形成金属基复合材料产品的方法技术

一种成型方法，其中，对含有通过使铝合金（２２）和陶瓷（１５）混合而制备的金属基复合材料（２７）的坯料（３１、６６、７７、８７、１０７、１２８、１３６、１４４、１５３、７７Ｂ、７７Ｃ）进行压力成型以制造成型物品，该方法包括通过对成型物品的不同部分使用不同的压缩比来进行压力成型，其中压缩比是指坯料在压力成型之前的高度与坯料在压力成型之后的高度之比。上述成型方法使得可制造其不同部分具有不同陶瓷体积含量（Ｖｆ）的成型物品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过使金属基复合材料的坯料压力成型来，该产品的部分与部分之间具有不同的陶瓷体积含量。
技术介绍
存在一种采用金属基复合材料来提高产品特定部分的强度的制造方法。例如，日本专利特开2001-316740号公报公开了一种制造带轮的方法，为了获得强度并降低生产成本，该方法对要求强度的所有部分使用金属基复合材料，而对不要求高强度的所有其它部分使用普通金属。下面参照其图21描述该方法。图21中所示的带轮301具有位于其中央由复合材料形成的毂302、与毂302一体地形成的铝合金盘303、以及装配在盘303周围的凹槽部305，减震元件304保持在凹槽部305与盘303之间，并且高强度的毂302可承受用于将带轮301连接到轴上而施加的螺栓紧固力。该制造带轮301的方法开始于将复合材料挤压成型为柱体，并切削该柱体以形成毂302。然后，将毂302放置在带轮铸模中并用熔融铝合金填注该铸模。然而，所述制造带轮的方法由于需要单独制造两个部件(即，复合材料毂302和铝合金盘303)的步骤而需要大量时间和劳动。形成复合材料毂302的步骤和铸造铝合金盘303的步骤都具有涉及复杂工作和需要大量时间及劳动的缺点。在例如日本专利2002-66724号公报中公开了一种通过使用金属基复合材料制造具有改进冷却特性的复合材料的方法。该制造方法是这样一种技术，其特征在于，在压力机中挤压金属基复合材料块以使金属基复合材料中的基体和加强材料彼此分离，由此以缺乏均匀性的方式(pattern)定位加强材料，从而以缺乏均匀性的方式定位的加强材料的导热性可改善产品的冷却特性。下面参照图22A、22B和22C描述制造复合材料的方法。如图22A中所示的由复合材料形成的产品311包括基底部312和形成在基底部312表面上的多个翼片(fin)313。首先，由铝合金315和碳化硅微粒316制造金属基复合材料314，并使用制造出的金属基复合材料314形成块料317，如图22B所示。其次，将块料317加热，放置在模318(具有用于翼片的腔室319)中并压缩。当其如图22C所示被压缩时，铝合金315流入用于翼片的腔室319中并形成铝合金翼片313。然而，根据所述制造复合材料的方法，不能将碳化硅微粒适当地放入翼片313中，尽管可以节省一定量的时间和劳动，但是翼片313仅由铝合金制成从而强度太低。换言之，不可能使碳化硅分布在翼片313的中央以获得任何期望的体积含量，结果，复合材料的强度不可靠。因此，期望这样一种技术，其便于制造部分与部分之间具有不同的陶瓷体积含量的金属基复合材料产品。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种，其特征在于包括通过混合金属基体和陶瓷加强材料制备金属基复合材料的坯料的步骤；将该坯料加热到特定温度的步骤；和在模具组件中使加热的坯料压力成型的步骤，从而使坯料可以在成型产品的部分与部分之间具有不同的压缩比H/h1，以使该成型产品的部分与部分之间具有不同的陶瓷体积含量，其中H为所述坯料在成型之前的高度，而h1为其在成型之后的高度。当使坯料压力成型时，其压缩比因部分而异，以使其部分与部分之间具有不同的成型应变度，从而使成型产品的部分与部分之间具有不同的陶瓷体积含量。这有利地使得可便于制造由金属基复合材料形成的、且部分与部分之间具有不同的陶瓷体积含量的产品。所述坯料优选地具有因部分而异的高度。这样，仅闭合模具组件就可使成型产品具有因部分而异的陶瓷体积含量，从而便于进行使产品具有因部分而异的陶瓷体积含量的成型工作。所述压力成型优选采用分离式模具组件。这样，模具组件的分离部分允许分别进行压力控制，并首先向与期望高陶瓷体积含量的任何产品部分相对应的模具部分施加压力。然后，向与任何剩余产品部分相对应的任何剩余模具部分施加压力。这有利地使得可形成陶瓷体积含量彼此不同的多个产品部分。所述压力成型优选采用这样的模具组件，即在其与所述坯料接触的部分中具有热绝缘。与对与坯料接触的任何部分的导热性都不进行控制的情况相比，这有利地使得可降低材料的陶瓷体积含量在成型产品的表面与深层之间的任何差别。优选采用铝合金作为所述基体，并且采用氧化铝聚集体作为所述陶瓷。这样，由于混合熔融铝合金和氧化铝聚集体就足够了，并且氧化铝聚集体易于制备，因此易于制备金属基复合材料，并且可提高部分与部分之间具有不同的陶瓷体积含量的任何产品的生产效率。所述加热步骤优选进行为将所述坯料加热到580℃或更高，以提高金属基体的流动性。附图说明图1A至1C为表示通过根据本专利技术第一成型方法形成的金属基复合材料的第一产品的视图；图2A至2I为表示在根据本专利技术第一成型方法中的制造复合材料的步骤、形成坯料的步骤、加热坯料的步骤和使坯料压力成型的步骤的视图；图3为表示第一成型方法中的压缩比与第一产品的陶瓷体积含量之间的关系的曲线图；图4为表示第一成型方法所采用的模具组件的压力施加速度与第一产品的陶瓷体积含量之间的关系的曲线图；图5A至5D为表示与第一成型方法中不同的制造金属基复合材料和形成坯料的步骤的视图；图6为表示通过第二和第三成型方法形成的金属基复合材料的第二和第三产品的视图；图7为表示在根据本专利技术的第二成型方法中在模具组件中放置加热的坯料的视图；图8A至8C示意地表示在第二成型方法中的压力成型步骤；图9为表示由第二成型方法形成的产品的中央部分的陶瓷体积含量与其边缘部分的陶瓷体积含量之间的关系的曲线图；图10A至10C为表示根据本专利技术的第三成型方法的视图；图11为表示通过根据本专利技术的第四成型方法形成的金属基复合材料的第四产品的视图；图12A至12D为表示在根据本专利技术第四成型方法中的压力成型步骤的视图；图13A至13C为表示通过根据本专利技术第五、第六和第七成型方法形成的金属基复合材料的第五、第六和第七产品的视图；图14A至14C为表示根据本专利技术的第五成型方法所采用的坯料以及在第五成型方法中的压力成型步骤的视图；图15A至15C为表示根据本专利技术第六成型方法所采用的坯料以及在第六成型方法中的压力成型步骤的视图；图16A至16C为表示根据本专利技术第七成型方法所采用的坯料以及在第七成型方法中的压力成型步骤的视图；图17A至17E为表示在采用分离式模具组件的根据本专利技术第八成型方法中的压力成型步骤、以及由该方法形成的第八产品的视图；图18A至18D为表示在根据本专利技术第九成型方法中的压力成型步骤的视图；图19A至19D为表示在根据本专利技术第十成型方法中的压力成型步骤的视图； 图20为表示通过采用不具有任何热绝缘的模具组件、采用在与坯料接触的部分区域中具有热绝缘的模具组件以及采用在与坯料接触的整个区域中都具有热绝缘的模具组件而形成的产品的陶瓷体积含量之间关系的曲线图；图21为表示通过采用根据现有技术的复合材料作为其一部分而形成的带轮的视图；以及图22A至22C为表示根据现有技术制造复合材料的方法的视图。具体实施例方式图1A至1C表示通过根据本专利技术第一成型方法形成的金属基复合材料的第一产品。图1A中所示的第一产品11为由金属基复合材料形成的产品，并且例如用作汽车的部件或者工业机器的部件。第一产品11为具有中央部分12和连接到中央部分12的边缘部分13的盘状板材。中央部分12的强度高于边缘部分13。因而，第一产品11在其边缘部分13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成金属基复合材料产品的方法，包括：通过混合金属基体和陶瓷加强材料制备金属基复合材料坯料的步骤；将所述坯料加热到特定温度的步骤；以及在模具组件中使加热的坯料压力成型的步骤，从而使所述坯料可以在成型产品的部分与部分 之间具有不同的压缩比Ｈ／ｈ１，以使该成型产品的部分与部分之间具有不同的陶瓷体积含量，其中Ｈ为所述坯料在成型之前的高度，而ｈ１为其在成型之后的高度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松浦聪司，庄子广人，越后隆治，原昌司，高野拓树，豊田裕介，柴田胜弘，水上贵博，柴田博英，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]