JP7092835B2

JP7092835B2 - モリブデンメッシュ

Info

Publication number: JP7092835B2
Application number: JP2020147349A
Authority: JP
Inventors: 周平渡部; 靖伊藤
Original assignee: ALMT Corp
Current assignee: ALMT Corp
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2040-09-02
Also published as: JP2022042111A

Description

この発明は、モリブデンメッシュに関する。

従来、モリブデンメッシュを用いて希土類磁石を焼結する方法が、たとえば特開２００５－１８３８１０号公報（特許文献１）に記載されている。

特開２００５－１８３８１０号公報

従来のモリブデンメッシュでは、寿命が短いという問題があった。

本開示のモリブデンメッシュは、モリブデンを含むメッシュ構造体を備える。前記メッシュ構造体は端部を有し、前記端部において折り返し部を有する。

図１は、実施の形態に従ったモリブデンメッシュ１を構成するメッシュ構造体１０の平面図である。図２は、図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す平面図である。図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、モリブデンメッシュ１を構成するメッシュ構造体１０の写真である。図５は、図４中のＶで囲んだ部分を拡大して示す平面図である。図６は、モリブデンメッシュ１の製造方法を説明するための図である。図７は、モリブデンメッシュ１の製造方法を説明するための図である。図８は、切断面が設けられていない端部１３を有するモリブデンメッシュ１を示す図である。図９は、モリブデンメッシュ１の抗折力を測定するための方法を示す図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

従来、モリブデンのメッシュ状のモリブデンメッシュを用いて焼成すると、メッシュの寿命が短く、生産効率が悪いことが技術的な問題となっている。

現在セラミックまたは磁性材料の生産工程において還元または不活性ガス雰囲気中で焼成または熱処理を経て製造される部材がある。その焼成又は熱処理の工程においてガス抜きを目的にモリブデンメッシュに被焼成物を載せ製造に供される事が多い。この時、モリブデンメッシュは焼成または熱処理においてモリブデンの再結晶、または脆化温度に晒され脆化現象を起こすことが知られている。

この状態でモリブデンメッシュを使用した場合、取扱時の曲がり、または、工程での振動等で発生する衝撃で端部の折損、メッシュのほつれが発生する。その結果、繰り返し使用が可能な回数（寿命）が短くなる。また、網だけの状態であれば強度が不足し変形が起きやすい。

本開示に従ったモリブデンメッシュは、モリブデンを含むメッシュ構造体を備える。前記メッシュ構造体は端部を有し、前記端部において折り返し部を有する。

このように構成されたモリブデンメッシュにおいては、端部において折り返し構造を有するため、折り返し構造を有していないモリブデンメッシュと比較して端部が解れることを防止できる。その結果、モリブデンメッシュの寿命が長くなる。さらに、折り返し構造を有していないモリブデンメッシュと比較して端部の強度を大きくすることができる。その結果、モリブデンメッシュの変形を抑制できる。

好ましくは、前記切断面を有する前記端部が前記折り返し部を有する。切断面を有する端部は鋭利な切断面が作業時に引っ掛かり易く脆化を起こした状態では破損につながりやすい。切断面を有する端部のみが折り返し部を有することで、折り返し部の数を少なくすることができ、モリブデンメッシュの製造コストを低下させることができる。

好ましくは、前記折り返し部の厚みは前記折り返し部以外の前記メッシュ構造体の厚みの２００％以下である。この厚みとすることで、折り返し部とそれ以外の部分との間の段差が小さくなり、折り返し部に被焼成物を載置することが可能になる。

メッシュ構造体はモリブデンの線材を織るか、または編んで構成されている。モリブデンの線材の線径は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。この範囲とすることにより、Ｍｏ線の編み込及び折り返しからプレスの工程での作業性を確保できる。ただし、要求される部材の大きさ等によってはこの範囲を超えることがある。

折り返し部の幅（折り返し代）は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。ただし積載する被焼結物が接触しない様に積載するためには３ｍｍ以上５ｍｍ以下がより好ましい。折り返しの幅が増加すると積載量が減少する。折り返しの形状はＵ字型とする。

メッシュ構造体の端部における折り返しの回数は１回が好ましい。ただし端部において強度が必要な場合には２回または３回繰り返すことで強度を付与する効果が上がる。

メッシュ構造体の折り返しの辺数は矩形網（四角形のメッシュ構造体）であれば最低２辺必要だが、４辺が折り返されるとより好ましい。ただし切断面が存在しない辺は、折り返さない場合もある。

メッシュ構造体の材質は、純モリブデンまたはモリブデン合金である。メッシュ構造体に使用される純モリブデン材料は一般的な純度である９８．５％以上のモリブデン材料が望ましい。モリブデン合金は、金属添加剤を０を超えて１．０質量％以下含んでいてもよい。金属添加剤としては、Ｌａ、Ｓｉの１種以上が好ましい。ＬａおよびＳｉの測定は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光法により行う。ＩＣＰ発光分析法では、ＩＣＰＳ－８１００型（島津製作所）を用いる。

メッシュ構造体は不可避不純物（例えばＡｌ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇのうち少なくとも１種類）を含む。不可避不純物は（ＪＩＳＨ１４０４２００１）の７．４項（誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光法：Ｆｅの測定）、８．３項（誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光法：Ｃａの測定）、１０．４項（混酸分解誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光法：Ａｌの測定）、１１．３項（誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光法：Ｍｇの測定）に従う。ＩＣＰ法では、ＩＣＰＳ－８１００型（島津製作所）を用いる。

メッシュ構造体の形状は四角形以外でも構わない。Ｍｏメッシュの製織方法はどの製織方法であっても構わない。

メッシュ構造体の厚さは測定部のアンビル並びにスピンドルの測定面が平らなＤ６ｍｍのデジタルマイクロメータにて測定する。メッシュ構造体が四角形の場合で、かつ、各辺の中央部４か所を測定する。

具体的には、４辺の中央部において厚さを測定する。折り返し部のある辺の数が０の場合には４辺の厚さの平均値を折り返し部のない辺の厚さとする。

折り返し部のある辺の数が１の場合には折り返し部のある１辺の厚さを折り返しのある辺の厚さとする。折り返し部のない３辺の厚さの平均値を折り返し部の無い辺の厚さとする。

折り返し部のある辺の数が２の場合には折り返し部のある２辺の厚さの平均値を折り返しのある辺の厚さとする。折り返し部のない２辺の厚さの平均値を折り返し部の無い辺の厚さとする。

折り返し部のある辺の数が３の場合には折り返し部のある３辺の厚さの平均値を折り返しのある辺の厚さとする。折り返し部のない１辺の厚さを折り返し部の無い辺の厚さとする。

折り返し部のある辺の数が４の場合には折り返し部のある４辺の厚さの平均値を折り返しのある辺の厚さとする。メッシュ構造体の中央で厚さを測定し、それを折り返し部のない２辺の厚さの平均値を折り返し部の無い辺の厚さとする。

メッシュ構造体の折り返し部の厚さは、折り返しが存在しない部分の厚みの１００％～２００％とし、より好ましくは１００～１２０％とする。

図１は、実施の形態に従ったモリブデンメッシュ１を構成するメッシュ構造体１０の平面図である。図１で示すように、敷板としてのモリブデンメッシュ１はモリブデンを含むメッシュ構造体１０を備える。

メッシュ構造体１０は、モリブデンまたはモリブデン合金の線材により構成されている。メッシュ構造体１０の端部１３，１４，１５，１６に折り返し部２１，２２が設けられている。

線材１１，１２を織る、または編むことでメッシュ構造体１０が形成されている。線材１１，１２の端面が切断面１１ｅ，１２ｅである。切断面１１ｅ，１２ｅは、線材１１，１２を切断することで構成されている。図１で示すメッシュ構造体１０は、四角形の角が落とされた８角形のモリブデン合金線のメッシュの各辺を折り曲げることにより形成される。そのため、角部において折り曲げられた部分が重ならない。なお、必ずしもこの構造を採用する必要は無く、四角形のモリブデン合金線のメッシュの各辺を折り曲げてメッシュ構造体１０を構成してもよい。この場合にはメッシュ構造体１０の角部においてメッシュが３層重なった構造となる。

図２は、図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す平面図である。図２で示すように、線材１１，１２が交差することでメッシュ構造体１０を構成している。縦方向に延びる線材１１と横方向に延びる線材１２とが交差することで、複数の目１９を構成している。

この実施の形態においては、線材１１，１２は互いに直交するように延びている。しかしながら、線材１１，１２が互いに鋭角をなすように延びていてもよい。

図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３で示すように、線材１１の断面は丸形状である。線材１１の断面は角形状であってもよい。線材１２においても、同様に断面が丸形状または角形状のいずれであってもよい。

図４は、モリブデンメッシュ１を構成するメッシュ構造体１０の写真である。図４で示すように、このメッシュ構造体１０においては端部１３，１４に折り返し部２１が設けられているものの、端部１５，１６には折り返し部が設けられていない。

図５は、図４中のＶで囲んだ部分を拡大して示す平面図である。図５で示すように、折り返し部２１においては、線材１１，１２が複雑に絡み合っている。折り返し部２１の折り返し代Ｗは端部１３から折り返し部２１が存在しなくなる部分（切断面１２ｅ）までの幅である。また、強度が必要な場合は折り返しを複数回繰り返すことも可能である。

図６は、モリブデンメッシュ１の製造方法を説明するための図である。図６で示すように、モリブデンメッシュ１を製造するためには、まず、メッシュ構造体１０の端部１３を矢印１０１で示すように曲げる。この実施の形態では端部１３を上方向に曲げているが、端部１３を下方向に曲げてもよい。

図７は、モリブデンメッシュ１の製造方法を説明するための図である。図７で示すように、矢印１０２で示す方向に端部１３付近をプレスすることで、折り返し部２１を形成する。プレスにより、折り返し部２１の厚みが薄くなる。

図８は、切断面が設けられていない端部１３を有するモリブデンメッシュ１を示す図である。図８で示すように、切断面が設けられていない端部１３を有するモリブデンメッシュ１も存在する。この場合、端部１３において線材１２が編み込まれており、線材１２を切断することなくモリブデンメッシュ１を形成することができる。切断面を有さない端部１３は、折り返す必要がない。

（実施例）
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１（試料番号１９）
まず、モリブデン材料のインゴット（線用）を製造した。

（１）Ｍｏ焼結体製造工程
原料として、フィッシャー法によるＦＳＳＳ粒径が３μｍであるＭｏ粉末を用いた。ＦＳＳＳ粒径は、１．０μｍ以上、８．０μｍ以下が好ましい。

この粉末を、プレス機を用いて、成形圧力１２０ＭＰａで、φ４５×８００ｍｍの形状に成形した。

この成形体を、焼成炉を用いて、水素雰囲気中、２０００℃－１０時間で焼成し、Ｍｏ多孔体を得た。

焼成雰囲気は、水素雰囲気の他に、真空、不活性ガス雰囲気中でも良い。焼成温度は、１６００℃以上、焼成時間は４時間以上が、好ましい。

次に、モリブデン線の長尺材を作成した。

（２）圧延工程
モリブデン多孔体であるモリブデンインゴットをφ１３ｍｍとなるまで、スウェージ機を用いて、熱間スウェージ加工した後、熱間伸線機を用いてφ０．３６ｍｍまで３００～７００℃の温度で伸線を行った。

熱間スウェージ加工の上記温度は、１０００℃以上１５００℃以下が好ましい。これを超えると、寸法のばらつきが大きくなるおそれがある。これ未満であると、断線や割れが発生するおそれがある。

温間伸線の減面率は、１５％以上４０％以下が好ましい。これを超えると、断線や割れが発生するおそれがある。これ未満であると、線径のばらつきが大きくなるおそれがある。なお、「おそれがある」とは、僅かながらそのようになる可能性があることを示し、高い確率でそのようになることを意味するものではない。

（３）電解研磨工程
この温間伸線後のモリブデン線を、電解研磨によりφ０．３５ｍｍまで研磨した。電解研磨はリン酸を用いて行った。

（４）熱処理工程
前後に送り出し機構と巻き取り機構とを備える電気炉を用いて１０００℃の水素雰囲気中でＭｏ線を送りながらＭｏ線の焼鈍を行った。熱処理（焼鈍）時の温度は、８００℃以上１１００℃以下が好ましい。これを超えると、引張強さが低くなり、製織時に断線するおそれがある。これ未満であると、伸びが低くなり、Ｍｏ網の表面の出来栄えが悪くなるおそれがある。出来上がった線を測定すると、引張強さは９００Ｎ／ｍｍ^２～１２００Ｎ／ｍｍ^２、伸びは５～２０％であった。これにより、表１における材質番号１のモリブデン線を作製した。

（５）網込み工程
熱処理後のモリブデン線を用いて網織機により幅１．１ｍ、長さ３５ｍの母網を作製した。母網を構成するモリブデン線の直径Ｄは０．３５ｍｍであり、網目の粗さは＃２４であった。♯２４とは１インチ（２５．４ｍｍ）の幅に２４本の線が存在することをいう。網目（メッシュ）は＃１６～５０が望ましい。また、この母網をスリッター／シャー等を用いて切断して、図１のＢ×Ｌが３６０ｍｍ×３６０ｍｍの網を作製した。

（６）折り返し工程
網の４辺を、片側５ｍｍずつプレスブレーキ（アマダ製ＳＰＨ－６０Ｃ）を用いて折り返し部を作製した。

（７）プレス工程
折り返し後の網をプレス装置にかけ厚みが０．９１ｍｍになるまでプレスを行った。

また、圧延機（吉田記念株式会社製１００ＨＰ圧延機）のロール間を０．９ｍｍに設定し圧延する事で同様の物を作製する事ができた。

（８）サンプル作製
（１）から（４）の工程に従い、表１における材質番号２から５の線材を製造した。表１における材質番号１から５の線材を用いて上記（５）から（７）の工程を繰り返し材料違い並びに折り返し辺数、厚み違いのモリブデンメッシュのサンプルを作製した。これらのサンプルの詳細を表２および３に示す。

表２および表３における「折り返し本数」とは折り返し部の折り返し代Ｗに含まれる、折り返し方向と直交する方向に延びる線材の本数をいい、たとえば図５では折り返し代Ｗに含まれる線材１１の本数をいう。複数の折り返し部が設けられている試料においては、すべての折り返し代Ｗにおいて同じ折り返し本数とした。「折り返し無し厚さ（ｍｍ）」とは折り返しが無い部分における厚さ、「折り返し厚さ（ｍｍ）」とは折り返し辺の厚さをいう。

（９）曲げ強度評価方法
出来上がった試料番号１から２４のモリブデンメッシュにおける抗折力を、デジタルフォースゲージ（日本電産シンポ製ＦＧＪＮ－５）を用いて測定した。図９は、モリブデンメッシュ１の抗折力を測定するための方法を示す図である。図９で示すように、二つの台１１５，１１６の間に折り返し部２２を載置した。台１１５，１１６の間の間隔を１００ｍｍとした。デジタルフォースゲージ１１０の先端１１２を、台１１５，１１６の中間点であって折り返し部２２上の点に接触させた。矢印１１１で示す方向に力を加えて折り返し部２２を５ｍｍ押し込んだ時の力を抗折力とした。

（１０）使用回数評価
それぞれのモリブデンメッシュを１１００℃の水素炉に１時間挿入／取り出しを５０回繰り返し、各辺のＭｏ線の折れやほつれによるモリブデンメッシュの寸法変化と網全体の変形量を測定した。

変形量は以下の手法で測定した。まず、使用回数０の段階で定盤の上にモリブデンメッシュを凸方向が上になる様に置き定盤から最も高い部分の高さをデジタルノギスで測定した。その高さをＨ１とする。５０回使用後に定盤の上にモリブデンメッシュを凸方向が上になる様に置き定盤から最も高い部分の高さをデジタルノギスで測定した。その高さをＨ２とする。Ｈ２－Ｈ１を変形量（ｍｍ）とした。結果を表２および表３に示す。

表２および表３における「消耗長さ（ｍｍ）」は使用前外寸をＢ×Ｌ（図１参照）、使用後外寸をＢ×Ｌ（図１参照）とすると（使用前のＢ－使用後のＢの最小値＋使用前のＬ－使用後のＬの最小値）／２で計算される。評価を表４に示す。

「評価」の欄において「Ａ」は消耗長さが３０ｍｍ以下、「Ｂ」は消耗長さが３０ｍｍを超え８０ｍｍ以下、「Ｃ」は消耗長さが８０ｍｍを超え１１０ｍｍ以下、「Ｄ」は消耗長さが１１０ｍｍを超えることを示す。

折り返しを設けることで、折り返しを設けない試料番号１よりも優れた効果が得られることが分かる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１モリブデンメッシュ、１０メッシュ構造体、１１，１２線材、１１ｅ，１２ｅ切断面、１３，１４，１５，１６端部、１９目、２１，２２折り返し部、１０１，１０２，１１１矢印、１１０デジタルフォースゲージ、１１２先端、１１５，１１６台。

Claims

焼成用のモリブデンメッシュであって、
モリブデンを含むメッシュ構造体を備え、
前記メッシュ構造体は端部を有し、前記端部において折り返し部を有する、モリブデンメッシュ。
切断面を有する前記端部が前記折り返し部を有する、請求項１に記載のモリブデンメッシュ。
前記折り返し部の厚みは前記折り返し部以外の前記メッシュ構造体の厚みの１００％以上２００％以下である、請求項１または２に記載のモリブデンメッシュ。