JPH0435539B2 - - Google Patents
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- JPH0435539B2 JPH0435539B2 JP59077196A JP7719684A JPH0435539B2 JP H0435539 B2 JPH0435539 B2 JP H0435539B2 JP 59077196 A JP59077196 A JP 59077196A JP 7719684 A JP7719684 A JP 7719684A JP H0435539 B2 JPH0435539 B2 JP H0435539B2
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、低温における焼結による製造が可能
なチタン系焼結合金の製造方法に関する。
なチタン系焼結合金の製造方法に関する。
チタン及びチタン合金は高い比強度を有し耐食
性も優れていることから、メカニカルシール用リ
テナー、各種電解用電解槽及び電極、熱交換器用
部材、構造用部材、航空機用部材等に広く用いら
れている。
性も優れていることから、メカニカルシール用リ
テナー、各種電解用電解槽及び電極、熱交換器用
部材、構造用部材、航空機用部材等に広く用いら
れている。
従来から、チタン製部材の製造方法としては、
インゴツト溶製、圧延、鍛造、切削等による方法
が主流であつた。しかしながら、この溶製法では
チタンの加工性の悪さ、および歩留の低さに起因
するコスト高、更に合金の場合は偏折を生じやす
く組織が不均一である等の欠点も有している。
インゴツト溶製、圧延、鍛造、切削等による方法
が主流であつた。しかしながら、この溶製法では
チタンの加工性の悪さ、および歩留の低さに起因
するコスト高、更に合金の場合は偏折を生じやす
く組織が不均一である等の欠点も有している。
これらの溶製チタン材の欠点は、粉末冶金によ
り解消されることは知られており、例えば、特公
昭55−451号公報には、チタン粉末とパラジウム
粉末との混合粉末を用いて、焼結することによつ
て均質にして耐食性の優れたチタン−パラジウム
焼結合金が得られることが開示されている。
り解消されることは知られており、例えば、特公
昭55−451号公報には、チタン粉末とパラジウム
粉末との混合粉末を用いて、焼結することによつ
て均質にして耐食性の優れたチタン−パラジウム
焼結合金が得られることが開示されている。
このチタンの焼結法の適用に際しては、チタン
の融点が1680℃と高いために、その焼結温度は
1400℃以上が適用され、その上、固相焼結である
ために空孔が多いという欠点も有する。
の融点が1680℃と高いために、その焼結温度は
1400℃以上が適用され、その上、固相焼結である
ために空孔が多いという欠点も有する。
さらには、パラジウムを添加したチタン粉末か
ら緻密質の焼結体を得るためには、予め共晶範囲
にパラジウムを添加混合して一旦焼結したのち、
再度粉砕して粒度調整を行つた後、実際上は従来
のチタンの焼結温度である1400℃近い焼結温度を
適用する必要がある。
ら緻密質の焼結体を得るためには、予め共晶範囲
にパラジウムを添加混合して一旦焼結したのち、
再度粉砕して粒度調整を行つた後、実際上は従来
のチタンの焼結温度である1400℃近い焼結温度を
適用する必要がある。
また、予め混合したチタンとパラジウムとの混
合粉末の予備焼結、粉砕処理は単体混合粉末の焼
結よりも、その粉末の処理に手間を要するばかり
ではなく、予備焼結体の粉砕工程で処理粉末が粉
砕容器で汚染されるという問題がある。
合粉末の予備焼結、粉砕処理は単体混合粉末の焼
結よりも、その粉末の処理に手間を要するばかり
ではなく、予備焼結体の粉砕工程で処理粉末が粉
砕容器で汚染されるという問題がある。
本発明において解決すべき課題は、混合粉末の
予備焼結、粉砕等の予備処理工程を必要とせず、
1300℃程度の温度で焼結しても、上記パラジウム
を添加したチタン合金焼結体と同等の緻密さを有
し、しかも、抗折力において格段に優れたチタン
焼結体の製造方法を提供することにある。
予備焼結、粉砕等の予備処理工程を必要とせず、
1300℃程度の温度で焼結しても、上記パラジウム
を添加したチタン合金焼結体と同等の緻密さを有
し、しかも、抗折力において格段に優れたチタン
焼結体の製造方法を提供することにある。
本発明は、鉄単体粉末を２〜８重量％添加配合
したチタン単体粉末の混合粉末を潤滑剤を用いて
混合したのち、成形後、真空中もしくは不活性雰
囲気中で予備焼結したのち、真空中もしくは不活
性雰囲気中で、略1300℃以下で焼結することによ
つて上記課題を解決した。
したチタン単体粉末の混合粉末を潤滑剤を用いて
混合したのち、成形後、真空中もしくは不活性雰
囲気中で予備焼結したのち、真空中もしくは不活
性雰囲気中で、略1300℃以下で焼結することによ
つて上記課題を解決した。
本発明によつて焼結部材を製造するに当たつて
は、混合粉末を所要の形状に１〜2ton／cm2の圧力
下で圧縮成形後真空中もしくは不活性雰囲気中に
て1100℃〜1300℃で焼結を行ない。必要により仕
上げ加工を行ない製品とする。
は、混合粉末を所要の形状に１〜2ton／cm2の圧力
下で圧縮成形後真空中もしくは不活性雰囲気中に
て1100℃〜1300℃で焼結を行ない。必要により仕
上げ加工を行ない製品とする。
チタン単味粉末と鉄単味粉末との混合粉末中の
鉄単味粉末の配合量が２〜８重量％である場合に
は、母合金を予め調製することなく、略1300℃以
下の温度での焼結過程において、配合鉄単体粉末
がチタンとの共晶反応を生じ、焼結を促進し、96
％以上の相対密度と、190Kg／mm2（1.9GPa）以上
の抗折強度を有する均一組織の焼結体を得ること
ができる。
鉄単味粉末の配合量が２〜８重量％である場合に
は、母合金を予め調製することなく、略1300℃以
下の温度での焼結過程において、配合鉄単体粉末
がチタンとの共晶反応を生じ、焼結を促進し、96
％以上の相対密度と、190Kg／mm2（1.9GPa）以上
の抗折強度を有する均一組織の焼結体を得ること
ができる。
実施例 １
純チタン粉末（粒度：−350＃）に平均粒子径
8μｍの鉄粉末を1.0重量％，2.5重量％，5.0重量
％，10.0重量％添加した混合粉末にそれぞれ潤滑
剤としてパラフインを2.0重量％添加し、10×30
×５（mm）の形状に2.0ton／cm2の圧力下にて圧縮
成形した後、500℃10分間の予備焼結を行ない、
1000℃，1100℃，1200℃，1300℃，1400℃の各温
度で1.0時間の焼結を行なつた。焼結後研削し、
８×25×４（mm）の試験片を製作し、焼結密度，
抗折力を測定した。
8μｍの鉄粉末を1.0重量％，2.5重量％，5.0重量
％，10.0重量％添加した混合粉末にそれぞれ潤滑
剤としてパラフインを2.0重量％添加し、10×30
×５（mm）の形状に2.0ton／cm2の圧力下にて圧縮
成形した後、500℃10分間の予備焼結を行ない、
1000℃，1100℃，1200℃，1300℃，1400℃の各温
度で1.0時間の焼結を行なつた。焼結後研削し、
８×25×４（mm）の試験片を製作し、焼結密度，
抗折力を測定した。
第１図に各添加量における焼結温度と相対密度
との関係を示す。また、同じく、第２図は抗折強
度を示す。図中曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ添
加量1.0重量，2.5重量，5.0重量，10.0重量％であ
る。
との関係を示す。また、同じく、第２図は抗折強
度を示す。図中曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ添
加量1.0重量，2.5重量，5.0重量，10.0重量％であ
る。
同図に示すように、1300℃以下の焼結温度にお
いて、2.5重量％と５重量％添加した混合粉末を
用いたものは、相対密度が96％以上が達成でき、
抗折力は190Kg／mm2（1.9GPa）以上であつた。し
かし、添加量が1.0重量％のものは緻密化せず、
また、添加量が10.0重量％のものは緻密化はする
が抗折力は激減した。
いて、2.5重量％と５重量％添加した混合粉末を
用いたものは、相対密度が96％以上が達成でき、
抗折力は190Kg／mm2（1.9GPa）以上であつた。し
かし、添加量が1.0重量％のものは緻密化せず、
また、添加量が10.0重量％のものは緻密化はする
が抗折力は激減した。
同試験結果から、チタン粉末に鉄粉を略2.0〜
8.0重量％を含む粉末成形体は、略1300℃以下の
焼結温度において、無配合のものと比較して、高
密度でしかも高強度であることがわかつた。しか
し、この範囲外のものは抗折力の向上は認められ
なかつた。
8.0重量％を含む粉末成形体は、略1300℃以下の
焼結温度において、無配合のものと比較して、高
密度でしかも高強度であることがわかつた。しか
し、この範囲外のものは抗折力の向上は認められ
なかつた。
なお、曲線Ｅは無添加のチタン単体粉末の試料
であり、同じ焼結条件（1300℃，1.0時間）で焼
結した試料は相対密度94.9％，抗折力140.0Kg／
mm2（1.4GPa）であつた。
であり、同じ焼結条件（1300℃，1.0時間）で焼
結した試料は相対密度94.9％，抗折力140.0Kg／
mm2（1.4GPa）であつた。
比較例 １
実施例１で用いた純チタン粉末に平均粒子径
1.2μｍのコバルト粉末を、1.0重量％，2.5重量％，
5.0重量％，10.0重量％添加した混合粉末を用い
実施例１と同じ要領で、1100℃，1200℃，1300
℃，1400℃の各温度で焼結を行ない、焼結密度と
抗折力を測定し、さらに耐食試験を行つた。
1.2μｍのコバルト粉末を、1.0重量％，2.5重量％，
5.0重量％，10.0重量％添加した混合粉末を用い
実施例１と同じ要領で、1100℃，1200℃，1300
℃，1400℃の各温度で焼結を行ない、焼結密度と
抗折力を測定し、さらに耐食試験を行つた。
第３図および第４図はそれぞれ焼結温度に対す
る密度と抗折力をを示す図である。
る密度と抗折力をを示す図である。
比較例 ２
実施例１と同様の方法によつて、粒子径2.6〜
3.3μｍのニツケル粉末を1.0重量，2.5重量，5.0重
量，10.0重量％添加した各混合粉末について各温
度で焼結し、焼結密度と抗折力を測定した。第５
図および第６図はそれぞれ焼結温度に対する密度
と抗折力を示す。
3.3μｍのニツケル粉末を1.0重量，2.5重量，5.0重
量，10.0重量％添加した各混合粉末について各温
度で焼結し、焼結密度と抗折力を測定した。第５
図および第６図はそれぞれ焼結温度に対する密度
と抗折力を示す。
比較例 ３
実施例１と同様の方法によつて粒度−300＃の
パラジウム粉末を0.25重量，0.5重量，1.0重量，
2.5重量％添加した各混合粉末について各温度で
焼結し、焼結密度、抗折力を測定し、耐食試験を
行つた。
パラジウム粉末を0.25重量，0.5重量，1.0重量，
2.5重量％添加した各混合粉末について各温度で
焼結し、焼結密度、抗折力を測定し、耐食試験を
行つた。
第７図および第８図は焼結温度に対する密度と
抗折力を示す。
抗折力を示す。
図中Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，はそれぞれ添加量0.25重
量，0.5重量，1.0重量，2.5重量％の場合であり、
Ｅは無添加の場合である。
量，0.5重量，1.0重量，2.5重量％の場合であり、
Ｅは無添加の場合である。
この場合、抗折力の向上は認められるが、パラ
ジウムの分散性が悪く安定した特性が得られなか
つた。
ジウムの分散性が悪く安定した特性が得られなか
つた。
以上、本発明の実施例と各比較例とを比較する
と、Feを２〜８重量％含有する単体粉末混合体
の場合、比較的低い焼結温度において焼結しても
優れた抗折力を示すことがわかる。
と、Feを２〜８重量％含有する単体粉末混合体
の場合、比較的低い焼結温度において焼結しても
優れた抗折力を示すことがわかる。
〔効果〕
本発明によつ以下の効果を奏する。
(1) 溶製チタンを用いる方法に比し、高歩留によ
つて偏折のない均一な組織のチタン系合金を、
1200℃程度の低い焼結温度で得ることができ
る。
つて偏折のない均一な組織のチタン系合金を、
1200℃程度の低い焼結温度で得ることができ
る。
(2) その機械的な特性は、抗折力において190
Kg／mm2以上の強度のものが得られる。
Kg／mm2以上の強度のものが得られる。
第１図および第２図は、本発明の密度と抗折力
の試験結果を示す。第３図〜第８図は、それぞれ
コバルト，ニツケル，パラジウムをチタン粉末に
単味添加した場合の比較例を示す。
の試験結果を示す。第３図〜第８図は、それぞれ
コバルト，ニツケル，パラジウムをチタン粉末に
単味添加した場合の比較例を示す。
Claims (1)
- １ 鉄単体粉末を２〜８重量％添加配合したチタ
ン単体粉末の混合粉末を潤滑剤を用いて混合した
のち、成形後、真空中もしくは不活性雰囲気中で
予備焼結したのち、真空中もしくは不活性雰囲気
中で、略1300℃以下で焼結するチタン系焼結合金
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7719684A JPS60221539A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | チタン系焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7719684A JPS60221539A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | チタン系焼結合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221539A JPS60221539A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0435539B2 true JPH0435539B2 (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=13627062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7719684A Granted JPS60221539A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | チタン系焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221539A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0784632B2 (ja) * | 1986-10-31 | 1995-09-13 | 住友金属工業株式会社 | 油井環境用チタン合金の耐食性改善方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55451A (en) * | 1977-10-07 | 1980-01-05 | Foss Electric As N | Method of measuring nitrogen in sample by kjeldahl principle and catalyst therefor |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP7719684A patent/JPS60221539A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55451A (en) * | 1977-10-07 | 1980-01-05 | Foss Electric As N | Method of measuring nitrogen in sample by kjeldahl principle and catalyst therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60221539A (ja) | 1985-11-06 |
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