JP3115011B2 - チタン基複合材の製造方法 - Google Patents
チタン基複合材の製造方法Info
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- JP3115011B2 JP3115011B2 JP03025420A JP2542091A JP3115011B2 JP 3115011 B2 JP3115011 B2 JP 3115011B2 JP 03025420 A JP03025420 A JP 03025420A JP 2542091 A JP2542091 A JP 2542091A JP 3115011 B2 JP3115011 B2 JP 3115011B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はチタン又はチタン合金に
硼化チタン（セラミックス）を分散させることにより高
強度のチタン基複合材を得るチタン基複合材の製造方法
に関する。
硼化チタン（セラミックス）を分散させることにより高
強度のチタン基複合材を得るチタン基複合材の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】チタン基複合材は、理論上高い強度を得
ることができると共に、耐熱性及び耐蝕性が優れている
ことから、航空宇宙分野及び自動車分野等において構造
材として実用化することが試みられている。
ることができると共に、耐熱性及び耐蝕性が優れている
ことから、航空宇宙分野及び自動車分野等において構造
材として実用化することが試みられている。
【０００３】従来、チタン基複合材を製造する場合、チ
タン又はチタン合金の粉末と硼化チタン等のセラミック
ス粉末とを所定の割合で均一に混合したものを原料粉末
とする。そして、この原料粉末をプレスして圧粉体を作
製した後、この圧粉体を真空中又はアルゴンガス中にて
加熱して焼結させることによりチタン基複合材を製造し
ている。また、ホットプレス又は熱間静水圧プレスを使
用して、前記原料粉末を加圧すると同時に加熱して焼結
させることにより、チタン基複合材からなる所望の形状
の製品を得る試みも行われている。
タン又はチタン合金の粉末と硼化チタン等のセラミック
ス粉末とを所定の割合で均一に混合したものを原料粉末
とする。そして、この原料粉末をプレスして圧粉体を作
製した後、この圧粉体を真空中又はアルゴンガス中にて
加熱して焼結させることによりチタン基複合材を製造し
ている。また、ホットプレス又は熱間静水圧プレスを使
用して、前記原料粉末を加圧すると同時に加熱して焼結
させることにより、チタン基複合材からなる所望の形状
の製品を得る試みも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のチタン基複合材の製造方法においては、セラミ
ックスの分散によるチタン基複合材の強化特性は、チタ
ン又はチタン合金とセラミックスとの界面における接着
性の良否により決定される。チタンは金属中では活性で
あるが、本来、セラミックスは耐火性が高い材料である
ため、チタン又はチタン合金とセラミックスとの界面に
良好な接着性を得ることは極めて困難である。従って、
原料としてチタン又はチタン合金の粉末とセラミックス
粉末とを混合したものを使用した場合、得られるチタン
基複合材は延性が低く、実際の強度が理論強度よりも極
めて低いという問題点がある。
た従来のチタン基複合材の製造方法においては、セラミ
ックスの分散によるチタン基複合材の強化特性は、チタ
ン又はチタン合金とセラミックスとの界面における接着
性の良否により決定される。チタンは金属中では活性で
あるが、本来、セラミックスは耐火性が高い材料である
ため、チタン又はチタン合金とセラミックスとの界面に
良好な接着性を得ることは極めて困難である。従って、
原料としてチタン又はチタン合金の粉末とセラミックス
粉末とを混合したものを使用した場合、得られるチタン
基複合材は延性が低く、実際の強度が理論強度よりも極
めて低いという問題点がある。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、チタン又はチタン合金とセラミックスとの
界面における接着性を高めることができ、高強度且つ高
延性のチタン基複合材を製造することができるチタン基
複合材の製造方法を提供することを目的とする。
のであって、チタン又はチタン合金とセラミックスとの
界面における接着性を高めることができ、高強度且つ高
延性のチタン基複合材を製造することができるチタン基
複合材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るチタン基複
合材の製造方法は、チタン又はチタン合金の粉末の表面
を硼化処理して粉末表面に硼化チタンを形成する工程
と、この表面が硼化した粉末を焼結させる工程とを有す
ることを特徴とする。
合材の製造方法は、チタン又はチタン合金の粉末の表面
を硼化処理して粉末表面に硼化チタンを形成する工程
と、この表面が硼化した粉末を焼結させる工程とを有す
ることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本願発明者はチタン又はチタン合金とセラミッ
クスとの界面の接着性を高めるべく種々実験を重ねた。
本発明はこの実験結果に基づいてなされたものである。
クスとの界面の接着性を高めるべく種々実験を重ねた。
本発明はこの実験結果に基づいてなされたものである。
【０００８】即ち、本発明においては、先ずチタン又は
チタン合金の粉末に硼化処理を施すことにより、この粉
末の表面に硼化チタン（セラミックス）を生成させる。
この硼化チタンは硼化処理によって前記粉末の表面に強
固に生成するため、チタン又はチタン合金との接着性が
極めて高い。次いで、表面が硼化した前記粉末を所望の
形状に成形し、これを焼結させることによりチタン基複
合材を製造する。従って、本発明によれば、チタン又は
チタン合金とセラミックスとの界面における接着性を高
めることができるので、高強度且つ高延性のチタン基複
合材を製造することができる。
チタン合金の粉末に硼化処理を施すことにより、この粉
末の表面に硼化チタン（セラミックス）を生成させる。
この硼化チタンは硼化処理によって前記粉末の表面に強
固に生成するため、チタン又はチタン合金との接着性が
極めて高い。次いで、表面が硼化した前記粉末を所望の
形状に成形し、これを焼結させることによりチタン基複
合材を製造する。従って、本発明によれば、チタン又は
チタン合金とセラミックスとの界面における接着性を高
めることができるので、高強度且つ高延性のチタン基複
合材を製造することができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例についてその比較例と
比較して説明する。
比較して説明する。
【００１０】先ず、平均粒径が２５μｍのチタン粉末
を、ガス透過性を有するガラス繊維製シートで包んだ。
そして、アモルファスホウ素、ホウフッ化カリウム及び
アルミナを質量比で２：１：７の割合で混合した硼化剤
中に、上述のガラス繊維製シートで包まれたチタン粉末
を埋没させ、これら全体をステンレス容器内に挿入した
後、アルゴンガス雰囲気にて１０００℃の温度で２０時
間加熱して硼化処理を施すことにより、前記チタン粉末
の表面に硼化チタンを生成させた。次いで、前述の如く
表面が硼化した前記チタン粉末を鉄製のケースに充填
し、このケースを密閉した後、熱間静水圧プレスにより
温度が１２００℃、圧力が１０００気圧の条件にて前記
ケース内の前記チタン粉末を焼結させた。その後、機械
加工により焼結体から前記ケースを剥離した。これによ
り、５質量％の硼化チタンを含有する本実施例のチタン
基複合材を製造した。
を、ガス透過性を有するガラス繊維製シートで包んだ。
そして、アモルファスホウ素、ホウフッ化カリウム及び
アルミナを質量比で２：１：７の割合で混合した硼化剤
中に、上述のガラス繊維製シートで包まれたチタン粉末
を埋没させ、これら全体をステンレス容器内に挿入した
後、アルゴンガス雰囲気にて１０００℃の温度で２０時
間加熱して硼化処理を施すことにより、前記チタン粉末
の表面に硼化チタンを生成させた。次いで、前述の如く
表面が硼化した前記チタン粉末を鉄製のケースに充填
し、このケースを密閉した後、熱間静水圧プレスにより
温度が１２００℃、圧力が１０００気圧の条件にて前記
ケース内の前記チタン粉末を焼結させた。その後、機械
加工により焼結体から前記ケースを剥離した。これによ
り、５質量％の硼化チタンを含有する本実施例のチタン
基複合材を製造した。
【００１１】また、平均粒径が２５μｍのチタン粉末
と、平均粒径が５μｍの硼化チタン粉末とを質量比が９
５：５となるように均一に混合し、この混合粉末を上述
の実施例と同様の方法により焼結させた。これにより、
５質量％の硼化チタンを含有する比較例のチタン基複合
材を製造した。
と、平均粒径が５μｍの硼化チタン粉末とを質量比が９
５：５となるように均一に混合し、この混合粉末を上述
の実施例と同様の方法により焼結させた。これにより、
５質量％の硼化チタンを含有する比較例のチタン基複合
材を製造した。
【００１２】このようにして得られた実施例及び比較例
に係るチタン基複合材について、引張強度及び伸びを測
定した。その結果を下記表１に示す。
に係るチタン基複合材について、引張強度及び伸びを測
定した。その結果を下記表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】この表１から明らかなように、本実施例に
係るチタン基複合材は引張強度が８７２．２ＭＰａであ
り、伸びが１０％であって、強度及び延性が共に優れた
ものであった。
係るチタン基複合材は引張強度が８７２．２ＭＰａであ
り、伸びが１０％であって、強度及び延性が共に優れた
ものであった。
【００１５】一方、チタン粉末と硼化チタン粉末との混
合粉末を焼結させた比較例に係るチタン基複合材は引張
強度が４８０．２ＭＰａと低く、伸びが０．６％と小さ
いものであった。
合粉末を焼結させた比較例に係るチタン基複合材は引張
強度が４８０．２ＭＰａと低く、伸びが０．６％と小さ
いものであった。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
タン又はチタン合金の粉末の表面を硼化処理して粉末表
面に硼化チタンを生成させた後、この粉末を焼結させる
から、チタン又はチタン合金とセラミックスとの界面に
おける接着性を著しく高めることができる。従って、高
強度且つ高延性のチタン基複合材を製造することができ
る。
タン又はチタン合金の粉末の表面を硼化処理して粉末表
面に硼化チタンを生成させた後、この粉末を焼結させる
から、チタン又はチタン合金とセラミックスとの界面に
おける接着性を著しく高めることができる。従って、高
強度且つ高延性のチタン基複合材を製造することができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 チタン又はチタン合金の粉末の表面を硼
化処理して粉末表面に硼化チタンを形成する工程と、こ
の表面が硼化した粉末を焼結させる工程とを有すること
を特徴とするチタン基複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03025420A JP3115011B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | チタン基複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03025420A JP3115011B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | チタン基複合材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04247803A JPH04247803A (ja) | 1992-09-03 |
| JP3115011B2 true JP3115011B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=12165461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03025420A Expired - Fee Related JP3115011B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | チタン基複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115011B2 (ja) |
-
1991
- 1991-01-24 JP JP03025420A patent/JP3115011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04247803A (ja) | 1992-09-03 |
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Legal Events
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