JP6153765B2 - Vacuum arc melting device - Google Patents
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Description
本発明は、真空容器内でアークを発生させて金属、鉱物などの試料を溶解する真空アーク溶解装置に係り、特に電極と試料との間隔を容易に調整保持することのできる真空アーク溶解装置に関する。 The present invention relates to a vacuum arc melting apparatus that melts a sample of metal, mineral, etc. by generating an arc in a vacuum vessel, and more particularly to a vacuum arc melting apparatus that can easily adjust and maintain the distance between an electrode and a sample. .
真空アーク溶解方法とは、金属(鋼材、鉱物、合金)等の試料をハース上に載置して真空容器内に収納し、この真空容器内に気密に電極を挿入し、試料と電極との間に直流電圧を印加してアーク放電を発生させ、試料をそのアーク熱を用いて溶解するものであり、真空アーク溶解装置として知られている。 The vacuum arc melting method is to place a sample of metal (steel, mineral, alloy) etc. on a hearth and store it in a vacuum vessel, and insert an electrode in the vacuum vessel in an airtight manner. A DC voltage is applied between them to generate an arc discharge, and the sample is melted using the arc heat, which is known as a vacuum arc melting apparatus.
真空アーク溶解処理においては、均一かつ一定の溶解速度を得ることが試料の溶解凝固後の品質に最も重要であり、そのためには入熱源である真空アークエネルギーが一定であるように制御する必要がある。特に、電極と試料溶融プール表面との間隔(アークギャップ)によって試料に投じられるアーク熱エネルギー量は大きく変化するため、このアークギャップの制御が最も重要であるといえる。 In the vacuum arc melting process, obtaining a uniform and constant dissolution rate is most important for the quality of the sample after dissolution and solidification, and for this purpose, it is necessary to control the vacuum arc energy that is a heat input source to be constant. is there. In particular, since the amount of arc thermal energy applied to the sample varies greatly depending on the distance between the electrode and the sample molten pool surface (arc gap), it can be said that control of this arc gap is the most important.
しかし、固形試料の溶解によって電極先端と試料溶融プール(メタルプール)液面とのアークギャップは絶えず変動する。またこのことが更に溶解速度を変化させてアークギャップの変動を来たすことになりその制御は極めてむずかしいものであった。このような問題を回避するために、試料と電極との間隔を容易に一定に保持することができ、試料の溶解を円滑に行うことのできる真空アーク溶解装置が開発されている。 However, the arc gap between the electrode tip and the sample molten pool (metal pool) liquid level constantly fluctuates due to dissolution of the solid sample. In addition, this further changed the melting rate, resulting in fluctuations in the arc gap, and the control thereof was extremely difficult. In order to avoid such a problem, a vacuum arc melting apparatus has been developed that can easily keep the distance between the sample and the electrode constant and can smoothly dissolve the sample.
その概要を従来技術として以下に示す。例えば、真空容器内に試料2を載置し、前記真空容器内に気密に挿入された電極4と前記試料との間にアークを発生させて、前記試料を溶解する真空アーク溶解装置において、細長い前記電極の前記真空容器の外側の部分に同心状に固定され、外周に外径ネジが形成された円筒部材8と、該円筒部材の外径ネジに螺合する内径ネジが内円周に形成され前記電極に回転自在に保持された円筒状の位置決めストッパ7と、前記真空容器の前記電極の挿入部に気密に固定され、前記位置決めストッパが当接する固定側ストッパ5とを備えることを特徴とした真空アーク溶解装置が開示されている。(特許文献1参照、図2における符号を参考記載)
The outline is shown below as prior art. For example, in a vacuum arc melting apparatus in which a
上記構成の真空アーク溶解装置においては、電極に固定された円筒部材にネジ結合している位置決めストッパ7を回転することにより、位置決めストッパの電極に対する軸方向の位置を微調整することができる。従って位置決めストッパを真空容器側に固定された固定側ストッパ5に当接させることにより、真空容器内に載置された試料と電極先端部との間の間隔(アークギャップ)を微調整し、適正な間隔に保持することができる。
In the vacuum arc melting apparatus having the above configuration, the position of the positioning stopper in the axial direction with respect to the electrode can be finely adjusted by rotating the
上記のような真空アーク溶解装置の電極の上下移動の微調整を行うための円筒部材8とそれに螺合した位置決めストッパ7そして固定側ストッパ(球面軸を兼ねる)5を用いた機構を以下においてアーク位置調整機構17と称する。
A mechanism using the
しかしながら、上記のように構成された従来の真空アーク溶解装置においては、アーク位置調整機構が微調整のための機能であるため、位置決めストッパを利用して行う回転動作に対して電極の上下移動量は小さく微小にならざるを得ない。前述のように電極と試料溶融プール表面との間隔(アークギャップ)によって試料に投じられるアーク熱エネルギー量は大きく変化するため、このアークギャップの素早い制御が最も重要であるといえる。 However, in the conventional vacuum arc melting apparatus configured as described above, since the arc position adjustment mechanism is a function for fine adjustment, the amount of vertical movement of the electrode with respect to the rotation operation performed using the positioning stopper Must be small and small. As described above, since the amount of arc heat energy applied to the sample greatly varies depending on the distance between the electrode and the sample molten pool surface (arc gap), it can be said that quick control of the arc gap is most important.
電極と試料間の距離の微調整を行い十分なアークエネルギーを供給した後は、固形試料の溶解状況によっては素早く電極を遠ざけてアークエネルギーを抑制すべき必要がある事態も多々発生する。このような場合、上述のアーク位置調整機構においては位置決めストッパを利用した手作業把持による逆回転に遅れが生じて、電極先端部を試料から遠ざける動作に遅れを生じてしまう。場合によっては試料と電極先端部との接触が発生したり、溶解中に放電が止まってしまうこともあった。これらにより試料へのアーク熱エネルギー供給量の過剰現象やバランスがくずれ、好ましい品質の生成物を得ることがむずかしかった。畢竟、電極先端部つまり電極を上下方向に素早く移動させる微小な動作をいかにスムースに成し得るかが課題となる。 After fine adjustment of the distance between the electrode and the sample and supply of sufficient arc energy, there are many situations in which it is necessary to suppress the arc energy by quickly moving away from the electrode depending on the dissolution state of the solid sample. In such a case, in the arc position adjusting mechanism described above, there is a delay in the reverse rotation due to manual gripping using the positioning stopper, and there is a delay in the operation of moving the electrode tip away from the sample. In some cases, contact between the sample and the tip of the electrode may occur, or discharge may stop during dissolution. As a result, the excess phenomenon and balance of the arc heat energy supply amount to the sample are lost, and it is difficult to obtain a product of favorable quality. The problem is how to smoothly perform the minute operation of quickly moving the electrode tip, that is, the electrode in the vertical direction.
本発明は上記に鑑みてなされたもので、真空容器内の試料と電極先端部との間隔を微調整でき、かつ電極先端部を素早く上下移動させることができるアーク位置調整機構を提供することにより、試料の溶解レベルの品質を円滑に保つことが可能な真空アーク溶解装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and by providing an arc position adjusting mechanism that can finely adjust the distance between the sample in the vacuum vessel and the electrode tip, and can quickly move the electrode tip up and down. An object of the present invention is to provide a vacuum arc melting apparatus capable of smoothly maintaining the quality of the melting level of a sample.
上記目的を達成するために本発明は、真空容器内に試料を載置し、前記真空容器内に気密に挿入された電極と前記試料との間にアークを発生させて、前記試料を溶解する真空アーク溶解装置において、上記アーク位置調整機構の位置決めストッパとその下側に接する固定用ストッパとのあいだにコイルスプリングを設置させたことを特徴とする真空アーク溶解装置である。 To achieve the above object, the present invention places a sample in a vacuum vessel and generates an arc between the electrode hermetically inserted in the vacuum vessel and the sample to dissolve the sample. In the vacuum arc melting apparatus, a coil spring is installed between a positioning stopper of the arc position adjusting mechanism and a fixing stopper contacting the lower side thereof.
コイルスプリングはその伸縮によって電極及び円筒部材に螺合結合された位置決めストッパと球面軸との間の間隔を伸縮させるため、その伸縮寸法は同時に電極先端部と試料との間隔を伸縮させることになる。コイルスプリングの数には制限はない。またコイルスプリングは同様の機能を有する発条体であってもよい。コイルスプリングのバネ係数には限定はないが、バネとして支える上部の位置決めストッパ、円筒部材、電極、締め付けハンドル等部材の総重量に対して初期圧縮変形のみで対応し得る程度のバネ強度を有するコイルスプリングであるのが好ましい。またバネ係数及び長さ、スプリング外径等が異なる複数のコイルスプリングを重複設定することによって、圧縮された寸法に応じてバネ反発力の強度設定を変更することもできる。 Since the coil spring expands and contracts the distance between the positioning stopper screwed to the electrode and the cylindrical member and the spherical axis, the expansion / contraction dimension simultaneously expands and contracts the distance between the electrode tip and the sample. . There is no limit to the number of coil springs. The coil spring may be a striated body having a similar function. There is no limitation on the spring coefficient of the coil spring, but the coil has a spring strength that can handle only the initial compression deformation against the total weight of the upper positioning stopper, cylindrical member, electrode, clamping handle, etc. supported as a spring. A spring is preferred. Further, by setting a plurality of coil springs having different spring coefficients and lengths, spring outer diameters, etc., the strength setting of the spring repulsive force can be changed according to the compressed dimensions.
位置決めストッパの底面にコイルスプリングを接触介在させることにより、位置決めストッパと共に電極を下方向に移動させた際、位置決めストッパを絶えず上方へ押し上げるコイルスプリングのばね反発力が発生する。同時にコイルスプリングは位置決めストッパの固定側ストッパとしての役割をも果たすため、位置決めストッパはコイルスプリングによって一定位置に固定される。位置決めストッパのその後の螺合ネジ回転は電極のみを下方向に移動させることができる。 By interposing a coil spring in contact with the bottom surface of the positioning stopper, when the electrode is moved downward together with the positioning stopper, a spring repulsive force of the coil spring that constantly pushes the positioning stopper upward is generated. At the same time, the coil spring also serves as a fixed stopper for the positioning stopper, so that the positioning stopper is fixed at a fixed position by the coil spring. Subsequent screwing screw rotation of the positioning stopper can move only the electrode downward.
電極先端部と試料との間隔が上記のような位置決めストッパの回転による微調整によって設定された後アーク放電が開始されるが、この際、電極先端部と試料との間隔調整で素早い上下微小移動の調節が必要になる。この素早い微小移動調節をコイルスプリングの反発力を介して締め付けハンドルにより直接行うことができる。電極を下方に素早く移動させる場合はコイルスプリングの反発力に抗して微小距離だけ押し下げる。逆に、電極を上方に素早く移動させる場合はコイルスプリングの反発力を利用して素早く引き上げることができる。 Arc discharge is started after the distance between the electrode tip and the sample is set by the fine adjustment by rotating the positioning stopper as described above. At this time, the vertical fine movement can be performed quickly by adjusting the distance between the electrode tip and the sample. Adjustment is required. This quick minute movement adjustment can be performed directly by the tightening handle via the repulsive force of the coil spring. When the electrode is moved quickly downward, it is pushed down by a small distance against the repulsive force of the coil spring. On the other hand, when the electrode is quickly moved upward, it can be quickly pulled up by utilizing the repulsive force of the coil spring.
本発明は、真空アーク溶解装置において電極と試料との間隔を微調整するためのアーク位置調整機構である位置決めストッパと固定用ストッパとの間にスプリングコイルを介在させて、位置決めストッパの回転操作を伴わずに上下方向への微小移動を円滑にさせることにより、アークエネルギー調整の際、電極と試料との間隔をスムースに素早く変更できることを可能にしたことを特徴とするアーク位置調整機構を付加した真空アーク溶解装置を提供するものである。 In the vacuum arc melting apparatus, the rotation of the positioning stopper is performed by interposing a spring coil between a positioning stopper, which is an arc position adjusting mechanism for finely adjusting the distance between the electrode and the sample, and a fixing stopper. An arc position adjustment mechanism has been added that makes it possible to smoothly and quickly change the distance between the electrode and the sample when adjusting the arc energy by smoothing the minute movement in the vertical direction without being accompanied. A vacuum arc melting apparatus is provided.
電極と試料間の距離の微調整を行い十分なアークエネルギーを供給した後、素早く電極を遠ざけてアークエネルギーを抑制する必要がある場合、本発明によればアーク位置調整機構における位置決めストッパの手作業把持による逆回転を必要としないため、電極先端を試料から遠ざける動作に遅れを生じる弊害を最小限に抑えることができる。このことにより試料へのアーク熱供給が必要以上に進んでしまう過溶融や試料と電極との接触不具合を防止し、適正なアーク放電位置を保持することができるようになるため、真空アーク溶解による好ましい品質の溶解生成物を得ることができるようになる。 When it is necessary to finely adjust the distance between the electrode and the sample and supply sufficient arc energy and then quickly move the electrode away to suppress the arc energy, according to the present invention, the manual operation of the positioning stopper in the arc position adjusting mechanism is performed. Since reverse rotation by gripping is not required, the adverse effect of delaying the operation of moving the electrode tip away from the sample can be minimized. This prevents overmelting of the arc heat supply to the sample more than necessary and contact failure between the sample and the electrode, so that the proper arc discharge position can be maintained. It will be possible to obtain a dissolution product of favorable quality.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図2は、従来の真空アーク溶解装置とそのアーク位置調整機構を示す断面概略構造を示す図である。最初に従来のアーク位置調整機構を図2を用いて説明する。球型の真空容器13の内部底面にはハース12が設定されておりその上面に金属等の試料2が載置されている。電極先端部3と試料2に印加された電位との両者間の距離に応じてアーク放電が発生し試料2がアーク溶解されてハース12に試料溶融プール21が発生する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a conventional vacuum arc melting apparatus and its arc position adjusting mechanism. First, a conventional arc position adjusting mechanism will be described with reference to FIG. A
電極4は球型真空容器13の上部を貫通して外部の荷電配線と連結されている。球型真空容器13と電極4との貫通部分は球面軸5と球面軸受け6によって密閉固定されており、電極4は上下方向移動の自由度と球面軸5による前後左右回転方向への若干の自由度とを有する構造となっている。
The
球面軸5はその上部下部において円筒状に電極を覆っておりO-リング14によって密閉度を保ちつつ電極4の上下方向への移動自由度を与えている。この球面軸5は上部に円筒状に突出した部分を有し、これによって上方の位置決めストッパ7を受けて固定する固定ストッパとしての機能をも兼ね備えている。位置決めストッパ7は円筒状を有し内径側に外径ネジを有し、円筒部材8の外径側の内径ネジと螺合している。円筒部材8は、電極4に対して円筒状に密着されておりネジ15によって電極4に固定接続されているため円筒部材8の上下方向移動とともに電極4も一体として上下移動することができる。
The
まず、電極4に固定接続された円筒部材8および円筒部材8の外径に螺合された位置決めストッパ7は、回転させずに電極4とともに下方移動することにより固定ストッパとしての役割を兼ねる球面軸5の上部突出部に接することで下方への移動が止まる。その後は、位置決めストッパ7を回転することによりその内径で螺合された円筒部材8及び電極4が一体として下方に微小移動することができる。
First, the
位置決めストッパ7の回転による電極の上下方向の移動は、螺合したネジの回転による上下移動となるためネジ径密度にもよるが移動量を微調節できる微細移動が可能となる。つまり電極先端部3の上下移動を微細調節できることにより試料2との距離を微細に調節しアーク熱量を調節できることになる。上記のように電極4の上下移動を微調節するための機構がアーク位置調整機構17である。
The vertical movement of the electrode due to the rotation of the
電極4に設定されたアーク調節機構の上部は位置決めストッパ7と連結した締め付けハンドル台9及び締め付けハンドル10があり、絶縁部材でできた締め付けハンドル10を把持回転させることで位置決めストッパ7を回転させることができる。締め付けハンドル10を把持回転させることにより電極4が微小上下移動できることになる。また同様に締め付けハンドルを操作することによって球面軸5を使って電極4の若干の前後左右への回転の動きも可能になる。電極4の最上部は塩ビ絶縁カバー11で覆われており外部荷電設備に連結されている。
The upper part of the arc adjusting mechanism set for the
上記のように、電極4の上下移動はアーク位置調節機構17の位置決めストッパ7の回転を促す締め付けハンドル10の回転によって微調整できる微細な動きであるため、試料2と電極先端部3との間に発生するアーク熱量が過剰の際は素早く電極先端部3を試料2から遠ざけたいにもかかわらず、締め付けハンドル10を急きょ逆回転させなければならず手作業把持回転にのみ頼っている従来の上記アーク位置調節機構17だけでは作業性が悪かった。
As described above, the vertical movement of the
アーク熱量を瞬時に制御するために電極先端部3と試料2との間の距離を近付け又は遠ざける素早い動きをするには位置決めストッパ7の手作業による把持回転では限界があり、このことによる制御の遅れが試料2の溶解品質維持においても好機を逸するような状況が生じていた。
In order to quickly control the amount of arc heat, the gripping rotation by manual operation of the
これに対して、アーク熱量を制御するためにより適時に素早く電極4を上下方向に移動させるためのアーク位置調整機構17を備えたことが本発明の特徴である。本発明に係る真空アーク溶解装置の一実施形態における断面概略構造を示す図1について説明する。図1において示す符号は、従来例の図2に対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
On the other hand, it is a feature of the present invention that an arc
図1において、従来例の図2と同様に球型真空容器13の上壁には電極4が軸方向に自在移動可能にかつ球面軸5を介して傾動可能に気密に取り付けられている。また電極4の球面軸5から上方に突出した円筒状部分には、本発明の特徴であるアーク位置調整機構17が設けられている。
In FIG. 1, the
本発明に係るアーク位置調整機構17は、位置決めストッパ7と球面軸5の上部円筒状突出部との間にコイルスプリング18を介在させることに特徴がある。コイルスプリング18の強度やバネ係数、材質について特に制限はない。また、コイルスプリングに限らず他の形状の発条体であってもよい。コイルスプリング18のバネ反発力は、その上部にある位置決めストッパ7及び円筒部材8、電極4、締め付けハンドル10を回転させず同時に上方へ押し上げ移動させ得る力に対応する。
The arc
コイルスプリング18はその下端において球面軸5の上部突出部と接し固定されており、その上端においては位置決めストッパ7の下面と接し固定されて保持される。コイルスプリング18は電極4を円筒状に覆った絶縁カラー22の外周に設定されている。コイルスプリング18の外周は円筒形のスプリングカバー(下部)19及びスプリングカバー(上部)20によって囲われて保持されている。
The
スプリングカバー(下部)19の円周外径はスプリングカバー(上部)20の円周内径より小さく、コイルスプリングに軽く接するように構成されており、コイルスプリング18が押し縮められた際、両スプリングカバーは重なりあって高さ寸法をコイルスプリング18の収縮に応じて減じる構造となっている。
The outer circumferential diameter of the spring cover (lower part) 19 is smaller than the circumferential inner diameter of the spring cover (upper part) 20, and is configured to come into light contact with the coil spring. When the
本発明の真空アーク溶解装置1のアーク位置調整機構17の機能について説明する。まず、電極4に固定接続された円筒部材8および円筒部材8の外形に螺合接合された位置決めストッパ7は、回転させずに電極4とともに下方向に移動する。位置決めストッパ7の下面がコイルスプリング18の上部に接することで下方への移動が止まる。その後は、締め付けハンドル10を回転することにより位置決めストッパ7の内径で螺合された円筒部材8と電極4とが一体として下方に微小移動することができる。同時に電極先端部3では試料2との間のアーク放電によるアーク溶解が実行される。
The function of the arc
アーク溶解が実施可能に設定された状態において、アーク放電を開始させるに当っては次のような技術的特徴がある。予め設定されたアーク放電に十分な一定電位を与えられた電極先端部3と試料2との間の距離ではまだアーク放電は発生しない。アーク放電発生のトリガーとなるのは、更に電極先端部3と試料2との距離を瞬時微小接近させることにある。このことにより生じた電極先端部3と試料2との間の一瞬の低下した絶縁雰囲気をトリガーとして得ることによってアーク放電が発生する。
In the state where the arc melting is set to be feasible, there are the following technical features in starting the arc discharge. Arc discharge does not yet occur at the distance between the
ひとたびアーク放電が開始された後は、過剰なアーク熱量の試料への投入を避けるため電極先端部3を再度素早く上方に微小移動させ、試料2との間隔を予め設定された位置に戻しそして保つ必要がある。
Once the arc discharge is started, the
上記アーク放電を発生させるためのトリガーとしての行為は瞬時の機敏な操作が必要であり、この電極の操作を可能にさせるための構造が本発明の真空アーク溶解装置1のアーク位置調整機構17の特徴的部分である。位置決めストッパ7の下部と球面軸5の上部との間にコイルスプリング18を介在させることにより、上記アーク放電を発生させるためのトリガー行為を締め付けハンドル10の回転及び逆回転という煩雑な動作を行わずに締め付けハンドル10への熟練した押し付け操作で一瞬に行うことが可能となる。
The act as a trigger for generating the arc discharge requires an instantaneous agile operation, and the structure for enabling the operation of the electrode is the structure of the arc
つまり、アーク位置調整機構17の位置決めストッパ7を利用した締め付けハンドル10を回転させて電極4の電極先端部3と試料2との間の距離を微調整し、一定のアーク放電に必要な電位を投入した後、電極4をコイルスプリング18のバネ反発力に抗して一瞬微小距離押し下げてアーク放電を発生させる。そして直後、バネ反発力を利用して瞬時に設定された位置まで電極4及び電極先端部3を押し上げて、その後は必要な一定アーク放電によるアーク熱量を試料2に均一に投入することができる。
That is, the tightening
以上、アーク放電開始時にアーク放電を発生させるためのトリガー行為について本発明に係るアーク位置調整機構17について記載したが、真空アーク溶解装置の一般的な使用時においても上記と同様に電極先端部3を瞬時に微小距離だけ試料2に近付けて、再度瞬時に戻す操作の必要性は逐次発生する。このような場合も本発明に係るアーク位置調整機構17は同様に大きな能力を発揮することになる。
Although the arc
本発明に係るアーク位置調整機構に用いるコイルスプリング18は、コイルスプリングに限らず他の形状の発条体であってもよい。板状バネなどの発条体であってもよいし、位置決めストッパ7の下部に介在し上記機能を有する構造である発条体であればよい。またそのバネ係数、材質、数に制約をするものではないが、電極及び発条体の上部に位置する部材の重量によって、また電極先端部から試料までの微細移動距離の必要量によって設定されていればよい。
The
次に、本発明の別の実施形態について説明する。図3は、本発明にかかる真空アーク溶解装置1のアーク位置調整機構17の別の実施形態におけるコイルスプリング18の設置部の断面概略構造を示す図である。コイルスプリング18の内側にコイルスプリング小23を追加設置した実施例である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of the installation portion of the
例えばコイルスプリング小23は、コイルスプリング18に比較してスプリング長さが短い場合、コイルスプリング18が位置決めストッパ7の下方向への移動に伴い圧縮されて縮み、コイルスプリング小23に接した後は、両コイルスプリングが圧縮されて同時に縮むことになる。この時点からはバネ反発力が大きくなり、電極4を押し下げ電極先端部3を試料2に近接させる微調整をする際もより慎重な動きをすることが可能になる。
For example, when the spring length of the coil spring small 23 is shorter than that of the
同様に最初の実施形態において記載したように電極先端部3を試料2から遠ざける場合は、より大きなバネ反発力を利用して素早く遠ざけることができるようになる。
Similarly, when the
二つのコイルスプリングのバネ係数や長さ比、大きさ比は任意設定でよく、要求される仕様にあわせればよい。このコイルスプリングに要求される仕様とは、電極先端部3と試料2との間の距離及び必要なアーク熱容量から要求される距離とそれに合わせて電極4の微妙な上下移動を調節し易い距離から生ずる仕様であり、それらを満たすためのコイルスプリング仕様を選択すればよい。同様にバネ係数は、電極及びコイルスプリングの上部に位置する部材の重量や球面軸と電極との摩擦係数などによって定まる仕様でありそれを満たすためのコイルスプリング仕様を選択すればよい。
The spring coefficient, the length ratio, and the size ratio of the two coil springs may be arbitrarily set, and may be adapted to the required specifications. The specification required for this coil spring is the distance required from the distance between the
コイルスプリングの数も3以上であってもよいし、コイルスプリング以外の板バネ等の発条体であってもよいことは既に記載したとおりである。 As described above, the number of coil springs may be three or more, and may be a spring body such as a plate spring other than the coil spring.
以上、本発明の真空アース溶解装置によれば、電極と試料間との距離の微調整を行い十分なアークエネルギーを供給した後、固形試料の溶解状況によって素早く電極を遠ざけてアークエネルギーを抑制する必要がある場合、電極先端を試料に瞬時近付け及び瞬時遠ざける動作に遅れを生じる弊害を最小に抑えることができる。このことにより試料へのアーク熱供給が必要以上に進んでしまう過溶融や試料2と電極4との接触を防止し、適正なアーク放電位置を保持することができるため、真空アーク溶融による好ましい品質の溶融試料を得ることができるようになる。
As described above, according to the vacuum earth melting apparatus of the present invention, after finely adjusting the distance between the electrode and the sample and supplying sufficient arc energy, the electrode is quickly moved away depending on the melting state of the solid sample to suppress the arc energy. When necessary, it is possible to minimize the adverse effect of delaying the operation of moving the electrode tip close to and away from the sample instantaneously. This prevents over-melting of the arc heat supply to the sample more than necessary and prevents contact between the
ここで、上記の実施の形態は一実施例にすぎず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形あるいは改良が可能であることは言うまでもない。 Here, it is needless to say that the above-described embodiment is merely an example, and various modifications or improvements can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明に係る真空アーク溶解装置によれば、電極と試料間との距離を微調整でき、かつ瞬時微細変更することができることにより適正なアーク放電位置及びアーク熱量供給を保持することができるため、金属・鋼材・鉱物等の品質のよいアーク溶解物を得ることができる。本発明に係る真空アーク溶解装置の技術的かつ経済的意義は大きく、産業上の利用価値は極めて大きい。 According to the vacuum arc melting apparatus according to the present invention, it is possible to finely adjust the distance between the electrode and the sample, and to maintain a proper arc discharge position and arc heat supply by being able to finely change instantaneously, A high quality arc melt such as metal, steel, and mineral can be obtained. The technical and economic significance of the vacuum arc melting apparatus according to the present invention is great, and the industrial utility value is extremely great.
1・・・真空アーク溶解装置
2・・・試料(金属、鋼材、鉱物等)
3・・・電極先端部
4・・・電極
5・・・球面軸(固定側ストッパを兼ねる)
6・・・球面軸受け
7・・・位置決めストッパ
8・・・円筒部材
9・・・締め付けハンドル台
10・・締め付けハンドル
11・・塩ビ絶縁カバー
12・・ハース
13・・球型真空容器
14・・O−リング
15・・ネジ
16・・螺合部
17・・アーク位置調整機構
18・・コイルスプリング
19・・スプリングカバー(下部)
20・・スプリングカバー(上部)
21・・試料溶融プール
22・・絶縁カラー
23・・コイルスプリング小
1 ... Vacuum
3 ...
6 ...
20. ・ Spring cover (top)
21..
Claims (1)
細長い前記電極の前記真空容器の外側の部分に同心状に固定され、外周に外径ネジが形成された円筒部材と、
前記円筒部材の外径ネジに螺合する内径ネジが内周に形成され前記電極に回転自在に保持された円筒状の位置決めストッパと、
前記真空容器の前記電極の挿入部に気密に固定された球面軸と前記位置決めストッパとの間に位置するコイルスプリングとを備えており、
前記コイルスプリングがバネ強度及び長さの異なる複数のコイルスプリングであって、
前記電極の上下微細移動の移動距離によって、前記コイルスプリングの反発力に段差を生じさせたことを特徴とした真空アーク溶解装置。 Wherein the inserted electrodes hermetically in a vacuum vessel by generating an arc between the mounted sample in a vacuum vessel, a vacuum arc melting apparatus for dissolving the sample,
A cylindrical member that is concentrically fixed to the outer portion of the vacuum vessel of the elongated electrode and has an outer diameter screw formed on the outer periphery;
A cylindrical positioning stopper in which an inner diameter screw threadedly engaged with an outer diameter screw of the cylindrical member is formed on the inner periphery and rotatably held by the electrode;
Wherein comprises a coil spring positioned between the spherical shaft fixed airtightly to the insertion portion of the electrode of the vacuum container and the positioning stopper,
The coil springs are a plurality of coil springs having different spring strengths and lengths,
The vertical movement distance of the fine movement of the electrode, vacuum arc melting apparatus, characterized in that caused a step in repulsive force of the coil spring.
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