JP2560332B2 - 快削チタン及びチタン合金の製造方法 - Google Patents
快削チタン及びチタン合金の製造方法Info
- Publication number
- JP2560332B2 JP2560332B2 JP62179895A JP17989587A JP2560332B2 JP 2560332 B2 JP2560332 B2 JP 2560332B2 JP 62179895 A JP62179895 A JP 62179895A JP 17989587 A JP17989587 A JP 17989587A JP 2560332 B2 JP2560332 B2 JP 2560332B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- titanium
- cutting
- free
- manufacturing
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims description 28
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 27
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims description 6
- 229910000796 S alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102000005298 Iron-Sulfur Proteins Human genes 0.000 claims description 2
- 108010081409 Iron-Sulfur Proteins Proteins 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は快削チタン及びチタン合金の製造方法に関す
る。
る。
（従来の技術） 純チタン（Ti）及びチタン合金は、軽量で強度が高い
という利点を生かして、特に航空機材料として重用され
ている。ところが、Ti及びTi合金は共に加工性特に被削
性が鋼等の材料に比べておとるため、部品の量産化が阻
まれていた。
という利点を生かして、特に航空機材料として重用され
ている。ところが、Ti及びTi合金は共に加工性特に被削
性が鋼等の材料に比べておとるため、部品の量産化が阻
まれていた。
一方、チタン及びチタン合金に硫黄（Ｓ）を添加する
と快削性が向上することが知られている。しかし、チタ
ン及びチタン合金にＳを単独で添加しても被削性改善効
果は期待された程ではなく、TiSが粒界に析出して熱間
加工性を低下させてしまうという問題がある。
と快削性が向上することが知られている。しかし、チタ
ン及びチタン合金にＳを単独で添加しても被削性改善効
果は期待された程ではなく、TiSが粒界に析出して熱間
加工性を低下させてしまうという問題がある。
本発明者は、Ｓと共に希土類元素（REM）を添加する
ことにより、REMでＳを固定することができるという事
実を見出した。
ことにより、REMでＳを固定することができるという事
実を見出した。
このように、チタン及びチタン合金にＳ及びREMを同
時添加する方法としては、上記チタン及びチタン合金の
溶製時に、Ｓ及びREMを夫々単独で添加する方法及び所
定量のＳを含有するREM−Ｓ合金として添加する方法の
２通りがある。
時添加する方法としては、上記チタン及びチタン合金の
溶製時に、Ｓ及びREMを夫々単独で添加する方法及び所
定量のＳを含有するREM−Ｓ合金として添加する方法の
２通りがある。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の方法のうち、前者の方法は、単
独で添加されたＳがTi及びTi合金溶製時の高温で昇華し
てしまい、Ｓの歩留りは50〜60％程度と低く、しかも、
昇華したＳが炉内を汚染してしまうという不都合があ
る。一方、後者の方法はこのような炉内の汚染が発生す
ることはないが、REM−Ｓ合金自体が極めて高価である
ため、製造コストが上昇するという問題がある。
独で添加されたＳがTi及びTi合金溶製時の高温で昇華し
てしまい、Ｓの歩留りは50〜60％程度と低く、しかも、
昇華したＳが炉内を汚染してしまうという不都合があ
る。一方、後者の方法はこのような炉内の汚染が発生す
ることはないが、REM−Ｓ合金自体が極めて高価である
ため、製造コストが上昇するという問題がある。
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
Ti及びTi合金の物性を劣化させることなく、硫黄の昇華
による炉内の汚染が生じることが防止され、且つ、製造
コストが低廉な快削チタン及びチタン合金の製造方法を
提供することを目的とする。
Ti及びTi合金の物性を劣化させることなく、硫黄の昇華
による炉内の汚染が生じることが防止され、且つ、製造
コストが低廉な快削チタン及びチタン合金の製造方法を
提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段および作用） 本発明者は、Ｓを単独で添加するのではなく、合金と
して添加する方法について種々検討を重ねた結果、Fe−
Ｓ合金としてＳを添加すると、Ｓ歩留りが高く、しか
も、製造コストの上昇も抑制することができるとの認識
に基づくものである。
して添加する方法について種々検討を重ねた結果、Fe−
Ｓ合金としてＳを添加すると、Ｓ歩留りが高く、しか
も、製造コストの上昇も抑制することができるとの認識
に基づくものである。
即ち、本発明は、硫黄を含有するチタン及びチタン合
金を製造する方法において、前記硫黄の原料として鉄−
硫黄合金を使用したものである。
金を製造する方法において、前記硫黄の原料として鉄−
硫黄合金を使用したものである。
本発明の製造方法は、純Ti及びTi合金の何れにも適用
することが可能である、Ti合金としては、特に限定され
るものではないが、例えば、6Al−4V−Ti合金、5Al−2.
5Sn−Ti合金、3Al−2.5V−Ti合金、8Al−1Mo−1V−Ti合
金等をあげることができる。これらのTi及びTi合金にお
いて、不純物としてのFeの含有量の上限値は通常0.25重
量％程度である。
することが可能である、Ti合金としては、特に限定され
るものではないが、例えば、6Al−4V−Ti合金、5Al−2.
5Sn−Ti合金、3Al−2.5V−Ti合金、8Al−1Mo−1V−Ti合
金等をあげることができる。これらのTi及びTi合金にお
いて、不純物としてのFeの含有量の上限値は通常0.25重
量％程度である。
Fe−Ｓ合金において、Ｓ含有量は全体の50重量％が上
限であるため、当然のことながら、Ｓ含有量を増加させ
ようとすると、Fe含有量も増加する。従って、上記した
Fe含有量の上限値に応じてＳ含有量を決定する。
限であるため、当然のことながら、Ｓ含有量を増加させ
ようとすると、Fe含有量も増加する。従って、上記した
Fe含有量の上限値に応じてＳ含有量を決定する。
更に、上記Fe−Ｓ合金に加えて、Ｓを固定する目的
で、希土類元素（REM）を添加する。このREMの添加量
は、特に限定されないが、通常、Ｓ含有量の２〜６倍程
度となる。
で、希土類元素（REM）を添加する。このREMの添加量
は、特に限定されないが、通常、Ｓ含有量の２〜６倍程
度となる。
そして、本発明においては、Ti及びTi合金の溶製時
に、上記したFe−Ｓ合金及びREMを添加する。Ti及びTi
合金の溶解法としては、例えば、プラズマ積層凝固炉、
真空アーク積層凝固炉等を使用することができる。
に、上記したFe−Ｓ合金及びREMを添加する。Ti及びTi
合金の溶解法としては、例えば、プラズマ積層凝固炉、
真空アーク積層凝固炉等を使用することができる。
（実施例） 出発原料（ベース材）として、純Tiと6Al−4V−Ti合
金を使用し、夫々にFe−Ｓ合金（Fe:50重量％、S:50重
量％）もしくは純Ｓを添加したのち、各々約50kgをプラ
ズマ積層凝固炉で一時溶解し、次いで、真空アーク積層
凝固炉で二次溶解した。尚、各溶解材中には、夫々REM
としてＳ添加量の約４倍量のミッシュメタル（La、Ce等
を含有する合金）が添加してある。更に、各材料からJI
S4号試験片を作製し、各試験片についてシャルピー衝撃
試験を行って靭性を調べ、その結果を第１表に示した。
金を使用し、夫々にFe−Ｓ合金（Fe:50重量％、S:50重
量％）もしくは純Ｓを添加したのち、各々約50kgをプラ
ズマ積層凝固炉で一時溶解し、次いで、真空アーク積層
凝固炉で二次溶解した。尚、各溶解材中には、夫々REM
としてＳ添加量の約４倍量のミッシュメタル（La、Ce等
を含有する合金）が添加してある。更に、各材料からJI
S4号試験片を作製し、各試験片についてシャルピー衝撃
試験を行って靭性を調べ、その結果を第１表に示した。
得られた溶解材中のＳ及びFeの分析を行い、歩留りを
算出して結果を第１表に示した。表中、試料No.1、２、
５、６は実施例であり、試料No.3、４、７、８は比較例
である。
算出して結果を第１表に示した。表中、試料No.1、２、
５、６は実施例であり、試料No.3、４、７、８は比較例
である。
又、上記各溶解材を直径50mmの丸棒に鍛造し、焼なま
し処理を施して夫々試験片を作製した。各試験片につい
て以下に述べる被削性試験を行った。
し処理を施して夫々試験片を作製した。各試験片につい
て以下に述べる被削性試験を行った。
被削性試験条件 工具：直径5mmのドリル 送り:0.05mm/rev. 穴深さ:20mm 1000m寿命速度を求めて評価した。「1000m寿命速度」
は、ドリル寿命が、のべ穴深さ1000mになる切削速度
（回転速度）であって、工具使用時の作業性を表す。
は、ドリル寿命が、のべ穴深さ1000mになる切削速度
（回転速度）であって、工具使用時の作業性を表す。
この被削性は、純Tiに純Ｓにより硫黄を添加した試料
No.3の試験片における1000m寿命速度の値を標準にと
り、これを100としたときの比率、即ち「穴あけ性指
数」として評価した。これらの結果を第１表に併記し
た。
No.3の試験片における1000m寿命速度の値を標準にと
り、これを100としたときの比率、即ち「穴あけ性指
数」として評価した。これらの結果を第１表に併記し
た。
第１表からも明らかなように、本発明の製造方法によ
れば、出発材料として純Ti、Ti合金の何れを用いて場合
にもＳの歩留りが大幅に向上する。更に又、Feの歩留り
は略100％であり、最終的なFeの含有量が最初に添加し
たFe−Ｓ合金中のFe含有量から極めて定量的に推測でき
るため、Feの規格に応じてFe−Ｓ合金の使用量を決定す
ればよい。
れば、出発材料として純Ti、Ti合金の何れを用いて場合
にもＳの歩留りが大幅に向上する。更に又、Feの歩留り
は略100％であり、最終的なFeの含有量が最初に添加し
たFe−Ｓ合金中のFe含有量から極めて定量的に推測でき
るため、Feの規格に応じてFe−Ｓ合金の使用量を決定す
ればよい。
又、本発明の製造方法により得られた純Ti及びTi合金
は何れも良好な被削性及び靭性を有するものである。
は何れも良好な被削性及び靭性を有するものである。
一方、比較例、即ち、試料No.3、４、７、８は、何れ
もＳの歩留りが低く、しかも、溶解時に昇華したＳが炉
壁等に付着し、炉を汚染するという不都合が生じた。
もＳの歩留りが低く、しかも、溶解時に昇華したＳが炉
壁等に付着し、炉を汚染するという不都合が生じた。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、硫黄を含有する
チタン及びチタン合金を製造する方法において、前記硫
黄の原料として鉄−硫黄合金を使用したので、Ti及びTi
合金の物性を損なうことなく、Ｓの歩留りを従来に比べ
て大幅に向上させることが可能となり、その結果、Ti及
びTi合金よりなる部品を量産することが可能となる。
チタン及びチタン合金を製造する方法において、前記硫
黄の原料として鉄−硫黄合金を使用したので、Ti及びTi
合金の物性を損なうことなく、Ｓの歩留りを従来に比べ
て大幅に向上させることが可能となり、その結果、Ti及
びTi合金よりなる部品を量産することが可能となる。
Claims (1)
- 【請求項１】硫黄を含有するチタン及びチタン合金を製
造する方法において、前記硫黄の原料として鉄−硫黄合
金を使用したことを特徴とする快削チタン及びチタン合
金の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179895A JP2560332B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 快削チタン及びチタン合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179895A JP2560332B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 快削チタン及びチタン合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6425924A JPS6425924A (en) | 1989-01-27 |
| JP2560332B2 true JP2560332B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=16073780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62179895A Expired - Fee Related JP2560332B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 快削チタン及びチタン合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560332B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03104529U (ja) * | 1990-02-15 | 1991-10-30 | ||
| CN118726793B (zh) * | 2024-08-21 | 2025-06-17 | 惠州至精精密技术有限公司 | 一种易切削钛材及其制备工艺 |
-
1987
- 1987-07-21 JP JP62179895A patent/JP2560332B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6425924A (en) | 1989-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003226933A (ja) | 低炭素快削鋼 | |
| AU643204B2 (en) | Aluminium-lithium, aluminium-magnesium and magnesium-lithium alloys of high toughness | |
| JP2000219936A (ja) | 快削鋼 | |
| Maykuth et al. | A metallurgical evaluation of iodide chromium | |
| JP2560332B2 (ja) | 快削チタン及びチタン合金の製造方法 | |
| JPH0639651B2 (ja) | 非熱処理型切削用押出Ａｌ合金管棒材 | |
| EP3856944A2 (en) | Titanium alloy with moderate strength and high ductility | |
| EP0909830A1 (en) | Hot working high chromium alloy | |
| US4456481A (en) | Hot workability of age hardenable nickel base alloys | |
| JP3637375B2 (ja) | コネクティングロッドの製造方法 | |
| US4376650A (en) | Hot workability of an age hardenable nickle base alloy | |
| JPH01168849A (ja) | 高疲労強度快削鋼及びその製造方法 | |
| JPH0653902B2 (ja) | 快削チタン合金及びその製造法 | |
| JP2000319753A (ja) | 低炭素硫黄系快削鋼 | |
| JP3225970B2 (ja) | チタン合金 | |
| AU2020102255A4 (en) | High-performance rare-earth tool steel and manufacturing method thereof | |
| JPH11279698A (ja) | 破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼とその製品 | |
| JPH0339442A (ja) | 熱間鍛造用アルミニウム快削合金 | |
| JPH04111962A (ja) | 高速度工具鋼の製造方法 | |
| JP3223990B2 (ja) | 高温クリープ強度および靭性に優れたマグネシウム合金 | |
| JP5533352B2 (ja) | β型チタン合金 | |
| JP2699602B2 (ja) | コネクティングロツドの製造方法 | |
| JP3295910B2 (ja) | Ｔｉ合金製部材の製造方法 | |
| JPS61119643A (ja) | 快削アルミニウム合金とその製造法 | |
| JP3697822B2 (ja) | 破断分離が容易な熱間鍛造用高強度非調質鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |