JPH03150329A - 金属間化合物の製造方法 - 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 本発明は、金属間化合物の製造法に関するものである。

従来の技術 金属間化合物は、融点が高いことで金属では耐えられな
い高温における構造用材料の１つとじて期待されている
。高温で強い材料としてはセラミックスがあるが、セラ
ミックスは伸びが小さいことや、靭性が低いことなどの
短所があるが、一般に金属間化合物は、これらの点で金
属とセラミックスの中間の値を有していることが、高温
材料として期待されている有利な点である。

金属間化合物の製造法としては多くの方法が提案されて
いる。それを大別すると、液相状態で組成の調整を行い
、鋳造する方法と、粉末の状態で混合し、焼結する方法
になるであろう。

一方、金属間化合物の製品を成形する方法として社、金
属間化合物を溶解し、鋳型に注ぎ鋳造する方法と、粉末
の状態で有機バインダーなどを用いて成形し、その後焼
結する方法、更に塑性加工によｉ製品形状を作シ出す方
法などである。

しかし、金属間化合物は非常に脆いものがは々んどであ
るため、塑性加工が可能なものは限られている。また、
粉末を焼結する場合は、高密度のものを得るにはＨＩＰ
などを用いざるをえないため高価になる。更Ｋ、一度溶
解してから鋳造する場合も、融点が非常に高いため、一
方の成分がＡ／のように蒸発しやすい金属の場合には、
目的成分の組成を得るのに困難が伴う。

このように、現在知られている方法によシ金属間化合物
の製造及び製品化には種々の困難が伴っている。

本発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来の金属間化合物の製法及び製
品成形法における困難を克服し、優れた強度を有する金
属間化合物を簡単に効率より製造及び成形しうる方法を
提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、耐熱材料として将来有望な金属間化合物
の工業的製法を開発するために種々研究を重ねた結果、
融点の高い方の金属の繊維でプリフォームを作製し、こ
れを予熱して金型内にて、溶融金属を高圧力で圧入させ
ることによ〕異種金属間の複合物が得られ、これを低融
点側の金属の融点近辺の温度で長時間熱処理することに
より合金化を起こさせ、最終的に目的とする組成の金属
間化合物を得ることができることを見出した。

すなわち、本発明は少なくとも１種類の金属繊維、粒子
又はポーラスなものよルなるプリフォームに対し、金属
間化合物の相手金属の溶融物を加熱加圧下にて含浸させ
て複合物を作製し、これを含浸金属の融点近辺の温度に
て保持することにより必要な合金化を起こさせ、必要な
時間保持するととにより安定な組成の金属間化合物を形
成させることを特徴とする金属間化合物製造方法を提供
するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明においては、先ず金属間化合物を構成する１種の
金属の繊維又は粒子を溶媒中に均一に分散させたスラリ
ーを作シ、これをフィミ夕−プレス等で圧縮脱溶媒させ
、乾燥させることによシ金属繊維等のプリフォームを作
製することが必要である。

この際用いる金属繊維又は粒子としては、例えばチタン
、ニッケル１鉄、コバルト、モリブデン、ニオブなどの
金属又は合金を挙げることができ、これらは単独で用い
てもよいし、２種以上を組合せて用いてもよい。また、
溶媒としては、例えば水、アミコールなどを挙げること
ができる。

前記脱溶媒は、例えばフィルタープレス等で圧搾脱溶媒
などの方法で一般に行われる。この際、金属間化合物で
作製する製品の所望の形状を有する金属プリフォームを
作製する。

本発明においては、次にこのようにして得られたプリフ
ォームに金属間化合物の相手となる金属材料を加熱加圧
下にて含浸させることが必要である。この際に用いる金
属材料は、例えば通常の溶湯鍛造法で可能な金属や合金
で、金属間化合物を構成しうるものはいかなるものでも
よく、このようなものとしては、アルミニウム又社その
合金、マグネシウム又はその合金、銅又はその合金等を
挙けることができる。

製造条件は、各挿原料や目的とする金属間化合物に応じ
、また加熱温度と圧力とは相互に関係するもので、一様
ではないが、圧力は１０〜２０００Ｋｙｆ／ｄの範囲で
選ばれる。

本発明においては、溶湯鍛造法で得られた複合物を熱処
理することにより、反応を起させ金属間化合物を生成さ
せることが必要である。

この際の反応条件は原料金属の組合せによるため一様で
はないが、反応を迅速に進めるためには、含浸金属の融
点近い高温がよい。しかし、融点以上になると、複合物
内の含浸金属の流出の可能性があるため、熱処理の開始
は融点直下の温度が好ましい。反応が進むに従って、目
的の相が成長する条件を与えながら温度を上げてゆき、
熱処理を完了させることが必要である。

このようにして、所望の金属間化合物を簡単に効率よく
得ることができる。

発明の効果 本発明によれば、極めて高い融点を有する金属間化合物
を、それを構成する金属のうちの低融点金属の融点よシ
それ程高くない温度で所望の金属間化合物を簡単に経済
的に製造することができる。

更に、所望の製品形状を複合物の状態で成形するため、
特殊な鋳型や溶解炉を使用する必要なく経済的に製品成
形が可能であるなどの顕著な効果を上げることができる
。

実施例１ 金属繊維として平均直径約ｌＯμｍのチタン繊維を用い
、水を溶媒として繊維をよく攪拌してはぐし、フィルタ
ープレスで圧縮し、体積割合で繊維が５０％になるよう
に成形した。これを乾燥炉内で１５０℃に長時間保持す
ることにより十分乾燥させてプリフォームとした。

次に１このようにして得られたプリフォームを３００℃
に３０分間以上加熱保持し、約３００℃に予熱した金型
内に入れ、溶融アルミニウムがチタンの１リフォームに
直接に接触して、加圧前に酸化されるのを防ぐため、プ
リフォーム上にブランケット状のセラミックウーミをか
ぶせた。これに約７５０°Ｃの溶解アルミニウム（９９
，９９％）を注ぎ、すばや＜　１０００Ｋｆｆ／１４　
の圧力をパンチを介して加え、プリフォーム内に含浸さ
せたのち、金型内で冷却、凝固させた。得られた凝固物
からチタンとアルミニウムの複合物のみを切り出し、ア
ルゴン雰囲気中で６００℃で加熱を開始し、ＴｉＡＩｌ
相を生成させ、この相が成長するよう徐々に昇湿させ、
約３０時間で１２００℃まで加熱することにより所望の
Ｔ　ｉ　Ａ　ｌの金属間化合物を得ることができた。

実施例２ 金属繊維として平均直径約ｌＯμｍのチタン繊維を金型
内で乾式でプレス成形することによ）繊維体積５０％の
プリフォームを作製した。これを、約３００″ｃＫ予熱
しである金型内に入れ、１０分間保持後、約７５０℃の
溶解アルミニウム（９９゜９９％）を注ぎ、すげや＜１
０００ＫＩＩｆ／ｄの圧力をパンチを介して加え、プリ
フォーム内に含浸させたのち、金型内で冷却凝固させた
。得られた複合物を実施例１と同様な熱処理で金属間化
合物Ｔ　ｉ　Ａ　Ｉｌを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の１例の模式
図、第２図は溶湯鍛造により得られたチタン繊維とアル
ミニウムの複合物の金属組織を示す顕微鏡写真である。 ｌ・・・パンチ、２・・・金型、３−・溶湯、４・−金
属繊維プリフォーム、５・・・テーブル 指定代理人 工業技術院名古屋工業技術試験所長 磯谷三男 第１図 口 図面の浄書 ７００ｐｍ。 手続補正書彷式） ％式％ ２、発明の名称 金属間化合物の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都千代田区霞が関１丁目３番１号（１１
４）名　称　　工業技術院長　　　杉　浦　　賢４、指
定代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１種の金属繊維又は粒子よりなるプリフ
   ォームに対し、所望の金属間化合物を形成する溶融状態
   の金属材料を加圧下にて含浸させて、金属複合体を生成
   せしめ、これを含浸金属の融点近辺で熱処理することを
   特徴とする金属間化合物製造方法。 ２、金属繊維又は粒子のプリフォームが金属間化合物最
   終製品形状を有する特許請求の範囲第１項記載の金属間
   化合物の製造方法。