JPH0422558A

JPH0422558A - 金属基複合材用強化材の予成形方法

Info

Publication number: JPH0422558A
Application number: JP12571790A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Hino; 善道日野; Tadashi Fukumoto; 福本　紀; Ichiro Nakauchi; 中内　一郎; Norio Iwasaki; 紀夫岩崎
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1992-01-27

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、複雑形状の予成形体を成形するための金属
基複合材用強化材の予成形方法に関する。

［従来の技術］金属基複合材の予成形体（プリフォーム）を抄造法によ
り作成する場合は、スラリーを型のキャビティに注入し
、これを減圧・脱水する。プリフォーム原料としてのス
ラリーは強化材としての繊維またはセラミックスウィス
カー等を水に溶かしたものであり、全体にわたって一様
にスラリーから水を除去することが寸法精度のよいプリ
フォームを得るために必要である。

第３図及び第４図に示すように、従来の予成形８（メツ
シュの平均開口径５０〜１００μｍ）をキャビティ５の
内面に貼り付け、部材３に部材４を組み込んで型２を形
成し、通路３ａを介してキャビティ５にスラリーを注入
すると共に、細孔６及び排水路７を介してキャビティ５
内を減圧する。

スラリー中の水はネット８を通して除去され、キャビテ
ィ５内に強化材が残留し、所望の予成形体が得られる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の予成形方法では、キャビティの形
状が複雑になると、細孔６を形成すること、及びネット
８をキャビティ５の内面に切り貼リすることが極めて困
難になり、キャビティ５の全体にわたり一様に脱水する
ことができず、予成形体の密度にばらつきを生じる。こ
のような密度のばらつきは、ネット８が相互に重なり合
う部分や細孔６が存在しない部分で脱水が不十分になる
ことに起因する。このため、複雑形状の製品を製造する
場合に、強度および寸法精度が低下するという欠点があ
る。

また、ネット８の重なり部が他の部分より厚くなるので
、予成形体の表面に段差が生じ、その表面性状が損われ
るという問題点もある。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、表面性状に優れ、均一な密度を有する予成形体を作成
することができる金属基複合材用強化材の予成形方法を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る金属基複合材用強化材の予成形方法は、
スラリー中の溶媒が通過し、かつ、スラリー中の強化材
が通過できない粒子多孔質層を、型のキャビティ内面に
形成して溶媒除去通路を覆い、キャビティにスラリーを
注入すると共に、キャビティ内を減圧し、前記粒子多孔
質層で覆われた溶媒除去通路を介して溶媒のみを除去し
て強化材を所望形状に成形することを特徴とする。

この場合に、粒子と接着剤とを所定の割合で混合し、こ
れを型の内壁に塗布して多孔質層を形成することが好ま
しい。混合粒子には、粒径が１ｍｍ以下の金属又は樹脂
の粒子を用いることが望ましい。特に、繊維強化材がＳ
ｉＣウィスカー（φ０．５Ｘ２０μｍ）の場合は、平均
粒径が０．１■程度の粒子を用いることが好ましい。

また、繊維強化材がアルミナ繊維（φ２．５×１００μ
ｍ）の場合は、平均粒径が０．８＋ｎｍ程度の粒子を用
いることが好ましい。なお、ＳｉＣウィスカー及びアル
ミナ繊維の混合物である場合は、平均粒径が０．８Ｉ１
ｍ程度の粒子を用いる。

多孔質層の厚さは、３〜５０ｍｍの範囲とし、特に５ｍ
ｍ程度であることが好ましい。厚さの下限値を３■とし
た理由は、これを下回ると強化材が多孔質層により十分
にろ過されず、溶媒と共に強化材が流出しやすくなるか
らである。また、厚さの上限値を５０ｍ５とした理由は
、これを上回ると溶媒の除去が不十分になるからである
。

［作用コこの発明に係る金属基複合材用強化材の予成形方法にお
いては、粒子多孔質層で溶媒除去通路を覆っている。粒
子多孔質層は、ネット等の貼り付けによらず重ね合わせ
部等が生じないので、容易に一様な厚さに形成すること
ができ、しかも所望の厚さを容易に得ることができる。

このため、粒子多孔質層がフィルターとして作用すると
きに、キャビティ内のスラリーから溶媒が一様に除去さ
れ、予成形体の密度が短時間で均一になる。

［実施例コ以下、添付の図面を参照しながら、この発明の実施例に
ついて具体的に説明する。

第１図および第２図は、それぞれこの発明の実施例に係
る金属基複合材用強化材の予成形方法に使用された抄造
装置を示す模式図である。ここでは、ゴルフクラブヘッ
ド用の予成形体を製造する場合について説明する。

型１０は部材１１．に部材１２が組み込まれて形成され
ている。部材１１のスラリー供給通路１１ａが上部に開
口し、これがスラリー供給源２０に連通している。スラ
リー供給源２０には、ＳｉＣウィスカーを所定成分のバ
インダ剤と共に水に混合したスラリーが収容されている
。スラリーの含水率は、９８体積％である。

部材１２にはキャビティ１３が形成されている。

キャビティ１３はクラブヘッド形状をなし、そのシャフ
ト予定部がスラリー供給通路１１ａに連通ずると共に、
そのクラブフェイス予定部が細孔１４を介して排水通路
１５に連通している。各排水通路１５はそれぞれ真空ポ
ンプ３０の吸引口に連通している。

粒子多孔質層１６がキャビティ１３の内面に設けられ、
細孔１４の開口を覆っている。この粒子多孔質層１６は
、直径１１以下の金属粒子を所定の割合で硬化性樹脂液
に混合したものをキャビティ１３の内面に塗布し、これ
を雄型で押して形成されたものである。樹脂硬化後の粒
子多孔質層１６は、平均気孔率が３２体積％、平均気孔
径が２００μｍ、最大気孔径が５００μｍである。

次に、上記装置を用いて５番アイアンのクラブヘッド用
予成形体を作成する場合について説明する。

部材１２の内面に厚さ５■の粒子多孔質層１６を形成し
、キャビティ１３を所望サイズに調整する。粒子多孔質
層１６に離型剤を塗布し、部材１２を部材１１に組み込
む。キャビティ１３内を真空ポンプ３０により排気し、
減圧する。スラリーを通路１１ａを介して供給源２０か
らキャビティ１３に注入する。このとき、スラリーを圧
入すれば更に好ましい。

スラリー含有水が粒子多孔質層１６を介してポンプ３０
の側へ除去される。この脱水過程では、細孔１４の開口
における吸引力が粒子多孔質層１６によって分散される
ので、全体にわたり一様に脱水が進行する。このため、
均一かつ高密度の予成形体が迅速に得られる。

上記実施例によれば、予成形体の強化材密度を均一かつ
高めることができる。従来法では強化材が金属含浸後の
割合で０〜１３体積％（予成形体に中空部を生じること
もある）となり、密度にばらつきを生じていたが、これ
に対して上記実施例では、金属含浸後の割合で強化材が
１２〜１３体積％となるように予成形体を作製すること
ができた。

また、上記実施例によれば、従来のように予成形体表面
に段差を生じることなく、表面性状に優れた予成形体を
作製することができた。

さらに、従来法では成形所要時間が１５分間であったか
、上記実施例ではこれを５分間に短縮することができた
。

［発明の効果］この発明によれば、表面性状および密度分布に優れた予
成形体を作製することができる。特に、複雑形状の予成
形体を作製する場合に、その全体にわたり一様に脱水す
ることができるので、均一なものを得ることができる。

また、粒子多孔質層は繰り返し使用可能なので、従来の
ネット貼り付は法に比べて準備に手間取らず、コスト低
減にも大いに寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る金属基複合材用強化材
の予成形方法に用いられる抄造装置の一部を切り欠いて
示す縦断面模式図、第２図は抄造装置の一部を切り欠い
て示す横断面模式図、第３図および第４図はそれぞれ従
来の方法に用いられる装置の一部を示す断面模式図であ
る。１０；型、１１ａ；スラリー供給通路、１３；キャビテ
ィ、１５．排水通路、１６；粒子多孔質層出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

スラリー中の溶媒が通過し、かつ、スラリー中の強化材
が通過できない粒子多孔質層を、型のキャビティ内面に
形成して溶媒除去通路を覆い、キャビティにスラリーを
注入すると共に、キャビティ内を減圧し、前記粒子多孔
質層で覆われた溶媒除去通路を介して溶媒のみを除去し
て強化材を所望形状に成形することを特徴とする金属基
複合材用強化材の予成形方法。