JPH0967639A

JPH0967639A - 靭性のすぐれた耐食性サーメット材

Info

Publication number: JPH0967639A
Application number: JP24357195A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kawase; 広樹河瀬; Naoshi Yamashita; 直志山下; Teruyoshi Tanase; 照義棚瀬
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】靭性のすぐれたサーメット材を提供する。【解決手段】硬質相が３５〜９０容量％を占め、残り
が結合相からなるサーメット材において、前記硬質相
が、Ｗ：１５〜３５重量％およびＭｏ：１〜１０重量％
を含有するＴｉとＷとＭｏの３元複合硼化物からなり、
かつ前記結合相が、Ｗ：５〜３５重量％、Ｍｏ：５〜３
０重量％を含有し、さらに必要に応じてＮｉおよび／ま
たはＰｄ：０．１〜５重量％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
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、すぐれた靭性を
有し、かつ耐食性および耐摩耗性にもすぐれたサーメッ
ト材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特願平５−１３６２５６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、ＴｉＣで示す）または炭窒化チタン（以下、ＴｉＣ
Ｎで示す）を１０〜３５重量％含有し、残りがＴｉ−Ｍ
ｏ合金の結合相からなるサーメット材が知られており、
また、このサーメット材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、上記の従来サーメッ
ト材は、相対的にすぐれた耐食性および耐摩耗性を有す
るが、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。

【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、耐食性および耐摩耗性は勿論の
こと、より一段と靭性にすぐれたサーメット材を開発す
べく研究を行なった結果、３５〜９０容量％の硬質相と
残りの結合相からなるサーメット材において、前記硬質
相を、Ｗ：１５〜３５重量％およびＭｏ：１〜１０重量
％を含有するＴｉとＷとＭｏの３元複合硼化物［以下、
（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｂで示す］で構成すると、前記（Ｔ
ｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｂは、斜方晶形の結晶構造を有し、きわ
めて硬質で耐食性にもすぐれ、かつ発生クラックの結晶
粒内伝幡を抑制する作用をもつほか、下記の結合相との
密着性にもすぐれていることから、サーメット材はきわ
めてすぐれた靭性を示すようになり、また上記結合相
を、重量％で、Ｗ：５〜３５％、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
構成すると、前基Ｔｉ−Ｗ−Ｍｏ系合金は靭性および耐
食性にすぐれ、かつ高強度を有することから、この結果
のサーメット材は、上記硬質相と結合相のもつ特性と相
まって、すぐれた靭性、さらに耐食性と耐摩耗性を具備
するようにな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、硬質相が３５〜９０容量％を占
め、残りが結合相からなるサーメット材において、上記
硬質相を、Ｗ：３５〜３０重量％およびＭｏ：１〜１０
重量％を含有する（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｂで構成し、かつ
上記結合相を、重量％で、Ｗ：５〜３５％、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−Ｍ
ｏ系合金で構成してなる、すぐれた靭性、さらに耐食性
と耐摩耗性を有するサーメット材に特徴を有するもので
ある。

【０００６】つぎに、この発明のサーメット材におい
て、組成を上記の通りに限定した理由を説明する。（１）硬質相の割合その割合が３５容量％未満では、斜方晶形の結晶構造を
有する（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｂによってもたらされる所望
のすぐれた靭性および耐摩耗性を確保することができ
ず、一方その割合が９０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
原因で所望の強度を確保することができず、さらに靭性
も低下するようになることから、その割合を３５〜９０
容量％、望ましくは６０〜８０容量％と定めた。

【０００７】（２）（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）ＢにおけるＷ
とＭｏの含有量ＷおよびＭｏには、共存した状態で結合相との密着性を
向上させるほか、発生クラックの結晶粒内伝幡を阻止す
る作用があるが、その含有量がＷおよびＭｏのいずれか
でも、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｂに占める重量％で、Ｗ：１
５％未満およびＭｏ：１％未満になると前記作用に所望
の効果が得られず、一方その含有量が、ＷおよびＭｏの
いずれかでも、同じく重量％でＷ：３５％およびＭｏ：
１０％を越えると、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｂの硬さが急激
に低下し、サーメット材の耐摩耗性が著しく損なわれる
ようになることから、その含有量をそれぞれＷ：１５〜
３５％、望ましくは２２〜２７％、Ｍｏ：１〜１０％、
望ましくは２〜７％と定めた。

【０００８】（３）Ｔｉ−Ｗ−Ｍｏ系合金の組成（ａ）ＷＷ成分には、主としてＴｉ中に固溶して、これの靭性を
向上させる作用があるが、その含有量が上記Ｔｉ−Ｗ−
Ｍｏ系合金に占める重量％で（以下同じ）、５％未満で
は所望の靭性向上効果が得られず、一方その含有量が３
５％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、その含有量を５〜３５％、望ましくは１０〜２
５％と定めた。

【０００９】（ｂ）ＭｏＭｏ成分には、同じく主としてＴｉ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があるが、その含有量が５％未満
では所望の耐食性向上効果が得られず、一方その含有量
が３０％を越えると靭性が低下するようになることか
ら、その含有量を５〜３０％、望ましくは１０〜２０％
と定めた。

【００１０】（ｃ）ＮｉおよびＰｄこれらの成分には、同じくＴｉ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、その含有量が０．１％未満では所望の耐食性向
上効果が得られず、一方その含有量が５％を越えると硬
さが急激に低下するようになることから、その含有量を
０．１〜５％、望ましくは０．１〜２％と定めた。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明のサーメット材
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、Ｔ
ｉＣ_0.95粉末、およびＴｉＣ_0.5Ｎ_0.5粉末、さらに平
均粒径：１．６μｍのＷ粉末、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
レス成形し、この圧粉体を、１×１０^-3torrの真空中、
１４００〜１６００℃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２，３に示される組
成をもった本発明サーメット材１〜１０および従来サー
メット材１，２をそれぞれ製造した。なお、表２，３に
おけるサーメット材の硬質相および結合相の組成はＥＰ
ＭＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いての分析結
果を示し、また硬質相の割合は研磨面での面積割合を測
定した結果を示す。ついで、この結果得られたサーメッ
ト材について、耐摩耗性と靭性を評価する目的で、ロッ
クウエル硬さ（Ａスケール）と破壊靭性を測定し、さら
に耐食性を評価する目的で、１０％ＨＣｌ水溶液中に３
０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表４に示した。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】

【表３】

【００１５】

【表４】

【００１６】

【発明の効果】表２〜４に示される結果から、硬質相が
斜方晶形の（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｂで構成され、かつ結合
相がＴｉ−Ｗ−Ｍｏ系合金で構成された本発明サーメッ
ト材１〜１０は、いずれも従来サーメット材１，２と同
等のすぐれた耐食性および硬さを保持した状態で、これ
より一段とすぐれた靭性をもつことが明らかである。上
述のように、この発明のサーメット材は、すぐれた耐食
性および耐摩耗性（硬さ）に加えて、一段とすぐれた靭
性を有するので、これらの特性が要求される各種機械装
置の構造部材の製造に適用した場合、これの薄肉化を可
能とすると共に、長期に亘ってすぐれた性能を発揮する
のである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者棚瀬照義茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地三菱マテリアル株式会社筑波製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬質相が３５〜９０容量％を占め、残り
が結合相からなるサーメット材において、前記硬質相
を、Ｗ：１５〜３５重量％およびＭｏ：１〜１０重量％
を含有するＴｉとＷとＭｏの３元複合硼化物で構成し、
かつ前記結合相を、重量％で、Ｗ：５〜３５％、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系合金で構成したことを
特徴とする靭性のすぐれた耐食性サーメット材。
【請求項２】硬質相が３５〜９０容量％を占め、残り
が結合相からなるサーメット材において、前記硬質相
を、Ｗ：１５〜３５重量％およびＭｏ：１〜１０重量％
を含有するＴｉとＷとＭｏの３元複合硼化物で構成し、
かつ前記結合相を、重量％で、Ｗ：５〜３５％、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
で構成したことを特徴とする靭性のすぐれた耐食性サー
メット材。