JPS62168625A - ＳｉＣウイスカ−強化金属複合部材の製造方法 - Google Patents
ＳｉＣウイスカ−強化金属複合部材の製造方法Info
- Publication number
- JPS62168625A JPS62168625A JP1025786A JP1025786A JPS62168625A JP S62168625 A JPS62168625 A JP S62168625A JP 1025786 A JP1025786 A JP 1025786A JP 1025786 A JP1025786 A JP 1025786A JP S62168625 A JPS62168625 A JP S62168625A
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- Japan
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- composite material
- base metal
- reinforced
- sic whisker
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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】
１−産業上の利用分野−１
本発明は、鍛造法により母材金属中にＳｉＣウィスカー
強化複合材を埋設するＳｉＣウィスカー強化金属複合部
材の製造方法に関する。
強化複合材を埋設するＳｉＣウィスカー強化金属複合部
材の製造方法に関する。
「従来の技術」
ＳｉＣウィスカーは、高い比強度および比弾性率を有し
、さらに耐熱性や化学的安定性もすぐれているために、
各種金属中に分散複合することによりその強度、剛性、
弾性などの緒特性を昔しく向−１−することができ、複
合強化材として注目されている素材の１つである。
、さらに耐熱性や化学的安定性もすぐれているために、
各種金属中に分散複合することによりその強度、剛性、
弾性などの緒特性を昔しく向−１−することができ、複
合強化材として注目されている素材の１つである。
このＳｉＣウィスカーは、Ｓ ｉ Ｏ２含有粉末と炭材
粉末との混合物を不活性雰囲気下に１４００〜１８００
℃に加熱処理して得られ、生成物は直径０．１−５μｙ
＋、長さ１０−５００μｍのβ型のＳｉＣ単結晶が無方
向に絡み合った組織体を呈している。
粉末との混合物を不活性雰囲気下に１４００〜１８００
℃に加熱処理して得られ、生成物は直径０．１−５μｙ
＋、長さ１０−５００μｍのβ型のＳｉＣ単結晶が無方
向に絡み合った組織体を呈している。
一般にＳ ＩＣウィスカー強化金属複合材は、このウィ
スカー生成物を水または有機溶媒の液体中に入れて攪拌
混合し均一な分散液としたのち、これを所望する形状お
よび嵩密度に成形し次いで乾燥してプリフォームを形成
し、このプリフォームをモールド内にセットして金属溶
湯を加圧含浸する方法により製造されている。このよう
にして製造されるＳｉＣウィスカー強化金属複合祠は、
高度の機械的強度特性を有しているために、例えばＡｌ
やＡｌ金合金どの軽金属をＳｉＣウィスカーで強化した
複合材を鉄系あるいはステンレス系などの重金属の母材
金属中に埋込むことにより機械的強度特性の向」二ある
いは機械的強度を損うことなくその軽量化をはかること
ができる。しかしながら、」二記溶湯含浸法により母材
金属中の一部にＳｉＣウィスカー強化複合材を形成させ
、的確に部分強化をはかることは困難である。
スカー生成物を水または有機溶媒の液体中に入れて攪拌
混合し均一な分散液としたのち、これを所望する形状お
よび嵩密度に成形し次いで乾燥してプリフォームを形成
し、このプリフォームをモールド内にセットして金属溶
湯を加圧含浸する方法により製造されている。このよう
にして製造されるＳｉＣウィスカー強化金属複合祠は、
高度の機械的強度特性を有しているために、例えばＡｌ
やＡｌ金合金どの軽金属をＳｉＣウィスカーで強化した
複合材を鉄系あるいはステンレス系などの重金属の母材
金属中に埋込むことにより機械的強度特性の向」二ある
いは機械的強度を損うことなくその軽量化をはかること
ができる。しかしながら、」二記溶湯含浸法により母材
金属中の一部にＳｉＣウィスカー強化複合材を形成させ
、的確に部分強化をはかることは困難である。
「発明が解決しようとする問題点」
本発明は、」二記問題点を解消し加圧鍛造法により母材
金属成形体の所定の部位にＳｉＣウィスカー強化複合材
を的確に埋込むＳｉＣウィスカー強化金属複合部材の製
造方法を提供することを目的とするものである。
金属成形体の所定の部位にＳｉＣウィスカー強化複合材
を的確に埋込むＳｉＣウィスカー強化金属複合部材の製
造方法を提供することを目的とするものである。
「問題点を解決するための手段」
すなわち、本発明は母材金属の特定部位に形設した凹設
部にＳｉＣウィスカー強化複合材を鍛造法により埋設す
るＳｉＣウィスカー強化金属複合部材の製造方法におい
て、母材金属およびＳｉＣウィスカー強化複合材を４５
０〜５５０°Ｃに加熱するとともに鍛造加圧ヘッドを２
００〜４００°Ｃに予熱し、１０００〜３０００ ｋｇ
／ｃ友２の圧力で加圧鍛造することを構成的特徴とする
ＳｉＣウィスカー強化金属複合部材の製造方法である。
部にＳｉＣウィスカー強化複合材を鍛造法により埋設す
るＳｉＣウィスカー強化金属複合部材の製造方法におい
て、母材金属およびＳｉＣウィスカー強化複合材を４５
０〜５５０°Ｃに加熱するとともに鍛造加圧ヘッドを２
００〜４００°Ｃに予熱し、１０００〜３０００ ｋｇ
／ｃ友２の圧力で加圧鍛造することを構成的特徴とする
ＳｉＣウィスカー強化金属複合部材の製造方法である。
母材金属としては鉄系やステンレス系の重金属が使用さ
れる。これらの金属は、広い用途分野に多様な形態で利
用されているがその用途目的によっては、金属成形体の
特定部位の機械的強度の増大あるいは機械的強度を維持
しながら全体的に軽量化をはかる必要を生じる場合があ
る。
れる。これらの金属は、広い用途分野に多様な形態で利
用されているがその用途目的によっては、金属成形体の
特定部位の機械的強度の増大あるいは機械的強度を維持
しながら全体的に軽量化をはかる必要を生じる場合があ
る。
本発明は、この強化したい特定部位にその目的に合致す
る形状の凹設部を形設し、その凹設部にＳｉＣウィスカ
ー強化複合材を加圧鍛造法により埋設するものである。
る形状の凹設部を形設し、その凹設部にＳｉＣウィスカ
ー強化複合材を加圧鍛造法により埋設するものである。
ＳｉＣウィスカー強化複合材の形状は凹設部の形状に合
せて製作されるが、立方体状、直方体状、円柱状、円板
状などの簡易な形状で使用することもできる。このＳｉ
Ｃウィスカー強化複合材は、所定の形状および設定した
Ｖｆ値になるように成形したＳｉＣウィスカープリフォ
ームに、八ｇやＡｌ金合金どの軽金属をマトリックス金
属として溶湯含浸法により製造される。なお、ｖｒ値は
強度特性の上から１０〜２５％に設定することが好まし
い。この凹設部にＳｉＣウィスカー強化複合材を加圧鍛
造法によって埋設する場合、凹設部に充満して空隙が残
存しないこと、母材金属との界面接合性が良好であるこ
とが必要である。
せて製作されるが、立方体状、直方体状、円柱状、円板
状などの簡易な形状で使用することもできる。このＳｉ
Ｃウィスカー強化複合材は、所定の形状および設定した
Ｖｆ値になるように成形したＳｉＣウィスカープリフォ
ームに、八ｇやＡｌ金合金どの軽金属をマトリックス金
属として溶湯含浸法により製造される。なお、ｖｒ値は
強度特性の上から１０〜２５％に設定することが好まし
い。この凹設部にＳｉＣウィスカー強化複合材を加圧鍛
造法によって埋設する場合、凹設部に充満して空隙が残
存しないこと、母材金属との界面接合性が良好であるこ
とが必要である。
本発明は加圧鍛造時に、母材金属およびＳｉＣウィスカ
ー強化複合材を４５０〜５５０℃に加熱し、また鍛造加
圧ヘッドを２００〜４００℃に予熱することおよび１０
００〜３０００ｋｇ／ｃｍ’の圧力で鍛造することによ
り凹設部に的確に埋設することを可能としたものである
。母材金属および８ｉＣウイス力−強化複合材を４５０
〜５５０°Ｃに加熱することによりＳｉＣウィスカー強
化複合材の塑性変形が容易になり、凹設部に的確に埋込
まれる。この場合、鍛造加圧ヘッドも予熱することが必
要であり、加圧鍛造時に局部的温度低下の発生を防止す
ることができる。さらに、ＳｉＣウィスカー強化複合材
の塑性変形を円滑に進行させるために鍛造時の圧力をＩ
０００〜３０００ ｋｇ／ｃｍ２に設定することが必
要である。これらの鍛造条件は、ＳｉＣウィスカー強化
複合材の塑性変形度、母材金属との界面接合性や熱膨張
率などにより影響されるが、本発明で設定する条件を適
用することにより、ＳｉＣウィスカー強化複合材を母材
金属の凹設部に的確に埋設することが可能となる。
ー強化複合材を４５０〜５５０℃に加熱し、また鍛造加
圧ヘッドを２００〜４００℃に予熱することおよび１０
００〜３０００ｋｇ／ｃｍ’の圧力で鍛造することによ
り凹設部に的確に埋設することを可能としたものである
。母材金属および８ｉＣウイス力−強化複合材を４５０
〜５５０°Ｃに加熱することによりＳｉＣウィスカー強
化複合材の塑性変形が容易になり、凹設部に的確に埋込
まれる。この場合、鍛造加圧ヘッドも予熱することが必
要であり、加圧鍛造時に局部的温度低下の発生を防止す
ることができる。さらに、ＳｉＣウィスカー強化複合材
の塑性変形を円滑に進行させるために鍛造時の圧力をＩ
０００〜３０００ ｋｇ／ｃｍ２に設定することが必
要である。これらの鍛造条件は、ＳｉＣウィスカー強化
複合材の塑性変形度、母材金属との界面接合性や熱膨張
率などにより影響されるが、本発明で設定する条件を適
用することにより、ＳｉＣウィスカー強化複合材を母材
金属の凹設部に的確に埋設することが可能となる。
なお、凹設部の形状、ＳｉＣウィスカー強化複合材の形
状や塑性変形度により加圧鍛造時の塑性変形速度を調節
することが好ましく、例えばＳｉＣウィスカー強化複合
材の高さをＱ１塑性変形による高さの変化をＡｌとして
、高さ方向の塑性変形速度を塑性変形率△ρ／Ｑに逆比
例させることが好ましい。
状や塑性変形度により加圧鍛造時の塑性変形速度を調節
することが好ましく、例えばＳｉＣウィスカー強化複合
材の高さをＱ１塑性変形による高さの変化をＡｌとして
、高さ方向の塑性変形速度を塑性変形率△ρ／Ｑに逆比
例させることが好ましい。
［作 用−１
上記鍛造条件を適用することにより、ＳｉＣウィスカー
を複合強化しまた八〇や△ρ合金材の塑性変形が円滑に
進行して鉄やステンレス系の母材金属中の所定の凹設部
に的確に埋設し、ＢＪ＋Ｎ金属に密着性よく接合されろ
。
を複合強化しまた八〇や△ρ合金材の塑性変形が円滑に
進行して鉄やステンレス系の母材金属中の所定の凹設部
に的確に埋設し、ＢＪ＋Ｎ金属に密着性よく接合されろ
。
１実施例−１
母材金属成形体として、縦４０ｍｘ、横６０Ｈ１高さ２
０ｍｍの直方体形状の鋼鉄を用い、その表面に縦２８ｍ
ｙ＋、横４８πＪ深ざ１０隷で底面部が縦３０ｍｍ、横
５０ｖｔｍの四角錐台状の凹設部を形設し）こ。
０ｍｍの直方体形状の鋼鉄を用い、その表面に縦２８ｍ
ｙ＋、横４８πＪ深ざ１０隷で底面部が縦３０ｍｍ、横
５０ｖｔｍの四角錐台状の凹設部を形設し）こ。
次に、直径０．１−１．０ μＬ長さ１０〜１ＯＯＩｚ
＊のＳｉＣウィスカーを使用し、Ａｌ金合金Δｃ８Δ）
をマトリックス金属としてＶｆ値１０％のＳｉＣウィス
カー強化複合材を作製した。形状（」凹設部の形状を考
慮して、縦２９．５πｎ１横４．９．５ｍｍ、高さ２０
ｍｍの成形体とした。
＊のＳｉＣウィスカーを使用し、Ａｌ金合金Δｃ８Δ）
をマトリックス金属としてＶｆ値１０％のＳｉＣウィス
カー強化複合材を作製した。形状（」凹設部の形状を考
慮して、縦２９．５πｎ１横４．９．５ｍｍ、高さ２０
ｍｍの成形体とした。
この母材金属の凹設部にＳｉＣウィスカ・−強化複合相
を種々の鍛造条件で埋設し、その結果を表に示した。
を種々の鍛造条件で埋設し、その結果を表に示した。
（注）※
外観； ＳｉＣウィスカー強化複合材の変形および埋設
状態を肉視観察。
状態を肉視観察。
接合性；母材金属とＳｉＣウィスカー強化複合材との接
合面を直角方向に切断、研磨した後、１００倍および４
００倍の倍率で顕微鏡観察。
合面を直角方向に切断、研磨した後、１００倍および４
００倍の倍率で顕微鏡観察。
複合部の内部検査；超音波（５Ｍ Ｉ−Ｉ ｚ）で複合
部分の内部を探傷。
部分の内部を探傷。
なお、母材金属としてステンレス鋼を使用した場合も同
様の結果を示した。
様の結果を示した。
［発明の効果」
」−記説明で明らかなように、本発明により鉄やステン
レス系の母材金属の所望部位にＳ ＩＣウィスカーを複
合強化したＡｌやＡｉ２合金祠を良好な接合状態で的確
に埋込むことができる。したがって、金属部材の機械的
強度や剛性の向」−１軽量化などをはかることができ、
各種用途目的に応じて広い分野で有用な素材として使用
することができる。
レス系の母材金属の所望部位にＳ ＩＣウィスカーを複
合強化したＡｌやＡｉ２合金祠を良好な接合状態で的確
に埋込むことができる。したがって、金属部材の機械的
強度や剛性の向」−１軽量化などをはかることができ、
各種用途目的に応じて広い分野で有用な素材として使用
することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、母材金属の特定部位に形設した凹設部にＳｉＣウィ
スカー強化複合材を鍛造法により埋設するＳｉＣウィス
カー強化金属複合部材の製造方法において、母材金属お
よびＳｉＣウィスカー強化複合材を４５０〜５５０℃に
加熱するとともに鍛造加圧ヘッドを２００〜４００℃に
予熱し、１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ＾２の圧力で加
圧鍛造することを特徴とするＳｉＣウィスカー強化金属
複合部材の製造方法。 ２、ＳｉＣウィスカー強化複合材が、ＳｉＣウィスカー
を複合強化したＡｌまたはＡｌ合金である特許請求の範
囲第１項記載のＳｉＣウィスカー強化金属複合部材の製
造方法。 ３、母材金属が鉄系またはステンレス系の金属である特
許請求の範囲第１項記載のＳｉＣウィスカー強化金属複
合部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025786A JPS62168625A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | ＳｉＣウイスカ−強化金属複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025786A JPS62168625A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | ＳｉＣウイスカ−強化金属複合部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62168625A true JPS62168625A (ja) | 1987-07-24 |
Family
ID=11745266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1025786A Pending JPS62168625A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | ＳｉＣウイスカ−強化金属複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62168625A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5964967A (en) * | 1990-06-08 | 1999-10-12 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Method of treatment of metal matrix composites |
-
1986
- 1986-01-22 JP JP1025786A patent/JPS62168625A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5964967A (en) * | 1990-06-08 | 1999-10-12 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Method of treatment of metal matrix composites |
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