JPH04210401A - TiAl系金属間化合物製構造部材の製造方法 - Google Patents

TiAl系金属間化合物製構造部材の製造方法

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JPH04210401A
JPH04210401A JP2401811A JP40181190A JPH04210401A JP H04210401 A JPH04210401 A JP H04210401A JP 2401811 A JP2401811 A JP 2401811A JP 40181190 A JP40181190 A JP 40181190A JP H04210401 A JPH04210401 A JP H04210401A
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JP
Japan
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powder
structural member
composite powder
powdered
intermetallic compound
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JP2401811A
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English (en)
Inventor
Yoshinari Fujiwara
良也 藤原
Toshio Tokune
敏生 徳根
Sakae Tsunashima
栄 綱島
Kazuhiko Yagi
一彦 八木
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
[00011
【産業上の利用分野]本発明はTiAl系金属間化合物
製構造部材の製造方法に関する。 [00021TiAl系金属間化合物は、軽量で、優れ
た耐熱性、耐食性および比強度を有し、各種機械部品用
構成材料として注目されている。 [0003] 【従来の技術】従来、前記構造部材を製造する場合は、
Ti粉末およびAl粉末をエタノール等の存在下で攪拌
混合することにより、TiおよびAlよりなる複合粉末
を形成し、次いで複合粉末を用いて圧粉体を成形し、そ
の後圧粉体に焼結処理を施す、といった方法が用いられ
ている。 [0004]
【発明が解決しようとする課題】前記攪拌混合工程にお
いて、エタノール等を使用する理由は肉粉末を凝集させ
ることなく十分に分散させて複合粉末の形成率を向上さ
せることにあるが、その形成率はせいぜい80%程度で
あって、なお−層の向上が望まれている。一方、エタノ
ール等の使用に起因して複合粉末における不純物議が増
し、構造部材の強度向上を図る上で支障を来している。 [0005]また前記焼結工程においては、構造部材の
高密度化を図るために焼結温度を1200℃程度に設定
しているが、このような高温下では結晶粒の粗大化を生
じ易く、構造部材の強度向上を図る上で好ましくない。 [00061本発明は前記に鑑み、複合粉末の形成率を
向上させ、また比較的低い焼結温度で高密度化を達成さ
れた高強度なTiAl系金属間化合物製構造部材を得る
ことのできる前記製造方法を提供することを目的とする
。 [0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るTiAl系
金属間化合物製構造部材の製造方法は、Ti粉末および
A1粉末を、TiH2粉末の存在下で攪拌混合すること
により、Ti、AlおよびT i H2よりなる複合粉
末を形成する工程と、前記複合粉末を用いて圧粉体を成
形する工程と、前記圧粉体に焼結処理を施して、水素を
含有するTiAl系金属間化合物より構成された焼結体
を得る工程と、前記焼結体に脱水素処理を施す工程と、
を順次行うことを特徴とする。 [0008]
【実施例] ”I−i H−粉末の〜シ音頃をX@@O
/ (この場合、T i l−I2 量は略Ti壜)と
じ−乙 64− x重量%のTi粉末、36重量%のA
l粉較才3よびXrE壜゛このTiHr粉末を↑体で1
kg(ただし、原子比てTi:A11:1)となるよう
に秤壜し、これら粉末を図1に示す、器体]、攪拌捧2
および鋼球;3よりなる高エネルギボールミル4に投入
した。 [0009]次いで、高エネルギボールミル4を作動し
、Ti粉末、Al粉末およびTiH:粉末を、常温にて
アルゴン雰囲気下、840分間攪拌攪拌上てTi、Al
およびTiH2よりなる複合粉末を得た。 [0010]前記攪拌混合工程において、処理時間12
0分経過後の複合粉末は、A1マトリックス中に粒状の
TiおよびTiH2が分散した様相を呈し、また処理時
間240分経過後の複合粉末では、Al、TiおよびT
iH2が曲線を描くように延びると共にそれらが層をな
しており、さらに処理時間840分経過後の複合粉末で
は、Al、TiおよびTiH2が、それらを判別し得な
い程度に混じり合っていた。 [00111図2の線aはTiH2粉末の配合量と複合
粉末の形成率との関係を示す。図中、αbはエタノール
を用いた比較例に該当し、この比較例では、64重量%
のTi粉末および36重量%のAt粉末のみを用い、ま
た攪拌混合中にエタノールを60分間毎に3cc添加し
た点を除き、前記と同一条件で攪拌混合が行われた。 [0012]図2、線aから明らかなように、TiH2
粉末の配合量を5重量%以」−に設定すると、エタノー
ルを用いた場合と同等またはそれ以上の複合粉末の形成
率を確保することができる。これは、TiH2粉末を存
在させると、その粉末が固く、且つ脆いことから硬質微
粒子となってTi粉末およびAl粉末間に入り込み、そ
れら粉末の凝集を妨げるからである。 [0013]また比較例においては、複合粉末中に2゜
2重量%(その中、酸素含有量1.1重電%)の不純物
が含まれていた。 [0014]各種複合粉末から、5重量%のTiH2粉
末を配合して得られた複合粉末を選定し、その粉末を用
いて、次に述べる方法によりTiAl系金属間化合物製
構造部材を製造した。 a、複合粉末をゴム型に入れ、常温、加圧力4ton/
CIIIj の条件下で冷間静水圧プレス法(CI P
法)を適用することにより直径40mm、長さ70mm
、密度比75%の短円柱状圧粉体を成形した。 b、 圧粉体を、真空下で内径40市、長さ70mm、
厚さ2mmのTi合金製罐体に封入した。 c、  4体と共に圧粉体に、焼結温度800〜120
0℃、加圧力2ton 7cm2.加圧時間3時間の条
件下で熱間静水圧プレス法(HI P法)を適用する二
とにより、水素を含有するT iAl系金属間化合物よ
り構成された焼結体を得た。 (1,焼結体を透体より取出し、その焼結体に、真空五
、加熱温度500て二、保持時間1時間の脱水素処理を
施してTiAl系金属間化合物製構造部材を得た。この
脱水素処理により、不純物としての水素を含むことによ
る構造部材の脆化を回避することができる。 [0(、’)15]図;3は、構造部材における焼結温
度と密度比との関係を示す。図中、A1〜A3が本発明
により得られた構造部材に、また81〜B3 は前記比
較例複合粉末を用いて得らtまた構造部材にそれぞれ該
当する。構造部材81〜B、の製造条件は脱水素処理を
行わなかった点を除いて前記方法と同じである。 [00161図3から明らかなように、同一焼結1温度
において、構造部材A1〜A3 の方が構造部材B1〜
B3よりも密度比が高く、また構造部材A+ 、 A2
のように焼結温度を800〜1000℃と低く設定して
も、焼結温度を1200℃に設定した構造部材A3 、
  B:l と略凹等の密度比を得ることができる。 [0017]このように本発明によれば、T i H2
の存在によって焼結温度を下げることができる。これは
、TiH2がTi濃度の高いγ相およびα2相を析出し
易くする、といった作用をなすことに起因するもので、
従来法に比べて焼結温度を1.00〜200℃程度低く
設定しても、高密度化を達成され、且つ微細結晶粒より
なるTiAl系金属間化合物より構成された焼結体を得
ることが可能である。 [0018]図4は、構造部材A2 と構造部材B2 
との引張強さを比較したもので、本発明による構造部材
A2はその結晶粒径が約0.3μmであって、800M
Paの値を持ち、構造部材B2 に比べて高強度である
ことが判る。 [0019]図5は、5重量%のTiH2粉末を配合し
て得られた複合粉末の粒径と構造部材の引張強さ(室温
)との関係を示す。 [00201図5から明らかなように、複合粉末の粒径
を507Lm以下に設定することによって、構造部材の
引張強さを向上させることができる。この場合、複合粉
末の粒径は好ましくは5μm以下である。 [00213図6は、前記複合粉末(5重量%TiH2
粉未配合)を用いて得られた焼結体における結晶粒径と
構造部材の伸びとの関係を示す。 [0022]図6から明らかなように、焼結体における
結晶粒径を51tm以下に設定することによって構造部
材の沖ひを向上させることができる。 [00231図7は、複合粉末の粒径と焼結体における
結晶粒径との関係を示す。この焼結体は1000℃、3
時間の熱間静水圧プレス法(HIP法)を適用して得ら
れたものである。 [0024]図7より、複合粉末の粒径を小さくすると
、焼結体における結晶粒径も小さくなることが判る。 [0025]なお、TiH2粉末の存在は、その粉末を
Ti粉末およびAl粉末に添加することによって達成さ
れるが、Ti粉末およびAl粉末の攪拌混合を水素を含
む雰囲気下で行い、Ti粉末の一部を水素化してTiH
2粉末を生成させることも可能である。前記雰囲気の一
例としては、アルゴン:水素=95〜99:1〜5の混
合ガス雰囲気を挙げることができる。 [0026] 【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た各工程を行うことによって、高強度なTiAl系金属
間化合物製構造部材を得ることができる。また複合粉未
形成工程において、その粉末の形成率を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高エネルギボールミルの要部破断斜視図である
【図21TiH2粉末の配合量と複合粉末の形成率との
関係を示すグラフである。 【図3】焼結温度と構造部材の密度比との関係を示すグ
ラフである。
【図4】二種の構造部材の引張強さを比較したグラフで
ある。
【図5】′a合粉末の粒径と構造部材の引張強さとの関
係を示すグラフである。
【図6】焼結体における結晶粒径と構造部材の伸びとの
関係を示すグラフである。
【図7】複合粉末の粒径と焼結体における結晶粒径との
関係を示すグラフである。
【図1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Ti粉末およびAl粉末を、TiH_2粉
    末の存在下で攪拌混合することにより、Ti、Alおよ
    びTiH_2よりなる複合粉末を形成する工程と、前記
    複合粉末を用いて圧粉体を成形する工程と、前記圧粉体
    に焼結処理を施して、水素を含有するTiAl系金属間
    化合物より構成された焼結体を得る工程と、前記焼結体
    に脱水素処理を施す工程と、を順次行うことを特徴とす
    るTiAl系金属間化合物製構造部材の製造方法。
JP2401811A 1990-12-13 1990-12-13 TiAl系金属間化合物製構造部材の製造方法 Pending JPH04210401A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074959C (zh) * 1993-07-23 2001-11-21 阿苏拉布股份有限公司 烧结法制造钛部件的方法
JP2012036489A (ja) * 2010-08-11 2012-02-23 Toda Kogyo Corp 金属ナノ粒子粉末の製造方法及び金属ナノ粒子粉末
CN102825259A (zh) * 2012-09-21 2012-12-19 北京科技大学 一种用氢化钛粉制备TiAl金属间化合物粉末的方法
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CN114985740A (zh) * 2022-05-06 2022-09-02 北京科技大学 大变形量钛铝合金板材及其短流程轧制制备方法

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