JPH03146253A

JPH03146253A - 金属基複合材の製造方法

Info

Publication number: JPH03146253A
Application number: JP28175689A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Fukumoto; 福本　紀; Yoshimichi Hino; 善道日野; Hisashi Manda; 萬田　寿
Original assignee: Hiroshima Aluminum Industry Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Hiroshima Aluminum Industry Co Ltd
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-06-21

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。

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。

［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。

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
。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

なお、このとき、予成形体も予め８００℃に加熱した。

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。

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。

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。

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。

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。

その結果を下記第１表に併記する。

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。

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
。

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。

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。

その結果を下記第１表に併記する。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。７１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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特徴
とする金属基複合材の製造方法。
（２）溶融した母材金属を圧入する直前に金型内を真空
脱気する請求項１記載の金属基複合材の製造方法。