JPH0222133B2

JPH0222133B2 -

Info

Publication number: JPH0222133B2
Application number: JP59080089A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Hayashi; Masami Ito; Naoji Shiga; Isamu Koseki; Noriaki Yagi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-04-23
Filing date: 1984-04-23
Publication date: 1990-05-17
Also published as: JPS60224742A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕本発明は高温強度特性及び加工性に優れたレニ
ウム−タングステン合金に関する。〔発明の技術的背景とその問題点〕レニウム−タングステン合金は純タングステン
に比較すると電気抵抗が高く、一次再結晶領域で
の伸びが大きく、さらに優れた高温強度があり、
融点も大して変らないためにたとえば３％レニウ
ム−タングステン合金線は閃光電球用のヒータ
ー、耐震用パイロツトランプのフイラメントある
いはブラウン管のカソードヒータなどの電子管材
料に用いられている。しかし、これまでのレニウム−タングステン合
金線は、二次再結晶組織が軸方向に対して垂直の
粒界を形成しやすく、高温での使用時にその粒界
すべりによつて変形や断線が起りやすく、再結晶
温度が低く不安定で、高温強度という点では問題
があつた。しかしながら、高温強度を改善すると、加工性
が低下し、一方、加工性を改善すると優れた高温
強度が得られず、双方の特性を満足するレニウム
−タングステン合金を得ることは困難であつた。〔発明の目的〕本発明は、加工性が良好でかつ高温強度特性が
更に優れたレニウム−タングステン合金の提供を
目的とする。具体的には加工性として、歩留りが
70％以上でかつ高温特性として、サグ値（垂下
値）が12以下であるレニウム−タングステン合金
の提供を目的とする。〔発明の概要〕本発明者らは、前記した合金の製造法に関し研
究を進めた結果、ケイ素、アルミニウム、カリウ
ム、とりわけカリウムを所定量レニウム−タング
ステン合金に添加して含有せしめると、該合金の
高温における変形が抑制され、かつ加工性が良好
になるとの事実を見出し、本発明の合金を開発す
るに到つた。すなわち、本発明のレニウム−タングステン合
金は、重量比で、レニウムの含有量が0.2〜26％、
ケイ素、アルミニウム、カリウムの群から選ばれ
た少なくとも１種の含有量が50〜100ppm、残部
がタングステンである高温強度特性及び加工性に
優れたレニウム−タングステン合金である。本発明のレニウム−タングステン合金は、再結
晶組織は軸方向に長く伸びた形状をなし、その境
界は互にインターロツク（インターロツクの意味
はジグザグに交錯すること）した結晶組織となつ
ている。本発明のレニウム−タングステン合金におい
て、レニウムは、母体であるタングステンの一次
再結領域での靭性を高めるために必須な成分であ
る。レニウムの含有量が少なすぎると合金の靭性
向上に寄与せず、0.2重量％以上からその効果が
発揮される。しかし、その含有量があまり多い
と、高価なレニウムを浪費するばかりではなく、
合金の加工性低下を招いてしまうので、26重量％
以下に制限される。好ましくは、１〜10重量％で
ある。また、本発明の合金には、ケイ素、アルミニウ
ム、カリウムのいずれか１種又は２種以上が含有
されている。これらの元素は、後述する加工処理
後の加熱処理によつて、合金の組織内に整列した
微小孔（微小ドープ孔という）を生成させ、この
微小ドープ孔の効果によつて再結晶組織を細長く
かつ大きく成長させるために必要な元素である。
とくに、カリウムはその効果に資すること大であ
る。含有量は、あまり少ないと上記した効果に資す
ることがなく50ppm以上から有効であるが、しか
し、あまり多くなると、上述の微小ドープ孔を必
要以上に大きく、かつ多量に生成させるため局部
的に再結晶組織が亀甲状の等軸結晶粒となること
や、ドープ孔の集合および異常成長の起ることに
よつて欠陥穴が生成し、高温下で使用した場合、
粒界すべりに伴なう異常変形や粒界割れおよび欠
陥穴を起点とする粒内割れを容易にさせること
や、更には合金の加工性低下を招き、また合金を
ランプフイラメントに使用したときその耐黒化性
の低下をもたらすので、100ppm以下とする。と
くに、カリウムは、50〜80ppmが好ましい。本発明のレニウム−タングステン合金はつぎに
記載する方法によつて製造することができる。す
なわち酸化タングステン粉末にドーピング処理を
施し、これを水素還元してドープ剤を吸着したタ
ングステン粉末をつくる。次いでこの粉末を強酸
あるいは強アルカリで処理してから水洗し粉末中
の二次粒子を個々の単位粒子に分離してドープド
タングステン粉末をつくる。つぎにこの粉末に規
定量のレニウム粉末を混合し、以後は慣用の方法
で焼結すればよい。なおこの合金に転打、伸線処
理を施せば容易に線材とすることができる。この
ようにして製造された合金線は再結晶粒が調整さ
れて線の軸方向に長く伸びた結晶組織になり、そ
の境界は互にインターロツクした結晶組織をもつ
合金である。このような結晶組織状態は高温での
変形抵抗を強化するに最もふさわしく、たれ下
り、または変形の少ない合金線となり、従来のレ
ニウム−タングステン合金線に較べて点灯温度が
高くしかも長時間の使用でも過酷な条件下で使う
ことができる。〔発明の実施例〕各種濃度のケイ酸カリウム水溶液、塩化カリウ
ム水溶液、塩化アルミニウム水溶液を用意した。
これら水溶液を適宜に組合わせた混合溶液の中に
粒径5μｍの三酸化タングステン粉1000ｇを添加
し、温水浴上で蒸発乾固した。乾燥中は偏析が起
きないように時々かきまぜた。乾燥した粉末をニ
ツケル製ボートにいれて水素還元しドープドタン
グステン粉末とした。ただし、上記の還元条件は
第１還元として600、680、700、710℃で水素雰囲
気中で各20分づつ加熱し、さらに第２還元として
700、750、800、850℃で各20分づつ加熱するとい
うものであつた。ついで、ドープドタングステン粉末（１〜3μ
ｍ）、レニウム粉（２〜4μｍ）、酢酸イソアミル
（試薬級）を所定量ずつステンレス製ポツトに収
容し超硬質タングステン合金のボールを用いて４
時間粉砕混合した。次いで温水浴で３時間乾燥し
酢酸イソアミルを蒸発させて混合物にした。この
間偏析の起らないように充分注意した。そして細
かく砕いて300メツシユの篩を通した。この粉末を180Kg／cm²で予備プレスして６mm×
６mm×200mmの成形体をつくり、この成形体を水
素雰囲気中で15分間1200℃において加熱し予備焼
結した。以後、水素雰囲気中で通電加熱して焼結
体とした。この焼結体を再び水素雰囲気中で1850
℃で10分間加熱して再び通電加熱を繰り返して、
各成分量が表のようなレニウム−タングステン合
金とした。ついで、このレニウム−タングステン合金に常
法のスエージング、線引き加工を施こして線径
0.39mmの線材とした。これらの線材につき、耐サグ性、再結晶温度及
び歩留りを測定した。サグ値は、線径が0.39mmのワイヤーに対して、
JIS H4460−1976の４、５の加熱変形試験により
測定した。なお、この際、試験の電流が、FC×
0.80からFC×0.90に変更されて、試験は実施され
た。又、歩留りは、焼結体10Kgを加工した際、直径
が0.39mmのワイヤーが何Kg得られたかということ
で測定した。この表を用いて、本発明の実施例と比較例との
各特性についての比較について述べる。まずサグ値について、比較例１に比べ、実施例
１、２、３は、8.0mmと低く、耐サグ性が向上し
ている。次に、二次再結晶温度は比較例１に比べ、実施
例１、２、３は、2600〜2700℃と高く、高温で安
定である。最後に、歩留りについて、比較例２に比べ、実
施例１、２、３は、75〜80％と高く、歩留りが約
２倍程度向上している。したがつて、本発明の実施例１、２、３は、高
温強度が良好で、かつ加工性が良好であることが
理解できる。

〔発明の効果〕

以上の結果から明らかなように、本発明のレニ
ウム−タングステン合金は従来のものに比べてそ
の高温強度特性及び加工性が非常に優れている。
したがつて、耐震電球のフイラメント用素材、ブ
ラウン管のカソードヒータ用の素材として有用で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１重量比で、レニウムの含有量が0.2〜26％、
ケイ素、アルミニウム、カリウムの群から選ばれ
た少なくとも１種の含有量が50〜100ppm、残部
がタングステンよりなる高温強度特性及び加工性
に優れたレニウム−タングステン合金。２カリウムの含有量が50〜80ppmである特許請
求の範囲第１項記載のレニウム−タングステン合
金。