JPS63140751A - 複合注型物品の製造方法 - 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、金属マトリックス複合材料、より詳しくは、
注型金属マトリックス複合物品の製造方法および該方法
により得られる物品に関する。

［従来の技術］ 金属マトリックス複合材料は、分割固体充填物、即ち、
繊維状または粒状材料が中で分配されている金属マトリ
ックス、例えばアルミニウムまたはその合金から成る物
品である。そのような固体充填物は、そのような金属マ
トリックスに組み込んで分配でき、金属中での溶解また
は金属との化学的な結合によりその形態または同一性が
失われないように金属に組み込まれて、その一体性を少
なくとも実質的に保持する。

口本国特許公開第５８−２０／ｌ　１３９号には、複合
材料を製造する方法が記載され、該方法では、強化用繊
維およびアルミニウム箔の交互に重ねた層を雄型と雌型
との間に配置し、加熱して箔を「溶融」し、比較的低圧
に付して一体の複合材料を製造する。しかしながら、こ
の方法は、少なくとも不連続な強化用繊維を使用する場
合に、実質的な嵩または厚さを有するインゴットを製造
するには不適当である。そのような場合、それぞれが表
面酸化物フィルムを有する多数の独立した箔層が必要で
あり、酸化物の存在により製品の所望の性質を達成する
ことができない。更に、嵩高の複合インゴットを製造す
る場合、供給すべき金属の適当量を決定するのが困難で
ある；金属の爪が多ずぎるまたは少なずぎると、許容で
きない不均一な製品となってしまう。

また、例えばアメリカ合衆国特許第３，９７０゜１３６
号には、繊維状強化材および（固体状態の）マトリック
ス金属のシートを交互に重ねたスタックを配置し、次に
、このスタックを加熱して金属を溶融し、金属が溶融し
た時に圧力を加えて金属を繊維層に浸透させることが提
案されている。しかしながら、これまでに知られている
この種の方法では、（特に、繊維層が多少厚さを有する
場合、）得られる複合材料は、機械的特性に乏しい多孔
質領域を有し易いという問題点が生じる。また、これら
の方法は、得ることができる繊維強化領域の構造に限界
がある。

［発明の構成］ 本発明は、金属マトリックスおよびマトリックスの全体
または少なくとも所望の部分に組み込まれて分配された
分割固体充填材を含んで成る複合注型物品の新規かつ改
善された製造方法を提供する。分割固体充填材の予備成
形物から成る少なくとも１つの層および金属マトリック
スの溶融物は、ダイキャビティに供給され、圧力はキャ
ビティの袖と平行にその上に作用し、溶融金属を駆動し
て予備成形充填材に浸透させ、その後、得られた注型物
品を固化させる。１つの態様では、分割固体充填物の予
備成形物から成る少なくとも１つの層および最初は固体
のマトリックス金属である少なくとも２つの層を、充填
材層が金属層の間にあるスタックとして、スタックを横
方向に包囲するダイ壁により規定され、スタックの全て
の層を通過する軸を有するキャビティに配置する工程、
ダイ壁を加熱して、スタックのマトリックス金属の温度
を金属の液相線温度以上に上げ、それによりスタックの
マトリックス金属を完全に溶融さＵ゛る工程、およびそ
の時に、キャビティの軸と平行な方向でスタックに圧力
を加えて、溶融金属を予備成形充填材層に完全に浸透ま
たは含浸させ・ながら、浸透金属を固化する工程を含む
。もう１つの態様では、予備成形充填材は、予備成形物
を押し込んでダイキャビティの溶融金属を突き抜けさせ
ることにより溶融金属を浸透させてよい。本明細書にお
いて使用する場合、「予備成形物」なる語は、分割固体
充填繊維または粒状物の有効に一体となっている多孔質
圧縮体を意味し、この圧縮体は、十分な圧縮圧力にさら
されて生強度、即ち、圧縮体の取り扱い時の形状および
寸法が自己保持性であるような強度を示す。

本発明の新規な特徴では、固化工程は、予備成形物層内
および予備成形層を越えた少なくとも直後にある固化前
面の前の金属は溶融したままで、固化前面が、金属浸透
予備成形物層を完全に通過してキャビティの軸に沿って
一方向に進むような方法で、ダイキャビティ内の熱流を
調節して行う；（上述の固化前面の進行方向に対して）
予備成形物層を越えて配置された金属層は、加圧工程の
間にその金属層から予備成形物に浸透する過剰爪の金属
を含む。このような特徴の組み合わせにより、多孔質領
域が存在せず、従って、十分に適当な機械的特性を常に
有する複合物品を製造することが可能であることが見出
された。

金属層と繊維層が交互に重なっているスタックを加熱し
て押し付けることにより、繊維強化またはそれに類する
金属マトリックス複合材料を製造するために先に提案さ
れた方法において、相互に近付き合う固化前面は、金属
含浸繊維層内で遭遇し易い。固化金属の濃度故に前面の
接合部において多孔質領域が形成される。また、この領
域は、両側で固化０１１面に結合しているので、孔を充
填する溶融金属の連続的な供給は不可能である。結果と
して、多孔質領域は、未充填のままであり、得られる複
合材料は弱い。しかしながら、本発明の方法では、予備
成形充填材層を一方向に進む単一の固化前面が存在する
だけであるので、収縮により形成される孔は、充填材層
の収れん固化前面の間に含まれない。また、この固化前
面の前には溶融金属の連続供給があり、連続的に加えら
れる浸透圧力下、収縮により形成される空隙を充填する
。

本発明の好ましい態様では、ダイキャビティの対向端間
の温度差を、例えば熱かグイの片端から他方の端に優先
的に伝達されるように、グイの片端を選択的に加熱また
は冷却することにより、グイの片端を選択的に断熱する
ことにより、あるいはこれらの方法を適当に組み合わせ
ることにより、ダイキャビティの対向端間で温度差を形
成することにより、加圧工程の間、ダイキャビティ内の
必要な熱流の調節を行う。そのような温度差によってし
、２つの対向固化前面が、キャビティの軸に沿ってキャ
ビティの対向端から相互に進んでくることが起こり得る
が、異なる開始時間および／または前進速度により、固
化前面は、予備成形物層自体内ではなくて予備成形物を
越えた過剰金属の領域または層で遭遇し、唯一の固化前
面が予備成形物を通過する。

加熱工程は、キャビティ内で金属−予備成形物スタック
に浸透圧力が縦方向に作用しているので、（マトリック
ス金属を溶融する）外部熱源をダイの袖と平行にグイの
片端からグイの他方の端にダイに沿って徐々に移動する
ことにより加圧工程と同時に行うことができる。この場
合、一方向に前進する固化前面は、キャビティの軸に沿
って熱源に追随する。このことは、マトリックス金属層
と交互に重なっている複数の充填材予備成形物を含むス
タックから複合物品を製造する場合に特に好都合であり
、実質的に軸方向長さを有する物品を製造する場合に有
利である。

各マトリックス金属層は、厚さが少なくとも約２．５■
の一体となった単一の連続体であるのが好ましく、予備
成形物も厚さが少なくとも約２゜５ｘｘである。

更に、本発明の特徴および利点は、添付図面を参照した
以下の詳細な説明により明白になるであろう。

説明のために、アルミニウム（マトリックス金属）およ
びＳｉＣまたはΔＱ、０．のような耐火性材料の不連続
強化繊維から成る注！！ｌ！複合ビレットを製造する方
法における態様として本発明を説明する。そのような複
合材料は、ＪＭ造用および他の目的に有用であり、また
、軽爪かつ高強度に特徴がある。

第１図では、金属またはそのようなグイプレート１１に
より閉じた下方端を有し、軸方向に垂直かつ上方で開い
た円筒状ダイキャビティを規定ずろ適当な熱伝導性材料
（例えば鋼）から作られたダイ１１を示している。グイ
プレートは、鋼製ベースプレートＩ２上で支持され、圧
縮性断熱材層１４、例えばファイバーフラックス（Ｆ　
１ｂｒｅｒｒａｘ、商標）によりプレート１２から分離
されている。

ダイキャビティ内には、マトリックス金属１６およびマ
トリックス金属により含浸して複合金属−繊維物品を製
造する耐火性繊維材料のディスク形状予備成形物１８が
配置されている。予備成形物の適当な繊維材料の例には
、アルミナ、酸化ジルコニウム、シリカ、炭化ケイ素、
窒化ケイ素またはニホウ化チタンの粒子、特にチョツプ
ドファイバーの形態であるアルミナ、およびウィスカー
もしくはチョツプドファイバーの形態の炭化ケイ素また
は窒化ケイ素を包含する。

最初にダイキャビティに入れる時に、マトリックス金属
は、固体金属の２つのディスクから成り、予備成形物１
８は、これらのディスクの間にはさまれている。２つの
マトリックス金属ディスクの内の下方のディスクは、グ
イプレート１１上にある断熱材層２０上に載せ、一方、
断熱材のもう１つの層２２を上方マトリックス金属ディ
スクの上に・載せる。双方の断熱材層は、繊維状または
そのような材料（例えば、「ファイバーフラックス」、
ケイ酸アルミニウム繊維）から作られている。

第１図に示した態様で本発明の方法を実施する場合、例
えばダイを包囲し、ベースプレート１２の加熱を最小に
するように配置された通常の誘導または抵抗ヒーター２
４により、最初にダイを加熱してマトリックス金属を溶
融する。ダイキャビティに配置した垂直移動可能ラム２
６を下方に前進さＵ゛て上方断熱材層２２に位置さ仕る
。マトリックス金属が完全に溶融すると、加熱を終了し
、ラムを作動させて垂直下方向（矢印）にダイキャビテ
ィの内容物に圧力を加える。

第１図は、マトリックス金属が完全に溶融し、加熱を停
止し、ラムがちょうど上方絶縁材層２２と接触するとこ
ろの本発明の方法を実施する様子を示している。その後
、ラムによる圧力は、溶融マトリックス金属を断熱材層
２０および２２ならびに予備成形物【８内に駆動し、ま
た、断熱材層１４を圧縮する。好ましくは、断熱材層２
０および２２は、予備成形物１８より目の担い織りであ
り、その結果、これらの層は、予備成形物より先に浸透
する。また、好ましくは、予備成形物は、ラムにより加
えられる圧力に十分に耐える圧縮強さを有し、従って、
初期の形状および寸法を実質的に保持ずろ。

熱はもはや系に加えられていないので、圧力を連続的に
加えるにつれて、予備成形物の含浸と共に、マトリック
ス金属は冷えて固化する。最後にラムを上方に引き上げ
、形成した複合製品をグイから取り出し、トリミングし
て含浸された断熱材Ｔ？Ｊ２０および２２ならびに過剰
の金属を除く。

本発明では、加圧を開始する時、ダイキャビティの内容
物の上方端と下方端との間で温度差が形成されている。

冷却およびその結果としての固化は、ダイキャビティの
頂部および底部から垂直内側方向に進むが、温度差なら
びに予備成形物の上方および下方にある金属ならびに予
備成形物の相対的な初期の垂直方向寸法のために、前進
してくる上方および下方固化前面は、予備成形物自体内
ではなく、予備成形物の下方の金属内で遭遇する。この
ことが生じるためには、金属の固化が完結ずろ前に、予
備成形物のマトリックス金属による浸透を完全に行わし
めるに十分な圧力をラムにより加え続ける必要がある。

好ましくは、第１段階は、比較的低圧で短時間の加圧で
あり（この間に、断熱材層２０および２２がマトリック
ス金属により含浸される）、第２段階は、予備成形物１
８の完全な含浸を行うことができるに有効な実質的によ
り高い圧力でより長い時間加圧する２段階圧力ザイクル
を採用するのが好ましい。

本発明の上述の特徴の結果として、含浸マトリックス金
属は、予備成形物内で固化しながらら、一方向に予備成
形物を通過して前進する単一の固化前面が存在し、従っ
て、予備成形物内で固化する金属の収縮により生成する
空隙を、溶融金属は常に供給されて充填する、即ち、予
備成形物内で含浸および固化が完結するまで充填する。

このように、得られる製品の望ましくない多孔性は回避
でき、実質的に厚い複合材料であっても、複合体全体に
わたり満足すべき機械的特性を達成することができる。

初期の温度差を形成するために、第１図の態様では、ラ
ム２６は、（ベースプレート１２の材料でもあってよい
）Ｉまたは青銅のような熱伝導性の大きい金属から作り
、ダイキャビティに供給する時は、「冷たい」、即ち、
加熱していない。マトリックス金属の固化を促進したい
場合、ラムは内部を冷却してよいが、そのような積極的
な冷却は、全ての場合に必要とは限らない。更に、ラム
を位置させる前に、グイプレート１１は抵抗または誘導
ヒーター２４により加熱され、このプレートの周辺部分
は、加熱ダイに直接接触し、また、熱損失を最小にする
ために、プレートは層１４によりそれほど加熱されてい
ないベースプレート＋２から最初から良く断熱されてい
ることに注目すべきである。従って、ラムがダイキャビ
ティの内容物の上方端を押し付は始める時、ラムの相対
的な低温およびキャビティ内容物の下方端のダイプレー
）Ｉ＋の相対的な高温が、キャビティの下方端を上方端
より熱くすることになる。

最初に、冷たいラムは、ダイキャビティの上部端から熱
を吸収し、断熱材層２２に浸透した金属を固化しくそれ
により、溶融金属の漏れに対する封止を形成し）、キャ
ビティを下方に移動する第１固化前面を生成する。ラム
により作用する圧力は、グイプレート＋１とベースプレ
ート１２との間にある断熱材層１４を圧縮すると、層１
４の断熱効果を減らし、最初は加熱したグイプレートと
最初は冷たいベースプレートとの間の熱的接触を促進し
、熱がダイキャビティの下方端から吸収される。その時
、含まれている金属の固化がその位置で始まり、ダイの
底部における溶融金属の逃げ道をすべて封止し、上方に
移動する第２同化前面を生成する。ダイキャビティの頂
部と底部との間の初期の温度差により、第２前面の上方
ｉη進速度は、第１前面の下方前進速度より遅くなる。

従って、最終的には、前面はそれぞれの出発位置の中間
点より実質的に下方のキャビティ内のある位置で遭遇す
る。

予備成形物の上方の金属、予備成形物自体および予備成
形物の下方の金属の相対的な厚さは、上述のように、キ
ャビティの上方および下方端からそれぞれ前進してくる
２つの固化前面が、予備成形物の下方、即ち、２届のマ
トリックス金属の下層で遭遇するように選択する。この
目的のために、一般に、予備成形物の下のマトリックス
金属の初期厚さは、予備成形物の上方のマトリックス金
属の初期厚さのおおよそ約２倍となるように選択してよ
い。より特に、第１図の態様では、予備成形物の上方の
マトリックス金属の初期垂直方向厚さＹは、以下の関係
式： ％式％） ［式中、Ｚは予備成形物の下方にあるマトリックス金属
の初期垂直方向厚さ、Ｑは約１．８〜２．０の値（最ら
好ましくは約１．９）、Ｉは断熱材層２２の１７さであ
る。］ により与えられ、Ｚの値は、予備成形物１８の垂直方向
厚さの０．５倍またはそれ以上である（Ｚは、予備成形
物の厚さにほぼ等しい。）のが好ましい。

繊維の速い加熱を確保するために、予備成形物の厚さは
２５ｊ１１１以下であるのが好ましい。

下方金属層厚さＺは十分であり、予備成形物の含浸が完
結した場合、予備成形物の下方に過剰の金属層がまだ有
り、その部分で固化前面が遭遇する。予備成形物の下方
のたまりに過剰の溶融金属が存在することは、第１固化
前面が予備成形物を通過して下方に前進して行く時に、
常に予備成形物の浸透を行うために溶融金属を連続的に
供給するのを確保するために重要である。

第１図に示した装置の例では、グイ１０の肉厚は例えば
２５＊ｘであり、内径は、約７Ｅｒｙｘである。

また、これはラム２６のおおよその径であるが、ラムは
わずかなりリアランスをもってダイキャビティに入るこ
とができる。グイプレート１１の中央部分の垂直方向厚
さは約Ｇｘｍであり、そのより薄い端部分の垂直方向厚
さは３ス肩であり、ベースプレート１２の垂直方向厚さ
は２５ｘｍである。ベースプレートおよびラムの双方は
、グイ用鋼から作られている。断熱層は、「ファイバー
フラックス」耐火性繊維から作られ、層１４の非圧縮垂
直方向厚さは３ＲＲである。層２０および２２のそれぞ
れの垂直方向厚さは、１　、５　ａｍである。ヒーター
２４は、抵抗ヒーターである。

直径７０１１Ｓ垂直方向厚さ３０ｘｇのディスク形状金
属−繊維複合物品を製造する本発明の方法を実施するた
めに、この模範的な装置を使用する例において、ダイキ
ャビティ内に、そのような寸法の耐火性繊維予備成形物
１８を、マトリックス金属として適当なアルミニウム合
金の下方と上方の固体ディスクの間に配置する。予備成
形物の下方のマトリックス金属の垂直厚さＺは３０ｚｘ
であり、一方、予備成形物の上方のマトリックス金属の
垂直方向厚さＹは、１７Ｒｊ！である。２１　ｋｇ／ｃ
ｘ″で５秒間、２１１　ｋｇ／ｃｍ″で２４０秒間作用
する２段階ラム圧力ザイクルを採用する。

上記の寸法および条件ならびにそれぞれがＯ９！０．０
．１５および０．２０の繊維体積割合（ｖｒ）を有する
予備成形物を用いろことにより、（ａ）　Ａ　Ｑ−１２
％Ｓｉ合金をマトリックス金属として使用してグイを６
００℃に加熱し、（ｂ）Ａ１２−２％Ｓｉ合金をマトリ
ックス金属として使用して６６０°Ｃに加熱して、満足
すべき複合材料が得られた。これらのグイ温度では、ベ
ースプレートの温度は約２００°Ｃである。

第２図は、環状繊維強化領域を有するディスク形状金属
物品を製造する場合に使用する第１図と同様な装置を示
している。この目的のために、第１図のディスク形状予
備成形物の代わりに、耐火性繊維材料の環状予備成形物
１８ａを供給している。予備成形物の中央穴は、最初は
マトリックス金属のスラップを充填する。中央にスラッ
プが供給されている環状予備成形物は、マトリックス金
属の固体上方ディスク１６ａと下方ディスク１６ｂとの
間でグイ１０のキャビティに配置して垂直スタックを形
成する。金属ディスクは、予備成形物の垂直方向厚さに
対して定義される相対的垂直方向厚さＹおよびＺを有す
る。また、本発明の方法は、第１図を参照して先に説明
したような方法で実施でき、所望の複合物品を製造でき
る。この場合、上方金属ディスク１６ａが溶融すると、
溶融金属は、予備成形物の外側表面の回りを流れ、スラ
ツジ１８ｒの金属と共に予備成形物に側方から浸透ずろ
。従って、最終物品において、繊ｆ（Ｃ強化金属リング
および無繊維金属の周辺領域により同心状に包囲された
中央の無繊維金属領域が存在す第２図に示す操作の例に
おいて、予備成形環状物は、垂直方向厚さ４５１ｍ、外
径６０１１１、内径３０ｘｘである。金属厚さＹおよび
Ｚは、それぞれ２５１ｍおよび／１５ｘｘである。他の
全ての寸法は、第１図を参照した上述の例と同じである
。ｖｒ＝ｏ。

１５の予備成形物、マトリックス金属としてＡＱ−１２
％Ｓｉ、ダイ温度６００℃および２１ｋｇ／ａｍ’で５
秒間、２１１　ｋｇ／ｃｍ”で２４０秒間の圧力ザイク
ルを使用して）：１１足すべき複合材料が得られた。

本発明の方法の別の態様を第３図に示している。

図示するように、繊維層の厚さは、約２５Ｉｖｉを越え
ないのが通常好ましいので、実質的な軸の長さの注型複
合材料を製造したい場合、複数の繊維層１１８ａ、ｌ　
１８ｂ、Ｉ　１８ｃ、１１８ｄおよび１１８ｃ（それぞ
れ厚さが少なくとも約２．５■の単一の有効に一体とな
っている予備成形物）ならびに繊維層と交互であり、か
つ繊維層と連続している複数の金属層１１６ａ、　　ｌ
’ｌ　６ｂ、　　ｌ　１６ｃ、　　Ｉ　Ｉ６ｄおよび１
１６ｅ（それぞれ厚さが少なくとも約２　、５　ｍｌの
単一の有効に一体となっているもの）を使用してスタッ
クを形成する。

更に、第３図を参照すると、それぞれが金嘱および繊維
の複数層のスタックを、第１図および第２図のダイ１０
と一般的に同様のダイ１０’の軸方向に垂直な（プラグ
ｌビにより下を閉じた）円筒状キャビティに配置し、第
１図および第２図の態様と同様に、加熱および圧力に付
して金属層の温度を金属の液相線温度以上に上げ、それ
により、（本質的に繊維の加熱ら同時に行って）金属を
溶融してスタックを団結する。第３図の態様では、熱は
、ダイ壁を包囲し、グイ壁に対して軸方向に移動できる
軸方向に短い（２４°で図示した）熱源によりダイに供
給される。加熱操作の間、熱源２４゜は、ダイ中の繊維
層および金属層のスタックの下方端から上方端に徐々に
移動し、その間、ラム２６°により軸方向（矢印２８°
）に縦方向に圧力がスタックに加えられる。熱源２４゛
の移動により金属層１１６ａ１１１６ｂなどが連続的に
溶融し、同時に、繊維も加熱され、ラムにより加えられ
る圧力により、金属は、溶融している場合、繊維の加熱
層に浸透する。一方向の固化前面は、熱源を追随してス
タックを上昇し、それにより、得られる複合材料に多孔
質領域が生成するのを避ける本発明の利点が得られる。

また、第３図の態様において行う局所的な漸進的な加熱
により、浸透が進むにつれて繊維層から生じる空気およ
び気体のυト除が容易になる。気体が閉じ込められると
、ある場合では、特に問題となり、更に／または酸化を
最小限にするために、ある予防策が望ましいからしくは
必要である場合、ダイは上述のように既知の方法で減圧
にしてよい。

それぞれが繊維および金属の複数の層を供給すること、
および複数の繊維層全体を一方向に進む単一の固化前面
を形成するように熱流を調整する方法として、上述のよ
うな指向性の漸進的な加熱をすることを除いて、第３図
に例示した本発明の態様は、第１図および第２図に例示
した態様と一般的に同様である。第３図の方法により、
単一の繊維層の最大限容易に浸透できる厚さによる制限
に束縛されることのない実質的な寸法のビレットまたは
他の注型物品を製造することできる。

本発明は、特に上述した方法および態様に限定されるも
のではなく、本発明の概念から逸脱仕ずに他の方法で実
施できることが考えられよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するダイの側断面図、第
２図は、環状形状の複合物品を製造する本発明の方法を
実施する第１図と同様の断面図、第３図は、複数層を含
むダイの側断面図である。 ｌＯ・・・ダイ、１１・・・ダイプレート、１ビ・・・
プラグ、１２・・・ベースプレート、１４・・・断熱材
層、１６・・・マトリックス金属、ｌＧａ・・・上方デ
ィスク、＋６ｂ・・・下方ディスク、１８・・・予備成
形物、１８ａ・・・環状予備成形物、１８ｒ・・・スタ
ック、２０．２２・・・断熱材層、２４・・・ヒーター
、２４°・・・熱源、２　Ｇ、２６’・・・ラム、 １１６８〜「・・・マトリックス金属、１１８ａ−ｅ・
・・予備成形物。 特許出願人　アルキャン・インターナショナル・リミテ
ッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分割固体充填材の予備成形物から成る少なくとも１
   つの層および金属マトリックスの溶融物がダイキャビテ
   ィ内に配置され、キャビティの軸と平行な方向に圧力を
   加えて溶融金属を駆動して予備成形充填材に完全に浸透
   し、得られた注型物品を固化させることにより、金属マ
   トリックスおよびマトリックス中に組み込まれて分配さ
   れた分割固体充填材を含んで成る複合注型物品の製造方
   法であって、 固化前面がキャビティの軸に沿って金属浸透予備成形物
   層を完全に通過して一方向に進み、一方、予備成形物層
   内および少なくとも予備成形物層を越えた少なくとも直
   後にあるこの前面の前にある金属は溶融したままである
   ように、ダイキャビティ内の熱流を調整することにより
   浸透金属を固化することを特徴とする方法。 ２、予備成形充填材層の浸透は、 （ａ）分割固体充填材の予備成形物から成る少なくとも
   １つの層および最初は固体であるマトリックス金属の少
   なくとも２層を、金属層の間に充填材層が存在するスタ
   ックとして、スタックを側方で包囲するダイ壁により規
   定され、スタックの全ての層を通過して伸びている軸を
   有するキャビティに配置する工程、 （ｂ）ダイ壁を加熱してスタック中のマトリックス金属
   の温度を金属の液相線温度以上に上げて、それによりス
   タック中のマトリックス金属を完全に溶融する工程、 （ｃ）その時に、キャビティの軸に平行な方向でスタッ
   クに圧力を加え、溶融金属を駆動して予備成形充填材層
   に完全に浸透させる工程、ならびに（ｄ）得られた注型
   物品を固化する工程 を含んで成り、 予備成形物層を越えて配置されている金属層は、加圧工
   程の間、その金属層から予備成形物に浸透する金属を過
   剰に含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、熱流を調整する工程が、ダイキャビティの片端領域
   が他の領域より高温になるように、ダイキャビティの対
   向端間で温度差を形成することを含んで成り、該過剰金
   属含有層が、該予備成形物層とダイキャビティの高温端
   との間に配置されている特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の方法。 ４、温度差を形成する工程が、ダイの片端を選択的に加
   熱することを含んで成る特許請求の範囲第３項記載の方
   法。 ５、温度差を形成する工程が、ダイの片端を選択的に冷
   却することを含んで成る特許請求の範囲第３項記載の方
   法。 ６、温度差を形成する工程が、ダイの片端を選択的に断
   熱して、ダイの他端でダイキャビティから優先的に熱を
   除去することを含んで成る特許請求の範囲第３項記載の
   方法。 ７、加圧工程を、ダイの該他端でダイキャビティに挿入
   されるラムにより行い、該ラムは、ダイの該他端より低
   温であり、熱伝導性が大きい材料から作られている特許
   請求の範囲第６項記載の方法。 ８、該予備成形物が、スタックと同軸の中央穴を有する
   一般に環状構造であり、該穴に配置された該マトリック
   ス金属のスラッグを含む特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の方法。 ９、加圧工程の間、溶融金属が縦方向および側方の双方
   から予備成形物に浸透するように、該ダイキャビティの
   直径より実質的に小さい外径を、該予備成形物が有する
   特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０、該マトリックス金属がアルミニウムであり、該充
   填材は、強化耐火性繊維を含んで成る特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の方法。 １１、該軸と平行にダイに沿って徐々にかつ一方向に外
   部熱源を移動させることにより、加圧工程と同時に加熱
   工程を行い、また、それにより、固化前面が、熱源に追
   随してダイキャビティ内で該軸に沿って徐々にかつ一方
   向に進むように、ダイキャビティ内の熱流を調整する特
   許請求の範囲第２項記載の方法。