チタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法
【課題】プレス等の成型による粉末の粉砕量を少なくし、空孔率の低下、バラツキを抑え、また、取り扱いが安全でかつ微細粉末をフィルター原料として使用でき、含有酸素量の少ないチタンまたはチタン系合金フィルターを製造する。
【解決手段】本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法は、原料に水素化チタンを用いることを特徴とし、更にこの水素化チタンの水素含有量を０．０５乃至４重量％とした。また、粒径５０μｍ乃至４００μｍの水素化チタン粉末を原料に用いて構成した。更に水素化チタンをプレス成型し、これを焼結するよう構成した。
【解決手段】本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法は、原料に水素化チタンを用いることを特徴とし、更にこの水素化チタンの水素含有量を０．０５乃至４重量％とした。また、粒径５０μｍ乃至４００μｍの水素化チタン粉末を原料に用いて構成した。更に水素化チタンをプレス成型し、これを焼結するよう構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結チタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体の異物などの不純物を除去するために用いられる金属その他のフィルターとしては、黄銅系、ブロンズ系、ステンレス系、チタン系、セラミック系のフィルターが知られている。これらのうち、チタン系フィルターは耐食性および耐酸化性に優れるという利点を有している。
焼結チタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法としては、スポンジチタンを粉砕した時に得られるチタン粉末を金型に充填しこれをプレスして成型し、この圧縮成型体を焼結する方法や、ガスアトマイズ法により球状粒子とした球状チタン粉末を焼結容器内に充填し、これを焼結する方法が知られている。
【特許文献１】特開平０７−２３８３０２号公報
【特許文献２】特開２００２−０６６２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
化学量論的な水素化チタン粉末（ＴｉＨ２）は非常に脆く、プレス機により圧縮成型する場合、これにより粉砕され空孔率の低下や空孔率バラツキが発生し、また、微細なチタン粉末は、空気中の酸素と容易に反応し発火する恐れがあり、且つ製造されたフィルターは含有する酸素量が多くなり品質が安定せず、チタン焼結フィルタの製造が容易に行えないという不具合を生じていた。
本発明はこれら不具合を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法は、原料に水素化チタンを用いることを特徴とし、更にこの水素化チタンの水素含有量を０．０５乃至４重量％とした。また、粒径５０μｍ乃至４００μｍの水素化チタン粉末を原料に用いて構成した。更に、本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法は、水素化チタンをプレス成型し、これを焼結することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法においては、原料に水素化チタンを用いることによりプレス等の成型による粉末の粉砕量を少なくすることができ、空孔率の低下、バラツキを抑えることができる。また、水素化チタンは大気中での酸化が起こりにくいので、取り扱いが安全でかつ微細粉末をフィルター原料として使用でき、含有酸素量の少ないフィルターを製造することが可能となるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法においては、原料に水素化チタンを用いる。
【実施例１】
【０００７】
本実施例におけるチタンまたはチタン合金フィルターの原料としては、先ず、スポンジチタンを水素雰囲気中でＳＨＳ法として知られる自己燃焼法により合成し、その後機械粉砕した水素化チタン粉末を用いる。
この水素化チタン粉末を篩いにかけることにより、粒子サイズ（粉末粒径）が２５０μｍ乃至３５５μｍの水素化チタン粉末を得、これをフィルターの原料として用いる。
次に、上記得られた水素化チタン粉末を、Ａｒ雰囲気中で８００℃、３時間加熱して脱水素を行う。この工程により、水素化チタン粉末の含有水素量を２重量％とすることができた。この工程における脱水素量の確認は、全体の重量変化より確認することが可能であり、加熱温度、時間等のパラメータを適宜調節することにより、脱水素量の制御を行うことが可能となる。
この所望の水素含有量に調整された水素化チタン粉末を金型に充填し、これを円板状にプレス成型して円板状の成型体を得た。尚、この工程におけるプレス成型の条件は、プレス圧２ｔ／ｃｍ２である。
【０００８】
この水素化チタンを成型して得られたグリーン体を、真空中１１００℃で約１時間焼結してチタンフィルターを製造する。
この焼結工程において、成型体に残留している水素は完全に除去され、またこれにより空孔率が約５０％のチタンフィルターを得ることができた。
【０００９】
本発明においては、原料として用いる水素化チタン粉末の粒子サイズを５０μｍ乃至４００μｍの範囲で選択することにより、完成するチタンフィルターの空孔率を３０％乃至６０％の範囲で製造することが可能となる。原料として使用する水素化チタン粉末の平均粒径と製造されるチタンフィルターの空孔率は、図１に示すとおりであり、用途に応じて選択、設定することが可能となる。尚、水素化チタン粉末の粒子サイズが５０μｍ以下の場合、製造されるチタンフィルターの空孔率は３０％以下となり、一般的な金属フィルターとしての用途には不向きとなり、また、粒子サイズが４００μｍ以上の場合、製造されるチタンフィルタの空孔率は６０％以上となり、焼結後の粒子同士の結合が弱くなり、製造されるフィルター自体の強度が不足するとともに、空孔率のバラツキが大きくなるので、原料として用いる水素化チタンの粒径は５０μｍ乃至４００μｍの範囲内にあることが望ましい。
【００１０】
上述の実施例においては、スポンジチタンをＳＨＳ法により合成して水素化チタンを得るよう構成したが、これに限定されるものでなく、また、脱水素処理はＡｒ雰囲気中に限定されるものでもなく、例えば真空中でも可能である。また、水素化チタン粉末の成型は上述のプレス成型のみならず、例えば金属射出成型機などを用いても良い。
更に、チタン系合金フィルターは、その用途に応じて水素化チタン粉末以外の金属粉末を添加し、混合、成型、焼結を行うことにより得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のチタンおよびチタン系合金フィルターの製造方法における水素化チタン粉末の平均粒径と製造されるフィルターの空孔率との関係を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結チタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体の異物などの不純物を除去するために用いられる金属その他のフィルターとしては、黄銅系、ブロンズ系、ステンレス系、チタン系、セラミック系のフィルターが知られている。これらのうち、チタン系フィルターは耐食性および耐酸化性に優れるという利点を有している。
焼結チタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法としては、スポンジチタンを粉砕した時に得られるチタン粉末を金型に充填しこれをプレスして成型し、この圧縮成型体を焼結する方法や、ガスアトマイズ法により球状粒子とした球状チタン粉末を焼結容器内に充填し、これを焼結する方法が知られている。
【特許文献１】特開平０７−２３８３０２号公報
【特許文献２】特開２００２−０６６２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
化学量論的な水素化チタン粉末（ＴｉＨ２）は非常に脆く、プレス機により圧縮成型する場合、これにより粉砕され空孔率の低下や空孔率バラツキが発生し、また、微細なチタン粉末は、空気中の酸素と容易に反応し発火する恐れがあり、且つ製造されたフィルターは含有する酸素量が多くなり品質が安定せず、チタン焼結フィルタの製造が容易に行えないという不具合を生じていた。
本発明はこれら不具合を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法は、原料に水素化チタンを用いることを特徴とし、更にこの水素化チタンの水素含有量を０．０５乃至４重量％とした。また、粒径５０μｍ乃至４００μｍの水素化チタン粉末を原料に用いて構成した。更に、本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法は、水素化チタンをプレス成型し、これを焼結することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法においては、原料に水素化チタンを用いることによりプレス等の成型による粉末の粉砕量を少なくすることができ、空孔率の低下、バラツキを抑えることができる。また、水素化チタンは大気中での酸化が起こりにくいので、取り扱いが安全でかつ微細粉末をフィルター原料として使用でき、含有酸素量の少ないフィルターを製造することが可能となるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法においては、原料に水素化チタンを用いる。
【実施例１】
【０００７】
本実施例におけるチタンまたはチタン合金フィルターの原料としては、先ず、スポンジチタンを水素雰囲気中でＳＨＳ法として知られる自己燃焼法により合成し、その後機械粉砕した水素化チタン粉末を用いる。
この水素化チタン粉末を篩いにかけることにより、粒子サイズ（粉末粒径）が２５０μｍ乃至３５５μｍの水素化チタン粉末を得、これをフィルターの原料として用いる。
次に、上記得られた水素化チタン粉末を、Ａｒ雰囲気中で８００℃、３時間加熱して脱水素を行う。この工程により、水素化チタン粉末の含有水素量を２重量％とすることができた。この工程における脱水素量の確認は、全体の重量変化より確認することが可能であり、加熱温度、時間等のパラメータを適宜調節することにより、脱水素量の制御を行うことが可能となる。
この所望の水素含有量に調整された水素化チタン粉末を金型に充填し、これを円板状にプレス成型して円板状の成型体を得た。尚、この工程におけるプレス成型の条件は、プレス圧２ｔ／ｃｍ２である。
【０００８】
この水素化チタンを成型して得られたグリーン体を、真空中１１００℃で約１時間焼結してチタンフィルターを製造する。
この焼結工程において、成型体に残留している水素は完全に除去され、またこれにより空孔率が約５０％のチタンフィルターを得ることができた。
【０００９】
本発明においては、原料として用いる水素化チタン粉末の粒子サイズを５０μｍ乃至４００μｍの範囲で選択することにより、完成するチタンフィルターの空孔率を３０％乃至６０％の範囲で製造することが可能となる。原料として使用する水素化チタン粉末の平均粒径と製造されるチタンフィルターの空孔率は、図１に示すとおりであり、用途に応じて選択、設定することが可能となる。尚、水素化チタン粉末の粒子サイズが５０μｍ以下の場合、製造されるチタンフィルターの空孔率は３０％以下となり、一般的な金属フィルターとしての用途には不向きとなり、また、粒子サイズが４００μｍ以上の場合、製造されるチタンフィルタの空孔率は６０％以上となり、焼結後の粒子同士の結合が弱くなり、製造されるフィルター自体の強度が不足するとともに、空孔率のバラツキが大きくなるので、原料として用いる水素化チタンの粒径は５０μｍ乃至４００μｍの範囲内にあることが望ましい。
【００１０】
上述の実施例においては、スポンジチタンをＳＨＳ法により合成して水素化チタンを得るよう構成したが、これに限定されるものでなく、また、脱水素処理はＡｒ雰囲気中に限定されるものでもなく、例えば真空中でも可能である。また、水素化チタン粉末の成型は上述のプレス成型のみならず、例えば金属射出成型機などを用いても良い。
更に、チタン系合金フィルターは、その用途に応じて水素化チタン粉末以外の金属粉末を添加し、混合、成型、焼結を行うことにより得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のチタンおよびチタン系合金フィルターの製造方法における水素化チタン粉末の平均粒径と製造されるフィルターの空孔率との関係を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法であって、原料に水素化チタンを用いたことを特徴とするチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項２】
上記水素化チタンは、含有する水素量が０．０５乃至４重量％であることを特徴とする請求項１記載のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項３】
上記水素化チタンは、粒径５０μｍ乃至４００μｍの水素化チタン粉末であることを特徴とする請求項１または２記載のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項４】
上記水素化チタンは、チタン系原料を水素雰囲気中で水素化し、得られた水素化チタンまたは水素化チタン系合金を粉砕したものを用いることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項５】
上記水素化チタンを成型し、これを焼結することを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載のチタンまたはチタン合金フィルターの製造方法。
【請求項１】
チタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法であって、原料に水素化チタンを用いたことを特徴とするチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項２】
上記水素化チタンは、含有する水素量が０．０５乃至４重量％であることを特徴とする請求項１記載のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項３】
上記水素化チタンは、粒径５０μｍ乃至４００μｍの水素化チタン粉末であることを特徴とする請求項１または２記載のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項４】
上記水素化チタンは、チタン系原料を水素雰囲気中で水素化し、得られた水素化チタンまたは水素化チタン系合金を粉砕したものを用いることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載のチタンまたはチタン系合金フィルターの製造方法。
【請求項５】
上記水素化チタンを成型し、これを焼結することを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載のチタンまたはチタン合金フィルターの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２１８４４３（Ｐ２００６−２１８４４３Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５９１９（Ｐ２００５−３５９１９）
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（５９６１７９９８８）株式会社ドッドウエル ビー・エム・エス (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（５９６１７９９８８）株式会社ドッドウエル ビー・エム・エス (13)
【Ｆターム（参考）】
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