JP6747670B2 - 金属部材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態の金属部材の製造方法は、金属溶湯脱成分法を利用するものであり、金属材料を金属浴に浸すことにより、金属浴成分との混合熱に依存して、金属材料から所定の成分が選択されて金属浴へ溶出し、かつ、残存する成分が微小間隙を自己組織形成しながら濃化する性質に注目した冶金学的手法によるものである。
本発明の実施の形態の金属部材の製造方法は、まず、第1成分から成る第1の金属浴と、第2の成分から成る第2の金属浴とを準備する。また、金属材料として、第3の成分と第4の成分と第5の成分とを同時に含有し、かつ、第1の成分の凝固点よりも高い融点を有する化合物、合金または非平衡合金を準備する。
第1〜第5の各成分および金属材料を準備後、第1溶出工程として、第1の金属浴に金属材料を浸す。このとき、第1の金属浴の温度を、第5の成分と第3の成分および第4の成分との状態図において、金属材料から第5の成分が減少し、第3の成分および第4の成分のみから成る成分に至るまでの組成変動範囲内における液相線温度の最小値よりも低い温度に制御しておく。
第1溶出工程の後、第2溶出工程として、第1溶出工程で得られた第1の金属部材を、第2の金属浴に浸す。このとき、第2の金属浴の温度を、第4の成分と第3の成分との状態図において、第1の金属部材から第4の成分が減少し、第3の成分に至るまでの組成変動範囲内における液相線温度の最小値よりも低い温度に制御しておく。
Claims (9)
- 第1の成分および第2の成分に対して正の混合熱を有する第3の成分と、前記第1の成分に対して正の混合熱を有し、前記第2の成分に対して負の混合熱を有する第4の成分と、前記第1の成分に対して負の混合熱を有する第5の成分とを同時に含有し、かつ、前記第1の成分の凝固点よりも高い融点を有する化合物、合金または非平衡合金から成る金属材料を、
この金属材料から前記第5の成分が減少し、前記第3の成分および前記第4の成分のみから成る成分に至るまでの組成変動範囲内における液相線温度の最小値よりも低い温度に制御された、前記第1の成分から成る第1の金属浴に浸すことにより、前記第5の成分を選択的に前記第1の金属浴内に溶出させて、微小間隙を有し、前記第2の成分の凝固点よりも高い融点を有する第1の金属部材を得る第1溶出工程と、
前記第1の金属部材を、この第1の金属部材から前記第4の成分が減少し、前記第3の成分に至るまでの組成変動範囲内における液相線温度の最小値よりも低い温度に制御された、前記第2の成分から成る第2の金属浴に浸すことにより、前記第4の成分を選択的に前記第2の金属浴内に溶出させて、微小間隙を有する第2の金属部材を得る第2溶出工程とを、
有することを特徴とする金属部材の製造方法。 - 前記第1溶出工程の後、前記第1の金属部材を前記第1の金属浴から引き上げ、酸またはアルカリ水溶液により、周囲または前記第1の金属部材の微小間隙の内部に付着した、前記第1の成分および前記第5の成分を含む付着混和体を選択的に溶出して除去する第1選択除去工程を有することを特徴とする請求項1記載の金属部材の製造方法。
- 前記第2溶出工程の後、前記第2の金属部材を前記第2の金属浴から引き上げ、酸またはアルカリ水溶液により、周囲または前記第2の金属部材の微小間隙の内部に付着した、前記第2の成分および前記第4の成分を含む付着混和体を選択的に溶出して除去する第2選択除去工程を有することを特徴とする請求項1または2記載の金属部材の製造方法。
- 前記第1溶出工程は、前記金属材料を浸す前に、前記第4の成分を構成する元素の一部または全部を、前記第1の金属浴に添加しておくことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。
- 前記第2溶出工程は、前記第1の金属部材を浸す前に、前記第3の成分を構成する元素の一部または全部を、前記第2の金属浴に添加しておくことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。
- 前記第1の成分および前記第2の成分は、それぞれLi、Mg、Ca、Cu、Zn、Ag、Pb、Bi、希土類金属元素、もしくは、これらのいずれか一つを主成分とする合金または化合物である混和体から成り、
前記第3の成分は、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、V、Mo、W、Fe、Co、Ni、C、Si、Ge、Snのいずれか一つ、もしくは、その複数を含む合金または化合物である混和体から成り、
前記第4の成分および前記第5の成分は、それぞれLi、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、Mo、Wのいずれか一つ、もしくは、その複数を含む混和体から成ることを
特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。 - 前記第2溶出工程は、前記第1の金属部材を前記第2の金属浴に浸すことにより、前記第1の金属部材の表層から前記第4の成分を選択的に前記第2の金属浴内に溶出させて、微小間隙を有する表面改質層を備えた第2の金属部材を得ることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。
- 前記第1溶出工程は、前記金属材料を前記第1の金属浴に浸すことにより、前記金属材料の表層から前記第5の成分を選択的に前記第1の金属浴内に溶出させて、微小間隙を有する表面層を備えた前記第1の金属部材を得、
前記第2溶出工程は、前記第1の金属部材を前記第2の金属浴に浸すことにより、前記第1の金属部材の前記表面層から前記第4の成分を選択的に前記第2の金属浴内に溶出させて、微小間隙を有する表面改質層を備えた前記第2の金属部材を得ることを
特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。 - 前記第1の成分がMgから成り、前記第2の成分がBiから成り、前記第4の成分がMnから成り、前記第5の成分がNiから成ることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。
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