JP2007501326A - チタンまたはチタン合金からなる接触表面 - Google Patents
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Abstract
Description
−2.5重量%以下という、好ましくは0.5重量%以下という、ニッケルと、
−0.5〜4重量%という、好ましくは0.8〜2重量%という、クロムと、
−1重量%以下という、好ましくは0.4重量%以下という、炭素と、
−不可避不純物と、
−残部をなす鉄と、
から構成される。
[実験例1〜7:本発明によるスチールに関する試験、および、比較例をなすスチールに関する試験]
本発明に関する市販のソフトな低合金スチール(実験例1、実験例2A、および、実験例2B)、ならびに、従来技術に関する市販のソフトな低合金スチール(実験例3A、実験例3B、実験例4、および、実験例5)(特に、15CDV6というグレードは、
THYSSEN FRANCE SA MANUFACTURERS 社から市販されており、18CD4というグレードは、ASCOMETAL 社から市販されており、100HLESというグレードは、TECPHY FIRMINY社から市販されている)は、それぞれ、実験例8の試験に供されるものであって、表Iにおいて重量比率で示すような元素分析結果を有している。残部は、鉄と、不可避不純物と、である。
A 試料に関する試験
A.1 ミリングにより機械加工された試料
試料は、直径が約50mmかつ高さが約70mmという円筒状容器を使用して、形成された。
・顕微鏡による断面の観察:走査型顕微鏡のEDAXプローブを使用して、TA6Vとスチールとの界面のところにおける拡散プロファイルを、顕微鏡的に観察しての決定した。
・硝酸内へのスチールの溶解後:走査型顕微鏡を使用して、TA6V内における拡散プロファイルを決定するとともに、表面幾何形状の決定および表面粗さの測定を行った。
・回転電極を使用した噴霧
・粒径(sieving):315μm
・連続的合金層の厚さが、約5μm。TA6V内へのFeの拡散は、約0.3mm。
・表面粗さ:Ra=15μm
・スチール内における粉末粒子の大きな凹み。
・表面の微小構造が、不均一。
・連続的合金層の厚さが、約5μm。TA6V内へのFeの拡散は、約0.3mm。
・表面粗さ:Ra=9〜12μm
・スチール内における粉末粒子のかなりの凹み。
・合金層が一切存在しない。スチールからTA6V内への元素の拡散が、一切存在しない。
・表面粗さ:Ra=5μm
・3ヶ所におけるダイヤモンドチップ形成により、スチール内における粉末の小さな凹み。
・表面の微小構造の不均一さが無い。
・合金層が一切存在しない。スチールからTA6V内への元素の拡散が、一切存在しない。
・表面粗さ:Ra=3〜4μm
・3ヶ所におけるダイヤモンドチップ形成により、スチール内における粉末の小さな凹み。
・表面の微小構造の不均一さが無い。
・場所によって不均一な合金層が存在し、そのような合金層の厚さが、0〜20μm。TA6V内へのFeの拡散は、約0.3mm。
・表面粗さ:Ra=2〜3μm
・スチール内における粉末の小さな凹み。
スチール製インサートを形成するための方法に基づく影響を、以下のものの組合せに関して、調査した。
・標準のTA6V:水ジェット切断によって機械加工された18CD4(バッチA4791)
・標準のTA6V:ロストワックスキャスティング(lost-wax casting)によってモールドされた25CD4
・TA6V ELI:スパーク機械加工 (spark-machining)(ワイヤ切断)によって得られた15CDV6(バッチ1470)。
B1. ISOPREC(登録商標)方法
ISOPREC(登録商標)方法を使用すれば、良好な寸法精度を有した形状の部材を得ることができ、その場合、表面の少なくとも一部は、機械的最終仕上げ処理を行う必要なく、形成される。その部分は、キャビティを備えた非ステンレススチールモールド内において、ステンレス製の予備合金化した粉末に対して、HIC(高温等温圧縮)による高密度化処理を施すことにより、所望の最終幾何形状を得ることができるような計算済み寸法でもって、得られる。
・標準のTA6Vと、XC18バッチ69181と、の組合せ。
・標準のTA6Vと、18CD4バッチA4791(本発明によるI1)と、の組合せ。
・TA6V ELIと、18CD4バッチA4791(本発明によるI1)と、の組合せ。
・TA6V ELIと、15CDV6バッチ78384(本発明によるI2A)と、の組合せ。
・TA6V ELIと、15CDV6バッチ1470(本発明によるI2B)と、の組合せ。
この方法は、標準のTA6V内に、厚さが5mmでありかつ直径が550mmであるような半球を支持することに関するものである。この半球は、同じ幾何形状の凹所を有しかつ18CD4から形成されたツールによって保持されつつ、1時間にわたって真空中で約870℃とされる。
粉末の高密度化によるブランクの製造を行い、その後、このブランクの鍛造を行った。
−材料の変形が規則的であること。
−18CD4コアに対して予め接触したTA6V円筒体の表面のところにおいて、拡散が全く無いこと。
30 凹所
50 粉末
Claims (21)
- 実質的にニッケルを含有しておらずかつ非ステンレススチールの低合金スチールの使用であって、
例えばチタン粉末またはチタン合金粉末を高密度化することおよび/または成形することによってあるいはバルク状チタンまたはバルク状チタン合金を成形することによって固体状態でもってチタンまたはチタン合金を形成し得るよう、チタンまたはチタン合金に対して接触することを意図した物品の少なくとも1つの表面を形成するに際して使用することを特徴とする使用。 - 請求項1記載の使用において、
前記スチールを、固体状態でのチタンまたはチタン合金の高温成形用モールドの少なくとも1つの接触表面を形成するために使用することを特徴とする使用。 - 請求項1記載の使用において、
前記スチールを、チタン粉末またはチタン合金粉末を高密度化するためのおよび/または成形するためのツールを形成するために使用することを特徴とする使用。 - 請求項1記載の使用において、
前記スチールを、バルク状チタンまたはバルク状チタン合金の固体状態での成形のためのツールを形成するために使用することを特徴とする使用。 - 請求項1記載の使用において、
前記低合金スチールが、鉄以外の合金構成要素を、合計で10重量%未満しか含有しておらず、
特に、前記低合金スチールが、
−2.5重量%以下という、好ましくは0.5重量%以下という、ニッケルと、
−0.5〜4重量%という、好ましくは0.8〜2重量%という、クロムと、
−1重量%以下という、好ましくは0.4重量%以下という、炭素と、
−不可避不純物と、
−残部をなす鉄と、
から構成されていることを特徴とする使用。 - 請求項1または2記載の使用において、
前記スチールが、0.1〜4重量%という、好ましくは0.15〜2重量%という、さらに好ましくは0.15〜1重量%という、モリブデンを含有していることを特徴とする使用。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の使用において、
前記スチールが、0.05〜4重量%という、好ましくは0.05〜2重量%という、さらに好ましくは0.1〜1重量%という、バナジウムを含有していることを特徴とする使用。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の使用において、
前記スチールが、18CD4というグレードのスチールであることを特徴とする使用。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の使用において、
前記スチールが、15CDV6というグレードのスチールであることを特徴とする使用。 - チタンまたはチタン合金の固体状態での成形に際して、あるいは、チタン粉末またはチタン合金粉末の高密度化および/または成形に際して、あるいは、バルク状チタンまたはバルク状チタン合金の成形に際して、チタンまたはチタン合金に対して接触することを意図した物品の少なくとも1つの表面を形成するための方法であって、
請求項1〜9のいずれか1項に記載されているようにして、実質的にニッケルを含有しておらずかつ非ステンレススチールの前記低合金スチールによって前記表面を形成することを特徴とする方法。 - 請求項10記載の方法において、
固体状態でのチタンまたはチタン合金の高温成形用モールドの少なくとも1つの接触表面を形成することを特徴とする方法。 - 請求項10記載の方法において、
チタン粉末またはチタン合金粉末を高密度化するためのおよび/または成形するためのツールを形成することを特徴とする方法。 - 請求項10記載の方法において、
バルク状チタンまたはバルク状チタン合金の固体状態での成形のためのツールを形成することを特徴とする方法。 - 請求項10記載の方法において、
500℃〜1,000℃という温度で、好ましくは、500℃〜980℃という温度で、高温キャスティングを行うことを特徴とする方法。 - 請求項10または11記載の方法において、
部材のモールドを、TA6Vというグレードのチタンから形成することを特徴とする方法。 - 請求項10〜15のいずれか1項に記載の方法において、
チタンベースの合金から形成されたような特にTA6Vというグレードのチタンから形成されたようなポンプ羽根車を、旋削またはミリングによって形成された前記低合金スチールによって、形成することを特徴とする方法。 - 請求項10〜16のいずれか1項に記載の方法において、
前記スチールのアニールを行い、これにより、寸法の再現性を改良することを特徴とする方法。 - 例えばチタン粉末またはチタン合金粉末を高密度化することおよび/または成形することによってあるいはバルク状チタンまたはバルク状チタン合金を成形することによって固体状態でもってチタンまたはチタン合金を形成し得るよう、チタンまたはチタン合金に対して接触することを意図した接触表面を備えてなる物品であって、
前記接触表面が、請求項1〜9のいずれか1項に記載されているようにしてまたは請求項10〜17のいずれか1項に記載されているようにして、実質的にニッケルを含有しておらずかつ非ステンレススチールの前記低合金スチールによって形成されていることを特徴とする物品。 - チタン粉末またはチタン合金粉末を高密度化するためのおよび/または成形するためのツールであって、
このツールのうちの、固体状態とされたチタンまたはチタン合金に対して接触することを意図した少なくとも1つの表面が、請求項1〜9のいずれか1項に記載されているようにしてまたは請求項10〜17のいずれか1項に記載されているようにして、非ステンレススチールの前記低合金スチールによって形成されていることを特徴とするツール。 - バルク状チタンまたはバルク状チタン合金を成形するためのツールであって、
このツールのうちの、固体状態とされたチタンまたはチタン合金に対して接触することを意図した少なくとも1つの表面が、請求項1〜9のいずれか1項に記載されているようにしてまたは請求項10〜17のいずれか1項に記載されているようにして、非ステンレススチールの前記低合金スチールによって形成されていることを特徴とするツール。 - チタン粉末またはチタン合金粉末を高密度化することおよび/または成形することによってあるいはバルク状チタンまたはバルク状チタン合金を成形することによって固体状態でもってチタンまたはチタン合金を高温成形するためのモールドであって、
このモールドのうちの、固体状態とされたチタンまたはチタン合金に対して接触することを意図した少なくとも1つの表面が、請求項1〜9のいずれか1項に記載されているようにしてまたは請求項10〜17のいずれか1項に記載されているようにして、非ステンレススチールの前記低合金スチールによって形成されていることを特徴とするモールド。
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