JPH03146253A - Production of metal base composite material - Google Patents
Production of metal base composite materialInfo
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- JPH03146253A JPH03146253A JP28175689A JP28175689A JPH03146253A JP H03146253 A JPH03146253 A JP H03146253A JP 28175689 A JP28175689 A JP 28175689A JP 28175689 A JP28175689 A JP 28175689A JP H03146253 A JPH03146253 A JP H03146253A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、高圧凝固鋳造法を用いた金属基複合材の製造
方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a metal matrix composite material using a high-pressure solidification casting method.
[従来の技術およびその課題]
従来、金属基複合材を製造する方法として、高圧凝固鋳
造法(スクイズキャスト法)が用いられている。この方
法は、予めセラミックウィスカー等の強化材でからなる
予成形体を鋳造金型のキャビティーに載置し、その後、
溶融状態の母材金属を予成形体内に圧入して鋳造するも
のである。この方法で得られた金属基複合材は、高強度
、優れた耐摩耗性等の機械的特性を有する。[Prior Art and its Problems] Conventionally, a high-pressure solidification casting method (squeeze casting method) has been used as a method for manufacturing metal matrix composite materials. In this method, a preformed body made of reinforcing material such as ceramic whiskers is placed in the cavity of a casting mold, and then
Molten base metal is press-fitted into a preform and cast. The metal matrix composite obtained by this method has mechanical properties such as high strength and excellent wear resistance.
しかしながら、溶融状態の母材金属、特にアルミニウム
またはアルミニウム合金等をキャビティーに供給して予
成形体内に圧入し、鋳造する際、キャビティー中央部に
鋳巣が発生する。この鋳巣が存在する金属基複合材は、
曲げ強さ等の機械的強度が悪い。したがって、得られる
金属基複合材内における鋳巣発生を阻止する必要がある
。However, when a molten base metal, particularly aluminum or an aluminum alloy, is supplied to a cavity, press-fitted into a preform, and cast, a blowhole is generated in the center of the cavity. The metal matrix composite material in which these cavities exist is
Mechanical strength such as bending strength is poor. Therefore, it is necessary to prevent the formation of blowholes in the metal matrix composite material obtained.
また、従来の高圧凝固鋳造法では、予成形体中の含有空
気を充分に脱気することができないので、高密度の金属
基複合材を得ることができない。このため、高強度の金
属基複合材を製造することができない。Further, in the conventional high-pressure solidification casting method, the air contained in the preform cannot be sufficiently degassed, and therefore a high-density metal matrix composite cannot be obtained. For this reason, it is not possible to manufacture a high-strength metal matrix composite material.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高強
度の金属基複合材を効率よく得ることができる金属基複
合材の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metal matrix composite material that can efficiently obtain a high strength metal matrix composite material.
[課題を解決するための手段]
本発明は、金型内に載置された強化材からなる予成形体
に溶融した母材金属を圧入して鋳造する高圧凝固鋳造法
を用いた金属基複合材の製造方法において、金型内の中
央部を除く場所に前記強化材予成形体を載置することを
真空脱気する。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a metal matrix composite using a high-pressure solidification casting method in which molten base metal is press-fitted into a preformed body made of a reinforcing material placed in a mold. In the method for manufacturing the reinforcing material, the reinforcing material preform is placed in a place other than the central part of the mold and then vacuum degassed.
ここで、溶融した母材金属を圧入する直前に金型内を真
空脱気することが好ましい。また、特に、2つの予成形
体を金型内に対向して配置し、それらの間隙に母材金属
を供給することが好ましい。Here, it is preferable to evacuate the inside of the mold immediately before press-fitting the molten base metal. Moreover, it is particularly preferable to arrange two preforms in a mold so as to face each other, and to supply the base metal into the gap between them.
[作用]
本発明の金属基複合材の製造方法によれば、金型内の鋳
巣が発生する部分、すなわち、中央部以外の部分に予成
形体を載置して高圧凝固鋳造を行って、金属基複合材を
製造する。[Function] According to the method for manufacturing a metal matrix composite material of the present invention, the preform is placed in a part of the mold where blowholes occur, that is, in a part other than the central part, and high-pressure solidification casting is performed. , manufacturing metal matrix composites.
鋳巣は金型中央部に発生するため、予成形体内で鋳巣が
発生することを阻止することができる。Since blowholes occur in the center of the mold, it is possible to prevent blowholes from forming inside the preform.
また、溶融状態の母材金属を予成形体内に圧入する直前
に金型内を真空脱気することにより、予成形体内の空気
を充分に放出させることができる。In addition, by evacuating the inside of the mold immediately before press-fitting the molten base metal into the preform, the air inside the preform can be sufficiently released.
このため、溶融状態の母材金属を充分に予成形体内に一
含浸させることができ、高密度の金属基複合材を得るこ
とができる。Therefore, the base metal in a molten state can be sufficiently impregnated into the preform, and a high-density metal matrix composite can be obtained.
したがって、鋳巣およびそれに伴う欠陥のない、高強度
の金属基複合材を得ることができる。Therefore, it is possible to obtain a high-strength metal matrix composite material free of blowholes and associated defects.
さらに、本発明の金属基複合材の製造方法によれば、金
型内の中央部を除く領域に複数個の予成形体を載置する
ことにより、鋳巣が発生する中央部を製品部分として使
用することなく、一つの金型に対して複数個の金属基複
合材を製造することができる。Furthermore, according to the method for manufacturing a metal matrix composite material of the present invention, by placing a plurality of preforms in an area other than the center part of the mold, the center part where blowholes occur can be used as a product part. A plurality of metal matrix composites can be manufactured using one mold without using the metal matrix composite.
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1
第1図は、本発明の金属基複合材の製造方法に使用され
る装置の一部を示した説明図である。Example 1 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a part of the apparatus used in the method for manufacturing a metal matrix composite material of the present invention.
図中10は金型である。金型10は2枚の厚板10a、
10bで構成され、2枚の厚板を合わせた際にキャビテ
ィー11、溶融した母材金属を供給する導入部12、お
よび金型内の空気を排気する排気口13を形成するよう
になりでいる。排気口13には金型内の排気を調節する
バルブ14が取り付けられている。キャビティー11内
にはセラミックウィスカー等の強化材からなる2つの予
成形体15が互いに対向して予め載置されている。In the figure, 10 is a mold. The mold 10 has two thick plates 10a,
10b, and when the two thick plates are put together, they form a cavity 11, an introduction part 12 for supplying the molten base metal, and an exhaust port 13 for exhausting the air inside the mold. There is. A valve 14 is attached to the exhaust port 13 to regulate the exhaust inside the mold. Two preformed bodies 15 made of reinforcing material such as ceramic whiskers are placed in advance in the cavity 11 facing each other.
また、金型10の底部は、導入部12と連通させるよう
に一端に開口部16を持ち、かつ、他端に図示しないプ
ランジャーを挿入する挿入部17を持つ通流部材18と
連結されている。Further, the bottom of the mold 10 is connected to a flow member 18 having an opening 16 at one end so as to communicate with the introduction section 12 and an insertion section 17 at the other end into which a plunger (not shown) is inserted. There is.
この装置を用いて、次のようにして寸法120m+mX
120mm5厚さ25mmの金属基複合材を製造した。Using this device, the dimensions are 120m+mX as follows.
A metal matrix composite material having a size of 120 mm and a thickness of 25 mm was manufactured.
ここで、予成形体には、SiCウィスカーを使用し、そ
の含有量は製品に対して20体積%とした。また、母材
金属には、アルミニウム合金AC8Aを用いた。Here, SiC whiskers were used in the preform, and the content thereof was 20% by volume based on the product. Furthermore, aluminum alloy AC8A was used as the base metal.
まず、2つのSiCウィスカー予成形体を金型1内に載
置した。次に、アルミニウム合金を金型1内に圧入する
前にバルブ14を調節して金型10内を真空に脱気した
。最後に、供給速度30yam/ see 1供給部度
800℃でアルミニウム合金を金型1内に導入し、予成
形体に含浸させた。First, two SiC whisker preforms were placed in the mold 1. Next, before press-fitting the aluminum alloy into the mold 1, the valve 14 was adjusted to evacuate the inside of the mold 10 to a vacuum. Finally, the aluminum alloy was introduced into the mold 1 at a feed rate of 30 yam/see and a feed rate of 800° C. to impregnate the preform.
なお、このとき、予成形体も予め800℃に加熱した。At this time, the preformed body was also heated to 800°C in advance.
その後、10kg/龍2の圧力で1分間、加圧状態を保
持した後、鋳造体を金型から取出した。Thereafter, the pressurized state was maintained at a pressure of 10 kg/Ryu 2 for 1 minute, and then the cast body was taken out from the mold.
鋳巣19を含むアルミニウム合金のみからなる部分を切
断し、2つの金属基複合材を製造した。鋳巣19は金型
10の中央部に発生した。Two metal matrix composites were manufactured by cutting a portion consisting only of the aluminum alloy including the blowhole 19. A blowhole 19 was generated in the center of the mold 10.
得られた金属基複合材の曲げ強さ、鋳巣の有無、および
空孔の有無を調べた。その結果を下記第1表に示す。な
お、曲げ強さは、3点曲げ試験によって測定した。The bending strength, presence or absence of blowholes, and presence or absence of pores of the obtained metal matrix composite were examined. The results are shown in Table 1 below. Note that the bending strength was measured by a three-point bending test.
実施例2
金型内を真空に脱気しないことを除いて実施例1と同様
にして金属基複合材を製造した。Example 2 A metal matrix composite material was produced in the same manner as in Example 1, except that the inside of the mold was not evacuated.
得られた金属基複合材の曲げ強さ、鋳巣の有無、および
空孔の有無を実施例1と同様にして調べた。The bending strength, presence or absence of blowholes, and presence or absence of pores of the obtained metal matrix composite material were examined in the same manner as in Example 1.
その結果を下記第1表に併記する。The results are also listed in Table 1 below.
比較例
第2図は、従来の金属基複合材の製造方法に使用される
装置の一部を示した説明図である。図中20は金型であ
る。金型20はキャビティー21、溶融した母材金属を
供給する導入部22を形成している。キャビティー21
内には予め強化材からなる予成形体23が載置されてい
る。また、金型20の底部は、導入部22と連通させる
ように一端に開口部24を持ち、かつ、他端に図示しな
いプランジャーを挿入する挿入部25を持つ通流部材2
6と連結されている。Comparative Example FIG. 2 is an explanatory diagram showing a part of an apparatus used in a conventional method for manufacturing a metal matrix composite material. In the figure, 20 is a mold. The mold 20 forms a cavity 21 and an introduction part 22 for supplying molten base metal. Cavity 21
A preformed body 23 made of reinforcing material is placed in advance. The bottom of the mold 20 also has a flow passage member 2 which has an opening 24 at one end so as to communicate with the introduction part 22 and an insertion part 25 into which a plunger (not shown) is inserted at the other end.
It is connected to 6.
この装置を用いて、次のようにして寸法120+nX
120mmq厚さ25+amの金属基複合材を製造した
。Using this device, the size is 120+nX as follows.
A 120 mmq 25+ am metal matrix composite was produced.
なお、予成形体および母材金属は、実施例1と同様のも
のを使用した。Note that the same preform and base metal as in Example 1 were used.
まず、SiCウィスカー予成形体を金型20内に載置し
た。このとき、予成形体23はキャビティー21の半分
を占有していた。その後、実施例1と同様にして、金属
基複合材を製造した。鋳巣27は金型20の中央部に発
生した。First, a SiC whisker preform was placed in a mold 20. At this time, the preform 23 occupied half of the cavity 21. Thereafter, a metal matrix composite material was manufactured in the same manner as in Example 1. A blowhole 27 was generated in the center of the mold 20.
得られた金属基複合材の曲げ強さ、鋳巣の有無、および
空孔の有無を実施例1と同様にして調べた。The bending strength, presence or absence of blowholes, and presence or absence of pores of the obtained metal matrix composite material were examined in the same manner as in Example 1.
その結果を下記第1表に併記する。The results are also listed in Table 1 below.
第 1 表
参考例:母材のみ(非複合材)
第1表から明らかなように、本発明の方法により製造さ
れた金属基複合材(実施例1.2)は、鋳巣および空孔
が無<10曲げ強さの優れたものであった。これに対し
て、従来の方法により製造された金属基複合材(比較例
)は、鋳巣および空孔が有り、複合材でないものよりも
曲げ強さが劣るものであった。Table 1 Reference example: Base material only (non-composite material) As is clear from Table 1, the metal matrix composite material (Example 1.2) produced by the method of the present invention has no cast cavities or voids. The bending strength was excellent with no <10. On the other hand, the metal matrix composite material (comparative example) manufactured by the conventional method had cavities and voids, and its bending strength was inferior to that of non-composite materials.
[発明の効果]
以上説明した如く、本発明の金属基複合材の製造方法は
、高強度の金属基複合材を効率よく得ることができるも
のである。[Effects of the Invention] As explained above, the method for producing a metal matrix composite material of the present invention can efficiently obtain a high strength metal matrix composite material.
第1図は、本発明の金属基複合材の製造方法に使用され
る装置の一部を示す説明図、第2図は、従来の金属基複
合材の製造方法に使用される装置の一部を示す説明図で
ある。
10.20・・・金型、11.21・・・キャビティー
12.22・・・導入部、13・・・排気口、14・・
・バルブ、15.23・・・予成形体、16.24・・
・開口部、17.25・・・挿入部、18.26・・・
通流部材、19.27・・・鋳巣。
7
11図FIG. 1 is an explanatory diagram showing a part of the apparatus used in the method for manufacturing a metal matrix composite material of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a part of the apparatus used in the conventional method for manufacturing a metal matrix composite material. FIG. 10.20...Mold, 11.21...Cavity 12.22...Introduction part, 13...Exhaust port, 14...
・Valve, 15.23... Preformed body, 16.24...
・Opening part, 17.25... Insertion part, 18.26...
Flowing member, 19.27...Blow hole. 7 Figure 11
Claims (2)
融した母材金属を圧入して鋳造する高圧凝固鋳造法を用
いた金属基複合材の製造方法において、金型内の中央部
を除く場所に前記強化材予成形体を載置することを特徴
とする金属基複合材の製造方法。(1) In a method for manufacturing a metal matrix composite material using a high-pressure solidification casting method in which molten base metal is press-fitted and cast into a preform made of reinforcing material placed in a mold, A method for manufacturing a metal matrix composite material, comprising placing the reinforcing material preform at a location other than the central portion.
脱気する請求項1記載の金属基複合材の製造方法。(2) The method for manufacturing a metal matrix composite material according to claim 1, wherein the inside of the mold is vacuum degassed immediately before press-fitting the molten base metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28175689A JPH03146253A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Production of metal base composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28175689A JPH03146253A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Production of metal base composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146253A true JPH03146253A (en) | 1991-06-21 |
Family
ID=17643536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28175689A Pending JPH03146253A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Production of metal base composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03146253A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008003474A1 (en) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Method for producing a cast part, in particular a piston blank |
| JPWO2013042629A1 (en) * | 2011-09-21 | 2015-03-26 | 住友精密工業株式会社 | Metal filling equipment |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP28175689A patent/JPH03146253A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008003474A1 (en) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Method for producing a cast part, in particular a piston blank |
| JPWO2013042629A1 (en) * | 2011-09-21 | 2015-03-26 | 住友精密工業株式会社 | Metal filling equipment |
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