JPH03155427A - チタン合金燒結体の熱間鍛造法 - Google Patents
チタン合金燒結体の熱間鍛造法Info
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- JPH03155427A JPH03155427A JP22608290A JP22608290A JPH03155427A JP H03155427 A JPH03155427 A JP H03155427A JP 22608290 A JP22608290 A JP 22608290A JP 22608290 A JP22608290 A JP 22608290A JP H03155427 A JPH03155427 A JP H03155427A
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- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
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- 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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、チタン焼結合金を熱間鍛造する方法に関する
。
。
［従来の技術と課題］
溶製チタン合金の熱間鍛造は機械的性質の低下を招く結
晶粒の粗大化を防ぐため、特に最終鍛造ではβ変態温度
以下の領域で行われる。
晶粒の粗大化を防ぐため、特に最終鍛造ではβ変態温度
以下の領域で行われる。
一方、チタン合金焼結体は、溶製合金と同様に最終製品
の形状を得るために熱間鍛造を行う場合に加え、焼結体
の機械強度を向上させるために熱間鍛造を行う場合があ
る。つまり、後者は、チタン合金焼結体には微小な空孔
が分布しているため、そのま−では機械部品として使用
するとき、機械的強度が不足する場合がある。この対策
として熱間鍛造によりチタン合金焼結体を高密度化する
ことにより、焼結体より優れた機械強度を付与するため
のものである。
の形状を得るために熱間鍛造を行う場合に加え、焼結体
の機械強度を向上させるために熱間鍛造を行う場合があ
る。つまり、後者は、チタン合金焼結体には微小な空孔
が分布しているため、そのま−では機械部品として使用
するとき、機械的強度が不足する場合がある。この対策
として熱間鍛造によりチタン合金焼結体を高密度化する
ことにより、焼結体より優れた機械強度を付与するため
のものである。
しかし、溶製材で行われているβ変態温度未満の熱間鍛
造では、チタン合金焼結体は、微小空孔を起点として鍛
造割れが生じ易く、歩留の低下をまねくとともに、割れ
部分の切削加工による仕上げ加工を必要とすることから
、製造コストが増大する、さらにβ変態温度以下の熱間
鍛造では、α晶の体積率が増大することからチタン合金
焼結体の変形抵抗が急激に高くなるので、大容量の鍛造
プレスが必要となり、また金型の寿命も短くなることか
ら製造コストが増大する。
造では、チタン合金焼結体は、微小空孔を起点として鍛
造割れが生じ易く、歩留の低下をまねくとともに、割れ
部分の切削加工による仕上げ加工を必要とすることから
、製造コストが増大する、さらにβ変態温度以下の熱間
鍛造では、α晶の体積率が増大することからチタン合金
焼結体の変形抵抗が急激に高くなるので、大容量の鍛造
プレスが必要となり、また金型の寿命も短くなることか
ら製造コストが増大する。
また、焼結体の高密度化による機械的特性の向上は、熱
間等方プレス（ＨＩ Ｐ ’Ｉによりβ変態温度以下の
温度領域で割れの発生なしに実現可能であるが、コスト
がかかる他、量産には適さないので、実用的ではない。
間等方プレス（ＨＩ Ｐ ’Ｉによりβ変態温度以下の
温度領域で割れの発生なしに実現可能であるが、コスト
がかかる他、量産には適さないので、実用的ではない。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、β領域の
温度で鍛造を行い、割れの発生を防ぐとともに、結晶粒
が細粒であ、って機械的強度に優れ、また量産に向くチ
タン焼結合金を熱間鍛造する方法を提供しようとするも
のである。
温度で鍛造を行い、割れの発生を防ぐとともに、結晶粒
が細粒であ、って機械的強度に優れ、また量産に向くチ
タン焼結合金を熱間鍛造する方法を提供しようとするも
のである。
ｃ問題点を解決するための手段、作用］本発明によるチ
タン合金焼結体の熱間鍛造法は、チタン合金焼結体を熱
間鍛造する方法において、チタン合金焼結体のβ変態温
度を絶対温度ゆで表したとき、ＴＩ乃至１．２５Ｔ／の
温度で鍛造すること及びり乃至１．２５Ｔ／ｌの温度で
鍛造した後、０．９０Ｔ、ｒ乃至０．９９Ｔ／９の温度
で焼鈍することを特徴とする。
タン合金焼結体の熱間鍛造法は、チタン合金焼結体を熱
間鍛造する方法において、チタン合金焼結体のβ変態温
度を絶対温度ゆで表したとき、ＴＩ乃至１．２５Ｔ／の
温度で鍛造すること及びり乃至１．２５Ｔ／ｌの温度で
鍛造した後、０．９０Ｔ、ｒ乃至０．９９Ｔ／９の温度
で焼鈍することを特徴とする。
チタン合金焼結体をβ変態温度す以上の温度領域で熱間
鍛造を行った場合、変形抵抗が低減され、鍛造割れの発
生が低減されるとともに、焼結体全体に分布している微
小空孔のピンニング効果により熱間鍛造におけるβ粒の
粗大化を抑制する。しかし、鍛造温度が１．２５初を超
えるとチタン合金焼結体に液相が生じ、機械的特性が低
下する。
鍛造を行った場合、変形抵抗が低減され、鍛造割れの発
生が低減されるとともに、焼結体全体に分布している微
小空孔のピンニング効果により熱間鍛造におけるβ粒の
粗大化を抑制する。しかし、鍛造温度が１．２５初を超
えるとチタン合金焼結体に液相が生じ、機械的特性が低
下する。
熱間鍛造後に焼鈍を施すと、β粒が微細なため生成する
α晶のアスペクト比が低く、非常に微細な組織が出現し
、その結果機械強度が向上される。焼鈍温度が０．９０
Ｔβ未満では、α晶の成長が十分ではなく 、 ０．９
９Ｔ、５超ではβ粒が成長し、針状αが出現して機械強
度の低下を招く虞がある。
α晶のアスペクト比が低く、非常に微細な組織が出現し
、その結果機械強度が向上される。焼鈍温度が０．９０
Ｔβ未満では、α晶の成長が十分ではなく 、 ０．９
９Ｔ、５超ではβ粒が成長し、針状αが出現して機械強
度の低下を招く虞がある。
［実施例］
実施例（１）
添付の図面を参照しながら、本発明の実施例について説
明する。第１図は、円柱圧縮試験を示す図で、（ａ）、
（ｂ）はそれぞれ圧縮前、圧縮後の状態を示す図である
０図中、１は円柱状のチタン合金焼結体、２は上パンチ
、３はプレス台、４は鍛造後に生じる割れを示す、第１
表は第１図に示した圧縮試験により、焼結体と溶製材の
結晶粒径を示したもので、鍛造材料はＴｉ−６ＡＩ−４
Ｖ 、鍛造温度は１ 、０５Ｔｙ３ （１３２６°に、
１０５３℃）、形状は２０ｍｍφＸ ３Ｑ＋＊ｍＨの円
柱で、圧下率はいずれも２０％である。またこの材料の
摂氏で表したβ変態温度すは９９０℃である。この表に
示されているように、焼結体の粒径は２０μｍ以下で、
その機械的強度は十分実用に耐えるものである。また、
鍛造温度を高くして、変形抵抗を小さくしたので、鍛造
における割れの発生も低減される。
明する。第１図は、円柱圧縮試験を示す図で、（ａ）、
（ｂ）はそれぞれ圧縮前、圧縮後の状態を示す図である
０図中、１は円柱状のチタン合金焼結体、２は上パンチ
、３はプレス台、４は鍛造後に生じる割れを示す、第１
表は第１図に示した圧縮試験により、焼結体と溶製材の
結晶粒径を示したもので、鍛造材料はＴｉ−６ＡＩ−４
Ｖ 、鍛造温度は１ 、０５Ｔｙ３ （１３２６°に、
１０５３℃）、形状は２０ｍｍφＸ ３Ｑ＋＊ｍＨの円
柱で、圧下率はいずれも２０％である。またこの材料の
摂氏で表したβ変態温度すは９９０℃である。この表に
示されているように、焼結体の粒径は２０μｍ以下で、
その機械的強度は十分実用に耐えるものである。また、
鍛造温度を高くして、変形抵抗を小さくしたので、鍛造
における割れの発生も低減される。
比較例として第１表に示した溶製材の場合、前記粒径は
１ｆｆ１１１にも達し、延性の低下がぼ著になる。
１ｆｆ１１１にも達し、延性の低下がぼ著になる。
第１表
上記のとおり、焼結体はピンニング効果により変形抵抗
が低減される比較的高温の領域においても、β粒が粗大
化せず、また割れの発生も低減されることを知見したの
で、以下に鍛造温度と割れ、圧下率、機械的性質との関
係について、詳細に検討した結果について説明する。試
験条件は第１表の結果を得たときと同様としである。
が低減される比較的高温の領域においても、β粒が粗大
化せず、また割れの発生も低減されることを知見したの
で、以下に鍛造温度と割れ、圧下率、機械的性質との関
係について、詳細に検討した結果について説明する。試
験条件は第１表の結果を得たときと同様としである。
鍛造温度と鍛造時に発生する割れとの関係を検討した結
果が第２表である。第２表において、鍛造温度を本発明
の範囲である）〜１．２５Ｔβを代表して１．０５Ｔ、
ｙ＜１３２６’ Ｋ 、１０５３℃）とした本実施例と
、０．９５す（１２００°Ｋ、９２７℃）とした比較例
について、鍛造の際の圧下率を変化させて割れの発生を
見たものである。
果が第２表である。第２表において、鍛造温度を本発明
の範囲である）〜１．２５Ｔβを代表して１．０５Ｔ、
ｙ＜１３２６’ Ｋ 、１０５３℃）とした本実施例と
、０．９５す（１２００°Ｋ、９２７℃）とした比較例
について、鍛造の際の圧下率を変化させて割れの発生を
見たものである。
第２表
第２表で、○、ΔおよびＸはそれぞれ割れなし、軽度の
割れ発生および重度の割れ発生を示すもので、鍛造温度
が本実施例に示されるβ変態温度以上では鍛造による割
れの発生は実用に耐える程度に軽度のものである。しか
し比較例の低温では、鍛造にによる割れは重度のもので
実用に耐えるものではない 次に、鍛造温度と機械的性質との関係を検討した結果を
説明する。第２図に第１表の本実施例、比較例の引張り
強さを示す、ここで、焼結体は、焼結のままで鍛造しな
い場合について比較のため示したものである。鍛造した
ものは、いずれも焼結のままのものに比較して引張り強
さが向上されており、本実施例においては特に優れた効
果が認められる。
割れ発生および重度の割れ発生を示すもので、鍛造温度
が本実施例に示されるβ変態温度以上では鍛造による割
れの発生は実用に耐える程度に軽度のものである。しか
し比較例の低温では、鍛造にによる割れは重度のもので
実用に耐えるものではない 次に、鍛造温度と機械的性質との関係を検討した結果を
説明する。第２図に第１表の本実施例、比較例の引張り
強さを示す、ここで、焼結体は、焼結のままで鍛造しな
い場合について比較のため示したものである。鍛造した
ものは、いずれも焼結のままのものに比較して引張り強
さが向上されており、本実施例においては特に優れた効
果が認められる。
実施例（２）
実施例（１）と同様に鍛造した。鍛造は温度１．２０Ｔ
／９（１２４３℃）にライて、圧下率は２０％ テ行っ
た。
／９（１２４３℃）にライて、圧下率は２０％ テ行っ
た。
鍛造後の焼鈍温度と機械的性質との関係について説明す
る。第３図に焼鈍温度と引張り強さとの関係、第４図に
焼鈍温度と伸びおよび絞りとの関係を示す。
る。第３図に焼鈍温度と引張り強さとの関係、第４図に
焼鈍温度と伸びおよび絞りとの関係を示す。
本実施例の材料であるＴｉ−６ＡＩ−４Ｖの焼鈍温度は
図中、横軸斜線で示した８６４〜９７７℃が０．９０〜
０．９９Ｔβに対応する。第３図および第４図に示され
るように、焼鈍温度が０．９９Ｔ、４超では引張り強さ
、伸びおよび絞りはいずれも低下し、０．９０Ｔ、１未
満では伸びおよび絞りが低下する。
図中、横軸斜線で示した８６４〜９７７℃が０．９０〜
０．９９Ｔβに対応する。第３図および第４図に示され
るように、焼鈍温度が０．９９Ｔ、４超では引張り強さ
、伸びおよび絞りはいずれも低下し、０．９０Ｔ、１未
満では伸びおよび絞りが低下する。
第５図乃至第７図に、焼結のまま、熱間鍛造後焼鈍前お
よび焼鈍後の機械的性質をそれぞれ、引張り強度、伸び
および絞りについて示す。
よび焼鈍後の機械的性質をそれぞれ、引張り強度、伸び
および絞りについて示す。
第４図乃至第７図に示されるように、焼鈍後、引張り強
度はやや低下するが、伸び、絞りは熱間鍛造によって低
下された値が回復されて焼結のままより向上されている
。
度はやや低下するが、伸び、絞りは熱間鍛造によって低
下された値が回復されて焼結のままより向上されている
。
［発明の効果コ
本発明によるチタン合金焼結体の熱間鍛造法は、チタン
合金焼結体のβ変態温度を絶対温度ンで表したとき、Ｔ
４乃至１．２５ＴＩ９の温度で鍛造することと、鍛造し
たｔ＊ｏ、９ｏｒｓ乃至０ 、９９ Ｔ４の温度で焼鈍
するので、量産に適した方法によって機械的性質の優れ
たチタン合金焼結体を得ることができる。
合金焼結体のβ変態温度を絶対温度ンで表したとき、Ｔ
４乃至１．２５ＴＩ９の温度で鍛造することと、鍛造し
たｔ＊ｏ、９ｏｒｓ乃至０ 、９９ Ｔ４の温度で焼鈍
するので、量産に適した方法によって機械的性質の優れ
たチタン合金焼結体を得ることができる。
４・・・割れ。
Claims (2)
- （１）チタン合金焼結体を熱間鍛造する方法において、
チタン合金焼結体のβ変態温度を絶対温度Ｔ＿βで表し
たとき、Ｔ＿β乃至１．２５Ｔ＿βの鍛造温度で鍛造す
ることを特徴とするチタン合金焼結体の鍛造法。 - （２）チタン合金焼結体を熱間鍛造する方法において、
チタン合金焼結体のβ変態温度を絶対温度Ｔ＿βで表し
たとき、Ｔ＿β乃至１．２５Ｔ＿βの温度で鍛造した後
、０．９０Ｔ＿β乃至０．９９Ｔ＿βの温度で焼鈍する
ことを特徴とするチタン合金焼結体の熱間鍛造法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22112289 | 1989-08-28 | ||
| JP22516289 | 1989-08-31 | ||
| JP1-225162 | 1989-08-31 | ||
| JP1-221122 | 1989-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03155427A true JPH03155427A (ja) | 1991-07-03 |
| JP2822643B2 JP2822643B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=26524099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22608290A Expired - Fee Related JP2822643B2 (ja) | 1989-08-28 | 1990-08-28 | チタン合金燒結体の熱間鍛造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822643B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0997614A2 (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for forging titanium-based material, process for producing engine valve, and engine valve |
| CN104099547A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-10-15 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | Tc11钛合金复杂截面环形件的超塑性成形方法 |
| CN105983701A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-10-05 | 安徽蓝博旺机械集团精密液压件有限责任公司 | 一种叉车发动机凸轮轴的粉末锻造方法 |
| US11111552B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-09-07 | Ati Properties Llc | Methods for processing metal alloys |
| US11319616B2 (en) | 2015-01-12 | 2022-05-03 | Ati Properties Llc | Titanium alloy |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP22608290A patent/JP2822643B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0997614A2 (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for forging titanium-based material, process for producing engine valve, and engine valve |
| EP0997614A3 (en) * | 1998-10-29 | 2004-03-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for forging titanium-based material, process for producing engine valve, and engine valve |
| US11111552B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-09-07 | Ati Properties Llc | Methods for processing metal alloys |
| CN104099547A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-10-15 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | Tc11钛合金复杂截面环形件的超塑性成形方法 |
| US11319616B2 (en) | 2015-01-12 | 2022-05-03 | Ati Properties Llc | Titanium alloy |
| US11851734B2 (en) | 2015-01-12 | 2023-12-26 | Ati Properties Llc | Titanium alloy |
| CN105983701A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-10-05 | 安徽蓝博旺机械集团精密液压件有限责任公司 | 一种叉车发动机凸轮轴的粉末锻造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2822643B2 (ja) | 1998-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |