JPH079114A - 複合材の製造方法 - Google Patents
複合材の製造方法Info
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- JPH079114A JPH079114A JP17358993A JP17358993A JPH079114A JP H079114 A JPH079114 A JP H079114A JP 17358993 A JP17358993 A JP 17358993A JP 17358993 A JP17358993 A JP 17358993A JP H079114 A JPH079114 A JP H079114A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半凝固法により分散強化型金属基複合材を製
造するにあたって、分散強化材が微細であっても分散強
化材が均一に分散したガスの巻き込みによる欠陥の少な
い良好な品質の分散強化型金属基複合材を得る。 【構成】 減圧下で攪拌中の液固混相スラリーを分散媒
として、その分散媒中に分散強化材を添加・混入したの
ち、減圧のまま攪拌を継続しながら分散媒とした金属の
液相線以上の温度に昇温する。
造するにあたって、分散強化材が微細であっても分散強
化材が均一に分散したガスの巻き込みによる欠陥の少な
い良好な品質の分散強化型金属基複合材を得る。 【構成】 減圧下で攪拌中の液固混相スラリーを分散媒
として、その分散媒中に分散強化材を添加・混入したの
ち、減圧のまま攪拌を継続しながら分散媒とした金属の
液相線以上の温度に昇温する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属、金属化合物又
はセラミックス粒子あるいはウィスカー等の分散強化材
が金属分散媒（マトリックス）中に均一に分散してなる
分散強化型金属基複合材（以下単に複合材という）の好
適な製造方法を提案するものである。
はセラミックス粒子あるいはウィスカー等の分散強化材
が金属分散媒（マトリックス）中に均一に分散してなる
分散強化型金属基複合材（以下単に複合材という）の好
適な製造方法を提案するものである。
【０００２】近年、部材の強度などその品質特性の向上
がはかれる複合材が注目され、実用化が進められてい
る。この複合材の製造にあたっては、安価であることの
ほか、良好な品質を得るために、分散媒中に分散強化材
を均一に分散させること、ガスの巻き込みによる内部欠
陥を減少させることなどが重要である。
がはかれる複合材が注目され、実用化が進められてい
る。この複合材の製造にあたっては、安価であることの
ほか、良好な品質を得るために、分散媒中に分散強化材
を均一に分散させること、ガスの巻き込みによる内部欠
陥を減少させることなどが重要である。
【０００３】
【従来の技術】これまでの複合材の製造方法としては、
それぞれ以下に述べる方法が知られている。
それぞれ以下に述べる方法が知られている。
【０００４】高圧鋳造法：分散強化材のプリフォームを
作り、これに分散媒とする合金溶湯を加圧含浸凝固させ
ることにより複合材を製造する。
作り、これに分散媒とする合金溶湯を加圧含浸凝固させ
ることにより複合材を製造する。
【０００５】粉末加工法：分散媒とする合金を粉末化
し、この合金粉末と分散強化材とを混合し、加圧、押し
出し等により合金粉末同志を接合させることにより複合
材を製造する。
し、この合金粉末と分散強化材とを混合し、加圧、押し
出し等により合金粉末同志を接合させることにより複合
材を製造する。
【０００６】メカニカルアロイング法：分散媒とする合
金を粉末化し、この合金粉末と分散強化材とを混合して
機械的に練り合せることにより複合材を製造する。
金を粉末化し、この合金粉末と分散強化材とを混合して
機械的に練り合せることにより複合材を製造する。
【０００７】溶湯法：分散媒とする合金溶湯に分散強化
材を添加・攪拌し混入することにより複合材を製造す
る。
材を添加・攪拌し混入することにより複合材を製造す
る。
【０００８】半凝固法（半溶融の場合も含む）：分散媒
とする合金を液固混相スラリー状にして、これに分散強
化材を添加・攪拌して混入することにより複合材を製造
する。
とする合金を液固混相スラリー状にして、これに分散強
化材を添加・攪拌して混入することにより複合材を製造
する。
【０００９】これらの従来法のうち、分散強化材のプリ
フォームを作る高圧鋳造法や、合金粉末を使用する粉末
加工法及びメカニカルアロイング法などでは、その製造
工程が複雑でかつ多く好ましくない。また、これらの製
造法では大型の複合材を製造することが困難である。
フォームを作る高圧鋳造法や、合金粉末を使用する粉末
加工法及びメカニカルアロイング法などでは、その製造
工程が複雑でかつ多く好ましくない。また、これらの製
造法では大型の複合材を製造することが困難である。
【００１０】一方、溶湯法や半凝固法はその製造工程が
単純でかつ少なく、しかも大型の複合材を造り易いとい
う利点を有している。しかしながら、溶湯法では分散強
化材を均一に混入分散させることが困難であり、品質の
優れた複合材が得られない。
単純でかつ少なく、しかも大型の複合材を造り易いとい
う利点を有している。しかしながら、溶湯法では分散強
化材を均一に混入分散させることが困難であり、品質の
優れた複合材が得られない。
【００１１】また、半凝固法では分散強化材の均一分散
化すなわち良好な複合化は得られ易いが以下に述べる問
題がある。分散媒とする液固混相スラリー中に分散強化
材を添加・混入する際、分散媒と分散強化材の表面付着
物が反応してガス（水素ガスである場合が多い）が発生
し、この反応により分散強化材の表面付着物が消滅する
ことにより分散強化材の液固混相スラリーに対してぬれ
易くなりぬれが十分となって良好な複合状態になる。
化すなわち良好な複合化は得られ易いが以下に述べる問
題がある。分散媒とする液固混相スラリー中に分散強化
材を添加・混入する際、分散媒と分散強化材の表面付着
物が反応してガス（水素ガスである場合が多い）が発生
し、この反応により分散強化材の表面付着物が消滅する
ことにより分散強化材の液固混相スラリーに対してぬれ
易くなりぬれが十分となって良好な複合状態になる。
【００１２】ところが、ねれが不十分であることによる
複合化欠陥及び液固混相スラリーは粘度が高いことから
発生した反応ガスが浮上しにくく、そのまま複合材中に
残留してガスの巻き込みによる欠陥などが生じるという
問題がある。特に、分散強化材が微細になるほど、その
表面積が増加（分散強化材の粒径に反比例してその表面
積は増大する）、すなわち分散強化材表面全面を分散媒
にぬらすためのぬれ面積は増大し、しかも分散強化材が
微細になるほど塊になり易く、この状態で液固混相スラ
リー中に添加・混入されることになるため、ぬれが不十
分な複合化欠陥が発生する。また、分散強化材の表面積
の増加とともに表面付着物も増加し、これにともなって
反応ガスの発生量が増大すること、分散強化材が塊りで
添加・混入されることにより雰囲気ガスをスラリー中へ
持ち込むこと、液相混相スラリーと分散強化材との複合
スラリーの粘度の上昇が分散強化材が微細になればなる
ほど顕著になり、ガスが浮上しにくくなることなどか
ら、ガスの巻き込みによる欠陥が発生し易くなる。以上
より、ぬれが不十分な複合化欠陥及び、ガスの巻き込み
による欠陥が増加し良好な複合材が得られなくなるとい
う問題があった。
複合化欠陥及び液固混相スラリーは粘度が高いことから
発生した反応ガスが浮上しにくく、そのまま複合材中に
残留してガスの巻き込みによる欠陥などが生じるという
問題がある。特に、分散強化材が微細になるほど、その
表面積が増加（分散強化材の粒径に反比例してその表面
積は増大する）、すなわち分散強化材表面全面を分散媒
にぬらすためのぬれ面積は増大し、しかも分散強化材が
微細になるほど塊になり易く、この状態で液固混相スラ
リー中に添加・混入されることになるため、ぬれが不十
分な複合化欠陥が発生する。また、分散強化材の表面積
の増加とともに表面付着物も増加し、これにともなって
反応ガスの発生量が増大すること、分散強化材が塊りで
添加・混入されることにより雰囲気ガスをスラリー中へ
持ち込むこと、液相混相スラリーと分散強化材との複合
スラリーの粘度の上昇が分散強化材が微細になればなる
ほど顕著になり、ガスが浮上しにくくなることなどか
ら、ガスの巻き込みによる欠陥が発生し易くなる。以上
より、ぬれが不十分な複合化欠陥及び、ガスの巻き込み
による欠陥が増加し良好な複合材が得られなくなるとい
う問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記事情
に鑑み、半凝固法により、分散強化材の均一分散化はも
とより、特に微細な分散強化材を用いる場合でもガスの
巻き込みによる欠陥のない品質の良好な複合材が得られ
る製造方法を提案することを目的とする。
に鑑み、半凝固法により、分散強化材の均一分散化はも
とより、特に微細な分散強化材を用いる場合でもガスの
巻き込みによる欠陥のない品質の良好な複合材が得られ
る製造方法を提案することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は以下の
通りである。減圧下で攪拌中の液固混相スラリーを分散
媒として、この分散媒中に分散強化材を添加・混入した
のち、減圧のまま攪拌を継続しながら分散媒とした金属
の液相線以上の温度に昇温させて脱ガスする過熱・溶解
処理を施すことを特徴とする複合材の製造方法であり、
通りである。減圧下で攪拌中の液固混相スラリーを分散
媒として、この分散媒中に分散強化材を添加・混入した
のち、減圧のまま攪拌を継続しながら分散媒とした金属
の液相線以上の温度に昇温させて脱ガスする過熱・溶解
処理を施すことを特徴とする複合材の製造方法であり、
【００１５】さらに上記における減圧下での雰囲気を不
活性ガスとするものであり、これらの減圧度を100 Torr
〜10-4Torrの範囲とするものである。
活性ガスとするものであり、これらの減圧度を100 Torr
〜10-4Torrの範囲とするものである。
【００１６】
【作用】この発明の作用をさらに詳しく以下に述べる。
半凝固法により複合材を製造する場合、分散強化材が微
細になるほど良好な品質の複合材の製造が困難になるの
は、
半凝固法により複合材を製造する場合、分散強化材が微
細になるほど良好な品質の複合材の製造が困難になるの
は、
【００１７】分散強化材は微細なほど塊になり易く、そ
の塊のまま液固混相スラリーへ添加・混入されると、液
固混相スラリー中での反応ガスの発生量が多くなること
及び該スラリー中に雰囲気ガスを持込むこと、
の塊のまま液固混相スラリーへ添加・混入されると、液
固混相スラリー中での反応ガスの発生量が多くなること
及び該スラリー中に雰囲気ガスを持込むこと、
【００１８】分散強化材が微細になるにしたがって、そ
の総表面積が増大するとともにその全面をぬらすぬれ面
積及び表面付着物も増加し、これに伴って分散媒とする
液固混相スラリー中に分散強化材を添加・混入した時の
分散強化材の全表面をぬらすための仕事量及び分散媒と
分散強化材の表面付着物との反応ガスの発生量が多くな
ること、
の総表面積が増大するとともにその全面をぬらすぬれ面
積及び表面付着物も増加し、これに伴って分散媒とする
液固混相スラリー中に分散強化材を添加・混入した時の
分散強化材の全表面をぬらすための仕事量及び分散媒と
分散強化材の表面付着物との反応ガスの発生量が多くな
ること、
【００１９】液固混相スラリー及びこれへ分散強化材を
添加・混入した複合スラリーの粘度が高いので、スラリ
ー内で発生した反応ガスが浮上しにくくスラリー表面上
へ放散されにくいこと、などのためである。
添加・混入した複合スラリーの粘度が高いので、スラリ
ー内で発生した反応ガスが浮上しにくくスラリー表面上
へ放散されにくいこと、などのためである。
【００２０】したがって、この発明は種々実験検討の結
果、半凝固法により分散強化材の均一分散化をはかると
ともに、分散強化材が微細であっても欠陥のない良好な
品質の複合材が得られる製造方法を確立したものであ
る。
果、半凝固法により分散強化材の均一分散化をはかると
ともに、分散強化材が微細であっても欠陥のない良好な
品質の複合材が得られる製造方法を確立したものであ
る。
【００２１】すなわちこの発明は、まず、減圧下で攪拌
中の液固混相スラリーを分散媒として、この分散媒中に
分散強化材の添加・混入を行う。かくすることにより、
減圧下のため分散媒は酸化されにくく、分散強化材が塊
で分散媒中に混入されても、分散強化材の周囲及び塊の
中には雰囲気ガスが少ないために分散媒と分散強化材表
面付着物との反応が促進され分散媒に対する分散強化材
のぬれが促進される。また、該スラリーの粘度が高いこ
と、その塊が分散媒金属の固相と衝突することによっ
て、分散強化材の塊の周囲からその表面のぬれが促進さ
れるため、塊の周囲から順次ぬれてその塊からの分離が
進行し、分散強化材の均一分散化がはかれる。
中の液固混相スラリーを分散媒として、この分散媒中に
分散強化材の添加・混入を行う。かくすることにより、
減圧下のため分散媒は酸化されにくく、分散強化材が塊
で分散媒中に混入されても、分散強化材の周囲及び塊の
中には雰囲気ガスが少ないために分散媒と分散強化材表
面付着物との反応が促進され分散媒に対する分散強化材
のぬれが促進される。また、該スラリーの粘度が高いこ
と、その塊が分散媒金属の固相と衝突することによっ
て、分散強化材の塊の周囲からその表面のぬれが促進さ
れるため、塊の周囲から順次ぬれてその塊からの分離が
進行し、分散強化材の均一分散化がはかれる。
【００２２】また、減圧下で攪拌中の液固混相スラリー
中に分散強化材を添加・混入することは、液固混相スラ
リー表面における該スラリーと分散強化材の表面付着物
との反応ガスの発生が促進され、そのスラリー表面での
反応ガスの発生割合が増加し、その分複合スラリー中で
の反応ガスの発生量が減少してガスの巻き込みによる複
合材の欠陥を低減させるとともに、早期に表面付着物が
消滅して分散強化材のぬれ性が増し良好な複合状態が得
られることになる。
中に分散強化材を添加・混入することは、液固混相スラ
リー表面における該スラリーと分散強化材の表面付着物
との反応ガスの発生が促進され、そのスラリー表面での
反応ガスの発生割合が増加し、その分複合スラリー中で
の反応ガスの発生量が減少してガスの巻き込みによる複
合材の欠陥を低減させるとともに、早期に表面付着物が
消滅して分散強化材のぬれ性が増し良好な複合状態が得
られることになる。
【００２３】さらに、減圧下で液固混相スラリー中に分
散強化材を添加・混入することは、分散強化材が塊でそ
のスラリー中に混入されても、減圧下に置かれた分散強
化材であるので、スラリー内へ持ち込まれる雰囲気ガス
量を減少させる。そしてさらに、その塊内のガス圧は低
く塊の周囲の分散強化材がぬれて分離した後に新たに露
出した分散強化材（塊）の周囲の雰囲気ガス圧も低いた
め分散媒と接触しやすく、その分スラリー中での反応ガ
スが発生しやすくなり、早期に反応ガスの発生を完了さ
せることができる。
散強化材を添加・混入することは、分散強化材が塊でそ
のスラリー中に混入されても、減圧下に置かれた分散強
化材であるので、スラリー内へ持ち込まれる雰囲気ガス
量を減少させる。そしてさらに、その塊内のガス圧は低
く塊の周囲の分散強化材がぬれて分離した後に新たに露
出した分散強化材（塊）の周囲の雰囲気ガス圧も低いた
め分散媒と接触しやすく、その分スラリー中での反応ガ
スが発生しやすくなり、早期に反応ガスの発生を完了さ
せることができる。
【００２４】また、減圧下であるため複合スラリー中の
反応ガスの減圧雰囲気中への放散が容易になることから
表面付着物が早期に消滅する、すなわち反応ガスの発生
が早期に完了する。この反応ガスの早期完了は、操業時
間を一定とした場合、反応ガス発生完了後の複合スラリ
ー中の脱ガス時間を長く確保でき、より多くの脱ガスが
できるという効果を有する。
反応ガスの減圧雰囲気中への放散が容易になることから
表面付着物が早期に消滅する、すなわち反応ガスの発生
が早期に完了する。この反応ガスの早期完了は、操業時
間を一定とした場合、反応ガス発生完了後の複合スラリ
ー中の脱ガス時間を長く確保でき、より多くの脱ガスが
できるという効果を有する。
【００２５】つぎに、減圧のまま攪拌を継続しながら液
固混相スラリーへ分散強化材が混入された状態の複合ス
ラリーを、分散媒とした金属の液相線以上の温度に昇温
させて脱ガスする過熱・溶解処理を施す。
固混相スラリーへ分散強化材が混入された状態の複合ス
ラリーを、分散媒とした金属の液相線以上の温度に昇温
させて脱ガスする過熱・溶解処理を施す。
【００２６】ここで、この過熱・溶解処理中は分散強化
材の均一分散化と脱ガスのために攪拌処理を継続するこ
とが必要であり、脱ガスのために減圧下に置くことも必
要である。このような過熱・溶解処理は、液固混相スラ
リーへ分散強化材を混入した複合スラリーでは、その粘
度が高くガスの浮上速度が遅いため脱ガスが不十分であ
ったものを、分散媒とした金属の液相線以上の温度への
昇温で、複合スラリーの粘度を低下させガスの浮上を容
易にして脱ガスを促進し、さらに、分散媒金属の固相が
消滅することによって、この固相であった部分にも分散
強化材が分散し、その分散状態をより均一にする。
材の均一分散化と脱ガスのために攪拌処理を継続するこ
とが必要であり、脱ガスのために減圧下に置くことも必
要である。このような過熱・溶解処理は、液固混相スラ
リーへ分散強化材を混入した複合スラリーでは、その粘
度が高くガスの浮上速度が遅いため脱ガスが不十分であ
ったものを、分散媒とした金属の液相線以上の温度への
昇温で、複合スラリーの粘度を低下させガスの浮上を容
易にして脱ガスを促進し、さらに、分散媒金属の固相が
消滅することによって、この固相であった部分にも分散
強化材が分散し、その分散状態をより均一にする。
【００２７】また、この発明においては、液固混相スラ
リーへ分散強化材を添加・混入する際、分散媒が酸化さ
れやすいこと、分散強化材の添加・混入から過熱・溶解
処理を通して攪拌を継続しているため分散媒が酸化され
やすいこと、そして分散媒が酸化すると分散強化材のぬ
れ性が悪くなることなどから、これらの工程はＡr ガス
などの不活性ガス雰囲気中で行うことがよい。
リーへ分散強化材を添加・混入する際、分散媒が酸化さ
れやすいこと、分散強化材の添加・混入から過熱・溶解
処理を通して攪拌を継続しているため分散媒が酸化され
やすいこと、そして分散媒が酸化すると分散強化材のぬ
れ性が悪くなることなどから、これらの工程はＡr ガス
などの不活性ガス雰囲気中で行うことがよい。
【００２８】さらに、分散媒に対する分散強化材表面の
ぬれ及び分散媒と分散強化材の表面付着物との反応ガス
の発生を促進させ反応ガスの発生を早期に完了させるこ
と及び脱ガス効果を向上させることのために、液固混相
スラリーへの分散強化材の添加・混入から過熱・溶解処
理工程を通してこれらは減圧下で行うが、その減圧度
が、100 Torrを超えると分散媒に対する分散強化材表面
のぬれならびに分散媒と表面付着物の反応ガス発生の促
進及び脱ガス効果が不十分であり、逆に１×10-4Torr未
満では分散媒成分が高真空のため蒸発しやすくなり、さ
らに、設備費も高くなること、操業時間も長くなること
などコスト面でも実用的でない。したがって、その減圧
度は100Torr 〜１×10-4Torrの範囲にすることがよい。
ぬれ及び分散媒と分散強化材の表面付着物との反応ガス
の発生を促進させ反応ガスの発生を早期に完了させるこ
と及び脱ガス効果を向上させることのために、液固混相
スラリーへの分散強化材の添加・混入から過熱・溶解処
理工程を通してこれらは減圧下で行うが、その減圧度
が、100 Torrを超えると分散媒に対する分散強化材表面
のぬれならびに分散媒と表面付着物の反応ガス発生の促
進及び脱ガス効果が不十分であり、逆に１×10-4Torr未
満では分散媒成分が高真空のため蒸発しやすくなり、さ
らに、設備費も高くなること、操業時間も長くなること
などコスト面でも実用的でない。したがって、その減圧
度は100Torr 〜１×10-4Torrの範囲にすることがよい。
【００２９】
【実施例】まず、この発明の実施例に用いた複合材製造
装置を図面にもとづいて説明する。図１は複合材製造装
置の説明図である。図１において、１はるつぼ、２は攪
拌用回転子、３は分散強化材添加装置、４は追加成分装
入装置、５は鋳型であり、これらは真空タンク６で形成
する密閉構造の空間内に設置され、真空タンク６には排
気口７及び雰囲気ガス導入口８が設けられていて真空タ
ンク６内は任意の減圧度及び任意のガス雰囲気にするこ
とが可能である。
装置を図面にもとづいて説明する。図１は複合材製造装
置の説明図である。図１において、１はるつぼ、２は攪
拌用回転子、３は分散強化材添加装置、４は追加成分装
入装置、５は鋳型であり、これらは真空タンク６で形成
する密閉構造の空間内に設置され、真空タンク６には排
気口７及び雰囲気ガス導入口８が設けられていて真空タ
ンク６内は任意の減圧度及び任意のガス雰囲気にするこ
とが可能である。
【００３０】適合例１ この発明の適合例として、図１に示した複合材製造装置
を使用し、減圧度：100 TorrのＡr ガス雰囲気中で、る
つぼ１内の７wt％Ｓｉ−0.3 wt％Ｍｇ−Ａｌ合金（固相
線温度：559 ℃、液相線温度：615 ℃）を分散媒とし温
度：603 ℃、固相率：0.2 の攪拌用回転子２による攪拌
下の液固混相スラリー2400ｇ中に、分散強化材添加装置
３から分散強化材として粒径：10μm のSiC 粒子を2.5
ｇ／minの速度で240 分間にわたって合計600 ｇ添加・
混入し、その後、同様の減圧度雰囲気中で攪拌を継続し
ながら700 ℃に昇温させて30分間保持したのち、鋳型５
へ注入して複合材（鋳塊）を鋳造した。かくして得られ
た複合材について、成分組成、金属組織、含有ガス量及
び密度などを調査した。
を使用し、減圧度：100 TorrのＡr ガス雰囲気中で、る
つぼ１内の７wt％Ｓｉ−0.3 wt％Ｍｇ−Ａｌ合金（固相
線温度：559 ℃、液相線温度：615 ℃）を分散媒とし温
度：603 ℃、固相率：0.2 の攪拌用回転子２による攪拌
下の液固混相スラリー2400ｇ中に、分散強化材添加装置
３から分散強化材として粒径：10μm のSiC 粒子を2.5
ｇ／minの速度で240 分間にわたって合計600 ｇ添加・
混入し、その後、同様の減圧度雰囲気中で攪拌を継続し
ながら700 ℃に昇温させて30分間保持したのち、鋳型５
へ注入して複合材（鋳塊）を鋳造した。かくして得られ
た複合材について、成分組成、金属組織、含有ガス量及
び密度などを調査した。
【００３１】適合例２ この発明の適合例として、減圧度：１×10-4TorrのＡｒ
ガス雰囲気中で、分散強化材を10ｇ／min の速度で60分
間にわたって添加・混入した以外は適合例１と同様にし
て複合材（鋳塊) を鋳造し、得られた複合材について適
合例１と同様の調査を行った。
ガス雰囲気中で、分散強化材を10ｇ／min の速度で60分
間にわたって添加・混入した以外は適合例１と同様にし
て複合材（鋳塊) を鋳造し、得られた複合材について適
合例１と同様の調査を行った。
【００３２】比較例１ 比較例として、減圧度：700 TorrのＡｒガス雰囲気中
で、分散強化材を実用的添加速度よりもおそい１ｇ／mi
n で600 分間にわたって合計600 ｇ添加・混入した以外
は、適合例１と同様にして複合材（鋳塊）を鋳造し、得
られた複合材について適合例１と同様の調査を行った。
で、分散強化材を実用的添加速度よりもおそい１ｇ／mi
n で600 分間にわたって合計600 ｇ添加・混入した以外
は、適合例１と同様にして複合材（鋳塊）を鋳造し、得
られた複合材について適合例１と同様の調査を行った。
【００３３】比較例２ 比較例として、減圧度：１×10-5Torr（真空）とした以
外は、適合例１と同様にして複合材の鋳造を試みたが、
操業中に分散媒の合金成分の蒸発によって発生するガス
のため１×10-5Torrの減圧度に維持することができなか
った。
外は、適合例１と同様にして複合材の鋳造を試みたが、
操業中に分散媒の合金成分の蒸発によって発生するガス
のため１×10-5Torrの減圧度に維持することができなか
った。
【００３４】これらの結果として、まず適合例１，２及
び比較例１の複合材は、分散媒とする合金の成分組成が
７wt％Ｓｉ−0.3 wt％Ｍｇ−Ａｌ合金であり、粒径：10
μmのSiC 粒子20wt％が分散したものになっていること
が確かめられた。
び比較例１の複合材は、分散媒とする合金の成分組成が
７wt％Ｓｉ−0.3 wt％Ｍｇ−Ａｌ合金であり、粒径：10
μmのSiC 粒子20wt％が分散したものになっていること
が確かめられた。
【００３５】つぎに、適合例１の複合材の金属組織写真
を図２に、比較例１の複合材の金属組織写真を図３
（ａ）に示し、図３（ｂ）に図３（ａ）の金属組織写真
の説明図を示す。この図３（ｂ）においてＡ部はSiC 粒
子の密集欠陥部、Ｂ部は気泡欠陥部である。なお、適合
例２によって得られた複合材の金属組織は適合例１と同
様であった。
を図２に、比較例１の複合材の金属組織写真を図３
（ａ）に示し、図３（ｂ）に図３（ａ）の金属組織写真
の説明図を示す。この図３（ｂ）においてＡ部はSiC 粒
子の密集欠陥部、Ｂ部は気泡欠陥部である。なお、適合
例２によって得られた複合材の金属組織は適合例１と同
様であった。
【００３６】さらに、含有ガス量、密度の測定結果を表
１にまとめて示す。
１にまとめて示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】これらの調査結果より、比較例１の複合材
は図３（ａ）及び（ｂ）に示したようにSiC 粒子の密集
欠陥及び気泡欠陥が見られ、比較例１ではこれらの欠陥
の発生は避けられなかったのに対し、適合例の複合材は
図２に示したようにSiC 粒子の密集欠陥や気泡は見られ
ず、その分散状態も均一で極めて良好であった。
は図３（ａ）及び（ｂ）に示したようにSiC 粒子の密集
欠陥及び気泡欠陥が見られ、比較例１ではこれらの欠陥
の発生は避けられなかったのに対し、適合例の複合材は
図２に示したようにSiC 粒子の密集欠陥や気泡は見られ
ず、その分散状態も均一で極めて良好であった。
【００３９】また、表１から明らかなように、適合例の
複合材はともに比較例の複合材に比し、含有ガス量は少
なく、密度は大きくなっていて、欠陥の少ない品質の良
好な複合材が得られていることを示している。
複合材はともに比較例の複合材に比し、含有ガス量は少
なく、密度は大きくなっていて、欠陥の少ない品質の良
好な複合材が得られていることを示している。
【００４０】
【発明の効果】この発明は、半凝固法により複合材を製
造するにあたり、減圧下で攪拌中の液固混相スラリーを
分散媒とし、この分散媒中に分散強化材を添加・混入
し、減圧のまま攪拌を継続しながら分散媒とした金属の
液相線以上の温度に昇温させて脱ガスする過熱・溶解処
理を施すことにより、分散強化材の均一に分散したガス
の巻き込みによる欠陥の少ない良好な品質の複合材が得
られ、分散強化材が微細であるため良好な品質の複合材
の製造が困難な場合にもこれを容易にするものであり、
この発明によれば、適用できる分散強化材の種類、大き
さを飛躍的に拡大することができ、製品品質の改善、製
品歩止りの向上などその効果は多大である。
造するにあたり、減圧下で攪拌中の液固混相スラリーを
分散媒とし、この分散媒中に分散強化材を添加・混入
し、減圧のまま攪拌を継続しながら分散媒とした金属の
液相線以上の温度に昇温させて脱ガスする過熱・溶解処
理を施すことにより、分散強化材の均一に分散したガス
の巻き込みによる欠陥の少ない良好な品質の複合材が得
られ、分散強化材が微細であるため良好な品質の複合材
の製造が困難な場合にもこれを容易にするものであり、
この発明によれば、適用できる分散強化材の種類、大き
さを飛躍的に拡大することができ、製品品質の改善、製
品歩止りの向上などその効果は多大である。
【図１】実施例で用いた複合材の製造装置の説明図であ
る。
る。
【図２】適合例複合材の金属組織写真である。
【図３】(a) は比較例複合材の金属組織写真である。
(b) は(a) の金属組織写真の説明図である。
(b) は(a) の金属組織写真の説明図である。
【符号の説明】 １ るつぼ ２ 攪拌用回転子 ３ 分散強化材添加装置 ４ 追加成分装入装置 ５ 鋳型 ６ 真空タンク ７ 排気口 ８ 雰囲気ガス導入口
Claims (3)
- 【請求項１】 減圧下で攪拌中の液固混相スラリーを分
散媒として、この分散媒中に分散強化材を添加・混入し
たのち、減圧のまま攪拌を継続しながら分散媒とした金
属の液相線以上の温度に昇温させて脱ガスする過熱・溶
解処理を施すことを特徴とする複合材の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、減圧下での雰囲気が
不活性ガスである複合材の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、減圧度が、10
0 Torr〜１×10-4Torrの範囲である複合材の製造方法
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17358993A JPH079114A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 複合材の製造方法 |
| US08/124,933 US5513688A (en) | 1992-12-07 | 1993-09-21 | Method for the production of dispersion strengthened metal matrix composites |
| CA002106803A CA2106803A1 (en) | 1992-12-07 | 1993-09-23 | Method for the production of dispersion strengthened metal matrix composites |
| EP93307538A EP0601694A3 (en) | 1992-12-07 | 1993-09-23 | Method for the production of dispersion strengthened metal matrix composites. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17358993A JPH079114A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 複合材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079114A true JPH079114A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15963393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17358993A Pending JPH079114A (ja) | 1992-12-07 | 1993-06-22 | 複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079114A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5689860A (en) * | 1995-06-22 | 1997-11-25 | Ykk Corporation | Coupler for elongate article |
| JP2008093704A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Sekisui Chem Co Ltd | 鋳造装置 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP17358993A patent/JPH079114A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5689860A (en) * | 1995-06-22 | 1997-11-25 | Ykk Corporation | Coupler for elongate article |
| US5829105A (en) * | 1995-06-22 | 1998-11-03 | Ykk Corporation | Coupler for elongate article |
| JP2008093704A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Sekisui Chem Co Ltd | 鋳造装置 |
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