JPH04136147A - チタン及びチタン合金製耐摩耗部材の製造方法 - Google Patents
チタン及びチタン合金製耐摩耗部材の製造方法Info
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- JPH04136147A JPH04136147A JP26020490A JP26020490A JPH04136147A JP H04136147 A JPH04136147 A JP H04136147A JP 26020490 A JP26020490 A JP 26020490A JP 26020490 A JP26020490 A JP 26020490A JP H04136147 A JPH04136147 A JP H04136147A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、軽量かつ耐摩耗性が要求されるチタンまたは
チタン合金製耐摩耗部材の製造方法に関する。
チタン合金製耐摩耗部材の製造方法に関する。
（従来の技術）
特開昭６１−２３５７４号公報にチタンと金属炭化物か
らなる硬化肉盛方法が提案されている。また特開昭６２
−２７０２７７号公報には各種硬化元素を含有させる硬
化肉盛方法が提案されている。
らなる硬化肉盛方法が提案されている。また特開昭６２
−２７０２７７号公報には各種硬化元素を含有させる硬
化肉盛方法が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
特開昭６１−２３５７４号公報に提案されている方法で
は、チタン基合金中にＴｉｃが分散した肉盛部が形成さ
れ、耐摩耗性が向上するものの、相手材が鉄系等の金属
材料の場合、ＴｉＣ粒子により相手材を摩耗しやすいと
いう欠点がある。また特開昭６２−２７０２７７号公報
に提案されている各種硬化元素を含有させる硬化肉盛方
法では、硬化はするものの、耐摩耗性が不十分である場
合及び耐摩耗性があるものの、著しく脆化する場合があ
ることが判明した。
は、チタン基合金中にＴｉｃが分散した肉盛部が形成さ
れ、耐摩耗性が向上するものの、相手材が鉄系等の金属
材料の場合、ＴｉＣ粒子により相手材を摩耗しやすいと
いう欠点がある。また特開昭６２−２７０２７７号公報
に提案されている各種硬化元素を含有させる硬化肉盛方
法では、硬化はするものの、耐摩耗性が不十分である場
合及び耐摩耗性があるものの、著しく脆化する場合があ
ることが判明した。
従って、本発明の目的は、相手材の摩耗が少なく、著し
い脆化のないチタン及びチタン合金製耐摩耗部材の製造
方法を提供することにある。
い脆化のないチタン及びチタン合金製耐摩耗部材の製造
方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の要旨とするところは下記のとおりである。
（１） チタン及びチタン合金の表面に、銅を１０重
量％以上３５重量％以下含有する銅含有チタン合金層を
形成することを特徴とするチタン及びチタン合金製耐摩
耗部材の製造方法。
量％以上３５重量％以下含有する銅含有チタン合金層を
形成することを特徴とするチタン及びチタン合金製耐摩
耗部材の製造方法。
（２）前記銅含有チタン層を形成させる方法が、溶射、
肉盛あるいは銅または銅とチタンまたは銅とチタン合金
をチタン及びチタン合金の上に載置し、レーザー、プラ
ズマ、ティグもくしは電子ビームの熱源を用いて、加熱
溶融することを特徴とする前項ｌに記載のチタン及びチ
タン合金製耐摩耗部材の製造方法。
肉盛あるいは銅または銅とチタンまたは銅とチタン合金
をチタン及びチタン合金の上に載置し、レーザー、プラ
ズマ、ティグもくしは電子ビームの熱源を用いて、加熱
溶融することを特徴とする前項ｌに記載のチタン及びチ
タン合金製耐摩耗部材の製造方法。
（作用）
チタン及びチタン合金に耐摩耗性を付与する方法として
、各種元素を合金化してチタン及びチタン合金の硬度を
増す方法があるが、硬度を増すことと耐摩耗性を向上さ
せることとは必ずしも両立しない、これは、低温で析出
させる等の方法による場合、摩耗部は一般に高温となり
析出による効果が消失すること等による。一方、チタン
合金中にチタン系の化合物を十分に分散させる方法は、
耐摩耗性の向上に大きく寄与するものである。これは、
チタンが元来活性な元素で、耐摩耗性に極めて劣るが、
一方、チタン系の化合物は、チタンの本来の活性がかな
り低下しているためである。
、各種元素を合金化してチタン及びチタン合金の硬度を
増す方法があるが、硬度を増すことと耐摩耗性を向上さ
せることとは必ずしも両立しない、これは、低温で析出
させる等の方法による場合、摩耗部は一般に高温となり
析出による効果が消失すること等による。一方、チタン
合金中にチタン系の化合物を十分に分散させる方法は、
耐摩耗性の向上に大きく寄与するものである。これは、
チタンが元来活性な元素で、耐摩耗性に極めて劣るが、
一方、チタン系の化合物は、チタンの本来の活性がかな
り低下しているためである。
しかしながら、耐摩耗性を得るためにチタン系の化合物
を分散させるには、かなりの程度の共析型の元素を合金
化させるために一般に靭性が著しく低下する。
を分散させるには、かなりの程度の共析型の元素を合金
化させるために一般に靭性が著しく低下する。
本発明者は共析型元素の中でもＣｕを合金化元素として
用いることにより、他の共析型元素Ｃｏ、 ＦｅＮｉ、
Ｓｉに比較して靭性の低下が少ないにもかかわらず、
耐摩耗性が向上することを見出した。また同様に共析型
元素であるＣｒ、 Ｍｎも靭性の低下が少ないが、この
２元素は耐摩耗性が不十分であった。
用いることにより、他の共析型元素Ｃｏ、 ＦｅＮｉ、
Ｓｉに比較して靭性の低下が少ないにもかかわらず、
耐摩耗性が向上することを見出した。また同様に共析型
元素であるＣｒ、 Ｍｎも靭性の低下が少ないが、この
２元素は耐摩耗性が不十分であった。
ここで耐摩耗性を有する銅含有チタン合金の銅の含有量
を１０重量％以上としたのは、１０重量％未満では耐摩
耗性が不十分なためで、また３５重量％以下としたのは
、３５重量％超では靭性の低下が著しいためである。
を１０重量％以上としたのは、１０重量％未満では耐摩
耗性が不十分なためで、また３５重量％以下としたのは
、３５重量％超では靭性の低下が著しいためである。
また銅含有チタン合金層を形成させる方法として、溶射
または肉盛によるか、あるいは銅または銅とチタンまた
は銅とチタン合金をチタン及びチタン合金の上に載置し
、レーザー、プラズマ、ティグもしくは電子ビームの熱
源を用いて加熱溶融するのは、以下の理由による。
または肉盛によるか、あるいは銅または銅とチタンまた
は銅とチタン合金をチタン及びチタン合金の上に載置し
、レーザー、プラズマ、ティグもしくは電子ビームの熱
源を用いて加熱溶融するのは、以下の理由による。
溶射法で行う場合には、銅粉末とチタンまたはチタン合
金粉末を所定の成分に混合した粉末を円筒状に焼結した
ものを、高速回転させながら端面をプラズマ加熱し溶融
飛散させて合金粉末を得る回転電極法により銅含有チタ
ン合金粉末を作成し、これを用いて溶射を行い、得られ
た成膜層を熱処理することにより焼結反応層を得ること
ができる。
金粉末を所定の成分に混合した粉末を円筒状に焼結した
ものを、高速回転させながら端面をプラズマ加熱し溶融
飛散させて合金粉末を得る回転電極法により銅含有チタ
ン合金粉末を作成し、これを用いて溶射を行い、得られ
た成膜層を熱処理することにより焼結反応層を得ること
ができる。
この場合、銅含有チタン合金粉末の粒径及び熱処理条件
を調整し、成膜層の気孔率を調整して、含油性を与える
ことにより一層の耐摩耗性を与えることが出来る。
を調整し、成膜層の気孔率を調整して、含油性を与える
ことにより一層の耐摩耗性を与えることが出来る。
なお、溶射方法としては酸化防止の点から雰囲気制御型
の減圧プラズマ溶射法が最適である。
の減圧プラズマ溶射法が最適である。
肉盛法は粉末プラズマ肉盛法が通常用いられるものであ
るが、用いる粉末形態としては上記の回転電極法による
合金粉末あるいは銅粉末とチタンまたはチタン合金粉末
との混合粉末を用いることができる。粉末プラズマ肉盛
法は厚肉の銅含有チタン基合金層が得られるのが特徴で
ある。
るが、用いる粉末形態としては上記の回転電極法による
合金粉末あるいは銅粉末とチタンまたはチタン合金粉末
との混合粉末を用いることができる。粉末プラズマ肉盛
法は厚肉の銅含有チタン基合金層が得られるのが特徴で
ある。
一方、チタン合金上に銅または銅とチタン合金からなる
粉末を予め塗布載置しておき、高熱源のもとてチタン合
金と溶融混合させることにより銅含有チタン合金層を得
る方法がある。用いられる熱源としてはプラズマ、ティ
グ（ＴＩＧ）アーク、レーザー、電子ビームがあるが、
プラズマアークは熱源の収束性がティグアークに比して
良いために深い溶込みの改質層を得るのに有効であり、
ティグアークは浅い溶込みの改質層を得るのに効果的で
ある。レーザー、電子ビームはいずれも熱源が極めて絞
られているために微細部での改質層を得るのに有効であ
り、レーザーは真空室を必要としないために量産に適し
ている。電子ビームは真空室内で行うために銅含有チタ
ン合金層への酸素窒素の影響を完全に排除できることか
ら高品質な改質層を得るのに適している。
粉末を予め塗布載置しておき、高熱源のもとてチタン合
金と溶融混合させることにより銅含有チタン合金層を得
る方法がある。用いられる熱源としてはプラズマ、ティ
グ（ＴＩＧ）アーク、レーザー、電子ビームがあるが、
プラズマアークは熱源の収束性がティグアークに比して
良いために深い溶込みの改質層を得るのに有効であり、
ティグアークは浅い溶込みの改質層を得るのに効果的で
ある。レーザー、電子ビームはいずれも熱源が極めて絞
られているために微細部での改質層を得るのに有効であ
り、レーザーは真空室を必要としないために量産に適し
ている。電子ビームは真空室内で行うために銅含有チタ
ン合金層への酸素窒素の影響を完全に排除できることか
ら高品質な改質層を得るのに適している。
（実施例１）
表１は、アルゴンアーク溶解によりＧｏ、 Ｆｅ、 Ｎ
ｉ。
ｉ。
Ｓｉ、 Ｃｒ、 Ｍｎ、 Ｃｕなどの共析型元素をＴｉ
中に５〜３５重量％含有させたＴｉ合金７ｇを溶製し、
溶解まま（記号Ｍ）、及び４５０°Ｃ，２時間時効（記
号■）、及び６００°Ｃ，２時間時効（記号■）したも
のの耐摩耗性と靭性を調べた結果を示す。耐摩耗性は乾
燥空気中、５ｔｌｌｌ １１製直径３４ｍｍ、厚さＩＭ
のディスクを２２０Ｏｒｐｍで回転させたものに、１．
５ ｋｇの荷重で２０秒間押し付けて、その重量減少を
測定して評価した。試験片は、ボタンインゴットを半分
に切断し、その切断面を用いた。靭性は３ｋｇの鉄製法
を３０ｃ＋ｎの高さから５０回落下させ、割れの有無を
確認して評価した。試験片は、ボタンインゴットを半分
に切断し、切断面を地面に対しほぼ垂直に置いた。
中に５〜３５重量％含有させたＴｉ合金７ｇを溶製し、
溶解まま（記号Ｍ）、及び４５０°Ｃ，２時間時効（記
号■）、及び６００°Ｃ，２時間時効（記号■）したも
のの耐摩耗性と靭性を調べた結果を示す。耐摩耗性は乾
燥空気中、５ｔｌｌｌ １１製直径３４ｍｍ、厚さＩＭ
のディスクを２２０Ｏｒｐｍで回転させたものに、１．
５ ｋｇの荷重で２０秒間押し付けて、その重量減少を
測定して評価した。試験片は、ボタンインゴットを半分
に切断し、その切断面を用いた。靭性は３ｋｇの鉄製法
を３０ｃ＋ｎの高さから５０回落下させ、割れの有無を
確認して評価した。試験片は、ボタンインゴットを半分
に切断し、切断面を地面に対しほぼ垂直に置いた。
表
ここで耐摩耗性の評価として、摩耗Ｎｆｆ１が０〜０．
５＋ｎｇ未満（○）、０．５〜１．０■未満（Δ）。
５＋ｎｇ未満（○）、０．５〜１．０■未満（Δ）。
１．０■以上（×）とした。ここで靭性の評価として、
割れたもの（Ｂ）、クラックが生じたもの（Ｃ）１割れ
もクラックもないもの（Ｆ）とした。
割れたもの（Ｂ）、クラックが生じたもの（Ｃ）１割れ
もクラックもないもの（Ｆ）とした。
表１の結果から耐摩耗性と、靭性を両立するものはＣｕ
で、しかも１０〜３５ｗｔ％にわたりその範囲が広く、
また熱処理に対して安定していることが分かる。
で、しかも１０〜３５ｗｔ％にわたりその範囲が広く、
また熱処理に対して安定していることが分かる。
（実施例２）
表２はアルゴンアーク熔解により純チタンＴｉ６ 八
／４Ｖ、Ｔｉ６ ＾ｌ ６ Ｖ ２Ｓｎ、
Ｔｉ６ ＾Ｚ２Ｓｎ４Ｚｒ２Ｍｏ、Ｔｉ５八Ｚ２．５
Ｓｎ、Ｔｉ６＾ｌの中に、各々、銅を５〜４０重量％含
有させたＴｉ合金７ｇを溶製し、熔解まま（記号Ｍ）、
及び４５０°Ｃ，２時間時効（記号■）、及び６００°
Ｃ，２時間時効（記号■）したものの耐摩耗性と靭性を
調べた結果である。耐摩耗性は乾燥空気中、ＳＵＨ１１
製直径３４ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスクを２２００ｒｐ
＋ｅで回転させたものに、１、５ ｋｇの荷重で２０秒
間押し付けて、その重量減少を測定して評価した。試験
片は、ボタンインゴットを半分に切断し、その切断面を
用いた。靭性は１０ｋｇの鉄製円柱を３Ｑｃ＋＋＋の高
さから５０回落下させ、割れの有無を確認して評価した
。試鳥灸１ヤは、ボタンインゴットを半分に切断し、切
断面を地面に対しほぼ垂直に置いた。
／４Ｖ、Ｔｉ６ ＾ｌ ６ Ｖ ２Ｓｎ、
Ｔｉ６ ＾Ｚ２Ｓｎ４Ｚｒ２Ｍｏ、Ｔｉ５八Ｚ２．５
Ｓｎ、Ｔｉ６＾ｌの中に、各々、銅を５〜４０重量％含
有させたＴｉ合金７ｇを溶製し、熔解まま（記号Ｍ）、
及び４５０°Ｃ，２時間時効（記号■）、及び６００°
Ｃ，２時間時効（記号■）したものの耐摩耗性と靭性を
調べた結果である。耐摩耗性は乾燥空気中、ＳＵＨ１１
製直径３４ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスクを２２００ｒｐ
＋ｅで回転させたものに、１、５ ｋｇの荷重で２０秒
間押し付けて、その重量減少を測定して評価した。試験
片は、ボタンインゴットを半分に切断し、その切断面を
用いた。靭性は１０ｋｇの鉄製円柱を３Ｑｃ＋＋＋の高
さから５０回落下させ、割れの有無を確認して評価した
。試鳥灸１ヤは、ボタンインゴットを半分に切断し、切
断面を地面に対しほぼ垂直に置いた。
表
ここで耐摩耗性の評価として、摩耗減量が、０〜０．５
■未満（０）、０．５〜１．０■未満（△）。
■未満（０）、０．５〜１．０■未満（△）。
１、０■以上（×）とした、ここで靭性の評価として、
割れたもの（Ｂ）、クランクが生じたもの（Ｃ）１割れ
もクランクもないもの（Ｆ）とした。
割れたもの（Ｂ）、クランクが生じたもの（Ｃ）１割れ
もクランクもないもの（Ｆ）とした。
表２の結果から、純チタン、Ｔｉ６ＡＺ４ Ｖ、Ｔｉ６
Ａ／６ Ｖ ２Ｓｎ、 Ｔｉ ６＾１２ Ｓｎ ４ Ｚ
ｒ ２ Ｍｏ、 Ｔｉ ５＾Ｚ２．５Ｓｎ。
Ａ／６ Ｖ ２Ｓｎ、 Ｔｉ ６＾１２ Ｓｎ ４ Ｚ
ｒ ２ Ｍｏ、 Ｔｉ ５＾Ｚ２．５Ｓｎ。
Ｔｉ６Ａ７のいずれも１０〜３５重量％Ｃｕを含有させ
ることで、著しい靭性の低下なしに耐摩耗性を向上させ
得ることが分かる。さらに、Ｔｉ６Ａ／４Ｖ。
ることで、著しい靭性の低下なしに耐摩耗性を向上させ
得ることが分かる。さらに、Ｔｉ６Ａ／４Ｖ。
Ｔｉ６＾１６ Ｖ ２Ｓｎ、 Ｔｉ６Ａ１２Ｓｎ４Ｚｒ
２Ｍｏ、 Ｔｉ５Ａ／２、５ Ｓｎ、 Ｔｉ ６八！に
対し、Ｔｉ−Ｃｕ合金を肉盛等する場合、母材の成分が
ある程度Ｔｉ−Ｃｕ合金中に含有されるが、問題ないこ
とが分かる。
２Ｍｏ、 Ｔｉ５Ａ／２、５ Ｓｎ、 Ｔｉ ６八！に
対し、Ｔｉ−Ｃｕ合金を肉盛等する場合、母材の成分が
ある程度Ｔｉ−Ｃｕ合金中に含有されるが、問題ないこ
とが分かる。
（実施例３）
表３，４は、Ｔｉ−３０Ｃｕ、 Ｔｉ−１５Ｃｕ、 Ｔ
ｉ ６八１４Ｖ３０Ｃｕ、Ｔｉ ６ Ａｌ ４ Ｖ−
１５ＣｏｌＴｉ ６ Ａｌ ４ Ｖ −２０ＣｒｉＣ
ｚ＋Ｔｉ ６ ＡＺ ４ Ｖ、 ５Ｕｔｌ １１なる各
種チタン合金及び耐熱調を表面に形成したピン材と、表
３の場合は、ディスク材をターカロイ （鋳物） （
Ｃ（３，４） 、 ５ｉ（２，０） Ｍｎ（０，７
５）、 Ｐ （＜０．５）、 Ｓ （＜０．１２）
。
ｉ ６八１４Ｖ３０Ｃｕ、Ｔｉ ６ Ａｌ ４ Ｖ−
１５ＣｏｌＴｉ ６ Ａｌ ４ Ｖ −２０ＣｒｉＣ
ｚ＋Ｔｉ ６ ＡＺ ４ Ｖ、 ５Ｕｔｌ １１なる各
種チタン合金及び耐熱調を表面に形成したピン材と、表
３の場合は、ディスク材をターカロイ （鋳物） （
Ｃ（３，４） 、 ５ｉ（２，０） Ｍｎ（０，７
５）、 Ｐ （＜０．５）、 Ｓ （＜０．１２）
。
Ｂ （＜０．０４） 、 Ｆｅ （残部）〕、表４の場
合は、ディスク材をＰＢ６Ｂ （焼結合金） （Ｃ（
１，２）、Ｍｏ（０，６入Ｃｕ（４） 、 Ｆｅ （残
部））（（）は代表的組成で、重量％〕とした場合のピ
ンオンディスク摩耗試験結果である。その他の試験条件
はピンの形状は４Ｉφ、荷重は２．９ｋｇ、乾燥空気中
、無潤滑、摺動速度は４００ ｍｍ／ｓｅｃである。
合は、ディスク材をＰＢ６Ｂ （焼結合金） （Ｃ（
１，２）、Ｍｏ（０，６入Ｃｕ（４） 、 Ｆｅ （残
部））（（）は代表的組成で、重量％〕とした場合のピ
ンオンディスク摩耗試験結果である。その他の試験条件
はピンの形状は４Ｉφ、荷重は２．９ｋｇ、乾燥空気中
、無潤滑、摺動速度は４００ ｍｍ／ｓｅｃである。
この結果から、本発明に従うＴｉ−３０Ｃｕ、 Ｔｉ−
１５ＣｕＴｉ６＾１４ Ｖ−３０Ｃｕは、相手材が、タ
ーカロイ。
１５ＣｕＴｉ６＾１４ Ｖ−３０Ｃｕは、相手材が、タ
ーカロイ。
ＰＢ６Ｂ共に優れた耐摩耗性を示すことが分かる。尚、
ＳＵＲ１１は結果の良い比較例であり、Ｔｉ６＾１４Ｖ
は結果の悪い比較例である。Ｔｉ６＾１４ Ｖ−１５Ｃ
ｏは、ＰＲ６Ｂが相手材の場合に摩耗量が多く、Ｔｉ６
ＡＺ４Ｖ２０Ｃｒ、Ｃｚの場合、相手材の摩耗量が多い
。
ＳＵＲ１１は結果の良い比較例であり、Ｔｉ６＾１４Ｖ
は結果の悪い比較例である。Ｔｉ６＾１４ Ｖ−１５Ｃ
ｏは、ＰＲ６Ｂが相手材の場合に摩耗量が多く、Ｔｉ６
ＡＺ４Ｖ２０Ｃｒ、Ｃｚの場合、相手材の摩耗量が多い
。
（実施例４）
本発明に基づく効果を確認するためにチタン合金素材に
よるエンジンバルブのフェース面及び軸側面にチタン基
材料と銅の混合成分系粉末を用いて下記の条件でプラズ
マ溶射し、その後加熱処理を実施した。尚、溶射はチタ
ンの酸化を防止するために真空容器内にてアルゴンガス
で置換された雰囲気下で実施し、プラズマ作動ガスもア
ルゴンヘリウム混合ガスを用いた。
よるエンジンバルブのフェース面及び軸側面にチタン基
材料と銅の混合成分系粉末を用いて下記の条件でプラズ
マ溶射し、その後加熱処理を実施した。尚、溶射はチタ
ンの酸化を防止するために真空容器内にてアルゴンガス
で置換された雰囲気下で実施し、プラズマ作動ガスもア
ルゴンヘリウム混合ガスを用いた。
（１）エンジンバルブ素材： Ｔｉ−６ＡＺ−４Ｖ合
金（２）溶射粉末材料： Ｔｉ−１５ｗｔχＣｕ合金粉
（３）プラズマ溶射条件：溶射雰囲気５０Ｔｏｒｒ減圧
下溶射電流 １２００Ａ 溶射距離 ２５０１ 粉末供給量 ６０ｇ／鞘１ｎ （４）？８射被被覆厚さ：フェース部 ０．７ｍ軸側部
０．２ ｍｍ （５） Ｉ熱処理 ８７５０°ＣＸ１時間 真空中
（６）加熱処理 ：真空炉 温度７５０℃保定時間
３時間 得られたエンジンバルブを実エンジン試験したところ、
摩耗量も少なく、全く問題がなかった。
金（２）溶射粉末材料： Ｔｉ−１５ｗｔχＣｕ合金粉
（３）プラズマ溶射条件：溶射雰囲気５０Ｔｏｒｒ減圧
下溶射電流 １２００Ａ 溶射距離 ２５０１ 粉末供給量 ６０ｇ／鞘１ｎ （４）？８射被被覆厚さ：フェース部 ０．７ｍ軸側部
０．２ ｍｍ （５） Ｉ熱処理 ８７５０°ＣＸ１時間 真空中
（６）加熱処理 ：真空炉 温度７５０℃保定時間
３時間 得られたエンジンバルブを実エンジン試験したところ、
摩耗量も少なく、全く問題がなかった。
尚、試験条件は、４気筒工ンジン６０２８ＰＰＭ、 ２
００時間、相手材は、バルブガイド：ターカロイ、バル
ブシート： ＰＢ６Ｂとした。
００時間、相手材は、バルブガイド：ターカロイ、バル
ブシート： ＰＢ６Ｂとした。
（実施例５）
次に同じく本発明の効果を確認するために前述と同形状
のチタン基材料によるエンジンバルブを用いてフェース
面端部円周上にチタン基材料と銅の混合成分系粉末を用
いて、下記の条件でプラズマ肉盛溶接を実施した。
のチタン基材料によるエンジンバルブを用いてフェース
面端部円周上にチタン基材料と銅の混合成分系粉末を用
いて、下記の条件でプラズマ肉盛溶接を実施した。
（１）エンジンバルブ素材： Ｔｉ−６Ａｆ−４Ｖ合金
（２）肉盛粉末材料： Ｔｉ−２５ｗｔＸ Ｃｕ混合粉
（３）肉盛溶接条件：溶接電流 ５０Ａ溶接速度 ５０
０ｍｍ／ｌ１ｌｉｎ シールドガス 純へｒ３０４２／ｍ１ｎ（４）肉盛粉末
供給速度：１０ｇ／（イ）ｉｎ（５）肉盛厚さ
：１．Ｏｍｎ 得られたエンジンバルブを実エンジン試験したところ、
摩耗量も少なく、全く問題がなかった。
（２）肉盛粉末材料： Ｔｉ−２５ｗｔＸ Ｃｕ混合粉
（３）肉盛溶接条件：溶接電流 ５０Ａ溶接速度 ５０
０ｍｍ／ｌ１ｌｉｎ シールドガス 純へｒ３０４２／ｍ１ｎ（４）肉盛粉末
供給速度：１０ｇ／（イ）ｉｎ（５）肉盛厚さ
：１．Ｏｍｎ 得られたエンジンバルブを実エンジン試験したところ、
摩耗量も少なく、全く問題がなかった。
尚、試験条件は、４気筒工ンジン６０２８ＲＰＭ、 ２
００時間、相手材は、バルブガイド：ターカロイ、バル
ブシー） ： ＰＢ６Ｂとした。
００時間、相手材は、バルブガイド：ターカロイ、バル
ブシー） ： ＰＢ６Ｂとした。
（実施例６）
さらに同じ（本発明の効果を確認するために前述と同形
状のチタン基材料によるエンジンバルブを用いてフェー
ス面端部円周上に下記の条件で銅粉を載置し、プラズマ
アークにより加熱溶融することによりＴｉ−４，２＾１
−２．８ Ｖ−３０Ｃｏ合金層を得た。
状のチタン基材料によるエンジンバルブを用いてフェー
ス面端部円周上に下記の条件で銅粉を載置し、プラズマ
アークにより加熱溶融することによりＴｉ−４，２＾１
−２．８ Ｖ−３０Ｃｏ合金層を得た。
銅粉の載置方法は、メタアクリル酸ブチル重合体を１．
１．１ ）リクロロエタンに熔解し、銅粉を投入後よ
く攪拌し、該液中にバルブフェース部を漫した。塗布後
の乾燥は真空炉を用いた。
１．１ ）リクロロエタンに熔解し、銅粉を投入後よ
く攪拌し、該液中にバルブフェース部を漫した。塗布後
の乾燥は真空炉を用いた。
（１）エンジンバルブ素材： Ｔｉ−６Ａ７−４Ｖ合
金（２）載置粉末材料：銅粉（平均粒径３０μ）（３）
載置粉末量 ： ０．１３ ｇ／ｃ■２（４）ティグア
ーク加熱：プラズマ電流 ５０Ａア一ク移動速度４５０
ｉｎｍ／ｌｌ１ｉｎシールドガス 純Ａｒ （３０１７５ｉｎ） （５）溶融層深さ ：０．７１１１ａｌ得られた
エンジンバルブを実エンジン試験したところ、摩耗量も
少なく、全く問題がなかった。
金（２）載置粉末材料：銅粉（平均粒径３０μ）（３）
載置粉末量 ： ０．１３ ｇ／ｃ■２（４）ティグア
ーク加熱：プラズマ電流 ５０Ａア一ク移動速度４５０
ｉｎｍ／ｌｌ１ｉｎシールドガス 純Ａｒ （３０１７５ｉｎ） （５）溶融層深さ ：０．７１１１ａｌ得られた
エンジンバルブを実エンジン試験したところ、摩耗量も
少なく、全く問題がなかった。
尚、試験条件は、４気筒工ンジン６０２８ＰＰＭ、 ２
００時間、相手材は、バルブガイド：ターカロイ、バル
ブシート： ＰＢ６Ｂとした。
００時間、相手材は、バルブガイド：ターカロイ、バル
ブシート： ＰＢ６Ｂとした。
熱源としてはプラズマアーク（ティグアーク）の他にレ
ーザー、電子ビームが適用できることはいうまでもない
。
ーザー、電子ビームが適用できることはいうまでもない
。
（発明の効果）
本発明によれば、相手材の摩耗が少なく、著しい脆化の
ないチタン基合金製耐摩耗部材の製造が可能であり、 工業的に優れた効果が奏される。
ないチタン基合金製耐摩耗部材の製造が可能であり、 工業的に優れた効果が奏される。
Claims (2)
- （１）チタン及びチタン合金の表面に、銅を１０重量％
以上３５重量％以下含有する銅含有チタン合金層を形成
することを特徴とするチタン及びチタン合金製耐摩耗部
材の製造方法。 - （２）前記銅含有チタン層を形成させる方法が、溶射，
肉盛あるいは銅または銅とチタンまたは銅とチタン合金
をチタン及びチタン合金の上に載置し、レーザー，プラ
ズマ，ティグもくしは電子ビームの熱源を用いて、加熱
溶融することを特徴とする請求項１に記載のチタン及び
チタン合金製耐摩耗部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020490A JPH04136147A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | チタン及びチタン合金製耐摩耗部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020490A JPH04136147A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | チタン及びチタン合金製耐摩耗部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04136147A true JPH04136147A (ja) | 1992-05-11 |
Family
ID=17344786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26020490A Pending JPH04136147A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | チタン及びチタン合金製耐摩耗部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04136147A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2262540A (en) * | 1991-12-20 | 1993-06-23 | Rmi Titanium Co | Enhancement of hot workability of titanium alloy by coating with titanium |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP26020490A patent/JPH04136147A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2262540A (en) * | 1991-12-20 | 1993-06-23 | Rmi Titanium Co | Enhancement of hot workability of titanium alloy by coating with titanium |
| GB2262540B (en) * | 1991-12-20 | 1995-08-30 | Rmi Titanium Co | Enhancement of hot workability by use of thermal spray coatings |
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