JPH03249168A - Ｔｉ合金の表面改質方法 - Google Patents
Ｔｉ合金の表面改質方法Info
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- JPH03249168A JPH03249168A JP4840090A JP4840090A JPH03249168A JP H03249168 A JPH03249168 A JP H03249168A JP 4840090 A JP4840090 A JP 4840090A JP 4840090 A JP4840090 A JP 4840090A JP H03249168 A JPH03249168 A JP H03249168A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ、 産業上の利用分野
本発明は、軽量・高強度材料であるＴｉ合金をカワライ
ジング法により表面改質をおこなうＴｉ合金の表面改質
方法に関する。
ジング法により表面改質をおこなうＴｉ合金の表面改質
方法に関する。
ｂ、 従来の技術
Ｔｉ合金の表面を改質する方法として、次のような従来
技術がある。
技術がある。
たとえば、Ａ ｊ！ ！０３＋ ｓｉｃ、 Ｓｉ３Ｎ４
などのセラミックスをＴｉ合金の表面に溶射する方法、
表面部にＴｉＮの強化被膜を形成する窒素のイオン注入
法、Ｎｉ合金の薄板をＴｉ合金材料の表面に張着するＮ
ｉ合金とのブラッド化による方法等々である。
などのセラミックスをＴｉ合金の表面に溶射する方法、
表面部にＴｉＮの強化被膜を形成する窒素のイオン注入
法、Ｎｉ合金の薄板をＴｉ合金材料の表面に張着するＮ
ｉ合金とのブラッド化による方法等々である。
Ｃ９発明が解決しようとする課題
前記の従来技術において、セラミックスを溶射して形成
したＴｉ合金は、その溶射被膜が２、冷、急加熱などの
繰返しをともなった熱衝撃に弱＜、Ｔｉ合金表面から被
膜の剥離や割れが発生し易いという問題点があった。
したＴｉ合金は、その溶射被膜が２、冷、急加熱などの
繰返しをともなった熱衝撃に弱＜、Ｔｉ合金表面から被
膜の剥離や割れが発生し易いという問題点があった。
また、前記イオン注入法による強化被膜の形成方法では
、一応の効果は期待できるが、処理装置が極めて高価で
あり、少量生産の場合には適当とは言えない。
、一応の効果は期待できるが、処理装置が極めて高価で
あり、少量生産の場合には適当とは言えない。
さらに、Ｎｉ合金をＴｉ合金表面に張着させる方法は、
板、棒、管といった簡易形状のものには適用が可能であ
るが、複雑な部品形状のものには実質的に適用不能であ
った。
板、棒、管といった簡易形状のものには適用が可能であ
るが、複雑な部品形状のものには実質的に適用不能であ
った。
一方、Ｔｉ合金、たとえばＴｉ−６Ａ １−４Ｖ合金に
おいては、ステンレス鋼や耐熱鋼に比較して高温比強度
が約６００℃にて約２倍程あり、したがって実質的に約
６００℃程度までなら大気中でも使用が可能である。し
かしながら、この種のＴｉ合金は第４図に示すように、
大気中において約７００℃を越えると例えばニッケル合
金（インコア１３Ｃ）に比較して急激に表面酸化が起こ
り、実用に耐えなくなるという欠点があった。
おいては、ステンレス鋼や耐熱鋼に比較して高温比強度
が約６００℃にて約２倍程あり、したがって実質的に約
６００℃程度までなら大気中でも使用が可能である。し
かしながら、この種のＴｉ合金は第４図に示すように、
大気中において約７００℃を越えると例えばニッケル合
金（インコア１３Ｃ）に比較して急激に表面酸化が起こ
り、実用に耐えなくなるという欠点があった。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記間層点
を解消してなる首合金の表面改質方法を提供することを
目的とする。
を解消してなる首合金の表面改質方法を提供することを
目的とする。
ｄ、 課題を解決するための手段
前記目的に添い、本発明は
Ｔｉ合金からなる部品の表面に活性化処理を施したあと
、これを純＾ｌとＡｆｇＯｚの混合割合が４０〜ＴＯ：
６０〜３０ｗｔ％となる混合粉中に埋込み、大気中で
９００〜１０００℃で０．５〜２時間にわたって加熱処
理することによって、前記課題を解消した。
、これを純＾ｌとＡｆｇＯｚの混合割合が４０〜ＴＯ：
６０〜３０ｗｔ％となる混合粉中に埋込み、大気中で
９００〜１０００℃で０．５〜２時間にわたって加熱処
理することによって、前記課題を解消した。
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
本発明が対象とするＴｉ合金は、Ｔｉ−６＾ｆｆｉ −
４Ｖ合金。
４Ｖ合金。
Ｔｉ−６Ａ ｊ！−６シ一２Ｓｎ合金、 Ｔｉ−６Ａ
Ｉ！−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ合金。
Ｉ！−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ合金。
Ｔｊ−８Ａ ｆ−ＩＭｏ−１ν合金、 Ｔｉ−２２Ｖ−
４Ａ Ｉ合金１等であり、Ｔｉを基として、＾！を２〜
８ｗｔ％、■を１〜２２ｗ ｔ％、 Ｓｎを２＠ｔ％以
下、その他ＺｒやＭｏを少量含む合金である。これら各
Ｔｉ合金の組成を次表に示す。
４Ａ Ｉ合金１等であり、Ｔｉを基として、＾！を２〜
８ｗｔ％、■を１〜２２ｗ ｔ％、 Ｓｎを２＠ｔ％以
下、その他ＺｒやＭｏを少量含む合金である。これら各
Ｔｉ合金の組成を次表に示す。
まず、第１図に示すように処理容器１に純Ａｌ粉末とＡ
ｌ ｔ’ｓ粉末とを４０〜７０ ： ６０〜３０ｗ
ｔ％の割合で収容し充分混合する。
ｌ ｔ’ｓ粉末とを４０〜７０ ： ６０〜３０ｗ
ｔ％の割合で収容し充分混合する。
また、このＡｎとＡｊ！ｇｏｓの混合粉にＮＨ，Ｃｆｆ
ｉを０．２〜０．３ ｗｔ％の割合で混合する。
ｉを０．２〜０．３ ｗｔ％の割合で混合する。
一方、表面処理を施す前記組成のＴｉ合金からなる部品
２の表面にショツトブラストを施して表面の酸化皮膜を
除去し表面を活性化させたあと、この部品２を前記混合
粉中に埋め込む、なお、ショツトブラストに代わってア
ルカリ洗浄を施してもよい。
２の表面にショツトブラストを施して表面の酸化皮膜を
除去し表面を活性化させたあと、この部品２を前記混合
粉中に埋め込む、なお、ショツトブラストに代わってア
ルカリ洗浄を施してもよい。
次にこの処理容器１を加熱炉３内に設置し、９００〜１
ｏｏｏ℃で０．５〜２時間、大気中において加熱する。
ｏｏｏ℃で０．５〜２時間、大気中において加熱する。
この処理によって、＾ｊ！＋３Ｔｉ→ＴｔｓＡｊ！。
Ｔｉ５Ａｊ！＋３ＡＩ！、→３ＴｉＡ ｌ 、 其他
の＾！は４Ａｊ！＋３ｏ、→２＾ｌ、０．のように反応
が進行する。ＮＨ４１はこの反応を促進させる触媒とし
て作用する。
の＾！は４Ａｊ！＋３ｏ、→２＾ｌ、０．のように反応
が進行する。ＮＨ４１はこの反応を促進させる触媒とし
て作用する。
なお、前記温度範囲外及び加熱時間外では、結晶粒が粗
大化したり、前記反応が適切におこなわれず、好ましい
結果かえられない。
大化したり、前記反応が適切におこなわれず、好ましい
結果かえられない。
加熱処理後、部品２を容器１より取り出し、振動テーブ
ル等に載置し、部品２の表面に付着しているＡ ｌ ｔ
’ｓ粉末を除去して、処理済の部品２ａが得られる。
ル等に載置し、部品２の表面に付着しているＡ ｌ ｔ
’ｓ粉末を除去して、処理済の部品２ａが得られる。
なお、前記ＡｌとＩｆ！、０．の配合割合において、Ａ
ｌ粉が４０ｗｔ％より少ないと前記反応が充分おこなわ
れない、またＡ Ｉｌ、０．が３０ｗ ｔ％より少ない
とＡｌの溶融が著しくなり、部品表面の肌が荒れるため
、前記配合割合が適している。
ｌ粉が４０ｗｔ％より少ないと前記反応が充分おこなわ
れない、またＡ Ｉｌ、０．が３０ｗ ｔ％より少ない
とＡｌの溶融が著しくなり、部品表面の肌が荒れるため
、前記配合割合が適している。
また、純Ａｌ粉末に、＾ｉ、！Ｏ，粉末を混合するのは
、ＡＩ！、以外の化合物の生成を防ぎ、高温処理ができ
るようにするためである。
、ＡＩ！、以外の化合物の生成を防ぎ、高温処理ができ
るようにするためである。
以上の実施例ではＡｊ！とＡ ｆｆｉ １０３の配合割
合が５０： ５０ｗｔ％、で実施した場合に最良のもの
が得られた。
合が５０： ５０ｗｔ％、で実施した場合に最良のもの
が得られた。
以上の処理が施された部品の断面状態は、第２図に示す
ように母材である中心のＴｉ合金１０の外側にＴｉ５Ａ
Ｉｌ ＋ ＴｉＡ ｊ！の混合層１１が、さらにその
外側の表面に厚さ数μ−の純Ａｉ層１２が形成される。
ように母材である中心のＴｉ合金１０の外側にＴｉ５Ａ
Ｉｌ ＋ ＴｉＡ ｊ！の混合層１１が、さらにその
外側の表面に厚さ数μ−の純Ａｉ層１２が形成される。
なお混合層１１は内部（母材側）に近接するにっれてＴ
ｉ３＾！の割合が次第に多くなっている。
ｉ３＾！の割合が次第に多くなっている。
次に本発明による方法で処理したＴｉ合金（＾）と、処
理をしないＴｉ合金（Ｂ） と、Ｔｉ合金にＣｒメツキ
を施したもの（Ｃ） と、インコア１３Ｃ合金（［１
） とについて、それぞれ９６時間にわたって繰り返
し酸化テストを実施した結果を第３図に示す、この結果
から本発明に係る方法について著しく耐熱性が向上した
ことが判る。
理をしないＴｉ合金（Ｂ） と、Ｔｉ合金にＣｒメツキ
を施したもの（Ｃ） と、インコア１３Ｃ合金（［１
） とについて、それぞれ９６時間にわたって繰り返
し酸化テストを実施した結果を第３図に示す、この結果
から本発明に係る方法について著しく耐熱性が向上した
ことが判る。
よって、本発明の方法によって処理したＴｉ合金は、限
界温度が少なくとも８００℃程度まで向上することが確
認できた。
界温度が少なくとも８００℃程度まで向上することが確
認できた。
ｅ、 発明の効果
本発明の方法にれば、Ｔｉ合金の部材表面に耐熱性の層
を形成することができ、したがってＴｉ合金としての使
用限界温度が約８００℃付近まで向上した。また、処理
方法自体も比較的簡単で、しかも大気中で処理できるか
ら、コストも安く、多量生産も可能である。
を形成することができ、したがってＴｉ合金としての使
用限界温度が約８００℃付近まで向上した。また、処理
方法自体も比較的簡単で、しかも大気中で処理できるか
ら、コストも安く、多量生産も可能である。
さらに表面層に形成されるＴｉＡ ｊ！及びＴｉ５Ａｊ
！は、温度が上昇すると、硬さや引張強さが上昇する“
逆温度依存性”があるため、部品自体も高温強度が上昇
する。
！は、温度が上昇すると、硬さや引張強さが上昇する“
逆温度依存性”があるため、部品自体も高温強度が上昇
する。
よって、熱交換器、液循環ポンプなどの軸１羽根車、ケ
ーシングノズル等及び航空機エンジンなどのタービンブ
レード等の主として苛酷な高温状態で使用する部材に適
用できる。
ーシングノズル等及び航空機エンジンなどのタービンブ
レード等の主として苛酷な高温状態で使用する部材に適
用できる。
第１図は本発明に係る方法の実施要領を説明する図、第
２図は同方法によって処理した部材の断面説明図、第３
図は酸化テストによる比較図、第４図はＴｉ合金とニッ
ケル合金の温度に対する耐酸化性の比較図である。
２図は同方法によって処理した部材の断面説明図、第３
図は酸化テストによる比較図、第４図はＴｉ合金とニッ
ケル合金の温度に対する耐酸化性の比較図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）Ｔｉ合金からなる部品の表面に活性化処理を施した
あと、これを純ＡｌとＡｌ＿２Ｏ＿３の混合割合が４０
〜７０：６０〜３０ｗｔ％となる混合粉中に埋込み、大
気中で９００〜１０００℃で０．５〜２時間にわたって
加熱処理することを特徴とするＴｉ合金の表面改質方法
。 ２）前記Ｔｉ合金はＡｌ：２〜８ｗｔ％，Ｖ：１〜２２
ｗｔ％，Ｓｎ：２ｗｔ％以下を含む組成からなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のＴｉ合金の表
面改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4840090A JPH03249168A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Ｔｉ合金の表面改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4840090A JPH03249168A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Ｔｉ合金の表面改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249168A true JPH03249168A (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=12802255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4840090A Pending JPH03249168A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Ｔｉ合金の表面改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03249168A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997017479A1 (fr) * | 1995-11-08 | 1997-05-15 | Citizen Watch Co., Ltd. | Materiau a base de titane durci en surface, son procede de durcissement, article decoratif pour boitier de montre et article decoratif |
| JP2009084690A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-23 | Daido Steel Co Ltd | 低比重チタン合金、ゴルフクラブヘッド、及び、低比重チタン合金製部品の製造方法 |
| KR101113830B1 (ko) * | 2004-07-23 | 2012-02-29 | 삼성테크윈 주식회사 | 티타늄 재료의 표면 코팅 방법 및, 그에 의해 형성된코팅을 가지는 티타늄 재료 |
| CN109750248A (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 中国科学院金属研究所 | 一种γ-TiAl表面喷丸处理促进Al2O3膜热生长的方法及应用 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4840090A patent/JPH03249168A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997017479A1 (fr) * | 1995-11-08 | 1997-05-15 | Citizen Watch Co., Ltd. | Materiau a base de titane durci en surface, son procede de durcissement, article decoratif pour boitier de montre et article decoratif |
| US6270914B1 (en) | 1995-11-08 | 2001-08-07 | Citizen Watch Co., Ltd. | Surface-hardened titanium material, surface hardening method of titanium material, watchcase decoration article, and decoration article |
| KR101113830B1 (ko) * | 2004-07-23 | 2012-02-29 | 삼성테크윈 주식회사 | 티타늄 재료의 표면 코팅 방법 및, 그에 의해 형성된코팅을 가지는 티타늄 재료 |
| JP2009084690A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-23 | Daido Steel Co Ltd | 低比重チタン合金、ゴルフクラブヘッド、及び、低比重チタン合金製部品の製造方法 |
| CN109750248A (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 中国科学院金属研究所 | 一种γ-TiAl表面喷丸处理促进Al2O3膜热生长的方法及应用 |
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