JPH0422559A - 金属基複合材用強化材の予成形方法 - Google Patents
金属基複合材用強化材の予成形方法Info
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- JPH0422559A JPH0422559A JP12571890A JP12571890A JPH0422559A JP H0422559 A JPH0422559 A JP H0422559A JP 12571890 A JP12571890 A JP 12571890A JP 12571890 A JP12571890 A JP 12571890A JP H0422559 A JPH0422559 A JP H0422559A
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- metal matrix
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、薄肉および中空形状の金属基複合材用強化材
の予成形方法に関する。
の予成形方法に関する。
［従来の技術］
金属基複合材を製造する方法の一つとして、高圧凝固鋳
造法（以下、スクイズキャスト法と呼ぶ）がある。この
方法は、他の鋳造方法と比べて製品の生産性および造形
性に優れているので、工業的に広く使用されている。
造法（以下、スクイズキャスト法と呼ぶ）がある。この
方法は、他の鋳造方法と比べて製品の生産性および造形
性に優れているので、工業的に広く使用されている。
スクイズキャスト法は、予めセラミックウィスカー等の
繊維強化材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（以下、溶融金
属と省略する）例えば、アルミニウムを予成形体内に圧
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。
繊維強化材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（以下、溶融金
属と省略する）例えば、アルミニウムを予成形体内に圧
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。
このため、近年ではスクイズキャスト法による金属基複
合材は、ゴルフクラブヘッド等のスポーツ部材の製造に
も用いられている。
合材は、ゴルフクラブヘッド等のスポーツ部材の製造に
も用いられている。
優れた性能を有する金属基複合材を製造するためには、
割れ、ムラのない予成形体を用いることが必要である。
割れ、ムラのない予成形体を用いることが必要である。
したがって、繊維強化材を均質に予成形することが重要
となる。
となる。
従来の強化材の予成形方法としては、抄造法とスリップ
キャスト法が挙げられる。抄造法は、繊維強化材スラリ
ーの水分を脱水するための孔を有する割り型のキャビテ
ィーに繊維強化材スラリーを供給し、吸引脱水すること
によって予成形する方法である。また、スリップキャス
ト法は、第２図に示すように、石膏等の吸水性に優れる
多孔質の材料を割り型２０．２２にそれぞれ使用し、そ
のキャビティーに繊維強化材スラリーを供給し、多孔質
材料か吸水する毛細管現象を利用して予成形する方法で
ある。このとき、繊維強化材スラリー中の水分は、第２
図中の矢印の方向に移動する。
キャスト法が挙げられる。抄造法は、繊維強化材スラリ
ーの水分を脱水するための孔を有する割り型のキャビテ
ィーに繊維強化材スラリーを供給し、吸引脱水すること
によって予成形する方法である。また、スリップキャス
ト法は、第２図に示すように、石膏等の吸水性に優れる
多孔質の材料を割り型２０．２２にそれぞれ使用し、そ
のキャビティーに繊維強化材スラリーを供給し、多孔質
材料か吸水する毛細管現象を利用して予成形する方法で
ある。このとき、繊維強化材スラリー中の水分は、第２
図中の矢印の方向に移動する。
一般に、強化材の予成形方法には、スリップキャスト法
が用いられている。
が用いられている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来のスリップキャスト法では、繊維強
化材スラリーは、割り型の両方の型により脱水され、こ
のときに収縮が起きる。このため、型に近い部分の繊維
強化材スラリーは充分に脱水されるが、型に接触しない
中層部の繊維強化材スラリーは、脱水か不充分となる。
化材スラリーは、割り型の両方の型により脱水され、こ
のときに収縮が起きる。このため、型に近い部分の繊維
強化材スラリーは充分に脱水されるが、型に接触しない
中層部の繊維強化材スラリーは、脱水か不充分となる。
これにより、型に近い部分では強化材の密度か高く、中
層部では強化材の密度が低くなる。このような状態で離
型を行うと、強化材密度の低い中層部を境界にして剥離
が生しる。また、予成形体の肩部分（屈曲部分）では割
れが生しる。この現象は、薄肉および中空形状の予成形
体を製造する場合に特に顕著に現れる。
層部では強化材の密度が低くなる。このような状態で離
型を行うと、強化材密度の低い中層部を境界にして剥離
が生しる。また、予成形体の肩部分（屈曲部分）では割
れが生しる。この現象は、薄肉および中空形状の予成形
体を製造する場合に特に顕著に現れる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、剥離
、割れを防止しつつ良好に強化材を予成形することがで
きる金属基複合材用強化材の予成形方法を提供するもの
である。
、割れを防止しつつ良好に強化材を予成形することがで
きる金属基複合材用強化材の予成形方法を提供するもの
である。
［課題を解決するだめの手段］
本発明は、キャビティーの一側面が多孔質型部材であり
、他側面が無孔質型部材である割り型に繊維強化材スラ
リーを供給し、該繊維強化材スラリーの水分を該多孔質
型部材の方向へのみ除去して繊維強化材を予成形するこ
とを特徴とする。
、他側面が無孔質型部材である割り型に繊維強化材スラ
リーを供給し、該繊維強化材スラリーの水分を該多孔質
型部材の方向へのみ除去して繊維強化材を予成形するこ
とを特徴とする。
ここで、キャビティーは、水分除去面積に対する容積割
合が小さく形成されることが好ましい。
合が小さく形成されることが好ましい。
［作用コ
本発明の金属基複合材用強化材の予成形方法においては
、多孔質型部材へのみスラリー中の水分が除去されるの
で、無孔質型部材の側から多孔質型部材の側に向って含
水率が減少する含水率勾配が生じる。これにより、キャ
ビティー中央部が無孔質型部材近傍の含水率より低減さ
れ、予成形体の中央部での剥離を防止する。さらに、キ
ャビティーの形状をスラリーの水分除去面積に対する容
積割合が小さいもの、例えば、薄肉・長尺であるゴルフ
クラブヘッド予成形体形状にすることにより、より確実
に剥離・割れを防止して繊維強化材を予成形することが
できる。
、多孔質型部材へのみスラリー中の水分が除去されるの
で、無孔質型部材の側から多孔質型部材の側に向って含
水率が減少する含水率勾配が生じる。これにより、キャ
ビティー中央部が無孔質型部材近傍の含水率より低減さ
れ、予成形体の中央部での剥離を防止する。さらに、キ
ャビティーの形状をスラリーの水分除去面積に対する容
積割合が小さいもの、例えば、薄肉・長尺であるゴルフ
クラブヘッド予成形体形状にすることにより、より確実
に剥離・割れを防止して繊維強化材を予成形することが
できる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して具体的に
説明する。
説明する。
第１図は、本発明にかかる金属基複合材用強化材の予成
形方法に用いられる割り型の概略説明図である。図中１
０は、多孔質型部材であり、図中１２は、無孔質型部材
である。多孔質型１０と無孔質型１２を対面させること
により、割り型のキャビティー１４が形成される。
形方法に用いられる割り型の概略説明図である。図中１
０は、多孔質型部材であり、図中１２は、無孔質型部材
である。多孔質型１０と無孔質型１２を対面させること
により、割り型のキャビティー１４が形成される。
ここで、強化材としては、ＳｉＣウィスカー八Ωへ０３
短繊維等が用いられる。
短繊維等が用いられる。
多孔質型１０に用いられる材料としては、平均気孔径が
１０ないし１００μｍ１平均気孔率が２０ないし６０体
積％であるものが好ましい。このようなものとして、石
膏等が挙げられる。また、多孔質型１０は、予成形時に
充分に乾燥されていることか重要である。
１０ないし１００μｍ１平均気孔率が２０ないし６０体
積％であるものが好ましい。このようなものとして、石
膏等が挙げられる。また、多孔質型１０は、予成形時に
充分に乾燥されていることか重要である。
無孔質型１２の材料としては、極めて吸水率が低いもの
であることが好ましい。このようなものとして、シリコ
ーンゴム、プラスチック等が挙げられる。
であることが好ましい。このようなものとして、シリコ
ーンゴム、プラスチック等が挙げられる。
予成形体の厚さは、充分に繊維強化材スラリーを脱水で
きるように２ないし２０ｍｕに設定することが好ましい
。
きるように２ないし２０ｍｕに設定することが好ましい
。
このような構成の割り型を用いて、そのキャビティー１
４に繊維強化材スラリー１６を供給し、多孔質型により
繊維強化材スラリー１６の水分を脱水することにって予
成形を行う。
４に繊維強化材スラリー１６を供給し、多孔質型により
繊維強化材スラリー１６の水分を脱水することにって予
成形を行う。
キャビティー１４に供給された繊維強化材スラリー１６
は、多孔質型のみから水分を脱水される（第１図中の矢
印方向）。このとき、多孔質型部材近傍で繊維強化材ス
ラリー１６が収縮するので、順次新たな繊維強化材スラ
リー１６を補給する。。
は、多孔質型のみから水分を脱水される（第１図中の矢
印方向）。このとき、多孔質型部材近傍で繊維強化材ス
ラリー１６が収縮するので、順次新たな繊維強化材スラ
リー１６を補給する。。
これにより、繊維強化材スラリーは、無孔質型から多孔
質型に向って含水率が小さくなる勾配ができる状態とな
る。したがって、繊維強化材スラリーの中層部の密度が
低くなるのを防止する。この結果、予成形体の中層部か
らの剥離、予成形体の肩部での割れを防止する。
質型に向って含水率が小さくなる勾配ができる状態とな
る。したがって、繊維強化材スラリーの中層部の密度が
低くなるのを防止する。この結果、予成形体の中層部か
らの剥離、予成形体の肩部での割れを防止する。
以下、本発明の効果を確認するために行った試験例を示
す。なお、この試験例では、ゴルフクラブヘッド予成形
体を製造した。
す。なお、この試験例では、ゴルフクラブヘッド予成形
体を製造した。
試験例
多孔質型の材料として気孔径１００μｍ１気孔率３０体
積％である石膏を用い、無孔質型の材料としてシリコー
ンゴムを用いた。
積％である石膏を用い、無孔質型の材料としてシリコー
ンゴムを用いた。
このような構成の割り型のキャビティーにＳｉＣウィス
カー１５ｇと水１５０ｃｃとからなるＳｉＣスラリーを
供給した。その後、充分にＳｉＣスラリーの脱水が完了
した後、離型して予成形体を作製した。
カー１５ｇと水１５０ｃｃとからなるＳｉＣスラリーを
供給した。その後、充分にＳｉＣスラリーの脱水が完了
した後、離型して予成形体を作製した。
得られた予成形体の成形状態を目視により調べた。その
結果、予成形体には、剥離、割れは全く見られなかった
。
結果、予成形体には、剥離、割れは全く見られなかった
。
比較例
割り型の材料としていずれも気孔径１００μｍ、気孔率
３０体積％である石膏を用いた。
３０体積％である石膏を用いた。
このような構成の割り型のキャビティーにＳｉＣウィス
カー１５ｇと水１５０ｃｃとからなるＳｉＣスラリーを
供給した。その後、ＳｉＣスラリーの脱水をした後、離
型して予成形体を作製した。
カー１５ｇと水１５０ｃｃとからなるＳｉＣスラリーを
供給した。その後、ＳｉＣスラリーの脱水をした後、離
型して予成形体を作製した。
得られた予成形体の成形状態を目視により調べた。その
結果、予成形体のシャフト部に割れ、フェース面内に剥
離が見られた。
結果、予成形体のシャフト部に割れ、フェース面内に剥
離が見られた。
［発明の効果］
以上説明した如く、本発明の金属基複合材用強化材の予
成形方法は、一方の型に多孔質材料を用い、他方の型に
無孔質材料を用いることにより、剥離、割れを防止しつ
つ良好に強化材を薄肉および中空形状の予成形体に予成
形することができるものである。
成形方法は、一方の型に多孔質材料を用い、他方の型に
無孔質材料を用いることにより、剥離、割れを防止しつ
つ良好に強化材を薄肉および中空形状の予成形体に予成
形することができるものである。
第１図は本発明にかかる方法に使用される割り型の概略
説明図、第２図は従来の方法に使用される割り型の概略
説明図である。
説明図、第２図は従来の方法に使用される割り型の概略
説明図である。
Claims (2)
- （１）キャビティーの一側面が多孔質型部材であり、他
側面が無孔質型部材である割り型に繊維強化材スラリー
を供給し、該繊維強化材スラリーの水分を該多孔質型部
材の方向へのみ除去して繊維強化材を予成形することを
特徴とする金属基複合材用強化材の予成形方法。 - （２）キャビティーは、水分除去面積に対する容積割合
が小さく形成されることを特徴とする請求項１記載の金
属基複合材用強化材の予成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12571890A JPH0422559A (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 金属基複合材用強化材の予成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12571890A JPH0422559A (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 金属基複合材用強化材の予成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0422559A true JPH0422559A (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=14917037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12571890A Pending JPH0422559A (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 金属基複合材用強化材の予成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0422559A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686038A (en) * | 1995-06-06 | 1997-11-11 | The Boeing Company | Resin transfer molding of composite materials that emit volatiles during processing |
| US5709893A (en) * | 1995-06-06 | 1998-01-20 | The Boeing Company | Breathable tooling for forming parts from volatile-emitting composite materials |
| JP2009181927A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Panasonic Corp | 高圧放電ランプシステム、およびそれを用いたプロジェクタ |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP12571890A patent/JPH0422559A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686038A (en) * | 1995-06-06 | 1997-11-11 | The Boeing Company | Resin transfer molding of composite materials that emit volatiles during processing |
| US5709893A (en) * | 1995-06-06 | 1998-01-20 | The Boeing Company | Breathable tooling for forming parts from volatile-emitting composite materials |
| JP2009181927A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Panasonic Corp | 高圧放電ランプシステム、およびそれを用いたプロジェクタ |
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