JPH02145701A - 加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末粒及びその製造方法 - Google Patents
加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末粒及びその製造方法Info
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- JPH02145701A JPH02145701A JP63297922A JP29792288A JPH02145701A JP H02145701 A JPH02145701 A JP H02145701A JP 63297922 A JP63297922 A JP 63297922A JP 29792288 A JP29792288 A JP 29792288A JP H02145701 A JPH02145701 A JP H02145701A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ジェットエンジン、ターボチャージャー等の
軽量耐熱材料として研究、開発が進められているＴ ｉ
Ａｊ 、 Ｔ ｉ ３ ｋｌ、＃、１ 、Ｔ ｉのよ
うな金属間化合物およびそれらのい（つかの相からなる
多層金属間化合物を含むチタン・アルミニウム合金にお
いて、旧Ｐ、ホットプレス、熱間押出し等の粉末冶金に
よる加工を容易にするための粉末粒及びその製造方法に
関するものである。
軽量耐熱材料として研究、開発が進められているＴ ｉ
Ａｊ 、 Ｔ ｉ ３ ｋｌ、＃、１ 、Ｔ ｉのよ
うな金属間化合物およびそれらのい（つかの相からなる
多層金属間化合物を含むチタン・アルミニウム合金にお
いて、旧Ｐ、ホットプレス、熱間押出し等の粉末冶金に
よる加工を容易にするための粉末粒及びその製造方法に
関するものである。
［従来の技術］
チタン・アルミニウム合金による加工製品は主として鋳
造、特に精密鋳造で製造されており、鋳型内での冷却途
上で成分および組織の偏析が生じ高温強度低下の原因と
なっている。これらの偏析をなくすためには、鋳造後、
例えば１０００°Ｃで７日間あるいは１２００″Ｃで３
日間のような高温、長時間の均一化熱処理が必要である
。
造、特に精密鋳造で製造されており、鋳型内での冷却途
上で成分および組織の偏析が生じ高温強度低下の原因と
なっている。これらの偏析をなくすためには、鋳造後、
例えば１０００°Ｃで７日間あるいは１２００″Ｃで３
日間のような高温、長時間の均一化熱処理が必要である
。
チタン・アルミニウム合金の成形加工の手段としては、
鋳造法に比べて、粉末冶金成形法は所望の形状に近い形
で成形できるので材料の有効利用が図れるとともに、粉
末冶金焼結体は均−相識となり、均一化熱処理が省略で
きる。
鋳造法に比べて、粉末冶金成形法は所望の形状に近い形
で成形できるので材料の有効利用が図れるとともに、粉
末冶金焼結体は均−相識となり、均一化熱処理が省略で
きる。
しかしながら、チタン・アルミニウム金属間化合物は、
純チタンや一般のチタン合金の場合に比較して高温強度
が高いため、粉末を用いた加圧焼結による成形も容易で
ないのが現状である。
純チタンや一般のチタン合金の場合に比較して高温強度
が高いため、粉末を用いた加圧焼結による成形も容易で
ないのが現状である。
［発明が解決しようとする課Ｂ］
チタン・アルミニウム合金粉末の加圧焼結晶を鋳造材と
同じ密度まで緻密化するためには、１１００°Ｃ以上の
高温度での高圧成形を必要とする。しかしながらチタン
・アルミニウム合金は１１００’Ｃを超えると結晶粒の
粗大化が著しく、焼結体の機械的性質が低下し、鋳造材
との比較においてその性能的優位性は損われる。
同じ密度まで緻密化するためには、１１００°Ｃ以上の
高温度での高圧成形を必要とする。しかしながらチタン
・アルミニウム合金は１１００’Ｃを超えると結晶粒の
粗大化が著しく、焼結体の機械的性質が低下し、鋳造材
との比較においてその性能的優位性は損われる。
粉末冶金製品の特徴である微細結晶粒組織を有する焼結
体を得るためには１０００°Ｃ以下の温度で加圧焼結す
ることが望ましいが、チタン・アルミニウム合金の特性
としてこのような温度での緻密化には大きな圧力負荷が
必要である。
体を得るためには１０００°Ｃ以下の温度で加圧焼結す
ることが望ましいが、チタン・アルミニウム合金の特性
としてこのような温度での緻密化には大きな圧力負荷が
必要である。
本発明は以上のような問題点を改善するためになされた
ものであって、より低温、より低圧で緻密化された粉末
冶金製品を製造しうるチタン・アルミニウム合金粉末粒
及びその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
ものであって、より低温、より低圧で緻密化された粉末
冶金製品を製造しうるチタン・アルミニウム合金粉末粒
及びその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明は、焼結材料であるチタン・アルミニウム合金粉
末粒に予め歪みを与えておくことにより、焼結体の結晶
粒粗大化を防ぐに十分な低温域で、且つ実用的に有利な
より低圧下において、短時間で高密度の焼結体を得こと
ができることを確かめたものである。
末粒に予め歪みを与えておくことにより、焼結体の結晶
粒粗大化を防ぐに十分な低温域で、且つ実用的に有利な
より低圧下において、短時間で高密度の焼結体を得こと
ができることを確かめたものである。
即ち、本発明は加圧成形に用いるチタン・アルミニウム
合金粉末粒において、該合金粉末粒が歪みを有すること
を特徴とする加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末
粒を要旨とするものである。
合金粉末粒において、該合金粉末粒が歪みを有すること
を特徴とする加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末
粒を要旨とするものである。
さらに、本発明は歪みを有するチタン・アルミニウム合
金粉末粒を、ボールミルや、ボールの他に撹拌機能を付
加したアトライターなどによる機械的方法により、真空
下または不活性雰囲気下で粉末が著しく粉化しない程度
に処理することにより、実用的に簡易に製造しうろこと
を確かめたものである。
金粉末粒を、ボールミルや、ボールの他に撹拌機能を付
加したアトライターなどによる機械的方法により、真空
下または不活性雰囲気下で粉末が著しく粉化しない程度
に処理することにより、実用的に簡易に製造しうろこと
を確かめたものである。
従って、本発明はチタン・アルミニウム合金粉末粒を、
真空容器または不活性雰囲気を充填した容器内に装入し
、鋼球等を衝突せしめて、該合金粉末粒に歪みを与える
ことを特徴とする加圧成形用チタン・アルミニウム合金
粉末粒の製造方法をも要旨とする。
真空容器または不活性雰囲気を充填した容器内に装入し
、鋼球等を衝突せしめて、該合金粉末粒に歪みを与える
ことを特徴とする加圧成形用チタン・アルミニウム合金
粉末粒の製造方法をも要旨とする。
［作 用］
本発明はチタン・アルミニウム合金の特性を考慮し、粉
末冶金法による加圧焼結に際して、加圧焼結における温
度的制約条件の中で実用的な加圧圧力の下に、緻密な焼
結体を得ることのできる粉末粒として、粉末粒自体に歪
を与えておくことに最大の特徴を有するものである。
末冶金法による加圧焼結に際して、加圧焼結における温
度的制約条件の中で実用的な加圧圧力の下に、緻密な焼
結体を得ることのできる粉末粒として、粉末粒自体に歪
を与えておくことに最大の特徴を有するものである。
金属粉末を加圧焼結法により成形する場合、加圧焼結体
の緻密化は、主として粉末のクリープ変形である。した
がって粉末粒子の高温における変形抵抗を低下できれば
より低温、低圧かつ短時間で高密度焼結体の製造が可能
になる。
の緻密化は、主として粉末のクリープ変形である。した
がって粉末粒子の高温における変形抵抗を低下できれば
より低温、低圧かつ短時間で高密度焼結体の製造が可能
になる。
チタン・アルミニウム合金粉末粒の加圧焼結体の緻密化
を、該合金の結晶粒粗大化温度以下でも達成できる方法
として、粉末粒子に予め歪を与えておくことにより、変
形抵抗を下げることが出来る。変形抵抗の低下には、加
圧過程で粉末自身の結晶粒界で粒界すベリを生じやすく
してやることが必要であるが、粉末に変形を与えて、再
結晶温度にすると組織は微細に再結晶して粒界すべりを
起こしやすくなり超望性変形が期待でき、その効果とし
て同一温度、加圧条件下でも、歪を与えなかったチタン
・アルミニウム合金粉末粒の場合に比べより高密度な加
圧焼結体が得られる。
を、該合金の結晶粒粗大化温度以下でも達成できる方法
として、粉末粒子に予め歪を与えておくことにより、変
形抵抗を下げることが出来る。変形抵抗の低下には、加
圧過程で粉末自身の結晶粒界で粒界すベリを生じやすく
してやることが必要であるが、粉末に変形を与えて、再
結晶温度にすると組織は微細に再結晶して粒界すべりを
起こしやすくなり超望性変形が期待でき、その効果とし
て同一温度、加圧条件下でも、歪を与えなかったチタン
・アルミニウム合金粉末粒の場合に比べより高密度な加
圧焼結体が得られる。
粉末粒に歪を与える手段としてボールミルおよび機械的
にはボールミルに準じたアトライターなどによる機械的
方法が実用的に有効である。
にはボールミルに準じたアトライターなどによる機械的
方法が実用的に有効である。
［実施例］
原子数比で５０ ： ５０のチタン・アルミニウム合金
粉末粒において、その粉末粒子径が平均３５０ｊ１ｍの
ものを用い、内径１００閣のステンレス鋼製円筒の中に
前記粉末と直径９．８ ｍ１１のステンレス鋼製ボール
およびアルゴンガスを入れ２３５ｒｐｍで円筒を円周方
向に回転させた、ボールミル処理前の粉末と処理後の粉
末の粒子外観を第１図（ａ）および（ｂ）に示す。この
場合のボールミル処理時間は５０時間であった。本装置
によるボールミル処理時間は５０〜２００時間が有効で
５０時間以下では十分な歪がみられず、２００時間以上
では粉化が進み実用的ではなかった。但し、ここに示さ
れる処理時間の範囲は前記各サイズのボールミルにおけ
′るものである。
粉末粒において、その粉末粒子径が平均３５０ｊ１ｍの
ものを用い、内径１００閣のステンレス鋼製円筒の中に
前記粉末と直径９．８ ｍ１１のステンレス鋼製ボール
およびアルゴンガスを入れ２３５ｒｐｍで円筒を円周方
向に回転させた、ボールミル処理前の粉末と処理後の粉
末の粒子外観を第１図（ａ）および（ｂ）に示す。この
場合のボールミル処理時間は５０時間であった。本装置
によるボールミル処理時間は５０〜２００時間が有効で
５０時間以下では十分な歪がみられず、２００時間以上
では粉化が進み実用的ではなかった。但し、ここに示さ
れる処理時間の範囲は前記各サイズのボールミルにおけ
′るものである。
第１図（ａ）、 （ｂ）に示されたチタン・アルミニウ
ム合金粉末粒を用いて、真空中で圧力１００ＭＰａ、加
圧時間３時間のもとに各温度で成形の結果、得られた各
成形体の鋳造材との相対密度を第２図に示す。８５０〜
１０００°Ｃにおいて本発明（ｂ）の歪付与粉末の緻密
化が顕著である。
ム合金粉末粒を用いて、真空中で圧力１００ＭＰａ、加
圧時間３時間のもとに各温度で成形の結果、得られた各
成形体の鋳造材との相対密度を第２図に示す。８５０〜
１０００°Ｃにおいて本発明（ｂ）の歪付与粉末の緻密
化が顕著である。
第３図は、前記加圧焼結晶の金属組織を示すもので（ａ
）は本発明外の従来粉末によるもの、（ｂ）は本発明の
歪付与粉末によるものおよび（Ｃ）は同じ化学組成の鋳
造材を示す。チタン・アルミニウム合金の特性として（
Ｃ）に示す鋳造材は極めて粗大な結晶粒を示し、（ａ）
に示す従来の粉末を用いたものは粉末冶金製品としての
結晶粒細粒化効果はみられるがさらに０））に示す本発
明の歪附与粉末粒によるものは顕著な微細組織を示して
いる。
）は本発明外の従来粉末によるもの、（ｂ）は本発明の
歪付与粉末によるものおよび（Ｃ）は同じ化学組成の鋳
造材を示す。チタン・アルミニウム合金の特性として（
Ｃ）に示す鋳造材は極めて粗大な結晶粒を示し、（ａ）
に示す従来の粉末を用いたものは粉末冶金製品としての
結晶粒細粒化効果はみられるがさらに０））に示す本発
明の歪附与粉末粒によるものは顕著な微細組織を示して
いる。
［発明の効果］
本来、加圧焼結性の劣るチタン・アルミニウム合金粉末
粒において、ボールミル等による機械的方法により歪を
与えた本発明の粉末粒は、加圧焼結に際しての加圧圧力
および温度において、より低い値を利用できるので実用
性が向上し、且つ加圧焼結体の金属組織が微細となる。
粒において、ボールミル等による機械的方法により歪を
与えた本発明の粉末粒は、加圧焼結に際しての加圧圧力
および温度において、より低い値を利用できるので実用
性が向上し、且つ加圧焼結体の金属組織が微細となる。
第１図はチタン・アルミニウム合金粉末粒のボールミル
処理前の粉末粒（ａ）と処理後の粉末粒（１））の粒子
構造を示す顕微鏡写真図、第２図は第１図に示すチタン
・アルミニウム合金粉末粒を加圧成形して得られた成形
体の鋳造材との相対密度を示す図、第３図はチタン・ア
ルミニウム合金粉末粒の加圧焼結晶の金属組織を示す顕
微鏡写真で、（ａ）は本発明外の従来粉末によるもの、
■）は本発明の歪付与粉末によるもの、（Ｃ）は同じ化
学組成の鋳造材を示す。 第８図 第３図 、・ ）
処理前の粉末粒（ａ）と処理後の粉末粒（１））の粒子
構造を示す顕微鏡写真図、第２図は第１図に示すチタン
・アルミニウム合金粉末粒を加圧成形して得られた成形
体の鋳造材との相対密度を示す図、第３図はチタン・ア
ルミニウム合金粉末粒の加圧焼結晶の金属組織を示す顕
微鏡写真で、（ａ）は本発明外の従来粉末によるもの、
■）は本発明の歪付与粉末によるもの、（Ｃ）は同じ化
学組成の鋳造材を示す。 第８図 第３図 、・ ）
Claims (2)
- （１）加圧成形に用いるチタン・アルミニウム合金粉末
粒において、該合金粉末粒が歪みを有することを特徴と
する加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末粒。 - （２）チタン・アルミニウム合金粉末粒を、真空容器ま
たは不活性雰囲気を充填した容器内に装入し、鋼球等を
衝突せしめて、該合金粉末粒に歪みを与えることを特徴
とする加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末粒の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63297922A JPH02145701A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末粒及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63297922A JPH02145701A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末粒及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145701A true JPH02145701A (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=17852827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63297922A Pending JPH02145701A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 加圧成形用チタン・アルミニウム合金粉末粒及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02145701A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008080041A1 (en) * | 2006-12-23 | 2008-07-03 | June-Sang Siak | Three-part metallurgy system including aluminum and titanium for lightweight alloy |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49113707A (ja) * | 1973-02-15 | 1974-10-30 | ||
| JPS6126701A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-06 | Komatsu Ltd | 金属粉の焼結方法 |
| JPS6283403A (ja) * | 1985-10-05 | 1987-04-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 高硬度焼結合金の製造方法 |
| JPS62256902A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-09 | Nippon Steel Corp | 金属間化合物ＡｌＴｉ粉末およびその製造法 |
| JPS63130732A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-02 | Honda Motor Co Ltd | 高密度Ｔｉ焼結合金の製造方法 |
| JPS63203735A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属粉末成形体の高速超塑性変形加工法 |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP63297922A patent/JPH02145701A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| WO2008080041A1 (en) * | 2006-12-23 | 2008-07-03 | June-Sang Siak | Three-part metallurgy system including aluminum and titanium for lightweight alloy |
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