JPH079045B2 - アルミニウム基複合材の製造方法 - Google Patents
アルミニウム基複合材の製造方法Info
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- JPH079045B2 JPH079045B2 JP1208847A JP20884789A JPH079045B2 JP H079045 B2 JPH079045 B2 JP H079045B2 JP 1208847 A JP1208847 A JP 1208847A JP 20884789 A JP20884789 A JP 20884789A JP H079045 B2 JPH079045 B2 JP H079045B2
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウム及びアルミニウム合金（本発明
でアルミニウムを主成分とする金属と云う）の固体中に
セラミツクスウイスカが分散して含有された分散強化型
複合材の製造方法に関する。
でアルミニウムを主成分とする金属と云う）の固体中に
セラミツクスウイスカが分散して含有された分散強化型
複合材の製造方法に関する。
アルミニウムを主成分とする金属の固体中に微細なセラ
ミックスウイスカを分散させた複合材を得る場合、アル
ミニウムに対するセラミックスウイスカの濡れ性が悪い
ことから、熔融状態にあるアルミニウムにセラミツクス
ウイスカをそのまま単独で混合してもセラミツクスウイ
スカをアルミニウム中に均一に分散させることが出来な
い。又、粉末にしたアルミニウムにセラミツクスウイス
カを混合してアルミニウムが液相となる温度まで加熱す
る方法が考えられるが、複合材中に気孔を生じないよう
にするために真空中で行なう必要があり、粉末にしたア
ルミニウムの表面には酸化被膜が形成されているため、
アルミニウム中に酸化アルミニウルが混合した状態とな
ることが避けられない。更にセラミツクスウイスカが炭
化珪素や、窒化珪素、炭素材であるとアルミニウムを主
成分とする金属中の酸化アルミニウムの酸素と、珪素が
反応して、炭化珪素や窒化珪素を酸化珪素に変化させた
り、炭素材を酸化炭素に変化させ、複合材の性能を低下
させる問題がある。
ミックスウイスカを分散させた複合材を得る場合、アル
ミニウムに対するセラミックスウイスカの濡れ性が悪い
ことから、熔融状態にあるアルミニウムにセラミツクス
ウイスカをそのまま単独で混合してもセラミツクスウイ
スカをアルミニウム中に均一に分散させることが出来な
い。又、粉末にしたアルミニウムにセラミツクスウイス
カを混合してアルミニウムが液相となる温度まで加熱す
る方法が考えられるが、複合材中に気孔を生じないよう
にするために真空中で行なう必要があり、粉末にしたア
ルミニウムの表面には酸化被膜が形成されているため、
アルミニウム中に酸化アルミニウルが混合した状態とな
ることが避けられない。更にセラミツクスウイスカが炭
化珪素や、窒化珪素、炭素材であるとアルミニウムを主
成分とする金属中の酸化アルミニウムの酸素と、珪素が
反応して、炭化珪素や窒化珪素を酸化珪素に変化させた
り、炭素材を酸化炭素に変化させ、複合材の性能を低下
させる問題がある。
本発明は、セラミツクスウイスカがアルミニウムにより
侵されず、アルミニウムを主成分とする金属中に均一に
分散含有され、気孔を含有しない複合材を容易に製造し
得る方法を提供することを課題とする。
侵されず、アルミニウムを主成分とする金属中に均一に
分散含有され、気孔を含有しない複合材を容易に製造し
得る方法を提供することを課題とする。
本発明は、アルカリ金属のチタンのフルオロチタネー
ト、アルカリ金属のフルオロジルコネート、アルカリ金
属のフルオロハフネートの内の少なくとも１種と、アル
カリ金属の弗化物及び塩化物、マグネシウム、鉛及び亜
鉛の弗化物の内の少なくとも１種の融材と、セラミツク
スウイスカとの小粒状の混合物を、アルミニウムを主成
分とする熔融金属と混合することを特徴とするアルミニ
ウム基複合材の製造方法にある。
ト、アルカリ金属のフルオロジルコネート、アルカリ金
属のフルオロハフネートの内の少なくとも１種と、アル
カリ金属の弗化物及び塩化物、マグネシウム、鉛及び亜
鉛の弗化物の内の少なくとも１種の融材と、セラミツク
スウイスカとの小粒状の混合物を、アルミニウムを主成
分とする熔融金属と混合することを特徴とするアルミニ
ウム基複合材の製造方法にある。
本発明は、炭化珪素、窒化珪素、炭素、アルミナ、チタ
ン酸カリウムのウイスカを対象とする。
ン酸カリウムのウイスカを対象とする。
アルカリ金属のフルオロチタネートとしては、Na2Ti
F6、K2TiF6、KNaTiF6、アルカリ金属のフルオロジルコ
ネートとしては、Na2ZrF6、K2ZrF6、KNaZrF6、アルカリ
金属のフルオロハフネートとしては、Na2HfF6、K2Hf
F6、KNaHfF6を挙げることが出来る。
F6、K2TiF6、KNaTiF6、アルカリ金属のフルオロジルコ
ネートとしては、Na2ZrF6、K2ZrF6、KNaZrF6、アルカリ
金属のフルオロハフネートとしては、Na2HfF6、K2Hf
F6、KNaHfF6を挙げることが出来る。
融材としては、一般に融材として知られているPbF2、KC
l-NaClの他、LiF、KF、NaF、KCl、NaCl、LiCl、MgF2、Z
nF2を用いることが出来る。
l-NaClの他、LiF、KF、NaF、KCl、NaCl、LiCl、MgF2、Z
nF2を用いることが出来る。
本発明によるアルミニウム基複合材を製造するには、一
般に、前記のフルオネートと融材と、ウイスカとに少量
の水を加えて混合した後、乾燥し粉砕したものを、アル
ミニウムを主成分とする熔融金属に少量ずつ撹拌しつつ
添加し、次いで必要に応じフラツクスとしてKCl-NaClの
ような塩化物を添加混合して、熔融金属中に生成した弗
化物等を熔融金属の表面に浮かせて除去し、鋳塊として
得るか、低圧鋳造法により成形品として得るものであ
る。
般に、前記のフルオネートと融材と、ウイスカとに少量
の水を加えて混合した後、乾燥し粉砕したものを、アル
ミニウムを主成分とする熔融金属に少量ずつ撹拌しつつ
添加し、次いで必要に応じフラツクスとしてKCl-NaClの
ような塩化物を添加混合して、熔融金属中に生成した弗
化物等を熔融金属の表面に浮かせて除去し、鋳塊として
得るか、低圧鋳造法により成形品として得るものであ
る。
鋳塊は圧延等により任意形状に加工することが出来る。
ウイスカと混合されウイスカの表面に、アルカリ金属の
フルオロチタネート、アルカリ金属のフルオロジルコネ
ート、アルカリ金属のフルオロハフネートと混合されて
付着された融材は、これらフルオネートの融点を下げア
ルミニウムを主成分とする金属の熔融温度で熔融させる
ようにする一方、ウイスカ表面に吸着されている酸素や
酸化物、水酸化物と反応してウイスカ表面を清浄にし、
ウイスカの表面のアルミニウムを主体とする金属との濡
れ性を良くするために用いられる。
フルオロチタネート、アルカリ金属のフルオロジルコネ
ート、アルカリ金属のフルオロハフネートと混合されて
付着された融材は、これらフルオネートの融点を下げア
ルミニウムを主成分とする金属の熔融温度で熔融させる
ようにする一方、ウイスカ表面に吸着されている酸素や
酸化物、水酸化物と反応してウイスカ表面を清浄にし、
ウイスカの表面のアルミニウムを主体とする金属との濡
れ性を良くするために用いられる。
上記のフルオネートは、融材によりアルミニウムを主体
とする金属の熔融温度で熔融してアルカリ金属フルオネ
ートと4A族金属（Ti,Zr,Hf）のフルオネートに分解す
る。この分解をフルオネート中のアルカリ金属は促進
し、アルカリ金属自身はアルカリ金属の弗化物となり、
融材として作用し、ウイスカ表面の酸素、酸化物、水酸
化物の酸素と結合して酸化物である滓となつて熔融金属
表面に浮上する。そして4A族金属弗化物は、アルミニウ
ムと一部が反応して弗化アルミニウムを生ずると共に、
ウイスカ表面近傍に4A族金属化合物の濃度の高い層を形
成し、ウイスカとアルミニウムを主体とする金属との反
応を防止し、ウイスカとアルミニウムを主体とする金属
とを結合する結合剤として働く。
とする金属の熔融温度で熔融してアルカリ金属フルオネ
ートと4A族金属（Ti,Zr,Hf）のフルオネートに分解す
る。この分解をフルオネート中のアルカリ金属は促進
し、アルカリ金属自身はアルカリ金属の弗化物となり、
融材として作用し、ウイスカ表面の酸素、酸化物、水酸
化物の酸素と結合して酸化物である滓となつて熔融金属
表面に浮上する。そして4A族金属弗化物は、アルミニウ
ムと一部が反応して弗化アルミニウムを生ずると共に、
ウイスカ表面近傍に4A族金属化合物の濃度の高い層を形
成し、ウイスカとアルミニウムを主体とする金属との反
応を防止し、ウイスカとアルミニウムを主体とする金属
とを結合する結合剤として働く。
SiCウイスカをアルミニウムを主体とする金属中に本発
明方法により分散せしめた場合の、ウイスカ表面と、マ
トリツクスであるアルミニウムの部分についてのオージ
エ分析結果によれば、図の曲線ａに示すようにウイスカ
表面には、TiとＣのエネルギーレベルから濃度の高いTi
C層が生成していることが判る。図の曲線ｂはマトリツ
クスを示す。
明方法により分散せしめた場合の、ウイスカ表面と、マ
トリツクスであるアルミニウムの部分についてのオージ
エ分析結果によれば、図の曲線ａに示すようにウイスカ
表面には、TiとＣのエネルギーレベルから濃度の高いTi
C層が生成していることが判る。図の曲線ｂはマトリツ
クスを示す。
この様にして、マトリツクス中に分散されたウイスカと
アルミニウムを主体とする金属とが密に結合した組織が
得られるものと考えられる。
アルミニウムを主体とする金属とが密に結合した組織が
得られるものと考えられる。
K2TiF630gと、LiF13gと、LiCl87gと、SiCウイスカ200g
とを、水100〜200gを加えながら、これらを均一に混合
されるように混合した。これをガスバーナーで加熱して
水のみを蒸発させ乾燥した。次にこれを1mm程度の小粒
状の大きさに砕き乾燥した。これを750℃の温度に溶解
した３重量％Mg-Al合金に、アルミナの撹拌棒で撹拌し
ながら少しずつ添加した。添加開始と共にフルオネート
と融材とがアルミニウムと反応して溶湯温度は数十度上
昇する。ウイスカの混入に従い粘度が上昇する。ウイス
カを混入し終つてから撹拌棒に直結したトルクメーター
のトルクの上昇が停止した時点を、ウイスカがアルミニ
ウム合金中に均一に分散し終つたことを示す指標とし
た。このあとKCl-65重量％NaCl約100gを溶湯に添加し更
に２分間撹拌を続け、溶湯表面を覆つている滓（主成分
はAlF3）を掬い取り除去する操作を２回繰返した。
とを、水100〜200gを加えながら、これらを均一に混合
されるように混合した。これをガスバーナーで加熱して
水のみを蒸発させ乾燥した。次にこれを1mm程度の小粒
状の大きさに砕き乾燥した。これを750℃の温度に溶解
した３重量％Mg-Al合金に、アルミナの撹拌棒で撹拌し
ながら少しずつ添加した。添加開始と共にフルオネート
と融材とがアルミニウムと反応して溶湯温度は数十度上
昇する。ウイスカの混入に従い粘度が上昇する。ウイス
カを混入し終つてから撹拌棒に直結したトルクメーター
のトルクの上昇が停止した時点を、ウイスカがアルミニ
ウム合金中に均一に分散し終つたことを示す指標とし
た。このあとKCl-65重量％NaCl約100gを溶湯に添加し更
に２分間撹拌を続け、溶湯表面を覆つている滓（主成分
はAlF3）を掬い取り除去する操作を２回繰返した。
このようにして弗素を含む熔融塩を出来るだけ除いた
後、金型に低圧（約1kg/cm2）で鋳造した。この鋳造材
の断面を電子顕微鏡で見たところ、ウイスカがアルミニ
ウム合金中に均一に分散し、ウイスカの断面は特有な六
角形又は三角形をしており、ウイスカが熔融アルミニウ
ムに侵食されていないことが判つた。又、アルミニウム
とウイスカの界面も密に接触しておりアルミニウム中に
気泡の存在は全く見られなかつた。
後、金型に低圧（約1kg/cm2）で鋳造した。この鋳造材
の断面を電子顕微鏡で見たところ、ウイスカがアルミニ
ウム合金中に均一に分散し、ウイスカの断面は特有な六
角形又は三角形をしており、ウイスカが熔融アルミニウ
ムに侵食されていないことが判つた。又、アルミニウム
とウイスカの界面も密に接触しておりアルミニウム中に
気泡の存在は全く見られなかつた。
上記のアルミニウム合金1kgに、融材としてLiF13gと、L
iCl87gとを用い、次表のようにフルオネートとウイスカ
ーを用いて上記の実施例と同様にアルミニウム基複合材
を作つた。
iCl87gとを用い、次表のようにフルオネートとウイスカ
ーを用いて上記の実施例と同様にアルミニウム基複合材
を作つた。
その結果を次表に示す。
上記の実施例によれば、フルオネートの種類と融材の組
合せをK2TiF6＋PbF2のように良好な結果が得られるよう
に組合せることができることが判かる。
合せをK2TiF6＋PbF2のように良好な結果が得られるよう
に組合せることができることが判かる。
本発明によれば、セラミツクスウイスカがアルミニウム
により侵されず、アルミニウムを主成分とする金属中に
均一に分散含有され、気孔を含有しないアルミニウム基
複合材を、セラミツクスウイスカをアルミニウムの熔融
金属に添加混合するという簡単な方法により容易に製造
することが出来る。
により侵されず、アルミニウムを主成分とする金属中に
均一に分散含有され、気孔を含有しないアルミニウム基
複合材を、セラミツクスウイスカをアルミニウムの熔融
金属に添加混合するという簡単な方法により容易に製造
することが出来る。
図は本発明アルミニウムを主体とする複合材の一例のウ
イスカ表面と、マトリツクス金属のオージエ分析曲線を
示した図である。
イスカ表面と、マトリツクス金属のオージエ分析曲線を
示した図である。
Claims (2)
- 【請求項１】アルカリ金属のフルオロチタネート、フル
オロジルコネート及びフルオロハフネートの内の少なく
とも１種と、アルカリ金属の弗化物及び塩化物、マグネ
シウム、鉛及び亜鉛の弗化物の内の少なくとも１種の融
材と、セラミツクスウイスカとの小粒状の混合物を、ア
ルミニウムを主成分とする熔融金属に添加混合すること
を特徴とするアルミニウム基複合材の製造方法。 - 【請求項２】セラミツクスウイスカが炭化珪素、窒化珪
素、炭酸、アルミナ、チタン酸カリウムの内の少なくと
も１種からなることを特徴とする、請求項（１）に記載
のアルミニウム基複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1208847A JPH079045B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | アルミニウム基複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1208847A JPH079045B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | アルミニウム基複合材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372039A JPH0372039A (ja) | 1991-03-27 |
| JPH079045B2 true JPH079045B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=16563090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1208847A Expired - Fee Related JPH079045B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | アルミニウム基複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079045B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111101006A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-05 | 河北四通新型金属材料股份有限公司 | 一种均匀型中间合金铸条的生产工艺 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2316092A (en) * | 1996-08-08 | 1998-02-18 | London Scandinavian Metall | Metal matrix composite alloys |
| CN1060221C (zh) * | 1998-01-04 | 2001-01-03 | 刘越 | 钛酸钾晶须增强锌铝合金复合材料及其制造方法 |
| CN104387085B (zh) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 安徽省皖捷液压科技有限公司 | 一种氮化硅陶瓷及其制备方法 |
| CN115305371B (zh) * | 2022-09-16 | 2023-05-12 | 王强 | 一种低成本铝基复合制动盘的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6039737B2 (ja) * | 1977-02-25 | 1985-09-07 | 株式会社日立製作所 | 高導電性金属−炭素繊維複合摺動部材の製造方法 |
| JPS6133752A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 複合アルミニウム部材の製造方法 |
| JPS60145340A (ja) * | 1984-08-06 | 1985-07-31 | Res Inst Iron Steel Tohoku Univ | シリコンカ−バイド繊維強化アルミニウム複合材料の製造方法 |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1208847A patent/JPH079045B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本金属学会春期大会一般講演概要Ｐ．２５１（１９８９．４） |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111101006A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-05 | 河北四通新型金属材料股份有限公司 | 一种均匀型中间合金铸条的生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372039A (ja) | 1991-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |