JPH0347953B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合金の鋳塊を得るに使用されるアーク
溶解用電極に関する。

（従来の技術） 従来真空管内又は不活性ガス雰囲気室内でアー
ク溶解により銅−バナジウム、銅−ニオブ等の合
金を製造する場合、アーク溶解電極として、成分
元素金属の粉末例えば銅とバナジウムの粉末を固
化した電極、成分元素金属の棒例えば銅棒とバナ
ジウム棒を束ねた電極、或は成分元素金属の薄板
例えば銅板とバナジウム板を重ね合せた電極が使
用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記した従来の電極に於いて、粉末を固化した
電極は表面積が大きく酸素その他のガス成分を多
量に含み易いので合金中に不純物が混入し勝ちで
あり、複数本の棒を束ねた電極や複数枚の板を重
ねた電極は低融点の金属のみが先に溶け落ちて鋳
塊合金の組成が不均一になり易いと共に融点の高
い金属の偏析を生じ易い欠点がある。また複数枚
の板を重ねた電極はその電極断面形状を円形に近
くするために細工が必要で製作し難い欠点があ
る。

更にかかる電極で製造した鋳塊は、合金組成の
均質化のために溶解を２次、３次と繰返さなけれ
ばならず、その都度鋳塊は切削されるので電極原
料から起算した溶解歩留りは幾何級数的に減少
し、高価なレアメタルを原料とする場合に損失が
多くなて不経済であり、さらに溶解を行なうたび
に異物で鋳塊が汚染されることは避け難い。

本発明はアーク溶解電極からの１回の溶解だけ
で均質な組成の鋳塊合金が得られ、前記の不都合
欠点を解消した電極を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明では銅とバナジウム等の互に溶解温度が
異なる複数の金属でアーク溶解用の電極を構成す
るものに於いて、溶解温度の最も高い金属をロツ
ド状に形成し、その外周に溶解温度の高い順に他
の金属の層を順次形成するようにした。

（作用） アーク溶解用の複数種金属で形成された電極は
水冷モールドを備えた真空室内又は不活性ガス雰
囲気室内に設けられ、該電極と水冷モールドを電
源に接続してその間に発生するアーク放電により
該電極を溶解させ水冷モールド内に鋳塊合金を得
るが、本発明では電極を最も溶解温度の高い金属
を中心部に配し外周には溶解温度の低い金属の層
が存するように構成したので、中心部の溶解温度
の高い金属にアーク放電の熱が集中し、周囲の溶
解温度の低い金属からは輻射放熱によりアーク放
電の熱が逃げ、かくて溶解温度の異なる複数の金
属をほぼ同期して溶解させ得、水冷モールド内に
均質な組成を有する鋳塊合金が得られる。

（実施例） 本発明の実施例を図面につき説明するに第１図
に於いて１は真空室、２は水冷モールド、３は銅
とバナジウム等の互に溶解温度が異なる複数の金
属からなる電極を示し、該水冷モールド２には＋
の電源を接続すると共に該電極３に−の電源を接
続して該モールド２と電極３の間にアーク放電４
を発生させる。該電極３の先端はアーク放電によ
り溶解して下方の水冷モールド２内に滴下し、冷
却されて例えば銅−バナジウム合金の鋳塊５に固
化する。６は未固化の溶湯を示す。

２種の金属、例えば銅とバナジウムの鋳塊合金
を得る場合、該電極３には第２図示のような電極
３ａ或は第３図示のような複数本の電極３ａを束
ねた電極３ｂが使用される。銅の溶解温度は約
1100℃でありバナジウムのそれは約1700℃である
ので、溶解温度の高いバナジウムをロツド７に形
成し、その外周に溶解温度の低い銅のパイプを嵌
挿することにより層８を形成させて第２図示の電
極３ａとした。ロツド７と層８の寸法は溶解後の
鋳塊合金の組成に合わせて決定される。

該電極３ａを使用して真空中或は不活性ガス雰
囲気中にてアーク溶解により水冷銅モールド２中
に鋳込むと、組成の均質な銅−バナジウム合金が
得られ、２次、３次の組成均質化のための溶解が
不要となる。

３種の金属の合金を得る場合、第４図示の如く
最も溶解温度の低い金属の層９を外周に更に形成
すればアーク溶解だけで均質な組成の合金を得る
ことが出来、３種以上の金属の合金も溶解温度の
高い順に中心部から外周部へと層を形成すること
で均質なものが得られる。

尚３種以上の金属の合金の場合に於いて微量に
添加される金属は第５図示のように該金属の線１
０に形成し、電極３ａの外周に沿わせるか又は第
３図の電極のすき間に挿入するようにしてもよ
い。

本発明の具体的実施例は次の通りである。

実施例 １ Cu−30重量％Ｖの合金を得るべく外径7.9φの
バナジウムのロツドに内径8φ、外径13φの無酸素
銅のパイプを嵌着し、これにスエージングによつ
て減面加工を施し、バナジウムロツドと銅パイプ
の密着性の良好な電極を作成した。該電極の７本
を束ね、400トールのアルゴン雰囲気中に於いて
アーク溶解して銅−バナジウムの鋳塊合金を得
た。該鋳塊合金を分割して試料片を採取し化学分
析したところバナジウムの濃度分布はあらゆる部
分で30％±２％となりかつバナジウムの偏析は見
られなかた。また出発原料から鋳塊面削後の溶解
歩留りは85％で、２次、３次溶解とする場合の歩
留りが50％以下であることに比べ著しく良好な歩
留りであつた。

実施例 ２ Cu−30重量％Nbの合金を得るべく外径7.9φの
ニオブのロツドに内径8φ、外径15φの無酸素銅の
パイプを嵌着し、実施例１と同様の減面加工を行
なつて電極を作成し、その19本を束ねて実施例１
と同様のアーク溶解を行ないCu−30の重量％Nb
の鋳塊合金を得た。該鋳塊中のニオブの濃度分布
はあらゆる部分で30％±２％となりかつニオブの
偏析は見られなかつた。この場合の溶解歩留りも
85％と良好であつた。

（発明の効果） このように本発明によるときは、溶解温度の最
も高い金属をロツド状に形成し、その外周に溶解
温度の高い順に他の金属の層を形成して電極とし
たので、溶解温度の異なる複数の金属を同期的に
溶解し得、１回のアーク溶解で均質な組成を有す
る合金を得ることが出来、材料の歩留りも良く、
特に高価なレアメタルの合金鋳造に有利である等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の截断側面図、第２図
は第１図の−線截断端面図、第３図及び第４
図は夫々本発明の他の実施例の截断端面図、第５
図は本発明の更に他の実施例の側面図である。 ３，３ａ，３ｂ……電極、７……ロツド、８…
…層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 銅とバナジウム等の互に溶解温度が異なる複
   数の金属でアーク溶解用の電極を構成するものに
   於いて、溶解温度の最も高い金属をロツド状に形
   成し、その外周に溶解温度の高い順に他の金属の
   層を順次形成することを特徴とするアーク溶解用
   電極。