JPH0691391A - 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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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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ア−ク溶接等に使用されるア−ク点弧性と耐
消耗性にすぐれたア−ク放電用電極材料を提供する。 【構成】 重量比で０．０２〜１．０％の硼化ランタン
を含み、残部がタングステンである電極材料。
消耗性にすぐれたア−ク放電用電極材料を提供する。 【構成】 重量比で０．０２〜１．０％の硼化ランタン
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、良好なア−ク点弧性と
耐消耗性を有するタングステン電極材料に関するもので
ある。
耐消耗性を有するタングステン電極材料に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ア−ク溶接等に使用されるア−ク放電用
電極材料には、ア−ク点弧性と耐消耗性にすぐれている
ことが要求される。従来、これらの特性を満たすものと
して、タングステンに酸化トリウムを含有せしめたトリ
エ−テッドタングステンが広く使用されている。
電極材料には、ア−ク点弧性と耐消耗性にすぐれている
ことが要求される。従来、これらの特性を満たすものと
して、タングステンに酸化トリウムを含有せしめたトリ
エ−テッドタングステンが広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記トリエ−テッドタ
ングステンは、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、プラズマ容
射等に使用されており、ア−ク点弧性や耐消耗性にはす
ぐれた材料であるが、溶解精練や、高温燃焼等を目的と
する大電流密度の大型プラズマ用電極として使用するに
は、消耗が激しくて十分な目的を達成することができな
い。また、従来は常圧下での使用が主流であったが、近
年、溶接技術の進歩とともに、高圧下や、減圧下等、厳
しい条件での使用が多くなっており、従来のトリエ−テ
ッドタングステンでは、性能的に不十分となっている。
ングステンは、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、プラズマ容
射等に使用されており、ア−ク点弧性や耐消耗性にはす
ぐれた材料であるが、溶解精練や、高温燃焼等を目的と
する大電流密度の大型プラズマ用電極として使用するに
は、消耗が激しくて十分な目的を達成することができな
い。また、従来は常圧下での使用が主流であったが、近
年、溶接技術の進歩とともに、高圧下や、減圧下等、厳
しい条件での使用が多くなっており、従来のトリエ−テ
ッドタングステンでは、性能的に不十分となっている。
【０００４】さらに、原料である酸化トリウム粉末は、
放射性物質であるため、原料の入手が次第に困難となり
つつあり、コストが高くつくとともに、法律上、その保
管や取扱に厳重な管理が必要であるという問題点もあ
る。また、使用に際しては、消耗が激しいため、酸化ト
リウムが蒸発し、作業者の健康管理や大気汚染上大きな
問題となっている。そこで、本発明は、従来のトリエ−
テッドタングステンの上記問題点を解決し、よりすぐれ
た電極材料を提供することを課題としている。
放射性物質であるため、原料の入手が次第に困難となり
つつあり、コストが高くつくとともに、法律上、その保
管や取扱に厳重な管理が必要であるという問題点もあ
る。また、使用に際しては、消耗が激しいため、酸化ト
リウムが蒸発し、作業者の健康管理や大気汚染上大きな
問題となっている。そこで、本発明は、従来のトリエ−
テッドタングステンの上記問題点を解決し、よりすぐれ
た電極材料を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、種々の成分について研究を行った結果、タングステ
ンに硼化ランタンを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０．０２〜１．０％の硼
化ランタンを含み、残部がタングステンであるタングス
テン電極材料を要旨としている。
め、種々の成分について研究を行った結果、タングステ
ンに硼化ランタンを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０．０２〜１．０％の硼
化ランタンを含み、残部がタングステンであるタングス
テン電極材料を要旨としている。
【０００６】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硼
化ランタン粉末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、硼化ランタン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、粉末冶金における常
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−ジング、ドロ−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硼化ランタンを含んでお
り、耐消耗性と、ア−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硼
化ランタン粉末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、硼化ランタン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、粉末冶金における常
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−ジング、ドロ−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硼化ランタンを含んでお
り、耐消耗性と、ア−ク点弧性にすぐれたものである。
【０００７】硼化ランタンの含有量は、０．０２〜１．
０重量％（以下同じ）の範囲とするのが好ましい。硼化
ランタンの含有量が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、硼化ランタンの含有量が１．０％よりも多くなる
と、現在の粉末冶金技術では、製造時におけるクラック
の発生や折損事故が多発して不良率が増加するという問
題がある。なお、硼化ランタンの含有量が多くなると、
融点が下がって消耗が激しくなる傾向があるので、大電
流向けの用途には、硼化ランタンの量を０．０２％以上
０．２％未満とするのが好ましい。
０重量％（以下同じ）の範囲とするのが好ましい。硼化
ランタンの含有量が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、硼化ランタンの含有量が１．０％よりも多くなる
と、現在の粉末冶金技術では、製造時におけるクラック
の発生や折損事故が多発して不良率が増加するという問
題がある。なお、硼化ランタンの含有量が多くなると、
融点が下がって消耗が激しくなる傾向があるので、大電
流向けの用途には、硼化ランタンの量を０．０２％以上
０．２％未満とするのが好ましい。
【０００８】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、プラズマ溶解精練用電極、タンデ
イッシュ用プラズマ電極、プラズマ溶接用電極、ＴＩＧ
溶接用電極、および各種照明用放電管の電極等として使
用することができる。
を変えることにより、プラズマ溶解精練用電極、タンデ
イッシュ用プラズマ電極、プラズマ溶接用電極、ＴＩＧ
溶接用電極、および各種照明用放電管の電極等として使
用することができる。
【０００９】
【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ミクロンの硼
化ランタン粉末を乾式で十分混合した。添加する硼化ラ
ンタンの量は、最終製品中の硼化ランタン量が表及び図
に示す量となるようにした。得られたタングステン
（Ｗ）−硼化ランタン（ＬａＢ6 ）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ミクロンの硼
化ランタン粉末を乾式で十分混合した。添加する硼化ラ
ンタンの量は、最終製品中の硼化ランタン量が表及び図
に示す量となるようにした。得られたタングステン
（Ｗ）−硼化ランタン（ＬａＢ6 ）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。
【００１０】得られたインゴットにスエ−ジング、ドロ
−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、外径が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溶接機のト−チに保持し、水冷銅板を母材
２としてアルゴンガス（６ｌ／ｍｉｎ）中にて直流１０
０Ａでア−クを発生させた。
−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、外径が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溶接機のト−チに保持し、水冷銅板を母材
２としてアルゴンガス（６ｌ／ｍｉｎ）中にて直流１０
０Ａでア−クを発生させた。
【００１１】ア−ク長４ｍｍ、電極長さ４ｍｍにてア−
クスタ−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−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−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−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。
【００１２】
【表１】
【００１３】また、直径３．２ｍｍのタングステン−硼
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
のとおりであった。試験条件は、ア−ク長４ｍｍ、電極
長さ４ｍｍ、アルゴン流量１５ｌ／分、直流３００Ａ
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。同図からわかる通り、本発明品は、従
来のトリエ−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。
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
のとおりであった。試験条件は、ア−ク長４ｍｍ、電極
長さ４ｍｍ、アルゴン流量１５ｌ／分、直流３００Ａ
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。同図からわかる通り、本発明品は、従
来のトリエ−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。
【００１４】
【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−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、硼化ラ
ンタンは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−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、硼化ラ
ンタンは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。
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】００１２
【補正方法】追加
【補正内容】
【００１２】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── 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０．０２〜１．０％の硼化ラン
タンを含み、残部がタングステンである電極材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5112138A JPH0691391A (ja) | 1992-07-31 | 1993-04-14 | タングステン電極材料 |
| PCT/JP1993/000947 WO1994003650A1 (en) | 1992-07-31 | 1993-07-09 | Tungsten electrode material |
| EP93914978A EP0606491A1 (en) | 1992-07-31 | 1993-07-09 | Tungsten electrode material |
| US08/211,236 US5512240A (en) | 1992-07-31 | 1993-07-09 | Tungsten electrode material |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22475792 | 1992-07-31 | ||
| JP4-224757 | 1992-07-31 | ||
| JP5112138A JPH0691391A (ja) | 1992-07-31 | 1993-04-14 | タングステン電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0691391A true JPH0691391A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=26451367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5112138A Pending JPH0691391A (ja) | 1992-07-31 | 1993-04-14 | タングステン電極材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5512240A (ja) |
| JP (1) | JPH0691391A (ja) |
| WO (1) | WO1994003650A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103862041A (zh) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | 北矿新材科技有限公司 | 一种制备稀土钨电极用坯条的方法 |
| CN105583225A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-05-18 | 北京矿冶研究总院 | 一种钨电极坯条的开坯方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442161C1 (de) * | 1994-11-27 | 1996-03-07 | Bayerische Metallwerke Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Formteils |
| GB0422608D0 (en) * | 2004-10-12 | 2004-11-10 | Hardide Ltd | Alloyed tungsten produced by chemical vapour deposition |
| US20100301737A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Alex Mann | Low work function electrode |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514697A (ja) * | 1974-07-01 | 1976-01-14 | Nippon Tungsten | Hodenkakoyodenkyokuzairyo |
| US4908182A (en) * | 1988-04-11 | 1990-03-13 | Polytechnic University | Rapidly solidified high strength, ductile dispersion-hardened tungsten-rich alloys |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP5112138A patent/JPH0691391A/ja active Pending
- 1993-07-09 WO PCT/JP1993/000947 patent/WO1994003650A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1993-07-09 US US08/211,236 patent/US5512240A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103862041A (zh) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | 北矿新材科技有限公司 | 一种制备稀土钨电极用坯条的方法 |
| CN105583225A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-05-18 | 北京矿冶研究总院 | 一种钨电极坯条的开坯方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1994003650A1 (en) | 1994-02-17 |
| US5512240A (en) | 1996-04-30 |
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