JPH07113131A - Ｎｉ３ Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 - Google Patents
Ｎｉ３ Ａｌ金属間化合物成形品の製造法Info
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- JPH07113131A JPH07113131A JP28177493A JP28177493A JPH07113131A JP H07113131 A JPH07113131 A JP H07113131A JP 28177493 A JP28177493 A JP 28177493A JP 28177493 A JP28177493 A JP 28177493A JP H07113131 A JPH07113131 A JP H07113131A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 寸法精度よくＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品
を製造する方法を提供する。 【構成】 多孔率：２５〜３５％のＮｉ多孔質焼結体
に、６６０〜１１００℃に加熱されたＮｉ：８〜１８重
量％を含有し残りがＡｌおよび不可避不純物からなるＡ
ｌ合金溶湯を滴下浸透させながら反応させる、Ｎｉ3 Ａ
ｌ金属間化合物成形品の製造法。
を製造する方法を提供する。 【構成】 多孔率：２５〜３５％のＮｉ多孔質焼結体
に、６６０〜１１００℃に加熱されたＮｉ：８〜１８重
量％を含有し残りがＡｌおよび不可避不純物からなるＡ
ｌ合金溶湯を滴下浸透させながら反応させる、Ｎｉ3 Ａ
ｌ金属間化合物成形品の製造法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、寸法精度よくＮｉ3
Ａｌ金属間化合物成形品を製造する方法に関するもので
ある。
Ａｌ金属間化合物成形品を製造する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、金属間化合物は高温強度に優れ
ているところから、ガスタービンの羽根、ガスバーナー
のノズルなどの素材としての研究がなされており、その
高温強度に優れた金属間化合物の代表的なものとしてＮ
ｉ3 Ａｌ金属間化合物が知られている。Ｎｉ3 Ａｌ金属
間化合物からなる上記羽根、ノズル等の成形品を作製す
るには、まずＮｉ粉末をプレス成形して圧粉体を作製
し、この圧粉体を焼結してＮｉ多孔質焼結体を作製す
る。得られたＮｉ多孔質焼結体を図２（ａ）に示される
ように金型１に装入し、金型１内のＮｉ多孔質焼結体２
を５００℃に加熱保持したのち、８００℃に加熱された
純Ａｌ溶湯３を図２（ｂ）に示されるようにＮｉ基多孔
質焼結体２の装入された金型７に充填し、ただちにピス
トン４で純Ａｌ溶湯３を加圧し、純Ａｌ溶湯３をＮｉ多
孔質焼結体２に圧入させ反応させることにより、Ｎｉ3
Ａｌ金属間化合物成形品を作製していた。
ているところから、ガスタービンの羽根、ガスバーナー
のノズルなどの素材としての研究がなされており、その
高温強度に優れた金属間化合物の代表的なものとしてＮ
ｉ3 Ａｌ金属間化合物が知られている。Ｎｉ3 Ａｌ金属
間化合物からなる上記羽根、ノズル等の成形品を作製す
るには、まずＮｉ粉末をプレス成形して圧粉体を作製
し、この圧粉体を焼結してＮｉ多孔質焼結体を作製す
る。得られたＮｉ多孔質焼結体を図２（ａ）に示される
ように金型１に装入し、金型１内のＮｉ多孔質焼結体２
を５００℃に加熱保持したのち、８００℃に加熱された
純Ａｌ溶湯３を図２（ｂ）に示されるようにＮｉ基多孔
質焼結体２の装入された金型７に充填し、ただちにピス
トン４で純Ａｌ溶湯３を加圧し、純Ａｌ溶湯３をＮｉ多
孔質焼結体２に圧入させ反応させることにより、Ｎｉ3
Ａｌ金属間化合物成形品を作製していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来法に
よりＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品を作製すると、
（ａ） 純Ａｌ溶湯とＮｉを反応させてＮｉ3 Ａｌ金属
間化合物を生成させる反応は発熱反応であるところから
Ｎｉ多孔質焼結体が異常に高温度に加熱され、この加熱
されたＮｉ多孔質焼結体に純Ａｌ溶湯を圧入すると、Ｎ
ｉ多孔質焼結体が変形すると同時に、得られたＮｉ3 Ａ
ｌ金属間化合物成形品も変形し、寸法精度が大幅に低下
する、（ｂ） Ｎｉ3 Ａｌ金属間化合物が全面にわたっ
て凝固Ａｌで包囲されている成形品が得られるため、製
品とするには表面の純Ａｌを研削除去しなければならな
い、などの課題があった。
よりＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品を作製すると、
（ａ） 純Ａｌ溶湯とＮｉを反応させてＮｉ3 Ａｌ金属
間化合物を生成させる反応は発熱反応であるところから
Ｎｉ多孔質焼結体が異常に高温度に加熱され、この加熱
されたＮｉ多孔質焼結体に純Ａｌ溶湯を圧入すると、Ｎ
ｉ多孔質焼結体が変形すると同時に、得られたＮｉ3 Ａ
ｌ金属間化合物成形品も変形し、寸法精度が大幅に低下
する、（ｂ） Ｎｉ3 Ａｌ金属間化合物が全面にわたっ
て凝固Ａｌで包囲されている成形品が得られるため、製
品とするには表面の純Ａｌを研削除去しなければならな
い、などの課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
Ｎｉ多孔質焼結体と比べて寸法差がほとんどなくかつ研
削工程もほとんど必要としないＮｉ3 Ａｌ金属間化合物
成形品の製造法を開発すべく研究を行った結果、多孔
率：２５〜３５％のＮｉ多孔質焼結体の上から、Ｎｉ：
８〜１８重量％を含有し残りがＡｌからなるＡｌ合金溶
湯を滴下させると、上記Ａｌ合金溶湯はＮｉ多孔質焼結
体に自然に浸透し、Ｎｉ多孔質焼結体と反応してＮｉ多
孔質焼結体とほぼ同寸法のＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形
品を製造することができ、この場合、上記Ａｌ合金溶湯
温度は６６０〜１１００℃の範囲内にあるのが好まし
い、という知見を得たのである。
Ｎｉ多孔質焼結体と比べて寸法差がほとんどなくかつ研
削工程もほとんど必要としないＮｉ3 Ａｌ金属間化合物
成形品の製造法を開発すべく研究を行った結果、多孔
率：２５〜３５％のＮｉ多孔質焼結体の上から、Ｎｉ：
８〜１８重量％を含有し残りがＡｌからなるＡｌ合金溶
湯を滴下させると、上記Ａｌ合金溶湯はＮｉ多孔質焼結
体に自然に浸透し、Ｎｉ多孔質焼結体と反応してＮｉ多
孔質焼結体とほぼ同寸法のＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形
品を製造することができ、この場合、上記Ａｌ合金溶湯
温度は６６０〜１１００℃の範囲内にあるのが好まし
い、という知見を得たのである。
【０００５】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、多孔率：２５〜３５％のＮｉ多孔質焼
結体に、Ｎｉ：８〜１８重量％を含有し残りがＡｌおよ
び不可避不純物からなるＡｌ合金溶湯を滴下し、Ａｌ合
金溶湯を上記Ｎｉ多孔質焼結体に自然に浸透させながら
反応させるＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品の製造法に特
徴を有するものである。
たものであって、多孔率：２５〜３５％のＮｉ多孔質焼
結体に、Ｎｉ：８〜１８重量％を含有し残りがＡｌおよ
び不可避不純物からなるＡｌ合金溶湯を滴下し、Ａｌ合
金溶湯を上記Ｎｉ多孔質焼結体に自然に浸透させながら
反応させるＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品の製造法に特
徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明のＮｉ3 Ａｌ金属間化合
物成形品の製造法における条件を上記の如く限定した理
由を説明する。
物成形品の製造法における条件を上記の如く限定した理
由を説明する。
【０００７】（１） Ｎｉ多孔質焼結体の多孔率 Ｎｉ多孔質焼結体の多孔率が２５％未満であるとＡｌ合
金溶湯を滴下してもＡｌ合金溶湯がＮｉ多孔質焼結体中
に十分に浸透することがないためにＮｉ3 Ａｌ金属間化
合物成形品を得ることができず、一方、多孔率が３５％
を越えるとＮｉ多孔質焼結体の強度が低下し、Ａｌ合金
溶湯が浸透し反応する時の発熱によりＮｉ多孔質焼結体
の形状が変形し、得られたＮｉ3 Ａｌ金属間化合物形成
品がＮｉ多孔質焼結体に比べて大きく寸法変化するので
好ましくない。従って、Ｎｉ多孔質焼結体の多孔率は２
５〜３５％に定めた。
金溶湯を滴下してもＡｌ合金溶湯がＮｉ多孔質焼結体中
に十分に浸透することがないためにＮｉ3 Ａｌ金属間化
合物成形品を得ることができず、一方、多孔率が３５％
を越えるとＮｉ多孔質焼結体の強度が低下し、Ａｌ合金
溶湯が浸透し反応する時の発熱によりＮｉ多孔質焼結体
の形状が変形し、得られたＮｉ3 Ａｌ金属間化合物形成
品がＮｉ多孔質焼結体に比べて大きく寸法変化するので
好ましくない。従って、Ｎｉ多孔質焼結体の多孔率は２
５〜３５％に定めた。
【０００８】（２） Ａｌ合金溶湯の組成および温度 Ｎｉ多孔質焼結体の上から純Ａｌ溶湯を滴下するとＮｉ
3 Ａｌ金属間化合物が生成する時に発生する反応熱量が
大きすぎ、Ｎｉの融点（１４５３℃）以上にＮｉ多孔質
焼結体が加熱されてＮｉ多孔質焼結体が変形することが
ある。そのために、この発明では滴下する金属溶湯とし
てＮｉ含有のＡｌ合金溶湯を使用するものであるが、Ａ
ｌ合金溶湯に含まれるＮｉ含有量が８重量％未満ではＮ
ｉ3 Ａｌ金属間化合物生成時の発熱量が大きすぎてＮｉ
多孔質焼結体の変形を防止することができず、一方、Ｎ
ｉ含有量が１８重量％を越えると、反応熱の発生量が小
さすぎてＮｉ3 Ａｌ金属間化合物が生成せず、Ｎｉ相と
ＮｉＡｌ相の混合組織となるので好ましくない。
3 Ａｌ金属間化合物が生成する時に発生する反応熱量が
大きすぎ、Ｎｉの融点（１４５３℃）以上にＮｉ多孔質
焼結体が加熱されてＮｉ多孔質焼結体が変形することが
ある。そのために、この発明では滴下する金属溶湯とし
てＮｉ含有のＡｌ合金溶湯を使用するものであるが、Ａ
ｌ合金溶湯に含まれるＮｉ含有量が８重量％未満ではＮ
ｉ3 Ａｌ金属間化合物生成時の発熱量が大きすぎてＮｉ
多孔質焼結体の変形を防止することができず、一方、Ｎ
ｉ含有量が１８重量％を越えると、反応熱の発生量が小
さすぎてＮｉ3 Ａｌ金属間化合物が生成せず、Ｎｉ相と
ＮｉＡｌ相の混合組織となるので好ましくない。
【０００９】したがって、滴下するＡｌ合金溶湯に含ま
れるＮｉの含有量は８〜１８重量％に定めた。
れるＮｉの含有量は８〜１８重量％に定めた。
【００１０】上記Ｎｉ多孔質焼結体に滴下するＡｌ合金
溶湯の温度は、６６０℃未満ではＡｌ合金溶湯の粘度が
大きくなってＮｉ多孔質焼結体中に十分浸透しないとこ
ろから、Ｎｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品とはならず、一
方、１１００℃を越えてもＮｉ多孔質焼結体の焼結が進
行するために多孔率が下がり、結果としてＮｉ3 Ａｌ金
属間化合物からなる成形品とはならない。
溶湯の温度は、６６０℃未満ではＡｌ合金溶湯の粘度が
大きくなってＮｉ多孔質焼結体中に十分浸透しないとこ
ろから、Ｎｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品とはならず、一
方、１１００℃を越えてもＮｉ多孔質焼結体の焼結が進
行するために多孔率が下がり、結果としてＮｉ3 Ａｌ金
属間化合物からなる成形品とはならない。
【００１１】したがって、滴下するＡｌ合金溶湯の温度
は６６０〜１１００℃に定めた。
は６６０〜１１００℃に定めた。
【００１２】
【実施例】原料粉末の還元Ｎｉ粉末を圧粉体にプレス成
形し、この圧粉体を脱油したのち、Ｈ2 ガス雰囲気中で
焼結し、たて：１０mm、横：１０mm、高さ：５５mmの寸
法を有しかつ表１に示される多孔率を有するＮｉ多孔質
焼結体を作製した。
形し、この圧粉体を脱油したのち、Ｈ2 ガス雰囲気中で
焼結し、たて：１０mm、横：１０mm、高さ：５５mmの寸
法を有しかつ表１に示される多孔率を有するＮｉ多孔質
焼結体を作製した。
【００１３】一方、表１に示される成分組成に調整し溶
解したＡｌ合金溶湯を表１に示される温度に加熱保持し
用意した。
解したＡｌ合金溶湯を表１に示される温度に加熱保持し
用意した。
【００１４】上記Ｎｉ多孔質焼結体を図１（ａ）に示さ
れるように真空炉１内に設置し、真空炉１内を２×１０
-6Torrに１時間保持したのち、真空炉１内にＨｅ−３％
Ｈ2混合ガスを充填してＨｅ−３％Ｈ2 混合ガス雰囲気
とし、このＨｅ−３％Ｈ2 混合ガス雰囲気中で真空炉１
内に設置されたＮｉ多孔質焼結体２を昇温速度：３０℃
／min で加熱し、１５分間保持した。
れるように真空炉１内に設置し、真空炉１内を２×１０
-6Torrに１時間保持したのち、真空炉１内にＨｅ−３％
Ｈ2混合ガスを充填してＨｅ−３％Ｈ2 混合ガス雰囲気
とし、このＨｅ−３％Ｈ2 混合ガス雰囲気中で真空炉１
内に設置されたＮｉ多孔質焼結体２を昇温速度：３０℃
／min で加熱し、１５分間保持した。
【００１５】Ｎｉ多孔質焼結体２を上記温度に加熱保持
したのち、図１（ａ）に示されるように、Ａｌ合金溶湯
８をシリンダー５内に充填し、ただちに適量滴下し、Ａ
ｌ合金溶湯８をＮｉ多孔質焼結体２に十分に浸透させ、
ついで炉冷し、浸透成形品６を作製することにより本発
明法１〜４および比較法１〜６を実施した。
したのち、図１（ａ）に示されるように、Ａｌ合金溶湯
８をシリンダー５内に充填し、ただちに適量滴下し、Ａ
ｌ合金溶湯８をＮｉ多孔質焼結体２に十分に浸透させ、
ついで炉冷し、浸透成形品６を作製することにより本発
明法１〜４および比較法１〜６を実施した。
【００１６】さらに比較のために、図２（ｂ）に示され
るようにＮｉ多孔質焼結体２を金型１内に設置し、Ｎｉ
多孔質焼結体２を５００℃に加熱保持したのち、８００
℃に加熱された純Ａｌ溶湯３を図２（ｂ）に示されるよ
うに充填し、ピストン４で加圧し、Ｎｉ3 Ａｌ金属間化
合物からなる浸透成形品を作製することにより従来法を
実施した。
るようにＮｉ多孔質焼結体２を金型１内に設置し、Ｎｉ
多孔質焼結体２を５００℃に加熱保持したのち、８００
℃に加熱された純Ａｌ溶湯３を図２（ｂ）に示されるよ
うに充填し、ピストン４で加圧し、Ｎｉ3 Ａｌ金属間化
合物からなる浸透成形品を作製することにより従来法を
実施した。
【００１７】上記本発明法１〜４、比較法１〜６および
従来法で得られた浸透成形品の生成相組織をＸ線回折ま
たはＥＰＭＡにより特定し、さらにビッカース硬さを測
定することによりＮｉ3 Ａｌ相の存在も確認し、さらに
浸透成形品のＮｉ多孔質焼結体に対する厚さ方向の寸法
変化（％）を測定し、これらの結果も表１に示した。
従来法で得られた浸透成形品の生成相組織をＸ線回折ま
たはＥＰＭＡにより特定し、さらにビッカース硬さを測
定することによりＮｉ3 Ａｌ相の存在も確認し、さらに
浸透成形品のＮｉ多孔質焼結体に対する厚さ方向の寸法
変化（％）を測定し、これらの結果も表１に示した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明法１〜
４および従来法により得られた浸透成形品の生成相は、
いずれもＮｉ3 Ａｌ相であるが、本発明法１〜４で得ら
れた浸透成形品の寸法変化率は０．３％以下であって極
小であるに対し、従来法により得られた浸透成形品はＡ
ｌ合金溶湯を圧入するために寸法変化が極めて大きく、
寸法精度が低下することがわかる。
４および従来法により得られた浸透成形品の生成相は、
いずれもＮｉ3 Ａｌ相であるが、本発明法１〜４で得ら
れた浸透成形品の寸法変化率は０．３％以下であって極
小であるに対し、従来法により得られた浸透成形品はＡ
ｌ合金溶湯を圧入するために寸法変化が極めて大きく、
寸法精度が低下することがわかる。
【００２０】さらに、この発明の条件から外れた比較法
１〜６で作製した浸透成形品は、いずれもＮｉ相とＮｉ
Ａｌ合金相の二相に分離した組織を有し、Ｎｉ3 Ａｌ相
が生成していないこともわかる。
１〜６で作製した浸透成形品は、いずれもＮｉ相とＮｉ
Ａｌ合金相の二相に分離した組織を有し、Ｎｉ3 Ａｌ相
が生成していないこともわかる。
【００２１】上述のように、この発明のＮｉ3 Ａｌ金属
間化合物成形品の製造法によると、Ｎｉ多孔質焼結体に
比べて寸法変化の極めて少ないＮｉ3 Ａｌ金属間化合物
成形体を作製することができるので、特に切削などの後
処理を施すことなく寸法変化の小さいＮｉ3 Ａｌ金属間
化合物成形品を得ることができ、したがって、寸法精度
の優れたＮｉ3 Ａｌ金属間化合物からなるガスタービン
羽根、バーナーノズル等を製造することができ、産業上
すぐれた効果を奏するものである。
間化合物成形品の製造法によると、Ｎｉ多孔質焼結体に
比べて寸法変化の極めて少ないＮｉ3 Ａｌ金属間化合物
成形体を作製することができるので、特に切削などの後
処理を施すことなく寸法変化の小さいＮｉ3 Ａｌ金属間
化合物成形品を得ることができ、したがって、寸法精度
の優れたＮｉ3 Ａｌ金属間化合物からなるガスタービン
羽根、バーナーノズル等を製造することができ、産業上
すぐれた効果を奏するものである。
【図１】この発明のＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品の製
造法を示す概略図であり、（ａ）はＮｉ多孔質焼結体に
Ａｌ合金溶湯を滴下している状態を示し、（ｂ）はＡｌ
合金溶湯の滴下が終了し、Ｎｉ3 Ａｌ金属間化合物成形
品を製造した状態を示す。
造法を示す概略図であり、（ａ）はＮｉ多孔質焼結体に
Ａｌ合金溶湯を滴下している状態を示し、（ｂ）はＡｌ
合金溶湯の滴下が終了し、Ｎｉ3 Ａｌ金属間化合物成形
品を製造した状態を示す。
【図２】従来のＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成形品の製造法
を示す概略図であり、（ａ）は金型にＮｉ多孔質焼結体
を設置した状態を示し、（ｂ）はピストンにより純Ａｌ
溶湯をＮｉ多孔質焼結体に圧入する状態を示す。
を示す概略図であり、（ａ）は金型にＮｉ多孔質焼結体
を設置した状態を示し、（ｂ）はピストンにより純Ａｌ
溶湯をＮｉ多孔質焼結体に圧入する状態を示す。
【符号の説明】 １ 真空炉 ２ Ｎｉ多孔質焼結体 ３ 純Ａｌ溶湯 ４ ピストン ５ シリンダー ６ 浸透成形品 ７ 金型 ８ Ａｌ合金溶湯
Claims (2)
- 【請求項１】 多孔率：２５〜３５％のＮｉ多孔質焼結
体に、Ｎｉ：８〜１８重量％を含有し、残りがＡｌおよ
び不可避不純物からなるＡｌ合金溶湯を滴下し、Ａｌ合
金溶湯を上記Ｎｉ多孔質焼結体に自然に浸透させながら
反応させることを特徴とするＮｉ3 Ａｌ金属間化合物成
形品の製造法。 - 【請求項２】 上記Ａｌ合金溶湯の温度は６６０℃〜１
１００℃であることを特徴とする請求項１記載のＮｉ3
Ａｌ金属間化合物成形品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28177493A JPH07113131A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Ｎｉ３ Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28177493A JPH07113131A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Ｎｉ３ Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113131A true JPH07113131A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17643797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28177493A Withdrawn JPH07113131A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Ｎｉ３ Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113131A (ja) |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP28177493A patent/JPH07113131A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |