JPH0598368A - 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 - Google Patents
高密度粉末焼結チタン合金の製造方法Info
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- JPH0598368A JPH0598368A JP3260690A JP26069091A JPH0598368A JP H0598368 A JPH0598368 A JP H0598368A JP 3260690 A JP3260690 A JP 3260690A JP 26069091 A JP26069091 A JP 26069091A JP H0598368 A JPH0598368 A JP H0598368A
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- titanium
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- titanium alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】十分な高密度化を図ることができる高密度粉末
焼結チタン合金の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】チタン粉末と予め合金化された合金粉末とを混
合し、その混合粉末を成形・焼結して高密度粉末焼結チ
タン合金を製造するにあたり、チタン粉末として、スポ
ンジチタンをＮａＣｌ又はＭｇＣｌ2 が可溶な溶媒中で
粉砕したものを用いる。
焼結チタン合金の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】チタン粉末と予め合金化された合金粉末とを混
合し、その混合粉末を成形・焼結して高密度粉末焼結チ
タン合金を製造するにあたり、チタン粉末として、スポ
ンジチタンをＮａＣｌ又はＭｇＣｌ2 が可溶な溶媒中で
粉砕したものを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車部品等に好適
な高密度粉末焼結チタン合金の製造方法に関する。
な高密度粉末焼結チタン合金の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】チタン合金は軽量かつ高強度であり、しか
も耐食性に優れているため産業部品から民生部品まで幅
広い応用が期待されている。特に、このような性質を生
かして自動車部品に適用することが検討されている。し
かし、チタンは難加工性材料であるため、溶製材から機
械加工あるいは冷間加工によって製造する方法では、機
械的性質の優れたものが得られるが、コストが高いとい
う欠点がある。このような欠点を回避するため、チタン
合金の素粉末を混合し、所定の形状に成形した後、真空
焼成して焼結体を得る粉末冶金技術の適用が試みられて
いる。
も耐食性に優れているため産業部品から民生部品まで幅
広い応用が期待されている。特に、このような性質を生
かして自動車部品に適用することが検討されている。し
かし、チタンは難加工性材料であるため、溶製材から機
械加工あるいは冷間加工によって製造する方法では、機
械的性質の優れたものが得られるが、コストが高いとい
う欠点がある。このような欠点を回避するため、チタン
合金の素粉末を混合し、所定の形状に成形した後、真空
焼成して焼結体を得る粉末冶金技術の適用が試みられて
いる。
【０００３】しかしながら、粉末冶金技術を用いた場
合、製品に空孔が残留するため、機械的性質、特に疲労
強度が低下する。空孔を消滅させるためには、焼結後に
ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）等の２次加工を用いればよ
いが、このような方法を採用するとコストが上昇してし
まい、粉末冶金のメリットを失ってしまう。
合、製品に空孔が残留するため、機械的性質、特に疲労
強度が低下する。空孔を消滅させるためには、焼結後に
ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）等の２次加工を用いればよ
いが、このような方法を採用するとコストが上昇してし
まい、粉末冶金のメリットを失ってしまう。
【０００４】コストを上昇させることなく高密度のチタ
ン焼結体を得るための注目すべき技術として、特公平２
−５０１７２に開示された方法がある。この方法は、予
めチタン合金を構成する合金元素により所定粒径の予合
金（マスタ−アロイ）を作成し、この予合金と所定粒径
のチタン粉末とを混合し、理論値の８０〜９０％の密度
を有する圧粉体とし、これを液相が生じる温度未満で焼
結するものである。
ン焼結体を得るための注目すべき技術として、特公平２
−５０１７２に開示された方法がある。この方法は、予
めチタン合金を構成する合金元素により所定粒径の予合
金（マスタ−アロイ）を作成し、この予合金と所定粒径
のチタン粉末とを混合し、理論値の８０〜９０％の密度
を有する圧粉体とし、これを液相が生じる温度未満で焼
結するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特公平２−
５０１７２に開示された技術に限らず、粉末冶金技術に
より焼結合金を製造する場合には、チタン原料として一
般的にスポンジチタンが用いられている。しかしなが
ら、チタン原料として所定粒度のスポンジチタンをその
まま用いた場合には、ある程度の高密度化は図れるもの
の、未だ十分な密度を達成することができない。
５０１７２に開示された技術に限らず、粉末冶金技術に
より焼結合金を製造する場合には、チタン原料として一
般的にスポンジチタンが用いられている。しかしなが
ら、チタン原料として所定粒度のスポンジチタンをその
まま用いた場合には、ある程度の高密度化は図れるもの
の、未だ十分な密度を達成することができない。
【０００６】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、十分な高密度化を図ることができる高密度
粉末焼結チタン合金の製造方法を提供することを目的と
する。
のであって、十分な高密度化を図ることができる高密度
粉末焼結チタン合金の製造方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記課題を解決するために、チタン粉末と予め合金化され
た合金粉末とを混合し、その混合粉末を成形して焼結す
る高密度粉末焼結チタン合金の製造方法であって、前記
チタン粉末として、スポンジチタンをＮａＣｌ又はＭｇ
Ｃｌ2 が可溶な溶媒中で粉砕したものを用いることを特
徴とする高密度粉末焼結チタン合金の製造方法を提供す
る。
記課題を解決するために、チタン粉末と予め合金化され
た合金粉末とを混合し、その混合粉末を成形して焼結す
る高密度粉末焼結チタン合金の製造方法であって、前記
チタン粉末として、スポンジチタンをＮａＣｌ又はＭｇ
Ｃｌ2 が可溶な溶媒中で粉砕したものを用いることを特
徴とする高密度粉末焼結チタン合金の製造方法を提供す
る。
【０００８】本願発明者等が、チタン原料としてスポン
ジチタンをそのまま用いることにより十分な高密度化を
図ることができない原因について検討を重ねた結果、以
下の知見を得るに至った。
ジチタンをそのまま用いることにより十分な高密度化を
図ることができない原因について検討を重ねた結果、以
下の知見を得るに至った。
【０００９】（１）スポンジチタンはＴｉＣｌ4 をＮａ
又はＭｇで還元して製造されるので、粉末粒子内にＮａ
Ｃｌ又はＭｇＣｌ2 が残存する。その量は、Ｎａを用い
るハンタ−法の場合には、Ｃｌとして０．１０〜０．２
０％、Ｍｇを用いるクロ−ル法の場合でＣｌとして０．
０８％程度である。ＮａＣｌ，ＭｇＣｌ2 の分解により
生じるこのＣｌはＴｉに溶解しないため、焼結時に発生
するＣｌガスに起因するポアが組織中に生成し、これが
そのまま残存して、図１に示すように高密度化を妨げ
る。 （２）チタン粉末として粒度が大きいもの使用するとマ
スタ−アロイとの混合不均一、接触面積（反応面積）の
不足などにより、やはり高密度化を妨げる。
又はＭｇで還元して製造されるので、粉末粒子内にＮａ
Ｃｌ又はＭｇＣｌ2 が残存する。その量は、Ｎａを用い
るハンタ−法の場合には、Ｃｌとして０．１０〜０．２
０％、Ｍｇを用いるクロ−ル法の場合でＣｌとして０．
０８％程度である。ＮａＣｌ，ＭｇＣｌ2 の分解により
生じるこのＣｌはＴｉに溶解しないため、焼結時に発生
するＣｌガスに起因するポアが組織中に生成し、これが
そのまま残存して、図１に示すように高密度化を妨げ
る。 （２）チタン粉末として粒度が大きいもの使用するとマ
スタ−アロイとの混合不均一、接触面積（反応面積）の
不足などにより、やはり高密度化を妨げる。
【００１０】この発明は、このような本願発明者等の知
見に基づいてなされたものである。すなわち、チタン粉
末としてのスポンジチタンをＮａＣｌ又はＭｇＣｌ2 が
可溶な溶媒中で粉砕することにより、チタン粉末からＣ
ｌを除去することができ、しかもチタン粉末を微細化す
ることができる。
見に基づいてなされたものである。すなわち、チタン粉
末としてのスポンジチタンをＮａＣｌ又はＭｇＣｌ2 が
可溶な溶媒中で粉砕することにより、チタン粉末からＣ
ｌを除去することができ、しかもチタン粉末を微細化す
ることができる。
【００１１】なお、この場合の溶媒としては、ＮａＣｌ
又はＭｇＣｌ2 が可溶なものであれば良く、ＮａＣｌの
場合には例えば水、ＭｇＣｌ2 の場合には例えばアルコ
−ル類がある。また、粉砕の方法は特に限定されるもの
ではないが、ボ−ルミル及びアトライタ等を好適に用い
ることができる。
又はＭｇＣｌ2 が可溶なものであれば良く、ＮａＣｌの
場合には例えば水、ＭｇＣｌ2 の場合には例えばアルコ
−ル類がある。また、粉砕の方法は特に限定されるもの
ではないが、ボ−ルミル及びアトライタ等を好適に用い
ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例について詳細に説明
する。
する。
【００１３】Ｔｉ原料粉末としてＮａで還元したスポン
ジチタンの篩下（平均粒径１００μｍ程度、これをスポ
ンジファインと称する）を用いた。このスポンジファイ
ン１ｋｇを鋼球１０ｋｇが入ったボ−ルミル（容積５リ
ットル）に純水１リットルと共に装入し、２時間粉砕し
た。粉砕前後のスポンジチタンに含まれるＣｌ量を測定
した結果、粉砕前０．２０％であったのに対し、粉砕後
は０．０５％であり、ＮａＣｌとして存在する塩素分が
水に溶解して除去されたことが確認された。また、この
粉砕後のチタン粉末の平均粒径は７０μｍであった。
ジチタンの篩下（平均粒径１００μｍ程度、これをスポ
ンジファインと称する）を用いた。このスポンジファイ
ン１ｋｇを鋼球１０ｋｇが入ったボ−ルミル（容積５リ
ットル）に純水１リットルと共に装入し、２時間粉砕し
た。粉砕前後のスポンジチタンに含まれるＣｌ量を測定
した結果、粉砕前０．２０％であったのに対し、粉砕後
は０．０５％であり、ＮａＣｌとして存在する塩素分が
水に溶解して除去されたことが確認された。また、この
粉砕後のチタン粉末の平均粒径は７０μｍであった。
【００１４】このチタン粉末にマスタ−アロイ（６０Ａ
ｌ−４０Ｖ）を添加し、Ｖブレンダ−にて混合し、Ｔｉ
−６Ａｌ−４Ｖの原料粉末を作成した。なお、マスタ−
アロイの平均粒径は５μｍであった。この原料粉末を６
ton ／cm2 の圧力で成形して寸法が１２×１２×６０mm
の成形体を得、この成形体を１２６０℃で焼結して焼結
チタン合金を製造した。
ｌ−４０Ｖ）を添加し、Ｖブレンダ−にて混合し、Ｔｉ
−６Ａｌ−４Ｖの原料粉末を作成した。なお、マスタ−
アロイの平均粒径は５μｍであった。この原料粉末を６
ton ／cm2 の圧力で成形して寸法が１２×１２×６０mm
の成形体を得、この成形体を１２６０℃で焼結して焼結
チタン合金を製造した。
【００１５】比較のため、純水中での粉砕を行っていな
いスポンジチタンを用いて、同様に原料粉末を作成し、
６ton ／cm2 の圧力で成形し、１２６０℃で焼結して焼
結チタン合金を製造した。この際の焼結体の特性を表１
に示す。
いスポンジチタンを用いて、同様に原料粉末を作成し、
６ton ／cm2 の圧力で成形し、１２６０℃で焼結して焼
結チタン合金を製造した。この際の焼結体の特性を表１
に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この表１に示すように、本発明に基づいて
製造した焼結体は、密度及び引張強度がスポンジチタン
をそのまま用いた焼結体よりも高いことがわかる。すな
わち、本発明の方法を用いることにより、Ｃｌに起因す
るポアが減少し、しかもチタン粉末が微細化されたこと
から、焼結が促進され、その結果密度が上昇し、引張強
度も上昇することが確認された。
製造した焼結体は、密度及び引張強度がスポンジチタン
をそのまま用いた焼結体よりも高いことがわかる。すな
わち、本発明の方法を用いることにより、Ｃｌに起因す
るポアが減少し、しかもチタン粉末が微細化されたこと
から、焼結が促進され、その結果密度が上昇し、引張強
度も上昇することが確認された。
【００１８】
【発明の効果】この発明によれば、十分な高密度化を図
ることができる高密度粉末焼結チタン合金の製造方法が
提供される。
ることができる高密度粉末焼結チタン合金の製造方法が
提供される。
【図１】Ｃｌ含有量と密度との関係を示す図。
Claims (1)
- 【請求項１】 チタン粉末と予め合金化された合金粉末
とを混合し、その混合粉末を成形して焼結する高密度粉
末焼結チタン合金の製造方法であって、前記チタン粉末
として、スポンジチタンをＮａＣｌ又はＭｇＣｌ2 が可
溶な溶媒中で粉砕したものを用いることを特徴とする高
密度粉末焼結チタン合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260690A JP2576319B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260690A JP2576319B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598368A true JPH0598368A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2576319B2 JP2576319B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=17351425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3260690A Expired - Lifetime JP2576319B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 高密度粉末焼結チタン合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576319B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537654A (ja) * | 2001-08-16 | 2004-12-16 | ビーエイチピー ビリトン イノベーション プロプライアタリー リミテッド | チタン及びチタン合金製品の製造方法 |
| WO2007135806A1 (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Osaka Titanium Technologies Co., Ltd. | チタン系合金球状粉末の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP3260690A patent/JP2576319B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537654A (ja) * | 2001-08-16 | 2004-12-16 | ビーエイチピー ビリトン イノベーション プロプライアタリー リミテッド | チタン及びチタン合金製品の製造方法 |
| WO2007135806A1 (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Osaka Titanium Technologies Co., Ltd. | チタン系合金球状粉末の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2576319B2 (ja) | 1997-01-29 |
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