ID=13274097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6499389A Pending JPH02243776A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 複合材の表面硬化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02243776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002030377A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-31 | Hikari Wada | 摺動部材およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP6499389A patent/JPH02243776A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002030377A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-31 | Hikari Wada | 摺動部材およびその製造方法 |
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