JPH0976092A - 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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- JPH0976092A JPH0976092A JP7262559A JP26255995A JPH0976092A JP H0976092 A JPH0976092 A JP H0976092A JP 7262559 A JP7262559 A JP 7262559A JP 26255995 A JP26255995 A JP 26255995A JP H0976092 A JPH0976092 A JP H0976092A
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- tungsten
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- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 9
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ア−ク放電用電極材料や、高圧水銀灯、キセ
ノンランプ等の放電灯用の電極材料として、ア−ク点弧
性と耐消耗性にすぐれ、より過酷な条件下における使用
に耐えられる電極材料を提供する。 【解決手段】 重量比で１．０％よりも多く２．０％以
下の硼化ランタンを含有し、残部が実質的にタングステ
ンである電極材料。
ノンランプ等の放電灯用の電極材料として、ア−ク点弧
性と耐消耗性にすぐれ、より過酷な条件下における使用
に耐えられる電極材料を提供する。 【解決手段】 重量比で１．０％よりも多く２．０％以
下の硼化ランタンを含有し、残部が実質的にタングステ
ンである電極材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧水銀灯、キセ
ノンランプ等の放電灯や各種プラズマ電極等の過酷な条
件下において良好なアー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。
ノンランプ等の放電灯や各種プラズマ電極等の過酷な条
件下において良好なアー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。
【０００２】
【従来の技術】ア−ク溶接等に使用されるア−ク放電用
電極材料や、高圧水銀灯、キセノンランプ等の放電灯用
の電極材料は、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。
電極材料や、高圧水銀灯、キセノンランプ等の放電灯用
の電極材料は、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、各種放電灯をはじめとし、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、近年、
機器の多様化に伴い、ア−ク点弧性や耐消耗性のより一
層の向上が求められるようになり、従来の酸化トリウム
添加のタングステン電極材では性能的に不十分となって
きている。
ングステンは、各種放電灯をはじめとし、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、近年、
機器の多様化に伴い、ア−ク点弧性や耐消耗性のより一
層の向上が求められるようになり、従来の酸化トリウム
添加のタングステン電極材では性能的に不十分となって
きている。
【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。
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。
【０００５】このような状況に対応するため、本願発明
者等は、永年にわたって電極材料の改良に関する研究を
行っており、その成果の一つとして、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開発し、すでに特許出願
している（特開平６ー９１３９１号参照）。
者等は、永年にわたって電極材料の改良に関する研究を
行っており、その成果の一つとして、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開発し、すでに特許出願
している（特開平６ー９１３９１号参照）。
【０００６】この硼化ランタンを含有するタングステン
電極材料は、大気中における、例えばアーク溶接、プラ
ズマ溶接、溶射等、数百アンペアの電流範囲での使用で
はきわめて優れたものであるが、例えば放電灯等高精度
を必要とし、過酷な条件で使用する電極材としては不十
分なものとなっている。そこで、本発明は、より過酷な
条件下における使用に耐えられる電極材を提供すること
を課題としている。
電極材料は、大気中における、例えばアーク溶接、プラ
ズマ溶接、溶射等、数百アンペアの電流範囲での使用で
はきわめて優れたものであるが、例えば放電灯等高精度
を必要とし、過酷な条件で使用する電極材としては不十
分なものとなっている。そこで、本発明は、より過酷な
条件下における使用に耐えられる電極材を提供すること
を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、発明者らは、上記タングステンに硼化ランタンを添
加した材料について検討した結果、硼化ランタンの含有
量を多くすれば、さらに過酷な条件下においても点弧性
および耐消耗性にすぐれていることを見出して本発明を
完成した。すなわち、本発明にかかるタングステン電極
材料は、硼化ランタンの含有量が、重量比で１．０％よ
りも多く２％以下の範囲であり、残部がタングステンで
あることを特徴としている。
め、発明者らは、上記タングステンに硼化ランタンを添
加した材料について検討した結果、硼化ランタンの含有
量を多くすれば、さらに過酷な条件下においても点弧性
および耐消耗性にすぐれていることを見出して本発明を
完成した。すなわち、本発明にかかるタングステン電極
材料は、硼化ランタンの含有量が、重量比で１．０％よ
りも多く２％以下の範囲であり、残部がタングステンで
あることを特徴としている。
【０００８】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。
【０００９】硼化ランタンの含有量は、１．０重量％
（以下同じ）よりも多く、２．０％以下の範囲とするの
が好ましい。硼化ランタンの含有量が１．０％よりも低
い場合は先に開発した電極材と性能的に同じである。ま
た、硼化ランタンの含有量が２．０％よりも多くなる
と、材質的にきわめて脆くなるので、クラックや割れが
多発して、加工がほとんど不可能となる。
（以下同じ）よりも多く、２．０％以下の範囲とするの
が好ましい。硼化ランタンの含有量が１．０％よりも低
い場合は先に開発した電極材と性能的に同じである。ま
た、硼化ランタンの含有量が２．０％よりも多くなる
と、材質的にきわめて脆くなるので、クラックや割れが
多発して、加工がほとんど不可能となる。
【００１０】従来、硼化ランタンの含有量が１．０％よ
りも多くなると、加工が困難であったが、本発明者等は
製法上の工夫により、２．０％のものまで製造可能とし
た。そして、このように硼化ランタンの含有量の多いも
のについて実用試験を行った結果、その性能がすぐれて
いることを見いだしたのである。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
の量を少なめにするのが好ましい。
りも多くなると、加工が困難であったが、本発明者等は
製法上の工夫により、２．０％のものまで製造可能とし
た。そして、このように硼化ランタンの含有量の多いも
のについて実用試験を行った結果、その性能がすぐれて
いることを見いだしたのである。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
の量を少なめにするのが好ましい。
【００１１】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。
【００１２】
【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。
【００１３】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。この電極棒をチャンバー内ト
ーチに陰極として保持し、純タングステンを陽極として
アルゴン雰囲気中にてアークを発生させた。
−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。この電極棒をチャンバー内ト
ーチに陰極として保持し、純タングステンを陽極として
アルゴン雰囲気中にてアークを発生させた。
【００１４】この場合、電極長さ４ｍｍ、ア−ク長２ｍ
ｍにてアークスタートさせ、２０分通電、１０分休止を
１サイクルとして、点弧性の良、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。
ｍにてアークスタートさせ、２０分通電、１０分休止を
１サイクルとして、点弧性の良、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。
【００１５】
【表１】
【００１６】同様の電極棒を使用し、耐消耗性を調べた
結果は図１の通りであった。試験条件は、ア−ク長２ｍ
ｍ、電極長さ４ｍｍで、３０分、６０分、３００分の連
続放電を行った。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、特に長
時間における耐消耗性がきわめてすぐれている。
結果は図１の通りであった。試験条件は、ア−ク長２ｍ
ｍ、電極長さ４ｍｍで、３０分、６０分、３００分の連
続放電を行った。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、特に長
時間における耐消耗性がきわめてすぐれている。
【００１７】
【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、過酷な放電条件において従来の
トリエ−テッドタングステン電極材以上の良好な点弧性
と耐消耗性を備えている。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、過酷な放電条件において従来の
トリエ−テッドタングステン電極材以上の良好な点弧性
と耐消耗性を備えている。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】耐消耗性の試験結果を表すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── 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１．０％よりも多く２．０％以
下の硼化ランタンを含有し、残部が実質的にタングステ
ンである電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7262559A JPH0976092A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | タングステン電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7262559A JPH0976092A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | タングステン電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0976092A true JPH0976092A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=17377496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7262559A Pending JPH0976092A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | タングステン電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0976092A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006097070A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Allied Material Corp | 耐酸化性を有するタングステン合金とその製造方法 |
| US7649319B2 (en) | 2005-06-03 | 2010-01-19 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Ultra-high pressure mercury lamp |
| JP2010033825A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Harison Toshiba Lighting Corp | 電極、放電ランプ、電極製造方法 |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP7262559A patent/JPH0976092A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006097070A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Allied Material Corp | 耐酸化性を有するタングステン合金とその製造方法 |
| JP4603841B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2010-12-22 | 株式会社アライドマテリアル | 耐酸化性を有するタングステン合金とその製造方法 |
| US7649319B2 (en) | 2005-06-03 | 2010-01-19 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Ultra-high pressure mercury lamp |
| JP2010033825A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Harison Toshiba Lighting Corp | 電極、放電ランプ、電極製造方法 |
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