JPS5985831A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
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- JPS5985831A JPS5985831A JP19516882A JP19516882A JPS5985831A JP S5985831 A JPS5985831 A JP S5985831A JP 19516882 A JP19516882 A JP 19516882A JP 19516882 A JP19516882 A JP 19516882A JP S5985831 A JPS5985831 A JP S5985831A
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- Japan
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- molten metal
- mold
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- molded body
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、繊維、細線材、粉末材、ポイス力等の強化材
とマトリックス金属とよりなる複合材料の製造方法、特
に高圧鋳造法による複合材料の製造方法、とりわけ部分
的に繊維ないし粒子で強化したものを製造する場合の繊
維ないし粒子の成形体の成形室内への保持、成形体中の
空気の取り込み（いわゆる空気のトラップ）の防１１−
１及び成形体の予熱に効果のある複合材料の製造方法に
関ずす。
とマトリックス金属とよりなる複合材料の製造方法、特
に高圧鋳造法による複合材料の製造方法、とりわけ部分
的に繊維ないし粒子で強化したものを製造する場合の繊
維ないし粒子の成形体の成形室内への保持、成形体中の
空気の取り込み（いわゆる空気のトラップ）の防１１−
１及び成形体の予熱に効果のある複合材料の製造方法に
関ずす。
複合材料の一つとしてボロン、炭素、アルミナ、シリカ
、炭化珪素よりなり高強度、高弾性を有する繊維ないし
粒子を強化材としアルミニウムやマグネシウムの如き金
属またはそれらの合金をマトリックスとする複合材料は
知られており、かかる複合材料の製造方法は従来より種
々提案されている。
、炭化珪素よりなり高強度、高弾性を有する繊維ないし
粒子を強化材としアルミニウムやマグネシウムの如き金
属またはそれらの合金をマトリックスとする複合材料は
知られており、かかる複合材料の製造方法は従来より種
々提案されている。
これら従来の複合材料の製造方法の一つとして、成形室
内に強化材を充填した後、この成形室内に更に溶融マト
リックス金属を導入し、この成形室内に係合するプラン
ジャーによって溶融マトリックス金属を加圧しつつ凝固
させる所謂高圧鋳造法が知られている。
内に強化材を充填した後、この成形室内に更に溶融マト
リックス金属を導入し、この成形室内に係合するプラン
ジャーによって溶融マトリックス金属を加圧しつつ凝固
させる所謂高圧鋳造法が知られている。
高圧鋳造法を利用して複合材料を製造する場合、繊維な
いし粒子等の強化材はケース内に挿入し圧縮成形したり
又はバインダーなどで成形された成形体とし、これを成
形室内に配設して金属溶湯を注湯し、続いてこの溶湯を
加圧するという手順がとられる。
いし粒子等の強化材はケース内に挿入し圧縮成形したり
又はバインダーなどで成形された成形体とし、これを成
形室内に配設して金属溶湯を注湯し、続いてこの溶湯を
加圧するという手順がとられる。
この時、成形室内での繊維ないし粒子の成形体の移動・
変形、及び成形体中への空気のトランプ現象、さらには
、溶融マトリックス金属との結合を強化するため予熱さ
れた成形体の冷却が大きな問題点であり、従来より種々
の対策が考えられている。
変形、及び成形体中への空気のトランプ現象、さらには
、溶融マトリックス金属との結合を強化するため予熱さ
れた成形体の冷却が大きな問題点であり、従来より種々
の対策が考えられている。
空気のトラップ防止と成形体の“位置ずれ”防止の一例
として型合わせ面に繊維をはさみ込む（特開昭５４−４
２３３２ ）方法があるが、この方法でははさみ込んだ
硬い繊維による型のいたみが早い、成形体のセントがむ
づかしい、製品にパリが多（後加工量が多いなどの欠点
がある。
として型合わせ面に繊維をはさみ込む（特開昭５４−４
２３３２ ）方法があるが、この方法でははさみ込んだ
硬い繊維による型のいたみが早い、成形体のセントがむ
づかしい、製品にパリが多（後加工量が多いなどの欠点
がある。
また他の一例として成形体に重りを付加する方法もある
が、後加工にて重りを取り除く必要があるためコストが
高くつき、また特殊形状に限られるという欠点がある。
が、後加工にて重りを取り除く必要があるためコストが
高くつき、また特殊形状に限られるという欠点がある。
本発明は高圧鋳造法で複合材料を製造する場合において
、繊維ないし粒子成形体の“位置ずれ゛を防止し、さら
に成形体中への空気のトラップを防止でき、型の変更を
伴わない、極めて低コストかつ高生産性を有する複合材
料の製造方法の提イバを目的とする。
、繊維ないし粒子成形体の“位置ずれ゛を防止し、さら
に成形体中への空気のトラップを防止でき、型の変更を
伴わない、極めて低コストかつ高生産性を有する複合材
料の製造方法の提イバを目的とする。
かかる目的は、マトリックス金属と強化材とよりなる複
合材料を鋳造するための成形室と、こあ成形室内に導入
された溶融マトリックス金属を加圧する加圧手段を有す
る鋳造装置を用い、複合材料を製造する方法において、
前記成形室内に各種セラミックス又は金属の繊維ないし
粒子から成る成形体を成形室内に配設して金属溶湯を注
湯した後、型と金属溶湯との間に薄い自由凝固層が形成
されるに必要な時間保持した後、加圧しつつ凝固させる
ことを特徴とした複合材料の製造方法によって達成され
る。
合材料を鋳造するための成形室と、こあ成形室内に導入
された溶融マトリックス金属を加圧する加圧手段を有す
る鋳造装置を用い、複合材料を製造する方法において、
前記成形室内に各種セラミックス又は金属の繊維ないし
粒子から成る成形体を成形室内に配設して金属溶湯を注
湯した後、型と金属溶湯との間に薄い自由凝固層が形成
されるに必要な時間保持した後、加圧しつつ凝固させる
ことを特徴とした複合材料の製造方法によって達成され
る。
ここで注１易から加圧までの時間が自由凝固層の形成さ
れる時間より短い場合、成形体表面での溶湯凝固が始ま
る前に加圧されるため、溶湯圧により成形室内に配設さ
れた強化材の成形体が浮いたりして、強化材の“位置ず
れ゛を生ずる原因となったり、溶湯が強化材中に浸透す
る場合に、強化材中の空気の排出が十分でなく、複合材
料中に空気を巻き込み複合材料の品質も悪くする。
れる時間より短い場合、成形体表面での溶湯凝固が始ま
る前に加圧されるため、溶湯圧により成形室内に配設さ
れた強化材の成形体が浮いたりして、強化材の“位置ず
れ゛を生ずる原因となったり、溶湯が強化材中に浸透す
る場合に、強化材中の空気の排出が十分でなく、複合材
料中に空気を巻き込み複合材料の品質も悪くする。
逆に、注湯から加圧までの時間が自由凝固層ができる時
間より長すぎる場合、溶湯の凝固が進み製品の鋳肌表面
が悪くなるばかりか、湯温低下に伴い成形体と溶湯の結
合状態が悪化して複合材料品質が低下し、成形体加工時
の変形も生じる。
間より長すぎる場合、溶湯の凝固が進み製品の鋳肌表面
が悪くなるばかりか、湯温低下に伴い成形体と溶湯の結
合状態が悪化して複合材料品質が低下し、成形体加工時
の変形も生じる。
しかるに本発明による複合材料の製造方法によれば、注
湯して適度な保持の後加圧すれば、複合材料化する成形
体の“位置ずれ”を防止し、強化材成形体中の空気の排
出とうまく適合した浸透速度で溶湯が強化材成形体中へ
浸透することにより、複合材料中への空気の巻き込みが
防止でき、優れた品質の複合材料を得るこ遜ができる。
湯して適度な保持の後加圧すれば、複合材料化する成形
体の“位置ずれ”を防止し、強化材成形体中の空気の排
出とうまく適合した浸透速度で溶湯が強化材成形体中へ
浸透することにより、複合材料中への空気の巻き込みが
防止でき、優れた品質の複合材料を得るこ遜ができる。
以下添付図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。第
１図に示すようにφ９０、深さ１２（ｌ ｍｍのキャビ
ティ１の中に、外径φ９０、厚さ１０１１高さ２０ｉｎ
の繊維成形体３ （ＩＣＴ社製サフす−ル 、かさ密度
０．２ｇ／ｃｃ）を配設し、７４０℃のアルミ合金溶湯
（Ｊ Ｉ ５ＡＣ８Ａ）を注湯した。
１図に示すようにφ９０、深さ１２（ｌ ｍｍのキャビ
ティ１の中に、外径φ９０、厚さ１０１１高さ２０ｉｎ
の繊維成形体３ （ＩＣＴ社製サフす−ル 、かさ密度
０．２ｇ／ｃｃ）を配設し、７４０℃のアルミ合金溶湯
（Ｊ Ｉ ５ＡＣ８Ａ）を注湯した。
次いで第２図に示される様に、溶湯５と型１壁面との間
に約１鰭の厚さの自由凝固層を生ずる時間（約１０秒）
保持した後、プランジャー２で加圧（１５００ｋｇ／ｃ
Ｊ） シビスｌ−ンヲＨ造シタ。ナオ、この時の型温は
上型２００“Ｃ１下型２５０ ’ｃとした。
に約１鰭の厚さの自由凝固層を生ずる時間（約１０秒）
保持した後、プランジャー２で加圧（１５００ｋｇ／ｃ
Ｊ） シビスｌ−ンヲＨ造シタ。ナオ、この時の型温は
上型２００“Ｃ１下型２５０ ’ｃとした。
このようにして製造されたピストンは、以下のような効
果により良好な品質の複合材料（ＦＲＭ）ピストンを得
ることができた。すなわち、■、繊維成形体３がその近
傍のアルミ凝固層により確実に固定される。
果により良好な品質の複合材料（ＦＲＭ）ピストンを得
ることができた。すなわち、■、繊維成形体３がその近
傍のアルミ凝固層により確実に固定される。
■、プランジャー２による加圧時にも、繊維成形体３と
型１の間に溶湯５がまわり込むことがないため、繊維成
形体３中の空気は型１壁面から排出される。
型１の間に溶湯５がまわり込むことがないため、繊維成
形体３中の空気は型１壁面から排出される。
■、またこの時繊維成形体３表面に接するアルミ溶湯は
凝固していないため、空気の排出に伴いアルミ溶湯が繊
維成形体３中にスムーズに浸透する。
凝固していないため、空気の排出に伴いアルミ溶湯が繊
維成形体３中にスムーズに浸透する。
■、さらに繊維成形体３の成形室ヘセソトした時に冷却
された型１表面がアルミ溶湯で再加熱され溶湯と繊維成
形体３の接合性を高める。
された型１表面がアルミ溶湯で再加熱され溶湯と繊維成
形体３の接合性を高める。
なお・前記の高圧鋳造法にて、前記と同様な工程でピス
トンを製造する場合において、注湯後の保持時間４秒、
自由凝固層が０．５＋ｎ以下で加圧すると、繊維成形体
３が溶湯圧のため上方に浮」−シて“位置ずれ”が生ず
るばかりでなく、複合材料中に空気をトラップして複合
材料（ＦＲＭ）品質が不良であった。
トンを製造する場合において、注湯後の保持時間４秒、
自由凝固層が０．５＋ｎ以下で加圧すると、繊維成形体
３が溶湯圧のため上方に浮」−シて“位置ずれ”が生ず
るばかりでなく、複合材料中に空気をトラップして複合
材料（ＦＲＭ）品質が不良であった。
また同様の製造方法において、注湯後の保持時間３０秒
、自由凝固層が１０龍以上となると、自由凝固層が厚く
なりすぎ、加圧しても鋳肌表面の悪い製品しか得られず
、さらに湯温低下に伴い複合材料品質も劣下し、繊維成
形体３には加圧に伴う変形も生じた。
、自由凝固層が１０龍以上となると、自由凝固層が厚く
なりすぎ、加圧しても鋳肌表面の悪い製品しか得られず
、さらに湯温低下に伴い複合材料品質も劣下し、繊維成
形体３には加圧に伴う変形も生じた。
以」二より明らかなように、本発明法によれば、空気の
トラップが防止できるため複合材料品質の安定・向」二
がはかれ、強化材成形品の固定位置が確実となり（“位
置ずれ”なし）強化材成形品寸法を最小限とすることが
できることから、切削加工代を減せること、ピン、掘り
込み等のない通常の型のまま複合材料製造が可能となる
ことなどによるコストダウンがはかれるなどの利点があ
る。
トラップが防止できるため複合材料品質の安定・向」二
がはかれ、強化材成形品の固定位置が確実となり（“位
置ずれ”なし）強化材成形品寸法を最小限とすることが
できることから、切削加工代を減せること、ピン、掘り
込み等のない通常の型のまま複合材料製造が可能となる
ことなどによるコストダウンがはかれるなどの利点があ
る。
第１図はピストンの成形方法を示す図、第２図は複合材
料製造時の溶湯の凝固状態を示す図である。 】−一一一型、 ２−−−−加圧ブランジャ
ー３−−−一繊維成形品、 ４−−−−−自由凝固層５
−−一溶湯 出願人 トヨタ自動車株式会社
料製造時の溶湯の凝固状態を示す図である。 】−一一一型、 ２−−−−加圧ブランジャ
ー３−−−一繊維成形品、 ４−−−−−自由凝固層５
−−一溶湯 出願人 トヨタ自動車株式会社
Claims (1)
- 成形室内に各種セラミックス又は金属の繊維ないし粒子
から成る成形体を配設して金属溶湯を注湯した後、成形
室壁と金属溶湯との間に薄い自由凝固層が形成されるに
必要な時間保持した後、加圧しつつ凝固させることを特
徴とした複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19516882A JPS5985831A (ja) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | 複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19516882A JPS5985831A (ja) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | 複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985831A true JPS5985831A (ja) | 1984-05-17 |
| JPS6342543B2 JPS6342543B2 (ja) | 1988-08-24 |
Family
ID=16336563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19516882A Granted JPS5985831A (ja) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985831A (ja) |
-
1982
- 1982-11-06 JP JP19516882A patent/JPS5985831A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6342543B2 (ja) | 1988-08-24 |
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