【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、蒸着素子用タングステン（Ｗ）線に関し、
更に詳しくは、従来のドープＷ線に比べて２次加工性に
優れ、かつ、長寿命の蒸着素子用コイル素材として有用
な蒸着素子用Ｗ線に関する。
（従来の技術）
真空蒸着法は、広い分野の製品の表面処理、例えば、
テレビのブラウン管や合成樹脂製品へのアルミニウム
（Al）の蒸着膜の形成に適用されている。
この真空蒸着は、Ｗ線からなる蒸着素子用コイルにAl
等の被蒸着金属を保持した状態で真空中において通電
し、その抵抗発熱により被蒸着金属を蒸発せしめて所定
部品の表面に被着させる方法である。
この真空蒸着法に用いる蒸着素子用コイルは、所定線
径のドープＷ線を複数本撚線加工し、更にこれを700〜9
00℃に加熱しながら２次加工することにより製造されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、通常、転打・伸線加工等により、Ｗ線
には加工歪のアンバランスが生ずる。このアンバランス
は、Ｗ線の電解研摩によって明らかとなる。すなわち、
電解研摩する（Ｗ線の表層部を研摩する）ことによっ
て、歪のアンバランスがさらに大きくなり、このアンバ
ランスに耐えられなくなり線在の軸方向のクラックやワ
レが発生するものと考えられる。このため、かかる加工
歪のアンバランスをＷ線の製造工程中にできるだけ、少
なくすることが必要であり、加工歪のアンバランスが大
きい場合はコイルに成形する２次加工の際に断線事故を
生ずる。
従って、従来のドープＷ線は２次加工の際に加熱温度
を高くしなければならなかった。しかしＷ線材の温度を
高くして２次加工しても、Ｗ線材の断線問題は残ってい
た。
しかも、かかる蒸着素子用Ｗ線にあっては、被蒸着金
属の結晶粒界内への拡散によって生ずる脆弱な金属間化
合物に起因する断線を防止して蒸着素子用コイルの長寿
命化を図るべく、コイル成形後に再結晶化処理が施され
ている。しかし、かかる処理の際の温度は、通常2,000
〜2,200℃程度と高温のため、経済的にも処理温度が低
温のＷ線が望まれている。
本発明は、上記問題点を解決し、従来のドープＷ線に
比べて２次加工性に優れるとともに、再結晶化処理温度
が低くともかかるコイルの一般的要求である長寿命化が
可能な真空蒸着素子用Ｗ線を提供することを目的とす
る。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ね
た結果、前記した加工歪のアンバランスに伴なう２次加
工時の断線を防止するには、カリウムの含有量がある適
正範囲内であり、加工工程中に入る再結晶化処理の処理
条件と、この処理後からのトータル加工率さらにＷ線の
各加工工程における加工率をある一定範囲内に収まるよ
う制御すればよく、しかもこれにより二次再結晶開始温
度が低下するとの知見を得、本発明の蒸着素子用Ｗ線を
開発するに到った。
すなわち、本発明の蒸着素子用Ｗ線は、カリウムの含
有量が10〜50ppmであるＷ線において、二次再結晶開始
温度が1600〜1800℃であることを特徴とする。
本発明の蒸着素子用Ｗ線は、二次再結晶開始温度が16
00〜1800℃の範囲内であり、この温度は線材の加工率と
カリウムのドープ量によって変化するが、カリウムの含
有量が10〜50ppmの場合には、加工率を適切に制御・管
理することにより、二次再結晶開始温度を上記範囲内に
することができる。
本発明の蒸着素子用Ｗ線は、以下のようにして製造す
ることができる。
まず、所定のＷ酸化物粉末にドープ剤として、K,Al及
びSiの化合物をそれぞれ所定量配合する。次いで、これ
を水素還元してＷ粉末とする。
さらに、通常の方法でＷ粉末を成形後焼結して焼結体
とし、この時に含有するＫ量が10〜50ppmとなるように
する。
ここにおいて焼結体の断面積を従来のものに比して大
きなものとし、目的線径までの加工率を従来に比べて大
きくする。これによりその後の工程内で入る再結晶化処
理時における再結晶粒子の粗大化及び均一化を図ると共
に、その後の加工において、線材の結晶を均一な繊維状
の細長い状態にして、線材の２次加工性を維持すること
ができる。
この段階における加工率は好ましくは11〜14％、最も
好ましくは13％である。
次に、この棒材を所定温度に加熱して複数回の転打加
工を施し、その直径がある程度細くなった時点で伸線加
工を施し目的線径のＷ線とする。この伸線加工は、焼結
体からの加工率が90〜98％、最も好ましくは96％となっ
た際に開始する。
ここにおいて、従来は、主としてかかる伸線加工後の
Ｗ線の仕上寸法を重視して厳しく寸法を管理し、許容差
を仕上寸法の±２％以内としていたが、本発明のＷ線の
製造にあっては各伸線工程毎すなわち伸線するダイス毎
に線径の許容差を従来の半分で管理して加工率の変動を
抑制し、これにより製造されるＷ線の加工歪のアンバラ
ンスを小さくした。
（作用）
本発明の蒸着素子用Ｗ線は、カリウム含有量が10〜50
ppmのＷ線の加工率を適切に管理することにより二次再
結晶開始温度を1600〜1800℃としたので、まず第１に加
工歪のアンバランスが少なくなり、コイル成形の際の断
線事故の発生が抑制され２次加工性が向上する、第２
に、二次再結晶開始温度が従来に比べて低温となるので
熱経済上も好適である。したがって、蒸着コイルの長寿
命化を図ることが可能である。
（実施例）
実施例
Ｗ酸化物粉末にドープ剤としてAl,K及びSiをそれぞれ
配合後、水素還元してＷ粉末とした。
次いで、このＷ粉末をその断面積が従来品より大きく
なるようにプレス成形後、溶断電流の約87％の電流を通
電しつつ、水素雰囲気中で焼結してドープＷ焼結体を得
た。この焼結体には、Ｋが34ppm含有されており、その
断面積は以下に述べる比較例の焼結体の断面積の1.7倍
であった。この焼結体を所定温度に加熱し、加工率が約
85％となるまで転打加工を施し、得られた棒剤を水素雰
囲気中約2400℃で再結晶化処理を施した。
次いで、この棒材を所定温度に加熱して転打加工を施
し、焼結体からの加工率が約96％となった段階で、伸線
加工を開始した。この伸線工程においては、Ｗ線が通過
する各ダイス毎にＷ線の寸法を管理し、加工歪のアンバ
ランスの発生を抑制するようにした。かかる伸線工程を
経て、目的線径がそれぞれ約1.0mmφ、0.8mmφ及び0.6m
mφの３種類のＷ線を製造した。これらのＷ線中のＫ含
有量は、焼結体と同様に34ppmであった。
得られた各Ｗ線を2Rの角部を有する折曲げ治具で挟
み、90゜の折り曲げを１回として切断するまでの折曲げ
回数を測定した。その結果を、縦軸を回数、横軸を線材
の直径とした添付図面に
で示した。
また、これらのＷ線をH2O2中で５重量％まで溶解し、
その表面を観察したところ、線材表面は滑らかでクラッ
クやワレの発生は見られなかった。
更に、上記したＷ線のうち0.8mmφのものを３本使用
し、200〜300℃で加熱し蒸着素子用コイルを製造した
が、加工時に断線を生ずることがなかった。そして、こ
の蒸着素子用コイルを熱処理することなく蒸着装置に組
込んで使用した結果、９回の使用に耐えた。このＷ線の
二次再結晶開始温度は約1700℃であった。
比較例
ドープＷ焼結体の断面積が前記実施例を1.7とすると
１であること、再結晶化処理を施す棒材の加工率が前記
実施例では約85％であるのに対し約75％であること、伸
線加工を開始する加工率が約94％であること、を除いて
は前記実施例と同様にして等しい直径を有する３種類の
Ｗ線を製造した。
これらのＷ線を用い、実施例を同様にして折曲げ回数
を測定した結果を
として添付図面に併せて示した。
また、これらのＷ線を実施例と同様にして溶解したと
ころ、線材の軸方向に沿って大きなクラックが見られ
た。
そして、これらのＷ線のうち0.8mmφの線材を使用
し、加熱処理を施して製造した蒸着素子用コイルを蒸着
装置に組込んで使用した結果、５回しか使用できなかっ
た。このＷ線の二次再結晶開始温度は約1900℃で、前記
実施例のＷ線に比べると200℃程高かった。
［発明の効果］
以上の説明で明らかなように、本発明の蒸着素子用Ｗ
線は、２次加工性に優れると共に蒸着装置の蒸着素子用
コイルとして長寿命のコイル用素材であり工業的価値は
大である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a tungsten (W) wire for a vapor deposition device,
More specifically, the present invention relates to a vapor deposition element W wire which is superior in secondary workability to a conventional doped W wire and which is useful as a long-life coil material vapor deposition element coil material. (Prior Art) Vacuum deposition is a method for surface treatment of a wide range of products, for example,
It is applied to the formation of aluminum (Al) vapor-deposited films on television cathode ray tubes and synthetic resin products. This vacuum deposition is performed by depositing Al
It is a method of energizing in a vacuum while holding a metal to be vapor-deposited, etc., and evaporating the metal to be vapor-deposited by the resistance heat generation to adhere the metal to the surface of a predetermined component. The vapor deposition element coil used in this vacuum vapor deposition method is formed by twisting a plurality of doped W wires having a predetermined wire diameter,
It is manufactured by performing secondary processing while heating to 00 ° C. (Problems to be Solved by the Invention) However, usually, an imbalance of working strain occurs in the W wire due to rolling, wire drawing, or the like. This imbalance is evident by electrolytic polishing of the W line. That is,
It is considered that the electrolytic polishing (polishing the surface layer portion of the W wire) further increases the strain imbalance, which makes it impossible to withstand this imbalance and causes linear cracks and cracks in the axial direction. For this reason, it is necessary to reduce the unbalance of the working strain as much as possible during the manufacturing process of the W wire, and when the unbalance of the working strain is large, a disconnection accident occurs during the secondary working of forming into a coil. . Therefore, in the conventional doped W wire, the heating temperature must be increased during the secondary processing. However, even if the temperature of the W wire is increased and the secondary processing is performed, the disconnection problem of the W wire remains. Moreover, in such a W wire for a vapor deposition element, it is intended to prevent the wire breakage due to the brittle intermetallic compound caused by the diffusion of the metal to be vaporized into the crystal grain boundaries and to prolong the life of the coil for a vapor deposition element. After the coil forming, a recrystallization treatment is performed. However, the temperature during such treatment is usually 2,000.
Since the temperature is as high as about 2,200 ° C., the W line having a low processing temperature is economically desired. The present invention solves the above-mentioned problems, is excellent in secondary workability as compared with a conventional doped W wire, and is a vacuum capable of extending the life which is a general requirement of a coil even if the recrystallization treatment temperature is low. It is intended to provide a W line for a vapor deposition device. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) As a result of intensive investigations by the present inventors to achieve the above object, as a result of the above-mentioned unbalance of the processing strain, the secondary processing at the time of the secondary processing is performed. In order to prevent disconnection, the content of potassium is within an appropriate range, the processing conditions of the recrystallization process that enters the processing step, the total processing rate after this processing, and the processing of the W line in each processing step. It was only necessary to control the rate so as to fall within a certain fixed range, and further, it was found that the starting temperature of secondary recrystallization is lowered, and the W line for vapor deposition device of the present invention was developed. That is, the W-line for vapor deposition device of the present invention is characterized in that the W-line having a potassium content of 10 to 50 ppm has a secondary recrystallization starting temperature of 1600 to 1800 ° C. The W line for a vapor deposition element of the present invention has a secondary recrystallization onset temperature of 16
The temperature is in the range of 00 to 1800 ℃, and this temperature changes depending on the processing rate of the wire and the doping amount of potassium, but if the potassium content is 10 to 50 ppm, control and manage the processing rate appropriately. Thereby, the secondary recrystallization start temperature can be set within the above range. The W line for vapor deposition device of the present invention can be manufactured as follows. First, a predetermined amount of a compound of K, Al and Si is mixed as a doping agent with a predetermined W oxide powder. Then, this is reduced with hydrogen to obtain W powder. Further, W powder is molded and sintered by a usual method to obtain a sintered body, and the K content contained at this time is set to 10 to 50 ppm. Here, the cross-sectional area of the sintered body is made larger than that of the conventional one, and the processing rate up to the target wire diameter is made larger than that of the conventional one. As a result, the recrystallized particles are coarsened and made uniform during the recrystallization treatment that is performed in the subsequent step, and in the subsequent processing, the crystal of the wire is made into a uniform fibrous elongated shape, and the secondary wire Workability can be maintained. The processing rate at this stage is preferably 11 to 14%, most preferably 13%. Next, the rod material is heated to a predetermined temperature and subjected to rolling several times, and when the diameter becomes small to some extent, wire drawing is performed to obtain a W wire having a target wire diameter. This wire drawing is started when the processing rate from the sintered body reaches 90 to 98%, most preferably 96%. Here, in the prior art, the finish dimension of the W wire after such wire drawing was mainly emphasized and the dimension was strictly controlled, and the tolerance was within ± 2% of the finish dimension. However, in the manufacture of the W wire of the present invention, Therefore, for each wire drawing process, that is, for each die for wire drawing, the tolerance of wire diameter is controlled to be half that of the conventional method to suppress the fluctuation of the processing rate, and thereby the unbalance of the processing strain of the W wire produced. I made it smaller. (Function) The W line for vapor deposition device of the present invention has a potassium content of 10 to 50.
Since the secondary recrystallization start temperature was set to 1600 to 1800 ° C by properly controlling the processing rate of ppm W wire, firstly, the imbalance of processing strain was reduced to prevent wire breakage accidents during coil forming. Second generation of which generation is suppressed and secondary workability is improved
In addition, the starting temperature for secondary recrystallization is lower than that of the conventional method, which is preferable in terms of thermal economy. Therefore, it is possible to extend the life of the deposition coil. (Examples) Examples W, O, and W powders were each mixed with Al, K, and Si as a doping agent and then reduced with hydrogen to obtain W powders. Next, this W powder was press-molded so that its cross-sectional area was larger than that of the conventional product, and then sintered in a hydrogen atmosphere while applying a current of about 87% of the fusing current to obtain a doped W sintered body. . This sintered body contained 34 ppm of K, and its cross-sectional area was 1.7 times the cross-sectional area of the sintered body of the comparative example described below. This sintered body is heated to a predetermined temperature, and the processing rate is about
Rolling was performed until it reached 85%, and the obtained rod was recrystallized at about 2400 ° C in a hydrogen atmosphere. Next, this rod was heated to a predetermined temperature and rolled, and wire drawing was started when the processing rate from the sintered body reached about 96%. In this wire drawing step, the dimension of the W wire is controlled for each die through which the W wire passes so as to suppress the occurrence of an imbalance in working strain. After the wire drawing process, the target wire diameters are about 1.0 mmφ, 0.8 mmφ and 0.6 m, respectively.
Three types of W wire with mφ were manufactured. The K content in these W lines was 34 ppm as in the sintered body. Each obtained W wire was sandwiched by a bending jig having a 2R corner portion, and the number of times of bending until cutting was set as one 90 degree bending. The results are shown in the attached drawing where the vertical axis is the number of times and the horizontal axis is the wire diameter. Indicated by Also, these W rays are dissolved in H 2 O 2 up to 5% by weight,
When the surface was observed, the surface of the wire was smooth and no cracks or cracks were found. Further, among the above W wires, three 0.8 mmφ wires were used and heated at 200 to 300 ° C. to manufacture a coil for vapor deposition element, but no wire breakage occurred during processing. Then, as a result of incorporating this coil for vapor deposition element into a vapor deposition apparatus without heat treatment and using it, it was able to withstand 9 uses. The secondary recrystallization initiation temperature of this W line was about 1700 ° C. Comparative Example The cross-sectional area of the doped W sintered body is 1 when the above-mentioned Example is 1.7, and the processing rate of the bar material subjected to the recrystallization treatment is about 85% in the above-mentioned example, while it is about 75%. And three types of W wires having the same diameter were manufactured in the same manner as in the above-mentioned example except that the working ratio of starting wire drawing was about 94%. Using these W lines, the results of measuring the number of bendings in the same manner as in the example Is also shown in the accompanying drawings. When these W wires were melted in the same manner as in the example, large cracks were found along the axial direction of the wire. Then, a wire rod having a diameter of 0.8 mm was used among these W wires, and a coil for a vapor deposition element manufactured by performing a heat treatment was incorporated into a vapor deposition apparatus and used, and as a result, it could only be used five times. The secondary recrystallization starting temperature of this W line was about 1900 ° C., which was about 200 ° C. higher than that of the W line of the above example. [Effects of the Invention] As is apparent from the above description, the W for vapor deposition device of the present invention
The wire is excellent in secondary workability and has a long life as a coil for a vapor deposition element of a vapor deposition apparatus and has a great industrial value.
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の蒸着素子用Ｗ線と従来の蒸着素子用
Ｗ線を用いた折曲げ試験の結果を示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings are explanatory diagrams showing the results of bending tests using the vapor deposition element W line of the present invention and the conventional vapor deposition element W line.