JPH07252558A - 金属基複合材料の製造方法 - Google Patents
金属基複合材料の製造方法Info
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- JPH07252558A JPH07252558A JP4728594A JP4728594A JPH07252558A JP H07252558 A JPH07252558 A JP H07252558A JP 4728594 A JP4728594 A JP 4728594A JP 4728594 A JP4728594 A JP 4728594A JP H07252558 A JPH07252558 A JP H07252558A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な形状の接合面で欠陥無く複合出来る金
属基複合材料の製造方法 【構成】 請求項１の発明では、成形体の空間に耐火性
粉末を充填し、該成形体を型内に配置し、成形体と型と
の空間に第１の溶湯を注入し第１の金属凝固体を形成
し、成形体の空間に充填された耐火性粉末を除去した
後、成形体の空間に第２の金属凝固体を形成する。請求
項２の発明では、成形体の空間の全部または一部分に、
耐火性粉末を混入した粘結剤を充填し、成形体と型との
空間およびもしくは成形体の空間に第１の金属凝固体を
形成し、成形体の空間に充填された耐火性粉末を混入し
た粘結剤を除去してさらに、成形体の空間に第１の金属
凝固体に接合した第２の金属凝固体を形成する。成形体
の金属溶湯が浸透して欲しくない部分にはあらかじめ、
耐火性粉末を配置させておくので、成形体中での耐火性
粉末の位置を境にして、異なる金属を有する金属基複合
材料が得られる。
属基複合材料の製造方法 【構成】 請求項１の発明では、成形体の空間に耐火性
粉末を充填し、該成形体を型内に配置し、成形体と型と
の空間に第１の溶湯を注入し第１の金属凝固体を形成
し、成形体の空間に充填された耐火性粉末を除去した
後、成形体の空間に第２の金属凝固体を形成する。請求
項２の発明では、成形体の空間の全部または一部分に、
耐火性粉末を混入した粘結剤を充填し、成形体と型との
空間およびもしくは成形体の空間に第１の金属凝固体を
形成し、成形体の空間に充填された耐火性粉末を混入し
た粘結剤を除去してさらに、成形体の空間に第１の金属
凝固体に接合した第２の金属凝固体を形成する。成形体
の金属溶湯が浸透して欲しくない部分にはあらかじめ、
耐火性粉末を配置させておくので、成形体中での耐火性
粉末の位置を境にして、異なる金属を有する金属基複合
材料が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属基複合材料に、金
属基複合材料のマトリックス金属と異なる金属が接合さ
れた金属基複合材料、もしくは異種金属が複合化された
金属基複合材料の製造方法に関する。
属基複合材料のマトリックス金属と異なる金属が接合さ
れた金属基複合材料、もしくは異種金属が複合化された
金属基複合材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維、粒子からなる成形体に異種金属を
複合化させる技術は、成形体を単に溶湯中に浸漬する方
法、あるいは溶湯を成形体に吸引する方法を用いて行わ
れる。例えば、特開平２−４９３５号公報の金属基複合
材料の製造方法では、平均繊維径２０μｍ、平均繊維長
１．５ｍｍのＮｉ短繊維と、平均粒径４０μｍのＡｌ合
金粉末と、Ｋ2ＺｒＦ5粉末とを均一に混合し、その混合
物を金型にて圧縮成形することによって成形体を形成
し、次いで、この成形体を予熱した後、成形体の一端を
溶湯Ａに浸漬することにより、溶湯が成形体の半分の位
置まで浸漬した時点において、成形体を溶湯より引上
げ、しかる後、成形体の他端を溶湯Ｂに浸漬することに
より、溶湯が繊維成形体に完全に浸透するまで保持し、
溶湯より成形体を引上げ、そのまま溶湯を凝固させてい
る。
複合化させる技術は、成形体を単に溶湯中に浸漬する方
法、あるいは溶湯を成形体に吸引する方法を用いて行わ
れる。例えば、特開平２−４９３５号公報の金属基複合
材料の製造方法では、平均繊維径２０μｍ、平均繊維長
１．５ｍｍのＮｉ短繊維と、平均粒径４０μｍのＡｌ合
金粉末と、Ｋ2ＺｒＦ5粉末とを均一に混合し、その混合
物を金型にて圧縮成形することによって成形体を形成
し、次いで、この成形体を予熱した後、成形体の一端を
溶湯Ａに浸漬することにより、溶湯が成形体の半分の位
置まで浸漬した時点において、成形体を溶湯より引上
げ、しかる後、成形体の他端を溶湯Ｂに浸漬することに
より、溶湯が繊維成形体に完全に浸透するまで保持し、
溶湯より成形体を引上げ、そのまま溶湯を凝固させてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然るに、従来技術の成
形体を溶湯に浸漬する方法の場合は、境界層の精度を向
上させることが困難であった。
形体を溶湯に浸漬する方法の場合は、境界層の精度を向
上させることが困難であった。
【０００４】本発明は金属基複合材料にマトリックス金
属と異なる金属が接合された、もしくは異種金属が複合
された金属基複合材料の製造方法の前記のごとき問題点
を解決するためになされたものであって、異種金属の境
界層を精度よく形成できる金属基複合材料の製造方法を
提供することを目的とする。
属と異なる金属が接合された、もしくは異種金属が複合
された金属基複合材料の製造方法の前記のごとき問題点
を解決するためになされたものであって、異種金属の境
界層を精度よく形成できる金属基複合材料の製造方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【０００６】請求項１の金属基複合材料の製造方法は、
成形体の空間に耐火性粉末を充填する工程と、前記耐火
性粉末が充填された成形体を型内に配置し、成形体と型
との空間に第１の溶湯を注入凝固させ、第１の金属凝固
体を形成する工程と、成形体の空間に充填された耐火性
粉末を除去する工程と、成形体の空間に第２の金属凝固
体を形成する工程とからなることを特徴とする。
成形体の空間に耐火性粉末を充填する工程と、前記耐火
性粉末が充填された成形体を型内に配置し、成形体と型
との空間に第１の溶湯を注入凝固させ、第１の金属凝固
体を形成する工程と、成形体の空間に充填された耐火性
粉末を除去する工程と、成形体の空間に第２の金属凝固
体を形成する工程とからなることを特徴とする。
【０００７】請求項１の金属基複合材料の製造方法は、
成形体の空間の全部または一部に、耐火性粉末を混入し
た粘結剤を充填する工程と、前記耐火性粉末を混入した
粘結剤が充填された成形体を型内に配置し、成形体と型
との空間およびもしくは成形体の空間に第１の溶湯を注
入凝固させ第１の金属凝固体を形成する工程と、成形体
の空間に充填された耐火性粉末を混入した粘結剤を除去
する工程と、成形体の空間に第２の溶湯を注入凝固し、
前記第１の金属凝固体に接合した第２の金属凝固体を形
成する工程とからなることを特徴とする。
成形体の空間の全部または一部に、耐火性粉末を混入し
た粘結剤を充填する工程と、前記耐火性粉末を混入した
粘結剤が充填された成形体を型内に配置し、成形体と型
との空間およびもしくは成形体の空間に第１の溶湯を注
入凝固させ第１の金属凝固体を形成する工程と、成形体
の空間に充填された耐火性粉末を混入した粘結剤を除去
する工程と、成形体の空間に第２の溶湯を注入凝固し、
前記第１の金属凝固体に接合した第２の金属凝固体を形
成する工程とからなることを特徴とする。
【０００８】
【作用】成形体の空間に充填された耐火性粉末もしくは
耐火性粉末が混入された粘結剤の存在により、溶湯が成
形体に入り込むことが妨げられる。従って耐火性粉末が
混入された結合材のある部分を境にして異なる金属の接
合が可能となる。
耐火性粉末が混入された粘結剤の存在により、溶湯が成
形体に入り込むことが妨げられる。従って耐火性粉末が
混入された結合材のある部分を境にして異なる金属の接
合が可能となる。
【０００９】
（実施例１）本発明の実施例を図面に従って説明する。
先ず、請求項１の実施例について説明すると、図１に示
すように、成形型２の内面にプラスチック（ＥＶＡ）フ
ィルムからなる燃焼消失性樹脂皮膜１を吸着させた。そ
の際、成形型２に設けた吸引孔２１から空気を吸引して
燃焼消失性樹脂皮膜１を吸着させても良いし、図２に示
すように、成形型２の内面に燃焼消失型樹脂を吹き付け
て燃焼消失性吹き付け皮膜３を形成しても良い。
先ず、請求項１の実施例について説明すると、図１に示
すように、成形型２の内面にプラスチック（ＥＶＡ）フ
ィルムからなる燃焼消失性樹脂皮膜１を吸着させた。そ
の際、成形型２に設けた吸引孔２１から空気を吸引して
燃焼消失性樹脂皮膜１を吸着させても良いし、図２に示
すように、成形型２の内面に燃焼消失型樹脂を吹き付け
て燃焼消失性吹き付け皮膜３を形成しても良い。
【００１０】続いて、この皮膜１を張り付けた成形型２
の中に、図３に示すように、平均繊維径７μｍの炭素繊
維を用い予め接着材で接合して形成した繊維成形体４
と、平均粒径５μｍのシリカサンドからなる耐火性粉末
５を充填した。繊維成形体に用いられる繊維の種類は、
特に制約はなく、ボロン繊維、炭化けい素繊維、アルミ
ナ繊維、金属繊維、ウイスカー等を適宜に用いることが
できる。繊維成形体の成形方法は、例えばこれら繊維に
バインダを混入し混練した後所望の形状に成形するか、
またはプレスにより成形することができる。繊維成形体
に充填する耐火性粉末は、溶湯に接触して軟化したり溶
融したりするものでなければ、特に制約はなく、例えば
シリカサンド、その他の非焼成セラミックス粉末等を用
いることができる。耐火性粉末は必ずしも繊維成形体全
体に充填する必要はなく、繊維成形体の表層部のみに充
填しても良い。
の中に、図３に示すように、平均繊維径７μｍの炭素繊
維を用い予め接着材で接合して形成した繊維成形体４
と、平均粒径５μｍのシリカサンドからなる耐火性粉末
５を充填した。繊維成形体に用いられる繊維の種類は、
特に制約はなく、ボロン繊維、炭化けい素繊維、アルミ
ナ繊維、金属繊維、ウイスカー等を適宜に用いることが
できる。繊維成形体の成形方法は、例えばこれら繊維に
バインダを混入し混練した後所望の形状に成形するか、
またはプレスにより成形することができる。繊維成形体
に充填する耐火性粉末は、溶湯に接触して軟化したり溶
融したりするものでなければ、特に制約はなく、例えば
シリカサンド、その他の非焼成セラミックス粉末等を用
いることができる。耐火性粉末は必ずしも繊維成形体全
体に充填する必要はなく、繊維成形体の表層部のみに充
填しても良い。
【００１１】次に、図４に示すように、充填した繊維成
形体４と耐火性粉末５を皮膜１でくるんで、真空引きし
て成形型２から取り出したところ、所望の形状をした耐
火性粉末５が充填され皮膜１でくるまれた成形体６が得
られた。皮膜１を設けることにより、シリカサンド５は
繊維成形体より抜け出ることはない。
形体４と耐火性粉末５を皮膜１でくるんで、真空引きし
て成形型２から取り出したところ、所望の形状をした耐
火性粉末５が充填され皮膜１でくるまれた成形体６が得
られた。皮膜１を設けることにより、シリカサンド５は
繊維成形体より抜け出ることはない。
【００１２】次に、得られた前記成形体６を、図５に示
すように、第１の溶湯用の外型８内にセットし、７００
℃のアルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）からなる第１の溶湯
７を注入凝固させたところ、前記成形体６の外周面に第
１の溶湯７が凝着して、所望の形状の第１の金属の凝固
体７１が形成された。また、皮膜１は燃焼消失した。
すように、第１の溶湯用の外型８内にセットし、７００
℃のアルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）からなる第１の溶湯
７を注入凝固させたところ、前記成形体６の外周面に第
１の溶湯７が凝着して、所望の形状の第１の金属の凝固
体７１が形成された。また、皮膜１は燃焼消失した。
【００１３】次いで、図６に示すように、前記成形体６
を抱き込んで凝固した第１の金属の凝固体７１を反転
し、前記成形体６の第１の金属凝固体７１と接触しなか
った面を下にし、繊維成形体４の中から耐火性粉末５を
除去し、繊維成形体４のみを第１の金属の凝固体７１の
中に残した。
を抱き込んで凝固した第１の金属の凝固体７１を反転
し、前記成形体６の第１の金属凝固体７１と接触しなか
った面を下にし、繊維成形体４の中から耐火性粉末５を
除去し、繊維成形体４のみを第１の金属の凝固体７１の
中に残した。
【００１４】続いて、図７に示すように、耐火性粉末５
の除去された第１の金属の凝固体７１を再び元の状態に
反転し、繊維成形体４の中に、６８０℃のマグネシウム
合金（Ｍｇ−Ａｌ系ＡＳＴＭ規格Ａ８）からなる第２の
溶湯９を注入し凝固させたところ、図８に示すように、
繊維成形体４中にマトリックス金属相が充填される共
に、その外周の界面が第１の金属の凝固体７１の界面と
密着した第２の金属の凝固体が９１が得られた。
の除去された第１の金属の凝固体７１を再び元の状態に
反転し、繊維成形体４の中に、６８０℃のマグネシウム
合金（Ｍｇ−Ａｌ系ＡＳＴＭ規格Ａ８）からなる第２の
溶湯９を注入し凝固させたところ、図８に示すように、
繊維成形体４中にマトリックス金属相が充填される共
に、その外周の界面が第１の金属の凝固体７１の界面と
密着した第２の金属の凝固体が９１が得られた。
【００１５】（実施例２）次に、本発明の請求項２の実
施例について図面に従って説明する。成形型２の中に、
図９に示すように、平均繊維径７μｍの炭素繊維を用い
予め接着材で接合して形成した繊維成形体４のほぼ半分
４ａと、平均粒径５μｍのシリカサンドが混入された木
節粘土５を成形型２に充填し、繊維成形体４の上半分４
ｂが外部に露出した木節粘土５が充填された成形型６を
製造した。粘結剤５は成形体より流れ出ることはないた
め、実施例１で用いた皮膜は不要となる。
施例について図面に従って説明する。成形型２の中に、
図９に示すように、平均繊維径７μｍの炭素繊維を用い
予め接着材で接合して形成した繊維成形体４のほぼ半分
４ａと、平均粒径５μｍのシリカサンドが混入された木
節粘土５を成形型２に充填し、繊維成形体４の上半分４
ｂが外部に露出した木節粘土５が充填された成形型６を
製造した。粘結剤５は成形体より流れ出ることはないた
め、実施例１で用いた皮膜は不要となる。
【００１６】次に、図１０に示すように、外部に露出し
た繊維成形体４ｂが下になるように、木節粘土５が充填
された成形型６を充填した成形型２を第１の外型８内に
セットし、７００℃のアルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）か
らなる第１の溶湯７を加圧注入し凝固させたところ、繊
維成形体４ｂに第１の金属の一部がマトリックスとして
充填された第１の金属の凝固体７１が得られた。
た繊維成形体４ｂが下になるように、木節粘土５が充填
された成形型６を充填した成形型２を第１の外型８内に
セットし、７００℃のアルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）か
らなる第１の溶湯７を加圧注入し凝固させたところ、繊
維成形体４ｂに第１の金属の一部がマトリックスとして
充填された第１の金属の凝固体７１が得られた。
【００１７】続いて、図１１に示すように、第１の金属
の凝固体７１から、成形用型２を取外した後、図１２に
示すように、木節粘土５が充填された成形型６から耐火
性粉末が混入された粘結剤５を取り除き、第１の金属の
凝固体７１から繊維成形体４ａのみを露出させた。
の凝固体７１から、成形用型２を取外した後、図１２に
示すように、木節粘土５が充填された成形型６から耐火
性粉末が混入された粘結剤５を取り除き、第１の金属の
凝固体７１から繊維成形体４ａのみを露出させた。
【００１８】次いで、図１３に示すように、第２の外型
８１の中に第１の金属の凝固体７１をセットし、６８０
℃のマグネシウム合金（Ｍｇ−Ａｌ系ＡＳＴＭ規格Ａ
８）からなる第２の溶湯９を注入し凝固させたところ、
繊維成形体４ａ中にマトリックス金属相が充填される共
に、界面が第１の金属の凝固体７１の界面と密着した第
２の金属の凝固体が９１が得られた。
８１の中に第１の金属の凝固体７１をセットし、６８０
℃のマグネシウム合金（Ｍｇ−Ａｌ系ＡＳＴＭ規格Ａ
８）からなる第２の溶湯９を注入し凝固させたところ、
繊維成形体４ａ中にマトリックス金属相が充填される共
に、界面が第１の金属の凝固体７１の界面と密着した第
２の金属の凝固体が９１が得られた。
【００１９】
【発明の効果】成形体の金属溶湯が浸透して欲しくない
部分にはあらかじめ、耐火性粉末を配置させておくこと
により、金属溶湯の浸透は阻止される。従って、成形体
中での耐火性粉末の位置を境にして、異なる金属を有す
る金属基複合材料が得られる。
部分にはあらかじめ、耐火性粉末を配置させておくこと
により、金属溶湯の浸透は阻止される。従って、成形体
中での耐火性粉末の位置を境にして、異なる金属を有す
る金属基複合材料が得られる。
【図１】実施例１の製造方法において、燃焼消失性皮膜
を成形用型に吸着させた状態の断面図である。
を成形用型に吸着させた状態の断面図である。
【図２】実施例１の製造方法において、燃焼消失性樹脂
を成形用型に吹き付けた状態の断面図である。
を成形用型に吹き付けた状態の断面図である。
【図３】実施例１の製造方法において、燃焼消失性皮膜
を吸着させた成形用型に繊維成形体と耐火性粉末を充填
した状態の断面図である。
を吸着させた成形用型に繊維成形体と耐火性粉末を充填
した状態の断面図である。
【図４】実施例１の製造方法において、燃焼消失性皮膜
で耐火性粉末を充填した繊維成形体をくるんで真空引き
し、成形用型を取り出した状態の断面図である。
で耐火性粉末を充填した繊維成形体をくるんで真空引き
し、成形用型を取り出した状態の断面図である。
【図５】実施例１の製造方法において、皮膜でくるまれ
耐火性粉末が充填された成形体を外型の中にセットして
第１の金属溶湯を注入している状態の断面図である。
耐火性粉末が充填された成形体を外型の中にセットして
第１の金属溶湯を注入している状態の断面図である。
【図６】実施例１の製造方法において、第１の金属の凝
固体を反転して耐火性粉末を除去している状態の断面図
である。
固体を反転して耐火性粉末を除去している状態の断面図
である。
【図７】実施例１の製造方法において、第１の金属凝固
体の中に残された繊維成形体に第２の金属溶湯を注入し
ている状態の断面図である。
体の中に残された繊維成形体に第２の金属溶湯を注入し
ている状態の断面図である。
【図８】完成した金属基複合材料の断面図である。
【図９】実施例２の製造方法において、成形用型に繊維
成形体の半分と耐火性粉末が混入された粘結剤を充填し
た状態の断面図である。
成形体の半分と耐火性粉末が混入された粘結剤を充填し
た状態の断面図である。
【図１０】実施例２の製造方法において、成形用型から
露出した繊維成形体を下にして第１の金属溶湯に浸漬し
たまま凝固させた状態の断面図である。
露出した繊維成形体を下にして第１の金属溶湯に浸漬し
たまま凝固させた状態の断面図である。
【図１１】実施例２の製造方法において、第１の金属の
結合体から成形用型を抜き取る状態を示す断面図であ
る。
結合体から成形用型を抜き取る状態を示す断面図であ
る。
【図１２】実施例２の製造方法において、耐火性粉末が
混入された粘結剤を除去した状態の成形体の断面図であ
る。
混入された粘結剤を除去した状態の成形体の断面図であ
る。
【図１３】実施例２の製造方法において、繊維成形体の
露出した第１の金属の凝固体を外型に入れて外型内の空
間部および繊維成形体中に第２の金属溶湯を注入する状
態を示す断面図である。
露出した第１の金属の凝固体を外型に入れて外型内の空
間部および繊維成形体中に第２の金属溶湯を注入する状
態を示す断面図である。
４・・・・・繊維成形体（成形体） ５・・・・・耐火性粉末 ７・・・・・第１の金属溶湯 ７１・・・・第１の金属凝固体 ８・・・・・第１の溶湯用外型（型） ８１・・・・第２の溶湯用外型（型） ９・・・・・第２の金属溶湯 ９１・・・・第２の金属凝固体
Claims (2)
- 【請求項１】 成形体の空間に耐火性粉末を充填する工
程と、前記耐火性粉末が充填された成形体を型内に配置
し、成形体と型との空間に第１の溶湯を注入凝固させ、
第１の金属凝固体を形成する工程と、成形体の空間に充
填された耐火性粉末を除去する工程と、成形体の空間に
第２の金属凝固体を形成する工程とからなることを特徴
とする金属基複合材料の製造方法。 - 【請求項２】 成形体の空間の全部または一部分に、耐
火性粉末を混入した粘結剤を充填する工程と、前記耐火
性粉末を混入した粘結剤が充填された成形体を型内に配
置し、成形体と型との空間およびもしくは成形体の空間
に第１の溶湯を注入凝固させ第１の金属凝固体を形成す
る工程と、成形体の空間に充填された耐火性粉末を混入
した粘結剤を除去する工程と、成形体の空間に第２の溶
湯を注入凝固し、前記第１の金属凝固体に接合した第２
の金属凝固体を形成する工程とからなることを特徴とす
る金属基複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4728594A JPH07252558A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 金属基複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4728594A JPH07252558A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 金属基複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07252558A true JPH07252558A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12771026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4728594A Pending JPH07252558A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 金属基複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07252558A (ja) |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP4728594A patent/JPH07252558A/ja active Pending
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