JP2002180106A - 金属製シームレスパイプ及びその製造方法 - Google Patents
金属製シームレスパイプ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉厚を薄くかつ内径を小さくすることが可能
であるとともに、機械的強度及び気密性に優れた、メタ
ルハライドランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、
セラミックス製発光管）の封止部材用等に好適に用いら
れる、難加工性の金属製シームレスパイプ及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 融点が１６００℃以上の金属からなる群
から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分として含有
した金属製シームレスパイプであって、気孔率（パイプ
外表面に、パイプ外表面の面積を１００％としたとき
に、肉厚方向に貫通しない開気孔が占める割合）が０．
３〜２５％であることを特徴とする金属製シームレスパ
イプ。
であるとともに、機械的強度及び気密性に優れた、メタ
ルハライドランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、
セラミックス製発光管）の封止部材用等に好適に用いら
れる、難加工性の金属製シームレスパイプ及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 融点が１６００℃以上の金属からなる群
から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分として含有
した金属製シームレスパイプであって、気孔率（パイプ
外表面に、パイプ外表面の面積を１００％としたとき
に、肉厚方向に貫通しない開気孔が占める割合）が０．
３〜２５％であることを特徴とする金属製シームレスパ
イプ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、金属製シームレ
スパイプ及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、
肉厚を薄くかつ内径を小さくすることが可能であるとと
もに、機械的強度及び気密性に優れた、メタルハライド
ランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、セラミック
ス製発光管）の封止部材用等に好適に用いられる、難加
工性の金属製シームレスパイプ及びその製造方法に関す
る。
スパイプ及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、
肉厚を薄くかつ内径を小さくすることが可能であるとと
もに、機械的強度及び気密性に優れた、メタルハライド
ランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、セラミック
ス製発光管）の封止部材用等に好適に用いられる、難加
工性の金属製シームレスパイプ及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 図５に示すように、メタルハライドラ
ンプ等の高圧放電灯１０の発光容器としては、容器内の
発光物質（例えば、沃化ディスプロシウム等）が腐食性
が強いため、耐蝕性の観点から、光透過性のセラミック
ス製パイプ（発光管）２０が用いられている。
ンプ等の高圧放電灯１０の発光容器としては、容器内の
発光物質（例えば、沃化ディスプロシウム等）が腐食性
が強いため、耐蝕性の観点から、光透過性のセラミック
ス製パイプ（発光管）２０が用いられている。
【０００３】 このような発光容器としての光透過性の
セラミックス製パイプ（発光管）２０を封止するには、
封止部材として金属製パイプ（例えば、Ｍｏパイプ）３
０を用いた構成が提案されている（ヨーロッパ特許公開
公報：ＥＰ０９８２２７８Ａ１）。
セラミックス製パイプ（発光管）２０を封止するには、
封止部材として金属製パイプ（例えば、Ｍｏパイプ）３
０を用いた構成が提案されている（ヨーロッパ特許公開
公報：ＥＰ０９８２２７８Ａ１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 しかし、このような
金属製パイプに用いられる金属（例えば、Ｍｏ、Ｗ等）
は難加工性であるため、一般に加工が困難で、肉厚を薄
くかつ内径を小さくすることには限界があった。
金属製パイプに用いられる金属（例えば、Ｍｏ、Ｗ等）
は難加工性であるため、一般に加工が困難で、肉厚を薄
くかつ内径を小さくすることには限界があった。
【０００５】 また、従来の金属製パイプの製造方法
は、上述のように、用いられる金属が難加工性の金属で
あるため、直接的に切削加工を施すことが困難であり、
通常、金属インゴットを焼結した後、圧延、管引き等に
よってパイプ状に加工するのが現状である。
は、上述のように、用いられる金属が難加工性の金属で
あるため、直接的に切削加工を施すことが困難であり、
通常、金属インゴットを焼結した後、圧延、管引き等に
よってパイプ状に加工するのが現状である。
【０００６】 しかし、このような方法は、パイプの薄
肉化や細径化が極めて困難であった。
肉化や細径化が極めて困難であった。
【０００７】 本発明は、上述の問題に鑑みなされたも
ので、肉厚を薄くかつ内径を小さくすることが可能であ
るとともに、機械的強度及び気密性に優れた、メタルハ
ライドランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、セラ
ミックス製発光管）の封止部材用等に好適に用いられ
る、難加工性の金属製シームレスパイプ及びその製造方
法を提供することを目的とする。
ので、肉厚を薄くかつ内径を小さくすることが可能であ
るとともに、機械的強度及び気密性に優れた、メタルハ
ライドランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、セラ
ミックス製発光管）の封止部材用等に好適に用いられ
る、難加工性の金属製シームレスパイプ及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、本発明によれば、以下の金属製シームレスパイプ
及びその製造方法が提供される。
めに、本発明によれば、以下の金属製シームレスパイプ
及びその製造方法が提供される。
【０００９】［１］ 融点が１６００℃以上の金属から
なる群から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分とし
て含有した金属製シームレスパイプであって、気孔率
（パイプ外表面に、パイプ外表面の面積を１００％とし
たときに、肉厚方向に貫通しない開気孔が占める割合）
が０．３〜２５％であることを特徴とする金属製シーム
レスパイプ。
なる群から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分とし
て含有した金属製シームレスパイプであって、気孔率
（パイプ外表面に、パイプ外表面の面積を１００％とし
たときに、肉厚方向に貫通しない開気孔が占める割合）
が０．３〜２５％であることを特徴とする金属製シーム
レスパイプ。
【００１０】［２］ 前記融点が１６００℃以上の金属
が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＺｒである前記
［１］に記載の金属製シームレスパイプ。
が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＺｒである前記
［１］に記載の金属製シームレスパイプ。
【００１１】［３］ 前記金属の融点が、２６００℃以
上である前記［１］に記載の金属製シームレスパイプ。
上である前記［１］に記載の金属製シームレスパイプ。
【００１２】［４］ 前記融点が２６００℃以上の金属
が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅである前記［３］に記載の金属製シ
ームレスパイプ。
が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅである前記［３］に記載の金属製シ
ームレスパイプ。
【００１３】［５］ その内径が０．４〜３．０ｍｍで
あり、かつその肉厚が０．０５〜１．０ｍｍである前記
［１］〜［４］のいずれかに記載の金属製シームレスパ
イプ。
あり、かつその肉厚が０．０５〜１．０ｍｍである前記
［１］〜［４］のいずれかに記載の金属製シームレスパ
イプ。
【００１４】［６］ 前記金属に加えて、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ
2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3か
らなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化物を、前記
金属との合計を１００体積％としたときに、０．０２〜
５体積％さらに含有した前記［１］〜［５］のいずれか
に記載の金属製シームレスパイプ。
2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3か
らなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化物を、前記
金属との合計を１００体積％としたときに、０．０２〜
５体積％さらに含有した前記［１］〜［５］のいずれか
に記載の金属製シームレスパイプ。
【００１５】［７］ 溶剤中に、融点が１６００℃以上
の金属からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の
粉末８０〜９８重量％とバインダとを含有した混合液を
調合し、次いで、この混合液を０〜３時間混練した後、
押出し成形することにより、パイプ状成形物を形成し、
次いで、このパイプ状成形物を、成形直後から、成形直
後からの時間として最短で１０時間、最長で４８時間ま
での間は、−５〜２５℃で乾燥し、その後は、３０〜１
２０℃の温度で、０．５〜８時間乾燥させた後、１００
０〜２１００℃の範囲内のいずれかの温度、及び前記金
属の融点よりも３００℃低い温度のうちのいずれか低い
方の温度で焼成することを特徴とする金属製シームレス
パイプの製造方法。
の金属からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の
粉末８０〜９８重量％とバインダとを含有した混合液を
調合し、次いで、この混合液を０〜３時間混練した後、
押出し成形することにより、パイプ状成形物を形成し、
次いで、このパイプ状成形物を、成形直後から、成形直
後からの時間として最短で１０時間、最長で４８時間ま
での間は、−５〜２５℃で乾燥し、その後は、３０〜１
２０℃の温度で、０．５〜８時間乾燥させた後、１００
０〜２１００℃の範囲内のいずれかの温度、及び前記金
属の融点よりも３００℃低い温度のうちのいずれか低い
方の温度で焼成することを特徴とする金属製シームレス
パイプの製造方法。
【００１６】［８］ 前記融点が１６００℃以上の金属
が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＺｒである前記
［７］に記載の金属製シームレスパイプの製造方法。
が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＺｒである前記
［７］に記載の金属製シームレスパイプの製造方法。
【００１７】［９］ 前記金属の融点が、２６００℃以
上である前記［７］に記載の金属製シームレスパイプの
製造方法。
上である前記［７］に記載の金属製シームレスパイプの
製造方法。
【００１８】［１０］ 前記融点が２６００℃以上の金
属が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅである前記［９］に記載の金属製
シームレスパイプの製造方法。
属が、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅである前記［９］に記載の金属製
シームレスパイプの製造方法。
【００１９】［１１］ 前記パイプ状成形物を、１００
０〜２１００℃の範囲内のいずれかの温度、及び前記金
属の融点よりも３００℃低い温度のうちのいずれか低い
方の温度で焼成した後に得られる金属製シームレスパイ
プの内径が、０．４〜３．０ｍｍであり、かつその肉厚
が０．０５〜１．０ｍｍである前記［７］〜［１０］の
いずれかに記載の金属製シームレスパイプの製造方法。
０〜２１００℃の範囲内のいずれかの温度、及び前記金
属の融点よりも３００℃低い温度のうちのいずれか低い
方の温度で焼成した後に得られる金属製シームレスパイ
プの内径が、０．４〜３．０ｍｍであり、かつその肉厚
が０．０５〜１．０ｍｍである前記［７］〜［１０］の
いずれかに記載の金属製シームレスパイプの製造方法。
【００２０】［１２］ 前記混合液を調合する際に、前
記組成成分に加えて、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇ
ｄ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3からなる群から選ばれ
る少なくとも１種の酸化物を、前記金属粉末との合計を
１００体積％としたときに、０．０２〜５体積％さらに
添加して混合物を調合する前記［７］〜［１１］のいず
れかに記載の金属製シームレスパイプの製造方法。
記組成成分に加えて、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇ
ｄ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3からなる群から選ばれ
る少なくとも１種の酸化物を、前記金属粉末との合計を
１００体積％としたときに、０．０２〜５体積％さらに
添加して混合物を調合する前記［７］〜［１１］のいず
れかに記載の金属製シームレスパイプの製造方法。
【００２１】［１３］ 前記パイプ状成形物の乾燥を、
前記溶剤の蒸気を共存させた雰囲気で行う前記［７］〜
［１２］のいずれかに記載の金属製シームレスパイプの
製造方法。
前記溶剤の蒸気を共存させた雰囲気で行う前記［７］〜
［１２］のいずれかに記載の金属製シームレスパイプの
製造方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の金属製シームレ
スパイプ及びその製造方法の実施の形態を図面を参照し
つつ、具体的に説明する。
スパイプ及びその製造方法の実施の形態を図面を参照し
つつ、具体的に説明する。
【００２３】 本発明の金属製シームレスパイプは、融
点が１６００℃以上の金属からなる群から選ばれる少な
くとも１種の金属を主成分として含有した金属製シーム
レスパイプであって、気孔率（パイプ外表面に、パイプ
外表面の面積を１００％としたときに、貫通気孔以外の
開気孔が占める割合）が０．３〜２５％であることを特
徴とする。
点が１６００℃以上の金属からなる群から選ばれる少な
くとも１種の金属を主成分として含有した金属製シーム
レスパイプであって、気孔率（パイプ外表面に、パイプ
外表面の面積を１００％としたときに、貫通気孔以外の
開気孔が占める割合）が０．３〜２５％であることを特
徴とする。
【００２４】 本発明の金属製パイプは、シームレスで
あるため、シーム（継ぎ目）があるパイプよりもリーク
（破壊）に対する信頼性が高い。すなわち、金属製パイ
プがメタルハライドランプ等の高圧放電灯の発光管の封
止部材に用いられた場合、発光管内は作動時に数気圧と
なるので、シーム（継ぎ目）があると、そこからリーク
（破壊）が発生し易くなり、シームレスの場合に比べ信
頼性は低下する。
あるため、シーム（継ぎ目）があるパイプよりもリーク
（破壊）に対する信頼性が高い。すなわち、金属製パイ
プがメタルハライドランプ等の高圧放電灯の発光管の封
止部材に用いられた場合、発光管内は作動時に数気圧と
なるので、シーム（継ぎ目）があると、そこからリーク
（破壊）が発生し易くなり、シームレスの場合に比べ信
頼性は低下する。
【００２５】 本発明に用いられる、融点が１６００℃
以上の金属としては特に制限はないが、例えば、封入物
質に対する耐蝕性を有する、Ｍｏ（融点：２６２３
℃）、Ｗ（融点：３４２２℃）、Ｒｅ（融点：３１８６
℃）、Ｔｉ（融点：１６６８℃）、Ｈｆ（融点：２２３
３℃）及びＺｒ（融点：１８５５℃）からなる群から選
ばれる少なくとも１種の金属を好適例として挙げること
ができる。
以上の金属としては特に制限はないが、例えば、封入物
質に対する耐蝕性を有する、Ｍｏ（融点：２６２３
℃）、Ｗ（融点：３４２２℃）、Ｒｅ（融点：３１８６
℃）、Ｔｉ（融点：１６６８℃）、Ｈｆ（融点：２２３
３℃）及びＺｒ（融点：１８５５℃）からなる群から選
ばれる少なくとも１種の金属を好適例として挙げること
ができる。
【００２６】 なお、Ｍｏ及びＷの結晶構造は体心立方
晶で、上記のように、融点が高いとともに、ビッカース
硬さが、２００〜４５０と極めて硬く、また、Ｒｅ、Ｔ
ｉ、Ｈｆ及びＺｒの結晶構造は最密六方晶で、融点が高
いとともに、金属結晶の滑り系が少なく、その加工はき
わめて困難なものである。
晶で、上記のように、融点が高いとともに、ビッカース
硬さが、２００〜４５０と極めて硬く、また、Ｒｅ、Ｔ
ｉ、Ｈｆ及びＺｒの結晶構造は最密六方晶で、融点が高
いとともに、金属結晶の滑り系が少なく、その加工はき
わめて困難なものである。
【００２７】 本発明において、貫通気孔以外の開気孔
とは、パイプの厚さ方向を貫通しない（リークしない）
パイプ表面上の孔を意味する。このような開気孔である
か否かは、Ｈｅリークテストをし、外表面ポロシィティ
（Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を画像解析することにより確認す
ることができる。
とは、パイプの厚さ方向を貫通しない（リークしない）
パイプ表面上の孔を意味する。このような開気孔である
か否かは、Ｈｅリークテストをし、外表面ポロシィティ
（Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を画像解析することにより確認す
ることができる。
【００２８】 図１に示すように、気孔率が２５％を超
えると、気密性が低下する。
えると、気密性が低下する。
【００２９】 ここで、気密性とは、外径が１ｍｍ、内
径が０．７ｍｍ（肉厚が０．３ｍｍ）、長さが１００ｍ
ｍの金属性パイプを、ｎ＝１０、Ｈｅディテクタに装着
し、１０／１０気密であった場合を１００％とすること
を意味する。なお、気密とは、Ｈｅリークテストで、リ
ークレートが１．０×１０-10ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃ以
下であることを意味する。
径が０．７ｍｍ（肉厚が０．３ｍｍ）、長さが１００ｍ
ｍの金属性パイプを、ｎ＝１０、Ｈｅディテクタに装着
し、１０／１０気密であった場合を１００％とすること
を意味する。なお、気密とは、Ｈｅリークテストで、リ
ークレートが１．０×１０-10ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃ以
下であることを意味する。
【００３０】 前記外表面ポロシィティ（Ｐｏｒｏｓｉ
ｔｙ）の下限を決定するのは、他物質、特に、セメン
ト、セラミックス、ガラス等、との「濡れ性」である。
０．３％を下回ると、下記の引き剥がしテストの相対評
価により、好ましくない。
ｔｙ）の下限を決定するのは、他物質、特に、セメン
ト、セラミックス、ガラス等、との「濡れ性」である。
０．３％を下回ると、下記の引き剥がしテストの相対評
価により、好ましくない。
【００３１】 引き剥がしテスト 図２に示すように、アルミナ板１に、Ａｌ2Ｏ3−Ｙ2Ｏ3
−Ｄｙ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系セラミックス組成物２を介して
接合したＷ薄板３を、アルミナ板１から引き剥がした場
合、破壊箇所及び評価結果を表１に示す。
−Ｄｙ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系セラミックス組成物２を介して
接合したＷ薄板３を、アルミナ板１から引き剥がした場
合、破壊箇所及び評価結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】 表１からわかるように、クワレ（Ｗ薄板
を引き剥がした際に、Ｗ薄板のセラミックス組成物側の
表面にセラミックス組成物が残存すること）があること
は、Ｗ薄板とセラミックス組成物との間の「濡れ性」の
向上、すなわち接合度の向上の指標となる。従って、ク
ワレ量が大きな場合に〇の評価をした。クワレがない場
合は×、その中間を△として評価した。これによると、
気孔率が０．３％未満であると接合度が低下することが
わかる。
を引き剥がした際に、Ｗ薄板のセラミックス組成物側の
表面にセラミックス組成物が残存すること）があること
は、Ｗ薄板とセラミックス組成物との間の「濡れ性」の
向上、すなわち接合度の向上の指標となる。従って、ク
ワレ量が大きな場合に〇の評価をした。クワレがない場
合は×、その中間を△として評価した。これによると、
気孔率が０．３％未満であると接合度が低下することが
わかる。
【００３４】 また、融点が比較的低い金属を用いた場
合は、焼結タイミングが早いため、脱バインダガスが放
出される前に焼結が進み、内部における気孔の発生が多
くなり、外部と貫通しやすくなって、気孔率が上記特定
範囲の上限である２５％に達する以前に、気密性が低下
する傾向にある。
合は、焼結タイミングが早いため、脱バインダガスが放
出される前に焼結が進み、内部における気孔の発生が多
くなり、外部と貫通しやすくなって、気孔率が上記特定
範囲の上限である２５％に達する以前に、気密性が低下
する傾向にある。
【００３５】 図３に示すように、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔ
ｉ、Ｈｆ及びＺｒを用いた場合のそれぞれの気密性を、
気孔率を５％に固定して比較すると、上記金属の中で
も、金属の融点が、２６００℃以上である、Ｍｏ（融
点：２６２３℃）、Ｗ（融点：３４２２℃）、Ｒｅ（融
点：３１８６℃）が好ましいことがわかる。
ｉ、Ｈｆ及びＺｒを用いた場合のそれぞれの気密性を、
気孔率を５％に固定して比較すると、上記金属の中で
も、金属の融点が、２６００℃以上である、Ｍｏ（融
点：２６２３℃）、Ｗ（融点：３４２２℃）、Ｒｅ（融
点：３１８６℃）が好ましいことがわかる。
【００３６】 また、本発明の金属製シームレスパイプ
は、その内径が０．４〜３．０ｍｍであり、かつその肉
厚が０．０５〜１．０ｍｍであることが好ましい。
は、その内径が０．４〜３．０ｍｍであり、かつその肉
厚が０．０５〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００３７】 図４に示すように、内径と肉厚との関係
が、上記の範囲を同時に満足する領域において、リーク
が発生せず、気密性に優れることがわかる。
が、上記の範囲を同時に満足する領域において、リーク
が発生せず、気密性に優れることがわかる。
【００３８】 例えば、内径３ｍｍで肉厚が０．０５ｍ
ｍの場合、内径が大きすぎて、成形時、相対的に密度が
増加しないため、０．０５ｍｍのように薄い肉厚ではリ
ークを生じてしまうことになる。
ｍの場合、内径が大きすぎて、成形時、相対的に密度が
増加しないため、０．０５ｍｍのように薄い肉厚ではリ
ークを生じてしまうことになる。
【００３９】 また、内径０．４ｍｍで肉厚が１．０ｍ
ｍの場合、肉厚が大きすぎて、成形後、乾燥速度に局所
的なバラツキが生じるため、乾燥クラック（マイクロク
ラック）が発生し、リークを生じてしまうことになる。
ｍの場合、肉厚が大きすぎて、成形後、乾燥速度に局所
的なバラツキが生じるため、乾燥クラック（マイクロク
ラック）が発生し、リークを生じてしまうことになる。
【００４０】 本発明の金属製シームレスパイプは、前
記金属に加えて、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇｄ2
Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3からなる群から選ばれる
少なくとも１種の酸化物を、前記金属との合計を１００
体積％としたときに、０．０２〜５体積％さらに含有し
たものであることが、強度の向上の点で好ましく、０．
０５〜２体積％がさらに好ましい。０．０２体積％未満
であると、強度向上の効果に乏しく、５体積％を超える
と、気密性の低下や脆化等の副作用が生じることがあ
る。上記化合物の中でも、耐蝕性の点で、Ａｌ2Ｏ3が好
ましい。
記金属に加えて、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇｄ2
Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3からなる群から選ばれる
少なくとも１種の酸化物を、前記金属との合計を１００
体積％としたときに、０．０２〜５体積％さらに含有し
たものであることが、強度の向上の点で好ましく、０．
０５〜２体積％がさらに好ましい。０．０２体積％未満
であると、強度向上の効果に乏しく、５体積％を超える
と、気密性の低下や脆化等の副作用が生じることがあ
る。上記化合物の中でも、耐蝕性の点で、Ａｌ2Ｏ3が好
ましい。
【００４１】 本発明の金属製シームレスパイプの製造
方法は、溶剤中に、融点が１６００℃以上の金属からな
る群から選ばれる少なくとも１種の金属の粉末８０〜９
８重量％とバインダとを含有した混合液を調合し、次い
で、この混合液を０〜３時間、好ましくは、１〜２時間
混練した後、押出し成形することにより、パイプ状成形
物を形成し、次いで、このパイプ状成形物を、成形直後
から、成形直後からの時間として最短で１０時間、最長
で４８時間（好ましくは、２４時間）までの間は、−５
〜２５℃（好ましくは、−２〜１５℃）で乾燥し、その
後は、３０〜１２０℃、好ましくは、８０〜１００℃の
温度で、０〜８時間、好ましくは、０．５〜４時間乾燥
させた後、１０００〜２１００℃の範囲内のいずれかの
温度、及び前記金属の融点よりも３００℃低い温度のう
ちのいずれか低い方の温度で焼成することを特徴とす
る。
方法は、溶剤中に、融点が１６００℃以上の金属からな
る群から選ばれる少なくとも１種の金属の粉末８０〜９
８重量％とバインダとを含有した混合液を調合し、次い
で、この混合液を０〜３時間、好ましくは、１〜２時間
混練した後、押出し成形することにより、パイプ状成形
物を形成し、次いで、このパイプ状成形物を、成形直後
から、成形直後からの時間として最短で１０時間、最長
で４８時間（好ましくは、２４時間）までの間は、−５
〜２５℃（好ましくは、−２〜１５℃）で乾燥し、その
後は、３０〜１２０℃、好ましくは、８０〜１００℃の
温度で、０〜８時間、好ましくは、０．５〜４時間乾燥
させた後、１０００〜２１００℃の範囲内のいずれかの
温度、及び前記金属の融点よりも３００℃低い温度のう
ちのいずれか低い方の温度で焼成することを特徴とす
る。
【００４２】 このように、本発明の金属製シームレス
パイプの製造方法においては、成形直後から所定時間の
間は、緩やかな乾燥を行う。これは、成形直後（乾燥初
期）においては成形工程による歪み等が残留しており、
この歪みを解消させるためにはゆっくり乾燥させる必要
があるからである。特に、パイプ形状であると、中実の
ものより必然的に乾燥が速くなるので、なおさら成形直
後の乾燥は緩慢にする必要がある。成形歪みが残存する
と焼成変形等の大きな原因となる。
パイプの製造方法においては、成形直後から所定時間の
間は、緩やかな乾燥を行う。これは、成形直後（乾燥初
期）においては成形工程による歪み等が残留しており、
この歪みを解消させるためにはゆっくり乾燥させる必要
があるからである。特に、パイプ形状であると、中実の
ものより必然的に乾燥が速くなるので、なおさら成形直
後の乾燥は緩慢にする必要がある。成形歪みが残存する
と焼成変形等の大きな原因となる。
【００４３】 混合液の調合過程における混合液の調合
としては特に制限はない。この混合液の調合過程で、金
属の粉末の含有量が８０重量％未満であると、乾燥クラ
ックが発生することがあり、９８重量％を超えると、金
属粒子の分散が不十分となることがある。
としては特に制限はない。この混合液の調合過程で、金
属の粉末の含有量が８０重量％未満であると、乾燥クラ
ックが発生することがあり、９８重量％を超えると、金
属粒子の分散が不十分となることがある。
【００４４】 また、押出し成形過程における、混練作
業を含む押出し成形の方法としては特に制限はない。
業を含む押出し成形の方法としては特に制限はない。
【００４５】 また、乾燥方法としては、特に制限はな
い。
い。
【００４６】 また、焼成過程における焼成方法として
は、非酸化雰囲気、又は真空中で行う。この焼成過程
で、焼成温度が１０００℃及び前述の金属の融点よりも
３００℃低い温度のうちのいずれか低い方の温度未満で
あると、焼結不十分となることがあり、２１００℃及び
前述の金属の融点よりも３００℃低い温度のうちのいず
れか低い方の温度を超えると、用いる金属によっては、
焼成変形することがある。
は、非酸化雰囲気、又は真空中で行う。この焼成過程
で、焼成温度が１０００℃及び前述の金属の融点よりも
３００℃低い温度のうちのいずれか低い方の温度未満で
あると、焼結不十分となることがあり、２１００℃及び
前述の金属の融点よりも３００℃低い温度のうちのいず
れか低い方の温度を超えると、用いる金属によっては、
焼成変形することがある。
【００４７】 このような方法を採用することによっ
て、従来の方法では実現することが困難な、薄肉、細径
のシームレスパイプを容易に得ることができるため、生
産性の向上、延いては、コストの低減を図ることができ
る。
て、従来の方法では実現することが困難な、薄肉、細径
のシームレスパイプを容易に得ることができるため、生
産性の向上、延いては、コストの低減を図ることができ
る。
【００４８】 また、前述のパイプ状成形物の乾燥は、
前述の混合液中の溶剤の蒸気を共存させた雰囲気で行な
うことが好ましい。
前述の混合液中の溶剤の蒸気を共存させた雰囲気で行な
うことが好ましい。
【００４９】 このように構成することによって、緩や
かな乾燥を実現し、成形歪みを低減することができる。
かな乾燥を実現し、成形歪みを低減することができる。
【００５０】
【実施例】 以下、本発明を実施例によってさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていか
なる制限を受けるものではない。
的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていか
なる制限を受けるものではない。
【００５１】実施例１ Ｗ（融点：３４２２℃）粉末１０００ｇに、バインダと
してエチルセルロ−ス１２ｇ、溶剤としてブチルカルビ
トールアセテート３０ｇ、及びＡｌ2Ｏ3を含むその他の
添加剤１０ｇを加え、トリロールミルで１０パスさせ
た。
してエチルセルロ−ス１２ｇ、溶剤としてブチルカルビ
トールアセテート３０ｇ、及びＡｌ2Ｏ3を含むその他の
添加剤１０ｇを加え、トリロールミルで１０パスさせ
た。
【００５２】 これを押出し機にて成形し、８０℃で２
時間、大気中で乾燥させた。
時間、大気中で乾燥させた。
【００５３】 乾燥後、水素中で、１９００℃で３時間
焼成した。Ｍｏ酸化を防止しつつ脱バインダを実現する
ため加湿して、露点は０℃とした。
焼成した。Ｍｏ酸化を防止しつつ脱バインダを実現する
ため加湿して、露点は０℃とした。
【００５４】 以上の処理を行うことで、気孔率が８
％、Ｈｅリークテスト結果が１．０×１０-10ａｔｍ・
ｃｃ／ｓｅｃ以下のＭｏパイプが作製された。
％、Ｈｅリークテスト結果が１．０×１０-10ａｔｍ・
ｃｃ／ｓｅｃ以下のＭｏパイプが作製された。
【００５５】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によっ
て、肉厚を薄くかつ内径を小さくすることが可能である
とともに、機械的強度及び気密性に優れた、メタルハラ
イドランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、セラミ
ックス製発光管）の封止部材用等に好適に用いられる、
難加工性の金属製シームレスパイプ及びその製造方法を
提供することができる。本発明の金属製シームレスパイ
プ及びその製造方法は、高圧放電灯（例えば、セラミッ
クス製メタルハライドランプ）等の発光管の封止部材と
して特に好適に用いられるが、金属製パイプとして、難
加工性の金属を用い、肉厚を薄くかつ内径を小さくする
ことが必要で、かつ、耐熱性、機械的強度及び気密性に
優れたことが要請される分野、例えば、極限用途（例え
ば、宇宙、航空、軍事）用熱交換器等の微細配管等の分
野にも好適に用いられる。
て、肉厚を薄くかつ内径を小さくすることが可能である
とともに、機械的強度及び気密性に優れた、メタルハラ
イドランプ等の高圧放電灯等の発光管（例えば、セラミ
ックス製発光管）の封止部材用等に好適に用いられる、
難加工性の金属製シームレスパイプ及びその製造方法を
提供することができる。本発明の金属製シームレスパイ
プ及びその製造方法は、高圧放電灯（例えば、セラミッ
クス製メタルハライドランプ）等の発光管の封止部材と
して特に好適に用いられるが、金属製パイプとして、難
加工性の金属を用い、肉厚を薄くかつ内径を小さくする
ことが必要で、かつ、耐熱性、機械的強度及び気密性に
優れたことが要請される分野、例えば、極限用途（例え
ば、宇宙、航空、軍事）用熱交換器等の微細配管等の分
野にも好適に用いられる。
【図１】 金属製シームレスパイプにおいて、気孔率と
気密性との関係を示すグラフである。
気密性との関係を示すグラフである。
【図２】 アルミナ板に、Ａｌ2Ｏ3−Ｙ2Ｏ3−Ｄｙ2Ｏ3
−Ｌａ2Ｏ3系セラミックス組成物を介して接合したＷ薄
板を所定の力で引き剥がす、引き剥がしテストを模式的
に示す断面図である。
−Ｌａ2Ｏ3系セラミックス組成物を介して接合したＷ薄
板を所定の力で引き剥がす、引き剥がしテストを模式的
に示す断面図である。
【図３】 Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＺｒを用い
た場合のそれぞれの気密性を、気孔率を５％に固定して
比較したグラフである。
た場合のそれぞれの気密性を、気孔率を５％に固定して
比較したグラフである。
【図４】 金属製シームレスパイプの肉厚及び内径の組
合わせと、気密性との関係を示すグラフである。
合わせと、気密性との関係を示すグラフである。
【図５】 メタルハライドランプ等の高圧放電灯のセラ
ミックス製発光管の封止部材として金属製シームレスパ
イプが用いられた状態を模式的に示す断面図である。
ミックス製発光管の封止部材として金属製シームレスパ
イプが用いられた状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】 １…アルミナ板、２…Ａｌ2Ｏ3−Ｙ2Ｏ3−Ｄｙ2Ｏ3−Ｌ
ａ2Ｏ3系セラミックス組成物、３…Ｗ薄板、１０…メタ
ルハライドランプ等の高圧放電灯、２０…光透過性のセ
ラミックス製パイプ（発光管）、３０…金属製パイプ
（Ｍｏパイプ）。
ａ2Ｏ3系セラミックス組成物、３…Ｗ薄板、１０…メタ
ルハライドランプ等の高圧放電灯、２０…光透過性のセ
ラミックス製パイプ（発光管）、３０…金属製パイプ
（Ｍｏパイプ）。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｅ 1/05 1/05 Ｅ Ｈ０１Ｊ 9/28 Ｈ０１Ｊ 9/28 Ｂ 61/36 61/36 Ｃ
Claims (13)
- 【請求項１】 融点が１６００℃以上の金属からなる群
から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分として含有
した金属製シームレスパイプであって、 気孔率（パイプ外表面に、パイプ外表面の面積を１００
％としたときに、肉厚方向に貫通しない開気孔が占める
割合）が０．３〜２５％であることを特徴とする金属製
シームレスパイプ。 - 【請求項２】 前記融点が１６００℃以上の金属が、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＺｒである請求項１に記
載の金属製シームレスパイプ。 - 【請求項３】 前記金属の融点が、２６００℃以上であ
る請求項１に記載の金属製シームレスパイプ。 - 【請求項４】 前記融点が２６００℃以上の金属が、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｒｅである請求項３に記載の金属製シームレス
パイプ。 - 【請求項５】 その内径が０．４〜３．０ｍｍであり、
かつその肉厚が０．０５〜１．０ｍｍである請求項１〜
４のいずれかに記載の金属製シームレスパイプ。 - 【請求項６】 前記金属に加えて、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、
Ｄｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3からなる
群から選ばれる少なくとも１種の酸化物を、前記金属と
の合計を１００体積％としたときに、０．０２〜５体積
％さらに含有した請求項１〜５のいずれかに記載の金属
製シームレスパイプ。 - 【請求項７】 溶剤中に、融点が１６００℃以上の金属
からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の粉末８
０〜９８重量％とバインダとを含有した混合液を調合
し、 次いで、この混合液を０〜３時間混練した後、押出し成
形することにより、パイプ状成形物を形成し、 次いで、このパイプ状成形物を、成形直後から、成形直
後からの時間として最短で１０時間、最長で４８時間ま
での間は、−５〜２５℃で乾燥し、その後は、３０〜１
２０℃の温度で、０．５〜８時間乾燥させた後、１００
０〜２１００℃の範囲内のいずれかの温度、及び前記金
属の融点よりも３００℃低い温度のうちのいずれか低い
方の温度で焼成することを特徴とする金属製シームレス
パイプの製造方法。 - 【請求項８】 前記融点が１６００℃以上の金属が、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＺｒである請求項７に記
載の金属製シームレスパイプの製造方法。 - 【請求項９】 前記金属の融点が、２６００℃以上であ
る請求項７に記載の金属製シームレスパイプの製造方
法。 - 【請求項１０】 前記融点が２６００℃以上の金属が、
Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅである請求項９に記載の金属製シームレ
スパイプの製造方法。 - 【請求項１１】 前記パイプ状成形物を、１０００〜２
１００℃の範囲内のいずれかの温度、及び前記金属の融
点よりも３００℃低い温度のうちのいずれか低い方の温
度で焼成した後に得られる金属製シームレスパイプの内
径が、０．４〜３．０ｍｍであり、かつその肉厚が０．
０５〜１．０ｍｍである請求項７〜１０のいずれかに記
載の金属製シームレスパイプの製造方法。 - 【請求項１２】 前記混合液を調合する際に、前記組成
成分に加えて、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｇｄ
2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、及びＴｍ2Ｏ3からなる群から選ばれる
少なくとも１種の酸化物を、前記金属粉末との合計を１
００体積％としたときに、０．０２〜５体積％さらに添
加して混合物を調合する請求項７〜１１のいずれかに記
載の金属製シームレスパイプの製造方法。 - 【請求項１３】 前記パイプ状成形物の乾燥を、前記溶
剤の蒸気を共存させた雰囲気で行う請求項７〜１２のい
ずれかに記載の金属製シームレスパイプの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217592A JP2002180106A (ja) | 2000-10-03 | 2001-07-18 | 金属製シームレスパイプ及びその製造方法 |
| US09/957,261 US6596100B2 (en) | 2000-10-03 | 2001-09-20 | Metal-made seamless pipe and process for production thereof |
| CNB011353503A CN1151539C (zh) | 2000-10-03 | 2001-09-30 | 金属制的无缝管及其生产方法 |
| CZ20013545A CZ296639B6 (cs) | 2000-10-03 | 2001-10-02 | Kovová bezesvá trubka a zpusob její výroby |
| DE60107914T DE60107914T2 (de) | 2000-10-03 | 2001-10-03 | Nahltloses Metalrohr und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP01308458A EP1195214B1 (en) | 2000-10-03 | 2001-10-03 | Metal-made seamless pipe and process for production thereof |
| US10/423,593 US7001570B2 (en) | 2000-10-03 | 2003-04-25 | Metal-made seamless pipe and process for production thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-999999 | 2000-09-25 | ||
| JP2000532391 | 2000-10-03 | ||
| JP2001217592A JP2002180106A (ja) | 2000-10-03 | 2001-07-18 | 金属製シームレスパイプ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002180106A true JP2002180106A (ja) | 2002-06-26 |
Family
ID=26607320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001217592A Pending JP2002180106A (ja) | 2000-10-03 | 2001-07-18 | 金属製シームレスパイプ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002180106A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214194A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 高圧ショートアーク放電ランプ用の封止管材料 |
| JP2005183356A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | General Electric Co <Ge> | 独自にシールされた構成要素を有する密封ランプのシール技術及びランプ |
-
2001
- 2001-07-18 JP JP2001217592A patent/JP2002180106A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214194A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | General Electric Co <Ge> | 高圧ショートアーク放電ランプ用の封止管材料 |
| JP2005183356A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | General Electric Co <Ge> | 独自にシールされた構成要素を有する密封ランプのシール技術及びランプ |
| JP4602691B2 (ja) * | 2003-12-17 | 2010-12-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 独自にシールされた構成要素を有する密封ランプのシール技術及びランプ |
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