JP3457155B2 - Al基複合材料およびその製造方法 - Google Patents
Al基複合材料およびその製造方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強化材の強化作用
を向上させた分散強化型Al基複合材料およびその製造
方法に関する。
を向上させた分散強化型Al基複合材料およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで、分散強化型Al基複合材料に
おいて、強化材の体積率から混合則(複合則)により推
定される強度を実現することは非常に困難であり、期待
される強度に対して実際に得られる強度がかなり低いの
が一般的であった。例えば、Al−Si−Cu合金マト
リクス中に10 vol%のSi3 N4 粒子を分散させて
も、このAl基複合材料の強度はマトリクス強度に対し
て高々5%程度しか向上しない。この場合、混合則から
はマトリクス強度に対して少なくとも10〜15%程度
の強度向上が見込まれるが、実際の複合材料ではその推
定強度を大きくした回る強度しか実現できない。その原
因は明らかではないが、強化材とマトリクスとの界面接
着力が低く強化材の特性が十分に発現できない、あるい
は強化材粒子のサイズが最大で44μm と比較的粗大で
ある、といった原因が考えられる。
おいて、強化材の体積率から混合則(複合則)により推
定される強度を実現することは非常に困難であり、期待
される強度に対して実際に得られる強度がかなり低いの
が一般的であった。例えば、Al−Si−Cu合金マト
リクス中に10 vol%のSi3 N4 粒子を分散させて
も、このAl基複合材料の強度はマトリクス強度に対し
て高々5%程度しか向上しない。この場合、混合則から
はマトリクス強度に対して少なくとも10〜15%程度
の強度向上が見込まれるが、実際の複合材料ではその推
定強度を大きくした回る強度しか実現できない。その原
因は明らかではないが、強化材とマトリクスとの界面接
着力が低く強化材の特性が十分に発現できない、あるい
は強化材粒子のサイズが最大で44μm と比較的粗大で
ある、といった原因が考えられる。
【0003】TiC粒子分散強化型Al基複合材料およ
びその製造方法が、特開平6−17165号公報に開示
されている。この複合材料は、Ti粉末、黒鉛粉末、お
よびAlまたはAl合金粉末から成る圧粉成形体を作成
し、AlまたはAl合金溶湯を含浸させた後に、加熱し
てTiC粒子を生成させ、その後この成形体をAlまた
はAl合金の溶湯中に溶解することにより製造される。
びその製造方法が、特開平6−17165号公報に開示
されている。この複合材料は、Ti粉末、黒鉛粉末、お
よびAlまたはAl合金粉末から成る圧粉成形体を作成
し、AlまたはAl合金溶湯を含浸させた後に、加熱し
てTiC粒子を生成させ、その後この成形体をAlまた
はAl合金の溶湯中に溶解することにより製造される。
【0004】元来、上記と同様の圧粉成形体を作成し、
これを加熱してTiC粒子を生成させた後に、Alまた
はAl合金溶湯中に溶解させる方法が、特開昭63−8
3239号公報により知られていた。しかし、多孔質で
ある成形体と溶湯とは種々の要因で馴染みが悪いため、
実際には溶解させることが非常に困難であり、微細なT
iC粒子を均一に分散させた良好な組織のAl基複合材
料を得ることは極めて困難であり、現実の生産方法とし
て採用するには適当でなかった。
これを加熱してTiC粒子を生成させた後に、Alまた
はAl合金溶湯中に溶解させる方法が、特開昭63−8
3239号公報により知られていた。しかし、多孔質で
ある成形体と溶湯とは種々の要因で馴染みが悪いため、
実際には溶解させることが非常に困難であり、微細なT
iC粒子を均一に分散させた良好な組織のAl基複合材
料を得ることは極めて困難であり、現実の生産方法とし
て採用するには適当でなかった。
【0005】前記特開平6−17165号公報に開示さ
れた技術は、上記と同様の圧粉成形体を作成し、これに
AlまたはAl合金溶湯を含浸させてから、加熱してT
iC粒子を生成させ、その後、AlまたはAl合金溶湯
に溶解させる。この方法によれば、含浸により圧粉成形
体の空隙がAlまたはAl合金で充填されるため、最終
的に成形体を溶解するAlまたはAl合金溶湯との馴染
みが非常に良くなり、溶解が極めて容易にできるように
なる。そのため、微細なTiC粒子が均一に分散した良
好な組織を持つAl基複合材料を製造することができ
る。この技術の一つのポイントは、成形体を加熱する前
に含浸を行う点にあり、加熱によりTiCとなる前のT
iが含浸工程においてゲッター作用を発現し、成形体の
空隙内の空気(酸素・窒素)を除去して真空状態を生起
し吸引作用を誘起するため、溶湯は加圧されなくとも空
隙内に容易に浸透し、十分良好な含浸が行われる。
れた技術は、上記と同様の圧粉成形体を作成し、これに
AlまたはAl合金溶湯を含浸させてから、加熱してT
iC粒子を生成させ、その後、AlまたはAl合金溶湯
に溶解させる。この方法によれば、含浸により圧粉成形
体の空隙がAlまたはAl合金で充填されるため、最終
的に成形体を溶解するAlまたはAl合金溶湯との馴染
みが非常に良くなり、溶解が極めて容易にできるように
なる。そのため、微細なTiC粒子が均一に分散した良
好な組織を持つAl基複合材料を製造することができ
る。この技術の一つのポイントは、成形体を加熱する前
に含浸を行う点にあり、加熱によりTiCとなる前のT
iが含浸工程においてゲッター作用を発現し、成形体の
空隙内の空気(酸素・窒素)を除去して真空状態を生起
し吸引作用を誘起するため、溶湯は加圧されなくとも空
隙内に容易に浸透し、十分良好な含浸が行われる。
【0006】上記のように、特開平6−17165号公
報の技術により良好な特性を持つTiC粒子分散強化A
l基複合材料が得られるが、やはり混合則から期待され
る推定強度に対してかなり低い強度しか実現できず、よ
り一層の強度向上が望まれていた。
報の技術により良好な特性を持つTiC粒子分散強化A
l基複合材料が得られるが、やはり混合則から期待され
る推定強度に対してかなり低い強度しか実現できず、よ
り一層の強度向上が望まれていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
TiC粒子分散強化Al基複合材料よりも更に強度を向
上させた分散強化型Al基複合材料およびその製造方法
を提供することを目的とする。
TiC粒子分散強化Al基複合材料よりも更に強度を向
上させた分散強化型Al基複合材料およびその製造方法
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、AlまたはAl合金のマトリクス中にTiC粒
子およびTi−Al−Si3元化合物粒子が強化材とし
て分散していることを特徴とするAl基複合材料によっ
て達成される。上記本発明のAl基複合材料を製造する
方法は、第1の観点によれば、Ti粉末、黒鉛粉末、お
よびAlまたはAl合金粉末から成りTi粉末と黒鉛粉
末の重量比Ti/Cが4.5〜7.0である混合粉末の
圧粉成形体を作成する工程、該成形体にSi含有Al合
金の溶湯を含浸させて一体の含浸体とする工程、および
該含浸体を加熱することによりTiC粒子およびTi−
Al−Si3元化合物粒子を生成させる工程を含むこと
を特徴とする。
よれば、AlまたはAl合金のマトリクス中にTiC粒
子およびTi−Al−Si3元化合物粒子が強化材とし
て分散していることを特徴とするAl基複合材料によっ
て達成される。上記本発明のAl基複合材料を製造する
方法は、第1の観点によれば、Ti粉末、黒鉛粉末、お
よびAlまたはAl合金粉末から成りTi粉末と黒鉛粉
末の重量比Ti/Cが4.5〜7.0である混合粉末の
圧粉成形体を作成する工程、該成形体にSi含有Al合
金の溶湯を含浸させて一体の含浸体とする工程、および
該含浸体を加熱することによりTiC粒子およびTi−
Al−Si3元化合物粒子を生成させる工程を含むこと
を特徴とする。
【0009】更に、第2の観点によれば、本発明のAl
基複合材料を製造する方法は、Ti粉末、黒鉛粉末、お
よびAlまたはAl合金粉末から成りTi粉末と黒鉛粉
末の重量比Ti/Cが4.5〜7.0である混合粉末の
圧粉成形体を作成する工程、該成形体にAlまたはAl
合金の第1溶湯を含浸させて一体の含浸体とする工程、
該含浸体を加熱することにより、Al合金の第2溶湯を
形成しつつ該第2合金中にTiC粒子およびTi−Al
2元化合物粒子を生成させる工程、および該第2溶湯ま
たは該第2溶湯の凝固物に、Si含有Al合金の第3溶
湯を注湯することにより、TiC粒子およびTi−Al
−Si3元化合物粒子を生成させる工程、を含むことを
特徴とする。
基複合材料を製造する方法は、Ti粉末、黒鉛粉末、お
よびAlまたはAl合金粉末から成りTi粉末と黒鉛粉
末の重量比Ti/Cが4.5〜7.0である混合粉末の
圧粉成形体を作成する工程、該成形体にAlまたはAl
合金の第1溶湯を含浸させて一体の含浸体とする工程、
該含浸体を加熱することにより、Al合金の第2溶湯を
形成しつつ該第2合金中にTiC粒子およびTi−Al
2元化合物粒子を生成させる工程、および該第2溶湯ま
たは該第2溶湯の凝固物に、Si含有Al合金の第3溶
湯を注湯することにより、TiC粒子およびTi−Al
−Si3元化合物粒子を生成させる工程、を含むことを
特徴とする。
【0010】本発明者は、Al基複合材料の強化材とし
て、従来からに用いられていたTiC粒子に加えてTi
−Al−Si3元化合物粒子が共存することにより、両
方の粒子の合計体積率に基づく混合則から見積もられる
よりも遙かに大きい強化作用が得られるという全く新し
い事実を見出し、この新規な知見に基づき本発明を完成
させたものである。
て、従来からに用いられていたTiC粒子に加えてTi
−Al−Si3元化合物粒子が共存することにより、両
方の粒子の合計体積率に基づく混合則から見積もられる
よりも遙かに大きい強化作用が得られるという全く新し
い事実を見出し、この新規な知見に基づき本発明を完成
させたものである。
【0011】AlまたはAl合金マトリクス中に、強化
材としてTiC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子
とを共存させるには、上記第1観点および第2観点のい
ずれかの方法によればよい。すなわち、第1観点の方法
では、Ti粉末、黒鉛粉末、およびAlまたはAl合金
粉末から成る圧粉成形体にSi含有Al合金の溶湯を含
浸した後、加熱することによりTiC粒子およびTi−
Al−Si3元化合物粒子を生成させる。
材としてTiC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子
とを共存させるには、上記第1観点および第2観点のい
ずれかの方法によればよい。すなわち、第1観点の方法
では、Ti粉末、黒鉛粉末、およびAlまたはAl合金
粉末から成る圧粉成形体にSi含有Al合金の溶湯を含
浸した後、加熱することによりTiC粒子およびTi−
Al−Si3元化合物粒子を生成させる。
【0012】第1観点の方法により製造されるAl基複
合材料は、強化材粒子を高濃度で含有しているので、主
たる用途としては、更に別のAlまたはAl合金(Si
を含有してもしなくてもよい)溶湯に溶解し強化材濃度
を希釈して別のAl基複合材料を製造するための強化材
導入用を想定している。もちろん、用途によっては、そ
のままで構造部材等として用いることも制限はしない。
合材料は、強化材粒子を高濃度で含有しているので、主
たる用途としては、更に別のAlまたはAl合金(Si
を含有してもしなくてもよい)溶湯に溶解し強化材濃度
を希釈して別のAl基複合材料を製造するための強化材
導入用を想定している。もちろん、用途によっては、そ
のままで構造部材等として用いることも制限はしない。
【0013】また、第2観点の方法によれば、Ti粉
末、黒鉛粉末、およびAlまたはAl合金粉末から成る
圧粉成形体に、先ずAlまたはAl合金の第1溶湯を含
浸させて一体の含浸体とし、この含浸体を加熱すること
によりAl合金の第2溶湯を形成しつつ該第2溶湯中に
TiC粒子およびTi−Al2元化合物粒子を生成さ
せ、次に該第2溶湯または該第2溶湯の凝固物に、Si
含有Al合金の第3溶湯を注湯することによりTiC粒
子およびTi−Al−Si3元化合物粒子を生成させ
る。
末、黒鉛粉末、およびAlまたはAl合金粉末から成る
圧粉成形体に、先ずAlまたはAl合金の第1溶湯を含
浸させて一体の含浸体とし、この含浸体を加熱すること
によりAl合金の第2溶湯を形成しつつ該第2溶湯中に
TiC粒子およびTi−Al2元化合物粒子を生成さ
せ、次に該第2溶湯または該第2溶湯の凝固物に、Si
含有Al合金の第3溶湯を注湯することによりTiC粒
子およびTi−Al−Si3元化合物粒子を生成させ
る。
【0014】第2観点の方法により製造されるAl基複
合材料は、第1観点の方法で製造されるAl基複合材料
と比較すると、既に第3溶湯で希釈されており、用途と
しては、そのまま構造部材等として用いることが適当で
ある。更に別の溶湯中に溶解すると希釈され過ぎてしま
い、強化材濃度が低くなり強度向上効果は期待できな
い。
合材料は、第1観点の方法で製造されるAl基複合材料
と比較すると、既に第3溶湯で希釈されており、用途と
しては、そのまま構造部材等として用いることが適当で
ある。更に別の溶湯中に溶解すると希釈され過ぎてしま
い、強化材濃度が低くなり強度向上効果は期待できな
い。
【0015】いずれの方法も、前出の特開平6−171
65号公報と同じく圧粉成形体中のTiのゲッター効果
を利用して成形体に溶湯を含浸させて含浸体の形にする
ので、溶湯との馴染みが良く、溶湯中への溶解が容易に
行える。第1および第2観点にいずれにおいても、圧粉
成形体の構成成分であるTi粉末と黒鉛粉末との重量比
Ti/Cを4.5〜7.0の範囲とすることにより、T
iC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子との共存に
より、両方の粒子の合計体積率に基づく混合則よりも遙
かに大きい強度向上効果が得られる。重量比Ti/Cが
4.5より小さいと生成粒子の量が少なくなり、逆に
7.0より大きいと生成粒子のサイズが大きくなり、い
ずれの場合も強化作用が低下し、混合則を超える強度向
上効果は得られない。
65号公報と同じく圧粉成形体中のTiのゲッター効果
を利用して成形体に溶湯を含浸させて含浸体の形にする
ので、溶湯との馴染みが良く、溶湯中への溶解が容易に
行える。第1および第2観点にいずれにおいても、圧粉
成形体の構成成分であるTi粉末と黒鉛粉末との重量比
Ti/Cを4.5〜7.0の範囲とすることにより、T
iC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子との共存に
より、両方の粒子の合計体積率に基づく混合則よりも遙
かに大きい強度向上効果が得られる。重量比Ti/Cが
4.5より小さいと生成粒子の量が少なくなり、逆に
7.0より大きいと生成粒子のサイズが大きくなり、い
ずれの場合も強化作用が低下し、混合則を超える強度向
上効果は得られない。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のAl基複合材料の製造方
法に用いるSi含有Al合金は、基本的にはSiを含有
するAl基合金であれば本発明の効果が得られるが、S
i含有量が0.3〜18wt%であることが望ましく、
1.0〜18wt%であることが更に望ましい。
法に用いるSi含有Al合金は、基本的にはSiを含有
するAl基合金であれば本発明の効果が得られるが、S
i含有量が0.3〜18wt%であることが望ましく、
1.0〜18wt%であることが更に望ましい。
【0017】Siが0.3wt%以上存在することによ
り、TiC粒子に加えてTi−Al−Si3元化合物粒
子が共存する効果が明瞭になり、TiC粒子のみを分散
させた場合に比べて、2種類の強化材粒子の合計体積率
に基づく混合則よりも大きい強度向上効果が得られる。
この効果はSi含有量が1.0wt%以上になると更に顕
著になり、Si含有量の増加に伴い効果も大きくなる。
ただし、Siが18wt%を超えて存在すると、Al基複
合材料が脆化する傾向が顕著になり、生産性の観点から
実用的でない。
り、TiC粒子に加えてTi−Al−Si3元化合物粒
子が共存する効果が明瞭になり、TiC粒子のみを分散
させた場合に比べて、2種類の強化材粒子の合計体積率
に基づく混合則よりも大きい強度向上効果が得られる。
この効果はSi含有量が1.0wt%以上になると更に顕
著になり、Si含有量の増加に伴い効果も大きくなる。
ただし、Siが18wt%を超えて存在すると、Al基複
合材料が脆化する傾向が顕著になり、生産性の観点から
実用的でない。
【0018】
〔実施例1〕TiC粒子とTi−Al−Si3元化合物
粒子を強化材とする分散強化型Al基複合材料を以下の
手順で製造した。 [圧粉成形体の作成]0.9〜1.5g(0.1gきざ
み、7水準)のTi粉末(住友シチックス製、−325
メッシュ)、0.2gの黒鉛粉末(AESAR製、−3
25メッシュ)、および0.5gの純Al粉末(東洋ア
ルミニウム製、−100メッシュ)を秤量混合した。得
られた混合粉末を金型圧縮法にて面圧4トンでφ11.
3mm×5mmの円柱状に成形した。これにより、Ti
含有量が7水準に異なる7種類の圧粉成形体が得られ
た。
粒子を強化材とする分散強化型Al基複合材料を以下の
手順で製造した。 [圧粉成形体の作成]0.9〜1.5g(0.1gきざ
み、7水準)のTi粉末(住友シチックス製、−325
メッシュ)、0.2gの黒鉛粉末(AESAR製、−3
25メッシュ)、および0.5gの純Al粉末(東洋ア
ルミニウム製、−100メッシュ)を秤量混合した。得
られた混合粉末を金型圧縮法にて面圧4トンでφ11.
3mm×5mmの円柱状に成形した。これにより、Ti
含有量が7水準に異なる7種類の圧粉成形体が得られ
た。
【0019】[圧粉成形体への溶湯含浸(含浸体の作
成)]これらの圧粉成形体を、純Al溶湯(温度:780
℃)中に30秒間浸漬した後、取り出して赤熱しないよ
うに凝固させ、含浸体とした。 [含浸体の加熱(強化粒子の予備生成過程)]上記含浸体
をArガス雰囲気中にて5℃/分の加熱速度で1200
℃まで加熱した後、加熱を停止して同雰囲気中で室温ま
で自然冷却してペレットを得た。
成)]これらの圧粉成形体を、純Al溶湯(温度:780
℃)中に30秒間浸漬した後、取り出して赤熱しないよ
うに凝固させ、含浸体とした。 [含浸体の加熱(強化粒子の予備生成過程)]上記含浸体
をArガス雰囲気中にて5℃/分の加熱速度で1200
℃まで加熱した後、加熱を停止して同雰囲気中で室温ま
で自然冷却してペレットを得た。
【0020】冷却後、各ペレットの組織を観察したとこ
ろ、Ti含有量によらず全ての試料においてサブミクロ
ンサイズのTiC粒子とTiAl3 粒子が微細に分散し
た組織を有するペレットが得られたことが確認された。 [Si含有Al合金溶湯中への溶解(最終的な強化粒子
の生成)]最終的にAl基複合材料中でのTiC粒子の体
積率が0.5 vol%となるように、上記7種類のペレッ
トを各々適量秤量し、JIS−A4032合金(Al−
12wt%Si−1wt%Cu−1wt%Mg−1wt%Ni)
の溶湯100g(温度:750℃)中に溶解した。凝固
後に組織を観察したところ、Al合金マトリクス中に微
細なTiC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子が均
一に分散しており、良好な組織を持つAl基複合材料が
得られたことが確認された。
ろ、Ti含有量によらず全ての試料においてサブミクロ
ンサイズのTiC粒子とTiAl3 粒子が微細に分散し
た組織を有するペレットが得られたことが確認された。 [Si含有Al合金溶湯中への溶解(最終的な強化粒子
の生成)]最終的にAl基複合材料中でのTiC粒子の体
積率が0.5 vol%となるように、上記7種類のペレッ
トを各々適量秤量し、JIS−A4032合金(Al−
12wt%Si−1wt%Cu−1wt%Mg−1wt%Ni)
の溶湯100g(温度:750℃)中に溶解した。凝固
後に組織を観察したところ、Al合金マトリクス中に微
細なTiC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子が均
一に分散しており、良好な組織を持つAl基複合材料が
得られたことが確認された。
【0021】上記7種類のAl基複合材料にT6処理を
施した後、機械加工により試験片を作成し常温で引張試
験を行った。得られた結果を図1に示す。図1に示した
ように、圧粉成形体中のTi粉末配合量が0.9〜1.
4gの場合に、マトリクス合金JIS−A4032の強
度に対して混合則による推定強度を大幅に上回る強度が
得られた。
施した後、機械加工により試験片を作成し常温で引張試
験を行った。得られた結果を図1に示す。図1に示した
ように、圧粉成形体中のTi粉末配合量が0.9〜1.
4gの場合に、マトリクス合金JIS−A4032の強
度に対して混合則による推定強度を大幅に上回る強度が
得られた。
【0022】すなわち、従来TiC粒子が0.5 vol%
存在するだけではマトリクス強度に対して高々数%の強
度向上しか得られなかったのに対して、本発明によりT
iC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子とを共存さ
せることによって、マトリクス強度に対して20%近い
強度向上が得られた。上記Ti粉末配合量0.9〜1.
4gの範囲は、成形体構成成分の比率に換算するとT
i:Al:C=9〜14:5:2であるから、Ti粉末
と黒鉛粉末の配合比で表すと重量比Ti/C=4.5〜
7となる。この範囲の重量比でTi粉末と黒鉛粉末を配
合して圧粉成形体を作成することにより、最終的なAl
基複合材料において混合則からの推定を大きく上回る強
度向上が得られる。
存在するだけではマトリクス強度に対して高々数%の強
度向上しか得られなかったのに対して、本発明によりT
iC粒子とTi−Al−Si3元化合物粒子とを共存さ
せることによって、マトリクス強度に対して20%近い
強度向上が得られた。上記Ti粉末配合量0.9〜1.
4gの範囲は、成形体構成成分の比率に換算するとT
i:Al:C=9〜14:5:2であるから、Ti粉末
と黒鉛粉末の配合比で表すと重量比Ti/C=4.5〜
7となる。この範囲の重量比でTi粉末と黒鉛粉末を配
合して圧粉成形体を作成することにより、最終的なAl
基複合材料において混合則からの推定を大きく上回る強
度向上が得られる。
【0023】〔実施例2〕含浸体の加熱を昇温速度3℃
/分に遅くして行った以外は実施例1と同じ手順と条件
で7種類のTiC粒子・Ti−Al−Si3元化合物粒
子分散強化Al基複合材料を製造した。実施例1と同じ
T6処理を施した後、引張試験を行ったところ、Ti/
C=4.5〜7の範囲で実施例1とほぼ同様の強度向上
効果が得られた。加熱時の昇温速度は生成する強化粒子
のサイズに影響するが、3℃/分と5℃/分の昇温速度
の差では強度特性が実質的な変動するような粒子サイズ
の差は生じないことがわかる。
/分に遅くして行った以外は実施例1と同じ手順と条件
で7種類のTiC粒子・Ti−Al−Si3元化合物粒
子分散強化Al基複合材料を製造した。実施例1と同じ
T6処理を施した後、引張試験を行ったところ、Ti/
C=4.5〜7の範囲で実施例1とほぼ同様の強度向上
効果が得られた。加熱時の昇温速度は生成する強化粒子
のサイズに影響するが、3℃/分と5℃/分の昇温速度
の差では強度特性が実質的な変動するような粒子サイズ
の差は生じないことがわかる。
【0024】〔実施例3〕加熱処理後の含浸体を溶解す
るSi含有Al合金の組成を、JIS−A4032(A
l−12wt%Si−1wt%Cu−1wt%Mg−1wt%N
i)に代えてAl−12wt%Si−4wt%Cuとした以
外は、実施例1と同じ手順と条件で7種類のTiC粒子
・Ti−Al−Si3元化合物粒子分散強化Al基複合
材料を製造した。
るSi含有Al合金の組成を、JIS−A4032(A
l−12wt%Si−1wt%Cu−1wt%Mg−1wt%N
i)に代えてAl−12wt%Si−4wt%Cuとした以
外は、実施例1と同じ手順と条件で7種類のTiC粒子
・Ti−Al−Si3元化合物粒子分散強化Al基複合
材料を製造した。
【0025】実施例1と同じT6処理を施した後、引張
試験を行ったところ、Ti/C=4.5〜7の範囲で実
施例1とほぼ同様の強度向上効果が得られた。含浸体を
溶解する合金の組成を、実施例1と対比するとMgおよ
びNiが存在せずCu量が多いがSiは12wt%で同じ
であるため、同様な強度向上効果が得られたものと考え
られる。
試験を行ったところ、Ti/C=4.5〜7の範囲で実
施例1とほぼ同様の強度向上効果が得られた。含浸体を
溶解する合金の組成を、実施例1と対比するとMgおよ
びNiが存在せずCu量が多いがSiは12wt%で同じ
であるため、同様な強度向上効果が得られたものと考え
られる。
【0026】なお、上記実施例1〜3においては、第2
観点の製造方法により直接構造部材等として用いられる
Al基複合材料を製造する例を示したが、第1観点の製
造方法により強化材粒子を高濃度で含有するAl基複合
材料を製造した場合にも、上記と同様に混合則を上回る
強度向上効果が得られた。
観点の製造方法により直接構造部材等として用いられる
Al基複合材料を製造する例を示したが、第1観点の製
造方法により強化材粒子を高濃度で含有するAl基複合
材料を製造した場合にも、上記と同様に混合則を上回る
強度向上効果が得られた。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のTiC粒子分散強化Al基複合材料よりも更に強
度を向上させた、TiC粒子とTi−Al−Si3元化
合物粒子が共存する分散強化型Al基複合材料およびそ
の製造方法が提供される。
従来のTiC粒子分散強化Al基複合材料よりも更に強
度を向上させた、TiC粒子とTi−Al−Si3元化
合物粒子が共存する分散強化型Al基複合材料およびそ
の製造方法が提供される。
【図1】図1は、圧粉成形体中のTi粉末配合量とAl
基複合材料の引張強さとの関係をAl合金マトリクス強
度と対比して示すグラフである。
基複合材料の引張強さとの関係をAl合金マトリクス強
度と対比して示すグラフである。
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(72)発明者 佐藤 和明
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自
動車株式会社内
(72)発明者 出崎 亨
愛知県豊田市緑ヶ丘3丁目65番地 大豊
工業株式会社内
(72)発明者 神谷 荘司
愛知県豊田市緑ヶ丘3丁目65番地 大豊
工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平6−212320(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C22C 1/10
Claims (2)
- 【請求項1】 Ti粉末、黒鉛粉末、およびAlまたは
Al合金粉末から成りTi粉末と黒鉛粉末の重量比Ti
/Cが4.5〜7.0である混合粉末の圧粉成形体を作
成する工程、 該成形体にSi含有Al合金の溶湯を含浸させて一体の
含浸体とする工程、および該含浸体を加熱することによ
りTiC粒子およびTi−Al−Si3元化合物粒子を
生成させる工程を含むことを特徴とするAl基複合材料
の製造方法。 - 【請求項2】 Ti粉末、黒鉛粉末、およびAlまたは
Al合金粉末から成りTi粉末と黒鉛粉末の重量比Ti
/Cが4.5〜7.0である混合粉末の圧粉成形体を作
成する工程、 該成形体にAlまたはAl合金の第1溶湯を含浸させて
一体の含浸体とする工程、 該含浸体を加熱することにより、Al合金の第2溶湯を
形成しつつ該第2溶湯中にTiC粒子およびTi−Al
2元化合物粒子を生成させる工程、および該第2溶湯ま
たは該第2溶湯の凝固物に、Si含有Al合金の第3溶
湯を注湯することにより、TiC粒子およびTi−Al
−Si3元化合物粒子を生成させる工程、 を含むことを特徴とするAl基複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21058797A JP3457155B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Al基複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21058797A JP3457155B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Al基複合材料およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1150179A JPH1150179A (ja) | 1999-02-23 |
JP3457155B2 true JP3457155B2 (ja) | 2003-10-14 |
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Family Applications (1)
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JP21058797A Expired - Fee Related JP3457155B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Al基複合材料およびその製造方法 |
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JP (1) | JP3457155B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
CN109182802B (zh) * | 2018-11-12 | 2021-11-05 | 华北电力大学(保定) | 一种碳材料增强铜/铝基复合材料的制备方法 |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP21058797A patent/JP3457155B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH1150179A (ja) | 1999-02-23 |
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