JPH07278720A

JPH07278720A - 耐摩耗性および靭性のすぐれた耐食性焼結材料

Info

Publication number: JPH07278720A
Application number: JP9365194A
Authority: JP
Inventors: Naoshi Yamashita; 直志山下; Teruyoshi Tanase; 照義棚瀬; Hiroki Kawase; 広樹河瀬
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】耐摩耗性と靭性のすぐれた耐食性焼結材料を
提供する。【構成】焼結材料が、硬質相として硼化チタン：３０
〜７５容量％を含有し、残りが結合相からなり、かつ前
記結合相が、重量％で、Ｗ：３０〜６５％、Ｍｏ：５〜
３０％を含有し、さらに必要に応じてＮｉおよび／また
はＰｄ：０．１〜５％を含有し、残りがＴｉと不可避不
純物からなる組成を有するＴｉ−Ｗ−Ｍｏ系合金で構成
されたものからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐摩耗性と
靭性を有し、かつ耐食性にもすぐれた焼結材料に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭５０−１３７３１３
号公報に記載されるように、硬質相として炭化チタン
（以下、ＴｉＣｘで示す）または炭窒化チタン（以下、
ＴｉＣｘＮｙで示す）を１０〜３５重量％含有し、残り
がＴｉ−Ｍｏ合金の結合相からなる焼結材料が知られて
おり、また、これが腐食環境下で摩耗を受ける、例えば
水や海水、さらに化学薬品などの腐食性流体の送配給に
用いられる各種ポンプのシールリングや軸受、さらにス
リーブなどの構造部材として用いられていることも知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年の上記各種
ポンプなどの小型化および軽量化に伴ない、これの構造
部材には薄肉化が強く要求されるほか、その使用寿命の
一層の延命化も求められているが、上記の従来焼結材料
は、相対的にすぐれた耐食性を具備するものの耐摩耗性
と靭性が不十分であるために、これらの要求には必ずし
も満足に対応することができないのが現状である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記従来耐食性焼結材料に着目
し、これの耐摩耗性および靭性の一段の向上をはかるべ
く研究を行なった結果、硬質相として硼化チタン（以
下、ＴｉＢｘで示す）：３０〜７５容量％、を含有し、
残りが結合相からなり、かつ前記結合相を、重量％で、
Ｗ：３０〜６５％、Ｍｏ：５〜３０％、を含有し、
さらに必要に応じて、ＮｉおよびＰｄのうちの１種また
は２種：０．１〜５％、を含有し、残りがＴｉと不可避
不純物からなる組成を有するＴｉ−Ｗ−Ｍｏ系合金で構
成した焼結材料においては、一段とすぐれた耐摩耗性と
靭性をもつようになると共に、上記従来耐食性焼結材料
と同等のすぐれた耐食性を具備するという研究結果を得
たのである。

【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、焼結材料の組成を上記の通りに
限定した理由を以下に説明する。（ａ）硬質相焼結材料における硬質相は、結合相を構成する成分の一
部が固溶した状態で存在し、耐摩耗性を向上させる作用
をもつが、その割合が３０容量％未満では所望の耐摩耗
性を確保することができず、一方その割合が７５容量％
を越えると靭性が低下するようになることから、その割
合を３０〜７５容量％と定めた。望ましくは５０〜７０
容量％の含有がよい。なお、この場合結合相には硬質相
を構成する成分の一部が固溶することは勿論である。

【０００６】（ｂ）ＴｉＢｘＴｉＢｘ成分は、きわめて硬質で、硬質相として分散分
布して耐摩耗性を一段と向上させるほか、発生クラック
が粒内伝幡しにくい性質をもつので、耐欠損性向上にも
寄与する作用をもつが、その割合が３０容量％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その割合が７５
容量％を越えると相対的に結合相の割合が少なくなりす
ぎて焼結性が低下し、これが原因で強度低下が避けられ
ないことから、その割合を３０〜７５容量％と定めた。
望ましくは４０〜７０容量％の含有がよい。

【０００７】（ｃ）結合相（ア）ＷＷ成分には、主として結合相中に固溶して、これの靭性
を向上させる作用があるが、その割合が、結合相に占め
る重量割合で（以下同じ）、３０％未満では所望のすぐ
れた靭性を確保することができず、一方その割合が６５
％を越えると靭性に低下傾向が現われるようになること
から、その割合を３０〜６５％と定めた。望ましくは４
０〜６０％の含有がよい。

【０００８】（イ）ＭｏＭｏ成分は、主として結合相中に固溶して、表面に自然
発生する不動態皮膜の安定化に寄与し、もって耐食性を
向上させる作用をもつが、その割合が５％未満では所望
の耐食性向上効果が得られず、一方その割合が３０％を
越えると靭性が低下するようになることから、その割合
を５〜３０％と定めた。望ましくは１０〜２０％の含有
がよい。

【０００９】（ウ）ＮｉおよびＰｄこれらの成分には、同じく主として結合相中に固溶し
て、耐食性をさらに向上させる作用があるので、必要に
応じて含有されるが、その割合が０．１％未満では所望
の耐食性向上効果が得られず、一方その割合が５％を越
えても耐食性に一層の向上効果は得られないことから、
経済性を考慮して、その割合を０．１〜５％と定めた。
望ましくは０．１〜２％の含有がよい。

【００１０】

【実施例】つぎに、この発明の焼結材料を実施例により
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも２〜２．
５μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＴｉＢ₂粉
末、ＴｉＢ粉末、Ｎｉ粉末、Ｍｏ粉末、ＴｉＣ_0.95粉
末、およびＴｉＣ_0.5Ｎ_0.5粉末、同１．６μｍのＷ粉
末、さらに同６μｍのＰｄ粉末、同２０μｍのＴｉ粉末
を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合組成に
配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した
後、１ton ／cm²の圧力で圧粉体にプレス成型し、この
圧粉体を１×１０^-3torrの真空中、１５００〜１６００
℃の範囲内の所定温度に１．５時間保持の条件で焼結す
ることにより表２に示される成分組成をもった本発明焼
結材料１〜１０および従来焼結材料、１，２をそれぞれ
製造した。ついで、これらの焼結材料について、研磨面
で硬質相の面積割合を測定し、かつ結合相はＥＰＭＡ
（電子線マイクロアナライザー）を用いて分析し、さら
に耐摩耗性と靭性を評価する目的でロックウェル硬さ
（Ａスケール）と破壊靭性を測定し、加えて耐食性を評
価する目的で１０％ＨＣｌ水溶液中に３０日間保持の腐
食試験を行ない、腐食減量を測定した。これらの測定結
果をそれぞれ表２に示した。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】

【発明の効果】表２，３に示される結果から、本発明焼
結材料１〜１０は、いずれも従来焼結材料１，２と同等
の耐食性を有し、かつこれより一段と高硬度および高靭
性をもつことが明らかである。上述のように、この発明
の焼結材料は、すぐれた耐食性に加えて、一段とすぐれ
た耐摩耗性と靭性を有するので、耐食性と耐摩耗性が要
求される各種の設備設置の構造部材として用いた場合
に、薄肉化が可能となると共に、長期に亘ってすぐれた
性能を発揮し、これの小型化および軽量化に大いに寄与
するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河瀬広樹岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 三菱マテリアル株式会社会社岐阜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬質相として硼化チタン：３０〜７５容
量％、を含有し、残りが結合相からなり、かつ前記結合
相を、重量％で、Ｗ：３０〜６５％、Ｍｏ：５〜３０％、を含有し、
残りがＴｉと不可避不純物からなる組成を有するＴｉ−
Ｗ−Ｍｏ系合金で構成することを特徴とする耐摩耗性お
よび靭性のすぐれた耐食性焼結材料。
【請求項２】硬質相として硼化チタン：３０〜７５容
量％、を含有し、残りが結合相からなり、かつ前記結合
相を、重量％で、Ｗ：３０〜６５％、Ｍｏ：５〜３０％、を含有し、
さらに、ＮｉおよびＰｄのうちの１種または２種：０．１〜５
％、を含有し、残りがＴｉと不可避不純物からなる組成
を有するＴｉ−Ｗ−Ｍｏ系合金で構成することを特徴と
する耐摩耗性および靭性のすぐれた耐食性焼結材料。