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JP3457406B2 - Manufacturing method of aluminum alloy composite - Google Patents
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JP3457406B2 - Manufacturing method of aluminum alloy composite - Google Patents

Manufacturing method of aluminum alloy composite

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JP3457406B2
JP3457406B2 JP30234994A JP30234994A JP3457406B2 JP 3457406 B2 JP3457406 B2 JP 3457406B2 JP 30234994 A JP30234994 A JP 30234994A JP 30234994 A JP30234994 A JP 30234994A JP 3457406 B2 JP3457406 B2 JP 3457406B2
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  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶融アルミニウム合金
を無加圧下で繊維成形体に接触させ自然浸透により複合
化させるアルミニウム合金複合材の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an aluminum alloy composite material in which a molten aluminum alloy is brought into contact with a fiber compact without pressure to form a composite by natural permeation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アルミニウム合金複合材の製造方
法としては、特開平5−507030号公報に記載のよ
うに、Mg(マグネシウム)含有のAl(アルミニウ
ム)マトリックス合金インゴットをプリフォーム(繊維
成形体)の上方に配置し、無加圧下において溶融Alマ
トリックス合金のプリフォームへの自然浸透を上方から
行うようにした方法が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing an aluminum alloy composite material, as described in JP-A-5-507030, a Mg (magnesium) -containing Al (aluminum) matrix alloy ingot is preformed (fiber molded body). ) Of the molten Al matrix alloy and the molten Al matrix alloy is allowed to naturally infiltrate into the preform from above without pressure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、所定温度に達すると、Alマトリックス合金インゴ
ットが溶解すると同時に含有しているMg成分は昇華
し、一部はプリフォーム内へ浸透してプリフォーム表面
を還元し、その表面のぬれ性を向上させてAlマトリッ
クス合金の複合化を促進するものと考えられる。しか
し、Alマトリックス合金インゴットは、プリフォーム
の上方に位置するため、昇華したMg成分の多くは下方
に位置するプリフォームには浸透し難く、プリフォーム
表面のぬれ性の十分な向上が図れない。従って、溶融A
lマトリックス合金がプリフォーム内部に十分浸透しな
いため、高品質な複合材を得ることができないという問
題点を有し、また十分な複合化を行わせるには時間が掛
かるという問題点を有していた。
In the prior art, when a predetermined temperature is reached, the Al matrix alloy ingot is melted and the contained Mg component is sublimated and a part of the Mg component permeates into the preform. It is considered that the reformed surface is reduced, the wettability of the surface is improved, and the composite of the Al matrix alloy is promoted. However, since the Al matrix alloy ingot is located above the preform, most of the sublimated Mg component is difficult to penetrate into the preform located below, and the wettability of the preform surface cannot be sufficiently improved. Therefore, melt A
Since the l-matrix alloy does not sufficiently penetrate into the preform, there is a problem that a high quality composite material cannot be obtained, and it takes time to perform a sufficient composite. It was

【0004】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、簡便な方法で高品質なAl合金複合材が効率よ
く得られるアルミニウム合金複合材の製造方法を提供し
ようとするものである。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to efficiently produce a high-quality Al alloy composite material by a simple method. It is intended to provide a method for manufacturing an alloy composite material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、雰囲気ガス注入手段と減圧手段と加熱手段を備
えた雰囲気炉内に型を設け、この型内にMgを含有する
浸透促進剤とプリフォームとAlマトリックス合金イン
ゴットを順次上方に向って配置した後に、前記雰囲気ガ
ス注入手段と減圧手段により、前記炉内の雰囲気をアル
ゴン雰囲気にし、前記加熱手段により前記炉内を所定温
度に昇温し、前記浸透促進剤を昇華させることによっ
て、浸透促進剤に含有するMg成分をプリフォーム内部
に浸透させ、前記雰囲気ガス注入手段と減圧手段により
前記雰囲気炉内を窒素雰囲気に切換え、前記加熱手段に
より前記炉内を更に昇温し、前記プリフォーム内部に浸
透したMgを窒素ガスと反応させることによって前記プ
リフォーム表面を還元させ、次いで前記Alマトリック
ス合金インゴットを溶融させて前記プリフォームに浸透
させた後に冷却して複合材を得るものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a mold in an atmosphere furnace equipped with an atmosphere gas injecting means, a decompressing means and a heating means, and promotes permeation containing Mg in the mold. After the agent, the preform, and the Al matrix alloy ingot are sequentially arranged upward, the atmosphere in the furnace is controlled by the atmosphere gas injecting means and the pressure reducing means.
The Gon atmosphere, was heated to the furnace to a predetermined temperature by the heating means, depending on Rukoto sublimating said penetration enhancer
The Mg component contained in the penetration enhancer inside the preform.
Permeate into the atmosphere, and
The atmosphere furnace is switched to a nitrogen atmosphere, and the heating means is used.
To further raise the temperature inside the furnace and soak it inside the preform.
By reacting the permeated Mg with nitrogen gas, the surface of the preform is reduced, and then the Al matrix alloy ingot is melted and allowed to penetrate into the preform, and then cooled to obtain a composite material.

【0006】[0006]

【0007】前記Mgを含有する浸透促進剤の下方に
も、Alマトリックス合金インゴットを配置してもよ
い。
An Al matrix alloy ingot may be arranged below the Mg-containing penetration enhancer.

【0008】[0008]

【作用】浸透促進剤のMg成分がプリフォーム内に下方
より十分浸透し、プリフォーム内部の表面を還元した後
に、溶融したAlマトリックス合金がプリフォーム内部
に浸透し、複合化が行われる。
The Mg component of the permeation enhancer sufficiently permeates into the preform from below, reduces the surface inside the preform, and then the molten Al matrix alloy permeates into the preform to form a composite.

【0009】また、炉内の雰囲気をArガスから窒素ガ
スに切換える場合には、より浸透促進剤のMg成分がプ
リフォーム内部に浸透し、より完全な複合化が行われ
る。
Further, when the atmosphere in the furnace is switched from Ar gas to nitrogen gas, the Mg component of the permeation promoter more permeates into the preform, resulting in more complete compounding.

【0010】更に、Alマトリックス合金インゴットを
プリフォームの上方及び下方に配置した場合には、プリ
フォームの上方及び下方から溶融したAlマトリックス
合金がプリフォーム内部へ浸透する。
Further, when the Al matrix alloy ingot is placed above and below the preform, the molten Al matrix alloy penetrates into the preform from above and below the preform.

【0011】[0011]

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図1は請求項1のアルミニウム合金
複合材の製造方法の説明図、図2は窒素雰囲気を用いた
場合における加熱の温度パターンを示す図、図3は請求
項2のアルミニウム合金複合材の製造方法の説明図、図
4はアルゴン雰囲気と窒素雰囲気を用いた場合の加熱の
温度パターンを示す図、図5は請求項3のアルミニウム
合金複合材の製造方法の説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is an explanatory view of the method for producing an aluminum alloy composite material according to claim 1, FIG. 2 is a view showing a temperature pattern of heating when a nitrogen atmosphere is used, and FIG. 3 is an aluminum alloy composite material according to claim 2. Is a diagram showing a heating temperature pattern when an argon atmosphere and a nitrogen atmosphere are used, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for producing an aluminum alloy composite material according to claim 3.

【0012】請求項1のアルミニウム合金複合材の製造
方法は、図1に示すように、雰囲気ガス注入手段1と減
圧手段2と加熱手段3を備えた雰囲気炉4を用いて実施
される。ここで、雰囲気ガス注入手段1はN2(窒素ガ
ス)用ボンベ1aとバルブ1bなどを備えN2(窒素ガ
ス)を雰囲気炉4内に注入する装置、減圧手段2は真空
ポンプ2aなどを備え雰囲気炉4内を真空引きする装
置、加熱手段3は雰囲気炉4の周囲に配設したヒータ3
aと温度検出器(不図示)などを備え雰囲気炉4内の温
度を所望な温度に上昇させる装置である。
The method for producing an aluminum alloy composite material according to claim 1 is carried out using an atmosphere furnace 4 equipped with an atmosphere gas injection means 1, a decompression means 2 and a heating means 3, as shown in FIG. Here, the atmosphere gas injecting means 1 includes an N 2 (nitrogen gas) cylinder 1a, a valve 1b, and the like, and is a device for injecting N 2 (nitrogen gas) into the atmosphere furnace 4, and the decompression means 2 includes a vacuum pump 2a and the like. A device for evacuating the atmosphere furnace 4 and a heating means 3 are heaters 3 arranged around the atmosphere furnace 4.
This is a device that includes a, a temperature detector (not shown) and the like, and raises the temperature in the atmospheric furnace 4 to a desired temperature.

【0013】先ず、型であるるつぼ5に浸透促進剤(複
合化開始材)6として、純Mg(純度99%)を15g
入れ、その上にプリフォーム(Al23短繊維成形体
で、直径が100mm、厚みが50mm、繊維の体積含
有率vf=20%)7を載置し、更にその上にAlマト
リックス合金インゴット8として純Al(純度99.9
9%)を1500g載置する。この時、浸透促進剤6の
外径寸法は、プリフォーム7と同じ直径が100mmの
円形板とした。
First, 15 g of pure Mg (purity 99%) was used as a penetration promoter (composite initiator) 6 in a crucible 5 as a mold.
Then, a preform (Al 2 O 3 short fiber molded body having a diameter of 100 mm, a thickness of 50 mm and a fiber volume content vf = 20%) 7 is placed thereon, and an Al matrix alloy ingot is further placed thereon. 8 as pure Al (purity 99.9
9%) 1500g is placed. At this time, the outer diameter of the penetration enhancer 6 was a circular plate having the same diameter as the preform 7 and a diameter of 100 mm.

【0014】次いで、浸透促進剤6等を入れたるつぼ5
を雰囲気炉4内に設置し、雰囲気ガス注入手段1と減圧
手段2による真空置換で、炉4内の雰囲気を窒素雰囲気
(大気圧)にする。その後、加熱手段3により図2に示
すように、10°C/分の昇温速度で昇温する。このよ
うな窒素雰囲気における昇温によって、プリフォーム7
の下方に位置する浸透促進剤6が最初に昇華し、含有す
るMg成分がプリフォーム7内部に下方より浸透する。
Next, the crucible 5 containing the penetration enhancer 6 and the like.
Is installed in the atmosphere furnace 4, and the atmosphere in the furnace 4 is made into a nitrogen atmosphere (atmospheric pressure) by vacuum replacement by the atmosphere gas injecting means 1 and the pressure reducing means 2. Then, as shown in FIG. 2, the heating means 3 raises the temperature at a temperature rising rate of 10 ° C./min. By the temperature rise in such a nitrogen atmosphere, the preform 7
The permeation accelerator 6 located below the first sublimates first and the contained Mg component permeates into the preform 7 from below.

【0015】更に、温度を上げると、窒化マグネシウム
(Mg32)がプリフォーム7内部の表面において生成
され、プリフォーム7内部の表面が還元されて金属化す
る。そして、図2に示すように、670°Cまで炉4内
の温度を上げ、その温度を60分維持すると、その間に
プリフォーム7の上方より溶解したAlマトリックス合
金がプリフォーム7の内部に浸透する。
When the temperature is further raised, magnesium nitride (Mg 3 N 2 ) is produced on the surface inside the preform 7, and the surface inside the preform 7 is reduced and metallized. Then, as shown in FIG. 2, when the temperature in the furnace 4 was raised to 670 ° C. and the temperature was maintained for 60 minutes, the Al matrix alloy melted from above the preform 7 permeated into the inside of the preform 7. To do.

【0016】また、前述の通りプリフォーム7内部の表
面は、金属化されてぬれ性が向上しているため、速やか
に複合化される。その後、雰囲気炉4を冷却し、炉4よ
りるつぼ5を取り出すと、るつぼ5内には、Al23
繊維成形体にAlが浸透した複合材が製造されている。
Further, as described above, the surface of the inside of the preform 7 is metallized and has improved wettability, so that it is quickly compounded. After that, when the atmosphere furnace 4 is cooled and the crucible 5 is taken out from the furnace 4, a composite material in which Al has penetrated into the Al 2 O 3 short fiber compact is manufactured in the crucible 5.

【0017】請求項2のアルミニウム合金複合材の製造
方法は、図3に示すように、ボンベ11a,11bとバ
ルブ11c,11dなどを備えてAr(アルゴン)ガス
又はN2(窒素ガス)を雰囲気炉4内に注入する雰囲気
ガス注入手段11を用いて実施される。11aと11c
はAr(アルゴン)ガス用、11bと11dはN2(窒
素ガス)用である。
In the method for manufacturing an aluminum alloy composite material according to the second aspect, as shown in FIG. 3, cylinders 11a and 11b and valves 11c and 11d are provided, and an Ar (argon) gas or N 2 (nitrogen gas) atmosphere is provided. The atmosphere gas injection means 11 for injecting into the furnace 4 is used. 11a and 11c
Is for Ar (argon) gas, and 11b and 11d are for N 2 (nitrogen gas).

【0018】先ず、るつぼ5に浸透促進剤(複合化開始
材)6として、純Mg(純度99%)を15g入れ、そ
の上にプリフォーム(Al23短繊維成形体で、直径が
100mm、厚みが70mm、繊維の体積含有率vf=
20%)7を載置し、更にその上にAlマトリックス合
金インゴット8として純Al(純度99.99%)を1
500g載置する。この時、浸透促進剤6の外径寸法
は、プリフォーム7と同じ直径が100mmの円形板と
した。なお、プリフォーム7の厚みは、図1に示す場合
より厚くなっている。
First, 15 g of pure Mg (purity 99%) was put into the crucible 5 as a penetration promoter (composite initiating material) 6, and a preform (Al 2 O 3 short fiber molded body having a diameter of 100 mm) was placed thereon. , Thickness 70 mm, fiber volume content vf =
20%) 7 is placed thereon, and 1% pure Al (purity 99.99%) is used as an Al matrix alloy ingot 8 thereon.
Place 500g. At this time, the outer diameter of the penetration enhancer 6 was a circular plate having the same diameter as the preform 7 and a diameter of 100 mm. The thickness of the preform 7 is thicker than that shown in FIG.

【0019】次いで、浸透促進剤6等を入れたるつぼ5
を雰囲気炉4内に設置し、雰囲気ガス注入手段11と減
圧手段2による真空置換で、炉4内の雰囲気をアルゴン
雰囲気(大気圧)にする。その後、加熱手段3により図
4に示すように、10°C/分の昇温速度で500°C
まで昇温し、その温度を60分維持する。すると、プリ
フォーム7の下方に位置する浸透促進剤6が最初に昇華
し、含有するMg成分がプリフォーム7内部に下方より
浸透する。
Next, a crucible 5 containing a penetration enhancer 6 and the like.
Is installed in the atmosphere furnace 4, and the atmosphere in the furnace 4 is made an argon atmosphere (atmospheric pressure) by vacuum replacement by the atmosphere gas injecting means 11 and the pressure reducing means 2. After that, as shown in FIG. 4, the heating means 3 is operated at a temperature rising rate of 10 ° C./min to 500 ° C.
And the temperature is maintained for 60 minutes. Then, the penetration enhancer 6 located below the preform 7 first sublimes, and the contained Mg component penetrates into the preform 7 from below.

【0020】その後再び、雰囲気ガス注入手段11と減
圧手段2による真空置換で、炉4内の雰囲気をアルゴン
雰囲気(大気圧)から窒素雰囲気(大気圧)に切換えた
後、加熱手段3によって図4に示すように、10°C/
分の昇温速度で昇温する。
After that, the atmosphere in the furnace 4 is switched from the argon atmosphere (atmospheric pressure) to the nitrogen atmosphere (atmospheric pressure) again by vacuum replacement by the atmosphere gas injecting means 11 and the decompressing means 2, and then the heating means 3 is used for the operation shown in FIG. 10 ° C /
The temperature is raised at a heating rate of a minute.

【0021】このように最初は不活性ガスであるアルゴ
ン雰囲気(大気圧)下で加熱し、次いで窒素雰囲気(大
気圧)に切換えて加熱するのは、低温ではMg蒸気はN
2(窒素ガス)と反応しないが、高温になるとN2(窒素
ガス)と反応して窒化マグネシウム(Mg32)が生成
され易いので、浸透促進剤6のMg成分がN2(窒素ガ
ス)と反応して窒化マグネシウム(Mg32)を生成す
るのを抑え、Mg成分がプリフォーム7の内部に浸透す
る時間を確保するためである。
As described above, first, heating is performed under an argon atmosphere (atmospheric pressure), which is an inert gas, and then switching to a nitrogen atmosphere (atmospheric pressure) is performed.
2 (nitrogen gas) and does not react, because the high temperatures N 2 magnesium nitride reacts with (nitrogen gas) (Mg 3 N 2) is liable to be generated, Mg component penetration enhancers 6 N 2 (nitrogen gas ) To suppress the formation of magnesium nitride (Mg 3 N 2 ) and to secure the time for the Mg component to penetrate into the preform 7.

【0022】炉4内の雰囲気をアルゴン雰囲気(大気
圧)にすることにより浸透時間が確保されると、Mg成
分がプリフォーム7の内部に十分に浸透した後に、N2
(窒素ガス)と反応して窒化マグネシウム(Mg32
がプリフォーム7内部の表面に生成されるので、より完
全な複合化が行われる。
When the infiltration time is secured by setting the atmosphere in the furnace 4 to the argon atmosphere (atmospheric pressure), the Mg component is sufficiently infiltrated into the preform 7 and then N 2
(Nitrogen gas) reacts with magnesium nitride (Mg 3 N 2 )
Are generated on the surface inside the preform 7, so that a more complete composite is performed.

【0023】更に、670°Cまで炉4内の温度を上げ
ると、前述のように窒化マグネシウム(Mg32)がプ
リフォーム7内部の表面において生成され、プリフォー
ム7内部の表面が還元され金属化する。そして、図4に
示すように、670°Cの温度を60分維持すると、そ
の間にプリフォーム7の上方より溶解したAlマトリッ
クス合金がプリフォーム7の内部に浸透する。
When the temperature in the furnace 4 is further raised to 670 ° C., magnesium nitride (Mg 3 N 2 ) is produced on the surface inside the preform 7 as described above, and the surface inside the preform 7 is reduced. Metallize. Then, as shown in FIG. 4, when the temperature of 670 ° C. is maintained for 60 minutes, the melted Al matrix alloy penetrates into the preform 7 from above the preform 7.

【0024】また、前述の通りプリフォーム7内部の表
面は、金属化されてぬれ性が向上しているため、速やか
に複合化される。その後、雰囲気炉4を冷却し、炉4よ
りるつぼ5を取り出すと、るつぼ5内には、Al23
繊維成形体にAlが浸透した複合材が製造されている。
Further, as described above, the surface of the inside of the preform 7 is metallized and has improved wettability, so that it is quickly compounded. After that, when the atmosphere furnace 4 is cooled and the crucible 5 is taken out from the furnace 4, a composite material in which Al has penetrated into the Al 2 O 3 short fiber compact is manufactured in the crucible 5.

【0025】炉4内の雰囲気をアルゴン雰囲気(大気
圧)から窒素雰囲気(大気圧)に切換える方法は、プリ
フォーム7の厚みが、ある程度厚く、浸透促進剤6のM
g成分がプリフォーム7内部に浸透する時間を確保した
い場合には、特に有効である。
The method of switching the atmosphere in the furnace 4 from the argon atmosphere (atmospheric pressure) to the nitrogen atmosphere (atmospheric pressure) is such that the preform 7 is thick to a certain extent and
This is particularly effective when it is desired to secure a time for the g component to penetrate into the preform 7.

【0026】請求項3のアルミニウム合金複合材の製造
方法は、図5に示すように、Mgを含有する浸透促進剤
6の下方にも、Alマトリックス合金インゴット8を配
置して複合化を行わせる方法である。
In the method for producing an aluminum alloy composite material according to a third aspect of the present invention, as shown in FIG. 5, an Al matrix alloy ingot 8 is arranged below the penetration promoter 6 containing Mg to perform composite processing. Is the way.

【0027】先ず、るつぼ5にAlマトリックス合金イ
ンゴット8として、AC4C材(アルミニウム合金鋳
物)を750g入れ、その上に浸透促進剤(複合化開始
材)6として、15%Mg−Al合金を15g載置し、
更にその上にプリフォーム(Al23短繊維成形体で、
直径が100mm、厚みが70mm、繊維の体積含有率
vf=20%)7を載置し、その上に再びAlマトリッ
クス合金インゴット8として、AC4C材(アルミニウ
ム合金鋳物)を750g載置する。この時、浸透促進剤
6は、1〜5mm程度の粒子でプリフォーム7の底面に
満遍なく触れるように敷き詰める。
First, 750 g of AC4C material (aluminum alloy casting) was put in the crucible 5 as an Al matrix alloy ingot 8, and 15 g of 15% Mg-Al alloy was placed thereon as a penetration accelerator (composite initiating material) 6. Place
On top of that, a preform (Al 2 O 3 short fiber molded body,
7 having a diameter of 100 mm, a thickness of 70 mm, and a fiber volume content vf = 20%) 7 is placed thereon, and 750 g of an AC4C material (aluminum alloy casting) is placed thereon as an Al matrix alloy ingot 8. At this time, the penetration enhancer 6 is spread with particles of about 1 to 5 mm so as to evenly touch the bottom surface of the preform 7.

【0028】次いで、浸透促進剤6等を入れたるつぼ5
を雰囲気炉4内に設置し、雰囲気ガス注入手段11と減
圧手段2による真空置換で、炉4内の雰囲気をアルゴン
雰囲気(大気圧)にする。その後、加熱手段3によって
図4に示すように、10°C/分の昇温速度で500°
Cまで昇温し、その温度を60分維持する。すると、プ
リフォーム7の下方に位置する浸透促進剤6が最初に昇
華し、含有するMg成分がプリフォーム7内部に下方よ
り浸透する。
Next, a crucible 5 containing a penetration enhancer 6 and the like.
Is installed in the atmosphere furnace 4, and the atmosphere in the furnace 4 is made an argon atmosphere (atmospheric pressure) by vacuum replacement by the atmosphere gas injecting means 11 and the pressure reducing means 2. After that, as shown in FIG. 4, the heating means 3 is heated to 500 ° at a temperature rising rate of 10 ° C./min.
The temperature is raised to C and the temperature is maintained for 60 minutes. Then, the penetration enhancer 6 located below the preform 7 first sublimes, and the contained Mg component penetrates into the preform 7 from below.

【0029】その後再び、雰囲気ガス注入手段11と減
圧手段2による真空置換で、炉4内の雰囲気をアルゴン
雰囲気(大気圧)から窒素雰囲気(大気圧)にした後、
加熱手段3によって図4に示すように、10°C/分の
昇温速度で昇温する。
After that, the atmosphere in the furnace 4 is changed from the argon atmosphere (atmospheric pressure) to the nitrogen atmosphere (atmospheric pressure) again by vacuum replacement by the atmosphere gas injecting means 11 and the pressure reducing means 2.
As shown in FIG. 4, the heating means 3 raises the temperature at a temperature rising rate of 10 ° C./min.

【0030】更に、670°Cまで炉4内の温度を上げ
ると、窒化マグネシウム(Mg32)がプリフォーム7
内部の表面において生成され、プリフォーム7内部の表
面が還元され金属化する。そして、図4に示すように、
670°Cの温度を60分維持すると、その間にプリフ
ォーム7の上方及び下方より溶解したAlマトリックス
合金がプリフォーム7の内部に浸透する。
Further, when the temperature in the furnace 4 is raised to 670 ° C., magnesium nitride (Mg 3 N 2 ) becomes preform 7.
Generated on the inner surface, the inner surface of the preform 7 is reduced and metallized. Then, as shown in FIG.
When the temperature of 670 ° C. is maintained for 60 minutes, the melted Al matrix alloy penetrates into the preform 7 from above and below the preform 7.

【0031】また、前述の通りプリフォーム7内部の表
面は、金属化されてぬれ性が向上しているため、速やか
に複合化される。その後、雰囲気炉4を冷却し、炉4よ
りるつぼ5を取り出すと、るつぼ5内には、Al23
繊維成形体にAlが浸透した複合材が製造されている。
Further, as described above, the surface of the inside of the preform 7 is metallized and has improved wettability, so that it is quickly compounded. After that, when the atmosphere furnace 4 is cooled and the crucible 5 is taken out from the furnace 4, a composite material in which Al has penetrated into the Al 2 O 3 short fiber compact is manufactured in the crucible 5.

【0032】このように、プリフォーム7の上方及び下
方に分けてAlマトリックス合金インゴット8を配置す
ることによって、プリフォーム7の上方及び下方よりA
lマトリックス合金を浸透させ、浸透時間が短縮され
る。
By disposing the Al matrix alloy ingot 8 separately above and below the preform 7 in this way, the A
l Matrix alloy is infiltrated and the infiltration time is shortened.

【0033】なお、Alマトリックス合金インゴット8
をプリフォーム7の上方及び下方に分けて配置した場合
においても、図1に示すようなプリフォーム7の厚みの
時には、炉4内の雰囲気を窒素雰囲気(大気圧)のみで
加熱して複合化することも出来る。
Al matrix alloy ingot 8
Even when the preforms 7 are separately arranged above and below the preform 7, when the thickness of the preform 7 is as shown in FIG. 1, the atmosphere in the furnace 4 is heated only by the nitrogen atmosphere (atmospheric pressure) to form a composite. You can also do it.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、浸
透促進剤のMg成分がプリフォーム内に下方より十分浸
透し、プリフォーム内部の表面を還元した後に、溶融し
たAlマトリックス合金がプリフォーム内部に浸透し、
簡便な方法で高品質なAl合金複合材を効率よく製造す
ることが出来る。
As described above, according to the present invention, the Mg component of the permeation enhancer is sufficiently permeated into the preform from below to reduce the surface inside the preform, and then the molten Al matrix alloy is preheated. Penetrating inside the reform,
A high-quality Al alloy composite material can be efficiently produced by a simple method.

【0035】また、加熱時において、炉内の雰囲気をA
rガスから窒素ガスに切換えることによって、浸透促進
剤のMg成分がプリフォーム内部のすみずみまで更に十
分浸透し、より高品質な複合材を効率よく製造すること
が出来る。
At the time of heating, the atmosphere in the furnace is changed to A
By switching from r gas to nitrogen gas, the Mg component of the permeation enhancer further permeates to the inside of the preform more sufficiently, and a higher quality composite material can be efficiently produced.

【0036】更に、Alマトリックス合金インゴットを
プリフォームの上方及び下方に配置することによって、
プリフォームの上方及び下方から溶融したAlマトリッ
クス合金がプリフォーム内部へ浸透するので、Alマト
リックス合金の浸透時間の短縮が図れる。
Further, by placing an Al matrix alloy ingot above and below the preform,
Since the molten Al matrix alloy penetrates into the preform from above and below the preform, the penetration time of the Al matrix alloy can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1のアルミニウム合金複合材の製造方法
の説明図
FIG. 1 is an explanatory view of a method for producing an aluminum alloy composite material according to claim 1.

【図2】窒素雰囲気を用いた場合における加熱の温度パ
ターンを示す図
FIG. 2 is a diagram showing a heating temperature pattern when a nitrogen atmosphere is used.

【図3】請求項2のアルミニウム合金複合材の製造方法
の説明図
FIG. 3 is an explanatory view of a method for producing an aluminum alloy composite material according to claim 2.

【図4】アルゴン雰囲気と窒素雰囲気を用いた場合にお
ける加熱の温度パターンを示す図
FIG. 4 is a diagram showing a heating temperature pattern when an argon atmosphere and a nitrogen atmosphere are used.

【図5】請求項3のアルミニウム合金複合材の製造方法
の説明図
FIG. 5 is an explanatory view of a method for manufacturing an aluminum alloy composite material according to claim 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11…雰囲気ガス注入手段、1a,11b…N
2(窒素ガス)用ボンベ、1b,11d…N2(窒素ガ
ス)用バルブ、2…減圧手段、2a…真空ポンプ、3…
加熱手段、3a…ヒータ、4…雰囲気炉、5…るつぼ
(型)、6…浸透促進剤、7…プリフォーム、8…Al
マトリックス合金インゴット、11a…Ar(アルゴ
ン)ガス用ボンベ、11c…Ar(アルゴン)ガス用バ
ルブ。
1, 11 ... Atmosphere gas injection means, 1a, 11b ... N
2 (nitrogen gas) cylinders, 1b, 11d ... N 2 (nitrogen gas) valves, 2 ... decompression means, 2a ... vacuum pump, 3 ...
Heating means 3a ... Heater, 4 ... Atmosphere furnace, 5 ... Crucible (mold), 6 ... Penetration promoter, 7 ... Preform, 8 ... Al
Matrix alloy ingot, 11a ... Ar (argon) gas cylinder, 11c ... Ar (argon) gas valve.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 雰囲気ガス注入手段と減圧手段と加熱手
段を備えた雰囲気炉内に型を設け、 この型内にMgを含有する浸透促進剤とプリフォームと
Alマトリックス合金インゴットを順次上方に向って配
置した後に、 前記雰囲気ガス注入手段と減圧手段により、前記炉内の
雰囲気をアルゴン雰囲気にし、 前記加熱手段により前記炉内を所定温度に昇温し、前記
浸透促進剤を昇華させることによって、浸透促進剤に含
有するMg成分をプリフォーム内部に浸透させ、 前記雰囲気ガス注入手段と減圧手段により前記雰囲気炉
内を窒素雰囲気に切換え、 前記加熱手段により前記炉内を更に昇温し、前記プリフ
ォーム内部に浸透したMgを 窒素ガスと反応させること
によって前記プリフォーム表面を還元させ、 次いで前記Alマトリックス合金インゴットを溶融させ
て前記プリフォームに浸透させた後に冷却して複合材を
得ることを特徴とするアルミニウム合金複合材の製造方
法。
1. A mold is provided in an atmosphere furnace equipped with an atmosphere gas injection means, a decompression means, and a heating means, and a penetration promoter containing Mg, a preform, and an Al matrix alloy ingot are sequentially turned upward in the mold. Are placed in the furnace by the atmosphere gas injecting means and the depressurizing means .
The atmosphere was an argon atmosphere, the temperature was raised to the furnace to a predetermined temperature by the heating means, by Rukoto sublimating the penetration enhancer, containing the penetration enhancer
The contained Mg component is permeated into the preform, and the atmosphere furnace is provided by the atmosphere gas injection means and the pressure reduction means.
The inside of the furnace is switched to a nitrogen atmosphere, and the inside of the furnace is further heated by the heating means,
The surface of the preform is reduced by reacting Mg that has permeated the interior of the chamber with nitrogen gas, and then the Al matrix alloy ingot is melted and permeated into the preform, and then cooled to obtain a composite material. And a method for producing an aluminum alloy composite material.
【請求項2】 前記Mgを含有する浸透促進剤の下方に
も、Alマトリックス合金インゴットを配置した請求項
1記載のアルミニウム合金複合材の製造方法。
2. An Al matrix alloy ingot is arranged below the Mg-containing penetration enhancer.
1 Symbol mounting method for manufacturing an aluminum alloy composite material.
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