JP2002263823A - Metal/intermetal compound and metal/ceramic composite hollow tube and its manufacturing method - Google Patents

Metal/intermetal compound and metal/ceramic composite hollow tube and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2002263823A
JP2002263823A JP2001116121A JP2001116121A JP2002263823A JP 2002263823 A JP2002263823 A JP 2002263823A JP 2001116121 A JP2001116121 A JP 2001116121A JP 2001116121 A JP2001116121 A JP 2001116121A JP 2002263823 A JP2002263823 A JP 2002263823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
hollow
hollow tube
intermetallic compound
ceramics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001116121A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4443790B2 (en
Inventor
Yoshimi Watanabe
義見 渡辺
Kiyotaka Matsuura
清隆 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ueda Textile Science Foundation
Original Assignee
Ueda Textile Science Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ueda Textile Science Foundation filed Critical Ueda Textile Science Foundation
Priority to JP2001116121A priority Critical patent/JP4443790B2/en
Publication of JP2002263823A publication Critical patent/JP2002263823A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4443790B2 publication Critical patent/JP4443790B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite hollow tube which simultaneously establishes workability, toughness, heat resistance, oxidizing resistance, corrosion resistance and wear resistance. SOLUTION: Molten metal C is poured onto powder B of metal or non-metal or metal oxide, arranged in contact with the inner wall of the metal hollow tube A rotated at a high speed to generate molten or semi-molten intermetal compound or molten or semi-molten ceramic D with an exothermic reaction of B and C. Further, the inner wall of the metal hollow tube A rotated at a high speed is melted or semi-melted with the generated heat, and a change in concentration and fine structure is slantingly generated near a boundary face of the intermetal compound or the ceramic D and the metal hollow tube A to manufacture the composite hollow tube firmly joining both materials.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は加工性及び靭性と耐熱性
及び耐酸化性及び耐食性及び耐摩耗性とを同時に兼ね備
えた金属系複合材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal composite material having both workability and toughness, heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and wear resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に金属は加工性を有し靭性が高い
が、耐熱性及び耐酸化性及び耐食性及び耐摩耗性に劣
る。これに対して、金属間化合物及びセラミックスは耐
熱性及び耐酸化性及び耐食性及び耐摩耗性に優れるもの
の加工性及び靭性が乏しい。この欠点は金属表面に金属
間化合物あるいはセラミックスを被覆することにより解
決できる。
2. Description of the Related Art Metals generally have workability and high toughness, but are inferior in heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and wear resistance. In contrast, intermetallic compounds and ceramics are excellent in heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance, and wear resistance, but are poor in workability and toughness. This disadvantage can be solved by coating the metal surface with an intermetallic compound or ceramics.

【0003】金属表面を金属間化合物で被覆する技術
は、ニッケル基超合金の長寿命化を目的として、以前か
ら研究されている。例えば、pack cementa
tion法、化学蒸着法、slurry cement
ation法及びhot dipping法等数多くの
手法が提案されている。ここで、超合金とは鉄を主成分
とし合金濃度が50%以上の耐熱合金、ニッケルあるい
はコバルトが基の耐熱合金の総称である。超合金の中で
強度の高い合金はニッケル基合金が中心となっており、
チタンやアルミを添加した析出強化型合金が数多く開発
されている。
[0003] Techniques for coating metal surfaces with intermetallic compounds have long been studied for the purpose of extending the life of nickel-based superalloys. For example, pack cementa
Tion method, chemical vapor deposition method, slury cement
Numerous methods such as the ation method and the hot dipping method have been proposed. Here, the superalloy is a general term for a heat-resistant alloy containing iron as a main component and having an alloy concentration of 50% or more, and a heat-resistant alloy based on nickel or cobalt. Among superalloys, nickel-based alloys are mainly used for high-strength alloys,
Many precipitation strengthened alloys to which titanium and aluminum are added have been developed.

【0004】しかし、これらの方法は拡散に基づくので
処理温度が高く処理時間が長いという欠点を有する。こ
れに対して、テルミット反応や燃焼合成反応を利用した
被覆法が提案された。(小田原、日本金属学会誌、19
81、316.)(Matsuura,Metall.
Mater.Trans.A,1999,1605.)
[0004] However, these methods have the disadvantage that the processing temperature is high and the processing time is long because they are based on diffusion. On the other hand, a coating method using a thermite reaction or a combustion synthesis reaction has been proposed. (Odawara, Journal of the Japan Institute of Metals, 19
81, 316. ) (Matsuura, Metall.
Mater. Trans. A, 1999, 1605. )

【0005】ここで、テルミット反応とはドイツのGo
ldschmidtによって発明された方法であり、金
属酸化物の還元、炭素を含まぬ鉄の製造、鋼材の溶接な
どに広く用いられている。その代表反応はアルミニウム
粉末と酸化鉄粉末による酸化還元反応である。また、燃
焼合成反応は自己発熱反応ともよばれる。化合物が高い
生成熱を有し、構成元素からの直接合成では大量の反応
熱を放出する。この反応熱を積極的、効率的に利用した
材料合成法が燃焼合成法である。
[0005] Here, the thermite reaction is defined as Go in Germany.
This method was invented by ldschmidt, and is widely used for reduction of metal oxides, production of carbon-free iron, welding of steel materials, and the like. A typical reaction is a redox reaction between an aluminum powder and an iron oxide powder. The combustion synthesis reaction is also called a self-heating reaction. The compound has a high heat of formation and emits a large amount of heat of reaction when synthesized directly from the constituent elements. A material synthesis method utilizing this reaction heat positively and efficiently is a combustion synthesis method.

【0006】上記の反応を利用した方法では、反応熱を
利用できるので被覆のための外部加熱温度が低く、時間
が短いという利点がある。しかし、基材と反応物(混合
粉末)をともに加熱しなければならない点や、自発的に
反応が始まるために反応開始温度が自由に選べず、その
ために反応後の到達温度が制御できないなどの点が問題
とされる。
[0006] The above-mentioned method utilizing the reaction has the advantages that the external heating temperature for coating is low and the time is short since the reaction heat can be used. However, the base material and the reactant (mixed powder) must be heated together, and the reaction start temperature cannot be freely selected because the reaction starts spontaneously, so the ultimate temperature after the reaction cannot be controlled. The point is a problem.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みなされたものであって、上記欠点を解決し、加工性
及び靭性と耐熱性及び耐酸化性及び耐食性及び耐摩耗性
とを同時に成立する、金属を金属間化合物あるいはセラ
ミックスで被覆した複合中空管を提供することを目的と
する。さらに、もう一つの目的は、加工性及び靭性と耐
熱性及び耐酸化性及び耐食性及び耐摩耗性とを同時に成
立する金属を金属間化合物あるいはセラミックスで被覆
した複合中空管を安価な装置で簡便に生産できる製造方
法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and solves the above-mentioned drawbacks and simultaneously achieves workability, toughness, heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance, and wear resistance. It is an object of the present invention to provide a composite hollow tube in which a metal is coated with an intermetallic compound or ceramics. Further, another object is to easily form a composite hollow tube coated with a metal that simultaneously achieves workability and toughness, heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance, and wear resistance with an intermetallic compound or ceramics using an inexpensive device. It is an object of the present invention to provide a production method which can be produced in a country.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、本発明の燃焼合成法
またはテルミット合成法と遠心鋳造法とを同時に適用し
た製造方法、即ち、高速回転する金属中空管Aの内壁に
接して配された金属あるいは非金属あるいは金属酸化物
の粉末Bに液体金属Cを注入し、溶融または半溶融金属
間化合物あるいは溶融または半溶融セラミックスDをB
とCとの発熱反応で生じせしめ、かつ、発生した熱によ
り高速回転する金属中空管Aの内壁を溶融または半溶融
せしめ、金属間化合物あるいはセラミックスDと金属中
空管Aとの接合面近傍に濃度および微細組織の傾斜的変
化を生じせしめることにより両者が強固に接合される複
合中空管が製造できることを見出した。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, a manufacturing method in which the combustion synthesis method or thermite synthesis method of the present invention and the centrifugal casting method are applied simultaneously, that is, Liquid metal C is injected into metal or nonmetal or metal oxide powder B disposed in contact with the inner wall of metal hollow tube A rotating at high speed, and molten or semi-molten intermetallic compound or molten or semi-molten ceramic D is poured. B
And the inner wall of the metal hollow tube A that rotates at a high speed due to the generated heat is melted or semi-melted, and the vicinity of the joint surface between the intermetallic compound or ceramics D and the metal hollow tube A It has been found that a composite hollow tube in which both are firmly joined can be produced by causing a gradient change in concentration and microstructure.

【0009】従来のB粉末とC粉末との燃焼合成では、
Bの融点とCの融点のうちいずれか低い融点近傍温度で
反応は起こる。したがって、反応温度を自由に制御する
ことができなかった。これに対して液体どうしや固液間
の燃焼合成では別々に加熱した反応物を自由な温度で接
触させることができるので、反応開始温度が自由に制御
でき、そのために反応後の到達温度や基材溶融深さなど
が自由に制御できるという利点を持つ。ここで、溶融深
さは接合強度に強く影響する。この固液間の燃焼合成を
遠心力を印加した鋼管内で生じさせることにより、鋼管
との接合を行う手法を開発した。
In the conventional combustion synthesis of B powder and C powder,
The reaction takes place at a temperature near the lower melting point of either the melting point of B or the melting point of C. Therefore, the reaction temperature could not be freely controlled. On the other hand, in the combustion synthesis between liquids and solids and liquids, separately heated reactants can be brought into contact at free temperatures, so that the reaction initiation temperature can be controlled freely, and therefore the ultimate temperature after reaction and the base temperature can be controlled. This has the advantage that the material melting depth can be controlled freely. Here, the fusion depth has a strong influence on the bonding strength. We developed a method for joining with a steel pipe by causing the combustion synthesis between solid and liquid in a steel pipe to which a centrifugal force is applied.

【0010】即ち、本発明は、次のとおりのものであ
る。1.金属製中空材の表面が金属間化合物及び/又は
セラミックスで被覆され、かつ、金属製中空材と、被覆
された金属間化合物及び/又はセラミックスとの間にお
いて、両材料が濃度的及び/又は微細組織的に傾斜的に
変化する層が存在することを特徴とする金属系中空複合
材。2.金属製中空材が金属製中空管であり、かつ、該
中空管の内壁の表面が金属間化合物及び/又はセラミッ
クスで被覆されていることを特徴とする上記1記載の金
属系中空複合材。3.金属製中空材が金属製中空管であ
り、該中空管の内壁の表面が金属間化合物及び/又はセ
ラミックスで被覆され、かつ、外壁の表面は金属間化合
物及び/又はセラミックスで被覆されていないことを特
徴とする上記1記載の金属系中空複合材。4.金属製中
空材を構成する金属が、鉄基合金及び/又はニッケル基
合金であり、かつ、被覆された金属間化合物が、ニッケ
ルアルミナイド、鉄アルミナイド、コバルトアルミナイ
ド、チタンアルミナイド、ニオブアルミナイド、及び酸
化アルミニウムのうちの1種以上である上記1〜3のい
ずれか記載の金属系中空複合材。5.燃焼合成法または
テルミット合成法と、遠心鋳造法とを同時に適用するこ
とにより上記1〜3のいずれか記載の金属系中空複合材
を製造することを特徴とする金属系中空複合材の製造方
法。6.高速回転する金属製中空材Aの中空内に、金
属、非金属あるいは金属酸化物の粉末Bを、内壁面に接
するように配置した後、液体金属Cを注入し、粉末Bと
液体金属Cとを発熱反応させて、溶融または半溶融状態
の金属間化合物及び/又はセラミックスDを生成させ、
かつ、発生した熱により溶融または半溶融状態にある内
壁面に、金属間化合物及び/又はセラミックスDを融着
させて被覆することを特徴とする金属系中空複合材の製
造方法。7.高速回転する金属製中空材Aの内壁面と、
被覆させる金属間化合物及び/又はセラミックスDとの
間の融着接合面に、両材料が濃度的及び/又は微細組織
的に傾斜的に変化する中間層が形成されることを特徴と
する上記6記載の金属系中空複合材の製造方法。8.金
属製中空材Aは重力倍数80以上の遠心力を与えるよう
に高速回転されかつ内壁面が700℃以上に加熱された
鉄鋼製中空管であり、中空内に配置された粉末Bが70
0℃以上に加熱された、ニッケル、鉄、コバルト、チタ
ンあるいはニオブまたはそれらの酸化物のうちの1種以
上の粉末であり、注入される液体金属Cが1200℃以
上の温度の液体アルミニウムであり、前記粉末と液体ア
ルミニウムとの間の発熱反応により金属間化合物、含ア
ルミニウム合金または酸化アルミニウムが生成され、か
つ、融着接合面に、ニッケル−アルミニウム合金などの
金属間化合物及び/又はセラミックスDと中空管を構成
する鉄鋼材とが濃度的及び/又は微細組織的に傾斜的に
変化する層を形成させることを特徴とする金属系中空複
合材の製造方法。
That is, the present invention is as follows. 1. The surface of the hollow metal material is coated with an intermetallic compound and / or ceramics, and the two materials are concentrated and / or finely divided between the hollow metal material and the coated intermetallic compound and / or ceramics. A metal-based hollow composite material having a layer that changes in a systematic manner. 2. 2. The metal-based hollow composite material according to the above item 1, wherein the metal hollow material is a metal hollow tube, and an inner wall surface of the hollow tube is coated with an intermetallic compound and / or ceramics. . 3. The metal hollow material is a metal hollow tube, and the inner wall surface of the hollow tube is coated with an intermetallic compound and / or ceramics, and the outer wall surface is coated with an intermetallic compound and / or ceramics. 2. The metal-based hollow composite material according to the above item 1, wherein the composite material is not provided. 4. The metal constituting the metal hollow material is an iron-based alloy and / or a nickel-based alloy, and the coated intermetallic compound is formed of nickel aluminide, iron aluminide, cobalt aluminide, titanium aluminide, niobium aluminide, and aluminum oxide 4. The metal-based hollow composite material according to any one of the above 1 to 3, which is at least one of the above. 5. A method for producing a metal-based hollow composite material, wherein the metal-based hollow composite material according to any one of 1 to 3 above is produced by simultaneously applying a combustion synthesis method or a thermite synthesis method and a centrifugal casting method. 6. After powder B of metal, non-metal or metal oxide is placed in the hollow of the metal hollow material A rotating at high speed so as to be in contact with the inner wall surface, liquid metal C is injected, and powder B and liquid metal C are mixed. To generate an intermetallic compound and / or ceramics D in a molten or semi-molten state,
A method for producing a metal-based hollow composite material, wherein an intermetallic compound and / or ceramics D is fused and coated on an inner wall surface in a molten or semi-molten state due to generated heat. 7. An inner wall surface of a metal hollow material A rotating at a high speed;
An intermediate layer in which both materials change in concentration and / or microstructure in a gradient manner is formed on the fusion bonding surface between the intermetallic compound and / or the ceramic D to be coated. A method for producing the metal-based hollow composite material according to the above. 8. The metallic hollow material A is a steel hollow tube which is rotated at a high speed to give a centrifugal force of a gravitational multiple of 80 or more and whose inner wall surface is heated to 700 ° C. or more.
A powder of one or more of nickel, iron, cobalt, titanium or niobium or an oxide thereof heated to 0 ° C. or higher, and the liquid metal C to be injected is liquid aluminum at a temperature of 1200 ° C. or higher An intermetallic compound, an aluminum-containing alloy or aluminum oxide is generated by an exothermic reaction between the powder and the liquid aluminum, and an intermetallic compound such as a nickel-aluminum alloy and / or a ceramic D are formed on the fusion bonding surface. A method for producing a metal-based hollow composite material, characterized in that a steel material constituting a hollow tube forms a layer that changes in concentration and / or microstructure in a gradient manner.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に示す実施態様に基づいて具体的に説明する。図に示す
本発明の実施態様(以下、単に本発明ともいう)では複
合中空管における被被覆金属を鉄、被覆金属間化合物あ
るいはセラミックスをニッケルアルミナイドとしたが、
被被覆金属を炭素鋼やステンレス鋼等の鉄基合金やIn
conel等のニッケル基超合金等に、被覆金属間化合
物あるいはセラミックスを鉄アルミナイドまたはコバル
トアルミナイドまたはチタンアルミナイドまたはニオブ
アルミナイドまたは酸化アルミニウムとしても同様であ
る。また、鉄製中空管として、円弧状断面を有する湾曲
板のような鉄製板状材の複数枚を組合せ配置して中空管
状とした物を用いてもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below based on embodiments shown in the drawings. In the embodiment of the present invention shown in the drawings (hereinafter, also simply referred to as the present invention), the metal to be coated in the composite hollow tube is iron, and the coated intermetallic compound or ceramic is nickel aluminide.
The metal to be coated is an iron-based alloy such as carbon steel or stainless steel or In.
The same applies to a nickel-based superalloy such as conel or the like, wherein the intermetallic compound or ceramic is iron aluminide, cobalt aluminide, titanium aluminide, niobium aluminide, or aluminum oxide. Further, as the iron hollow tube, a hollow tube formed by combining and arranging a plurality of iron plate members such as a curved plate having an arc-shaped cross section may be used.

【0012】ここで、ニッケルアルミナイドとは構成元
素がニッケルとアルミニウムである金属間化合物をさ
す。図2に、ニッケル−アルミニウム二元系の状態図を
示す。NiAlは1638度という非常に高い融点を持
つが、これは、優れた耐熱性を持つという利点である反
面、溶解・鋳造による材料製造が難しいという欠点とな
る。このような高融点化合物を少ない外部加熱で得る方
法として燃焼合成法が知られている。NiAlの燃焼合
成の場合、この反応熱は1molあたり118kJとい
う大きな値を持つ。この反応で生成するNiAlの温度
は、NiとAlの初期温度によっては、2000℃から
3000℃もの高温になる。この熱を利用することによ
って、NiAlの合成と同時にそれを鉄鋼に接合ができ
る。
Here, nickel aluminide refers to an intermetallic compound whose constituent elements are nickel and aluminum. FIG. 2 shows a phase diagram of the nickel-aluminum binary system. NiAl has a very high melting point of 1638 ° C., which has the advantage of having excellent heat resistance, but has the disadvantage that it is difficult to produce materials by melting and casting. A combustion synthesis method is known as a method for obtaining such a high melting point compound with a small amount of external heating. In the case of combustion synthesis of NiAl, the heat of reaction has a large value of 118 kJ per mol. The temperature of NiAl generated by this reaction increases from 2000 ° C. to 3000 ° C. depending on the initial temperature of Ni and Al. By utilizing this heat, NiAl can be synthesized and bonded to steel at the same time.

【0013】本発明では図3に示す縦型の遠心鋳造装置
を利用した。溶解炉7に設置されたるつぼ6内でアルミ
ニウムが溶解され、栓13を抜くと、湯道9を通って金
型17に注湯される。金型17の内部では、鉄中空管1
8が置かれ、鉄中空管18の内壁にはニッケル粉末19
が置かれている。金型18は、金型加熱炉11によって
予熱されていて、モータ15により回転している。
In the present invention, a vertical centrifugal casting apparatus shown in FIG. 3 was used. When the aluminum is melted in the crucible 6 installed in the melting furnace 7 and the plug 13 is removed, the aluminum is poured into the mold 17 through the runner 9. Inside the mold 17, the iron hollow tube 1
8 is placed on the inner wall of the iron hollow tube 18 with nickel powder 19.
Is placed. The mold 18 is preheated by the mold heating furnace 11 and is rotated by the motor 15.

【0014】この図3に示した縦型遠心鋳造装置は横型
遠心鋳造装置ものに比べ、湯道部分が非常に短く、その
結果、溶融アルミニウムの温度と鋳込む量とを比較的容
易に制御することができるという特徴を有する。本発明
では、ニッケル粉末と鉄中空管の予熱温度を500℃と
700℃とし、一方、溶融アルミニウムの注湯温度を1
000℃と1200℃とした。また、重力倍数Gを3
0、50、80と変化させた。ここで重力倍数Gとは遠
心力を重力で規格化したものである。
The vertical centrifugal casting apparatus shown in FIG. 3 has a very short runner section as compared with the horizontal centrifugal casting apparatus, and as a result, the temperature of the molten aluminum and the casting amount can be controlled relatively easily. It has the feature that it can be. In the present invention, the preheating temperatures of the nickel powder and the iron hollow tube are set to 500 ° C. and 700 ° C., while the molten aluminum pouring temperature is set to 1 °.
000 ° C and 1200 ° C. Moreover, the gravity multiple G is set to 3
0, 50, and 80. Here, the gravity multiple G is obtained by normalizing the centrifugal force by gravity.

【0015】溶融アルミニウムの注入温度およびニッケ
ル粉末と鉄中空管の予熱温度、すなわち反応温度を変化
させて複合中空管を製造した。ここでは、重力倍数を5
0とした。この複合中空管の断面組織の模式図を図4に
示す。ここで、図の左側が中空管内周部、右側が中空管
外周部に相当する。溶融アルミニウムの注入温度および
ニッケル粉末と鉄中空管の予熱温度がともに高い場合に
は反応が進行しているが、溶融アルミニウムの注入温度
もしくはニッケル粉末と鉄中空管の予熱温度のどちらか
一方の温度が低い場合は反応が生じないことが見出され
た。従って、粉末と金属中空管の予熱温度は700℃以
上が好ましく、液体アルミニウムの注入温度は1200
℃以上が好ましい。
A composite hollow tube was manufactured by changing the injection temperature of molten aluminum and the preheating temperature of the nickel powder and the iron hollow tube, that is, the reaction temperature. Here, the multiple of gravity is 5
0 was set. FIG. 4 shows a schematic diagram of the cross-sectional structure of the composite hollow tube. Here, the left side of the figure corresponds to the inner peripheral portion of the hollow tube, and the right side corresponds to the outer peripheral portion of the hollow tube. The reaction is proceeding when both the molten aluminum injection temperature and the nickel powder and iron hollow tube preheating temperature are high. Either the molten aluminum injection temperature or the nickel powder and iron hollow tube preheating temperature It was found that no reaction took place when the temperature of was low. Therefore, the preheating temperature of the powder and the hollow metal tube is preferably 700 ° C. or higher, and the injection temperature of the liquid aluminum is 1200 ° C.
C. or higher is preferred.

【0016】次に、重力倍数を変化させて複合中空管を
製造した。ここでは、溶融アルミニウムの注入温度およ
びニッケル粉末と鉄中空管の予熱温度はそれぞれ120
0℃および700℃とした。この複合中空管の断面組織
の模式図を図5に示す。印加する重力倍数Gが30の場
合、鉄中空管、ニッケル粉末、アルミニウムが未反応の
ままの状態で存在している。印加する重力倍数Gが50
の場合、化合物層が多くの層で形成され鉄中空管と一部
分で接合してる。しかしながら、多くの部分では化合物
層と鉄中空管との間に空隙が残った。
Next, a composite hollow tube was manufactured by changing the multiple of gravity. Here, the injection temperature of the molten aluminum and the preheating temperature of the nickel powder and the iron hollow tube are each 120.
0 ° C. and 700 ° C. FIG. 5 shows a schematic diagram of the cross-sectional structure of the composite hollow tube. When the applied gravity multiple G is 30, the iron hollow tube, nickel powder, and aluminum are present in an unreacted state. The applied gravity multiple G is 50
In this case, the compound layer is formed of many layers, and is partially joined to the iron hollow tube. However, in many parts, voids remained between the compound layer and the iron hollow tube.

【0017】これに対して、印加する重力倍数Gが80
の場合、形成された化合物層は重力倍数Gが50の試料
と比べ均一化されており、さらに、ほとんどの範囲で鉄
中空管と接合していることが見出された。従って、印加
する重力倍数Gは80以上であることが好ましい。
On the other hand, the applied gravity multiple G is 80
In the case of the above, it was found that the formed compound layer was more uniform than the sample having a gravitational multiple G of 50, and was bonded to the iron hollow tube in almost the entire range. Therefore, the applied gravity multiple G is preferably 80 or more.

【0018】この様に印加する重力倍数が増加するに従
い反応が良く進んでいることが見出された。重力加速度
を大きくすることは、アルミニウムがニッケル粉末内部
へ浸透することに有利に働くだけでなく、反応生成物を
鉄中空管側に強く押しつけることによって接合を促進し
ているためである。
It has been found that the reaction progresses well as the applied gravity multiple increases. Increasing the gravitational acceleration not only works to favor the penetration of aluminum into the nickel powder, but also promotes bonding by strongly pressing the reaction product against the iron hollow tube.

【0019】溶融アルミニウムの注入温度が1200
℃、ニッケル粉末と鉄中空管の予熱温度が700℃、重
力倍数Gが50の条件で製造した試料のEPMAによる
元素濃度の分析結果を表1に示す。ここで、表1の領域
は図6に表示した領域である。重力倍数Gが50の条件
で製造した試料では、鉄を多く含んだニッケルアルミナ
イドの生成が認められるものの反応の進行はまだ不十分
で、未反応の部分も多く残っている。
When the injection temperature of molten aluminum is 1200
Table 1 shows the analysis results of the elemental concentrations by EPMA of the samples manufactured under the conditions of 700C, the preheating temperature of the nickel powder and the iron hollow tube was 700C, and the gravity multiple G was 50. Here, the area in Table 1 is the area displayed in FIG. In the sample manufactured under the condition that the gravity multiple G is 50, formation of nickel aluminide containing a large amount of iron is recognized, but the progress of the reaction is still insufficient, and many unreacted portions remain.

【表1】 [Table 1]

【0020】次に、溶融アルミニウムの注入温度が12
00℃、ニッケル粉末と鉄中空管の予熱温度が700
℃、重力倍数Gが80の条件で製造した試料における濃
度分布図を図1に示す。ここで、グラフの横軸は初期界
面からの距離である。形成層の組成は界面付近でニッケ
ル、アルミニウム、鉄がほぼ同濃度であり、中空管内周
部に行くほどアルミニウムAlが増加し、Ni、Feは
減少していた。また被覆後の界面が初期界面より鉄中空
管側へ移動していた。この界面移動は、ニッケル粉末と
アルミニウム融液の反応による発熱のために鉄中空管内
壁が溶融したことによる。このときに溶融した鉄の拡散
によって、化合物層内にこのような鉄濃度の勾配が現れ
た。
Next, the injection temperature of molten aluminum is set to 12
00 ° C, preheating temperature of nickel powder and iron hollow tube is 700
FIG. 1 shows a concentration distribution diagram of a sample manufactured under the conditions of ° C. and a gravity multiple G of 80. Here, the horizontal axis of the graph is the distance from the initial interface. The composition of the formation layer was such that nickel, aluminum, and iron had substantially the same concentration near the interface, and aluminum Al increased and Ni and Fe decreased toward the inner periphery of the hollow tube. In addition, the interface after coating moved from the initial interface to the iron hollow tube side. This interfacial movement is due to the melting of the inner wall of the iron hollow tube due to the heat generated by the reaction between the nickel powder and the aluminum melt. At this time, such a gradient of the iron concentration appeared in the compound layer due to the diffusion of the molten iron.

【0021】重力倍数Gが80以上の遠心力を与えられ
るように高速回転しかつ700℃以上に加熱した鉄中空
管の内壁に、700℃以上に加熱したニッケル粉末を配
し、1200℃以上の温度の液体アルミニウムを注入
し、ニッケル粉末と液体アルミニウムとの間の発熱反応
によりニッケルアルミナイド金属間化合物を生じさせ、
かつ、発生した熱により高速回転する鉄中空管の内壁を
溶融し、金属間化合物を含むニッケル−アルミニウム合
金と金属中空管との被覆界面近傍に濃度および微細組織
の傾斜的変化を生じせしめることにより、両者が強固に
接合した複合中空管を製造することが可能となった。
A nickel powder heated to 700 ° C. or more is placed on the inner wall of an iron hollow tube which is rotated at a high speed and heated to 700 ° C. or more so that a centrifugal force of 80 or more is applied to a gravity multiple G. Injecting liquid aluminum at a temperature of, the exothermic reaction between the nickel powder and the liquid aluminum to produce a nickel aluminide intermetallic compound,
In addition, the generated heat melts the inner wall of the iron hollow tube which rotates at a high speed, causing a gradient change in concentration and microstructure near the coating interface between the nickel-aluminum alloy containing an intermetallic compound and the metal hollow tube. Thereby, it has become possible to manufacture a composite hollow tube in which both are firmly joined.

【0022】以上に述べたように、本発明によると、金
属製中空材の表面が金属間化合物及び/又はセラミック
スで被覆され、かつ、金属製中空材と、被覆された金属
間化合物及び/又はセラミックスとの間において、両材
料が濃度的及び/又は微細組織的に傾斜的に変化する層
が存在する金属系中空複合材を提供でき(請求項1)、
金属製中空材が金属製中空管であり、かつ、該中空管の
内壁の表面が金属間化合物及び/又はセラミックスで被
覆されている金属系中空複合材(請求項2)、および金
属製中空材が金属製中空管であり、該中空管の内壁の表
面が金属間化合物及び/又はセラミックスで被覆され、
かつ、外壁の表面は金属間化合物及び/又はセラミック
スで被覆されていない金属系中空複合材(請求項3)が
提供できる。
As described above, according to the present invention, the surface of the metal hollow material is coated with the intermetallic compound and / or ceramics, and the metal hollow material is coated with the coated intermetallic compound and / or ceramic. It is possible to provide a metal-based hollow composite material having a layer in which both materials change in a concentration and / or microstructure gradient with respect to ceramics (Claim 1).
A metal hollow composite material wherein the metal hollow material is a metal hollow tube, and the surface of the inner wall of which is coated with an intermetallic compound and / or ceramics (claim 2); The hollow material is a metal hollow tube, and the surface of the inner wall of the hollow tube is coated with an intermetallic compound and / or ceramics;
Further, a metal-based hollow composite material whose outer wall surface is not coated with an intermetallic compound and / or ceramics can be provided.

【0023】また、金属製中空材を構成する金属が、鉄
基合金及び/又はニッケル基合金であり、かつ、被覆さ
れた金属間化合物が、ニッケルアルミナイド、鉄アルミ
ナイド、コバルトアルミナイド、チタンアルミナイド、
ニオブアルミナイド、及び酸化アルミニウムのうちの1
種以上である金属系中空複合材が提供できる(請求項
4)。
Further, the metal constituting the metallic hollow material is an iron-based alloy and / or a nickel-based alloy, and the coated intermetallic compound is formed of nickel aluminide, iron aluminide, cobalt aluminide, titanium aluminide,
One of niobium aluminide and aluminum oxide
A metal-based hollow composite material of at least one kind can be provided (claim 4).

【0024】加えて、燃焼合成法またはテルミット合成
法と、遠心鋳造法とを同時に適用すること(請求項
5)、高速回転する金属製中空材Aの中空内に、金属、
非金属あるいは金属酸化物の粉末Bを、内壁面に接する
ように配置した後、液体金属Cを注入し、粉末Bと液体
金属Cとを発熱反応させて、溶融または半溶融状態の金
属間化合物及び/又はセラミックスDを生成させ、か
つ、発生した熱により溶融または半溶融状態にある内壁
面に、金属間化合物及び/又はセラミックスDを融着さ
せて被覆すること(請求項6)、高速回転する金属製中
空材Aの内壁面と、被覆させる金属間化合物及び/又は
セラミックスDとの間の融着接合面に、両材料が濃度的
及び/又は微細組織的に傾斜的に変化する層が形成させ
ること(請求項7)により、両者が強固に接合した複合
中空管が製造できる。
In addition, the combustion synthesis method or thermite synthesis method and the centrifugal casting method are simultaneously applied (claim 5).
After the powder B of a nonmetal or metal oxide is placed in contact with the inner wall surface, the liquid metal C is injected, and the powder B and the liquid metal C are caused to undergo an exothermic reaction to form a molten or semi-molten intermetallic compound. And / or to form an intermetallic compound and / or ceramics D by fusing and coating the inner wall surface in a molten or semi-molten state by the generated heat (claim 6). A layer in which both materials change in a concentration and / or microstructural manner on the inner wall surface of the hollow metal material A to be formed and the fusion bonding surface between the intermetallic compound and / or the ceramics D to be coated. By forming (claim 7), a composite hollow tube in which both are firmly joined can be manufactured.

【0025】また、金属製中空材Aとして重力倍数80
以上の遠心力を与えるように高速回転されかつ内壁面が
700℃以上に加熱された鉄鋼製中空管を用い、中空内
に配置された粉末Bが700℃以上に加熱された、ニッ
ケル、鉄、コバルト、チタンあるいはニオブまたはそれ
らの酸化物のうちの1種以上の粉末を用い、注入される
液体金属Cが1200℃以上の温度の液体アルミニウム
を用いることにより、前記粉末と液体アルミニウムとの
間の発熱反応により金属間化合物、含アルミニウム合金
または酸化アルミニウムが生成させた、かつ、融着接合
面に、ニッケル−アルミニウム合金などの金属間化合物
及び/又はセラミックスDと中空管を構成する鉄鋼材と
が濃度的及び/又は微細組織的に傾斜的に変化する層を
形成させた金属系中空複合材の製造方法が提供できるよ
うになった(請求項8)。
The hollow material A made of metal has a gravitational multiple of 80.
Using a steel hollow tube that is rotated at high speed to give the above centrifugal force and whose inner wall surface is heated to 700 ° C. or more, the powder B placed in the hollow is heated to 700 ° C. or more. , By using one or more powders of cobalt, titanium or niobium or oxides thereof, and injecting the liquid metal C using liquid aluminum having a temperature of 1200 ° C. or more, the powder and liquid aluminum can be separated. Compound produced by the exothermic reaction of the above, an intermetallic compound, an aluminum-containing alloy or aluminum oxide, and a steel material forming a hollow tube with an intermetallic compound such as a nickel-aluminum alloy and / or ceramics D on the fusion bonding surface It has become possible to provide a method for producing a metal-based hollow composite material in which a layer is formed which changes in concentration and / or microstructure in a gradient manner. 8).

【0026】金属の耐熱性及び耐酸化性及び耐食性及び
耐摩耗性がさらに向上できれば、その使用範囲は飛躍的
に拡大するであろう。また、金属間化合物およびセラミ
ックスの加工性及び靭性がさらに向上できれば、その使
用範囲は飛躍的に拡大するであろう。金属表面を金属間
化合物あるいはセラミックスで被覆することにより上記
欠点は克服できる。
If the heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and abrasion resistance of a metal can be further improved, the range of use will be greatly expanded. Further, if the workability and toughness of the intermetallic compound and ceramics can be further improved, the range of use will be greatly expanded. The above disadvantages can be overcome by coating the metal surface with an intermetallic compound or ceramics.

【0027】金属表面を金属間化合物あるいはセラミッ
クスで被覆する方法として、テルミット反応や燃焼合成
反応を利用した被覆法が提案されている。上記の反応を
利用した方法では、反応熱を利用できるので被覆のため
の外部加熱温度が低く、時間が短いという利点がある。
しかし、固体と固体との反応を利用した従来法では自発
的に反応が始まるため、反応開始温度が自由に選べず、
そのために反応後の到達温度が制御できなかった。
As a method for coating a metal surface with an intermetallic compound or ceramics, a coating method utilizing a thermite reaction or a combustion synthesis reaction has been proposed. The method utilizing the above reaction has the advantages that the external heating temperature for coating is low and the time is short since the reaction heat can be used.
However, in the conventional method using the reaction between solid and solid, the reaction starts spontaneously, and the reaction start temperature cannot be freely selected.
Therefore, the ultimate temperature after the reaction could not be controlled.

【0028】これに対して、本発明では、固液間の燃焼
合成を利用することにより別々に加熱した反応物を自由
な温度で接触させることが可能となり、反応開始温度が
自由に制御可能となり、そのために反応後の到達温度や
基材溶融深さなどが自由に制御可能となった。加えて、
同時に遠心力を印加することにより溶融金属が粉末内部
へ浸透することに有利に働き、かつ反応生成物を金属中
空管側に強く押しつけることによって接合が促進され、
従来法に比べてより被覆強度の高い複合材料を製造する
ことが可能となった。
On the other hand, in the present invention, by utilizing the combustion synthesis between solid and liquid, it is possible to bring the separately heated reactants into contact at a free temperature, and the reaction starting temperature can be freely controlled. For this reason, the ultimate temperature after the reaction and the melting depth of the base material can be freely controlled. in addition,
At the same time, the application of centrifugal force is advantageous in that the molten metal penetrates into the powder, and the bonding is promoted by strongly pressing the reaction product against the metal hollow tube.
It has become possible to produce a composite material having a higher coating strength than the conventional method.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0029】本発明によると、耐熱性、耐酸化性、耐食
性及び耐摩耗性に富む金属間化合物やセラミックスを金
属製部材の表面に強固に被着させることができ、金属本
来の特性(加工性及び靱性)と、金属間化合物やセラミ
ックスの特性(耐熱性、耐酸化性、耐食性及び耐摩耗
性)とを兼備する金属系複合材、特に、金属系複合中空
管を得ることができる。またこの手法は安価に大量生産
を実現し得るので、様々な工業的応用が見込まれる。特
に、腐食を受けやすい化学プラントにおける配管への利
用が有効である。
According to the present invention, an intermetallic compound or ceramic having excellent heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and abrasion resistance can be firmly adhered to the surface of a metal member, and the inherent properties of metal (workability) And toughness) and the properties of intermetallic compounds and ceramics (heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and abrasion resistance), and in particular, a metal composite hollow tube can be obtained. Also, since this method can realize mass production at low cost, various industrial applications are expected. In particular, the use for piping in a chemical plant that is susceptible to corrosion is effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】溶融アルミニウムの注入温度が1200℃、ニ
ッケル粉末と鉄中空管の予熱温度が700℃、重力倍数
Gを80の条件で製造した試料における被覆界面付近の
濃度分布を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a concentration distribution near a coating interface in a sample manufactured under the conditions of a molten aluminum injection temperature of 1200 ° C., a preheating temperature of nickel powder and an iron hollow tube of 700 ° C., and a gravity multiple G of 80. is there.

【図2】Ni−Al系平衡状態図である。FIG. 2 is an equilibrium diagram of a Ni—Al system.

【図3】本発明に用いた縦型遠心鋳造装置の概略図であ
る。
FIG. 3 is a schematic view of a vertical centrifugal casting apparatus used in the present invention.

【図4】反応温度を変化させて製造した中空管の断面組
織の模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a hollow tube manufactured by changing a reaction temperature.

【図5】重力倍数を変化させて製造した中空管の断面組
織の模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a hollow tube manufactured by changing a multiple of gravity.

【図6】溶融アルミニウムの注入温度が1200℃、ニ
ッケル粉末と鉄中空管の予熱温度が700℃、重力倍数
Gが50の条件で製造した試料の組織の模式図である。
FIG. 6 is a schematic view of the structure of a sample manufactured under the conditions of a molten aluminum injection temperature of 1200 ° C., a preheating temperature of nickel powder and an iron hollow tube of 700 ° C., and a gravity multiple G of 50.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アルミニウムの濃度 2…鉄の濃度 3…ニッケルの濃度 4…初期界面 5…被覆後界面 6…るつぼ 7…溶解炉 8…溶融アルミニウム 9…湯道 10…耐熱材 11…金型加熱炉 12…フレーム 13…栓 14…シャフト 15…モータ 16…ベルトプーリ 17…金型 18…鉄中空管 19…ニッケル粉末 20…未反応アルミニウム 21…未反応ニッケル粉末 22…鉄中空管 23…Ni−Al−Fe金属間化合物 24…接合部 25…Ni3.5at%−Al90.1at%−Fe
6.4at%の相 26…Ni6.0at%−Al64.8at%−Fe2
9.2at%の相 27…Ni9.3at%−Al80.3at%−Fe1
0.4at%の相 28…Ni75.2at%−Al15.0at%−Fe
9.9at%の相 29…Ni90.5at%−Al2.4at%−Fe
7.1at%の相 30…Ni52.8at%−Al2.9at%−Fe4
4.2at%の相 31…Ni28.2at%−Al29.2at%−Fe
42.5at%の相 32…Ni0.3at%−Al0.4at%−Fe9
9.5at%の相
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Aluminum concentration 2 ... Iron concentration 3 ... Nickel concentration 4 ... Initial interface 5 ... Interface after coating 6 ... Crucible 7 ... Melting furnace 8 ... Molten aluminum 9 ... Runner 10 ... Heat resistant material 11 ... Mold heating furnace 12 ... frame 13 ... plug 14 ... shaft 15 ... motor 16 ... belt pulley 17 ... mold 18 ... iron hollow tube 19 ... nickel powder 20 ... unreacted aluminum 21 ... unreacted nickel powder 22 ... iron hollow tube 23 ... Ni- Al—Fe intermetallic compound 24—joint 25—Ni 3.5 at% -Al 90.1 at% -Fe
6.4 at% phase 26 ... Ni 6.0 at% -Al 64.8 at% -Fe2
9.2 at% phase 27 ... Ni 9.3 at% -Al 80.3 at% -Fe1
0.4 at% phase 28 ... Ni 75.2 at% -Al 15.0 at% -Fe
9.9 at% phase 29 ... 90.5 at% Ni-2.4 at% Al-Fe
7.1 at% phase 30 ... Ni 52.8 at% -Al 2.9 at% -Fe4
4.2 at% phase 31 ... Ni 28.2 at% -Al 29.2 at% -Fe
42.5 at% phase 32 ... Ni 0.3 at% -Al 0.4 at% -Fe9
9.5at% phase

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 24/10 C23C 24/10 (72)発明者 松浦 清隆 北海道恵庭市恵み野東2丁目2番4 Fターム(参考) 4K044 AA02 AB03 BA02 BA06 BA10 BA13 BB06 BC01 BC02 BC05 BC11 CA02 CA11 CA23 CA25Of the front page Continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (Reference) C23C 24/10 C23C 24/10 (72) inventor Kiyotaka Matsuura Hokkaido Eniwa Meguminohigashi 2-chome No. 2 4 F-term (reference) 4K044 AA02 AB03 BA02 BA06 BA10 BA13 BB06 BC01 BC02 BC05 BC11 CA02 CA11 CA23 CA25

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属製中空材の表面が金属間化合物及び
/又はセラミックスで被覆され、かつ、金属製中空材
と、被覆された金属間化合物及び/又はセラミックスと
の間において、両材料が濃度的及び/又は微細組織的に
傾斜的に変化する層が存在することを特徴とする金属系
中空複合材。
1. The surface of a metal hollow material is coated with an intermetallic compound and / or ceramics, and both materials have a concentration between the metal hollow material and the coated intermetallic compound and / or ceramics. A metal-based hollow composite material characterized by having a layer which changes in terms of target and / or microstructure.
【請求項2】 金属製中空材が金属製中空管であり、か
つ、該中空管の内壁の表面が金属間化合物及び/又はセ
ラミックスで被覆されていることを特徴とする請求項1
記載の金属系中空複合材。
2. The metal hollow material is a metal hollow tube, and the surface of the inner wall of the hollow tube is coated with an intermetallic compound and / or ceramics.
The metal-based hollow composite according to the above.
【請求項3】 金属製中空材が金属製中空管であり、該
中空管の内壁の表面が金属間化合物及び/又はセラミッ
クスで被覆され、かつ、外壁の表面は金属間化合物及び
/又はセラミックスで被覆されていないことを特徴とす
る請求項1記載の金属系中空複合材。
3. The metal hollow material is a metal hollow tube, the surface of the inner wall of the hollow tube is coated with an intermetallic compound and / or ceramics, and the surface of the outer wall is an intermetallic compound and / or The metal-based hollow composite according to claim 1, which is not coated with a ceramic.
【請求項4】 金属製中空材を構成する金属が、鉄基合
金及び/又はニッケル基合金であり、かつ、被覆した金
属間化合物が、ニッケルアルミナイド、鉄アルミナイ
ド、コバルトアルミナイド、チタンアルミナイド、ニオ
ブアルミナイド、及び酸化アルミニウムのうちの1種以
上である請求項1〜3のいずれか記載の金属系中空複合
材。
4. The metal constituting the metal hollow material is an iron-based alloy and / or a nickel-based alloy, and the coated intermetallic compound is nickel aluminide, iron aluminide, cobalt aluminide, titanium aluminide, niobium aluminide. The metal-based hollow composite material according to any one of claims 1 to 3, which is at least one of aluminum oxide and aluminum oxide.
【請求項5】 燃焼合成法またはテルミット合成法と、
遠心鋳造法とを同時に適用することにより請求項1〜3
のいずれか記載の金属系中空複合材を製造することを特
徴とする金属系中空複合材の製造方法。
5. A combustion synthesis method or a thermite synthesis method,
Claims 1-3 by applying centrifugal casting simultaneously.
A method for producing a metal-based hollow composite material, comprising: producing the metal-based hollow composite material according to any one of the above.
【請求項6】 高速回転する金属製中空材Aの中空内
に、金属、非金属あるいは金属酸化物の粉末Bを、内壁
面に接するように配置した後、液体金属Cを注入し、粉
末Bと液体金属Cとを発熱反応させて、溶融または半溶
融状態の金属間化合物及び/又はセラミックスDを生成
させ、かつ、発生した熱により溶融または半溶融状態に
ある内壁面に、金属間化合物及び/又はセラミックスD
を融着させて被覆することを特徴とする金属系中空複合
材の製造方法。
6. A metal, non-metal or metal oxide powder B is placed in the hollow of a hollow metal material A rotating at a high speed so as to be in contact with the inner wall surface, and then a liquid metal C is injected. And the liquid metal C to generate an intermetallic compound and / or ceramics D in a molten or semi-molten state, and an intermetallic compound and / Or ceramics D
A method for producing a metal-based hollow composite material, comprising fusing and coating.
【請求項7】 高速回転する金属製中空材Aの内壁面
と、被覆させる金属間化合物及び/又はセラミックスD
との間の融着接合面に、両材料が濃度的及び/又は微細
組織的に傾斜的に変化する層が形成されることを特徴と
する請求項6記載の金属系中空複合材の製造方法。
7. An inner wall surface of a metal hollow material A rotating at a high speed, and an intermetallic compound and / or ceramics D to be coated.
7. A method for producing a metal-based hollow composite material according to claim 6, wherein a layer in which both materials change in concentration and / or microstructure in a gradient manner is formed on the fusion-bonded surface between the two. .
【請求項8】 金属製中空材Aは重力倍数80以上の遠
心力を与えるように高速回転されかつ内壁面が700℃
以上に加熱された鉄鋼製中空管であり、中空内に配置さ
れた粉末Bが700℃以上に加熱された、ニッケル、
鉄、コバルト、チタンあるいはニオブまたはそれらの酸
化物のうちの1種以上の粉末であり、注入される液体金
属Cが1200℃以上の温度の液体アルミニウムであ
り、前記粉末と液体アルミニウムとの間の発熱反応によ
り金属間化合物、含アルミニウム合金または酸化アルミ
ニウムが生成され、かつ、融着接合面に、ニッケル−ア
ルミニウム合金などの金属間化合物及び/又はセラミッ
クスDと中空管を構成する鉄鋼材とが濃度的及び/又は
微細組織的に傾斜的に変化する層を形成させることを特
徴とする金属系中空複合材の製造方法。
8. The metal hollow member A is rotated at a high speed so as to give a centrifugal force of a gravitational multiple of 80 or more, and the inner wall surface is at 700 ° C.
It is a steel hollow tube heated as described above, wherein the powder B disposed in the hollow is heated to 700 ° C. or more, nickel,
A powder of one or more of iron, cobalt, titanium or niobium or oxides thereof, wherein the injected liquid metal C is liquid aluminum at a temperature of 1200 ° C. or more, An intermetallic compound, an aluminum-containing alloy or aluminum oxide is generated by the exothermic reaction, and an intermetallic compound such as a nickel-aluminum alloy and / or ceramics D and a steel material constituting a hollow tube are formed on the fusion bonding surface. A method for producing a metal-based hollow composite material, which comprises forming a layer which changes in a concentration and / or microstructure gradient.
JP2001116121A 2001-03-09 2001-03-09 Method for producing metal / intermetallic compound and metal / ceramic composite hollow tube Expired - Fee Related JP4443790B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001116121A JP4443790B2 (en) 2001-03-09 2001-03-09 Method for producing metal / intermetallic compound and metal / ceramic composite hollow tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001116121A JP4443790B2 (en) 2001-03-09 2001-03-09 Method for producing metal / intermetallic compound and metal / ceramic composite hollow tube

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002263823A true JP2002263823A (en) 2002-09-17
JP4443790B2 JP4443790B2 (en) 2010-03-31

Family

ID=18966902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001116121A Expired - Fee Related JP4443790B2 (en) 2001-03-09 2001-03-09 Method for producing metal / intermetallic compound and metal / ceramic composite hollow tube

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4443790B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117483723A (en) * 2023-12-29 2024-02-02 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 Manufacturing method of wear-resistant composite casting and detection method of composite interface bonding strength

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117483723A (en) * 2023-12-29 2024-02-02 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 Manufacturing method of wear-resistant composite casting and detection method of composite interface bonding strength
CN117483723B (en) * 2023-12-29 2024-03-29 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 Manufacturing method of wear-resistant composite casting and detection method of composite interface bonding strength

Also Published As

Publication number Publication date
JP4443790B2 (en) 2010-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dadbakhsh et al. Selective laser melting to manufacture “in situ” metal matrix composites: a review
Kwon et al. Dissimilar friction stir welding between magnesium and aluminum alloys
EP1586665B1 (en) Producing nickel-base cobalt-base iron-base iron-nickel-base or iron-nickel-cobalt-base alloy articles by reduction of nonmetallic precursor compounds and melting
Polozov et al. Synthesis of titanium orthorhombic alloy using binder jetting additive manufacturing
JPH07204828A (en) Metallurgic joining method for metal and/or ceramics
Attia Surface metal matrix composites
Cai et al. Porous NbAl3/TiAl3 intermetallic composites with controllable porosity and pore morphology prepared by two-step thermal explosion
SE520561C2 (en) Process for preparing a dispersion curing alloy
CN108149182A (en) The method that powder core aluminium wire material electric arc spraying prepares silicon carbide aluminum matrix composite
Mofid et al. Flame spray assisted TLP bonding of Ti alloy to Al alloy
Galiev et al. Composite rods by high-temperature gas extrusion of steel cartridges stuffed with reactive Ni–Al powder compacts: Influence of process parameters
WO2003093519A1 (en) Method of making coatings comprising an intermetallic compound and coatings made therewith
JP4443790B2 (en) Method for producing metal / intermetallic compound and metal / ceramic composite hollow tube
Ghomashchi Fabrication of near net-shaped Al-based intermetallics matrix composites
US11685976B2 (en) Method for preparing amorphous particle-modified magnesium alloy surface-gradient composites
JP2021515100A (en) Articles with a nitrogen alloy protective layer and methods for manufacturing the articles
JPS62177183A (en) Method for forming metallic lining on inside surface of metallic pipe or the like
Watanabe et al. Nickel-Aluminides/Steel clad pipe fabricated by reactive centrifugal casting method from liquid aluminum and solid nickel
JP3864176B1 (en) Casting apparatus, method for producing mold periphery member, and mold periphery member
JPS59212159A (en) Production of aluminum alloy casting
JP2003062658A (en) Compound material of inter-metallic compound and ceramics with metal and its manufacturing method
JPS62199256A (en) Junction method between metallic carbide and alloy
Rasouli et al. Preparation and characterization of in-situ Al-AlXNiY composites via reactive infiltration
JP2909545B2 (en) Manufacturing method of metal matrix composite material
Naplocha et al. Reactive melt infiltration of copper in Al–Cr preforms produced through combustion synthesis

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060721

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20060721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060721

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070927

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090609

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091006

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4443790

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140122

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees