JPH06248374A - 超硬アルミニウム複合材料の製造法 - Google Patents
超硬アルミニウム複合材料の製造法Info
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- JPH06248374A JPH06248374A JP7608293A JP7608293A JPH06248374A JP H06248374 A JPH06248374 A JP H06248374A JP 7608293 A JP7608293 A JP 7608293A JP 7608293 A JP7608293 A JP 7608293A JP H06248374 A JPH06248374 A JP H06248374A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 アルミニウム複合材料の製造方法を簡単に
し、しかも微細窒化物およびほう化物粒子をアルミニウ
ム内にてｉｎ ｓｉｔｕ生成・分散させた超硬アルミニ
ウム複合材料を製造する。 【対策】 窒化ほう素粉末およびＨｆ、Ｚｒ、Ｔｉある
いはＴａ金属粉末からなる混合粉末の上で、アルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金をアルゴンまたは窒素雰囲
気下にて溶解して、溶融金属を混合粉末内に含浸させ
る。その時、窒化ほう素は分解してＡｌあるいはＨｆ、
Ｚｒ、ＴｉあるいはＴａと反応し、ほう化物および窒化
物粒子をｉｎ ｓｉｔｕ生成・分散させる。 【効果】 本発明によって製造プロセスは簡単化され、
材料は微細ほう化物およびＡｌＮ粒子を含むので、ビッ
カース硬さＨＶは平均６５０となり、硬度が極めて高い
アルミニウム複合材料を製造できる。
し、しかも微細窒化物およびほう化物粒子をアルミニウ
ム内にてｉｎ ｓｉｔｕ生成・分散させた超硬アルミニ
ウム複合材料を製造する。 【対策】 窒化ほう素粉末およびＨｆ、Ｚｒ、Ｔｉある
いはＴａ金属粉末からなる混合粉末の上で、アルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金をアルゴンまたは窒素雰囲
気下にて溶解して、溶融金属を混合粉末内に含浸させ
る。その時、窒化ほう素は分解してＡｌあるいはＨｆ、
Ｚｒ、ＴｉあるいはＴａと反応し、ほう化物および窒化
物粒子をｉｎ ｓｉｔｕ生成・分散させる。 【効果】 本発明によって製造プロセスは簡単化され、
材料は微細ほう化物およびＡｌＮ粒子を含むので、ビッ
カース硬さＨＶは平均６５０となり、硬度が極めて高い
アルミニウム複合材料を製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明によれば、粒子分散強化ア
ルミニウム複合材料を簡単に製造できる。また、微細粒
子を２種類以上アルミニウム中にてｉｎ ｓｉｔｕ生成
・分散するので、これまでにない高硬度なアルミニウム
材料となり、比硬度が高いので、輸送機器をはじめ多く
の機器の構造部品材料に適用できる。
ルミニウム複合材料を簡単に製造できる。また、微細粒
子を２種類以上アルミニウム中にてｉｎ ｓｉｔｕ生成
・分散するので、これまでにない高硬度なアルミニウム
材料となり、比硬度が高いので、輸送機器をはじめ多く
の機器の構造部品材料に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】これまで、粒子分散強化型アルミニウム
複合材料の製造法としてはアルミニウム粉末およびセラ
ミック粉末を混合・成形・焼結する粉末冶金法、あるい
は高粘度の半凝固アルミニウム中に粒子を混入するコン
ポ・キャスティング法が見られるが、いずれも濡れ性が
悪いセラミック粉末を強制的にメタル中に分散する方法
であり、高いコストが避けられない。また、フォルテッ
クス法あるいは溶湯攪拌法では濡れ性向上のための合金
添加が不可避であり、また高強度発揮に必要な微細粒子
の分散が難しい。
複合材料の製造法としてはアルミニウム粉末およびセラ
ミック粉末を混合・成形・焼結する粉末冶金法、あるい
は高粘度の半凝固アルミニウム中に粒子を混入するコン
ポ・キャスティング法が見られるが、いずれも濡れ性が
悪いセラミック粉末を強制的にメタル中に分散する方法
であり、高いコストが避けられない。また、フォルテッ
クス法あるいは溶湯攪拌法では濡れ性向上のための合金
添加が不可避であり、また高強度発揮に必要な微細粒子
の分散が難しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、以下の２
点を解決しようとしている。 微細粒子を均一に分散することが材料特性向上に欠
かせないので、微細粒子を均一に分散させ、機械的特性
向上を計る。 製造プロセスを簡単化する。
点を解決しようとしている。 微細粒子を均一に分散することが材料特性向上に欠
かせないので、微細粒子を均一に分散させ、機械的特性
向上を計る。 製造プロセスを簡単化する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にそれぞれ次のような手段を用いる。 まず、微細粒子を均一に分散するために、ほう化物
標準生成自由エネルギの値が負に大きい金属、Ｈｆ、Ｚ
ｒ、Ｔｉ、ＴａあるいはＮｂの粉末と窒化ほう素粉末を
混合して、坩堝に装填する。次に、この上部にアルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金を置き、アルゴンまたは
窒素雰囲気下において加熱・溶解する。溶融アルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金は混合粉末中に含浸し、こ
の時、窒化ほう素は分解して、Ａｌあるいは混合粉末中
のＨｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、ＴａあるいはＮｂと反応し、ほう
化物および窒化物粒子をｉｎ ｓｉｔｕ生成する。これ
ら粒子はｉｎ ｓｉｔｕ生成されるので、微細になりや
すく、しかも、窒化ほう素の分解位置が均一に行なわれ
るので、ｉｎ ｓｉｔｕ生成粒子も均一に分散され、複
合材料の機械的特性向上につながる。 本発明では、金属粉末と窒化ほう素からなる混合粉
末の上で、単にアルミニウムあるいはアルミニウム合金
を同一坩堝中、アルゴンまたは窒素雰囲気下にて加熱・
溶解・保持するのみであり、製造プロセスは簡単化され
る。
にそれぞれ次のような手段を用いる。 まず、微細粒子を均一に分散するために、ほう化物
標準生成自由エネルギの値が負に大きい金属、Ｈｆ、Ｚ
ｒ、Ｔｉ、ＴａあるいはＮｂの粉末と窒化ほう素粉末を
混合して、坩堝に装填する。次に、この上部にアルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金を置き、アルゴンまたは
窒素雰囲気下において加熱・溶解する。溶融アルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金は混合粉末中に含浸し、こ
の時、窒化ほう素は分解して、Ａｌあるいは混合粉末中
のＨｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、ＴａあるいはＮｂと反応し、ほう
化物および窒化物粒子をｉｎ ｓｉｔｕ生成する。これ
ら粒子はｉｎ ｓｉｔｕ生成されるので、微細になりや
すく、しかも、窒化ほう素の分解位置が均一に行なわれ
るので、ｉｎ ｓｉｔｕ生成粒子も均一に分散され、複
合材料の機械的特性向上につながる。 本発明では、金属粉末と窒化ほう素からなる混合粉
末の上で、単にアルミニウムあるいはアルミニウム合金
を同一坩堝中、アルゴンまたは窒素雰囲気下にて加熱・
溶解・保持するのみであり、製造プロセスは簡単化され
る。
【０００５】
【作用と実施例】次に、本発明の実施方法とその製品に
ついて、実験結果を例にあげて説明する。
ついて、実験結果を例にあげて説明する。
【０００６】マグネシア製タンマン管（内径１７ｍｍ，
高さ１００ｍｍ）に、窒化ほう素粉末４．２５ｇおよび
チタン粉末４．２５ｇの混合粉末を装填し、その上に純
アルミニウムインゴット５．０８２ｇを置き、窒素雰囲
気中で加熱し、温度１４７３Ｋに１時間保持した。得ら
れた複合材料についてＸ線回折を行なった結果、図１に
示すように、ＴｉＢ２およびＡｌＮの生成を確認するこ
とが出来た。また、この時の組織は図２に示すように、
微細白色ＴｉＢ２粒子および灰色のＡｌＮ粒子がアルミ
ニウム中に分散している。さらに，材料のビッカース硬
さＨＶを荷重５００ｇｆにて測定した結果、平均ＨＶ＝
６５０の硬度が得られ、超硬アルミニウム複合材料を製
造することができた。
高さ１００ｍｍ）に、窒化ほう素粉末４．２５ｇおよび
チタン粉末４．２５ｇの混合粉末を装填し、その上に純
アルミニウムインゴット５．０８２ｇを置き、窒素雰囲
気中で加熱し、温度１４７３Ｋに１時間保持した。得ら
れた複合材料についてＸ線回折を行なった結果、図１に
示すように、ＴｉＢ２およびＡｌＮの生成を確認するこ
とが出来た。また、この時の組織は図２に示すように、
微細白色ＴｉＢ２粒子および灰色のＡｌＮ粒子がアルミ
ニウム中に分散している。さらに，材料のビッカース硬
さＨＶを荷重５００ｇｆにて測定した結果、平均ＨＶ＝
６５０の硬度が得られ、超硬アルミニウム複合材料を製
造することができた。
【０００７】
【発明の効果】本発明による複合材料製造法は簡便であ
る。また、得られた材料の硬度は極めて高く、軽量にし
て高硬度な材料として優れている。したがって、輸送機
器部品をはじめ、多くの機器部品に適用され、省エネル
ギー対策に大きな効果を発揮すると考えられる。
る。また、得られた材料の硬度は極めて高く、軽量にし
て高硬度な材料として優れている。したがって、輸送機
器部品をはじめ、多くの機器部品に適用され、省エネル
ギー対策に大きな効果を発揮すると考えられる。
【０００８】
【図１】製造した超硬アルミニウム複合材料断面でのＸ
線回折結果を示し、アルミニウム（図中□印）、ＴｉＢ
２（図中○印）およびＡｌＮ（図中△印）のピークが明
確に見られる。
線回折結果を示し、アルミニウム（図中□印）、ＴｉＢ
２（図中○印）およびＡｌＮ（図中△印）のピークが明
確に見られる。
【図２】製造した複合材料の組織を示す。組織はアルミ
ニウムのマトリックス内に微細白色のＴｉＢ２粒子およ
び灰色のＡｌＮ粒子が分散した組織を示している。
ニウムのマトリックス内に微細白色のＴｉＢ２粒子およ
び灰色のＡｌＮ粒子が分散した組織を示している。
Claims (3)
- 【請求項１】 アルゴンまたは窒素ガス雰囲気下にて、
金属粉末と窒化ほう素粉末からなる混合粉末中に、溶融
アルミニウムあるいはアルミニウム合金を含浸させ、ほ
う化物および窒化物粒子を同時にｉｎ ｓｉｔｕ生成分
散した超硬アルミニウム複合材料の製造法。 - 【請求項２】 第１項の金属粉末はＨｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、
ＴａおよびＮｂのいずれか１種または２種以上であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項の複合材料製造
法。 - 【請求項３】 第１項の窒化ほう素は溶融アルミニウム
あるいはアルミニウム合金の含浸によって分解し、Ａｌ
あるいは第２項の金属Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａあるいは
Ｎｂのいずれか１種または２種以上と反応し、窒化物お
よびほう化物をｉｎ ｓｉｔｕ生成することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項の複合材料製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7608293A JPH06248374A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 超硬アルミニウム複合材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7608293A JPH06248374A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 超硬アルミニウム複合材料の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248374A true JPH06248374A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=13594908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7608293A Pending JPH06248374A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 超硬アルミニウム複合材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06248374A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100397576B1 (ko) * | 2001-03-06 | 2003-09-17 | 한국기계연구원 | 용탕함침법에 의한 고부피분율 알루미늄 복합재료 제조용조성물 및 그 복합재료의 제조방법 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP7608293A patent/JPH06248374A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100397576B1 (ko) * | 2001-03-06 | 2003-09-17 | 한국기계연구원 | 용탕함침법에 의한 고부피분율 알루미늄 복합재료 제조용조성물 및 그 복합재료의 제조방법 |
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