JPH0536488B2 - - Google Patents
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- JPH0536488B2 JPH0536488B2 JP63329979A JP32997988A JPH0536488B2 JP H0536488 B2 JPH0536488 B2 JP H0536488B2 JP 63329979 A JP63329979 A JP 63329979A JP 32997988 A JP32997988 A JP 32997988A JP H0536488 B2 JPH0536488 B2 JP H0536488B2
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- alloy
- powder
- imi829
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- master
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は素粉末混合法で焼結Ti合金を製造す
るのに適した母合金に関するものである。更に詳
しくは特にIMI829合金用に適した母合金に関す
る。 〔従来の技術〕 チタン合金は比強度が高く耐熱性にも優れ、構
造用材料として優れた性質を有している。しかし
ながら一般にチタン合金は、ルツボ材や鋳型材と
反応しやすいため溶解・鋳造が難しい。また、加
工性が悪く素材の歩留まりが悪いため、加工費、
素材費が高くつくといつた難点がある。こういつ
た問題を解決するため、粉末冶金法の一手法であ
る素材混合法によるチタン合金の製造がいくつか
試みられている（「金属」Vol.45、No.４、p.33、
1975年参照） 素粉末混合法で製造する場合、単に各純金属粉
末を目標組成になるように混合しただけでは各金
属の融点が違いすぎるため、焼結過程でAl等の
融点の低い金属の液相が生じ、強固な焼結合金が
得られない。 そのため、素粉末混合法では、一般に、純チタ
ン粉末と各合金化元素を含む母合金粉末との混合
粉末を出発原料粉末としている。 チタン合金の中でもNearα型と呼ばれる合金系
は特に、耐熱チタン合金として、宇宙・航空機の
エンジン部品などに用いられている。この中で
IMI829合金はTi−5.5％Al−3.5％Sn−３％Zr−
0.3％Mo−１％Nb−0.3％Si（重量比）の化学組成
を持つNearα型チタン合金で、使用最高温度が最
も高いものの１つである。しかしながら本チタン
合金も難加工性なため加工費、素材費が高くつく
といつた難点があるが、これまでにこの合金を素
粉末混合法により製造したという報告はない。 〔発明が解決しようとする課題〕 IMI829合金部品を素粉末混合法により製造し
ようとする場合、その母合金として単純に合金化
元素を目的組成比率に合せた組成では粉砕が非常
に困難で、母合金インゴツトを粉砕し、母合金粉
末を経済的に得ることが困難である。 本発明は粉砕が容易でかつ合金化も容易な使用
し易いIMI829用母合金組成を与えるものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは上記課題を解決するため、Ti、
Al、Sn、Zr、Mo、Nb、Siを含む種々の合金を
溶製し、粉砕性について詳細に調査した。その結
果、IMI829組成の合金は粉砕不可能であること
が判つた。そこでTiを除いてAl、Sn、Zr、Mo、
Nb、SiをIMI829合金の割合で含んだ合金を溶性
し、粉砕性を調べたが、好ましい結果は得られな
かつた。 そこで一般にTiを含む金属間化合物が脆いこ
とに着目し、IMI829合金成分中Tiと金属間化合
物を作るAl、Sn、Siについて、Tiとの金属間化
合物を形成するのに見合うTiを添加することを
試みた。その結果、５〜40wt％のTiと37.5〜
45.5wt％のAlとを含み残部がSn、Zr、Mo、Nb、
Siの合金元素からなる合金が、比較的粉砕が容易
であることを発見した。Ti量が５％以下でもあ
るいは40％以上でも粉砕は困難となるので実用的
ではない。Al量が37.5％以下又は45.5％以上とな
つても粉砕が難かしくなる。Sn、Zr、Mo、Nb、
Siの各成分量については、目標とするIMI829合
金組成に鑑み、Sn：Zr：Mo：Nb：Si＝（3.5±
0.5）：（3.0±0.5）：（0.3±0.1）：（1.0±0.5）：
（0.3
±0.1）の比率にするのが良い。上記の範囲を満
たす組成の合金は、具体的にはTi：5.0〜40.Uwt
％、Al：37.5〜45.5wt％、Sn：5.4〜28.4wt％、
Zr：4.5〜24.8wt％、Mo：0.4〜2.8wt％、Nb：
0.9〜10.6wt％、Si：0.4〜2.8wt％となる。 この母合金を使用してIMI829焼結合金を作る
にはこのAl−Ti−（Sn、Zr、Mo、Nb、Si）母合
金粉末と純Ti粉末を所定の割合で配合する。し
かる後、公知の方法で成形焼結することにより得
られる。 〔作用〕 本発明の母合金は脆くて粉砕しが容易な金属間
化合物を析出させ、これを利用して粉末冶金に適
した100メツシユ以下の合金粉末を容易に得るこ
とができる。 さらに本発明の母合金はあらかじめ成分調整し
てあるので配合が容易であり、かつ各成分が合金
化されているので焼結を容易に進行させることが
できる。 〔実施例〕 IMI829（Ti−5.5％Al−3.5％Sn−３％Zr−0.3
％Mo−１％Nb−0.3％Si）用母合金として39.4％
Al−21.9％Sn−18.8％Zr−1.8％Mo−6.3％Nb−
1.8％Si−10％Ti組成（Ti添加量：15％）の合金
をアーク溶解により製造した。これをスタンプミ
ルにより粉砕、それを100メツシユで篩分し、篩
下を母合金粉末とした。 この母合金粉末と純チタン粉末を13.3：86.7の
比で混合し、IMI829組成の原料混合粉を得た。
この混合原料粉を6tonf／cm2で機械プレス成形し、
1380℃×220min真空焼結し焼結体を得た。その
機械的特性を表１に示す。
るのに適した母合金に関するものである。更に詳
しくは特にIMI829合金用に適した母合金に関す
る。 〔従来の技術〕 チタン合金は比強度が高く耐熱性にも優れ、構
造用材料として優れた性質を有している。しかし
ながら一般にチタン合金は、ルツボ材や鋳型材と
反応しやすいため溶解・鋳造が難しい。また、加
工性が悪く素材の歩留まりが悪いため、加工費、
素材費が高くつくといつた難点がある。こういつ
た問題を解決するため、粉末冶金法の一手法であ
る素材混合法によるチタン合金の製造がいくつか
試みられている（「金属」Vol.45、No.４、p.33、
1975年参照） 素粉末混合法で製造する場合、単に各純金属粉
末を目標組成になるように混合しただけでは各金
属の融点が違いすぎるため、焼結過程でAl等の
融点の低い金属の液相が生じ、強固な焼結合金が
得られない。 そのため、素粉末混合法では、一般に、純チタ
ン粉末と各合金化元素を含む母合金粉末との混合
粉末を出発原料粉末としている。 チタン合金の中でもNearα型と呼ばれる合金系
は特に、耐熱チタン合金として、宇宙・航空機の
エンジン部品などに用いられている。この中で
IMI829合金はTi−5.5％Al−3.5％Sn−３％Zr−
0.3％Mo−１％Nb−0.3％Si（重量比）の化学組成
を持つNearα型チタン合金で、使用最高温度が最
も高いものの１つである。しかしながら本チタン
合金も難加工性なため加工費、素材費が高くつく
といつた難点があるが、これまでにこの合金を素
粉末混合法により製造したという報告はない。 〔発明が解決しようとする課題〕 IMI829合金部品を素粉末混合法により製造し
ようとする場合、その母合金として単純に合金化
元素を目的組成比率に合せた組成では粉砕が非常
に困難で、母合金インゴツトを粉砕し、母合金粉
末を経済的に得ることが困難である。 本発明は粉砕が容易でかつ合金化も容易な使用
し易いIMI829用母合金組成を与えるものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは上記課題を解決するため、Ti、
Al、Sn、Zr、Mo、Nb、Siを含む種々の合金を
溶製し、粉砕性について詳細に調査した。その結
果、IMI829組成の合金は粉砕不可能であること
が判つた。そこでTiを除いてAl、Sn、Zr、Mo、
Nb、SiをIMI829合金の割合で含んだ合金を溶性
し、粉砕性を調べたが、好ましい結果は得られな
かつた。 そこで一般にTiを含む金属間化合物が脆いこ
とに着目し、IMI829合金成分中Tiと金属間化合
物を作るAl、Sn、Siについて、Tiとの金属間化
合物を形成するのに見合うTiを添加することを
試みた。その結果、５〜40wt％のTiと37.5〜
45.5wt％のAlとを含み残部がSn、Zr、Mo、Nb、
Siの合金元素からなる合金が、比較的粉砕が容易
であることを発見した。Ti量が５％以下でもあ
るいは40％以上でも粉砕は困難となるので実用的
ではない。Al量が37.5％以下又は45.5％以上とな
つても粉砕が難かしくなる。Sn、Zr、Mo、Nb、
Siの各成分量については、目標とするIMI829合
金組成に鑑み、Sn：Zr：Mo：Nb：Si＝（3.5±
0.5）：（3.0±0.5）：（0.3±0.1）：（1.0±0.5）：
（0.3
±0.1）の比率にするのが良い。上記の範囲を満
たす組成の合金は、具体的にはTi：5.0〜40.Uwt
％、Al：37.5〜45.5wt％、Sn：5.4〜28.4wt％、
Zr：4.5〜24.8wt％、Mo：0.4〜2.8wt％、Nb：
0.9〜10.6wt％、Si：0.4〜2.8wt％となる。 この母合金を使用してIMI829焼結合金を作る
にはこのAl−Ti−（Sn、Zr、Mo、Nb、Si）母合
金粉末と純Ti粉末を所定の割合で配合する。し
かる後、公知の方法で成形焼結することにより得
られる。 〔作用〕 本発明の母合金は脆くて粉砕しが容易な金属間
化合物を析出させ、これを利用して粉末冶金に適
した100メツシユ以下の合金粉末を容易に得るこ
とができる。 さらに本発明の母合金はあらかじめ成分調整し
てあるので配合が容易であり、かつ各成分が合金
化されているので焼結を容易に進行させることが
できる。 〔実施例〕 IMI829（Ti−5.5％Al−3.5％Sn−３％Zr−0.3
％Mo−１％Nb−0.3％Si）用母合金として39.4％
Al−21.9％Sn−18.8％Zr−1.8％Mo−6.3％Nb−
1.8％Si−10％Ti組成（Ti添加量：15％）の合金
をアーク溶解により製造した。これをスタンプミ
ルにより粉砕、それを100メツシユで篩分し、篩
下を母合金粉末とした。 この母合金粉末と純チタン粉末を13.3：86.7の
比で混合し、IMI829組成の原料混合粉を得た。
この混合原料粉を6tonf／cm2で機械プレス成形し、
1380℃×220min真空焼結し焼結体を得た。その
機械的特性を表１に示す。
本発明によれば、粉末冶金用の合金粉末が安価
な粉砕法によつて容易に得られる。また、本発明
の母合金を使用すれば均質な焼結が促進されるの
で、焼結合金の特性も一段と向上し、品質のバラ
ツキも少いものが得られる。
な粉砕法によつて容易に得られる。また、本発明
の母合金を使用すれば均質な焼結が促進されるの
で、焼結合金の特性も一段と向上し、品質のバラ
ツキも少いものが得られる。
Claims (1)
- １ Al：37.5〜45.5wt％、Ti：５〜40wt％とSn、
Zr、Mo、Nb、Siとを含み、Sn：Zr：Mo：
Nb：Siの比率が（3.5±0.5）：（3.0±0.5）：（0.3±
0.1）：（1.0±0.5）：（0.3±0.1）であることを特徴
とするAl−Ti系焼結合金用母合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32997988A JPH02175834A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Ａ１―Ｔｉ系焼結合金用母合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32997988A JPH02175834A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Ａ１―Ｔｉ系焼結合金用母合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175834A JPH02175834A (ja) | 1990-07-09 |
| JPH0536488B2 true JPH0536488B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=18227411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32997988A Granted JPH02175834A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Ａ１―Ｔｉ系焼結合金用母合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02175834A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110714152B (zh) * | 2019-11-27 | 2021-03-30 | 承德天大钒业有限责任公司 | 一种钼铌铝硅钛中间合金及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100150A (ja) * | 1985-11-06 | 1988-05-02 | ゲ−・エフ・エ−、ゲゼルシヤフト、フユ−ル、エレクトロメタルルギ−、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | チタン合金製造用マスター合金とこのマスター合金の製造方法 |
| JPS63255331A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物部材の成形法 |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP32997988A patent/JPH02175834A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100150A (ja) * | 1985-11-06 | 1988-05-02 | ゲ−・エフ・エ−、ゲゼルシヤフト、フユ−ル、エレクトロメタルルギ−、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | チタン合金製造用マスター合金とこのマスター合金の製造方法 |
| JPS63255331A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物部材の成形法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02175834A (ja) | 1990-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |