JPH02175833A - Ti焼結合金用母合金 - Google Patents

Ti焼結合金用母合金

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JPH02175833A
JPH02175833A JP32997888A JP32997888A JPH02175833A JP H02175833 A JPH02175833 A JP H02175833A JP 32997888 A JP32997888 A JP 32997888A JP 32997888 A JP32997888 A JP 32997888A JP H02175833 A JPH02175833 A JP H02175833A
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alloy
sintered
powder
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master alloy
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Masuo Hagiwara
益夫 萩原
Shin Miura
三浦 伸
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National Research Institute for Metals
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
National Research Institute for Metals
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は素粉未混合法で焼結Ti合金を製造するのに適
した母合金に関するものである。更に詳しくは特にIM
I829合金用に適した母合金に関する。
〔従来の技術〕
チタン合金は比強度が高(耐熱性にも優れ、構造用材料
として優れた性質を何している。しかしながら一般にチ
タン合金は、ルツボ材や鋳型材と反応しやすいため溶解
・鋳造が難しい。また、加工性が悪(素材の歩留まりが
悪いため、加工費、素材費が高くつくといった難点があ
る。こういった問題を解決するため、粉末冶金法の一手
法である素粉床温合法によるチタン合金の製造かい(つ
か試みられている(「金属J Vol、45. k4.
 pJ3゜1975年参照)。
素粉未混合法で製造する場合、単に各純金属粉末を目標
組成になるように混合しただけでは各金属の融点が違い
すぎるため、焼結過程でAp等の融点の低い金属の液相
が生じ、強固な焼結合金が得られない。
そのため、素粉未混合法では、一般に、純チタン粉末と
各合金化元素を含む母合金粉末との混合粉末を出発原料
粉末としている。
チタン合金の中でもNeara型と呼ばれる合金系は特
に、耐熱チタン合金として、宇宙・航空機のエンジン部
品などに用いられている。この中でI M 1829合
金はTl−5,5%AN−3.5%5n−3%Zr−0
,3%Mo−1%Nb−0.3%Sl(重量比)の化学
組成を持つNearα型チタン合金で、使用最高温度が
最も高いものの1つである。しかしながら本チタン合金
も難加工性なため加工費、素材費が高くつくといった難
点があるが、これまでにこの合金を素粉床温合法により
製造したという報告はない。
〔発明が解決しようとする課題〕
I M I 829合金部品を素粉床温合法により製造
しようとする場合、その母合金としてjli純に合金化
元素を目的組成比率に合せた組成では粉砕が非常に困難
で母合金インゴットを粉砕し、母合金粉末を経済的に得
ることが困難である。
本発明は粉砕が容易でかつ合金化も容易な使用し易いI
 M I 829用母合金組成を与えるものである。
〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは上記課題を解決するため、TiAp、Sn
、Zr、Mo、Nb、Slを含む種々の合金を溶製し、
粉砕性について詳細に調査した。
その結果、I M 1829組成の合金は粉砕不可能で
あることが判った。そこで上記成分をいくっがのグルー
プに分けて合金化し、粉砕性の良いものを得ることを試
みた。この場合、融点の違いが大きいことを考慮して、
まず比較的低融点のグループと比較的^融点のグループ
に分けた。アルミニウム(八Ω)の融点は660℃、錫
(Sn)の融点は232℃であり、チタン(Ti)の融
点1 、820°Cに比較して著しく低く、またどちら
も軟かくて粉砕により安価に粉末を得ることは不可能で
ある。
一方、ジルコニウム(Z r)、モリブデン(Mo)、
ニオブ(N b)、の融点はそれぞれ1.750°C1
2,625℃、2.415℃であり、Tiよりも畠く、
しかもいずれも比較的硬くて粉砕困難な金属である。
次にこれらの成分とTiとを組合わせ、脆い金属間化合
物の析出を利用して粉砕性を良くすることを試みた。そ
の結果、Ti−8n系においてTi、、Sn金属間化合
物を析出させると脆くなり、粉砕性が良いことが判明し
た。T l 2 S nとなる組成はTi  : 44
.7wL9fi、  Sn  : 55.3vL%であ
る。
T i 3S n ’(Ti + 54.7wL%. 
Sn:45.3wL%)は粉砕性は悪い。したがってT
i2Sn組成にAgを加え、Ti2Snの易粉砕性を利
用して軟がいA、17.Sn成分をTi合金として粉砕
容易な合金とすることとした。A、17とSnの比は粉
砕性の点から0,35〜1.16とするのが適当である
。ApとSnとは広い範囲で固溶することから、Tiに
対して八ΩとSn合量が一定範囲にならないと脆い金属
間化合物とはならない。以上の点を考慮して適当な組成
範囲を求めると、AR:17〜32wt%、Sn:37
〜45vt%、残部が実質的にTiである組成となるこ
とか判明した。
一方、Zr、Mo、Nb、Slを含む合金の粉砕性を検
討した結果1.J7にZr、Mo、Nb5lを加えた合
金が脆くて粉砕性が良いことを見出した。粉砕可能なA
gの範囲は八Ω・37〜49vt%である。このAgに
対し、Zr 、 Mo 、 NbSiを加える。これら
の成分の量は目標とするI M I 829の組成を考
慮して、Zr :Mo :Nb :Siの比をはゾ3 
:0.3  : 1 :0.3とするのか好ましい。こ
の範囲でZr、Mo、Nb、Siを添加しても、合金の
粉砕性か損われることはtよい。
以上の結果から利用できる合金組成範囲を定めれば、A
g :37〜49wL%と、Zr、 〜Io、Nl+S
1を含み、Zr :Mo :Nb :Si −(3±0
.5) : (0,3±1):  (1±0.5) :
 (0,3±0.1)を満たす範囲となる。換言すれば
項二%でAg:37〜49、Zr:30〜44、Mo:
3〜5、Nb:5〜+9、Sl :3〜5の組成を有す
る合金となる。
これらの母合金を使用してIMI829焼結合金を作る
には、前記Af!−3n −Ti母合金粉末とAN −
Zr −Mo −Nb−3l母合金粉末に不足分のTi
粉末を配合する。しかる後、公知の方法で成形焼結する
ことにより得られる。
〔作  用〕
本発明の母合金は脆くて粉砕し易い金属間化合物相を有
するので、これをfll用して粉末冶金用に適した10
0メツシユ以下の合金粉末を容易に得られる。
また、本発明の母合金を使用すれば、あらかじめ成分調
整しであるので配合が容易であり、かつ各成分が合金化
されているので焼結が容易に進行するものが得られる。
〔実 施 例〕
I M I 829焼結用母合金として34%Tl−4
2%5n−24%A、!7組成の母合金■と43.2%
Ag−37%Zr3.7%Mo −12,4%Nb−3
,7%S1組成の母合金■のインゴットをそれぞれアー
ク溶解により製造した。それらを各々ボールミルにより
粉砕し、それを100メツシユで篩分し、篩下を母合金
粉末とした。この母合金粉末■および■と純チタン粉末
をs、a:s、t  二83.[iの比で混合し、I 
M 1829組成の原料混合物を得た。同原料粉を6t
onr/cjで機械プレス成形し、1,380℃、22
0w1n真空焼結し、焼結体素材を得た。その機械的特
性を表1に示す。
(以下余白) 表 表1に示すとおりこのI M I 829用素材は良く
焼結していることがうかがえる。この素材を用いてHI
P処理し、最終形状の焼結Ti合金部材を製造するのに
適したものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、粉末冶金用の合金粉末が安価な粉砕法
によって容易に得られる。また、本発明の母合金を使用
すれば均質な焼結が促進されるので、焼結合金の特性も
一段と向上し、品質のバラツキも少いものが得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Al:17〜32wt%、Sn:37〜45wt
    %を含み、残部が不可避的不純物を含むTiからなるこ
    とを特徴とするTi焼結合金用母合金。
  2. (2)Ag:37〜49wt%とZr、Mo、Nb、S
    iとを含み、Zr:Mo:Nb:Siの比が(3±0.
    5):(0.3±0.1):(1±0.5):(0.3
    ±0.1)であることを特徴とするTi焼結合金用母合
    金。
JP32997888A 1988-12-27 1988-12-27 Ti焼結合金用母合金 Granted JPH02175833A (ja)

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JP32997888A JPH02175833A (ja) 1988-12-27 1988-12-27 Ti焼結合金用母合金

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JPH02175833A true JPH02175833A (ja) 1990-07-09
JPH052732B2 JPH052732B2 (ja) 1993-01-13

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