CN106132590B

CN106132590B - 铂族基合金的制造方法

Info

Publication number: CN106132590B
Application number: CN201580017038.2A
Authority: CN
Inventors: 土井义规; 今大助
Original assignee: Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2018-09-14
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: DE112015004141T5; JP2016064416A; JP5703414B1; WO2016038915A1; CN106132590A; US20170043393A1; DE112015004141B4; US9737931B2

Abstract

本发明是一种铂族基合金的制造方法，其中，使用于真空腔室内上部设置的电极炬与具有截面积为S1的空腔的在腔室内下部的水冷却铜坩埚之间形成等离子体电弧柱的等离子体电弧熔解炉，一边将包含铂族基合金的原料棒端部插入于该等离子体电弧柱进行熔解，一边滴下于该水冷却铜坩埚内的基材上且形成熔融池，并且，一边通过拉低该基材而将该熔融池的液面高度维持一定，一边使熔融池底部凝固，在这样的连续铸造方式的熔解锭制造工序中，该熔解锭的水平截面积S(mm²)与长度L(mm)满足S1≥S＞500、且，将熔解时的腔室内压力设为0.8atm以上，将拉低速度设为10mm/min以下。

Description

铂族基合金的制造方法

技术领域

本发明涉及一种铂族基合金的制造方法，具体涉及一种铂族基合金的制造方法中的熔解锭制造。

背景技术

铂族基合金通过利用铂族金属所具备的耐热性、耐氧化性、耐化学品性而设计，广泛用作高温构件和/或耐蚀制品。此处铂族金属是指Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os的总称。

铂族基合金的制造工序通常包含合金原料的配混工序、熔解工序、塑性加工工序等，其熔解方法分为几个类型。主要成分的铂族金属的熔点非常高，因而使用了电感加热熔解炉或能量束熔解炉。

关于电感加热熔解，最近也在进行冷坩埚的尝试，但是主流是使用了氧化物系耐火物坩埚的在真空或非活性气体中的熔解法(例如专利文献1)。

关于能量束熔解，适用非消耗电极型电弧熔解、消耗电极型电弧熔解、真空等离子体熔解、电子束熔解等，主流是非消耗电极型电弧熔解(例如专利文献2)。非消耗电极型电弧熔解是：在将放电端锐利地研磨了的W(钨)电极与放置于舟形的水冷却铜坩埚上的合金原料之间形成电弧柱，将该电弧柱设为热源而将合金原料熔解的方法。消耗电极型电弧熔解是将原料自身设为电极，在电极的前端与水冷却铜坩埚之间形成电弧柱的熔解方法；具有数百kg的熔解能力，因而应用于Ti等非贵金属的制造中，但是不会应用于铂族基合金的熔解中。关于真空等离子体熔解以及电子束熔解，由于在真空～高真空中熔解，因而具有精炼作用，另外，由于使用高能量密度的束因而适合大量熔解(例如专利文献3)。

关于电感加热熔解，通常是将耐火物坩埚内的合金原料熔解，将坩埚倾注向铸模中进行铸造从而制造熔解锭。在耐火物坩埚的耐热温度方面存在局限，用于制造熔点比较低(大致2000℃以下)的铂族基合金。该方法具有可在短时间制造数十kg的熔解锭的优点，但是耐火物坩埚与熔液不可避免地接触，因而伴随着卷入耐火物的风险，有时会混入于熔解锭中。另外，在此方法中，也产生缩孔、气孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷，需要采取将该部分切断、切削或磨削等去除加工，因而也存在有材料成品率低的问题。

关于非消耗电极型电弧熔解，熔解时间(电弧放电时间)较长时，则W电极的放电端缓慢地损耗，电弧柱发生切断或者迷走从而无法继续熔解，因而必须中断熔解作业而将W电极的放电端进行再研磨。另外，也与电弧柱的照射范围比较小这一情况相互结合，因而无法实现连续铸造。即，生产率低劣，可一次性地熔解的合金的量被制约为数kg左右。另外，在熔解中被减压为不足0.8atm的情况是普通的，在将包含蒸气压差大的成分元素的合金进行熔解时，蒸气压高的成分元素更多地蒸发，使得合金组成发生变动。

关于真空等离子体熔解和/或电子束熔解，通常具有连续铸造相比于非消耗电极型电弧熔解而言大量的合金的能力，由于熔解气氛是真空，因而可蒸发去除杂质(精炼效果)，因此适合于纯金属的熔解，但是在熔解合金时，蒸气压高的成分元素更多地蒸发，使得合金组成发生变动。

这样地，以往广泛地使用的熔解方法在成品率良好地制造没有组成变动的大量的铂族基合金方面存在局限。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开H10-280070号公报

专利文献2：日本特开2011-179025号公报

专利文献3：日本特开H11-61392号公报

发明内容

发明想要解决的课题

本发明鉴于上述那样的现有技术的问题而开发，其目的在于，在铂族基合金的制造方法方面，提供一种可大量地制造铂族基合金的健全的熔解锭的方法。

用于解决问题的方案

(第1发明)

第1发明是一种铂族基合金的制造方法，其特征在于，使用于真空腔室内上部设置的电极炬(以下，亦称为等离子体炬)与具有截面积为S1的空腔的在腔室内下部的水冷却铜坩埚之间形成等离子体电弧柱的等离子体电弧熔解炉，一边将包含铂族基合金的原料棒端部插入于该等离子体电弧柱进行熔解，一边滴下于该水冷却铜坩埚内的基材上并形成熔融池，并且，一边通过拉低该基材而将该熔融池的液面高度维持一定，一边使熔融池底部凝固，在这样的连续铸造方式的熔解锭制造工序中，该熔解锭的水平截面积S与长度L满足下面的关系，

且，熔解时的腔室内压力为0.8atm以上，拉低速度为10mm/min以下。

Sl≥S＞500(mm²)，

此处，截面积S是重要的熔解参数。截面积S小于500mm²时，则与水冷却铜坩埚的接触面积相对应的熔融池的体积相对地减少，即，维持熔融的内部能量不足而变得容易凝固，无法维持均匀的熔融与凝固状态，因而熔解锭的铸件表面显著地粗糙。截面积S通常因凝固收缩而成为空腔S1以下。空腔的形状可任意选择，但是为了维持更均匀的熔融与凝固状态，因而圆形、大致方形、大致多边形是合适的。

然而，关于铂族基合金，作为主要成分的铂族金属的熔点为1500℃以上之高，且，定容潜热与其它的高熔点金属相比显著地高，因而维持熔融池的均匀的熔融状态是特别困难的。此处定容潜热(kJ/cm³)是指为了熔解单位体积的物质而必需的潜热，由熔解热(kJ/mol)与摩尔质量(g/mol)与密度(g/cm³)定义。即，在熔解铂族金属(例如Ir)时，相比较于相同体积且具有类似的熔点的其它的高熔点金属(例如Nb)，必须持续供给大概2倍的热量(图1)。此处，在图1中，表示了铂族金属以及除了铂族以外的高熔点金属的定容潜热与比热的关系。因此，如果减少源自等离子体电弧柱的输入热，则维持熔融的内部能量立即不足而变得容易凝固，与其它的高熔点金属相比不易维持均匀的熔融与凝固状态，无法获得铸件表面平滑，即，没有铸造缺陷的健全的熔解锭。

发明人等致力于克服此课题，发现了如果将腔室内压力设为0.8atm以上，则可制造截面积S为500mm²以上的铸件表面粗糙少的熔解锭。等离子体电弧熔解法中，在电极炬与熔融池的电场中形成等离子体电弧柱。电场中的气体密度高时，则将等离子体电弧柱进行高电压化，并且在磁箍缩效应的作用下集拢等离子体电弧柱，因而可更加提高能量密度。其结果，即使是本发明的小面积的熔融池(500mm²)也可维持均匀的熔融与凝固状态。因此，腔室内压力不足0.8atm时则该效果弱，即使截面积S为500mm²，熔解锭的铸件表面粗糙也变显著，无法达成目的。

电极炬也可一边固定一边熔解，为了维持均匀的熔融与凝固状态，也可以以任意的旋转半径将该电极炬外筒前端部进行旋转。在旋转电极炬外筒前端部时，则等离子体电弧柱使熔融池整体进行旋转，因而特别是在S1较大的情况下，将熔融池整体加热的效果变好，且，基于旋涡电流而得到的熔融池的搅拌效果提高，因而是有用的。

适用具有此处记载的结构等离子体电弧熔解炉以及条件时，则可连续铸造，因而获得截面积S、长度L的长尺寸熔解锭。长度L的局限根据设备的拉低费用而确定，因而没有特别限制，但是可以为500mm以上。但是，根据此发明的目的，在L＜4√(S/π)方面，其它的现有技术例如非消耗电极型电弧熔解炉也可充分适用，因而排除在外。

另外，气氛气体可任意选择，通常设为Ar，但是出于电压升高和/或制成还原气氛的目的，也可并用He、N₂、H₂、CO₂等。关于在熔解时的腔室内压力，在设为大气压(1atm)以上时，则有效地抑制合金元素的蒸发。关于构成合金的成分元素的蒸气压，在相同的温度和压力下，采用各自的元素所固有的值(例如，日本金属学会编，修订4版金属数据手册，406页中的详细记载)。将合金加热时，根据成分元素各自的蒸气压而发生蒸发，因此在熔解锭的组成中蒸气压高(容易蒸发)的成分元素减少，引起产生与熔解前的组成之间的差异(组成变动)并且无法获得目标组成的问题、以及引起减少部份的成品率降低。

本发明中使用的等离子体电弧熔解炉是与真空等离子体熔解炉完全不同的结构，特别是在组成变动方面具有不同的作用。真空等离子体熔解炉具有如下的结构：通过利用源自Ta制的中空阴极(圆筒状)的热电子释出、与从中空电极内释出的微量的等离子体源气体(一般为Ar)而形成等离子体束，利用配置在等离子体束的周围的高频集束线圈，将等离子体束进行集拢从而提高能量密度。关于高温高能量密度的等离子体束，形成于中空阴极前端与水冷却铜坩埚之间，将存在于照射范围的熔解原料进行熔解，形成熔融池。关于熔解中的腔室内压力，必须通过精密地调整等离子体源气体的流量与排气速度从而设为1Pa左右的真空。

因此，真空等离子体熔解炉在真空中不得不熔解，因而合金组成的变动大。另一方面，关于本发明的等离子体电弧熔解，在0.8atm以上的腔室内压力下熔解，因而可有效地抑制组成变动。

拉低速度也是重要的参数。拉低速度超过10mm/min时则加热和冷却的平衡崩塌，熔融池容易变得凝固，铸件表面显著地粗糙。在低速侧没有不良情况，但是在必需量以上地迟缓的情况下，生产率降低。更优选为，1～4mm/min是合适的。

(第2发明)

第2发明是一种铂族基合金的制造方法，其关联于第1发明，其特征在于，铂族基合金包含50质量％以上的铂族金属(Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)中的任意一种以上以及0.5质量％以下的不可避免的杂质，除了不可避免的杂质以外的成分元素之中，最高熔点的成分元素的熔点下的成分元素的蒸气压的最大值与最小值之差为0.1Pa以上。

此处不可避免的杂质是指原料中不可避免地包含的杂质，关于铂族金属，有时会包含0.5质量％以下的其它的铂族金属。

在成分元素间的蒸气压差为0.1Pa以上的合金的情况下，通过利用第1发明而使得合金元素的蒸发抑制效果特别高，可有效地抑制组成发生变动。

发明的效果

如以上那样，根据本发明，相比较于以往的制造方法而言合金的组成变动小，可大量地制造没有缺陷并且铸件表面是平滑的熔解锭。关于组成变动小这一点，使得没有必要在原料配混工序中预先过量地添加蒸发成分，另外，也可预防因偏离出目标的组成范围而导致的不适合品的产生，因而较大地有助于品质管理。在熔解锭中没有缺陷，铸件表面是平滑的，这可将后续工序中的去除加工抑制在最小限度，可抑制材料成品率的降低。另外，在如本发明那样可利用连续铸造方式而大量地制造长尺寸铸锭时，则当然地较大地提高生产率。在非常昂贵的铂族基合金的制造中，材料成品率的提高是至上的命题，本发明的制造方法有助于大幅减低经济损失。

另外，根据本发明，尽管铂族基合金具有非常大的定容潜热，但还是可使高能量密度的等离子体电弧柱细细地集拢，因而获得截面积500mm²以上这样的细径的熔解锭。由此，在将熔解锭加工为带状线的情况下，也可大幅减低加工工时。因此，对通过本发明而制造出的熔解锭进行加工，应用于高温构件和/或耐蚀制品时，则也可实现最终制品的制造成本的减低。

附图说明

图1是表示铂族金属以及除了铂族金属以外的高熔点金属的定容潜热的图。

图2所示为等离子体电弧熔解炉的概略图。

图3所示为拉低熔解的概略图。

具体实施方式

本发明是铂族基合金的制造方法，涉及基于连续铸造方式的铸锭制造。此处将内燃机用火花塞的铱合金电极头的制造工序作为一个例子而说明。

(配混工序)

将Ir以及Rh等的原料粉末按规定的比率称量，利用V型混合机进行混合而制成混合粉(50质量％以上的Ir粉末)。混合方法不需要限定于V型混合器，如果是可充分均匀地混合粉末的方法即可。

(原料棒制作工序)

利用自动压制成型机(单轴加压成型)，将混合粉成型为20×20mm的长方体。除此之外，也可以是：将混合粉填充于橡胶软管等进行密封，通过CIP而制成棒状的成型体的方法。

成型体在真空或者非活性气氛中，在1300℃烧结。烧结体烧结收缩为约17×17mm。利用TIG焊接或者弧焊等将多个烧结体进行接合而制成原料棒。

此外，也可通过能量束熔解而制作原料棒。将1个或多个成型体装载于具备有细长的舟形的空腔的水冷却铜坩埚，进行能量束熔解。关于通过能量束熔解而制作出的熔解锭，制成接近大致空腔的形状的细长的形状，可用作原料棒。

关于原料棒的与长度方向轴直交的剖面的最大直径，优选小于水冷却铜坩埚的空腔最大直径，更优选为二分之一以下。

(熔解工序)

图2为等离子体电弧熔解炉的概略图。图3为拉低熔解的概略图。如图2以及图3所示那样，将制作的原料棒把持于原料棒运送机构。具体而言，原料棒被原料棒运送机构的把持部(夹具)把持。另外，如图2所示那样，在配置在水冷却铜坩埚(贯通空腔)底部的插销上设置组成与原料棒相同的基材(原料小片)。利用油旋转泵以及油扩散泵将腔室内进行真空排气后，注入Ar。在腔室中安装了排气阀与放气阀，可通过设定各个阀的作动压力而将腔室内的Ar压力调节为0.8～1.2atm。在此例子中为1.2atm。在真空排气中也可使用涡轮分子泵和/或机械性升压泵。在此例子中水冷却铜坩埚的空腔为圆形且直径为35mm，即，截面积S1为962mm²。

在设置于等离子体炬内部的电极头与等离子体炬外筒前端部之间产生先导电弧。接着，通过将DC电源从先导系统切换为主系统，从而将放电(先导电弧)转移到等离子体炬与基材水冷却铜坩埚之间，产生等离子体电弧柱。此时，在等离子体炬内部流动着Ar15L/min以及He8L/min作为等离子体源气体。如此，在Ar的基础上并用He、N₂、H₂、CO₂等，这也对于提高等离子体电弧的能量密度而言有效。进一步利用DC电源将输出电流提高至约600A而开始基材的熔解，按照在水冷却铜坩埚的空腔内形成熔融池的方式调整输出电流。将输出电流提高至约850A，然后利用原料棒运送机构以一定的速度将原料棒插入于等离子体电弧柱内，从原料棒前端开始熔解。由于原料棒的熔滴连续地滴落向熔融池，因而按照可将熔融池的液面高度维持为一定的方式，利用铸锭拉低机构而调节基材的拉低速度(约3mm/min)。将原料棒一边适宜追加或更换一边连续铸造。

这般地，获得直径约(S为940mm²)、长度L500mm以上的铸件表面是平滑的熔解锭。

(锻造工序)

将熔解锭按照成为长度150mm以上的方式等分地切断。在切断中，可适用任意的切断手段，但是为了重视材料成品率，因而薄刃的切断磨刀石(金刚石或其它的磨削材料)、电火花线切割机以及线锯是有效的。将切断了的铸锭加热为1200℃～1800℃，进行热锻造。关于锻造轴，设为与圆柱状铸锭的中心线正交的双轴(侧面)，在中心线方向打击延长而制成角棒。与圆柱状铸锭的中心线正交的面的截面积减少率为30％以上时则晶粒可发生微细化，上限可以不特别地设置但是为50％以下是充分的。

如果这样地锻造，则可将熔解锭的粗大的晶粒粒径充分地微细化，可容易进行其后的轧制与拉丝加工。另外，熔解锭表面是平滑的，因而角棒表面也是平滑的。

(轧制工序)

对于角棒表面，为了去除源自锻造机的铁等附着物，因而使用Verder机(ベルダ機)和/或研磨机等而薄薄地磨削。接着，将角棒加热为1000℃～1400℃，利用带有沟槽的轧制机而多次进行热轧，制成大致四边形的角线。在加热中，可使用管状型电炉和/或连续式燃气烧嘴以及高频加热炉。此时，1次的加工的剖面减少率为20％以下，优选为15％以下时，则可抑制破裂等缺陷的产生。

在一边在上述范围内将加热温度阶段性地拉低一边加工时，则抑制基于再结晶的粒生长，可形成且维持纤维组织，因而可在不生成破裂等缺陷的状态下加工。

(拉丝工序)

角线是利用热间口模拉丝而加工为的圆线。将材料的加热温度设为900℃～1300℃的范围，加热方法与轧制同样。此时，1次的加工的剖面减少率为10％以下，优选为5％以下时，则可抑制破裂等缺陷的产生。

(切断工序)

将圆线切断为适于线锯的长度。将多条线分别平行地重叠，进行树脂固定，利用线锯切断而制成的火花塞用电极头。

实施例

以实施例来进一步说明。将实施例和比较例的实验条件示于表1中，将实施例和比较例的实验结果示于表2中，这些结果的评价示于表3。

表1

表1-实施例以及比较例的实验条件

表2

表2-实施例以及比较例的实验结果

(原料棒的制作)

在实施例1、实施例3、实施例5以及实施例6中，利用高频电感熔解法将原料熔解于氧化锆坩埚内，倾注于水冷却铜铸模(铸造)而制作出熔解锭。对表面的缺陷等进行去除加工，利用热锻造以及沟槽轧制加工而成型为角棒并且成为了原料棒。

在实施例2以及比较例1中，将原料粉末进行混合后，利用压制成型机而成型为约15×15×50mm的长方体，在置换为Ar气氛的电炉内以1500℃×3h进行了烧结。利用TIG焊接机将该烧结体在长度方向焊接并且制成了原料棒(约13×13×390mm)。在实施例4以及比较例4中，更换压制成型模具，制成约20×20×50mm的长方体的成型体，在相同条件下烧结，在后面利用TIG焊接机在长度方向焊接而制成了原料棒(约17×17×390mm)。

在比较例2以及比较例3中，不使用原料棒，将厚度约3mm的合金板切断为可容纳于坩埚的尺寸而制成了熔解原料。

(熔解锭的制作)

在实施例1～6以及比较例1中，在大气压等离子体电弧熔解炉的原料棒运送机构中在水平方向上把持了原料棒。在具备有贯通的空腔的水冷却铜坩埚底部配置的插销上，作为基材，设置了组成与原料棒相同的小片。接着，利用油旋转泵以及油扩散泵将熔解炉腔室内进行真空排气后，注入了Ar。在熔解中，通过设定真空排气阀与放气阀，从而将腔室内压力调节为一定。

进一步，在等离子体炬内部使Ar作为等离子体源气体进行流动而产生先导电弧，然后将等离子体电弧转移向水冷却铜坩埚以及基材，一边提高输出电流一边熔化了基材并且形成了熔融池。其后，利用输送机构以一定速度将原料棒插入向等离子体电弧柱之中而开始熔融，使熔滴滴落向熔融池。为了将熔融池的液面高度维持一定，因而利用铸锭拉低机构来调节基材的拉低速度从而连续铸造。在最终阶段，一边降低输出电流，一边缓慢地凝固熔融池，抑制了缩孔的产生。

予以说明，在原料棒变短了时，更换为新的原料棒而继续了熔解。

在实施例1～6中，可一边根据材料和/或空腔的面积而适宜地调整输出电流以及拉低速度，一边维持均匀的熔融与凝固状态。该熔解锭的与空腔的接触面(铸件表面)，虽然具有微小的凹凸但是平滑，任一个都获得了长尺寸铸锭。

予以说明，在实施例中限定了熔解量，但是熔解锭的长度仅依存于拉低费用，因而如果继续熔解则也可制造500mm以上的长尺寸铸锭。

另一方面，比较例1中，可形成熔融池，但是用肉眼看到空腔外周部断续地凝固，难以维持均匀的熔融与凝固状态。确认出：在熔解锭的铸件表面存在多个超过3mm的深的褶皱，也难以进行去除加工，因而不适合于以后的加工。

计量实施例1～6以及比较例1的熔解锭，结果是重量减少量为1％以下，并且从熔解锭切断了插销之后的材料成品率为98％以上，非常高。利用荧光X线分析对切断面进行定量，结果没有确认超过分析误差的组成变动。

在比较例2中是以往使用的基于非消耗电弧熔解的方法，将约2kg的合金板(原料)设置于舟形的水冷却铜坩埚上，将腔室内进行真空排气后，设为0.7atm的Ar气氛，制作出熔解锭。为了将原料全体完全地熔解，因而将原料进行上下反转，对于每个单面熔解了各2次。钨制电极在熔解中有消耗，在最终阶段观察到电弧柱的消失。在熔解后观察电极放电端时，则尖端部变圆，附着有凝着物。由此确认了，非消耗电极型电弧熔解法无法实现超过2kg的大量的熔解。在熔解锭的外形方面，在侧面存在有毛刺状的突起，将其进行去除加工(磨削)而计量，结果是减少5％以上，材料成品率为94％。另外，切断熔解锭，利用荧光X线分析对切断面进行定量，结果确认出约0.3质量％的组成变动(Ni减少)。

在比较例3中，将约2kg的合金板填入于氧化锆质坩埚，将熔解炉腔室内进行真空排气后，设为0.9atm的Ar气氛，进行了电感加热熔解。在确认完全熔解了之后，倾注坩埚，在模具内进行铸造。在熔解锭的上表面，因凝固收缩而确认了铸造缺陷(所谓的缩孔)，因而对缩孔部分进行了去除加工(切断)。在与铸壁的接触面(铸件表面)，存在有褶皱状的凹凸，当对铸件表面进行切削(深度约0.5mm)时，由于内部存在有小气孔以及耐火物，因而对铸件表面整面进行了深度约2mm去除加工(切削)。计量去除加工后的铸锭，结果是材料成品率为70％以下。由此确认了，电感加热熔解法无法避免材料成品率的低下。另外，对全表面进行了去除加工，但是也残存了在剩余部分的铸锭中包含小气孔和/或耐火物等缺陷的风险。利用荧光X线分析对切削面进行定量，结果没有确认出超过分析误差的组成变动。

在比较例4中，真空等离子体熔解炉的原料棒运送机构在水平方向上把持了原料棒。在具备有贯通的空腔的水冷却铜坩埚底部的插销上，作为基材，设置了组成与原料棒相同的小片。

接着，利用油旋转泵以及油扩散泵对熔解炉腔室内进行了真空排气。

进一步，在中空阴极中使Ar作为等离子体源气体而流动并且产生等离子体束，加热，然后将等离子体束转移向水冷却铜坩埚以及基材，一边提高输出电流一边熔化基材并且形成了熔融池。其后，利用运送机构以一定速度将原料棒插入向等离子体束之中而开始熔融，使熔滴滴下至熔融池。为了将熔融池的液面高度维持一定，因而利用拉低机构调节基材的拉低速度从而连续铸造。在熔解中，一边调整Ar流量一边维持了1.5Pa的真空。

在比较例4中，可一边调整输出电流、源气体流量以及拉低速度，一边维持均匀的熔融凝固状态。熔解锭的与空腔的接触面(铸件表面)与实施例1～6同样地，虽然具有微小的凹凸但是平滑，获得了长度约105mm的长尺寸铸锭。计量该熔解锭，结果是减少量为2％以下，插销切断后的材料成品率为96％以上之高。利用荧光X线分析对切断面进行定量，结果确认出1质量％的组成变动(Rh的减少)。

这样地，真空等离子体熔解法虽然获得了外观上健全的长尺寸的铸锭，但是因高蒸气压的合金成分的蒸发而导致的组成变动是显著的，不适合制造均质的熔解锭。

(结果的评价)

表3所示的评价基于下面的尺度。

关于熔解锭的大型化的可能性，将不能的情况设为了×，将通过连续铸造方式或坩埚的大型化而变得可能的情况设为了○。将铸件表面状态不良并且必需大幅的去除加工的情况设为×，将必需一部分去除加工的情况设为△，将大致平滑且不需要去除加工的情况设为了○。关于材料成品率，将相对于熔解前的质量的熔解与去除加工后的质量比不足90％的情况设为×，将90％以上的情况设为△，将其中95％以上的情况设为了○。关于铸件表面状态差的情况，必需去除加工并且材料成品率大幅地降低。关于组成变动，将变动幅度超过分析误差的情况设为×，将处于分析误差以内的情况设为了○。

本发明的实施例在任一个评价项目中都良好(○)，可确认本发明的效果。

表3

表3-实施例以及比较例的评价结果

No.	大型化	铸件表面状态	材料成品率	组成变动
					实施例1	○	○	○	○
实施例2	○	○	○	○
					实施例3	○	○	○	○
实施例4	○	○	○	○
					实施例5	○	○	○	○
实施例6	○	○	○	○
					比较例1	×	×	×	○
比较例2	×	△	△	×
					比较例3	○	×	×	○
比较例4	○	○	○	×

从以上的结果明显可知，根据本发明，在铂族基合金的制造中，可获得没有组成变动并且材料成品率高的大型的熔解锭。

Claims

1.一种铂族基合金的制造方法，其特征在于，

使用于真空腔室内上部设置的电极炬与具有截面积为S1的空腔的在真空腔室内下部的水冷却铜坩埚之间形成等离子体电弧柱的等离子体电弧熔解炉，一边将包含铂族基合金的原料棒端部插入于该等离子体电弧柱，进行熔解，一边滴下于该水冷却铜坩埚内的基材上且形成熔融池，并且，一边通过拉低该基材而将该熔融池的液面高度维持一定，一边使熔融池底部凝固，在这样的连续铸造方式的熔解锭制造工序中，该熔解锭的水平截面积S与长度L满足下面的关系，

2.根据权利要求1所述的铂族基合金的制造方法，其特征在于，

铂族基合金包含50质量％以上的铂族金属(Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)中的任意一种以上以及0.5质量％以下的不可避免的杂质，该铂族基合金的成分元素之中最高熔点的成分元素的熔点下的各成分元素的蒸气压的最大值与最小值之差为0.1Pa以上。