(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン基材の表層に、少なくともＴｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、及び、Ｏを含有し、Ｔｉ−Ｏ化合物、Ｃｒ−Ｏ化合物、及び、Ｔｉ−Ｓｉ化合物が形成された０．５μｍ以上５．０μｍ以下の厚みの皮膜が形成され、かつ、該皮膜下のチタン基材に１０μｍ以上１００μｍ以下の深さの拡散硬化層が形成されていることを特徴とする耐酸化性に優れたチタン部材。
【請求項２】
前記チタン部材が、自動車用のエンジン部材又は排気装置部材に用いられるチタン部材であることを特徴とする請求項１に記載の耐酸化性に優れたチタン部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法であって、チタン基材を、ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末に埋め込んで、７５０〜９５０℃、１〜４時間の熱処理を施すことを特徴とする耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法であって、チタン基材の表面に、ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末のスラリーを塗布し、乾燥後、７５０〜９５０℃、１〜４時間の熱処理を施すことを特徴とする耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【請求項５】
前記ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末が、クロムシリサイドの粉末であることを特徴とする請求項３又は４に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【請求項６】
前記ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末が、Ｃｒ粉末とＳｉ粉末を、質量比で、４０：６０〜６０：４０の範囲で混合した粉末であることを特徴とする請求項３又は４に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐酸化性に優れたチタン部材及び該チタン部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量、高比強度で耐熱性にも優れるチタン合金は、航空機、自動車、民生品等の広範な分野で利用されている。特に、内燃機関近傍又は排気装置のように、耐熱性が要求される用途では、各用途に応じた耐熱チタン合金が開発されてきた。
【０００３】
高い高温強度や耐クリープ性が要求される用途では、６質量％程度のＡｌを含有するＮｅａｒ−α型チタン合金が用いられる。自動車用エンジンの排気バルブがその用途例である。
【０００４】
一方、自動車の排気管のように、純チタンに近い室温加工性が要求される用途では、純チタンに多くても１質量％程度のＡｌ、Ｓｉ、Ｃｕなどの合金元素が添加された合金が用いられている。これらの用途では、相対する排気ガスの温度は８００℃程度にまで達するとされている。
【０００５】
耐熱チタン合金には、高い耐酸化性が要求されるため、主に、二つの方法で改善が進められてきた。
【０００６】
一つは、チタン母材中にＡｌやＳｉを添加して合金化する方法である。この方法は、素材インゴットを製造する段階で合金原料を添加する必要があり、合金添加量が多くなると、加工性が著しく低下して、製造コストが増加するという課題がある。
【０００７】
他の一つは、チタン材表層に耐酸化性を有する皮膜を形成する方法である。この方法は、部材成形後に、必要な部位にのみ表面処理を施す。しかし、ＰＶＤや溶射などの方法を用いると、処理費用が高くなるという課題がある。
【０００８】
表面処理によってチタンの耐酸化性を改善しようとする従来技術について、以下に説明する。
【０００９】
特許文献１には、Ａｌ粉末をペースト状にしたものをチタン材表面に塗布して４００℃程度で焼成する耐酸化皮膜の製造方法が開示されている。しかし、Ａｌは、Ｔｉと同様に酸化され易い元素であり、耐酸化性の効果は十分でない。また、チタン材表層に形成されるアルミ酸化物層は剥離し易いという問題がある。
【００１０】
特許文献２には、１０ａｔ％以下のＳｉを含むＡｌ合金粒子又は純Ａｌ粒子を主成分とする溶液を塗布して、２００〜４００℃で焼成した皮膜を有するエンジン排気管が開示されている。
【００１１】
しかし、前述のように、Ａｌは、Ｔｉと同様に酸化され易い元素であり、耐酸化性の効果は十分でない。また、チタン材表層に形成されるアルミ酸化物層は剥離し易いという問題がある。
【００１２】
さらに、Ａｌ粒子間の空隙を埋めるために用いるシリコーン樹脂の耐熱性は、せいぜい４００℃までであり、８００℃に達するとされる排気管用途に対して耐熱性は十分ではない。また、Ａｌ粒子よりもＡｌ−Ｓｉ粒子を用いた方が、より高温側の耐酸化性が向上するが、１０ａｔ％以上のＳｉを含有する粉末の製造が困難である。
【００１３】
特許文献３には、耐熱性チタン合金部材の表面にＴｉＣ、ＴｉＢ、ＴｉＢＣのいずれか１種以上からなる皮膜層と、Ａｌ又はＣｒの供給層が形成された耐熱性チタン合金部材が開示されている。しかし、前述のように、Ａｌは、Ｔｉと同様に酸化され易い元素であり、耐酸化性の効果は十分でない。
【００１４】
特許文献４には、チャンバー内に設置した鉄鋼材料の表面にＣｒ粒子を投射し、加熱しながら窒素ガスを導入して、Ｃｒ拡散層を形成するとともに、窒化処理を施す表面処理方法が開示されている。しかし、チタン材において、窒化処理は、表層に非常に硬質な窒化チタン皮膜を形成するものの、耐酸化性は不十分である。
【００１５】
特許文献５には、チタンを含む基材上に、０．１〜１５．０μｍの範囲の膜厚を有する、ＣｒとＳｉを含む金属酸化物皮膜が開示されている。しかし、特許文献５の発明は、発色性に関する表面コーティングに関する技術であり、本発明で課題とする耐酸化性を改善するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第３１５１７１３号公報
【特許文献２】特許第４１５０７００号公報
【特許文献３】特許第３８６０４２２号公報
【特許文献４】特開２０１３−２２４４６４号公報
【特許文献５】特開２００７−２５４８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来、チタン合金部材に耐酸化性を付与するため、チタン合金部材の表面に、ＡｌとＣｒを含む硬質層、又は、ＡｌとＳｉを含む硬質層を形成する技術が公開されているが、いずれの硬質層も耐酸化性が十分でない。また、Ａｌ−Ｓｉ粒子を用いて硬質層を形成する場合、より高温側で耐酸化性の高いＳｉの含有が制約されるという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑み、緻密な皮膜を形成するＣｒとＳｉを用いて、チタン基材の表面に耐酸化性皮膜を簡便な方法で形成し、耐酸化性に優れたチタン部材と、その製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、上記目的を達成するため、チタン基材の表面に形成する耐酸化性皮膜の組成について鋭意検討した。その結果、チタン基材の表面に、Ｃｒ及びＳｉを含有する皮膜を形成すれば、高い耐酸化性が得られること、及び、その耐酸化性皮膜は、簡便な表面処理方法で形成できることを見出した。
【００２０】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は、以下のとおりである。
【００２１】
（１）チタン基材の表層に、少なくともＴｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、及び、Ｏを含有し、Ｔｉ−Ｏ化合物、Ｃｒ−Ｏ化合物、及び、Ｔｉ−Ｓｉ化合物が形成された０．５μｍ以上５．０μｍ以下の厚みの皮膜が形成され、かつ、該皮膜下のチタン基材に１０μｍ以上１００μｍ以下の深さの拡散硬化層が形成されていることを特徴とする耐酸化性に優れたチタン部材。
【００２２】
（２）前記チタン部材が、自動車用のエンジン部材又は排気装置部材に用いられるチタン部材であることを特徴とする前記（１）に記載の耐酸化性に優れたチタン部材。
【００２３】
（３）前記（１）又は（２）に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法であって、チタン基材を、ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末に埋め込んで、７５０〜９５０℃、１〜４時間の熱処理を施すことを特徴とする耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【００２４】
（４）前記（１）又は（２）に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法であって、チタン基材の表面に、ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末のスラリーを塗布し、乾燥後、７５０〜９５０℃、１〜４時間の熱処理を施すことを特徴とする耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【００２５】
（５）前記ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末が、クロムシリサイドの粉末であることを特徴とする前記（３）又は（４）に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【００２６】
（６）前記ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末が、Ｃｒ粉末とＳｉ粉末を、質量比で、４０：６０〜６０：４０の範囲で混合した粉末であることを特徴とする前記（３）又は（４）に記載の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、耐酸化性に優れたチタン部材を提供することができる。本発明の耐酸化性に優れたチタン部材により、軽量で高強度のチタン材の用途が広がり、航空機や自動車の燃費が向上し、また、自動二輪車の運動性能が向上するので、本発明は、多くの人々の生活環境の向上に大きく貢献する。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の耐酸化性に優れたチタン部材（以下「本発明チタン部材」ということがある。）は、チタン基材の表層に、少なくともＴｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、及び、Ｏを含有し、Ｔｉ−Ｏ化合物、Ｃｒ−Ｏ化合物、及び、Ｔｉ−Ｓｉ化合物が形成された０．５μｍ以上５．０μｍ以下の厚みの皮膜が形成され、かつ、該皮膜下のチタン基材に１０μｍ以上１００μｍ以下の深さの拡散硬化層が形成されていることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の耐酸化性に優れたチタン部材の製造方法（以下「本発明製造方法」ということがある。）は、本発明チタン部材の製造方法であって、(a)チタン基材を、ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末に埋め込んで、７５０〜９５０℃、１〜４時間の熱処理を施すか、又は、(b)チタン基材の表面に、ＣｒとＳｉを含む皮膜形成用粉末のスラリーを塗布し、乾燥後、７５０〜９５０℃、１〜４時間の熱処理を施すことを特徴とする。
【００３０】
以下、本発明チタン部材及び本発明製造方法について説明する。まず、本発明チタン部材について説明する。
【００３１】
本発明者らは、優れた耐酸化性をチタン基材に付与するため、耐酸化性に優れるＣｒとＳｉを含む皮膜を、チタン基材の表面に形成することを検討した。ＣｒとＳｉを選択した理由は次の通りである。
【００３２】
Ｃｒを含む皮膜は、Ｃｒが外方拡散することで、酸化物層の表層側に緻密な酸化物層を形成し、Ｔｉの外方拡散を抑制するので、チタン基材の耐酸化性の向上に有効に機能する。Ｓｉを含む皮膜は、Ｓｉ酸化物がチタン酸化物層内に存在すると、酸素の内方拡散を抑制して、Ｔｉの酸化を抑制するので、チタン基材の耐酸化性の向上に有効に機能する。
【００３３】
さらに、初期の形態がＴｉ−Ｓｉ化合物であることにより、Ｔｉ−Ｓｉ結合が分解されてＳｉ酸化物及びＴｉ酸化物を形成するまでに、より多くの時間や酸素が必要になることから、チタン基材の耐酸化性の向上に、より一層有効に機能する。
【００３４】
即ち、ＣｒとＳｉが皮膜中に混在することで、Ｔｉの外方拡散を抑制する効果と、酸素の内方拡散を抑制する効果が共存して、チタン基材の耐酸化性が一層向上する。
【００３５】
以下に、耐酸化性皮膜と拡散硬化層について説明する。
【００３６】
（ｉ）耐酸化性皮膜
耐酸化性皮膜中の相は、皮膜表面をＸ線回折法で解析することで同定できる。解析の結果、チタン基材のＴｉ（α相）の他、皮膜中のＴｉ−Ｏ化合物（ＴｉＯ2）、Ｃｒ−Ｏ化合物（Ｃｒ2Ｏ3）、Ｔｉ−Ｓｉ化合物（Ｔｉ5Ｓｉ3）を同定することができた。
【００３７】
化合物の原子比は、例えば、ＴｉＯ2をＴｉＯ2-xと一般的に表示するように、酸素濃度の変動を見込んで表示する。Ｔｉ−Ｓｉ化合物には、Ｔｉ5Ｓｉ3の他に、ＴｉＳｉやＴｉＳｉ2もある。それ故、熱処理（後述）で被膜中に形成されるそれぞれの化合物は、原子比に拘らず、熱処理で形成され得る全ての化合物を含むものである。
【００３８】
そして、本発明チタン部材は、皮膜中に、Ｔｉ−Ｏ化合物、Ｃｒ−Ｏ化合物、及び、Ｔｉ−Ｓｉ化合物を全て含むものとする。
【００３９】
本発明チタン部材においては、チタン基材の表面に、厚さ０．５μｍ以上５μｍ以下の耐酸化性皮膜を熱処理（後述する）で形成する。皮膜の厚さ０．５μｍより薄いと、所要の耐酸化性が得られない。耐酸化性を確実に得る点で、１．０μｍ以上が好ましい。
【００４０】
一方、被膜の厚さが５．０μｍより厚いと、皮膜がチタン基材から剥離し易くなる。皮膜の剥離を抑制する点で、３．０μｍ以下が好ましい。耐酸化性皮膜の厚みの調整は、熱処理の温度及び時間を調整して行う。
【００４１】
耐酸化性皮膜中の元素濃度は、Ｃｒ及びＳｉのいずれも、３％以上１０％未満が好ましい。ＣｒとＳｉの元素濃度が３％未満であると、耐酸化性向上効果が発現しない。一方、ＣｒとＳｉの元素濃度が１０％以上であると、皮膜がチタン基材から剥離し易くなる。
【００４２】
耐酸化性皮膜中及びチタン基材中の元素濃度は、本発明チタン部材から採取した試験片の断面を鏡面研磨した後、ＥＰＭＡで、ビーム径０．５μｍの線分析を行って測定することができる。
【００４３】
（ii）拡散硬化層
本発明チタン部材においては、耐酸化性皮膜下のチタン基材に１０μｍ以上１００μｍ以下の拡散硬化層が形成されていることが必要である。
【００４４】
拡散硬化層は、Ｃｒ、Ｓｉ、及び、Ｏの内の１つ以上の元素が、チタン基材中に拡散して、チタン基材より硬度が上昇した層である。耐酸化性皮膜とチタン基材の間に元素拡散が生じることで、耐酸化性皮膜とチタン基材の硬度の違いを緩和して、耐酸化性皮膜の剥離を抑制することができる。
【００４５】
Ｃｒ、Ｓｉ、及び、Ｏとも、チタン基材中に拡散することが可能な元素であるので、耐酸化性皮膜とチタン基材の間に緩やかな硬度分布を形成することができる。拡散硬化層は、耐酸化性皮膜を形成する熱処理条件で、皮膜の形成と同時に形成することができる。
【００４６】
拡散硬化層の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下とする。拡散硬化層の厚さが１０μｍより薄いと、耐酸化性皮膜の剥離を防止する効果が十分に発現しない。一方、拡散硬化層の厚さが１００μｍより厚いと、皮膜形成に長時間の熱処理が必要となり、工業的に効率的でない。
【００４７】
拡散硬化層の厚みは、部材断面のマイクロビッカース硬さが、拡散硬化層の影響のないチタン基材の硬さよりも高い値を示す厚みで規定することができる。マイクロビッカース硬さは、本発明チタン部材から採取した試験片の断面を鏡面研磨した後、荷重１０ｇｆで測定する。
【００４８】
次に、本発明製造方法について説明する。
【００４９】
耐酸化性皮膜の耐酸化性を担うＣｒとＳｉの原料として、粒径１〜１０μｍのクロムシリサイド（ＣｒＳｉ2）粉末を用いた。クロムシリサイド粉末中にチタン基材を埋め込んで熱処理を施す、粉末パック法という方法を用いて、チタン基材の表面に耐酸化性皮膜を形成した。
【００５０】
ただし、耐酸化性皮膜の形成に用いる粉末は、クロムシリサイド（ＣｒＳｉ2）に限定されない。Ｃｒ粉末とＳｉ粉末を用いてもよい。その場合、ＣｒとＳｉの質量比を、４０：６０〜６０：４０の範囲とすることで、クロムシリサイド（ＣｒＳｉ2）を用いた場合と同様の結果を得ることができる。
【００５１】
また、耐酸化性皮膜は、クロムシリサイド（ＣｒＳｉ2）粉末と水を混合したスラリー、又は、Ｃｒ粉末、Ｓｉ粉末、水を混合したスラリーをチタン基材に塗布し、乾燥後、熱処理を施す方法によって形成することもできる。耐酸化性皮膜の形成は、上記手法に限らず、種々の手法によって形成することが可能である。
【００５２】
熱処理は、７５０℃以上９５０℃以下で、１時間以上４時間以下行う。熱処理温度が７５０℃より低いと、耐酸化性皮膜及び拡散硬化層の形成速度が遅く、工業的に効率的でない。一方、熱処理温度が９５０℃より高いと、耐酸化性皮膜が厚くなりすぎて、チタン基材から剥離し易くなる。
【００５３】
熱処理は、１×１０-2Ｔｏｒｒ以上１×１０-6Ｔｏｒｒ未満の真空雰囲気で行うことが好ましい。熱処理を、大気中又は１×１０-2Ｔｏｒｒ未満の低真空雰囲気で行うと、Ｔｉの酸化が激しく、耐酸化性皮膜がチタン基材から剥離し易くなる。一方、熱処理を、１×１０-6Ｔｏｒｒ以上の高真空雰囲気で行うと、酸素が足りなくなり、耐酸化性皮膜の形成が困難になる。
【００５４】
次に、本発明チタン部材の製造に使用するチタン基材（以下「本発明チタン基材」ということがある。）の製造方法について説明する。
【００５５】
本発明チタン基材は、工業用純チタン、又は、各種のチタン合金から、本発明チタン部材の用途に応じて選択する。
【００５６】
例えば、本発明チタン基材として、Ｔｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ、Ｔｉ−５％Ａｌ−１％Ｆｅなどのα＋βチタン合金、Ｔｉ−６％Ａｌ−２．７％Ｓｎ−４％Ｚｒ−０．４％Ｍｏ−０．４５％Ｓｉ（Ｔｉ−１１００）、Ｔｉ−６％Ａｌ−２％Ｓｎ−４％Ｚｒ−２％Ｍｏ−０．１％Ｓｉ（６２４２Ｓ）などのＮｅａｒ−α型チタン合金などを使用することができる。なお、％は質量％を意味する。以下、同じである。
【００５７】
また、本発明チタン基材として、自動車用排気管に使用するＴｉ−１％Ｃｕ−１％Ｓｎ−０．３５％Ｓｉ−０．２％Ｎｂ−０．０５％Ｏ（酸素）、及び、Ｔｉ−０．１％Ｆｅ−０．４５％Ｓｉ−０．０５％Ｏ（酸素）などの耐熱チタン合金を使用することできる。
【００５８】
本発明チタン基材は、スポンジチタン、母合金、スクラップなどの原料を調整し、消耗電極式真空アーク溶解法、電子ビーム溶解法、プラズマ溶解法などで製造したチタン合金を、鍛造、熱延などの展伸工程を経て板状、棒状、又は、管状に加工して製造する。
【００５９】
本発明チタン基材は、さらに、熱間又は冷間の成形、又は、切削で、所要のチタン部材形状に加工したものでもよい。また、本発明チタン基材は、鋳造法や、３次元積層成形法など部材形状に成型したものでもよい。
【００６０】
本発明チタン基材の微視組織は、特に限定されるものではない。一般に、自動車用排気管のように、管成形や曲げ加工などの良好な室温成形性が要求される場合、本発明チタン基材の微視組織は、等軸組織に制御される。一方、自動車用エンジンの排気バルブなど高温クリープ強度が要求される場合、本発明チタン基材の微視組織は、針状α相を主とする針状組織に制御されることが多い。
【００６１】
ここで、耐酸化性皮膜の評価方法について説明する。
【００６２】
耐酸化性は、約１ｍｍ厚×２０ｍｍ角の試験片の全面に表面処理を施した後、７００℃×２００時間の静止大気中に暴露し、暴露後の増加質量を試験片の表面積で割った値（以下「酸化増量」と記載する。）で評価した。
【００６３】
耐酸化性に優れるチタン合金として開発されたＴｉ−１％Ｃｕ−１％Ｓｎ−０．３５％Ｓｉ−０．２％Ｎｂ−０．０５％Ｏ（酸素）、及び、Ｔｉ−０．１％Ｆｅ−０．４５％Ｓｉ−０．０５％Ｏ（酸素）を、表面処理を施さないで評価した場合の酸化質量が１．７ｍｇ／ｃｍ2であることから、評価対象の酸化質量が１．７ｍｇ／ｃｍ2を下回る１．５ｍｇ／ｃｍ2未満であるとき、合格と評価した。
【００６４】
耐酸化性皮膜の密着性は、デュポン式衝撃試験で評価した。半径６．３５ｍｍの撃ち型と受け台の間に、耐酸化性皮膜を形成した１ｍｍ厚×５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片を、耐酸化性皮膜を上にして挟み、質量５００ｇの錘を５００ｍｍの高さから撃ち型の上に落とし、耐酸化性皮膜の面に、割れ、剥がれ等の損傷の有無を評価した。
【００６５】
本発明製造方法によれば、耐酸化性に優れた皮膜を有するチタン部材（本発明チタン部材）を製造することができる。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００６７】
（実施例１）
成分組成が、（Ａ）Ｔｉ−１％Ｃｕ−１％Ｓｎ−０．３５％Ｓｉ−０．２％Ｎｂ−０．０５％Ｏ（酸素）、又は、（Ｂ）Ｔｉ−０．１％Ｆｅ−０．４５％Ｓｉ−０．０５％Ｏ（酸素）のチタン合金をＶＡＲ（真空アーク溶解）法を用いて溶解し、鍛造、熱延、冷延して、厚み１ｍｍのチタン合金板を製造した。このチタン合金板に、真空中で、７５０℃、５時間の焼鈍を施して、チタン基材とした。
【００６８】
チタン基材を、耐火物の皿に載せ、粒径１〜５μｍのＣｒＳｉ2粉末で覆い、その後、表１に示す温度及び時間で熱処理を施し、耐酸化性皮膜を形成した。耐酸化性皮膜を形成したチタン基材（チタン部材）を上記粉末から取り出し、アルコールで洗浄した後、静止大気中で、チタン部材に７００℃、２００時間の熱処理を施した。
【００６９】
拡散硬化層の厚みは、チタン部材から採取した試験片の断面を鏡面研磨した後、荷重１０ｇｆのマイクロビッカース硬さを測定し、チタン基材より高い硬度となる深さで規定した。
【００７０】
表１に、耐酸化性皮膜を形成する熱処理の温度及び時間、耐酸化性皮膜の厚み、拡散硬化層の厚み、耐酸化性の評価、及び、密着性の評価を、纏めて示す。
【００７１】
なお、表１中、基材Ａは、（Ａ）Ｔｉ−１％Ｃｕ−１％Ｓｎ−０．３５％Ｓｉ−０．２％Ｎｂ−０．０５％Ｏ（酸素）のチタン合金から製造したチタン基材で、基材Ｂは、（Ｂ）Ｔｉ−０．１％Ｆｅ−０．４５％Ｓｉ−０．０５％Ｏ（酸素）のチタン合金から製造したチタン基材である。
【００７２】
【表１】
0006344194.tif 000002
【００７３】
Ｎｏ．１〜６は発明例であり、熱処理の温度及び時間を変えて、耐酸化性皮膜の厚みと拡散硬化層の厚みを変化させた。いずれも、耐酸化性皮膜の厚みが０．５〜５．０μｍの範囲にあり、拡散硬化層の厚みが１０〜１００μｍの範囲にある。
【００７４】
Ｎｏ．７は、耐酸化性皮膜の厚みが０．４μｍで、本発明の範囲を外れる比較例であり、耐酸化性の指標も１．６ｍｇ／ｃｍ2と不合格である。
【００７５】
Ｎｏ．８は、耐酸化性皮膜の厚みが６μｍで、本発明の範囲を外れる比較例であり、耐酸化性皮膜が剥離し、密着性が不合格である。
【００７６】
Ｎｏ．９は、耐酸化性皮膜と拡散硬化層を形成しない比較例であり、耐酸化性の指標が１．７ｍｇ／ｃｍ2で不合格である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
前述したように、本発明によれば、耐酸化性に優れたチタン部材を提供することができる。本発明の耐酸化性に優れたチタン部材により、軽量で高強度のチタン材の用途が広がり、航空機や自動車の燃費が向上し、また、自動二輪車の運動性能が向上するので、本発明は、多くの人々の生活環境の向上に大きく貢献する。よって、本発明は、チタン製造・加工産業において利用可能性が高いものである。