JPH0313254A - カーボンるつぼ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、連続細線を製造するために、溶融金属をガス
圧を用いて、ジェットとして噴射するカーボンるつぼに
関し、特に、活性金属（特にＴ１Ｎｉ系合金）の細線の
製造に用いられるカーボンるつぼに関する。

［従来の技術］ 活性金属（特にＴｉ系のＴ１Ｎｉ合金等）の溶融のため
のルツボの材質としては、酸化物（アルミナ、マグネシ
ア、石英等）では、酸素のコンタミ（汚染）が極めて高
いため、凝固冷却後の同材料の機械的性質が著しく劣化
することが知られている。そこで、酸化物ではなく、黒
鉛（カーボン）をるつぼ材料として使用して、酸素の混
入を防ぎながら溶融するといったことが一般的に行われ
ていた。

一方、ＴｉＮｊ合金は、熱弾性型マルテンサイト変態の
逆変態に付随して、顕著な形状記憶効果を示すことが知
られている。

今日、そのＴＬＮｉ系形状記憶合金の合金細線の製造は
、ダイスを経る引き抜きによって主に行われているのが
現状である。

ところが、ダイス引き法は１機械化、自動化されたが、
この方法は本質的には変わっておらず。

多くの関連する問題や制約がまだ残っている。例えば、
その１つとして、ＴｉＮｔ系合金は加工性が悪いことが
よく知られており、このＴ１Ｎｉ合金は通常溶解鋳造後
、熱間加工によって直径５−１０闘にされた後、冷間加
工（ダイス引き法）によって所定の寸法に加工される。

ここで、Ｔ１Ｎｉ系合金線は加工硬化が激しいために、
繰り返し焼鈍を要する。このため冷間加工に要する費用
はＴ１Ｎｉ合金線のコストの大部分を占めるという問題
がある。

近年の研究は、ダイス引抜き法の問題を避ける合金の細
線の形成法の開発に向けられてきた。その研究方法の１
つは、連続鋳造であり、溶融合金を漸次、固体状態へと
変化（凝固）させるものである。この方法は、溶融金属
の凝固速度が極めて小さく、そのため１合金インゴット
の中心部（断面上の最終凝固部）は、比較的偏析しやす
く、後工程において２割れ等の問題を起こすことが知ら
れている。さらに小さい凝固速度のため、モールド材が
様々なセラミックはもちろんのこと、カーボンでさえ反
応、侵食がおこり、仮に線材となるもＴｉＮｔ合金が金
属間化合物であることも手伝って、著しく脆化すること
が確認されており、実用化には至っていない。

さらに、Ｉ＆近の研究では、特開昭５５−８４９４８号
公報に２回転する円筒状ドラム内に、遠心力により液体
層を形成し、前記液体層中に上記Ｔ１Ｎｉ合金をカーボ
ンルツボで溶解し、直ちにその溶融金属をジェットとし
て噴射し、前記溶融金属を凝固させて合金細線を製造し
、安価な、かつ円形断面の形状記憶合金を直接製造し、
ばね材等に提供することが検討されつつある旨開示され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のるつぼの材料にカーボン単独を用
いる場合、紡糸条件の１つであるＶｖ　＞Ｖｊ　　（Ｖ
ｖは冷却液体、Ｖｊは溶融ジェットの各々の速度である
）を満足することができないため。

連続した合金細線が得られていない。これは、溶融金属
ジェットの噴射の際、噴射のためのアルゴンガスの圧力
が、そのためだけに使われるだけでなく、そのガスが、
るつぼの至る所から四方六方に逃げていることがその主
たる原因である。即ち。

カーボン自体が属性として有するポーラス構造−に起因
するものである。そのために、ジェットの速度、つまり
圧力の制御ができないことが考えられる。その結果、形
状記憶合金の細線が連続して得られないという問題があ
った。

そこで２本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑み、圧力
ガスの逃げを防止したカーボンるつぼを提供することで
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、先端から、溶融金属をガス圧力により
噴出させるカーボンるつぼであって、セラミックにより
被膜されて成ることを特徴とするカーボンるつぼが得ら
れる。

本発明によれば、先端から、活性金属を、ガス圧力によ
り噴出させるカーボンるつぼであって。

アルミナ、ジルコニア、窒化ホウ素、及びマグネシアか
ら選択された少なくとも１種により被膜されて成ること
を特徴とするカーボンるつぼが得られる。

具体的には１回転している円筒状ドラム内に。

遠心力により液体層を形成し、前記液体層中に上記Ｔｉ
Ｎｔ合金溶融金属をジェットとして先端がノズルの、カ
ーボンるつぼであってその表面がアルミナ、ジルコニア
、窒化ホウ素１石英、マグネシア等の１種類を２００μ
以上の厚みでコーティングを施すことにより、溶融ジェ
ット連関を制御することが可能となり１合金細線が円形
断面である形状記憶合金の製造方法が得られる。

［実施例コ 以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１は一面が閉塞された円筒状ドラム、
２は水平方向に設けられたドラム１の軸。

３は軸２を支持するすべり軸受け、４はドラム１の他面
に形成された流出防止板、５はドラム１の回転による遠
心力によりドラム１内において、流出防止板４の内側に
形成された液体層、６は溶融するためのるつぼ、７は溶
融紡糸の噴射ノズルで。

８は噴射ノズル７からの溶励金属ジェット、９は原料金
属、１０は駆動するモーター　１１はるつぼ表面のセラ
ミックコートである。

次に、第１図に示した内径５００關φの回転ドラムを有
する装置を用い、各種金属組成（原子％）よりなる合金
をアルゴン雰囲気中で融点より５０℃高い温度で溶融し
、様々な孔径Ｄ（μｍ）の紡糸ノズル（表面アルミナコ
ートを施したもの）よりアルゴンガス圧を制御して、４
３０ｍ／分の速度で溶融金属を深さ２０關の水中（０℃
）に噴出した。この時の回転ドラムの速度は、５００ｍ
／分であった。ここで、第１表に示す合金組成、紡糸ノ
ズル径Ｄ（μｍ）、細線形成性に基づいて生成した細線
に、８００℃で２１１ｒ熱処理を施したそれぞれの試料
について、示差走差熱量計（ＤＳＣ）によりマルテンサ
イト変態温度（Ｍｓ）の測定の結果及び酸素分析値を表
１に示す。

以下余白 実施例１及び比較例１の合金はいずれもＴｉ５゜Ｎ１５
ｏであって、カーボンへの表面コーティングにより、細
線形成性が著しく上昇することがよくわかる。

また形状記憶特性の１つであるＭｓ点及び酸素分析値に
関しては、実施例１のそれが、従来法（比較例２）のも
のと同程度であり、酸素のコンタミがほとんど同じであ
るゆえに、形状記憶特性に大差がないものとおもわれる
。また比較例１のそれが、他のそれらに比して２０℃程
低下しているのは、ジェット速度が相対的に小さいため
に。

ノズル部における酸化が著しく進行し、そのために相対
的にＭｓ点が低下したことを表している。

こういった傾向は、上記合金組成以外の他の実施例でも
同様なことが言える。つまり１本発明法により、従来法
（ダイス引き法）と同等の合金細線を直接的に製造する
ことができる。

［発明の効果］ 以上の説明のとおり２本発明によれば、カーボンるつぼ
をセラミックスで被膜したからカーボンの空隙を抜ける
ガスを封止することができるから。

ジェット噴水速度の制御精度を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒状ドラムを用いた形状記憶合金の製造装置
である。 １・・・ドラム、６・・・るつぼ、７・・・噴出ノズル
、１１・・・セラミックコート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）先端から、溶融金属をガス圧力により噴出させるカ
   ーボンるつぼであって、セラミックにより被膜されて成
   ることを特徴とするカーボンるつぼ。 ２）先端から、活性金属をガス圧力により噴出させるカ
   ーボンるつぼであって、アルミナ、ジルコニア、窒化ホ
   ウ素、及びマグネシアから選択された少なくとも１種に
   より被膜されて成ることを特徴とするカーボンるつぼ。