铝合金基复合材料的制造方法及铝合金基复合材料技术

本发明专利技术提供能够均匀地浸入铝合金的铝合金基复合材料的制造方法。本发明专利技术提供铝合金基复合材料的制造方法和铝合金基复合材料，其特征在于，前述铝合金基复合材料在铝合金中复合有作为加强材料的陶瓷粉末，前述制造方法具备如下工序：填充工序，将前述陶瓷粉末填充至由多孔材料形成的多孔容器，利用盖部将前述多孔容器密闭；将前述多孔容器设置在模具内、向前述模具内倒入铝合金的熔融金属的工序；以及，浸入工序，对前述模具内的前述熔融金属施加压力，使前述熔融金属通过前述多孔容器而浸入内部的前述陶瓷粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝合金基复合材料的制造方法及铝合金基复合材料
本专利技术涉及均匀地分布有加强材料的铝合金基复合材料的制造方法及铝合金基复合材料。
技术介绍
迄今，已知在铝合金中复合有作为加强材料的陶瓷粉末的铝合金基复合材料。作为该铝合金基复合材料的制造方法，例如专利文献1中记载了：一种铝合金基复合材料的制造方法，其作为属于加强材料的陶瓷粉末使用硼酸铝的粉末，使铝合金的熔融金属浸入该粉末的填充体。需要说明的是，这种制造方法被称为熔融金属铸造法或高压铸造法。上述专利文献1记载的制造方法包括如下工序：填充硼酸铝粉末原料而得到填充体的工序；对填充体进行预热的工序；对铝合金进行加热而得到熔融铝合金的工序；以及，使熔融铝合金加压浸透至经预热的填充体中的工序。这种现有的制造方法通过在铁制、SUS制的容器中填充硼酸铝粉末原料等陶瓷粉末来得到填充体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-38172号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题上述现有技术留有以下问题。即，现有的铝合金基复合材料的制造方法如图14所示，在铁制、SUS制的金属容器103中填充陶瓷粉末102来制成填充体，使铝合金的熔融金属Al1从该金属容器103的上部开口流入来使铝合金浸入陶瓷粉末102的填充体，因此存在如下问题：在铝合金的熔融金属Al1流入的开口部附近与距离开口部远的底部之间，铝合金的浸入率不同，无法均匀地浸入陶瓷粉末102的填充体整体。因此，特别是对于复杂形状、薄板状，难以得到均匀的复合材料。本专利技术是鉴于前述问题而做出的，其目的在于提供能够均匀地浸入铝合金的铝合金基复合材料的制造技术。用于解决问题的方案本专利技术为了解决前述问题而采用以下方案。即，第1专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的特征在于，所述铝合金基复合材料在铝合金中复合有作为加强材料的陶瓷粉末，所述制造方法具有如下工序：填充工序，将前述陶瓷粉末填充至由多孔材料形成的多孔容器，利用盖部将前述多孔容器密闭；将前述多孔容器设置在模具内、向前述模具内倒入铝合金的熔融金属的工序；以及，浸入工序，对前述模具内的前述熔融金属施加压力，使前述熔融金属通过前述多孔容器而浸入内部的前述陶瓷粉末。该铝合金基复合材料的制造方法由于具有使熔融金属通过多孔容器而浸入内部的陶瓷粉末的浸入工序，因此铝合金的熔融金属经由多孔容器的多孔的材质几乎从全方位均等地流入多孔容器内，可以均匀地浸入陶瓷粉末整体。第2专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的特征在于，在第1专利技术中，前述多孔容器由碳石墨形成。即，该铝合金基复合材料的制造方法由于多孔容器由碳石墨形成，因此热膨胀系数小于铁制、SUS制的容器，几乎不会发生由热膨胀导致的容器变形，使得复杂形状的容器的使用也成为可能。此外，将在浸入工序后固化的复合材料从多孔容器取出时，由于多孔容器为碳石墨，因此可以容易地将复合材料与多孔容器分离。第3专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的特征在于，在第1或第2专利技术中，在前述填充工序后具有对前述多孔容器进行预热的预热工序。即，在该铝合金基复合材料的制造方法中，由于在填充工序后具有对多孔容器进行预热的预热工序，因此所填充的陶瓷粉末的颗粒的界面能升高，与铝合金的熔融金属的润湿性改善。尤其，通过由碳石墨形成多孔容器，使得多孔容器的热膨胀系数低，几乎不会发生由预热导致的容器变形。第4专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的特征在于，在第1～第3专利技术中的任一项中，前述陶瓷粉末为硼酸铝的粉末。即，在该铝合金基复合材料的制造方法中，由于陶瓷粉末为硼酸铝的粉末，因此通过使用硬度较低的硼酸铝的粉末，可以得到加工性优异的复合材料。第5专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的特征在于，在第4专利技术中，作为前述陶瓷粉末，进一步添加有SiC的粉末。即，在该铝合金基复合材料的制造方法中，由于作为陶瓷粉末，进一步添加有SiC的粉末，因此根据热膨胀系数低于硼酸铝且硬度高的SiC的粉末的添加比例，能够降低整体的热膨胀系数并且提高硬度。此外，作为SiC的粉末的效果，与硼酸铝的粉末的润湿性良好，与硼酸铝粉末的界面得到改性，可以得到更牢固的结合。第6专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的特征在于，在第5专利技术中，在前述填充工序中，按体积比例计，相对于20的前述硼酸铝的粉末，以0.5～2.0的比例混合前述SiC的粉末。即，在该铝合金基复合材料的制造方法中，由于在填充工序中，按体积比例计，相对于20的硼酸铝的粉末，以0.5～2.0的比例混合SiC的粉末，因此可以得到兼顾了整体的热膨胀系数的降低和良好的加工性的复合材料。需要说明的是，按体积比例计，相对于20的硼酸铝的粉末，如果SiC的粉末的比例小于0.5，则无法充分获得热膨胀系数的降低效果，并且，如果SiC的粉末的比例超过1.5，则整体的硬度过度升高，加工性会变差。第7专利技术的铝合金基复合材料的特征在于，其在铝合金基体中均匀地分散、分布作为加强材料的陶瓷粉末而成，在铝合金中复合有作为加强材料的陶瓷粉末，由第1～第6专利技术中的任一项所述的铝合金基复合材料的制造方法得到。专利技术的效果根据本专利技术，发挥以下的效果。即，根据本专利技术的铝合金基复合材料的制造方法，由于具有使熔融金属通过多孔容器而浸入内部的陶瓷粉末的浸入工序，因此铝合金的熔融金属经由多孔容器的多孔的材质几乎从全方位均等地流入多孔容器内，可以均匀地浸入陶瓷粉末整体。因此，本专利技术的制造方法可以得到在整体上具有均匀的热膨胀系数、硬度的铝合金基复合材料，并且可以得到复杂形状、薄板状的均匀的铝合金基复合材料。由该本专利技术的制造方法制作的铝合金基复合材料由于轻量且具有高杨氏模量、高振动衰减率、高导热性和高耐磨性，因此适宜作为焊接机等的X-Y工作台、半导体制造装置等中使用的机械臂、贴片机、空气压缩机用涡管部件等的材料。附图说明图1是示出本专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的一个实施方式中填充有陶瓷粉末并用盖部进行密封前的多孔容器的立体图。图2是示出本实施方式中长方体形状(a)和圆筒形状(b)的多孔容器的立体分解图。图3是按工序顺序示出本实施方式中从倒入熔融金属的工序到脱模(knockout)工序为止的简易的剖视图。图4是按工序顺序示出本实施方式中脱模工序后的工序的立体图。图5是示出在现有例的铝合金基复合材料的制造方法中作为陶瓷粉末使用硼酸铝所得到的铝合金基复合材料的SEM图像。图6是将图5的图像进一步放大的SEM图像。图7是示出本专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的实施例中作为陶瓷粉末使用硼酸铝所得到的铝合金基复合材料的SEM图像。图8是将图7的图像进一步放大的SEM图像。图9是示出本专利技术的铝合金基复合材料的制造方法的实施例中作为陶瓷粉末使用硼酸铝与SiC的混合粉末所得到的铝合金基复合材料的SEM图像。图10是将图9的图像进一步放大的SEM图像。图11是示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金基复合材料的制造方法，其特征在于，所述铝合金基复合材料在铝合金中复合有作为加强材料的陶瓷粉末，/n所述制造方法具有下述工序：/n填充工序，将所述陶瓷粉末填充至由多孔材料形成的多孔容器，利用盖部将所述多孔容器密闭；/n将所述多孔容器设置在模具内、向所述模具内倒入铝合金的熔融金属的工序；以及，/n浸入工序，对所述模具内的所述熔融金属施加压力，使所述熔融金属通过所述多孔容器而浸入内部的所述陶瓷粉末。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 JP 2017-2298511.一种铝合金基复合材料的制造方法，其特征在于，所述铝合金基复合材料在铝合金中复合有作为加强材料的陶瓷粉末，
所述制造方法具有下述工序：
填充工序，将所述陶瓷粉末填充至由多孔材料形成的多孔容器，利用盖部将所述多孔容器密闭；
将所述多孔容器设置在模具内、向所述模具内倒入铝合金的熔融金属的工序；以及，
浸入工序，对所述模具内的所述熔融金属施加压力，使所述熔融金属通过所述多孔容器而浸入内部的所述陶瓷粉末。


2.根据权利要求1所述的铝合金基复合材料的制造方法，其特征在于，
所述多孔容器由碳石墨形成。


3.根据权利要求1或2所述的铝合金基复合材料的制造方法，其特征在于，
在所述填充工序后具有对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：水户宏，渡边健司，
申请(专利权)人：先进复合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP