(57)【要約】【課題】耐摩耗性に優れるチタン焼結体、装飾品および耐熱部品を提供すること。【解決手段】チタンを含む材料で構成され、酸素含有率が質量比で２５００ｐｐｍ以上５５００ｐｐｍ以下であり、表面のビッカース硬度が２５０以上５００以下であることを特徴とするチタン焼結体。また、結晶組織としてα相とβ相とを含み、断面において前記α相が占める面積率が７０％以上９９．８％以下であることが好ましい。また、Ｘ線回折法により取得されるＸ線回折スペクトルにおいて、前記β相の面方位（１１０）による反射強度のピーク値は、前記α相の面方位（１００）による反射強度のピーク値の５％以上６０％以下であることが好ましい。また、酸化チタンを主成分とする粒子を含むことが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタンを含む材料で構成され、
酸素含有率が質量比で２５００ｐｐｍ以上５５００ｐｐｍ以下であり、
表面のビッカース硬度が２５０以上５００以下であることを特徴とするチタン焼結体。
【請求項２】
結晶組織としてα相とβ相とを含み、
断面において前記α相が占める面積率が７０％以上９９．８％以下である請求項１に記載のチタン焼結体。
【請求項３】
Ｘ線回折法により取得されるＸ線回折スペクトルにおいて、前記β相の面方位（１１０）による反射強度のピーク値は、前記α相の面方位（１００）による反射強度のピーク値の５％以上６０％以下である請求項２に記載のチタン焼結体。
【請求項４】
酸化チタンを主成分とする粒子を含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載のチタン焼結体。
【請求項５】
相対密度が９９％以上である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のチタン焼結体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のチタン焼結体を含むことを特徴とする装飾品。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のチタン焼結体を含むことを特徴とする耐熱部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン焼結体、装飾品および耐熱部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
チタン合金は、機械的強度や耐食性に優れるため、航空機、宇宙開発、化学プラント等の分野で使用されている。また、最近では、チタン合金の生体適合性や低ヤング率、軽量等の特性を活かし、腕時計の外装部品、眼鏡フレームのような装飾品、ゴルフクラブのようなスポーツ用品、スプリング等に応用されつつある。
【０００３】
また、このような応用に際し、粉末冶金法を適用することにより、最終形状に近い形状のチタン焼結体を容易に製造することができる。これにより、二次加工を省略したり、加工量を減らしたりすることができ、効率的な部品生産が可能になる。
【０００４】
しかしながら、粉末冶金法により製造されたチタン焼結体は、耐摩耗性が低い。このため、チタン焼結体が摺動部品に適用された場合、摺動に伴って摩耗が生じ、相手部材との間で凝着を生じる。
【０００５】
そこで、特許文献１には、Ｔｉ量が３０〜８０質量％のＦｅ−Ｔｉ相と、耐食性を有する軟質金属相と、気孔とからなり、Ｆｅ−Ｔｉ相と軟質金属相とが斑状に分散する金属組織を呈するとともに、組織全体に占める軟質金属相が５〜２０容量％であって、密度比が９０％以上であるＦｅ−Ｔｉ焼結部材が提案されている。そして、このようなＦｅ−Ｔｉ焼結部材は、機械用または自動車等用の摺動部材に好適であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３１９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のＦｅ−Ｔｉ焼結部材では、Ｆｅを比較的高濃度に含むため、純チタンまたはチタンを８０％超含むようなチタン合金に比べて、耐食性が低く質量が大きい。しかも、特許文献１に記載のＦｅ−Ｔｉ焼結部材は、気孔を含むため、摩擦抵抗が大きくなり耐摩耗性に劣る。加えて、Ｆｅ−Ｔｉ焼結部材では、Ｆｅを比較的高濃度に含むため、チタン合金に比べて機械的強度が劣る。
【０００８】
本発明の目的は、耐摩耗性に優れるチタン焼結体、装飾品および耐熱部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のチタン焼結体は、チタンを含む材料で構成され、
酸素含有率が質量比で２５００ｐｐｍ以上５５００ｐｐｍ以下であり、
表面のビッカース硬度が２５０以上５００以下であることを特徴とする。
【００１０】
これにより、摺動面の耐食性が高くなるとともに、摺動面の摩擦抵抗が小さくなるため、耐摩耗性に優れるチタン焼結体が得られる。
【００１１】
本発明のチタン焼結体では、結晶組織としてα相とβ相とを含み、
断面において前記α相が占める面積率が７０％以上９９．８％以下であることが好ましい。
【００１２】
これにより、チタン焼結体の機械的強度を高めつつ、全体が均質になり易いので摩耗し易さの均一性も高めることができる。このため、チタン焼結体が摺動部品に適用されたとき、摺動面において局所的に摩耗し易い領域が生じることによる連鎖的な摩耗促進の現象が抑えられ、より耐摩耗性に優れたチタン焼結体が得られる。
【００１３】
本発明のチタン焼結体では、Ｘ線回折法により取得されるＸ線回折スペクトルにおいて、前記β相の面方位（１１０）による反射強度のピーク値は、前記α相の面方位（１００）による反射強度のピーク値の５％以上６０％以下であることが好ましい。
【００１４】
これにより、α相が持つ特性とβ相が持つ特性とがそれぞれ埋没することなく顕在化する。その結果、特に長期にわたって優れた耐摩耗性を維持し得るチタン焼結体が得られる。
【００１５】
本発明のチタン焼結体では、酸化チタンを主成分とする粒子を含むことが好ましい。
これにより、酸化チタンを主成分とする粒子がチタン焼結体中に分散し、マトリックスである金属チタンに加わる応力を分担する。このため、前記粒子を含むことにより、チタン焼結体全体における機械的強度の向上が図られる。
【００１６】
本発明のチタン焼結体では、相対密度が９９％以上であることが好ましい。
これにより、摺動面に空孔が露出し難くなるので、空孔を起点にした摩耗が発生し難くなり、摩擦抵抗が小さくなることによって特に良好な耐摩耗性を示すチタン焼結体が得られる。
【００１７】
本発明の装飾品は、本発明のチタン焼結体を含むことを特徴とする。
これにより、表面に優れた耐摩耗性が与えられるとともに、キズや摩耗が抑えられるため、長期にわたって優れた美的外観を維持し得る装飾品が得られる。
【００１８】
本発明の耐熱部品は、本発明のチタン焼結体を含むことを特徴とする。
これにより、耐摩耗性および耐熱性に優れた耐熱部品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のチタン焼結体の実施形態を示す電子顕微鏡像である。
【図２】図１に示す電子顕微鏡像の一部を模式的に描いた図である。
【図３】本発明の装飾品の実施形態が適用された時計ケースを示す斜視図である。
【図４】本発明の装飾品の実施形態が適用されたベゼルを示す部分断面斜視図である。
【図５】実施例１のチタン焼結体について得られたＸ線回折スペクトルである。
【図６】本発明の耐熱部品の第１実施形態を適用したターボチャージャー用ノズルベーンを示す側面図（翼部を平面視したときの図）である。
【図７】図６に示すノズルベーンの平面図である。
【図８】図６に示すノズルベーンの背面図である。
【図９】本発明の耐熱部品の第２実施形態を適用したターボチャージャー用インペラーホイールを示す正面図である。
【図１０】本発明の耐熱部品の第３実施形態を適用した圧縮機翼を示す斜視図である。
【図１１】比較例２のチタン焼結体の断面の電子顕微鏡像である。
【図１２】参考例１のチタン溶製材の断面の電子顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のチタン焼結体、装飾品および耐熱部品について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜チタン焼結体＞
まず、本発明のチタン焼結体の実施形態について説明する。
【００２２】
本実施形態に係るチタン焼結体は、例えば粉末冶金法により製造されたものである。したがって、かかるチタン焼結体では、チタン系粉末（チタンを含む材料で構成された粉末）の粒子同士が焼結することによって構成されている。
【００２３】
そして、本実施形態に係るチタン焼結体は、チタンを含む材料で構成され、酸素含有率が質量比で２５００ｐｐｍ以上５５００ｐｐｍ以下であり、表面のビッカース硬度が２５０以上５００以下である。このようなチタン焼結体は、優れた耐摩耗性を有するものとなる。このため、例えば、摺動部品に適用されたとき、過酷な摺動条件であっても長期にわたって良好な摺動特性を維持し得るチタン焼結体が得られる。また、例えば、装飾品に適用されたとき、表面に優れた耐摩耗性が与えられることによって表面のキズ付きを抑制し優れた美的外観を維持し得るチタン焼結体が得られる。
【００２４】
酸素含有率が前記下限値を下回ると、チタン焼結体中の酸化チタンが著しく減少する。酸化チタンは、チタン焼結体の耐食性を高め、摩耗し難くする作用がある。このため、酸素含有率が前記下限値を下回ると、酸化チタンが特に減少し、それに伴って耐食性が低下することによって耐摩耗性が低下する。一方、酸素含有率が前記上限値を上回ると、チタン焼結体中の酸化チタンが著しく増加する。このため、金属チタン同士の金属結合の割合が減少し、機械的強度が低下する。これにより、例えば摺動面において剥落や亀裂等が発生し易くなり、それに伴って摩擦抵抗が大きくなるため、耐摩耗性が低下する。
【００２５】
また、表面のビッカース硬度が前記下限値を下回ると、チタン焼結体が相手部材と摺動するとき、チタン焼結体の表面が相手部材によって徐々に削られ、摩耗し易くなる。一方、表面のビッカース硬度が前記上限値を上回ると、チタン焼結体の靭性が低下し、摺動時の荷重が極めて大きい場合や、摺動時に過度な衝撃が加わった場合等に、チタン焼結体に亀裂が生じたり壊れたりするおそれがある。
【００２６】
なお、酸素含有率（元素換算濃度）は、好ましくは３０００ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下とされ、より好ましくは３５００ｐｐｍ以上４５００ｐｐｍ以下とされる。
【００２７】
一方、表面のビッカース硬度は、好ましくは３００以上４５０以下とされ、より好ましくは３５０以上４００以下とされる。
【００２８】
また、チタン焼結体の酸素含有率は、例えば、原子吸光分析装置、ＩＣＰ発光分光分析装置、酸素窒素同時分析装置等により測定することができる。特に、ＪＩＳ  Ｚ  ２６１３（２００６）に規定された金属材料の酸素定量方法も用いられる。一例を挙げると、ＬＥＣＯ社製酸素・窒素分析装置、ＴＣ−３００／ＥＦ−３００が用いられる。
【００２９】
一方、表面のビッカース硬度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４（２００９）に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じた方法により測定することができる。なお、圧子の試験力は９．８Ｎ（１ｋｇｆ）とし、試験力の保持時間は１５秒とする。そして、１０か所の測定結果の平均値を表面のビッカース硬度とする。
【００３０】
なお、チタン焼結体中に含まれる酸素の少なくとも一部は、前述したように酸化チタンの状態で存在するのが好ましい。
【００３１】
このとき、チタン焼結体は、いかなる形態の酸化チタンを含んでいてもよいが、酸化チタンを主成分とする粒子（以下、省略して「酸化チタン粒子」という。）を含むことが好ましい。酸化チタン粒子は、チタン焼結体中に分散することによって、マトリックスである金属チタンに加わる応力を分担すると考えられる。このため、酸化チタン粒子を含むことにより、チタン焼結体全体における機械的強度の向上が図られる。また、酸化チタンは金属チタンよりも硬いため、酸化チタン粒子が分散していることにより、チタン焼結体の耐摩耗性をより高めることができる。
【００３２】
なお、酸化チタンを主成分とする粒子とは、例えば、蛍光Ｘ線分析法または電子線マイクロアナライザーにより、対象となる粒子の成分分析を行い、最も多く含まれた元素がチタンおよび酸素のうちの一方であり、次いで多く含まれた元素が他方であると分析された粒子のことをいう。
【００３３】
酸化チタン粒子の平均粒径は、特に限定されないが、０．５μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましく、１μｍ以上１５μｍ以下であるのがより好ましく、２μｍ以上１０μｍ以下であるのがさらに好ましい。酸化チタン粒子の平均粒径が前記範囲内であれば、チタン焼結体の靭性や引張強さ等の機械的特性を損なうことなく、耐摩耗性を高めることができる。すなわち、酸化チタン粒子の平均粒径が前記下限値を下回ると、酸化チタン粒子の含有率によっては、酸化チタン粒子による応力の分担作用が低下するおそれがある。また、酸化チタン粒子の平均粒径が前記上限値を上回ると、酸化チタン粒子の含有率によっては、酸化チタン粒子が亀裂の起点になって機械的強度が低下するおそれがある。
【００３４】
また、酸化チタン粒子の結晶構造は、ルチル型、アナターゼ型およびブルッカイト型のうちのいずれであってもよく、複数の型が混在していてもよい。
【００３５】
なお、酸化チタン粒子の平均粒径は、次のようにして測定される。まず、チタン焼結体の断面を電子顕微鏡で観察し、得られた観察像において１００個以上の酸化チタン粒子を無作為に選択する。このとき、酸化チタン粒子か否かは、画像のコントラストおよび酸素の面分析等によって特定することができる。次に、観察像上において選択した酸化チタン粒子の面積を算出し、この面積と同じ面積を持つ円の直径を求める。このようにして求めた円を、その酸化チタン粒子の粒径（円相当径）とみなし、１００個以上の酸化チタン粒子についての平均値を求める。この平均値が酸化チタン粒子の平均粒径となる。
【００３６】
次いで、チタン焼結体の結晶組織について説明する。
図１は、本発明のチタン焼結体の実施形態を示す電子顕微鏡像であり、図２は、図１に示す電子顕微鏡像の一部を模式的に描いた図である。なお、図１は、チタン焼結体の切断面を撮像したものであり、図１の上端において左右に延びている濃色の帯は、チタン焼結体の外側の領域である。つまり、濃色の帯の下端がチタン焼結体の表面に相当する。
【００３７】
図２に示すチタン焼結体１は、結晶組織としてα相２とβ相３とを含んでいる。このうち、α相２とは、それを構成する結晶構造が主として六方最密充填（ｈｃｐ）構造である領域（チタンα相）のことをいう。一方、β相３とは、それを構成する結晶構造が主として体心立方格子（ｂｃｃ）構造である領域（チタンβ相）のことをいう。なお、図１では、α相２が相対的に淡色を呈する領域として写っており、β相３は相対的に濃色を呈する領域として写っている。
【００３８】
α相２は、相対的に硬度が低く、延性に富んでいるため、特に高温下での強度や耐変形性に優れたチタン焼結体１の実現に寄与する。一方、β相３は、相対的に硬度が高いものの、塑性変形を生じ易いため、全体として靭性に優れたチタン焼結体１の実現に寄与する。
【００３９】
チタン焼結体１の断面では、そのほとんどがこのようなα相２とβ相３とで占められているのが好ましい。α相２とβ相３の合計の占有率（面積率）は、特に限定されないが、９５％以上であるのが好ましく、９８％以上であるのがより好ましい。このようなチタン焼結体１は、α相２およびβ相３が特性面で支配的になるため、チタンが持つ多くの長所が反映されたものとなる。
【００４０】
なお、α相２とβ相３の合計の占有率は、例えばチタン焼結体１の断面を電子顕微鏡や光学顕微鏡等で観察し、結晶構造の違いに基づく呈色の違いやコントラストに基づいて結晶相を区別するとともに面積を計測することによって求められる。
【００４１】
また、α相２やβ相３以外の結晶組織としては、例えば、ω相、γ相等が挙げられる。
また、チタン焼結体１は、前述したように結晶組織としてα相２とβ相３とを含むとともに、断面においてα相２の占有率（面積率）が７０％以上９９．８％以下であるのが好ましく、７５％以上９９％以下であるのがより好ましく、８０％以上９８％以下であるのがさらに好ましい。このようにα相２が支配的になっていることで、チタン焼結体１の機械的強度を高めつつ、全体が均質になり易いので摩耗し易さの均一性も高めることができる。このため、チタン焼結体１が摺動部品に適用されたとき、摺動面において局所的に摩耗し易い領域が生じることによる連鎖的な摩耗促進の現象が抑えられ、より耐摩耗性に優れたチタン焼結体１が得られる。換言すれば、α相２とβ相３との硬度差が顕在化し難くなるので、摺動面が平滑になり、摺動時に引っ掛かりが生じ難くなるため、摩擦抵抗が小さくなることによって耐摩耗性の向上に寄与することができる。さらには、支配的に存在するα相２は、転位を生じ難いことから摺動によって変性し難く、かつ、耐食性も高い。このため、長期にわたる摺動に曝された場合でも、耐摩耗性を維持することができる。その結果、研磨された研磨面を長期わたって良好に維持することができる。
【００４２】
一方、α相２が上記のような占有率である場合、β相３は、それより占有率が小さくなるが、０．２％以上３０％以下程度の面積率で存在しているのが好ましく、１％以上２５％以下程度の面積率で存在しているのがより好ましく、２％以上２０％以下程度の面積率で存在しているのがさらに好ましい。β相３は、前述したように塑性変形を生じ易いため、α相２同士の滑りを助長する。このため、β相３が前記範囲内の割合で存在していることにより、摺動の際、摺動面に大きな荷重が加わった場合でも、α相２同士の滑りによってその荷重による影響を緩和させることができる。その結果、大きな荷重が加わっても耐摩耗性を低下させ難くなる。
【００４３】
したがって、α相２の占有率が前記下限値を下回ると、α相２とβ相３との比率にもよるが、結晶組織においてα相２が支配的ではなくなるので、摺動面が平滑になり難くなって摺動時の摩擦抵抗が大きくなるおそれがある。また、α相２の占有率が前記上限値を上回ると、α相２やβ相３以外の結晶組織の含有率にもよるが、β相３の占有率が非常に小さくなるので、摺動面に大きな荷重が加わった際にその影響を緩和させることができなくなるおそれがある。
【００４４】
なお、α相２の占有率は、次のようにして測定される。まず、チタン焼結体１の断面を電子顕微鏡で観察し、得られた観察像の面積を算出する。次いで、観察像に写っているα相２の面積の合計を求める。そして、求めたα相２の面積の合計を観察像の面積で除して面積率を求める。この面積率がα相２の占有率となる。
【００４５】
また、チタン焼結体１の断面では、α相２が微細であることも重要な要素の１つである。例えば、断面におけるα相２の平均粒径は、３μｍ以上３０μｍ以下であるのが好ましく、５μｍ以上２５μｍ以下であるのがより好ましく、７μｍ以上２０μｍ以下であるのがさらに好ましい。このような平均粒径のα相２は、微細であることから、より転位が生じ難くなる。このため、チタン焼結体１の硬度をより高めるとともに、摺動面が平滑になり易くなり、摩擦抵抗をより小さくすることができる。加えて、良好に研磨された研磨面については、その状態を長期にわたって維持することができる。
【００４６】
また、α相２の平均粒径が前記下限値を下回ると、α相２の粒径が小さくなり過ぎるため、α相２の占有率を十分に高めることができないおそれがある。加えて、チタン焼結体１の機械的強度を十分に高めることができなくなるおそれがある。一方、α相２の平均粒径が前記上限値を上回ると、α相２内で転位が生じ易くなるため、摺動面が変性し易くなり、長期にわたる摺動に曝された場合に耐摩耗性が低下するおそれがある。加えて、耐摩耗性が低下することによって研磨面がキズ付き易くなり、研磨面を長期にわたって良好に維持することが難しくなるおそれがある。加えて、主にα相２に由来する機械的強度が低下するおそれがある。
【００４７】
なお、α相２の平均粒径は、次のようにして測定される。まず、チタン焼結体１の断面を電子顕微鏡で観察し、得られた観察像において１００個以上のα相２を無作為に選択する。次に、観察像上において選択したα相２の面積を算出し、この面積と同じ面積を持つ円の直径を求める。このようにして求めた円を、そのα相２の粒径（円相当径）とみなし、１００個以上のα相２についての平均値を求める。この平均値がα相２の平均粒径となる。
【００４８】
チタン焼結体１の構成材料は、チタンを含む材料であり、例えば、チタン単体またはチタン基合金等が挙げられる。
【００４９】
チタン基合金は、チタンを主成分とする合金であるが、チタン（Ｔｉ）の他に、例えば、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ニッケル（Ｎｉ）、硫黄（Ｓ）等の元素を含む合金である。
【００５０】
このようなチタン基合金は、α相安定化元素とβ相安定化元素とを含むことが好ましい。このようなチタン基合金で構成されたチタン焼結体１は、その製造条件や使用条件が変動したとしても、結晶組織としてα相２とβ相３とを併せ持つことができるので、耐候性に優れたものとなる。このため、チタン焼結体１は、α相２が呈する特性とβ相３が呈する特性とを併せ持つものとなり、とりわけ機械的特性に優れたものとなる。
【００５１】
このうち、α相安定化元素としては、例えば、アルミニウム、ガリウム、スズ、炭素、窒素、酸素等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が組み合わされて用いられる。一方、β相安定化元素としては、例えば、モリブデン、ニオブ、タンタル、バナジウム、鉄等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が組み合わされて用いられる。
【００５２】
チタン基合金の具体的な組成としては、ＪＩＳ  Ｈ  ４６００：２０１２に６０種、６０Ｅ種、６１種または６１Ｆ種として規定されているチタン合金が挙げられる。具体的には、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ  ＥＬＩ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ等が挙げられる。この他、航空宇宙材料規格（ＡＭＳ）に規定されているＴｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ−０．０８Ｓｉ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ等が挙げられる。また、国際標準化機構（ＩＳＯ）が策定する規格に規定されているＴｉ−５Ａｌ−２．５Ｆｅ、Ｔｉ−６Ａｌ−７Ｎｂ等が挙げられる。さらには、Ｔｉ−１３Ｚｒ−１３Ｔａ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−１Ｔａ、Ｔｉ−１５Ｚｒ−４Ｎｂ−４Ｔａ、Ｔｉ−５Ａｌ−３Ｍｏ−４Ｚｒ等が挙げられる。
【００５３】
なお、上述した合金組成の表記は、濃度の大きい成分を左から順に記載したものであり、元素の前にある数字はその元素の濃度を質量％を表すものである。例えば、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖは、６質量％のＡｌと４質量％のＶとを含み、残部がＴｉおよび不純物であることを表す。なお、不純物は、所定の割合（例えば不純物合計で０．４０質量％以下）で不可避的に混入した元素または意図的に添加された元素である。
【００５４】
また、上述した合金組成の主なものの範囲は、下記の通りである。
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金は、Ａｌを５．５質量％以上６．７５質量％以下で含み、Ｖを３．５質量％以上４．５質量％以下で含み、残部がＴｉおよび不純物である。不純物としては、例えば、Ｆｅが０．４質量％以下、Ｏが０．２質量％以下、Ｎが０．０５質量％以下、Ｈが０．０１５質量％以下、Ｃが０．０８質量％以下の割合で、それぞれ含まれることが許容される。さらには、その他の元素が個々に０．１０質量％以下、合計で０．４０質量％以下の割合で、それぞれ含まれることが許容される。
【００５５】
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ  ＥＬＩ合金は、Ａｌを５．５質量％以上６．５質量％以下で含み、Ｖを３．５質量％以上４．５質量％以下で含み、残部がＴｉおよび不純物である。不純物としては、例えば、Ｆｅが０．２５質量％以下、Ｏが０．１３質量％以下、Ｎが０．０３質量％以下、Ｈが０．０１２５質量％以下、Ｃが０．０８質量％以下の割合で、それぞれ含まれることが許容される。さらには、その他の元素が個々に０．１０質量％以下、合計で０．４０質量％以下の割合で、それぞれ含まれることが許容される。
【００５６】
Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ合金は、Ａｌを２．５質量％以上３．５質量％以下で含み、Ｖを１．６質量％以上３．４質量％以下で含み、必要に応じてＳを０．０５質量％以上０．２０質量％以下で含み、必要に応じてＬａ、Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄの少なくとも１種を合計で０．０５質量％以上０．７０質量％以下で含み、残部がＴｉおよび不純物である。不純物としては、例えば、Ｆｅが０．３０質量％以下、Ｏが０．２５質量％以下、Ｎが０．０５質量％以下、Ｈが０．０１５質量％以下、Ｃが０．１０質量％以下の割合で、それぞれ含まれることが許容される。さらには、その他の元素が合計で０．４０質量％以下の割合で含まれることが許容される。
【００５７】
Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｆｅ合金は、Ａｌを４．５質量％以上５．５質量％以下で含み、Ｆｅを２質量％以上３質量％以下で含み、残部がＴｉおよび不純物である。不純物としては、例えば、Ｏが０．２質量％以下、Ｎが０．０５質量％以下、Ｈが０．０１３質量％以下、Ｃが０．０８質量％以下の割合で、それぞれ含まれることが許容される。さらには、その他の元素が合計で０．４０質量％以下の割合で含まれることが許容される。
【００５８】
Ｔｉ−６Ａｌ−７Ｎｂ合金は、Ａｌを５．５質量％以上６．５質量％以下で含み、Ｎｂを６．５質量％以上７．５質量％以下で含み、残部がＴｉおよび不純物である。不純物としては、例えば、Ｔａが０．５０質量％以下、Ｆｅが０．２５質量％以下、Ｏが０．２０質量％以下、Ｎが０．０５質量％以下、Ｈが０．００９質量％以下、Ｃが０．０８質量％以下の割合で、それぞれ含まれることが許容される。さらには、その他の元素が合計で０．４０質量％以下の割合で含まれることが許容される。なお、Ｔｉ−６Ａｌ−７Ｎｂ合金は、細胞毒性が他の合金種に比べて特に低いため、チタン焼結体１が生体適合用途に用いられる場合、特に有用である。
【００５９】
また、チタン焼結体１に含まれる成分は、例えばＪＩＳ  Ｈ  １６３２−１（２０１４）〜ＪＩＳ  Ｈ  １６３２−３（２０１４）に規定されているチタン−ＩＣＰ発光分光分析方法に準拠した方法により分析することができる。
【００６０】
また、本実施形態に係るα相２の形状は、針状形状ではなく、等方形状あるいはそれに準じた形状であるのが好ましい。このような形状を有することにより、前述したように、チタン焼結体１の疲労強度の低下を抑制することができる。その結果、長期にわたって高い鏡面性を維持し得るチタン焼結体１が得られる。
【００６１】
また、結晶組織の形状を評価する指標としてアスペクト比がある。α相２の平均アスペクト比は、好ましくは１以上３以下とされ、より好ましくは１以上２．５以下とされる。α相２の平均アスペクト比が前記範囲内であることにより、チタン焼結体１の疲労強度および硬度の低下が抑えられる。このため、構造部品として有用なチタン焼結体１が得られる。また、平均アスペクト比を前記範囲内に調整することにより、チタン焼結体１が摺動部品に適用された場合、摺動面に凹凸が生じ難くなる。その結果、摺動面の平滑性をより高めることができ、とりわけ摺動抵抗が小さく耐摩耗性に優れたチタン焼結体１が得られる。アスペクト比が前記上限値を上回ると、α相２の形状異方性が大きくなるので、α相２の粒径によっては摺動面の平滑性が低下し、摺動抵抗が大きくなるおそれがある。
【００６２】
なお、α相２の平均アスペクト比は、次のようにして測定される。まず、チタン焼結体１の断面を電子顕微鏡で観察し、得られた観察像において１００個以上のα相２を無作為に選択する。次に、観察像上において選択したα相２の長軸を特定し、さらにこの長軸と直交する方向で最長の軸を短軸として特定する。次いで、長軸／短軸をアスペクト比として算出する。そして、１００個以上のα相２についてのアスペクト比を平均し、これを平均アスペクト比とする。
【００６３】
また、チタン焼結体１では、α相２の粒径が揃っていることが好ましい。α相２の形状が前述したような等方形状あるいはそれに準じた形状であることに加え、粒径が揃っていることも奏功し、チタン焼結体１は、疲労強度が高く、かつ長期にわたって優れた耐摩耗性を有するものとなる。
【００６４】
ここで、α相２の粒径を横軸にとり、その粒径に対応するα相２の数を縦軸にとったプロットエリアに、α相２の粒径の測定結果をプロットすると、α相２の粒度分布が得られる。この粒度分布において、小径側からの個数の累積が全体の１６％になるときの粒径をＤ１６とし、小径側からの個数の累積が全体の８４％となるときの粒径をＤ８４とする。このとき、粒度分布の標準偏差ＳＤは、下記式で求められる。
ＳＤ＝（Ｄ８４−Ｄ１６）／２
【００６５】
このようにして求められた標準偏差ＳＤは、粒度分布の分布幅の目安となる。そして、チタン焼結体１では、α相２の粒度分布の標準偏差ＳＤが５以下であるのが好ましく、３以下であるのがより好ましく、２以下であるのがさらに好ましい。α相２の粒度分布の標準偏差ＳＤが前記範囲内であるチタン焼結体１は、粒度分布が十分に狭く、α相２の粒径が十分に揃っているものとなる。かかるチタン焼結体１は、とりわけ疲労強度が高く、かつ、長期にわたって優れた耐摩耗性を維持し得るものとなる。
【００６６】
また、チタン焼結体１がＸ線回折法による結晶構造解析に供され、取得されるＸ線回折スペクトルは、例えばα相に起因する反射強度のピークとβ相に起因する反射強度のピークとを含む。
【００６７】
Ｘ線回折法により取得されるＸ線回折スペクトルは、特に、チタンα相の面方位（１００）による反射強度のピークと、チタンβ相の面方位（１１０）による反射強度のピークと、を含むことが好ましい。その上で、Ｘ線回折スペクトルにおいて、チタンβ相の面方位（１１０）による反射強度のピーク値（ピークトップの値）は、チタンα相の面方位（１００）による反射強度のピーク値（ピークトップの値）の５％以上６０％以下であるのが好ましく、１０％以上５０％以下であるのがより好ましく、１５％以上４０％以下であるのがさらに好ましい。これにより、前述したα相２が持つ特性とβ相３が持つ特性とがそれぞれ埋没することなく顕在化する。すなわち、α相２は、転位を生じ難いことから摺動によって変性し難く、かつ、耐食性も高い。一方、β相３は、α相２同士の滑りを助長するため、摺動面に大きな荷重が加わった場合でも、α相２同士の滑りによってその荷重による影響を緩和させることができる。よって、これらの機能がそれぞれ顕在化することによって、双方の効果が互いに打ち消し合うことなく相乗効果が得られる。その結果、摺動面に大きな荷重が加わった場合であっても長期にわたって優れた耐摩耗性を維持し得るチタン焼結体１が得られる。
【００６８】
なお、チタンα相の面方位（１００）による反射強度のピークは、２θが３５．３°付近に位置する。一方、チタンβ相の面方位（１１０）による反射強度のピークは、２θが３９．５°付近に位置する。
【００６９】
また、Ｘ線回折装置のＸ線源には、Ｃｕ−Ｋα線を用い、管電圧を３０ｋＶとし、管電流を２０ｍＡとする。
【００７０】
また、チタン焼結体１は、相対密度が９９％以上であるのが好ましく、９９．５％以上であるのがより好ましい。チタン焼結体１の相対密度が前記範囲内であることにより、摺動面に空孔が露出し難くなる。このため、空孔を起点にした摩耗が発生し難くなり、摩擦抵抗が小さくなることによって特に良好な耐摩耗性を示すチタン焼結体１が得られる。
【００７１】
なお、チタン焼結体１の相対密度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２５０１：２０００に規定された焼結金属材料の密度試験方法に準じて測定された乾燥密度である。
【００７２】
以上のようなチタン焼結体１は、種々の用途に適用可能であり、その用途は特に限定されないが、特に後述する装飾品や摺動部品として有用である。
【００７３】
＜チタン焼結体の製造方法＞
次に、チタン焼結体１を製造する方法について説明する。
【００７４】
チタン焼結体１の製造方法は、［１］チタン系粉末と有機バインダーとを混合し、混合物を得る工程と、［２］混合物を粉末成形法により成形し、成形体を得る工程と、［３］成形体を脱脂し、脱脂体を得る工程と、［４］脱脂体を焼成し、焼結体を得る工程と、［５］焼結体に熱間等方加圧処理（ＨＩＰ処理）を施す工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
【００７５】
［１］混合工程
まず、チタン焼結体１の原材料となるチタン系粉末を有機バインダーとともに混練し、混練物（混合物）を得る。
【００７６】
チタン系粉末の平均粒径は、特に限定されないが、１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましく、５μｍ以上４０μｍ以下であるのがより好ましい。
【００７７】
また、チタン系粉末は、チタン単体粉末またはチタン合金粉末である。チタン合金粉末は、単一の合金組成の粒子のみからなる粉末（プレアロイ粉末）であってもよく、互いに組成の異なる複数種の粒子を混合してなる混合粉末（プレミックス粉末）であってもよい。プレミックス粉末の場合、個々の粒子は１種類の元素のみを含む粒子であっても複数の元素を含む粒子であってもよく、プレミックス粉末全体で前述したような組成比を満たしていればよい。
【００７８】
混練物中の有機バインダーの含有率は、成形条件や成形する形状等に応じて適宜設定されるが、混練物全体の２質量％以上２０質量％以下程度であるのが好ましく、５質量％以上１０質量％以下程度であるのがより好ましい。有機バインダーの含有率を前記範囲内に設定することにより、混練物は良好な流動性を有するものとなる。これにより、成形の際の混練物の充填性が向上し、最終的に目的とする形状により近い形状（ニアネットシェイプ）の焼結体が得られる。
【００７９】
有機バインダーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンまたはこれらの共重合体等の各種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸（例：ステアリン酸）、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等の各種有機バインダーが挙げられ、これらのうち１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００８０】
また、混練物中には、必要に応じて、可塑剤が添加されていてもよい。この可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル（例：ＤＯＰ、ＤＥＰ、ＤＢＰ）、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００８１】
さらに、混練物中には、チタン系粉末、有機バインダー、可塑剤の他に、例えば、滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物を必要に応じて添加することができる。
【００８２】
なお、混練条件は、用いるチタン系粉末の合金組成や粒径、有機バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、混練温度５０℃以上２００℃以下程度、混練時間１５分以上２１０分以下程度とすることができる。
【００８３】
また、混練物は、必要に応じ、ペレット（小塊）化される。ペレットの粒径は、例えば、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度とされる。
【００８４】
なお、後述する成形方法に応じて、混練物ではなく、造粒粉末（混合物）を製造するようにしてもよい。
【００８５】
［２］成形工程
次に、得られた混練物（混合物）を成形して、成形体を製造する。
【００８６】
成形方法としては、特に限定されず、例えば、圧粉成形（圧縮成形）法、金属粉末射出成形（ＭＩＭ：Metal Injection Molding）法、押出成形法等の各種粉末成形法を用いることができる。このうち、ニアネットシェイプの焼結体を製造し得るという観点から、金属粉末射出成形法が好ましく用いられる。
【００８７】
また、圧粉成形法の場合の成形条件は、用いるチタン系粉末の組成や粒径、有機バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件によって異なるが、成形圧力が２００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下（２ｔ／ｃｍ２以上１０ｔ／ｃｍ２以下）程度であるのが好ましい。
【００８８】
また、チタン系粉末の場合の成形条件は、やはり諸条件によって異なるものの、材料温度が８０℃以上２１０℃以下程度、射出圧力が５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下（０．５ｔ／ｃｍ２以上５ｔ／ｃｍ２以下）程度であるのが好ましい。
【００８９】
また、押出成形法の場合の成形条件は、やはり諸条件によって異なるものの、材料温度が８０℃以上２１０℃以下程度、押出圧力が５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下（０．５ｔ／ｃｍ２以上５ｔ／ｃｍ２以下）程度であるのが好ましい。
【００９０】
このようにして得られた成形体は、チタン系粉末の粒子同士の間隙に、有機バインダーが一様に分布した状態となる。
【００９１】
なお、作製される成形体の形状寸法は、以降の脱脂工程および焼成工程における成形体の収縮分を見込んで決定される。
【００９２】
また、必要に応じて、成形体に対して切削、研磨、切断等の機械加工を施すようにしてもよい。成形体は、硬度が比較的低く、かつ比較的可塑性に富んでいるため、成形体の形状が崩れるのを防止しつつ、容易に機械加工を施すことができる。このような機械加工によれば、最終的に寸法精度の高いチタン焼結体１をより容易に得ることができる。
【００９３】
［３］脱脂工程
次に、得られた成形体に脱脂処理（脱バインダー処理）を施し、脱脂体を得る。
【００９４】
具体的には、成形体を加熱して、有機バインダーを分解することにより、成形体中から有機バインダーの少なくとも一部を除去して、脱脂処理がなされる。
【００９５】
この脱脂処理は、例えば、成形体を加熱する方法、バインダーを分解するガスに成形体を曝す方法等が挙げられる。
【００９６】
成形体を加熱する方法を用いる場合、成形体の加熱条件は、有機バインダーの組成や配合量によって若干異なるものの、温度１００℃以上７５０℃以下×０．１時間以上２０時間以下程度であるのが好ましく、１５０℃以上６００℃以下×０．５時間以上１５時間以下程度であるのがより好ましい。これにより、成形体を焼結させることなく、成形体の脱脂を必要かつ十分に行うことができる。その結果、脱脂体の内部に有機バインダー成分が多量に残留してしまうのを確実に防止することができる。
【００９７】
また、成形体を加熱する際の雰囲気は、特に限定されず、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、大気のような酸化性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧雰囲気等が挙げられる。
【００９８】
一方、バインダーを分解するガスとしては、例えば、オゾンガス等が挙げられる。
なお、このような脱脂工程は、脱脂条件の異なる複数の過程（ステップ）に分けて行うことにより、成形体中の有機バインダーをより速やかに、そして、成形体に残存させないように分解・除去することができる。
【００９９】
また、必要に応じて、脱脂体に対して切削、研磨、切断等の機械加工を施すようにしてもよい。脱脂体は、硬度が比較的低く、かつ比較的可塑性に富んでいるため、脱脂体の形状が崩れるのを防止しつつ、容易に機械加工を施すことができる。このような機械加工によれば、最終的に寸法精度の高いチタン焼結体１をより容易に得ることができる。
【０１００】
［４］焼成工程
次に、得られた脱脂体を、焼成炉で焼成して焼結体を得る。すなわち、チタン系粉末の粒子同士の界面で拡散が生じ、焼結に至る。その結果、チタン焼結体１が得られる。
【０１０１】
焼成温度は、チタン系粉末の組成や粒径等によって異なるが、一例として９００℃以上１４００℃以下程度とされる。また、好ましくは１０５０℃以上１３００℃以下程度とされる。
【０１０２】
また、焼成時間は、０．２時間以上７時間以下とされるが、好ましくは１時間以上６時間以下程度とされる。
【０１０３】
なお、焼成工程においては、途中で焼結温度や後述する焼成雰囲気を変化させるようにしてもよい。
【０１０４】
また、焼成の際の雰囲気は、特に限定されないが、金属粉末の著しい酸化を防止することを考慮した場合、水素のような還元性ガス雰囲気、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧雰囲気等が好ましく用いられる。
【０１０５】
なお、チタン系粉末からチタン焼結体１を製造する場合、焼成条件等によっては、α相２とβ相３の双方が形成されることがある。特に、チタン系粉末中に前述したβ相安定化元素が含まれている場合には、β相３がより確実に形成される。
【０１０６】
一方、各種製造条件を最適化することにより、チタン焼結体１の酸素含有率を調整することができる。例えばチタン焼結体１はチタン系粉末を用いて製造されるが、このチタン系粉末の酸素含有率を適宜変更することにより、チタン焼結体１の酸素含有率を調整することができる。具体的には、溶湯（原料の溶融物）からチタン系粉末を製造する際に、未冷却状態（高温状態）の粉末を水や酸素含有雰囲気に触れさせたり、あるいは触れる時間を長く確保したりすることによって、チタン系粉末の酸素含有率を高めることができる。チタン系粉末に含まれた酸素は、例えば酸化チタンのような状態で存在し、そのままチタン焼結体１に移行し易いため、チタン焼結体１の酸素含有率を高めることができる。
【０１０７】
なお、使用するチタン系粉末の酸素含有率は、特に限定されないものの、質量比で３００ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下であるのが好ましく、５００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下であるのがより好ましい。このような酸素含有率の合金粉末を用いることにより、チタン系粉末の焼結性を阻害することなく酸素含有率の比較的高いチタン焼結体１を得ることができる。
【０１０８】
また、この他に、有機バインダーの分解物から酸素が供給されたり、加熱炉の炉体や雰囲気から酸素が供給されたりすることも、酸素含有率を高める一因である。
【０１０９】
また、各種製造条件を最適化することにより、チタン焼結体１においてα相２が占める割合、すなわち、チタン焼結体１の断面においてα相２が占める面積率も調整することができる。例えば、焼成温度が高くなるとβ相３の割合が多くなるため、β相３の割合が目的の範囲内に収まるように焼成温度を調整するとともに、焼成時間が長すぎることによる結晶組織の肥大化を考慮して焼成時間を設定すればよい。
【０１１０】
したがって、例えばβ相３をほとんど含まないチタン系粉末を用いてチタン焼結体１を製造する場合、チタン系粉末の組成によっては、焼成温度を高くすればするほどβ相３の割合が高くなる傾向があるので、α相２の面積率が前記範囲内に収まるように焼成温度を調整するともに、焼成温度の調整によって焼結不足や過焼結にならないように焼成時間を設定すればよい。
【０１１１】
また、このような製造条件の最適化に伴い、α相２の粒径についても調整することができる。焼成温度を高くしたり焼成時間を長くしたりするほどα相２の粒径が大きくなる傾向があるので、α相２の粒径が前記範囲内に収まるように焼成温度や焼成時間を設定すればよい。
【０１１２】
さらに、チタン焼結体１の表面の硬度は、α相２の粒径に依存する傾向が高い。α相２の粒径を小さくすれば硬度が高くなり、α相２の粒径を大きくすれば硬度が小さくなる傾向がある。したがって、α相２の粒径を調整すべく、焼成温度や焼成時間を設定することにより、チタン焼結体１の表面のビッカース硬度を前記範囲内に収めることができる。
【０１１３】
なお、α相２の平均粒径が前記範囲内にある場合、α相２の面積率が高くなるにつれて、α相２の形状は等方形状に近づく傾向を示す。これは、β相３の割合が低下することにより、α相２同士が隣接する確率が高くなり、α相２同士が互いに干渉し合うことによって異方的な粒成長が阻害されるためと考えられる。したがって、α相２の粒径とともにアスペクト比についても調整が可能である。
【０１１４】
［５］ＨＩＰ工程
また、このようにして得られた焼結体に対し、さらにＨＩＰ処理（熱間等方加圧処理）等を施すようにしてもよい。これにより、焼結体のさらなる高密度化を図り、より機械的特性に優れた装飾品を得ることができる。
【０１１５】
ＨＩＰ処理の条件としては、例えば、温度が８５０℃以上１２００℃以下、時間が１時間以上１０時間以下程度とされる。
【０１１６】
また、加圧力は、５０ＭＰａ以上であるのが好ましく、１００ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であるのがより好ましい。
【０１１７】
さらに、必要に応じて、得られた焼結体に対し、さらに焼鈍処理、溶体化処理、時効処理、熱間加工処理、冷間加工処理等が施されてもよい。
【０１１８】
なお、必要に応じて、得られたチタン焼結体１に例えば研磨処理のような機械加工を施すようにしてもよい。研磨処理としては、特に限定されないが、例えば、電解研磨、バフ研磨、乾式研磨、化学研磨、バレル研磨、サンドブラスト等が挙げられる。これらの研磨処理を施すことにより、チタン焼結体１の表面にさらなる金属光沢を与え、鏡面性を高めることができる。そして、鏡面性の高い表面は、摺動抵抗が小さいので、より耐摩耗性に優れる。
【０１１９】
＜装飾品＞
次に、本発明の装飾品の実施形態について説明する。
【０１２０】
本実施形態に係る装飾品としては、例えば、時計ケース（胴、裏蓋、胴と裏蓋とが一体化されたワンピースケース等）、時計バンド（バンド中留、バンド・バングル着脱機構等を含む。）、ベゼル（例えば、回転ベゼル等）、りゅうず（例えば、ネジロック式りゅうず等）、ボタン、ガラス縁、ダイヤルリング、見切板、パッキンのような時計用外装部品、メガネ（例えば、メガネフレーム）、ネクタイピン、カフスボタン、指輪、ネックレス、ブレスレット、アンクレット、ブローチ、ペンダント、イヤリング、ピアスのような装身具、スプーン、フォーク、箸、ナイフ、バターナイフ、栓抜きのような食器、ライターまたはそのケース、ゴルフクラブのようなスポーツ用品、銘板、パネル、賞杯、その他ハウジング（例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ウェラブル端末、モバイル型コンピューター、音楽プレーヤー、カメラ、シェーバー等のハウジング）のような機器用外装部品等が挙げられる。これらの装飾品は、いずれも優れた美的外観が尊ばれることがある。これらの装飾品が少なくとも一部にチタン焼結体１を含むことにより、装飾品の表面に優れた耐摩耗性を与えることができる。これにより、キズや摩耗が抑えられ、長期にわたって優れた美的外観を維持し得る装飾品が得られる。また、それとともに、装飾品の表面には鏡面性を与えることができる。かかる観点からも、本実施形態に係る装飾品は、美的外観に優れる。
【０１２１】
図３は、本発明の装飾品の実施形態が適用された時計ケースを示す斜視図であり、図４は、本発明の装飾品の実施形態が適用されたベゼルを示す部分断面斜視図である。
【０１２２】
図３に示す時計ケース１１は、ケース本体１１２と、ケース本体１１２から突出するように設けられ、時計バンドを取り付けるためのバンド取付部１１４と、を備えている。このような時計ケース１１は、図示しないガラス板や裏蓋とともに、容器を構築することができる。この容器内には、図示しないムーブメントや文字盤等が収納される。したがって、この容器は、ムーブメント等を外部環境から保護するとともに、時計の美的外観に大きな影響を及ぼす。
【０１２３】
図４に示すベゼル１２は、環状をなしており、時計ケースに装着され、必要に応じて時計ケースに対して回転可能になっている。時計ケースにベゼル１２が装着されると、ベゼル１２が時計ケースの外側に位置するため、ベゼル１２が時計の美的外観を左右することになる。
【０１２４】
また、このような時計ケース１１やベゼル１２は、人体に装着された状態で使用されるため、常にキズが付き易い。このため、このような装飾品の構成材料としてチタン焼結体１が用いられることにより、表面の鏡面性が高く美的外観に優れた装飾品が得られる。さらに、長期にわたってこの鏡面性を維持することができる。
【０１２５】
加えて、時計ケース１１やベゼル１２は、表面に付いたキズを消すために研磨処理に供されることがある（オーバーホール）。本実施形態に係るチタン焼結体１を含む時計ケース１１やベゼル１２は、このような研磨処理に供されたとしても、著しく摩耗したり凹凸を生じさせたりすることが少ないので、研磨処理を施し易いものである。すなわち、このような時計ケース１１やベゼル１２は、研磨処理に供されたとしても、表面の鏡面性が高く美的外観に優れている状態を維持することができる（研磨によって鏡面性が低下するおそれが少ない）。
【０１２６】
＜摺動部品＞
次に、本発明のチタン焼結体１の適用例として摺動部品について説明する。
【０１２７】
摺動部品としては、例えば、電動機用部品、発電機用部品、ポンプ用部品、圧縮機用部品のような産業機械用部品、自動車用部品（例えば、ピストン、タペット、コンロッドのようなエンジン構成部品等）、自転車用部品、鉄道車両用部品、船舶用部品、航空機用部品、宇宙輸送機（例えばロケット等）用部品のような輸送機器用部品、パソコン用部品、携帯電話端末用部品、民生ロボット用部品のような電子機器用部品、冷蔵庫用部品、洗濯機用部品、冷暖房機用部品のような電気機器用部品、工作機械用部品、半導体製造装置用部品、産業ロボット用部品のような装置用部品、原子力発電所、火力発電所、水力発電所、製油所、化学コンビナートのようなプラントに用いられるプラント用部品等が挙げられる。
【０１２８】
これらは、いずれも、摺動面に荷重がかかった状態で相手部材と摺動する。したがって、かかる摺動部品の少なくとも一部にチタン焼結体１が用いられることにより、長期にわたって耐摩耗性に優れた摺動部品が実現される。
【０１２９】
＜耐熱部品＞
≪第１実施形態≫
本発明の耐熱部品は、例えば過給機用部品に適用可能である。後述する過給機用部品は、本発明の耐熱部品の第１実施形態であって、前述したチタン焼結体を含む。すなわち、後述する過給機用部品は、その少なくとも一部が前述したチタン焼結体で構成されている。このような過給機用部品は、追加処理を施すことなく（またはより少ない追加処理によって）、高密度で耐摩耗性および耐熱性に優れた耐熱部品となる。
【０１３０】
かかる過給機用部品としては、例えば、ターボチャージャー用ノズルベーン、ターボチャージャー用タービンホイール、ターボチャージャー用インペラーホイール、ウェストゲートバルブ、タービンシャフト、ハウジング、ドライブリング、ドライブレバー、ノズルリング、ノズルプレート、ユニゾンリング、アーム、リンク、ロッド等が挙げられる。これらの過給機用部品はいずれも、長期にわたって高温に曝される可能性があるとともに、場合によっては他の部品との間で摺動するため、耐摩耗性が要求される。前述したように、本発明のチタン焼結体は高密度であるため、優れた耐熱性および機械的特性を有する。このため、長期にわたる耐久性に優れた過給機用部品が得られる。
【０１３１】
以下、過給機用部品の例として、ターボチャージャー用ノズルベーン（以下、省略して「ノズルベーン」ともいう。）について説明する。ノズルベーンは、可変容量型ターボチャージャーに用いられ、ノズル開度を調整することによって過給圧を制御するための弁体である。
【０１３２】
図６は、本発明の耐熱部品の第１実施形態を適用したターボチャージャー用ノズルベーンを示す側面図（翼部を平面視したときの図）であり、図７は、図６に示すノズルベーンの平面図であり、図８は、図６に示すノズルベーンの背面図である。
【０１３３】
図６に示すノズルベーン４は、軸部４１および翼部４２を有している。
軸部４１は、その主要部の横断面形状が軸線４３を中心軸とする円形をなしている。この軸部４１は、その翼部４２側（図６にて左側）の部分が図示しないノズルマウントに回動可能に支持され、翼部４２とは反対側（図６にて右側）の部分が図示しないノズルプレートに固定される。これにより、軸線４３まわりに翼部４２を回動させてその角度を変化させることができ、ノズル開度を調整することができる。
【０１３４】
また、軸部４１の一端面（図６にて右側の端面）には、センター穴４４が形成されている。このセンター穴４４は、その横断面形状が円形をなし、その中心が軸線４３に一致するように形成されている。
【０１３５】
また、軸部４１の一端側（図６にて右側）の外周面には、軸線４３を介して互いに対向する一対の平坦部４５（２面カット部）が設けられている（図８参照）。
【０１３６】
このような各平坦部４５は、図示しないレバープレートに形成された当て付け面に当て付けられた状態で用いられる。軸部４１の軸線４３まわりの回動角が規制され、ノズルベーン４の軸線４３まわりの回動角を高精度に調整することができる。また、各平坦部４５は、翼部４２の突出方向（翼面）に対して角度θにて傾斜するように形成されている（図８参照）。
【０１３７】
一方、軸部４１の他端側（図６にて左側の端部）には、翼部４２が設けられている。すなわち、翼部４２は、軸部４１の一方の端部から突出するように設けられている。
【０１３８】
また、軸部４１の他端側には、軸部４１の外側に突出するフランジ部４６が形成されている。
【０１３９】
このような翼部４２は、その平面視にて、図６に示すように、軸部４１の軸線４３に垂直な方向に延在する帯状をなしている。また、軸部４１からの翼部４２の突出長さは、一端側（図６にて下側）が他端側（図６にて上側）よりも長くなっている。
【０１４０】
また、翼部４２の平面視での幅方向（図６にて左右方向）での両端部における縁部には、面取り４７、４８が施されている。
【０１４１】
また、図７、図８に示すように、翼部４２は、その厚さ方向に若干湾曲している。また、翼部４２は、その厚さが延在方向（突出方向）で各端へ向け漸減している。
【０１４２】
以上のようなノズルベーン４は、本発明のチタン焼結体を含んでいる。これにより、ノズルベーン４は優れた耐熱性および機械的特性を有し、耐摩耗性に優れたものとなる。また、ノズルベーン４は複雑な形状であっても寸法精度の高いものとなる。その結果、優れた性能を長期にわたって発揮し得る過給機を実現することができる。
なお、上述したノズルベーン４の形状等は一例であり、限定されるものではない。
【０１４３】
≪第２実施形態≫
図９は、本発明の耐熱部品の第２実施形態を適用したターボチャージャー用インペラーホイールを示す正面図である。ターボチャージャー用インペラーホイール（以下、省略して「インペラーホイール」という。）は、ターボチャージャーにおいて排気ガス等の圧力を受けて回転力を発生させる部品である。
【０１４４】
図９に示すインペラーホイール５は、ハブ部５４と、ハブ部５４の外周面に設けられた複数の翼部５５と、を有している。
また、ハブ部５４は、シャフトを貫通させる貫通孔５４１を備えている。
【０１４５】
複数の翼部５５は、インペラーホイール５の回転軸５３０の方向における長さが互いに異なる長翼部５５１と短翼部５５２とを含んでいる。長翼部５５１および短翼部５５２は、ハブ部５４の外周の周方向において交互に等間隔で配設されている。
【０１４６】
また、長翼部５５１は、図９に示すインペラーホイール５の下端から上端にかけて配設されている。そして、長翼部５５１は、ハブ部５４の外周の周方向に湾曲させた形状をなしている。
【０１４７】
一方、短翼部５５２は、図９に示すインペラーホイール５の下端から上端に向けて配設されているものの、長翼部５５１よりも短くなるように配設されている。そして、短翼部５５２も、ハブ部５４の外周の周方向に湾曲させた形状をなしている。
【０１４８】
このようなインペラーホイール５は、本発明のチタン焼結体を含んでいる。これにより、インペラーホイール５は優れた耐熱性および機械的特性を有し、耐摩耗性に優れたものとなる。また、インペラーホイール５は３次元の複雑な形状であっても寸法精度の高いものとなる。その結果、優れた性能を長期にわたって発揮し得る過給機を実現することができる。
【０１４９】
なお、上述したインペラーホイール５の形状等は一例であり、限定されるものではない。
【０１５０】
≪第３実施形態≫
本発明の耐熱部品は、例えばジェットエンジン用部品や発電タービン用部品である圧縮機翼に適用可能である。かかる圧縮機翼は、本発明の耐熱部品の第３実施形態であって、その少なくとも一部が本発明のチタン焼結体で構成されている。
【０１５１】
図１０は、本発明の耐熱部品の第３実施形態を適用した圧縮機翼を示す斜視図である。図１０に示す圧縮機翼６は、互いに同心状に設けられた内側リム６１および外側リム６２と、これらの間に設けられるとともに内側リム６１の円周方向に並べられた翼部６３と、を備えている。内側リム６１および外側リム６２は、それぞれ円環の一部を切り出した形状をなしている。すなわち、図１０に示す圧縮機翼６は、円環状をなす圧縮機翼全体が複数個のセグメントに分割されてなるもののうち、１つのセグメントに対応するものである。また、翼部６３は、湾曲した曲面を含む平板状をなしている。そして、翼部６３の翼端（端面）が、内側リム６１の外周面と外側リム６２の内周面とに結合されている。
【０１５２】
このような圧縮機翼６は、ジェットエンジンや発電用ガスタービンを構成する部品の１つであり、翼部６３が気体を受けることによって内側リム６１のさらに内側に設けられている図示しないタービン軸を回転させる。これにより、ジェットエンジンや発電用ガスタービン内において圧縮機が気体を圧縮することができる。
【０１５３】
内側リム６１、外側リム６２および翼部６３は、互いに別の部材であってもよいが、図１０に示す圧縮機翼６は、内側リム６１と外側リム６２と翼部６３とが一体になっている。このため、各部の相対的な位置精度が高く、圧縮機翼としての性能に優れている。そして、圧縮機翼６の全体を本発明のチタン焼結体で構成することにより、寸法精度に優れた圧縮機翼６が得られる。
【０１５４】
また、一般に圧縮機翼では、空力性能を向上させる必要性から、翼部の形状をより肉薄でかつ湾曲した曲面を含むような三次元形状にすることが求められている。
【０１５５】
かかる問題に対し、圧縮機翼６の全体が粉末冶金法で製造された焼結体で構成されていることにより、肉薄でかつ複雑な三次元形状を有する翼部６３を含んでいても、寸法精度の高い圧縮機翼６を実現することができる。
【０１５６】
また、本発明のチタン焼結体は、高密度で耐熱性に優れているため、圧縮機翼６の機械的特性の向上にも寄与する。すなわち、一般に圧縮機翼は、空気流路を構成する部品であるため、高温下でも振動に対して十分な疲労強度や耐摩耗性等が求められる。
【０１５７】
かかる問題に対し、圧縮機翼６は、本発明のチタン焼結体で構成されているため、高密度で耐熱性に優れるとともに十分な耐摩耗性を有している。したがって、長期にわたる耐久性に優れた圧縮機翼６が得られる。
【０１５８】
さらには、各種成形法を用いて製造されるため、圧縮機翼６の製造にあたっては、焼結後の後加工がほとんど必要ないか、あるいは加工量を少なく抑えられる。また、前述したように、高密度化が図られているため、ＨＩＰ処理のような追加処理も不要である。このため、製造コストの低減が図られるとともに、後加工痕がもたらす不具合の発生を最小限に留めることができる。
【０１５９】
なお、上述した圧縮機翼の形状等は一例であり、限定されるものではない。例えば、図１０に示す圧縮機翼６は、いわゆる静翼であるが、圧縮機翼は動翼であってもよい。
【０１６０】
また、本発明のチタン焼結体は、ジェットエンジンや発電用ガスタービンを構成するその他の部品、例えばファンブレード、タービンブレード、ファンディスク、マウント、シャフト、燃焼器、排気口といった圧縮機以外の部位を構成する部品にも適用可能である。
【０１６１】
以上、本発明のチタン焼結体、装飾品および耐熱部品について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１６２】
例えば、チタン焼結体の用途は、装飾品や摺動部品、耐熱部品等に限定されず、その他の任意の構造体（構造部品）であってもよい。この構造部品としては、例えば、自動車用部品、自転車用部品、鉄道車両用部品、船舶用部品、航空機用部品、宇宙輸送機（例えばロケット等）用部品のような輸送機器用部品、パソコン用部品、携帯電話端末用部品のような電子機器用部品、冷蔵庫、洗濯機、冷暖房機のような電気機器用部品、工作機械、半導体製造装置のような機械用部品、原子力発電所、火力発電所、水力発電所、製油所、化学コンビナートのようなプラント用部品、手術用器具、人工骨、人工関節、人工歯、人工歯根、歯列矯正用部品のような医療機器等が挙げられる。
【０１６３】
なお、チタン焼結体は、生体適合性が高いため、特に人工骨や歯科用金属部品として有用である。このうち歯科用金属部品は、口腔内に一時的あるいは半永久的に留置される金属部品であれば、特に限定されず、例えば、インレー、クラウン、ブリッジ、金属床、義歯、インプラント、アバットメント、フィクスチャー、スクリュー等のメタルフレームが挙げられる。
【実施例】
【０１６４】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．チタン焼結体の製造
（実施例１）
＜１＞まず、ガスアトマイズ法により製造された平均粒径２３μｍのＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金粉末を用意した。
【０１６５】
次いで、ポリプロピレンとワックスの混合物（有機バインダー）を用意し、原料粉末と有機バインダーとの質量比が９：１になるように秤量して、チタン焼結体製造用組成物を得た。
【０１６６】
次いで、得られたチタン焼結体製造用組成物を混練機で混練し、コンパウンドを得た。そして、コンパウンドをペレットに加工した。
【０１６７】
＜２＞次に、得られたペレットを用いて、以下に示す成形条件で成形し、成形体を作製した。
【０１６８】
＜成形条件＞
・成形方法：金属粉末射出成形法
・材料温度：１５０℃
・射出圧力：１１ＭＰａ（１１０ｋｇｆ／ｃｍ２）
【０１６９】
＜３＞次に、得られた成形体に対して、以下に示す脱脂条件で脱脂処理を施し、脱脂体を得た。
【０１７０】
＜脱脂条件＞
・脱脂温度  ：５２０℃
・脱脂時間  ：５時間
・脱脂雰囲気：窒素ガス雰囲気
【０１７１】
＜４＞次に、得られた脱脂体を、以下に示す焼成条件で焼成した。このようにして焼結体を作製した。
【０１７２】
＜焼成条件＞
・焼成温度  ：１１００℃
・焼成時間  ：５時間
・焼成雰囲気：アルゴンガス雰囲気
・雰囲気圧力：大気圧（１００ｋＰａ）
【０１７３】
＜５＞次に、得られた焼結体に対し、以下に示す処理条件でＨＩＰ処理を施した。このようにして、直径５ｍｍ×長さ１００ｍｍの棒状をなすチタン焼結体を得た。
【０１７４】
＜ＨＩＰ処理条件＞
・処理温度  ：９００℃
・処理時間  ：３時間
・処理圧力  ：１４８０ｋｇｆ／ｃｍ２（１４５ＭＰａ）
【０１７５】
＜６＞次に、得られたチタン焼結体を切断し、切断面にバフ研磨処理を施した。
次いで、研磨面を電子顕微鏡で観察し、α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比をそれぞれ求めた。その結果を表１に示す。
【０１７６】
（実施例２〜６）
α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比がそれぞれ表１に示す値になるように製造条件を変更した以外は、それぞれ実施例１と同様にしてチタン焼結体を得た。
【０１７７】
（比較例１〜４）
α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比がそれぞれ表１に示す値になるように製造条件を変更した以外は、それぞれ実施例１と同様にしてチタン焼結体を得た。
【０１７８】
（参考例１）
まず、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金の溶製材を用意した。
【０１７９】
次いで、得られた溶製材を切断し、研磨面にバフ研磨処理を施した。
次いで、研磨面を電子顕微鏡で観察し、α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比をそれぞれ求めた。その結果を表１に示す。
【０１８０】
（実施例７）
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金粉末に代えて、平均粒径２３μｍのＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ合金粉末を用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてチタン焼結体を得た。
そして、得られたチタン焼結体を切断し、切断面にバフ研磨処理を施した。
【０１８１】
次いで、研磨面を電子顕微鏡で観察し、α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１８２】
（実施例８〜１２）
α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比がそれぞれ表２に示す値になるように製造条件を変更した以外は、それぞれ実施例７と同様にしてチタン焼結体を得た。
【０１８３】
（比較例５〜８）
α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比がそれぞれ表２に示す値になるように製造条件を変更した以外は、それぞれ実施例７と同様にしてチタン焼結体を得た。
【０１８４】
（参考例２）
まず、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖの溶製材を用意した。
【０１８５】
次いで、得られた溶製材を切断し、研磨面にバフ研磨処理を施した。
次いで、研磨面を電子顕微鏡で観察し、α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１８６】
（実施例１３）
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金粉末に代えて、平均粒径２５μｍのＴｉ−６Ａｌ−７Ｎｂ合金粉末を用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてチタン焼結体を得た。
そして、得られたチタン焼結体を切断し、切断面にバフ研磨処理を施した。
【０１８７】
次いで、研磨面を電子顕微鏡で観察し、α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比をそれぞれ求めた。その結果を表３に示す。
【０１８８】
（実施例１４〜１８）
α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比がそれぞれ表３に示す値になるように製造条件を変更した以外は、それぞれ実施例１３と同様にしてチタン焼結体を得た。
【０１８９】
（比較例９〜１２）
α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比がそれぞれ表３に示す値になるように製造条件を変更した以外は、それぞれ実施例１３と同様にしてチタン焼結体を得た。
【０１９０】
（参考例３）
まず、Ｔｉ−６Ａｌ−７Ｎｂの溶製材を用意した。
【０１９１】
次いで、得られた溶製材を切断し、切断面にバフ研磨処理を施した。
次いで、研磨面を電子顕微鏡で観察し、α相の平均粒径、α相およびβ相が占める面積率、ならびにα相の平均アスペクト比をそれぞれ求めた。その結果を表３に示す。
【０１９２】
２．チタン焼結体の評価
２．１  酸素含有率
まず、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材について、その酸素含有率を酸素窒素同時分析装置（ＬＥＣＯ社製、ＴＣ−１３６）により測定した。測定結果を表１〜３に示す。
【０１９３】
２．２  ビッカース硬度
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材の表面について、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に規定の方法に準じてビッカース硬度を測定した。測定結果を表１〜３に示す。
【０１９４】
２．３  酸化チタン粒子の平均粒径
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材について、研磨面を電子顕微鏡にて観察した。そして、観察像において酸化チタン粒子を特定し、その平均粒径を算出した。算出結果を表１〜３に示す。
【０１９５】
２．４  Ｘ線回折法による結晶構造解析
次に、実施例１のチタン焼結体について、以下に示す測定条件により、Ｘ線回折法による結晶構造解析を行った。
【０１９６】
＜Ｘ線回折法による結晶構造解析の測定条件＞
・Ｘ線源    ：Ｃｕ−Ｋα線
・管電圧    ：３０ｋＶ
・管電流    ：２０ｍＡ
得られたＸ線回折スペクトルを図５に示す。
【０１９７】
図５から明らかなように、実施例１のチタン焼結体について得られたＸ線回折スペクトルは、α相（α−Ｔｉ）による反射強度のピークと、β相（β−Ｔｉ）による反射強度のピークとを含んでいることがわかった。そこで、２θが３５．３°付近に位置する面方位（１００）α−Ｔｉによる反射強度のピーク値を基準にしたとき、２θが３９．５°付近に位置する面方位（１１０）β−Ｔｉによる反射強度のピーク値の前記基準に対する割合（ピーク比）を算出した。また、これと同様の計算を、実施例２〜１８および比較例１〜３、５〜７、９〜１１のチタン焼結体ならびに参考例１〜３のチタン溶製材においても行った。ピーク比の算出結果を表１〜３に示す。なお、比較例４、８、１２のチタン焼結体では、α相やβ相以外のピークも目立っていたため、ピーク比の算出が困難であった。
【０１９８】
２．５  鏡面性
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材について、研磨面を目視にて観察した。そして、研磨面の鏡面性を以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１〜３に示す。
【０１９９】
＜研磨面の鏡面性の評価基準＞
◎：研磨面の鏡面性が非常に高い（美的外観が特に良好）
○：研磨面の鏡面性がやや高い（美的外観がやや良好）
△：研磨面の鏡面性がやや低い（美的外観がやや不良）
×：研磨面の鏡面性が非常に低い（美的外観が不良）
【０２００】
２．６  相対密度
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材について、ＪＩＳ  Ｚ  ２５０１：２０００に規定の方法に準じて相対密度を算出した。算出結果を表１〜３に示す。
【０２０１】
２．７  耐摩耗性
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材について、その表面の耐摩耗性を評価した。具体的には、まず、チタン焼結体の表面にバフ研磨処理を施した。次いで、研磨面について、ＪＩＳ  Ｒ  １６１３（２０１０）に規定されたファインセラミックスのボールオンディスク法による摩耗試験方法に準じた摩耗試験を行い、円板状試験片の摩耗量を測定した。なお、測定条件は、以下の通りである。
【０２０２】
＜比摩耗量の測定条件＞
・球形試験片の材質：高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）
・球形試験片の大きさ：直径６ｍｍ
・円板状試験片の材質：各実施例および各比較例の焼結体ならびに各参考例の溶製材
・円板状試験片の大きさ：直径３５ｍｍ、厚さ５ｍｍ
・荷重の大きさ：１０Ｎ
・摺動速度：０．１ｍ／ｓ
・摺動円直径：３０ｍｍ
・摺動距離：５０ｍ
【０２０３】
そして、参考例１のチタン溶製材について得られた摩耗量を１とし、表１に示す各実施例および各比較例のチタン焼結体について得られた摩耗量の相対値を算出した。
【０２０４】
同様に、参考例２のチタン溶製材について得られた摩耗量を１とし、表２に示す各実施例および各比較例のチタン焼結体について得られた摩耗量の相対値を算出した。
【０２０５】
さらに、同様に、参考例３のチタン溶製材について得られた摩耗量を１とし、表３に示す各実施例および各比較例のチタン焼結体について得られた摩耗量の相対値を算出した。
【０２０６】
次いで、算出した相対値を以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１〜３に示す。
【０２０７】
＜摩耗量の評価基準＞
Ａ：摩耗量が非常に少ない（相対値が０．５未満）
Ｂ：摩耗量が少ない（相対値が０．５以上０．７５未満）
Ｃ：摩耗量がやや少ない（相対値が０．７５以上１未満）
Ｄ：摩耗量がやや多い（相対値が１以上１．２５未満）
Ｅ：摩耗量が多い（相対値が１．２５以上１．５未満）
Ｆ：摩耗量が非常に多い（相対値が１．５以上）
【０２０８】
２．８  引張強さ
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材等について、その引張強さを測定した。なお、引張強さの測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（２０１１）に規定の金属材料引張試験方法に準じて行った。
【０２０９】
そして、参考例１のチタン溶製材について得られた引張強さを１とし、表１に示す各実施例および各比較例のチタン焼結体について得られた引張強さの相対値を算出した。
【０２１０】
同様に、参考例２のチタン溶製材について得られた引張強さを１とし、表２に示す各実施例および各比較例のチタン焼結体について得られた引張強さの相対値を算出した。
【０２１１】
さらに、同様に、参考例３のチタン溶製材について得られた引張強さを１とし、表３に示す各実施例および各比較例のチタン焼結体について得られた引張強さの相対値を算出した。
【０２１２】
次いで、得られた相対値を以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１〜３に示す。なお、引張強さについては、上記試験体以外に、ＳＵＳ３１６Ｌ焼結体、ＡＳＴＭ  Ｆ７５（Ｃｏ−２８％Ｃｒ−６％Ｍｏ合金）の鋳造材および焼結体、ならびにα−Ｔｉ焼結体についても、参考例ａ〜ｄとして評価した（表１）。また、参考例ｄについては、その他に、前述した２．１、２．２および２．５〜２．７と同様の評価を行った。
【０２１３】
＜引張強さの評価基準＞
Ａ：引張強さが非常に大きい（相対値が１．０９以上）
Ｂ：引張強さが大きい（相対値が１．０６以上１．０９未満）
Ｃ：引張強さがやや大きい（相対値が１．３以上１．０６未満）
Ｄ：引張強さがやや小さい（相対値が１以上１．０３未満）
Ｅ：引張強さが小さい（相対値が０．９７以上１未満）
Ｆ：引張強さが非常に小さい（相対値が０．９７未満）
【０２１４】
２．９  破断時の公称ひずみ（破断伸び）
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材等について、その破断伸びを測定した。なお、破断伸びの測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（２０１１）に規定の金属材料引張試験方法に準じて行った。
【０２１５】
次いで、得られた破断伸びを以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１〜３に示す。なお、破断伸びについては、上記試験体以外に、ＳＵＳ３１６Ｌ焼結体、ＡＳＴＭ  Ｆ７５（Ｃｏ−２８％Ｃｒ−６％Ｍｏ合金）の鋳造材および焼結体、ならびにα−Ｔｉ焼結体についても、参考例ａ〜ｄとして評価した（表１）。
【０２１６】
＜破断伸びの評価基準＞
Ａ：破断伸びが非常に大きい（０．１５以上）
Ｂ：破断伸びが大きい（０．１２５以上０．１５未満）
Ｃ：破断伸びがやや大きい（０．１０以上０．１２５未満）
Ｄ：破断伸びがやや小さい（０．０７５以上０．１０未満）
Ｅ：破断伸びが小さい（０．０５０以上０．０７５未満）
Ｆ：破断伸びが非常に小さい（０．０５０未満）
【０２１７】
２．１０  細胞毒性試験
次に、各実施例および各比較例のチタン焼結体ならびに各参考例のチタン溶製材等からなる試験体について、細胞毒性試験を行った。なお、細胞毒性試験は、ＩＳＯ  １０９９３−５：２００９に規定されている細胞毒性試験に準じて行った。具体的には、直接接触法によるコロニー形成法によって、対照群のコロニー数の平均値を１００％としたとき、試験体に直接播種した細胞のコロニー数の対照群のコロニー数に対する割合（コロニー形成率［％］）を求めた。なお、試験条件は以下の通りである。
【０２１８】
・細胞株：Ｖ９７細胞
・培地：ＭＥＭ１０培地
・陰性対照材料（ネガティブコントロール）：高密度ポリエチレンフィルム
・陽性対照材料（ポジティブコントロール）：０．１％ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛含有ポリウレタンフィルム
・対照群（コントロール）：培地に直接播種した細胞のコロニー数
【０２１９】
次いで、得られたコロニー形成率を以下の評価基準に照らして分類することにより各試験体の細胞毒性を評価した。評価結果を表１〜３に示す。なお、細胞毒性試験については、上記試験体以外に、ＳＵＳ３１６Ｌ焼結体、ＡＳＴＭ  Ｆ７５（Ｃｏ−２８％Ｃｒ−６％Ｍｏ合金）焼結体、およびα−Ｔｉ焼結体についても、参考例ａ、ｃ、ｄとして評価した（表１）。
【０２２０】
＜細胞毒性の評価基準＞
Ａ：コロニー形成率が９０％以上
Ｂ：コロニー形成率が８０％以上９０％未満
Ｃ：コロニー形成率が８０％未満
【０２２１】
【表１】
2017214643.tif 000003
【０２２２】
【表２】
2017214643.tif 000004
【０２２３】
【表３】
2017214643.tif 000005
【０２２４】
表１〜３から明らかなように、各実施例のチタン焼結体は、耐摩耗性に優れていることが認められた。また、各実施例のチタン焼結体は、相対密度および引張強さが高く、研磨面の鏡面性に優れていることが認められた。
【０２２５】
ここで、比較例２のチタン焼結体の断面の電子顕微鏡像を図１１に示す。図１１からは、比較例２のチタン焼結体では、α相が細長い形状、すなわち異方性の大きい形状をなしていることが認められる。
【０２２６】
また、参考例１のチタン溶製材の断面の電子顕微鏡像を図１２に示す。図１２からは、参考例１のチタン溶製材では、α相の粒径が比較的小さいものの、異方性の大きい形状をなしていることが認められる。
【符号の説明】
【０２２７】
１…チタン焼結体、２…α相、３…β相、４…ノズルベーン、５…インペラーホイール、６…圧縮機翼、１１…時計ケース、１２…ベゼル、４１…軸部、４２…翼部、４３…軸線、４４…センター穴、４５…平坦部、４６…フランジ部、４７…面取り、４８…面取り、５４…ハブ部、５５…翼部、６１…内側リム、６２…外側リム、６３…翼部、１１２…ケース本体、１１４…バンド取付部、５３０…回転軸、５４１…貫通孔、５５１…長翼部、５５２…短翼部、θ…角度
【図１】
2017214643.tif 000006
【図２】
2017214643.tif 000007
【図３】
2017214643.tif 000008
【図４】
2017214643.tif 000009
【図５】
2017214643.tif 000010
【図６】
2017214643.tif 000011
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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