JPH031437B2 - - Google Patents
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- JPH031437B2 JPH031437B2 JP63068100A JP6810088A JPH031437B2 JP H031437 B2 JPH031437 B2 JP H031437B2 JP 63068100 A JP63068100 A JP 63068100A JP 6810088 A JP6810088 A JP 6810088A JP H031437 B2 JPH031437 B2 JP H031437B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
- C22C49/08—Iron group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2015—Strands
- D07B2201/2042—Strands characterised by a coating
- D07B2201/2043—Strands characterised by a coating comprising metals
-
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- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3017—Silicon carbides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Ropes Or Cables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野〕
本発明は、FRMの中間素材としての炭化ケイ
素繊維強化アルミニウム系プリフオームワイヤー
の製造法に関し、特に高温での強度劣化が防止で
きる上記プリフオームワイヤーの製造法に関す
る。なお、本発明でいうプリフオームワイヤーは
プリフオームシートまたはテープをも包含する概
念である。
素繊維強化アルミニウム系プリフオームワイヤー
の製造法に関し、特に高温での強度劣化が防止で
きる上記プリフオームワイヤーの製造法に関す
る。なお、本発明でいうプリフオームワイヤーは
プリフオームシートまたはテープをも包含する概
念である。
[従来の技術〕
従来から、炭化ケイ素繊維等の繊維状材料にア
ルミニウム等の金属を含浸せしめてなる複合材料
は、強靭性、軽量性または柔軟性等の金属や繊維
のそれぞれの長所を兼ね備えているため、車両、
航空機、ロケツト、宇宙船等各種の材料に広範に
利用が見込まれ期待されている。
ルミニウム等の金属を含浸せしめてなる複合材料
は、強靭性、軽量性または柔軟性等の金属や繊維
のそれぞれの長所を兼ね備えているため、車両、
航空機、ロケツト、宇宙船等各種の材料に広範に
利用が見込まれ期待されている。
このような金属/繊維複合材を製造する方法は
種々提案され、例えば、プラズマジエツト、メタ
リコンまたは真空蒸着のように金属細粒または金
属蒸気を繊維束に吹付けて繊維表面に金属を付着
させ金属/繊維複合材あるいはその前駆体を作る
方法が知られている。しかし、この方法において
は、金属細粒または金属蒸気を直進的に吹きつけ
るため繊維束の内部までには十分に金属が浸透せ
ず満足のできる強度や弾性のものが得られないと
う欠点がある。
種々提案され、例えば、プラズマジエツト、メタ
リコンまたは真空蒸着のように金属細粒または金
属蒸気を繊維束に吹付けて繊維表面に金属を付着
させ金属/繊維複合材あるいはその前駆体を作る
方法が知られている。しかし、この方法において
は、金属細粒または金属蒸気を直進的に吹きつけ
るため繊維束の内部までには十分に金属が浸透せ
ず満足のできる強度や弾性のものが得られないと
う欠点がある。
また、他の方法として溶融金属浴中に繊維束を
含浸すると共に、溶融金属浴に超音波振動を加え
溶融金属を繊維束の内部まで浸透させる方法が提
案されている。この方法では、超音波振動により
繊維束が開繊し、内部の空気を排出するため繊維
束の内部まで金属がよく浸透するが、この振動の
ため繊維が雑然と開繊した状態で固定されてしま
い、金属/繊維複合材に所望の強度、弾性を付与
することが困難となる。
含浸すると共に、溶融金属浴に超音波振動を加え
溶融金属を繊維束の内部まで浸透させる方法が提
案されている。この方法では、超音波振動により
繊維束が開繊し、内部の空気を排出するため繊維
束の内部まで金属がよく浸透するが、この振動の
ため繊維が雑然と開繊した状態で固定されてしま
い、金属/繊維複合材に所望の強度、弾性を付与
することが困難となる。
このような課題を解決するために、特開昭61−
34167号公報に開示の方法が提案されている。こ
の方法は、炭化ケイ素繊維束を広げて引揃えた
後、アルミニウム等の溶融金属溶湯に超音波振動
を与えつつ該炭化ケイ素繊維束を通す方法である
が、高温での強度劣化に対しては不充分である。
すなわち、炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プ
リフオームワイヤーの製造においてアルミニウム
溶湯を高温にしてかつ長時間を費やして繊維を含
浸すると繊維表層に界面反応を生じ劣化する。ま
た、この劣化を防ぐため超音波振動を溶湯にか
け、短時間で含浸をする場合も劣化は改善される
が未だ充分でなく、高温における強度特性は改善
されない。
34167号公報に開示の方法が提案されている。こ
の方法は、炭化ケイ素繊維束を広げて引揃えた
後、アルミニウム等の溶融金属溶湯に超音波振動
を与えつつ該炭化ケイ素繊維束を通す方法である
が、高温での強度劣化に対しては不充分である。
すなわち、炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プ
リフオームワイヤーの製造においてアルミニウム
溶湯を高温にしてかつ長時間を費やして繊維を含
浸すると繊維表層に界面反応を生じ劣化する。ま
た、この劣化を防ぐため超音波振動を溶湯にか
け、短時間で含浸をする場合も劣化は改善される
が未だ充分でなく、高温における強度特性は改善
されない。
[発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上述のような従来技術に鑑みてなさ
れたものであり、低温で充分にアルミニウムを繊
維間に浸透、含浸せしめ、かつ繊維の劣化もな
く、高温での強度劣化を防止した炭化ケイ素繊維
強化アルミニウム系プリフオームワイヤーの製造
法を提供することを目的とする。
れたものであり、低温で充分にアルミニウムを繊
維間に浸透、含浸せしめ、かつ繊維の劣化もな
く、高温での強度劣化を防止した炭化ケイ素繊維
強化アルミニウム系プリフオームワイヤーの製造
法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段〕
本発明の上記目的は、アルミニウムに5.0〜
7.0wt%のニツケルを加えた共晶組成合金を用い、
これを一定温度とした溶湯中で炭化ケイ素繊維束
を処理することによつて達成され、低温での繊維
の含浸が可能で、低温なため繊維劣化も抑制で
き、また凝固温度範囲が狭いためプリフオーム内
の内部欠陥も抑制でき、高温での強度を高い水準
に維持し得ることを知見したものである。
7.0wt%のニツケルを加えた共晶組成合金を用い、
これを一定温度とした溶湯中で炭化ケイ素繊維束
を処理することによつて達成され、低温での繊維
の含浸が可能で、低温なため繊維劣化も抑制で
き、また凝固温度範囲が狭いためプリフオーム内
の内部欠陥も抑制でき、高温での強度を高い水準
に維持し得ることを知見したものである。
すなわち本発明は、炭化ケイ素繊維束を広げて
引揃えた後、アルミニウムに5.0〜7.0重量%のニ
ツケルを加えた共晶組成合金を溶融して融点の液
相線温度+50℃以下に保持した溶湯を作り、これ
に該繊維束を60秒以下連続的に浸漬し、該繊維束
に該合金を含浸させることを特徴とする炭化ケイ
素繊維強化アルミニウム系プリフオームワイヤー
の製造法にある。
引揃えた後、アルミニウムに5.0〜7.0重量%のニ
ツケルを加えた共晶組成合金を溶融して融点の液
相線温度+50℃以下に保持した溶湯を作り、これ
に該繊維束を60秒以下連続的に浸漬し、該繊維束
に該合金を含浸させることを特徴とする炭化ケイ
素繊維強化アルミニウム系プリフオームワイヤー
の製造法にある。
以下、本発明を図面に基づき詳細に説明する。
第1図は、本発明のプリフオームワイヤーの製
造法の一実施例を示す工程概略図である。
造法の一実施例を示す工程概略図である。
第1図において、繊維束引揃え装置1により繊
維束を広げて引揃えられた炭化ケイ素繊維束2
は、ガイドロール3a,3bを経て、アルミニウ
ムに5.0〜7.0重量%のニツケルを加えた共晶合金
組成からなる溶融合金4が満たされている溶融合
金槽5に導入され、共晶組成合金が含浸される。
維束を広げて引揃えられた炭化ケイ素繊維束2
は、ガイドロール3a,3bを経て、アルミニウ
ムに5.0〜7.0重量%のニツケルを加えた共晶合金
組成からなる溶融合金4が満たされている溶融合
金槽5に導入され、共晶組成合金が含浸される。
また、この溶融合金4は超音波振動装置6によ
り振動が与えられていることが望ましく、この超
音波振動によつて、炭化ケイ素繊維への共晶組成
合金の浸透はさらに効果的となる。
り振動が与えられていることが望ましく、この超
音波振動によつて、炭化ケイ素繊維への共晶組成
合金の浸透はさらに効果的となる。
溶融合金槽5の浴温は、共晶組成合金の融点の
液相線温度+50℃以下に保持することが要求であ
る。また、浴中の炭化ケイ素繊維束2の浸漬時間
は、60秒以下であることが必要される。溶融合金
4の浴温が融点の液相線温度+50℃を超えた場合
および/または炭化ケイ素繊維束2の浸漬時間が
60秒を超えると、繊維表層の界面反応が激しく生
じて繊維が劣化するので不都合である。
液相線温度+50℃以下に保持することが要求であ
る。また、浴中の炭化ケイ素繊維束2の浸漬時間
は、60秒以下であることが必要される。溶融合金
4の浴温が融点の液相線温度+50℃を超えた場合
および/または炭化ケイ素繊維束2の浸漬時間が
60秒を超えると、繊維表層の界面反応が激しく生
じて繊維が劣化するので不都合である。
このように引揃えた状態で共晶組成合金を含浸
させた炭化ケイ素繊維束2は、繊維間に充分に共
晶組成合金が浸透し、空隙の少ないものとなり、
合金相には0.01〜1.0μの繊維状またはラメラー状
の共晶相が形成される。
させた炭化ケイ素繊維束2は、繊維間に充分に共
晶組成合金が浸透し、空隙の少ないものとなり、
合金相には0.01〜1.0μの繊維状またはラメラー状
の共晶相が形成される。
この炭化ケイ素繊維束2は、さらにガイドロー
ル3c,3dやスリツト7またはダイスを通して
連続的に引き出し、所望の形状を与えると共に、
過剰の合金を絞り取り、所定の繊維体積含有率の
繊維強化共晶相強化プリフオームワイヤーとさ
れ、例えば巻き取り装置8により巻き取られる。
なお、本発明においてはプリフオームワイヤーに
ついて述べたが、前述のごとく本発明でいうプリ
フオームワイヤーはプリフオームシートまたはテ
ープを包含するものである。
ル3c,3dやスリツト7またはダイスを通して
連続的に引き出し、所望の形状を与えると共に、
過剰の合金を絞り取り、所定の繊維体積含有率の
繊維強化共晶相強化プリフオームワイヤーとさ
れ、例えば巻き取り装置8により巻き取られる。
なお、本発明においてはプリフオームワイヤーに
ついて述べたが、前述のごとく本発明でいうプリ
フオームワイヤーはプリフオームシートまたはテ
ープを包含するものである。
[実施例〕
以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明
する。
する。
実施例 1
アルミニウム−5.7wt%ニツケル共晶組成合金
溶湯を融点より30℃高い670℃に保持し、単繊維
径13μの炭化ケイ素繊維250本からなる繊維束を
引き揃え、開繊して溶湯中に10秒間連続的に浸漬
しアルミニウム−ニツケル共晶組成合金を含浸し
て0.3mmφのプリフオームワイヤーを得た。この
プリフオームワイヤーの各温度における引張強度
を第2図に示す。
溶湯を融点より30℃高い670℃に保持し、単繊維
径13μの炭化ケイ素繊維250本からなる繊維束を
引き揃え、開繊して溶湯中に10秒間連続的に浸漬
しアルミニウム−ニツケル共晶組成合金を含浸し
て0.3mmφのプリフオームワイヤーを得た。この
プリフオームワイヤーの各温度における引張強度
を第2図に示す。
実施例 2
共振周波数20KHzの超音波振動を付与し炭化ケ
イ素繊維を1秒間連続的に浸漬した以外は実施例
1と同一条件でプリフオームワイヤーを得た。こ
のプリフオームワイヤーの各温度における引張強
度を第2図に示す。
イ素繊維を1秒間連続的に浸漬した以外は実施例
1と同一条件でプリフオームワイヤーを得た。こ
のプリフオームワイヤーの各温度における引張強
度を第2図に示す。
比較例
純アルミニウムを690℃(融点より30℃高い温
度)に保持した以外は実施例2と同一条件をプリ
フオームワイヤーを得た。このプリフオームワイ
ヤーの各温度における引張強度を第2図の示す。
度)に保持した以外は実施例2と同一条件をプリ
フオームワイヤーを得た。このプリフオームワイ
ヤーの各温度における引張強度を第2図の示す。
第2図に示されるように、比較例においては、
450℃における引張強度は常温の引張強度の90%
程度に低下するのに対し、実施例1〜2において
は、450℃における引張強度は常温の引張強度と
ほぼ同等に維持されている。
450℃における引張強度は常温の引張強度の90%
程度に低下するのに対し、実施例1〜2において
は、450℃における引張強度は常温の引張強度と
ほぼ同等に維持されている。
[発明の効果〕
以上に示した本発明の製造法によつて、高温に
おいても強度劣化が生じず、また低温での繊維の
含浸が可能で、繊維劣化も生じず、しかも凝固温
度範囲が狭いためプリフオームワイヤー内の内部
欠陥も生じない炭化ケイ素繊維強化アルミニウム
系プリフオームワイヤーが得られるという効果を
有する。
おいても強度劣化が生じず、また低温での繊維の
含浸が可能で、繊維劣化も生じず、しかも凝固温
度範囲が狭いためプリフオームワイヤー内の内部
欠陥も生じない炭化ケイ素繊維強化アルミニウム
系プリフオームワイヤーが得られるという効果を
有する。
第1図は、本発明のプリフオームワイヤーの製
造法の一例を示す工程概略図、および第2図は、
実施例1〜2および比較例の引張り強度と温度と
の関係を示すグラフ。 1:引揃え装置、2:炭化ケイ素繊維束、3
a,3b,3c,3d:ガイドロール、4:溶融
合金、5:溶融合金槽、6:超音波振動装置、
7:スリツト、8:巻き取り装置。
造法の一例を示す工程概略図、および第2図は、
実施例1〜2および比較例の引張り強度と温度と
の関係を示すグラフ。 1:引揃え装置、2:炭化ケイ素繊維束、3
a,3b,3c,3d:ガイドロール、4:溶融
合金、5:溶融合金槽、6:超音波振動装置、
7:スリツト、8:巻き取り装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 炭化ケイ素繊維束を広げて引揃えた後、アル
ミニウムに5.0〜7.0重量%のニツケルを加えた共
晶組成合金を溶融して融点の液相線温度+50℃以
下に保持した溶湯を作り、これに該繊維束を60秒
以下連続的に浸漬し、該繊維束に該合金を含浸さ
せることを特徴とする炭化ケイ素繊維強化アルミ
ニウム系プリフオームワイヤーの製造法。 2 前記溶湯に超音波振動を付与して、該繊維束
に該合金を含浸させる特許請求の範囲第1項記載
の製造法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63068100A JPH01246486A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プリフォームワイヤーの製造法 |
EP88311576A EP0337034B1 (en) | 1988-03-24 | 1988-12-07 | Process for producing preformed wire from silicon carbide fiber-reinforced aluminium |
DE8888311576T DE3878894T2 (de) | 1988-03-24 | 1988-12-07 | Verfahren zur herstellung von vorgeformtem draht aus mit siliciumkarbidfasern verstaerktem aluminium. |
US07/292,465 US4877643A (en) | 1988-03-24 | 1988-12-30 | Process for producing preformed wire from silicon carbide fiber-reinforced aluminum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63068100A JPH01246486A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プリフォームワイヤーの製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01246486A JPH01246486A (ja) | 1989-10-02 |
JPH031437B2 true JPH031437B2 (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=13363984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63068100A Granted JPH01246486A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プリフォームワイヤーの製造法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4877643A (ja) |
EP (1) | EP0337034B1 (ja) |
JP (1) | JPH01246486A (ja) |
DE (1) | DE3878894T2 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01252741A (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-09 | Ube Ind Ltd | 繊維強化複合材料 |
US5004035A (en) * | 1988-11-10 | 1991-04-02 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of thermo-forming a novel metal matrix composite body and products produced therefrom |
US5518061A (en) * | 1988-11-10 | 1996-05-21 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of modifying the properties of a metal matrix composite body |
US5000246A (en) * | 1988-11-10 | 1991-03-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Flotation process for the formation of metal matrix composite bodies |
US5000249A (en) * | 1988-11-10 | 1991-03-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composites by use of an immersion casting technique and product produced thereby |
US5413851A (en) * | 1990-03-02 | 1995-05-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated fibers |
US5366687A (en) * | 1991-01-07 | 1994-11-22 | United Technologies Corporation | Electrophoresis process for preparation of ceramic fibers |
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