JP2001049304A - チタン系射出成形焼結体およびその製造方法 - Google Patents
チタン系射出成形焼結体およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザーが満足のいく良好な鏡面を得ること
の出来るチタン系射出成形焼結体およびその製造方法を
提供する。 【解決手段】 本発明は内部より低炭素の領域を表層部
に有することを特徴とするチタン系射出成形焼結体であ
る。本発明において好ましくは、平均粒径が１μｍ以上
のチタン系炭化物が面積率０．１％以上２０％以下で分
散した内部組織に対して、表層部は内部よりも相対的に
チタン系炭化物が少ない組織とする。また、本発明は、
炭素量が０．２ｗｔ％以上１．０ｗｔ％以下のチタン系
射出成形焼結体に適用することが望ましい。また、本発
明は表面に観察される平均粒径が１μｍ以上のチタン系
炭化物が面積率で０．１％未満とすることが望ましい。
の出来るチタン系射出成形焼結体およびその製造方法を
提供する。 【解決手段】 本発明は内部より低炭素の領域を表層部
に有することを特徴とするチタン系射出成形焼結体であ
る。本発明において好ましくは、平均粒径が１μｍ以上
のチタン系炭化物が面積率０．１％以上２０％以下で分
散した内部組織に対して、表層部は内部よりも相対的に
チタン系炭化物が少ない組織とする。また、本発明は、
炭素量が０．２ｗｔ％以上１．０ｗｔ％以下のチタン系
射出成形焼結体に適用することが望ましい。また、本発
明は表面に観察される平均粒径が１μｍ以上のチタン系
炭化物が面積率で０．１％未満とすることが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼結体表面を鏡面
仕上げ加工したときに、曇りの無い、良好な鏡面を得る
ことができるチタン系射出成形焼結体およびその製造方
法に関するものである。
仕上げ加工したときに、曇りの無い、良好な鏡面を得る
ことができるチタン系射出成形焼結体およびその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、外観が鏡面性の要求されるチタン
系合金材は、例えば時計の外装部品として使用されてい
る。これら部品は主として溶製の素材を熱間鍛造し機械
加工することにより供給されてきた。しかし鍛造加工
は、複雑な形状の製品の製造には向かないために、デザ
インの自由度が劣り、また、加工しやすくするために硬
度にも制限を加えなければならず、耐傷性も劣ることと
なる。また、取しろも大きくなるために機械加工にかか
るコストも大きかった。
系合金材は、例えば時計の外装部品として使用されてい
る。これら部品は主として溶製の素材を熱間鍛造し機械
加工することにより供給されてきた。しかし鍛造加工
は、複雑な形状の製品の製造には向かないために、デザ
インの自由度が劣り、また、加工しやすくするために硬
度にも制限を加えなければならず、耐傷性も劣ることと
なる。また、取しろも大きくなるために機械加工にかか
るコストも大きかった。
【０００３】一方、金属粉末射出成形（以下ＭＩＭと略
す。）は、金属粉末と有機物のバインダーとの混練物か
らなるペレットを射出成形機で成形し、それによって得
られた成形体から有機溶剤または加熱によってバインダ
ー成分を抜き取って（以下脱脂工程と略す。）脱脂体を
作製し、さらに高温で加熱することにより、焼結体を製
造する方法である。ＭＩＭは、チタン系合金材のような
難加工性材の複雑３次元形状品の量産に優れた製造法で
あり、特開平７−９０３１８号公報にはＭＩＭによるチ
タン系焼結材の製造が提案されている。
す。）は、金属粉末と有機物のバインダーとの混練物か
らなるペレットを射出成形機で成形し、それによって得
られた成形体から有機溶剤または加熱によってバインダ
ー成分を抜き取って（以下脱脂工程と略す。）脱脂体を
作製し、さらに高温で加熱することにより、焼結体を製
造する方法である。ＭＩＭは、チタン系合金材のような
難加工性材の複雑３次元形状品の量産に優れた製造法で
あり、特開平７−９０３１８号公報にはＭＩＭによるチ
タン系焼結材の製造が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のチタン
系ＭＩＭ焼結材は、鏡面仕上げをしても白い曇りが発生
し、優れた鏡面を得ることができなかった。特に、鏡面
性の要求の厳しいアイテムの一つとして時計枠をはじめ
とする腕時計外装部品があるが、この問題のために、こ
れまで鏡面仕上げされたチタン系ＭＩＭ焼結材の腕時計
外装部品が、鍛造品に代わって市場に出ることはなかっ
た。本発明の目的は、ユーザーが満足のいく良好な鏡面
を得ることの出来るチタン系射出成形焼結体およびその
製造方法を提供することである。
系ＭＩＭ焼結材は、鏡面仕上げをしても白い曇りが発生
し、優れた鏡面を得ることができなかった。特に、鏡面
性の要求の厳しいアイテムの一つとして時計枠をはじめ
とする腕時計外装部品があるが、この問題のために、こ
れまで鏡面仕上げされたチタン系ＭＩＭ焼結材の腕時計
外装部品が、鍛造品に代わって市場に出ることはなかっ
た。本発明の目的は、ユーザーが満足のいく良好な鏡面
を得ることの出来るチタン系射出成形焼結体およびその
製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者の検討の結果、
チタン系射出成形焼結体の鏡面性を低下させている原因
の一つは、不純物として不可避的に混入する炭素により
生成したチタン系炭化物によるものであることを確認し
た。そして、さらに検討の結果、チタン系炭化物による
鏡面性の低下を防止し、かつ量産性に優れた新しい組織
のチタン系射出成形焼体を見いだした。
チタン系射出成形焼結体の鏡面性を低下させている原因
の一つは、不純物として不可避的に混入する炭素により
生成したチタン系炭化物によるものであることを確認し
た。そして、さらに検討の結果、チタン系炭化物による
鏡面性の低下を防止し、かつ量産性に優れた新しい組織
のチタン系射出成形焼体を見いだした。
【０００６】すなわち、本発明は内部より低炭素の領域
を表層部に有することを特徴とするチタン系射出成形焼
結体である。本発明において好ましくは、平均粒径が１
μｍ以上のチタン系炭化物が面積率０．１％以上２０％
以下で分散した内部組織に対して、表層部は内部よりも
相対的にチタン系炭化物が少ない組織とする。
を表層部に有することを特徴とするチタン系射出成形焼
結体である。本発明において好ましくは、平均粒径が１
μｍ以上のチタン系炭化物が面積率０．１％以上２０％
以下で分散した内部組織に対して、表層部は内部よりも
相対的にチタン系炭化物が少ない組織とする。
【０００７】また、本発明は、炭素量が０．２ｗｔ％以
上１．０ｗｔ％以下のチタン系射出成形焼結体に適用す
ることが望ましい。また、本発明は表面に観察される平
均粒径が１μｍ以上のチタン系炭化物が面積率で０．１
％未満とすることが望ましい。また、より好ましくは、
内部組織に比べチタン系炭化物の少ない表層部を厚さと
して０．０５ｍｍ以上存在させる。また、本発明におい
ては、表面硬度を内部に比べて、１５％以上高めること
ができる。
上１．０ｗｔ％以下のチタン系射出成形焼結体に適用す
ることが望ましい。また、本発明は表面に観察される平
均粒径が１μｍ以上のチタン系炭化物が面積率で０．１
％未満とすることが望ましい。また、より好ましくは、
内部組織に比べチタン系炭化物の少ない表層部を厚さと
して０．０５ｍｍ以上存在させる。また、本発明におい
ては、表面硬度を内部に比べて、１５％以上高めること
ができる。
【０００８】上述した本発明のチタン系射出成形焼結体
は、たとえばチタン系射出成形体の焼結時もしくは、焼
結後、１３５０℃以上に加熱して表面のチタン系炭化物
を分解する本発明のチタン系射出成形焼結体の製造方法
によって得ることができる。
は、たとえばチタン系射出成形体の焼結時もしくは、焼
結後、１３５０℃以上に加熱して表面のチタン系炭化物
を分解する本発明のチタン系射出成形焼結体の製造方法
によって得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の最大の
特徴の一つは、内部より低炭素の領域、言い換えれば、
チタン系炭化物の少ない領域を表層部に形成したことに
ある。鏡面性の低下の原因となるチタン系炭化物は、た
とえば通常の射出成形の製造工程の一つである脱脂工程
の際に成形体に残留した有機バインダーの残さが焼結時
に母材であるチタン系合金と反応して生成したものと考
えられる。チタン系炭化物を低減するには、ＭＩＭ法を
適用する製造工程において脱脂工程を厳格に管理して脱
脂体に有機バインダが残留しないようにすることも考え
られるが、このためには長時間の脱脂工程を採用せざる
をえず、製造コストの増大につながり好ましくない。
特徴の一つは、内部より低炭素の領域、言い換えれば、
チタン系炭化物の少ない領域を表層部に形成したことに
ある。鏡面性の低下の原因となるチタン系炭化物は、た
とえば通常の射出成形の製造工程の一つである脱脂工程
の際に成形体に残留した有機バインダーの残さが焼結時
に母材であるチタン系合金と反応して生成したものと考
えられる。チタン系炭化物を低減するには、ＭＩＭ法を
適用する製造工程において脱脂工程を厳格に管理して脱
脂体に有機バインダが残留しないようにすることも考え
られるが、このためには長時間の脱脂工程を採用せざる
をえず、製造コストの増大につながり好ましくない。
【００１０】本発明者の検討の結果、表面近傍のチタン
系炭化物が加熱により分解、拡散できるという知見か
ら、炭素が高いものであっても、鏡面性に影響する表層
部のチタン系炭化物を低減でき、結果として鏡面性に優
れたチタン系射出成形焼結体を提供できたものである。
系炭化物が加熱により分解、拡散できるという知見か
ら、炭素が高いものであっても、鏡面性に影響する表層
部のチタン系炭化物を低減でき、結果として鏡面性に優
れたチタン系射出成形焼結体を提供できたものである。
【００１１】本発明の好ましい組織において、平均粒径
１μｍ以上のチタン系炭化物が面積率で０．１％以上２
０％以下で分散した内部組織と規定するのは、内部組織
において０．１％未満のチタン系炭化物の組織は、炭素
量低減のコストの増大に加えて、もともとチタン系炭化
物が少ないため表層部のチタン系炭化物を低減して鏡面
性を確保するという本発明の効果が顕著ではないためで
ある。一方、チタン系炭化物が、２０％以上の場合は、
表層のチタン系炭化物を低減することによる鏡面性向上
の効果はあるが、チタン系炭化物量が多すぎて時計部品
等の高級装飾品としてチタン系炭化物をほとんどなくし
たような表面層を得ることが難しいためである。
１μｍ以上のチタン系炭化物が面積率で０．１％以上２
０％以下で分散した内部組織と規定するのは、内部組織
において０．１％未満のチタン系炭化物の組織は、炭素
量低減のコストの増大に加えて、もともとチタン系炭化
物が少ないため表層部のチタン系炭化物を低減して鏡面
性を確保するという本発明の効果が顕著ではないためで
ある。一方、チタン系炭化物が、２０％以上の場合は、
表層のチタン系炭化物を低減することによる鏡面性向上
の効果はあるが、チタン系炭化物量が多すぎて時計部品
等の高級装飾品としてチタン系炭化物をほとんどなくし
たような表面層を得ることが難しいためである。
【００１２】本発明は、焼結体全体としての炭素量が
０．２ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下の焼結体であるこ
とが望ましい。炭素量が少なすぎる焼結体は、製造上の
コストがかかりすぎる。一方、炭素量が多すぎると炭化
物が生成しすぎてしまい、優れた鏡面性を得るために
は、表層の炭化物を大幅に低減する必要があり、コスト
増につながるためである。なお、本発明において、炭素
を存在させておくと、チタン系炭化物を加熱処理で分解
拡散する場合に、表面のミクロポアを低減する効果も確
認できている。すなわち、鏡面性低下のもう一つの要因
であるミクロポアを低減するために、微量の炭素は、存
在させておいた方がよいのである。
０．２ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下の焼結体であるこ
とが望ましい。炭素量が少なすぎる焼結体は、製造上の
コストがかかりすぎる。一方、炭素量が多すぎると炭化
物が生成しすぎてしまい、優れた鏡面性を得るために
は、表層の炭化物を大幅に低減する必要があり、コスト
増につながるためである。なお、本発明において、炭素
を存在させておくと、チタン系炭化物を加熱処理で分解
拡散する場合に、表面のミクロポアを低減する効果も確
認できている。すなわち、鏡面性低下のもう一つの要因
であるミクロポアを低減するために、微量の炭素は、存
在させておいた方がよいのである。
【００１３】具体的に鏡面性の高いチタン系射出成形焼
結体としては、表面に観察される平均粒径が１μｍ以上
のチタン系炭化物が面積率で０．１％未満であること、
すなわち、表面においてできる限りチタン系介在物を低
減しておくことが望ましい。また、研磨工程等を考慮す
れば、内部よりもチタン系炭化物の少ない表層部の厚さ
を０．０５ｍｍ以上に設定することが望ましい。
結体としては、表面に観察される平均粒径が１μｍ以上
のチタン系炭化物が面積率で０．１％未満であること、
すなわち、表面においてできる限りチタン系介在物を低
減しておくことが望ましい。また、研磨工程等を考慮す
れば、内部よりもチタン系炭化物の少ない表層部の厚さ
を０．０５ｍｍ以上に設定することが望ましい。
【００１４】上述した本発明のチタン系射出成形焼結体
を得るためには、焼結時もしくは、焼結後、１３５０℃
以上に加熱して、表面のチタン系炭化物を分解する方法
を適用することができる。より好ましくは、炭素量が
０．２ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下の脱脂体または焼
結体を１０−３ｔｏｒｒより減圧の真空中で１３５０℃
以上で焼結することが望ましい。焼結温度を１３５０℃
以上としたのは、実用的な焼結時間内において十分な深
さのチタン系炭化物が分解によって得られる良好な鏡面
性を有する表層組織を得るためである。
を得るためには、焼結時もしくは、焼結後、１３５０℃
以上に加熱して、表面のチタン系炭化物を分解する方法
を適用することができる。より好ましくは、炭素量が
０．２ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下の脱脂体または焼
結体を１０−３ｔｏｒｒより減圧の真空中で１３５０℃
以上で焼結することが望ましい。焼結温度を１３５０℃
以上としたのは、実用的な焼結時間内において十分な深
さのチタン系炭化物が分解によって得られる良好な鏡面
性を有する表層組織を得るためである。
【００１５】本発明においてチタン系ＭＩＭ焼結体とし
ては、純Ｔｉはもちろんのこと、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ
や、切削性をよくするために低硬度化を狙ったＴｉ−３
Ａｌ−２Ｖ、その他Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｆｅ、Ｔｉ−
８Ａｌ−１Ｖ等（数値は重量％）のチタン合金を適用す
ることができる。また、強化元素であるＡｌを添加する
場合、上述した熱処理によって、表面に強化元素の濃縮
が認められ、表面硬度が内部に比べて、１５％以上高め
られた新規な焼結体を得ることができる。すなわち、鏡
面性と硬度とを併せ持つ新規な焼結体を提供できるもの
である。
ては、純Ｔｉはもちろんのこと、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ
や、切削性をよくするために低硬度化を狙ったＴｉ−３
Ａｌ−２Ｖ、その他Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｆｅ、Ｔｉ−
８Ａｌ−１Ｖ等（数値は重量％）のチタン合金を適用す
ることができる。また、強化元素であるＡｌを添加する
場合、上述した熱処理によって、表面に強化元素の濃縮
が認められ、表面硬度が内部に比べて、１５％以上高め
られた新規な焼結体を得ることができる。すなわち、鏡
面性と硬度とを併せ持つ新規な焼結体を提供できるもの
である。
【００１６】
【実施例】純チタン粉末（−４５μｍ）と６０Ａｌ−４
０Ｖ粉末（−４５μｍ）を重量比にして９５対５の割合
で混合し、その混合粉末と熱可塑性の有機物バインダー
を体積比にして６対４の割合で混練後ペレットにし、射
出成形機にて成形体を作製し、さらに、その成形体を脱
脂後、１×１０−３ｔｏｒｒの真空下で１３００℃で
２．５時間焼結することにより、焼結体全体としての炭
素量が０．３８ｗｔ％の３Ａｌ−２Ｖ−Ｔｉ合金焼結体
（数値はｗｔ％）を作製した。さらに、この焼結体を１
×１０−３ｔｏｒｒの真空下で１３５０℃、１３７５
℃、１４００℃でそれぞれ２．５時間加熱熱処理した焼
結体を作製した。
０Ｖ粉末（−４５μｍ）を重量比にして９５対５の割合
で混合し、その混合粉末と熱可塑性の有機物バインダー
を体積比にして６対４の割合で混練後ペレットにし、射
出成形機にて成形体を作製し、さらに、その成形体を脱
脂後、１×１０−３ｔｏｒｒの真空下で１３００℃で
２．５時間焼結することにより、焼結体全体としての炭
素量が０．３８ｗｔ％の３Ａｌ−２Ｖ−Ｔｉ合金焼結体
（数値はｗｔ％）を作製した。さらに、この焼結体を１
×１０−３ｔｏｒｒの真空下で１３５０℃、１３７５
℃、１４００℃でそれぞれ２．５時間加熱熱処理した焼
結体を作製した。
【００１７】得られた焼結体の１００倍の金属断面ミク
ロ組織写真を図１に示す。図１に示すように、１３００
℃焼結体のままでは、チタン系炭化物（組織中に確認さ
れる粒状組織）が極表面にまで達し、内部よりもチタン
系炭化物を低減した表層部は確認されない。一方、１３
５０℃以上の加熱処理を適用したとき、明らかにチタン
系炭化物が低減された表層部が層状に確認できる。
ロ組織写真を図１に示す。図１に示すように、１３００
℃焼結体のままでは、チタン系炭化物（組織中に確認さ
れる粒状組織）が極表面にまで達し、内部よりもチタン
系炭化物を低減した表層部は確認されない。一方、１３
５０℃以上の加熱処理を適用したとき、明らかにチタン
系炭化物が低減された表層部が層状に確認できる。
【００１８】次に、これらの焼結体を合わせた上記4種
類のＴｉ−３Ａｌ−２Ｖ焼結体について＃１８０のグラ
インダーにて焼結体表面の粗い凹凸を落とし、糸バフ、
麻バフ、綿バフの順で研磨をおこない、その鏡面仕上げ
肌の評価を目視にておこなった。熱処理温度と鏡面仕上
げ肌の状態の関係を図２に示す。熱処理前の１３００℃
の焼結体では、鏡面仕上げ肌においては鏡面性を劣化す
る原因であるチタン系炭化物の突起とミクロポアによる
穴とが多数見られている。一方、本発明の加熱処理を行
った焼結体については、熱処理温度が高くなるほど、鏡
面仕上げ肌のチタン系炭化物による突起およびミクロポ
アの穴が減少し、鏡面仕上げ肌が改善されていることが
わかる。
類のＴｉ−３Ａｌ−２Ｖ焼結体について＃１８０のグラ
インダーにて焼結体表面の粗い凹凸を落とし、糸バフ、
麻バフ、綿バフの順で研磨をおこない、その鏡面仕上げ
肌の評価を目視にておこなった。熱処理温度と鏡面仕上
げ肌の状態の関係を図２に示す。熱処理前の１３００℃
の焼結体では、鏡面仕上げ肌においては鏡面性を劣化す
る原因であるチタン系炭化物の突起とミクロポアによる
穴とが多数見られている。一方、本発明の加熱処理を行
った焼結体については、熱処理温度が高くなるほど、鏡
面仕上げ肌のチタン系炭化物による突起およびミクロポ
アの穴が減少し、鏡面仕上げ肌が改善されていることが
わかる。
【００１９】図３に、１４００℃で熱処理した焼結体の
表面から内部にかけての断面組織の炭素分布を示す。図
３は、ＥＰＭＡにより、炭素に着目したライン分析と同
位置における炭素マッピングである。マッピングにおけ
る表層部より深い部分に島状に存在する黒色部が、炭素
の濃化領域である。このマッピングに対応するように、
ライン分析した結果は、表層にほとんど炭素の存在しな
い領域（０．２ｍｍ相当）が明確に存在していることが
わかる。また、表層部より深い部分に対して、０．４ｍ
ｍ程度の炭素が濃化している境界部が存在することがわ
かり、炭素は内部に向かっても拡散していることが読み
とれる。図３に示す試料の表層部、境界部、内部のそれ
ぞれの領域における炭化物の形態および面積率、平均粒
径を図４示す。表層部では、チタン系炭化物が、ほとん
ど確認されないことがわかる。
表面から内部にかけての断面組織の炭素分布を示す。図
３は、ＥＰＭＡにより、炭素に着目したライン分析と同
位置における炭素マッピングである。マッピングにおけ
る表層部より深い部分に島状に存在する黒色部が、炭素
の濃化領域である。このマッピングに対応するように、
ライン分析した結果は、表層にほとんど炭素の存在しな
い領域（０．２ｍｍ相当）が明確に存在していることが
わかる。また、表層部より深い部分に対して、０．４ｍ
ｍ程度の炭素が濃化している境界部が存在することがわ
かり、炭素は内部に向かっても拡散していることが読み
とれる。図３に示す試料の表層部、境界部、内部のそれ
ぞれの領域における炭化物の形態および面積率、平均粒
径を図４示す。表層部では、チタン系炭化物が、ほとん
ど確認されないことがわかる。
【００２０】図５に、１３００℃で焼結した熱処理前の
焼結体とその焼結体を１４００℃で熱処理した焼結体の
表面からの基地硬さ分布の調査結果を示す。１４００℃
で熱処理した焼結体は表面から０．５ｍｍにかけて大き
く硬度が上昇していることがわかる。また、図５の１４
００℃で熱処理した焼結体の表面から内部にかけての断
面ミクロ組織についてＥＰＭＡによりＡｌ、Ｖ、Ｔｉの
各元素について定性的にライン分析した結果、および脱
炭層中央（表面から０．１ｍｍの位置）と内部（表面か
ら１．０ｍｍの位置）を定量的にスポット分析した結果
を図６に示す。
焼結体とその焼結体を１４００℃で熱処理した焼結体の
表面からの基地硬さ分布の調査結果を示す。１４００℃
で熱処理した焼結体は表面から０．５ｍｍにかけて大き
く硬度が上昇していることがわかる。また、図５の１４
００℃で熱処理した焼結体の表面から内部にかけての断
面ミクロ組織についてＥＰＭＡによりＡｌ、Ｖ、Ｔｉの
各元素について定性的にライン分析した結果、および脱
炭層中央（表面から０．１ｍｍの位置）と内部（表面か
ら１．０ｍｍの位置）を定量的にスポット分析した結果
を図６に示す。
【００２１】図６に示すように内部から表面へにいくに
つれてＡｌが濃化しており、表層部では内部の２．７倍
に達していることが解る。内部から表面へのＡｌ濃化の
傾向と硬さ上昇の傾向が合うことから、このＡｌの濃化
が、表層部での硬さ上昇の原因と考えられる。図５およ
び図６より、本発明の熱処理を適用すると、表層部が硬
化した焼結体が得られることが確認された。これによ
り、鏡面性と、耐傷性に優れた硬い表層を両立した焼結
体が得られることが解った。
つれてＡｌが濃化しており、表層部では内部の２．７倍
に達していることが解る。内部から表面へのＡｌ濃化の
傾向と硬さ上昇の傾向が合うことから、このＡｌの濃化
が、表層部での硬さ上昇の原因と考えられる。図５およ
び図６より、本発明の熱処理を適用すると、表層部が硬
化した焼結体が得られることが確認された。これによ
り、鏡面性と、耐傷性に優れた硬い表層を両立した焼結
体が得られることが解った。
【００２２】また、比較例として、Ｔｉ−３Ａｌ−２Ｖ
の成形体をバインダーの分解により生じる有機物により
汚染されていない実験炉を使って上昇温速度を本発明品
の１／２倍、脱脂温度での保持時間を２倍にて脱脂を行
い、それ以外の条件は、上記と同様の条件で１３７５℃
で焼結し、炭素量が０．０７ｗｔ％の焼結体を得た。さ
らに、この焼結体を１４５０℃の高温で２．５時間加熱
処理した焼結体を作製した。この２つの焼結体の断面金
属ミクロ組織を図７に示す。図７に示すように、炭化物
がほとんど存在しないため、明確な表面層は認められな
い。また、高温で加熱処理をおこなっても、上述した図
１に示す本発明の焼結体とは異なり、焼結体表面より多
数のミクロポアが残留していた。これは、炭素の存在が
ミクロポアを低減する効果があったことを示している。
の成形体をバインダーの分解により生じる有機物により
汚染されていない実験炉を使って上昇温速度を本発明品
の１／２倍、脱脂温度での保持時間を２倍にて脱脂を行
い、それ以外の条件は、上記と同様の条件で１３７５℃
で焼結し、炭素量が０．０７ｗｔ％の焼結体を得た。さ
らに、この焼結体を１４５０℃の高温で２．５時間加熱
処理した焼結体を作製した。この２つの焼結体の断面金
属ミクロ組織を図７に示す。図７に示すように、炭化物
がほとんど存在しないため、明確な表面層は認められな
い。また、高温で加熱処理をおこなっても、上述した図
１に示す本発明の焼結体とは異なり、焼結体表面より多
数のミクロポアが残留していた。これは、炭素の存在が
ミクロポアを低減する効果があったことを示している。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、表層付近にチタン系炭
化物やミクロポアの殆ど存在しないチタン系射出成形焼
結体により、鏡面性を飛躍的に改善することができる。
また、本焼結材料の適用により低コスト化を図ることが
でき、デザインの自由度が増し、耐傷性向上のための高
硬度化が可能となる。また、本発明によるチタン系射出
成形焼結材は表層部のミクロポアが少なく緻密であるた
め気密性の要求されるアイテムへの適用も期待できる。
化物やミクロポアの殆ど存在しないチタン系射出成形焼
結体により、鏡面性を飛躍的に改善することができる。
また、本焼結材料の適用により低コスト化を図ることが
でき、デザインの自由度が増し、耐傷性向上のための高
硬度化が可能となる。また、本発明によるチタン系射出
成形焼結材は表層部のミクロポアが少なく緻密であるた
め気密性の要求されるアイテムへの適用も期待できる。
【図１】本発明および比較例の断面の金属ミクロ組織の
一例を示す写真である。
一例を示す写真である。
【図２】本発明および比較例の表面の金属ミクロ組織の
一例を示す写真である。
一例を示す写真である。
【図３】本発明の断面における炭素分布の一例を示す金
属組織写真である。
属組織写真である。
【図４】本発明の断面金属ミクロ組織のチタン系炭化物
の形態の一例を示す写真である。
の形態の一例を示す写真である。
【図５】本発明および未熱処理の従来品の深さ方向の硬
さ分布の一例を示す図である。
さ分布の一例を示す図である。
【図６】本発明の深さ方向のＴｉ，Ａｌ，Ｖの濃度分布
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図７】炭素が少ない比較例の断面金属ミクロ組織を示
す写真である。
す写真である。
フロントページの続き (72)発明者 森本 芳文 島根県安来市飯島町1240−２ 株式会社安 来製作所日立メタルプレシジョン内 Ｆターム(参考） 4K018 AA40 BA03 CA29 FA08 FA11 KA25 KA57 KA62
Claims (7)
- 【請求項１】 内部より低炭素の領域を表層部に有する
ことを特徴とするチタン系射出成形焼結体。 - 【請求項２】 平均粒径が１μｍ以上のチタン系炭化物
が面積率０．１％以上２０％以下で分散した内部組織に
対して、表層部は内部よりも相対的にチタン系炭化物が
少ない組織を有することを特徴とする請求項１に記載の
チタン系射出成形焼結体。 - 【請求項３】 炭素量が０．２ｗｔ％以上１．０ｗｔ％
以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の
チタン系射出成形焼結体。 - 【請求項４】 表面に観察される平均粒径が１μｍ以上
のチタン系炭化物が面積率で０．１％未満である請求項
１ないし３のいずれかに記載のチタン系射出成形焼結
体。 - 【請求項５】 内部組織に比べチタン系炭化物の少ない
表層部の厚さが０．０５ｍｍ以上存在する請求項１ない
し４のいずれかに記載のチタン系射出成形焼結体。 - 【請求項６】 表面硬度が内部に比べて、１５％以上高
められたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
に記載のチタン系射出成形焼結体。 - 【請求項７】 チタン系射出成形体の焼結時もしくは、
焼結後、１３５０℃以上に加熱して表面のチタン系炭化
物を分解することを特徴とするチタン系射出成形焼結体
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11221794A JP2001049304A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | チタン系射出成形焼結体およびその製造方法 |
| US09/633,342 US6306196B1 (en) | 1999-08-04 | 2000-08-04 | Sintered Ti-system material product derived from injection molding of powder material and producing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11221794A JP2001049304A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | チタン系射出成形焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001049304A true JP2001049304A (ja) | 2001-02-20 |
Family
ID=16772313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11221794A Pending JP2001049304A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | チタン系射出成形焼結体およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6306196B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001049304A (ja) |
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| JP2007246965A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Mitsubishi Materials Corp | 耐食性に優れたスポンジ状チタン焼結体の製造方法 |
| US7771506B2 (en) | 2004-11-15 | 2010-08-10 | Mitsubishi Materials Corporation | Spongy sintered article of titanium or titanium alloy exhibiting excellent compression strength |
| US7776257B2 (en) | 2005-09-19 | 2010-08-17 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy having improved corrosion resistance and strength |
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| US7883662B2 (en) * | 2007-11-15 | 2011-02-08 | Viper Technologies | Metal injection molding methods and feedstocks |
| US8124187B2 (en) | 2009-09-08 | 2012-02-28 | Viper Technologies | Methods of forming porous coatings on substrates |
| JP2017535667A (ja) * | 2014-09-23 | 2017-11-30 | ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ | チタン系組成物、その製造方法およびその使用方法 |
| CN108884517B (zh) * | 2016-04-14 | 2021-06-08 | 国立研究开发法人物质·材料研究机构 | 钛合金、时钟外装部件用材料的制造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3841848A (en) * | 1970-01-30 | 1974-10-15 | Suwa Seikosha Kk | HARD WATCH CASE COMPRISING TiN, T, AND AT LEAST ONE OF Mn, Al AND V |
| US3802939A (en) * | 1971-03-22 | 1974-04-09 | Kobe Steel Ltd | Surface-hardened titanium or zirconium and their alloys and method of processing same |
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| JPH04354839A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 時計用外装部品及びその製造方法 |
| US5403411A (en) * | 1992-03-23 | 1995-04-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for increasing the fracture resistance of titanium composites |
| US5545248A (en) * | 1992-06-08 | 1996-08-13 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | Titanium-base hard sintered alloy |
| JP2793958B2 (ja) | 1993-06-25 | 1998-09-03 | 川崎製鉄株式会社 | 金属粉末射出成形法によるチタン系焼結体の製造方法 |
| JP3443175B2 (ja) * | 1993-07-23 | 2003-09-02 | アスラブ・エス アー | 焼結によるチタン部品の製造方法およびこの種の製造方法を用いて作られる装飾品 |
| JPH0762466A (ja) | 1993-08-24 | 1995-03-07 | Seiko Instr Inc | 装飾用チタン合金およびその装飾品 |
| JPH0913153A (ja) | 1995-04-25 | 1997-01-14 | Daido Steel Co Ltd | チタン焼結体の処理方法 |
| US5911102A (en) * | 1996-06-25 | 1999-06-08 | Injex Corporation | Method of manufacturing sintered compact |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP11221794A patent/JP2001049304A/ja active Pending
-
2000
- 2000-08-04 US US09/633,342 patent/US6306196B1/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2007246965A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Mitsubishi Materials Corp | 耐食性に優れたスポンジ状チタン焼結体の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6306196B1 (en) | 2001-10-23 |
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