JPH07258766A - Ｔｉ３Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 - Google Patents
Ｔｉ３Ａｌ金属間化合物成形品の製造法Info
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- JPH07258766A JPH07258766A JP4807094A JP4807094A JPH07258766A JP H07258766 A JPH07258766 A JP H07258766A JP 4807094 A JP4807094 A JP 4807094A JP 4807094 A JP4807094 A JP 4807094A JP H07258766 A JPH07258766 A JP H07258766A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 寸法精度よくＴｉ3Ａｌ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：２３〜３５％のＴｉ多孔質焼結体
に、９００〜１２００℃に加熱されたＴｉ：２〜１０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、Ｔｉ3Ａ
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：２３〜３５％のＴｉ多孔質焼結体
に、９００〜１２００℃に加熱されたＴｉ：２〜１０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、Ｔｉ3Ａ
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Ｔｉ3
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Ｔ
ｉ3Ａｌ金属間化合物が知られている。Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体を作製する。得
られたＴｉ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Ｔｉ多孔質焼結体２を５０
０℃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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼
結体２に圧入させ反応させることにより、Ｔｉ3Ａｌ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Ｔ
ｉ3Ａｌ金属間化合物が知られている。Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体を作製する。得
られたＴｉ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Ｔｉ多孔質焼結体２を５０
０℃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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼
結体２に圧入させ反応させることにより、Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物成形品を作製すると、
（ａ） 純Ａｌ溶湯とＴｉを反応させてＴｉ3Ａｌ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
Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体に純Ａｌ溶湯を圧入すると、Ｔ
ｉ多孔質焼結体が変形すると同時に、得られたＴｉ3Ａ
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） Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物成形品を作製すると、
（ａ） 純Ａｌ溶湯とＴｉを反応させてＴｉ3Ａｌ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
Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体に純Ａｌ溶湯を圧入すると、Ｔ
ｉ多孔質焼結体が変形すると同時に、得られたＴｉ3Ａ
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） Ｔｉ3Ａｌ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、
Ｔｉ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Ｔｉ3Ａｌ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：２３〜３５％のＴｉ多孔質焼結体の上から、Ｔ
ｉ：２〜１０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Ｔｉ多孔質
焼結体に自然に浸透し、Ｔｉ多孔質焼結体と反応してＴ
ｉ多孔質焼結体とほぼ同寸法のＴｉ3Ａｌ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９００〜１２００℃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。
Ｔｉ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Ｔｉ3Ａｌ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：２３〜３５％のＴｉ多孔質焼結体の上から、Ｔ
ｉ：２〜１０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Ｔｉ多孔質
焼結体に自然に浸透し、Ｔｉ多孔質焼結体と反応してＴ
ｉ多孔質焼結体とほぼ同寸法のＴｉ3Ａｌ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９００〜１２００℃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：２３〜３５％のＴｉ多孔質焼結体に、Ｔｉ：２
〜１０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Ｔｉ
多孔質焼結体に自然に浸透させながら反応させるＴｉ3
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：２３〜３５％のＴｉ多孔質焼結体に、Ｔｉ：２
〜１０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Ｔｉ
多孔質焼結体に自然に浸透させながら反応させるＴｉ3
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Ｔｉ3Ａｌ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） Ｔｉ多孔質焼結体の多孔率 Ｔｉ多孔質焼結体の多孔率が２３％未満であるとＡｌ合
金溶湯を滴下してもＡｌ合金溶湯がＴｉ多孔質焼結体中
に十分に浸透することがないためにＴｉ3Ａｌ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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体
の形状が変形し、得られたＴｉ3Ａｌ金属間化合物形成
品がＴｉ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、Ｔｉ多孔質焼結体の多孔率は２
３〜３５％に定めた。
金溶湯を滴下してもＡｌ合金溶湯がＴｉ多孔質焼結体中
に十分に浸透することがないためにＴｉ3Ａｌ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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体
の形状が変形し、得られたＴｉ3Ａｌ金属間化合物形成
品がＴｉ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、Ｔｉ多孔質焼結体の多孔率は２
３〜３５％に定めた。
【０００８】（２） Ａｌ合金溶湯の組成および温度 Ｔｉ多孔質焼結体の上から純Ａｌ溶湯を滴下するとＴｉ
3Ａｌ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、Ｔｉの融点（１６７０℃）以上にＴｉ多孔質
焼結体が加熱されてＴｉ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Ｔｉ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Ｔｉ含有量が２重量％未満ではＴ
ｉ3Ａｌ金属間化合物生成時の発熱量が大きすぎてＴｉ
多孔質焼結体の変形を防止することができず、一方、Ｔ
ｉ含有量が１０重量％を越えると、反応熱の発生量が小
さすぎてＴｉ3Ａｌ金属間化合物が生成せず、Ｔｉ相と
ＴｉＡｌ相の混合組織となるので好ましくない。
3Ａｌ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、Ｔｉの融点（１６７０℃）以上にＴｉ多孔質
焼結体が加熱されてＴｉ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Ｔｉ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Ｔｉ含有量が２重量％未満ではＴ
ｉ3Ａｌ金属間化合物生成時の発熱量が大きすぎてＴｉ
多孔質焼結体の変形を防止することができず、一方、Ｔ
ｉ含有量が１０重量％を越えると、反応熱の発生量が小
さすぎてＴｉ3Ａｌ金属間化合物が生成せず、Ｔｉ相と
ＴｉＡｌ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Ｔｉの含有量は２〜１０重量％に定めた。
れるＴｉの含有量は２〜１０重量％に定めた。
【００１０】上記Ｔｉ多孔質焼結体に滴下するＡｌ合金
溶湯の温度は、９００℃未満ではＡｌ合金溶湯の粘度が
大きくなってＴｉ多孔質焼結体中に十分浸透しないとこ
ろから、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物成形品とはならず、一
方、１２００℃を越えてもＴｉ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Ｔｉ3Ａｌ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、９００℃未満ではＡｌ合金溶湯の粘度が
大きくなってＴｉ多孔質焼結体中に十分浸透しないとこ
ろから、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物成形品とはならず、一
方、１２００℃を越えてもＴｉ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Ｔｉ3Ａｌ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９００〜１２００℃に定めた。
は９００〜１２００℃に定めた。
【００１２】
【実施例】原料粉末の還元Ｔｉ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、縦：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Ｔｉ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、縦：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Ｔｉ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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体２を昇温速度：３
０℃／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Ｔｉ多孔質焼結体２を昇温速度：３
０℃／ｍｉｎで加熱し、１５分間保持した。
【００１５】Ｔｉ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Ｔｉ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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体２を金型１内に設置し、Ｔｉ
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、Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ多孔質焼結体２を金型１内に設置し、Ｔｉ
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、Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ相の存在も確認し、さらに
浸透成形品のＴｉ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Ｔｉ3Ａｌ相の存在も確認し、さらに
浸透成形品のＴｉ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Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ相とＴｉ
Ａｌ合金相の二相に分離した組織を有し、Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ相とＴｉ
Ａｌ合金相の二相に分離した組織を有し、Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ金属
間化合物成形品の製造法によると、Ｔｉ多孔質焼結体に
比べて寸法変化の極めて少ないＴｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ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、Ｔｉ多孔質焼結体に
比べて寸法変化の極めて少ないＴｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物成形品の製
造法を示す概略図であり、（ａ）はＴｉ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、Ｔｉ3Ａｌ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Ｔｉ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、Ｔｉ3Ａｌ金属間化合物成形
品を製造した状態を示す。
【図２】従来のＴｉ3Ａｌ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Ｔｉ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Ｔｉ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Ｔｉ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Ｔｉ多孔質焼結体に圧入する状態を示す。
１ 真空炉 ２ Ｔｉ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：２３〜３５％のＴｉ多孔質焼結
体に、Ｔｉ：２〜１０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Ｔｉ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Ｔｉ3Ａｌ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９００℃〜１
２００℃であることを特徴とする請求項１記載のＴｉ3
Ａｌ金属間化合物成形品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4807094A JPH07258766A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Ｔｉ３Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4807094A JPH07258766A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Ｔｉ３Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07258766A true JPH07258766A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12793095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4807094A Withdrawn JPH07258766A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Ｔｉ３Ａｌ金属間化合物成形品の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07258766A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109971985A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-05 | 南昌大学 | 一种多孔钛的制备方法 |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP4807094A patent/JPH07258766A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109971985A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-05 | 南昌大学 | 一种多孔钛的制备方法 |
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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: 20010605 |