JPH0611892B2 - 繊維強化金属複合材 - Google Patents
繊維強化金属複合材Info
- Publication number
- JPH0611892B2 JPH0611892B2 JP63275510A JP27551088A JPH0611892B2 JP H0611892 B2 JPH0611892 B2 JP H0611892B2 JP 63275510 A JP63275510 A JP 63275510A JP 27551088 A JP27551088 A JP 27551088A JP H0611892 B2 JPH0611892 B2 JP H0611892B2
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- Japan
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- fiber
- composite material
- metal composite
- reinforced metal
- agglomerated
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 Ａ．発明の目的 (1)産業上の利用分野 本発明は繊維強化金属複合材、特に、セラミック繊維を
強化材とする複合材の改良に関する。
強化材とする複合材の改良に関する。
(2)従来の技術 従来、この種複合材において、その耐摩耗性の向上を図
る場合には、一般にセラミック繊維の繊維体積率（Ｖ
ｆ）を高めることが行われている。
る場合には、一般にセラミック繊維の繊維体積率（Ｖ
ｆ）を高めることが行われている。
(3)発明が解決しようとする課題 しかしながら前記のように繊維体積率を高めるといって
も、溶湯の充填性を考慮したとき自ずと限界があり、ま
たセラミック繊維の増量に伴い複合材の製造コストを上
昇させることにもなる。
も、溶湯の充填性を考慮したとき自ずと限界があり、ま
たセラミック繊維の増量に伴い複合材の製造コストを上
昇させることにもなる。
本発明は前記に鑑み、通常、セラミック繊維の開繊過程
で除去される、セラミック繊維が凝集している部分を利
用することにより、耐摩耗性を向上させた、比較的製造
コストの安い前記複合材を提供することを目的とする。
で除去される、セラミック繊維が凝集している部分を利
用することにより、耐摩耗性を向上させた、比較的製造
コストの安い前記複合材を提供することを目的とする。
Ｂ．発明の構成 (1)課題を解決するための手段 本発明は、強化材がセラミック繊維よりなる繊維強化金
属複合材であって、前記強化材はセラミック繊維がばら
けている分散部と、セラミック繊維が凝集して略球形を
なすと共に前記分散部に点在する複数の凝集部とを有
し、各凝集部の直径は１００μｍ以下であり、また前記
強化材における前記凝集部の含有量は0.２〜5.０体積％
であることを特徴とする。
属複合材であって、前記強化材はセラミック繊維がばら
けている分散部と、セラミック繊維が凝集して略球形を
なすと共に前記分散部に点在する複数の凝集部とを有
し、各凝集部の直径は１００μｍ以下であり、また前記
強化材における前記凝集部の含有量は0.２〜5.０体積％
であることを特徴とする。
(2)作用 強化部において、凝集部の直径および含有量を前記のよ
うに特定すると、分散部による強化に加えて、繊維量の
多い凝集部による粒子分散的強化が得られるので、複合
材の耐摩耗性および強度を向上させることができる。
うに特定すると、分散部による強化に加えて、繊維量の
多い凝集部による粒子分散的強化が得られるので、複合
材の耐摩耗性および強度を向上させることができる。
たゞし、前記含有量が0.２体積％を下回ると、このよう
な含有量達成のためには開繊処理を長時間に亘って行わ
なければならないので、セラミック繊維の接損量が増し
てその繊維強化能が減退し、延いては複合材の強度低下
を招来する。前記含有量が5.０体積％を上回ると、凝集
部とマトリックスよりなる強化部分の脱落量が増し、そ
の高硬度な強化部分による砥粒的作用によって複合材の
耐摩耗性が低下する。一方、前記直径が１００μｍを上
回ると、凝集部による粒子分散的強化が減退するため複
合材の強度が低下する。
な含有量達成のためには開繊処理を長時間に亘って行わ
なければならないので、セラミック繊維の接損量が増し
てその繊維強化能が減退し、延いては複合材の強度低下
を招来する。前記含有量が5.０体積％を上回ると、凝集
部とマトリックスよりなる強化部分の脱落量が増し、そ
の高硬度な強化部分による砥粒的作用によって複合材の
耐摩耗性が低下する。一方、前記直径が１００μｍを上
回ると、凝集部による粒子分散的強化が減退するため複
合材の強度が低下する。
さらに、セラミック繊維に対する開繊処理を凝集部が残
留している状態で停止し得るので、その処理能率の向上
を図ると共に処理コストを節減し、またセラミック繊維
の増量による強化ではないから繊維コストの上昇を招く
ことがなく、これにより複合部材の製造コストを比較的
安くすることができる。
留している状態で停止し得るので、その処理能率の向上
を図ると共に処理コストを節減し、またセラミック繊維
の増量による強化ではないから繊維コストの上昇を招く
ことがなく、これにより複合部材の製造コストを比較的
安くすることができる。
(3)実施例 強化材を構成するセラミック繊維として炭化ケイ素ウイ
スカ（東海カーボン社製、商品名、東カマックス）を用
い、それらをミキサに投入して開繊処理を行った。その
とき、処理時間を調節することによって、開繊されて炭
化ケイ素ウイスカがばらけている分散部と、未開繊状
態、したがって炭化ケイ素ウイスカが凝集した状態にあ
って略球形をなすと共に分散部に点在する複数の凝集部
とを有する８種類の強化材を得た。これら強化材におけ
る凝集部の含有量はそれぞれ0.１，0.２，0.５，1.０，
2.５，4.０，5.０，6.０体積％であった。各凝集部の直
径は略８０μｍであり、またその繊維体積率Ｖｆ１は３
０％であった。こゝで、繊維体積率Ｖｆ１とは、略球形
の凝集部の体積に対する炭化ケイ素ウイスカ自体が占め
る割合を意味する。また比較のため、凝集部を全て除去
した強化材も調製した。
スカ（東海カーボン社製、商品名、東カマックス）を用
い、それらをミキサに投入して開繊処理を行った。その
とき、処理時間を調節することによって、開繊されて炭
化ケイ素ウイスカがばらけている分散部と、未開繊状
態、したがって炭化ケイ素ウイスカが凝集した状態にあ
って略球形をなすと共に分散部に点在する複数の凝集部
とを有する８種類の強化材を得た。これら強化材におけ
る凝集部の含有量はそれぞれ0.１，0.２，0.５，1.０，
2.５，4.０，5.０，6.０体積％であった。各凝集部の直
径は略８０μｍであり、またその繊維体積率Ｖｆ１は３
０％であった。こゝで、繊維体積率Ｖｆ１とは、略球形
の凝集部の体積に対する炭化ケイ素ウイスカ自体が占め
る割合を意味する。また比較のため、凝集部を全て除去
した強化材も調製した。
各強化材を、それらに真空成形法を適用して円板状に成
形した。各円板状強化材の寸法は直径８６mm、厚さ２５
mmであり、また分散部の繊維体積率Ｖｆ２は１５％であ
った。したがって、Ｖｆ１＝３０％であるからＶｆ１＞
Ｖｆ２となる。
形した。各円板状強化材の寸法は直径８６mm、厚さ２５
mmであり、また分散部の繊維体積率Ｖｆ２は１５％であ
った。したがって、Ｖｆ１＝３０％であるからＶｆ１＞
Ｖｆ２となる。
軽合金マトリックスとしてアルミニウム合金（ＪＩＳ
ＡＣ４Ｃ相当材）を用意し、各強化材の予熱処理７００
℃にて２０分間加熱、金型温度３２０℃、湯温７５０
℃、加圧力８００kg／cm2の条件の下で加圧鋳造を行い
９種類の複合材（Ｉ）〜（IX）を得た。
ＡＣ４Ｃ相当材）を用意し、各強化材の予熱処理７００
℃にて２０分間加熱、金型温度３２０℃、湯温７５０
℃、加圧力８００kg／cm2の条件の下で加圧鋳造を行い
９種類の複合材（Ｉ）〜（IX）を得た。
次いで各複合材（Ｉ）〜（IX）に熱処理としてＴ６処理
を施した。
を施した。
各複合材（Ｉ）〜（IX）からテストピースを切出し、そ
れらテストピースをチップとして、チップオンディスク
摩擦摩耗試験を行ったところ、第１図の結果を得た。
れらテストピースをチップとして、チップオンディスク
摩擦摩耗試験を行ったところ、第１図の結果を得た。
試験条件は、ディスク鋳鉄製、面圧２００kg／cm2、周
速1.０ｍ／sec、オイル温度供給時１００℃、オイル供
給速度４4.６cc／min、摺動距離１０００ｍである。
速1.０ｍ／sec、オイル温度供給時１００℃、オイル供
給速度４4.６cc／min、摺動距離１０００ｍである。
第１図から明らかなように、凝集部の含有量を0.２〜5.
０体積％に設定することによって優れた耐摩耗性を有す
る複合材（III）〜（VIII）を得ることができる。
０体積％に設定することによって優れた耐摩耗性を有す
る複合材（III）〜（VIII）を得ることができる。
また凝集部の含有量が0.５体積％であり、その繊維体積
率Ｖｆ１が２０〜２５％である複数の複合材を前記と同
様の方法で製造し、それら複合材における凝集部の直径
と複合材の引張強さとの関係を調べたところ、第２図の
結果を得た。
率Ｖｆ１が２０〜２５％である複数の複合材を前記と同
様の方法で製造し、それら複合材における凝集部の直径
と複合材の引張強さとの関係を調べたところ、第２図の
結果を得た。
第２図から明らかなように、凝集部の直径が１００μｍ
以下であれば複合材の引張強さを向上させることができ
る。
以下であれば複合材の引張強さを向上させることができ
る。
種々検討したところ、凝集部の繊維体積率Ｖｆ１は１５
〜３０％が適当である。この繊維体積率Ｖｆ１が１５％
を下回ると、その値はマトリックスに分散する分散部の
繊維体積率Ｖｆ２に略等しくなるため、凝集部を用いる
利点が失われて、複合材の耐摩耗性が低下する。一方、
繊維体積率Ｖｆ１が３０％を上回ると、凝集部に対する
溶湯の充填性が悪化して、マトリックスによるアンカ効
果が減少するため、その凝集部が脱落し易くなる。
〜３０％が適当である。この繊維体積率Ｖｆ１が１５％
を下回ると、その値はマトリックスに分散する分散部の
繊維体積率Ｖｆ２に略等しくなるため、凝集部を用いる
利点が失われて、複合材の耐摩耗性が低下する。一方、
繊維体積率Ｖｆ１が３０％を上回ると、凝集部に対する
溶湯の充填性が悪化して、マトリックスによるアンカ効
果が減少するため、その凝集部が脱落し易くなる。
なお、セラミック繊維としては、Ｓｉ3Ｎ4ウイスカ、カ
ーボンウイスカ等の使用も可能である。
ーボンウイスカ等の使用も可能である。
Ｃ．発明の効果 本発明によれば、セラミック繊維よりなる凝集部を利用
して優れた耐摩耗性および強度を有し、また比較的製造
コストの安い前記複合材を提供することができる。
して優れた耐摩耗性および強度を有し、また比較的製造
コストの安い前記複合材を提供することができる。
第１図は強化材における凝集部の含有量と複合材の摩耗
量との関係を示すグラフ、第２図は強化材における凝集
部の直径と複合材の引張強さとの関係を示すグラフであ
る。
量との関係を示すグラフ、第２図は強化材における凝集
部の直径と複合材の引張強さとの関係を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 政夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−149447（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】強化材がセラミック繊維よりなる繊維強化
金属複合材であって、前記強化材はセラミック繊維がば
らけている分散部と、セラミック繊維が凝集して略球形
をなすと共に前記分散部に点在する複数の凝集部とを有
し、各凝集部の直径は１００μｍ以下であり、また前記
強化材における前記凝集部の含有量は0.２〜5.０体積％
であることを特徴とする繊維強化金属複合材。 - 【請求項２】各凝集部の繊維体積率Ｖｆ１は１５〜３０
％である、第(1)項記載の繊維強化金属複合材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275510A JPH0611892B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 繊維強化金属複合材 |
| CA002001137A CA2001137C (en) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
| DE68922572T DE68922572T2 (de) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Mit Siliziumkarbid verstärkter Verbundwerkstoff aus einer Leichtmetallegierung. |
| EP89310860A EP0365365B1 (en) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
| US07/425,729 US5168014A (en) | 1988-10-21 | 1989-10-23 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275510A JPH0611892B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 繊維強化金属複合材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122032A JPH02122032A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0611892B2 true JPH0611892B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=17556485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63275510A Expired - Lifetime JPH0611892B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-31 | 繊維強化金属複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611892B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100453688C (zh) * | 2007-02-14 | 2009-01-21 | 西安建筑科技大学 | 气体渗碳碳化物丝网金属基复合材料的制备工艺 |
| CN100443623C (zh) * | 2007-02-14 | 2008-12-17 | 西安建筑科技大学 | 气体渗碳碳化物丝网铜基复合材料的制备工艺 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61149447A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | Toshiba Corp | 繊維強化金属複合体の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63275510A patent/JPH0611892B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02122032A (ja) | 1990-05-09 |
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