JPH06297190A - タングステン電極材料 - Google Patents
タングステン電極材料Info
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- JPH06297190A JPH06297190A JP5112137A JP11213793A JPH06297190A JP H06297190 A JPH06297190 A JP H06297190A JP 5112137 A JP5112137 A JP 5112137A JP 11213793 A JP11213793 A JP 11213793A JP H06297190 A JPH06297190 A JP H06297190A
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- tungsten
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- yttrium oxide
- oxide
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/222—Non-consumable electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ア−ク点弧性と耐消耗性にすぐれた大電流用
電極材料を提供する。 【構成】 重量比で0.02以上0.2%未満の酸化イ
ットリウム及び/又は酸化セリウムを含み、残部がタン
グステンである電極材料。
電極材料を提供する。 【構成】 重量比で0.02以上0.2%未満の酸化イ
ットリウム及び/又は酸化セリウムを含み、残部がタン
グステンである電極材料。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、良好な熱プラズマの点
弧性と耐消耗性を有するタングステン電極材料であり、
しかも大電流用電極として上記特性を維持しうる電極材
料に関するものである。
弧性と耐消耗性を有するタングステン電極材料であり、
しかも大電流用電極として上記特性を維持しうる電極材
料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】TIG溶接用電極をはじめとするアー
ク、プラズマアークの電極材は点弧性と耐消耗性にすぐ
れていることが必要である。
ク、プラズマアークの電極材は点弧性と耐消耗性にすぐ
れていることが必要である。
【0003】これら条件を充足する電極材として、永ら
くトリエーテッドタングステンが使用されてきたが、近
年は、このほかに酸化ランタン、酸化イットリウム、酸
化セリウムなど添加したタングステンが使用されるよう
になった。
くトリエーテッドタングステンが使用されてきたが、近
年は、このほかに酸化ランタン、酸化イットリウム、酸
化セリウムなど添加したタングステンが使用されるよう
になった。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】上記トリエーテッドタ
ングステンをはじめとする各種のタングステン電極は、
TIG溶接、プラズマ溶射、プラズマ切断等の電極材と
しては点弧性や耐消耗性にすぐれた材料である。
ングステンをはじめとする各種のタングステン電極は、
TIG溶接、プラズマ溶射、プラズマ切断等の電極材と
しては点弧性や耐消耗性にすぐれた材料である。
【0005】これらの電極材は、各々酸化物(酸化トリ
ウムTh02 、酸化ランタンLa2O3 、酸化イットリ
ウムY2 O3 、酸化セリウムCeO2 )が各々1〜4w
t%の範囲で添加されたタングステン電極である。
ウムTh02 、酸化ランタンLa2O3 、酸化イットリ
ウムY2 O3 、酸化セリウムCeO2 )が各々1〜4w
t%の範囲で添加されたタングステン電極である。
【0006】しかしながら、上記各タングステン電極の
実用範囲は溶接、溶射、切断等であり、かつ使用電流値
が数アンペアより数百アンペア、多くは300アンペア
以下の用途が大部分である。
実用範囲は溶接、溶射、切断等であり、かつ使用電流値
が数アンペアより数百アンペア、多くは300アンペア
以下の用途が大部分である。
【0007】最近、これらの用途、条件以外にプラズマ
アークを利用した溶射精錬、溶鋼加熱、高温燃焼などの
技術が開発されつつある。これらの目的のためプラズマ
アークを発生させるには、大電流密度の出力が必要であ
り、この電極に上記従来の電極を使用するには消耗がき
わめて激しく技術的にも経済的にも十分目的を達成する
ことは出来ないという問題がある。
アークを利用した溶射精錬、溶鋼加熱、高温燃焼などの
技術が開発されつつある。これらの目的のためプラズマ
アークを発生させるには、大電流密度の出力が必要であ
り、この電極に上記従来の電極を使用するには消耗がき
わめて激しく技術的にも経済的にも十分目的を達成する
ことは出来ないという問題がある。
【0008】さらに、在来品種の中でも酸化トリウムを
含むものは、酸化トリウムが放射性物資であるため、作
業者の健康管理など労働安全衛生上の問題があり、また
放出されたガスによる大気汚染にも大きな問題があるの
で、より安全な電極が必要となっている。
含むものは、酸化トリウムが放射性物資であるため、作
業者の健康管理など労働安全衛生上の問題があり、また
放出されたガスによる大気汚染にも大きな問題があるの
で、より安全な電極が必要となっている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記各種の課
題を解決するため、種々の成分について研究を行った結
果、タングステンに酸化イットリウム又は酸化セリウム
を微量に添加した材料が点弧性および耐消耗性にすぐれ
ていることを見出して完成したものである。すなわち、
本発明は、重量比で0.02%以上で0.2%未満の酸
化イットリウム及び/又は酸化セリウムを含み、残部が
タングステンである電極材料を要旨とするものである。
題を解決するため、種々の成分について研究を行った結
果、タングステンに酸化イットリウム又は酸化セリウム
を微量に添加した材料が点弧性および耐消耗性にすぐれ
ていることを見出して完成したものである。すなわち、
本発明は、重量比で0.02%以上で0.2%未満の酸
化イットリウム及び/又は酸化セリウムを含み、残部が
タングステンである電極材料を要旨とするものである。
【0010】この電極材料は、例えば次のようにして製
造される。まず、原料となる金属タングステン粉末に酸
化イットリウム粉末(酸化イットリウム粉末の一部また
は全部を酸化セリウム粉末に代えてもよい)を均一に分
散するまで乾式混合する。金属タングステン粉末の平均
粒度は、例えば2〜4ミクロンであり、酸化イットリウ
ム粉末の平均粒度は例えば1〜3ミクロンである。得ら
れた混合粉末は、粉末治金における常法にしたがってプ
レス成型し、燒結を行った後、得られた燒結体にスエー
ジング、ドローイング等の必要な加工を施して所望の電
極材料とする。この電極材料は、主成分であるタングス
テンのほかに酸化イットリウム粉末(酸化セリウム粉
末)を含んでおり、耐消耗性と、アーク点弧性にすぐれ
たものである。
造される。まず、原料となる金属タングステン粉末に酸
化イットリウム粉末(酸化イットリウム粉末の一部また
は全部を酸化セリウム粉末に代えてもよい)を均一に分
散するまで乾式混合する。金属タングステン粉末の平均
粒度は、例えば2〜4ミクロンであり、酸化イットリウ
ム粉末の平均粒度は例えば1〜3ミクロンである。得ら
れた混合粉末は、粉末治金における常法にしたがってプ
レス成型し、燒結を行った後、得られた燒結体にスエー
ジング、ドローイング等の必要な加工を施して所望の電
極材料とする。この電極材料は、主成分であるタングス
テンのほかに酸化イットリウム粉末(酸化セリウム粉
末)を含んでおり、耐消耗性と、アーク点弧性にすぐれ
たものである。
【0011】酸化イットリウムもしくは酸化セリウムの
含有量は0.02%以上0.2%未満(重量%、以下同
じ)の範囲とするのが好ましい。酸化イットリウムもし
くは酸化セリウムの含有量が0.02%よりも低い場合
は性能的にこれを含有しない純タングステンと余り差が
ない。また含有量を0.2%以上とすると耐熱性が低下
し消耗が急速にすすみ目的とする大電流用電極としては
使用しがたい。
含有量は0.02%以上0.2%未満(重量%、以下同
じ)の範囲とするのが好ましい。酸化イットリウムもし
くは酸化セリウムの含有量が0.02%よりも低い場合
は性能的にこれを含有しない純タングステンと余り差が
ない。また含有量を0.2%以上とすると耐熱性が低下
し消耗が急速にすすみ目的とする大電流用電極としては
使用しがたい。
【0012】このタングステン電極材料は、加工形状等
を変えることにより、プラズマ溶解精錬用電極、タンデ
イッシュ用プラズマ電極、プラズマ溶接用電極、および
各種照明用放電管の電極等としても使用することができ
る。
を変えることにより、プラズマ溶解精錬用電極、タンデ
イッシュ用プラズマ電極、プラズマ溶接用電極、および
各種照明用放電管の電極等としても使用することができ
る。
【0013】
【実施例】平均粒度2.3ミクロン、純度99.9%以
上のタングステン粉末に平均粒度1.15ミクロンの酸
化イットリウム粉末を乾式で十分混合した。添加する酸
化イットリウムの量は、最終製品中の酸化イットリウム
含有量が表1及び図2、図3に示す量となるようにし
た。得られたタングステン(W)ー酸化イットリウム
(Y2 O3 )粉末を金型中で加圧し、角棒状の圧粉体と
したのち、常法にしたがって予燒結および通電燒結を行
い、重さ1000grのインゴットとした。この通電燒
結における燒結電流密度は溶断電流の約90%とした。
上のタングステン粉末に平均粒度1.15ミクロンの酸
化イットリウム粉末を乾式で十分混合した。添加する酸
化イットリウムの量は、最終製品中の酸化イットリウム
含有量が表1及び図2、図3に示す量となるようにし
た。得られたタングステン(W)ー酸化イットリウム
(Y2 O3 )粉末を金型中で加圧し、角棒状の圧粉体と
したのち、常法にしたがって予燒結および通電燒結を行
い、重さ1000grのインゴットとした。この通電燒
結における燒結電流密度は溶断電流の約90%とした。
【0014】得られたインゴットにスエージング、ドロ
ーイング等の加工を施し、最終的に丸棒状の電極とし
た。この電極は、外径3.2mmで、先端を45度の角
度で円錐状に尖らせた。図1に示すように、この電極棒
1をTIGの溶接機のトーチに保持し、水冷銅板を母材
2としてアルゴンガス(61/min)中にて直流50
0Aでアークを発生させた。
ーイング等の加工を施し、最終的に丸棒状の電極とし
た。この電極は、外径3.2mmで、先端を45度の角
度で円錐状に尖らせた。図1に示すように、この電極棒
1をTIGの溶接機のトーチに保持し、水冷銅板を母材
2としてアルゴンガス(61/min)中にて直流50
0Aでアークを発生させた。
【0015】アーク長4mm、電極長さ4mmにてアー
クスタートさせ、1秒間通電、10秒間休止を1サイク
ルとして、このサイクルを100回反復し、点弧の良、
不良を調べた。その結果を表1に示す。同表には、比較
例として、現在常用されているトリエーテッドタングス
テン電極を用いて同一条件の点弧性を調べた結果が併記
されている。
クスタートさせ、1秒間通電、10秒間休止を1サイク
ルとして、このサイクルを100回反復し、点弧の良、
不良を調べた。その結果を表1に示す。同表には、比較
例として、現在常用されているトリエーテッドタングス
テン電極を用いて同一条件の点弧性を調べた結果が併記
されている。
【0016】
【表1】
【0017】また、直径3.2mmのタングステンー酸
化ランタン電極棒について耐消耗性を調べた結果は図2
の通りであった。試験条件は、アーク長4mm、電極長
さ4mm、アルゴン流量15l/分、直流500Aで、
同一電極棒から切り出した6本の試料について、各10
分、20分、30分、40分、50分、60分の連続点
弧を行った。また、直径6mmの電極を製作し、電流値
と消耗量の関係を調べた結果は図3の通りであった。試
験条件は、先端角度45度、ギャップ3mm、アルゴン
気流15l/分であった。これらの結果からわかる通
り、本発明品は、従来のトリエーテッドタングステン電
極材に比べ、耐消耗性がきわめてすぐれている。なお、
上記実施例における酸化イットリウムに代えて酸化セリ
ウムを添加したもの、及び酸化イットリウムの半分を酸
化セリウムで置き換えたものについても同様な試験を行
ったが、その結果は酸化イットリウム単独を添加した上
記結果と同様であった。
化ランタン電極棒について耐消耗性を調べた結果は図2
の通りであった。試験条件は、アーク長4mm、電極長
さ4mm、アルゴン流量15l/分、直流500Aで、
同一電極棒から切り出した6本の試料について、各10
分、20分、30分、40分、50分、60分の連続点
弧を行った。また、直径6mmの電極を製作し、電流値
と消耗量の関係を調べた結果は図3の通りであった。試
験条件は、先端角度45度、ギャップ3mm、アルゴン
気流15l/分であった。これらの結果からわかる通
り、本発明品は、従来のトリエーテッドタングステン電
極材に比べ、耐消耗性がきわめてすぐれている。なお、
上記実施例における酸化イットリウムに代えて酸化セリ
ウムを添加したもの、及び酸化イットリウムの半分を酸
化セリウムで置き換えたものについても同様な試験を行
ったが、その結果は酸化イットリウム単独を添加した上
記結果と同様であった。
【0018】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかるタ
ングステン電極材料は、従来のトリエーテッドタングス
テン電極材と同等もしくはそれ以上の良好な点弧性を有
し、耐消耗性もきわめてすぐれている。しかも、酸化イ
ットリウムも酸化セリウムも放射性材料ではないので、
製造上及び使用上安全で、管理も容易である。
ングステン電極材料は、従来のトリエーテッドタングス
テン電極材と同等もしくはそれ以上の良好な点弧性を有
し、耐消耗性もきわめてすぐれている。しかも、酸化イ
ットリウムも酸化セリウムも放射性材料ではないので、
製造上及び使用上安全で、管理も容易である。
【図1】試験状態の説明図である。
【図2】耐消耗性の試験結果を表すグラフである。
【図3】電流値と消耗量の関係を表すグラフである。
1 電極 2 母材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】また、直径3.2mmのタングステン−酸
化イットリウム電極棒について耐消耗性を調べた結果は
図2の通りであった。試験条件は、アーク長4mm、電
極長さ4mm、アルゴン流量151/分、直流500A
で、同一電極棒から切り出した6本の試料について、各
10分、20分、30分、40分、50分、60分の連
続点弧を行った。また、直径6mmの電極を製作し、電
流値と消耗量の関係を調べた結果は図3の通りであっ
た。試験条件は、先端角度45度、ギャップ3mm、ア
ルゴン気流151/分であった。これらの結果からわか
る通り、本発明品は、従来のトリエーテッドタングステ
ン電極材に比べ、耐消耗性がきわめてすぐれている。な
お、上記実施例における酸化イットリウムに代えて酸化
セリウムを添加したもの、及び酸化イットリウムの半分
を酸化セリウムで置き換えたものについても同様な試験
を行ったが、その結果は酸化イットリウム単独を添加し
た上記結果と同様であった。
化イットリウム電極棒について耐消耗性を調べた結果は
図2の通りであった。試験条件は、アーク長4mm、電
極長さ4mm、アルゴン流量151/分、直流500A
で、同一電極棒から切り出した6本の試料について、各
10分、20分、30分、40分、50分、60分の連
続点弧を行った。また、直径6mmの電極を製作し、電
流値と消耗量の関係を調べた結果は図3の通りであっ
た。試験条件は、先端角度45度、ギャップ3mm、ア
ルゴン気流151/分であった。これらの結果からわか
る通り、本発明品は、従来のトリエーテッドタングステ
ン電極材に比べ、耐消耗性がきわめてすぐれている。な
お、上記実施例における酸化イットリウムに代えて酸化
セリウムを添加したもの、及び酸化イットリウムの半分
を酸化セリウムで置き換えたものについても同様な試験
を行ったが、その結果は酸化イットリウム単独を添加し
た上記結果と同様であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 清幸 北海道深川市音江町字広里105番地の1 北海タングステン工業株式会社内 (72)発明者 赤羽根 克芳 北海道深川市音江町字広里105番地の1 北海タングステン工業株式会社内 (72)発明者 松野 隆 北海道深川市音江町字広里105番地の1 北海タングステン工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 重量比で0.02%以上で0.2%未満
の酸化イットリウム及び/又は酸化セリウムを含み、残
部がタングステンである電極材料。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112137A JPH06297190A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | タングステン電極材料 |
PCT/JP1993/000946 WO1994024328A1 (en) | 1993-04-14 | 1993-07-09 | Tungsten electrode material |
EP93914977A EP0651066A4 (en) | 1993-04-14 | 1993-07-09 | TUNGSTEN ELECTRODE MATERIAL. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112137A JPH06297190A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | タングステン電極材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06297190A true JPH06297190A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=14579144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5112137A Pending JPH06297190A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | タングステン電極材料 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0651066A4 (ja) |
JP (1) | JPH06297190A (ja) |
WO (1) | WO1994024328A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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