JPS5829564A - 繊維強化複合体の製造方法 - Google Patents
繊維強化複合体の製造方法Info
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- JPS5829564A JPS5829564A JP12925881A JP12925881A JPS5829564A JP S5829564 A JPS5829564 A JP S5829564A JP 12925881 A JP12925881 A JP 12925881A JP 12925881 A JP12925881 A JP 12925881A JP S5829564 A JPS5829564 A JP S5829564A
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- mixture
- fibers
- fiber
- wax
- mixtures
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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】
コリ）発明ＩＩ′ｉ繊維強化複合体の製造方法に関する
ものである。
ものである。
従来より、例えばエンジンのコンロッド等１７） ｇ（
Ｓ材として、了ルミニウム合金やマグネシウム合金等の
合ス・４中にアルミナやカーボン等の繊維を混入Ｌ７形
成した繊維強化複合体全用いることにより・強度アップ
および軽挺化を図るようにするこ２は知られている。
Ｓ材として、了ルミニウム合金やマグネシウム合金等の
合ス・４中にアルミナやカーボン等の繊維を混入Ｌ７形
成した繊維強化複合体全用いることにより・強度アップ
および軽挺化を図るようにするこ２は知られている。
そＬ−で・従来−このような繊維強化複合体を製造する
場合−鋳型内に繊維を充填して圧縮によりその充填密度
を上げたのち、マトリックス金属を注湯して加圧鋳造す
る方法が一般に採られている。
場合−鋳型内に繊維を充填して圧縮によりその充填密度
を上げたのち、マトリックス金属を注湯して加圧鋳造す
る方法が一般に採られている。
しかるに・上記従来の製造方法においては、繊維の圧縮
時Ｅ Ｖ＞わゆるスプリングバラフカ生シ、そのため、
繊維の充填密度を設定値どうりに上昇させるのか困難で
あり、その結果、・１１ｔらねる複合体の強度が不足ず
ろｋいう問題があった。したがって、繊維をワックスと
混合ｌ−で両者の混合物を作り、該混合物を所定形状の
金型内に充填しかつこれをプレスして予め定めた繊維音
度の混合物成形体を成形し、次いで該混合物成形体り外
周にコーティング層とサンディング層と全交互に数層積
層して耐火物層を形成した後、該耐火物層が形成された
混合物成形体を加熱して該混合物成形体中のワックスを
溶出し、必要ｖｃＪｒ５じて耐火物層を焼成して該耐火
物層によりキャビティ内ＴＣ繊維が充填された鋳型を形
成し、１−かる後該鋳型内にマトリックス金４４を注湯
して繊維七一体的に凝固させることにより、繊維の加圧
時のいわゆるスプリングバックの、：＋６生をワックス
との混合によって可及的に少なく１−て、繊維の充填密
度を上昇させることかできるようにＬ％よって設定値ど
Ｊ３りの強度をもつ繊維強化複合体を製直し得るように
した繊維強化複合体の傅造方法が提案されている。
時Ｅ Ｖ＞わゆるスプリングバラフカ生シ、そのため、
繊維の充填密度を設定値どうりに上昇させるのか困難で
あり、その結果、・１１ｔらねる複合体の強度が不足ず
ろｋいう問題があった。したがって、繊維をワックスと
混合ｌ−で両者の混合物を作り、該混合物を所定形状の
金型内に充填しかつこれをプレスして予め定めた繊維音
度の混合物成形体を成形し、次いで該混合物成形体り外
周にコーティング層とサンディング層と全交互に数層積
層して耐火物層を形成した後、該耐火物層が形成された
混合物成形体を加熱して該混合物成形体中のワックスを
溶出し、必要ｖｃＪｒ５じて耐火物層を焼成して該耐火
物層によりキャビティ内ＴＣ繊維が充填された鋳型を形
成し、１−かる後該鋳型内にマトリックス金４４を注湯
して繊維七一体的に凝固させることにより、繊維の加圧
時のいわゆるスプリングバックの、：＋６生をワックス
との混合によって可及的に少なく１−て、繊維の充填密
度を上昇させることかできるようにＬ％よって設定値ど
Ｊ３りの強度をもつ繊維強化複合体を製直し得るように
した繊維強化複合体の傅造方法が提案されている。
■−かしながら、上記の方法によって、図（Ｋ）で示す
コンロッドを製造した場合には、たとえば円Ａ。
コンロッドを製造した場合には、たとえば円Ａ。
Ｂで囲まれている部分、つまり曲率の小ざな湾曲部や急
激なＩＩＩ状変化部において繊維がスプリングバックに
よりほつれ、形〈ずれを起す不都合を生じる。
激なＩＩＩ状変化部において繊維がスプリングバックに
よりほつれ、形〈ずれを起す不都合を生じる。
この発明は上記の不都合を解消して、曲率の小ざな湾曲
部や急激な形状変化部におりても形〈づ１１の生じない
繊維強化複合体の＠遣方法を提供することを目的とする
。
部や急激な形状変化部におりても形〈づ１１の生じない
繊維強化複合体の＠遣方法を提供することを目的とする
。
以下、この発明の実施例を図面Ｉ７ｉ′：したがって説
明する。
明する。
先ず、ＩＪ（ａ）＜示すようなアルミナからなる無機質
の長繊維１．１．・・・を切断して、図（ｂ）に示すよ
うな長さ約２０ｍ程度の短縁ｉ１２．２．・・・を作成
し、この短繊維を図（０）に示すように容器３ａ、３ｂ
の溶融ワックス４中に入れて、一方の容ａｔａ内で溶融
ワックス濃度５１〜５５重量パーセントの混合比からな
る繊維混合比の低いものを、また、他方の容６３ｂ内で
溶融ワックス濃度４８重量パーセントの混合比からなる
繊維混合比の高いものを作り、こ名ら全室温または６０
〜１００℃で保温して短繊維２，２・・・と溶融ワック
ス４の混合物を作る。
の長繊維１．１．・・・を切断して、図（ｂ）に示すよ
うな長さ約２０ｍ程度の短縁ｉ１２．２．・・・を作成
し、この短繊維を図（０）に示すように容器３ａ、３ｂ
の溶融ワックス４中に入れて、一方の容ａｔａ内で溶融
ワックス濃度５１〜５５重量パーセントの混合比からな
る繊維混合比の低いものを、また、他方の容６３ｂ内で
溶融ワックス濃度４８重量パーセントの混合比からなる
繊維混合比の高いものを作り、こ名ら全室温または６０
〜１００℃で保温して短繊維２，２・・・と溶融ワック
ス４の混合物を作る。
ついで、こね、ら混合物を図（ｓ） ！ｆｒ示ずように
、下パンチ５ａ、ダイ５ｂおよび上パンチ５Ｃで構成さ
ねたコンロッド形状のキャビィティをもった金型５内で
充填する。この場合、上記図（幻で示すコンロッドの円
Ａ、Ｂで囲まれている曲率、７）小さな湾曲ｈ１ζや急
激な形状変化部に対応するキャビティに、上記容器３ａ
から取り出Ｉ−た繊維混合比力低い混合物を充填し、ま
た、上記の内入、Ｂで囲まれでいない略１ｌ−ｆ線部ま
たは急激な形状変化のない部分に、上記容器３ｂから取
りＵ目−た繊維混合比の高い混合物を充填する。
、下パンチ５ａ、ダイ５ｂおよび上パンチ５Ｃで構成さ
ねたコンロッド形状のキャビィティをもった金型５内で
充填する。この場合、上記図（幻で示すコンロッドの円
Ａ、Ｂで囲まれている曲率、７）小さな湾曲ｈ１ζや急
激な形状変化部に対応するキャビティに、上記容器３ａ
から取り出Ｉ−た繊維混合比力低い混合物を充填し、ま
た、上記の内入、Ｂで囲まれでいない略１ｌ−ｆ線部ま
たは急激な形状変化のない部分に、上記容器３ｂから取
りＵ目−た繊維混合比の高い混合物を充填する。
・つづいて、上記午ヤビテイ内の充填物をプレスするこ
七により、［Δ（ｆ）に示すようにコンロッド形状の混
合物成形体６′＋−戊形する・ その際、上記混合物成形体６け短繊維２．２゜・・・の
表面でワックス４が粘ｉｌ−た状帥であるため、該ワッ
クス４の粘着力によって、プレスの圧縮詩ニ短繊維２．
２．・・・Ｔいわゆるスプリングバックが生じると七が
防止され、よって混合物成形体感の繊維充填密度を予め
宙めた設定値に設定することができ、また、プレスによ
り短繊維２，２．・・・を圧縮する０で、該短繊維２．
２．・・・を混合物成形体６の隅々まで均一に充填する
こ２ができるとともに、特に曲率の小さな湾曲部や急激
な形状変化部は繊維混合比の低い混合物によって成形し
ているため、形くずれを適確に防止して所定の形状を保
持１−得る。
七により、［Δ（ｆ）に示すようにコンロッド形状の混
合物成形体６′＋−戊形する・ その際、上記混合物成形体６け短繊維２．２゜・・・の
表面でワックス４が粘ｉｌ−た状帥であるため、該ワッ
クス４の粘着力によって、プレスの圧縮詩ニ短繊維２．
２．・・・Ｔいわゆるスプリングバックが生じると七が
防止され、よって混合物成形体感の繊維充填密度を予め
宙めた設定値に設定することができ、また、プレスによ
り短繊維２，２．・・・を圧縮する０で、該短繊維２．
２．・・・を混合物成形体６の隅々まで均一に充填する
こ２ができるとともに、特に曲率の小さな湾曲部や急激
な形状変化部は繊維混合比の低い混合物によって成形し
ているため、形くずれを適確に防止して所定の形状を保
持１−得る。
この後、１Δ（ｇ）に示すように、上記混合物成形体６
にワックスからなる湯ロアや押湯８等を７［ｉｔＬ。
にワックスからなる湯ロアや押湯８等を７［ｉｔＬ。
コ１７１一体物をスラリー中に浸漬したのち耐火砂をふ
りかける操作を数回繰り返した後乾燥して一図（ｈ）に
示すように混合物成形体６の外因にコーティング＃（ス
ラリー）とサンディング層（耐火砂）七を交互に数層ｆ
ａ層した耐火物層９を形成する。
りかける操作を数回繰り返した後乾燥して一図（ｈ）に
示すように混合物成形体６の外因にコーティング＃（ス
ラリー）とサンディング層（耐火砂）七を交互に数層ｆ
ａ層した耐火物層９を形成する。
次いで、この耐火物層９が形成された混合物成形体６を
図（１）に示すように５００〜１０００℃の脱ろう温度
ｖ ＩＩＬＩ ｙＩ！Ｊ４して一該混合物成形困６中の
ワックス４成分を溶出した後、耐火物層９を高温度にて
焼成するとｋによって、図（、ｊ）ｆ示すように該耐火
物層９ Ｖｃ、Ｊ： ））ギャビテイ内に繊維が充填さ
七た鋳型１０を形成する。
図（１）に示すように５００〜１０００℃の脱ろう温度
ｖ ＩＩＬＩ ｙＩ！Ｊ４して一該混合物成形困６中の
ワックス４成分を溶出した後、耐火物層９を高温度にて
焼成するとｋによって、図（、ｊ）ｆ示すように該耐火
物層９ Ｖｃ、Ｊ： ））ギャビテイ内に繊維が充填さ
七た鋳型１０を形成する。
しかる後、この鋳型１０内′Ｃアルミニウム合金からな
るマトリックス金属を注湯Ｉ−で、繊維と一体的に凝固
させ、鋳型１０を取除いて図（ｋ） Ｖｃ示すようなコ
ンロッドを構成する繊維強化複合体１１が製Ｉ４される
。
るマトリックス金属を注湯Ｉ−で、繊維と一体的に凝固
させ、鋳型１０を取除いて図（ｋ） Ｖｃ示すようなコ
ンロッドを構成する繊維強化複合体１１が製Ｉ４される
。
このようにｌ−て得らｆまた繊維強化複合体１１け、上
記した混合物戎形体６Ｔおいてワックス４がマトリック
ス金属と交換されなものであって、マトリックス金、１
４甲に繊維が高充填蕃度で混入されているため、各種の
機械的強ばか向上したものとなる。
記した混合物戎形体６Ｔおいてワックス４がマトリック
ス金属と交換されなものであって、マトリックス金、１
４甲に繊維が高充填蕃度で混入されているため、各種の
機械的強ばか向上したものとなる。
尚、本発明は上記実施例に限定ざねるものではなく、種
々の変形例をも包含するものであり、例えば上記マトリ
ックス金属としてマグネシウム合金を用鬼ハ、まな繊維
ｋしてガラス、カーボン、シリコンカーバイド等の無機
質繊維、あるいは）２ングステン、ステンレス銅等の金
属質繊維を用いて、ピストンピン等を構成する複合体を
製造する場合についても適用することができる。
々の変形例をも包含するものであり、例えば上記マトリ
ックス金属としてマグネシウム合金を用鬼ハ、まな繊維
ｋしてガラス、カーボン、シリコンカーバイド等の無機
質繊維、あるいは）２ングステン、ステンレス銅等の金
属質繊維を用いて、ピストンピン等を構成する複合体を
製造する場合についても適用することができる。
まな、上記実施例では、混合物成形体６の脱ろう工程と
耐火物の焼成工程とを別個にしたが、高温での劣化が極
めて少ない繊維を使用する場合には高温加熱を行って両
工程を一つにしてもよく、逆に、上記カーボン繊維のよ
うに高温で酸化変質し易い繊維を使用する場合には耐火
物の焼成工程を省略しても差し支えない。
耐火物の焼成工程とを別個にしたが、高温での劣化が極
めて少ない繊維を使用する場合には高温加熱を行って両
工程を一つにしてもよく、逆に、上記カーボン繊維のよ
うに高温で酸化変質し易い繊維を使用する場合には耐火
物の焼成工程を省略しても差し支えない。
下表に、外径２７園φ、内径１８順φ、高ざ２４■にプ
レス成形（荷重７００匂／ｄ）したワックス濃度の種に
異なる混合物でテストピースを作成し、これらテストピ
ースの形〈ずれの度合いをテストした結果を示す。（但
し、下記表中○印は形くずれなし、Ｘ印は形くずれ発生
を表示している。）上表から明らかなように、テストピ
ースのような小曲率のものであっても、繊維混合比の低
い混合物の１助合は、形ぐず七を生じない。
レス成形（荷重７００匂／ｄ）したワックス濃度の種に
異なる混合物でテストピースを作成し、これらテストピ
ースの形〈ずれの度合いをテストした結果を示す。（但
し、下記表中○印は形くずれなし、Ｘ印は形くずれ発生
を表示している。）上表から明らかなように、テストピ
ースのような小曲率のものであっても、繊維混合比の低
い混合物の１助合は、形ぐず七を生じない。
以上説明Ｌｔようで、この発明は繊維とワックスとの混
合比を変えた少（とも２種類を用意し、こねら混合物ｔ
ｎうち繊維混合比の低い混合物をキャビティの曲率の小
さな湾曲部または急激な形状変化部に充填し、繊維混合
比の高い混合物を略直線部まｋは急激な形状変化ｑ）な
い部分に充填して繊維強化複合体全形成ｆるよう’１ｌ
ｉ７Ｌτいるから、全体として形〈ずれしない適正な形
状をもった繊維強化複合体を提供することができる。
合比を変えた少（とも２種類を用意し、こねら混合物ｔ
ｎうち繊維混合比の低い混合物をキャビティの曲率の小
さな湾曲部または急激な形状変化部に充填し、繊維混合
比の高い混合物を略直線部まｋは急激な形状変化ｑ）な
い部分に充填して繊維強化複合体全形成ｆるよう’１ｌ
ｉ７Ｌτいるから、全体として形〈ずれしない適正な形
状をもった繊維強化複合体を提供することができる。
図面は本発明の実Ｉａ態様を例示する製造工程図である
。 ２・・・短繊維、４・・・溶融ワックス、５・・・金型
、６・−・混合物成形体、９・・・耐火物層、１０・・
・鋳型、１１・・・繊維強化複合体。 特 許 出 願 人 東洋工業株式会社（ａ）
（ｂ） ２ （ｈ） （ｉ） ’ ｋ。 （ｆ） （９’） （ｊ）（ｋ）
。 ２・・・短繊維、４・・・溶融ワックス、５・・・金型
、６・−・混合物成形体、９・・・耐火物層、１０・・
・鋳型、１１・・・繊維強化複合体。 特 許 出 願 人 東洋工業株式会社（ａ）
（ｂ） ２ （ｈ） （ｉ） ’ ｋ。 （ｆ） （９’） （ｊ）（ｋ）
Claims (1)
- （１）無機質短繊維または金属短繊維と溶融ワックスと
を混合して短繊維とワックスの混合物を作り、該混合物
を所定形状のキャビティをもった金型内に充填しかつこ
れ全プレス【−で予め定めた繊維密度にした混合物成形
体を成形１−１ついで該混合物成形体の外周にコーティ
ング層とサンデング層とを交互に数層積層して耐火物層
′ｆｒ形成した後、該耐火物層が形成された混合物成形
体を加熱して該混合物成形体中のワックスを溶出し、必
要に応じて耐火物層を焼成して、該耐火物層によりキャ
ビティ内ｖｃ繊維が充填ざ名た鋳型を形成り、Ｌかる後
膣鋳型内にマトリックス金属を注湯して繊維と一体的に
凝固させることにより繊維強化す複合体を形成するもの
において、上記混合物は繊維とワックスとの混合比を変
えた少くとも２捕類を用意し、これら混合物のうち繊維
混合比の低い混合物をキャビティの曲率い小さな湾曲部
または急激な形状変化部に充填し、繊維混合比の高い混
合物を略直線部または急激な形状変化のない部分に充填
して繊維強化複合体を形成することを特徴とする繊維強
化複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12925881A JPS5829564A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 繊維強化複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12925881A JPS5829564A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 繊維強化複合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5829564A true JPS5829564A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=15005111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12925881A Pending JPS5829564A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 繊維強化複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829564A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4755437A (en) * | 1985-07-04 | 1988-07-05 | Michele Sabatie | Castings and their production process |
| US5113925A (en) * | 1990-10-09 | 1992-05-19 | Pcast Equipment Corporation | Investment casting of metal matrix composites |
| US5649585A (en) * | 1992-09-16 | 1997-07-22 | Nolte; Markus | Process for producing fiber composite investment castings |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4873331A (ja) * | 1972-01-07 | 1973-10-03 | ||
| JPS5536257A (en) * | 1978-09-06 | 1980-03-13 | Koei Chem Co Ltd | Lightening of color of vinyl polymer containing quaternary salt of pyridine base as substitution group |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP12925881A patent/JPS5829564A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4873331A (ja) * | 1972-01-07 | 1973-10-03 | ||
| JPS5536257A (en) * | 1978-09-06 | 1980-03-13 | Koei Chem Co Ltd | Lightening of color of vinyl polymer containing quaternary salt of pyridine base as substitution group |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5649585A (en) * | 1992-09-16 | 1997-07-22 | Nolte; Markus | Process for producing fiber composite investment castings |
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