(57)【要約】【課題】  アルミニウム基複合材を製造する加熱炉にアルミニウム基複合材を製造する際に用いる坩堝を最大の密度で置き、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図る。【解決手段】  アルミニウム基複合材の製造方法は、坩堝内の粉末の上にアルミニウム合金を載せる第１工程と、坩堝とともにマグネシウムを炉内に収める第２工程と、炉内を加熱することで、粉末間にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材を得る第３工程と、からなり、第２工程では、第１〜第３坩堝８７〜８９毎に厚さの異なる厚さｔ１，ｔ２，ｔ３の断熱材９３を取り付け、厚い断熱材の坩堝８９を熱源の近くに置き、薄い断熱材の坩堝８７を厚い断熱材の坩堝８９より熱源から離して置く。断熱材８９を、坩堝内のアルミニウム合金８２の高さとほぼ同じ高さに形成した。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
坩堝に酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体又は粉末を置き、この多孔質成形体又は粉末の上にアルミニウム合金を載せる第１工程と、
前記坩堝とともにマグネシウム又はマグネシウム発生源を炉内に収める第２工程と、
炉を窒素雰囲気下にするとともに加熱することで、窒化マグネシウムを生成し、窒化マグネシウムの作用で多孔質成形体又は粉末を還元し、還元した多孔質成形体又は粉末にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材を得る第３工程と、からなるアルミニウム基複合材の製造方法において、
前記第１工程では、坩堝毎に量の異なる断熱材を形成した坩堝を用い、
前記第２工程では、断熱材の量が多い坩堝を熱源の近くに置き、断熱材の量が少ない坩堝を断熱材の量が多い坩堝より熱源から離して置くことを特徴とするアルミニウム基複合材の製造方法。
【請求項２】
前記断熱材は、坩堝毎に厚さを変えることで、量を異ならせることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム基複合材の製造方法。
【請求項３】
前記断熱材を、坩堝内のアルミニウム合金の高さとほぼ同じ高さに形成することを特徴とする請求項２記載のアルミニウム基複合材の製造方法。
【請求項４】
前記断熱材は、坩堝毎に面積を変えることで、量を異ならせることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム基複合材の製造方法。
【請求項５】
前記断熱材は、酸化物系からなる多孔質成形体又は坩堝に塗型剤を塗布して形成したものからなることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載のアルミニウム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、アルミニウム基複合材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム基複合材は、アルミニウムと酸化物系セラミックスとからなり、酸化物系セラミックスは、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いた。このようなアルミニウム基複合材を製造する方法の概要は、まず、炉で酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体を加熱するとともに窒化マグネシウムにて多孔質成形体を還元する。続けて、還元した多孔質成形体に溶解したアルミニウムを浸透させることで、アルミニウム基複合材を得る。その際に、減圧又は加圧を行うアルミニウム基複合材の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３０３６１公報（第６頁、図３）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７（ａ），（ｂ）は、従来の技術の基本原理を説明する図である。
（ａ）において、アルミニウム基複合材製造装置１０１は、雰囲気炉１０２と、アルゴンガス供給手段１０３と、窒素ガス供給手段１０４と、真空ポンプ１０５と、を備える。
【０００４】
この製造装置１０１で製造する複合材の製造工程の概要を次ぎに説明する。
まず、坩堝１０６に多孔質成形体１０７、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の粉末からなる多孔性仕切り体１０８及びアルミニウム合金１０９を入れる。多孔質成形体１０７は、多孔質アルミナ（アルミナ１１１）にマグネシウムを含有させたものである。
【０００５】
（ｂ）において、引き続き、雰囲気炉１０２にアルゴンガス供給手段１０３からアルゴンガス（Ａｒ）を入れて置換し、加熱を開始する。所定時間後、雰囲気炉１０１に窒素ガス供給手段１０４から窒素ガス（Ｎ２）を供給し、雰囲気炉１０１を減圧下に設定し、減圧開始から所定時間経過後、加圧する。
【０００６】
このような過程を経る雰囲気炉１０２内では、加熱によって、マグネシウム１１２と窒素ガス１１３とが反応して窒化マグネシウム１１４を生成するとともに窒化マグネシウム１１４は多孔質成形体１０７のアルミナを減圧下で還元し、溶解したアルミニウム合金は、還元した多孔質成形体１０７に加圧下で浸透する。従って、浸透不良部をなくすることができる。
【０００７】
しかし、特許文献１のアルミニウム基複合材の製造方法では、窒化マグネシウムが生成される前に、アルミニウム合金１０９が溶解し始めることがあり、健全な複合化が起こらないものがある。このため、窒化マグネシウムの還元作用による濡れが不足して結合が不十分になることがあった。特に、雰囲気炉１０２に最大の密度で坩堝１０６を置き、最速の昇温速度で加熱すると、熱源に近い坩堝１０６で起きやすく、歩留まりが悪く、生産効率は低かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、アルミニウム基複合材を製造する加熱炉にアルミニウム基複合材を製造する際に用いる坩堝を最大の密度で置き、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、坩堝に酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体又は粉末を置き、この多孔質成形体又は粉末の上にアルミニウム合金を載せる第１工程と、坩堝とともにマグネシウム又はマグネシウム発生源を炉内に収める第２工程と、炉を窒素雰囲気下にするとともに加熱することで、窒化マグネシウムを生成し、窒化マグネシウムの作用で多孔質成形体又は粉末を還元し、還元した多孔質成形体又は粉末にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材を得る第３工程と、からなるアルミニウム基複合材の製造方法において、第１工程では、坩堝毎に量の異なる断熱材を形成した坩堝を用い、第２工程では、断熱材の量が多い坩堝を熱源の近くに置き、断熱材の量が少ない坩堝を断熱材の量が多い坩堝より熱源から離して置くことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、坩堝毎に厚さを変えることで、量を異ならせることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、断熱材を、坩堝内のアルミニウム合金の高さとほぼ同じ高さに形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、坩堝毎に面積を変えることで、量を異ならせることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明では、断熱材は、酸化物系からなる多孔質成形体又は坩堝に塗型剤を塗布して形成したものからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の第１工程では、坩堝毎に量の異なる断熱材を形成した坩堝を用い、第２工程では、断熱材の量が多い坩堝を熱源の近くに置き、断熱材の量が少ない坩堝を断熱材の量が多い坩堝より熱源から離して置くので、第３工程を実施した際に、それぞれの坩堝内のアルミニウム合金はほぼ同じタイミングで溶解を開始し、歩留まりのよいアルミニウム基複合材を一回の処理で多数製造することができる。すなわち、熱源に近い坩堝内のアルミニウム合金の昇温速度は遅くなり、窒化マグネシウム生成と還元の処理過程が完了した後、各坩堝内のアルミニウム合金はほぼ同じ時間に溶解し始めるから、坩堝の配置位置によるアルミニウム基複合材の結合強度のばらつきは極めて小さくなり、歩留まりはよくなる。その結果、加熱炉内に最大の密度で坩堝を置いて、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図ることができるという利点がある。
【００１５】
請求項２に係る発明では、坩堝毎に厚さを変えることで、量を異ならせるので、炉内に坩堝を列べる際には、断熱材の厚い坩堝を熱源の近くに置き、断熱材の薄い坩堝を断熱材の厚い坩堝より熱源から離して置くことになる。その結果、熱源に近い坩堝内のアルミニウム合金の昇温速度と熱源から遠い坩堝内のアルミニウム合金の昇温速度はほぼ同じになり、窒化マグネシウム生成と還元の処理過程が完了した後、各坩堝内のアルミニウム合金はほぼ同じ時間に溶解し始めるから、坩堝の配置位置によるアルミニウム基複合材の結合強度のばらつきは極めて小さくなり、歩留まりはよくなる。その結果、加熱炉内に最大の密度で坩堝を置いて、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図ることができるという利点がある。
【００１６】
請求項３に係る発明では、断熱材を、坩堝内のアルミニウム合金の高さとほぼ同じ高さに形成したので、多孔質成形体又は粉末の昇温速度に比べ、アルミニウム合金の昇温速度を遅くすることができ、アルミニウム合金の溶解を効果的に抑えることができるという利点がある。
【００１７】
請求項４に係る発明では、坩堝毎に面積を変えることで、量を異ならせるので、炉内に坩堝を列べる際には、断熱材の面積が大きい坩堝を熱源の近くに置き、断熱材の面積が小さい坩堝を断熱材の面積が大きい坩堝より熱源から離して置くことになる。その結果、熱源に近い坩堝内のアルミニウム合金の昇温速度と熱源から遠い坩堝内のアルミニウム合金の昇温速度はほぼ同じになり、窒化マグネシウム生成と還元の処理過程が完了した後、各坩堝内のアルミニウム合金はほぼ同じ時間に溶解し始めるから、坩堝の配置位置によるアルミニウム基複合材の結合強度のばらつきは極めて小さくなり、歩留まりはよくなる。その結果、加熱炉内に最大の密度で坩堝を置いて、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図ることができるという利点がある。
【００１８】
請求項５に係る発明では、断熱材は、酸化物系からなる多孔質成形体又は坩堝に塗型剤を塗布して形成したものからなるので、比較的簡単に所望の断熱能力を得ることができる。
また、断熱材に酸化物系からなる多孔質成形体を採用した場合は、坩堝内に置いた酸化物系セラミックスと同じ酸化物系を用いた多孔質成形体又は粉末を採用することができ、量産効果により、生産コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は、本発明の製造方法に用いるアルミニウム基複合材の製造装置の断面図である。  アルミニウム基複合材の製造装置１１は、加熱炉１２と、この加熱炉１２に接続し、ガスを供給するガス供給装置１３と、加熱炉１２内を減圧する真空ポンプ１４と、これらの加熱炉１２、ガス供給装置１３及び真空ポンプ１４を制御する制御装置１５と、を備える。減圧とは、大気圧より低い圧力を意味する。
【００２０】
加熱炉１２は、圧力容器２１内に断熱手段２２を取り付け、この断熱手段２２の内側に熱源としての加熱手段２３を配置し、この加熱手段２３の内側にタイトボックス２４を設け、このタイトボックス２４内に坩堝２５を載せる載置台２６を配置した炉である。
ガス供給装置１３は、不活性ガス供給手段４７と、窒素供給手段（窒素ガス供給手段）４８と、切換え弁４９と、圧力容器２１の第２ノズル３５，３５に接続した管５１とを備え、管５１を介して不活性ガス又は窒素ガス（Ｎ２）を流す。
【００２１】
第１工程では、坩堝２５毎に量の異なる断熱材を形成した坩堝（例えば、第１〜第３坩堝８７〜８９）を用いる。
量の異なる断熱材とは、その使用量を変えることで、一つ（第１の実施の形態）は断熱材の厚さを変えた断熱材であり、もう一つ（第２の実施の形態）は断熱材の面積を変えた断熱材である。
【００２２】
まず、第１の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の製造方法の第１工程（第１の実施の形態）の説明図である。
まず、坩堝２５に酸化物系セラミックスからなる粉末８１を置き、この粉末８１の上にアルミニウム合金８２を載せる。
ここでは、さらに粉末８１とアルミニウム合金８２との間に多孔性仕切り体８５を介在させる。
【００２３】
粉末８１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とマグネシウム（Ｍｇ）を混合した混合粉である。  多孔性仕切り体８５は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の粉末８６を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの厚さにしたシートであり、粉末８６の平均粒径は、５０μｍ〜１００μｍが望ましい。
アルミニウム合金８２は、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の一種であるＪＩＳ−Ａ６０６１である。
【００２４】
なお、酸化物系セラミックスからなる粉末８１を用いたが、酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体を用いてもよい。
また、多孔性仕切り体８５は、シートを採用したが、粉末を堆積させたものでもよい。
次により具体的に説明する。
【００２５】
また、第１工程では、坩堝２５毎に厚さの異なる断熱材９３を形成した第１坩堝８７と、第２坩堝８８と、第３坩堝８９を用いる。
断熱材９３は、酸化物系からなる多孔質成形体又は第１〜第３坩堝８７〜８９に塗型剤を塗布して形成したものからなる。
酸化物系のものは、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である。必要に応じてアルミナと他の材質を混合してもよい。
【００２６】
塗型剤は、鋳造の鋳型に砂を用いた砂型の場合、砂で形成した型の表面に塗布又は吹付けるもので、鋳肌を滑らかにすることを主な目的とする。
塗型剤の材料は、中心となる基材、粘結剤、添加剤が主なものであり、基材としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及び二酸化珪素（ＳｉＯ２）の粉末を用いる。
【００２７】
第１〜第３坩堝８７〜８９に、粉末８１、多孔性仕切り体８５、アルミニウム合金８２の順で下から上へ充填する。Ｈ１は堆積した粉末８１の高さ（長さ）に対応し、Ｈ２はアルミニウム合金８２の高さ（長さ）に対応する。
第１坩堝８７は、坩堝本体９１の高さＨ２の範囲に断熱材９３を形成したものである。
ここでは、断熱材９３の材質は、塗型剤を用いずに、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いた。
第１坩堝８７の断熱材９３の厚さは、ｔ１に設定した。厚さｔ１は、例えば、１ｍｍである。
【００２８】
第２坩堝８８は、坩堝本体９１の高さＨ２の範囲に断熱材９３を形成したもので、断熱材９３の厚さをｔ２（ｔ２＞ｔ１）に設定した。
第３坩堝８９は、坩堝本体９１の高さＨ２の範囲に断熱材９３を形成したもので、断熱材９３の厚さをｔ３（ｔ３＞ｔ２＞ｔ１）に設定した。厚さｔ３は、例えば、４ｍｍである。
すなわち、坩堝２５は、第１〜第３坩堝８７〜８９毎に厚さがｔ１、ｔ２、ｔ３の如く異なる断熱材９３を形成したものである。
【００２９】
このような構成の第１坩堝８７に、既に述べたように、粉末８１を入れ、この粉末８１の上に多孔性仕切り体８５を置き、この多孔性仕切り体８５にアルミニウム合金８２を載せる。
引き続き、第２坩堝８８と第３坩堝８９に第１坩堝８７と同様に粉末８１、多孔性仕切り体８５、アルミニウム合金８２を入れる。
【００３０】
その次に、粉末８１、多孔性仕切り体８５、アルミニウム合金８２を入れた第１〜第３坩堝８７〜８９を図１の加熱炉１２へ搬送する。
なお、既に粉末８１内にマグネシウム（Ｍｇ）を分散させた状態なので、マグネシウムを入れた容器を用意しないが、粉末８１内又は坩堝２５内にマグネシウムを入れない場合には、坩堝２５とは別に、マグネシウムを入れた容器を用意する。
【００３１】
図３は、本発明の製造方法の第２工程前半（第１の実施の形態）の説明図である。
第２工程では、第１〜第３坩堝８７〜８９（図４参照）とともにマグネシウムをアルミニウム基複合材の製造装置１１の加熱炉１２内に収める。ここに示す一例では、既にマグネシウムを粉末８１内に含めたから、マグネシウムを加熱炉１２内に収める作業は省かれる。
【００３２】
また、第２工程では、図１の加熱炉１２の載置台２６の所定位置に１６個の坩堝２５…を、図１及び図３に示すように、厚い断熱材９３の第３坩堝８９を加熱手段２３の近くに置き、薄い断熱材９３の第１坩堝８７を厚い断熱材９３の第３坩堝８９より加熱手段２３から離して置く。
なお、坩堝２５…の数は１６個に限定されたものではない。
次図で坩堝２５…の配置を具体的に説明する。
【００３３】
図４は、本発明の製造方法の第２工程後半（第１の実施の形態）の説明図である。
載置台２６の所定位置を、長手方向（Ｘ軸方向）に対するＸ１〜Ｘ１０と、幅方向（Ｚ軸方向）に対するＺ１〜Ｚ３とで設定したときに、Ｚ１並びにＺ３はともに加熱手段２３（図３参照）に最も近い位置である。
まず、位置Ｘ１，Ｚ１に断熱材９３の厚さが最大の厚さである厚さｔ３の第３坩堝８９を置き、同様に、位置Ｘ１，Ｚ３、Ｘ６，Ｚ１、Ｘ６，Ｚ３に断熱材９３の厚さが最大の厚さである厚さｔ３の第３坩堝８９を置く。
【００３４】
続けて、位置Ｘ２，Ｚ１から位置Ｘ５，Ｚ１までの間に断熱材９３の厚さが中間の厚さである厚さｔ２の第２坩堝８８…を４個置き、同様に、位置Ｘ２，Ｚ３から位置Ｘ５，Ｚ３までの間に断熱材９３の厚さが中間の厚さである厚さｔ２の第２坩堝８８…を４個置く。
最後に、位置Ｘ７，Ｚ２から位置Ｘ１０，Ｚ２までの間に断熱材９３の厚さが最小の厚さである厚さｔ１の第１坩堝８７…を４個置く。
つまり、第２工程では、厚い断熱材９３の第３坩堝８９を熱源（加熱手段２３）の近くに置き、薄い断熱材９３の第１坩堝８７を厚い断熱材９３の第３坩堝８９より加熱手段２３から離して置く。
【００３５】
なお、ここでは、第１坩堝８７…を最後に置いたが、置く順番は任意である。
また、断熱材９３の厚さを３種類に設定したが、厚さの種類は４種類以上でもよく、例えば、断熱材９３を取り付けない坩堝を位置Ｘ８，Ｚ２から位置Ｘ９，Ｚ２までの間に置いてもよい。
坩堝本体９１に断熱材９３を形成したが、断熱材９３を形成せずに、坩堝本体９１の厚さを変えることで、坩堝の熱に対する特性を変えてもよい。例えば、坩堝本体の厚さの厚い坩堝を熱源（加熱手段２３）の近くに置く。
【００３６】
このように、第２工程で、厚い断熱材９３の第３坩堝８９を熱源（加熱手段２３）の近くに置き、薄い断熱材９３の第１坩堝８７を厚い断熱材９３の第３坩堝８９より加熱手段２３から離して置くと、下流の第３工程を実施した際に、第１〜第３坩堝８７〜８９内のアルミニウム合金８２…はほぼ同じタイミングで溶解を開始するので、歩留まりのよいアルミニウム基複合材を一回の処理で１６個製造することができ、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図ることができる。
【００３７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製造方法の第３工程（第１の実施の形態）の説明図であり、模式的に示す。
（ａ）において、加熱炉１２を窒素雰囲気下にするとともに加熱することで、窒化マグネシウム（Ｍｇ３Ｎ２）を生成する。具体的には、加熱炉１２内の酸素を除去するために加熱炉１２内を真空ポンプ１４（図１参照）で真空引きし、一定の真空度に達したら、真空ポンプ１４を止め、切換え弁４９（図１参照）の作動で不活性ガス供給手段４７（図１参照）から加熱炉１２のガス予備加熱室５６（図１参照）に不活性ガス（例えば、アルゴンガス（Ａｒ））を供給し、加熱手段２３で粉末８１（マグネシウム（Ｍｇ）を含む。）及びアルミニウム合金８２の加熱を開始する。
【００３８】
加熱炉１２内の温度を熱電対４５（図３参照），４６（図３参照）で検出しつつ昇温（自動）させる。所定温度（例えば、約７５０℃〜約９００℃）に達する過程では、加熱炉１２内は不活性ガスの雰囲気下にあるので、アルミニウム合金８２及びマグネシウム（Ｍｇ）３２が酸化することはない。
【００３９】
第３坩堝８９では、断熱材９３の厚さが最大の厚さである厚さｔ３の断熱材９３によって断熱されるので、粉末８１の昇温速度Ｖａ３に比べ、アルミニウム合金８２の昇温速度ＶＡ３は遅くなる。
【００４０】
第２坩堝８８では、断熱材９３の厚さが中間の厚さである厚さｔ２の断熱材９３によって断熱されるので、粉末８１の昇温速度Ｖａ２に比べ、アルミニウム合金８２の昇温速度ＶＡ２は遅くなり、かつ、昇温速度Ｖａ２は昇温速度Ｖａ３にほぼ等しく、昇温速度ＶＡ２は昇温速度ＶＡ３にほぼ等しくなる。
【００４１】
第１坩堝８７では、断熱材９３の厚さが最小の厚さである厚さｔ１の断熱材９３によって断熱されるので、粉末８１の昇温速度Ｖａ１に比べ、アルミニウム合金８２の昇温速度ＶＡ１は遅くなり、かつ、粉末８１の昇温速度Ｖａ１は第３坩堝８９内の粉末８１の昇温速度Ｖａ３にほぼ等しく、アルミニウム合金８２の昇温速度ＶＡ１は第３坩堝８９内のアルミニウム合金８２の昇温速度ＶＡ３にほぼ等しくなる。
【００４２】
断熱材９３を、坩堝２５内のアルミニウム合金８２の高さＨ２とほぼ同じ高さに形成したので、アルミニウム合金８２のみの昇温速度を遅くすることができ、アルミニウム合金８２の溶解を効果的に抑えることができる。
また、断熱材９３を、坩堝２５内のアルミニウム合金８２の高さＨ２とほぼ同じ高さに形成したので、断熱材の使用量を削減し、生産コストを削減することができる。
【００４３】
断熱材９３は、酸化物系からなる多孔質成形体又は坩堝に塗型剤を塗布して形成したものからなるので、比較的簡単に所望の断熱能力を得ることができる。
また、断熱材９３は、アルミナからなるので、アルミナを用いた粉末８１及び多孔性仕切り体８５とともに採用することができ、量産効果により、生産コストを削減することができる。
【００４４】
（ｂ）において、窒化マグネシウム（Ｍｇ３Ｎ２）の作用で粉末８１を還元する。詳しくは、図１の切換え弁４９の作動で窒素ガス供給手段４８から加熱炉１２のガス予備加熱室５６に窒素ガスを供給するとともに、坩堝２５…内に窒素ガスを供給し、同時に真空ポンプ１４で不活性ガスを抜き、加熱炉１２内の雰囲気を窒素ガスに置換する。図（ｂ）に示すように、加熱炉１２内が窒素ガスの雰囲気になると、窒素ガスは、マグネシウムと反応して窒化マグネシウム（Ｍｇ３Ｎ２）を生成する。窒化マグネシウムは、粉末８１のアルミナ、及び多孔性仕切り体８５のアルミナを還元するので、アルミナは濡れ性がよくなる。
【００４５】
第１〜第３坩堝８７〜８９を用いたので、加熱手段２３に近い第２坩堝８８及び第３坩堝８９内のアルミニウム合金８２の昇温速度は遅くなり、窒化マグネシウム生成と還元の処理過程が完了した後、アルミニウム合金８２は溶解し始め、結果的に、配置位置の異なる坩堝間でのアルミニウム基複合材の結合強度のばらつきは極めて小さくなる。
【００４６】
アルミナを還元後、窒素ガスの供給を停止し、加熱炉１２内の気体を真空ポンプ１４で真空引きし、所定の真空度にする。その際、粉末８１間の隙間内（成形体の場合は気孔内）の気体、及び多孔性仕切り体８５の隙間内の気体は吸引され、真空度は加熱炉１２内と同様となる。その後、アルミニウム合金８２の溶解が始まる。
【００４７】
（ｃ）において、還元した粉末８１間にアルミニウム合金８２の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材を得る。詳細には、アルミニウム合金８２の溶湯が多孔性仕切り体８５の上面に溜まり始め、溶湯は上面を封じる。引き続き、図１の加熱炉１２に不活性ガスを不活性ガス供給手段４７で供給する。そして、加熱炉１２内の圧力を所望の圧力まで上げ、加圧すると、溶解したアルミニウム合金８２は押され、多孔性仕切り体８５のそれぞれ隙間に多量に入り始め、減圧状態の粉末８１間に浸透する。アルミニウム合金が凝固した後、アルミニウム基複合材が完成する。
【００４８】
図５に示すように、加熱手段２３に近い第３坩堝８９と遠い第１坩堝８７との間で、窒化マグネシウム生成のタイミング、還元完了のタイミング、アルミニウム合金の溶解開始のタイミングにほとんど差はなくなり、坩堝２５の配置位置によるアルミニウム基複合材の結合強度のばらつきは極めて小さくなり、歩留まりはよくなる。その結果、加熱炉１２内に最大の密度で坩堝２５を置いて、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図ることができる。
【００４９】
次に第２の実施の形態について説明する。
図６は、本発明の製造方法の第１工程（第２の実施の形態）の説明図である。
第２の実施の形態の第１工程では、坩堝２５毎に面積の異なる断熱材９３を形成した第１坩堝８７Ｂと、第２坩堝８８Ｂと、第３坩堝８９Ｂを用いることを特徴とする。
【００５０】
第１坩堝８７Ｂの断熱材９３の面積はＡ１である。
第１坩堝８７Ｂは、断熱材９３の使用範囲を、坩堝本体９１の縁９４から幅Ｗ１、外径Ｄ、厚さｔ４に設定した。面積Ａ１は、Ａ１＝πＤ×Ｗ１である。
【００５１】
第２坩堝８８Ｂの断熱材９３の面積はＡ２（Ａ２＞Ａ１）である。
第２坩堝８８Ｂは、断熱材９３の使用範囲を、坩堝本体９１の縁９４から幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）、外径Ｄ、厚さｔ４に設定した。面積Ａ２は、Ａ２＝πＤ×Ｗ２であり、第１坩堝８７Ｂの面積Ａ１より大きい。
【００５２】
第３坩堝８９Ｂの断熱材９３の面積はＡ３（Ａ３＞Ａ２＞Ａ１）である。
第３坩堝８９Ｂは、断熱材９３の使用範囲を、坩堝本体９１の縁９４から幅Ｗ３（Ｗ３＞Ｗ２）、外径Ｄ、厚さｔ４に設定した。面積Ａ３は、Ａ３＝πＤ×Ｗ３であり、第２坩堝８８Ｂの面積Ａ２より大きい。
【００５３】
第２の実施の形態の第２工程では、断熱材９３の面積が大きい第３坩堝８９Ｂを熱源９５の近く（距離Ｅ１）に置き、断熱材９３の面積が小さい第２坩堝８８Ｂを断熱材９３の面積が大きい第３坩堝８９Ｂより熱源９５から離して（距離Ｅ２）置く。
同様に、断熱材９３の面積が小さい第１坩堝８７Ｂを断熱材９３の面積が大きい第２坩堝８８Ｂより熱源９５から離して（距離Ｅ３）置く。
【００５４】
このように、第２の実施の形態の第２工程を行うと、第３工程を実施した際に、熱源に近い坩堝内のアルミニウム合金の昇温速度と熱源から遠い坩堝内のアルミニウム合金の昇温速度はほぼ同じになり、窒化マグネシウム生成と還元の処理過程が完了した後、各坩堝内のアルミニウム合金はほぼ同じ時間に溶解し始めるから、坩堝の配置位置によるアルミニウム基複合材の結合強度のばらつきは極めて小さくなり、歩留まりはよくなる。その結果、加熱炉内に最大の密度で坩堝を置いて、アルミニウム基複合材の生産効率の向上を図ることができるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のアルミニウム基複合材の製造方法は、母材がアルミニウム合金（アルミニウムを含む）である複合材料の製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の製造方法に用いるアルミニウム基複合材の製造装置の断面図
【図２】本発明の製造方法の第１工程（第１の実施の形態）の説明図
【図３】本発明の製造方法の第２工程前半（第１の実施の形態）の説明図
【図４】本発明の製造方法の第２工程後半（第１の実施の形態）の説明図
【図５】本発明の製造方法の第３工程（第１の実施の形態）の説明図
【図６】本発明の製造方法の第１工程（第２の実施の形態）の説明図
【図７】従来の技術の基本原理を説明する図
【符号の説明】
【００５７】
２３…熱源（加熱手段）、２５…坩堝、８１…粉末、８２…アルミニウム合金、８７…第１坩堝、８８…第２坩堝、８９…第３坩堝、９３…断熱材、Ａ１，Ａ２，Ａ３…断熱材の面積、Ｈ１…坩堝内の堆積した粉末の高さ、Ｈ２…坩堝内のアルミニウム合金の高さ、ｔ１，ｔ２，ｔ３…断熱材の厚さ。
【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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