JPH06210431A - 金属基複合材料部材の製造方法 - Google Patents
金属基複合材料部材の製造方法Info
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- JPH06210431A JPH06210431A JP2189393A JP2189393A JPH06210431A JP H06210431 A JPH06210431 A JP H06210431A JP 2189393 A JP2189393 A JP 2189393A JP 2189393 A JP2189393 A JP 2189393A JP H06210431 A JPH06210431 A JP H06210431A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構造の鋳造装置を用いて所定の部位が
正確に複合強化され強化材成形体内に金属が良好に充填
された鋳物を能率よく且低廉に製造する。 【構成】 キャビティ１４とこれに連通するマトリック
ス金属溶湯供給口２８及び排気口２０とを有する鋳型１
０と、排気口に接続された減圧装置２６とを有する鋳造
装置を用意する。ガス不透過性を有し高温度に加熱され
ると消失する膜３６により強化材成形体３４の表面の一
部を被包し、膜が成形体に対し供給口の側に位置し成形
体に対し供給口の側のキャビティの空間と排気口との連
通が膜により実質的に遮断されるようキャビティ内に排
気口に近接して成形体を配置する。減圧装置により成形
体に対し排気口の側の空間を減圧し、供給口を経てキャ
ビティ内にマトリックス金属の溶湯を供給する。
正確に複合強化され強化材成形体内に金属が良好に充填
された鋳物を能率よく且低廉に製造する。 【構成】 キャビティ１４とこれに連通するマトリック
ス金属溶湯供給口２８及び排気口２０とを有する鋳型１
０と、排気口に接続された減圧装置２６とを有する鋳造
装置を用意する。ガス不透過性を有し高温度に加熱され
ると消失する膜３６により強化材成形体３４の表面の一
部を被包し、膜が成形体に対し供給口の側に位置し成形
体に対し供給口の側のキャビティの空間と排気口との連
通が膜により実質的に遮断されるようキャビティ内に排
気口に近接して成形体を配置する。減圧装置により成形
体に対し排気口の側の空間を減圧し、供給口を経てキャ
ビティ内にマトリックス金属の溶湯を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属基複合材料部材の
製造方法に係り、更に詳細には減圧鋳造を利用した金属
基複合材料部材の製造方法に係る。
製造方法に係り、更に詳細には減圧鋳造を利用した金属
基複合材料部材の製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】減圧鋳造を利用した金属基複合材料部材
の製造方法の一つとして、例えば本願出願人と同一の出
願人の出願にかかる特開昭５８−９３５５８号公報に記
載されている如く、実質的に閉空間のモールドキャビテ
ィとモールドキャビティと連通するマトリックス金属溶
湯供給口と該供給口とは離れた部位にてモールドキャビ
ティと連通する排気口とを有する鋳型と、排気口を経て
モールドキャビティ内を減圧する減圧手段とを有する鋳
造装置を用意し、モールドキャビティ内に排気口に当接
して強化材成形体を配置し、減圧手段により強化材成形
体内及びモールドキャビティ内を減圧し、供給口を経て
モールドキャビティ内にマトリックス金属の溶湯を供給
する金属基複合材料部材の製造方法が従来より知られて
いる。
の製造方法の一つとして、例えば本願出願人と同一の出
願人の出願にかかる特開昭５８−９３５５８号公報に記
載されている如く、実質的に閉空間のモールドキャビテ
ィとモールドキャビティと連通するマトリックス金属溶
湯供給口と該供給口とは離れた部位にてモールドキャビ
ティと連通する排気口とを有する鋳型と、排気口を経て
モールドキャビティ内を減圧する減圧手段とを有する鋳
造装置を用意し、モールドキャビティ内に排気口に当接
して強化材成形体を配置し、減圧手段により強化材成形
体内及びモールドキャビティ内を減圧し、供給口を経て
モールドキャビティ内にマトリックス金属の溶湯を供給
する金属基複合材料部材の製造方法が従来より知られて
いる。
【０００３】かかる方法によれば、強化材成形体は排気
口に当接してモールドキャビティ内に配置され、減圧手
段により強化材成形体内及びモールドキャビティ内が減
圧され、しかる後モールドキャビティ内にマトリックス
金属の溶湯が供給され、従って強化材成形体は排気口に
当接した状態に保持されると共に、マトリックス金属の
溶湯を高圧に加圧しなくても溶湯が強化材成形体内に良
好に浸透するので、所定の部位が正確に強化材にて複合
強化された複合材料部材であって、強化材成形体内にマ
トリックス金属が良好に充填された複合材料部材を製造
することができる。
口に当接してモールドキャビティ内に配置され、減圧手
段により強化材成形体内及びモールドキャビティ内が減
圧され、しかる後モールドキャビティ内にマトリックス
金属の溶湯が供給され、従って強化材成形体は排気口に
当接した状態に保持されると共に、マトリックス金属の
溶湯を高圧に加圧しなくても溶湯が強化材成形体内に良
好に浸透するので、所定の部位が正確に強化材にて複合
強化された複合材料部材であって、強化材成形体内にマ
トリックス金属が良好に充填された複合材料部材を製造
することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし鋳型にはモール
ドキャビティと鋳型の外部とを連通するスリットベント
の如き他の通気口が存在するため、減圧手段により排気
口を経てモールドキャビティ内を減圧しようとしても強
化材成形体内及びモールドキャビティ内を十分に減圧す
ることができず、従って上述の如き従来の金属基複合材
料部材の製造方法により所定の部位が正確に強化材にて
複合強化され強化材成形体内にマトリックス金属が良好
に充填された複合材料部材を製造するためには、スリッ
トベントの如き他の通気口の連通を遮断するシール装置
等が必要であり、そのため鋳造装置の構造が複雑になる
という問題がある。
ドキャビティと鋳型の外部とを連通するスリットベント
の如き他の通気口が存在するため、減圧手段により排気
口を経てモールドキャビティ内を減圧しようとしても強
化材成形体内及びモールドキャビティ内を十分に減圧す
ることができず、従って上述の如き従来の金属基複合材
料部材の製造方法により所定の部位が正確に強化材にて
複合強化され強化材成形体内にマトリックス金属が良好
に充填された複合材料部材を製造するためには、スリッ
トベントの如き他の通気口の連通を遮断するシール装置
等が必要であり、そのため鋳造装置の構造が複雑になる
という問題がある。
【０００５】また上述の如き従来の金属基複合材料部材
の製造方法に於ては、減圧手段により強化材成形体内の
みならずモールドキャビティ内全体を減圧しなければな
らないため、強化材成形体内及びモールドキャビティ内
を所定の圧力に減圧するまでに長時間を要し、そのため
所定の部位が正確に強化材にて複合強化され強化材成形
体内にマトリックス金属が良好に充填された複合材料部
材を能率よく且低廉に製造することができないという問
題がある。
の製造方法に於ては、減圧手段により強化材成形体内の
みならずモールドキャビティ内全体を減圧しなければな
らないため、強化材成形体内及びモールドキャビティ内
を所定の圧力に減圧するまでに長時間を要し、そのため
所定の部位が正確に強化材にて複合強化され強化材成形
体内にマトリックス金属が良好に充填された複合材料部
材を能率よく且低廉に製造することができないという問
題がある。
【０００６】本発明は、減圧鋳造を利用した従来の金属
基複合材料部材の製造方法に於ける上述の如き問題に鑑
み、簡単な構造の鋳造装置を用いて所定の部位が正確に
強化材にて複合強化され強化材成形体内にマトリックス
金属が良好に充填された金属基複合材料部材を能率よく
且低廉に製造することができるよう改善された金属基複
合材料部材の製造方法を提供することを目的としてい
る。
基複合材料部材の製造方法に於ける上述の如き問題に鑑
み、簡単な構造の鋳造装置を用いて所定の部位が正確に
強化材にて複合強化され強化材成形体内にマトリックス
金属が良好に充填された金属基複合材料部材を能率よく
且低廉に製造することができるよう改善された金属基複
合材料部材の製造方法を提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、実質的に閉空間のモールドキャビティと前
記モールドキャビティと連通するマトリックス金属溶湯
供給口と前記供給口とは離れた部位にて前記モールドキ
ャビティと連通する排気口とを有する鋳型と、前記排気
口を経て前記モールドキャビティ内を減圧する減圧手段
とを有する鋳造装置を用意し、実質的にガス不透過性を
有しマトリックス金属の溶湯により加熱されると消失す
る材料よりなる膜により強化材成形体の表面の一部を被
包し、前記膜が前記強化材成形体に対し前記供給口の側
に位置し前記強化材成形体に対し前記供給口の側の前記
モールドキャビティの空間と前記排気口との連通が前記
膜により実質的に遮断されるよう前記モールドキャビテ
ィ内に前記排気口に近接して強化材成形体を配置し、前
記減圧手段により前記強化材成形体に対し前記排気口の
側の前記モールドキャビティの空間を減圧し、前記供給
口を経て前記モールドキャビティ内にマトリックス金属
の溶湯を供給する金属基複合材料部材の製造方法によっ
て達成される。
明によれば、実質的に閉空間のモールドキャビティと前
記モールドキャビティと連通するマトリックス金属溶湯
供給口と前記供給口とは離れた部位にて前記モールドキ
ャビティと連通する排気口とを有する鋳型と、前記排気
口を経て前記モールドキャビティ内を減圧する減圧手段
とを有する鋳造装置を用意し、実質的にガス不透過性を
有しマトリックス金属の溶湯により加熱されると消失す
る材料よりなる膜により強化材成形体の表面の一部を被
包し、前記膜が前記強化材成形体に対し前記供給口の側
に位置し前記強化材成形体に対し前記供給口の側の前記
モールドキャビティの空間と前記排気口との連通が前記
膜により実質的に遮断されるよう前記モールドキャビテ
ィ内に前記排気口に近接して強化材成形体を配置し、前
記減圧手段により前記強化材成形体に対し前記排気口の
側の前記モールドキャビティの空間を減圧し、前記供給
口を経て前記モールドキャビティ内にマトリックス金属
の溶湯を供給する金属基複合材料部材の製造方法によっ
て達成される。
【０００８】
【作用】上述の如き構成によれば、実質的にガス不透過
性を有しマトリックス金属の溶湯により加熱されると消
失する材料よりなる膜により強化材成形体の表面の一部
が被包され、膜が強化材成形体に対し供給口の側に位置
し強化材成形体に対し供給口の側のモールドキャビティ
の空間と排気口との連通が膜により実質的に遮断される
ようモールドキャビティ内に排気口に近接して強化材成
形体が配置され、しかる後減圧手段により強化材成形体
に対し排気口の側のモールドキャビティの空間が減圧さ
れる。
性を有しマトリックス金属の溶湯により加熱されると消
失する材料よりなる膜により強化材成形体の表面の一部
が被包され、膜が強化材成形体に対し供給口の側に位置
し強化材成形体に対し供給口の側のモールドキャビティ
の空間と排気口との連通が膜により実質的に遮断される
ようモールドキャビティ内に排気口に近接して強化材成
形体が配置され、しかる後減圧手段により強化材成形体
に対し排気口の側のモールドキャビティの空間が減圧さ
れる。
【０００９】従って減圧手段により減圧すべきモールド
キャビティ内の空間は強化材成形体に対し排気口の側の
空間及び強化材成形体内の空間のみであり、これらの空
間の圧力を短時間のうちに確実に所定の圧力に減圧する
ことができ、また供給口を経てモールドキャビティ内に
供給されたマトリックス金属の溶湯が強化材成形体に到
達すると、強化材成形体の表面の膜は溶湯によって加熱
されることにより消失し、溶湯はその圧力よりも強化材
成形体内の圧力が低いことにより効率よく強化材成形体
内へ浸透するので、上述の従来の方法の場合に比して、
強化材成形体内にマトリックス金属が良好に充填された
複合材料部材を能率よく且低廉に製造することが可能に
なる。
キャビティ内の空間は強化材成形体に対し排気口の側の
空間及び強化材成形体内の空間のみであり、これらの空
間の圧力を短時間のうちに確実に所定の圧力に減圧する
ことができ、また供給口を経てモールドキャビティ内に
供給されたマトリックス金属の溶湯が強化材成形体に到
達すると、強化材成形体の表面の膜は溶湯によって加熱
されることにより消失し、溶湯はその圧力よりも強化材
成形体内の圧力が低いことにより効率よく強化材成形体
内へ浸透するので、上述の従来の方法の場合に比して、
強化材成形体内にマトリックス金属が良好に充填された
複合材料部材を能率よく且低廉に製造することが可能に
なる。
【００１０】また上述の従来の方法の場合に必要である
スリットベントの如き他の通気口の連通を遮断するシー
ル装置等は不要であり、従って鋳造装置の構造を簡略化
することが可能であり、減圧手段により強化材成形体に
対し排気口の側の空間が減圧されることにより強化材成
形体の両側に形成される差圧によって強化材成形体が鋳
型に対し保持されるので、強化材成形体がマトリックス
金属によって移動されたりすることがなく、これにより
簡単な構造の鋳造装置を用いて所定の部位が正確に強化
材にて複合強化された複合材料部材を製造することが可
能になる。
スリットベントの如き他の通気口の連通を遮断するシー
ル装置等は不要であり、従って鋳造装置の構造を簡略化
することが可能であり、減圧手段により強化材成形体に
対し排気口の側の空間が減圧されることにより強化材成
形体の両側に形成される差圧によって強化材成形体が鋳
型に対し保持されるので、強化材成形体がマトリックス
金属によって移動されたりすることがなく、これにより
簡単な構造の鋳造装置を用いて所定の部位が正確に強化
材にて複合強化された複合材料部材を製造することが可
能になる。
【００１１】
【課題を解決するための手段の補足説明】本発明の方法
に於て使用される膜を構成する材料は、実質的にガス不
透過性を有しマトリックス金属の溶湯により加熱される
と消失する材料であれば任意の材料であってよく、例え
ばエチレン−酢酸系ビニル（ＥＶＡ）、高密度ポリエチ
レン（ＨＤＰＥ）の如き有機物質、又はマトリックス金
属の組成と実質的に同一の組成の金属であってよい。特
に膜を構成する材料が有機物質である場合にはその膜が
強化材成形体の表面に接着、真空吸引等の手段により固
定されることにより強化材成形体の表面の一部が被包さ
れてよく、膜を構成する材料が金属である場合には強化
材成形体の被包されるべき表面部を金属の溶湯中に浸漬
した後強化材成形体の表面に付着した溶湯を凝固させる
ことにより強化材成形体の表面の一部が膜状の金属によ
り被包されてよい。
に於て使用される膜を構成する材料は、実質的にガス不
透過性を有しマトリックス金属の溶湯により加熱される
と消失する材料であれば任意の材料であってよく、例え
ばエチレン−酢酸系ビニル（ＥＶＡ）、高密度ポリエチ
レン（ＨＤＰＥ）の如き有機物質、又はマトリックス金
属の組成と実質的に同一の組成の金属であってよい。特
に膜を構成する材料が有機物質である場合にはその膜が
強化材成形体の表面に接着、真空吸引等の手段により固
定されることにより強化材成形体の表面の一部が被包さ
れてよく、膜を構成する材料が金属である場合には強化
材成形体の被包されるべき表面部を金属の溶湯中に浸漬
した後強化材成形体の表面に付着した溶湯を凝固させる
ことにより強化材成形体の表面の一部が膜状の金属によ
り被包されてよい。
【００１２】
【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
例について詳細に説明する。
【００１３】実施例１ 図１は本発明による金属基複合材料部材の製造方法の実
施に使用されるに適した鋳造装置の一つの実施例を示す
縦断面図、図２は上面に環状のガス不透過性のシートが
接着されたリング状の強化材成形体を示す斜視図、図３
は図２に示された強化材成形体が図１に示された鋳造装
置の鋳型内の所定の位置に配置された状態を示す縦断面
図、図４は鋳造工程を示す縦断面図である。
施に使用されるに適した鋳造装置の一つの実施例を示す
縦断面図、図２は上面に環状のガス不透過性のシートが
接着されたリング状の強化材成形体を示す斜視図、図３
は図２に示された強化材成形体が図１に示された鋳造装
置の鋳型内の所定の位置に配置された状態を示す縦断面
図、図４は鋳造工程を示す縦断面図である。
【００１４】図１に於て、１０は鋳型を示しており、鋳
型１０は互いに共働して軸線１２に沿って延在するピス
トン形のモールドキャビティ１４を郭定する上型１６と
下型１８とよりなっている。上型１６はモールドキャビ
ティ１４の上端と連通する排気口２０を有し、排気口２
０は複数個の通路２２及び導管２４により真空ポンプ２
６に接続されている。一方下型１８はモールドキャビテ
ィ１４の下端中央部と連通し軸線１２に沿って延在する
マトリックス金属溶湯供給口２８を有し、供給口２８に
はピストン３０が往復動可能に嵌合している。
型１０は互いに共働して軸線１２に沿って延在するピス
トン形のモールドキャビティ１４を郭定する上型１６と
下型１８とよりなっている。上型１６はモールドキャビ
ティ１４の上端と連通する排気口２０を有し、排気口２
０は複数個の通路２２及び導管２４により真空ポンプ２
６に接続されている。一方下型１８はモールドキャビテ
ィ１４の下端中央部と連通し軸線１２に沿って延在する
マトリックス金属溶湯供給口２８を有し、供給口２８に
はピストン３０が往復動可能に嵌合している。
【００１５】尚図には示されていないが、上型１６には
通路２２の間にて軸線１２の周りに周方向に互いに隔置
された位置に複数個のノックアウトピンが設けられてお
り、これらのノックアウトピンにより上型１６の窪み１
６Ａ内にて凝固した部分を上型より取出し得るようにな
っている。
通路２２の間にて軸線１２の周りに周方向に互いに隔置
された位置に複数個のノックアウトピンが設けられてお
り、これらのノックアウトピンにより上型１６の窪み１
６Ａ内にて凝固した部分を上型より取出し得るようにな
っている。
【００１６】本発明の方法によれば、上述の如く構成さ
れた鋳造装置を用いて以下の如く複合材料部材が製造さ
れる。
れた鋳造装置を用いて以下の如く複合材料部材が製造さ
れる。
【００１７】まず図２に示されている如く、アルミナ短
繊維の如き強化材３２を無機バインダを用いて成形し乾
燥することにより、上型１６の窪み１６Ａに実質的に密
に嵌合する大きさのリング状の強化材成形体３４を形成
し、しかる後成形体３４の一方の端面にエチレン−酢酸
系ビニル製のシートの如き環状のガス不透過性のシート
３６を接着等により固定する。
繊維の如き強化材３２を無機バインダを用いて成形し乾
燥することにより、上型１６の窪み１６Ａに実質的に密
に嵌合する大きさのリング状の強化材成形体３４を形成
し、しかる後成形体３４の一方の端面にエチレン−酢酸
系ビニル製のシートの如き環状のガス不透過性のシート
３６を接着等により固定する。
【００１８】次いで図３に示されている如く、シート３
６の側が下方になると共にシート３６が上型１６と下型
１８との間の隙間４０より僅かに上方に位置するよう成
形体３４を上型１６の窪み１６Ａ内に密に挿入し、その
上端を窪み１６Ａの肩部に当接させることにより成形体
３４を位置決めし、またシート３６により成形体内の空
間とシートより下方のモールドキャビティ１４及び隙間
４０との連通を実質的に遮断する。
６の側が下方になると共にシート３６が上型１６と下型
１８との間の隙間４０より僅かに上方に位置するよう成
形体３４を上型１６の窪み１６Ａ内に密に挿入し、その
上端を窪み１６Ａの肩部に当接させることにより成形体
３４を位置決めし、またシート３６により成形体内の空
間とシートより下方のモールドキャビティ１４及び隙間
４０との連通を実質的に遮断する。
【００１９】次いで図４に示されている如く真空ポンプ
２６により導管２４及び通路２２を経て排気口２０及び
成形体３４内の空間を所定の圧力にまで減圧し、しかる
後図には示されていない溶湯注入口よりマトリックス金
属溶湯供給口２８へアルミニウム合金の溶湯の如きマト
リックス金属の溶湯３８を供給し、ピストン３０を図に
て上方へ移動させることにより、溶湯３８をモールドキ
ャビティ１４内へ移動させる。
２６により導管２４及び通路２２を経て排気口２０及び
成形体３４内の空間を所定の圧力にまで減圧し、しかる
後図には示されていない溶湯注入口よりマトリックス金
属溶湯供給口２８へアルミニウム合金の溶湯の如きマト
リックス金属の溶湯３８を供給し、ピストン３０を図に
て上方へ移動させることにより、溶湯３８をモールドキ
ャビティ１４内へ移動させる。
【００２０】この場合モールドキャビティ１４内に存在
していた空気は上型１６と下型１８との間の隙間４０を
経て鋳型１０外へ流出する。また溶湯３８が成形体３４
の図にて下面に接着されたシート３６に到達すると、シ
ート３６は溶湯３８によって高温度に加熱され分解若し
くは燃焼することによって消失し、成形体３４内の圧力
が溶湯の圧力よりも低いことにより溶湯は成形体内へ良
好に浸透する。この段階に於て真空ポンプ２６の作動を
停止し、鋳型１０内のマトリックス金属の溶湯３８を凝
固させる。
していた空気は上型１６と下型１８との間の隙間４０を
経て鋳型１０外へ流出する。また溶湯３８が成形体３４
の図にて下面に接着されたシート３６に到達すると、シ
ート３６は溶湯３８によって高温度に加熱され分解若し
くは燃焼することによって消失し、成形体３４内の圧力
が溶湯の圧力よりも低いことにより溶湯は成形体内へ良
好に浸透する。この段階に於て真空ポンプ２６の作動を
停止し、鋳型１０内のマトリックス金属の溶湯３８を凝
固させる。
【００２１】シート３６が成形体３４に固定されない場
合には、真空ポンプ２６が作動されることによって排気
口２０及び成形体３４内の減圧が開始されても、モール
ドキャビティ１４よりこれらの空間へ空気が流入すると
共に隙間４０を経て鋳型１０外の空気が侵入する。その
ため図５に於て破線にて示されている如く、成形体３４
内の圧力Ｐは大気圧Ｐo よりそれほど低下せず、マトリ
ックス金属の溶湯が隙間４０に到達し該隙間を充填した
段階の時点ｔ1 になって初めて急激に低下し始め、溶湯
が成形体に到達した段階（時点ｔ1 の直後）に於ける圧
力Ｐは所定の圧力Ｐa よりも遥かに高く、圧力Ｐが所定
の圧力Ｐa になる（時点ｔ2 ）までに長時間を要し、マ
トリックス金属の溶湯を成形体中に効率よく浸透させる
ことができず、複合材料中にポアが発生し易い。
合には、真空ポンプ２６が作動されることによって排気
口２０及び成形体３４内の減圧が開始されても、モール
ドキャビティ１４よりこれらの空間へ空気が流入すると
共に隙間４０を経て鋳型１０外の空気が侵入する。その
ため図５に於て破線にて示されている如く、成形体３４
内の圧力Ｐは大気圧Ｐo よりそれほど低下せず、マトリ
ックス金属の溶湯が隙間４０に到達し該隙間を充填した
段階の時点ｔ1 になって初めて急激に低下し始め、溶湯
が成形体に到達した段階（時点ｔ1 の直後）に於ける圧
力Ｐは所定の圧力Ｐa よりも遥かに高く、圧力Ｐが所定
の圧力Ｐa になる（時点ｔ2 ）までに長時間を要し、マ
トリックス金属の溶湯を成形体中に効率よく浸透させる
ことができず、複合材料中にポアが発生し易い。
【００２２】これに対し上述の実施例によれば、成形体
３４内の空間はシート３６によりそれより下方のモール
ドキャビティ１４及び隙間４０より実質的に遮断された
状態にあり、真空ポンプ２６により減圧されるべき空間
は排気口２０及び成形体３４内の空間のみであるので、
真空ポンプ２６が作動された直後より成形体３４内の圧
力Ｐは急激に低下し、マトリックス金属の溶湯３８がシ
ート３６に到達した時点に於ては所定の圧力Ｐa 又はそ
れに近い圧力にまで低下しており、これによりのマトリ
ックス金属の溶湯が成形体中に効率よく浸透すると共に
複合材料中にポアが発生することが効果的に低減され
る。
３４内の空間はシート３６によりそれより下方のモール
ドキャビティ１４及び隙間４０より実質的に遮断された
状態にあり、真空ポンプ２６により減圧されるべき空間
は排気口２０及び成形体３４内の空間のみであるので、
真空ポンプ２６が作動された直後より成形体３４内の圧
力Ｐは急激に低下し、マトリックス金属の溶湯３８がシ
ート３６に到達した時点に於ては所定の圧力Ｐa 又はそ
れに近い圧力にまで低下しており、これによりのマトリ
ックス金属の溶湯が成形体中に効率よく浸透すると共に
複合材料中にポアが発生することが効果的に低減され
る。
【００２３】実施例２ 図６は側面部が複合強化された金属基複合材料部材を製
造するための鋳造装置の一つの実施例を示す縦断面図で
ある。尚図６に於て図１乃至図４に示された部分に対応
する部分には図１乃至図４に於て付された符号と同一の
符号が付されている。
造するための鋳造装置の一つの実施例を示す縦断面図で
ある。尚図６に於て図１乃至図４に示された部分に対応
する部分には図１乃至図４に於て付された符号と同一の
符号が付されている。
【００２４】この実施例に於ては、実質的にサイコロ状
の強化材成形体３４のモールドキャビティ１４の側の表
面全体にガス不透過性のシート３６が固定され、成形体
３４はシート３６が固定されていない側面にて下型１８
の排気口２０の周りの内壁面に当接するよう下型内に配
置され、その状態にて真空ポンプ２６が作動され通路２
２、排気口２０、成形体３４内の空間が減圧されること
によって成形体の内外に創成される差圧により下型に対
し固定的に保持される。次いで下型１４に対し上型１６
が固定され、しかる後図には示されていない溶湯注入口
よりモールドキャビティ内へマトリックス金属の溶湯が
導入される。
の強化材成形体３４のモールドキャビティ１４の側の表
面全体にガス不透過性のシート３６が固定され、成形体
３４はシート３６が固定されていない側面にて下型１８
の排気口２０の周りの内壁面に当接するよう下型内に配
置され、その状態にて真空ポンプ２６が作動され通路２
２、排気口２０、成形体３４内の空間が減圧されること
によって成形体の内外に創成される差圧により下型に対
し固定的に保持される。次いで下型１４に対し上型１６
が固定され、しかる後図には示されていない溶湯注入口
よりモールドキャビティ内へマトリックス金属の溶湯が
導入される。
【００２５】この実施例に於てもモールドキャビティ１
４内に存在していた空気は上型１６と下型１８との間の
隙間４０を経て鋳型１０外へ流出する。また溶湯３８が
成形体３４の周りのシート３６に到達すると、シートは
溶湯によって高温度に加熱されることによって消失し、
成形体３４内の圧力が溶湯の圧力よりも低いことにより
溶湯は成形体内へ良好に浸透する。更に成形体３４の下
型１４の内壁面に当接する部分の周囲の溶湯が比較的急
激に凝固するので、成形体はシート３６が消失した後も
成形体内外の差圧及び凝固したマトリックス金属により
確実に所定の位置に保持される。
４内に存在していた空気は上型１６と下型１８との間の
隙間４０を経て鋳型１０外へ流出する。また溶湯３８が
成形体３４の周りのシート３６に到達すると、シートは
溶湯によって高温度に加熱されることによって消失し、
成形体３４内の圧力が溶湯の圧力よりも低いことにより
溶湯は成形体内へ良好に浸透する。更に成形体３４の下
型１４の内壁面に当接する部分の周囲の溶湯が比較的急
激に凝固するので、成形体はシート３６が消失した後も
成形体内外の差圧及び凝固したマトリックス金属により
確実に所定の位置に保持される。
【００２６】図７に示されている如く、従来の方法によ
り側面部が複合強化された金属基複合材料部材を製造す
る場合には、強化材成形体が所定の位置に確実に保持さ
れるよう下型の内壁面に窪み４２を形成し、成形体３４
の一部を窪み４２内に嵌込まなければならず、そのため
図８に於て破線にて示されている如く鋳造完了後に金属
基複合材料部材４４より窪み４２内にて形成された余分
な複合材料の部分４６を除去しなければならず、従って
所望の複合材料部材を能率よく且低廉に製造することが
困難である。
り側面部が複合強化された金属基複合材料部材を製造す
る場合には、強化材成形体が所定の位置に確実に保持さ
れるよう下型の内壁面に窪み４２を形成し、成形体３４
の一部を窪み４２内に嵌込まなければならず、そのため
図８に於て破線にて示されている如く鋳造完了後に金属
基複合材料部材４４より窪み４２内にて形成された余分
な複合材料の部分４６を除去しなければならず、従って
所望の複合材料部材を能率よく且低廉に製造することが
困難である。
【００２７】これに対し図６に示された実施例によれ
ば、強化材成形体を保持するための窪みは不要であり、
余分な複合材料の部分が形成されることなく所望の部位
を複合強化することができるので、複合強化部が製品の
側面部や上面部等の場合にも所望の部位が正確に複合強
化された複合材料部材を能率よく且低廉に製造すること
ができる。
ば、強化材成形体を保持するための窪みは不要であり、
余分な複合材料の部分が形成されることなく所望の部位
を複合強化することができるので、複合強化部が製品の
側面部や上面部等の場合にも所望の部位が正確に複合強
化された複合材料部材を能率よく且低廉に製造すること
ができる。
【００２８】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
て詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、減圧手段により減圧すべきモールドキャビ
ティ内の空間は強化材成形体に対し排気口の側の空間及
び強化材成形体内の空間のみであり、これらの空間の圧
力を短時間のうちに確実に所定の圧力に減圧することが
でき、また供給口を経てモールドキャビティ内に供給さ
れたマトリックス金属の溶湯が強化材成形体に到達する
と、強化材成形体の表面の膜は溶湯によって加熱される
ことにより消失し、溶湯はその圧力よりも強化材成形体
内の圧力が低いことにより効率よく強化材成形体内へ浸
透するので、上述の従来の方法の場合に比して、強化材
成形体内にマトリックス金属が良好に充填された複合材
料部材を能率よく且低廉に製造することができる。
明によれば、減圧手段により減圧すべきモールドキャビ
ティ内の空間は強化材成形体に対し排気口の側の空間及
び強化材成形体内の空間のみであり、これらの空間の圧
力を短時間のうちに確実に所定の圧力に減圧することが
でき、また供給口を経てモールドキャビティ内に供給さ
れたマトリックス金属の溶湯が強化材成形体に到達する
と、強化材成形体の表面の膜は溶湯によって加熱される
ことにより消失し、溶湯はその圧力よりも強化材成形体
内の圧力が低いことにより効率よく強化材成形体内へ浸
透するので、上述の従来の方法の場合に比して、強化材
成形体内にマトリックス金属が良好に充填された複合材
料部材を能率よく且低廉に製造することができる。
【００３０】また上述の従来の方法の場合に必要である
スリットベントの如き他の通気口の連通を遮断するシー
ル装置等は不要であり、従って鋳造装置の構造を簡略化
することが可能であり、減圧手段により強化材成形体に
対し排気口の側の空間が減圧されることにより強化材成
形体の両側に形成される差圧によって強化材成形体が鋳
型に対し保持されるので、強化材成形体がマトリックス
金属によって移動されたりすることがなく、これにより
簡単な構造の鋳造装置を用いて所定の部位が正確に強化
材にて複合強化された複合材料部材を製造することがで
きる。
スリットベントの如き他の通気口の連通を遮断するシー
ル装置等は不要であり、従って鋳造装置の構造を簡略化
することが可能であり、減圧手段により強化材成形体に
対し排気口の側の空間が減圧されることにより強化材成
形体の両側に形成される差圧によって強化材成形体が鋳
型に対し保持されるので、強化材成形体がマトリックス
金属によって移動されたりすることがなく、これにより
簡単な構造の鋳造装置を用いて所定の部位が正確に強化
材にて複合強化された複合材料部材を製造することがで
きる。
【図１】本発明による金属基複合材料部材の製造方法の
実施に使用されるに適した鋳造装置の一つの実施例を示
す縦断面図である。
実施に使用されるに適した鋳造装置の一つの実施例を示
す縦断面図である。
【図２】上面に環状のガス不透過性のシートが接着され
たリング状の強化材成形体を示す斜視図である。
たリング状の強化材成形体を示す斜視図である。
【図３】図２に示された強化材成形体が図１に示された
鋳造装置の鋳型内の所定の位置に配置された状態を示す
縦断面図である。
鋳造装置の鋳型内の所定の位置に配置された状態を示す
縦断面図である。
【図４】鋳造工程を示す縦断面図である。
【図５】本発明の方法及び従来の方法に於ける強化材成
形体内の圧力の変化を示すグラフである。
形体内の圧力の変化を示すグラフである。
【図６】側面部が複合強化された金属基複合材料部材を
製造するための鋳造装置の一つの実施例を示す縦断面図
である。
製造するための鋳造装置の一つの実施例を示す縦断面図
である。
【図７】従来の方法に従って側面部が複合強化された金
属基複合材料部材を製造するための鋳造装置を示す縦断
面図である。
属基複合材料部材を製造するための鋳造装置を示す縦断
面図である。
【図８】図７に示された鋳造装置を用いて製造された金
属基複合材料部材を示す縦断面図である。
属基複合材料部材を示す縦断面図である。
１０…鋳型 １４…モールドキャビティ ２０…排気口 ２６…真空ポンプ ２８…マトリックス金属溶湯供給口 ３０…ピストン ３２…強化材 ３４…強化材成形体 ３６…ガス不透過性のシート ３８…マトリックス金属の溶湯
Claims (1)
- 【請求項１】実質的に閉空間のモールドキャビティと前
記モールドキャビティと連通するマトリックス金属溶湯
供給口と前記供給口とは離れた部位にて前記モールドキ
ャビティと連通する排気口とを有する鋳型と、前記排気
口を経て前記モールドキャビティ内を減圧する減圧手段
とを有する鋳造装置を用意し、実質的にガス不透過性を
有しマトリックス金属の溶湯により加熱されると消失す
る材料よりなる膜により強化材成形体の表面の一部を被
包し、前記膜が前記強化材成形体に対し前記供給口の側
に位置し前記強化材成形体に対し前記供給口の側の前記
モールドキャビティの空間と前記排気口との連通が前記
膜により実質的に遮断されるよう前記モールドキャビテ
ィ内に前記排気口に近接して強化材成形体を配置し、前
記減圧手段により前記強化材成形体に対し前記排気口の
側の前記モールドキャビティの空間を減圧し、前記供給
口を経て前記モールドキャビティ内にマトリックス金属
の溶湯を供給する金属基複合材料部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189393A JPH06210431A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 金属基複合材料部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189393A JPH06210431A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 金属基複合材料部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210431A true JPH06210431A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=12067790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189393A Pending JPH06210431A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 金属基複合材料部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210431A (ja) |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP2189393A patent/JPH06210431A/ja active Pending
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