JPH11236684A - 金属の部分複合化加工法 - Google Patents
金属の部分複合化加工法Info
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- JPH11236684A JPH11236684A JP4402098A JP4402098A JPH11236684A JP H11236684 A JPH11236684 A JP H11236684A JP 4402098 A JP4402098 A JP 4402098A JP 4402098 A JP4402098 A JP 4402098A JP H11236684 A JPH11236684 A JP H11236684A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 合金の溶融および注湯の設備が不要であり、
金型への熱的負担が軽減でき、さらに、加圧時の圧力保
持が簡便な金属の部分複合化加工方法を提供する。 【解決手段】 母材合金の表面の所要部分に粉末を層
（２）状に塗布または付着させ、これらを半溶融状態で
金型（３）中にて加圧し、半溶融合金（１）に含まれる
液相を粉末層（２）に溶浸させて固化させる。
金型への熱的負担が軽減でき、さらに、加圧時の圧力保
持が簡便な金属の部分複合化加工方法を提供する。 【解決手段】 母材合金の表面の所要部分に粉末を層
（２）状に塗布または付着させ、これらを半溶融状態で
金型（３）中にて加圧し、半溶融合金（１）に含まれる
液相を粉末層（２）に溶浸させて固化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、金属の部
分複合化加工法に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、金属製品表面の耐摩耗性の向上等に
有用な金属の部分複合化加工法に関するものである。
分複合化加工法に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、金属製品表面の耐摩耗性の向上等に
有用な金属の部分複合化加工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、金属製品の表面部
に粒子分散の複合組織を形成させる方法として、溶浸す
なわち溶融金属を多孔質体に浸透させることを利用した
方法が知られている。これは、製品形状の金型の一部に
セラミックなどの粉末層を部分的に付着させ、同金型に
溶融金属を注湯し、これを加圧・凝固させる方法であっ
て、加圧時に溶融金属の一部が粉末層の空隙に溶浸し、
その溶浸した部分が複合層となることを特徴としてい
る。
に粒子分散の複合組織を形成させる方法として、溶浸す
なわち溶融金属を多孔質体に浸透させることを利用した
方法が知られている。これは、製品形状の金型の一部に
セラミックなどの粉末層を部分的に付着させ、同金型に
溶融金属を注湯し、これを加圧・凝固させる方法であっ
て、加圧時に溶融金属の一部が粉末層の空隙に溶浸し、
その溶浸した部分が複合層となることを特徴としてい
る。
【０００３】しかしながら、これら従来の方法では、金
属の溶融および金型への注湯の設備が必要であること
や、高温の溶融金属による金型の熱的負担が大きいこ
と、また、溶融金属を加圧するための特別なシールが必
要である等の作業工程上の問題点があった。そこで、出
願の発明は、以上のような従来技術の問題点を解消し、
金属の溶融および注湯の設備が不要であって、金型への
熱的負担が軽減でき、さらに、加圧時の圧力保持が簡便
な新しい、金属の部分複合化加工法を提供することを目
的とする。
属の溶融および金型への注湯の設備が必要であること
や、高温の溶融金属による金型の熱的負担が大きいこ
と、また、溶融金属を加圧するための特別なシールが必
要である等の作業工程上の問題点があった。そこで、出
願の発明は、以上のような従来技術の問題点を解消し、
金属の溶融および注湯の設備が不要であって、金型への
熱的負担が軽減でき、さらに、加圧時の圧力保持が簡便
な新しい、金属の部分複合化加工法を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、母材合金の表面の所要部
分に粉末を層状に塗布または付着させ、半溶融状態で金
型中にて加圧し、半溶融合金中に含まれる液相を粉末層
に溶浸させて固化させることを特徴とする金属の部分複
合化加工法を提供する。
の課題を解決するものとして、母材合金の表面の所要部
分に粉末を層状に塗布または付着させ、半溶融状態で金
型中にて加圧し、半溶融合金中に含まれる液相を粉末層
に溶浸させて固化させることを特徴とする金属の部分複
合化加工法を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】この出願の発明では、金型に挿入
すべき母材を半溶融状態とすることに大きな特徴がある
が、ここで半溶融状態とは、たとえば図３の平衡状態図
に示すように、液相線、固相線および共晶線に囲まれた
領域のいずれかの状態を言うものである。そして、温度
および組成を変えることによって半溶融状態、すなわち
固相と液相の存在率（固相分率と言う）を制御すること
ができる。従って、固相分率の適切な選択により固体的
扱いを可能とし、また、合金の溶融・注湯を不要として
いる。このため、金型への熱的負担を軽減し、さらに
は、半溶融状態における固相の存在によって加圧時の圧
力保持を比較的簡便なものとしている。
すべき母材を半溶融状態とすることに大きな特徴がある
が、ここで半溶融状態とは、たとえば図３の平衡状態図
に示すように、液相線、固相線および共晶線に囲まれた
領域のいずれかの状態を言うものである。そして、温度
および組成を変えることによって半溶融状態、すなわち
固相と液相の存在率（固相分率と言う）を制御すること
ができる。従って、固相分率の適切な選択により固体的
扱いを可能とし、また、合金の溶融・注湯を不要として
いる。このため、金型への熱的負担を軽減し、さらに
は、半溶融状態における固相の存在によって加圧時の圧
力保持を比較的簡便なものとしている。
【０００６】そして、この発明においては、粉末粒子と
の反応が半溶融状態で行われるため、完全溶融領域での
反応に比べて温度が低く、過剰反応を抑制できる。これ
により、母材と粉末粒子との融点差が小さい組み合わせ
でも複合化が可能である。また、半溶融状態の固相分率
の選択により、粉末層への溶浸量の制御が容易となる。
さらに、母材の完全溶融領域で溶浸させると、粉末粒子
と母材との比重差により粉末粒子が浮上し、溶浸不能と
なる場合があるが、半溶融合金では粉末粒子は浮上しな
いため、どの部位でも溶浸が可能である。さらに、半溶
融状態における固相の存在が圧力シールとして作用し、
加圧時の圧力保持が容易になる。
の反応が半溶融状態で行われるため、完全溶融領域での
反応に比べて温度が低く、過剰反応を抑制できる。これ
により、母材と粉末粒子との融点差が小さい組み合わせ
でも複合化が可能である。また、半溶融状態の固相分率
の選択により、粉末層への溶浸量の制御が容易となる。
さらに、母材の完全溶融領域で溶浸させると、粉末粒子
と母材との比重差により粉末粒子が浮上し、溶浸不能と
なる場合があるが、半溶融合金では粉末粒子は浮上しな
いため、どの部位でも溶浸が可能である。さらに、半溶
融状態における固相の存在が圧力シールとして作用し、
加圧時の圧力保持が容易になる。
【０００７】添付した図面の図１は、この発明の方法を
例示した概要図であるが、たとえばこの図１に例示した
ように、まず半溶融合金（１）を母材とし、その外周面
の所要の部分に、耐熱性のセラミックス、たとえばＡｌ
2 Ｏ3 （アルミナ）、ＺｒＯ 2 （ジルコニア）等や、耐
熱性の金属の粉末を塗布または付着させる。次いで、粉
末層（２）が付着された半溶融合金を金型（３）内に入
れ、ポンチ（４）によって加圧し、加圧状態にて半溶融
合金（１）を凝固させる。
例示した概要図であるが、たとえばこの図１に例示した
ように、まず半溶融合金（１）を母材とし、その外周面
の所要の部分に、耐熱性のセラミックス、たとえばＡｌ
2 Ｏ3 （アルミナ）、ＺｒＯ 2 （ジルコニア）等や、耐
熱性の金属の粉末を塗布または付着させる。次いで、粉
末層（２）が付着された半溶融合金を金型（３）内に入
れ、ポンチ（４）によって加圧し、加圧状態にて半溶融
合金（１）を凝固させる。
【０００８】これによって、図２に例示したように、母
材（５）の表面の所要部分に母材と粉末粒子との複合組
織からなる粒子分散層が存在する金属複合化材が提供さ
れることになる。もちろん、母材としての半溶融合金や
粉末の種類と両者の組合わせに特段の限定はない。粉末
の粒径や、その存在割合も同様である。
材（５）の表面の所要部分に母材と粉末粒子との複合組
織からなる粒子分散層が存在する金属複合化材が提供さ
れることになる。もちろん、母材としての半溶融合金や
粉末の種類と両者の組合わせに特段の限定はない。粉末
の粒径や、その存在割合も同様である。
【０００９】半溶融合金の溶浸によって優れた耐摩耗性
や耐熱性等の特性を得るために、粉末は、層状となるよ
うに塗布または付着させる。この際に、粉末は１種のも
のに限られることはなく、複数種のものであってもよ
い。粉末の層状での塗布または付着は、たとえば単に金
型中で母材と粉末を層状に積層配置する方法や、あるい
はスラリー状にして母材にスプレーで塗布して乾燥する
等の手段によって行うことができる。
や耐熱性等の特性を得るために、粉末は、層状となるよ
うに塗布または付着させる。この際に、粉末は１種のも
のに限られることはなく、複数種のものであってもよ
い。粉末の層状での塗布または付着は、たとえば単に金
型中で母材と粉末を層状に積層配置する方法や、あるい
はスラリー状にして母材にスプレーで塗布して乾燥する
等の手段によって行うことができる。
【００１０】
【実施例】添付した図面の図１に沿って、この発明の金
属の部分複合化加工を行った。まず、半溶融合金（１）
である母材として、円柱状のＡｌ−４．７％Ｓｉ合金を
用い、その上下面に粒径１μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末層
（２）を付着させた。付着の方法は、Ａｌ2 Ｏ3 粉末と
水を混合し、これらを母材に塗布し、乾燥するものとし
た。粉末層の厚さは３ｍｍとした。これらを６００℃の
半溶融状態で金型（３）中にて上下からポンチ（４）に
よって加圧し、加圧状態で半溶融合金（１）を凝固させ
た。
属の部分複合化加工を行った。まず、半溶融合金（１）
である母材として、円柱状のＡｌ−４．７％Ｓｉ合金を
用い、その上下面に粒径１μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末層
（２）を付着させた。付着の方法は、Ａｌ2 Ｏ3 粉末と
水を混合し、これらを母材に塗布し、乾燥するものとし
た。粉末層の厚さは３ｍｍとした。これらを６００℃の
半溶融状態で金型（３）中にて上下からポンチ（４）に
よって加圧し、加圧状態で半溶融合金（１）を凝固させ
た。
【００１１】添付した図面の図２のように、母材（５）
の上下面に、前記の合金が溶浸したＡｌ2 Ｏ3 粒子の分
散した厚さ２ｍｍの粒子分散層（６）を持つ複合体を得
た。
の上下面に、前記の合金が溶浸したＡｌ2 Ｏ3 粒子の分
散した厚さ２ｍｍの粒子分散層（６）を持つ複合体を得
た。
【００１２】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よって、合金の溶融および注湯の設備が不要であり、ま
た、半溶融状態では完全溶融状態に比べて作業温度が低
くなるため、加圧作業が容易になると同時に金型への熱
的負担も軽くなる。
よって、合金の溶融および注湯の設備が不要であり、ま
た、半溶融状態では完全溶融状態に比べて作業温度が低
くなるため、加圧作業が容易になると同時に金型への熱
的負担も軽くなる。
【図１】この発明の金属の部分複合化加工の実施形態を
示したものである。
示したものである。
【図２】この発明の方法によって得られた粒子分散型の
部分複合体を示したものである。
部分複合体を示したものである。
【図３】半溶融状態を説明するための模式的な平衡状態
図である。
図である。
１ 半溶融合金 ２ 粉末層 ３ 金型 ４ ポンチ ５ 母材 ６ 粒子分散層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、母材合金の表面の所要部
分に粉末を層状に塗布または付着させ、母材合金全体を
半溶融状態で金型中にて加圧し、半溶融合金中に含まれ
る液相を粉末層に溶浸させて固化させることを特徴とす
る金属の部分複合化加工法を提供する。
の課題を解決するものとして、母材合金の表面の所要部
分に粉末を層状に塗布または付着させ、母材合金全体を
半溶融状態で金型中にて加圧し、半溶融合金中に含まれ
る液相を粉末層に溶浸させて固化させることを特徴とす
る金属の部分複合化加工法を提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 韓 範釋 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 母材合金の表面の所要部分に粉末を層状
に塗布または付着させ、半溶融状態で金型中にて加圧
し、半溶融合金中に含まれる液相を粉末層に溶浸させて
固化させることを特徴とする金属の部分複合化加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10044020A JP3002692B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 金属の部分複合化加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10044020A JP3002692B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 金属の部分複合化加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236684A true JPH11236684A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3002692B2 JP3002692B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=12679994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10044020A Expired - Lifetime JP3002692B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 金属の部分複合化加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3002692B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102978610A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 常州大学 | 以TiO2、甲酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
| CN108672507A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-19 | 合肥东方节能科技股份有限公司 | 一种基于碳化物复合材料的金属导卫导轮 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102218857B (zh) * | 2011-05-27 | 2014-07-23 | 合肥金四达科技有限公司 | 覆有SiC-Fe基合金层的复合材料及其制备方法 |
| CN102691028B (zh) * | 2012-06-20 | 2014-04-30 | 合肥工业大学 | 覆有预涂覆SiC-Fe基合金层的复合材料 |
-
1998
- 1998-02-25 JP JP10044020A patent/JP3002692B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102978610A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 常州大学 | 以TiO2、甲酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
| CN102978610B (zh) * | 2012-12-24 | 2014-10-22 | 常州大学 | 以TiO2、甲酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
| CN108672507A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-19 | 合肥东方节能科技股份有限公司 | 一种基于碳化物复合材料的金属导卫导轮 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3002692B2 (ja) | 2000-01-24 |
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