JPS62243724A - 複合軽金属材料の製造方法 - Google Patents
複合軽金属材料の製造方法Info
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- JPS62243724A JPS62243724A JP8489186A JP8489186A JPS62243724A JP S62243724 A JPS62243724 A JP S62243724A JP 8489186 A JP8489186 A JP 8489186A JP 8489186 A JP8489186 A JP 8489186A JP S62243724 A JPS62243724 A JP S62243724A
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Landscapes
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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】
産業上の利用分野
本発明は、複合軽金属材料の製造方法に関し、とくにマ
イクロスフェア−を基材中に均一に分布させ、軽量かつ
高速度で制振性等に優れた複合軽金属材料を安定に製造
できる複合軽金属材料の製造方法に関する。
イクロスフェア−を基材中に均一に分布させ、軽量かつ
高速度で制振性等に優れた複合軽金属材料を安定に製造
できる複合軽金属材料の製造方法に関する。
従来の技術
近年、緒特性に優れる各種軽金属材料および複合軽金属
材料が開発されている。しかし、この種の材料において
軽量化と強度増大等とは相反する関係にあり、比較的比
重の大きい金属同士を組合わせる従来の合金開発手法も
しくはカーボンファイバー等を含有させた従来の複合材
料によっては軽量化と強度増大等とを同時に実現するこ
とは困難である。この課題を解決するため、本発明者は
！Ａ林中にマイクロスフェア−を混入させた複合軽金属
材料を開発したが（特願昭筒６１−９８３０月）、この
種の複合材料ではマイクロスフェア−を均一に分布させ
ることが重要である。
材料が開発されている。しかし、この種の材料において
軽量化と強度増大等とは相反する関係にあり、比較的比
重の大きい金属同士を組合わせる従来の合金開発手法も
しくはカーボンファイバー等を含有させた従来の複合材
料によっては軽量化と強度増大等とを同時に実現するこ
とは困難である。この課題を解決するため、本発明者は
！Ａ林中にマイクロスフェア−を混入させた複合軽金属
材料を開発したが（特願昭筒６１−９８３０月）、この
種の複合材料ではマイクロスフェア−を均一に分布させ
ることが重要である。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、基材中にマイクロスフェア−を均一に分散さ
せることにより軽量かつ高強度でυ１振性等に優れた複
合金属材料を安定に製造可能な複合軽金ｍ材料の製造方
法を提供することを目的とする。
せることにより軽量かつ高強度でυ１振性等に優れた複
合金属材料を安定に製造可能な複合軽金ｍ材料の製造方
法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明の複合軽金属材料の製造方法は、軽金属材料より
なる基材の粉末・に該基材よりも比重が小さくかつ軟化
点が高いマイクロスフェア−を体積比で１０％ないし７
０％混入して攪はん混合し、該混合物をその一部に軟化
する一方、残部が固化状態を保持するような所定の温度
に加熱し、その後固化させる工程よりなる。
なる基材の粉末・に該基材よりも比重が小さくかつ軟化
点が高いマイクロスフェア−を体積比で１０％ないし７
０％混入して攪はん混合し、該混合物をその一部に軟化
する一方、残部が固化状態を保持するような所定の温度
に加熱し、その後固化させる工程よりなる。
添付図面は本発明の製造方法により製造された複合軽金
属材料を例示し、該複合材料は、基材１と、該基材１中
に分散混入された微小のマイクロスフェア−２とよりな
る。このマイクロスフェア−２は、近年、プラスチック
ス、高分子化合物に対する充填材として開発市販され、
専ら低強度。
属材料を例示し、該複合材料は、基材１と、該基材１中
に分散混入された微小のマイクロスフェア−２とよりな
る。このマイクロスフェア−２は、近年、プラスチック
ス、高分子化合物に対する充填材として開発市販され、
専ら低強度。
低融点材料の補強材として利用されている従来公知のマ
イクロスフェア−と略同種のもので、しかし、従来のも
のより軟化点が高めでかつ基材１の構成成分に対し化学
的に安定となるように、ホウケイ酸ガラス、シリカガラ
ス等の高融点ガラス。
イクロスフェア−と略同種のもので、しかし、従来のも
のより軟化点が高めでかつ基材１の構成成分に対し化学
的に安定となるように、ホウケイ酸ガラス、シリカガラ
ス等の高融点ガラス。
焼結金属、セラミックス等のいずれかより構成され、一
方、基材１は、マイクロスフェア−２よりも軟化点が低
いアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、銅、黄銅、青銅
等の金属若しくはアルミニウム合金等の軽金属合金によ
り構成されている。
方、基材１は、マイクロスフェア−２よりも軟化点が低
いアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、銅、黄銅、青銅
等の金属若しくはアルミニウム合金等の軽金属合金によ
り構成されている。
作 用
軽金属材料よりなるＪ、を材の粉末に、体積比で１０な
いし７０％のマイクロスフェア−を混入して攪はん混合
すると、マイクロスフェア−は基材粉末内に均一に分散
する。そして、この混合物を所定の温度に加熱すると、
該混合物の一部が軟化し、残部は固化状態を保つ。この
ため、加熱混合物は適度の粘性を有するので、基材粉末
とマイクロスフェア−とは比重が著しく相違するにもか
かわらず互いに分離せず、従って、マイクロスフェア−
の基材内での均一分布が保たれる。しかも、混合物には
加熱によって適度の流動性が付与されるので、その後の
成形は容易で、所要の形状に成形固化される。そして、
基材中に分散混入されたマイクロスフェア−は、該基材
よりも軟化点が高く機械的強度も大きいので、複合軽金
属材料の製造中および製造後の熱処理および成形加工等
の各秤処理に耐え、破壊されることがない。このように
して得た複合軽金属材料は軽量であると共に強度性等に
優れる。
いし７０％のマイクロスフェア−を混入して攪はん混合
すると、マイクロスフェア−は基材粉末内に均一に分散
する。そして、この混合物を所定の温度に加熱すると、
該混合物の一部が軟化し、残部は固化状態を保つ。この
ため、加熱混合物は適度の粘性を有するので、基材粉末
とマイクロスフェア−とは比重が著しく相違するにもか
かわらず互いに分離せず、従って、マイクロスフェア−
の基材内での均一分布が保たれる。しかも、混合物には
加熱によって適度の流動性が付与されるので、その後の
成形は容易で、所要の形状に成形固化される。そして、
基材中に分散混入されたマイクロスフェア−は、該基材
よりも軟化点が高く機械的強度も大きいので、複合軽金
属材料の製造中および製造後の熱処理および成形加工等
の各秤処理に耐え、破壊されることがない。このように
して得た複合軽金属材料は軽量であると共に強度性等に
優れる。
発明の効果
上述のように、本発明によれば、軽食ｌ！Ｕ料よりなる
基材の粉末に該基材よりも比重が軽くかつ軟化点が高い
マイクロスフェア−を体積比で１０ 。
基材の粉末に該基材よりも比重が軽くかつ軟化点が高い
マイクロスフェア−を体積比で１０ 。
％ないし７０％混入して攪はん混合し、該混合物をその
一部が軟化する一方、残部が固化状態を保持するような
所定の温度に加熱し、固化させるようにしたので、混合
処理によって得たマイクロスフェア−の基材内での均一
分布を保ったまま、混合物に適度の流動性ひいては成形
性を付与でき、基材中にマイクロスフェア−が均一に分
散し、従って、軽めかつ高強度で制振性等に優れた複合
軽金属材料を安定に製造可能である。
一部が軟化する一方、残部が固化状態を保持するような
所定の温度に加熱し、固化させるようにしたので、混合
処理によって得たマイクロスフェア−の基材内での均一
分布を保ったまま、混合物に適度の流動性ひいては成形
性を付与でき、基材中にマイクロスフェア−が均一に分
散し、従って、軽めかつ高強度で制振性等に優れた複合
軽金属材料を安定に製造可能である。
実施例
複合軽金属材料の製造にあたり、先ず、基材１の粉末と
マイクロスフェア−２とを用意する。本実施例において
は、アルミニウムー５％マグネシウム基材粉末と、融点
が１．０００℃ないし１．２００℃のホウケイ酸ガラス
よりなるマイクロスフェア−２とを用いる。そして、複
合軽金属材料の強度、比重等の諸特性の調和のため、好
ましくは直径１００ミクロン以下かつ内部に空気等の気
体を含む中空の略真球状に形成されたマイクロスフェア
−２を、基材１に対して体積比で１０乃至７０％たとえ
ば２０％混入する。
マイクロスフェア−２とを用意する。本実施例において
は、アルミニウムー５％マグネシウム基材粉末と、融点
が１．０００℃ないし１．２００℃のホウケイ酸ガラス
よりなるマイクロスフェア−２とを用いる。そして、複
合軽金属材料の強度、比重等の諸特性の調和のため、好
ましくは直径１００ミクロン以下かつ内部に空気等の気
体を含む中空の略真球状に形成されたマイクロスフェア
−２を、基材１に対して体積比で１０乃至７０％たとえ
ば２０％混入する。
次に、基材１の粉末内でマイクロスフェア−２が均一に
分散するように攪はん混合した債、この基材１とマイク
ロスフェア−２との混合物をその一部が軟化した残部が
固化状はを保つような所定の温度（本実施例では６２０
’Ｃないし６３０℃）まで加熱して流動状態とする。す
なわち、混合物を構成する二要素の融点の差異を利用し
、加熱混合物において液状またはそれに近い部分と固体
の部分との比率が所定比率例えば体積比で５０％となり
、混合物を全体として流動可能な状態にする。
分散するように攪はん混合した債、この基材１とマイク
ロスフェア−２との混合物をその一部が軟化した残部が
固化状はを保つような所定の温度（本実施例では６２０
’Ｃないし６３０℃）まで加熱して流動状態とする。す
なわち、混合物を構成する二要素の融点の差異を利用し
、加熱混合物において液状またはそれに近い部分と固体
の部分との比率が所定比率例えば体積比で５０％となり
、混合物を全体として流動可能な状態にする。
このように、混合物を加熱流動化させる際、加熱温度を
混合物内の同相比率が好適値となるように制限する理由
は、流動部分の比率が大きければ混合物の複合材料化を
促進できる一方、基材１の粉末とマイクロスフェア−２
とは比重が著しく相違するので、もし基材全体が液状に
なれば両者は比重差に起因して分離し、所要のマイクロ
スフェア−分布状態を得られないからであり、又、流動
部分の比率が過少になれば混合物の複合化が不充分にな
るからである。一方、上述のように、混合物を所定の温
度に加熱してその固相比率を所定のものに、好ましくは
マイクロスフェア−の同相率が１００％でかつ基材の流
動化率が３０〜７０％になるようにすると、該混合物の
一部が軟化し、残部は固化状態を保ち、加熱混合物は適
度の粘性を有することになる。従って、基材粉末とマイ
クロスフェア−とは確実に複合化される一方で、両者の
比重が著しく相違するにもかかわらず互いに分離せず、
上述の混合処理によって得たマイクロスフェア−２のり
材１内での均一分布が保たれる。
混合物内の同相比率が好適値となるように制限する理由
は、流動部分の比率が大きければ混合物の複合材料化を
促進できる一方、基材１の粉末とマイクロスフェア−２
とは比重が著しく相違するので、もし基材全体が液状に
なれば両者は比重差に起因して分離し、所要のマイクロ
スフェア−分布状態を得られないからであり、又、流動
部分の比率が過少になれば混合物の複合化が不充分にな
るからである。一方、上述のように、混合物を所定の温
度に加熱してその固相比率を所定のものに、好ましくは
マイクロスフェア−の同相率が１００％でかつ基材の流
動化率が３０〜７０％になるようにすると、該混合物の
一部が軟化し、残部は固化状態を保ち、加熱混合物は適
度の粘性を有することになる。従って、基材粉末とマイ
クロスフェア−とは確実に複合化される一方で、両者の
比重が著しく相違するにもかかわらず互いに分離せず、
上述の混合処理によって得たマイクロスフェア−２のり
材１内での均一分布が保たれる。
しかも、混合物には加熱によって適度の流動性が付与さ
れる。
れる。
次いで、このように流動性を具備し成形容易になった混
合物を鋳造固化してアルミニウムーマイクロスフェア−
複合体ビレットを得る。その後、必要に応じてこのビレ
ットを再度上記所定の温度まで加熱し、圧延、押し出し
、鍛造、Ｖｉ造等の各種成形加エエ稈、ならびに、焼き
入れ、焼鈍等の熱処理を経て、最終製品を得る。
合物を鋳造固化してアルミニウムーマイクロスフェア−
複合体ビレットを得る。その後、必要に応じてこのビレ
ットを再度上記所定の温度まで加熱し、圧延、押し出し
、鍛造、Ｖｉ造等の各種成形加エエ稈、ならびに、焼き
入れ、焼鈍等の熱処理を経て、最終製品を得る。
なお、上記所定の温度に加熱されて流動状態になった混
合物をプレス型に直接充填して直ちに成形し、最終製品
を得るようにしても良い。
合物をプレス型に直接充填して直ちに成形し、最終製品
を得るようにしても良い。
さて、このように基材１中に分散されたマイクロスフェ
ア−２は、それ自体では一方向性外力に弱く破壊し易い
が、一旦基材１中に混入されると、その外形が略球状で
あることからこれらに加わる外力が互いに均衡し、マイ
クロスフェア−２は外力に対して極めて安定になる。更
に、基材１の熱膨張および熱収縮に応じて内部気体が膨
張収縮するので、熱安定性も高い。従って、マイクロス
フェア−２は、上記複合体ビレットの製造等の各種成形
工程においても安定でたとえば１００ｋａ／ｃｍ！２以
上の面圧に耐え、基材１内で破壊されることがない。こ
のようにして得た複合軽金属材料は軽量であると共に強
度性等に優れる。
ア−２は、それ自体では一方向性外力に弱く破壊し易い
が、一旦基材１中に混入されると、その外形が略球状で
あることからこれらに加わる外力が互いに均衡し、マイ
クロスフェア−２は外力に対して極めて安定になる。更
に、基材１の熱膨張および熱収縮に応じて内部気体が膨
張収縮するので、熱安定性も高い。従って、マイクロス
フェア−２は、上記複合体ビレットの製造等の各種成形
工程においても安定でたとえば１００ｋａ／ｃｍ！２以
上の面圧に耐え、基材１内で破壊されることがない。こ
のようにして得た複合軽金属材料は軽量であると共に強
度性等に優れる。
本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。たとえば、マイクロスフェア−２自体ひいては複
合軽金属材料の強度増大のため、マイクロスフェア−２
の表面にアルミニウム、亜鉛、銅、銀、鉄等のいずれか
よりなる°被膜を形成しても良い。この場合、上記混合
物処理に先立って、マイクロスフェア−２を清浄にした
後、蒸着室内に浮遊させ、該マイクロスフェア−２の表
面に蒸着により被膜を形成する。そして、被Ｓ構成材料
に物性的に基材１と同種もしくは類似のものを用いると
、とくに両者の濡れ性ひいては混合物の成形性を向上で
きる。また、被膜構成材料に基材１とは電磁特性たとえ
ば導電性、磁性等を異にするものを用い、複合軽金属材
料に全体として多機能材料としての性状を付与すること
ができる。
ある。たとえば、マイクロスフェア−２自体ひいては複
合軽金属材料の強度増大のため、マイクロスフェア−２
の表面にアルミニウム、亜鉛、銅、銀、鉄等のいずれか
よりなる°被膜を形成しても良い。この場合、上記混合
物処理に先立って、マイクロスフェア−２を清浄にした
後、蒸着室内に浮遊させ、該マイクロスフェア−２の表
面に蒸着により被膜を形成する。そして、被Ｓ構成材料
に物性的に基材１と同種もしくは類似のものを用いると
、とくに両者の濡れ性ひいては混合物の成形性を向上で
きる。また、被膜構成材料に基材１とは電磁特性たとえ
ば導電性、磁性等を異にするものを用い、複合軽金属材
料に全体として多機能材料としての性状を付与すること
ができる。
すなわら、非磁性の基材の使用時にマイクロスフェア−
に磁性被膜を形成したり、低導電性の基材とともに良導
電性被膜を形成したマイクロスフェア−を用いる。さら
に、マイクロスフェア−２との化学反応を伴うカップリ
ング処理をマイクロスフェア−表面に施して該表面にア
ミノシラン被膜を形成しても良い。
に磁性被膜を形成したり、低導電性の基材とともに良導
電性被膜を形成したマイクロスフェア−を用いる。さら
に、マイクロスフェア−２との化学反応を伴うカップリ
ング処理をマイクロスフェア−表面に施して該表面にア
ミノシラン被膜を形成しても良い。
また、基材粉末にセラミックス粉末または焼結金属用粉
末を用いても良く、この場合、上述と同様に加熱混合物
の固相比率が所定のものとなり、かつ、マイクロスフェ
ア−が破壊されないような圧力、潟麿条件において加圧
焼結を行い、必要に応じて圧力、温度を多段設定して基
材の安定を図るようにする。そして、焼結をホット・ア
イソスタティック・プレス（ＨＩＰ）またはコールド・
アイソスタティック・プレス（ＣＩＰ）により行うのが
有効である。
末を用いても良く、この場合、上述と同様に加熱混合物
の固相比率が所定のものとなり、かつ、マイクロスフェ
ア−が破壊されないような圧力、潟麿条件において加圧
焼結を行い、必要に応じて圧力、温度を多段設定して基
材の安定を図るようにする。そして、焼結をホット・ア
イソスタティック・プレス（ＨＩＰ）またはコールド・
アイソスタティック・プレス（ＣＩＰ）により行うのが
有効である。
添付図面は、本発明の一実施例の製造方法により製造さ
れる複合軽金属材料を示す概略断面図である。
れる複合軽金属材料を示す概略断面図である。
Claims (1)
- 軽金属材料よりなる基材の粉末に該基材よりも比重が小
さくかつ軟化点が高いマイクロスフェアーを体積比で１
０％ないし７０％混入して攪はん混合し、該混合物をそ
の一部が軟化する一方、残部が固化状態を保持するよう
な所定の温度に加熱し、その後固化させる複合軽金属材
料の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8489186A JPS62243724A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 複合軽金属材料の製造方法 |
| CA000527624A CA1322876C (en) | 1986-01-22 | 1987-01-19 | Light metallic composite material and method of producing thereof |
| EP87300575A EP0235903A1 (en) | 1986-01-22 | 1987-01-22 | Light metallic composite material and method for the production thereof |
| US07/127,536 US4939038A (en) | 1986-01-22 | 1987-11-30 | Light metallic composite material and method for producing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8489186A JPS62243724A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 複合軽金属材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62243724A true JPS62243724A (ja) | 1987-10-24 |
Family
ID=13843373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8489186A Pending JPS62243724A (ja) | 1986-01-22 | 1986-04-15 | 複合軽金属材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62243724A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112410623A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-26 | 天津大学 | 一种高阻尼铝硅基复合材料及其制备方法 |
-
1986
- 1986-04-15 JP JP8489186A patent/JPS62243724A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112410623A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-26 | 天津大学 | 一种高阻尼铝硅基复合材料及其制备方法 |
| CN112410623B (zh) * | 2019-08-21 | 2022-01-07 | 天津大学 | 一种高阻尼铝硅基复合材料及其制备方法 |
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