JPH08325750A - Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法 - Google Patents
Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法Info
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- JPH08325750A JPH08325750A JP15857795A JP15857795A JPH08325750A JP H08325750 A JPH08325750 A JP H08325750A JP 15857795 A JP15857795 A JP 15857795A JP 15857795 A JP15857795 A JP 15857795A JP H08325750 A JPH08325750 A JP H08325750A
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な形状であっても，その表面全体に均一
な高温耐酸化膜を有し，高温耐酸化性に優れたＴｉ−Ａ
ｌ系合金部品及びその製造方法を提供すること。 【構成】 チタン化合物を含むゾル溶液をゾル−ゲル法
によりＴｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材１１の表
面にコーティングし，次いで，加熱焼成して母材１１の
表面にＴｉＯ2 皮膜１４を形成し，その後真空雰囲気中
において真空加熱する。得られるＴｉ−Ａｌ系合金部品
は，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材１１と，そ
の表面に形成されたＴｉＯ2 皮膜１４とよりなると共
に，両者の間にはＡｌ2 Ｏ3 層１３が形成されている。
更に母材１１は，Ａｌ2 Ｏ3 層１３に面する部分に，母
材内部よりも大きいＴｉ含有量を有するＴｉリッチ層１
２を有している。
な高温耐酸化膜を有し，高温耐酸化性に優れたＴｉ−Ａ
ｌ系合金部品及びその製造方法を提供すること。 【構成】 チタン化合物を含むゾル溶液をゾル−ゲル法
によりＴｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材１１の表
面にコーティングし，次いで，加熱焼成して母材１１の
表面にＴｉＯ2 皮膜１４を形成し，その後真空雰囲気中
において真空加熱する。得られるＴｉ−Ａｌ系合金部品
は，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材１１と，そ
の表面に形成されたＴｉＯ2 皮膜１４とよりなると共
に，両者の間にはＡｌ2 Ｏ3 層１３が形成されている。
更に母材１１は，Ａｌ2 Ｏ3 層１３に面する部分に，母
材内部よりも大きいＴｉ含有量を有するＴｉリッチ層１
２を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，高温耐酸化性に優れた
Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法に関する。
Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物は，Ｔｉ単体よ
りも軽量で，高温強度が非常に高いという優れた特性を
有する。そのため，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物を主体と
するＴｉ−Ａｌ系合金部品は，ジェットエンジン部品，
自動車用エンジンのターボチャージャー部品等の軽量，
高強度が要求される部品への応用が期待されている。し
かしながら，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物は，８００℃以
上の高温において耐酸化性が急激に劣化するという問題
を有する。
りも軽量で，高温強度が非常に高いという優れた特性を
有する。そのため，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物を主体と
するＴｉ−Ａｌ系合金部品は，ジェットエンジン部品，
自動車用エンジンのターボチャージャー部品等の軽量，
高強度が要求される部品への応用が期待されている。し
かしながら，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物は，８００℃以
上の高温において耐酸化性が急激に劣化するという問題
を有する。
【０００３】この高温耐酸化性の劣化の原因は，高温下
においてはＴｉの表面への拡散が激しくなるからだと考
えられる。これに対し，高温耐酸化性を改善する方法と
して，これまで以下の方法が提案されている。
においてはＴｉの表面への拡散が激しくなるからだと考
えられる。これに対し，高温耐酸化性を改善する方法と
して，これまで以下の方法が提案されている。
【０００４】まず第１の方法は，特公平４−６３１４８
号公報に示された，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の表面に
Ａｌ2 Ｏ3 よりなる耐酸化皮膜を形成する方法である。
この方法は，低酸素雰囲気下で加熱することにより，Ｔ
ｉ−Ａｌ系金属間化合物の表面に直接Ａｌ2 Ｏ3 層を形
成させ，これを耐酸化皮膜として高温耐酸化性を向上さ
せることを狙ったものである。
号公報に示された，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の表面に
Ａｌ2 Ｏ3 よりなる耐酸化皮膜を形成する方法である。
この方法は，低酸素雰囲気下で加熱することにより，Ｔ
ｉ−Ａｌ系金属間化合物の表面に直接Ａｌ2 Ｏ3 層を形
成させ，これを耐酸化皮膜として高温耐酸化性を向上さ
せることを狙ったものである。
【０００５】第２の方法は，特開平５−７８８１７号公
報に示された，スパッタリングと拡散熱処理によって，
Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の表面に深さ０．５μｍ以上
の厚さのＭｏ，Ｗの少なくとも１種の濃化層を形成する
方法である。この方法は，形成された濃化層によって耐
酸化性を大きく向上させることを狙ったものである。
報に示された，スパッタリングと拡散熱処理によって，
Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の表面に深さ０．５μｍ以上
の厚さのＭｏ，Ｗの少なくとも１種の濃化層を形成する
方法である。この方法は，形成された濃化層によって耐
酸化性を大きく向上させることを狙ったものである。
【０００６】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の耐
酸化性向上方法においては，次の問題がある。即ち，上
記第１の方法においては，母材の表面に形成されるＡｌ
2 Ｏ3 層が薄く，高温下においてＴｉの表面への拡散を
十分に抑制できない。そのため，母材とＡｌ2 Ｏ3 層と
の密着性や，Ａｌ2 Ｏ3 層の長期安定性に劣る。
酸化性向上方法においては，次の問題がある。即ち，上
記第１の方法においては，母材の表面に形成されるＡｌ
2 Ｏ3 層が薄く，高温下においてＴｉの表面への拡散を
十分に抑制できない。そのため，母材とＡｌ2 Ｏ3 層と
の密着性や，Ａｌ2 Ｏ3 層の長期安定性に劣る。
【０００７】また，上記第２の方法においては，Ｍｏ等
をスパッタリングによってＴｉ−Ａｌ系金属間化合物の
表面に付着させた後，拡散処理を行う。そのため，複雑
な形状の母材表面にＭｏ等を付着させることが難しく，
Ｍｏ等の均一な濃化層を形成することは困難である。そ
れ故，母材が複雑な形状を有する場合には，部分的に耐
酸化性の低い部分が残ってしまう。
をスパッタリングによってＴｉ−Ａｌ系金属間化合物の
表面に付着させた後，拡散処理を行う。そのため，複雑
な形状の母材表面にＭｏ等を付着させることが難しく，
Ｍｏ等の均一な濃化層を形成することは困難である。そ
れ故，母材が複雑な形状を有する場合には，部分的に耐
酸化性の低い部分が残ってしまう。
【０００８】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，複雑な形状であっても，その表面全体に
均一な高温耐酸化膜を有し，高温耐酸化性に優れた，Ｔ
ｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法を提供しようとす
るものである。
されたもので，複雑な形状であっても，その表面全体に
均一な高温耐酸化膜を有し，高温耐酸化性に優れた，Ｔ
ｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法を提供しようとす
るものである。
【０００９】
【課題の解決手段】本発明は，チタン化合物を含むゾル
溶液をゾル−ゲル法によりＴｉ−Ａｌ系金属間化合物よ
りなる母材の表面にコーティングし，次いで，加熱焼成
して上記母材の表面にＴｉＯ2 皮膜を形成し，その後真
空雰囲気中において真空加熱することを特徴とするＴｉ
−Ａｌ系合金部品の製造方法にある。
溶液をゾル−ゲル法によりＴｉ−Ａｌ系金属間化合物よ
りなる母材の表面にコーティングし，次いで，加熱焼成
して上記母材の表面にＴｉＯ2 皮膜を形成し，その後真
空雰囲気中において真空加熱することを特徴とするＴｉ
−Ａｌ系合金部品の製造方法にある。
【００１０】上記製造方法において最も注目すべきこと
は，上記ゾル−ゲル法を利用することである。そして，
上記加熱焼成後に真空加熱することである。
は，上記ゾル−ゲル法を利用することである。そして，
上記加熱焼成後に真空加熱することである。
【００１１】上記加熱焼成は温度１５０〜８００℃で行
うことが好ましい。これにより，上記合金部品の表面に
均一なＴｉＯ2 層を容易に形成することができる。加熱
焼成の温度が１５０℃未満の場合には完全に焼成できな
い場合があるという問題があり，一方８００℃を越える
場合にはＴｉＡｌ母材が酸化してしまうという問題があ
る。
うことが好ましい。これにより，上記合金部品の表面に
均一なＴｉＯ2 層を容易に形成することができる。加熱
焼成の温度が１５０℃未満の場合には完全に焼成できな
い場合があるという問題があり，一方８００℃を越える
場合にはＴｉＡｌ母材が酸化してしまうという問題があ
る。
【００１２】また，上記真空加熱は圧力１０-2〜１０-6
Ｔｏｒｒで行うことが好ましい。これにより，ＴｉＯ2
皮膜の下部にＡｌ2 Ｏ3 層をより均一に形成することが
できる。真空圧力が１０-2Ｔｏｒｒよりも高い場合に
は，酸素濃度が高いためにＡｌ2 Ｏ3 以外に新たなＴｉ
Ｏ2 も多く生成し，均一なＡｌ2 Ｏ3 層の生成を阻害す
る場合があるという問題がある。一方真空圧力を１０-6
Ｔｏｒｒ未満に低下させることは，装置的に非常に困難
である。
Ｔｏｒｒで行うことが好ましい。これにより，ＴｉＯ2
皮膜の下部にＡｌ2 Ｏ3 層をより均一に形成することが
できる。真空圧力が１０-2Ｔｏｒｒよりも高い場合に
は，酸素濃度が高いためにＡｌ2 Ｏ3 以外に新たなＴｉ
Ｏ2 も多く生成し，均一なＡｌ2 Ｏ3 層の生成を阻害す
る場合があるという問題がある。一方真空圧力を１０-6
Ｔｏｒｒ未満に低下させることは，装置的に非常に困難
である。
【００１３】また，上記真空加熱は温度８００〜１２０
０℃で行うことが好ましい。これにより，ＴｉＯ2 皮膜
下により均一なＡｌ2 Ｏ3 層を形成することができる。
温度８００℃未満の場合には，十分にＡｌ2 Ｏ3 層が形
成されないという問題があり，一方１２００℃を越える
場合には，母材とＡｌ2 Ｏ3 層の密着性が劣るという問
題がある。
０℃で行うことが好ましい。これにより，ＴｉＯ2 皮膜
下により均一なＡｌ2 Ｏ3 層を形成することができる。
温度８００℃未満の場合には，十分にＡｌ2 Ｏ3 層が形
成されないという問題があり，一方１２００℃を越える
場合には，母材とＡｌ2 Ｏ3 層の密着性が劣るという問
題がある。
【００１４】また，上記ゾル溶液形成用のＴｉ化合物と
しては，チタンアルコキシドを用いることができる。チ
タンアルコキシドとしては，例えばＴｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ，Ｔｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ，Ｔｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 があ
る。
しては，チタンアルコキシドを用いることができる。チ
タンアルコキシドとしては，例えばＴｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ，Ｔｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ，Ｔｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 があ
る。
【００１５】次に，上記製造方法により得られたＴｉ−
Ａｌ系合金部品としては次のものがある。即ち，Ｔｉ−
Ａｌ系金属間化合物よりなる母材と，その表面に形成さ
れたＴｉＯ2 皮膜とよりなると共に，両者の間にはＡｌ
2 Ｏ3 層が形成されており，更に上記母材は，上記Ａｌ
2 Ｏ3 層に面する部分に，母材内部よりも大きいＴｉ含
有量を有するＴｉリッチ層を有していることを特徴とす
るＴｉ−Ａｌ系合金部品がある。
Ａｌ系合金部品としては次のものがある。即ち，Ｔｉ−
Ａｌ系金属間化合物よりなる母材と，その表面に形成さ
れたＴｉＯ2 皮膜とよりなると共に，両者の間にはＡｌ
2 Ｏ3 層が形成されており，更に上記母材は，上記Ａｌ
2 Ｏ3 層に面する部分に，母材内部よりも大きいＴｉ含
有量を有するＴｉリッチ層を有していることを特徴とす
るＴｉ−Ａｌ系合金部品がある。
【００１６】上記Ａｌ2 Ｏ3 層は，０．１μｍ〜１０μ
ｍの厚みであることが好ましい。０．１μｍ未満の場合
には高温下においてＴｉの拡散を十分に抑制できないと
いう問題があり，一方１０μｍを越える場合には母材と
Ａｌ2 Ｏ3 層の密着性が劣るという問題がある。また，
上記Ｔｉリッチ層は，０．０１μｍ〜１μｍの厚みであ
ることが好ましい。０．０１μｍ未満の場合は母材に均
一に塗布できないという問題があり，一方１μｍを越え
る場合には母材とＴｉＡｌの密着性が劣るという問題が
ある。
ｍの厚みであることが好ましい。０．１μｍ未満の場合
には高温下においてＴｉの拡散を十分に抑制できないと
いう問題があり，一方１０μｍを越える場合には母材と
Ａｌ2 Ｏ3 層の密着性が劣るという問題がある。また，
上記Ｔｉリッチ層は，０．０１μｍ〜１μｍの厚みであ
ることが好ましい。０．０１μｍ未満の場合は母材に均
一に塗布できないという問題があり，一方１μｍを越え
る場合には母材とＴｉＡｌの密着性が劣るという問題が
ある。
【００１７】また，本発明にかかるＴｉ−Ａｌ系合金部
品は，優れた高温耐酸化性を有するので，例えばエンジ
ンのターボチャージャーロータ，吸・排気バルブ，その
他の自動車部品等に用いる場合，特に有効である。
品は，優れた高温耐酸化性を有するので，例えばエンジ
ンのターボチャージャーロータ，吸・排気バルブ，その
他の自動車部品等に用いる場合，特に有効である。
【００１８】
【作用および効果】本発明のＴｉ−Ａｌ系合金部品の製
造方法においては，ゾル−ゲル法を用いてチタン化合物
を含むゾル溶液を母材表面にコーティングする。そのた
め，母材が複雑な形状をしていても，上記ゾル溶液は母
材表面全体に均一に付着する。それ故，その後焼成する
ことによって得られる上記ＴｉＯ2 皮膜は，母材表面全
体に均一に形成される。
造方法においては，ゾル−ゲル法を用いてチタン化合物
を含むゾル溶液を母材表面にコーティングする。そのた
め，母材が複雑な形状をしていても，上記ゾル溶液は母
材表面全体に均一に付着する。それ故，その後焼成する
ことによって得られる上記ＴｉＯ2 皮膜は，母材表面全
体に均一に形成される。
【００１９】また，本発明においては，上記ＴｉＯ2 皮
膜を形成後，更に真空雰囲気中において真空加熱する。
そのため，ＴｉＯ2 皮膜中のＯ（酸素）は，母材である
Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物のＡｌと優先的に結合し，一
方ＴｉＯ2 皮膜中のＴｉは，母材の中に拡散していく。
それ故，ＴｉＯ2 皮膜と母材との間には均一なＡｌ2Ｏ
3 層が形成され，一方母材には上記Ａｌ2 Ｏ3 層に面す
る部分に上記Ｔｉリッチ層が形成される。
膜を形成後，更に真空雰囲気中において真空加熱する。
そのため，ＴｉＯ2 皮膜中のＯ（酸素）は，母材である
Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物のＡｌと優先的に結合し，一
方ＴｉＯ2 皮膜中のＴｉは，母材の中に拡散していく。
それ故，ＴｉＯ2 皮膜と母材との間には均一なＡｌ2Ｏ
3 層が形成され，一方母材には上記Ａｌ2 Ｏ3 層に面す
る部分に上記Ｔｉリッチ層が形成される。
【００２０】次に，上記製造方法により得られたＴｉ−
Ａｌ系合金部品は，上述したごとく，表面にＴｉＯ2 皮
膜を有し，その下部には安定なＡｌ2 Ｏ3 層を有する。
そのため，これらの層がＴｉ−Ａｌ系金属間化合物より
なる母材から表面へのＴｉの拡散を抑制する。それ故，
Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の酸化を抑制することがで
き，Ｔｉ−Ａｌ系合金部品の高温耐酸化性を大幅に向上
させることができる。
Ａｌ系合金部品は，上述したごとく，表面にＴｉＯ2 皮
膜を有し，その下部には安定なＡｌ2 Ｏ3 層を有する。
そのため，これらの層がＴｉ−Ａｌ系金属間化合物より
なる母材から表面へのＴｉの拡散を抑制する。それ故，
Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の酸化を抑制することがで
き，Ｔｉ−Ａｌ系合金部品の高温耐酸化性を大幅に向上
させることができる。
【００２１】更に母材は，上記Ａｌ2 Ｏ3 層に面する部
分に上記Ｔｉリッチ層を有する。そのため，Ｔｉ濃度が
低い母材中から表面への拡散をさらに抑制することがで
きる。それ故，さらにＴｉ−Ａｌ系合金部品の高温耐酸
化性を向上させることができる。
分に上記Ｔｉリッチ層を有する。そのため，Ｔｉ濃度が
低い母材中から表面への拡散をさらに抑制することがで
きる。それ故，さらにＴｉ−Ａｌ系合金部品の高温耐酸
化性を向上させることができる。
【００２２】したがって，本発明によれば，複雑な形状
であっても，その表面全体に均一な高温耐酸化膜を有
し，高温耐酸化性に優れた，Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及び
その製造方法を提供することができる。
であっても，その表面全体に均一な高温耐酸化膜を有
し，高温耐酸化性に優れた，Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及び
その製造方法を提供することができる。
【００２３】
実施例１ 本発明の実施例にかかるＴｉ−Ａｌ系合金部品及びその
製造方法につき，図１，図２を用いて説明する。本例の
Ｔｉ−Ａｌ系合金部品１０は，自動車用エンジンのター
ボチャージャーロータであって，図１に示すごとく，Ｔ
ｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材１１と，その表面
に形成されたＴｉＯ2 皮膜１４とよりなると共に，両者
の間にはＡｌ2 Ｏ3 層１３が形成されている。そして更
に上記母材１１は，上記Ａｌ2 Ｏ3 層１３に面する部分
に，母材内部よりも大きいＴｉ含有量を有するＴｉリッ
チ層１２を有している。
製造方法につき，図１，図２を用いて説明する。本例の
Ｔｉ−Ａｌ系合金部品１０は，自動車用エンジンのター
ボチャージャーロータであって，図１に示すごとく，Ｔ
ｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材１１と，その表面
に形成されたＴｉＯ2 皮膜１４とよりなると共に，両者
の間にはＡｌ2 Ｏ3 層１３が形成されている。そして更
に上記母材１１は，上記Ａｌ2 Ｏ3 層１３に面する部分
に，母材内部よりも大きいＴｉ含有量を有するＴｉリッ
チ層１２を有している。
【００２４】上記Ｔｉ−Ａｌ系合金部品１０を製造する
に当たっては，チタン化合物を含むゾル溶液をゾル−ゲ
ル法によりＴｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材の表
面にコーティングし，次いで，加熱焼成して上記母材の
表面にＴｉＯ2 皮膜を形成し，その後真空雰囲気中にお
いて真空加熱した。
に当たっては，チタン化合物を含むゾル溶液をゾル−ゲ
ル法によりＴｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材の表
面にコーティングし，次いで，加熱焼成して上記母材の
表面にＴｉＯ2 皮膜を形成し，その後真空雰囲気中にお
いて真空加熱した。
【００２５】以下，これを詳述する。まず，ゾル−ゲル
法において用いるゾル溶液を作製する。具体的には，チ
タン化合物としてのチタンアルコキシド（Ｔｉ（ＯＣ2
Ｈ5 ）4 ，Ｔｉ（ＯＣ3 Ｈ7）4 ，Ｔｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）
4 等）と，溶媒としてのエタノールと，安定化剤として
のアセチルアセトン及びジエタノールアミンとを混合す
ることによってゾル溶液を得る。
法において用いるゾル溶液を作製する。具体的には，チ
タン化合物としてのチタンアルコキシド（Ｔｉ（ＯＣ2
Ｈ5 ）4 ，Ｔｉ（ＯＣ3 Ｈ7）4 ，Ｔｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）
4 等）と，溶媒としてのエタノールと，安定化剤として
のアセチルアセトン及びジエタノールアミンとを混合す
ることによってゾル溶液を得る。
【００２６】次いで，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物よりな
るＴｉ−Ａｌ系合金部品の母材全体を，上記ゾル溶液中
に浸漬し，その後６０ｍｍ／秒の速度で引き上げてディ
ップコーティングする。これにより，母材表面全体に均
一にゾル溶液が付着する。付着したゾル溶液は空気中で
ゲル化して母材表面全体に均一なゲル状の膜となる。
るＴｉ−Ａｌ系合金部品の母材全体を，上記ゾル溶液中
に浸漬し，その後６０ｍｍ／秒の速度で引き上げてディ
ップコーティングする。これにより，母材表面全体に均
一にゾル溶液が付着する。付着したゾル溶液は空気中で
ゲル化して母材表面全体に均一なゲル状の膜となる。
【００２７】次に，ゲル状の膜を有する母材を温度５０
０℃において３０分焼成する。これにより，母材表面に
ＴｉＯ2 皮膜が形成される。更に，ＴｉＯ2 皮膜を有す
る母材を，１×１０-4Ｔｏｒｒの真空雰囲気中におい
て，温度９００℃で２４時間真空加熱する。これによ
り，上記高温耐酸化性に優れたＴｉ−Ａｌ系合金部品が
得られる。
０℃において３０分焼成する。これにより，母材表面に
ＴｉＯ2 皮膜が形成される。更に，ＴｉＯ2 皮膜を有す
る母材を，１×１０-4Ｔｏｒｒの真空雰囲気中におい
て，温度９００℃で２４時間真空加熱する。これによ
り，上記高温耐酸化性に優れたＴｉ−Ａｌ系合金部品が
得られる。
【００２８】次に本例の作用効果につき説明する。本例
のＴｉ−Ａｌ系合金部品の製造方法においては，ゾル−
ゲル法を用いてチタン化合物を含むゾル溶液を母材１１
の表面にコーティングする。そのため，複雑な形状を有
する母材１１であっても，上記ゾル溶液は母材１１の表
面全体に均一に付着する。それ故，その後焼成すること
によって得られる上記ＴｉＯ2 皮膜１４は，母材１１の
表面全体に均一に形成される。
のＴｉ−Ａｌ系合金部品の製造方法においては，ゾル−
ゲル法を用いてチタン化合物を含むゾル溶液を母材１１
の表面にコーティングする。そのため，複雑な形状を有
する母材１１であっても，上記ゾル溶液は母材１１の表
面全体に均一に付着する。それ故，その後焼成すること
によって得られる上記ＴｉＯ2 皮膜１４は，母材１１の
表面全体に均一に形成される。
【００２９】また，本例においては，上記ＴｉＯ2 皮膜
１４を形成後，更に真空雰囲気中において真空加熱す
る。そのため，ＴｉＯ2 皮膜中のＯ（酸素）は，母材１
１であるＴｉ−Ａｌ系金属間化合物のＡｌと優先的に結
合し，一方ＴｉＯ2 皮膜１４中のＴｉは，母材の中に拡
散していく。それ故，ＴｉＯ2 皮膜１４と母材１１との
間には均一なＡｌ2 Ｏ3 層１３が形成され，一方母材１
１には上記Ａｌ2 Ｏ3 層１３に面する部分に上記Ｔｉリ
ッチ層１２が形成される。
１４を形成後，更に真空雰囲気中において真空加熱す
る。そのため，ＴｉＯ2 皮膜中のＯ（酸素）は，母材１
１であるＴｉ−Ａｌ系金属間化合物のＡｌと優先的に結
合し，一方ＴｉＯ2 皮膜１４中のＴｉは，母材の中に拡
散していく。それ故，ＴｉＯ2 皮膜１４と母材１１との
間には均一なＡｌ2 Ｏ3 層１３が形成され，一方母材１
１には上記Ａｌ2 Ｏ3 層１３に面する部分に上記Ｔｉリ
ッチ層１２が形成される。
【００３０】次に，上記製造方法により得られたＴｉ−
Ａｌ系合金部品１０は，上述したごとく，表面にＴｉＯ
2 皮膜１４を有し，その下部には安定なＡｌ2 Ｏ3 層１
３を有する。そのため，これらの層がＴｉ−Ａｌ系金属
間化合物よりなる母材１１から表面へのＴｉの拡散を抑
制する。それ故，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の酸化を抑
制することができ，高温耐酸化性を大幅に向上させるこ
とができる。
Ａｌ系合金部品１０は，上述したごとく，表面にＴｉＯ
2 皮膜１４を有し，その下部には安定なＡｌ2 Ｏ3 層１
３を有する。そのため，これらの層がＴｉ−Ａｌ系金属
間化合物よりなる母材１１から表面へのＴｉの拡散を抑
制する。それ故，Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の酸化を抑
制することができ，高温耐酸化性を大幅に向上させるこ
とができる。
【００３１】更に母材１１は，上記Ａｌ2 Ｏ3 層１３に
面する部分に上記Ｔｉリッチ層１２を有する。そのた
め，Ｔｉリッチ層１２よりもＴｉ濃度が低い母材１１の
中から表面近傍への拡散を抑制することができる。それ
故，さらに高温耐酸化性を向上させることができる。
面する部分に上記Ｔｉリッチ層１２を有する。そのた
め，Ｔｉリッチ層１２よりもＴｉ濃度が低い母材１１の
中から表面近傍への拡散を抑制することができる。それ
故，さらに高温耐酸化性を向上させることができる。
【００３２】したがって，本例によれば，複雑な形状の
自動車用エンジンのターボチャージャーロータであって
も，その表面全体に均一な高温耐酸化膜を有し，高温耐
酸化性に優れたＴｉ−Ａｌ系合金部品を得ることができ
る。
自動車用エンジンのターボチャージャーロータであって
も，その表面全体に均一な高温耐酸化膜を有し，高温耐
酸化性に優れたＴｉ−Ａｌ系合金部品を得ることができ
る。
【００３３】実施例２ 本例においては，実施例１において得られたＴｉ−Ａｌ
系合金部品１０の高温連続酸化試験を行い，耐酸化性を
評価した。試験は，大気中雰囲気中において温度９００
℃に加熱し，その加熱保持時間に対する酸化増量（ｇ／
ｍ2 ）を測定して行った。
系合金部品１０の高温連続酸化試験を行い，耐酸化性を
評価した。試験は，大気中雰囲気中において温度９００
℃に加熱し，その加熱保持時間に対する酸化増量（ｇ／
ｍ2 ）を測定して行った。
【００３４】また，比較のために，Ｔｉ−Ａｌ系金属間
化合物のままで表面処理を何も施していないＴｉ−Ａｌ
系合金部品も同様に試験した。その結果を図２に示す。
図２においては，横軸に９００℃の加熱保持時間，縦軸
に加熱前に比べて増加した酸化量をとり，実線Ｅに本例
のＴｉ−Ａｌ系合金部品を示し，破線Ｃに比較例を示し
た。
化合物のままで表面処理を何も施していないＴｉ−Ａｌ
系合金部品も同様に試験した。その結果を図２に示す。
図２においては，横軸に９００℃の加熱保持時間，縦軸
に加熱前に比べて増加した酸化量をとり，実線Ｅに本例
のＴｉ−Ａｌ系合金部品を示し，破線Ｃに比較例を示し
た。
【００３５】図２により知られるごとく，比較例の表面
処理を施していない従来のＴｉ−Ａｌ系合金部品は，約
５０時間まで急激に酸化量が増加し，その後も高い比率
で酸化が進んだ。これに対し，本例のＴｉ−Ａｌ系合金
部品は，約５０時間まで若干量酸化が進んだが，その後
は，ほとんど酸化の進行がみられず，非常に良好な高温
耐酸化性を示すことが分かった。
処理を施していない従来のＴｉ−Ａｌ系合金部品は，約
５０時間まで急激に酸化量が増加し，その後も高い比率
で酸化が進んだ。これに対し，本例のＴｉ−Ａｌ系合金
部品は，約５０時間まで若干量酸化が進んだが，その後
は，ほとんど酸化の進行がみられず，非常に良好な高温
耐酸化性を示すことが分かった。
【図１】実施例１のＴｉ−Ａｌ系合金部品の断面図。
【図２】実施例２における，加熱保持時間と酸化増量の
関係を示す説明図。
関係を示す説明図。
１０．．．Ｔｉ−Ａｌ系合金部品， １１．．．母材， １２．．．Ｔｉリッチ層， １３．．．Ａｌ2 Ｏ3 層， １４．．．ＴｉＯ2 皮膜，
Claims (6)
- 【請求項１】 チタン化合物を含むゾル溶液をゾル−ゲ
ル法によりＴｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材の表
面にコーティングし，次いで，加熱焼成して上記母材の
表面にＴｉＯ2 皮膜を形成し，その後真空雰囲気中にお
いて真空加熱することを特徴とするＴｉ−Ａｌ系合金部
品の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において，上記加熱焼成は温度
１５０〜８００℃で行うことを特徴とするＴｉ−Ａｌ系
合金部品の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において，上記真空加熱
は圧力１０-2〜１０-6Ｔｏｒｒで行うことを特徴とする
Ｔｉ−Ａｌ系合金部品の製造方法， - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，
上記真空加熱は温度８００〜１２００℃で行うことを特
徴とするＴｉ−Ａｌ系合金部品の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において，
上記ゾル溶液形成用のＴｉ化合物は，チタンアルコキシ
ドであることを特徴とするＴｉ−Ａｌ系合金部品。 - 【請求項６】 Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物よりなる母材
と，その表面に形成されたＴｉＯ2 皮膜とよりなると共
に，両者の間にはＡｌ2 Ｏ3 層が形成されており，更に
上記母材は，上記Ａｌ2 Ｏ3 層に面する部分に，母材内
部よりも大きいＴｉ含有量を有するＴｉリッチ層を有し
ていることを特徴とするＴｉ−Ａｌ系合金部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15857795A JPH08325750A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15857795A JPH08325750A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08325750A true JPH08325750A (ja) | 1996-12-10 |
Family
ID=15674735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15857795A Pending JPH08325750A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Ｔｉ−Ａｌ系合金部品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08325750A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998054531A1 (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Alliedsignal Inc. | Titanium based metal heat exchangers and method of manufacture |
| CN112458442A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种提高钛铝合金与氧化物涂层结合强度的制备方法 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP15857795A patent/JPH08325750A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998054531A1 (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Alliedsignal Inc. | Titanium based metal heat exchangers and method of manufacture |
| CN112458442A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种提高钛铝合金与氧化物涂层结合强度的制备方法 |
| CN112458442B (zh) * | 2020-11-19 | 2023-03-24 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种提高钛铝合金与氧化物涂层结合强度的制备方法 |
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