JPH02243747A - 金属間化合物線及びその製造方法 - Google Patents

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〕 この発明は、高温酸化性、高温強度、耐食性等が要求さ
れる部品、例えば、化学プラントの金網やフィルタなど
の材料として、或いは溶接線として利用できる金属間化
合物線とこの線を容易に得るための製造方法並びに金属
間化合物製金網の製造方法に関する。

〔従来の技術と発明の課題〕

Ｎｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ａｌ系、Ｔｉ−へ１系などの難加
工性金属間化合物の塑性加工特性については、例えば、
日本学術振興会非鉄冶金第６９委員会特殊金属小委員会
第１０回研究資料（６１，２，２６）のＰ３１〜３６に
示されている。Ｎｉ３ＡｌはＢ添加により粒界の脆さが
改善されて何とか加工できるようになっているが、Ｎｉ
ＡｌやＴｉ−Ａｌ系化合物の細径線材への加工はまだ現
実のものとはなっていない。

即ち、極く限られた熱間加工、圧縮加工等で何とか加工
できるものの、これ等の金属間化合物は、結晶構造が複
雑で異方性が強い、結晶粒界が脆い、結晶粒が粗大化す
る等の理由により、自由な塑性加工が許容されず、この
ため細径線材を伸線して作るのは事実上不可能であった
。

Ｆｅ−Ａｌ系の化合物も、Ｆｅリッチの組成であれば常
温延性が得られるが、Ｆｅが少ないと塑性加工による細
径線材化は難しい。

なお、金属間化合物の成形に常用されている粉末冶金法
も、単品の製造には適するが、線材の連続的な製造には
向いていない。

以上の理由から難加工性金属間化合物の細径線材は無い
に等しいのが現状であるが、このような線材があると、
高温酸化性、高温強度、耐食性等に優れる金属間化合物
の用途拡大につながる。

そこで、この発明は、かかる要求に応えた金属間化合物
線と、この線を容易に作り得る製造方法を提供しようと
するものである。

また、化合物になった線材を金網にすると、編成の自由
度が狭まるので、このような制約を受けずに金属間化合
物の金網を作る方法も同時に提供しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の方法では、先ず、金属間化合物の構成材料で
ある複数種の素金属を線材化してその素金属素線の多数
本を素金属の一種から成るパイプに挿入し、伸線加工す
る。

次に、前工程で得られる複合線又はこの複合線に素金属
素線を含めたものを素金属の一種から成るパイプに多数
本挿入してこれを伸線加工する２次工程を少なくとも１
回実施して所定配分比の素金属が断面の全体に平均的に
存在する複合線を作る。

そして、この複合線をそのまま、或いは全編に編成後拡
散熱処理して化合物線となす。

第１図乃至第３図は、素金属がＡ、Ｂの２種類から成る
金属間化合物を例に挙げてこの発明の方法をより判り易
く解説したものである。即ち、第１工程では第１図に示
すように、Ａ又はＢの金属から成るパイプ１中にＡの金
属で作られた素線２とＢの金属で作られた素ｖＡ３を、
偏在のない配列にして満杯に挿入し、これをスェージン
グしたり、ダイスに通したりして伸線する。この伸線は
、できるだけ細径まで絞り込むのがよい。また、加工性
の維持のために途中で焼き鈍し等の熱処理を施してもよ
いが、Ａ、Ｂの成分が相互に拡散して金属間化合物を作
る程高温、長時間加熱してはならない。

次に、第２工程では、第１工程で得られる複合線４を第
２図に示すように、更にＡ又はＢの金属から成るパイプ
５中に満杯に挿入し、前工程と同様に伸線する。この場
合、パイプ５中には、４以外にＡの金属素線２、又はＢ
の金属素線３もしくは、２．３の両者を混ぜて挿入して
もよい。第３図にその一例を示す。

この第２工程は、最終的に得られる複合線中のフィラメ
ント化した金属素線か細い程（好ましくは５ｐｍ以下）
後工程の拡散熱処理時間が短縮されるので、何回も繰返
すのが望ましい。例えば、第２工程の１回目の伸線で得
た複合線を第２図或いは第３図の４に代えて新たな素金
属パイプ中に挿入後伸線し、また、この２回目の工程で
得た複合線を素金属パイプに入れて伸線し、この動作を
繰返していくと内部のフィラメント径は次第に細くなっ
ていく。

以上の工程を終えたら、素金属のうちで融点の低い方の
金属の融点直下で拡散熱処理を施し、複合線を金属間化
合物線に変化させる。但し、この拡散熱処理は、金網の
製造においては、複合線を先に金網に編成してその後に
実施する。

なお、この発明で使用する素金属の素線は、素金属の母
材上に他の素金属を被覆（この被覆は内側と外側の素金
属が異なるようにして何層にも施してよい）したもので
あってもよい。この発明で均一な組成の線材を得るには
、所望の金属間化合物の組成に応して配分比を決めた素
金属を、断面の全体に、熱拡散し易い状態にまんべんな
く配置することが重要であるが、異種素金属の被覆を有
する素線を用いる場合には、少ない伸線回数で熱拡散し
易い状況を作り得る。

〔作用〕

金属間化合物を作るための素金属、例えば、Ｎ１、ＡＩ
、Ｔｉ、　Ｆｅ等は加工し易く常温での延性も十分にあ
る。従って素金属をそのまま伸線加工して熱拡散し易い
断面構造の複合線を作り、最終的に拡散熱処理して合金
化を図るこの発明の方法によれば、塑性加工の不可能な
金属間化合物であっても容易かつ効率的に線材化を図る
ことができる。

金網を製造する場合も、編成時には線材の易加工性が保
たれているため、自由な編成が行え、任意形状の金網を
作ることができる。

〔実施例１〕 線径１．ＯｍｍφのＡＩ及びＴｉの焼き鈍しあがりの線
を各々２ｍ長さに切断し、ＡＩ線５０本、Ｔｉ線８０本
の割合で外径１５．０ｍｍφ、内径１３．０ｍｍφのＡ
１パイプ中に挿入した。このとき、ＡＩ線とＴｉ線はで
きるだけ相手金属線と接するようにし、また、Ａ１パイ
プに接する場所にはＴｉ線を重点的に配置した。

次に、この組合せ材料を冷間スェージングとダイス伸線
により５．Ｏｎ＋＋ｎφまで伸線し、Ａｒ雰囲気中で６
００℃×４分の連続焼き鈍しを行った。そして、更に、
ダイスで１．０ｍｍφまで伸線し、Ａｒ雰囲気中で６０
０°ＣＸＩ分の連続焼き鈍し後、得られた複合線を２ｍ
長さに定尺切断した。

続いて、上記複合線１００本と、１．０ｍｍφのＴｉ線
３０本を初回組合せ時と同一サイズのＡＩパイプに挿入
し、前と同様の工程で伸線して１．０＋ｎｍφの複合線
を得た。この複合線の断面は、８〜１５μｍ径のＡＩ及
びＴｉ線（但し形状は六角形が多く原形の円ではない）
と８０〜１６０ｐ＋ｏ径のＴｉ線及び厚さ１５ｐｍ、外
径８０＝　１６０７１１１１のＡＩパイプが、厚さ１５
０ｔｔｍ、外径１．０ｍｍのアルミ丸パイプ中に存在す
る構造になっていた。

この後、上記複合線を計容囲気中で６５０°Ｃ±２’Ｃ
Ｘ１２０時間の条件で拡散熱処理した。そして、その横
断面をＸ線マイクロアナライザによるライン分析で調べ
たところ、最外周のＡＩパイプ部と１００μ以上の大径
Ｔｉ線部は純金属が残っていたものの、横断面の約６０
％はＴｉＡｌ３になり、また約１０％はＴｉ＾１が生成
していた。

〔実施例２〕 実施例１で得られた拡散熱処理後の複合線材をＡｒ雰囲
気中で１２００’ｃ　ｘ　１２０時間の条件で再拡散熱
処理したところ、最外周のＡ１部は若干溶失したもの＼
、残部は完全にＴｉＡｌ３とＴｊＡＩの二相組織になっ
ていた。

［実施例３］ 実施例１で得られた拡散熱処理前の複合線を＾ｒ雰囲気
中で６００°ＣＸ１分の連続焼鈍処理に回し、長さ２ｍ
に切断した。そして、この複合線１３０本を外径１５．
０ｍｍφ、内径１３＋ｍｎφのへ１バイブに挿入し、実
施例１と同様の方法で１　、Ｏｍｎφまで伸線した。

この複合線の横断面は、１〜３ｐｍ径の八１及びＴｉ線
、９〜２０μ径のＴｉ線及び厚さ１即、外径１０〜１５
ｐと厚さ１０〜１５−１外径１００〜１５０ｐＩ１１の
各アルミパイプが厚さ１５０μ、外径１．０ｍｍφのＡ
Ｉパイプ中に存在する構造になっていた。

次に、この複合線をＡｒ雰囲気中で６５０°Ｃ±２°Ｃ
×６０時間の拡散熱処理に供した結果、最外周のパイプ
はＡＩのままであったが内側ばほぼ１００％ＴｉＡｌ３
とＴｊＡＩ相になっていた。

〔実施例４〕 線径０．７＋ｍｎφのＡＩ線の表面に厚さ０．１５鵬の
Ｎｉメツキを施した焼き鈍しあがりの線を２ｍ長さに切
断し、外径１５．０ｍ＋ｎφ、内径１３肛φのアルミパ
イプ中に１３０本挿入した。そして、これをスェージン
グとダイス伸線により５＋ｎｍφまで伸線し、＾ｒ雰囲
気中で６００°ＣＸ４分の連続焼鈍処理に１　ｍｍφま
で伸線、計容囲気中での６００°ＣＸ１分の連続焼鈍後
２ｍ長さに定尺切断した。次いで、この複合線を外径１
５ｍｍφ、内径１３ｍｍφのＮｉパイプに１３０本挿入
し、前と同様の方法で１　ｍｍφまで伸線した。

以上のようにして得られた複合線の横断面を検鏡したと
ころ、厚さ約０．１ｍ＋ｎ、外径１．０ｍｍφのＮｉパ
イプ中に、外径約０．１髄、厚さ０．０８〜０．１５ｍ
ｍのアルミパイプ、外径８〜１５ｔｎｎ、厚さ１〜２ｐ
ｍのＮｉパイプ及び線径６〜１３−のアルミ線が配置さ
れた構造になっていた。

この線にＡｒガス雰囲気中で６５０°Ｃ±２°ｃＸ１２
０時間の拡散熱処理を施し、横断面をＸ線マイクロアナ
ライザで分析したところ、最外周には純Ｎｉ層が残留し
ていたが、内部は全てＮｉへ１３とＮ１２Ａｈ相になっ
ていた。

〔実施例５〕 実施例１で得た拡散熱処理前の複合線を８メツシユの金
網に編成し、この金網を実施例１の拡散熱処理と同一条
件で熱処理した。この後、金網線材の横断面組織をＸ線
マイクロアナライザで分析したところ、最外周のへ１パ
イプ部と１００１ｒｔ１以上の大径Ｔｉ線部を除く横断
面の約６０％がＴｉＡ＋＋　、約１０％がＴｉＡｌ相に
なっていた。

〔実施例６〕 実施例５で得られた拡散熱処理後の金網をΔｒ雰囲気中
で１２００°ＣＸ１２０時間の条件で再拡散熱処理した
ところ、最外周のＡ１部は若干溶失したもの＼全体が完
全にＴ＋Ａ１．、とＴｉＡｌの二相組織になっていた。

〔実施例７〕 実施例３で得られた拡散熱処理前の複合線を８メツシユ
の金網に編成し、その後実施例３と同一条件で熱拡散処
理を実施したところ、金網線材の断面組織は実施例３の
線材とは−同じになっていた。

〔実施例８］ 実施例４で得られた拡散熱処理前の複合線を８メツシユ
の金網に場んだ後に、実施例４と同一条件で拡散熱処理
した場合の線材の断面組成も、実施例４で述べた結果と
は−同じであった。

〔効果〕

以上説明したように、この発明の方法によると、素金属
をそのままの形で組合せながら伸線（塑性加工）を行っ
た後に、或いはこの後火に複合線を編成した後に拡散熱
処理を施して金属間化合物線に変化させるので、従来作
り得なかった細径線材、その線材で作られる金網等であ
っても加工制限を受けずに容易に効率良く製造すること
が可能となる。

また、この発明の方法で作られた金属間化合物線は、金
網以外にもフィルタや眼鏡フレーム等に加工できるため
金属間化合物の特性を活かした製品で従来作り得なかっ
たものを提供することが可能になり、金属間化合物の新
たな用途開拓につながる。

また、そのまま溶接線として利用すれば、−船釣なＭＩ
Ｇ、　　ＴＩＧ溶接が可能になるので、金属間化合物を
肉盛材や接合材として用いる場合のコストダウンにも寄
与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明の方法において素金属を
組合せる場合の組合せパターンを工程的に示す図、第３
図は第２図の組合せパターンの変形例を示す図である。 １．５・・・・・・Ａ又はＢの素金属から成るパイプ、
２・・・・・・Ａの金属から成る素線、３・・・・・・
Ｂの金属から成る素線、４・・・・・・第１工程で得ら
れる複合線。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属間化合物の構成材料である複数種の素金属を
   線材化してその素金属素線の多数本を素金属の一種から
   成るパイプに挿入し、伸線加工する１次工程、 前工程で得られる複合線又はこの複合線に素金属素線を
   含めたものを素金属の一種から成るパイプに多数本挿入
   してこれを伸線加工する２次工程、上記１次工程と少な
   くとも１回の２次工程を経て所定配分比の素金属が断面
   の全体に平均的に存在する複合線を作り、この線を拡散
   熱処理して化合物線となす金属間化合物線の製造方法。
2. （２）上記素金属線として、素金属の母材上に他の素金
   属を被覆したものを使用する請求項（１）記載の金属間
   化合物線の製造方法。
3. （３）上記２次工程を２回以上繰り返して拡散熱処理に
   移る請求項（１）又は（２）記載の金属間化合物線の製
   造方法。
4. （４）２次工程の伸線加工で複合線中の素金属フィラメ
   ント径を５μｍ以下にする請求項（１）乃至（３）のい
   ずれかに記載の金属間化合物線の製造方法。
5. （５）請求項の（１）乃至（４）のいずれかの方法で作
   られた金属間化合物線。
6. （６）請求項（１）乃至（４）のいずれかの方法で作ら
   れた拡散熱処理前の複合線を金網に編成し、しかる後拡
   散熱処理を施こすことから成る金属間化合物製金網の製
   造方法。