JP2806133B2 - 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 - Google Patents
高密度粉末焼結チタン合金の製造方法Info
- Publication number
- JP2806133B2 JP2806133B2 JP7170892A JP7170892A JP2806133B2 JP 2806133 B2 JP2806133 B2 JP 2806133B2 JP 7170892 A JP7170892 A JP 7170892A JP 7170892 A JP7170892 A JP 7170892A JP 2806133 B2 JP2806133 B2 JP 2806133B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- titanium
- alloy
- density
- specific surface
- 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 - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車部品等に好適
な高密度粉末焼結チタン合金の製造方法に関する。
な高密度粉末焼結チタン合金の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】チタン合金は軽量かつ高強度であり、しか
も耐食性に優れているため産業部品から民生部品まで幅
広い応用が期待されている。特に、このような性質を生
かして自動車部品に適用することが検討されている。し
かし、チタンは難加工性材料であるため、溶製材から機
械加工あるいは冷間加工によって製造する方法では、機
械的性質の優れたものが得られるが、コストが高いとい
う欠点がある。このような欠点を回避するため、チタン
合金の素粉末を混合し、所定の形状に成形した後、真空
焼成して焼結体を得る粉末冶金技術の適用が試みられて
いる。
も耐食性に優れているため産業部品から民生部品まで幅
広い応用が期待されている。特に、このような性質を生
かして自動車部品に適用することが検討されている。し
かし、チタンは難加工性材料であるため、溶製材から機
械加工あるいは冷間加工によって製造する方法では、機
械的性質の優れたものが得られるが、コストが高いとい
う欠点がある。このような欠点を回避するため、チタン
合金の素粉末を混合し、所定の形状に成形した後、真空
焼成して焼結体を得る粉末冶金技術の適用が試みられて
いる。
【０００３】しかしながら、粉末冶金技術を用いた場
合、製品に空孔が残留するため、機械的性質、特に疲労
強度が低下する。空孔を消滅させるためには、焼結後に
ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）等の２次加工を用いればよ
いが、このような方法を採用するとコストが上昇してし
まい、粉末冶金のメリットを失ってしまう。
合、製品に空孔が残留するため、機械的性質、特に疲労
強度が低下する。空孔を消滅させるためには、焼結後に
ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）等の２次加工を用いればよ
いが、このような方法を採用するとコストが上昇してし
まい、粉末冶金のメリットを失ってしまう。
【０００４】コストを上昇させることなく高密度のチタ
ン焼結体を得るための注目すべき技術として、特公平２
−５０１７２に開示された方法がある。この方法は、予
めチタン合金を構成する合金元素により所定粒径の予合
金を作成し、この予合金と所定粒径のチタン粒子とを混
合し、理論値の８０〜９０％の密度を有する圧粉体と
し、これを液相が生じる温度未満で焼結するものであ
る。
ン焼結体を得るための注目すべき技術として、特公平２
−５０１７２に開示された方法がある。この方法は、予
めチタン合金を構成する合金元素により所定粒径の予合
金を作成し、この予合金と所定粒径のチタン粒子とを混
合し、理論値の８０〜９０％の密度を有する圧粉体と
し、これを液相が生じる温度未満で焼結するものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
２−５０１７２に開示された技術によりある程度の高密
度化を図ることができるものの、安定して高密度を得る
には未だ不十分である。
２−５０１７２に開示された技術によりある程度の高密
度化を図ることができるものの、安定して高密度を得る
には未だ不十分である。
【０００６】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、安定して高密度を得ることができる高密度
粉末焼結チタン合金の製造方法を提供することを目的と
する。
のであって、安定して高密度を得ることができる高密度
粉末焼結チタン合金の製造方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記課題を解決するために、チタン粉末と予め合金化され
た合金粉末との混合粉末を成形して焼結する高密度粉末
焼結チタン合金の製造方法であって、前記チタン粉末
は、その比表面積が０．１２〜０．１８ｍ2 ／ｇである
ことを特徴とする高密度粉末焼結体の製造方法を提供す
る。
記課題を解決するために、チタン粉末と予め合金化され
た合金粉末との混合粉末を成形して焼結する高密度粉末
焼結チタン合金の製造方法であって、前記チタン粉末
は、その比表面積が０．１２〜０．１８ｍ2 ／ｇである
ことを特徴とする高密度粉末焼結体の製造方法を提供す
る。
【０００８】本願発明者等が、高密度粉末焼結チタン合
金における密度のばらつきを抑えるべく検討を重ねた結
果、チタン粉末と予め合金化された合金粉末との混合粉
末を成形して焼結する方法によって高密度粉末焼結チタ
ン合金を得る場合には、チタン粉末の比表面積がある値
以上であれば安定して高密度が得られることを見出し
た。
金における密度のばらつきを抑えるべく検討を重ねた結
果、チタン粉末と予め合金化された合金粉末との混合粉
末を成形して焼結する方法によって高密度粉末焼結チタ
ン合金を得る場合には、チタン粉末の比表面積がある値
以上であれば安定して高密度が得られることを見出し
た。
【０００９】すなわち、チタン粉末と予め合金化された
合金粉末との混合粉末を成形して焼結する方法によって
高密度チタン合金を製造する場合には、チタン粉末と合
金粉末との接触反応により合金化が進行するため、チタ
ン粉末と合金粉末との接触面積が多いほど合金化反応が
促進され、高密度化が達成される。チタン粉末と合金粉
末との接触面積を増大するためには、チタン粉末自体の
比表面積を大きくすればよい。つまり、チタン粉末（例
えばスポンジチタン）には、表面の凹凸が顕著な粒子か
らなるものと、表面が比較的なめらかな粒子からなるも
のとがあり、同じ粒径でも表面の凹凸が顕著な粒子の方
が比表面積が大きく、合金粉末との接触面積が大きくな
るのである。
合金粉末との混合粉末を成形して焼結する方法によって
高密度チタン合金を製造する場合には、チタン粉末と合
金粉末との接触反応により合金化が進行するため、チタ
ン粉末と合金粉末との接触面積が多いほど合金化反応が
促進され、高密度化が達成される。チタン粉末と合金粉
末との接触面積を増大するためには、チタン粉末自体の
比表面積を大きくすればよい。つまり、チタン粉末（例
えばスポンジチタン）には、表面の凹凸が顕著な粒子か
らなるものと、表面が比較的なめらかな粒子からなるも
のとがあり、同じ粒径でも表面の凹凸が顕著な粒子の方
が比表面積が大きく、合金粉末との接触面積が大きくな
るのである。
【００１０】しかし、チタン粉末の比表面積がある一定
値以上になると焼結体の密度は飽和する。その一方で、
比表面積の増大に伴い、粒径が細かくなることにより、
粉体が扱いにくくなるという不都合が生じる。このよう
な観点から、本発明では、チタン粉末の比表面積を上述
のような不都合が生じない０．１２〜０．１８ｍ2 ／ｇ
の範囲に規定する。
値以上になると焼結体の密度は飽和する。その一方で、
比表面積の増大に伴い、粒径が細かくなることにより、
粉体が扱いにくくなるという不都合が生じる。このよう
な観点から、本発明では、チタン粉末の比表面積を上述
のような不都合が生じない０．１２〜０．１８ｍ2 ／ｇ
の範囲に規定する。
【００１１】従来は、チタン粉末を単純な篩分けによっ
て粒度管理しているのみであったから、原料粉末によっ
ては、焼結後に所望の高密度が得られない場合もあり、
焼結体密度のばらつきが生じていたが、本発明の範囲内
にチタン粉末の比表面積を管理することにより、安定し
て高密度を得ることができる。
て粒度管理しているのみであったから、原料粉末によっ
ては、焼結後に所望の高密度が得られない場合もあり、
焼結体密度のばらつきが生じていたが、本発明の範囲内
にチタン粉末の比表面積を管理することにより、安定し
て高密度を得ることができる。
【００１２】なお、この発明における比表面積の測定
は、チタン粉末の凹凸による比表面積の差が把握できる
ような測定方法であればよく、例えばＢＥＴ法による測
定が挙げられる。しかし、平均粒径を比表面積に換算す
るような方法は、チタン粉末の凹凸による比表面積の差
を把握できないので、適用することはできない。
は、チタン粉末の凹凸による比表面積の差が把握できる
ような測定方法であればよく、例えばＢＥＴ法による測
定が挙げられる。しかし、平均粒径を比表面積に換算す
るような方法は、チタン粉末の凹凸による比表面積の差
を把握できないので、適用することはできない。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例について詳細に説明
する。
する。
【００１４】粒子形状の異なる２種類のチタン粉末を、
夫々１００メッシュから３２５メッシュの４段階の篩を
通過させ（−＃１００：粒径１４９μｍ以下、−＃３２
５：粒径４４μｍ以下）、これらを適当に配合して７種
類のチタン粉末原料を作製した。これらの粉末原料につ
いて、ＢＥＴ法により比表面積を測定した結果、その値
が０．０５〜０．２０ｍ2 ／ｇの範囲であった。
夫々１００メッシュから３２５メッシュの４段階の篩を
通過させ（−＃１００：粒径１４９μｍ以下、−＃３２
５：粒径４４μｍ以下）、これらを適当に配合して７種
類のチタン粉末原料を作製した。これらの粉末原料につ
いて、ＢＥＴ法により比表面積を測定した結果、その値
が０．０５〜０．２０ｍ2 ／ｇの範囲であった。
【００１５】これらＴｉ原料粉末に、マスターアロイ
（予合金）を配合し、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金の組成と
し、５．２ton ／cm2 で成形し、１２６０℃で焼成し
た。なお、マスターアロイについては、いずれの場合も
塑性が６０Ａｌ−４０Ｖで平均粒径が５μｍのものを使
用した。このようにして製造したチタン合金焼結体の嵩
密度を測定した。この際の嵩密度と焼結前のチタン粉末
の比表面積との関係を図１に示す。
（予合金）を配合し、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金の組成と
し、５．２ton ／cm2 で成形し、１２６０℃で焼成し
た。なお、マスターアロイについては、いずれの場合も
塑性が６０Ａｌ−４０Ｖで平均粒径が５μｍのものを使
用した。このようにして製造したチタン合金焼結体の嵩
密度を測定した。この際の嵩密度と焼結前のチタン粉末
の比表面積との関係を図１に示す。
【００１６】図１から明らかなように、比表面積が０．
０８ｍ2 ／ｇまでは嵩密度が４．３０ｇ／cm3 （相対密
度＝９７．１％）程度と低いが、０．１０ｍ2 ／ｇ付近
から嵩密度が上昇し始め、０．１２ｍ2 ／ｇで４．４１
ｇ／cm3 と極めて高い嵩密度が得られることが確認され
た。また、比表面積が０．１６ｍ2 ／ｇ付近で嵩密度は
飽和し、さらに比表面積が増加して０．２０ｍ2 ／ｇに
達すると、かえって粉体の取扱いが困難なる等の不都合
が発生した。以上の結果から、チタン粉末の比表面積が
０．１２〜０．１８ｍ2 ／ｇの範囲であれば安定して高
い密度が得られることが確認された。
０８ｍ2 ／ｇまでは嵩密度が４．３０ｇ／cm3 （相対密
度＝９７．１％）程度と低いが、０．１０ｍ2 ／ｇ付近
から嵩密度が上昇し始め、０．１２ｍ2 ／ｇで４．４１
ｇ／cm3 と極めて高い嵩密度が得られることが確認され
た。また、比表面積が０．１６ｍ2 ／ｇ付近で嵩密度は
飽和し、さらに比表面積が増加して０．２０ｍ2 ／ｇに
達すると、かえって粉体の取扱いが困難なる等の不都合
が発生した。以上の結果から、チタン粉末の比表面積が
０．１２〜０．１８ｍ2 ／ｇの範囲であれば安定して高
い密度が得られることが確認された。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、安定して高密度を得
ることができる高密度粉末焼結チタン合金の製造方法が
提供される。
ることができる高密度粉末焼結チタン合金の製造方法が
提供される。
【図１】チタン粉末の比表面積と焼結体の嵩密度との関
係を示す図。
係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−293707（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−107202（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−127602（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−50172（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 1/04 B22F 1/00 - 3/26
Claims (1)
- 【請求項１】 チタン粉末と予め合金化された合金粉末
との混合粉末を成形して焼結する高密度粉末焼結チタン
合金の製造方法であって、前記チタン粉末は、その比表
面積が０．１２〜０．１８ｍ2 ／ｇであることを特徴と
する高密度粉末焼結チタン合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7170892A JP2806133B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7170892A JP2806133B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271826A JPH05271826A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2806133B2 true JP2806133B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=13468312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7170892A Expired - Lifetime JP2806133B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2806133B2 (ja) |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP7170892A patent/JP2806133B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05271826A (ja) | 1993-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3950166A (en) | Process for producing a sintered article of a titanium alloy | |
| US6334882B1 (en) | Dense parts produced by uniaxial compressing an agglomerated spherical metal powder | |
| US4432795A (en) | Sintered powdered titanium alloy and method of producing same | |
| JPH0442441B2 (ja) | ||
| US4534808A (en) | Method for refining microstructures of prealloyed powder metallurgy titanium articles | |
| JP2806133B2 (ja) | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 | |
| JP3566637B2 (ja) | 焼結チタンフィルタの製造方法 | |
| US4536234A (en) | Method for refining microstructures of blended elemental powder metallurgy titanium articles | |
| JP3113144B2 (ja) | 高密度焼結チタン合金の製造方法 | |
| GB2122643A (en) | Producing a machinable high strength hot formed ferrous base alloy from powder | |
| JPH05171321A (ja) | 高密度粉末焼結用チタン合金 | |
| JP2576320B2 (ja) | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 | |
| JP2551285B2 (ja) | 高密度粉末焼結用チタン合金 | |
| JP2576319B2 (ja) | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 | |
| JP3761551B2 (ja) | 焼結チタンフィルタ | |
| JPH0250172B2 (ja) | ||
| JPH08311586A (ja) | α，β二相チタン合金複合材料並びに各種製品のチタン合金材料とチタン合金製品 | |
| JPH05287302A (ja) | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 | |
| JPH0762184B2 (ja) | Ｔｉ合金製品の製造方法 | |
| JPS62199703A (ja) | Ａ１−Ｓｉ系粉末合金の熱間静水圧圧縮成形法 | |
| JP2752857B2 (ja) | 粉末合金製ビレットの製造方法 | |
| JPH05148567A (ja) | 高密度粉末焼結用チタン合金 | |
| US3264102A (en) | Method of sintering | |
| KR900009094B1 (ko) | 고밀도 환원철분의 제조방법 | |
| Wanjara et al. | Characterization of Ti-6 pct Al-4 pct V/TiC metal matrix composites consolidated by powder metallurgy processing |