JPH02179862A - アルミニウム溶湯に対する耐溶損性に優れたチタン部材 - Google Patents
アルミニウム溶湯に対する耐溶損性に優れたチタン部材Info
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はアルミニウム溶湯に対する耐溶損性に優れたチ
タン部材に関する。
タン部材に関する。
（従来の技術）
アルミニウム溶湯に対して耐溶損性のある材料は、例え
ばアルミニウム溶湯の側温用温度センサーや保護管およ
び低圧鋳造用ストーク等のようにアルミニウム溶湯と接
触して用いられる部材に幅広く使用できるので、従来か
ら種々に検討実施されている。
ばアルミニウム溶湯の側温用温度センサーや保護管およ
び低圧鋳造用ストーク等のようにアルミニウム溶湯と接
触して用いられる部材に幅広く使用できるので、従来か
ら種々に検討実施されている。
即ち、このような材料としては、ステンレス鋼や鋳鉄が
あり、さらにこれよりも優れたものとして、表面にチタ
ンの酸化皮膜を形成したチタンまたはチタン合金が知ら
れている。
あり、さらにこれよりも優れたものとして、表面にチタ
ンの酸化皮膜を形成したチタンまたはチタン合金が知ら
れている。
また、さらに耐溶損性を改善するため、チタンまたはチ
タン合金の表面に形成した酸化皮膜の上にアルミニウム
メツキを施こした技術が特開昭５７−９１４２４号に提
案されている。
タン合金の表面に形成した酸化皮膜の上にアルミニウム
メツキを施こした技術が特開昭５７−９１４２４号に提
案されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら酸化皮膜を形成したＴｉまたはＴｉ合金お
よび、該酸化皮膜の上にさらにアルミニウムメツキを施
した上記の特開昭５７−９１４２４号に記載しである材
料は苛酷な使用条件例えば、長時間使用するような場合
、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性は十分とはいえな
い。
よび、該酸化皮膜の上にさらにアルミニウムメツキを施
した上記の特開昭５７−９１４２４号に記載しである材
料は苛酷な使用条件例えば、長時間使用するような場合
、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性は十分とはいえな
い。
本発明の目的は上述した問題点を解消した、アルミニウ
ム溶湯に対する耐溶損性に優れたチタン部材を提供する
ことにある。
ム溶湯に対する耐溶損性に優れたチタン部材を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段）
発明者らは上述の問題点を解決するために多数の実験を
試み、チタンまたはチタン合金の酸化皮膜に関し研究を
重ねた結果、該酸化皮膜をルチル型とし、該ルチル型酸
化皮膜にＣを含有させた場合はアルミニウム溶湯に対し
て耐溶損性に優れる部材の得れることを見出し本発明を
完成したものである。すなわち本発明はチタンまたはチ
タン合金の表面にＣを０．５ｗｔ％以上含有するルチル
型構造の酸化皮膜を有し、かつ該酸化皮膜の膜厚が２〜
５０μｍであることを特徴とするアルミニウム溶湯に対
する耐溶損性に優れたチタン部材である。
試み、チタンまたはチタン合金の酸化皮膜に関し研究を
重ねた結果、該酸化皮膜をルチル型とし、該ルチル型酸
化皮膜にＣを含有させた場合はアルミニウム溶湯に対し
て耐溶損性に優れる部材の得れることを見出し本発明を
完成したものである。すなわち本発明はチタンまたはチ
タン合金の表面にＣを０．５ｗｔ％以上含有するルチル
型構造の酸化皮膜を有し、かつ該酸化皮膜の膜厚が２〜
５０μｍであることを特徴とするアルミニウム溶湯に対
する耐溶損性に優れたチタン部材である。
（作 用）
本発明のチタン部材はチタンまたはチタン合金の表面に
Ｃを０．５ｗｔ％以上含有してなるルチル型酸化皮膜を
有し、かつ該酸化皮膜の膜厚を２〜５０μｍとすること
によって、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性の向上が
はかれる。
Ｃを０．５ｗｔ％以上含有してなるルチル型酸化皮膜を
有し、かつ該酸化皮膜の膜厚を２〜５０μｍとすること
によって、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性の向上が
はかれる。
発明者らは、アルミニウム溶湯に対する溶損部分をつぶ
さに観察したところ、溶損は酸化皮膜が剥離するような
形態で進行していることが認められ、低温度の加熱によ
って形成されるアナターゼ型酸化皮膜の熱膨張率（ｌ
０．２ ｘ １０−’／’ｃ）よりもＴｉ０１で表わさ
れる高温度の加熱によって形成されるルチル型酸化皮膜
の熱膨張率（７，Ｉ Ｘｌ０−”／”Ｃ）の方がチタン
の熱膨張率（８，４ＸｌＯ−’／℃）に対する差が小さ
いことから、ルチル型酸化皮膜の方が耐溶損性のあるこ
とが首肯でき、さらに考察を重ねてＣを含有させたルチ
ル型酸化皮膜を有するチタン部材を創案したものである
。このような部材が耐溶損性に優れたものとなる理由は
明白ではないが、次のように推考される。
さに観察したところ、溶損は酸化皮膜が剥離するような
形態で進行していることが認められ、低温度の加熱によ
って形成されるアナターゼ型酸化皮膜の熱膨張率（ｌ
０．２ ｘ １０−’／’ｃ）よりもＴｉ０１で表わさ
れる高温度の加熱によって形成されるルチル型酸化皮膜
の熱膨張率（７，Ｉ Ｘｌ０−”／”Ｃ）の方がチタン
の熱膨張率（８，４ＸｌＯ−’／℃）に対する差が小さ
いことから、ルチル型酸化皮膜の方が耐溶損性のあるこ
とが首肯でき、さらに考察を重ねてＣを含有させたルチ
ル型酸化皮膜を有するチタン部材を創案したものである
。このような部材が耐溶損性に優れたものとなる理由は
明白ではないが、次のように推考される。
すなわち上述のようにＣを含有したルチル型酸化皮膜の
熱膨張率がＣの含有によって大きくなり、チタンの熱膨
張率に近づき、−層剥離しにくくなったため、あるいは
また含有させたＣが炭化チタンを形成し、この炭化チタ
ンが生地のチタンに対してアンカー効果を生じ剥離し難
くし、耐溶損性を向上したためと考えられる。
熱膨張率がＣの含有によって大きくなり、チタンの熱膨
張率に近づき、−層剥離しにくくなったため、あるいは
また含有させたＣが炭化チタンを形成し、この炭化チタ
ンが生地のチタンに対してアンカー効果を生じ剥離し難
くし、耐溶損性を向上したためと考えられる。
ここでＣの含有量が０．５ｗＬ％未満では上記の効果が
少なく、また１０ｗｔ％を超えても上記の効果はほぼ限
界に達し著しい向上は望めない。また同じＣ含有量であ
ってもチタンおよびチタン合金表面の酸化皮膜の膜厚の
違いにより、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性は異な
り、膜厚が２μｍ未満ではその効果が少なく耐溶損性に
劣り、また該膜厚が５０μｍを超えると熱膨張率の差が
僅がであっても耐溶損性が劣る。これは該膜厚が５０μ
ｍを超えると熱衝撃によって生ずるクラックが大きく、
該酸化皮膜が剥離し易くなるためと考えられる。
少なく、また１０ｗｔ％を超えても上記の効果はほぼ限
界に達し著しい向上は望めない。また同じＣ含有量であ
ってもチタンおよびチタン合金表面の酸化皮膜の膜厚の
違いにより、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性は異な
り、膜厚が２μｍ未満ではその効果が少なく耐溶損性に
劣り、また該膜厚が５０μｍを超えると熱膨張率の差が
僅がであっても耐溶損性が劣る。これは該膜厚が５０μ
ｍを超えると熱衝撃によって生ずるクラックが大きく、
該酸化皮膜が剥離し易くなるためと考えられる。
次に本発明に係るＣを含有する酸化皮膜の形成法につい
て詳述する。
て詳述する。
チタンまたはチタン合金部材を炭素材中に埋設し、７０
０’Ｃ以上の温度に加熱保持することによって、Ｃを含
有したルチル型酸化皮膜を形成することができる。
０’Ｃ以上の温度に加熱保持することによって、Ｃを含
有したルチル型酸化皮膜を形成することができる。
この場合、炭素材の大きさが微細であるほど酸化皮膜中
にＣを含存し易くなるので、その大きさは１ｍφ以下の
ものを使用するのが好ましい。また加熱温度は酸化皮膜
をルチル型とするために７００℃以上とすることが必要
であって、その上限はチタン合金の溶融温度であるが実
用的には８５０°Ｃ程度でよい。保持時間は皮膜厚の成
長とルチル型酸化皮膜を得るために必要であって、低温
度加熱の場合は長時間、高温度加熱の場合は短時間の保
持でよく、２時間以上保持することによって、膜厚が２
μｍ以上でＣを０．５ｗｔ％合有したルチル型の皮膜を
形成することができる。
にＣを含存し易くなるので、その大きさは１ｍφ以下の
ものを使用するのが好ましい。また加熱温度は酸化皮膜
をルチル型とするために７００℃以上とすることが必要
であって、その上限はチタン合金の溶融温度であるが実
用的には８５０°Ｃ程度でよい。保持時間は皮膜厚の成
長とルチル型酸化皮膜を得るために必要であって、低温
度加熱の場合は長時間、高温度加熱の場合は短時間の保
持でよく、２時間以上保持することによって、膜厚が２
μｍ以上でＣを０．５ｗｔ％合有したルチル型の皮膜を
形成することができる。
また部材を炭素材中で加熱する際に、アルゴン等の不活
性ガスを混入して雰囲気制御したり、加圧減圧すること
もできる。
性ガスを混入して雰囲気制御したり、加圧減圧すること
もできる。
（実施例）
ＪＩ３２種のチタン板から厚さ４鵬龜、幅３ｏ鰭×長さ
１００ｍｍの形状の試料を用意し、該試料をふるいによ
り粒径が４３０〜１００μｍ、４４〜１０ｐｍの粒子お
よび４４〜ｉｏμｍの粒子にカーボンブラックを添加混
合した３［ｙ類の粒径の異なる炭素粒内に埋設し、８０
０〜８５０ ”ｃの温度に加熱し、加熱時間を変化させ
て、各種皮膜厚の試料を得た。こられ試料について、Ｃ
含有量および酸化皮膜の厚さを測定した。
１００ｍｍの形状の試料を用意し、該試料をふるいによ
り粒径が４３０〜１００μｍ、４４〜１０ｐｍの粒子お
よび４４〜ｉｏμｍの粒子にカーボンブラックを添加混
合した３［ｙ類の粒径の異なる炭素粒内に埋設し、８０
０〜８５０ ”ｃの温度に加熱し、加熱時間を変化させ
て、各種皮膜厚の試料を得た。こられ試料について、Ｃ
含有量および酸化皮膜の厚さを測定した。
Ｃ含有量はＸ線マイクロアナライザーを用いて、その平
均値から求めた。また酸化皮膜はＸ線回折によって、ル
チル型構造であることを認め、その厚さは膜の断面を光
学顕微鏡で観察し測定した。
均値から求めた。また酸化皮膜はＸ線回折によって、ル
チル型構造であることを認め、その厚さは膜の断面を光
学顕微鏡で観察し測定した。
次に、これらの試料を８００ ”Ｃの純アルミ溶湯中に
つるし、２４時間浸漬して試料の溶損量を測定した。溶
損量は浸漬した部分に相当する重量に対する溶損量の百
分率で示した。百分率の少ない程耐溶損性のあることを
示す。結果を第１表に示す。
つるし、２４時間浸漬して試料の溶損量を測定した。溶
損量は浸漬した部分に相当する重量に対する溶損量の百
分率で示した。百分率の少ない程耐溶損性のあることを
示す。結果を第１表に示す。
第１表の結果から、皮膜厚さが２μｍ以上で、Ｃ含有量
が１ｗｔ％以上となるとアルミニウム溶湯に対して耐溶
損性の著しく向上することが判る。
が１ｗｔ％以上となるとアルミニウム溶湯に対して耐溶
損性の著しく向上することが判る。
（効 果）
本発明によれば、チタンおよびチタン合金の酸化皮膜の
剥離性を改善し、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性を
著しく改善できるので例えばアルミニウム溶湯の側温用
温度センサーや保護管および低圧鋳造用ストーク等に好
適に使用できる等の効果を有する。
剥離性を改善し、アルミニウム溶湯に対する耐溶損性を
著しく改善できるので例えばアルミニウム溶湯の側温用
温度センサーや保護管および低圧鋳造用ストーク等に好
適に使用できる等の効果を有する。
特許出願人 日本軽金属株式会社
Claims (1)
- チタンまたはチタン合金材の表面に、Ｃを０．５ｗｔ％
以上含有するルチル型構造の膜厚が２〜５０μｍの酸化
皮膜を形成したアルミニウム溶湯に対する耐溶損性に優
れたチタン部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12489A JPH0649922B2 (ja) | 1989-01-05 | 1989-01-05 | アルミニウム溶湯に対する耐溶損性に優れたチタン部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12489A JPH0649922B2 (ja) | 1989-01-05 | 1989-01-05 | アルミニウム溶湯に対する耐溶損性に優れたチタン部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179862A true JPH02179862A (ja) | 1990-07-12 |
| JPH0649922B2 JPH0649922B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=11465288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12489A Expired - Lifetime JPH0649922B2 (ja) | 1989-01-05 | 1989-01-05 | アルミニウム溶湯に対する耐溶損性に優れたチタン部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649922B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1288327A2 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-05 | Fuji Oozx Inc. | TI alloy surface treatment |
| WO2016063839A1 (ja) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 新日鐵住金株式会社 | 低融点溶融金属処理部材 |
-
1989
- 1989-01-05 JP JP12489A patent/JPH0649922B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1288327A2 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-05 | Fuji Oozx Inc. | TI alloy surface treatment |
| JP2003073796A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-12 | Fuji Oozx Inc | チタン系材料の表面処理方法 |
| EP1288327B1 (en) * | 2001-09-03 | 2006-06-14 | Fuji Oozx Inc. | TI alloy surface treatment |
| WO2016063839A1 (ja) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 新日鐵住金株式会社 | 低融点溶融金属処理部材 |
| JP2016079480A (ja) * | 2014-10-20 | 2016-05-16 | 新日鐵住金株式会社 | 耐溶損性に優れる低融点溶融金属処理部材 |
| CN106661713A (zh) * | 2014-10-20 | 2017-05-10 | 新日铁住金株式会社 | 低熔点熔融金属处理部件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0649922B2 (ja) | 1994-06-29 |
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