JPH06212324A - ＴｉＣ粒子分散焼結Ｔｉ合金及びその製造方法 - Google Patents
ＴｉＣ粒子分散焼結Ｔｉ合金及びその製造方法Info
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- JPH06212324A JPH06212324A JP5040379A JP4037993A JPH06212324A JP H06212324 A JPH06212324 A JP H06212324A JP 5040379 A JP5040379 A JP 5040379A JP 4037993 A JP4037993 A JP 4037993A JP H06212324 A JPH06212324 A JP H06212324A
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- Japan
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- powder
- alloy
- tic
- sintered
- sintered body
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高密度、高強度、高靱性、高耐摩耗性、高耐食
性、軽量等の性質を兼備しているＴｉＣ粒子分散焼結Ｔ
ｉ合金を製造する。 【構成】 Ｔｉ粉末、０〜６重量％のＦｅあるいはＮ
ｉ，Ｃｕなどの金属紛末及び１〜２０重量％のＴｉＣ粉
末あるいは０．２〜４重量％のＣ粉末を混合、成形、真
空焼結することによって得る。さらに不活性ガスによる
１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下の加圧熱処理を施し高密度化す
る。
性、軽量等の性質を兼備しているＴｉＣ粒子分散焼結Ｔ
ｉ合金を製造する。 【構成】 Ｔｉ粉末、０〜６重量％のＦｅあるいはＮ
ｉ，Ｃｕなどの金属紛末及び１〜２０重量％のＴｉＣ粉
末あるいは０．２〜４重量％のＣ粉末を混合、成形、真
空焼結することによって得る。さらに不活性ガスによる
１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下の加圧熱処理を施し高密度化す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明によって得られた焼結合金
は、高密度、高強度、高靱性、高耐摩耗性、高耐食性、
軽量等の性質を兼備している。また複雑形状を切削加工
なしで作ることが出来る。従ってこれらの諸性質等が要
求されるあらゆる機械金属部品、海洋機器部品、航空機
部品、スローツ用品、生体材料等への利用が期待でき
る。
は、高密度、高強度、高靱性、高耐摩耗性、高耐食性、
軽量等の性質を兼備している。また複雑形状を切削加工
なしで作ることが出来る。従ってこれらの諸性質等が要
求されるあらゆる機械金属部品、海洋機器部品、航空機
部品、スローツ用品、生体材料等への利用が期待でき
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｔｉ合金は、一般に高比強度、高耐食性
材料として航空機部品、機械部品や海洋機器部品などに
使用されているが 非常に酸化されやすいので、鋳造や
鍛造では材料歩留まりが悪く、また切削加工が困難であ
り、その結果高コストとなってしまい、利用があまり伸
びていない現状にある。焼結Ｔｉ合金は加工コストを低
くできるために期待されている。しかし現状では、焼結
時の気孔が組織内部に残り、これが強度を低下させてい
る。また焼結雰囲気中の微量酸素などによる汚染のため
材料脆化も激しく、材料としての信頼性を低下させてい
る。これらの理由で焼結Ｔｉ合金の機械部品への利用は
遅れている。
材料として航空機部品、機械部品や海洋機器部品などに
使用されているが 非常に酸化されやすいので、鋳造や
鍛造では材料歩留まりが悪く、また切削加工が困難であ
り、その結果高コストとなってしまい、利用があまり伸
びていない現状にある。焼結Ｔｉ合金は加工コストを低
くできるために期待されている。しかし現状では、焼結
時の気孔が組織内部に残り、これが強度を低下させてい
る。また焼結雰囲気中の微量酸素などによる汚染のため
材料脆化も激しく、材料としての信頼性を低下させてい
る。これらの理由で焼結Ｔｉ合金の機械部品への利用は
遅れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は焼結Ｔｉ合金
の上記の欠点を解決、あるいは改善するものである。熱
間静水圧装置のような特殊で高価な設備を用いないで−
般の真空・加圧焼結炉を使用して、処理操作が簡単で、
自動化が出来て、経済性に優れ、しかも高密度、高強
度、高硬度かつ高靭性な焼結Ｔｉ合金を低コストで得る
ことを目的とした。
の上記の欠点を解決、あるいは改善するものである。熱
間静水圧装置のような特殊で高価な設備を用いないで−
般の真空・加圧焼結炉を使用して、処理操作が簡単で、
自動化が出来て、経済性に優れ、しかも高密度、高強
度、高硬度かつ高靭性な焼結Ｔｉ合金を低コストで得る
ことを目的とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】Ｔｉ粉末に０〜６重量％
のＦｅあるいはＮｉ，Ｃｕなどの金属粉末及び１〜２０
重量％のＴｉＣ粉末あるいは０．２〜４重量％のＣ粉末
を加えて充分混合した後、この混合粉末を３〜９ｔｏｎ
／ｃｍ２圧力で金型により成形する。
のＦｅあるいはＮｉ，Ｃｕなどの金属粉末及び１〜２０
重量％のＴｉＣ粉末あるいは０．２〜４重量％のＣ粉末
を加えて充分混合した後、この混合粉末を３〜９ｔｏｎ
／ｃｍ２圧力で金型により成形する。
【０００５】この成形体を１０−４ｔｏｒｒ以上の高真
空中で１０００℃〜１４００℃の温度で第一次焼結す
る。これにより微細なＴｉＣ粒子がＴｉ合金マトリック
ス中に分散する焼結体が得られる。この焼結体はわずか
に数％の残留気孔を有する。
空中で１０００℃〜１４００℃の温度で第一次焼結す
る。これにより微細なＴｉＣ粒子がＴｉ合金マトリック
ス中に分散する焼結体が得られる。この焼結体はわずか
に数％の残留気孔を有する。
【０００６】上記により得られた第一次焼結体をさらに
１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下のＡｒガスなどの不活性ガス雰
囲気中で１０００℃〜１４００℃の温度で加圧熱処理を
施す。この結果、組織内部に残留気孔が全くあるいは殆
ど存在しない、また微細なＴｉＣ粒子がＴｉ合金マトリ
ックス中に分散する焼結体が得られる。第一次焼結及び
加圧熱処理は一度温度を下げないで行なう連続処理も可
能である。
１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下のＡｒガスなどの不活性ガス雰
囲気中で１０００℃〜１４００℃の温度で加圧熱処理を
施す。この結果、組織内部に残留気孔が全くあるいは殆
ど存在しない、また微細なＴｉＣ粒子がＴｉ合金マトリ
ックス中に分散する焼結体が得られる。第一次焼結及び
加圧熱処理は一度温度を下げないで行なう連続処理も可
能である。
【０００７】
【作用】Ｔｉ粉末に添加した金属粉末は、焼結において
気孔を減少させ、焼結体を高密度化及び高強度化するこ
とに寄与する。またＴｉＣ粉末あるいはＣ粉末は、焼結
に際しＴｉＣ粒子としてＴｉ合金マトリックス中に分散
し、焼結体の高強度化及び高硬度化に寄与すると共に、
マトリックス組織の粗大化及び焼結雰囲気中の微量酸素
などによる汚染・脆化を防止し、高靱性化に寄与する。
そしてＴｉＣ粒子数及び含有率はＴｉＣ粉末あるいはＣ
粉末の添加量の増加と共に多くなる。
気孔を減少させ、焼結体を高密度化及び高強度化するこ
とに寄与する。またＴｉＣ粉末あるいはＣ粉末は、焼結
に際しＴｉＣ粒子としてＴｉ合金マトリックス中に分散
し、焼結体の高強度化及び高硬度化に寄与すると共に、
マトリックス組織の粗大化及び焼結雰囲気中の微量酸素
などによる汚染・脆化を防止し、高靱性化に寄与する。
そしてＴｉＣ粒子数及び含有率はＴｉＣ粉末あるいはＣ
粉末の添加量の増加と共に多くなる。
【０００８】その結果、引張強度は非常に高く、引張試
験の荷重−伸び線図において弾性限以上の高荷重域で永
久伸びが認められ、焼結による脆化が抑制されている。
験の荷重−伸び線図において弾性限以上の高荷重域で永
久伸びが認められ、焼結による脆化が抑制されている。
【０００９】
実施例１． Ｔｉ粉末に２重量％のＴｉＣ粉末及び４重
量％のＦｅ粉末を加え、充分混合した後、この粉末を６
ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で金型により成形した。この成形
体を１０−５ｔｏｒｒの真空中１２００℃で１時間保持
して第一次焼結した。そしてこの第一次焼結体に８ｋｇ
ｆ／ｃｍ２のＡｒガスの不活性ガス雰囲気中１４００℃
の温度で加圧熱処理を施した。このようにして得られた
焼結体は組織内部に残留気孔が殆ど存在せず、微細なＴ
ｉＣ粒子がα相及びβ相からなるＴｉ合金マトリックス
組織中に分散していることが顕微鏡組織写真、Ｘ線回折
及び電子線マイクロアナライザにより確認された。また
この焼結体の引張強度は９８ｋｇｆ／ｍｍ２であり、荷
重−伸び線図の弾性限以上の高荷重域で永久伸びが認め
られた。硬度はピッカース硬度（１０ｋｇｆ荷重）３１
６であった。
量％のＦｅ粉末を加え、充分混合した後、この粉末を６
ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で金型により成形した。この成形
体を１０−５ｔｏｒｒの真空中１２００℃で１時間保持
して第一次焼結した。そしてこの第一次焼結体に８ｋｇ
ｆ／ｃｍ２のＡｒガスの不活性ガス雰囲気中１４００℃
の温度で加圧熱処理を施した。このようにして得られた
焼結体は組織内部に残留気孔が殆ど存在せず、微細なＴ
ｉＣ粒子がα相及びβ相からなるＴｉ合金マトリックス
組織中に分散していることが顕微鏡組織写真、Ｘ線回折
及び電子線マイクロアナライザにより確認された。また
この焼結体の引張強度は９８ｋｇｆ／ｍｍ２であり、荷
重−伸び線図の弾性限以上の高荷重域で永久伸びが認め
られた。硬度はピッカース硬度（１０ｋｇｆ荷重）３１
６であった。
【００１０】実施例２． Ｔｉ粉末に８重量％のＴｉＣ
粉末及び４重量％のＦｅ粉末を加え、充分混合した後、
実施例１と同一の条件で第一次焼結及び加圧熱処理を行
なった。このようにして得られた焼結体は、組織内部に
残留気孔が全く存在しておらず、微細なＴｉＣ粒子がＴ
ｉ合金マトリックス組織中に分散している。そして実施
例１に比べＴｉＣ粒子数及び含有率は多くなっており、
またＴｉ合金マトリックス組織は微細化していることが
顕微鏡組織写真、Ｘ線回折及び電子線マイクロアナライ
ザにより確認された。またこの焼結体の引張強度は９９
ｋｇｆ／ｍｍ２であり、荷重−伸び線図の弾性限以上の
高荷重域で永久伸びが認められた。硬度はビッカー硬度
（１０ｋｇｆ荷重）３２２であった。
粉末及び４重量％のＦｅ粉末を加え、充分混合した後、
実施例１と同一の条件で第一次焼結及び加圧熱処理を行
なった。このようにして得られた焼結体は、組織内部に
残留気孔が全く存在しておらず、微細なＴｉＣ粒子がＴ
ｉ合金マトリックス組織中に分散している。そして実施
例１に比べＴｉＣ粒子数及び含有率は多くなっており、
またＴｉ合金マトリックス組織は微細化していることが
顕微鏡組織写真、Ｘ線回折及び電子線マイクロアナライ
ザにより確認された。またこの焼結体の引張強度は９９
ｋｇｆ／ｍｍ２であり、荷重−伸び線図の弾性限以上の
高荷重域で永久伸びが認められた。硬度はビッカー硬度
（１０ｋｇｆ荷重）３２２であった。
【００１１】実施例３． Ｔｉ粉末に０．８重量％のＣ
粉末及び４重量％のＦｅ粉末を加え、充分混合した後、
実施例１と同一の条件で第１次焼結及び加圧熱処理を行
なった。このようにして得られた焼結体は組織内部に残
留気孔が殆ど存在せず、ＣはＴｉと結合し、微細なＴｉ
Ｃ粒子となってＴｉ合金マトリックス組織中に分散して
いることが顕微鏡組織写真、Ｘ線回折及び電子線マイク
ロアナライザにより確認された。また、この焼結体の引
張強度は１００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、荷重−伸び線図
の弾性限以上の高荷重域で永久伸びが認められた。硬度
はビッカース硬度（１０ｋｇｆ荷重）３２９であった。
粉末及び４重量％のＦｅ粉末を加え、充分混合した後、
実施例１と同一の条件で第１次焼結及び加圧熱処理を行
なった。このようにして得られた焼結体は組織内部に残
留気孔が殆ど存在せず、ＣはＴｉと結合し、微細なＴｉ
Ｃ粒子となってＴｉ合金マトリックス組織中に分散して
いることが顕微鏡組織写真、Ｘ線回折及び電子線マイク
ロアナライザにより確認された。また、この焼結体の引
張強度は１００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、荷重−伸び線図
の弾性限以上の高荷重域で永久伸びが認められた。硬度
はビッカース硬度（１０ｋｇｆ荷重）３２９であった。
【００１２】実施例４． Ｔｉ粉末に８重量％のＴｉＣ
粉末を加え、充分混合した後、実施例１と同一の条件で
第１次焼結及び加圧熱処理を行なった。このようにして
得られた焼結体は組織内部に残留気孔が殆ど存在せず、
微細なＴｉＣ粒子がαＴｉマトリックス組織中に分散し
ていることが顕微鏡組織写真、Ｘ線回折及び電子線マイ
クロアナライザにより確認された。またこの焼結体の硬
度は、ビッカース硬度（１０ｋｇｆ荷重）２９０であっ
た。
粉末を加え、充分混合した後、実施例１と同一の条件で
第１次焼結及び加圧熱処理を行なった。このようにして
得られた焼結体は組織内部に残留気孔が殆ど存在せず、
微細なＴｉＣ粒子がαＴｉマトリックス組織中に分散し
ていることが顕微鏡組織写真、Ｘ線回折及び電子線マイ
クロアナライザにより確認された。またこの焼結体の硬
度は、ビッカース硬度（１０ｋｇｆ荷重）２９０であっ
た。
【００１３】
【発明の効果】本発明の合金は軽量高強度であるので、
輸送機器部品に使用すれば、従来品に比べ小型軽量化さ
れ、省エネルギーとなる。耐摩耗性が良好であるので、
摺動部部品に使用、また耐食性も非常に良好なので海洋
機器に使用すると、従来品に比べ長寿命化され、省資源
となる。さらに焼結により複雑形状製品を切削加工なし
で低コストで作ることが出来る。
輸送機器部品に使用すれば、従来品に比べ小型軽量化さ
れ、省エネルギーとなる。耐摩耗性が良好であるので、
摺動部部品に使用、また耐食性も非常に良好なので海洋
機器に使用すると、従来品に比べ長寿命化され、省資源
となる。さらに焼結により複雑形状製品を切削加工なし
で低コストで作ることが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今福 芳彦 静岡県浜松市都田町8950番地 静岡県浜松 工業技術センター内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｔｉ粉末、０〜６重量％のＦｅあるいは
Ｎｉ，Ｃｕなどの金属粉末及び１〜２０重量％のＴｉＣ
粉末あるいは０．２〜４重量％のＣ粉末を混合，成形，
真空焼結することによって得られるＴｉＣ粒子分散焼結
Ｔｉ合金。 - 【請求項２】 請求項１に記載した焼結合金に、不活性
ガスによる１０ｋｇｆ／ｃｍ２以下の加圧熱処理を施し
高密度化することを特徴とするＴｉＣ粒子分散焼結Ｔｉ
合金を製造する方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040379A JPH06212324A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | ＴｉＣ粒子分散焼結Ｔｉ合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040379A JPH06212324A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | ＴｉＣ粒子分散焼結Ｔｉ合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212324A true JPH06212324A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=12579025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5040379A Pending JPH06212324A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | ＴｉＣ粒子分散焼結Ｔｉ合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06212324A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11172362A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-06-29 | Sumitomo Sitix Amagasaki:Kk | 粒子分散型焼結チタン基複合材及びその製造方法 |
| WO2006051939A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Mitsubishi Materials Corporation | 圧縮強度に優れたチタンまたはチタン合金スポンジ状焼結体 |
| JP2015048488A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 昭和電工株式会社 | Ｔｉ／ＴｉＣ複合材およびその製造方法ならびに用途 |
| CN108610081A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-02 | 河南泛锐复合材料研究院有限公司 | 一种C/C-Cu复合材料的制备方法 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP5040379A patent/JPH06212324A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11172362A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-06-29 | Sumitomo Sitix Amagasaki:Kk | 粒子分散型焼結チタン基複合材及びその製造方法 |
| WO2006051939A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Mitsubishi Materials Corporation | 圧縮強度に優れたチタンまたはチタン合金スポンジ状焼結体 |
| JP2006138005A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Mitsubishi Materials Corp | 圧縮強度に優れたチタンまたはチタン合金スポンジ状焼結体 |
| EP1813688A1 (en) * | 2004-11-15 | 2007-08-01 | Mitsubishi Materials Corporation | Titanium or titanium alloy sintered article of a sponge form excellent in compression strength |
| EP1813688A4 (en) * | 2004-11-15 | 2009-05-13 | Mitsubishi Materials Corp | TITANIUM OR TITANIUM ALLOY SUBSTRATE OF A SPONGE SHAPE WITH EXCELLENT PRESSURE STRENGTH |
| US7771506B2 (en) | 2004-11-15 | 2010-08-10 | Mitsubishi Materials Corporation | Spongy sintered article of titanium or titanium alloy exhibiting excellent compression strength |
| JP2015048488A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 昭和電工株式会社 | Ｔｉ／ＴｉＣ複合材およびその製造方法ならびに用途 |
| CN108610081A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-02 | 河南泛锐复合材料研究院有限公司 | 一种C/C-Cu复合材料的制备方法 |
| CN108610081B (zh) * | 2018-06-27 | 2021-04-09 | 巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司 | 一种C/C-Cu复合材料的制备方法 |
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