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INTERMETALLIC COMPOUND-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME meetings

Patent code P130009351
File No. 11119
Posted date Jun 12, 2013
Application number P2012-093862
Publication number P2013-221181A
Patent number P5988667
Date of filing Apr 17, 2012
Date of publication of application Oct 28, 2013
Date of registration Aug 19, 2016
Inventor
  • (In Japanese)崔 龍範
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人広島大学
Title INTERMETALLIC COMPOUND-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a reinforced composite material with high strength and excellent wear resistance including intermetallic compound dispersed in an aluminum alloy at a low cost while retaining freedom of shape.
SOLUTION: A method produces an intermetallic compound reinforced composite material including an aluminum alloy matrix with Al3Ni uniformly dispersed therein. A metallic porous body made of Ni with 1,250 m2/m3 or more specific surface area is set in a die arranged in an electric furnace (S1), and the metallic porous body is impregnated with molten aluminum alloy (S2). The molten aluminum alloy is retained in the die at a predetermined temperature for a predetermined time so that Ni melts and reacts with the molten aluminum alloy to generate particulate Al3Ni (S3). After retained for the predetermined time, it is furnace-cooled at least from a solid-liquid coexisting state to a solid state (S4).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来から、種々の要求に適合する材料を実現するべく、単体の材料では持ち合わせなかった特性を有する、異質な材料を組み合わせた複合材料の開発が、様々な分野で行われている。例えば、金属材料の分野においては、アルミニウムの特徴である軽さを維持したまま、その強度や耐摩耗性を向上させるべく、粉末冶金法、反応ガス浸透法、反応焼結法、溶融撹拌法、鋳造法により、アルミニウム材料にセラミックス粒子を分散複合化させたセラミックス粒子分散複合アルミニウムを製造することが試みられている。



一方、これらとは異なる製造方法として、金属やセラミックスの多孔体を、溶融金属で鋳込む方法が提案されている。



例えば、特許文献1には、ニッケル多孔質体又はニッケル合金多孔質体の表面に炭化ケイ素を分散させ、かかる多孔質体を鋳型内に設置して、アルミニウム合金溶湯と同時に鋳込む複合材料の製造方法が開示されている。そうして、この製造方法によれば、ニッケルとアルミニウム溶湯との金属間化合物形成部において、硬質粒子としての炭化ケイ素粒子が均一に分散されることにより、硬度の向上を図ることができるとされている。



また、例えば、特許文献2には、SiCを主成分とするセラミックス製多孔質体を鋳型内に設置して、金属溶湯を注湯することが開示されている。そうして、この製造方法によれば、耐摩耗性、耐熱性に優れたセラミックス金属複合材料を製造できるとされている。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、アルミニウム合金マトリックス中に、金属間化合物が均一に分散した金属間化合物強化複合材料、及び、かかる強化複合材料を低コストで製造する製造方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
アルミニウム合金マトリックス中に、粒子状の金属間化合物が均一に分散した金属間化合物強化複合材料の製造方法であって、
Ni又はNi-Cr合金からなる、比表面積が1250m2/m3以上の金属多孔体を用意し、
電気炉内に設置された金型のキャビティ内に、当該キャビティと略同一形状の上記金属多孔体をセットする設置工程と、
アルミニウム合金溶湯を当該金型のキャビティ内に注湯して、アルミニウム合金溶湯を当該金属多孔体に含浸させる含浸工程と、
上記Ni又はNi-Cr合金と上記アルミニウム合金溶湯とが溶融反応して、粒子状のAl3Ni、又は、粒子状のAl3Ni及び粒子状のAl7Crを生成するように、上記金型内で、当該アルミニウム合金溶湯を所定温度で所定時間保持する反応工程と、
上記所定時間保持した後、少なくとも固液共存状態から固相状態までは炉冷する冷却工程と、
を含み、
上記反応工程における上記所定温度が、700℃以上740℃以下であり、且つ、上記所定時間が、3分以上18分以下である
ことを特徴とする金属間化合物強化複合材料の製造方法。

【請求項2】
 
請求項1記載の金属間化合物強化複合材料の製造方法において、
上記含浸工程及び上記反応工程では、加圧力が0.1MPaであることを特徴とする金属間化合物強化複合材料の製造方法。

【請求項3】
 
請求項1又は2記載の金属間化合物強化複合材料の製造方法において、
上記金属多孔体の比表面積が2800m2/m3以上であることを特徴とする金属間化合物強化複合材料の製造方法。

【請求項4】
 
請求項1~3のいずれか1つに記載の金属間化合物強化複合材料の製造方法において、
上記金属間化合物強化複合材料は、所定断面積中における、アルミニウム合金マトリックス中に分散している金属間化合物の全個数に占める、アスペクト比が1以上3未満である金属間化合物の個数の割合が40%以上であることを特徴とする金属間化合物強化複合材料の製造方法
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012093862thum.jpg
State of application right Registered


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