JP2926886B2 - 複合材料およびその製造方法 - Google Patents
複合材料およびその製造方法Info
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Description
（産業上の利用分野） 本発明は、耐摩耗性，耐酸化性に優れた複合材料およ
びその製造方法に係わり、とくに軽量であって比強度が
高くしかも耐摩耗性および耐酸化性に優れていてこれら
のうちの一方または両方において優れていることが要求
される部材（製品，部品，素材）として好適に利用され
る軽量の複合材料およびその製造方法に関するものであ
る。 （従来の技術） 近年、エンジンの構成部品であるエンジンバルブ，ピ
ストン，ロッカーアームなどの往復運動部品や、ターボ
チャージャロータ，タービンブレードなどの回転運動部
品に対する高性能化（高応答性，高出力化）が一段と求
められており、とくに自動車の燃費向上のために燃焼効
率を高めうるようにすることから燃焼温度がさらに上昇
する傾向にあり、従来の耐熱鋼やNi基耐熱合金などのご
とく比重の大きい素材を用いた場合には、慣性力が大き
くなりかつまた応答遅れが大きくなって高応答性ならび
に高出力化の要求にこたえることができなくなってい
る。 したがって、使用材料の比強度を向上させることが望
まれており、TiAl系合金は軽量な耐熱・耐酸化材料とし
て注目されるようになっている。 このTiAl系合金は、比重がセラミックス並みであって
軽量であり、比強度ではNi基耐熱合金に勝るという優れ
た特長を有している。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなTiAl系合金では、700℃以
上での耐酸化性に劣る傾向にあり、SiやNb等の添加によ
って耐酸化性を向上させる試みもなされている（特開昭
63−111152号公報等）が、十分満足のいくものとはなっ
ておらず、900℃を超える部材への適用には至っていな
いと共に、摺動部品である場合に耐摩耗性が十分でない
という課題があった。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たものであって、軽量であって比強度が大でありしかも
耐摩耗性，耐熱性に優れていて、耐摩耗性や耐熱性、さ
らには耐摩耗性および耐熱性の両方に優れていることが
要求される部材として好適に利用される複合材料を提供
することを目的としている。
びその製造方法に係わり、とくに軽量であって比強度が
高くしかも耐摩耗性および耐酸化性に優れていてこれら
のうちの一方または両方において優れていることが要求
される部材（製品，部品，素材）として好適に利用され
る軽量の複合材料およびその製造方法に関するものであ
る。 （従来の技術） 近年、エンジンの構成部品であるエンジンバルブ，ピ
ストン，ロッカーアームなどの往復運動部品や、ターボ
チャージャロータ，タービンブレードなどの回転運動部
品に対する高性能化（高応答性，高出力化）が一段と求
められており、とくに自動車の燃費向上のために燃焼効
率を高めうるようにすることから燃焼温度がさらに上昇
する傾向にあり、従来の耐熱鋼やNi基耐熱合金などのご
とく比重の大きい素材を用いた場合には、慣性力が大き
くなりかつまた応答遅れが大きくなって高応答性ならび
に高出力化の要求にこたえることができなくなってい
る。 したがって、使用材料の比強度を向上させることが望
まれており、TiAl系合金は軽量な耐熱・耐酸化材料とし
て注目されるようになっている。 このTiAl系合金は、比重がセラミックス並みであって
軽量であり、比強度ではNi基耐熱合金に勝るという優れ
た特長を有している。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなTiAl系合金では、700℃以
上での耐酸化性に劣る傾向にあり、SiやNb等の添加によ
って耐酸化性を向上させる試みもなされている（特開昭
63−111152号公報等）が、十分満足のいくものとはなっ
ておらず、900℃を超える部材への適用には至っていな
いと共に、摺動部品である場合に耐摩耗性が十分でない
という課題があった。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たものであって、軽量であって比強度が大でありしかも
耐摩耗性，耐熱性に優れていて、耐摩耗性や耐熱性、さ
らには耐摩耗性および耐熱性の両方に優れていることが
要求される部材として好適に利用される複合材料を提供
することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明に係わる複合材料は、TiAl系合金に、Cr:5〜25
重量％、Si:2〜７重量％、B:1〜５重量％、C:0.1重量％
以下で残部実質的にNiからなる被覆合金を被覆してなる
構成としたことを特徴としており、実施態様において
は、前記被覆合金が、Cr:10〜20重量％、Si:3〜５重量
％、B:2.5〜4.5重量％、C:0.1重量％以下で残部実質的
にNiからなる構成とし、必要に応じて被覆合金中にFe:6
重量％以下,Al:5重量％以下のうちの１種または２種が
含まれる構成としたことを特徴としており、本発明に係
わる複合材料の製造方法は、TiAl系合金の一部ないしは
全部に前記被覆合金の粉末を設けたのち、1000℃以上の
温度に加熱する構成とし、あるいは前記TiAl系合金の一
部ないしは全部に前記被覆合金の粉末を設けたのち、10
00℃以上の温度に加熱すると共に大気圧以上の圧力を加
える構成としたことを特徴とするとしており、上記した
複合材料およびその製造方法の構成を前述した従来の課
題を解決するための手段としている。 本発明に関わる複合材料は、TiAl系合金にNi基合金を
被覆してなるものであるが、この場合のTiAl系合金とし
ては、例えば、TiAl,Ti3Alを主成分とする材料が適用さ
れ、より具体例として、Al:30〜42重量％と、残部Tiか
らなるものが用いられる。また、TiAl系合金の強度や延
性を向上させるために、Ni（例えば0.05〜3.0重量
％）、Si（例えば0.05〜3.0重量％）、Mn（例えば0.03
〜3.0重量％）、Ｂ（例えば0.005〜0.5重量％）や、そ
のほかCr,Nb,Ta,W,Mo,C,Feなどを添加したものも適用さ
れる。 そして、この場合のTiAl系合金は、鋳造，鍛造，粉末
焼結等のいずれの手法によって製造されたものでもよ
く、TiAl系合金の製造手段についてはとくに限定されな
い。 また、被覆合金は、Cr:5〜25重量％、Si:2〜７重量
％、B:1〜５重量％、C:0.1重量％以下、必要に応じてF
e:6重量％以下、Al:5重量％以下、残部実質的にNiから
なるものが用いられるが、このような成分組成とした限
定理由について説明する。 Crは複合材料の耐酸化性を確保するために５重量％以
上含有していることが必要であるが、多すぎると脆化傾
向が大となるので25重量％以下とすることが必要であ
り、より望ましくは10〜20重量％の範囲とするのがよ
い。 Siは複合材料の耐酸化性を向上させると共に、融点を
低下させるのに有効であるので、２重量％以上含有して
いることが必要であるが、多すぎると脆化傾向が大とな
るので７重量％以下とすることが必要であり、より望ま
しくは３〜５重量％の範囲とするのがよい。 Ｂは融点を降下させると共に、TiAl系合金との濡れ性
を向上させるのに有効であるので１重量％以上含有して
いることが必要であるが、多すぎると母材との拡散層が
大きくなりすぎる傾向となるので５重量％以下とするこ
とが必要であり、より望ましくは2.5〜4.5重量％の範囲
とするのがよい。 Ｃは複合材料の耐酸化性に悪影響を及ぼすことがある
ので、0.1重量％以下とすることが必要である。 Feは被覆合金の強度を向上させると共に濡れ性を向上
させるのに有効な元素であるので必要に応じて含有させ
ることもよいが、多すぎると融点を上げると共に、耐酸
化性を劣化させるので、含有させるとしても６重量％以
下とする必要がある。 Alは複合材料の耐酸化性を向上させるのに有効な元素
であるので必要に応じて含有させることもよいが、多す
ぎると融点を上げるので、含有させるとしても５重量％
以下とする必要がある。 Niは被覆合金の靭性，濡れ性，耐熱性を向上させるの
で残部とした。 そして、本発明に係わる複合材料を製造するに際して
は、前記TiAl系合金の一部（複数箇所にわたる場合も当
然含む。）ないしは全部に前記被覆合金を被覆する。 この場合の被覆手段としては、溶融めっきや、火炎
（フレーム），アーク，プラズマ，爆烈などによる溶射
被覆や、物理的蒸着（PVD）や、化学的蒸着（CVD）など
があり、本発明ではとくに限定はされないが、非常に簡
便でかつ安価な手法として、TiAl系合金の一部ないしは
全部に被覆合金の粉末を設けたのち加熱する手段を用い
ることも可能である。 例えば、前記被覆合金の粉末を有機溶剤等からなる適
宜のバインダーと混合し、刷毛やスプレーなどによって
TiAl系合金の一部ないしは全部に塗布したのち、1000℃
以上の温度に加熱することによって前記バインダーを飛
散させると共に被覆合金を半溶融状態にして基地である
TiAl系合金と密着させる。このとき、TiAl系合金に対す
る被覆合金の密着性をより一層向上させるために、必要
に応じて前記1000℃以上の加熱とともにオートクレーブ
や熱間等方圧圧縮（HIP）などにより大気圧以上の圧力
を加えるようになすことも必要に応じて望ましい。 そして、TiAl系合金に対する被覆合金の被覆厚さは、
500μｍ程度までであれば密着性に問題を生ずることな
く被覆することができる。 （発明の作用） 本発明に係わる複合材料およびその製造方法は、上述
した構成を有するものであるから、基材であるTiAl系合
金は軽量で比強度が高く構造体としての必要な強度が得
られると共に、高速運動特性や応答特性などに優れ、こ
のTiAl系合金基材の表面にはNi基の薄い耐熱・耐酸化層
を有していることから、900℃を超える使用温度におい
ても耐熱性，耐酸化性が著しく優れたものとなり、耐熱
性や耐酸化性の一方が要求される場合および耐熱性と耐
酸化性の両方が要求される場合に適したものになる。 （実施例） 実施例１ プラズマアークを熱源とし、水冷銅製るつぼを備えた
スカル炉を用いて、Arガス雰囲気中において、第１表に
示す各化学成分のTiAl系合金の鋳塊（各々約8kg）を溶
製した。次いで、各鋳塊より３×10×25mmの供試片を切
り出した。 次に、前記各供試片の表面に、同じく第１表に示す各
化学成分の被覆合金粉末と有機バインダーとを混合した
ペーストを用意し、スプレーもしくは刷毛塗りにより同
じく第１表に示す塗布量を塗布したのち、No.2,5,12,1
4,15を除いて10-5Torr中で1100℃×10分の加熱を行った
のち炉冷した。また、No.2,5,12,14,15では1100℃×10
分の加熱時にオートクレーブにて大気圧以上に加圧処理
したのち炉冷した。 次に、耐摩耗性の評価のために、表面硬度の測定を行
った。この表面硬度の測定において断面の被覆合金層硬
さをマイクロビッカース硬度計（荷重;500gf）により測
定し、５点の平均値を求めた。この結果を同じく第１表
の表面硬度の欄に示す。 また、耐酸化性の評価のために、各供試片を第１図に
示すパターンで900℃または950℃で加熱・冷却するに際
し、露点20℃/3N合成空気中で192サイクル加熱・冷却し
たのちの酸化増量を調べた。この結果を同じく第１表の
酸化増量の欄に示す。 第１表に示すように、本発明を満足する発明例No.1〜
16の場合には、表面硬度が600前後〜700前後と硬いもの
になっていて耐摩耗性に優れていると共に、900℃での
酸化増量が約6g/cm2以内,950℃での酸化増量が17g/cm2
以内となっていて、耐酸化性にも優れているものであっ
た。 これに対して、TiAl系合金のみからなるNo.17,19で
は、耐酸化性に著しく劣ったものとなっており、また、
TiAl系合金に被覆合金を被覆するとしても、被覆合金中
のCr量が少なくＣ量が多すぎるNo.18では耐酸化性に劣
ったものとなっており、また、被覆合金中のFe量が多す
ぎNo.20においても耐酸化性に劣ったものとなってお
り、被覆合金中のCr量が多すぎるNo.21およびSi量が多
すぎるNo.22では脆化傾向が大となって密着不良を生じ
ており、No.22ではＣ量も多すぎて耐酸化性にも劣るも
のとなっていて好ましくないものであった。 実施例２ TiAl系合金（Ti−34重量％Al）製ターボチャージャロ
ータ（外径:50mm）粗材の表面に、Ni−15重量％Cr−４
重量％Si−3.5重量％Ｂ−４重量％Fe−0.04重量％Ｃの
組成からなる被覆合金の粉末をスプレーにより150mg/cm
2の塗布量だけ塗布し、次いで10-5Torrの減圧下で1100
℃×10分間加熱したのち炉冷して、耐酸化処理を施した
ターボチャージャロータを作製した。 次いで、前記耐酸化処理を施したターボチャージャロ
ータと、耐酸化処理を施さないTiAl系合金のままのター
ボチャージャロータと、参考のためにカロライジング処
理を施したターボチャージャロータとを各々950℃で96
時間加熱して、それぞれにおける酸化スケールの剥離の
有無およびTi系酸化物の生成の有無を調べた。この結果
を第２表に示す。 第２表に示すように、耐酸化処理を施さない比較例の
ターボチャージャロータでは、高温加熱によって酸化ス
ケールの剥離を生じると共にTi系酸化物が生成して好ま
しくないものとなっており、カロライジング処理を施し
た参考例のターボチャージャロータでは酸化スケールの
剥離がなく重量増加量も本発明例のものと同等であるも
ののTi系酸化物が生成するため信頼性に欠けるものとな
っていた。 これに対して、特定の被覆合金による耐酸化処理を施
した本発明例のターボチャージャロータは高温加熱によ
っても酸化スケールの剥離は生じず、Ti系酸化物の生成
もなかった。
重量％、Si:2〜７重量％、B:1〜５重量％、C:0.1重量％
以下で残部実質的にNiからなる被覆合金を被覆してなる
構成としたことを特徴としており、実施態様において
は、前記被覆合金が、Cr:10〜20重量％、Si:3〜５重量
％、B:2.5〜4.5重量％、C:0.1重量％以下で残部実質的
にNiからなる構成とし、必要に応じて被覆合金中にFe:6
重量％以下,Al:5重量％以下のうちの１種または２種が
含まれる構成としたことを特徴としており、本発明に係
わる複合材料の製造方法は、TiAl系合金の一部ないしは
全部に前記被覆合金の粉末を設けたのち、1000℃以上の
温度に加熱する構成とし、あるいは前記TiAl系合金の一
部ないしは全部に前記被覆合金の粉末を設けたのち、10
00℃以上の温度に加熱すると共に大気圧以上の圧力を加
える構成としたことを特徴とするとしており、上記した
複合材料およびその製造方法の構成を前述した従来の課
題を解決するための手段としている。 本発明に関わる複合材料は、TiAl系合金にNi基合金を
被覆してなるものであるが、この場合のTiAl系合金とし
ては、例えば、TiAl,Ti3Alを主成分とする材料が適用さ
れ、より具体例として、Al:30〜42重量％と、残部Tiか
らなるものが用いられる。また、TiAl系合金の強度や延
性を向上させるために、Ni（例えば0.05〜3.0重量
％）、Si（例えば0.05〜3.0重量％）、Mn（例えば0.03
〜3.0重量％）、Ｂ（例えば0.005〜0.5重量％）や、そ
のほかCr,Nb,Ta,W,Mo,C,Feなどを添加したものも適用さ
れる。 そして、この場合のTiAl系合金は、鋳造，鍛造，粉末
焼結等のいずれの手法によって製造されたものでもよ
く、TiAl系合金の製造手段についてはとくに限定されな
い。 また、被覆合金は、Cr:5〜25重量％、Si:2〜７重量
％、B:1〜５重量％、C:0.1重量％以下、必要に応じてF
e:6重量％以下、Al:5重量％以下、残部実質的にNiから
なるものが用いられるが、このような成分組成とした限
定理由について説明する。 Crは複合材料の耐酸化性を確保するために５重量％以
上含有していることが必要であるが、多すぎると脆化傾
向が大となるので25重量％以下とすることが必要であ
り、より望ましくは10〜20重量％の範囲とするのがよ
い。 Siは複合材料の耐酸化性を向上させると共に、融点を
低下させるのに有効であるので、２重量％以上含有して
いることが必要であるが、多すぎると脆化傾向が大とな
るので７重量％以下とすることが必要であり、より望ま
しくは３〜５重量％の範囲とするのがよい。 Ｂは融点を降下させると共に、TiAl系合金との濡れ性
を向上させるのに有効であるので１重量％以上含有して
いることが必要であるが、多すぎると母材との拡散層が
大きくなりすぎる傾向となるので５重量％以下とするこ
とが必要であり、より望ましくは2.5〜4.5重量％の範囲
とするのがよい。 Ｃは複合材料の耐酸化性に悪影響を及ぼすことがある
ので、0.1重量％以下とすることが必要である。 Feは被覆合金の強度を向上させると共に濡れ性を向上
させるのに有効な元素であるので必要に応じて含有させ
ることもよいが、多すぎると融点を上げると共に、耐酸
化性を劣化させるので、含有させるとしても６重量％以
下とする必要がある。 Alは複合材料の耐酸化性を向上させるのに有効な元素
であるので必要に応じて含有させることもよいが、多す
ぎると融点を上げるので、含有させるとしても５重量％
以下とする必要がある。 Niは被覆合金の靭性，濡れ性，耐熱性を向上させるの
で残部とした。 そして、本発明に係わる複合材料を製造するに際して
は、前記TiAl系合金の一部（複数箇所にわたる場合も当
然含む。）ないしは全部に前記被覆合金を被覆する。 この場合の被覆手段としては、溶融めっきや、火炎
（フレーム），アーク，プラズマ，爆烈などによる溶射
被覆や、物理的蒸着（PVD）や、化学的蒸着（CVD）など
があり、本発明ではとくに限定はされないが、非常に簡
便でかつ安価な手法として、TiAl系合金の一部ないしは
全部に被覆合金の粉末を設けたのち加熱する手段を用い
ることも可能である。 例えば、前記被覆合金の粉末を有機溶剤等からなる適
宜のバインダーと混合し、刷毛やスプレーなどによって
TiAl系合金の一部ないしは全部に塗布したのち、1000℃
以上の温度に加熱することによって前記バインダーを飛
散させると共に被覆合金を半溶融状態にして基地である
TiAl系合金と密着させる。このとき、TiAl系合金に対す
る被覆合金の密着性をより一層向上させるために、必要
に応じて前記1000℃以上の加熱とともにオートクレーブ
や熱間等方圧圧縮（HIP）などにより大気圧以上の圧力
を加えるようになすことも必要に応じて望ましい。 そして、TiAl系合金に対する被覆合金の被覆厚さは、
500μｍ程度までであれば密着性に問題を生ずることな
く被覆することができる。 （発明の作用） 本発明に係わる複合材料およびその製造方法は、上述
した構成を有するものであるから、基材であるTiAl系合
金は軽量で比強度が高く構造体としての必要な強度が得
られると共に、高速運動特性や応答特性などに優れ、こ
のTiAl系合金基材の表面にはNi基の薄い耐熱・耐酸化層
を有していることから、900℃を超える使用温度におい
ても耐熱性，耐酸化性が著しく優れたものとなり、耐熱
性や耐酸化性の一方が要求される場合および耐熱性と耐
酸化性の両方が要求される場合に適したものになる。 （実施例） 実施例１ プラズマアークを熱源とし、水冷銅製るつぼを備えた
スカル炉を用いて、Arガス雰囲気中において、第１表に
示す各化学成分のTiAl系合金の鋳塊（各々約8kg）を溶
製した。次いで、各鋳塊より３×10×25mmの供試片を切
り出した。 次に、前記各供試片の表面に、同じく第１表に示す各
化学成分の被覆合金粉末と有機バインダーとを混合した
ペーストを用意し、スプレーもしくは刷毛塗りにより同
じく第１表に示す塗布量を塗布したのち、No.2,5,12,1
4,15を除いて10-5Torr中で1100℃×10分の加熱を行った
のち炉冷した。また、No.2,5,12,14,15では1100℃×10
分の加熱時にオートクレーブにて大気圧以上に加圧処理
したのち炉冷した。 次に、耐摩耗性の評価のために、表面硬度の測定を行
った。この表面硬度の測定において断面の被覆合金層硬
さをマイクロビッカース硬度計（荷重;500gf）により測
定し、５点の平均値を求めた。この結果を同じく第１表
の表面硬度の欄に示す。 また、耐酸化性の評価のために、各供試片を第１図に
示すパターンで900℃または950℃で加熱・冷却するに際
し、露点20℃/3N合成空気中で192サイクル加熱・冷却し
たのちの酸化増量を調べた。この結果を同じく第１表の
酸化増量の欄に示す。 第１表に示すように、本発明を満足する発明例No.1〜
16の場合には、表面硬度が600前後〜700前後と硬いもの
になっていて耐摩耗性に優れていると共に、900℃での
酸化増量が約6g/cm2以内,950℃での酸化増量が17g/cm2
以内となっていて、耐酸化性にも優れているものであっ
た。 これに対して、TiAl系合金のみからなるNo.17,19で
は、耐酸化性に著しく劣ったものとなっており、また、
TiAl系合金に被覆合金を被覆するとしても、被覆合金中
のCr量が少なくＣ量が多すぎるNo.18では耐酸化性に劣
ったものとなっており、また、被覆合金中のFe量が多す
ぎNo.20においても耐酸化性に劣ったものとなってお
り、被覆合金中のCr量が多すぎるNo.21およびSi量が多
すぎるNo.22では脆化傾向が大となって密着不良を生じ
ており、No.22ではＣ量も多すぎて耐酸化性にも劣るも
のとなっていて好ましくないものであった。 実施例２ TiAl系合金（Ti−34重量％Al）製ターボチャージャロ
ータ（外径:50mm）粗材の表面に、Ni−15重量％Cr−４
重量％Si−3.5重量％Ｂ−４重量％Fe−0.04重量％Ｃの
組成からなる被覆合金の粉末をスプレーにより150mg/cm
2の塗布量だけ塗布し、次いで10-5Torrの減圧下で1100
℃×10分間加熱したのち炉冷して、耐酸化処理を施した
ターボチャージャロータを作製した。 次いで、前記耐酸化処理を施したターボチャージャロ
ータと、耐酸化処理を施さないTiAl系合金のままのター
ボチャージャロータと、参考のためにカロライジング処
理を施したターボチャージャロータとを各々950℃で96
時間加熱して、それぞれにおける酸化スケールの剥離の
有無およびTi系酸化物の生成の有無を調べた。この結果
を第２表に示す。 第２表に示すように、耐酸化処理を施さない比較例の
ターボチャージャロータでは、高温加熱によって酸化ス
ケールの剥離を生じると共にTi系酸化物が生成して好ま
しくないものとなっており、カロライジング処理を施し
た参考例のターボチャージャロータでは酸化スケールの
剥離がなく重量増加量も本発明例のものと同等であるも
ののTi系酸化物が生成するため信頼性に欠けるものとな
っていた。 これに対して、特定の被覆合金による耐酸化処理を施
した本発明例のターボチャージャロータは高温加熱によ
っても酸化スケールの剥離は生じず、Ti系酸化物の生成
もなかった。
本発明に係わる複合材料は、TiAl系合金に、Cr:5〜25
重量％、Si:2〜７重量％、B:1〜５重量％、C:0.1重量％
以下で、必要に応じてFe:6重量％以下,Al:5重量％以下
のうちの１種または２種を含有し残部実質的にNiからな
る被覆合金を被覆してなる構成としたものであるから、
基材であるTiAl系合金は軽量で比強度が高く構造体とし
て要求される必要な強度が得られるようにすることが可
能であると共に、往復運動部材である場合の慣性力が小
さくかつまた回転運動部材である場合の応答性に優れた
ものとすることが可能であって例えばエンジンにおける
高回転化や高出力化にも対応しうるものであり、さらに
はこのTiAl系合金基材の表面にNi基の薄い耐熱・耐酸化
層を有していることから、900℃を超える使用温度にお
いても耐熱性，耐酸化性のいずれかが要求される場合
や、耐熱性および耐酸化性の両方が要求される部材（製
品，部品，素材）として適したものであるという著しく
優れた効果を有し、本発明に係わる複合材料の製造方法
は、TiAl系合金の一部ないしは全部に前記被覆合金の粉
末を設けたのち、1000℃以上の温度に各熱する構成と
し、あるいは前記TiAl系合金の一部ないしは全部に前記
被覆合金の粉末を設けたのち、1000℃以上の温度に加熱
すると共に大気圧以上の圧力を加える構成としたから、
上記した優れた特性を有する複合材料を簡便な手法によ
って製造することが可能であるという著大なる効果がも
たらされる。
重量％、Si:2〜７重量％、B:1〜５重量％、C:0.1重量％
以下で、必要に応じてFe:6重量％以下,Al:5重量％以下
のうちの１種または２種を含有し残部実質的にNiからな
る被覆合金を被覆してなる構成としたものであるから、
基材であるTiAl系合金は軽量で比強度が高く構造体とし
て要求される必要な強度が得られるようにすることが可
能であると共に、往復運動部材である場合の慣性力が小
さくかつまた回転運動部材である場合の応答性に優れた
ものとすることが可能であって例えばエンジンにおける
高回転化や高出力化にも対応しうるものであり、さらに
はこのTiAl系合金基材の表面にNi基の薄い耐熱・耐酸化
層を有していることから、900℃を超える使用温度にお
いても耐熱性，耐酸化性のいずれかが要求される場合
や、耐熱性および耐酸化性の両方が要求される部材（製
品，部品，素材）として適したものであるという著しく
優れた効果を有し、本発明に係わる複合材料の製造方法
は、TiAl系合金の一部ないしは全部に前記被覆合金の粉
末を設けたのち、1000℃以上の温度に各熱する構成と
し、あるいは前記TiAl系合金の一部ないしは全部に前記
被覆合金の粉末を設けたのち、1000℃以上の温度に加熱
すると共に大気圧以上の圧力を加える構成としたから、
上記した優れた特性を有する複合材料を簡便な手法によ
って製造することが可能であるという著大なる効果がも
たらされる。
第１図は本発明の実施例において耐酸化性の評価に用い
た加熱・冷却パターンを示す説明図である。
た加熱・冷却パターンを示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−109961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−164950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−139821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−31127（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 19/05 B B32B 15/01 G
Claims (6)
- 【請求項１】TiAl系合金に、Cr:5〜25重量％、Si:2〜７
重量％、B:1〜５重量％、C:0.1重量％以下で残部実質的
にNiからなる被覆合金を被覆してなることを特徴とする
複合材料。 - 【請求項２】被覆合金が、Cr:10〜20重量％、Si:3〜５
重量％、B:2.5〜4.5重量％、C:0.1重量％以下で残部実
質的にNiからなる請求項第１項に記載の複合材料。 - 【請求項３】被覆合金中にFe:6重量％以下を含む請求項
第１項または第２項に記載の複合材料。 - 【請求項４】被覆合金中にAl:5重量％以下を含む請求項
第１項，第２項または第３項に記載の複合材料。 - 【請求項５】TiAl系合金に被覆合金の粉末を設けたの
ち、1000℃以上の温度に加熱することを特徴とする請求
項第１項，第２項，第３項または第４項に記載の複合材
料の製造方法。 - 【請求項６】TiAl系合金に被覆合金の粉末を設けたの
ち、1000℃以上の温度に加熱すると共に大気圧以上の圧
力を加えることを特徴とする請求項第１項，第２項，第
３項または第４項に記載の複合材料の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP12883190A JP2926886B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP12883190A JP2926886B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 複合材料およびその製造方法 |
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|---|---|
| JPH0426736A JPH0426736A (ja) | 1992-01-29 |
| JP2926886B2 true JP2926886B2 (ja) | 1999-07-28 |
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| JP12883190A Expired - Fee Related JP2926886B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 複合材料およびその製造方法 |
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| JP (1) | JP2926886B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732878A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-10-17 | 丹阳宏图激光科技有限公司 | 穿孔顶头的激光强化工艺 |
| CN103572280A (zh) * | 2012-07-18 | 2014-02-12 | 蒋春花 | 激光熔覆之前无需预热的穿孔顶头的激光强化工艺 |
| CN103572282A (zh) * | 2012-07-18 | 2014-02-12 | 蒋春花 | 一种穿孔顶头表面的激光熔覆方法 |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP12883190A patent/JP2926886B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN102732878A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-10-17 | 丹阳宏图激光科技有限公司 | 穿孔顶头的激光强化工艺 |
| CN102732878B (zh) * | 2012-07-18 | 2013-12-18 | 丹阳宏图激光科技有限公司 | 穿孔顶头的激光强化工艺 |
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| CN103572283A (zh) * | 2012-07-18 | 2014-02-12 | 蒋春花 | 穿孔顶头的激光强化工艺 |
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| CN103572283B (zh) * | 2012-07-18 | 2015-09-23 | 重庆广播电视大学 | 穿孔顶头的激光强化工艺 |
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| JPH0426736A (ja) | 1992-01-29 |
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