KR20110053954A

KR20110053954A - 표면 피복 서멧 부재 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20110053954A
Application number: KR1020117002277A
Authority: KR
Inventors: 다까시 고바야시; 기요시 우찌다; 기미히사 히라모또
Original assignee: 쇼와 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-05-24
Also published as: CN102137954A; DE112009001999T5; JPWO2010024377A1; JP4574745B2; US20110159279A1; WO2010024377A1

Abstract

티타늄계 소결체의 우수한 성능을 유지하면서, 내산화성을 향상시킬 수 있는 표면 피복 서멧 부재를 제공한다. 본 발명은, 탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 서멧 기재(11)에, 내산화막(12)이 형성된 표면 피복 서멧 부재를 대상으로 한다. 본 발명의 표면 피복 서멧 부재에 있어서는, 내산화막(12)이, 티타늄을 포함하는 복합 산화물에 의해 구성되어 있다.

Description

표면 피복 서멧 부재 및 그의 제조 방법{SURFACE-COVERED CERMET MEMBER AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 티타늄계 소결체에 의해 구성되는 서멧 기재에, 내산화막이 형성된 표면 피복 서멧 부재 및 그 관련 기술에 관한 것이다.

탄질화티타늄(TiCN)을 경질상의 주성분으로 하고, 철속 금속을 결합상의 주성분으로 하는 탄질화티타늄계 소결체(탄질화티타늄기 서멧)는, 경도나 강도가 높고, 또한 알루미늄이나 그 합금과 반응하기 어려운 것, 각종 금속과의 미끄러짐성이 좋아 저마찰 계수가 얻어지는 등의 우수한 특징을 보유하고 있으며, 금속 파이프의 관 확장용 다이스, 관 축소용 다이스, 절삭용 칩 등의 금속 가공품으로서 적절하게 사용되고 있다.

그런데 TiCN계 서멧은, 고온 하에서, 산소가 존재하는 분위기 중에 노출되면, 구성 원소의 티타늄이 산화되어 서멧 표면에 산화티타늄이 생성되어 버린다. 이 산화티타늄은 무르기 때문에, 산화티타늄막이 형성된 서멧제의 공구에 의해, 금속을 가공하면, 산화티타늄막이 탈락하여, 표면이 거칠어져 버려, 가공 성능이 저하된다. 또한, 산화티타늄층은 마모가 빠르기 때문에, 내구성도 저하되어 버린다.

따라서 종래보다 티타늄계 서멧의 내산화성을 향상시키기 위해, 서멧을 구성하는 성분에 다른 원소를 첨가하는 방법이 제안되고 있다.

예를 들어 특허문헌 1에 개시한 서멧은, 티타늄계 소결 재료에 크롬을 함유시킴으로써, 크롬(Cr)과 티타늄(Ti)의 복합 화합물을 주성분으로 하여 구성되어 있고, 내산화성을 향상시키도록 하고 있다.

한편, 내산화성의 향상을 목적으로 하는 것은 아니지만, 티타늄계 소결체에 경질막이 형성된 표면 피복 서멧 부재도 종래부터 다수 제안되고 있다.

예를 들어 특허문헌 2에 개시한 표면 피복 서멧 부재는, 기재로서의 서멧의 표면에, CVD(화학 증착법)나 PVD(물리 증착법) 등에 의해, 티타늄을 포함하는 경질막이 형성되는 것이다.

또한, 특허문헌 3에 개시한 표면 피복 서멧 부재는, 서멧 기재의 표면에 경질막이 형성됨과 함께, 서멧 기재 표면과 경질막의 계면에 경질막의 밀착성을 향상시키기 위해, 확산 원소 함유층이 형성되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-213977호(특허청구범위) 일본 특허 공개 제2005-111623호(특허청구범위) 일본 특허 공개 제2000-355777호(특허청구범위)

그런데 상기 특허문헌 1에 개시한 바와 같이, 티타늄계 소결 재료의 성분에 다른 성분을 함유시켜 형성한 서멧(소결체)은, 티타늄계 소결체와 성분이 상이하여, 변질되어 버리기 때문에, 티타늄계 소결체의 우수한 성능이 손상되어 버린다는 문제가 있었다.

상기 특허문헌 2에 개시한 표면 피복 서멧 부재는, 확산에 의해 단순히 경질막을 형성하는 것이지만, 서멧 기재의 결합상(Co) 상과, 경질상(TiC)에서는 확산량이 상이한데, 예를 들어 경질상 상에서는 확산이 거의 진행되지 않기 때문에, 경질막의 밀착성이 저하되어, 박리에 의해 충분한 내산화성을 확보하는 것이 곤란하다는 문제가 발생한다.

상기 특허문헌 3에 개시한 표면 피복 서멧 부재는, 경질막과 서멧 기재의 계면에 확산 원소 함유층을 더 형성하는 것이기 때문에, 구조가 복잡해져, 제작이 곤란하다는 문제가 발생한다.

본 발명은, 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 티타늄계 소결체의 우수한 성능을 유지하면서, 내산화성을 향상시킬 수 있어, 간단하게 제작할 수 있는 티타늄계의 표면 피복 서멧 부재 및 그 관련 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 요지로 하는 것이다.

[1] 탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 서멧 기재에, 내산화막이 형성된 표면 피복 서멧 부재이며,

상기 내산화막이, 티타늄을 포함하는 복합 산화물에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 서멧 부재.

[2] 상기 티타늄 화합물은, 탄질화티타늄에 의해 구성되는 전항 1에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[3] 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재 표면의 티타늄 화합물과 반응하여, 상기 복합 산화물을 생성하는 금속염을 포함하는 처리액을, 상기 서멧 기재에 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 전항 1 또는 2에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[4] 상기 처리액을 도포하기 전에 미리, 상기 서멧 기재에 대하여 산화 처리를 행하는 전항 3에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[5] 상기 내산화막은, 페로브스카이트형 복합 산화물에 의해 구성되는 전항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[6] 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재에, 알칼리 토금속 화합물을 포함하는 처리액을 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 전항 5에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[7] 상기 내산화막은, 일메나이트형 복합 산화물에 의해 구성되는 전항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[8] 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재에, 철속 2가 이온의 전이 금속 화합물을 포함하는 처리액을 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 전항 7에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[9] 상기 내산화막은, 스피넬형 복합 산화물에 의해 구성되는 전항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[10] 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재에, 마그네슘 화합물 또는 코발트 화합물을 포함하는 처리액을 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 전항 9에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[11] 상기 내산화막의 두께가 0.5㎛ 이하인 전항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[12] 상기 복합 산화물은, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전항 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 표면 피복 서멧 부재.

[13] 압출재를 압출 성형하기 위한 압출 다이스이며,

전항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 표면 피복 서멧 부재에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 압출 다이스.

[14] 예비 가열이 행해진 압출 다이스에 의해, 압출재를 압출 성형하도록 한 압출 성형 방법이며,

상기 압출 다이스로서, 전항 13에 기재된 압출 다이스를 사용함과 함께,

압출 성형을 개시한 후에, 유동하는 압출재에 의해 상기 압출 다이스의 내산화막을 박리시키도록 한 것을 특징으로 하는 압출 성형 방법.

[15] 탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 있어서의 산화를 방지하기 위한 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법이며,

상기 티타늄계 소결체에, 티타늄을 포함하는 복합 산화물에 의해 구성되는 내산화막을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법.

[16] 상기 복합 산화물은, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전항 15에 기재된 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법.

[17] 탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 서멧 기재의 표면에, 상기 서멧 기재 표면의 티타늄 화합물과 반응하여 복합 산화물을 생성하는 금속염을 포함하는 처리액을 도포하는 공정과,

상기 도포 후에 가열함으로써 내산화막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 서멧 부재의 제조 방법.

[18] 탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 서멧 기재에 대하여 산화 처리를 행하는 공정과,

상기 산화 처리가 이루어진 서멧 기재의 표면에, 상기 서멧 기재 표면의 티타늄 화합물과 반응하여 복합 산화물을 생성하는 금속염을 포함하는 처리액을 도포하는 공정과,

발명 [1]의 표면 피복 서멧 부재에 의하면, 탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 티타늄계 서멧 기재의 표면에, 티타늄을 포함하는 복합 산화물에 의해 구성된 것이기 때문에, 티타늄계 소결체의 우수한 성능을 유지하면서, 내산화성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 표면 피복 부재는, 서멧 기재에, 내산화막을 형성하기만 해도 간단하게 제작할 수 있다.

발명 [2]의 표면 피복 서멧 부재에 의하면, 탄질화티타늄계 소결체의 우수한 성능을 얻을 수 있다.

발명 [3]의 표면 피복 서멧 부재에 의하면, 더욱 간단하게 제작할 수 있다.

발명 [4] 내지 [10]의 표면 피복 서멧 부재에 의하면, 더욱 확실하게 내산화성을 향상시킬 수 있다.

발명 [11]의 표면 피복 서멧 부재에 의하면, 내산화막이 박리된 후의 평활성을 확보할 수 있다.

발명 [12]의 표면 피복 서멧 부재에 의하면, 티타늄을 포함하는 복합 산화물이, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖고 있기 때문에, 산소 이온이 이동하기 어려운 안정된 구조를 가져, 내산화성이 우수한 내산화막(부동태막)을 형성할 수 있다.

발명 [13]에 의하면, 상기와 마찬가지의 효과를 발휘하는 압출 다이스를 제공할 수 있다.

발명 [14]의 압출 다이스에 의하면, 한층 더 확실하게 티타늄계 소결체의 우수한 성능을 얻을 수 있다.

발명 [15]의 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법을 사용하면, 상기한 효과를 갖는 표면 피복 서멧 부재를 확실하게 제조할 수 있다.

발명 [16]의 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법에 의하면, 티타늄을 포함하는 복합 산화물이, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖고 있기 때문에, 산소 이온이 이동하기 어려운 안정된 구조를 갖고, 내산화성이 우수한 내산화막(부동태막)을 형성할 수 있다.

발명 [17] 및 [18]의 표면 피복 서멧 부재의 제조 방법에 의하면, 티타늄계 소결체의 우수한 성능을 유지하면서 내산화성을 향상시킨 표면 피복 서멧 부재를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 표면 피복 서멧 부재를 모식화하여 도시하는 단면도이다.
도 2는 실시 형태의 표면 피복 서멧 부재의 제조 프로세스의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 3은 실시 형태의 표면 피복 서멧 부재의 제조 프로세스의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태가 적용된 압출기의 압출 다이스부 주변을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 샘플과 비교 샘플에 있어서의 열중량 변화를 나타내는 그래프이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 티타늄계의 표면 피복 서멧 부재(1)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 상기 도면에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 표면 피복 서멧 부재(1)는, 서멧 기재(11)와, 서멧 기재(11) 상에 형성된 내산화막(12)을 구비하고 있다.

본 실시 형태에 있어서, 서멧 기재(11)는, 탄질화티타늄(TiCN)의 소결체에 의해 구성되어 있다. 이 TiCN계 소결체(TiCN계 서멧)는, 탄질화티타늄을 주성분(경질상에 있어서의 함유율이 50중량％ 이상인 성분)으로 하는 경질상과, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등의 철속 금속을 주성분(결합상에 있어서의 함유율이 50중량％ 이상인 성분)으로 하는 결합상을 구비한 복합 재료에 의해 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 서멧 기재(11)에 있어서의 경질상의 주성분은, 탄질화티타늄에 한정되지 않고, 탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물이면, 경질상의 주성분으로서 채용할 수 있고, 예를 들어 서멧 기재(11)의 경질상의 주성분으로서, TiCN-WC-TaC, TiC-WC-TaC 등의 다원계의 티타늄 화합물도 채용할 수 있다.

내산화막(12)은, 티타늄을 포함하는 복합 산화물에 의해 구성되어 있다. 상기 티타늄을 포함하는 복합 산화물은, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖는 것인 것이 바람직하다. 복합 산화물이, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖고 있는 경우에는, 산소 이온이 이동하기 어려운 안정된 구조를 가져, 내산화성이 우수한 내산화막(부동태막)을 형성할 수 있다.

이 복합 산화물로서는 예를 들어, 페로브스카이트(CaTiO₃)형 복합 산화물, 일메나이트(FeTiO₃)형 복합 산화물, 스피넬(MgAl₂O₄)형 복합 산화물을 적합예로서 들 수 있다.

그 중에서도 페로브스카이트형 복합 산화물 및 일메나이트형 복합 산화물은, 결정 구조에 있어서 대칭성 및 안정성이 매우 높은 것이며, 산소 이온의 이동을 더욱 확실하게 방해할 수 있어, 한층 더 내산화성이 우수한 내산화막을 형성할 수 있다.

페로브스카이트형 복합 산화물로서는, CaTiO₃, SrTiO₃, BaTiO₃ 등의 화학 조성을 갖는 산화물을 들 수 있다.

이 페로브스카이트형 복합 산화물은, 산소 이온이 면심 입방형 최밀 충전된 구조에 있어서, 12배위의 위치에서, Ca² ⁺, Sr² ⁺, Ba² ⁺ 등의 이온 반경이 큰 양이온이 산소 이온과 치환되고, 또한 산소 이온 및 양이온의 간극에, 이온 반경이 작은 Ti⁴ ⁺ 이온이 인입한 구조를 갖고 있다. 바꾸어 말하면, 최밀 상태로 채워진 큰 2가의 양이온 및 산소 이온의 간극에, 작은 Ti⁴ ⁺ 이온이 인입한 구조를 갖고 있다. 이 결정 구조는, 매우 안정되어, 전술한 바와 같이 산소 이온이 이동하기 어려운 구조로 되어 있다.

이 페로브스카이트형 복합 산화물로 이루어지는 내산화막(12)은, Ca, Sr, Ba 등의 알칼리 토금속을, 서멧 기재 표면에 생성되는 산화티타늄(TiO₂) 등의 티타늄산화물과 반응시킴으로써 형성하는 것이다.

일메나이트형 복합 산화물로서는, FeTiO₃, NiTiO₃, CoTiO₃, MnTiO₃, MgTiO₃, ZnTiO₃등의 화학 조성을 갖는 산화물을 들 수 있다.

이 일메나이트형 복합 산화물은, 커런덤과 동일 형상의 결정 구조를 갖고, 산소 이온이 육방 최밀 충전된 구조에 있어서, 산소 이온의 간극의 위치(6배위)에 양이온이 인입한 구조를 갖고 있다. 바꾸어 말하면, 최밀 상태로 채워진 산소 이온의 간극에, 이온 반경이 작은 Fe² ⁺, Ni² ⁺, Co² ⁺, Mn² ⁺, Mg² ⁺, Zn² ⁺ 이온 등과, Ti⁴ ⁺ 이온이 인입한 구조를 갖고 있다. 이 결정 구조도, 매우 안정되어, 전술한 바와 같이 산소 이온이 이동하기 어려운 구조로 되어 있다.

이 일메나이트형 복합 산화물로 이루어지는 내산화막(12)은, Fe, Ni, Co, Mn, Mg, Zn 등의 철속 2가 이온의 전이 금속을, 서멧 기재 표면에 생성되는 산화티타늄과 반응시킴으로써 형성하는 것이다.

스피넬형 복합 산화물로서는, MgTi₂O₄, Mg₂TiO₄, CoTi₂O₄, Co₂TiO₄ 등의 화학 조성을 갖는 산화물을 들 수 있다.

이 스피넬형 복합 산화물은, 산소 이온이 면심 입방형 최밀 충전된 구조를 갖고 있다. Ti를 포함하는 스피넬형 복합 산화물은, Ti 이온의 전하에 차이가 있어, 근소하지만 안정성이 떨어지는 결정이다. 그러나 실제로는 Ti³ ⁺ 이온이 관찰되지 않고, 동일한 원소에 의한 복합 산화물이어도, Ti가 3가인 MgTi₂O₄보다 Ti가 4가인 Mg₂TiO₄의 스피넬형 구조를 갖고, 소위 A사이트에 Mg가, B사이트에 Mg와 Ti⁴ ⁺가 인입한 구조를 갖는 것으로 사료된다.

한편, 본 발명에 있어서, 서멧 기재(11) 상에 형성되는 아나타제형, 루틸형, 브루카이트형 등의 산화티타늄은, 내산화막(12)으로서 채용되지 않는다. 즉 이들의 산화티타늄은, 산소 이온이 최밀 충전되지 않아, 치밀한 구조가 아니라 무르기 때문에, 예를 들어 450℃ 이상의 고온의 유산소 환경 하에서는, 시간의 경과와 함께 산화티타늄층이 두껍게 성장하고, 또한 그 층 내에는 균열이나 구멍이 무수하게 형성되어, 충분한 내산화성을 얻는 것이 곤란하다.

또한, 루틸형의 산화티타늄은, 산화티타늄 중에서는 비교적, 대칭성이 높기는 하지만, 중심이 비틀린 TiO₆의 정팔면체의 결정 구조를 갖고 있어, 안정성이 부족하기 때문에, 간극이 많아, 산소 이온이 이동하기 쉬워, 산화를 방지하는 것이 곤란한 것은 변함이 없다.

본 실시 형태에 있어서, 서멧 기재(11)에 형성되는 내산화막(12)의 두께(T)는 0.5㎛ 이하, 바람직하게는 0.4㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이상으로 조정하는 것이 좋다. 즉, 이 막 두께(T)가 지나치게 두꺼운 경우에는 후술하는 바와 같이 본 실시 형태의 표면 피복 부재(1)에 의해 구성되는 압출 다이스로부터 내산화막(12)이 박리된 면이 거칠어질 우려가 있다. 반대로 막 두께(T)가 지나치게 얇은 경우에는 산화 방지 효과를 충분히 얻는 것이 곤란해질 우려가 있다.

이어서, 서멧 기재(11) 상에 상기 내산화막(12)을 형성하기 위한 프로세스에 대하여 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 우선 서멧 기재(11)를 가열하여 산화 처리를 행한 후, 서멧 기재(11)의 표면에 소정의 금속염을 포함하는 처리액을 도포한다(처리액 도포 처리). 그 후, 건조시키고 나서, 서멧 기재(11)를 가열함으로써, 처리액 중의 금속염을 서멧 기재 표면의 티타늄산화물(산화티타늄)과 반응시켜, 내산화막(12)으로서의 복합 산화물을 생성시키는 것이다.

여기서 본 실시 형태에 있어서, 산화티타늄과 반응하여, 페로브스카이트형 복합 산화물을 생성하는 금속염은, Ca, Sr, Ba 등의 알칼리 토금속이며, 이 알칼리 토금속 화합물이 처리액에 포함되어 있다. 알칼리 토금속의 화합물로서는, 예를 들어 아세트산칼슘(예를 들어 아세트산칼슘·1수화물 등) 등을 들 수 있다.

일메나이트형 복합 산화물을 생성하는 금속염은, Fe, Ni, Co, Mn, Mg, Zn 등의 철속 2가 이온의 전이 금속이며, 이 전이 금속 화합물이 처리액에 포함되어 있다. 이 전이 금속의 화합물로서는 예를 들어 아세트산니켈(예를 들어 아세트산Ni(II)·4수화물 등) 등을 들 수 있다.

또한, 스피넬형 복합 산화물을 생성하는 금속염은, Mg, Co의 염이며, 이들의 금속 화합물이 처리액에 포함되어 있다. 이 금속 화합물로서는 예를 들어 아세트산코발트(예를 들어 아세트산 Co(II)·4수화물 등) 등을 들 수 있다.

한편, 금속염을 포함하는 처리액은, 첨가되는 다양한 첨가물에 따라, 수계, 비수계의 용매가 사용된다.

또한, 막 형성용의 처리액은, 서멧 기재(11)의 표면과의 「습윤성」의 문제가 있다. 이 「습윤성」이 나쁜 경우에는 처리액을 서멧 기재 표면에 도포할 때에 서멧 기재 표면에서 튕겨져 버려, 도포량 부족에 의해, 원하는 내산화막(12)을 형성하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 따라서 「습윤성」이 나쁜 경우에는 그 문제를 해결할 필요가 있다. 이 해결 방법으로서는, 서멧 기재(11)의 표면을 과산화수소수에 의해 산화시키거나, 대기 중에서 가열하여 산화시킴으로써, 기재 표면에 극박의 산화물층을 형성하는 등의 방법을 적절하게 채용할 수 있다. 또한 처리액에, 적당한 계면 활성제 등의 첨가제를 첨가함으로써 「습윤성」을 개선할 수 있다.

또한, 처리액을 서멧 기재(11)에 도포할 때, 처리액의 점성에 따라서는, 처리액의 「흘림」의 문제가 있다. 이 「흘림」이 발생하면, 처리액 부족에 의해, 원하는 내산화막(12)을 형성하기가 곤란해져 버린다. 특히 3차원 형상의 것에는 반드시, 수직으로 올라간 부분이 존재하기 때문에, 그 수직으로 올라간 부분에 있어서 「흘림」이 발생하기 쉽게 되어 있다. 따라서 수계 용매를 사용한 처리액 등의 경우에는 「흘림」의 문제를 해소하기 위해, 처리액에 수용성의 호제(증점제)를 첨가해 두어, 적당한 점성을 부여하고, 이에 의해 「흘림」의 발생을 확실하게 방지한 상태에서, 건조 처리, 가열 처리 등의 이후의 공정을 행하는 것이 좋다.

또한 호제의 종류나 농도에 따라서는 수분 건조 후의 도막이, 수축 등에 의해 박리하는 경우가 있다. 이 수축 박리의 문제는, 비교적 고비점을 갖는 수용성의 다가 알코올을 가소제로서 첨가함으로써 해결하는 것이 가능하다. 이 첨가에 의해, 막은 수분 건조 후에도 유연성을 유지할 수 있다.

또한 처리액 중의 금속염의 용해도가 작은 경우에는, 금속염의 침전이 일어나 버리는 경우가 있다. 이 용해도의 문제는, 처리액 중에 포름산, 아세트산, 시트르산 등의 유기산을 첨가함으로써 해결하는 것이 가능하다.

또한 복합 산화물의 생성 온도를 낮게 억제하려는 경우(예를 들어 500℃ 이하로 하려는 경우)에는, 저온에서의 복합 산화물 생성을 행하게 하기 위한 나트륨염(예를 들어 탄산수소나트륨 등)을 반응 보조제로서 첨가하면 된다.

이렇게 수계의 처리액은, 금속염이나 용매 외에, 호제, 계면 활성제, 가소제, 유기산, 반응 보조제 등을 포함하고, 슬러리, 페이스트 등의 점성을 갖는 것에 의해 구성되어 있다.

또한 처리액을 서멧 기재(11)의 표면에 도포하는 방법으로서는, 처리액을 브러시 등으로 도포하거나, 스프레이 등으로 분사하거나, 서멧 기재(11)를 처리액 중에 침지하는 방법 등을 채용할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 서멧 기재(11)에 처리액을 도포하여 건조한 후, 가열에 의해 내산화막(12)을 생성시키는 것이지만, 이 막 형성 시의 가열 조건은, 나트륨염을 비첨가하는 경우, 공기 중에 있어서 380 내지 700℃에서 1 내지 60분, 바람직하게는 570 내지 620℃에서 2 내지 20분으로 설정하는 것이 좋다. 즉 가열 온도가 지나치게 높으면, 내산화막(12)의 생성보다 산화의 진행이 앞서 버릴 우려가 있으며, 가열 온도가 너무 낮거나, 가열 시간이 지나치게 짧은 경우에는 내산화막(12)의 형성이 불충분해지거나, 막 두께가 지나치게 얇아 내산화 효과를 충분히 얻는 것이 곤란해질 우려가 있다.

또한 상기한 예에서는, 서멧 기재(11)에 처리액을 도포하기 전에, 가열에 의한 산화 처리를 행하도록 하고 있다. 이렇게 처리액의 도포 전에 가열하여 티타늄의 산화를 촉진해 두는 것이 바람직하지만, 이 가열 산화 처리는 반드시 필요하지 않아, 생략하는 것도 가능하다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 가열 산화 처리를 행하지 않고 바로 서멧 기재(11)에 처리액을 도포하고(처리액 도포 처리), 그 후, 건조하여, 가열에 의한 내산화막 형성 처리를 행하도록 해도 좋다. 이렇게 사전에 산화 처리를 행하지 않아도, 서멧 기재(11)의 표면에는, 내산화막 형성 시에 어느 정도 산화티타늄막이 생성되기 때문에, 이 산화티타늄과 처리액이 반응함으로써, 원하는 내산화막(12)이 형성되는 것이다.

당연한 것이지만, 페로브스카이트형 복합 화합물, 일메나이트형 복합 산화물 및 스피넬형 복합 산화물의 어느 내산화막(12)을 형성하는 경우든, 처리액 도포 전의 산화 처리는 생략할 수 있다.

이렇게 하여 탄질화티타늄계의 서멧 기재(11)의 표면에, 내산화막(12)이 형성되고, 본 실시 형태의 TiCN계의 표면 피복 서멧 부재(1)가 제작되는 것이다. 이 표면 피복 서멧 부재(1)에 있어서, 서멧 기재(11)의 구성 성분은, TiCN계 소결체의 구성 성분과 동등하게, 기재(11)의 성질이 변화하는 일은 없기 때문에, TiCN계 소결체가 보유하는 우수한 성능을 확실하게 얻을 수 있다.

또한 본 실시 형태의 표면 피복 서멧 부재(1)는, 서멧 기재(11)에 처리액을 도포하여, 가열하기만 하여도 간단하게 제조할 수 있다.

특히 본 실시 형태에 있어서는, 서멧 기재(11)에 생성시키는 산화티타늄막에 처리액의 금속염을 반응시켜, 내산화막(12)을 형성하는 것이기 때문에, 서멧 기재 중에 포함되는 원소의 종류 등에 영향받지 않고, 확실하게 내산화막(12)을 형성할 수 있어, 내산화막(12)을 한층 더 간단하게 형성할 수 있고, 나아가서는 표면 피복 서멧 부재(1)를 한층 더 간단하게 제작할 수 있다.

또한 이후의 실시예로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태의 표면 피복 서멧 부재(1)는, 내산화성, 특히 고온 환경 하에서의 내산화성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시 형태의 표면 피복 서멧 부재(1)는, 압출 다이스로서 적절하게 사용할 수 있다. 압출 다이스로 채용하는 경우, 압출 다이스의 틀 전체를 표면 피복 서멧 부재(1)로 구성하는 것보다, 압출 다이스의 일부(주요부)만을 구성하는 것이 실용적이다.

예를 들어 도 4에 도시하는 압출기의 압출 다이스(3)는, 베어링부 등의 다이스 본체(31)와, 그 다이스 본체(31)를 지지하는 다이스 홀더(32)를 구비하고 있지만, 그 압출 다이스(3)의 다이스 본체(31)를, 상기한 표면 피복 서멧 부재(1)에 의해 구성함과 함께, 다이스 홀더(32)를 강재 등으로 구성하고 있다. 이 구성의 압출 다이스(3)를 제작하는 경우에는 예를 들어 열간 상태의 다이스 홀더(32)에, 다이스 본체(31)로서의 서멧 기재(11)를 가열 끼움한 후, 그 서멧 기재(11)에 상기한 바와 같이 내산화막(12)을 형성하고, 다이스 본체(31)를 표면 피복 서멧 부재(1)에 의해 구성하도록 하고 있다.

여기서, 내산화막(12)을 생성할 때의 온도를, 강재의 템퍼링 온도를 초과한 온도에서 행하면, 다이스 홀더(32)의 경도가 저하되어 버리기 때문에, 막 형성 온도는, 상기 강재의 템퍼링 온도 이하의 온도에서 행할 필요가 있다. SKD61 열간 다이스 강재의 경우에는, 520℃ 이하에서의 복합 산화물 생성이 바람직하며, 이 조건에 적합시키기 위해서는 예를 들어, 막 형성 시에 온도를 500℃ 전후, 가열 시간을 30분 정도로 조정하면 되며, 그것에 의해 막 두께 0.2㎛ 정도의 내산화막(12)을 형성할 수 있다. 이 막 형성 시의 가열 온도는, 일반 산화막 형성 온도에 비하여 저온이며, 서멧 기재(11)에 대한 내산화막(12)의 밀착성이 그다지 높게 되어 있지 않다. 그런데, 후술하는 바와 같이 본 실시 형태에서는, 압출 성형 개시 후에 내산화막(12)을 서멧 기재(11)로부터 신속하게 제거(박리)시키는 것을 요구하는 것이며, 내산화막(12)의 밀착성이 그다지 높지 않아도, 전혀 문제가 발생하지 않아, 오히려 소요 시에 내산화막(12)을 신속하게 제거한다는 요건에 적합한 것이다.

다음에 상기 구성의 압출 다이스(3)를 사용하여 압출 성형을 행하는 경우에 대하여 설명한다. 우선 실제로 압출 성형을 행하기 전에는, 압출 다이스(3)는, 예비 가열로에서 예비 가열되는 것이 일반적이다. 이 예비 가열 시에 있어서, 압출 다이스(3)는, 고온 하에서 산소 분위기 중에 노출되지만, 압출 다이스(3)에 있어서의 다이스 본체(31)가, 표면 피복 서멧 부재(1)에 의해 구성되어 있기 때문에, 내산화막(12)에 의해 서멧 기재(11)의 산화를 방지할 수 있어, 산화티타늄의 생성을 방지할 수 있다. 따라서, 산화티타늄의 생성에 의한 표면의 취화를 방지할 수 있고, 이후에 행해지는 압출 성형 시의 탈락 등을 유효하게 방지할 수 있어, 내마모성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

예비 가열이 종료하면, 그 압출 다이스(3)를 압출기의 컨테이너(2)에 세트하고, 압출 성형을 개시한다. 이 압출 성형 시에는 컨테이너(2) 내의 압출재(금속 재료 F)가 가압 상태에서 압출 다이스(3)측을 향하여 유동하여, 압출재(F)가 압출 다이스(3)의 베어링 구멍(33)을 통과함으로써 성형된다. 한편, 이렇게 하여 압출 성형이 개시되면, 가압 상태에서 유동하는 압출재(F)에 의해, 다이스 본체(31)를 구성하는 표면 피복 서멧 부재(1)의 내산화막(12)이 깎여, 내산화막(12)이 신속하게 제거(박리)된다. 이에 의해 다이스 본체(31)가, 막이 없는 노출 상태의 서멧 기재(11)에 의해 구성되게 되며, 다이스 본체(31)가, TiCN계 소결체(서멧 기재) 자체가 보유하는 우수한 성능(알루미늄이나 그 합금과 반응하기 어려운 등의 우수한 성능)을 유감없이 발휘하게 된다. 이 때문에 예를 들어, 다이스 본체(31)의 치수 안정성, 강도, 경도를 충분히 확보할 수 있어, 압출 가공을 안정 상태에서 고정밀도로 원활하게 행할 수 있어, 표면 상태나 치수 정밀도에 있어서 높은 품질을 갖춘 압출 제품을 얻을 수 있음과 함께, 조기의 열화, 파손, 탈락을 방지할 수 있어, 내열화성, 내마모성 및 내구성 등을 확실하게 향상시킬 수 있다. 또한, TiCN 소결체를 다이스로서 사용함으로써, 다이스의 경량화도 실현할 수 있다.

여기서 본 실시 형태에 있어서는, 압출 개시부터 압출재를 10m 압출한 시점에서, 다이스 본체(표면 피복 서멧 부재 1)에 있어서의 내산화막(12)이, 압출 개시 전에 비하여, 90% 이상 박리되도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉 압출 후에 있어서의 내산화막의 박리량이 지나치게 적은 경우에는, TiCN계 소결체가 보유하는 우수한 성능을 충분히 발휘하는 것이 곤란해질 우려가 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 본 발명에 관련한 표면 피복 서멧 부재를, 압출 다이스에 적용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 그것에만 한정되지 않고, 본 발명의 표면 피복 서멧 부재는, 다른 부재 예를 들어, 관 확장용 다이스나 관 축소용 다이스 등의 인발 다이스, 단조 가공용 금형이나 다이캐스트용 금형 등의 소성 가공용의 금형 외에, 절삭용 칩이나 바이트 등의 절삭 기계 공구 등에도 적용할 수 있다.

실시예

<실시예 1>

상기 실시 형태와 마찬가지로, 탄질화티타늄계의 소결체에 의해 구성되는 서멧 기재를 준비함과 함께, 내산화막 형성용의 처리액으로서, 아세트산 Ni(II)·4수화물 9.3질량부, 폴리비닐피롤리돈(호제) 4.7질량부, 알킬글루코시드(계면 활성제) 1.9질량부, 글리세린(다가 알코올) 5.6질량부, 시트르산 4.9질량부, 탄산수소나트륨(나트륨염) 6.5질량부, 물 67.1질량부를 혼합한 혼합물을 준비했다.

상기 서멧 기재의 표면에, 처리액을 도포한 후, 건조하고, 대기 중(공기 중)에 있어서, 500℃의 온도까지 열풍 순환식 고온로에 의해 승온하고, 또한 500℃에서 30분간 유지하고, 서멧 기재 상에, 일메나이트형 복합 산화물(NiTiO₃층)에 의해 구성되는 내산화막을 형성하여, 표면 피복 서멧 부재를 얻었다. 이 경우, 표면에 생성한 내산화막은, 청색 계통의 간섭색을 나타내고 있었다.

이렇게 하여 얻어진 표면 피복 서멧 부재를, TGA(열중량 분석, 열중량 측정)에 기초하여, 이하의 조건에서 열중량 변화에 관한 시험을 행했다.

이때, 시험 장치로서는 시마즈 세이사꾸쇼제의 DTG60H를 사용했다. 또한 이 실시예 1에 있어서의 표면 피복 서멧 부재의 시험용 샘플로서는, 3mm×4mm×0.15mm의 크기의 것을 사용하고, 이 샘플을, 알루미나제의 셀에 수용하여, 상기한 시험 장치에 세트하고, 대기 중(공기 중)의 분위기에서, 승온 속도를 1℃/분으로 설정하여, 열중량 변화를 측정했다. 그 측정 결과를 도 5에 나타낸다.

<비교예 1>

내산화막이 형성되어 있지 않은 상기 실시예 1과 마찬가지의 탄질화티타늄계 소결체로 이루어지는 서멧 기재를, 비교예의 샘플로 하여, 상기와 마찬가지의 시험을 행했다. 그 시험 결과를 도 5에 함께 나타낸다.

<내산화성의 평가>

도 5로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 내산화막이 있는 실시예 1의 것은, 가열 온도가 상승하여 감에도 불구하고, 중량 변화(중량 증가)가 거의 확인되지 않아, 산화가 거의 진행되지 않은 것을 알았다.

이에 대해, 내산화막이 없는 비교예의 것은, 가열 온도가 상승해 감에 따라, 중량도 증가해 가, 산화가 진행되고 있는 것을 알았다. 특히 비교예의 것은, 압출 다이스의 온도 환경 범위 내에 있어서, 급격하게 중량이 상승하고, 이 온도 영역에 있어서, 급격하게 산화가 진행되는 것을 알았다.

이상과 같이, 실시예 1의 것에서는, 고온 하에서 산소 분위기 중에 노출되었다고 해도, 서멧 기재 부분의 산화를 확실하게 방지할 수 있기 때문에, 산화에 의한 문제, 예를 들어 표면 취화에 의한 파손이나 탈락 등을 유효하게 방지할 수 있다고 사료된다.

<실시예 2>

상기 실시 형태와 마찬가지로, 탄질화티타늄계의 소결체에 의해 구성되는 서멧 기재를 준비했다.

또한, 아세트산 칼슘·1수화물 9.8질량부, 폴리비닐피롤리돈(호제) 3.9질량부, 알킬글루코시드(계면 활성제) 1.4질량부, 글리세린(다가 알코올) 4.4질량부, 아세트산 24.4질량부, 아세트산나트륨(나트륨염) 4.9질량부, 물 51.2질량부를 혼합한 혼합물을 처리액으로서 준비해 두고, 이 처리액을, 상기 서멧 기재의 표면에 도포하고, 공기 중에 있어서 500℃의 온도까지 열풍 순환식 고온로(전기로)에 의해 승온하고, 또한 500℃에서 30분간 유지하고, 서멧 기재 상에, 페로브스카이트형 복합 산화물(CaTiO₃층)에 의해 구성되는 내산화막을 형성하여, 실시예 2의 표면 피복 서멧 부재를 얻었다. 이 경우, 내산화막은, 약간 광택이 있는 은회색을 나타내고 있었다.

이 실시예 2의 표면 피복 서멧 부재로 이루어지는 시험용 샘플에 대하여, 상기와 마찬가지의 시험을 행한 바, 마찬가지의 평가를 얻을 수 있었다. 즉, 실시예 2에 있어서도, 600℃의 온도 범위까지 급격한 중량 증가가 없어, 내산화성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 3>

아세트산 Co(II)·4수화물 14.7질량부, 폴리비닐피롤리돈(호제) 6.2질량부, 알킬글루코시드(계면 활성제) 1.8질량부, 글리세린(다가 알코올) 2.1질량부, 물 75.2질량부를 혼합한 혼합물을 처리액으로서 준비하고, 그 처리액을, 상기 실시예 1과 마찬가지의 탄질화티타늄계 소결체로 이루어지는 서멧 기재의 표면에 도포하고, 공기 중에 있어서 600℃의 온도까지 열풍 순환식 고온로(전기로)에 의해 승온하고, 또한 600℃에서 30분간 유지하고, 서멧 기재 상에 스피넬형 복합 산화물(Co₂TiO₄층)을 형성하여, 실시예 3의 표면 피복 서멧 부재를 얻었다. 이 경우, 약간 선명하지 않지만, 청색을 주체로 한 광택이 있는 내산화막이 관찰되었다.

이 실시예 3의 표면 피복 서멧 부재에 의해 구성되는 시험용 샘플에 대하여, 상기와 마찬가지의 시험을 행한 바, 마찬가지의 평가를 얻을 수 있었다. 즉, 실시예 3에 있어서도, 600℃의 온도 범위까지 급격한 중량 증가가 없어, 내산화성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

이어서, 상기와 같이 하여 얻어진 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 표면 피복 서멧 부재의 실사용에 있어서의 내산화성을 평가하기 위해, 전술한 도 4에 도시하는 압출 다이스(3)의 다이스 본체(31)를 상기 각 표면 피복 서멧 부재(1)에 의해 구성하고, 이 압출 다이스(3)를 사용하여 알루미늄 합금제 환봉의 압출 성형을 행했다.

상기 압출 다이스(3)의 제작은, 다음과 같이 하였다. 즉, 열간 상태의 강재로 이루어지는 다이스 홀더(32)에, 다이스 본체(31)로서의 서멧 기재(11)를 가열 끼움한 후, 상기 서멧 기재(11)에 상기 내산화막을 형성함으로써, 다이스 본체(31)를 표면 피복 서멧 부재(1)에 의해 구성하여, 압출 다이스(3)의 제작을 행했다. 내산화막 형성 시의 가열 온도를 500℃, 가열 시간을 30분으로 설정하고, 이에 의해 막 두께 0.2㎛의 내산화막(12)을 형성했다.

이어서, 상기 압출 다이스(3)를 사용하여 압출 성형을 행할 때에, 압출 다이스(3)를 예비 가열로에 있어서 450℃에서 300분간 예비 가열했다. 그런 후, 압출 다이스(3)를 압출기의 컨테이너(2)에 세트하고, 빌렛 온도 450℃에서 알루미늄 합금제 환봉의 압출 성형을 행했다. 압출 길이가 50000m에 도달했을 때의 다이스 본체(31)로서의 표면 피복 서멧 부재(1)의 마모량을 평가했다. 마모량의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 표면 피복 서멧 부재를 사용한 압출 다이스에 의해 압출 성형한 것에서는, 표면 피복 서멧 부재의 마모량이 적어, 다이스로서 충분한 내구성을 얻을 수 있었다.

이에 대해, 내산화막(표면 피복)이 형성되어 있지 않은 비교예 1의 표면 피복 서멧 부재를 사용한 압출 다이스에 의해 압출 성형한 것에서는, 50000m의 압출 평가를 행할 수 없었던 것, 즉 압출 길이가 10000m에 도달했을 때에 표면 피복 서멧 부재의 마모량이 30㎛에 도달하며, 10000m 압출 후의 다이스의 표면에 있어서 산화에 의한 탈락이 확인되었다. 이 비교예 1은, 비교예 2의 종래의 WC-Co 초경재를 사용한 계와 비교하여 마모가 극단적으로 빠른 것이었다.

본원은, 2008년 8월 29일자로 출원된 일본 특허 출원 제2008-221369호의 우선권 주장을 수반하는 것이며, 그 개시 내용은, 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.

여기에 사용된 용어 및 표현은, 설명을 위하여 사용된 것이며 한정적으로 해석하기 위하여 사용된 것이 아니고, 여기에 나타내고 또한 설명된 특징 사항의 어떤 균등물도 배제하는 것이 아니고, 본 발명의 청구범위 내에 있어서의 각종 변형까지 허용하는 것이라고 인식되어야 한다.

<산업상 이용가능성>

본 발명의 표면 피복 서멧 부재는, 절삭 공구나 압출 다이스 등의 금속 가공 제품에 적용 가능하다.

1 : 표면 피복 서멧 부재
11 : 서멧 기재
12 : 내산화막
3 : 압출 다이스
F : 압출재
T : 막 두께

Claims

탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 서멧 기재에, 내산화막이 형성된 표면 피복 서멧 부재이며,
상기 내산화막이, 티타늄을 포함하는 복합 산화물에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 서멧 부재.
제1항에 있어서, 상기 티타늄 화합물은, 탄질화티타늄에 의해 구성되는 표면 피복 서멧 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재 표면의 티타늄 화합물과 반응하여, 상기 복합 산화물을 생성하는 금속염을 포함하는 처리액을, 상기 서멧 기재에 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 표면 피복 서멧 부재.
제3항에 있어서, 상기 처리액을 도포하기 전에 미리, 상기 서멧 기재에 대하여 산화 처리를 행하는 표면 피복 서멧 부재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내산화막은, 페로브스카이트형 복합 산화물에 의해 구성되는 표면 피복 서멧 부재.
제5항에 있어서, 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재에, 알칼리 토금속 화합물을 포함하는 처리액을 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 표면 피복 서멧 부재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내산화막은, 일메나이트형 복합 산화물에 의해 구성되는 표면 피복 서멧 부재.
제7항에 있어서, 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재에, 철속 2가 이온의 전이 금속 화합물을 포함하는 처리액을 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 표면 피복 서멧 부재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내산화막은, 스피넬형 복합 산화물에 의해 구성되는 표면 피복 서멧 부재.
제9항에 있어서, 상기 내산화막은, 상기 서멧 기재에, 마그네슘 화합물 또는 코발트 화합물을 포함하는 처리액을 도포한 후, 가열함으로써 형성되는 표면 피복 서멧 부재.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내산화막의 두께가 0.5㎛ 이하인 표면 피복 서멧 부재.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 산화물은, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표면 피복 서멧 부재.
압출재를 압출 성형하기 위한 압출 다이스이며,
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 표면 피복 서멧 부재에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 압출 다이스.
예비 가열이 행해진 압출 다이스에 의해, 압출재를 압출 성형하도록 한 압출 성형 방법이며,
상기 압출 다이스로서, 제13항에 기재된 압출 다이스를 사용함과 함께,
압출 성형을 개시한 후에, 유동하는 압출재에 의해 상기 압출 다이스의 내산화막을 박리시키도록 한 것을 특징으로 하는 압출 성형 방법.
탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 있어서의 산화를 방지하기 위한 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법이며,
상기 티타늄계 소결체에, 티타늄을 포함하는 복합 산화물에 의해 구성되는 내산화막을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법.
제15항에 있어서, 상기 복합 산화물은, 산소 이온이 최밀 충전된 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 티타늄계 소결체의 산화 방지 방법.
탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 서멧 기재의 표면에, 상기 서멧 기재 표면의 티타늄 화합물과 반응하여 복합 산화물을 생성하는 금속염을 포함하는 처리액을 도포하는 공정과,
상기 도포 후에 가열함으로써 내산화막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 서멧 부재의 제조 방법.
탄화티타늄, 질화티타늄 및 탄질화티타늄 중 적어도 1종 이상의 티타늄 화합물을 경질상의 주성분으로 하는 소결체에 의해 구성된 서멧 기재에 대하여 산화 처리를 행하는 공정과,
상기 산화 처리가 이루어진 서멧 기재의 표면에, 상기 서멧 기재 표면의 티타늄 화합물과 반응하여 복합 산화물을 생성하는 금속염을 포함하는 처리액을 도포하는 공정과,
상기 도포 후에 가열함으로써 내산화막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 서멧 부재의 제조 방법.