JPS6160258A - 金属複合材の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属またはセラミックスの粒子もしくは繊維
等の強化素材の成形体に溶融金属を含浸して得られる、
強度や耐摩耗性等に優れた金属複合材の製造法に関する
。

（従来技術） 自動車においてそのエンジンや動力伝達系をはじめ種々
の組部品に至る各部の重量軽減をはかることは、燃費の
改善や運動性能の向上に寄与するところが大であり、各
部を構成するに軽量材料の使用が望まれる。斯かる軽量
材料は、軽量であるとともに使用する個所に応じた強度
や耐摩耗性等に優れたものであることが要求されること
が多いが、これらの要求を満たすものとして、アルミニ
ウム合金やマグネシウム合金等のいわゆる軽合金材料中
に、鉄、鉄系合金及びタングステン等の金属、あるいは
、ＳｉＣやＳｉ３Ｎ、等のセラミックスといった強度や
耐摩耗性等に優れた材料の粒子や繊維等の強化素材を混
入させた金属複合材が提案されている。

上述の如くの軽量で剛性や耐熱性等に優れることという
要求を満たす金属複合材あるいはその他の種々の金属複
合体を得るにあたっては、一般に、型に入れた粒子、繊
維あるいは粉末材等に溶湯を含浸させる技法が用いられ
、例えば、鋳型内に配置した、金属またはセラミックス
の粒子あるいは繊維等を圧縮して固めた成形体に、溶湯
を加圧注大して含浸することにより金属複合材を得る高
圧鋳造法が知られており、また、特開昭５８−６５５６
４号公報に記載されている如く、型内に配置された金属
部材と型との隙間に金属粉末を充填し、次いでこの金属
粉末部分に溶湯を浸透させることにより金属複合体を得
る方法が提案されている。

ところで、上述の如くの高圧鋳造法による金属複合材の
製造においては、鋳型と成形体との間には通常空隙部が
形成されるが、鋳型内に溶湯が加圧注入されると、注入
された溶湯が鋳型と成形体との間の空隙部に流入して成
形体に浸透する溶湯が成形体の内部全体に充分に行き亙
る前に凝固してしまい、成形体の内部に溶湯が浸透しな
い部分が生じ、その結果、成形体内部のガスが充分に排
出されずに残留する、いわゆる気泡巣等の巣を生じるこ
とになり、均質な金属複合材を得ることができないとい
う問題がある。

（発明の目的） 斯かる点に鑑み本発明は、金属またはセラミックスの粒
子もしくは繊維等からなる成形体が配された鋳型内に溶
湯を加圧注入して成形体に溶湯を含浸する、高圧鋳造手
法を用いて金属複合材を形成するにあたり、溶湯が成形
体の全体に浸透して成形体内のガスが充分に排出され、
その結果、均質な金属複合材を得ることができるように
された金属複合材の製造法を提供することを目的とする
。

（発明の構成） 本発明に係る金属複合材の製造法は、金属またはセラミ
ックスの粒子もしくは繊維等からなる成形体を鋳型内に
配置して、鋳型の内壁と成形体との間の空隙部に、粒子
もしくは繊維材を成形体の空隙率より低い空隙率をもっ
て充填した後、鋳型内に加圧された溶湯を注入して溶湯
を成形体内に含浸し、金属複合材を得るものとされる。

このようにされることにより、加圧注入された溶湯が迅
速に成形体と鋳型との間に入り込んで成形体の周囲で凝
固してしまう状態が回避され、溶湯が、鋳型の内壁と成
形体との間の空隙部に充填された粒子もしくは繊維材を
介して成形体からガスを排出しつつ、成形体の全体ムこ
充分に浸透することになる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

図は本発明に係る金属複合材の製造法にもとすく金属複
合材の製造状態を示す。

本発明に係る金属複合材の製造法においては、まず、−
上型１ａと下型１ｂとからなる金型１内に配設されるよ
うにされたインナーモールド２内に、例えば、鉄、鉄系
合金及びタングステン等の金属またはＳｉＣやＳ　ｉ　
３　Ｎ　ａ等のセラミックスの粒子もしくは繊維等から
なる強化素材を圧縮して成形した成形体３を配置する。

そして、この成形体３とインナーモールド２の内壁との
間の空隙部に、粒子もしくは繊維材４を充填し、成形体
３の空隙率をＸｌとし粒子もしくは繊維材４の空隙率を
Ｘ２とするとき、粒子もしくは繊維材４が成形体３とイ
ンナーモールド２の内壁との間の空隙部に充填された状
態で、ＸＩ　＞Ｘ２なる関係が維持されるようにする。

即ち、粒子もしくは繊維材４を、成形体３とインナーモ
ールド２の内壁との間の空隙部に、成形体３の空隙率Ｘ
１より低い空隙率Ｘ２をもって充填するのである。この
粒子もしくは繊維材４は、例えば、ＳｉＣやＳｉ３Ｎ、
等のセラミックスの粒子あるいは繊維等が用いられるが
、成形体３に用いられる素材との適合性及びぬれ性の良
好なものを選択するのが望ましい。

次に、図示される如く、成形体３を配置し、かつ、粒子
もしくは繊維材４を充填したインナーモールド２を金型
１の上型１ａ内に設置する。

そして、インナーモールド２の溶湯注入口に設置した加
圧器５から、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム
合金等の軽合金からなる溶湯６をインナーモールド２内
に加圧注入する。

このとき、成形体３の空隙率Ｘ１が成形体３とインナー
モールド２の内壁との間の空隙部に充填された粒子もし
くは繊維材４の空隙率Ｘｔより高いため、溶湯６は先ず
成形体３内に浸透し、成形体３の内部のガスを成形体３
の外面から粒子もしくは繊維材４の内部もしくは金型１
との間の空隙へと排出しつつ、成形体３の全体に行き亙
り、さらに、成形体３の外面から粒子もしくは繊維材４
に浸透しでいき、その後凝固する。また、粒子もしくは
繊維材４はその空隙率Ｘ２が成形体３の空隙率Ｘ１より
低くされているが、成形体３の内部からのガスを通すこ
とは充分にでき、成形体３の内部のガスの排出に支障は
ない。

従って、この場合、溶湯６が成形体３の全体に充分に浸
透し、均質な金属複合材が製造されることになる。

また、インナーモールド２の内壁と成形体３との間の空
隙部に粒子もしくは繊維材４を充填するに際しては、予
め粒子もしくは繊維材４を、その空隙率Ｘ２が成形体３
の空隙率ＸＩより低くなるようにして、所定の形状に成
形しておき、斯かる成形された粒子もしくは繊維材４を
インナーモールド２内に配置した後、粒子もしくは繊維
材４の内側に成形体３を配置して、結果的に、粒子もし
くは繊維材４がインナーモールド２の内壁と成形体３と
の間の空隙部に充填されるように成してもよい。

なお、−１−述の如くの本発明に係る金属複合材の製造
法によれば、インナーモールド２内に配置された成形体
３とインナーモールド２の内壁との間の空隙部に粒子も
しくは繊維材４を充填することにより、成形体３のイン
ナーモールド２内での安定化がはかられ、溶湯６の高圧
注入時に成形体３が位置ずれしてインナーモールド２の
壁面に衝突し、割れを生じる等の不都合も回避されるこ
とになる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る金属複合材
の製造法によれば、金属またはセラミックスの粒子もし
くは繊維等からなる成形体が配された鋳型内に溶湯を加
圧注入し、成形体に溶湯を含浸して、金属複合材を形成
するにあたり、溶湯を成形体の全体に、成形体内のガス
を充分に排出させつつ、浸透させることができ、その結
果、内部に残留ガスを有さない均質な金属複合材を得る
ことができる。さらに、溶湯の高圧注入時における成形
体の鋳型内での位置ずれを防止することができ、成形体
が鋳型の壁面に衝突して割れを生じる等の不都合を回避
できる利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る金属複合材の製造法の説明に供される
状態図である。 図中、１は金型、２はインナーモールド、３は成形体、
４は粒子もしくは繊維材、６は溶湯である。 ３成形体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属またはセラミックスの粒子もしくは繊維等からなる
   成形体を鋳型内に配置し、該鋳型の内壁と上記成形体と
   の間の空隙部に、粒子もしくは繊維材を上記成形体の空
   隙率より低い空隙率をもって充填した後、上記鋳型内に
   加圧された溶湯を注入し、該溶湯を上記成形体に含浸し
   て、金属複合材を得るようにしたことを特徴とする金属
   複合材の製造法。