JPH0790414A - 耐摩耗性に優れたＴｉ−Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ及びその製造方法 - Google Patents
耐摩耗性に優れたＴｉ−Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ及びその製造方法Info
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- JPH0790414A JPH0790414A JP5233427A JP23342793A JPH0790414A JP H0790414 A JPH0790414 A JP H0790414A JP 5233427 A JP5233427 A JP 5233427A JP 23342793 A JP23342793 A JP 23342793A JP H0790414 A JPH0790414 A JP H0790414A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 割れ等の不具合を生ずることなく且つ生産性
を低下させることなく、必要とされる部分の耐摩耗性を
向上することができる、耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系
金属間化合物製吸排気バルブ及びその製造方法を提供す
ること。との接合方法を提供すること。 【構成】 Ａｌ；３５〜５０at％、残部Ｔｉの配合組成
としたＴｉとＡｌの混合粉末を反応焼結で合成すること
により製造されたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物よりなり、
吸排気バルブのフェイス，ステム，ステムエンドのうち
１か所以上に、平均粒子径０.５〜２０μmで合計体積率
０.５〜３０％のＴｉＢ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，Ｓｉ
Ｃ，ＴｉＣ，ＷＣ，Ｓｉ3Ｎ4のうち１種以上のセラミッ
クス粒子を含むことを特徴とする耐摩耗性に優れたＴｉ
-Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ。
を低下させることなく、必要とされる部分の耐摩耗性を
向上することができる、耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系
金属間化合物製吸排気バルブ及びその製造方法を提供す
ること。との接合方法を提供すること。 【構成】 Ａｌ；３５〜５０at％、残部Ｔｉの配合組成
としたＴｉとＡｌの混合粉末を反応焼結で合成すること
により製造されたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物よりなり、
吸排気バルブのフェイス，ステム，ステムエンドのうち
１か所以上に、平均粒子径０.５〜２０μmで合計体積率
０.５〜３０％のＴｉＢ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，Ｓｉ
Ｃ，ＴｉＣ，ＷＣ，Ｓｉ3Ｎ4のうち１種以上のセラミッ
クス粒子を含むことを特徴とする耐摩耗性に優れたＴｉ
-Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車分野等の内燃機
関において、軽量，高温強度，高比剛性，耐摩耗性が要
求される吸排気バルブ及びその製造方法に関し、詳しく
は、耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸排
気バルブ及びその製造方法に関する。
関において、軽量，高温強度，高比剛性，耐摩耗性が要
求される吸排気バルブ及びその製造方法に関し、詳しく
は、耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸排
気バルブ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境保護及び省エネの観点から、
自動車部材の軽量化が注目されており、特に、従来の鉄
系部材から軽量のアルミニウム系部材への転換が検討さ
れている。ところが、自動車部材、とりわけエンジンま
わりの部材には摺動部材が多く、鉄系からアルミニウム
系へ一部の部材を置き換えた場合には、摩耗が激しく実
用上問題となることが多い。そのため、軽量かつ耐摩耗
性に優れた部材の登場が待たれている。
自動車部材の軽量化が注目されており、特に、従来の鉄
系部材から軽量のアルミニウム系部材への転換が検討さ
れている。ところが、自動車部材、とりわけエンジンま
わりの部材には摺動部材が多く、鉄系からアルミニウム
系へ一部の部材を置き換えた場合には、摩耗が激しく実
用上問題となることが多い。そのため、軽量かつ耐摩耗
性に優れた部材の登場が待たれている。
【０００３】この点から、軽量で強度及び耐熱性に優れ
ているＴｉ-Ａｌ系金属間化合物は、自動車部材への適
用が期待されており、高温で使用される摺動部材に検討
がされつつある。特に、バルブのフェイス面，ステムエ
ンド，ステム側面は、他部材との摩擦が生じる部分であ
るので耐摩耗性が要求されるが、従来のＴｉ-Ａｌ系の
部材では耐摩耗性が十分でなく、何らかの改善策が必要
であった。
ているＴｉ-Ａｌ系金属間化合物は、自動車部材への適
用が期待されており、高温で使用される摺動部材に検討
がされつつある。特に、バルブのフェイス面，ステムエ
ンド，ステム側面は、他部材との摩擦が生じる部分であ
るので耐摩耗性が要求されるが、従来のＴｉ-Ａｌ系の
部材では耐摩耗性が十分でなく、何らかの改善策が必要
であった。
【０００４】一般に、Ｔｉ-Ａｌ系金属間化合物は、プ
ラズマアーク等の溶製法で作製されることが多いが、住
友軽金属技報第３２巻（1991）p.95に示されるように、
Ｔｉ粉末とＡｌ合金粉末を原料とする反応焼結法によっ
ても作製することができる。この反応焼結法によると、
セラミックス粒子等の粒子を素材中に分散させることが
可能であるので、Ｔｉ-Ａｌ系金属間化合物の強度を向
上させるために、セラミックス粒子等の硬い粒子を素材
中に分散させる方法が、「強度に優れたＴｉＡｌ基複合
材料およびその製造方法」として、特開平５−７８７６
２号公報に記載されている。
ラズマアーク等の溶製法で作製されることが多いが、住
友軽金属技報第３２巻（1991）p.95に示されるように、
Ｔｉ粉末とＡｌ合金粉末を原料とする反応焼結法によっ
ても作製することができる。この反応焼結法によると、
セラミックス粒子等の粒子を素材中に分散させることが
可能であるので、Ｔｉ-Ａｌ系金属間化合物の強度を向
上させるために、セラミックス粒子等の硬い粒子を素材
中に分散させる方法が、「強度に優れたＴｉＡｌ基複合
材料およびその製造方法」として、特開平５−７８７６
２号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載されている技術では、耐摩耗性については着目
されておらず、この技術では、強度が向上するという利
点があるが、材料全体にセラミックス粒子が含まれてい
るので、常温延性が低下し、バルブ本来の特性である強
靱性が損なわれる恐れがある。また、セラミックス粒子
を含む部材は、一般にセラミックス粒子を含まないもの
に比べて切削が困難であるので、バルブの仕上げ切削加
工が難しくなるという問題がある。
報に記載されている技術では、耐摩耗性については着目
されておらず、この技術では、強度が向上するという利
点があるが、材料全体にセラミックス粒子が含まれてい
るので、常温延性が低下し、バルブ本来の特性である強
靱性が損なわれる恐れがある。また、セラミックス粒子
を含む部材は、一般にセラミックス粒子を含まないもの
に比べて切削が困難であるので、バルブの仕上げ切削加
工が難しくなるという問題がある。
【０００６】この対策として、セラミックス粒子が分散
された複合金属間化合物を、バルブの摩擦が生じる部分
（フェイス面，ステムエンド，ステム側面）のみに存在
させることにより、バルブ本来の強靱性を損なわずに、
バルブの耐摩耗性を改善することが考えられている。例
えばバルブの耐摩耗性が必要な部位のみに粒子を添加、
析出させる方法として、特開昭６２−６１１号公報，特
開平３−１８０４７９号公報，特開平３−２１５６５４
号公報に記載されている技術が公知である。
された複合金属間化合物を、バルブの摩擦が生じる部分
（フェイス面，ステムエンド，ステム側面）のみに存在
させることにより、バルブ本来の強靱性を損なわずに、
バルブの耐摩耗性を改善することが考えられている。例
えばバルブの耐摩耗性が必要な部位のみに粒子を添加、
析出させる方法として、特開昭６２−６１１号公報，特
開平３−１８０４７９号公報，特開平３−２１５６５４
号公報に記載されている技術が公知である。
【０００７】しかしながら、これらはいずれも肉盛り等
の溶融処理であるので、本願発明の目的には利用できな
い。つまり、Ｔｉ-Ａｌ系の様に延性の低い材料は、肉
盛りのような部分的溶融を伴う処理を行うと、凝固収縮
時に発生する内部応力のために割れが生じ易いという問
題がある。これを防ぐためには、十分な予熱，後熱等の
処理が必要となり、著しく生産性が低下するという別の
問題が生じてしまうので好ましくない。
の溶融処理であるので、本願発明の目的には利用できな
い。つまり、Ｔｉ-Ａｌ系の様に延性の低い材料は、肉
盛りのような部分的溶融を伴う処理を行うと、凝固収縮
時に発生する内部応力のために割れが生じ易いという問
題がある。これを防ぐためには、十分な予熱，後熱等の
処理が必要となり、著しく生産性が低下するという別の
問題が生じてしまうので好ましくない。
【０００８】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れ、割れ等の不具合を生ずることなく且つ生産性を低下
させることなく、必要とされる部分の耐摩耗性を向上す
ることができる、耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間
化合物製吸排気バルブ及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
れ、割れ等の不具合を生ずることなく且つ生産性を低下
させることなく、必要とされる部分の耐摩耗性を向上す
ることができる、耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間
化合物製吸排気バルブ及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明は、Ａｌを３５〜５０at％含むＴｉと
Ａｌの混合粉末を反応焼結で合成することにより製造さ
れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物よりなり、吸排気バルブ
のフェイス，ステム，ステムエンドのうち１か所以上
に、平均粒子径０.５〜２０μmで合計体積率０.５〜３
０％のＴｉＢ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｉＣ，ＴｉＣ，
ＷＣ，Ｓｉ3Ｎ4のうち１種以上のセラミックス粒子を含
むことを特徴とする耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属
間化合物製吸排気バルブを要旨とする。
の請求項１の発明は、Ａｌを３５〜５０at％含むＴｉと
Ａｌの混合粉末を反応焼結で合成することにより製造さ
れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物よりなり、吸排気バルブ
のフェイス，ステム，ステムエンドのうち１か所以上
に、平均粒子径０.５〜２０μmで合計体積率０.５〜３
０％のＴｉＢ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｉＣ，ＴｉＣ，
ＷＣ，Ｓｉ3Ｎ4のうち１種以上のセラミックス粒子を含
むことを特徴とする耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属
間化合物製吸排気バルブを要旨とする。
【００１０】請求項２の発明は、前記請求項１記載の混
合粉末に、更にＭｎを０.０５〜５at％含むことを特徴
とする耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸
排気バルブを要旨とする。
合粉末に、更にＭｎを０.０５〜５at％含むことを特徴
とする耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸
排気バルブを要旨とする。
【００１１】請求項３の発明は、チタン粉末とＡｌ粉末
又はＡｌ-Ｍｎ合金粉末とを、Ａｌ；３５〜５０at％及
び残部Ｔｉ、又はＡｌ；３５〜５０at％，Ｍｎ；０.０
５〜５at％及び残部Ｔｉの組成になる様に混合し、該混
合粉末を固化成形した後に、鍛造又は切削して略バルブ
形状の第１部材とするとともに、前記混合粉末に用いた
粉末と、平均粒子径０.５〜２０μmで合計体積率０.５
〜３０％のＴｉＢ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｉＣ，Ｔｉ
Ｃ，ＷＣ，Ｓｉ3Ｎ4のうち１種以上のセラミックス粒子
とを混合し、該セラミックス混合粉末を固化成形した後
に、鍛造又は切削して前記第１部材を補う所定形状の第
２部材とし、前記第１部材と第２部材とを組み合わせ
て、反応焼結を行うための熱処理をすることを特徴とす
る耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸排気
バルブの製造方法を要旨とする。
又はＡｌ-Ｍｎ合金粉末とを、Ａｌ；３５〜５０at％及
び残部Ｔｉ、又はＡｌ；３５〜５０at％，Ｍｎ；０.０
５〜５at％及び残部Ｔｉの組成になる様に混合し、該混
合粉末を固化成形した後に、鍛造又は切削して略バルブ
形状の第１部材とするとともに、前記混合粉末に用いた
粉末と、平均粒子径０.５〜２０μmで合計体積率０.５
〜３０％のＴｉＢ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｉＣ，Ｔｉ
Ｃ，ＷＣ，Ｓｉ3Ｎ4のうち１種以上のセラミックス粒子
とを混合し、該セラミックス混合粉末を固化成形した後
に、鍛造又は切削して前記第１部材を補う所定形状の第
２部材とし、前記第１部材と第２部材とを組み合わせ
て、反応焼結を行うための熱処理をすることを特徴とす
る耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸排気
バルブの製造方法を要旨とする。
【００１２】ここで、前記反応焼結を行うための熱処理
とは、ＴｉとＡｌとを反応させて均質なＴｉＡｌとする
処理のことであり、通常は、３０Mpa以上の圧力下で５
６０℃で反応させ、その後１１７０〜１４００℃の温度
で均質化する。次に、前記特許請求の範囲の数値を限定
した理由を説明する。
とは、ＴｉとＡｌとを反応させて均質なＴｉＡｌとする
処理のことであり、通常は、３０Mpa以上の圧力下で５
６０℃で反応させ、その後１１７０〜１４００℃の温度
で均質化する。次に、前記特許請求の範囲の数値を限定
した理由を説明する。
【００１３】（１）セラミックス粒子径 下限値未満では、耐摩耗性が十分でない。上限値を越え
ると、加工が困難となる。 （２）セラミックス粒子添加量 下限値未満では、耐摩耗性が十分でない。上限値を越え
ると、加工が困難となる。
ると、加工が困難となる。 （２）セラミックス粒子添加量 下限値未満では、耐摩耗性が十分でない。上限値を越え
ると、加工が困難となる。
【００１４】（３）Ａｌ量 下限値未満では、耐摩耗性が低下する。上限値を越える
と、延性が低下する。 （４）Ｍｎ量 Ｍｎを添加することによりＴｉ-Ａｌ系金属間化合物の
延性が向上することは、既に、「Ｈigh Ｔemperature
Ｏrdered Ｉntermetallic compoundIII，MRS，133（1
989），p.391」に示されている。下限値未満では、延性
の改善効果がない。上限を越えると、延性が低下すると
ともに密度が増加する。
と、延性が低下する。 （４）Ｍｎ量 Ｍｎを添加することによりＴｉ-Ａｌ系金属間化合物の
延性が向上することは、既に、「Ｈigh Ｔemperature
Ｏrdered Ｉntermetallic compoundIII，MRS，133（1
989），p.391」に示されている。下限値未満では、延性
の改善効果がない。上限を越えると、延性が低下すると
ともに密度が増加する。
【００１５】
【作用】請求項１の発明では、軽量のＴｉ-Ａｌ系金属
間化合物にセラミックス粒子を添加すると、耐摩耗性が
向上するという知見を踏まえ、吸排気バルブの耐摩耗性
が要求される部分に、上述した範囲のセラミックス粒子
の粒子径および添加量のセラミックス粒子を含ませる。
これによって、バルブ本来の性質である強靱性を確保し
ながら、切削性をいたずらに低下させることもなく、耐
摩耗性を向上させたバルブを得ることが可能となった。
間化合物にセラミックス粒子を添加すると、耐摩耗性が
向上するという知見を踏まえ、吸排気バルブの耐摩耗性
が要求される部分に、上述した範囲のセラミックス粒子
の粒子径および添加量のセラミックス粒子を含ませる。
これによって、バルブ本来の性質である強靱性を確保し
ながら、切削性をいたずらに低下させることもなく、耐
摩耗性を向上させたバルブを得ることが可能となった。
【００１６】請求項２の発明では、所定量のＡｌ及びＴ
ｉに加えて更にＭｎを所定量含む混合粉末を使用するの
で、延性が向上することになる。請求項３の発明では、
チタン粉末とＡｌ粉末又はＡｌ-Ｍｎ合金粉末とからな
る混合粉末を用いて略バルブ形状の第１部材を形成し、
更に前記混合粉末に用いた粉末とセラミックス粒子とを
混合したセラミックス混合粉末を用いて第２部材を形成
し、この第１部材と第２部材とを組み合わせて所定高圧
下で所定温度で加熱する。つまり、ベースとなるＴｉ-
Ａｌの第１部材とセラミックスを含む第２部材とを、例
えば嵌め込みによって一体にした状態で、反応焼結のた
めの熱処理を施すので、所望の部分にセラミック粒子を
含ませた吸排気バルブを製造する方法が簡易化される。
ｉに加えて更にＭｎを所定量含む混合粉末を使用するの
で、延性が向上することになる。請求項３の発明では、
チタン粉末とＡｌ粉末又はＡｌ-Ｍｎ合金粉末とからな
る混合粉末を用いて略バルブ形状の第１部材を形成し、
更に前記混合粉末に用いた粉末とセラミックス粒子とを
混合したセラミックス混合粉末を用いて第２部材を形成
し、この第１部材と第２部材とを組み合わせて所定高圧
下で所定温度で加熱する。つまり、ベースとなるＴｉ-
Ａｌの第１部材とセラミックスを含む第２部材とを、例
えば嵌め込みによって一体にした状態で、反応焼結のた
めの熱処理を施すので、所望の部分にセラミック粒子を
含ませた吸排気バルブを製造する方法が簡易化される。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 ［実施例１］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６４：３６の比で混合後、寸法φ２００mm×φ１９
０mm×５００mmＬのアルミニウム容器に挿入し、容器を
５００℃に加熱しながら真空排気して１.３×１０-3Pa
の真空中で脱気処理を行った。その後、容器を４３０℃
に加熱しφ３７mmに押出した。得られた押出材からアル
ミニウム容器を外削除去し、図１（ａ）に示すバルブ形
状に切削加工した。これをＴｉ-３３.５mass％Ａｌ-２.
５mass％Ｍｎ（Ｔｉ-４７.３at％Ａｌ-１.７at％Ｍｎ）
の反応合成用素材（以下、素材Ａと称す）とした。
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６４：３６の比で混合後、寸法φ２００mm×φ１９
０mm×５００mmＬのアルミニウム容器に挿入し、容器を
５００℃に加熱しながら真空排気して１.３×１０-3Pa
の真空中で脱気処理を行った。その後、容器を４３０℃
に加熱しφ３７mmに押出した。得られた押出材からアル
ミニウム容器を外削除去し、図１（ａ）に示すバルブ形
状に切削加工した。これをＴｉ-３３.５mass％Ａｌ-２.
５mass％Ｍｎ（Ｔｉ-４７.３at％Ａｌ-１.７at％Ｍｎ）
の反応合成用素材（以下、素材Ａと称す）とした。
【００１８】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径５μ
mのＴｉＢ2粒子を体積で２５％混合した。この混合粉末
を寸法φ２００mm×φ１９０mm×５００mmＬのアルミニ
ウム容器に挿入し、容器を４５０℃に加熱しながら真空
排気して１.３×１０- 3Paの真空中で脱気処理を行っ
た。その後、容器を４５０℃に加熱しφ４０mmに押出し
た。得られた押出材からアルミニウム容器を外削除去
し、図１（ｂ）に示す様に切削加工して、（Ｔｉ-３３.
５mass％Ａｌ-２.５mass％Ｍｎ）＋２５vol％ＴｉＢ2の
反応合成用複合素材（以下、素材Ｂと称す）とした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径５μ
mのＴｉＢ2粒子を体積で２５％混合した。この混合粉末
を寸法φ２００mm×φ１９０mm×５００mmＬのアルミニ
ウム容器に挿入し、容器を４５０℃に加熱しながら真空
排気して１.３×１０- 3Paの真空中で脱気処理を行っ
た。その後、容器を４５０℃に加熱しφ４０mmに押出し
た。得られた押出材からアルミニウム容器を外削除去
し、図１（ｂ）に示す様に切削加工して、（Ｔｉ-３３.
５mass％Ａｌ-２.５mass％Ｍｎ）＋２５vol％ＴｉＢ2の
反応合成用複合素材（以下、素材Ｂと称す）とした。
【００１９】次に、図１（ｃ）に示す様に、素材Ａに素
材Ｂを嵌め込んで組合せ素材（以下、素材Ｃと称す）を
作成した。そして、この素材Ｃを、ＨＩＰ中にて８０Mp
aのＡｒガス圧力下で昇温中に反応焼結（５６０℃）さ
せて金属間化合物とした後、引き続いてＨＩＰ中にて１
３００℃×１０ｈの均質化のための熱処理を行った。均
質化処理時、雰囲気はＡｒガスで圧力は１８０MPaとし
た。その後、切削加工にて排気バルブに仕上げた。仕上
げたバルブは、フェイス，ステム側面，ステムエンドの
それぞれの部分の表面がセラミックス粒子を含む金属間
化合物となっていた。
材Ｂを嵌め込んで組合せ素材（以下、素材Ｃと称す）を
作成した。そして、この素材Ｃを、ＨＩＰ中にて８０Mp
aのＡｒガス圧力下で昇温中に反応焼結（５６０℃）さ
せて金属間化合物とした後、引き続いてＨＩＰ中にて１
３００℃×１０ｈの均質化のための熱処理を行った。均
質化処理時、雰囲気はＡｒガスで圧力は１８０MPaとし
た。その後、切削加工にて排気バルブに仕上げた。仕上
げたバルブは、フェイス，ステム側面，ステムエンドの
それぞれの部分の表面がセラミックス粒子を含む金属間
化合物となっていた。
【００２０】（実験例）次に、この実施例１のバルブを
用いた実験例について説明する。実施例１のバルブをエ
ンジンテストに供し、１００００rpmで２時間試験した
後のフェイス面，ステム側面，ステムエンドの摩耗量を
測定した。また、比較材として同エンジンテストに供し
た現行材（比較例試料No.９；ＳＵＨ３５）の摩耗量を
１として比較した。その結果を、素材Ｂの組成とともに
下記表１に記すが、摩耗量が現行材以下のものが良材で
ある。また、素材Ｂ成形時に、φ５mm×８mmの試験片を
切削加工後、常温圧縮試験に供した。その結果を同じく
表１に記す。
用いた実験例について説明する。実施例１のバルブをエ
ンジンテストに供し、１００００rpmで２時間試験した
後のフェイス面，ステム側面，ステムエンドの摩耗量を
測定した。また、比較材として同エンジンテストに供し
た現行材（比較例試料No.９；ＳＵＨ３５）の摩耗量を
１として比較した。その結果を、素材Ｂの組成とともに
下記表１に記すが、摩耗量が現行材以下のものが良材で
ある。また、素材Ｂ成形時に、φ５mm×８mmの試験片を
切削加工後、常温圧縮試験に供した。その結果を同じく
表１に記す。
【００２１】この実験から明かな様に、実施例１は、常
温圧縮伸びが１３％と大きく、且つ摩耗量も１.０以下
と現行材以下であるので好適である。 ［実施例２］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で７３：２７の比で混合した。その後、実施例１と同
様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を
行ってから押出しを行った。得られた押出材からアルミ
ニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削
加工した（素材Ａ）。
温圧縮伸びが１３％と大きく、且つ摩耗量も１.０以下
と現行材以下であるので好適である。 ［実施例２］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で７３：２７の比で混合した。その後、実施例１と同
様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を
行ってから押出しを行った。得られた押出材からアルミ
ニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削
加工した（素材Ａ）。
【００２２】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で７３：２７の比で混合後、これに平均粒径２μ
mのＡｌ2Ｏ3粒子を体積で５％混合した。その後、実施
例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱
気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材か
らアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応合
成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせ
て素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で７３：２７の比で混合後、これに平均粒径２μ
mのＡｌ2Ｏ3粒子を体積で５％混合した。その後、実施
例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱
気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材か
らアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応合
成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせ
て素材Ｃとした。
【００２３】素材ＣをＨＩＰ中で５０Mpaの圧力下で反
応焼結させ、引続きＨＩＰ中で１２５０℃に加熱して熱
処理を行い、実施例１と同様な実験を行った。その結果
を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例２は、
常温圧縮伸びが１８％と大きく、且つ摩耗量も０.９以
下と現行材以下であるので好適である。
応焼結させ、引続きＨＩＰ中で１２５０℃に加熱して熱
処理を行い、実施例１と同様な実験を行った。その結果
を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例２は、
常温圧縮伸びが１８％と大きく、且つ摩耗量も０.９以
下と現行材以下であるので好適である。
【００２４】［実施例３］水素化脱水素法で作製された
チタン粉末（１４９μm以下）とエアーアトマイズ法で
作製されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６
４：３６の比で混合した。その後、実施例１と同様に、
混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行って
から押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム
容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工し
た（素材Ａ）。
チタン粉末（１４９μm以下）とエアーアトマイズ法で
作製されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６
４：３６の比で混合した。その後、実施例１と同様に、
混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行って
から押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム
容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工し
た（素材Ａ）。
【００２５】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６４：３
６の比で混合後、これに平均粒径２μmのＴｉＣ粒子を
体積で５％混合した。その後、実施例１と同様に、混合
物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってから
押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容器
を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素材
Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６４：３
６の比で混合後、これに平均粒径２μmのＴｉＣ粒子を
体積で５％混合した。その後、実施例１と同様に、混合
物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってから
押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容器
を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素材
Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
【００２６】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例３
は、常温圧縮伸びが２５％と大きく、且つ摩耗量も０.
８以下と現行材以下であるので好適である。
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例３
は、常温圧縮伸びが２５％と大きく、且つ摩耗量も０.
８以下と現行材以下であるので好適である。
【００２７】［実施例４］水素化脱水素法で作製された
チタン粉末（１４９μm以下）とエアーアトマイズ法で
作製されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７
３：２７の比で混合した。その後、実施例１と同様に、
混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行って
から押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム
容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工し
た（素材Ａ）。
チタン粉末（１４９μm以下）とエアーアトマイズ法で
作製されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７
３：２７の比で混合した。その後、実施例１と同様に、
混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行って
から押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム
容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工し
た（素材Ａ）。
【００２８】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒアトマイズ法で作製され
たＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７３：２７の
比で混合後、これに平均粒径１０μmのＳｉＣ粒子を体
積で１０％混合した。その後、実施例１と同様に、混合
物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってから
押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容器
を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素材
Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒアトマイズ法で作製され
たＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７３：２７の
比で混合後、これに平均粒径１０μmのＳｉＣ粒子を体
積で１０％混合した。その後、実施例１と同様に、混合
物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってから
押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容器
を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素材
Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
【００２９】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例４
は、常温圧縮伸びが２０％と大きく、且つ摩耗量も１.
０以下と現行材以下であるので好適である。
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例４
は、常温圧縮伸びが２０％と大きく、且つ摩耗量も１.
０以下と現行材以下であるので好適である。
【００３０】［実施例５］Ｎａ法で作製されたスポンジ
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量６４：３６の比で混合した。その後、実施
例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱
気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材か
らアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形
状に切削加工した（素材Ａ）。
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量６４：３６の比で混合した。その後、実施
例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱
気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材か
らアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形
状に切削加工した（素材Ａ）。
【００３１】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径１μ
mのＺｒＯ2粒子を体積で２％混合した。その後、実施例
１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気
処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材から
アルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応合成
用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて
素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径１μ
mのＺｒＯ2粒子を体積で２％混合した。その後、実施例
１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気
処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材から
アルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応合成
用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて
素材Ｃとした。
【００３２】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例５
は、常温圧縮伸びが２２％と大きく、且つ摩耗量も１.
０以下と現行材以下であるので好適である。
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例５
は、常温圧縮伸びが２２％と大きく、且つ摩耗量も１.
０以下と現行材以下であるので好適である。
【００３３】［実施例６］Ｎａ法で作製されたスポンジ
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量で６４：３６の比で混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ
形状に切削加工した（素材Ａ）。
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量で６４：３６の比で混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ
形状に切削加工した（素材Ａ）。
【００３４】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径０.
８μmのWC粒子を体積で１％混合した。その後、実施例
１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気
処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材から
アルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応合成
用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて
素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径０.
８μmのWC粒子を体積で１％混合した。その後、実施例
１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気
処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材から
アルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応合成
用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて
素材Ｃとした。
【００３５】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例６
は、常温圧縮伸びが２０％と大きく、且つ摩耗量も０.
８以下と現行材以下であるので好適である。
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例６
は、常温圧縮伸びが２０％と大きく、且つ摩耗量も０.
８以下と現行材以下であるので好適である。
【００３６】［実施例７］Ｎａ法で作製されたスポンジ
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量で６４：３６の比で混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ
形状に切削加工した（素材Ａ）。
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量で６４：３６の比で混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ
形状に切削加工した（素材Ａ）。
【００３７】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径１５
μmのＳｉ3Ｎ4粒子を体積で８％混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応
合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わ
せて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径１５
μmのＳｉ3Ｎ4粒子を体積で８％混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応
合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わ
せて素材Ｃとした。
【００３８】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例７
は、常温圧縮伸びが１５％と大きく、且つ摩耗量も０.
８以下と現行材以下であるので好適である。
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例７
は、常温圧縮伸びが１５％と大きく、且つ摩耗量も０.
８以下と現行材以下であるので好適である。
【００３９】［実施例８］Ｎａ法で作製されたスポンジ
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-１７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm
以下）とを質量で５７：４３の比で混合した。その後、
実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入
し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押
出材からアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバ
ルブ形状に切削加工した（素材Ａ）。
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-１７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm
以下）とを質量で５７：４３の比で混合した。その後、
実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入
し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押
出材からアルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバ
ルブ形状に切削加工した（素材Ａ）。
【００４０】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-１７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）
とを質量で５７：４３の比で混合後、これに平均粒径１
０μmのＳｉＣ粒子を体積で１０％混合した。その後、
実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入
し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押
出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して
反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み
合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-１７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）
とを質量で５７：４３の比で混合後、これに平均粒径１
０μmのＳｉＣ粒子を体積で１０％混合した。その後、
実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入
し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押
出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して
反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み
合わせて素材Ｃとした。
【００４１】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例８
は、常温圧縮伸びが１５％と大きく、且つ摩耗量も０.
９以下と現行材以下であるので好適である。
結および熱処理を行い、また同様な実験を行った。その
結果を表１に記す。この実験から明かな様に、実施例８
は、常温圧縮伸びが１５％と大きく、且つ摩耗量も０.
９以下と現行材以下であるので好適である。
【００４２】
【表１】
【００４３】つまり、表１から明かな様に、延性を示す
常温圧縮伸びが１０％以上が好適品であるが、本実施例
１〜８のものは、いずれも常温圧縮伸びが１３％以上と
大きく優れている。しかも、耐摩耗性に関しても、本実
施例のものは、いずれも摩耗量が現行材と比較して少な
く好適である。尚、実施例８は、Ｍｎ量が多いので延性
に優れているが、５at％を上回るＭｎを添加しても効果
が飽和するだけなので、添加量は少なくてよい。
常温圧縮伸びが１０％以上が好適品であるが、本実施例
１〜８のものは、いずれも常温圧縮伸びが１３％以上と
大きく優れている。しかも、耐摩耗性に関しても、本実
施例のものは、いずれも摩耗量が現行材と比較して少な
く好適である。尚、実施例８は、Ｍｎ量が多いので延性
に優れているが、５at％を上回るＭｎを添加しても効果
が飽和するだけなので、添加量は少なくてよい。
【００４４】［比較例１］Ｎａ法で作製されたスポンジ
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｌガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７
８：２２の比で混合した。その後、実施例１と同様に、
混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行って
から押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム
容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工し
た（素材Ａ）。
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｌガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７
８：２２の比で混合した。その後、実施例１と同様に、
混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行って
から押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム
容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工し
た（素材Ａ）。
【００４５】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７８：２
２の比で混合後、これに平均粒径５μmのＴｉＢ2粒子を
体積で２５％混合した。その後、実施例１と同様に、混
合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってか
ら押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容
器を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素
材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で７８：２
２の比で混合後、これに平均粒径５μmのＴｉＢ2粒子を
体積で２５％混合した。その後、実施例１と同様に、混
合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってか
ら押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容
器を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素
材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
【００４６】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。この結果を下記
表２に記すが、この比較例１は、Ａｌ量が低いため伸び
が低かった。 ［比較例２］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６２：３８の
比で混合した。その後、実施例１と同様に、混合物をア
ルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってから押出し
を行った。得られた押出材からアルミニウム容器を外削
除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工した（素材
Ａ）。
結および熱処理を行い、評価に供した。この結果を下記
表２に記すが、この比較例１は、Ａｌ量が低いため伸び
が低かった。 ［比較例２］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６２：３８の
比で混合した。その後、実施例１と同様に、混合物をア
ルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってから押出し
を行った。得られた押出材からアルミニウム容器を外削
除去し、図１に示すバルブ形状に切削加工した（素材
Ａ）。
【００４７】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６２：３
８の比で混合後、これに平均粒径２μmのＡｌ2Ｏ3粒子
を体積で５％混合した。その後、実施例１と同様に、混
合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってか
ら押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容
器を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素
材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ粉末（１４９μm以下）とを質量で６２：３
８の比で混合後、これに平均粒径２μmのＡｌ2Ｏ3粒子
を体積で５％混合した。その後、実施例１と同様に、混
合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を行ってか
ら押出しを行った。得られた押出材からアルミニウム容
器を外削除去し、切削加工して反応合成用複合素材（素
材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わせて素材Ｃとした。
【００４８】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中に反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例２は、Ａｌ量が高いため伸びが低
かった。 ［比較例３］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６４：３６の比で混合した。その後、実施例１と同
様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を
行ってから押出しを行った。得られた押出材からアルミ
ニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削
加工した（素材Ａ）。
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例２は、Ａｌ量が高いため伸びが低
かった。 ［比較例３］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６４：３６の比で混合した。その後、実施例１と同
様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を
行ってから押出しを行った。得られた押出材からアルミ
ニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削
加工した（素材Ａ）。
【００４９】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径５μ
mのＴｉＢ2粒子を体積で０.３％混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応
合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わ
せて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径５μ
mのＴｉＢ2粒子を体積で０.３％混合した。その後、実
施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、
脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押出材
からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して反応
合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み合わ
せて素材Ｃとした。
【００５０】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例３は、粒子添加量が少なく耐摩耗
性に劣っていた。 ［比較例４］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６７.７：３２.３比で混合した。その後、実施例１
と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処
理を行ってから押出しを行った。得られた押出材からア
ルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に
切削加工した（素材Ａ）。
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例３は、粒子添加量が少なく耐摩耗
性に劣っていた。 ［比較例４］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６７.７：３２.３比で混合した。その後、実施例１
と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処
理を行ってから押出しを行った。得られた押出材からア
ルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に
切削加工した（素材Ａ）。
【００５１】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６７.７：３２.３比で混合後、これに平均粒径
５μmのＴｉＢ2粒子を体積で３３％混合した。その後、
実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入
し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押
出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して
反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み
合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６７.７：３２.３比で混合後、これに平均粒径
５μmのＴｉＢ2粒子を体積で３３％混合した。その後、
実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入
し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた押
出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工して
反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組み
合わせて素材Ｃとした。
【００５２】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例４は、粒子添加量が多く切削加工
ができなかった。 ［比較例５］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６７.７：３２.３比で混合した。その後、実施例１
と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処
理を行ってから押出しを行った。得られた押出材からア
ルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に
切削加工した（素材Ａ）。
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例４は、粒子添加量が多く切削加工
ができなかった。 ［比較例５］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６７.７：３２.３比で混合した。その後、実施例１
と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処
理を行ってから押出しを行った。得られた押出材からア
ルミニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に
切削加工した（素材Ａ）。
【００５３】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６７.７：３２.３比で混合後、これに平均粒径
２５μmのＴｉＢ2粒子を体積で２０％混合した。その
後、実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿
入し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた
押出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工し
て反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組
み合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６７.７：３２.３比で混合後、これに平均粒径
２５μmのＴｉＢ2粒子を体積で２０％混合した。その
後、実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿
入し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた
押出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工し
て反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組
み合わせて素材Ｃとした。
【００５４】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例５は、添加粒子径が大きく切削加
工ができなかった。 ［比較例６］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６４：３６の比で混合した。その後、実施例１と同
様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を
行ってから押出しを行った。得られた押出材からアルミ
ニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削
加工した（素材Ａ）。
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例５は、添加粒子径が大きく切削加
工ができなかった。 ［比較例６］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６４：３６の比で混合した。その後、実施例１と同
様に、混合物をアルミニウム容器に挿入し、脱気処理を
行ってから押出しを行った。得られた押出材からアルミ
ニウム容器を外削除去し、図１に示すバルブ形状に切削
加工した（素材Ａ）。
【００５５】一方、Ｎａ法で作製されたスポンジチタン
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径０.
２μmのＳｉ3Ｎ4粒子を体積で１０％混合した。その
後、実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿
入し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた
押出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工し
て反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組
み合わせて素材Ｃとした。
粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製
されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）と
を質量で６４：３６の比で混合後、これに平均粒径０.
２μmのＳｉ3Ｎ4粒子を体積で１０％混合した。その
後、実施例１と同様に、混合物をアルミニウム容器に挿
入し、脱気処理を行ってから押出しを行った。得られた
押出材からアルミニウム容器を外削除去し、切削加工し
て反応合成用複合素材（素材Ｂ）を作製し、素材Ａと組
み合わせて素材Ｃとした。
【００５６】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例６は、添加粒子径が小さく耐摩耗
性に劣る。 ［比較例７］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６７.７：３２.３比で混合後、これに平均粒径２μ
mのＴｉＢ2粒子を体積で５％混合した。この混合粉末を
実施例１と同様にアルミニウム容器に挿入し、容器を４
５０℃に加熱しながら実施例１と同様に脱気処理を行っ
た。その後、容器を４５０℃に加熱しφ４０mmに押出し
た。得られた押出材からアルミニウム容器を外削除去
し、切削加工してバルブ形状とした。
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記すが、この比較例６は、添加粒子径が小さく耐摩耗
性に劣る。 ［比較例７］Ｎａ法で作製されたスポンジチタン粉末
（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法で作製され
たＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以下）とを質
量で６７.７：３２.３比で混合後、これに平均粒径２μ
mのＴｉＢ2粒子を体積で５％混合した。この混合粉末を
実施例１と同様にアルミニウム容器に挿入し、容器を４
５０℃に加熱しながら実施例１と同様に脱気処理を行っ
た。その後、容器を４５０℃に加熱しφ４０mmに押出し
た。得られた押出材からアルミニウム容器を外削除去
し、切削加工してバルブ形状とした。
【００５７】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記す。この比較例７は、全体が粒子添加複合材である
ので、エンジンテスト開始後３分で靱性の不足と思われ
るステム部の破断が生じ、耐摩耗性を評価するまでには
至らなかった。
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記す。この比較例７は、全体が粒子添加複合材である
ので、エンジンテスト開始後３分で靱性の不足と思われ
るステム部の破断が生じ、耐摩耗性を評価するまでには
至らなかった。
【００５８】［比較例８］Ｎａ法で作製されたスポンジ
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量で６４：３６の比で混合した。この混合粉
末を実施例１と同様にアルミニウム容器に挿入し、容器
を５００℃に加熱しながら実施例１と同様に脱気処理を
行った。その後、容器を４３０℃に加熱しφ３７mmに押
出した。得られた押出材からアルミニウム容器を外削除
去し、バルブ形状に切削加工した。
チタン粉末（１４９μm以下）とＡｒガスアトマイズ法
で作製されたＡｌ-７mass％Ｍｎ合金粉末（１４９μm以
下）とを質量で６４：３６の比で混合した。この混合粉
末を実施例１と同様にアルミニウム容器に挿入し、容器
を５００℃に加熱しながら実施例１と同様に脱気処理を
行った。その後、容器を４３０℃に加熱しφ３７mmに押
出した。得られた押出材からアルミニウム容器を外削除
去し、バルブ形状に切削加工した。
【００５９】以下、実施例１と同様にＨＩＰ中で反応焼
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記す。この比較例８は、全体が粒子添加なしであるの
で、耐摩耗性に劣っていた。 ［比較例９］この比較例９は、現行材である鉄系のＳＵ
Ｈ３５からなるので、圧縮伸びに関しては優れている
が、Ｔｉ-Ａｌ系より重量がある。
結および熱処理を行い、評価に供した。その結果を表２
に記す。この比較例８は、全体が粒子添加なしであるの
で、耐摩耗性に劣っていた。 ［比較例９］この比較例９は、現行材である鉄系のＳＵ
Ｈ３５からなるので、圧縮伸びに関しては優れている
が、Ｔｉ-Ａｌ系より重量がある。
【００６０】
【表２】
【００６１】尚、以上本発明の実施例について説明した
が、本発明はこの様な実施例に何等限定されるものでは
なく、各種の態様で実施できることは勿論である。例え
ば、セラミック粒子は、Ｔｉ-Ａｌ系の材料粉末の混合
と同時に混合してもよい。
が、本発明はこの様な実施例に何等限定されるものでは
なく、各種の態様で実施できることは勿論である。例え
ば、セラミック粒子は、Ｔｉ-Ａｌ系の材料粉末の混合
と同時に混合してもよい。
【００６２】
【発明の効果】請求項１の発明では、吸排気バルブの耐
摩耗性が要求される部分に、所定の粒子径及び添加量の
セラミックス粒子を含ませるので、バルブ本来の強靱性
を確保しながら、切削性を低下させることなく、耐摩耗
性を向上させることができる。
摩耗性が要求される部分に、所定の粒子径及び添加量の
セラミックス粒子を含ませるので、バルブ本来の強靱性
を確保しながら、切削性を低下させることなく、耐摩耗
性を向上させることができる。
【００６３】請求項２の発明では、所定量のＡｌ及びＴ
ｉに加えて更にＭｎを所定量含むので、延性が向上する
という利点がある。請求項３の発明では、ベースとなる
Ｔｉ-Ａｌ系の第１部材とセラミックスを含む第２部材
とを、反応焼結させるために熱処理を施すので、所望の
部分にセラミック粒子を含ませた耐摩耗性に優れた吸排
気バルブを容易に製造することができる。また、この製
造方法によれば、割れ等の不具合が発生することがな
く、しかも生産性が高いという特長がある。
ｉに加えて更にＭｎを所定量含むので、延性が向上する
という利点がある。請求項３の発明では、ベースとなる
Ｔｉ-Ａｌ系の第１部材とセラミックスを含む第２部材
とを、反応焼結させるために熱処理を施すので、所望の
部分にセラミック粒子を含ませた耐摩耗性に優れた吸排
気バルブを容易に製造することができる。また、この製
造方法によれば、割れ等の不具合が発生することがな
く、しかも生産性が高いという特長がある。
【図１】 バルブの製造方法を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 睦淳 東京都港区新橋５丁目11番３号 住軽軽金 属工業株式会社内 (72)発明者 社本 裕幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 森川 隆 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ａｌを３５〜５０at％含むＴｉとＡｌの
混合粉末を反応焼結で合成することにより製造されたＴ
ｉ-Ａｌ系金属間化合物よりなり、吸排気バルブのフェ
イス，ステム，ステムエンドのうち１か所以上に、平均
粒子径０.５〜２０μmで合計体積率０.５〜３０％のＴ
ｉＢ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＷＣ，Ｓ
ｉ3Ｎ4のうち１種以上のセラミックス粒子を含むことを
特徴とする耐摩耗性に優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物
製吸排気バルブ。 - 【請求項２】 前記請求項１記載の混合粉末に、更にＭ
ｎを０.０５〜５at％含むことを特徴とする耐摩耗性に
優れたＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ。 - 【請求項３】 チタン粉末とＡｌ粉末又はＡｌ-Ｍｎ合
金粉末とを、Ａｌ；３５〜５０at％及び残部Ｔｉ、又は
Ａｌ；３５〜５０at％，Ｍｎ；０.０５〜５at％及び残
部Ｔｉの組成になる様に混合し、該混合粉末を固化成形
した後に、鍛造又は切削して略バルブ形状の第１部材と
するとともに、前記混合粉末に用いた粉末と、平均粒子
径０.５〜２０μmで合計体積率０.５〜３０％のＴｉ
Ｂ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＷＣ，Ｓｉ
3Ｎ4のうち１種以上のセラミックス粒子とを混合し、該
セラミックス混合粉末を固化成形した後に、鍛造又は切
削して前記第１部材を補う所定形状の第２部材とし、前
記第１部材と第２部材とを組み合わせて、反応焼結を行
うための熱処理をすることを特徴とする耐摩耗性に優れ
たＴｉ-Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5233427A JPH0790414A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 耐摩耗性に優れたＴｉ−Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5233427A JPH0790414A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 耐摩耗性に優れたＴｉ−Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790414A true JPH0790414A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=16954883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5233427A Pending JPH0790414A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 耐摩耗性に優れたＴｉ−Ａｌ系金属間化合物製吸排気バルブ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790414A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09268336A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐熱性材料及びその製造方法 |
| JP2000135543A (ja) * | 1998-10-29 | 2000-05-16 | Toyota Motor Corp | チタン系金属の鍛造方法、エンジンバルブの製造方法およびエンジンバルブ |
| KR20010066093A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 이계안 | 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법 |
| CN111961900A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-11-20 | 济南大学 | 一种新型钛铝基复合材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP5233427A patent/JPH0790414A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09268336A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐熱性材料及びその製造方法 |
| JP2000135543A (ja) * | 1998-10-29 | 2000-05-16 | Toyota Motor Corp | チタン系金属の鍛造方法、エンジンバルブの製造方法およびエンジンバルブ |
| US6599467B1 (en) | 1998-10-29 | 2003-07-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for forging titanium-based material, process for producing engine valve, and engine valve |
| EP0997614A3 (en) * | 1998-10-29 | 2004-03-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for forging titanium-based material, process for producing engine valve, and engine valve |
| KR20010066093A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 이계안 | 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법 |
| CN111961900A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-11-20 | 济南大学 | 一种新型钛铝基复合材料及其制备方法 |
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