JPH0429842A - クラッド材及びアルミナイドの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はクラッド材及びそのクラッド材を用いたアルミ
ナイドの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、正原子価をもつ金属元素同志で化合物をつく
る金属間化合物として、Ｆｅ−Ａｌ２系金属間化合物或
ばＴｉ−Ａｌ系金金属間化合物どのアルミナイドが知ら
れている。このアルミナイドは、優れた高温強度（重量
当りの強度である比強度）や耐食性を有するため、軽量
で低価格な高温用構造材料として注目されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記アルミナイドは下記の様な問題があり、
実用材料に供することが困難であった（１）原料をるつ
ぼを用いて溶解してアルミナイドを製造すると、一部の
成分が蒸発するので、その組成の調整が大変であり、ま
た均一な組成の分布にならないことがあった。

（２）粉末を原料としてアルミナイドを製造すると、粉
末表面に存在する酸化物がアルミナイドの内部に混入し
たり、又は他の異物が混入することがあった。

（３）アルミナイドは、大きな強度を有している反面硬
い素材であるので、塑性加工が容易ではなかった。

（４）粉末冶金法では、一般に板材特に大板の製造が困
難であり、しかもアルミナイドは常温での展延性が乏し
いので、圧延加工して板材を製造することが容易ではな
かった。

そこで本発明は、アルミナイドを容易に形成できるクラ
ッド材と、そのクラッド材を使用したアルミナイドの製
造方法とを提供することを目的としてなされん ［課題を解決するための手段］ 前記目的を達するためになされた請求項１の発明は、 Ｔｉ及びＴｉ合金のうち一種類以上或はＦｅ及びＦｅ合
金のうち一種類以上からなる板状体と、Ａｌ及びＡｌ金
合金うち一種類以上からなる板状、体と、を積層加圧し
て一体に形成したことを特徴とするクラッド材を要旨と
する。

前記板状体とは、例えば箔、シート、板材等を示すもの
である。

また、板状体を積層加圧する方法として１よ圧延、押出
、鍛造、ホットプレス等を採用できる。

この板状体からなるクラッド材としては、アルミナイド
を製造するために、その最終成分が下記の範囲になるよ
うに調製する。

Ｔｉ系アルミナイドの場合、　（ａｔ：原子数）２５ａ
ｔ％≦Ａｌ≦７５ａｔ％、 ２５ａｔ％≦Ｔｉ≦７５ａｔ％ Ｆｅ系アルミナイドの場合、 ２５ａｔ％≦Ａｌ≦７５ａｔ％、 ２５ａｔ％≦Ｆｅ≦７５ａｔ％ また、請求項２の発明は 前記請求項１のクラッド材を、４００℃以上でかつアル
ミナイドの固相線以下の温度で熱処理することを特徴と
するアルミナイドの製造方法を要旨とする。

この熱処理の温度は、前記温度範囲であればよいが、ク
ラッド材の成分組成１こより最適な熱処理の温度は異な
る。

また、熱処理の際の雰囲気（よ真空或は非酸化性雰囲気
中で行うことが望ましく、更に、緻密なアルミナイドを
製造する場合には、加圧下で熱処理を行うことが好適で
ある。

［作用］ 前記の様な異なる成分からなる箔や板材などの板状体を
、各々積層して圧力を加え、アルミナイドの製造に用い
るクラッド材を形成する。

そして、このクラッド材に、前記温度範囲の熱処理を施
すことによってアルミナイドを製造する。

つまり、本発明は、粉末等の原料を混合して使用するの
ではなく、箔や板材等を積層してクラッド材を形成する
ので、粉末と比較して単位重量当りの表面積を小さくす
ることができる。それによって、原料表面に存在する酸
化物の混入を少なくすることが可能となり、また異物の
混入を防止できる。

更に、アルミナイドからなる各種の部材や板材を製造す
る場合、難加工性のアルミナイドを加工するのではなく
、このクラッド材の段階で加工することができるので、
複雑な形状の部材や大板等の製造が簡易化される。

尚、前記熱処理の温度が４００℃未満の場合には、アル
ミナイドを生成する反応が生ぜず、また、固相線温度を
越えると一部溶融が生じて、材料の形状が保てなくなる
ので、この温度範囲での熱処理が必要になる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、ＴｉとＡｌからなるクラッド材及びそのクラ
ッド材を用いたＴｉ系のアルミナイドの製造方法を示す
工程図である。

図に示すように、本実施例のクラッド材及びアルミナイ
ドの製造方法は、次の工程からなっている。

（Ａｌ又はＡｌ合金板の製造工程・・・１）Ａｌ又はＡ
ｌ合金板は、従来の粉末冶金法等の通常の方法で製造さ
れた材料を、圧延加工して製造したものを用いることが
できる。その厚さに特に限定はなく、箔等を使用しても
よい。

（Ｔｉ又はＴｉ合金板の製造工程・・・１１）Ｔｉ又は
Ｔｉ合金板は、従来の粉末冶金法及びその後の圧延等に
より製造されるが、その厚さは上述したＡｌと同様に特
に限定はない。

（積層工程・・・１１１） 次に上記Ａｌ又はＡΩ合金板の製造工程と、Ｔ又はＴｉ
合金板の製造工程と、で製造した２つの種類の板材を何
層にも積層して積層体を形成する。この積層する枚数に
特に限定はないが、クラッド材全体の成分がアルミナイ
ドを形成する上記所定の範囲内であればよい。この範囲
外では、Ｔｉ系アルミナイド（Ｔｉ−Ａｌ系金属化合物
：Ｔ３Ａｌ、　Ｔ　ｉ　Ａｌ、　Ｔ　ｉ　２Ａｌ５．　
Ｔ　＋　Ａｌ３）を形成することが困難となる。

（クラッド化工程・・・ＩＶ） 次に、前記積層工程１１１により形成された積層体を、
周知の圧延、押出、鍛造、ホットブイレス等により加圧
してクラッド材を製造する。

（熱処理行程・・・Ｖ） そして、前記クラッド材を、４００°ｃ以上（望ましく
は５５０°Ｃ以上）でがっ固相線以下の温度で、加熱す
ることにより、ＴｉとＡｌとの合金化反応を生じさせ、
Ｔｉ系アルミナイドを製造する。

尚、このときの雰囲気は、真空中又は不活性ガス（Ｈｅ
、Ａｒ等）中とする。

上述した様な方法でＡｌ又はＡｌＱ金板とＴ又はＴｉ合
金板とを積層して加圧してクラッド材を形成し、その後
熱処理することにより、容易に、高温強度及び耐食性に
優れたＴｉ系アルミナイドを製造することができる。

また、クラッド材を使用するので、従来の溶解に伴う組
成の調整等の問題点を回避できる。更に、粉末を原料と
しないので、粉末表面に存在する酸化物がアルミナイド
の内部に混入したり、他の異物が混入することを防止で
きる。

その土　アルミナイドトする前にクラッド材の段階で加
工できるので、塑性加工や圧延等の処理が容易にでき、
大きな板材の製造も極めて容易である。

尚、上記実施例ではＴｉ系アルミナイドについて説明し
たが、Ｆｅ系アルミナイドしついても同様であるので説
明は省略する。

次に、各実験例及び比較例について説明するが、これら
の実験データを表１にまとめて表示する。

尚、表１の脱気工程は、１０−５ｔｏｒｒにて４５０°
Ｃで３時間の脱気を行うものであり、Ａｌ−Ｔｉ系では
、Ｔｉ容器ごと圧延を行うものである。

（実験例］） ０、　５ｍｍ厚のＡ［板と、０．　５ｍｍ厚のＴｉ板と
を、各１０枚交互に積層し、Ｔｉ容器に封入してシース
圧延（密閉容器への封入圧延）を行い、クラッド材を得
旭　その後、クラッド材にＡｒガス中で熱処理を施した
　その結果、表１に示す成分のＴｉ−Ａｌ系金金属間化
合物板材を得ｈ（実験例２） 前記実験例］と同様に、０．　５ｍｍ厚のＡｌ板と、０
、　５ｍｍ厚のＴｉ板とを、各１０枚交互に積層し、真
空中でホットプレスを行いクラッド材を得た。

その後、クラッド材にＡｒガス中で熱処理を施し、Ｔｉ
−Ａｌ系金金属間化合物板材を得た。

（実験例３） １ｍｍ厚のＡｌ板と、１ｍｍ厚のＴｉ板とを、各１０枚
交互に積層し、ＴＩ容器に封入し脱気を行った。そして
前記実験例］と同様に、シース圧延を行いクラッド材を
得旭　その後、クラッド材にＡｒガス中で熱処理を施し
、Ｔｉ−Ａｌ系金金属間化合物板材を得旭 （実験例４） ０．２５ｍｍ厚のＡｌ−７重量％Ｍｎ合金板と、０、　
３ｍｍ厚のＴｉ板とを、各１５枚交互に積層し、前記実
験例３と同様に、シース圧延を行いクラッド材を得た。

その後、クラッド材にＡｒガス中で熱処理を施し、Ｔｉ
−Ａｌ系金金属間化合物板材を得た （実験例５） １　ｍｍ厚のＡｌ板と、　１ｍｍ厚のＴｉ−６重量％Ａ
ｌ−４重量％Ｖ合金板とを、各２０枚交互に積層し、前
記実験例３と同様に、シース圧延を行いクラッド材を得
旭　その後、クラッド材にＡｒガス中で熱処理を施し、
Ｔｉ−Ａｌ系金金属間化合物板材を得た （実験例６） １０ｍｍ厚のＡｌ板と、１０ｍｍ厚のＦｅ板とを、各１
枚交互に積層して圧延し、１ｍｍ厚のクラッド材を得た
　そして、このクラッド材を２０枚積層し圧延しＬ　そ
の後、この積層したクラッド材に熱処理を施し、Ｆｅ−
Ａｌ系金金属間化合物板材を得た。

（実験例７） １ｍｍ厚のＡｌ板と、１．２ｍｍ厚の５ＵＳ３０４とを
、各１０枚交互に積層し、圧延してクラッド材を得た　
その後、このクラッド材を真空中にて熱処理し、Ｆｅ−
Ａｌ系金金属間化合物板材を得た （比較例］） ０．５ｍｍ厚のＡｌ板と、０．５１ｍｍ厚のＴｉ板とを
、各１０枚交互に積層してクラッド材を形成し、その後
、このクラッド材に熱処理を施したその結果、一部Ｔｉ
−Ａｌ系金属間化合物となっていたが、主にＴｉ及びＡ
ｌが見られた。

（比較例２） １ｍｍ厚のＡｌ板と、　１．１ｍｍ厚のＴｉ板とを、各
１０枚交互に積層し、圧延してクラッド材を得た。その
後、このクラッド材にＡｒ中において３５０°Ｃで熱処
理を施したが、Ｔｉ−Ａｌ系金金属間化合物得られなか
った。

前記実験例及び比較例の条件及びその結果を、下記衣１
に記すが、金属間化合物の形成の有無は、Ｘ線回折にて
行った。この表から、明らかなように、本実施例に示す
クラッド材を使用して、所定の熱処理を施すことにより
、容易に金属間化合物を形成することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、所定の複数の種
類の板状体を積層加圧したクラッド材を使用して、熱処
理することにより、高温強度及び耐食性に優れたアルミ
ナイドを容易に製造することができる。また、材料を溶
解する必要がないので成分の調整が不要であり、更に、
アルミナイドこなる前に、クラッド材の状態で塑性加工
を行うことができるので、アルミナイドからなる板材や
複雑な形状の部材を極めて容易に製造することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のＴｉ−Ａｌ系金金属間化合物部材成
形方法を表す工程図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｔｉ及びＴｉ合金のうち一種類以上或はＦｅ及びＦ
   ｅ合金のうち一種類以上からなる板状体と、Ａｌ及びＡ
   ｌ合金のうち一種類以上からなる板状体と、を積層加圧
   して一体に形成したことを特徴とするクラッド材。 ２　前記請求項１のクラッド材を、４００℃以上でかつ
   アルミナイドの固相線以下の温度で熱処理することを特
   徴とするアルミナイドの製造方法。