JPH04309495A - チタン及びチタン合金鋳物の熱間静水圧加圧方法 - Google Patents
チタン及びチタン合金鋳物の熱間静水圧加圧方法Info
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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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はチタン及びチタン合金鋳
物の表面に存在する空孔状欠陥を消滅する方法及び同方
法で得られたチタン及びチタン合金鋳物に関する。
物の表面に存在する空孔状欠陥を消滅する方法及び同方
法で得られたチタン及びチタン合金鋳物に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属製部品、特に鋳物等を変形抵抗の比
較的小さい高温にて高圧力を等方的に付与する所謂熱間
静水圧加圧（ＨＩＰ）を実施すると、製品内の空孔ある
いはガス欠陥等が消滅し、機械的性質が向上することは
よく知られていることである。従来は鋳物等を前処理な
しに直接に、熱間静水圧加圧することにより鋳物内部に
独立に存在する上記欠陥を消滅させ、製品の疲労強度、
破壊靱性値等を改善させて、材質的な信頼性の向上効果
を得ている。
較的小さい高温にて高圧力を等方的に付与する所謂熱間
静水圧加圧（ＨＩＰ）を実施すると、製品内の空孔ある
いはガス欠陥等が消滅し、機械的性質が向上することは
よく知られていることである。従来は鋳物等を前処理な
しに直接に、熱間静水圧加圧することにより鋳物内部に
独立に存在する上記欠陥を消滅させ、製品の疲労強度、
破壊靱性値等を改善させて、材質的な信頼性の向上効果
を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】熱間静水圧加圧はアル
ゴンあるいは窒素等のガスを媒体として加圧するために
、ガスが侵入する欠陥、すなわち製品表面と連通した欠
陥に対してはキャビティ等が圧着、消滅しないという欠
点を有している。すなわち鋳物等においては、表面に開
口した欠陥に対しては熱間静水圧加圧効果が全くなく、
これらの欠陥は消滅しないという問題がある。
ゴンあるいは窒素等のガスを媒体として加圧するために
、ガスが侵入する欠陥、すなわち製品表面と連通した欠
陥に対してはキャビティ等が圧着、消滅しないという欠
点を有している。すなわち鋳物等においては、表面に開
口した欠陥に対しては熱間静水圧加圧効果が全くなく、
これらの欠陥は消滅しないという問題がある。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、上述した従
来技術のような不具合のないチタンあるいはチタン合金
鋳物の空孔状欠陥の消滅方法及び同方法で得たチタンあ
るいはチタン合金鋳物を提供しようとするものである。
来技術のような不具合のないチタンあるいはチタン合金
鋳物の空孔状欠陥の消滅方法及び同方法で得たチタンあ
るいはチタン合金鋳物を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）チタン
あるいはチタン合金鋳物の表面に、ホウ素化合物あるい
はリン化合物を還元剤としてニッケル−ホウ素合金ある
いはニッケル−リン化合物を化学的にメッキし、その後
、熱間静水圧加圧することを特徴とするチタンあるいは
チタン合金鋳物の空孔状欠陥の消滅方法。
あるいはチタン合金鋳物の表面に、ホウ素化合物あるい
はリン化合物を還元剤としてニッケル−ホウ素合金ある
いはニッケル−リン化合物を化学的にメッキし、その後
、熱間静水圧加圧することを特徴とするチタンあるいは
チタン合金鋳物の空孔状欠陥の消滅方法。
【０００６】（２）上記（１）の方法で空孔状欠陥を消
滅させてなることを特徴とするチタンあるいはチタン合
金鋳物である。
滅させてなることを特徴とするチタンあるいはチタン合
金鋳物である。
【０００７】本発明方法を更に具体的に説明すると、ホ
ウ素化合物（ジエチルアミンボランあるいはジメチルア
ミンボラン等）あるいはリン化合物（次亜リン酸塩等）
を還元剤として化学還元（無電解）メッキ法にて、対象
製品の表面にニッケルを主成分とするニッケル−ホウ素
合金あるいはニッケル−リン合金をメッキすることによ
り、表面に開口した微細な空孔をメッキ層にて覆い、空
孔欠陥へ熱間静水圧加圧時のガスが侵入するのを防止し
た後に熱間静水圧加圧を実施する。化学還元メッキ法を
採用することにより、電解メッキ法に比較して、パイプ
の内面あるいは狭隘部等を有する複雑形状品に対しても
、均一な膜厚のメッキが可能になり、安定した熱間静水
圧加圧効果を得ることができる。
ウ素化合物（ジエチルアミンボランあるいはジメチルア
ミンボラン等）あるいはリン化合物（次亜リン酸塩等）
を還元剤として化学還元（無電解）メッキ法にて、対象
製品の表面にニッケルを主成分とするニッケル−ホウ素
合金あるいはニッケル−リン合金をメッキすることによ
り、表面に開口した微細な空孔をメッキ層にて覆い、空
孔欠陥へ熱間静水圧加圧時のガスが侵入するのを防止し
た後に熱間静水圧加圧を実施する。化学還元メッキ法を
採用することにより、電解メッキ法に比較して、パイプ
の内面あるいは狭隘部等を有する複雑形状品に対しても
、均一な膜厚のメッキが可能になり、安定した熱間静水
圧加圧効果を得ることができる。
【０００８】また製品表面に生成したニッケル−ホウ素
あるいはニッケル−リン合金メッキ層は熱間静水圧加圧
後に化学的研磨法（ケミカルエッチング）にて容易に除
去することができ、本発明の空孔状欠陥を消滅させたチ
タンあるいはチタン合金鋳物を得ることができる。
あるいはニッケル−リン合金メッキ層は熱間静水圧加圧
後に化学的研磨法（ケミカルエッチング）にて容易に除
去することができ、本発明の空孔状欠陥を消滅させたチ
タンあるいはチタン合金鋳物を得ることができる。
【０００９】
【作用】前述の如く、ホウ素化合物（ジエチルアミンボ
ランあるいはジメチルアミンボラン等）あるいはリン化
合物（次亜リン酸塩等）を還元剤とする化学還元法によ
り表面開口欠陥にニッケル合金（一般的に、ニッケル−
ホウ素中のホウ素濃度は０．２〜０．６ｗｔ％、ニッケ
ル−リン合金中のリン濃度は２〜３ｗｔ％をコーティン
グすることにより、製品の表面に開口した気孔（ミクロ
キャビティ）あるいは割れを被覆し、外気と遮断するこ
とができる。ホウ素化合物あるいはリン化合物を還元剤
としたニッケルメッキの機構自体は公知であるので省略
する。
ランあるいはジメチルアミンボラン等）あるいはリン化
合物（次亜リン酸塩等）を還元剤とする化学還元法によ
り表面開口欠陥にニッケル合金（一般的に、ニッケル−
ホウ素中のホウ素濃度は０．２〜０．６ｗｔ％、ニッケ
ル−リン合金中のリン濃度は２〜３ｗｔ％をコーティン
グすることにより、製品の表面に開口した気孔（ミクロ
キャビティ）あるいは割れを被覆し、外気と遮断するこ
とができる。ホウ素化合物あるいはリン化合物を還元剤
としたニッケルメッキの機構自体は公知であるので省略
する。
【００１０】図１に鋳物１表面に存在する空孔あるいは
割れ欠陥２上にメッキ３を施した模式図を示す。以上の
方法により表面開口欠陥が被覆され、熱間静水圧加圧に
て材料の変形抵抗以上の等方圧を付与することにより、
欠陥が圧着、消滅する。
割れ欠陥２上にメッキ３を施した模式図を示す。以上の
方法により表面開口欠陥が被覆され、熱間静水圧加圧に
て材料の変形抵抗以上の等方圧を付与することにより、
欠陥が圧着、消滅する。
【００１１】
【実施例】（例１）純チタン鋳物での一実施例の態様を
以下に示す。なお、この実施例ではニッケル合金を化学
的にメッキした後に熱間静水圧加圧した効果を明確に把
握するために単純な形状での実施例を示す。
以下に示す。なお、この実施例ではニッケル合金を化学
的にメッキした後に熱間静水圧加圧した効果を明確に把
握するために単純な形状での実施例を示す。
【００１２】表１に示す化学組成の純チタン鋳物を図２
に示すような形状のプロックＡ、ブロックＢに加工して
、両ブロックＡ，Ｂを距離４０μｍ隔てて、図３に示す
如く３方をＴＩＧ溶接し、これを脱脂した後に表２に示
す条件にて化学メッキ（無電解メッキ）を施し、サイコ
ロ状試験片の６面をコーティングした。この時のニッケ
ルメッキ層の厚さは９０〜１００μｍで、比較的均一で
、かつ緻密なメッキ層が得られた。
に示すような形状のプロックＡ、ブロックＢに加工して
、両ブロックＡ，Ｂを距離４０μｍ隔てて、図３に示す
如く３方をＴＩＧ溶接し、これを脱脂した後に表２に示
す条件にて化学メッキ（無電解メッキ）を施し、サイコ
ロ状試験片の６面をコーティングした。この時のニッケ
ルメッキ層の厚さは９０〜１００μｍで、比較的均一で
、かつ緻密なメッキ層が得られた。
【００１３】上記の方法にてニッケル−ホウ素をメッキ
した鋳物を表３に示す温度、圧力及び時間にて、アルゴ
ンガスを圧力媒体として熱間静水圧加圧を実施した。
した鋳物を表３に示す温度、圧力及び時間にて、アルゴ
ンガスを圧力媒体として熱間静水圧加圧を実施した。
【００１４】熱間静水圧加圧後の該試験片を切断し、切
断面の液体浸透探傷試験及び当初存在した幅４０μｍの
人工欠陥部の光学顕微鏡による拡大観察を行った。その
結果、液体浸透探傷試験及び拡大観察とも空孔は認めら
れず、当初の人工欠陥は完全に消滅していた。これより
鋳物等の表面に存在する、あるいは外気と連通している
空孔あるいは割れ状の欠陥に対して、ホウ素化合物ある
いはリン化合物を還元剤としたニッケル合金メッキを所
定厚さに施し、その後所定温度、圧力及び時間にて熱間
静水圧加圧することにより上記欠陥を消滅できることを
確認した。
断面の液体浸透探傷試験及び当初存在した幅４０μｍの
人工欠陥部の光学顕微鏡による拡大観察を行った。その
結果、液体浸透探傷試験及び拡大観察とも空孔は認めら
れず、当初の人工欠陥は完全に消滅していた。これより
鋳物等の表面に存在する、あるいは外気と連通している
空孔あるいは割れ状の欠陥に対して、ホウ素化合物ある
いはリン化合物を還元剤としたニッケル合金メッキを所
定厚さに施し、その後所定温度、圧力及び時間にて熱間
静水圧加圧することにより上記欠陥を消滅できることを
確認した。
【表１】
【表２】
【表３】
【００１５】（例２）同様にリン化合物を還元剤として
無電解メッキについても、前記表１に示す組成及び図２
，図３に示す形状の試験片について表４に示す条件にて
無電解メッキを施した。この時のメッキ層の厚さは１２
０〜１５０μｍで、緻密なメッキ層が得られた。
無電解メッキについても、前記表１に示す組成及び図２
，図３に示す形状の試験片について表４に示す条件にて
無電解メッキを施した。この時のメッキ層の厚さは１２
０〜１５０μｍで、緻密なメッキ層が得られた。
【００１６】上記方法にてニッケル−リンをメッキした
鋳物を表５に示す温度、圧力及び時間にて、ニッケル−
ホウ素メッキの場合と同様の熱間静水圧加圧を実施した
。ただしニッケルに若干量のホウ素（一般的には１ｗｔ
％以下）を含有するニッケル−ホウ素合金の固相温度（
共晶温度）は約１０９０℃であるのに対してリンを数ｗ
ｔ％含有するニッケル−リン合金の固相温度は約８８０
℃であり、従ってニッケル−リンをメッキした場合では
熱間静水圧加圧温度を８００℃とし、時間を４時間とし
た。
鋳物を表５に示す温度、圧力及び時間にて、ニッケル−
ホウ素メッキの場合と同様の熱間静水圧加圧を実施した
。ただしニッケルに若干量のホウ素（一般的には１ｗｔ
％以下）を含有するニッケル−ホウ素合金の固相温度（
共晶温度）は約１０９０℃であるのに対してリンを数ｗ
ｔ％含有するニッケル−リン合金の固相温度は約８８０
℃であり、従ってニッケル−リンをメッキした場合では
熱間静水圧加圧温度を８００℃とし、時間を４時間とし
た。
【表４】
【表５】
【００１７】
【発明の効果】チタンあるいはチタン合金は塑性加工及
び切削加工が比較的困難であるために、複数形状品に対
しては精密鋳造による製造法が指向されている。しかし
鋳造法で製造する場合、製品にガス欠陥あるいは割れ状
の欠陥の発生を完全に防止することは困難である。
び切削加工が比較的困難であるために、複数形状品に対
しては精密鋳造による製造法が指向されている。しかし
鋳造法で製造する場合、製品にガス欠陥あるいは割れ状
の欠陥の発生を完全に防止することは困難である。
【００１８】上記課題を解決するため、ホウ素化合物あ
るいはリン化合物を還元剤としてニッケル−ホウ素ある
いはニッケル−リン合金を化学還元メッキすることによ
り、複雑形状品に対しても高融点で緻密かつ厚さの均一
な皮膜が形成され、これが製品の表面に開口した割れ、
気孔等をコーティングすることにより、その後の熱間静
水圧加圧にて表面に開口した欠陥を圧着、消滅でき、機
械的性質が著しく改善される。
るいはリン化合物を還元剤としてニッケル−ホウ素ある
いはニッケル−リン合金を化学還元メッキすることによ
り、複雑形状品に対しても高融点で緻密かつ厚さの均一
な皮膜が形成され、これが製品の表面に開口した割れ、
気孔等をコーティングすることにより、その後の熱間静
水圧加圧にて表面に開口した欠陥を圧着、消滅でき、機
械的性質が著しく改善される。
【図１】本発明の一実施例における鋳物表面に存在する
欠陥上にメッキを施した場合の模式図。
欠陥上にメッキを施した場合の模式図。
【図２】本発明の一実施例で使用する試験片の斜視図。
【図３】本発明の一実施例で使用する試験片を溶接して
表面に開口した欠陥を出現させた試料の斜視図。
表面に開口した欠陥を出現させた試料の斜視図。
Claims (2)
- 【請求項１】 チタンあるいはチタン合金鋳物の表面
に、ホウ素化合物あるいはリン化合物を還元剤としてニ
ッケル−ホウ素合金あるいはニッケル−リン化合物を化
学的にメッキし、その後、熱間静水圧加圧することを特
徴とするチタンあるいはチタン合金鋳物の空孔状欠陥の
消滅方法。 - 【請求項２】 上記請求項１の方法で空孔状欠陥を消
滅させてなることを特徴とするチタンあるいはチタン合
金鋳物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7613091A JPH04309495A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | チタン及びチタン合金鋳物の熱間静水圧加圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7613091A JPH04309495A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | チタン及びチタン合金鋳物の熱間静水圧加圧方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04309495A true JPH04309495A (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=13596361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7613091A Withdrawn JPH04309495A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | チタン及びチタン合金鋳物の熱間静水圧加圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04309495A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6766937B2 (en) | 2002-12-20 | 2004-07-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ultrasonic rotary horn repair |
| WO2019192633A1 (de) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | Hermle Maschinenbau Gmbh | Verfahren zur herstellung eines bauteils, kapsel für heiss isostatisches pressen und bauteilanordnung |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP7613091A patent/JPH04309495A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6766937B2 (en) | 2002-12-20 | 2004-07-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ultrasonic rotary horn repair |
| WO2019192633A1 (de) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | Hermle Maschinenbau Gmbh | Verfahren zur herstellung eines bauteils, kapsel für heiss isostatisches pressen und bauteilanordnung |
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