JPH1129831A - Preform for metal matrix composite and method for producing the same - Google Patents

Preform for metal matrix composite and method for producing the same

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JPH1129831A
JPH1129831A JP9202150A JP20215097A JPH1129831A JP H1129831 A JPH1129831 A JP H1129831A JP 9202150 A JP9202150 A JP 9202150A JP 20215097 A JP20215097 A JP 20215097A JP H1129831 A JPH1129831 A JP H1129831A
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JP
Japan
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preform
ceramic
inorganic fibers
metal
ceramic particles
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JP9202150A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kimura
康一 木村
Mitsuyuki Wadasako
三志 和田迫
Koji Iwata
耕治 岩田
Kazumi Kaneda
和巳 金田
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミック中空球、無機繊維及びセラミック粒
子を併用することにより、高価な無機繊維の使用量を少
なくし、且つ、空隙に金属マトリックスを浸透させるこ
とが容易な金属基複合材用プリフォーム及びその製造法
を提供すること。 【解決手段】平均粒径20〜150μm のセラミック中
空球と、平均繊維径1〜10μm 及び平均繊維長10〜
200μm の無機繊維と、平均粒径1〜10μm のセラ
ミック粒子と、これらを結合する結合材とからなり、体
積分率(セラミック中空球の内部の空隙を除く)が10
〜50%のプリフォームとする。
(57) [PROBLEMS] To use a ceramic hollow sphere, inorganic fibers and ceramic particles in combination to reduce the amount of expensive inorganic fibers used and to easily penetrate a metal matrix into voids. To provide a preform for a composite material and a method for producing the same. A ceramic hollow sphere having an average particle diameter of 20 to 150 µm, an average fiber diameter of 1 to 10 µm and an average fiber length of 10 to 10 µm.
It is composed of inorganic fibers of 200 μm, ceramic particles having an average particle diameter of 1 to 10 μm, and a binder for binding them, and has a volume fraction (excluding voids inside the ceramic hollow sphere) of 10 μm.
5050% preform.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属をマトリック
スとし、無機繊維とセラミック粒子等で強化された金属
基複合材のプリフォーム及びその製造方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preform of a metal-based composite material in which a metal is used as a matrix and reinforced with inorganic fibers and ceramic particles, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼やアルミニウム合金等の素材金属に炭
素繊維、アルミナ繊維等のセラミック繊維、炭化ケイ素
等のセラミックウイスカ耐熱性繊維又はウイスカ、アル
ミナ及びムライト等のセラミック粒子を埋設して補強す
ると、その素材金属が通常有す機械的強度や耐摩耗性等
の物性をはるかに上回る高物性を有する材料となる。こ
のような無機繊維、ウイスカ及びセラミック粒子等で補
強された金属基複合材は、航空機、自動車等の軽量で高
物性の素材を求める分野で注目されている。
2. Description of the Related Art Carbon fibers, ceramic fibers such as alumina fibers, ceramic whisker heat-resistant fibers such as silicon carbide, or ceramic particles such as whiskers, alumina and mullite are embedded and reinforced in a material metal such as steel or an aluminum alloy. The material has high physical properties that far exceed the physical properties, such as mechanical strength and abrasion resistance, of the material metal. Such a metal-based composite material reinforced with inorganic fibers, whiskers, ceramic particles, and the like has attracted attention in fields requiring lightweight and high-physical materials such as aircraft and automobiles.

【0003】該金属基複合材は、予め、無機繊維、ウイ
スカ及びセラミック粒子等で構成される所定の形状を有
する成形体(プリフォーム)をダイキャスト鋳造機等の
金型内に配置し、前記プリフォーム内にマトリックス金
属の溶湯を流し込み含浸させる方法により得られる。
[0003] The metal-based composite material is prepared by previously disposing a molded article (preform) composed of inorganic fibers, whiskers, ceramic particles and the like in a mold such as a die cast casting machine. It is obtained by a method of pouring and impregnating a molten metal of a matrix metal into a preform.

【0004】このようなプリフォームとしては、セラミ
ック粒子とアルミナ短繊維からなるものが、プリフォー
ムの変形、割れ、撓み、溶浸不良等が発生することもな
く、繊維強化複合材料とした時の品質に優れることが提
案されている(特開平9-14045 号公報)。また、特定繊
維径の強化繊維と平均粒径10〜50μm の粒子を吸引
脱水成形したものが、成形体の収縮や割れを生じること
のない健全な複合材料が得られることが提案されている
(特開平3-44432 号公報)。
[0004] As such a preform, one made of ceramic particles and alumina short fibers is used as a fiber reinforced composite material without deformation, cracking, bending, poor infiltration or the like of the preform. It has been proposed to be superior in quality (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-14405). Further, it has been proposed that a sound composite material which does not cause shrinkage or cracking of a molded article can be obtained by subjecting a reinforcing fiber having a specific fiber diameter and particles having an average particle diameter of 10 to 50 μm to suction dehydration molding (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873). JP-A-3-44432).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ック繊維やウイスカを主としたプリフォームは高価とな
るため、広く普及しているとはいえない。また、セラミ
ック粒子を主体としたプリフォームはセラミック繊維や
ウイスカを主としたものに比べ強度が低く、プリフォー
ムの強度を確保するためにプリフォームの体積分率を高
くすると、空隙に金属マトリックスを浸透させるのが難
しくなるといった問題がある。
However, preforms mainly composed of ceramic fibers and whiskers are expensive, and cannot be said to be widely used. In addition, preforms mainly composed of ceramic particles have lower strength than those mainly composed of ceramic fibers and whiskers.If the volume fraction of the preform is increased to secure the strength of the preform, a metal matrix is formed in the voids. There is a problem that it is difficult to penetrate.

【0006】従って、本発明の目的は、セラミック中空
球、無機繊維、セラミック粒子を併用することにより、
高価な無機繊維の使用量を少なくし、且つ、空隙に金属
マトリックスを浸透させることが容易な金属基複合材の
プリフォーム及びその製造方法を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a ceramic hollow sphere, inorganic fibers, and ceramic particles in combination.
An object of the present invention is to provide a preform of a metal-based composite material that can reduce the amount of expensive inorganic fibers used and easily penetrate a metal matrix into voids, and a method for producing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明は、平均粒径20〜150μm
のセラミック中空球と、平均繊維径1〜10μm 及び平
均繊維長10〜200μm の無機繊維と、平均粒径1〜
10μm のセラミック粒子と、これらを結合する結合材
とからなる金属基複合材用のプリフォームを提供するも
のである。また、本発明は、セラミック中空球、無機繊
維、セラミック粒子、無機結合材及び有機結合材の混合
物に水を加えて混合して得られた可塑性混合物を押出成
形し、乾燥、焼成する前記金属基複合材用プリフォーム
の製造方法を提供するものである。
Under such circumstances, the present inventors have conducted intensive studies and, as a result, completed the present invention. That is, the present invention has an average particle size of 20 to 150 μm.
Ceramic hollow spheres, inorganic fibers having an average fiber diameter of 1 to 10 μm and an average fiber length of 10 to 200 μm,
An object of the present invention is to provide a preform for a metal matrix composite comprising ceramic particles of 10 μm and a binder for bonding the ceramic particles. Further, the present invention provides a method for producing a metal base, comprising extruding a plastic mixture obtained by adding water to a mixture of ceramic hollow spheres, inorganic fibers, ceramic particles, an inorganic binder and an organic binder and mixing, drying and firing. A method for producing a preform for a composite material is provided.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明において、セラミック中空
球は平均粒径が20〜150μm のものである。また、
該中空球の独立気孔の径は10〜120μm の範囲を有
するものが好ましい。該中空球は、後述するように、金
属基複合材(Metal Matrix Composite、以下、「MM
C」とも言う)を製造する際、250〜1000kg/cm2
程度の鋳造圧力により、独立気孔内部に金属マトリック
スが溶浸することが好ましく、これを実現するためには
中空球の外殻に微小の気孔や欠陥を有していることが好
ましい。かかる中空球の外殻の微小な気孔や欠陥は、中
空球の製造時、後述するような可塑性混合物の混練時、
成形体焼成時、鋳造の際のプリフォームの予熱時等に自
然的又は意図的に形成される。また、独立気孔内部への
金属マトリックスの溶浸は鋳造圧力によるセラミック中
空球の破壊によりものであってもよい。かかるセラミッ
ク中空球の具体例としては、ガラスバルーン、アルミナ
バルーン、シラスバルーン等が挙げられ、これらの1種
又は2種以上を組合せて使用することができる。また、
該中空球のかさ比重は0.1〜0.8、好ましくは0.
2〜0.6である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, the ceramic hollow spheres have an average particle size of 20 to 150 .mu.m. Also,
The diameter of the closed pores of the hollow sphere is preferably in the range of 10 to 120 μm. The hollow sphere is made of a metal matrix composite (hereinafter, referred to as “MM”) as described later.
C ") at 250 to 1000 kg / cm 2
It is preferable that the metal matrix be infiltrated into the closed pores by a certain casting pressure, and in order to realize this, it is preferable that the outer shell of the hollow sphere has minute pores and defects. The minute pores and defects in the outer shell of such hollow spheres are produced during the production of the hollow spheres, during kneading of a plastic mixture as described below,
It is formed spontaneously or intentionally at the time of firing a molded body or at the time of preheating of a preform at the time of casting. Further, the infiltration of the metal matrix into the inside of the closed pores may be caused by breaking of the hollow ceramic sphere due to casting pressure. Specific examples of such ceramic hollow spheres include glass balloons, alumina balloons, shirasu balloons, and the like, and one or more of these can be used in combination. Also,
The bulk specific gravity of the hollow sphere is 0.1 to 0.8, preferably 0.1 to 0.8.
2 to 0.6.

【0009】無機繊維は、平均繊維径1〜10μm 及び
平均繊維長10〜200μm のものである。無機繊維と
しては、例えば、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊維、
セラミック繊維、ムライト繊維、石綿、ロックウール、
炭素繊維等の天然又は合成の無機繊維;炭化ケイ素ウイ
スカ、窒化ケイ素ウイスカ、硼酸アルミウイスカ、チタ
ン酸カリウイスカ等のウイスカ繊維等が挙げられ、これ
らの1種又は2種を組合わせて使用することができる。
The inorganic fibers have an average fiber diameter of 1 to 10 μm and an average fiber length of 10 to 200 μm. As the inorganic fiber, for example, alumina fiber, alumina silica fiber,
Ceramic fiber, mullite fiber, asbestos, rock wool,
Natural or synthetic inorganic fibers such as carbon fibers; whisker fibers such as silicon carbide whiskers, silicon nitride whiskers, aluminum borate whiskers, and potassium titanate whisker; and the like, and one or a combination of these may be used. it can.

【0010】セラミック粒子は、平均粒径1〜10μm
のものである。セラミック粒子としては、例えば、炭
素、黒鉛粉、Al、Si、Ti、Zr、Mg、B、Fe
等の金属酸化物、炭化物、窒化物等が挙げられ、具体的
にはアルミナ粉末、ムライト粉末、コージェライト粉
末、シリカアルミナ粉末、シリカ粉末等であり、これら
の1種又は2種を組合せて使用することができる。
The ceramic particles have an average particle size of 1 to 10 μm.
belongs to. Examples of the ceramic particles include carbon, graphite powder, Al, Si, Ti, Zr, Mg, B, and Fe.
And the like. Specific examples thereof include alumina powder, mullite powder, cordierite powder, silica-alumina powder, silica powder and the like, and these are used alone or in combination of two or more. can do.

【0011】上記セラミック中空球、無機繊維及びセラ
ミック粒子を結合する結合材としては、特に制限され
ず、熱処理によりこれらを結合し、金属基複合材用プリ
フォームとしての必要な強度を得るものであればよい。
具体的には、フリット等の粉末状結合体;コロイダルシ
リカ、アルミナゾル等のゾル状結合材等の無機結合材が
挙げられ、これらの1種又は2種を組合わせて使用する
ことができる。その組合せについては、使用するセラミ
ック中空球、無機繊維及びセラミック粒子の組成、融
点、反応性、比表面積、粒径等の化学的物理的特性を考
慮して決定すればよい。また、本発明においては、有機
結合材を配合することもできる。かかる有機結合材とし
ては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂、ポ
リアクリル酸エステル、ポリアクリル酸ソーダ等が挙げ
られる。
The binder for binding the above-mentioned ceramic hollow spheres, inorganic fibers and ceramic particles is not particularly limited, as long as they are bonded by heat treatment to obtain the necessary strength as a preform for a metal matrix composite. I just need.
Specific examples include a powdery binder such as a frit; and an inorganic binder such as a sol-like binder such as colloidal silica and alumina sol, and one or two of these can be used in combination. The combination may be determined in consideration of the chemical and physical properties such as the composition, melting point, reactivity, specific surface area, and particle size of the ceramic hollow spheres, inorganic fibers, and ceramic particles used. Further, in the present invention, an organic binder can be blended. Examples of such an organic binder include methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, polyvinyl alcohol, phenolic resin, polyacrylate, and sodium polyacrylate.

【0012】本発明の金属基複合材用プリフォームは、
体積分率(セラミック中空球の内部の空隙を除く)を1
0〜50%とするのが好ましく、且つ、プリフォーム中
の前記セラミック中空球、前記無機繊維及び前記セラミ
ック粒子の比率が、それぞれ、20重量%以上、10〜
60重量%及び40重量%以下とすることが好ましい。
また、前記セラミック中空球を20〜80重量%、前記
無機繊維が10〜60重量%、前記セラミック粒子が1
0〜40重量%とするのが更に好ましい。プリフォーム
の体積分率が上記の範囲より小さいと強度不足となり易
く、体積分率が上記の範囲より大きいと空隙に金属マト
リックスが浸透しにくくなる。また、前記セラミック中
空球の比率が小さいとプリフォームの強度を確保するた
めに体積分率を大きくする必要が生じ、空隙に金属マト
リックスが浸透しにくくなり易い。前記セラミック中空
球の比率が大きすぎるとMMCの耐摩耗性が低下する。
前記無機繊維の比率が上記範囲より小さいとプリフォー
ムの耐スポーリング性が低下し、前記無機繊維の比率が
大きすぎると、プリフォームの体積分率を大きくしたと
きに空隙に金属マトリックスが浸透しにくくなり易い。
前記セラミック粒子の比率が上記の範囲より大きいとプ
リフォームの強度を確保するために体積分率を大きくす
る必要が生じ空隙に金属マトリックスが浸透しにくくな
り易い。前記セラミック粒子の比率が小さすぎるとMM
Cの耐摩耗性が低下する。
[0012] The preform for a metal matrix composite of the present invention comprises:
Volume fraction (excluding voids inside ceramic hollow sphere) is 1
The content of the ceramic hollow spheres, the inorganic fibers, and the ceramic particles in the preform is preferably 20% by weight or more, and 10 to 50%.
It is preferable that the content is not more than 60% by weight and 40% by weight.
The ceramic hollow spheres are 20 to 80% by weight, the inorganic fibers are 10 to 60% by weight, and the ceramic particles are
More preferably, it is 0 to 40% by weight. When the volume fraction of the preform is smaller than the above range, the strength tends to be insufficient, and when the volume fraction is larger than the above range, the metal matrix does not easily penetrate into the voids. If the ratio of the ceramic hollow spheres is small, it is necessary to increase the volume fraction in order to secure the strength of the preform, and the metal matrix is less likely to penetrate into the voids. If the ratio of the ceramic hollow spheres is too large, the wear resistance of the MMC will decrease.
If the proportion of the inorganic fibers is less than the above range, the spalling resistance of the preform decreases, and if the proportion of the inorganic fibers is too large, the metal matrix penetrates into the voids when the volume fraction of the preform is increased. It is easy to be difficult.
If the ratio of the ceramic particles is larger than the above range, it is necessary to increase the volume fraction in order to secure the strength of the preform, and the metal matrix is less likely to permeate into the voids. If the ratio of the ceramic particles is too small, MM
The wear resistance of C decreases.

【0013】上記、セラミック中空球、無機繊維及びセ
ラミック粒子の好ましい組合せとしては、MMCの用途
及び物性によって異なるが、ガラスバルーン、アルミナ
シリカ短繊維及びムライト粉末;ガラスバルーン、炭化
珪素ウイスカ及びアルミナ粉末及びシリカ粉末の組合せ
が特に好ましい。
Preferred combinations of the above-mentioned ceramic hollow spheres, inorganic fibers and ceramic particles differ depending on the use and physical properties of the MMC, but include glass balloons, alumina-silica short fibers and mullite powder; glass balloons, silicon carbide whiskers and alumina powder; Combinations of silica powders are particularly preferred.

【0014】本発明の金属基複合材用プリフォームは、
次の製造法により得ることができる。すなわち、セラミ
ック中空球、無機繊維、セラミック粒子及び無機結合材
並びに有機結合材に成形助剤として水を加えて混合し、
均一な可塑性混合物とする。得られた可塑性混合物は、
棒状、円筒状、リング状、円盤状等製品の用途の応じた
所定の形状に成形される。かかる成形法としては、特に
制限されず、製品の形状に応じて選択すればよく、押出
し成形法、射出成形法、プレス成形法等が挙げられる
が、シリンダブロックとして用いられる金属基複合材用
のプリフォームのような円筒状のプリフォームの成形法
としては押出し成形法が好ましい。また、セラミック中
空球とセラミック粒子の密度差が大きいため、スラリー
の脱水成形では均一なプリフォームを得ることが難し
い。得られた成形体は常温又は加熱下に乾燥して有機結
合材を硬化させると共に水分を除く。次いで、焼成を行
い本発明のプリフォームを得る。該焼成温度としては、
無機結合材の強度が発現する温度範囲であればよい。
The preform for a metal-based composite material of the present invention comprises:
It can be obtained by the following production method. That is, ceramic hollow spheres, inorganic fibers, ceramic particles and an inorganic binder and an organic binder are mixed by adding water as a molding aid,
Make a homogeneous plastic mixture. The resulting plastic mixture is
It is formed into a predetermined shape according to the use of the product, such as a rod, a cylinder, a ring, and a disk. Such a molding method is not particularly limited, and may be selected according to the shape of the product, and examples thereof include an extrusion molding method, an injection molding method, and a press molding method, and the like. For a metal matrix composite used as a cylinder block, As a method for forming a cylindrical preform such as a preform, an extrusion molding method is preferable. Further, since the density difference between the ceramic hollow spheres and the ceramic particles is large, it is difficult to obtain a uniform preform by dehydration molding of the slurry. The obtained molded body is dried at room temperature or under heating to cure the organic binder and remove moisture. Next, baking is performed to obtain the preform of the present invention. As the firing temperature,
What is necessary is just a temperature range in which the strength of the inorganic binder is exhibited.

【0015】次いで、上記方法により得られた金属基複
合材用プリフォームをスクイズキャスト又はダイキャス
ト等の鋳造機の金型内に配置し、該プリフォーム内にア
ルミニウム合金等のマトリックス金属の溶湯を流し込み
含浸させる方法によりMMCを得ればよい。また、MM
C中、プリフォームの体積分率は、10〜50%の範囲
となることが好ましい。なお、ダイキャストによる鋳造
条件は、特に制限されないが、プリフォーム予熱温度が
室温〜600°C、溶湯温度が600°C〜800°
C、金型温度が150°C〜300°C、射出温度が
0.1〜1.0m/秒、鋳造圧力が250〜1000kg
/cm2とするのが好ましい。このような方法により製造さ
れたMMCはプリフォーム中に存在するセラミック中空
球の気孔に金属マトリックスが溶浸し、所望の強度が与
えられる。
Next, the preform for a metal matrix composite material obtained by the above method is placed in a mold of a casting machine such as squeeze casting or die casting, and a molten metal of a matrix metal such as an aluminum alloy is placed in the preform. MMC may be obtained by a method of pouring and impregnating. Also, MM
In C, the volume fraction of the preform is preferably in the range of 10 to 50%. The casting conditions by die casting are not particularly limited, but the preform preheating temperature is from room temperature to 600 ° C, and the melt temperature is from 600 ° C to 800 ° C.
C, mold temperature 150-300 ° C, injection temperature 0.1-1.0m / sec, casting pressure 250-1000kg
/ cm 2 is preferable. In the MMC manufactured by such a method, a metal matrix is infiltrated into pores of the ceramic hollow spheres existing in the preform, and a desired strength is given.

【0016】該MMCの用途としては、例えば、自動
車、航空機の軽量で高物性が要求される部品等が挙げら
れる。
The use of the MMC includes, for example, parts for automobiles and aircraft, which are required to be lightweight and have high physical properties.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明の金属基複合材用プリフォーム
は、体積分率を広範囲に設定することができ、しかも金
属マトリックスを注入する際、充填率が高く高品質のM
MCが得られる。また、押出し成形等の生産性が高い方
法で成形可能であり、且つ繊維含有量を減らすことがで
きるため安価である。
According to the preform for a metal matrix composite of the present invention, the volume fraction can be set in a wide range, and when the metal matrix is injected, the filling rate is high and the quality of M is high.
MC is obtained. Further, it can be molded by a method having high productivity such as extrusion molding, and is inexpensive because the fiber content can be reduced.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

実施例1 平均粒径50μm 、平均独立気孔径47μm のガラスバ
ルーン100重量部と、平均繊維径3μm 、平均繊維長
100μm のアルミナシリカ短繊維20重量部と、平均
粒径10μm のムライト粉末80重量部と、結合材とし
て、軟化点600°Cのガラス系フリット50重量部
と、メチルセルロース15重量部と、水900重量部を
混練し、可塑性混合物を得た。該混合物を円筒状に押出
し成形した後、105°Cで乾燥し、硬化した成形物を
得た。この成形物を900°Cの温度で1時間焼成する
ことにより、フリットを軟化させ、強化材とガラスバル
ーンを結合させた。このようにして得られたプリフォー
ムは密度が0.8g/cm2 で体積分率(ガラスバルーンの
内部の空隙を除く)は18%であった。次いで、該プリ
フォームを600°Cに予熱した後、金型にセットし、
これに、800°Cのアルミニウム合金(JIS 規格ADC1
2 )の溶湯を流し込み、1000kg/cm2の圧力で加圧
し、溶湯が完全に凝固するまで保持しMMCを得た。該
MMCを切断し、ガラスバルーン内部のアルミニウム合
金の含浸状態を金属組織光学顕微鏡写真で評価した。結
果を図1に示した。
Example 1 100 parts by weight of a glass balloon having an average particle diameter of 50 μm and an average independent pore diameter of 47 μm, 20 parts by weight of alumina silica short fiber having an average fiber diameter of 3 μm and an average fiber length of 100 μm, and 80 parts by weight of mullite powder having an average particle diameter of 10 μm Then, as a binder, 50 parts by weight of a glass frit having a softening point of 600 ° C., 15 parts by weight of methylcellulose, and 900 parts by weight of water were kneaded to obtain a plastic mixture. After extruding the mixture into a cylindrical shape, the mixture was dried at 105 ° C. to obtain a cured molded product. This molded product was baked at a temperature of 900 ° C. for 1 hour to soften the frit and bond the reinforcing material and the glass balloon. The preform thus obtained had a density of 0.8 g / cm 2 and a volume fraction (excluding voids inside the glass balloon) of 18%. Next, after preheating the preform to 600 ° C., it is set in a mold,
To this, an 800 ° C aluminum alloy (JIS standard ADC1
2) The molten metal was poured, and pressurized at a pressure of 1000 kg / cm 2 , and held until the molten metal was completely solidified to obtain an MMC. The MMC was cut, and the impregnation state of the aluminum alloy inside the glass balloon was evaluated with a metallographic optical microscope photograph. The results are shown in FIG.

【0019】図1より、アルミニウム合金は繊維及び粒
子間の結合材の存在しない微細な連通空隙とガラスバル
ーン内部に均一に含浸されていた。また、該MMCは優
れた耐摩耗性を示した。
From FIG. 1, it was found that the aluminum alloy was uniformly impregnated into the inside of the glass balloon and the fine communicating voids without the binder between the fibers and the particles. In addition, the MMC exhibited excellent wear resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られたアルミニウム基複合材の光
学顕微鏡金属組織写真(×1750)を示す。
FIG. 1 shows a photomicrograph (× 1750) of an optical microscope metallographic structure of the aluminum-based composite material obtained in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A アルミニウム合金 B ガラスバルーン C ムライト粒子 D アルミナシリカ繊維 A Aluminum alloy B Glass balloon C Mullite particles D Alumina silica fiber

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】平均粒径20〜150μm のセラミック中
空球と、平均繊維径1〜10μm 及び平均繊維長10〜
200μm の無機繊維と、平均粒径1〜10μm のセラ
ミック粒子と、これらを結合する結合材とからなる金属
基複合材用プリフォーム。
1. A ceramic hollow sphere having an average particle diameter of 20 to 150 μm, an average fiber diameter of 1 to 10 μm and an average fiber length of 10 to 10 μm.
A preform for a metal-based composite material comprising inorganic fibers of 200 μm, ceramic particles having an average particle size of 1 to 10 μm, and a binder for binding these.
【請求項2】プリフォームの体積分率(セラミック中空
球の内部の空隙を除く)が10〜50%であり、且つ、
プリフォーム中の前記セラミック中空球、前記無機繊維
及び前記セラミック粒子の比率が、それぞれ、20重量
%以上、10〜60重量%及び40重量%以下である請
求項1記載の金属基複合材用プリフォーム。
2. The preform has a volume fraction (excluding voids inside the ceramic hollow spheres) of 10 to 50%, and
The metal matrix composite material preform according to claim 1, wherein the ratio of the ceramic hollow spheres, the inorganic fibers and the ceramic particles in the preform is 20% by weight or more, 10 to 60% by weight and 40% by weight, respectively. Reform.
【請求項3】前記セラミック中空球がガラスバルーンで
あり、前記無機繊維がアルミナシリカ短繊維である請求
項1又は2記載の金属基複合材用プリフォーム。
3. The preform for a metal-based composite according to claim 1, wherein said hollow ceramic spheres are glass balloons, and said inorganic fibers are short alumina silica fibers.
【請求項4】セラミック中空球、無機繊維、セラミック
粒子、無機結合材及び有機結合材の混合物に水を加えて
混合して得られた可塑性混合物を押出成形し、乾燥、焼
成することを特徴とする請求項1、2又は3に記載の金
属基複合材用プリフォームの製造方法。
4. A plastic mixture obtained by adding and mixing water to a mixture of ceramic hollow spheres, inorganic fibers, ceramic particles, an inorganic binder and an organic binder, extruding, drying and firing. The method for producing a preform for a metal-based composite material according to claim 1, 2 or 3.
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