JPH04371536A - ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の製造方法 - Google Patents
ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の製造方法Info
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- JPH04371536A JPH04371536A JP3176208A JP17620891A JPH04371536A JP H04371536 A JPH04371536 A JP H04371536A JP 3176208 A JP3176208 A JP 3176208A JP 17620891 A JP17620891 A JP 17620891A JP H04371536 A JPH04371536 A JP H04371536A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金加工技術に供
せられるＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の新規な製造方法
に関する。
せられるＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の新規な製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】ＴｉＡｌ系金属間化合
物は、比強度が高くかつ耐蝕性、高温強度および耐酸化
性に優れた材料である。しかしながら、ＴｉＡｌ系金属
間化合物は延性が小さいため圧延、鍛造などによって成
形加工することは困難であり、通常精密鋳造法あるいは
粉末冶金法により成形加工される。特に、粉末冶金法は
、所望の形状に近い成形焼結体を得ることができるので
好ましく使用される。
物は、比強度が高くかつ耐蝕性、高温強度および耐酸化
性に優れた材料である。しかしながら、ＴｉＡｌ系金属
間化合物は延性が小さいため圧延、鍛造などによって成
形加工することは困難であり、通常精密鋳造法あるいは
粉末冶金法により成形加工される。特に、粉末冶金法は
、所望の形状に近い成形焼結体を得ることができるので
好ましく使用される。
【０００３】粉末冶金法によりＴｉＡｌ系金属間化合物
の成形焼結体を製造する際ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末
が出発材料として使用されるが、得られる焼結体の密度
や機械的特性を考慮すると平均粒度５０μ以下の微細な
粉末が望ましい。
の成形焼結体を製造する際ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末
が出発材料として使用されるが、得られる焼結体の密度
や機械的特性を考慮すると平均粒度５０μ以下の微細な
粉末が望ましい。
【０００４】ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末は、通常、熔
湯噴霧法、回転電極法（ＰＲＥＰ、ＲＥＰ）等により製
造される。しかしながら、これらの製造方法は、原料金
属を高温で溶解する工程を含み、特殊な設備を必要とす
るため製造コストが高くなるほか、所望組成のＴｉＡｌ
系金属間化合物粉末が得られないという欠点を有する。
湯噴霧法、回転電極法（ＰＲＥＰ、ＲＥＰ）等により製
造される。しかしながら、これらの製造方法は、原料金
属を高温で溶解する工程を含み、特殊な設備を必要とす
るため製造コストが高くなるほか、所望組成のＴｉＡｌ
系金属間化合物粉末が得られないという欠点を有する。
【０００５】ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の別の製造方
法として燃焼合成法も公知である。この方法は反応時に
発生した反応熱により原料金属粉の反応が誘起されるた
め特殊な設備を必要としない点で有利であるが、反応温
度が局部的にＴｉＡｌの融点（約１４６０℃）以上に達
して相当量の液相が生じるために反応生成物が熔着して
しまい、後工程での粉砕が非常に困難となるほか、粉砕
時の不純物混入量が多くなる欠点を有する。
法として燃焼合成法も公知である。この方法は反応時に
発生した反応熱により原料金属粉の反応が誘起されるた
め特殊な設備を必要としない点で有利であるが、反応温
度が局部的にＴｉＡｌの融点（約１４６０℃）以上に達
して相当量の液相が生じるために反応生成物が熔着して
しまい、後工程での粉砕が非常に困難となるほか、粉砕
時の不純物混入量が多くなる欠点を有する。
【０００６】上記したように、従来方法ではＴｉＡｌ系
金属間化合物粉末、特に平均粒度５０μ以下の微細なＴ
ｉＡｌ系金属間化合物粉末を安価に製造することができ
なかった。
金属間化合物粉末、特に平均粒度５０μ以下の微細なＴ
ｉＡｌ系金属間化合物粉末を安価に製造することができ
なかった。
【０００７】
【発明の課題】本発明の課題は、上記した燃焼合成法を
ベースにして微細なＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を安価
に製造する方法を提供することにある。
ベースにして微細なＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を安価
に製造する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のＴｉＡｌ系金属
間化合物粉末の製造方法は、Ｔｉ粉末、Ａｌ粉末、並び
にＴｉＡｌ系粉末および／またはＴｉＨ２ 粉末を原子
比でＴｉ２０−８０ Ａｌ８０−２０ の組成となるよ
うに混合し、混合粉末を所要により成形し、非酸化性雰
囲気下で加熱焼成した後粉砕することを特徴とする。
間化合物粉末の製造方法は、Ｔｉ粉末、Ａｌ粉末、並び
にＴｉＡｌ系粉末および／またはＴｉＨ２ 粉末を原子
比でＴｉ２０−８０ Ａｌ８０−２０ の組成となるよ
うに混合し、混合粉末を所要により成形し、非酸化性雰
囲気下で加熱焼成した後粉砕することを特徴とする。
【０００９】本発明においてＴｉ粉末、Ａｌ粉末、並び
にＴｉＡｌ系粉末および／またはＴｉＨ２ 粉末として
は市販のものを使用することができる。ＴｉＡｌ系粉末
および／またはＴｉＨ２ 粉末を混合することにより、
反応温度の局部的上昇を抑制することができるため反応
生成物の熔着が著しく改善され、その結果より微細なＴ
ｉＡｌ系金属間化合物粉末を得ることができる。ＴｉＨ
２ 粉末を混合すると、その分解反応が同時に起こり発
生した水素ガスにより反応雰囲気が還元性となるため、
最終的に得られるＴｉＡｌ系金属間化合物粉末中の酸素
や塩素の含有量が非常に少なくなるという別の利点が得
られる。
にＴｉＡｌ系粉末および／またはＴｉＨ２ 粉末として
は市販のものを使用することができる。ＴｉＡｌ系粉末
および／またはＴｉＨ２ 粉末を混合することにより、
反応温度の局部的上昇を抑制することができるため反応
生成物の熔着が著しく改善され、その結果より微細なＴ
ｉＡｌ系金属間化合物粉末を得ることができる。ＴｉＨ
２ 粉末を混合すると、その分解反応が同時に起こり発
生した水素ガスにより反応雰囲気が還元性となるため、
最終的に得られるＴｉＡｌ系金属間化合物粉末中の酸素
や塩素の含有量が非常に少なくなるという別の利点が得
られる。
【００１０】Ｔｉ粉末、Ａｌ粉末、並びにＴｉＡｌ系粉
末および／またはＴｉＨ２ 粉末を原子比でＴｉ２０−
８０ Ａｌ８０−２０ の範囲を越える組成で混合した
ときにはＴｉＡｌ系金属間化合物を得ることができない
。成形焼結体の機械的特性を改善するために、第３元素
を ０〜５ 原子％添加してもよい。第３元素はＭｎ、
Ｖ、ＣｒおよびＭｏから選択される１つまたはそれ以上
の元素であり、これらの元素は単独に、またはＴｉもし
くはＡｌと合金化して添加することができる。
末および／またはＴｉＨ２ 粉末を原子比でＴｉ２０−
８０ Ａｌ８０−２０ の範囲を越える組成で混合した
ときにはＴｉＡｌ系金属間化合物を得ることができない
。成形焼結体の機械的特性を改善するために、第３元素
を ０〜５ 原子％添加してもよい。第３元素はＭｎ、
Ｖ、ＣｒおよびＭｏから選択される１つまたはそれ以上
の元素であり、これらの元素は単独に、またはＴｉもし
くはＡｌと合金化して添加することができる。
【００１１】前記混合粉末をこのまま反応容器に移して
加熱焼成することもできるが、所要により加熱焼成する
前に成形してもよい。混合粉末を成形するには、通常の
成形方法、例えばＣＩＰ成形やプレス成形などの冷間成
形が使用される。
加熱焼成することもできるが、所要により加熱焼成する
前に成形してもよい。混合粉末を成形するには、通常の
成形方法、例えばＣＩＰ成形やプレス成形などの冷間成
形が使用される。
【００１２】次いで、前記混合粉末またはその成形体を
真空または不活性雰囲気の非酸化性雰囲気下で焼成加熱
する。通常 ６００〜１０００℃の反応開始温度に到達
後数分から約３０分間加熱焼成すると、混合粉末はＴｉ
Ａｌ系金属間化合物に転換される。反応開始温度がＡｌ
の融点（ ６６０℃）以上であれば、溶融したＡｌ粉末
がＴｉ粉末の周囲に分布した状態で反応が進行する。こ
うして得られたＴｉＡｌ系金属間化合物は、通常の粉砕
により容易に解砕し得る程度に緩く凝集した球状に近い
形状を有することが判明している（図１参照）。反応温
度がＡｌの融点未満であっても６００℃以上であれば、
十分時間をかければ、固相拡散により反応は進行する。 しかしながら、反応温度が１０００℃を越えると、反応
生成物が熔着しやすくなり、通常の粉砕条件では微細な
粉末が得られなくなるので好ましくない。
真空または不活性雰囲気の非酸化性雰囲気下で焼成加熱
する。通常 ６００〜１０００℃の反応開始温度に到達
後数分から約３０分間加熱焼成すると、混合粉末はＴｉ
Ａｌ系金属間化合物に転換される。反応開始温度がＡｌ
の融点（ ６６０℃）以上であれば、溶融したＡｌ粉末
がＴｉ粉末の周囲に分布した状態で反応が進行する。こ
うして得られたＴｉＡｌ系金属間化合物は、通常の粉砕
により容易に解砕し得る程度に緩く凝集した球状に近い
形状を有することが判明している（図１参照）。反応温
度がＡｌの融点未満であっても６００℃以上であれば、
十分時間をかければ、固相拡散により反応は進行する。 しかしながら、反応温度が１０００℃を越えると、反応
生成物が熔着しやすくなり、通常の粉砕条件では微細な
粉末が得られなくなるので好ましくない。
【００１３】こうして得られたＴｉＡｌ系金属間化合物
は、通常の粉砕条件下で粉砕される。
は、通常の粉砕条件下で粉砕される。
【００１４】
実施例１〜５および比較例１
ＴｉとＡｌの原子比が１：１の組成となるように、Ｔｉ
粉末、Ａｌ粉末およびＴｉＡｌ粉末（それぞれ平均粒度
Ｄ５０＝１５μ）を表１に示す重量比で内径１５ｃｍの
ポリエチレン製円筒容器に入れ、アルゴンガスを封入後
、該容器を円周方向に回転させて均一となるまで１時間
混合した。ただし、比較例１においてはＴｉＡｌ粉末を
混合しなかった。
粉末、Ａｌ粉末およびＴｉＡｌ粉末（それぞれ平均粒度
Ｄ５０＝１５μ）を表１に示す重量比で内径１５ｃｍの
ポリエチレン製円筒容器に入れ、アルゴンガスを封入後
、該容器を円周方向に回転させて均一となるまで１時間
混合した。ただし、比較例１においてはＴｉＡｌ粉末を
混合しなかった。
【００１５】混合粉末を直径 ３ｃｍのプレス用金型に
て冷間成形して、密度約６０％の成形体を得た。
て冷間成形して、密度約６０％の成形体を得た。
【００１６】この成形体を反応容器に移し、電気炉内で
２０℃／分の昇温速度にて ７００℃まで加熱焼成した
。得られた反応生成物の熔着程度を顕微鏡で調べた結果
は表１に示した通りである。
２０℃／分の昇温速度にて ７００℃まで加熱焼成した
。得られた反応生成物の熔着程度を顕微鏡で調べた結果
は表１に示した通りである。
【００１７】また、反応生成物をジョークラッシャーに
て粗粉砕した後、ロールクラッシャーにて微粉砕した。 得られたＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の平均粒度Ｄ５０
をマイクロトラック法にて測定した結果は表１に示した
通りである。このＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を冷間成
形後、１３５０℃の真空雰囲気下で焼結して得られた焼
結体の相対密度も表１に示す。
て粗粉砕した後、ロールクラッシャーにて微粉砕した。 得られたＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の平均粒度Ｄ５０
をマイクロトラック法にて測定した結果は表１に示した
通りである。このＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を冷間成
形後、１３５０℃の真空雰囲気下で焼結して得られた焼
結体の相対密度も表１に示す。
【００１８】
【表１】
実施例６〜１０および比較例２
ＴｉとＡｌの原子比が１：１の組成となるように、Ｔｉ
粉末、Ａｌ粉末およびＴｉＨ２ 粉末（それぞれ平均粒
度Ｄ５０＝１５μ）を表２に示す重量比で内径１５ｃｍ
のポリエチレン製円筒容器に入れ、アルゴンガスを封入
後、該容器を円周方向に回転させて均一となるまで１時
間混合した。ただし、比較例２においてはＴｉＨ２ 粉
末を混合しなかった。
粉末、Ａｌ粉末およびＴｉＨ２ 粉末（それぞれ平均粒
度Ｄ５０＝１５μ）を表２に示す重量比で内径１５ｃｍ
のポリエチレン製円筒容器に入れ、アルゴンガスを封入
後、該容器を円周方向に回転させて均一となるまで１時
間混合した。ただし、比較例２においてはＴｉＨ２ 粉
末を混合しなかった。
【００１９】混合粉末を直径 ３ｃｍのプレス用金型に
て冷間成形して、密度約６０％の成形体を得た。
て冷間成形して、密度約６０％の成形体を得た。
【００２０】この成形体を反応容器に移し、電気炉内で
２０℃／分の昇温速度にて ７００℃まで加熱焼成した
。得られた反応生成物の熔着程度を顕微鏡で調べた結果
は表２に示した通りである。
２０℃／分の昇温速度にて ７００℃まで加熱焼成した
。得られた反応生成物の熔着程度を顕微鏡で調べた結果
は表２に示した通りである。
【００２１】また、反応生成物をジョークラッシャーに
て粗粉砕した後、ロールクラッシャーにて微粉砕した。 得られたＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の平均粒度Ｄ５０
をマイクロトラック法にて測定した結果は表２に示した
通りである。このＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を冷間成
形後、１３５０℃の真空雰囲気下で焼結して得られた焼
結体の相対密度も表２に示す。
て粗粉砕した後、ロールクラッシャーにて微粉砕した。 得られたＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の平均粒度Ｄ５０
をマイクロトラック法にて測定した結果は表２に示した
通りである。このＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を冷間成
形後、１３５０℃の真空雰囲気下で焼結して得られた焼
結体の相対密度も表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ＴｉＡｌ系粉末および
／またはＴｉＨ２ 粉末を配合することにより、燃焼合
成法における反応温度を著しく低下させることが可能と
なるために熔着程度が極めて軽微であり、よって通常の
条件下で粉砕を施すことにより微細なＴｉＡｌ系金属間
化合物粉末を安価に得ることができる。平均粒度５０μ
以下の微細なＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を使用すると
、非常に緻密なＴｉＡｌ系焼結体を得ることができる。
／またはＴｉＨ２ 粉末を配合することにより、燃焼合
成法における反応温度を著しく低下させることが可能と
なるために熔着程度が極めて軽微であり、よって通常の
条件下で粉砕を施すことにより微細なＴｉＡｌ系金属間
化合物粉末を安価に得ることができる。平均粒度５０μ
以下の微細なＴｉＡｌ系金属間化合物粉末を使用すると
、非常に緻密なＴｉＡｌ系焼結体を得ることができる。
【図１】本発明（実施例５）の加熱焼結後粉砕前の粒子
構造を示す写真（倍率×３００）である。
構造を示す写真（倍率×３００）である。
【図２】本発明外（比較例１，２）の加熱焼結後粉砕前
の粒子構造を示す写真（倍率×１００）である。
の粒子構造を示す写真（倍率×１００）である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｔｉ粉末、Ａｌ粉末、並びにＴｉＡｌ
系粉末および／またはＴｉＨ２ 粉末を原子比でＴｉ２
０−８０ Ａｌ８０−２０ の組成となるように混合し
、混合粉末を非酸化性雰囲気下で加熱焼成した後粉砕す
ることを特徴とするＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の製造
方法。 - 【請求項２】 粉末の混合工程と加熱焼成工程の間に
成形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のＴｉ
Ａｌ系金属間化合物粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176208A JPH04371536A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176208A JPH04371536A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04371536A true JPH04371536A (ja) | 1992-12-24 |
Family
ID=16009516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3176208A Pending JPH04371536A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | ＴｉＡｌ系金属間化合物粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04371536A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006015362A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Matsumura Seikei:Kk | 鋳型及びその製造方法 |
| JP2006130539A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Toyama Prefecture | 鋳型の製造方法 |
| CN111763842A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-10-13 | 北京科技大学 | 低氧粉末冶金TiAl合金制件及其制备方法 |
| CN114990371A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-09-02 | 北京科技大学 | 细晶钛铝合金及其采用粉末冶金快速氢化制备的方法 |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3176208A patent/JPH04371536A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006015362A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Matsumura Seikei:Kk | 鋳型及びその製造方法 |
| JP4608622B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2011-01-12 | 富山県 | 鋳型及びその製造方法 |
| JP2006130539A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Toyama Prefecture | 鋳型の製造方法 |
| CN111763842A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-10-13 | 北京科技大学 | 低氧粉末冶金TiAl合金制件及其制备方法 |
| CN114990371A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-09-02 | 北京科技大学 | 细晶钛铝合金及其采用粉末冶金快速氢化制备的方法 |
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