(57)【要約】【課題】  強化材含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度を高め、強化材含有率の分布のばらつきを小さくする金属基複合材の製造方法を提供する。【解決手段】  金属基複合材の製造方法は、金属基複合材料で形成したビレットを少なくとも母材（アルミニウム合金）１４の固相線温度に加熱し、加熱ビレットを得る工程と、加熱ビレットの母材を透過し、強化材１５を透過させないフイルター部材４１をプレス金型４２の取付け部４３に設置する工程と、フイルター部材に対して加熱ビレットをセットする工程と、セットした加熱ビレットにプレス金型で圧力を加えて昇温状態の母材を透過させる工程と、母材からフイルター部材を分離する工程と、からなる。フイルター部材を、加圧方向に対してほぼ直交する方向に母材を通すように配置した。フイルター部材を、加圧方向に母材を通すように配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材が金属で、強化材がセラミックスである金属基複合材の製造方法であって、
金属基複合材料で形成したビレットを少なくとも母材の固相線温度に加熱し、加熱ビレットを得る工程と、
前記加熱ビレットの母材を透過し、強化材を透過させないフイルター部材をプレス金型の取付け部に設置する工程と、
前記フイルター部材に対して前記加熱ビレットをセットする工程と、
前記セットした加熱ビレットにプレス金型で圧力を加えて前記昇温状態の母材を透過させる工程と、
母材からフイルター部材を分離する工程と、からなることを特徴とする金属基複合材の製造方法。
【請求項２】
前記フイルター部材を、加圧方向に対してほぼ直交する方向に母材を通すように配置したことを特徴とする請求項１記載の金属基複合材の製造方法。
【請求項３】
前記フイルター部材を、加圧方向に母材を通すように配置したことを特徴とする請求項１記載の金属基複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母材が金属で、強化材がセラミックスである金属基複合材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属基複合材料を用いて、冷却性性能をよくした製品の製造方法がある。この製造方法は、金属基複合材製のブロックをプレス機で押し、金属基複合材料の母材と補強材とを分けるようにして補強材を偏らせる技術で、偏らせた補強材の熱伝導率によって、成形品の冷却性性能が向上する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−６６７２４公報（第５頁、図１）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１６（ａ）〜（ｃ）は、従来の複合材の製造方法を説明する図である。
（ａ）において、複合材（製品）３１１は、基板部３１２と基板部３１２の表面に形成したフィン３１３とで構成したものである。
次に複合材（製品）３１１の製造方法を簡単に説明する
（ｂ）：第１に、金属基複合材料３１４をアルミニウム合金３１５と炭化珪素の微粒子３１６とで製造し、製造した金属基複合材料３１４を用いてブロック３１７を形成する。第２に、ブロック３１７を、加熱した状態で成形型３１８（フィン用空間３１９を有する。）に入れ、ブロック３１７を加圧する。
（ｃ）：加圧する過程で、アルミニウム合金３１５がフィン用空間３１９に流入してアルミニウム合金製のフィン３１３が成形される。
【０００４】
特許文献１の複合材の製造方法では、製造の手間を省けるが、フィン３１３内に炭化珪素の微粒子を適度に入れることはできず、特許文献１では目的としていないが、フィン３１３はアルミニウム合金のみとなり、強度は低下し過ぎる。つまり、フィン３１３の中央まで炭化珪素を所望の体積含有率だけ分布させることはできず、結果的に複合材料の強度を生かし難い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、強化材含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度を高め、強化材含有率の分布のばらつきを小さくする金属基複合材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、母材が金属で、強化材がセラミックスである金属基複合材の製造方法であって、金属基複合材料で形成したビレットを少なくとも母材の固相線温度に加熱し、加熱ビレットを得る工程と、加熱ビレットの母材を透過し、強化材を透過させないフイルター部材をプレス金型の取付け部に設置する工程と、フイルター部材に対して前記加熱ビレットをセットする工程と、セットした加熱ビレットにプレス金型で圧力を加えて前記昇温状態の母材を透過させる工程と、母材からフイルター部材を分離する工程と、からなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、フイルター部材を、加圧方向に対してほぼ直交する方向に母材を通すように配置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、フイルター部材を、加圧方向に母材を通すように配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明では、金属基複合材料で形成したビレットを少なくとも母材の固相線温度に加熱し、加熱ビレットを得る工程と、加熱ビレットの母材を透過し、強化材を透過させないフイルター部材をプレス金型の取付け部に設置する工程と、フイルター部材に対して前記加熱ビレットをセットする工程と、セットした加熱ビレットにプレス金型で圧力を加えて前記昇温状態の母材を透過させる工程と、母材からフイルター部材を分離する工程と、からなるので、母材を透過させると、ビレット時の母材の体積に対して、母材の体積は減少しかつ、強化材は外方に拡散する。従って、強化材含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度を高めることができるという利点がある。
【００１０】
請求項２に係る発明では、フイルター部材を、加圧方向に対してほぼ直交する方向に母材を通すように配置したので、加圧方向を垂直方向とし、直交する方向を水平方向としたときに、上からビレットに圧力を加えると、母材は変形しつつ、水平（横）方向に移動するととともに強化材の一部も移動し、漸次、母材は水平（横）方向にフイルター部材を通って流出するが、強化材は流出を阻止され流出した母材と分離する。その結果、流出させずに残した母材と強化材とで構成した金属基複合材の強化材含有率は高まるとともに、例えば、板状に成形した金属基複合材の場合、金属基複合材の縁部の強化材含有率は高まる。従って、強化材体積含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度を高めることができるという利点がある。
【００１１】
請求項３に係る発明では、フイルター部材を、加圧方向に母材を通すように配置したので、加圧方向を垂直方向としたときに、上からビレットに圧力を加えると、母材は変形しつつ、下方に移動するととともに強化材も移動し、漸次、母材は下方にフイルター部材を通って流出するが、強化材は流出を阻止され流出した母材と分離する。その結果、流出させずに残した母材と強化材とで構成した金属基複合材の強化材含有率は高まるとともに、例えば、板状に成形した金属基複合材の場合、金属基複合材の中央部の強化材含有率とほぼ同じ強化材含有率まで金属基複合材の縁部の強化材含有率を増加させることができる。従って、強化材体積含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度をより高めることができるとともに、強化材含有率の分布のばらつきをより小さくすることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の金属基複合材の第１の製造方法で製造した第１金属基複合材を説明する図である。（ａ）は第１金属基複合材の斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図で模式的に示し、（ｃ）は（ａ）のｃ部拡大図で模式的に示す。
【００１３】
（ａ）において、第１金属基複合材１１は、円盤状の板材で、中央部１２と中央部１２に連なる周縁部１３とからなる。Ｄは第１金属基複合材１１の直径、ｔは第１金属基複合材１１の厚さを示す。
第１金属基複合材１１の材質は、金属１４と強化材であるところのセラミックス１５とからなる。
【００１４】
（ｂ）において、中央部１２は、金属１４に強化材（セラミックスセラミックス）１５を、例えば約３７％含有させた部位である。
金属１４は、アルミニウム合金を用いた。
強化材（セラミックスセラミックス）１５は、例えば、アルミナの凝集体２１・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）である。
【００１５】
ここで、強化材含有率をＶｆとしたときに、強化材含有率Ｖｆ（％）は、（強化材の体積／（母材の体積＋強化材の体積））×１００とする。
中央部１２の強化材含有率ＶｆはＶｍ１（約３７％）である。このときのヤング率をＥｍ１とする。
【００１６】
（ｃ）において、周縁部１３は、金属１４に強化材１５を約２９％含有させた部位である。
周縁部１３の強化材含有率ＶｆはＶｅ１（約２９％）である。このときのヤング率はＥｅ１で、ヤング率Ｅｅ１は、Ｅｅ１＜Ｅｍ１である。
つまり、第１金属基複合材１１の強化材含有率Ｖｆは、中央部１２から周縁部１３に向かって漸減する。その結果、第１金属基複合材１１のヤング率は、中央部１２から周縁部１３に向かって漸減する。
【００１７】
このような第１金属基複合材１１を製造する第１金属基複合材の第１の製造方法を次に説明する。
第１の製造方法は、加熱ビレットを得る工程と、フイルター部材を設置する工程と、加熱ビレットをセットする工程と、母材を透過させる工程と、フイルター部材を分離する工程とからなる。
これらの５工程を順に具体的に説明する。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の金属基複合材の製造方法に用いる金属基複合材料及びビレットの製造方法を説明する図である。
（ａ）：複合材料製造工程では、母材と強化材を混合して金属基複合材料を製造する。具体的には、母材としては、アルミニウム合金２２を用い、アルミニウム合金２２としては、Ａ６０６１を使用した。
強化材１５は、アルミナの凝集体２１・・・を用いる。凝集体２１を次に説明する。
【００１９】
（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図で、凝集体２１を模式的に示す。凝集体２１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の粉２３・・・が集まって、一つの塊になったものである。凝集体２１の粒径は、約５０μｍ程度である。
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の粉２３の径は、約１μｍ程度のものを用いた。
【００２０】
なお、強化材としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の粉以外のものを用いることも可能である。
また、凝集体を用いたが、凝集体となっていない粉末を用いることも可能である。
【００２１】
（ａ）に示すように、まず、アルミニウム合金２２を所定量重だけ溶解し、溶解したアルミニウム合金２２に所定重量の凝集体２１・・・を入れ、撹拌する。撹拌したアルミニウム合金２２を適当な形状、大きさのインゴット型２４（（ｃ）参照）に入れ、凝固させることで金属基複合材料２７（（ｃ）参照）の塊を得る。
【００２２】
（ｃ）：ビレット形成工程では、凝固させることで得た金属基複合材料２７の塊をビレット３１として用いる。
なお、ビレットの形状やインゴット型によっては、金属基複合材料２７の塊を加工してもよく、例えば、複数のビレットに切断し、所定形状に切削してもよい。
【００２３】
（ｄ）は（ｃ）のｄ部拡大図であり、金属基複合材料２７を模式的に示す。金属基複合材料２７は、説明したように、アルミニウム合金２２とアルミナの粉２３・・・が集まった凝集体２１・・・とからなる。
金属基複合材料２７の強化材含有率ＶｆはＶｂ（約２３％）である。また、金属基複合材料２７のヤング率をＥｂとする。
【００２４】
このように第１の製造方法では、母材は、アルミニウム合金２２を用い、強化材はアルミナの凝集体２１を用いたので、溶解したアルミニウム合金２２とアルミナの凝集体２１・・・を混合するだけでよく、また、アルミナの凝集体２１の製造は容易であり、結果的に、金属基複合材料２７の製造は容易となり、強化材含有率を高めた第１金属基複合材１１の生産効率の向上を図ることができる。
このような金属基複合材料２７を用いたビレット３１（（ｃ）参照）を搬送し、次に加熱ビレット３７（図３参照）を得る工程を開始する。
【００２５】
図３は、本発明の第１の製造方法の加熱ビレットを得る工程を説明する図である。
加熱ビレットを得る工程では、所望の形状に加工したビレット３１を少なくとも母材の固相線温度に加熱し、加熱ビレット３７を得る。具体的には、ビレット３１を加熱炉３２で所定の温度条件にて加熱する。加熱炉３２は、炉本体３３と、熱源３４と、熱電対３５と、熱電対３５の情報並びに予め設定した条件に基づいて熱源３４を制御する制御装置３６とを備える。
ビレット３１を加熱する温度条件に用いた所定温度は、アルミニウム合金２２の固相線以上（例えば、Ａ６０６１では５８０℃以上）の温度である。
加熱ビレット３７は、５８０℃（一例）に昇温したビレット３１である。
【００２６】
なお、ビレットの加熱温度の上限は任意であるが、温度を上げ過ぎると後工程での凝固に時間がかかる点や必要以上の加熱は加熱工程に時間がかかる点などの生産効率及び品質を基準にした適度な温度に上限を設定するのが望ましい。
【００２７】
ここでは、複合材料を得る方法として、図２に示す、溶解したアルミニウム合金２２に強化材１５を入れ、撹拌によって得る工程を説明したが、複合材料を得る方法は任意である。他の方法として、例えば、凝集アルミナを用意し（プリフォーム成形してもよく、形状成形せずに粉末状のまま粉末をるつぼ等に充填してもよい）、アルミナの粉末同士間に溶解したアルミニウム合金を浸透させて、複合材料を得てもよい。
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の製造方法で実施するフイルター部材を設置する工程及び加熱ビレットをセットする工程を説明する図である。（ｂ）は、（ａ）のｂ矢視図である。
（ａ）：フイルター部材４１を設置する工程では、プレス金型４２の取付け部４３にフイルター部材４１を取付けた。具体的には、プレス金型４２は、プレス機４４の上の稼働側に取付けた上型４５と、固定側に取付けた下型４６とを備え、上型４５は、加熱ビレット３７を加圧する型部４７を有し、下型４６は型部５１と、型部５１に連ねて外方に、フイルター部材４１を取付けるように形成した取付け部４３とを有する。
型部４７の外径はＤｐ（Ｄｐ＞Ｄ）に設定した。
【００２９】
取付け部４３は、環状の嵌合溝５２を深さＢで加工した部位である。
フイルター部材４１は、加熱ビレット３７の母材（アルミニウム合金）２２を透過し、強化材１５を透過させないフイルターであり、加熱ビレット３７側に内フイルター５３を配置し、内フイルター５３の外方に外フイルター５４を積層したもので、外フイルター５４は第１フイルター５５に第２フイルター５６を重ねたもので、所望の強度を有する。
【００３０】
フイルター部材４１の内径はＤｆであり、内径Ｄｆは、型部４７の外径Ｄｐよりわずかに大きい。
内フイルター５３は、例えば、ステンレス鋼の線材を用いた金網で、メッシュは例えば６０である。網目の寸法は、例えば、２ｍｍ程度である。
第１フイルター５５は、例えば、ステンレス鋼の線材を用いた金網で、メッシュは例えば１２０である。網目の寸法は、例えば、１ｍｍ程度である。
第２フイルター５６は、第１フイルター５５はと同じ金網である。
【００３１】
ここで、内フイルター５３のメッシュをｍ１とし、第１フイルター５５のメッシュをｍ２とし、第２フイルター５６のメッシュをｍ３とし、フイルターのメッシュの合計をＭとしたときに、フイルターのメッシュの合計Ｍは、Ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３とする。例えば、フイルター部材４１のメッシュの合計Ｍは、Ｍ＝６０＋１２０＋１２０＝３００である。  
【００３２】
（ｂ）において、フイルター部材４１を加熱ビレット３７の周囲に配置した。
フイルター部材４１では、加熱ビレット３７側に内フイルター５３を配置し、内フイルター５３の外方に外フイルター５４を積層し、外フイルター５４は第１フイルター５５に第２フイルター５６を重ねたので、金網が多層となり、金網の網目の寸法が強化材（セラミックスセラミックス）１５の径より大きくても、強化材（セラミックスセラミックス）１５はフイルター部材４１をほとんど通り抜けない。
【００３３】
なお、フイルター部材４１を円筒状に形成したが、形状は任意であり、必要に応じて四角形に形成してもよく、多角形に形成することも可能である。
外フイルター５４は２層で構成したが、層数は任意であり、必要に応じて増加させてもよい。
フイルター部材を設置する工程を、加熱ビレットを得る工程の後に実施したが、加熱ビレットを得る工程の前、つまり、１番目に行ってもよく、加熱ビレットを得る工程と同時進行させてもよい。
【００３４】
このようなフイルター部材４１の内方に加熱ビレット３７を矢印ａ１の如く二点鎖線で示すようにセットし、プレス機４４を稼働させ、加熱ビレット３７を加圧する。
【００３５】
図５は、本発明の第１の製造方法の母材を透過させる工程（前半）を説明する図である。
母材（金属）１４を透過させる工程では、セットした加熱ビレット３７にプレス金型４２で圧力Ｐを加える。すなわち、上型４５で加熱ビレット３７を加圧すると、アルミニウム合金２２はフイルター部材４１を矢印ａ２，ａ２のように通り抜けるが、強化材１５は阻止されてフイルター部材４１の内方に残る。
【００３６】
図６は、本発明の第１の製造方法の母材を透過させる工程（後半）及びフイルター部材を分離する工程を説明する図である。図１を併用して説明する。
上型４５を下限位置Ｌｂまで下降させることで、一次複合材５７が完成する。下限位置Ｌｂは第１金属基複合材１１の厚さｔに加工代を加算した厚さとなる位置である。
上型４５を下限位置Ｌｂまで下降させる過程で、アルミニウム合金２２はフイルター部材４１を矢印ａ３，ａ３のように通り抜ける。従って、強化材含有率Ｖｆを高めて軽量化を確保しつつ強度を高めることができる。
【００３７】
具体的には、図４〜図６に示すように、加圧方向（矢印ｂ１の方向）を垂直方向（矢印Ｚの方向）とし、直交する方向（矢印ｂ２の方向）を水平方向（矢印Ｘの方向、矢印Ｙの方向）としたときに、上から加熱ビレット３７に圧力Ｐを加えると、加熱ビレット３７は変形しつつ、アルミニウム合金２２は水平（横）方向（矢印Ｘの方向、矢印Ｙの方向）に移動するととともに強化材１５の一部も移動し、漸次、アルミニウム合金２２は水平（横）方向にフイルター部材４１を通って流出するが、強化材１５は流出を阻止され水平（横）方向に流出しない。その結果、ビレット３１時のアルミニウム合金２２の体積に対して、アルミニウム合金２２の体積は減少し、強化材１５の含有率を増加させることができる。従って、強化材含有率Ｖｆを高めて軽量化を確保しつつ強度を高めることができる。
【００３８】
母材（アルミニウム合金）２２からフイルター部材４１を分離する工程では、上型４５を上昇させた後、下型４６からフイルター部材４１を巻き込んだ一次複合材５７を取出し、一次複合材５７の厚さｔに沿ってフイルター部材４１を切断し、一次複合材５７の周囲に残ったフイルター部材４１の残りを切断し、一次複合材５７の直径をＤに加工する。これで、図１の第１金属基複合材１１が完成する。
【００３９】
図７は、本発明の第１の製造方法に用いたフイルターのメッシュと強化材含有率の関係を示したグラフであり、横軸をフイルターのメッシュの合計とし、縦軸を母材分離後の強化材含有率Ｖｆとしたものである。ここでは、加熱ビレット３７の温度を７５０℃とし、測定した部位は中央部１２（図１参照）とした。
母材分離後の強化材含有率Ｖｆは、フイルターのメッシュの合計が増加すると、比例して増加する。
フイルターのメッシュの合計が増加すると、目詰まりを起こし、製造し難くなる。
つまり、フイルターのメッシュの合計を制御することで、母材分離後の強化材含有率Ｖｆを制御することができる。
【００４０】
本発明の第１の製造方法では、フイルターのメッシュの合計は、上限を３５０とし、下限を２００とするのが望ましい。
２００未満では、強化材含有率Ｖｆを高め難い。
３５０を超えると、目詰まりを起こしやすくなる。
【００４１】
図８は、本発明の第１の製造方法で製造した第１金属基複合材の強化材含有率の分布状態を示したグラフであり、横軸を中心からの距離とし、縦軸を強化材含有率Ｖｆとしたものである。
「中心からの距離」とは、金属基複合材を厚さｔ、直径Ｄ（Ｄ＝１８０ｍｍ以上）で成形し、直径Ｄの中心を「０」（中央部１２（図１参照）に相当する。）とし、右に５０ｍｍ離れた位置（半径５０の位置）を５０とし、１００ｍｍ離れた位置（半径１００の位置）を１００として。「０」から左を−（マイナス）とした。
○印の「ビレット」はビレット３１（図１参照）である。
△印の「フイルターなし」はフイルター部材４１を使用しないで厚さｔに成形した金属基複合材を示す。
□印の「フイルターあり」は本発明の第１の製造方法で製造した金属基複合材１１を示す。
【００４２】
○印の「ビレット」の強化材含有率Ｖｆは、「０」（中心）の位置で約２３％、±８０（周縁部（周縁部１３参照）の位置で約２３％である。
△印の「フイルターなし」は、「０」（中心）が約２９％で、中心の強化材含有率を高めることができるが、±８０（周縁部）での強化材含有率を高めるには、直径Ｄより大きなものを造るなど加工が必要となり手間がかかる。
□印の本発明の第１の製造方法で製造した「フイルターあり」は、「０」（中心）で約３７％まで高めることができ、±８０（周縁部）で約２９％まで高めることができる。従って、強化材含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度を高めることができる。
【００４３】
図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の金属基複合材の第２の製造方法で製造した第２金属基複合材を説明する図である。（ａ）は第２金属基複合材６１の斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図で模式的に示し、（ｃ）は（ａ）のｃ部拡大図で模式的に示す。上記図１〜図３に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
【００４４】
（ａ）において、第２金属基複合材６１は、円盤状の板材で、中央部６２と中央部６２に連なる周縁部６３とからなる。
第２金属基複合材６１の材質は、金属１４とセラミックス１５とからなる。
【００４５】
（ｂ）において、中央部６２は、金属１４に強化材（セラミックスセラミックス）１５を、例えば約４０％含有させた部位である。
中央部６２の強化材含有率ＶｆはＶｍ２（約４０％）である。このときのヤング率をＥｍ２とする。
【００４６】
（ｃ）において、周縁部６３は、金属１４に強化材１５を約３９％含有させた部位である。
周縁部６３の強化材含有率ＶｆはＶｅ２（約３９％）である。このときのヤング率はＥｅ２で、ヤング率Ｅｅ２は、Ｅｍ２にほぼ等しい。
つまり、第２金属基複合材６１の強化材含有率Ｖｆは、中央部６２と周縁部６３とでほぼ同じである。その結果、第２金属基複合材６１のヤング率は、中央部６２と周縁部６３でほぼ同じになる。
【００４７】
このような第２金属基複合材６１を製造する第２金属基複合材の第２の製造方法を次に説明する。
第２の製造方法の説明では、図２及び図３を用いて説明した加熱ビレットを得る工程の次に実施する工程を説明する。
【００４８】
図１０は、本発明の第２の製造方法で実施するフイルター部材を設置する工程及び加熱ビレットをセットする工程を説明する図である。
第２の製造方法のフイルター部材６５を設置する工程では、フイルター部材６５を、加圧方向（矢印ｃ１の方向）に母材（アルミニウム合金）２２を通すように配置したことを特徴とする。
フイルター部材６５は、母材（アルミニウム合金）２２の流出する側に配置したスクリーン部材６６と、スクリーン部材６６に重ね、かつ、母材（アルミニウム合金）２２が流入する側に配置したフイルター６７とからなる。
フイルター６７の構成は任意であり、例えば、フイルターのメッシュの合計を３００に設定する。
【００４９】
スクリーン部材６６の材質は、鋼板である。
なお、スクリーン部材６６の材質及び厚さは、任意であり、加圧する際の圧力によっては、例えば、材質をＳ４５Ｃ（ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１）、厚さを１０ｍｍ以上、Ｓ４５Ｃに熱処理を施し、採用することも可能である。
【００５０】
フイルター部材６５を設置する工程では、加熱ビレット３７の母材（アルミニウム合金）２２を透過（矢印ｃ１の方向）し、強化材（セラミックスセラミックス）１５を透過させないフイルター部材６５をプレス金型７１の取付け部７２に設置する。具体的には、プレス金型７１は、プレス機４４の上方の稼働側に取付けた上型７３と、固定側に取付けた下型７４とを備え、上型７３は、加熱ビレット３７を加圧する型部７５を有する。
下型７４は、プレス機４４の固定側に取付けるベース手段７６と、ベース手段７６の上端７７に取付けた型本体７８と、を備える。７９・・・はボルトを示す。
【００５１】
取付け部７２は、スクリーン部材６６を嵌める第１嵌合段部８１を形成し、第１嵌合段部８１に連ねかつ、フイルター６７をスクリーン部材６６に重ねて載せるための第２嵌合段部８２を形成した部位である。なお、スクリーン部材６６の形態によっては第２嵌合段部８２を加工しないで、スクリーン部材６６にフイルター６７を載せてもよい。
【００５２】
図１１は、図１０の１１−１１線断面図であり、スクリーン部材６６を示す。図１０を併用して説明する。
スクリーン部材６６は、本体８３を円盤状に形成し、本体８３に孔８４・・・を開けたものである。
孔８４は、フイルター６７を通過した母材（アルミニウム合金）２２を通して下に流出させる孔である。なお、図１０の孔８４の数は模式的に示した数で、図１１の孔８４の数とは異なる。
【００５３】
このような下型７４のフイルター部材６５に対して、図１０のように加熱ビレット３７を矢印ｃ２の如く二点鎖線で示すようにセットし、プレス機４４を稼働させ、加熱ビレット３７を加圧する。
【００５４】
図１２は、本発明の第２の製造方法の母材を透過させる工程（前半）を説明する図である。
フイルター部材６５に載せた加熱ビレット３７を上型７３で加圧する。
母材を透過させる工程では、加熱ビレット３７に圧力Ｐを加えると、アルミニウム合金２２はフイルター部材６５を矢印ｃ２，ｃ２のように通り抜け、強化材１５は阻止され、フイルター６７の上方に残る。
【００５５】
図１３は、本発明の第２の製造方法の母材を透過させる工程（後半）及びフイルター部材を分離する工程を説明する図である。図１２を併用して説明する。
上型７３を下限位置Ｌｂまで下降させることで、一次複合材８５が完成する。下限位置Ｌｂは第２金属基複合材６１の厚さｔに加工代を加算した厚さとなる位置である。
上型７３を下限位置Ｌｂまで下降させる過程で、アルミニウム合金２２はフイルター部材６５を矢印ｃ３，ｃ３のように通り抜ける。従って、強化材含有率のばらつきを小さくすることができるとともに、強化材含有率Ｖｆを高めて軽量化を確保しつつ強度を高めることができる。
【００５６】
具体的には、加圧方向を垂直方向としたときに、上から（矢印ｃ１の方向）加熱ビレット３７に圧力Ｐを加えると、母材（アルミニウム合金）２２は変形しつつ、下方（矢印ｃ１の方向）に移動するととともに強化材１５も移動し、漸次、母材２２は下方にフイルター部材６５を通って流出するが、強化材１５は流出を阻止され下方に流出しない。その結果、周縁部６３（図９参照）の強化材１５の含有率をより増加させることができる。従って、強化材含有率のばらつきを小さくすることができるとともに、強化材含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度をより高めることができる。
【００５７】
母材（アルミニウム合金）２２からフイルター部材６５を分離する工程では、上型７３を上昇させた後、下型７４を分解し、型本体７８からフイルター部材６５を巻き込んだ一次複合材８５を取出し、一次複合材８５の厚さｔに沿ってフイルター部材６５を切断する。これで、図９の第２金属基複合材６１が完成する。
【００５８】
図１４は、本発明の第２の製造方法で製造した第２金属基複合材の強化材含有率の分布状態を示したグラフであり、横軸を中心からの距離とし、縦軸を強化材含有率Ｖｆとしたものである。
○印の「ビレット」はビレット３１（図１参照）である。
□印の「フイルターあり」は本発明の第１の製造方法で製造した金属基複合材１１（図１参照）を示す。
◆印の「フイルターあり」は本発明の第２の製造方法で製造した金属基複合材６１を示す。
【００５９】
○印の「ビレット」の強化材含有率Ｖｆは、「０」（中心）の位置で約２３％、±８０（周縁部（周縁部１３参照）の位置で約２３％である。
□印の本発明の第１の製造方法で製造した「フイルターあり」は、「０」（中心）で約３７％まで高めることができ、±８０（周縁部）で約２９％まで高めることができる。
【００６０】
◆印の本発明の第２の製造方法で製造した「フイルターあり」は、「０」（中心）で約４０％まで高めることができ、±８０（周縁部）で約３９％まで高めることができる。
つまり、端（周縁部）の強化材含有率を中心（中央部）の強化材含有率とほぼ同じになるまで増加させることができ、全体にほぼ均一に強化材１５を添加することができる。従って、強化材含有率のばらつきを小さくすることができるとともに、強化材含有率Ｖｆを高めて軽量化を確保しつつ強度をより高めることができる。
【００６１】
図１５は、本発明の製造方法で製造した金属基複合材の強化材含有率とヤング率の関係を示したグラフであり、横軸を強化材含有率とし、縦軸をヤング率としたものである。
ヤング率は、強化材含有率の増加に比例して増加する。
従って、本発明の金属基複合材の製造方法では、強化材含有率を高めて軽量化を確保しつつ強度をより高めることができる。
【００６２】
尚、本発明の金属基複合材の製造方法は、実施の形態ではアルミニウム合金の複合材の製造方法に適用したが、アルミニウム合金の複合材以外に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の金属基複合材の製造方法は、アルミニウム合金の複合材の製造方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の金属基複合材の第１の製造方法で製造した第１金属基複合材を説明する図
【図２】本発明の金属基複合材の製造方法に用いる金属基複合材料及びビレットの製造方法を説明する図
【図３】本発明の第１の製造方法の加熱ビレットを得る工程を説明する図
【図４】本発明の第１の製造方法で実施するフイルター部材を設置する工程及び加熱ビレットをセットする工程を説明する図
【図５】本発明の第１の製造方法の母材を透過させる工程（前半）を説明する図
【図６】本発明の第１の製造方法の母材を透過させる工程（後半）及びフイルター部材を分離する工程を説明する図
【図７】本発明の第１の製造方法に用いたフイルターのメッシュと強化材含有率の関係を示したグラフ
【図８】本発明の第１の製造方法で製造した第１金属基複合材の強化材含有率の分布状態を示したグラフ
【図９】本発明の金属基複合材の第２の製造方法で製造した第２金属基複合材を説明する図
【図１０】本発明の第２の製造方法で実施するフイルター部材を設置する工程及び加熱ビレットをセットする工程を説明する図
【図１１】図１０の１１−１１線断面図
【図１２】本発明の第２の製造方法の母材を透過させる工程（前半）を説明する図
【図１３】本発明の第２の製造方法の母材を透過させる工程（後半）及びフイルター部材を分離する工程を説明する図
【図１４】本発明の第２の製造方法で製造した第２金属基複合材の強化材含有率の分布状態を示したグラフ
【図１５】本発明の製造方法で製造した金属基複合材の強化材含有率とヤング率の関係を示したグラフ
【図１６】従来の複合材の製造方法を説明する図
【符号の説明】
【００６５】
１１…第１金属基複合材、１４…金属、１５…セラミックス、２２…アルミニウム合金、２７…金属基複合材料、３１…ビレット、３７…加熱ビレット、４１，６５…フイルター部材、４２，７１…プレス金型、４３，７２…取付け部、６１…第２金属基複合材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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