JPH0565670A - 耐摩耗性Ｔｉ合金製構造部材 - Google Patents
耐摩耗性Ｔｉ合金製構造部材Info
- Publication number
- JPH0565670A JPH0565670A JP23063591A JP23063591A JPH0565670A JP H0565670 A JPH0565670 A JP H0565670A JP 23063591 A JP23063591 A JP 23063591A JP 23063591 A JP23063591 A JP 23063591A JP H0565670 A JPH0565670 A JP H0565670A
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- JP
- Japan
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- layer portion
- alloy
- phase
- structural member
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性Ｔｉ合金製構造部材を提供する。
【構成】 構造部材ＭはＴｉ合金製基体Ｂと、その基体
Ｂと一体の耐摩耗性表層部Ｓとよりなる。表層部Ｓは、
４１原子％≦Ａｌ≦５７原子％および残部Ｔｉの組成を
有し、また体積分率ＶｆがＶｆ≧８０％のγ相を含む。
Ｂと一体の耐摩耗性表層部Ｓとよりなる。表層部Ｓは、
４１原子％≦Ａｌ≦５７原子％および残部Ｔｉの組成を
有し、また体積分率ＶｆがＶｆ≧８０％のγ相を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性Ｔｉ合金製構造
部材に関する。
部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｔｉ合金製構造部材は軽量で、且つ高強
度であるため、従来よりエンジン部品等に適用されてい
る。
度であるため、従来よりエンジン部品等に適用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のＴ
ｉ合金製構造部材は耐摩耗性が劣るため、摺動部材とし
ては不適当である、という問題がある。
ｉ合金製構造部材は耐摩耗性が劣るため、摺動部材とし
ては不適当である、という問題がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、特定構造の表層部を
備えることによって、耐摩耗性を向上させた前記Ｔｉ合
金製構造部材を提供することを目的とする。
備えることによって、耐摩耗性を向上させた前記Ｔｉ合
金製構造部材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐摩耗性Ｔ
ｉ合金製構造部材は、Ｔｉ合金製基体と、その基体と一
体の耐摩耗性表層部とよりなり、その表層部は、４１原
子％≦Ａｌ≦５７原子％および残部Ｔｉの組成を有し、
また体積分率ＶｆがＶｆ≧８０％のγ相を含むことを特
徴とする。
ｉ合金製構造部材は、Ｔｉ合金製基体と、その基体と一
体の耐摩耗性表層部とよりなり、その表層部は、４１原
子％≦Ａｌ≦５７原子％および残部Ｔｉの組成を有し、
また体積分率ＶｆがＶｆ≧８０％のγ相を含むことを特
徴とする。
【０００６】
【実施例】図１は、耐摩耗性Ｔｉ合金製構造部材Ｍを示
し、その構造部材ＭはＴｉ合金製基体Ｂと、その基体Ｂ
の全体または耐摩耗性要求部位に基体Ｂと一体に設けら
れた耐摩耗性表層部Ｓとよりなる。この構造部材は、表
層部を持つステムを備えたエンジン用吸気バルブに対応
する。
し、その構造部材ＭはＴｉ合金製基体Ｂと、その基体Ｂ
の全体または耐摩耗性要求部位に基体Ｂと一体に設けら
れた耐摩耗性表層部Ｓとよりなる。この構造部材は、表
層部を持つステムを備えたエンジン用吸気バルブに対応
する。
【０００７】基体Ｂを構成するＴｉ合金としては、例え
ば、Ｔｉ−６重量％Ａｌ−４Ｖ合金が用いられる。
ば、Ｔｉ−６重量％Ａｌ−４Ｖ合金が用いられる。
【０００８】また表層部Ｓは、４１原子％≦Ａｌ≦５７
原子％および残部Ｔｉの組成を有し、また体積分率Ｖｆ
が８０％≦Ｖｆ≦１００％のγ相（ＴｉＡｌ相）を分散
状態で含む。この場合、残部はα2 相（Ｔｉ3 Ａｌ相）
である。
原子％および残部Ｔｉの組成を有し、また体積分率Ｖｆ
が８０％≦Ｖｆ≦１００％のγ相（ＴｉＡｌ相）を分散
状態で含む。この場合、残部はα2 相（Ｔｉ3 Ａｌ相）
である。
【０００９】表層部Ｓにおいて、Ａｌ含有量を前記のよ
うに特定し、また面心立方晶で比較的すべり系が多く、
且つ高硬度なγ相の体積分率Ｖｆを前記のように特定す
ると、表層部Ｓの摩擦係数を低くすると共に焼付き限界
荷重を高くし得るので、耐摩耗性の優れたＴｉ合金製構
造部材Ｍを提供することができる。
うに特定し、また面心立方晶で比較的すべり系が多く、
且つ高硬度なγ相の体積分率Ｖｆを前記のように特定す
ると、表層部Ｓの摩擦係数を低くすると共に焼付き限界
荷重を高くし得るので、耐摩耗性の優れたＴｉ合金製構
造部材Ｍを提供することができる。
【００１０】ただし、Ａｌ含有量がＡｌ＞５７原子％で
は、γ相と共に脆弱なＡｌ2 Ｔｉ相またはＡｌ3 Ｔｉ相
が析出するので、表層部Ｓにクラックが生じ易くなって
摺動特性が低下し、一方、Ａｌ＜４１原子％ではα2 相
が過多となって表層部Ｓの耐摩耗性が低下する。
は、γ相と共に脆弱なＡｌ2 Ｔｉ相またはＡｌ3 Ｔｉ相
が析出するので、表層部Ｓにクラックが生じ易くなって
摺動特性が低下し、一方、Ａｌ＜４１原子％ではα2 相
が過多となって表層部Ｓの耐摩耗性が低下する。
【００１１】またγ相の体積分率ＶｆがＶｆ＜８０％で
は、表層部Ｓの摩擦係数が高くなると共に焼付き限界荷
重が低くなる。
は、表層部Ｓの摩擦係数が高くなると共に焼付き限界荷
重が低くなる。
【００１２】以下、具体例について説明する。
【００１３】Ｔｉ−６重量％Ａｌ−４重量％Ｖ合金より
構成された基体の表面に、粒度１５０〜４００メッシュ
の純Ａｌ粉末を各種割合で配置し、次いで出力５ｋＷの
レーザ装置を用いて基体表面に局部溶解合金化処理を施
し、その後処理部分を直ちに再凝固させて厚さ約０．５
mmの表層部を形成した。
構成された基体の表面に、粒度１５０〜４００メッシュ
の純Ａｌ粉末を各種割合で配置し、次いで出力５ｋＷの
レーザ装置を用いて基体表面に局部溶解合金化処理を施
し、その後処理部分を直ちに再凝固させて厚さ約０．５
mmの表層部を形成した。
【００１４】表１は、純Ａｌ粉末の割合と各種表層部Ｓ
1 〜Ｓ11の組成との関係を示す。表層部の組成分析はＥ
ＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザ）のＺＡＦ補
正により行った。
1 〜Ｓ11の組成との関係を示す。表層部の組成分析はＥ
ＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザ）のＺＡＦ補
正により行った。
【００１５】
【表１】 各種構造部材よりチップを製作し、またバルブガイド材
よりディスクを製作してチップオンディスク摩耗試験を
行い、荷重および摩擦による横方向の抗力からチップの
摩擦係数を測定すると共に焼付き限界荷重を求めた。こ
の場合、焼付きは、摩擦係数の急上昇と音で判断した。
よりディスクを製作してチップオンディスク摩耗試験を
行い、荷重および摩擦による横方向の抗力からチップの
摩擦係数を測定すると共に焼付き限界荷重を求めた。こ
の場合、焼付きは、摩擦係数の急上昇と音で判断した。
【００１６】試験条件は次の通りである。
【００１７】ディスク回転数は８３８rpm （周速度５７
８９mm／sec ）であり、これは、エンジン回転数７００
０rpm のときの吸気バルブのステム摺動速度に相当す
る。
８９mm／sec ）であり、これは、エンジン回転数７００
０rpm のときの吸気バルブのステム摺動速度に相当す
る。
【００１８】チップに対する荷重は、４９Ｎ（５kgｆ）
より順次４９Ｎ宛段階的に増加させた。この場合、最初
に４９Ｎで５分間のならしを行い、以後１分経過毎に４
９Ｎ宛荷重を増加させ、荷重２９４Ｎ（３０kgｆ）以後
は９８Ｎ（１０kgｆ）／minで段階的に荷重を増加させ
た。
より順次４９Ｎ宛段階的に増加させた。この場合、最初
に４９Ｎで５分間のならしを行い、以後１分経過毎に４
９Ｎ宛荷重を増加させ、荷重２９４Ｎ（３０kgｆ）以後
は９８Ｎ（１０kgｆ）／minで段階的に荷重を増加させ
た。
【００１９】オイル供給量は１ｃｃ／min であり、また
チップおよびディスク共に３μｍのダイヤモンドバフ仕
上げを施した。
チップおよびディスク共に３μｍのダイヤモンドバフ仕
上げを施した。
【００２０】図２は、各種表層部Ｓ1 〜Ｓ11におけるＡ
ｌ含有量と摩擦係数との関係を示し、また図３は各種表
層部Ｓ1 〜Ｓ11におけるＡｌ含有量と焼付き限界荷重と
の関係を示す。
ｌ含有量と摩擦係数との関係を示し、また図３は各種表
層部Ｓ1 〜Ｓ11におけるＡｌ含有量と焼付き限界荷重と
の関係を示す。
【００２１】図２において、Ａｌ＜４１原子％では、表
層部は体積分率ＶｆがＶｆ＜８０％のγ相およびα2 相
より構成される。また４１原子％≦Ａｌ＜４９原子％で
は、表層部は体積分率Ｖｆ≧８０％のγ相およびα2 相
より構成される。さらに４９原子％≦Ａｌ≦５７原子％
では、表層部はγ相のみから構成される。またＡｌ＞５
７原子％では、表層部はγ相（体積分率Ｖｆ＜８０％）
およびＡｌ2 Ｔｉ相またはγ相（体積分率Ｖｆ＜８０
％）およびＡｌ3 Ｔｉ相より構成される。
層部は体積分率ＶｆがＶｆ＜８０％のγ相およびα2 相
より構成される。また４１原子％≦Ａｌ＜４９原子％で
は、表層部は体積分率Ｖｆ≧８０％のγ相およびα2 相
より構成される。さらに４９原子％≦Ａｌ≦５７原子％
では、表層部はγ相のみから構成される。またＡｌ＞５
７原子％では、表層部はγ相（体積分率Ｖｆ＜８０％）
およびＡｌ2 Ｔｉ相またはγ相（体積分率Ｖｆ＜８０
％）およびＡｌ3 Ｔｉ相より構成される。
【００２２】図２，図３から明らかなように、表層部の
Ａｌ含有量を４１原子％≦Ａｌ≦５７原子％に設定する
ことによって、表層部の摩擦係数を低くすると共に焼付
き限界荷重を高くすることができる。
Ａｌ含有量を４１原子％≦Ａｌ≦５７原子％に設定する
ことによって、表層部の摩擦係数を低くすると共に焼付
き限界荷重を高くすることができる。
【００２３】図４は、各種表層部におけるγ相の体積分
率Ｖｆと摩擦係数との関係を示し、また図５は各種表層
部におけるγ相の体積分率Ｖｆと焼付き限界荷重との関
係を示す。
率Ｖｆと摩擦係数との関係を示し、また図５は各種表層
部におけるγ相の体積分率Ｖｆと焼付き限界荷重との関
係を示す。
【００２４】図４，図５から明らかなように、表層部に
おけるγ相の体積分率Ｖｆを８０％≦Ｖｆ≦１００％に
設定することによって、前記同様の摺動特性を得ること
ができる。
おけるγ相の体積分率Ｖｆを８０％≦Ｖｆ≦１００％に
設定することによって、前記同様の摺動特性を得ること
ができる。
【００２５】図６は、Ｔｉ−６重量％Ａｌ−４重量％Ｖ
合金よりなる基体と表層部との摩擦係数を比較したもの
であり、また図７は、前記基体と表層部との焼付き限界
荷重を比較したものである。表層部は前記表層部Ｓ8 に
該当する。
合金よりなる基体と表層部との摩擦係数を比較したもの
であり、また図７は、前記基体と表層部との焼付き限界
荷重を比較したものである。表層部は前記表層部Ｓ8 に
該当する。
【００２６】図６，図７から明らかなように、本発明に
係る表層部Ｓ8 は基体に比べて摺動特性が大幅に向上し
ていることが判る。
係る表層部Ｓ8 は基体に比べて摺動特性が大幅に向上し
ていることが判る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、表層部の構成を前記の
ように特定することによって、優れた耐摩耗性を有する
Ｔｉ合金製構造部材を提供することができる。
ように特定することによって、優れた耐摩耗性を有する
Ｔｉ合金製構造部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】構造部材の縦断面図である。
【図２】表層部におけるＡｌ含有量と摩擦係数との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】表層部におけるＡｌ含有量と焼付き限界荷重と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図４】表層部におけるγ相の体積分率と摩擦係数との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図５】表層部におけるγ相の体積分率と焼付き限界荷
重との関係を示すグラフである。
重との関係を示すグラフである。
【図６】基体と表層部との摩擦係数を比較したグラフで
ある。
ある。
【図７】基体と表層部との焼付き限界荷重を比較したグ
ラフである。
ラフである。
Ｍ 構造部材 Ｓ 表層部 Ｂ 基体
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔｉ合金製基体（Ｂ）と、その基体
（Ｂ）と一体の耐摩耗性表層部（Ｓ）とよりなり、その
表層部（Ｓ）は、４１原子％≦Ａｌ≦５７原子％および
残部Ｔｉの組成を有し、また体積分率ＶｆがＶｆ≧８０
％のγ相を含むことを特徴とする耐摩耗性Ｔｉ合金製構
造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23063591A JPH0565670A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 耐摩耗性Ｔｉ合金製構造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23063591A JPH0565670A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 耐摩耗性Ｔｉ合金製構造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565670A true JPH0565670A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16910883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23063591A Pending JPH0565670A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 耐摩耗性Ｔｉ合金製構造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565670A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072984A1 (fr) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Nsk Ltd. | Roulement |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP23063591A patent/JPH0565670A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072984A1 (fr) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Nsk Ltd. | Roulement |
| CN100353083C (zh) * | 2002-02-27 | 2007-12-05 | 日本精工株式会社 | 滚动轴承 |
| US7547146B2 (en) | 2002-02-27 | 2009-06-16 | Nsk Ltd. | Rolling bearing seal or shield member |
| EP1479950A4 (en) * | 2002-02-27 | 2011-04-13 | Nsk Ltd | ROLLING |
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