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希土類金属の脱酸能を利用する新しいTi粉末の焼結法の開発

开发利用稀土金属脱氧能力的新型钛粉烧结方法

基本信息

批准号：
21J10252
负责人：
飯塚昭博
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10252/
关键词：
チタン脱酸粉末冶金

项目摘要

チタン (Ti) の粉末冶金において、焼結工程でTi中の酸素濃度が必ず上昇することが問題になっている。Ti材料中の酸素濃度増加に伴って、固溶強化の効果で強度は増加するが、延性は低下するため、工業的には質量分率が2000 ppm O程度の低酸素濃度のTi材料が広く用いられている。したがって、既存のTiの粉末冶金技術では、低酸素濃度のTi製品製造のために、出発原料として低酸素濃度の高価なTi粉末が不可欠であり、Ti製品の製造コストを増加させる要因となっている。このような背景から、本研究では、安価で高酸素濃度のTi粉末を出発原料として、2000 ppm O以下の低酸素濃度のTi焼結体を製造する新技術の開発を目指している。本研究では、焼結プロセスのための溶融塩中における金属フィルターを用いる新しいTiの脱酸法を開発した。この新しい手法を用いることで、Yの汚染を低減しながら (< 120 ppm Y)、低酸素濃度 (< 250 ppm O) のTi焼結体を製造できることを実験的に明らかにした。本プロセスにより、高酸素濃度で安価なTi粉末を用いて低酸素濃度のTi焼結体を製造可能になると期待できる。以上のように本研究で開発した手法を用いることで、原理的には所望の酸素濃度や力学特性を実現可能である。本研究で開発した新技術が実用化されることで、高酸素濃度の安価なTi 粉末を用いて脱酸・焼結を行い、延性・靭性に優れた高品質で低酸素濃度のTi 製品を効率良く大量に製造可能となる。その結果、今後材料の軽量化・高性能化がより望まれていく航空機産業・自動車産業・ロボット産業・海洋産業・医療産業等におけるTi 製品の普及拡大が期待される。

The acid concentration of Ti in powder metallurgy and sintering engineering must increase. Ti materials with high acid concentration, solution strengthening effect, strength increase, ductility decrease, and industrial Ti materials with low acid concentration of 2000 ppm O are used in the industry. The existing Ti powder metallurgy technology is the main reason for the increase of Ti product production process with low acid concentration and high acid concentration Ti powder production process. This study aims to develop new technologies for the production of Ti powders with high acid concentration and Ti sintered bodies with low acid concentration below 2000 ppm O. In this study, a new method for the removal of Ti from the molten metal was developed. This new method is used to reduce Y contamination (< 120 ppm Y) and produce Ti sintered bodies with low acid concentration (< 250 ppm O). This paper presents the production possibility of Ti sintered body with low acid concentration and high acid concentration. In this study, the method of development, the principle, the desired acid concentration and the mechanical properties can be realized. This study has developed a new technology for the application of Ti powders with high acid concentration, deacidification, sintering, ductility, high quality and low acid concentration, and high production efficiency. As a result, the future of material quantification and high performance is expected in the aircraft industry, automobile industry, automobile industry, marine industry and medical industry.