JPH0533079A - 部分的複合部材の製造方法 - Google Patents
部分的複合部材の製造方法Info
- Publication number
- JPH0533079A JPH0533079A JP21282591A JP21282591A JPH0533079A JP H0533079 A JPH0533079 A JP H0533079A JP 21282591 A JP21282591 A JP 21282591A JP 21282591 A JP21282591 A JP 21282591A JP H0533079 A JPH0533079 A JP H0533079A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- composite base
- composite
- metal
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＳｉＣウイスカーのような短繊維強化材をＡ
ｌ系マトリックス金属中に分散複合した複合母材の接合
面を、酸化成分が除去され、かつ露出面が粗面化する状
態に機械研磨処理を施し、該処理面に厚さ 0.5〜20μm
のＡｌ薄膜を形成する。ついで複合母材を鋳型の所定箇
所にセットし、Ａｌ系金属の溶湯で鋳包する。 【効果】 複合母材の接合面に介在するアルミナ等の酸
化物によるトラブルを解消し、比較的簡易な製造工程に
より強靭かつ一体構造の部分的複合部材を得ることがで
きる。したがって、例えばピストンヘッドを局部的に複
合強化する目的に有用である。
ｌ系マトリックス金属中に分散複合した複合母材の接合
面を、酸化成分が除去され、かつ露出面が粗面化する状
態に機械研磨処理を施し、該処理面に厚さ 0.5〜20μm
のＡｌ薄膜を形成する。ついで複合母材を鋳型の所定箇
所にセットし、Ａｌ系金属の溶湯で鋳包する。 【効果】 複合母材の接合面に介在するアルミナ等の酸
化物によるトラブルを解消し、比較的簡易な製造工程に
より強靭かつ一体構造の部分的複合部材を得ることがで
きる。したがって、例えばピストンヘッドを局部的に複
合強化する目的に有用である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａｌ系金属部品の所定
部位を短繊維質の強化材で複合強化するための部分的複
合部材の製造方法に関する。
部位を短繊維質の強化材で複合強化するための部分的複
合部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 等のセ
ラミックス系物質で構成されるウイスカーおよび短繊維
は熱的、化学的に頗る安定であるうえ、卓越した強度特
性を備えているため、金属材料とくにＡｌ、Ｍｇなど軽
金属材料の複合強化材として有用されている。
ラミックス系物質で構成されるウイスカーおよび短繊維
は熱的、化学的に頗る安定であるうえ、卓越した強度特
性を備えているため、金属材料とくにＡｌ、Ｍｇなど軽
金属材料の複合強化材として有用されている。
【０００３】このうち部分強化ＦＲＭの例としては、内
燃機関のピストン、ロッカーアーム、コンロッド等を軽
量のＡｌ合金で構成し、過酷な熱衝撃または摺動を受け
る部位のみを局部的にＳｉＣウイスカーで強化する複合
系が知られており、その複合化手段としてＳｉＣウイス
カーのプリフォームを鋳型の所定箇所にセットしてＡｌ
合金の溶湯を加圧しながら鋳造する方法が開発されてい
る（例えば特開昭55−24763 号公報、同55−24945 号公
報) 。ところが、ＳｉＣウイスカーのプリフォームは極
めて脆弱な短繊維の集合体であるため、加圧鋳造の段階
で往々にして変形、破壊等の現象を招く欠点がある。こ
のような背景から、プリフォームを強化するための研究
も盛んにおこなわれているが、十分に満足するものは得
られていない。
燃機関のピストン、ロッカーアーム、コンロッド等を軽
量のＡｌ合金で構成し、過酷な熱衝撃または摺動を受け
る部位のみを局部的にＳｉＣウイスカーで強化する複合
系が知られており、その複合化手段としてＳｉＣウイス
カーのプリフォームを鋳型の所定箇所にセットしてＡｌ
合金の溶湯を加圧しながら鋳造する方法が開発されてい
る（例えば特開昭55−24763 号公報、同55−24945 号公
報) 。ところが、ＳｉＣウイスカーのプリフォームは極
めて脆弱な短繊維の集合体であるため、加圧鋳造の段階
で往々にして変形、破壊等の現象を招く欠点がある。こ
のような背景から、プリフォームを強化するための研究
も盛んにおこなわれているが、十分に満足するものは得
られていない。
【０００４】上記の点に関しては、予め短繊維強化材と
マトリックス金属とによる所定形状の複合母材を鍛造等
の手段によって形成しておき、これを鋳型の所定箇所に
セットしたのち鋳包金属の溶湯を注入する部分強化ＦＲ
Ｍ化法が有効な対応手段となる。しかしながら、この場
合には複合母材を形成する過程あるいは鋳包時の予熱段
階等で表面が酸化され、この酸化膜が鋳包金属の溶湯と
の濡れ性を著しく阻害して界面の接合強度を減退させる
結果を招来する。
マトリックス金属とによる所定形状の複合母材を鍛造等
の手段によって形成しておき、これを鋳型の所定箇所に
セットしたのち鋳包金属の溶湯を注入する部分強化ＦＲ
Ｍ化法が有効な対応手段となる。しかしながら、この場
合には複合母材を形成する過程あるいは鋳包時の予熱段
階等で表面が酸化され、この酸化膜が鋳包金属の溶湯と
の濡れ性を著しく阻害して界面の接合強度を減退させる
結果を招来する。
【０００５】これらの問題を解消する部分強化複合手段
として、ＳｉＣウイスカーとＡｌ合金粉末により予め形
成した焼結複合母材の表面に貴金属系物質やＡｌ薄膜を
付着形成させ、これを鋳型の強化部分相当箇所にセット
したのちＡｌ合金の溶湯で鋳包する方法（特願平１−29
3367号、同平２−114871号) 、複合母材の表面をプラズ
マ処理して酸化膜を除去したのちＡｌ溶湯の鋳包により
部分複合強化する方法（特願平２−29899 号) 、複合母
材の接合面を酸化成分が除去され且つ露出面が粗面化す
る状態に機械研磨処理したのちＡｌ溶湯の鋳包により部
分複合強化するか、予め接合面にマトリックス金属単独
の薄膜を形成した複合母材を鋳型内にセットしてＡｌ系
溶湯を鋳包する部分複合強化法（特願平２−211867号)
等が本出願人により提案されている。
として、ＳｉＣウイスカーとＡｌ合金粉末により予め形
成した焼結複合母材の表面に貴金属系物質やＡｌ薄膜を
付着形成させ、これを鋳型の強化部分相当箇所にセット
したのちＡｌ合金の溶湯で鋳包する方法（特願平１−29
3367号、同平２−114871号) 、複合母材の表面をプラズ
マ処理して酸化膜を除去したのちＡｌ溶湯の鋳包により
部分複合強化する方法（特願平２−29899 号) 、複合母
材の接合面を酸化成分が除去され且つ露出面が粗面化す
る状態に機械研磨処理したのちＡｌ溶湯の鋳包により部
分複合強化するか、予め接合面にマトリックス金属単独
の薄膜を形成した複合母材を鋳型内にセットしてＡｌ系
溶湯を鋳包する部分複合強化法（特願平２−211867号)
等が本出願人により提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した先願技術のう
ち、特願平２−29899 号の方法は、複合母材面に形成付
着した酸化膜を積極的に除去した状態で鋳包することに
より正常な部分的複合組織を得ようとするものである。
したがって、効率的に処理することができればコスト的
に有利となるが、この方法による場合には複合母材のプ
ラズマ処理を還元性または希ガスもしくはこれらの混合
したガス系内において200Torr 以下の減圧状態でおこな
う必要があり、工業的な処理工程としては能率面に難点
がある。同様に特願平２−146532号の方法は機械的研磨
手段を用いて複合母材表面の酸化膜を除去するものであ
るが、複合母材自体が極めて易酸化性である関係で、い
ずれの方法においても酸化膜除去後の材料を速やかに次
の鋳包工程へ移さない限り再び酸化膜が生成して接合強
度を損ねる事態が発生する。
ち、特願平２−29899 号の方法は、複合母材面に形成付
着した酸化膜を積極的に除去した状態で鋳包することに
より正常な部分的複合組織を得ようとするものである。
したがって、効率的に処理することができればコスト的
に有利となるが、この方法による場合には複合母材のプ
ラズマ処理を還元性または希ガスもしくはこれらの混合
したガス系内において200Torr 以下の減圧状態でおこな
う必要があり、工業的な処理工程としては能率面に難点
がある。同様に特願平２−146532号の方法は機械的研磨
手段を用いて複合母材表面の酸化膜を除去するものであ
るが、複合母材自体が極めて易酸化性である関係で、い
ずれの方法においても酸化膜除去後の材料を速やかに次
の鋳包工程へ移さない限り再び酸化膜が生成して接合強
度を損ねる事態が発生する。
【０００７】また、特願平２−114871号の方法を実施す
る場合には、Ａｌ被覆前の複合母材に厚い酸化膜層が既
に形成されているときにはＡｌの被覆効果が発現しな
い。
る場合には、Ａｌ被覆前の複合母材に厚い酸化膜層が既
に形成されているときにはＡｌの被覆効果が発現しな
い。
【０００８】本発明は、前記先願技術による酸化膜の除
去手段とＡｌ被覆手段とを複合させることでそれぞれの
問題点を解消し、よって強靭で一体構造の部分的複合部
材を効率よく製造する方法の提供を目的とするものであ
る。
去手段とＡｌ被覆手段とを複合させることでそれぞれの
問題点を解消し、よって強靭で一体構造の部分的複合部
材を効率よく製造する方法の提供を目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による部分的複合部材の製造方法は、短繊維
質強化材をＡｌ系マトリックス金属中に分散複合化した
複合母材の接合面を、酸化成分が除去され、かつ露出面
が粗面化する状態に機械研磨処理を施し、該処理面に厚
さ 0.2〜20μm のＡｌ薄膜を形成した複合母材を鋳型の
所定箇所にセットし、ついでＡｌ系金属の溶湯で鋳包す
ることを構成上の特徴とする。
めの本発明による部分的複合部材の製造方法は、短繊維
質強化材をＡｌ系マトリックス金属中に分散複合化した
複合母材の接合面を、酸化成分が除去され、かつ露出面
が粗面化する状態に機械研磨処理を施し、該処理面に厚
さ 0.2〜20μm のＡｌ薄膜を形成した複合母材を鋳型の
所定箇所にセットし、ついでＡｌ系金属の溶湯で鋳包す
ることを構成上の特徴とする。
【００１０】本発明に用いられる好適な短繊維質強化材
としては、例えばＳｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｋ
2 Ｏ・ｎＴｉＯ2 、ＴｉＢ2 などセラミックス系ウイス
カーまたはチョップド短繊維を挙げることができるが、
通常、ＦＲＭ用として用いられる短繊維物質の強化材で
あれば特に制約なく使用することができる。また、複合
母材および鋳包材となるマトリックス金属には、Ａｌあ
るいはＡｌ基合金のようなＡｌ系の軽金属が使用され
る。
としては、例えばＳｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｋ
2 Ｏ・ｎＴｉＯ2 、ＴｉＢ2 などセラミックス系ウイス
カーまたはチョップド短繊維を挙げることができるが、
通常、ＦＲＭ用として用いられる短繊維物質の強化材で
あれば特に制約なく使用することができる。また、複合
母材および鋳包材となるマトリックス金属には、Ａｌあ
るいはＡｌ基合金のようなＡｌ系の軽金属が使用され
る。
【００１１】本発明において強化部分を構成するための
複合母材は、予め形成された短繊維質強化材のプリフォ
ームを鋳型内にセットし、これにマトリックス金属の溶
湯を高圧含浸させて加圧下に凝固させる加圧鋳造法（溶
湯鍛造法）、または強化材とマトリックス金属粉末とを
湿式混合し、この混合物を真空もしくは不活性雰囲気中
でホットプレス、ＨＩＰ等を用いて所定の形状に焼結す
る粉末冶金法によって作製される。
複合母材は、予め形成された短繊維質強化材のプリフォ
ームを鋳型内にセットし、これにマトリックス金属の溶
湯を高圧含浸させて加圧下に凝固させる加圧鋳造法（溶
湯鍛造法）、または強化材とマトリックス金属粉末とを
湿式混合し、この混合物を真空もしくは不活性雰囲気中
でホットプレス、ＨＩＰ等を用いて所定の形状に焼結す
る粉末冶金法によって作製される。
【００１２】短繊維質強化材とマトリックス金属の混合
比率は、複合母材に占める短繊維強化材のＶｆが１〜50
％範囲の所望値になるように設定することが好ましい。
強化材のＶｆが１％未満であると複合効果が不十分とな
り、50％を越えると良好組織の複合母材が得られなくな
るうえ、コスト高になる。
比率は、複合母材に占める短繊維強化材のＶｆが１〜50
％範囲の所望値になるように設定することが好ましい。
強化材のＶｆが１％未満であると複合効果が不十分とな
り、50％を越えると良好組織の複合母材が得られなくな
るうえ、コスト高になる。
【００１３】なお、作成された複合母材は、より複雑形
状に成形するため鍛造などの二次的処理を加えても差し
支えない。
状に成形するため鍛造などの二次的処理を加えても差し
支えない。
【００１４】作製された複合母材は、鋳包前に接合面を
予め機械研磨処理する。機械研磨処理の方法としては、
ショットブラスト、バレル研磨、ヤスリ研磨、ワイヤー
ブラシ研磨など適宜な手段を適用することができる。し
かし、最も実用的な研磨手段は、カーボランダム、鋼、
砂などをショット粒として用いるショットブラスト法で
ある。
予め機械研磨処理する。機械研磨処理の方法としては、
ショットブラスト、バレル研磨、ヤスリ研磨、ワイヤー
ブラシ研磨など適宜な手段を適用することができる。し
かし、最も実用的な研磨手段は、カーボランダム、鋼、
砂などをショット粒として用いるショットブラスト法で
ある。
【００１５】機械研磨処理は、複合母材の接合面に生成
付着している酸化物が除去され、かつ露出面が適度に粗
面化する状態となるまでおこなう。好適な粗面化の度合
は、表面粗さとして10〜500 μm Ｒｚの範囲であり、こ
の表面状態において金属溶湯との強固な界面接合が得ら
れる。
付着している酸化物が除去され、かつ露出面が適度に粗
面化する状態となるまでおこなう。好適な粗面化の度合
は、表面粗さとして10〜500 μm Ｒｚの範囲であり、こ
の表面状態において金属溶湯との強固な界面接合が得ら
れる。
【００１６】ついで、複合母材の表面にＡｌ金属の薄膜
を形成する。薄膜形成するＡｌの材質はＡｌ含有率が99
％を越える純Ａｌとし、例えばイオンプレーティング、
真空蒸着、溶射などの被覆手段を用いて被覆形成する。
被覆の厚さは 0.5〜20μm の範囲に調整することが重要
で、0.5μm 未満では酸化防止機能が不足し、他方、20
μm を越える場合には後工程の鋳包過程で複合母材の表
面にＡｌ層が残留して、鋳包するＡｌ系マトリックス金
属との接合化を減退させる原因となる。
を形成する。薄膜形成するＡｌの材質はＡｌ含有率が99
％を越える純Ａｌとし、例えばイオンプレーティング、
真空蒸着、溶射などの被覆手段を用いて被覆形成する。
被覆の厚さは 0.5〜20μm の範囲に調整することが重要
で、0.5μm 未満では酸化防止機能が不足し、他方、20
μm を越える場合には後工程の鋳包過程で複合母材の表
面にＡｌ層が残留して、鋳包するＡｌ系マトリックス金
属との接合化を減退させる原因となる。
【００１７】Ａｌの表面薄膜を形成した複合母材は鋳型
の強化部位に相当する所定箇所にセットし、Ａｌ系マト
リックス金属の溶湯を加圧鋳造法によって鋳包する。こ
の際の条件として、複合母材をその固相線より−20〜−
100 ℃の範囲に予熱し、マトリックスの溶湯温度をその
液相温度より50℃以上高く設定することが好ましい。複
合母材の予熱温度が固相線−20℃を上廻ると材料変形を
生じ、またこれが固相線−100 ℃未満もしくはマトリッ
クス金属の溶湯温度が液相温度＋50℃を下廻る場合には
溶湯冷却が急速に進行して接合不良が発生し易くなる。
鋳造時の圧力は、余り低いと複合母材とマトリックスと
の界面接合力が不十分となり、逆に高過ぎると材料変形
を起こす原因となる。好適な加圧力の範囲は、10〜3000
kg/cm2である。
の強化部位に相当する所定箇所にセットし、Ａｌ系マト
リックス金属の溶湯を加圧鋳造法によって鋳包する。こ
の際の条件として、複合母材をその固相線より−20〜−
100 ℃の範囲に予熱し、マトリックスの溶湯温度をその
液相温度より50℃以上高く設定することが好ましい。複
合母材の予熱温度が固相線−20℃を上廻ると材料変形を
生じ、またこれが固相線−100 ℃未満もしくはマトリッ
クス金属の溶湯温度が液相温度＋50℃を下廻る場合には
溶湯冷却が急速に進行して接合不良が発生し易くなる。
鋳造時の圧力は、余り低いと複合母材とマトリックスと
の界面接合力が不十分となり、逆に高過ぎると材料変形
を起こす原因となる。好適な加圧力の範囲は、10〜3000
kg/cm2である。
【００１８】上記の工程によって、特定した箇所に短繊
維強化材の強化部位を備える目的のＡｌ系マトリックス
による部分的複合部材が製造される。
維強化材の強化部位を備える目的のＡｌ系マトリックス
による部分的複合部材が製造される。
【００１９】
【作用】本発明のプロセスにおいて、複合母材の接合面
に予め機械研磨処理を施して表面に介在する酸化成分を
除去し、かつ露出面を適度に粗面化する工程は、鋳包す
るマトリックス金属溶湯との濡れ性を向上させ、界面の
接合強度を増大するために有効に機能する。そして次の
被覆工程で形成されたＡｌ薄膜は、溶湯鋳包の過程で複
合母材表面に介在する強化材成分や、Ｍｇ、Ｃｕなどを
含むマトリックス金属成分により酸化層が成形される現
象を防止するためのバリヤーとして機能し、鋳包段階に
至るとＡｌ薄膜の大部分はマトリックス溶湯中に分散
し、残留する微量のＡｌ成分も熱処理による合金元素の
拡散によってマトリックスと同質の成分に転化する．
に予め機械研磨処理を施して表面に介在する酸化成分を
除去し、かつ露出面を適度に粗面化する工程は、鋳包す
るマトリックス金属溶湯との濡れ性を向上させ、界面の
接合強度を増大するために有効に機能する。そして次の
被覆工程で形成されたＡｌ薄膜は、溶湯鋳包の過程で複
合母材表面に介在する強化材成分や、Ｍｇ、Ｃｕなどを
含むマトリックス金属成分により酸化層が成形される現
象を防止するためのバリヤーとして機能し、鋳包段階に
至るとＡｌ薄膜の大部分はマトリックス溶湯中に分散
し、残留する微量のＡｌ成分も熱処理による合金元素の
拡散によってマトリックスと同質の成分に転化する．
【００２０】上記の作用が相俟って、所定部位に複合強
化組織を有し、かつ複合母材とマトリックス単味部分の
界面が強固に接合した一体構造の部分的複合部材を効率
よく製造することが可能となる。
化組織を有し、かつ複合母材とマトリックス単味部分の
界面が強固に接合した一体構造の部分的複合部材を効率
よく製造することが可能となる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００２２】実施例１ 平均直径 0.5μm 、平均長さ20μm のＳｉＣウイスカー
を均一拡散させた分散水を加圧濾過してプリフォームに
成形した。該プリフォームを予熱された鋳型内にセット
して加圧鋳造装置に移し、720 ℃に加熱されたアルミニ
ウム合金(AC8A)の溶湯を注入しプランジャーにより1000
kg/cm2の圧力下で加圧鋳造して、ＳｉＣウイスカーのＶ
ｆ18％、直径80mm、厚さ20mmの円盤状複合母材を作製し
た。
を均一拡散させた分散水を加圧濾過してプリフォームに
成形した。該プリフォームを予熱された鋳型内にセット
して加圧鋳造装置に移し、720 ℃に加熱されたアルミニ
ウム合金(AC8A)の溶湯を注入しプランジャーにより1000
kg/cm2の圧力下で加圧鋳造して、ＳｉＣウイスカーのＶ
ｆ18％、直径80mm、厚さ20mmの円盤状複合母材を作製し
た。
【００２３】このようにして作製した複合母材を中心部
から切断して半月状とし、切断面に粒度80メッシュのカ
ーボランダム粉を用いて10秒間ショットブラスト処理を
施して酸化膜を除去するとともに、露出面を約50μm Ｒ
ｚの表面粗さに粗面化した。引き続き、研磨処理面に純
度99.5％の純Ａｌを真空蒸着法により任意の膜厚になる
ように被覆形成した。
から切断して半月状とし、切断面に粒度80メッシュのカ
ーボランダム粉を用いて10秒間ショットブラスト処理を
施して酸化膜を除去するとともに、露出面を約50μm Ｒ
ｚの表面粗さに粗面化した。引き続き、研磨処理面に純
度99.5％の純Ａｌを真空蒸着法により任意の膜厚になる
ように被覆形成した。
【００２４】Ａｌ薄膜を形成した各複合母材を直径80mm
の鋳型に半月状にセットし、アルゴンガス中で 500℃に
予熱したのち 700℃の温度に保持されたマトリックスの
Ａｌ合金(AC8A)溶湯を鋳型に注入し、500kg/cm2 の圧力
を付与しながら鋳包した。得られた部分的複合部材は、
複合母材の切断面を介して半月状のマトリックス材が接
合した形態を有するものであった。
の鋳型に半月状にセットし、アルゴンガス中で 500℃に
予熱したのち 700℃の温度に保持されたマトリックスの
Ａｌ合金(AC8A)溶湯を鋳型に注入し、500kg/cm2 の圧力
を付与しながら鋳包した。得られた部分的複合部材は、
複合母材の切断面を介して半月状のマトリックス材が接
合した形態を有するものであった。
【００２５】これらの部分的複合部材について、接合面
に対し直角方向に試片を切り出し、Ｔ6 処理後に引張り
強さを測定した。その結果を複合母材に形成したＡｌ膜
厚と引張り強度の関係グラフとして、図１に示した。
に対し直角方向に試片を切り出し、Ｔ6 処理後に引張り
強さを測定した。その結果を複合母材に形成したＡｌ膜
厚と引張り強度の関係グラフとして、図１に示した。
【００２６】
【図１】
【００２７】図１から、Ａｌ薄膜は 0.5〜20μm の範囲
で25kgf/mm2 を越える高度の引張り強度を示している。
なお、破断箇所を観察したところ、引張り強度が30kgf/
mm2 以上の複合組織ではいずれもマトリックス部分であ
ったが、他の複合組織では接合部分で破断しているこが
認められた。
で25kgf/mm2 を越える高度の引張り強度を示している。
なお、破断箇所を観察したところ、引張り強度が30kgf/
mm2 以上の複合組織ではいずれもマトリックス部分であ
ったが、他の複合組織では接合部分で破断しているこが
認められた。
【００２８】実施例２ 実施例１と同一の炭化珪素ウイスカーと粒度 325メッシ
ュ以下のＡｌ合金(AC8A)の粉末をエタノールに撹拌分散
し、乾燥してＳｉＣウイスカーのＶｆが20％の均一混合
物を得た。この混合物をホットプレスにより温度 520
℃、圧力2000kg/cm2の条件に10分間保持して直径80mm、
高さ80mmの円盤状複合母材を作製した。得られた円盤状
複合母材を空気中で 450℃の温度に加熱して表面に酸化
膜を形成させたのち、直径160mm 、厚さ40mmの半月形状
に熱間鍛造した。
ュ以下のＡｌ合金(AC8A)の粉末をエタノールに撹拌分散
し、乾燥してＳｉＣウイスカーのＶｆが20％の均一混合
物を得た。この混合物をホットプレスにより温度 520
℃、圧力2000kg/cm2の条件に10分間保持して直径80mm、
高さ80mmの円盤状複合母材を作製した。得られた円盤状
複合母材を空気中で 450℃の温度に加熱して表面に酸化
膜を形成させたのち、直径160mm 、厚さ40mmの半月形状
に熱間鍛造した。
【００２９】ついで、該半月状複合母材を30メッシュの
カーボランダム粉により10秒間サンドブラストして酸化
膜を除去すると共に、露出面を約50μm Ｒｚの表面粗さ
に粗面化した。研磨処理後、純度99.5％純Ａｌの薄膜を
イオンプレーティング法によって被覆形成した。Ａｌ薄
膜を形成した複合母材につき、実施例と同様にして50kg
/cm2の圧力でＡｌ合金(AC8A)のマトリックス溶湯で鋳包
して部分的複合部材を製造した。なお、比較のために、
機械研磨を施さない例、Ａｌ薄膜を被覆しない例による
部分的複合部材を製造した。各部分的複合部材の引張り
強さを測定し、結果を製造条件と対比して表１に示し
た。
カーボランダム粉により10秒間サンドブラストして酸化
膜を除去すると共に、露出面を約50μm Ｒｚの表面粗さ
に粗面化した。研磨処理後、純度99.5％純Ａｌの薄膜を
イオンプレーティング法によって被覆形成した。Ａｌ薄
膜を形成した複合母材につき、実施例と同様にして50kg
/cm2の圧力でＡｌ合金(AC8A)のマトリックス溶湯で鋳包
して部分的複合部材を製造した。なお、比較のために、
機械研磨を施さない例、Ａｌ薄膜を被覆しない例による
部分的複合部材を製造した。各部分的複合部材の引張り
強さを測定し、結果を製造条件と対比して表１に示し
た。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１の結果から、機械研磨とＡｌ被覆を同
時に施した本発明プロセスによる部分的複合部材はマト
リックス金属と一体の接合された引張り強さの高い組織
形態を示したが、酸化膜のある状態でＡｌ被覆を施した
例では接合部で完全に界面剥離し、また機械研磨したの
ちＡｌ被覆処理をおこなわない例では鋳包が不十分とな
って引張り強さの増大が認められなかった。
時に施した本発明プロセスによる部分的複合部材はマト
リックス金属と一体の接合された引張り強さの高い組織
形態を示したが、酸化膜のある状態でＡｌ被覆を施した
例では接合部で完全に界面剥離し、また機械研磨したの
ちＡｌ被覆処理をおこなわない例では鋳包が不十分とな
って引張り強さの増大が認められなかった。
【００３２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に従えば複合母材
の接合面に介在するアルミナなどの酸化物によるトラブ
ルは完全に解消され、常にマトリックス材との間に良好
な界面接合が得られる。したがって、比較的簡易な製造
工程により強靭かつ一体構造の部分的複合部材を得るこ
とができるから、例えばピストンヘッドのような過酷な
熱衝撃、摩擦等を受ける部位を局部的に短繊維質強化材
で複合強化する目的に極めて有用である。
の接合面に介在するアルミナなどの酸化物によるトラブ
ルは完全に解消され、常にマトリックス材との間に良好
な界面接合が得られる。したがって、比較的簡易な製造
工程により強靭かつ一体構造の部分的複合部材を得るこ
とができるから、例えばピストンヘッドのような過酷な
熱衝撃、摩擦等を受ける部位を局部的に短繊維質強化材
で複合強化する目的に極めて有用である。
【図１】実施例１による複合母材に形成したＡｌ膜厚と
部分的複合部材の引張り強さとの関係を示したグラフで
ある。
部分的複合部材の引張り強さとの関係を示したグラフで
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 短繊維質強化材をＡｌ系マトリックス金
属中に分散複合化した複合母材の接合面を、酸化成分が
除去され、かつ露出面が粗面化する状態に機械研磨処理
を施し、該処理面に厚さ 0.5〜20μm のＡｌ薄膜を形成
した複合母材を鋳型の所定箇所にセットし、ついでＡｌ
系金属の溶湯で鋳包することを特徴とする部分的複合部
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21282591A JPH0533079A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 部分的複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21282591A JPH0533079A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 部分的複合部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533079A true JPH0533079A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16628985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21282591A Pending JPH0533079A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 部分的複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533079A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003025058A (ja) * | 2001-05-09 | 2003-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ａｌ合金製鋳込み部材とこのＡｌ合金製鋳込み部材の鋳込み方法 |
| JP2004136350A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 軽金属合金鋳包み用バルブシート |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP21282591A patent/JPH0533079A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003025058A (ja) * | 2001-05-09 | 2003-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ａｌ合金製鋳込み部材とこのＡｌ合金製鋳込み部材の鋳込み方法 |
| JP2004136350A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 軽金属合金鋳包み用バルブシート |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1325706C (en) | Process for obtaining a metallurgical bond between a metal material, or a composite material having a metal matrix, and a metal casting or a metal-alloy casting | |
| JPH0891951A (ja) | アルミニウムと窒化ケイ素の接合体およびその製造方法 | |
| FR2796579A1 (fr) | Preforme pour des composites a matrice de magnesium metallique | |
| JPH0636984B2 (ja) | 部分的複合部材の製造方法 | |
| JP3681354B2 (ja) | 金属基複合材と、それを用いたピストン | |
| JPH0533079A (ja) | 部分的複合部材の製造方法 | |
| JP3721393B2 (ja) | 多孔質プリフォーム、金属基複合材料及びそれらの製造方法 | |
| JPH0625386B2 (ja) | アルミニウム合金粉末及びその焼結体の製造方法 | |
| JPWO2001012871A1 (ja) | 金属基複合材と、それを用いたピストン | |
| JP2003049252A (ja) | 金属複合体及びその製造方法 | |
| JPH0636983B2 (ja) | 部分的複合部材の製造方法 | |
| JPS6021306A (ja) | 複合強化部材の製造方法 | |
| US4740428A (en) | Fiber-reinforced metallic member | |
| JPH0533080A (ja) | 部分的複合部材の製造方法 | |
| JP4080053B2 (ja) | 複合体の製造方法 | |
| JP4524591B2 (ja) | 複合材料およびその製造方法 | |
| JPH03234354A (ja) | 部分複合部材の製造方法 | |
| JP4190608B2 (ja) | 炭素繊維を分散したアルミニウム基複合材料 | |
| JPS5987209A (ja) | ロツカ−ア−ム | |
| JP2906277B2 (ja) | 高強度Ａｌ▲下３▼Ｔｉ基合金の製造方法 | |
| JP2572889B2 (ja) | ディーゼルエンジン用ピストンの製造方法 | |
| JPH05131264A (ja) | アルミニウム部分複合部材の製造方法 | |
| JPH04154927A (ja) | 部分強化ｆｒｍ材の製造方法 | |
| JP2571596B2 (ja) | セラミックと金属からなる複合材の製造方法 | |
| JP4279370B2 (ja) | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |