JP2002045905A

JP2002045905A - イリジウム又はイリジウム合金の加工方法及びその加工方法を用いる点火プラグ用電極部材の製造方法

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Publication number: JP2002045905A
Application number: JP2000237901A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Tanaka; 邦弘田中
Original assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Current assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2020-08-07
Also published as: JP3546172B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】イリジウム又はイリジウム合金の成形加工にお
いて、断面円形の線材、棒材を効率的に断面角型又はテ
ープ状に成形し、かつ、良好な品質の加工品とすること
ができる方法を提供する。【解決手段】一対の加工ロールの少なくともいずれか
と、線材又は棒材とを通電することにより線材又は棒材
を加熱して加工するイリジウム又はイリジウム合金の成
形加工方法で加工ロールの前方に線材又は棒材を規制し
つつ導入するためのガイドローラ２ａ〜２ｄを設け、前
記ガイドローラと線材又は棒材と加工ロール３ａ，３ｂ
とを通電して加工することにより、線材又は棒材を効率
よく加熱できる。そして、この成形加工方法により成形
加工されたイリジウム又はイリジウム合金は、所定長さ
に切断することで良好な性状の点火プラグ用電極部材と
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イリジウム又はイ
リジウム合金からなる線材又は棒材の成形加工方法に関
する。また、その成形加工方法を用いた内燃機関用点火
プラグの電極部材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】白金族貴金属の一つであるイリジウムは
高融点、高硬度及び高耐食性という性質から、従来から
るつぼ、不溶性電極や他の貴金属合金の硬化元素として
利用されているが、近年、その耐酸化特性及び特有の電
気特性が注目されており、今後他の多くの分野での利用
が検討されている。

【０００３】近年検討されているイリジウムの利用例の
一つとして、自動車等の内燃機関用点火プラグの電極材
料がある。これは、近年の自動車用エンジンの高性能化
に伴い、それに使用される点火プラグについてもより高
性能で信頼性の高いものが求められているからであり、
イリジウム及びイリジウムを主成分とする合金（イリジ
ウム−白金合金、イリジウム−ロジウム合金等）が、白
金族金属の中でも耐火花酸化特性に優れていることから
である。ここで、イリジウム及びイリジウム合金の点火
プラグ電極への適用は、中心電極及び接地電極双方への
応用が検討されている。

【０００４】ところで、イリジウム及びイリジウム合金
を各種用途に供するためには、インゴットから熱間圧
延、熱間線引き加工により板材又は断面円形の線材、棒
材を製造し（１次加工）、更にこれを角材、テープ状の
薄板といったその用途に応じた形状に成形加工（２次加
工）することが必要となる。

【０００５】例えば、上記点火プラグ用電極への利用に
際しては、接地電極については断面角型の線材を加工し
たものが通常使用されている。また、イリジウムは資源
的に希少な貴金属であることを考慮して、イリジウムを
テープ状とし、インコネル合金等の他の材料からなる基
材にこのテープ状イリジウムを貼付けることで、接地電
極の耐久性を向上させることがある。

【０００６】このような点火プラグ用電極部材への適用
例をみても、イリジウム材は、一次加工品である断面円
形の線材、棒材の形態のみならず、様々な形態で使用さ
れるものであり、その成形加工技術の確立が求められる
といえる。

【０００７】ここで、イリジウム及びイリジウム合金の
成形加工においては、イリジウムが高融点、高硬度の難
加工性材料であることから８００〜１３００℃といった
相当高温にして加工することが必要である。従来のイリ
ジウムの成形加工においては、被加工材をバーナーの火
焔で直接加熱して加工する方法が採られている。これ
は、上述のようにイリジウムの加工温度域は相当高温で
あることから、直火による加熱は加熱速度が高く、ま
た、設備的にも簡易であるからである。

【０００８】しかしながら、直火による加熱は加熱ムラ
が生じやすく被加工材の温度が不均一となるため、加工
率にばらつきが生じ、加工精度に影響を与えることがあ
る。また、加工率が不均一となる場合、加工途中に材料
の破断、断線、及び加工品への欠陥混入が生じるおそれ
がある。他方、直火加熱をする場合においてこのような
不均一加熱を防止するための工程管理は困難であると考
えられる。

【０００９】これに対し熱間加工法によらずに成形加工
を行うことも可能ではある。即ち、断面円形の線材、棒
材を断面角型の線材、棒材に成形加工するためには、そ
の円弧部分を切削することで断面角型とすることができ
る。また、断面矩形の板材を短冊状に切断することによ
っても断面角型の棒材を得ることができる。更に、切削
加工以外にも角型ダイスを用いて断面円形の線材、棒材
を引き抜き加工することによっても断面を角型とするこ
とが可能である。

【００１０】しかしながら、切削加工による場合、切屑
の発生により材料のロスが多いといえる。これは、イリ
ジウムが希少な貴金属であることを考慮すれば、成形品
のコストを上昇させることとなるため好ましくない。ま
た、引き抜き加工による場合、被加工材とダイスとの摩
耗によりダイスに負担がかかり、ダイス寿命に影響を及
ぼすと考えられる。更に、角型ダイスによる引き抜き加
工においては、隅の角部分では応力集中が発生すると考
えられ、加工品に局部的な加工硬化が生じるおそれがあ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の背景の
下なされたものであり、イリジウム又はイリジウム合金
の成形加工において、断面円形の線材、棒材を効率的に
断面角型又はテープ状に成形し、かつ、良好な品質の加
工品とすることができる方法を提供することを目的とす
る。更に、この加工法を用いる効率的な点火プラグ用の
電極部材の製造方法を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、被加工材の加熱方法を従来とは異なる方法を想到
し、これにより上記課題を解決することができるとの結
論に至った。即ち、本願請求項１記載の発明は、対向す
る一対の加工ロールの隙間にイリジウム又はイリジウム
合金からなる断面略円形の線材又は棒材を挿入、通過さ
せて断面角型又はテープ状に加工するイリジウム又はイ
リジウム合金の成形加工方法であって、前記一対の加工
ロールの少なくともいずれかと、前記線材又は棒材とを
通電することにより線材又は棒材を加熱して加工するイ
リジウム又はイリジウム合金の成形加工方法である。

【００１３】本発明は被加工材の加熱方法として電気抵
抗加熱を採用するものである。つまり、被加工材である
イリジウム線材を抵抗体とし、これに電流が通過する際
に生じる抵抗熱を利用して加工するものである。本発明
によれば、印可電流を大きくすることで被加工材を相当
高温にすることができ、イリジウムという加工温度域が
高い材料であっても容易に加工することができる。ま
た、この際の加熱温度は、被加工材の固有抵抗値及びそ
の厚さとに印可電流の値との関連により定まるものであ
り、電流値を制御することにより容易に調節可能であ
り、加工時の温度管理も比較的容易である。

【００１４】更に、電気抵抗加熱によれば、被加工材の
温度分布はその厚さ方向及び平面方向いずれにおいても
一様であり、バーナーの直火加熱とは異なり、被加工材
を均一に加熱し加工率を均一にすることができる。従っ
て、本発明によれば、加工品の寸法精度も良好であり、
加工時においても被加工材の破壊、断線が生じることが
なく、安定した加工が可能である。

【００１５】そして、これら電気抵抗加熱の利点に加
え、本発明は基本的に圧延加工によるものであり、加工
圧力は加工ロール面において均一であるため、ダイスを
用いた引き抜き加工のように被加工材に局所的な応力集
中は生じないと考えられることから、加工品に局部的な
加工硬化が生じることもないといえる。

【００１６】ここで、被加工材を通電加熱するための方
法としては、一対の加工ロールを通電することによって
も被加工材加熱することはできるが、請求項２記載のよ
うに、加工ロールの前方に線材又は棒材を規制しつつ導
入するためのガイドローラを設け、このガイドローラと
線材又は棒材と加工ロールとを通電して加工するのが好
ましい。こうすることにより被加工材の通電時間を確保
し加工に必要な温度とすることができるからである。

【００１７】また、本発明は断面略円形の線材又は棒材
から断面角型の材料に加工することを意図しているが、
このときの加工法としては、圧延方向を垂直に交差する
ように２度圧延する方法でも所望の形状に加工可能であ
る。しかし、加工効率を考慮して加工ロールの手前に平
形ダイスを配し被加工材を挟持し、圧延方向に垂直方向
に押圧することにより一度の圧延で断面角型に加工する
ことができる。

【００１８】ここで、本発明において、イリジウムを加
工する際の加工条件としては、被加工材への通電電流を
２００Ａとすると共に、加工ロールの圧下率１０〜２０
％、ロール速度（送り速度）５〜１０ｍ／ｍｉｎとする
ことで加工が困難なイリジウム又はイリジウム合金を効
率的に加工することができる。

【００１９】以上のように本発明によれば、イリジウム
という難加工性材料を容易に所望形状に成形加工するこ
とができる。そして、この本発明によれば、点火プラグ
用の電極部材も容易に製造することができる。そこで、
請求項２記載の発明は、請求項１記載の成形加工方法に
より成形加工されたイリジウム又はイリジウム合金を、
所定長さに切断してなる点火プラグ用電極部材の製造方
法である。即ち、本発明により成形加工した線材を用い
た点火プラグ用の電極部材の製造方法である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施形態を
図面と共に示す。

【００２１】図１は本実施形態に係るイリジウムの加工
工程を概略図示したものである。図１において、被加工
材である断面円形のイリジウム線材１は、ガイドローラ
２ａ〜２ｄにより導入され、圧延加工ロール３ａ、３ｂ
により圧延加工されるようになっている。また、圧延加
工ロール３ａ、３ｂの導入側には、圧延方向と垂直方向
に加工するためのダイス４が設けられている。そして、
ガイドローラ２ａと圧延加工ロール３ａとは、電源装置
５を介して電気的に接続されており、イリジウム線材１
を通電加熱するようになっている。尚、圧延加工ロール
３ａ、３ｂの寸法は、外径８０ｍｍ、胴長１５０ｍｍの
超鋼製のものを用いている。そして、被加工材であるイ
リジウム線１としては直径２．５ｍｍのイリジウム線を
用いた。

【００２２】そして、圧延加工ロール３ａ、３ｂの間隔
を１．０ｍｍとし、更にダイス４の間隔を３．１ｍｍに
規制しつつイリジウム線材１を通過させた。この際の印
可電流は２００Ａとした。そして、このときのイリジウ
ム線６の温度は１２００℃であった。

【００２３】この結果、イリジウム線を厚さ１．０ｍ
ｍ、幅３．０ｍｍの断面角型のイリジウム線材とするこ
とができた。この加工工程において断線が生じることは
なかった。そして、このようにして断面角型としたイリ
ジウム線材を切断し、点火プラグ先端に接地電極として
取り付け、試用したところ、耐消耗性、耐酸化性に優れ
た電極であることが確認された。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
リジウム又はイリジウム合金製の断面円形の線材、棒材
を効率的に断面角型又はテープ状に成形することができ
る。そして、本発明により成形されたイリジウム又はイ
リジウム合金材は、形状、品質ともに良好であり、点火
プラグ用電極部材等の多くの用途に利用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態であるイリジウム線加工工程
の概略図。

【符号の説明】

１イリジウム線材２ａ〜２ｄガイドローラ３ａ、３ｂ圧延加工ロール４ダイス５電源装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｔ 13/20 Ｈ０１Ｔ 13/20 Ｅ 21/02 21/02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する一対の加工ロールの隙間にイリジ
ウム又はイリジウム合金からなる断面略円形の線材又は
棒材を挿入、通過させて断面角型又はテープ状に加工す
るイリジウム又はイリジウム合金の成形加工方法であっ
て、前記一対の加工ロールの少なくともいずれかと、前記線
材又は棒材とを通電することにより線材又は棒材を加熱
して加工するイリジウム又はイリジウム合金の成形加工
方法。
【請求項２】加工ロールの前方に線材又は棒材を規制し
つつ導入するためのガイドローラを設け、前記ガイドロ
ーラと線材又は棒材と加工ロールとを通電して加工する
請求項１記載のイリジウム又はイリジウム合金の成形加
工方法。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の成形加工方法
により成形加工されたイリジウム又はイリジウム合金
を、所定長さに切断する点火プラグ用電極部材の製造方
法。