專利名稱：復(fù)合部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)組、活塞、飛機(jī)零件或者電子儀器用散熱板等所使用的輕金屬或者輕金屬合金(以下稱為輕金屬等)、和與這些部件不同材質(zhì)的輔助材料的復(fù)合部件及其制造方法，特別是涉及既可以提高復(fù)合部件構(gòu)成材料彼此的接合部的強(qiáng)度及耐久性、又可以降低生產(chǎn)成本的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了滿足對(duì)汽車(chē)零件、航空零件的輕質(zhì)化的要求，以鋁合金為代表的輕金屬得到了廣泛應(yīng)用。但是，為了采用輕金屬等，一般必須要與能夠滿足高溫強(qiáng)度、耐摩擦性、熱膨脹率等要求性能的輔助材料復(fù)合，以便彌補(bǔ)輕金屬等在這些特性上的缺陷(例如參照實(shí)開(kāi)平5-71474號(hào)說(shuō)明書(shū)(第一頁(yè)))。
這樣的復(fù)合化可以得到上述特性，但在具有這一優(yōu)點(diǎn)的反面，存在由于復(fù)合了不同種材料從而接合強(qiáng)度較低的缺點(diǎn)，有如果作用較強(qiáng)外力、或置于溫差較大的環(huán)境中則容易剝離的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，進(jìn)行了下述嘗試在鑄造時(shí)利用觸媒微粉末來(lái)除去妨礙良好的接合的、輔助材料表面的氧化膜。或者，有下述方法在制造發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋時(shí)，在真空條件下除去輔助材料表面的氧化膜，并包覆鈦基的薄膜來(lái)進(jìn)行保護(hù)，然后利用鋁金屬進(jìn)行包鑄(例如，特開(kāi)平6-218519號(hào)說(shuō)明書(shū)(第一頁(yè)))。
另外，除這些化學(xué)方法之外，還有下述方法制造發(fā)動(dòng)機(jī)組的缸膛部時(shí)，在鋁合金的鑄造之后，壓入氣缸套，以機(jī)械方式在緊貼的狀態(tài)下進(jìn)行復(fù)合化。
在上述這些現(xiàn)有的復(fù)合部件中，確實(shí)實(shí)現(xiàn)了復(fù)合部件構(gòu)成材料彼此的接合部的強(qiáng)度和耐久性的提高。但是，無(wú)論在哪一種技術(shù)中，都因?yàn)橹圃旃ば驈?fù)雜或材料費(fèi)太高而伴隨著成本高的問(wèn)題。即，用作觸媒的金屬微粉末是金、銀、白金等貴重金屬。另外，設(shè)置鈦基的薄膜的工序是利用PVD法在氣相中進(jìn)行的，所以工序所需成本也較高。進(jìn)而，以機(jī)械方式的壓入進(jìn)行的復(fù)合化包括對(duì)內(nèi)徑、外徑進(jìn)行高精度的精加工的工序和壓入工序，所以用這些方法制造的復(fù)合部件有生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題而作出的，其目的在于提供一種在以輕金屬等為主材料的復(fù)合部件中、既能提高復(fù)合部件構(gòu)成材料彼此的接合部的強(qiáng)度和耐久性又能夠降低生產(chǎn)成本的復(fù)合部件及其制造方法。
本發(fā)明的復(fù)合部件，是在鑄造主材料時(shí)通過(guò)包鑄將主材料和輔助材料接合起來(lái)的復(fù)合部件，所述主材料由可通過(guò)鑄造成形的輕金屬構(gòu)成，所述輔助材料由不同于該主材料的金屬材料或者無(wú)機(jī)材料構(gòu)成，其特征在于，在該主材料和該輔助材料的邊界區(qū)域的一部分或者全部上，配置有多孔質(zhì)材料。
其中，上述輕金屬可以采用鋁或鎂，上述輕金屬合金可以采用包含鋁和鎂中的至少一者的合金。另外，上述輔助材料可以采用鑄鐵、鋼鐵、不銹鋼、鐵-鉻類合金或者鎳類合金。
對(duì)于上述構(gòu)成的復(fù)合部件，多孔質(zhì)材料固定在主材料內(nèi)，并在與輔助材料的邊界區(qū)域上和輔助材料接觸。因此，通過(guò)適當(dāng)選擇多孔質(zhì)材料的材質(zhì)，可以使多孔質(zhì)材料與輔助材料擴(kuò)散接合，從而增加主材料與輔助材料的界面的接合力，同時(shí)，通過(guò)使得主材料的含有多孔質(zhì)材料的部分的熱性質(zhì)介于主材料與輔助材料之間，可以緩和熱應(yīng)變。而且，這樣的多孔質(zhì)材料例如不銹鋼纖維，可以比較廉價(jià)地得到。
因此，希望多孔質(zhì)材料是能夠與輔助材料擴(kuò)散接合的材料，如果是由這些材料制造的金屬纖維或者泡沫金屬構(gòu)成則更加優(yōu)選。根據(jù)這樣的方案，可以通過(guò)燒結(jié)來(lái)使多孔質(zhì)材料與輔助材料擴(kuò)散接合，所以可以得到更大的界面部分的接合強(qiáng)度，而且，由于工序簡(jiǎn)單從而可以抑制生產(chǎn)成本的增加。
其中，上述金屬纖維可以隨機(jī)地或者定向地層疊起來(lái)、三維地構(gòu)成，而且，多孔質(zhì)材料可以采用晶須的集合體。進(jìn)而，希望上述金屬纖維或者上述晶須的線徑、粒子的外徑是數(shù)μm～數(shù)mm，更優(yōu)選地為數(shù)μm～100μm。
另外，希望當(dāng)多孔質(zhì)材料在從輔助材料離開(kāi)的方向上的板厚為1mm以上且小于2mm之時(shí)，多孔質(zhì)材料的體積率為30％～60％，當(dāng)板厚為2mm以上之時(shí)，體積率為20％～60％。如果板厚小于1mm，則熱性質(zhì)為中間的層較薄，所以緩和輔助材料與主材料之間的熱應(yīng)變的作用不充分。
另外，如果當(dāng)前述板厚為1mm以上且小于2mm之時(shí)，多孔質(zhì)材料的體積率小于30％，則所含的多孔質(zhì)材料的絕對(duì)量較少，因此主材料的含有多孔質(zhì)材料的部分的熱性質(zhì)不能說(shuō)是中間的，從而緩和輔助材料與主材料之間的熱應(yīng)變的作用不充分。進(jìn)而，多孔質(zhì)材料與輔助材料的擴(kuò)散接合面積也較小，所以將輔助材料和主材料結(jié)合起來(lái)的力不夠。
進(jìn)而，當(dāng)板厚為2mm以上的情況下，多孔質(zhì)材料的絕對(duì)量增加，所以可以容許體積率的下限值到20％。因此，在體積率為20％以上時(shí)，熱性質(zhì)處于中間，從而緩和輔助材料與主材料之間的熱應(yīng)變的作用充分。進(jìn)而，在將多孔質(zhì)材料載置在輔助材料之上進(jìn)行燒結(jié)的情況下，因?yàn)槎嗫踪|(zhì)材料因自重而在板厚方向上收縮，所以在接合面上，多孔質(zhì)材料與輔助材料的擴(kuò)散接合面積也增加，從而得到足夠結(jié)合輔助材料與主材料的力。由此，得到在用于汽車(chē)的燃機(jī)等時(shí)足夠耐用的強(qiáng)度。
相反，如果多孔質(zhì)材料的體積率超過(guò)了60％，則在鑄造時(shí)，熔融的主材料難以浸透到多孔質(zhì)材料的深處，從而不能完全到達(dá)輔助材料，與輔助材料接觸的面積減小。結(jié)果，擴(kuò)散接合的面積不夠，從而接合強(qiáng)度難以提高。因此，優(yōu)選地，體積率為60％以下。
通過(guò)將體積率設(shè)定在上述范圍內(nèi)，可以可靠地實(shí)現(xiàn)下述作用通過(guò)夾裝多孔質(zhì)材料而緩和主材料與輔助材料之間的熱應(yīng)變，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)下述兩種效果充分增大多孔質(zhì)材料與輔助材料的接合面積；使輕金屬等主材料浸透到多孔質(zhì)材料中并到達(dá)輔助材料，從而使主材料與輔助材料緊貼。
進(jìn)而，優(yōu)選地，使得多孔質(zhì)材料的從輔助材料離開(kāi)的部分的體積率比接近于輔助材料的部分的體積率小。根據(jù)這樣的構(gòu)成，熔融的主材料易于浸透到多孔質(zhì)材料中，而且，增加了輔助材料與多孔質(zhì)材料的接觸面積，可以增大擴(kuò)散接合的面積。
在這種情況下，優(yōu)選地，當(dāng)板厚為1mm以上之時(shí)，多孔質(zhì)材料的體積率在20％～70％之間變化。根據(jù)這樣的構(gòu)成，可以更好地同時(shí)實(shí)現(xiàn)下述兩種效果增加輔助材料與多孔質(zhì)材料的接觸面積從而增加擴(kuò)散接合面積；將輕金屬等主材料浸透到多孔質(zhì)材料中并使其到達(dá)輔助材料而使得主材料與輔助材料緊貼。
其次，本發(fā)明的復(fù)合部件的制造方法，是在鑄造主材料時(shí)通過(guò)包鑄將主材料和輔助材料接合起來(lái)的復(fù)合部件的制造方法，所述主材料由可通過(guò)鑄造成形的輕金屬或者輕金屬合金構(gòu)成，所述輔助材料由不同于該主材料的金屬材料或者無(wú)機(jī)材料構(gòu)成，其特征在于，將多孔質(zhì)材料在接觸于輔助材料上的狀態(tài)下壓縮到規(guī)定的體積率，與此同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)、擴(kuò)散接合，在主材料的鑄造時(shí)將通過(guò)該接合工序得到的預(yù)成形體包鑄起來(lái)而接合。根據(jù)這樣的制造方法，可以將壓縮多孔質(zhì)預(yù)成形體的工序和燒結(jié)輔助材料的工序合并成一個(gè)工序。
其中，取代上述那樣的、將多孔質(zhì)材料在接觸于輔助材料上的狀態(tài)下壓縮到規(guī)定的體積率，與此同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)、擴(kuò)散接合的工序，而采用通過(guò)使預(yù)先壓縮到規(guī)定的體積率的多孔質(zhì)材料與輔助材料接觸并燒結(jié)而進(jìn)行擴(kuò)散接合的工序，也可以進(jìn)行制造。在這種情況下，燒結(jié)工序僅一次，而且當(dāng)多孔質(zhì)材料由纖維構(gòu)成時(shí)不需要在燒結(jié)時(shí)進(jìn)行加壓，所以具有下述優(yōu)點(diǎn)不需要壓制模，容積也可以較小，從而批量成產(chǎn)性較高。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的剖視圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的剪切試驗(yàn)后的剖視圖。
圖3是用于制造本發(fā)明的復(fù)合材料的工序圖。
圖4是制作本發(fā)明的復(fù)合材料的評(píng)價(jià)用樣本的模具的剖視圖。
圖5是對(duì)本發(fā)明的復(fù)合材料的浸透性和緊貼性進(jìn)行評(píng)價(jià)的樣本的剖視圖。
圖6是評(píng)價(jià)本發(fā)明的復(fù)合材料的界面強(qiáng)度的樣本的剖視圖。
圖7是評(píng)價(jià)本發(fā)明的復(fù)合材料的界面強(qiáng)度的試驗(yàn)方法的剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明的復(fù)合材料的界面強(qiáng)度與體積率·板厚的關(guān)系的正交圖表。
具體實(shí)施例方式
1.試樣的制作圖3中示出了表1所記載的試樣1～24的制作順序。首先，利用溶液提取法(參照特許第3176833號(hào))制作直徑40μm的SUS430纖維，將其用開(kāi)纖機(jī)作成單位面積重量為140g/m2的網(wǎng)。纖維的朝向在層疊面上是隨機(jī)的。接著，利用壓力機(jī)沖裁成試驗(yàn)用的形狀，并層疊規(guī)定的片數(shù)，壓制成表1所記載的體積率的多孔質(zhì)材料。所謂體積率Vf(％)是指用Vf＝(實(shí)際體積/外觀體積)×100表示的、表示多孔質(zhì)材料的稠密度的數(shù)字。
表1


接著，在用作輔助材料的SUS430上載置事先壓縮成表1所記載的體積率的多孔質(zhì)材料，在真空爐中，在不施加載荷的情況下(僅靠自重壓縮)以1100℃燒結(jié)2小時(shí)，制作成預(yù)成形體。在這個(gè)階段中，將輔助材料和多孔質(zhì)材料、以及多孔質(zhì)材料彼此擴(kuò)散接合起來(lái)。接著，將這樣作成的預(yù)成形體預(yù)熱到300℃，載置在圖4所示的模具2的底面上，從熔液注入口21以750℃、60Mpa的條件注入作為主材料的鋁合金ADC12(JIS2118)，制作出復(fù)合部件的樣本(壓鑄法)。根據(jù)這種方法，不需要在壓制了的狀態(tài)下燒結(jié)多孔質(zhì)材料，所以生產(chǎn)效率較高。
另外，對(duì)于前述試樣1～24的制作方法，也可以省略事先壓縮多孔質(zhì)材料的工序，而在與輔助材料一起進(jìn)行燒結(jié)之時(shí)將其壓縮到規(guī)定的Vf。
試樣25～27是如下所述地制成的在試樣1至24的制作方法中，在壓制多孔質(zhì)材料而使其達(dá)到規(guī)定的Vf的階段中，分別以單體燒結(jié)出兩種Vf的多孔質(zhì)材料，在制作預(yù)備成形體的階段中，在輔助材料之上以Vf的高低順序進(jìn)行重疊，再次燒結(jié)而得。
試樣28、29使用的是單位面積重量為900g/m2的鎳泡沫金屬(商品名セルメツト，住友電工(株)制)，進(jìn)行圖3中的預(yù)成形工序之后的工序而制得。
2.試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)以浸透性、緊貼性、界面強(qiáng)度這三個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖5表示浸透性和緊貼性的評(píng)價(jià)用樣本的規(guī)格，a＝20mm，b＝100mm，p＝30mm，q＝15mm。
所謂浸透性，是評(píng)價(jià)主材料向多孔質(zhì)材料浸透的程度的項(xiàng)目，通過(guò)SEM進(jìn)行觀察。
所謂緊貼性，是評(píng)價(jià)輔助材料與主材料的界面上的間隙的有無(wú)的項(xiàng)目，通過(guò)SEM進(jìn)行觀察。
所謂界面強(qiáng)度，是指輔助材料與主材料的界面的接合強(qiáng)度，通過(guò)剪切試驗(yàn)來(lái)求得。圖7表示剪切試驗(yàn)的方法，用固定夾具31夾持住圖6所示形狀的復(fù)合部件的樣本，使剪切夾具32以0.5mm/min的速度向加壓方向33移動(dòng)，測(cè)定斷裂應(yīng)力，將測(cè)得的值作為界面強(qiáng)度。
3.試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果示于表1中。其中，評(píng)價(jià)結(jié)果一欄中的標(biāo)記的意思如下所述。
浸透性分三級(jí)評(píng)價(jià)。
○浸透性良好(主材料完全浸透到其與輔助材料的邊界面)△浸透性局部不良(盡管主材料浸透到了其與輔助材料的邊界面，但是在其與多孔質(zhì)材料的復(fù)合部上局部有孔，在容許范圍內(nèi))×浸透性不良(主材料未浸透到輔助材料界面)緊貼性分三級(jí)評(píng)價(jià)。
○緊貼性良好(輔助材料與主材料完全緊貼)△緊貼性局部不良(在輔助材料與主材料之間局部地存在間隙，但在容許范圍內(nèi))×緊貼性不良(在輔助材料與主材料之間存在間隙)4.評(píng)價(jià)圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合部件1的一例的剖視圖。構(gòu)成為，主材料(ADC12)11與輔助材料(SUS430)12在接合部14處接合，在其邊界區(qū)域上配置有金屬纖維(SUS430)13。在擴(kuò)散接合部16處，輔助材料12與金屬纖維13擴(kuò)散接合，在擴(kuò)散接合部17處，金屬纖維13彼此擴(kuò)散接合。
圖2是與圖1同樣的復(fù)合部件1的剖視圖，但在該例中，接合面14剝離從而產(chǎn)生了間隙15。這樣的狀態(tài)下的復(fù)合部件為緊貼不良。這是因?yàn)樵趶?fù)合部件1的鑄造后的冷卻時(shí)、由熱膨脹率之差導(dǎo)致的應(yīng)變較大而產(chǎn)生了剝離。
試樣1～24是具有下述共同點(diǎn)的試樣組在同一試樣中，多孔質(zhì)材料的Vf均勻。改變這些試樣的板厚和Vf之時(shí)對(duì)界面強(qiáng)度造成的影響示于圖8中。在圖8中，板厚為，t1＝1mm，t2＝2mm，t3＝3mm。首先，比較板厚的影響，在Vf為40以下時(shí)，可以明顯地看出板厚越厚則界面強(qiáng)度越大，但在50以上，由板厚引起的差異就不那么明顯了。其次，對(duì)于Vf的影響，確認(rèn)了Vf越大界面強(qiáng)度越大這一事實(shí)?？偨Y(jié)這些傾向，可以說(shuō)，要提高界面強(qiáng)度，可以增大Vf，而對(duì)于板厚的增加，當(dāng)Vf較小(小于30)時(shí)是有效的，但當(dāng)Vf較大的時(shí)候，即使增大板厚，可以說(shuō)也不會(huì)對(duì)界面強(qiáng)度造成影響。從這些結(jié)論可以看出，對(duì)界面強(qiáng)度影響最大的是接合面附近的Vf，在1mm以上小于2mm之時(shí)，Vf最低也要達(dá)到30，越大則強(qiáng)度越高，另外，當(dāng)該部分的Vf更小時(shí)(最低為20)，可以用板厚(2mm以上)來(lái)彌補(bǔ)相應(yīng)的部分。但是，相反地，如果Vf達(dá)到70以上，則浸透性和緊貼性變差(試樣No.10、17、24)，鑄造本身不能很好地進(jìn)行。這是因?yàn)椋绻鸙f太大，則在前述制造條件下，鑄造時(shí)主材料難以向多孔質(zhì)材料浸透。另外，如果板厚小于1mm，太薄(試樣No.1～3)，則即使增大Vf，多孔質(zhì)材料存在于主材料和輔助材料的邊界區(qū)域的效果也顯現(xiàn)不出來(lái)。從上述情況可知，本發(fā)明的多孔質(zhì)材料在板厚為1mm以上小于2mm之時(shí)，如果Vf為30～60則能得到恰當(dāng)?shù)慕缑鎻?qiáng)度，另外，在板厚為2mm以上的時(shí)候，如果Vf為20～60則可以得到所希望的界面強(qiáng)度。
試樣25～27是層疊了兩種Vf的多孔質(zhì)材料的部件，是同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Vf較低時(shí)良好的鑄造時(shí)的主材料的浸透性、和反過(guò)來(lái)Vf較高時(shí)良好的界面強(qiáng)度這兩種相悖的特性的發(fā)明的實(shí)施例。盡管整體上為1mm的厚度，也得到了恰當(dāng)?shù)慕缑鎻?qiáng)度。例如，對(duì)于試樣25，平均Vf為40，界面強(qiáng)度為122，是對(duì)應(yīng)的板厚為1mm、Vf為40的試樣7的界面強(qiáng)度75的1.6倍。但是，如果Vf超過(guò)80，則在前述制造條件下，會(huì)引起浸透不良。
試樣28、29是多孔質(zhì)材料為泡沫金屬的例子。與相同板厚及Vf的試樣12、14相比，界面強(qiáng)度降低了。這可以認(rèn)為是下述兩個(gè)原因泡沫金屬的網(wǎng)眼較粗；與輔助材料材質(zhì)不同。
5.變形例作為本發(fā)明的主材料的輕金屬等，并不限于鋁、鎂、其中某一種與其他各種金屬的合金、或者將這些組合起來(lái)而成的材料。
本發(fā)明的輔助材料只要是能夠彌補(bǔ)輕金屬等的缺陷的材料即可，可以是任何材料。例如，如果是彌補(bǔ)拉伸、壓縮、剪切、摩擦等機(jī)械強(qiáng)度的材料，鑄鐵、鋼鐵、不銹鋼、鐵-鉻類合金、鎳類合金等是優(yōu)選的，如果是彌補(bǔ)熱強(qiáng)度的材料，各種陶瓷是適合的，但并不限于這些材料。
作為本發(fā)明的多孔質(zhì)材料，可舉出使金屬纖維或者無(wú)機(jī)纖維隨機(jī)或定向地層疊而三維地構(gòu)成的材料、或者粒子、晶須的集合體、或者泡沫金屬材料、無(wú)機(jī)材料，但并不限于這些。晶須、纖維的線徑、粒子的外徑可以是數(shù)μm到數(shù)mm。只是，如果線徑或者粒徑太大，則與主材料的接合面積較小從而效果降低，同時(shí)使用量增加，所以不經(jīng)濟(jì)。從這樣的條件出發(fā)，優(yōu)選地，晶須、纖維的線徑、粒子的外徑為數(shù)μm到數(shù)100μm。
作為多孔質(zhì)材料的性質(zhì)，優(yōu)選地，如圖1的例子那樣，多孔質(zhì)材料彼此、進(jìn)而多孔質(zhì)材料與輔助材料可以擴(kuò)散接合，但是并不限于此，只要是可以通過(guò)粘合劑或者焊接等與輔助材料結(jié)合即可。另外，作為熱性質(zhì)，優(yōu)選地，與輔助材料的熱膨脹率相同。從這幾點(diǎn)出發(fā)，如果用與輔助材料相同的原材料構(gòu)成多孔質(zhì)材料，則更為優(yōu)選。
對(duì)于試樣1～5，在前述制造條件下不能完全緩和熱應(yīng)變，從而觀察到了緊貼性不良，但是在其他鑄造條件、即在熔液注射后大約兩分鐘前后保持壓力并且在冷卻過(guò)程中也作用壓力的條件下，緊貼性得到改善，得到了接合面良好的樣本。只是根據(jù)這樣的方法會(huì)不可避免地使得生產(chǎn)設(shè)備成本變高，而且工序也變長(zhǎng)。
試樣10、17、24浸透性不良，但是通過(guò)將預(yù)成形體預(yù)熱到700℃，或者將熔液注入壓力提高到100MPa，可以得到浸透性良好的樣本。只是這些前處理以及鑄造條件均會(huì)導(dǎo)致成本上升。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合部件，是在鑄造主材料時(shí)通過(guò)包鑄將主材料和輔助材料接合起來(lái)的復(fù)合部件，所述主材料由可通過(guò)鑄造成形的輕金屬或者輕金屬合金構(gòu)成，所述輔助材料由不同于該主材料的金屬材料或者無(wú)機(jī)材料構(gòu)成，其特征在于，在該主材料和該輔助材料的邊界區(qū)域的一部分或者全部上，配置有多孔質(zhì)材料。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述輕金屬是鋁或鎂，前述輕金屬合金是包含鋁和鎂中的至少一者的合金。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述輔助材料是鑄鐵、鋼鐵、不銹鋼、鐵-鉻類合金或者鎳類合金。
4.如權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述多孔質(zhì)材料由能夠與前述輔助材料擴(kuò)散接合的金屬纖維或者泡沫金屬構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述金屬纖維隨機(jī)地或者定向地層疊起來(lái)，三維地構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述多孔質(zhì)材料是晶須的集合體。
7.如權(quán)利要求4～6的任一項(xiàng)所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述金屬纖維或者前述晶須的線徑、粒子的外徑是數(shù)μm～數(shù)mm。
8.如權(quán)利要求7所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述金屬纖維或者前述晶須的線徑、粒子的外徑是數(shù)μm～100μm。
9.如權(quán)利要求1～8的任一項(xiàng)所述的復(fù)合部件，其特征在于，當(dāng)前述多孔質(zhì)材料在從前述輔助材料離開(kāi)的方向上的板厚為1mm以上且小于2mm之時(shí)，前述多孔質(zhì)材料的體積率為30％～60％，當(dāng)前述板厚為2mm以上之時(shí)，前述體積率為20％～60％。
10.如權(quán)利要求1～8的任一項(xiàng)所述的復(fù)合部件，其特征在于，前述多孔質(zhì)材料的從前述輔助材料離開(kāi)的部分的體積率比接近于前述輔助材料的部分的體積率小。
11.如權(quán)利要求10所述的復(fù)合部件，其特征在于，當(dāng)前述板厚為1mm以上之時(shí)，前述多孔質(zhì)材料的體積率在20％～70％之間變化。
12.一種復(fù)合部件的制造方法，所述復(fù)合部件是在鑄造主材料時(shí)通過(guò)包鑄將主材料和輔助材料接合起來(lái)的復(fù)合部件，所述主材料由可通過(guò)鑄造成形的輕金屬或者輕金屬合金構(gòu)成，所述輔助材料由不同于該主材料的金屬材料或者無(wú)機(jī)材料構(gòu)成，其特征在于，將多孔質(zhì)材料在接觸于前述輔助材料上的狀態(tài)下壓縮到規(guī)定的體積率，與此同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)、擴(kuò)散接合，在前述主材料的鑄造時(shí)將通過(guò)該接合工序得到的預(yù)成形體包鑄起來(lái)。
13.一種復(fù)合部件的制造方法，所述復(fù)合部件是在主材料的鑄造時(shí)通過(guò)包鑄將主材料和輔助材料接合起來(lái)的復(fù)合部件，所述主材料由可通過(guò)鑄造成形的輕金屬或者輕金屬合金構(gòu)成，所述輔助材料由不同于該主材料的金屬材料或者無(wú)機(jī)材料構(gòu)成，其特征在于，預(yù)先將由纖維構(gòu)成的多孔質(zhì)材料壓縮到規(guī)定的體積率，通過(guò)燒結(jié)將其與前述輔助材料擴(kuò)散結(jié)合，在前述主材料的鑄造時(shí)將通過(guò)該接合工序得到的預(yù)成形體包鑄起來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在以輕金屬等為主材料的復(fù)合部件中、既能夠提高復(fù)合部件構(gòu)成材料彼此的接合部的強(qiáng)度及耐久性又能夠降低生產(chǎn)成本的復(fù)合部件及其制造方法?？梢酝ㄟ^(guò)燒結(jié)使多孔質(zhì)材料與輔助材料擴(kuò)散接合，所以可以得到主材料與輔助材料的界面部分的足夠的接合強(qiáng)度，而且工序簡(jiǎn)單從而還可以抑制生產(chǎn)成本的增加。
文檔編號(hào)C22C47/12GK1723095SQ20038010561
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者白石透, 勝矢晃弘 申請(qǐng)人:日本發(fā)條株式會(huì)社