JPS6187860A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS6187860A JPS6187860A JP59208018A JP20801884A JPS6187860A JP S6187860 A JPS6187860 A JP S6187860A JP 59208018 A JP59208018 A JP 59208018A JP 20801884 A JP20801884 A JP 20801884A JP S6187860 A JPS6187860 A JP S6187860A
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- Japan
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- wire
- alloy
- composite material
- fecraly
- heat treatment
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/18—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/073—Metallic material containing MCrAl or MCrAlY alloys, where M is nickel, cobalt or iron, with or without non-metal elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/137—Spraying in vacuum or in an inert atmosphere
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は複合材料の製造方法に係り、特に高温ですぐれ
た機械的性質を示すＷ線強化Ｆｅ 基合金の複合材料の
製造方法１こ関する。
た機械的性質を示すＷ線強化Ｆｅ 基合金の複合材料の
製造方法１こ関する。
資源の涸渇が問題視されている今日においては、省資源
の観点からガスタービンで代表される大形のエネルギ変
換機器の高効率化が重要である。高効率化の基本的手段
として、機器の作動温度の高温化が挙げられる。この場
合、機器に用いられる部材の耐用温度が構造上大きな問
題となるがが、従来から採用されてきているＮｉ基、Ｆ
ｅ基、ＣＯ基超合金算では耐用温度上昇の開発も既に限
界に近い状況に達している。そこで、次の世代の耐熱材
料として高融点金属材料の繊維で従来の超合金を強化し
た複合材料が着目され始めている。
の観点からガスタービンで代表される大形のエネルギ変
換機器の高効率化が重要である。高効率化の基本的手段
として、機器の作動温度の高温化が挙げられる。この場
合、機器に用いられる部材の耐用温度が構造上大きな問
題となるがが、従来から採用されてきているＮｉ基、Ｆ
ｅ基、ＣＯ基超合金算では耐用温度上昇の開発も既に限
界に近い状況に達している。そこで、次の世代の耐熱材
料として高融点金属材料の繊維で従来の超合金を強化し
た複合材料が着目され始めている。
その代表的なものがＷ線強化Ｆｅ 基合金の複合材料で
ある。これは、高融点金属であるＷ線をＦｅ基合金中に
埋込んで一体化したものであるが、この組合せの特徴は
高温での長時間安定性１こある。
ある。これは、高融点金属であるＷ線をＦｅ基合金中に
埋込んで一体化したものであるが、この組合せの特徴は
高温での長時間安定性１こある。
即ち、上述の高融点金属／超合金の組み合せ（こおいて
は高温での相互拡散が重要な問題となっているが、その
中で最も相互拡散の程度が低い組み合せとしてＷ／Ｆｅ
が選定されている。
は高温での相互拡散が重要な問題となっているが、その
中で最も相互拡散の程度が低い組み合せとしてＷ／Ｆｅ
が選定されている。
本複合材料の製造方法としてはＷ線上にプラズマ溶射に
よってＦｅＣｒｋｅＹ合金を析出させ複合一体化する方
法がある。特に、最近では低圧容器内でプラズマ溶射を
実施し、ＦｅＣｒＡ／Ｙ合金の特性を向上する方法がと
られている。
よってＦｅＣｒｋｅＹ合金を析出させ複合一体化する方
法がある。特に、最近では低圧容器内でプラズマ溶射を
実施し、ＦｅＣｒＡ／Ｙ合金の特性を向上する方法がと
られている。
しかしながら、該低圧プラズマ溶射法は、その％像であ
る少ない気孔率、少ない未溶融粒子を再現させる為１こ
は、アーク電流、アークガス、補助ガス、粉末供給量、
距離算種々のプラズマ溶射条件を高精度で制御する必要
があった。さらにこれらの条件を最適化して溶射を実施
する場合、大気中の溶射法に比べて入力エネルギー、粉
末の付着犠共に大幅に歩留りが低下する。いう欠点があ
った。
る少ない気孔率、少ない未溶融粒子を再現させる為１こ
は、アーク電流、アークガス、補助ガス、粉末供給量、
距離算種々のプラズマ溶射条件を高精度で制御する必要
があった。さらにこれらの条件を最適化して溶射を実施
する場合、大気中の溶射法に比べて入力エネルギー、粉
末の付着犠共に大幅に歩留りが低下する。いう欠点があ
った。
本発明は上記の点に鑑み、低圧プラズマ溶射のすぐれた
特性を活かし、かつ歩留り良く気孔率の少ない優れたＷ
線Ｉ ＦｅＣｒｋｅＹ合金基材からなる複合材料を製造
する方法を提供するものである。
特性を活かし、かつ歩留り良く気孔率の少ない優れたＷ
線Ｉ ＦｅＣｒｋｅＹ合金基材からなる複合材料を製造
する方法を提供するものである。
し発明の概要〕
本発明はＷ線にＦｅＣｒｋｅＹ合金基材を５０〜５００
Ｔｏｒｒの不活性雰囲気中でプラズマ溶射し複合一体化
する第１の工程と、 前記第１の工程で得た複合体を真空中で１０００℃〜１
３５０’Ｃの温度範囲で熱処理を施す第２の工程とを具
備する複合材料の製造方法である。
Ｔｏｒｒの不活性雰囲気中でプラズマ溶射し複合一体化
する第１の工程と、 前記第１の工程で得た複合体を真空中で１０００℃〜１
３５０’Ｃの温度範囲で熱処理を施す第２の工程とを具
備する複合材料の製造方法である。
つまり本発明方法では所定条件下でＦｅＣｒＡｌＹ合金
をＷ線１こ溶射した後、特定の熱処理を施す事を最大の
特長とするものである。
をＷ線１こ溶射した後、特定の熱処理を施す事を最大の
特長とするものである。
なお本発明方法においてＦｅＣｒＡｌＹ合金とは重量％
でＣ「５〜４０％、 ｋｅ３〜２０％ 、 Ｙｏ、
０５〜３％残部が実質的１こＦｅ からなるものである
。
でＣ「５〜４０％、 ｋｅ３〜２０％ 、 Ｙｏ、
０５〜３％残部が実質的１こＦｅ からなるものである
。
まだ、各数値限定は以下の如き理由に−よるものである
低圧溶射条件を５０〜５００Ｔｏｒｒとしたのは、５０
Ｔｏｒｒ末端では粉末の付着効率が著しく低下し、５０
０Ｔｏｒｒを超えると大気溶射との差異が認められず、
本発明効果が充分得られないからである。
低圧溶射条件を５０〜５００Ｔｏｒｒとしたのは、５０
Ｔｏｒｒ末端では粉末の付着効率が著しく低下し、５０
０Ｔｏｒｒを超えると大気溶射との差異が認められず、
本発明効果が充分得られないからである。
さらｆこ第２の工程における熱処理条件を真空中で１０
００’〜１３５０’Ｃ，としたのは、１０００′ＣＪ未
満ではＦｅ−ＣｒＡ／Ｙ合金からなる母地の緻密化が図
れず、１３５０°Ｃを越えるとタングステンと母地の反
応が著しく進行し、複合一体化が困難となる為である。
００’〜１３５０’Ｃ，としたのは、１０００′ＣＪ未
満ではＦｅ−ＣｒＡ／Ｙ合金からなる母地の緻密化が図
れず、１３５０°Ｃを越えるとタングステンと母地の反
応が著しく進行し、複合一体化が困難となる為である。
なおこの熱処理は通常Ｉ Ｔｏｒｒ以上の真空中で行わ
れ、又熱処理時間は熱処理温度との関係で適宜選択され
るが、実用上３０分以上とする事が好ましい。
れ、又熱処理時間は熱処理温度との関係で適宜選択され
るが、実用上３０分以上とする事が好ましい。
本発明方法により得られた複合材料は、粒界酸化物の存
在が認められず、かつ気孔、未溶粉末の巻き込み等のな
いＷ線に付着したＦｅＣｒＡ／Ｙ合金を得る事ができ、
またＦｅＣｒ人ＩＹ合金の歩留り（供給粉末量ｌこ対す
るＷ線上の付着量）も著しく向上したものとなる。
在が認められず、かつ気孔、未溶粉末の巻き込み等のな
いＷ線に付着したＦｅＣｒＡ／Ｙ合金を得る事ができ、
またＦｅＣｒ人ＩＹ合金の歩留り（供給粉末量ｌこ対す
るＷ線上の付着量）も著しく向上したものとなる。
本発明は供給する粉末量とＷ線上に付着する量との割合
、すなわち付着歩留りが最もすぐれた条件でＦｅＣｒＡ
ｌ！Ｙを低圧プラズマ溶射し、Ｗ線強化ＦｅＣｒｋｅＹ
合金複合材料を得る工程と該複合材料をｌ Ｔｏｒｒ以
上の真空中で１０００℃以上１３５０℃以下の温度、３
０分以上の熱処理の工程とからなることを特徴とするｗ
／Ｆｅ Ｃｒ ＡＩＹ ？Ｊ合材料の製造方法である。
、すなわち付着歩留りが最もすぐれた条件でＦｅＣｒＡ
ｌ！Ｙを低圧プラズマ溶射し、Ｗ線強化ＦｅＣｒｋｅＹ
合金複合材料を得る工程と該複合材料をｌ Ｔｏｒｒ以
上の真空中で１０００℃以上１３５０℃以下の温度、３
０分以上の熱処理の工程とからなることを特徴とするｗ
／Ｆｅ Ｃｒ ＡＩＹ ？Ｊ合材料の製造方法である。
本発明に係る複合材料は前述の如く、高価なＦｅＣｒ人
／Ｙ合金を歩留り良く、かつ粒界酸化物のない状態でＷ
線表面上に付着せしめている。また、後熱処理１こより
、低圧プラズマ溶射時においては不十分であったＦｅＣ
ｒ人／Ｙ合金の金属組織を完全なものとしている。これ
らにより、本発明に係るＷ／ＦｅＣｒ ＡｅＹ複合材料
は価格的蒼こも特性的１こもすぐれたものとなる。
／Ｙ合金を歩留り良く、かつ粒界酸化物のない状態でＷ
線表面上に付着せしめている。また、後熱処理１こより
、低圧プラズマ溶射時においては不十分であったＦｅＣ
ｒ人／Ｙ合金の金属組織を完全なものとしている。これ
らにより、本発明に係るＷ／ＦｅＣｒ ＡｅＹ複合材料
は価格的蒼こも特性的１こもすぐれたものとなる。
０３φのＷ線を矩形の枠に並べて張り、これに低圧容器
内でＦｅ−２４Ｃｒ−８人／−０ｊＹ合金を磁圧３７ｖ
＋選流８００ＡＩ粉体供給量２７０ｇ／ｒｎｉｎ 真
空度２５０Ｔｏｒｒ のアルゴン雰囲気下でプラズマ溶
射しＷ線とＦｅＣｒＡｌＹ合金とを複合一体化した。こ
の複合体を１，１００℃Ｘ４ ｈ ｒ＋ ｌ Ｘ Ｉ
Ｑ ＴＯｒｒの真空下で熱処理した。Ｗ線上１こ付着し
たＦｅＣｒ人ｅＹ合金の歩留りは５５チあり、低圧プラ
ズマ溶射て最もすぐれた皮膜を形成する際の歩留り１５
〜２５チ に比べ２倍以上すぐれていた。また、熱処
理後のＦｅＣｒＡ／Ｙ合金の金属組織は気孔のない緻密
なもので、かつ相互拡散により均質化されており、最高
条件で低圧プラズマ注射したものの金属組織よりもすぐ
れていた。
内でＦｅ−２４Ｃｒ−８人／−０ｊＹ合金を磁圧３７ｖ
＋選流８００ＡＩ粉体供給量２７０ｇ／ｒｎｉｎ 真
空度２５０Ｔｏｒｒ のアルゴン雰囲気下でプラズマ溶
射しＷ線とＦｅＣｒＡｌＹ合金とを複合一体化した。こ
の複合体を１，１００℃Ｘ４ ｈ ｒ＋ ｌ Ｘ Ｉ
Ｑ ＴＯｒｒの真空下で熱処理した。Ｗ線上１こ付着し
たＦｅＣｒ人ｅＹ合金の歩留りは５５チあり、低圧プラ
ズマ溶射て最もすぐれた皮膜を形成する際の歩留り１５
〜２５チ に比べ２倍以上すぐれていた。また、熱処
理後のＦｅＣｒＡ／Ｙ合金の金属組織は気孔のない緻密
なもので、かつ相互拡散により均質化されており、最高
条件で低圧プラズマ注射したものの金属組織よりもすぐ
れていた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｗ線にＦｅＣｒＡｌＹ合金基材を５０〜５００Ｔｏｒｒ
の不活性雰囲気中でプラズマ溶射し複合一体化する第１
の工程と、 前記第１の工程で得た複合体を真空中で１０００℃〜１
３５０℃の温度範囲で熱処理を施す第２の工程とを具備
した事を特徴とする複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208018A JPS6187860A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208018A JPS6187860A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187860A true JPS6187860A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16549310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59208018A Pending JPS6187860A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187860A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63235448A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-30 | Tokin Corp | 複合磁性線材及びそれの製造方法 |
| JPS6442562A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-14 | Tokin Corp | Composite magnetic wire and production thereof |
| US5211776A (en) * | 1989-07-17 | 1993-05-18 | General Dynamics Corp., Air Defense Systems Division | Fabrication of metal and ceramic matrix composites |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP59208018A patent/JPS6187860A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63235448A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-30 | Tokin Corp | 複合磁性線材及びそれの製造方法 |
| JPS6442562A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-14 | Tokin Corp | Composite magnetic wire and production thereof |
| US5211776A (en) * | 1989-07-17 | 1993-05-18 | General Dynamics Corp., Air Defense Systems Division | Fabrication of metal and ceramic matrix composites |
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