(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化金属マトリックス複合材製品の製造方法において、
（ａ）少なくとも１つの周方向に伸びる繊維及びフィラー金属を第一の金属構成要素に形成された周方向に伸びる溝の中に配置し、第二の金属構成要素を第一の金属構成要素の周方向に伸びる溝内に配置することにより少なくとも１つの周方向に伸びる繊維及びフィラー金属を第一の金属構成要素と第二の金属構成要素との間に配置するステップと、
（ｂ）第一の温度まで加熱し、且つ、第一の圧力を加えて、少なくとも１つの周方向に伸びる繊維及びフィラー金属を或程度まで圧密化するステップと、
（ｃ）第二の温度まで加熱し、且つ、第二の圧力を加えて、フィラー金属を更に圧密化し、第一及び第二の金属構成要素の金属を圧密化し、且つ、フィラー金属及び第一及び第二の金属構成要素を拡散接合するステップとを備え、第一の温度は第二の温度よりも低く、また、第一の圧力は第二の圧力よりも低く、第一の温度では拡散接合を生じる可能性が軽減される、繊維強化金属マトリックス複合材製品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、第一の温度は７００℃、第二の温度は９２５℃であり、第一の圧力は５０ＭＰａ、第二の圧力は１００ＭＰａである、方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、第一及び第二の金属構成要素がチタン合金を備え、少なくとも１つの繊維がチタン合金にて被覆され、又は少なくとも１つの金属線がチタン合金線である、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の方法において、ステップ（ａ）が、少なくとも１つの金属被覆した繊維、少なくとも１つの繊維、及び少なくとも１つの金属線又は少なくとも１つの繊維及び少なくとも１つの金属フォイルを第一の金属構成要素と第二の金属構成要素との間に配置するステップを備え、ステップ（ｂ）が、第一の温度まで加熱し且つ、第一の圧力を加えて少なくとも１つの金属被覆した繊維、少なくとも１つの金属線又は少なくとも１つの金属フォイルの金属を或程度まで圧密化するステップを備える、方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の方法において、フィラー金属の金属が、第一の金属構成要素と同一の金属であり且つ、第二の金属構成要素と同一の金属である、方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載の方法において、フィラー金属の金属が、第一の金属構成要素及び第二の金属構成要素と異なる金属である、方法。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れかに記載の方法において、第一及び第二の金属構成要素がチタン合金を備え、少なくとも１つの繊維がチタン合金にて被覆され、又は少なくとも１つの金属線がチタン合金線であり、第一の温度が７００℃、第二の温度が９２５℃であり、第一の圧力が５０ＭＰａ、第二の圧力が１００ＭＰａである、方法。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れかに記載の方法において、繊維が、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、ホウ素繊維又はアルミナ繊維である、方法。
【請求項９】
請求項４に記載の方法において、少なくとも１つの金属被覆した繊維が、チタン被覆した繊維、アルミニウム化チタン被覆した繊維又はチタン合金被覆した繊維である、方法。
【請求項１０】
請求項４に記載の方法において、少なくとも１つの金属線が、チタン線、アルミニウム化チタン線又はチタン合金線である、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、第一の金属構成要素及び第二の金属構成要素が、チタン、アルミニウム化チタン又はチタン合金を備える、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、ステップ（ａ）が、第二の金属構成要素に突起を形成するステップと、第二の金属構成要素の突起を第一の金属構成要素の溝内に配置するステップとを備える方法。
【請求項１３】
請求項１又は１２に記載の方法において、ステップ（ａ）が、第一の金属部材の軸方向面に周方向に伸びる溝を形成するステップと、少なくとも１つの周方向に伸びる繊維及びフィラー金属を第一の金属構成要素の周方向に伸びる溝内に配置するステップと、第二の金属構成要素を第一の金属構成要素の溝内に配置するステップとを備える、方法。
【請求項１４】
請求項１ないし７の何れかに記載の方法において、ステップ（ａ）が、複数の繊維を第一及び第二の金属構成要素の間に配置するステップを備える、方法。
【請求項１５】
請求項１ないし７の何れかに記載の方法において、第二の温度及び第二の圧力が、フィラー金属及び第一及び第二の金属構成要素の金属を拡散接合する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化金属マトリックス複合材製品の製造方法に関し、また、本発明は、特に、繊維強化金属マトリックス複合材回転子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許明細書ＥＰ０８３１１５４Ｂ１号に開示されたような、繊維強化金属マトリックス製品の１つの既知の製造方法において、複数の金属被覆した繊維が金属リングの環状溝内に配置され、金属リングは、金属被覆した繊維の頂部に配置される。金属被覆した繊維の各々は、平面内でら旋状に巻かれ、また、金属被覆した繊維のら旋体は、金属リングの環状溝内に積み重ねられる。金属リングは、組立体を圧密化し且つ、金属リング及び金属被覆した繊維ら旋体を互いに拡散接合し得るように優勢的に軸方向に加圧されて一体的な構造体を形成する。
【０００３】
欧州特許出願明細書ＥＰ１２８８３２４Ａ２号に開示されたような、繊維強化金属マトリックス複合材製品の更に既知の製造方法において、欧州特許明細書ＥＰ０８３１１５４Ｂ１号に記載された構成は、金属被覆した繊維と共に金属リングの環状溝内に金属線を介在させることで変更されている。金属線の各々は、平面内でら旋状に巻かれ、金属線のら旋体は、金属被覆した繊維ら旋体と共に、金属リングの環状溝内に積み重ねられる。
【０００４】
従来、多孔質製品の初期密度が比較的大きく、従って、製品の形状の変化が通常、極めて小さい、多孔質製品の密度を増すため圧密化すべく一段階の過程として高温静水圧圧縮法（ＨＩＰ）が使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高温静水圧圧縮法（ＨＩＰ）は、繊維強化金属マトリックス複合材製品を圧密化するのに適しているが、初期密度は５０％程度と低く、このため、体積及び形状の変化は顕著である。一般に、繊維強化金属マトリックス複合材製品の圧密化は、高温静水圧圧縮法によって行われるが、繊維強化金属マトリックス複合材製品の繊維の繊維強化領域の最終形状を制御し又は繊維強化金属マトリックス複合材製品内の繊維の位置を制御することは困難である。
【０００６】
従って、本発明は、繊維強化金属マトリックス複合材製品の新規な製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明は、繊維強化金属マトリックス複合材製品の製造方法であって、
（ａ）少なくとも１つの繊維及びフィラー金属を第一の金属構成要素と第二の金属構成要素との間に配置するステップと、
（ｂ）第一の温度まで加熱し且つ、第一の圧力を加えて少なくとも１つの繊維及びフィラー金属を部分的に圧密化するステップと、
（ｃ）第二の温度まで加熱し且つ、第二の圧力を加えて第一及び第二の金属構成要素の金属を圧密化するステップとを備え、第一の温度が、第二の温度と相違し、また、第一の圧力が第二の圧力と相違するようにした方法を提供するものである。
【０００８】
好ましくは、第一の温度は、第二の温度よりも低く、また、第一の圧力は第二の圧力よりも低く、ステップ（ｃ）は、フィラー金属及び第一及び第二の金属構成要素を拡散接合するステップを含むものとする。
【０００９】
好ましくは、ステップ（ａ）は、少なくとも１つの金属被覆した繊維、少なくとも１つの繊維、及び少なくとも１つの金属線又は少なくとも１つの繊維及び少なくとも１つの金属フォイルを第一の金属構成要素と第二の金属構成要素との間に配置するステップを備え、ステップ（ｂ）は、第一の温度まで加熱し且つ、第一の圧力を加えて少なくとも１つの金属被覆した繊維、少なくとも１つの金属線又は少なくとも１つの金属フォイル上の金属を部分的に圧密化するステップを備えるものとする。
【００１０】
好ましくは、フィラー金属の金属は、第一の金属構成要素と同一の金属であり且つ、第二の金属構成要素と同一の金属であるものとする。
これと代替的に、フィラー金属の金属は、第一の金属構成要素及び第二の金属構成要素と異なる金属としてもよい。
【００１１】
好ましくは、第一及び第二の金属構成要素は、チタン合金を備え、少なくとも１つの繊維は、チタン合金にて被覆し、又は少なくとも１つの金属線は、チタン合金線であり、第一の温度は約７００℃、第二の温度は約９２５℃であり、第一の圧力は約５０ＭＰａ、第二の圧力は約１００ＭＰａである。
【００１２】
好ましくは、繊維は、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、ホウ素繊維又はアルミナ繊維であるものとする。
好ましくは、少なくとも１つの金属被覆した繊維は、チタン被覆した繊維、アルミニウム化チタン被覆した繊維又はチタン合金被覆した繊維であるものとする。
【００１３】
好ましくは、少なくとも１つの金属線は、チタン線、アルミニウム化チタン線又はチタン合金線であるものとする。
好ましくは、第一の金属構成要素及び第二の金属構成要素は、チタン、アルミニウム化チタン又はチタン合金を備えるものとする。
【００１４】
好ましくは、ステップ（ａ）は、第一の金属構成要素に溝を形成するステップと、少なくとも１つの繊維及びフィラー材料を第一の金属構成要素の溝内に配置するステップと、第二の金属構成要素を第一の金属構成要素の溝内に配置するステップとを備えるものとする。
【００１５】
好ましくは、ステップ（ａ）は、第二の金属構成要素に突起を形成するステップと、第二の金属構成要素の突起を第一の金属構成要素の溝内に配置するステップとを備えるものとする。
【００１６】
好ましくは、ステップ（ａ）は、第一の金属部材の軸方向面に周方向に伸びる溝を形成するステップと、少なくとも１つの周方向に伸びる繊維及びフィラー金属を第一の金属構成要素の周方向に伸びる溝内に配置するステップと、第二の金属構成要素を第一の金属構成要素の溝内に配置するステップとを備えるものとする。
【００１７】
好ましくは、ステップ（ａ）は、複数の繊維を第一及び第二の金属構成要素の間に配置するステップを備えるものとする。
好ましくは、第二の温度及び第二の圧力拡散は、フィラー金属及び第一及び第二の金属構成要素の金属を接合するものとする。
【００１８】
添付図面を参照して、本発明を単に一例として以下により詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
一体の回転子羽根を有する完成したセラミック繊維強化金属回転子１０が図１に図示されている。該回転子１０は、金属リング１２に埋め込まれた周方向に伸びる強化セラミック繊維１４のリングを有する金属リング１２を備えている。複数の中実な金属回転子羽根１６は金属リング１２にて周方向に隔てられて且つ、金属リング１２から半径方向外方に伸びており、また、該金属リング１２と一体である。
【００２０】
セラミック繊維強化金属回転子１０は、複数の金属被覆したセラミック繊維を使用して製造される。セラミック繊維１４の各々は、例えば、物理的気相成長法、スパッタリング等のような任意の適宜な方法により金属マトリックス１８にて被覆されている。金属被覆した（１８）セラミック繊維１４をマンドレルの周りに巻いて図２及び図３に示したような環状又は円板形状の繊維予成形体２０を形成する。環状又は円板形状の繊維予成形体２０の各々は、このように、互いに当接するら旋体の隣接する巻線部と共にら旋状に配置された単一の金属被覆したセラミック繊維１４を備えている。接着剤２２が適宜な位置にて環状又は円板形状の繊維予成形体２０に施されて、ら旋体の巻線部を互いに保持する。接着剤は、圧密化する前に環状又は円板形状の繊維予成形体２０から完全に除去できるように選ばれる。接着剤２２は、例えば、ジクロメタン中のポリメチル−メタアクリレート又はジクロメタン中のパースペックス（Ｐｅｒｓｐｅｘ）とすることができる。
【００２１】
第一の金属リング又は金属円板３０は、形成され且つ、図４に示すように、軸方向に伸びる環状の溝３２が第一の金属リング３０の１つの軸方向面３４に機械加工される。環状溝３２は、矩形の断面を形成する直線状の平行な側部を有する。第二の金属リング又は金属円板３６は形成され、また、軸方向に伸びる環状突起３８が第二の金属リング又は金属円板３６から機械加工され、該環状突起が第二の金属リング又は金属円板３６の１つの軸方向面４０から伸びるようにする。第二の金属リング又は金属円板３６も機械加工されて第二の金属リング又は金属円板３６の面４０に２つの環状溝４２、４４を形成する。環状溝４２、４４は、環状突起３８の両側部にて半径方向に配置されており、また、環状溝４２、４４は、軸方向面４０から環状突起３８の基部まで半径方向にテーパーが付けられている。環状突起３８の半径方向内側及び外側寸法は、環状溝３２の半径方向内側及び外側寸法すなわち、直径と実質的に同一である。
【００２２】
環状繊維予成形体２０の１つ又はより多数が第一の金属リング３０の軸方向面３４の環状溝３２内に同軸状に配置されている。環状繊維予成形体の半径方向内側及び外側寸法すなわち、直径は、環状溝３２の半径方向内側及び外側寸法すなわち、直径と実質的に同一であり、環状溝３２を実質的に充填する一方にて、環状繊維の予成形体２０を環状溝３２内に装填することを許容する。十分な数の環状繊維の予成形体２０が環状溝３２内にて積み重ねられて環状溝３２を所定の程度まで部分的に充填する。
【００２３】
次に、軸方向面４０が第一の金属リング３０の軸方向面３４と対面するように第二の金属リング３６を配置し、また、第二の金属リング３６の環状突起３８が第一の金属リング３０の環状溝３２と整合するように第一及び第二の金属リング３０、３６の軸線を整合させる。次に、第二の金属リング３６を第一の金属リング３０に向けて押し、環状突起３８が環状溝３２に入り且つ、図５に示すように、第二の金属リング３６の軸方向面４０が第一の金属リング３０の軸方向面３４と当接する迄、更に押し込む。
【００２４】
第一の金属リング３０の軸方向面３４における半径方向内周及び外周は、第二の金属リング３６の軸方向面４０における半径方向内周及び外周に対して封止されて、封止組立体を形成する。この封止は、ＴＩＧ溶接、電子ビーム溶接、レーザ溶接又はその他の適宜な溶接法によって行い、図５に示すように、環状の内側溶接シール４６及び環状の外側溶接シール４８を形成するようにすることが好ましい。
【００２５】
封止組立体は、溝又はチャンバ４２、４４に接続された真空ポンプ及び管５０を使用して排気される。次に、接着剤２２を環状の繊維予成形体２０から除去し且つ、接着剤２２を封止組立体から除去できるように封止組立体を連続的に排気される間に、加熱する。
【００２６】
全ての接着剤２２が環状の繊維予成形体２０から除去され且つ、封止組立体の内部が排気された後、管５０を封止する。次に、封止組立体を加熱し且つ、圧力を封止組立体に加えて環状の繊維予成形体２０を軸方向に圧密化し且つ、第一の金属リング３０を第二の金属リング３６に拡散接合し、また、金属被覆した（１８）のセラミック繊維１４上の金属をその他の金属被覆した（１８）のセラミック繊維１４上の金属に、第一の金属リング３０に、及び第二の金属リング３６に拡散接合する。熱及び圧力を加える間、その圧力は、封止組立体に全方向から等しく作用し、また、これにより環状突起３８は軸方向に環状溝３２内に動いて、環状の繊維予成形体２０を圧密化する。
【００２７】
熱及び圧力を封止組立体に加えることは、所定の計画に従って行われる。特に、金属被覆した（１８）セラミック繊維１４及び第一及び第二の金属リング３０、３６の金属が実質的に同一の金属又は合金を備えるならば、封止組立体は、第一の温度まで加熱され、所定の時間、第一の圧力が封止組立体に加えられる。次に、封止組立体を第二の温度まで加熱し、別の所定の時間、第二の圧力を封止組立体に加える。この第二の温度は、第一の温度よりも高く、また、第二の圧力は第一の圧力よりも高い。
【００２８】
例えば、金属被覆した（１８）セラミック繊維１４における金属が６重量％のアルミニウム、４重量％のバナジウム、及び残りがチタンに加えて付随的な不純物を備えるチタン合金であり、第一の金属リング３０及び第二の金属リング３６の金属が同一の合金であるならば、その場合、図７に示すように、第一の温度は約７００℃、第一の圧力は約５０ＭＰａであり、第二の温度は約９２５℃、第二の圧力は約１００ＭＰａである。第一の圧力及び温度は、約１時間、一定に保持され、第二の圧力及び温度は、約２時間、一定に保持される。この温度は、分当たり約１０℃の率にて上昇及び（又は）低下させる。
【００２９】
金属被覆した（１８）のセラミック繊維１４上における金属が６重量％のアルミニウム、４重量％のバナジウム、及び残りがチタンに加えて付随的な不純物を備えるチタン合金であり、第一の金属リング３０及び第二の金属リング３６の金属が６重量％のアルミニウム、４重量％のスズ、４重量％のジルコニウム、２重量％のモリブデン、０．１重量％のケイ素及び残りがチタンに加えて付随的な不純物を備えるチタン合金であるならば、その場合、図７に示すように、第一の温度は約７００℃、第一の圧力は約５０ＭＰａであり、第二の温度は約９２５℃、第二の圧力は約１００ＭＰａである。第一の圧力及び温度は、約１時間、一定に保持され、第二の圧力及び温度は、約２時間、一定に保持される。温度は、分当たり約１０℃の率にて上昇及び（又は）低下させる。
【００３０】
金属被覆した（１８）セラミック繊維１４上における金属が６重量％のアルミニウム、４重量％のスズ、４重量％のジルコニウム、２重量％のモリブデン、０．１重量％のケイ素及び残りがチタンに加えて付随的な不純物を備えるチタン合金であり、第一の金属リング３０及び第二の金属リング３６の金属が同一の合金であるならば、その場合、図７に示すように、第一の温度は約７００℃、第一の圧力は約５０ＭＰａであり、第二の温度は約９２５℃、第二の圧力は約１００ＭＰａである。第一の圧力及び温度は、約１時間、一定に保持され、第二の圧力及び温度は約２時間、一定に保持される。温度は、分当たり約１０℃の率にて上昇及び（又は）低下させる。
【００３１】
封止組立体を第一の温度まで加熱し且つ、第一の圧力を封止組立体に加えることにより、金属被覆した（１８）セラミック繊維１４上における金属は予め圧密化され、それは、金属被覆した（１８）セラミック繊維１４と第一及び第二の金属リング３０、３６との間、又は金属被覆した（１８）セラミック繊維１４との間に点／線接触のみが存在し、金属被覆した１８個のセラミック繊維１４が第一及び第二の金属リング３０、３６と接触する箇所たる点／線にて第一及び第二の金属リング３０、３６が多少僅かに圧密化されるからである。
【００３２】
第一の温度及び第一の圧力にて、金属被覆した（１８）セラミック繊維１４に対する金属被覆した（１８）セラミック繊維１４の大きい接触応力及び第一及び第二の金属リング３０、３６に対する金属被覆した１８個のセラミック繊維１４の大きい接触応力は、セラミック繊維１４における金属マトリックス材料１８のクリープ流れを促進し、従って高密度化を開始させることになる。第一の温度及び第一の圧力は、第一及び第二の金属リング３０、３６に比較的低い応力のみを作用させ、クリープ流れは、セラミック繊維１４における金属マトリックス１８よりも著しく少ない。このように、第一及び第二の金属リング３０、３６は、セラミック繊維１４における金属マトリックス材料１８が部分的に高密度化される間、それらの形状を保持し、従ってその形状が制御される。第一の温度の低温度は、顕著な拡散接合を行うには低過ぎ、このため、第一の温度のみを使用して完全な密度を実現することはできない。この第一の温度は、圧密化相の間、有害である拡散接合が行われる可能性を軽減する。
【００３３】
封止した組立体を第二の温度で加熱し且つ、第二の圧力を封止した組立体に加えることは、第一及び第二の金属リング３０、３６の金属及び金属被覆した（１８）セラミック繊維１４の金属をより容易に変形させ、このことは、セラミック繊維１４における金属マトリックス材料１８の圧密化を完了し、また、第一及び第二の金属リング３０、３６及び金属被覆した（１８）セラミック繊維１４を共に拡散接合することを可能にする。第二の温度及び第二の圧力による温度及び圧力は、実質的に完全な密度を実現し、全ての構成要素は、拡散接合されて単一の一体の製品となる。第二の温度及び第二の圧力は、形状に誤差を生じさせるのに十分であるが、第一の温度及び第一の圧力を加える間の部分的な高密度化は、こうした形状の誤差を最小限にする。
【００３４】
金属被覆した（１８）セラミック繊維１４における金属又は合金が第一及び第二の金属リング３０、３６の金属又は合金と相違するならば、その場合、第一の温度及び第一の圧力は、依然として金属被覆した（１８）セラミック繊維１４における金属を圧密化し、第二の温度及び第二の圧力は、依然として第一及び第二の金属リング３０、３６を圧密化し、第一の温度及び第一の圧力は、第二の温度及び第二の圧力よりそれぞれ小さい。
【００３５】
第一及び第二の温度における特定の温度及び第一及び第二の圧力における特定の圧力は、金属被覆した（１８）セラミック繊維１４における特定の金属又は合金及び第一及び第二の金属リング３０、３６の金属又は合金に依存する。
【００３６】
生成する圧密化され且つ拡散接合されたセラミック繊維強化構成要素がセラミック繊維１４及び拡散接合領域６２を示す図６に示されている。更に、環状溝又はチャンバ４２、４４を設けることは、環状突起３８が圧密化過程の間に動くことを許容し、その結果、これを行う間、第二の金属リング３６であった面に凹所６３が形成されることになる。凹所６３は、圧密化及び拡散接合が満足し得るように行われたことを示す。
【００３７】
圧密化及び拡散接合の後、製品を機械加工して最初に第一の金属であった部分の少なくとも一部分、第二の金属の少なくとも一部分及び拡散接合領域の少なくとも一部分を除去する。一例において、第二の金属リングの全て及び拡散接合領域の全てが除去される。このように、直線状で平坦な側部を有する繊維強化した領域はその所期の形状に保持され、このため、製品に平坦で平面状の面を生じさせて面と繊維強化領域との間に均一な距離を提供し得るよう平面にて機械加工する。
【００３８】
次に、例えば、図１に示すように、電子化学機械加工又はフライス削りによって製品を機械加工し、一体のコンプレッサ羽根１６を形成するか又は製品を機械加工してコンプレッサの羽根の根元を受け入れる１つ又はより多数のスロットを形成することができる。
【００３９】
これと代替的に、コンプレッサ羽根は、製品に対し摩擦溶接、レーザ溶接、又は電子ビーム溶接してもよい。
強化繊維は、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ホウ素又はその他の適宜な繊維を備えることができる。
【００４０】
強化繊維に於ける金属被覆は、チタン、アルミニウム化チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、又は、拡散接合可能である任意のその他の適宜な金属、合金又は異種金属を備えることができる。
【００４１】
第一の金属リング及び第二の金属リングは、チタン、アルミニウム化チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、又は拡散接合可能である任意のその他の適宜な金属又は合金又は異種金属を備えている。
【００４２】
本発明は、図８及び図９に示すように、ら旋状に巻いた金属被覆した繊維のみについて説明したが、本発明は、図８及び図９に示すように、ら旋状に巻いた金属被覆した（１８）セラミック繊維１４を備える繊維予成形体２０Ａ及びら旋状に巻いた金属線２６を備える予成形体２４Ａを使用する場合にも適用可能である。図８及び図９において、繊維予成形体２０Ａの各々は、関係した予成形体２４Ａと同一の平面内に配置されているが、予成形体２４Ａの各々は、より大きい直径である。予成形体２０Ａ及び予成形体２４Ａは、異なる平面内に配置することができる。これらの場合、金属線は、金属被覆したセラミック繊維に対して同一の仕方にて点接触するため、第一の温度及び第一の圧力にて部分的に圧密化される。
【００４３】
更に、本発明は、ら旋状に巻いたセラミック繊維及び金属フォイル、ら旋状に巻いたセラミック繊維及び金属粉体、金属リボン内でら旋状に巻いたセラミック繊維、ら旋状に巻いた繊維及びら旋状に巻いた金属線又はその他の形態の金属フィラーを使用する場合にも適用可能である。
【００４４】
金属線は、チタン、アルミニウム化チタン、チタン合金又は、拡散接合可能である任意のその他の適宜な金属、合金又は異種金属を備えることができる。金属フォイル、金属リボン、金属粉体又はその他の金属フィラーは、チタン、アルミニウム化チタン、チタン合金又は、拡散接合可能である任意のその他の適宜な金属、合金又は異種金属を備えることができる。
【００４５】
本発明は、第一の金属リングの軸方向面に周方向に伸びる溝と、第二の金属リングの軸方向面に周方向に伸びる突起とを提供する場合について説明したが、本発明は、リングの半径方向外面又は内面に周方向に伸びる溝を提供する場合にも等しく適用可能である。
【００４６】
本発明は、繊維が２つ又はより多数の金属構成要素間に配置される任意の構成にも適用可能である。
本発明は、金属リングの強化に関して説明したが、本発明は、その他の構成に、及び強化金属被覆した繊維がこれに相応して配置されるその他の場合にも等しく適用可能である。
【００４７】
本発明は、フィラー金属及びセラミック繊維を２つの金属構成要素の間に配置し且つ、フィラー金属及び２つの金属構成要素を拡散接合する場合について説明したが、フィラー金属及びセラミック繊維を、２つの工具間に配置し、フィラー金属が工具に接合されないようにすることができる。
【００４８】
本発明の有利な効果は、単一の圧密化及び拡散接合過程を提供して、２段階過程は、低温度にて部分的に高密度化し且つ、高温度にて最終的な高密度化及び拡散接合することにより、繊維強化した金属マトリックス複合材製品の繊維強化領域の面積の最終形状を制御することが失われる可能性を少なくする。
【００４９】
本発明は、２つの温度及び２つの圧力を使用する場合について説明したが、２つ以上の温度及び２つ以上の圧力を使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の方法に従って製造された羽根付きコンプレッサ回転子の長手方向断面図である。
【図２】本発明の方法にて使用した繊維予成形体の平面図である。
【図３】図２に示した予成形体の断面図である。
【図４】第一及び第二の金属リングの間に配置された繊維予成形体組立体の長手方向断面図である。
【図５】互いに溶接した後の、第一及び第二の金属リングの間に配置された繊維予成形体組立体の長手方向断面図である。
【図６】単一体の複合材製品を形成し得るように圧密化及び接合を行った後の、第一及び第二の金属リングの間に配置された繊維予成形体組立体の長手方向断面図である。
【図７】本発明の方法にて使用した温度及び圧力のサイクルを示すチャートである。
【図８】本発明の１つの代替的な方法にて使用した繊維及び線予成形体の平面図である。
【図９】図８に示した予成形体の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    セラミック繊維強化金属回転子１０
１２    金属リング
１４    強化セラミック繊維
１６    金属回転子羽根
１８    金属マトリックス
２０    繊維予成形体
２２    接着剤
３０    金属円板
３２    環状溝
３４    第一の金属リングの軸方向面
３６    第二の金属リング又は金属円板
３８    環状突起
４０    第二の金属リング又は金属円板の軸方向面
４２、４４    環状溝
４６    環状の内側溶接シール
４８    環状の外側溶接シール
５０    管
【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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