JPH0456095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、Al基金属間化合物からなる展伸
材、例えば耐熱材料、耐摩耗材料、磁性材料等と
して用いられるAl−Ti、Al−Ni、Al−Fe、ある
いはAl−Mn等のAl基金属間化合物展伸材の製造
方法に関するものである。

従来の方法 近年、上記のようなAl基金属間化合物からな
る材料として、Al粉末にその表面の酸化膜が破
壊できるだけの圧力を加えて結合させ焼結させた
所謂SAP（Sintered Alminum Powder）、所要の
合金粉末を用いた粉末、金製品、あるいはPRM，
FRM等の金属基複合材料（MMC）等が知られ
ている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、SAPは、Al₂O₃による分散強化
のみに依存するものであるため、その機械的強度
特性、伸びとか加工性等において未だ充分な満足
が得られるものではなかつた。

また、Al−Feなどの合金粉末を用いたPM製品
の場合は、その製造における成形加工性に問題が
あるのみならず、加工中の合金成分の粗大析出な
どの技術上の問題点、困難性が大きい。

更に、MMCは、粒子あるいは繊維による分散
強化（DS）のみに依存するものであるため、所
望の特性向上に限界がある。

上記のような従来技術の問題点に対し、化合物
形成のための金属の選択に自由性のある金属間化
合物をもつて、任意形状の製品を得ることが望ま
れるが、一般にAl基金属間化合物はその塑性加
工が困難であるため、上記の期待は容易に実現す
ることができない。

この発明は、上記のような従来技術の背景に鑑
み、Al基金属間化合物からなる材料を、実質的
に自由な塑性加工を加えて製造することを意図し
てなされたものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的において、Al粉末と、
これと化合物を形成する異種の金属粉末とを混合
し、この混合物の状態においてこれに所望の塑性
加工を加え、その後に拡散処理を加えて最終的に
所望の自由な形状をもつた金属間化合物に生成せ
しめるという手段を採用するものである。

即ち、この発明は、実質的にアルミニウムから
なるAl粉末と化合物形成のための異種の金属粉
末とを均一に混合する工程と、この混合粉末をア
ルミニウムの融点以下の所定の温度に加熱して熱
間塑性加工を施す工程と、次いでこの加工品に拡
散処理を施す工程とよりなるAl基金属間化合物
展伸材の製造方法を要旨とするものである。

この発明にいうところのAl基金属間化合物展
伸材というのは、必ずしもその全体がAl基金属
間化合物のみからなるものであることを意味しな
い。AlとAl基金属間化合物とからなるものであ
る場合、あるいは化合物形成のための添加金属と
Al基金属化合物とからなるものである場合をも
包含するものである。

出発材料として使用するAl粉末は、純アルミ
ニウムからなるものである場合のほか、Al粉末
の変形抵抗を大きくしない範囲で他の元素を含む
ものであつても良い。

一方、アルミニウムと化合物を形成する異種金
属粉末は、例えばTi、Mn、Ni、Feなど、アル
ミニウムと金属間化合物を作り易い元素であれば
良く、製品の用途との関係で任意に選択使用され
る。

上記Al粉末及び化合物形成のための異種の金
属粉末は、該粉末径が大きすぎると加工性を劣化
させ、拡散処理に時間がかかるので、ある程度小
さい方が好ましく、100メツシユ以下のものが好
適に用いられる。

上記両粉末の混合は、できるだけ均一に行うこ
とが要請されることはいうまでもない。従つて、
この均一混合手段として、メカニカル・アロイイ
ングの方法等を用いることが推奨される。

混合粉末は、次にこれを所定の温度に加熱し、
所定の形状に熱間塑性加工を施す。この塑性加工
は、例えば押出し、圧延、鍛造などであり、押出
し、鍛造の場合には混合粉末をそのまゝ加工する
ことも可能であるが、圧延の場合には、常法に従
つて圧延に適する形状に予め混合粉末を予備成形
しておくべきことはいうまでもない。塑性加工を
施すさいの加熱温度は、アルミニウムの融点（約
660℃）以下で、かつAl粉末の変形抵抗が充分に
小さくなる温度に選定すべきである。即ち、拡散
が進まないうちに加工することにより、混合粉末
中のアルミニウムが良好な加工性を有しているこ
とにより、任意の塑性加工を容易に行うことがで
きる。ここに、加工温度は350〜600℃程度の範囲
が好適である。もとより、加工温度が低すぎる場
合は、混合粉末の変形抵抗が大きいために塑性加
工に困難を来たし、逆に高すぎる場合には、拡散
が進んでやはり自由な塑性加工が困難になる。

上記の塑性加工によつて所望の形状に作製した
のち、続いてこれに拡散処理を施し、所定の金属
間化合物に生成せしめる。一般にアルミニウムは
遷移金属と金属間化合物を作り易いので、多種の
金属間化合物の形成が可能である。もちろんこの
拡散処理は、アルミニウムもしくは相手金属、さ
らには形成される金属間化合物の融点以下の温度
で行うべきである。処理時間は、高温度であるほ
ど短時間で良いが、400〜650℃で数時間から数百
時間行うのが望ましい。また、この拡散処理は、
加圧条件下で例えばHIP等の処理を行うものとす
れば、より均一で良好な金属間化合物の形成状態
が得られる点で好ましい。

発明の効果 この発明によれば、Al基金属間化合物からな
り、あるいは該金属間化合物を含む展伸材として
の各種用途に対応した物性を有する材料を、加工
が容易な金属粉末の混合体の状態での押出し、圧
延、鍛造などの塑性加工により、従つて、自由な
形状のものに、容易に製造することができる。も
とより、Al粉末と異種金属粉末との混合粉末の
状態でこれに塑性加工を施すものであるから、相
手金属の選択自由性があり、用途に応じた所望の
金属間化合物を得ることができる。また、結晶が
塑性加工によつて伸長するので、一般的に靱性に
優れた材料を得ることができる。

実施例 実施例 １ 150メツシユの純アルミニウムからなるAl粉末
と、同粒度のTi粉末とを、Ti16％の割合で均一
に混合した。

次いで、この混合粉末を押出温度500℃、押比
37にて直径12.5mmの丸棒に押出した。この押出し
たままの材のビツカース硬度はHV＝40であつ
た。

続いて、この押出材を500℃で48時間加熱し拡
散処理を行い、所期する金属間化合物からなる製
品を得た。この製品のビツカース硬度はHv＝57
のものであつた。

実施例 ２ 実施例１と同様のAl粉末にTi粉末を64％の割
合となるように均一に混合したのち、この混合物
を用いて実施例１と同じく押出し加工と拡散処理
を順次行い所期製品を得た。押出したまゝの状態
の材料の硬度はHV＝78であつたのに対し、拡散
処理後の製品の硬度はHV＝195と極めて高い値
を示すものであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的にアルミニウムからなるAl粉末と化
   合物形成のための異種の金属粉末とを均一に混合
   する工程と、この混合粉末をアルミニウムの融点
   以下の所定の温度に加熱して熱間塑性加工を施す
   工程と、次いでこの加工品に拡散処理を施す工程
   とよりなるAl基金属間化合物展伸材の製造方法。 ２ 熱間塑性加工を350〜600℃の温度で行う特許
   請求の範囲第１項記載のAl基金属間化合物展伸
   材の製造方法。