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JPS6284883A - Manufacturing method of cladding material of Ti-based metal and Ni-based metal - Google Patents

Manufacturing method of cladding material of Ti-based metal and Ni-based metal

Info

Publication number
JPS6284883A
JPS6284883A JP22451585A JP22451585A JPS6284883A JP S6284883 A JPS6284883 A JP S6284883A JP 22451585 A JP22451585 A JP 22451585A JP 22451585 A JP22451585 A JP 22451585A JP S6284883 A JPS6284883 A JP S6284883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
based metal
bonding strength
processing
hot
extrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22451585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Nakasuji
中筋 和行
Kazuo Masuda
増田 和夫
Mitsuru Masuda
満 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP22451585A priority Critical patent/JPS6284883A/en
Publication of JPS6284883A publication Critical patent/JPS6284883A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、Ti系金属とNi系金属のクラツド材、特に
境界層の接合強度の優れたクラツド材の製造方法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing a cladding material of Ti-based metal and Ni-based metal, particularly a cladding material with excellent bonding strength in the boundary layer.

(従来の技術) 従来より、TIを芯材としたTi−Niクラツド材の加
工法としては、例えばTi系金属製芯材をNi系金属層
に重ね合わせ被覆してなる積層棒材を200℃〜600
℃で温間押出した後、押し出された棒材に焼鈍処理を施
して軟化させ、次いで冷間加工を施す方法が提案されて
いる(特公昭60−13424号)。
(Prior Art) Conventionally, as a method for processing Ti-Ni clad materials using TI as a core material, for example, a laminated bar material made by overlapping and coating a Ti-based metal core material with a Ni-based metal layer is heated at 200°C. ~600
A method has been proposed in which the extruded bar is subjected to warm extrusion at a temperature of 0.degree. C., then subjected to an annealing treatment to soften it, and then subjected to cold working (Japanese Patent Publication No. 13424/1983).

しかしながら、このクラッド材を製造し、また利用する
うえでの問題点としては、両金属間の接合強度を改善す
るための加熱圧接条件では、却って境界層にTizNi
 5TiNiSTiNi3等の脆いN i −T i金
属間化合物が生成し、これが接合強度向上のための障害
となっていることが挙げられる。
However, a problem in manufacturing and using this cladding material is that under the hot pressure welding conditions to improve the bonding strength between the two metals, TizNi is formed in the boundary layer.
One example of this is that a brittle Ni-Ti intermetallic compound such as 5TiNiSTiNi3 is generated, which is an obstacle to improving the bonding strength.

すなわち、特公昭60−13424号の場合、600℃
以下であれば、Ni−Ti金属間化合物の生成はほとん
ど問題ないと考えて、 200〜600℃で温間押出し 焼鈍処理で軟化させる ↓ 冷間加工 の各工程による加工を提案しているが、接合強度の向上
のためには、やはりNi−Ti金属間化合物の生成が障
害となっているのである。
In other words, in the case of Special Publication No. 60-13424, 600℃
If it is below, we believe that there is almost no problem with the formation of Ni-Ti intermetallic compounds, and we propose softening by warm extrusion annealing at 200 to 600°C ↓ We propose processing through each step of cold working. The formation of Ni-Ti intermetallic compounds is still an obstacle to improving the bonding strength.

かかる金属間化合物生成の問題点を解決する方法として
、むしろ境界層にN i −T i金属間化合物の生成
したNiとTiとから成るクラツド材を強加工して境界
層の金属間化合物を微細化した後、600℃以下の温度
で熱処理を行うことを特徴とするクラツド材の製造方法
が提案されている(特開昭57−156879号)。こ
れは、Ni材とTi材とのクラツド化に際して拡散構造
を与えるだめの加熱により必然的に生成する脆いNi−
Ti金属間化合物を機械加工により微細化して再度比較
的低温度で熱処理する方法を探ることにより、クラツド
化時の温度制約が著しく緩和され、全体として改善され
た接合強度のN i −T iクラッド材が得られると
いうことである。
In order to solve the problem of the formation of intermetallic compounds, a clad material consisting of Ni and Ti in which Ni-Ti intermetallic compounds are formed in the boundary layer is strongly worked to finely form the intermetallic compounds in the boundary layer. A method for manufacturing a cladding material has been proposed, which is characterized in that after the clad material has been oxidized, heat treatment is performed at a temperature of 600 DEG C. or less (Japanese Patent Laid-Open No. 156879/1983). This is due to the brittle Ni-
By exploring a method of refining the Ti intermetallic compound by machining and then heat-treating it again at a relatively low temperature, the temperature constraints during cladding were significantly relaxed, resulting in a Ni-Ti cladding with improved overall bonding strength. This means that the material can be obtained.

すなわち、特開昭57−156879号の場合は、上記
問題点を解決するために、生成したNi−Ti金属間化
合物の発生を防止するのではなく、生成した金属間化合
物を比較的影響の少ない状態でクラツド材中に存在せし
めて、接合強度を改善することを意図して、 Ni材とTi材を圧接し加熱することによりクラツド化
する 圧延・押出等の加工法により強加工を行い、金属間化合
物を微細化する 600℃以下、望ましくは550〜450℃の温度で1
0分〜2時間熱処理して、Ni材とTi材の境界に拡散
を起こさせる の各工程から成る加工法が提案されている。
In other words, in the case of JP-A No. 57-156879, in order to solve the above problem, rather than preventing the generated Ni-Ti intermetallic compounds from occurring, the generated intermetallic compounds are treated with a method that has relatively little influence. With the intention of improving the bonding strength by making Ni material exist in the clad material in a state of 1 at a temperature of 600°C or less, preferably 550 to 450°C, to refine the intermediate compounds.
A processing method has been proposed that includes the steps of heat treating for 0 minutes to 2 hours to cause diffusion at the boundary between Ni and Ti materials.

しかし、改良された特開昭57−156879号の方法
においても、「加工→熱処理」というように、必ず熱処
理工程が必要であり、処理が複雑となり、高価なものと
なる。また、そのようにして得られたクラッド材であっ
ても接合強度は0.18kg/io+w”とかなり低い
値である。
However, even in the improved method of JP-A-57-156879, a heat treatment step is always required, such as "processing→heat treatment", making the treatment complicated and expensive. Moreover, even with the clad material obtained in this manner, the bonding strength is a considerably low value of 0.18 kg/io+w''.

このように接合強度が低いと、次工程の伸線工程におい
て、Ni材とTi材とが剥離して、不良率が高くなる。
If the bonding strength is low in this way, the Ni material and the Ti material will separate in the next wire drawing process, resulting in a high defect rate.

不良率を低減させるためには、伸線加工方法より判断し
て、接合強度は20 kg/ll1m!以上は必要であ
る。したがって、上記製造方法によっても接合強度に問
題がある。
In order to reduce the defective rate, judging from the wire drawing method, the bonding strength should be 20 kg/ll1m! The above is necessary. Therefore, the above manufacturing method also has a problem in bonding strength.

ここに、接合強度を高める方法としては、爆発圧着や熱
間静水圧プレスなどがある。熱間静水圧プレスによると
接合強度はかなり向上し、17 kg/mm2程度とな
るが、この程度ではまだ伸線加工においては不良率が高
いと言わざるを得ない。一方、爆発圧着によると接合強
度は20 kg/mmzとなり、伸線工程においても低
い不良率で大きな問題もなく伸線を行うことができる。
Here, methods for increasing bonding strength include explosive crimping and hot isostatic pressing. By hot isostatic pressing, the bonding strength is considerably improved to about 17 kg/mm2, but it must be said that the defect rate is still high in wire drawing at this level. On the other hand, by explosive crimping, the bonding strength is 20 kg/mmz, and wire drawing can be performed without any major problems with a low defect rate in the wire drawing process.

しかしながら、爆発圧着法では、長尺のクラツド材を得
ることは困難であり、しかも爆薬を使用するために加工
コストが高いと共に、安全のための特別な’AHを必要
とする等の問題点がある。
However, with the explosive crimping method, it is difficult to obtain long clad materials, and there are other problems such as high processing costs due to the use of explosives, and the need for special 'AH' for safety. be.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、Ti系金属、すなわちTiまたはTi
合金とNi系金属、すなわちNiまたはNi合金との接
合強度を飛躍的に向上させ、Tiの軽量性および耐蝕性
と、Niの加工性、プレス性、切削性、ろう付性等の表
面処理性とを併せて利用した、両種金属から成るクラツ
ド材を効率よく安価に製造する方法を提供することであ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) The object of the present invention is to solve the problem of Ti-based metals, namely Ti or Ti.
Dramatically improves the bonding strength between the alloy and Ni-based metal, that is, Ni or Ni alloy, and combines the light weight and corrosion resistance of Ti, and the surface treatment properties such as workability, pressability, machinability, and brazeability of Ni. An object of the present invention is to provide a method for efficiently and inexpensively manufacturing a cladding material made of both types of metals.

すなわち、本発明の目的は、Ti系金属の芯材にNi系
金属の中空材を嵌合させてクラッド素材を作り、該素材
を熱間プレスと交叉型の傾斜圧延機とにより熱間(もし
くは温間)延伸圧延を施すことにより、接合強度が20
 kg/ffuw2以上のクラツド材を効率良く安価に
製造する方法を提供することである。
That is, an object of the present invention is to make a cladding material by fitting a hollow member of a Ni-based metal into a core material of a Ti-based metal, and then hot (or By applying warm) elongation rolling, the joint strength increases to 20
An object of the present invention is to provide a method for efficiently and inexpensively manufacturing a cladding material having a weight of 2 kg/ffuw2 or more.

また、本発明の別の目的は、特開昭57−156879
号のように加工後、熱処理をしなくても接合強度の高い
クラツド材を製造することができる方法を提供すること
である。
Another object of the present invention is to obtain the
An object of the present invention is to provide a method for producing a clad material with high bonding strength without heat treatment after processing as in the No. 1 issue.

本発明のさらに別の目的は、本発明により製造されるク
ラツド材が、何ら熱処理を施すことなく、次工程の冷間
加工を施すことができ、したがって、省エネルギーの観
点からも効果が大きいクラツド材の製造方法を提供する
ことである。
Still another object of the present invention is that the clad material produced by the present invention can be subjected to the next cold working process without any heat treatment, and is therefore highly effective from the viewpoint of energy saving. An object of the present invention is to provide a manufacturing method.

(問題点を解決するための手段) ここに、本発明は、TiまたはTi合金の押出用ビレッ
トの外周がNiまたはNi合金で被覆、密閉され、その
被覆内が真空状態にされているかまたは被覆内の空気が
不活性ガスで置換されている押出成形用のクラッド素材
を、850℃以下の温度に加熱して熱間押出加工を行い
、続いて、850℃以下の温度に加熱して傾斜圧延機に
て傾斜圧延する熱間もしくは温間での延伸加工を施すこ
とを特徴とするTi系金属とNi系金属のクラツド材の
製造方法である。
(Means for Solving the Problems) Here, the present invention provides that the outer periphery of an extrusion billet of Ti or Ti alloy is coated and sealed with Ni or Ni alloy, and the inside of the coating is kept in a vacuum state or A cladding material for extrusion molding in which the air inside is replaced with an inert gas is heated to a temperature of 850°C or less to perform hot extrusion processing, and then heated to a temperature of 850°C or less and inclined rolled. This is a method for producing a clad material of Ti-based metal and Ni-based metal, which is characterized by subjecting it to hot or warm stretching by tilt rolling in a machine.

本発明にあって、クラッド素材を作る場合、Tiまたは
Ti合金の芯材とNiまたはNi合金の中空材を用意し
、これら両金属材をトリクレン等で脱脂、清浄後、両者
を嵌合し、真空引きを行うか不活性ガスで置換を行い、
端面を密閉接合する。あるいは処理順序を変えて、真空
引きを行うか不活性ガス置換を行った中空材内に芯材を
挿入し、次いで端面を密閉接合する。かかるクラッド素
材の調製は、次工程での加熱時に、境界面に酸化被膜を
作らないようにするために行うのである。
In the present invention, when making a cladding material, a core material of Ti or Ti alloy and a hollow material of Ni or Ni alloy are prepared, and after degreasing and cleaning both metal materials with Triclean etc., the two are fitted together, Perform vacuum or replace with inert gas,
The end faces are hermetically joined. Alternatively, by changing the processing order, the core material is inserted into the hollow material which has been evacuated or replaced with an inert gas, and then the end faces are hermetically bonded. This preparation of the cladding material is done in order to prevent the formation of an oxide film on the interface during heating in the next step.

次に、該クランド素材を延伸する熱間(温間)延伸加工
に続<0本発明にあっては、この延伸加工では、「熱間
押出し」と「傾斜圧延」加工を組み合わせることを特徴
とする。なぜなら、熱間押出し加工のみでは、接合強度
が10=14 kg/+u+”と低いからであり、さら
に、冷間加工を加えられるサイズにしようとすれば、必
然的に素材サイズに制限が生じてくる。素材を大きくし
て大きな減面率を得ようとすれば、プレスの機械そのも
のが非常に大きくなってしまうからである。また、芯材
と外層材との変形抵抗の差で、熱間押出しではあまり大
きな減面率を得ることはできない、したがって、本発明
にあっては、上記熱間押出し加工に続いて傾斜圧延を行
うのである。
Next, following a hot (warm) stretching process for stretching the crund material, the present invention is characterized in that this stretching process combines "hot extrusion" and "incline rolling" processing. do. This is because the bonding strength is as low as 10=14 kg/+u+'' with only hot extrusion processing, and furthermore, if you try to make it to a size that can be cold worked, there will inevitably be restrictions on the material size. This is because if you try to increase the area reduction rate by increasing the size of the material, the press machine itself will become very large.Also, due to the difference in deformation resistance between the core material and the outer layer material, hot It is not possible to obtain a very large reduction in area by extrusion, so in the present invention, tilt rolling is performed following the hot extrusion process.

一方、傾斜圧延のみでは、嵌合されたクラッド素材を傾
斜圧延する場合、傾斜圧延特有のフレアリングという外
層材のみが伸ばされる状態が発生し、芯材と外層材が剥
離する現象が生じる。したがって、本発明では、熱間押
出しと傾斜圧延を組合わせる加工法を採用している。
On the other hand, with only inclined rolling, when the fitted clad materials are inclined rolled, a condition called flaring, which is unique to inclined rolling, occurs in which only the outer layer material is stretched, and a phenomenon occurs in which the core material and the outer layer material are separated. Therefore, the present invention employs a processing method that combines hot extrusion and inclined rolling.

なお、上記延伸加工法において、一般的に用いられてい
る孔型圧延法を採用することも考えられる。すなわち、
孔型圧延のみによる延伸工程、あるいは、熱間押出し、
それに続いて孔型圧延という延伸工程等が考えられる。
In addition, in the above-mentioned stretching method, it is also possible to employ a generally used groove rolling method. That is,
Stretching process by groove rolling only, or hot extrusion,
Subsequently, a stretching process called groove rolling may be considered.

しかし、孔型圧延法では拘束面と自由面とが必ず存在し
、自由面において境界面が剥離する現象が生じる。本発
明者らは孔型圧延法により上記2点の延伸工程を検討し
たが、成品の境界面のミクロ観察を行なワたところ接合
不良の個所があるのを確認した。
However, in the groove rolling method, a constrained surface and a free surface always exist, and a phenomenon occurs in which the boundary surface peels off at the free surface. The present inventors investigated the above-mentioned two points of stretching process using the groove rolling method, but upon microscopic observation of the interface of the finished product, it was confirmed that there were some places where the joints were defective.

さらに、本発明における延伸加工法においては先に検討
した孔型圧延法の代わりに鍛伸法も考えられるが、結果
は孔型圧延の場合と同様に境界面が剥離する現象が生じ
た。
Furthermore, in the drawing method of the present invention, a forging method may be considered instead of the groove rolling method discussed above, but as a result, the phenomenon of peeling of the boundary surface occurred as in the case of groove rolling.

したがって、以上より、本発明における熱間(温間)延
伸加工法としては、「熱間押出し加工」、好ましくは「
プレスによる熱間押出し加工」と「傾斜圧延機による傾
斜圧延」、好ましくは「交叉型傾斜圧延機による傾斜圧
延」を組み合わせる必要があることを確認した。
Therefore, from the above, the hot (warm) stretching method in the present invention is "hot extrusion", preferably "
It was confirmed that it is necessary to combine "hot extrusion processing using a press" and "inclined rolling using an inclined rolling mill", preferably "inclined rolling using a cross-type inclined rolling mill".

ここに、「傾斜圧延」とは3あるいは4個の同形のロー
ルを、それらの軸心線を素材軸に対しである角度だけ傾
斜させて同方向に同速度で回転させ、素材に送り速度を
与えて加工を行う方法である。また、「交叉型」とは上
記ロールの軸心線が素材軸に対して交叉するように配置
されている場合をいう、 交叉型の傾斜圧延法としては
、本発明者らが提案している方法(特開昭59−490
2号)を採用するのが望ましい。すなわち、交叉型の傾
斜圧延機であってかつ該傾斜圧延機の交叉角(T)およ
び傾斜角(β)は、0°くγ〈15°、3゜〈β〈20
°、および5゛〈γ+β〈30“を満足するように設定
された交叉型傾斜圧延機を使用するのが望ましい。しか
し、特にそれにのみ制限されるものではない。
Here, "inclined rolling" means rotating three or four rolls of the same shape at the same speed in the same direction with their axes tilted at a certain angle with respect to the material axis, and applying a feed rate to the material. This is a method of processing by giving In addition, "cross-type" refers to a case where the axes of the rolls are arranged so as to intersect with the material axis.The present inventors have proposed a cross-type inclined rolling method. Method (Unexamined Japanese Patent Publication No. 59-490
It is desirable to adopt item 2). That is, it is a cross-type inclined rolling mill, and the crossing angle (T) and inclination angle (β) of the inclined rolling mill are 0°, γ<15°, 3°<β<20
It is preferable to use a cross-type inclined rolling mill that is set to satisfy the following conditions: 1.degree.

なお、Ti系金属としては、TiおよびTi合金が包含
されるが、その場合、純Ti以外にも、Tiを主成分と
するTiとAJ、VSMnSFe、 Cu%Mo、 C
r、 W等の成分の1種または2種以上との合金を含む
ものであり、合金中のTi含有量は90%(重量%、以
下断らない限り同様とする)以上であることが好ましい
。90%未満では比重が増加して軽金属としての特徴が
損なわれるからである。
Note that Ti-based metals include Ti and Ti alloys, but in that case, in addition to pure Ti, Ti and AJ, VSMnSFe, Cu%Mo, C
It includes an alloy with one or more of components such as r, W, etc., and the Ti content in the alloy is preferably 90% (wt%, hereinafter the same applies unless otherwise specified). This is because if it is less than 90%, the specific gravity will increase and the characteristics as a light metal will be impaired.

Ni系金属としては、NiおよびNi合金が包含される
が、その場合、純Ni以外にも、Niを主成分とするN
iとCrs Cus Feb^gs 5iSS 、、 
PbSPt、 Au、希土類元素、Ti5Nbs  A
J 、 Mo、 Sns Co等の成分の1種または2
種以上との合金を包含するものである。
Ni-based metals include Ni and Ni alloys, but in that case, in addition to pure Ni, N containing Ni as the main component
i and Crs Cus Feb^gs 5iSS ,,
PbSPt, Au, rare earth elements, Ti5Nbs A
One or two components such as J, Mo, Sns Co, etc.
This includes alloys with more than one species.

また、熱間(温間)延伸加工法において、それぞれ加熱
温度を850℃以下としたのは、Tiが他の金属たとえ
ばNiやCuと反応して、900℃付近で溶解し始める
からである。というのは、本発明で採用している「熱間
押出し」、「傾斜圧延」は加工度(減面率)を大きくす
ることができるので、加工中の加工熱発生が伴い、50
℃程度材料温度が上昇するからである。したがって、加
熱温度は850℃以下とした。この加熱温度の下限はそ
れぞれいわゆる熱間加工(もしくは温間加工)が行われ
る限り、特に制限はないが、一般的には、好ましくは熱
間押出し加工の場合、500℃以上、傾斜圧延加工の場
合、400℃以上である。それぞれこれを下回る加熱温
度ではプレスおよび傾斜圧延機の所要能力が非常に大き
くなり、実用的な機械の大きさではなくなるからである
Further, in the hot (warm) stretching method, the heating temperature is set to 850° C. or lower because Ti reacts with other metals such as Ni and Cu and starts to melt at around 900° C. This is because "hot extrusion" and "incline rolling" adopted in the present invention can increase the degree of processing (area reduction rate), so processing heat is generated during processing, and the
This is because the material temperature increases by about ℃. Therefore, the heating temperature was set to 850°C or lower. The lower limit of this heating temperature is not particularly limited as long as so-called hot working (or warm working) is performed, but in general, it is preferably 500°C or higher in the case of hot extrusion processing, and 500°C or higher in the case of inclined rolling processing. In this case, the temperature is 400°C or higher. This is because, if the heating temperature is lower than this, the required capacities of the press and the inclined rolling mill will become very large, and the machines will no longer be of practical size.

次に、添付図面に関連させて本発明をさらに詳細に説明
する。
The invention will now be described in more detail in connection with the accompanying drawings.

第1図は、クラッド素材10の製作方法を説明する一部
断面で示す略式説明図であり、Ni系金属材、例えばモ
ネルで構成した筒状の中空材11は、まず内面を研磨仕
上げして用意する。一方、Ti系金属材、例えば純Ti
材から成るビレット12は脱脂洗浄後、上記中空材11
内に挿入される。挿入後、中空材11内を真空に引くか
あるいは不活性ガスで置換するかし、次いで一端を蓋1
3を使って閉じて溶接して押出加工用のクラッド素材と
するのである。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing a partial cross section to explain the manufacturing method of the cladding material 10. A cylindrical hollow material 11 made of a Ni-based metal material, for example, Monel, is first polished on its inner surface. prepare. On the other hand, Ti-based metal materials, such as pure Ti
After degreasing and cleaning, the billet 12 made of the above-mentioned hollow material 11 is
inserted within. After insertion, the inside of the hollow member 11 is evacuated or replaced with inert gas, and then one end is closed with a lid 1.
3 to close it and weld it to make a cladding material for extrusion processing.

次に、第2図に示すように、か(して得られた押出加工
用のクラッド素材20が、熱間での押出加工が行われる
。符号21は押出加工用のラム、22は押出成形品、そ
して符号23はダイスを、符号24はコンテナを示す。
Next, as shown in FIG. 2, the obtained cladding material 20 for extrusion processing is subjected to hot extrusion processing. Reference numeral 21 is a ram for extrusion processing, and 22 is a ram for extrusion processing. 23 indicates a die, and 24 indicates a container.

次いで、第3図に示すように、上記押出成形品30には
さらに傾斜圧延ロール31.32等から構成される傾斜
圧延機33によって傾斜圧延が行われ、所定の形状、寸
法に仕上げられる。傾斜圧延ロールの軸心線31’ 、
32“は好ましくは素材軸に対して交叉している。
Next, as shown in FIG. 3, the extrusion molded product 30 is further subjected to inclined rolling by an inclined rolling mill 33 comprising inclined rolling rolls 31, 32, etc., and is finished into a predetermined shape and size. axial center line 31' of the inclined rolling roll;
32" is preferably perpendicular to the material axis.

このように、本発明によれば、熱間押出加工、および傾
斜圧延というかなり苛酷な加工をおこなっても表層と内
部層との剥離はみられず、十分な接合強度が得られるこ
とが分かる。すなわち、かかる強度の加工を行うことに
よってTi系金属とNi系金属との接合強度は20Kg
/mm”以上となり、その後に冷間伸線加工を行うでも
層剥離は見られないのである。
Thus, it can be seen that according to the present invention, no peeling between the surface layer and the inner layer was observed even after fairly severe processing such as hot extrusion processing and inclined rolling, and sufficient bonding strength was obtained. In other words, by performing processing with such strength, the bonding strength between the Ti-based metal and the Ni-based metal is 20 kg.
/mm'' or more, and no delamination was observed even after cold wire drawing was performed.

次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例 外周を研磨仕上げした外径69I×長さ200mmの純
Ti棒(JIS 2種)を、同様に内面を研磨した外径
78mm x厚さ4.5mm x長さ220mmの中空
材のモネル材に、接触する面を脱脂・清浄後挿入し、真
空引きを行い、端面をモネル板にて密閉するように溶接
を、実施した(第1図参照)。
Example: A pure Ti rod (JIS Class 2) with outer diameter 69I x length 200mm whose circumference has been polished and finished with outer diameter 78mm x thickness 4.5mm x length 220mm hollow monel material whose inner surface has been similarly polished. After degreasing and cleaning the contacting surfaces, they were inserted, evacuated, and welded to seal the end surfaces with monel plates (see Figure 1).

純Tiとモネルの成分はそれぞれ第1表および第2表に
示す通りであった。
The components of pure Ti and Monel were as shown in Tables 1 and 2, respectively.

く純Tt>   第1表      (重量%)第2表 くそネル〉          (重量%)上記材料を
用い、第2図に示すようにしてプレスにて熱間押出し加
工を行なった。
Tt> Table 1 (% by weight) Table 2: Nell> (% by weight) Using the above materials, hot extrusion was carried out in a press as shown in FIG.

〔押出し加工条件〕[Extrusion processing conditions]

a)減面率:直径78mm  = 直径40III11
b)加熱温度;800℃、700℃、600℃このとき
得られた熱間押出しクラツド材の接合強度の測定結果を
第4図にグラフで示す。図示データから低温で加熱した
方が、接合強度が増加することがわかる。
a) Area reduction rate: diameter 78mm = diameter 40III11
b) Heating temperature: 800°C, 700°C, 600°C The results of measuring the bonding strength of the hot extruded cladding materials obtained at this time are shown graphically in FIG. From the data shown, it can be seen that the bonding strength increases when heated at a lower temperature.

なお、接合強度の測定は、同じ(第4図に示すように接
合物品を残した試験片を穴あき台に載せ、上方より荷重
(P)をかけ、接合物品が接合部で破断するまでの最大
荷重Pmayを測定して、接合部面積Aより(Pmax
/A)として求めた。
The bonding strength was measured in the same way (as shown in Figure 4, the test piece with the bonded article remaining was placed on a perforated stand, a load (P) was applied from above, and the bonding strength was measured until the bonded article broke at the joint). Measure the maximum load Pmay, and from the joint area A (Pmax
/A).

次に、加熱温度800℃で押出加工したクラッド材料(
直径40酎)を用い、第3図に示すようにして、交叉型
の傾斜圧延機にて、傾斜圧延を行なった。
Next, the clad material (
Incline rolling was performed using a cross-type inclined rolling mill as shown in FIG.

〔傾斜圧延条件〕[Incline rolling conditions]

a)交叉角(γ)−5°、傾斜角(β)−15゜ロール
直径=117mm b)ロール材質= 58M440 C)ロール回転数−80rp+m d)減面率:直径40mm  = 直径20a+se)
加熱温度−500℃、600℃、700 ’C1800
を得られたクラツド材のモネル材のTi材に対する接合
強度を第4図の場合と同様にして測定した。
a) Intersection angle (γ) -5°, inclination angle (β) -15° Roll diameter = 117mm b) Roll material = 58M440 C) Roll rotation speed -80rp + m d) Area reduction rate: diameter 40mm = diameter 20a + se)
Heating temperature -500℃, 600℃, 700'C1800
The bonding strength of the Monel material of the obtained clad material to the Ti material was measured in the same manner as in the case of FIG. 4.

この接合強度の測定結果を第5図にグラフにまとめて示
す。
The measurement results of this bonding strength are summarized in a graph in FIG.

熱間押出しと同様に低温で加熱して加工した方が、接合
強度が増加することがわかる。
It can be seen that the bonding strength increases when processed by heating at a low temperature, similar to hot extrusion.

ここに、上記の800℃加熱、直径4oI1mの熱間押
出材と、続いて700℃加熱の傾斜圧延された直径20
mmの傾斜圧延材とについて、EPMAを用いて境界に
出来る金属間化合物層、すなわちTis Ni、 Cu
の拡散層の厚さを測定した。その結果、直径40011
1の熱間押出材の拡散層の厚さは約1.4μm、直径2
0fflff+の傾斜圧延材の拡散層の厚さは約0.6
μ慣であった。これより傾斜圧延の加工を加えられた材
料の拡散層は非常に薄くなっていることが分かる。
Here, the above-mentioned hot extruded material heated at 800°C and having a diameter of 4oI1m, and then incline-rolled material heated at 700°C and having a diameter of 20
For the tilt-rolled material of mm, the intermetallic compound layer formed at the boundary using EPMA, namely Tis Ni, Cu
The thickness of the diffusion layer was measured. As a result, the diameter is 40011
The thickness of the diffusion layer of the hot extrusion material No. 1 is approximately 1.4 μm, and the diameter is 2
The thickness of the diffusion layer of the inclined rolled material of 0fflff+ is approximately 0.6
It was a μ habit. It can be seen from this that the diffusion layer of the material subjected to inclined rolling is extremely thin.

第5図において接合強度が高くなっているのは、この観
察結果から分かるように拡散層が非常に薄くなるからで
あると考えられる。
The reason why the bonding strength is high in FIG. 5 is considered to be because the diffusion layer becomes very thin, as can be seen from this observation result.

また、本発明による「熱間押出し」と「傾斜圧延」の組
合せにより、接合強度が20 kgf/mm”以上の成
品を何ら熱処理を要せずに製造できることを確認した。
Furthermore, it was confirmed that by combining "hot extrusion" and "incline rolling" according to the present invention, a product with a bonding strength of 20 kgf/mm'' or more can be manufactured without any heat treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第3図は、本発明に係る方法の工程を図式
的に説明する工程概略図; 第4図は、熱間押出加工後の接合強度と加熱温廖失の朋
l込ル曇ナカー1.七)−7<第5図は、傾斜圧延後の
接合強度と加熱温度との関係を示すグラフである。
1 to 3 are process schematic diagrams schematically explaining the steps of the method according to the present invention; FIG. Nakaa 1. 7)-7<Figure 5 is a graph showing the relationship between the bonding strength and heating temperature after tilt rolling.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] TiまたはTi合金の押出用ビレットの外周がNiまた
はNi合金で被覆、密閉され、その被覆内が真空状態に
されているかまたは被覆内の空気が不活性ガスで置換さ
れている押出成形用のクラッド素材を、850℃以下の
温度に加熱して熱間押出加工を行い、続いて、850℃
以下の温度に加熱して傾斜圧延機にて傾斜圧延する熱間
もしくは温間での延伸加工を施すことを特徴とするTi
系金属とNi系金属のクラッド材の製造方法。
A cladding for extrusion molding in which the outer periphery of a Ti or Ti alloy extrusion billet is coated and sealed with Ni or Ni alloy, and the inside of the coating is kept in a vacuum state or the air inside the coating is replaced with an inert gas. The material is heated to a temperature of 850°C or less to perform hot extrusion processing, and then heated to 850°C.
Ti characterized by being heated to the following temperature and subjected to hot or warm stretching processing by tilt rolling in a tilt rolling mill.
A method for manufacturing a cladding material of Ni-based metal and Ni-based metal.
JP22451585A 1985-10-08 1985-10-08 Manufacturing method of cladding material of Ti-based metal and Ni-based metal Pending JPS6284883A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02112886A (en) * 1987-06-26 1990-04-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacturing method of clad titanium wire
WO1991013717A1 (en) * 1990-03-14 1991-09-19 Masunaga Menlo Park Co., Ltd. Joined metallic work containing shaped member of nickel-titanium alloy and production thereof

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