JPH03180435A - Y↓2O↓3安定化ZrO↓2短繊維強化Al基複合材料の製造方法 - Google Patents

Y↓2O↓3安定化ZrO↓2短繊維強化Al基複合材料の製造方法

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JPH03180435A
JPH03180435A JP31957189A JP31957189A JPH03180435A JP H03180435 A JPH03180435 A JP H03180435A JP 31957189 A JP31957189 A JP 31957189A JP 31957189 A JP31957189 A JP 31957189A JP H03180435 A JPH03180435 A JP H03180435A
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short fibers
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Akio Nakano
昭夫 中野
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、複合材料の新分野として注目されている繊
維強化金属複合材料(FRM)の製造方法に関し、特に
強化繊維としてセラミックス繊維を用いこのセラミック
ス繊維と金属間化合物による■基地複合材料をダイカス
ト法にて作製する製造方法に関するものである。
〈従来の技術及びその問題点〉 一般に、此種の繊維強化金属複合材料(FRM)の複合
化技術として注意を特に払う点は金属内に複合混在させ
る強化繊維の特性を損なわずに金属と複合化することに
ある。しかし一般的には製造過程において繊維材と金属
例えばAll基地合金溶湯とは高温で接するため、反応
による繊維材の劣化が者しく、複合則で予測した高強度
、高弾性率を得るのが難しいために製造方法には規正が
ある。
一般的な製造方法として強化繊維を事前にプリフオーム
化して予熱し、あらかじめ予熱された金型内に設置した
後、その金型内にAl基地合金溶湯を圧入し、その圧力
保持のまま凝固、複合化して繊維材と■基地合金との反
応時間を極小として繊維強化AfL基複合材料を作製す
る高圧凝固鋳造法が知られている。
しかし乍ら、この様な従来法にあっては製造過程におけ
る繊維材の劣化を最小限に押さえた複合化、換言すれば
高圧を掛けて繊維材と金属とが高温で接する時間を数秒
とし、それによって高温での反応を最小限に抑制した複
合化は可能であるが、金属内に複合混在された繊維材は
金属との一体化複合が望めず、結果的に繊維材と金属と
の間には微少のアモルファス層の発生等により滑り現象
(作用)が起り易くなって金属に高強度、高弾性率を付
与することはできないものであった。
また、従来法はダイカスト法の様に多種多様形状の繊維
強化金属複合材料、即ち製品を成形する自由度は全くな
かった。
〈発明が解決しようとする課題〉 本考案はこの様な従来事情に鑑みてなされたものであり
、その解決しようとする技術的課題は、強化繊維と金属
との一体化複合を実現し、高強度。
高弾性の繊維強化金属複合材料の作製を可能とし且つそ
の高強度、高弾性率を更に高めることができ、しかもク
ズイカスト法による作製を可能としたY2 03安定化
zrO□短繊維強化^l基複合材料の製造方法を提供す
ることにある。
〈技術的課題を達成するための手段〉 上記課題を達成するために本発明が講じる技術的手段は
、重量比で0.1〜6vj%旧、0.2〜4W【%Cr
、  0.2〜4W1%Siを含有又は前記各元素に更
にO〜2vt%Ni及び0〜2Wt%■を含有するAl
基地合金溶湯中に、界面溶体化処理を施したY2O3安
定化z+O□短繊維を予め混在させ、そのA、を基地合
金溶湯を金型内に加圧注入した後、合金包晶点変態温度
に合わせて金型内溶湯に二次加圧を掛け反応速度を制御
し、二次加圧力により、結晶粒界面に凝集するMn及び
Crを、At−Mu、 AJL−Crの金属間化合物と
して、核状金属間化合物及びこの核状金属間化合物を基
点として二次加圧方向に成長する針状金属間化合物を生
成させ^A固溶体基地に均一に分散共存させ、且つその
加圧鋳造のもとでAJ1基地包晶合金と金属間化合物と
を反応させて組基地合金/ Y2 03安定化2rO□
短繊維の複合、包晶脆基地合金金属間/ Y2 0i安
定化z【02短繊維の複合を行ない、金属間化合物及び
Y2O。
・lro 2短繊維による相乗複合を計り、強固なる複
合を得るにある。
〈実施例〉 本発明の実施の一例を以下説明すると、本実施例のY2
O3安定化2rO□短繊維強化^(基複合材料はkl基
地に重量比で0.l〜6wj%Mn、  0.2〜4w
t%Cr、  0.2〜4 vt%Siを添加又はO,
1〜6 v1%h、  0.2〜4r1%Cr、  0
.2〜4vt%Si、  0〜2W(%Ni及びO〜2
 W1%Vを添加したu−Mn−Cr−3l系のA女基
地合金、  Y2  (h安定化zrO,短繊維との複
合をすることを基本とするものである。
hL基地合金は重量比で0.1〜6vt%Mnの添加に
よってP1温度域になると包晶反応が起き、その包晶点
変態温度に合わせて二次加圧を掛けるとMnAfLb 
、 CrAjhの金属間化合物が初晶として晶出される
。このMnAl。、 Ct^Q7金属間化合物は核状金
属間化合物と針状金属間化合物とに生成され、特に針状
金属間化合物は第1図に示す結晶組織図から明らかな様
に核状金属間化合物を基点として二次加圧方向に成長す
るものである。この場合、針状金属間化合物の平均成長
長さは0.301/l〜G、 4a+/i程度になる。
そして、このAL−MIl−Cr−3l系合金溶渦中に
、界面溶体化処理を施したY2O,安定化ho□短繊維
を予め混在させて金型内にて一体化複合させる。
上記Y2O.安定化zrO□短繊維は、Y2O。
を若干量2〜8%含むXrO□とし、密度4.83gf
/an’、引張強さ210kgf/mm’ 、弾性係数
35100kgl/w’ 、固有物性値の変化のない使
用温度2650℃(AJL、  O,、Sic 、 S
i、Lに比べて引張強さ1/10程度) 、 AI−M
u−Cr−3l系合金溶湯に対して安定、高温でのAf
L、 Mn、 Cr、 Siとの反応極小量等の特徴を
有する。
AQ−旧−Ct−3i系合金との反応層としてAjt−
Ct、系の薄膜aooaAをスパッタ蒸着する界面溶化
処理を施し、Y2O,安定化2tO,短繊維にN+を3
00 KeV注入温度300Kにて、イオン注入し、繊
維断面径10μに対して7ooX〜1000人程度のN
゛改善層を生成しする。イオン注入によるY2O。
安定化!rO□短繊維と0□−Cr、系薄膜との付着力
を著しく向上させて一体化を図ると共に、Ajl−Mn
−Ct−9i系合金との液相混合として一体化複合せし
めた複合合金とする。
次に、本実施例のY2O3安定化2rO□短繊維強化U
基複合材料の製造方法(以下、本工法と称す)を下記の
製造条件に基づいて説明する。
0.溶湯の注入温度ニア50〜800℃b、金型温度 
  =250〜500℃C9二次加圧力  :50履p
a〜250mptまず、本工法はAJL−Mn−Ct−
3i系合金とy、  o、安定化XrO□短繊維との配
合比を重量比で8〜5vt%、残部Al−Mn−Ct−
Si系合金に設定する。
そして、41−Mn−Cr−3i系合金溶渦中にY2O
、安定化2r02短繊維を予め配合混在させてn−Mn
−Ct−3i系合金溶湯を金型内に加圧注入した後、全
型内合金包晶点変態温度に合わせて金型内溶湯に二次加
圧を掛けて反応速度(金属間化合物を晶出する反応圧力
1時間、温度など)を制御する。すると、第1図の結晶
組織図から明らかな様に核状金属間化合物と二次加圧方
向に成長する針状金属間化合物とが晶出生成されM固溶
体基地中に均一に分散共存し且つその加圧鋳造のもとで
基地包晶合金との溶体化処理をしたY2O3安定化zt
02短繊維が近傍に混在する核状金属間化合物を中心と
して反応し、紅基地合金/ Y2 0i安定化2tO□
短繊維の複合、包晶紅基合金金属間化合物/ Y2  
(h安定化1to□短繊維の複合との相乗複合強化をも
たらす結晶組織となる。
従って、本工法によって作製されたY2O3安定化2r
O□短繊維強化Al基複合材料によれば、界面溶体化処
理のイオン注入による繊維材と胱−M+−Cr−3i系
合金との反応層として該繊維材の表面を披露するAn、
−Cry系薄膜との一体化によってY2O3安定化ho
□短繊維は■基地合金中に一体化複合されて混在するこ
とから、従来の様な滑り現象を起す虞れがなく繊維材の
優れた特性をもってA9基地合金の高強度、高弾性を図
り、且っY2O3安定化XtO2短繊維とAll−Mu
−Ct−8i系合金における核状、針状金属間化合物と
の相乗複合効果によって更に優れた高強度、高弾性が得
られる。
また、本工法によれば、 型注入方向に対して二次加圧方向を90°角に直交させ
ることにより、721 03安定化2tO,を注入方向
に、金属間化合物をこれに直交させる方向に生成せしめ
ることができ、複合材が今迄持っていた、一方向性のみ
についての機能性を直交二方向性とすることが可能とな
った。
また、Y2O,安定化2r(h短繊維を針状金属間化合
物と同等に合わせることにより、鋳造性の自由度を取る
ことが可能となることから、上記高複合機能のY2O,
安定化2tO□短繊維強化^1基複合材料をダイカスト
法にて作製(鋳造)することができる。
〈発明の効果〉 本発明は叙上の如き構成であるから、下記の作用効果を
奏する。
■ 重量比で0.1〜6vt%Mn、  0.2〜4 
vt%Ct。
0.2〜4wt%Siを含有又は前記各元素に更に0〜
2wt%旧及びO〜2WI%■を含有するAJ基地合金
溶渦中に、界面溶体化処理を施したY2O,安定化2r
O□短繊維を予め混在させ、そのAn基地合金溶湯を金
型内に加圧注入した後、合金包晶点変態温度に合わせて
金型内溶湯に二次加圧を掛け反応速度を制御して核状金
属間化合物及びこの核状金属間化合物を基点として二次
加圧方向に成長する針状金属間化合物を生成し■固溶体
基地に均一に分散共存させ、且つその加圧鋳造のもとで
■基地包晶合金と金属間化合物とを反応させてAfL基
地合金/ Y2 03安定化1to□短繊維の複合、包
晶At基地合金金属間化合物/ Y2 03安定化zr
O2短繊維の複合を行なうことを特徴とする製造方法で
あって、Al基地包晶合金との溶体化処理したY2O3
安定化2rO□短繊維が近傍に混在する核状金属間化合
物を中心として反応し、二次加圧方向に晶出成長する針
状金属間化合物と同様に均一に混在して相乗複合効果を
もたらす結晶組織、即ち高強度、高弾性のY2O,安定
化2rO□短繊維強化Af基複合材料を作製し得ること
が出来る。
■ 複合材注入方向、二次加圧方向を適度に取ることに
より、混入短繊維と、金属間化合物生成方向を位置決め
することが出来る。
■ y2O3安定化hO□短繊維を針状金属間化合物と
同等に合わせることにより、鋳造性の自由度を取ること
が可能となることから、上記作用効果の■のY2O,安
定化2rO□短繊維強化^l基複合材料をダイカスト法
にて作製することができ、有益且つ実用的効果が大なる
製造方法を提供することが出来た。
依って、所期の目的を達成し得た。
【図面の簡単な説明】
第1図面は本工法にて作製したY2O3安定化2rO□
短繊維強化At基複合材料の結晶組織図である。 特 許 出 願 人 中 野 昭 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量比で0.1〜6wt%Ma、0.2〜4wt%Cr
    、0.2〜4wt%Siを含有又は前記各元素に更に0
    〜2wt%Ni及び0〜2Wt%Vを含有するAl基地
    合金溶湯中に、界面溶体化処理を施したY_2O_3安
    定化ZrO_2短繊維を予め混在させ、そのAl基地合
    金溶湯を金型内に加圧注入した後、合金包晶点変態温度
    に合わせて金型内溶湯に二次加圧を掛け反応速度を制御
    して核状金属間化合物及びこの核状金属間化合物を基点
    として二次加圧方向に成長する針状金属間化合物を生成
    しAl固溶体基地に均一に分散共存させ、且つその加圧
    鋳造のもとでAl基地包晶合金と金属間化合物とを反応
    させてAl基地合金/Y_2O_3安定化ZrO_2短
    繊維の複合、包晶Al基地合金金属間化合物/Y_2O
    _3安定化ZrO_2短繊維の複合を行なうことを特徴
    とするY_2O_3安定化ZrO_2短繊維強化Al基
    複合材料の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8564990B2 (en) 2008-12-18 2013-10-22 Abb Research Ltd Converter device and method for controlling a converter device
CN110423935A (zh) * 2019-08-29 2019-11-08 东北大学 一种以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料
CN111004946A (zh) * 2019-12-30 2020-04-14 宁波杰达模具机械有限公司 一种变速箱离合器壳体的压铸成型工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8564990B2 (en) 2008-12-18 2013-10-22 Abb Research Ltd Converter device and method for controlling a converter device
CN110423935A (zh) * 2019-08-29 2019-11-08 东北大学 一种以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料
CN110423935B (zh) * 2019-08-29 2021-05-18 东北大学 一种以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料
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