JP2637255B2 - 加工性に優れたレニウム・タングステン合金材およびその製造方法 - Google Patents
加工性に優れたレニウム・タングステン合金材およびその製造方法Info
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- JP2637255B2 JP2637255B2 JP2011942A JP1194290A JP2637255B2 JP 2637255 B2 JP2637255 B2 JP 2637255B2 JP 2011942 A JP2011942 A JP 2011942A JP 1194290 A JP1194290 A JP 1194290A JP 2637255 B2 JP2637255 B2 JP 2637255B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はTV電子銃のカソードヒータや自動車ランプ、
家電機器の照明ランプなどの耐振電球用フィラメント材
などに使用されるレニウム・タングステン合金材および
その製造方法に係り、特に最終製品に加工する工程にお
いて欠陥の発生が少ない加工性に優れたレニウム・タン
グステン合金材およびその製造方法に関する。
家電機器の照明ランプなどの耐振電球用フィラメント材
などに使用されるレニウム・タングステン合金材および
その製造方法に係り、特に最終製品に加工する工程にお
いて欠陥の発生が少ない加工性に優れたレニウム・タン
グステン合金材およびその製造方法に関する。
（従来の技術） 従来より高温強度および耐振性に優れた電球用フィラ
メントまたはヒータ用材料として、ドープタングステン
線が広く知られている。しかしドープタングステン線
は、高温度熱処理を行うと伸びが低下し、耐振強度が大
幅に低下してしまう欠点がある。
メントまたはヒータ用材料として、ドープタングステン
線が広く知られている。しかしドープタングステン線
は、高温度熱処理を行うと伸びが低下し、耐振強度が大
幅に低下してしまう欠点がある。
そのため、タングステン中に0.5〜10重量％程度のレ
ニウム（Re）を含有させたレニウム・タングステン合金
が、広くフィラメント材料など高温強度を必要とする材
料として多用化されている。Reは材料の伸びを改善し、
またタングステン組織中に固溶してマトリックスの高温
強度を高める上に、電気抵抗を高める作用を有する。従
って従来のタングステン線と同等の抵抗値を有する線材
を、上記レニウム・タングステン合金材で形成した場合
に、タングステン線より太く形成することが可能であ
り、強度を増大化させることができる。
ニウム（Re）を含有させたレニウム・タングステン合金
が、広くフィラメント材料など高温強度を必要とする材
料として多用化されている。Reは材料の伸びを改善し、
またタングステン組織中に固溶してマトリックスの高温
強度を高める上に、電気抵抗を高める作用を有する。従
って従来のタングステン線と同等の抵抗値を有する線材
を、上記レニウム・タングステン合金材で形成した場合
に、タングステン線より太く形成することが可能であ
り、強度を増大化させることができる。
従来この種のレニウム・タングステン合金材は、原料
粉末をプレス成形後焼結し、得られた焼結体を転打、線
引などの加工および再結晶処理などの熱処理を段階的に
施して得られる。具体的には、素材である焼結体を段階
的に加工して、その断面積を徐々に減少せしめ、素材の
断面積の減少割合すなわち断面減少率が約60％に達した
段階で最終的な再結晶化処理を行うことによって、結晶
粒の大きさを調整し加工硬化を起こした組織を軟化させ
ている。このようにして得られたレニウム・タングステ
ン合金材は加工による硬化が緩和されているため、次工
程での加工性が良好となる。
粉末をプレス成形後焼結し、得られた焼結体を転打、線
引などの加工および再結晶処理などの熱処理を段階的に
施して得られる。具体的には、素材である焼結体を段階
的に加工して、その断面積を徐々に減少せしめ、素材の
断面積の減少割合すなわち断面減少率が約60％に達した
段階で最終的な再結晶化処理を行うことによって、結晶
粒の大きさを調整し加工硬化を起こした組織を軟化させ
ている。このようにして得られたレニウム・タングステ
ン合金材は加工による硬化が緩和されているため、次工
程での加工性が良好となる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、断面減少率が60％に達した時点で最終
的な再結晶化処理を行った従来のレニウム・タングステ
ン合金材の再結晶粒数は１平方mm当り2000〜2800個であ
り、極めて微細な結晶組織を有する。そのため、未だ硬
さがやや高い欠点がある。
的な再結晶化処理を行った従来のレニウム・タングステ
ン合金材の再結晶粒数は１平方mm当り2000〜2800個であ
り、極めて微細な結晶組織を有する。そのため、未だ硬
さがやや高い欠点がある。
このレニウム・タングステン合金材を、そのまま次工
程に供した場合に、割れや折損が発生し易く、製品の歩
留りを低下させる大きな原因となっている。また、折損
した材料を除去したり、装置を正常な運転状態にまで復
旧させるために多大な労力を有するなど保守性が悪い上
に、製造装置の運転効率や原料に対する製品の歩留りを
低下させるなどの問題点がある。
程に供した場合に、割れや折損が発生し易く、製品の歩
留りを低下させる大きな原因となっている。また、折損
した材料を除去したり、装置を正常な運転状態にまで復
旧させるために多大な労力を有するなど保守性が悪い上
に、製造装置の運転効率や原料に対する製品の歩留りを
低下させるなどの問題点がある。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、後工程に供した場合に割れや折損を発生しにく
く、加工性に優れたレニウム・タングステン合金材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
であり、後工程に供した場合に割れや折損を発生しにく
く、加工性に優れたレニウム・タングステン合金材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段と作用） 本発明者は以上の観点から加工性を改善することを目
的にし、加工性の指標となる再結晶粒数と原料となる焼
結体の加工による断面減少率との関係を種々変えて研究
を行ったところ、複数回の再結晶化処理を行う際の成形
品の断面減少率と最終の再結晶化処理後における合金材
の中心部および表層部の再結晶粒数との相関を適正に維
持することにより、即ち、最終再結晶化処理後における
合金材の中心部および表層部の再結晶粒数を500〜800個
/mm2に設定したときに、従来に較べて加工性が著しく改
善されたレニウム・タングステン合金材が得られた知見
に基づくものである。
的にし、加工性の指標となる再結晶粒数と原料となる焼
結体の加工による断面減少率との関係を種々変えて研究
を行ったところ、複数回の再結晶化処理を行う際の成形
品の断面減少率と最終の再結晶化処理後における合金材
の中心部および表層部の再結晶粒数との相関を適正に維
持することにより、即ち、最終再結晶化処理後における
合金材の中心部および表層部の再結晶粒数を500〜800個
/mm2に設定したときに、従来に較べて加工性が著しく改
善されたレニウム・タングステン合金材が得られた知見
に基づくものである。
すなわち本発明に係る加工性に優れたレニウム・タン
グステン合金材は、レニウム・タングステン合金粉末の
焼結体を複数回の加圧成形処理，伸線処理および再結晶
化処理に供して成形品を形成し、得られた成形品の焼結
体からの断面減少率が75％を超えて90％以下に達したと
きに、最終再結晶化処理を施すことにより得られた合金
材であって、前記最終再結晶化処理後における合金材の
中心部および表層部の際結晶粒数が500〜800個/mm2であ
ることを特徴とする。
グステン合金材は、レニウム・タングステン合金粉末の
焼結体を複数回の加圧成形処理，伸線処理および再結晶
化処理に供して成形品を形成し、得られた成形品の焼結
体からの断面減少率が75％を超えて90％以下に達したと
きに、最終再結晶化処理を施すことにより得られた合金
材であって、前記最終再結晶化処理後における合金材の
中心部および表層部の際結晶粒数が500〜800個/mm2であ
ることを特徴とする。
また本発明に係るレニウム・タングステン合金材の製
造方法は、レニウム・タングステン合金粉末の焼結体を
複数回の加圧成形処理，伸線処理および再結晶化処理に
供して成形品を形成し、得られた成形品の焼結体からの
断面減少率が75％を超えて90％以下に達したときに、最
終の再結晶化処理を実施し、成形品の中心部および表層
部における再結晶粒数を500〜800個/mm2に調整すること
を特徴とする。
造方法は、レニウム・タングステン合金粉末の焼結体を
複数回の加圧成形処理，伸線処理および再結晶化処理に
供して成形品を形成し、得られた成形品の焼結体からの
断面減少率が75％を超えて90％以下に達したときに、最
終の再結晶化処理を実施し、成形品の中心部および表層
部における再結晶粒数を500〜800個/mm2に調整すること
を特徴とする。
本発明の対象となるレニウム・タングステン合金材の
材料としての焼結体は、0.5〜10重量％のレニウムを含
有するタングステン材が使用される。
材料としての焼結体は、0.5〜10重量％のレニウムを含
有するタングステン材が使用される。
また本発明の目的とする特性は、レニウム・タングス
テン合金粉末の焼結体を複数回の加圧成形処理，伸線処
理および再結晶化処理に供して成形品を形成し、得られ
た成形品の焼結体からの断面減少率が75％を超えて90％
以下に達したときに、最終の再結晶化処理を実施し、再
結晶粒数を500〜800個/mm2に調整して得られるものであ
る。
テン合金粉末の焼結体を複数回の加圧成形処理，伸線処
理および再結晶化処理に供して成形品を形成し、得られ
た成形品の焼結体からの断面減少率が75％を超えて90％
以下に達したときに、最終の再結晶化処理を実施し、再
結晶粒数を500〜800個/mm2に調整して得られるものであ
る。
この場合、最終の再結晶化処理を行う際の断面減少率
の大小は、再結晶化処理によって生成する結晶粒の大き
さに大きく影響を及ぼすものであり、75％以下の低加工
度のものを加熱処理すると、表層部から中心部まで均一
な再結晶粒が得られず、混粒となり、合金材の機械的性
質を大幅に低下させる。
の大小は、再結晶化処理によって生成する結晶粒の大き
さに大きく影響を及ぼすものであり、75％以下の低加工
度のものを加熱処理すると、表層部から中心部まで均一
な再結晶粒が得られず、混粒となり、合金材の機械的性
質を大幅に低下させる。
一方断面減少率が90％を越えて、再結晶化処理なしで
加工すると、加工硬化のため著しく加工性が悪化してし
まう。従って断面減少率は75％を超えて90％以下に設定
されるが、より好ましくは75〜85％が実用上望ましい。
加工すると、加工硬化のため著しく加工性が悪化してし
まう。従って断面減少率は75％を超えて90％以下に設定
されるが、より好ましくは75〜85％が実用上望ましい。
また、最終の再結晶化処理後における再結晶粒数は合
金材の加工性を大きく左右する要因となり、１平方mm当
りの再結晶粒数が500未満となる場合は組織が粗大化す
るとともに粒界破断し易くなり、加工時に割れ等を発生
し易くなる。
金材の加工性を大きく左右する要因となり、１平方mm当
りの再結晶粒数が500未満となる場合は組織が粗大化す
るとともに粒界破断し易くなり、加工時に割れ等を発生
し易くなる。
一方再結晶粒数が800個を越える場合には、硬さが高
まるため、同様に加工時にクラックが発生し易くなる。
従って再結晶粒数は、１平方mm当り500〜800個の範囲に
設定されるが、より好ましくは500〜700個/mm2の範囲で
ある。この場合再結晶粒数は合金材の加工方向に対し垂
直方向の断面における再結晶粒数として測定される。
まるため、同様に加工時にクラックが発生し易くなる。
従って再結晶粒数は、１平方mm当り500〜800個の範囲に
設定されるが、より好ましくは500〜700個/mm2の範囲で
ある。この場合再結晶粒数は合金材の加工方向に対し垂
直方向の断面における再結晶粒数として測定される。
再結晶粒数は、加工度と再結晶化処理における加熱温
度と時間とによって調整される。
度と時間とによって調整される。
上記レニウム・タングステン合金材によれば、最終の
再結晶化処理によって再結晶部が、加工に適した範囲に
設定されているため、加工時における割れや欠陥を発生
する割合が少なく、伸線加工等によって製造するレニウ
ム・タングステン線の製造歩留りを大幅に改善すること
ができる。
再結晶化処理によって再結晶部が、加工に適した範囲に
設定されているため、加工時における割れや欠陥を発生
する割合が少なく、伸線加工等によって製造するレニウ
ム・タングステン線の製造歩留りを大幅に改善すること
ができる。
また複数回の加圧成形処理，伸線処理および再結晶化
処理を実施して、最終の再結晶化処理後における合金材
の中心部および表層部の再結晶粒数を所定範囲に調整し
ているため、最終製品に加工する際の加工性を改善する
と同時に、特に従来より大きな素材を採用することが可
能となり、１度の加工操作で得られる合金線材量を大幅
に増加でき、線材の製造効率を飛躍的に高めることもで
きる。
処理を実施して、最終の再結晶化処理後における合金材
の中心部および表層部の再結晶粒数を所定範囲に調整し
ているため、最終製品に加工する際の加工性を改善する
と同時に、特に従来より大きな素材を採用することが可
能となり、１度の加工操作で得られる合金線材量を大幅
に増加でき、線材の製造効率を飛躍的に高めることもで
きる。
（実施例） 次に本発明を以下の実施例および比較例によって説明
する。
する。
実施例１〜２としてレニウムを３重量％含有するタン
グステン合金の焼結体から正方形断面の１辺がそれぞれ
12.2mm、16.0mmの角棒状焼結体を原料として切出した。
得られた各角棒状焼結体を転打、伸線処理に供し、直径
6mmの線状成形品を製造した。このときの断面減少率は
第１表に示すようにそれぞれ81％（実施例１）、89％
（実施例２）となる。
グステン合金の焼結体から正方形断面の１辺がそれぞれ
12.2mm、16.0mmの角棒状焼結体を原料として切出した。
得られた各角棒状焼結体を転打、伸線処理に供し、直径
6mmの線状成形品を製造した。このときの断面減少率は
第１表に示すようにそれぞれ81％（実施例１）、89％
（実施例２）となる。
次に得られた各線状成形品に対して2000〜2700℃の温
度条件で水素気流中で再結晶化処理を行い、レニウム・
タングステン合金材を製造した。
度条件で水素気流中で再結晶化処理を行い、レニウム・
タングステン合金材を製造した。
そして得られた再結晶化処理後のレニウム・タングス
テン合金材の加工方向に対し垂直方向の断面の１平方mm
当りの再結晶粒数の計測を行った。
テン合金材の加工方向に対し垂直方向の断面の１平方mm
当りの再結晶粒数の計測を行った。
また合金材の加工性の良否を評価するために得られた
線状レニウム・タングステン合金材をさらに転打伸線工
程に供し、最終的に直径1.0mmのレニウム・タングステ
ン線を形成し、この伸線工程に起こった切れの発生回数
を計測し、第１表の右欄に示す結果を得た。
線状レニウム・タングステン合金材をさらに転打伸線工
程に供し、最終的に直径1.0mmのレニウム・タングステ
ン線を形成し、この伸線工程に起こった切れの発生回数
を計測し、第１表の右欄に示す結果を得た。
一方、比較例１〜３として一辺が8.4mmの正方形断面
を有する角棒状焼結体を実施例１〜２において調製した
焼結体より切り出し、さらに転打、伸線処理工程に供し
て直径6mmの線状成形品を製造した。このときの断面減
少率は第１表に示すように、60％であった。
を有する角棒状焼結体を実施例１〜２において調製した
焼結体より切り出し、さらに転打、伸線処理工程に供し
て直径6mmの線状成形品を製造した。このときの断面減
少率は第１表に示すように、60％であった。
次に得られた線状成形品に対して比較例１および２に
関しては再結晶処理を行う一方、比較例３に関しては再
結晶処理を行なわずに、レニウム・タングステン合金材
を調製した。そして得られたレニウム・タングステン合
金材の加工方向に対し垂直方向の断面を実施例１〜２と
同様に検鏡して再結晶粒数の計測を行うとともに、さら
に転打、伸線加工し、直径1.0mmのレニウム・タングス
テン線を形成し、この伸線工程における切れの発生回数
を同様に計測した。その結果を下記第１表右欄に示す。
関しては再結晶処理を行う一方、比較例３に関しては再
結晶処理を行なわずに、レニウム・タングステン合金材
を調製した。そして得られたレニウム・タングステン合
金材の加工方向に対し垂直方向の断面を実施例１〜２と
同様に検鏡して再結晶粒数の計測を行うとともに、さら
に転打、伸線加工し、直径1.0mmのレニウム・タングス
テン線を形成し、この伸線工程における切れの発生回数
を同様に計測した。その結果を下記第１表右欄に示す。
第１表の結果から明らかなように実施例１〜２に係る
レニウム・タングステン合金材のように断面減少率が81
〜89％の範囲において最終の再結晶化処理を行った合金
材においては、その中心部および表層部の再結晶粒数が
共に１平方mm当り500〜800個であり、比較例１〜３と比
較して伸線工程における切れの発生回数が少なく、加工
性が優れていることがわかる。
レニウム・タングステン合金材のように断面減少率が81
〜89％の範囲において最終の再結晶化処理を行った合金
材においては、その中心部および表層部の再結晶粒数が
共に１平方mm当り500〜800個であり、比較例１〜３と比
較して伸線工程における切れの発生回数が少なく、加工
性が優れていることがわかる。
以上説明の通り、本発明に係る加工性に優れたレニウ
ム・タングステン合金材によれば、最終の再結晶化処理
によって合金材の中心部および表層部における再結晶粒
数が共に加工に適した範囲に設定されているため、加工
時における割れや折損等の欠陥を発生する割合が少な
い。従って耐振用ランプのフィラメントなどの原材料と
して極めて優れており、工業上の利用効果が極めて大き
い。
ム・タングステン合金材によれば、最終の再結晶化処理
によって合金材の中心部および表層部における再結晶粒
数が共に加工に適した範囲に設定されているため、加工
時における割れや折損等の欠陥を発生する割合が少な
い。従って耐振用ランプのフィラメントなどの原材料と
して極めて優れており、工業上の利用効果が極めて大き
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 敬祐 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 小関 勇 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝横浜事業所内 (56)参考文献 特開 昭59−59867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−133355（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−133356（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】レニウム・タングステン合金粉末の焼結体
を複数回の加圧成形処理，伸線処理および再結晶化処理
に供して成形品を形成し、得られた成形品の焼結体から
の断面減少率が75％を超えて90％以下に達したときに、
最終再結晶化処理を施すことにより得られた合金材であ
って、前記最終再結晶化処理後における合金材の中心部
および表層部の再結晶粒数が500〜800個/mm2であること
を特徴とする加工性に優れたレニウム・タングステン合
金材。 - 【請求項２】レニウム・タングステン合金粉末の焼結体
を複数回の加圧成形処理，伸線処理および再結晶化処理
に供して成形品を形成し、得られた成形品の焼結体から
の断面減少率が75％を超えて90％以下に達したときに、
最終の再結晶化処理を実施し、成形品の中心部および表
層部における再結晶粒数を500〜800個/mm2に調整するこ
とを特徴とする加工性に優れたレニウム・タングステン
合金材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011942A JP2637255B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 加工性に優れたレニウム・タングステン合金材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011942A JP2637255B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 加工性に優れたレニウム・タングステン合金材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219039A JPH03219039A (ja) | 1991-09-26 |
| JP2637255B2 true JP2637255B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=11791705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011942A Expired - Lifetime JP2637255B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 加工性に優れたレニウム・タングステン合金材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637255B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022176766A1 (ja) | 2021-02-17 | 2022-08-25 | 株式会社 東芝 | タングステン線およびそれを用いたタングステン線加工方法並びに電解線 |
| WO2023008430A1 (ja) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | 株式会社 東芝 | タングステン線およびそれを用いたタングステン線加工方法並びに電解線 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003031668A1 (fr) * | 2001-10-09 | 2003-04-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fil de tungstene, element de chauffage de cathode et filament pour lampe anti-vibrations |
| US9161752B2 (en) | 2009-03-02 | 2015-10-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rhenium tungsten wire, method of manufacturing the wire and medical needle using the wire |
| JP6871600B2 (ja) * | 2017-02-28 | 2021-05-12 | 学校法人立命館 | 金属材料の製造方法、及び、金属材料 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58133356A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-09 | Tokyo Tungsten Co Ltd | タングステン材料及びその製造方法 |
| JPS58133355A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-09 | Tokyo Tungsten Co Ltd | タングステン材料の加工方法 |
| JPS5959867A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-05 | Toshiba Corp | レニウム−タングステン合金材の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP2011942A patent/JP2637255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022176766A1 (ja) | 2021-02-17 | 2022-08-25 | 株式会社 東芝 | タングステン線およびそれを用いたタングステン線加工方法並びに電解線 |
| WO2023008430A1 (ja) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | 株式会社 東芝 | タングステン線およびそれを用いたタングステン線加工方法並びに電解線 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03219039A (ja) | 1991-09-26 |
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