JPS6070143A - 合金の製造方法 - 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、合金に係り、更に詳細にはその製造方法に係
る。

従来技術 本願発明者等は、合金元素の溶湯に他の合金元素の溶湯
又は粉末を添加して混合する方法や焼結法による従来の
合金の製造方法に於ける種々の問題点に鑑み、本願出願
人と同一の出願人の出願に係る特願昭５８−１３８１８
’Ｏ号に於て、第一の金属と該第−の金属よりも低い融
点を有する第二の金属とよりなる合金の製造方法にして
、前記第一の金属よりなる多孔質体を形成し、該多孔質
体を鋳型内に配置し、該鋳型内に前記第二の金属の溶湯
を注渇し、前記溶湯を前記多孔質体内に浸透させること
により前記第一の金属と前記第二の金属とを合金化させ
、前記多孔質体の領域に前記第二の金属が単独では実質
的に存在しない合金を形成することを特徴とする合金の
製造方法を提案した。この先の提案に係る合金の製造方
法に於ては、多孔質体内に第二の金属の溶湯を良好に浸
透させるためには、多孔質体が室温以上の温度に予熱さ
れることが望ましく、従って従来より一般に、鋳型外に
於て多孔質体を十分子熱し、それを素早く鋳型内に配置
することが行われている。

しかしかかる従来の合金の製造方法に於ては、多孔質体
が大気中の如く酸素を含む雰囲気中にて予熱されると、
多孔質体を構成する第一の金属の粉末等の表面が酸化さ
れ、酸化被膜により第一の金属の粉末等の第二の金属の
溶湯に対する濡れ性が悪化されてしまうので、第二の金
属の溶湯を多孔質体に良好に浸透させることが困難であ
り、そのため浸透不良部が生じたり、第二の金属の溶湯
を多孔質体に確実に浸透させるべく第二の金属の溶湯を
高圧にて加圧しな（プればならず、そのため多孔質体の
比較的強度の弱い部分より溶湯が優先的に侵入した場合
には、！ｌＩ造された合金に割れやマクロ偏析が生じた
りすることがあるという問題がある。また第一の金属の
粉末等の表面に形成される酸化被膜により第一の金属と
第二の金属とが相互に拡散することが阻害されるので、
第一の金属と第二の金属とが良好に拡散した所望の組織
の合金を製造することが困難であるという問題がある。

発明の目的 本発明は、多孔質体の予熱が行われる先の提案に係る合
金の製造方法に於ける上述の如き問題に鑑み、かかる問
題が生じることがないよう改善された合金の製造方法を
提供することを目的としている。

発明のイＭ或 かかる目的は、本発明によれば、第一の金属と該第−の
金属Ｊ：りも低い融点を有する第二の金属とよりなる合
金の製造方法にして、前記第一の金属よりなる多孔質体
を形成し、前記多孔質体を前記第二の金属と実質的に同
一の組成の金属の溶湯中にて加熱し、前記多孔質体を鋳
型内に配置し、該鋳型内に前記第二の金属の溶湯を注湯
し、前記溶湯を前記多孔質体内に浸透させることにより
前記第一の金属と前記第二の金属とを合金化させる合金
の製造方法によって達成される。

発明の作用及び効果 本発明によれば、第一の金属よりなる多孔質体は第二の
金属と実質的に同一の組成の金属の溶湯中にて加熱され
るので、多孔質体を構成する第一の金属の粉末等の表面
に酸化被膜が形成されることを回避することができ、こ
れにより第二の金属の溶湯を高圧にて加圧しなくても第
二の金属の溶湯を多孔質体に良好に浸透させることがで
き、これにより割れやマクロ偏析がなく第一の金属と第
二の金属とが相互に良好に拡散した均一な組織の合金を
製造することができる。

尚、本発明による合金の製造方法に於ける第一の金属よ
りなる多孔質体は、粉末、不連続！ｌｉ紐、切粉又はこ
れらの混合物等の圧縮成形体、連続繊維の結束体、箔、
薄板等の積層体であってよい。

また第−及び第二の金属は単一の金属元素又は合金のい
ずれであってもよい。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例１ 先ず第１図に示されている如く、円筒状の孔１を有する
型本体２と、７Ｌ１に嵌合するアッパパンチ３及びロア
パンチ４とよりなる圧縮成形型を用意した。次いで第１
図に示されている如く型本体２とロアパンチ４とにより
郭定される円筒状の窪み内に平均粒径が４０μｍである
６、９ｇの純チ５− タニウムの粉末を充填し、孔１にアッパパンチ３を嵌合
させ、図には示されていないプレス装置によりアッパパ
ンチ３をロアパンチ４に近付く方向へ押圧することによ
り純チタニウムの粉末を圧縮し、これによりかさ密度が
２．２７９／ｃｃである直径１８＋ｎｍ、長さ１２１１
１１１１の円柱状の圧縮成形体５を形成した。

次いで図には示されていないが圧縮成形体５を渇１７０
０　’Ｃの純マグネシウムの溶湯中に０．５時間浸漬す
ることにより加熱し、しかる後かくして加熱された圧縮
成形体５を２５０℃の鋳型γ内に配置し、該鋳型内に２
５’Ｏｃｃ、湯温７００℃の純マグネシウムの溶湯８を
注渇し、該溶湯をプランジｖ９により５　’Ｏ’ＯｋＯ
／　ＣｎＱの圧力にて加圧し、その加圧状態を溶湯が完
全に凝固するまで保持した。溶湯が完全に凝固した後、
ノックアウトビン１０によって鋳型内より凝固体を取り
出した。

第３図は上述の如く製造されたＨｉ−Ｍａ金合金断面（
元の圧縮成形体の端面より５ｍｍであり円筒状側面より
１ｍｍの部分を中心とする断面）を１６− ００倍にて示す光学顕微鏡写真である。また第４図は圧
縮成形体が大気中にて７　’０　’Ｏ℃に加熱された点
を除き上述の実施例１と同一の要領及び同一の条件にて
製造された比較例としてのＴｉ　−Ｍ（１合金の断面を
１００倍にて示す光学顕微鏡写真である。これら第３図
及び第４図より、比較例に於けるＴｔ−Ｍ（＋合金に於
ては、純マグネシウムの溶湯の浸透が不十分であること
に起因して発生したものと推測されるＴｉ　リッチのマ
クロ偏析（第４図に於て黒っぽい部分）が発生しており
、また組織が比較的粗大である（チタニウムとマグネシ
ウムとの相互拡散が不十分であることに起因するものと
推測される）のに対し、上述の実施例１に於て製造され
たＴｔ−Ｍｇ合金に於てはマクロ偏析は発生しておらず
、この合金は均−且微細な組織を有するものであること
が解る。尚ＥＰＭ△による分析の結果、比較例に於て製
造されたＴｉ　−Ｍ（］合金の第４図に示され１＝部分
の酸素含右目目、１゜９．５ｗｔ％であるのに対し、実
施例１のＴｉ　−Ｍｏ合金の第３図に示された部分のＭ
索含右吊は元の圧縮成形体の酸素含有量（２，２ｗｔ％
）と実質的に等しい値であることが認められた。

また第５図及び第６図はそれぞれ上述の実施例１及び比
較例に於て製造されたＴｉ−Ｍｏ合金を含む凝固体の中
央断面を３倍にて示す実体写真である。尚これら第５図
及び第６図に於て、ａはＴｉ−Ｍ！ＩＩ合金の部分を、
ｂはチタニウムがマグネシウムの溶湯中に拡散すること
によって形成されたＭ（＋リッチのｌ−ｉ−Ｍ（１合金
の部分を、Ｃは実質的にマグネシウムのみＪ：りなる部
分をそれぞれ示している。

これら第５図及び第６図より、比較例の合金に於ては割
れ（第６図に於て白い線状をなす部分）が発生している
のに対し、実施例１の合金に於ては割れ等の不良は発生
しておらず、この合金は均一な組織を有するものである
ことが解る。尚この実施例１に於て製造されたＴｉ−ｔ
ＶＨ１合金のマクロの組成はＴｉ−２７，７％Ｍ（＋で
あった。

実施例２ 先ず上述の実施例１の場合と同一の要領にて、平均粒径
が６０μｍである１６．３４Ｉの純銅の粉末をかさ密度
５．３６９／ＣＯにて直径ＩＢｎ＋ｍ、高さ１２ｍｍの
円柱状の圧縮成形体に形成した。次いでその圧縮成形体
をＩ　渇３　’Ｏ’Ｏ℃のスズ溶湯中に０．５時間浸漬
することによって加熱し、しかる後かくして加熱された
圧縮成形体を１５０℃の鋳型内に配置し、該鋳型内に２
５’０ＣＣＸ湯温３５０℃の純スズの溶湯を注渇し、該
溶湯を１　’Ｏ’Ｏ’Ｏｋｇ／♂の圧力にて加圧し、そ
の加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。溶湯
が完全に凝固した後、ノックアウトビンによって鋳型内
より凝固体を取り出した。

また比較の目的で、圧縮成形体が大気中にて３００℃に
加熱された点を除き上述の実施例２の場合と同一の要領
及び同一の条件にて製造されたＣｕ−３ｎ合金を含む凝
固体を形成した。これらの凝固体をその中央断面にて切
断し、イれらの断面を光学顕微鏡にて観察したところ、
比較例の合金に於ては多数の割れやスズ溶湯の浸透不良
部やマクロ偏析が発生していたのに対し、上述の実施例
９− ２に於て形成された凝固体の合金部分には割れ等の不良
は発生しておらず、この合金は均一な組織を有している
ことが認められた。尚この実施例２に於て製造されたＣ
ｕ−３ｎ合金のマクロの絹或はＣｕ−３５，３％Ｓｎで
あり、またＥＭＰＡ分析の結果、比較例に於て製造され
たＣｌ１−８ｎ合金の表面層の酸素含有量は８．７ｗｔ
％であるのに対し、実施例２のＣｕ−３ｎ合金の表面層
の酸素含有量は元の圧縮成形体の酸素含有量（’０．５
ｗｔ％）と実質的に等しい値であることが認められた。

実施例３ 先ず上）ホの実施例１の場合と同一の要領にて、平均粒
径が２μｍである１５．３（ｌの純クロム粉末をかさ密
度５．’０３ｇ／ｃｃにて直径１８ｕｕｎ、長さ１２＋
ｎｍの円柱状の圧縮成形体に形成した。次いでその圧縮
成形体を湯温７０　’Ｏ℃の純アルミニウム溶湯中に０
．５時間浸漬することによって加熱し、しかる後かくし
て加熱された圧縮成形体を２５０℃の鋳型内に配置し、
該鋳型内に２５’ＯＣＣ。

温湯８　’０　’Ｏ℃の純アルミニウムの溶湯を注湯し
、＝１０− 該溶湯をプランジャにより５　’Ｏ’Ｏｋ（１／　ａｌ
ｌ’の圧力にて加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝
固するまで保持した。溶湯が完全に凝固した後プランジ
ャによって鋳型内より凝固体を取り出した。

また比較の目的で、圧縮成形体が大気中にて７００℃に
加熱された点を除き上述の実施例３の場合と同一の要領
及び同一の条件にて製造された０ｒ−Ａ１合金を含む凝
固体を形成した。これらの凝固体をその中央断面にて切
断し、それらの断面を光学顕微鏡にて観察したところ、
比較例の合金に於ては多数の割れやアルミニウム溶湯の
浸透不良部が発生していたのに対し、上述の実施例３に
於て形成された凝固体の合金部分には割れ等の不良は発
生しておらず、この合金は均一な組織を右していること
が認められた。尚この実施例３に於て製造された０ｒ−
Ａ１合金のマクロの４成は０ｒ−１３，９％△１であり
、また比較例に於て製造されたＣｒ−Ａｌ合金の表面層
の酸素含有量は１５．２ｗｔ％であるのに対し、実施例
３のＯｒ　−Ａ１合金の表面層の酸素含有量は元の圧縮
成形体の酸素含有！（１，７ｗｔ％）と実質的に等しい
値であった。

以上に於ては本発明をいくつかの実施例について詳細に
説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の蛯囲内にて種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧縮成形型を示す縦断面図、第２図は合金化工
程を示す溶固、第３図及び第４図はそれぞれ実施例１及
びイの比較例に於て製造されたＴｉ−Ｍｏ合金の断面を
１　’Ｏ’Ｏ倍にて示す光学顕微鏡写真、第５図及び第
６図はそれぞれ実施例１及びその比較例に於て形成され
たＴｉ−ＭＯ合金を含む凝固体の中央断面を３倍にて承
り実体写真である。 １・・・孔、２・・・型本体、３・・・アッパバンブ、
４・・・ロアパンチ、５・・・圧縮成形体、７・・・鋳
型、８・・・溶湯、９・・・プランジャ、１０・・・ノ
ックアウトビン第３図 第　４　図 餡　５　図 （Ｘ’３） 第６図 ２６１− （×３）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一の金属と該第−の金属よりも低い融点を有する第二
   の金属とよりなる合金の製造方法にして、前記第一の金
   属よりなる多孔質体を形成し、前記多孔質体を前記第二
   の金属と実質的に同一の組成の金属の溶湯中にて加熱し
   、前記多孔質体を鋳型内に配置し、該鋳型内に前記第二
   の金属の溶湯を注渇し、前記溶湯を前記多孔質体内に浸
   透させることにより前記第一の金属と前記第二の金属と
   を合金化させる合金の製造方法。