JPH1186800A - Tungsten wire and manufacture thereof, and filament and its manufacture thereof - Google Patents
Tungsten wire and manufacture thereof, and filament and its manufacture thereofInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はタングステン線およ
びその製造方法と、このタングステン線を用いたフィラ
メントおよびその製造方法に関する。The present invention relates to a tungsten wire and a method for manufacturing the same, and a filament using the tungsten wire and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高融点金属であるタングステンは白熱電
球のフィラメントの材料として多く利用されている。一
般にタングステン線は次に述べる方法により製造されて
いる。まず、タングステン粉末を加圧して成形体を成形
し、この成形体を焼結して焼結バーを製造して、次いで
この焼結バーにスウエージング加工を施して丸棒とす
る。さらに、前記スウエージング加工により得られたタ
ングステン丸棒を加熱しながらダイスに通して引抜く線
引き加工を行う。そして、この線引き加工を所定回数繰
り返して所定の線径を有するタングステン線を製造す
る。この線引き加工ではタングステン線を円滑に線引き
できるよう潤滑剤を塗布している。この場合、高融点金
属であるタングステン線は１２００℃程度の高温で加熱
して線引きを行うために、潤滑剤としては耐熱性に優れ
た炭素系の潤滑剤を用いている。この炭素系の潤滑剤は
黒鉛粉末を水で溶き、増粘剤を加えたものである。製造
したタングステンのうち電球フィラメント用は、後工程
であるフィラメント製造工程に送られる。2. Description of the Related Art Tungsten, which is a refractory metal, is widely used as a material for filaments of incandescent lamps. Generally, a tungsten wire is manufactured by the following method. First, a tungsten powder is pressed to form a compact, and the compact is sintered to produce a sintered bar, and then the sintered bar is subjected to a swaging process to obtain a round bar. Further, a wire drawing process is performed in which the tungsten round bar obtained by the swaging process is drawn through a die while being heated. This wire drawing is repeated a predetermined number of times to produce a tungsten wire having a predetermined wire diameter. In this drawing process, a lubricant is applied so that the tungsten wire can be drawn smoothly. In this case, since the tungsten wire, which is a high melting point metal, is heated at a high temperature of about 1200 ° C. for drawing, a carbon-based lubricant having excellent heat resistance is used as the lubricant. This carbon-based lubricant is obtained by dissolving graphite powder in water and adding a thickener. Of the produced tungsten, the filament for the bulb filament is sent to the subsequent filament production process.
【０００３】フィラメント製造工程では、タングステン
線をマンドレルにコイル状に巻き付けてコイリングした
後、この形態でタングステン線に熱処理を施してタング
ステン線のコイル形状を固めてフィラメントを製造して
いる。このタングステン線に対する熱処理はタングステ
ン線に対して形をつけるために行うもので、１２００℃
程度の高温で熱処理を施している。そして、このように
製造したフィラメントをガラス製のバルブの内部に組込
み、このバルブを金属製の封止具で封止して電球を製造
している。In the filament manufacturing process, a tungsten wire is wound around a mandrel in a coil shape and coiled, and then the tungsten wire is subjected to a heat treatment in this form to solidify the coil shape of the tungsten wire to manufacture a filament. This heat treatment for the tungsten wire is performed to shape the tungsten wire, and is performed at 1200 ° C.
Heat treatment is performed at a high temperature. The filament thus manufactured is incorporated into a glass bulb, and the bulb is sealed with a metal sealing member to manufacture a light bulb.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来では前
述したようにタングステン線を高温で熱処理を施してコ
イル状に形成したフィラメントをガラス製のバルブの内
部に組込む作業を行う場合にフィラメントを形成するタ
ングステン線が破損しフィラメントが使用できなくなる
という事故が発生している。このように従来におけるフ
ィラメントを形成するタングステン線には耐衝撃性が低
く、衝撃力を受けると破損するものがあるという問題が
ある。However, conventionally, as described above, a filament is formed when a filament formed in a coil shape by heat-treating a tungsten wire at a high temperature is incorporated into a glass bulb. An accident has occurred in which the tungsten wire is broken and the filament cannot be used. As described above, there is a problem that the conventional tungsten wire forming the filament has low impact resistance and may be damaged when subjected to an impact force.
【０００５】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、耐衝撃性に優れた高い品質のタングステン線および
その製造方法を提供することを課題とする。また、本発
明は耐衝撃性に優れたタングステン線からなる高い品質
のフィラメントおよびその製造方法を提供することを課
題とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a high-quality tungsten wire excellent in impact resistance and a method of manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide a high quality filament made of a tungsten wire having excellent impact resistance and a method for producing the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは、従
来のフィラメントを形成するタングステン線が衝撃性に
弱くフィラメントに衝撃力が加わるとフィラメントを形
成するタングステン線が破損することがあるという事態
に対して、その原因と解決方法について種々研究を重ね
てきた。その結果、以下に述べる知見を得た。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention say that the conventional tungsten wire forming a filament is weak in impact resistance, and if an impact force is applied to the filament, the tungsten wire forming the filament may be broken. We have been conducting various studies on the causes and solutions for the situation. As a result, the following findings were obtained.
【０００７】まず、フィラメントを持ってガラス製のバ
ルブの内部に組込む作業を行う時に破損が生じた各フィ
ラメントを形成するタングステン線の特性について種々
分析した。この結果、破損が生じた各フィラメントを形
成するタングステン線は、表面に存在する炭素の量が破
損が生じなかったフィラメントを形成するタングステン
線の表面に存在する炭素の量より多いことが分かった。
すなわち、前述したようにタングステン線の製造におけ
る線引き加工では、タングステン線を高温で加熱するこ
とから耐熱性に優れた炭素系の潤滑剤を用いている。こ
のため、線引き加工後にはタングステン線の表面には炭
素系の潤滑剤が付着しており、このタングステン線の表
面に存在する炭素の量がタングステン線の破損事故に関
係があることが分かった。First, various analyzes were performed on the characteristics of the tungsten wire forming each of the filaments that were broken when the operation of incorporating the filament into a glass bulb was performed. As a result, it was found that the amount of carbon existing on the surface of the tungsten wire forming each broken filament was larger than the amount of carbon existing on the surface of the tungsten wire forming the filament not damaged.
That is, as described above, in the wire drawing process in the production of a tungsten wire, a carbon-based lubricant excellent in heat resistance is used because the tungsten wire is heated at a high temperature. Therefore, it has been found that a carbon-based lubricant adheres to the surface of the tungsten wire after the wire drawing process, and that the amount of carbon present on the surface of the tungsten wire is related to the tungsten wire breakage accident.
【０００８】そこで、発明者らはタングステン線の表面
に存在する炭素が、どのような理由によりタングステン
線の耐衝撃性を低下させて破損事故の原因となるかとい
う点について研究を行った。まず、タングステン線の表
面における組成について着目した。線引き加工上がりの
タングステン線の表面には加熱によりタングステン酸化
物（ＷＯ2 など）の層が形成され、さらにその外部には
前述した炭素が付着して存在している。Therefore, the present inventors have studied on why carbon present on the surface of the tungsten wire reduces the impact resistance of the tungsten wire and causes a breakage accident. First, attention was paid to the composition of the surface of the tungsten wire. A tungsten oxide (WO 2 or the like) layer is formed on the surface of the drawn tungsten wire by heating, and the above-mentioned carbon is attached to the outside thereof.
【０００９】発明者らはフィラメントを製造する時にタ
ングステン線を高温熱処理する際に、炭素とタングステ
ンとが反応してタングステン線の脆化が生じるのではな
いかという観点に立って種々研究、実験を重ねたが、タ
ングステンの脆化組織を発見することができなかった。The present inventors have conducted various studies and experiments from the viewpoint that carbon and tungsten react with each other when the tungsten wire is subjected to a high-temperature heat treatment during the production of the filament, thereby causing the tungsten wire to become brittle. Again, no embrittlement of tungsten could be found.
【００１０】次に発明者らは、フィラメントがタングス
テン線を高温熱処理（１２００℃）してコイルの形を作
るものであるためにタングステン線の高温熱処理につい
て着目した。この結果、高温熱処理によりタングステン
の延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）が上昇することを見
出した。金属は脆性延性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を超え
る温度では延性を示し、延性脆性遷移動温度（ＤＢＴ
Ｔ）以下であれば脆性を示す。従って、タングステン線
のフィラメントは延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を常
温以下に設定し、常温において延性を利用して加工をフ
ィラメントの組み込み作業を行えるようにしている。Next, the inventors paid attention to the high-temperature heat treatment of the tungsten wire because the filament is to form a coil by performing a high-temperature heat treatment (1200 ° C.) on the tungsten wire. As a result, it has been found that the ductile brittle transition dynamic temperature (DBTT) of tungsten is increased by the high-temperature heat treatment. Metals exhibit ductility at temperatures above the brittle-ductile transition temperature (DBTT) and have a ductile-brittle transition temperature (DBT).
T) or less indicates brittleness. Therefore, the ductile brittle transition dynamic temperature (DBTT) of the filament of the tungsten wire is set to a normal temperature or lower, and the process of incorporating the filament using the ductility at the normal temperature can be performed.
【００１１】ところが、タングステン線の表面における
炭素が多いと、前記のタングステン線に対して高温熱処
理を行うと、この高温熱処理においてタングステン線の
表面における炭素がタングステンの中に不純物として多
く入り込み、タングステン線の延性脆性遷移動温度（Ｄ
ＢＴＴ）が上昇する。このため、タングステン線を高温
熱処理してコイル状に形成したフィラメントは常温にお
いて脆性が増大して耐衝撃性が低下する。従って、フィ
ラメントを白熱電球のバルブの内部に組込む場合などに
フィラメントに外部から衝撃力が加わるとフィラメント
を形成するタングステン線が破損することがある。However, if there is a large amount of carbon on the surface of the tungsten wire, high-temperature heat treatment is performed on the tungsten wire. In this high-temperature heat treatment, a large amount of carbon on the surface of the tungsten wire enters the tungsten as an impurity. Brittle transition dynamic temperature (D
BTT) rises. For this reason, the filament formed into a coil by heat-treating the tungsten wire at a high temperature has an increased brittleness at normal temperature and has a reduced impact resistance. Accordingly, when an external impact force is applied to the filament such as when the filament is incorporated into the bulb of an incandescent lamp, the tungsten wire forming the filament may be damaged.
【００１２】このように発明者らは、タングステン線の
表面に多量の炭素が存在することがフィラメントを形成
するタングステン線が破損する原因であるとが分かっ
た。そこで、発明者らはフィラメントを形成するタング
ステン線が破損する事態に対処するために、タングステ
ン線の表面から炭素を取り除くことに着目し、そのため
に炭素を効率良く取り除くことができる方法として電気
分解法に着目した。すなわち、電気分解法によりタング
ステン線の表面に形成されている層を取り除いて裸にす
る方法である。しかし、この方法では設備が大掛かりで
設備費が高く実際的でない。As described above, the inventors have found that the presence of a large amount of carbon on the surface of the tungsten wire causes the tungsten wire forming the filament to be damaged. Therefore, the inventors focused on removing carbon from the surface of the tungsten wire in order to cope with a situation in which the tungsten wire forming the filament was damaged, and as a method for removing carbon efficiently, electrolysis was used. We paid attention to. That is, this is a method in which a layer formed on the surface of the tungsten wire is removed by electrolysis and stripped. However, in this method, the equipment is large and the equipment cost is high, which is not practical.
【００１３】このことから発明者らはタングステン線の
表面における炭素の量を低減することに着目し、またこ
のための適切な方法を見出すために種々実験と研究を重
ねた。その過程で発明者らはフィラメントを製造するた
めにタングステン線を高温熱処理する際の雰囲気に着目
した。まず、発明者らは還元雰囲気のなかで高温熱処理
を行った。その結果、タングステン線の脆性は全く改善
されず、相変わらず破損事故が生じていた。次に発明者
らは水蒸気雰囲気でのなかで高温熱処理を行った。そう
するとタングステン線の脆性は改善されて破損事故が発
生しなかった。From this, the inventors focused on reducing the amount of carbon on the surface of the tungsten wire, and repeated various experiments and studies to find an appropriate method for this. In the process, the inventors paid attention to the atmosphere when the tungsten wire was subjected to a high-temperature heat treatment in order to manufacture a filament. First, the inventors performed high-temperature heat treatment in a reducing atmosphere. As a result, the brittleness of the tungsten wire was not improved at all, and a breakage accident still occurred. Next, the inventors performed high-temperature heat treatment in a steam atmosphere. Then, the brittleness of the tungsten wire was improved and no breakage accident occurred.
【００１４】これは次に述べる理由によるものと考えら
れる。すなわち、水蒸気雰囲気は水Ｈ2 Ｏを含んでおり
酸化雰囲気である。そして、水Ｈ2 Ｏの酸素Ｏがタング
ステン線の表面にある炭素Ｃと反応して炭素ＣをＣＯ2
の形で取り出している。これによりタングステン線の表
面における炭素の量を低減することができる。This is considered to be due to the following reason. That is, the steam atmosphere contains water H 2 O and is an oxidizing atmosphere. Then, oxygen O of water H 2 O reacts with carbon C on the surface of the tungsten wire to convert carbon C into CO 2.
In the form of Thereby, the amount of carbon on the surface of the tungsten wire can be reduced.
【００１５】このことから酸素を利用することによりタ
ングステン線の表面における炭素を取り出してその量を
低減することができ、そのためにタングステン線の表面
における酸素の量を増大させることが良いことがわかっ
た。さらに、発明者らは実験を重ねてタングステン線の
表面における酸素の量を炭素の量に対してある値より多
く存在させることにより確実に炭素を取り除くことがで
きることを見出した。しかしながら、高温熱処理を行う
炉に蒸気雰囲気を作り出すには設備に費用がかさむとい
う問題がある。From this fact, it has been found that by using oxygen, carbon on the surface of the tungsten wire can be taken out and its amount can be reduced, and therefore, it is better to increase the amount of oxygen on the surface of the tungsten wire. . Furthermore, the inventors have repeatedly conducted experiments and found that carbon can be reliably removed by making the amount of oxygen on the surface of the tungsten wire more than a certain value with respect to the amount of carbon. However, creating a steam atmosphere in a furnace for performing a high-temperature heat treatment has a problem that equipment is expensive.
【００１６】そこで、発明者らは、タングステン線を製
造する工程においてこの工程を利用してタングステン線
の表面における酸素の量を増大させることにより、特別
に大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に
優れたタングステン線を得ることができることを見出し
た。すなわち、タングステン線を製造する工程において
線の表面において確実に炭素を取り除くことができる量
の酸素が存在するタングステン線を得ることを見出し
た。本発明はこのような知見に基づいてなされたもので
ある。Therefore, the present inventors have utilized this step in the process of manufacturing a tungsten wire to increase the amount of oxygen on the surface of the tungsten wire, thereby making it economically resistant without using specially large-scale equipment. It has been found that a tungsten wire having excellent impact properties can be obtained. That is, it has been found that a tungsten wire having an amount of oxygen capable of reliably removing carbon from the surface of the wire in the process of manufacturing the tungsten wire is obtained. The present invention has been made based on such findings.
【００１７】また、タングステン線の完成サイズだけで
なく加工途中のサイズにおいても酸素量の増大はタング
ステンの脆化防止に有効であり、伸線中の切れなどのト
ラブルを減少させるという知見も得ている。In addition, it has been found that an increase in the amount of oxygen is effective in preventing the embrittlement of tungsten, not only in the completed size of the tungsten wire but also in the size in the course of processing, and reduces troubles such as breakage during drawing. I have.
【００１８】すなわち、請求項１の発明のタングステン
線は、表面における酸素と炭素の重量比が４以上である
ことを特徴とする。請求項２の発明は、請求項１に記載
のタングステン線において、前記酸素と炭素の重量比が
５以上であることを特徴とする。That is, the tungsten wire according to the first aspect of the present invention is characterized in that the weight ratio of oxygen to carbon on the surface is 4 or more. According to a second aspect of the present invention, in the tungsten wire according to the first aspect, the weight ratio of oxygen to carbon is 5 or more.
【００１９】請求項３の発明は、請求項１に記載のタン
グステン線において、酸素はタングステン酸化物として
存在することを特徴とする。請求項１ないし請求項３の
発明の構成によれば、タングステン線の表面の酸素が炭
素と結び付いて炭素を除去するとともに、炭素のタング
ステン線への侵入を防ぎ、タングステン線の炭素による
脆化を防止して耐衝撃性を高めることができる。According to a third aspect of the present invention, in the tungsten wire according to the first aspect, oxygen is present as a tungsten oxide. According to the configuration of claims 1 to 3, oxygen on the surface of the tungsten wire is combined with carbon to remove carbon, prevent carbon from penetrating into the tungsten wire, and reduce the embrittlement of the tungsten wire by carbon. Can be prevented to increase the impact resistance.
【００２０】請求項４の発明のタングステン線の製造方
法は、タングステン焼結体を加熱した加熱した後ダイス
を通して引き抜く線引き工程を備え、表面における酸素
と炭素の重量比が４以上となるように酸素量と炭素量を
調整する処理を行うことを特徴とする。The method of manufacturing a tungsten wire according to a fourth aspect of the present invention includes a wire drawing step of heating the tungsten sintered body, heating the tungsten sintered body, and then drawing the tungsten sintered body through a die, so that the weight ratio of oxygen to carbon on the surface becomes 4 or more. It is characterized in that a process of adjusting the amount and the amount of carbon is performed.
【００２１】請求項５の発明は、請求項４に記載のタン
グステン線の製造方法において、前記線引き工程では潤
滑剤を用いることを特徴とする。請求項４および請求項
５の発明の構成によれば、タングステン線を製造する工
程においてこの工程を利用してタングステン線の表面に
おける酸素の量を増大させることにより、特別に大掛か
りな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に優れたタ
ングステン線を得ることができる。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a tungsten wire according to the fourth aspect, a lubricant is used in the drawing step. According to the structure of the invention of claim 4 and claim 5, in the step of manufacturing the tungsten wire, by using this step to increase the amount of oxygen on the surface of the tungsten wire, specially large-scale equipment is used. Thus, a tungsten wire excellent in impact resistance can be obtained economically.
【００２２】請求項６の発明のフィラメントは、表面に
おける酸素と炭素の重量比が４以上であるタングステン
線をコイル状に形成したことを特徴とする。この発明の
構成によれば、フィラメントを製造する過程でタングス
テン線が脆化することを防止し、耐衝撃性に優れて高品
質のフィラメントを得ることができる。The filament according to the invention of claim 6 is characterized in that a tungsten wire having a weight ratio of oxygen to carbon on the surface of 4 or more is formed in a coil shape. According to the configuration of the present invention, it is possible to prevent the tungsten wire from being embrittled in the process of manufacturing the filament, and to obtain a high-quality filament having excellent impact resistance.
【００２３】請求項７の発明のフィラメントの製造方法
は、表面に酸化物層を有する金属からマンドレルにタン
グステン線を巻き付けてコイル状に形成することを特徴
とする。In a seventh aspect of the present invention, there is provided a filament manufacturing method, wherein a tungsten wire is wound around a mandrel from a metal having an oxide layer on the surface to form a coil.
【００２４】この発明の構成によれば、線引き上がりの
タングステン線の表面における酸素の量が少ない場合
に、フィラメントを製造する工程においてタングステン
線の表面における酸素の量を増大させて高温熱処理によ
るタングステン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れたフ
ィラメントを得ることができる。According to the structure of the present invention, when the amount of oxygen on the surface of the drawn tungsten wire is small, the amount of oxygen on the surface of the tungsten wire is increased in the step of manufacturing the filament, and the tungsten wire is subjected to the high-temperature heat treatment. Can be suppressed, and a filament having excellent impact resistance can be obtained.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、まずタングステン線を製造する工場に
おいて製造されたタングステン線を対象にしている。Embodiments of the present invention will be described. The present invention is directed to a tungsten wire manufactured in a factory for manufacturing a tungsten wire.
【００２６】そして、本発明のタングステン線は、タン
グステン線の表面に酸素と炭素が存在し、熱処理前にお
けるタングステン線の表面に存在する酸素と炭素の重量
比が４以上であることを特徴とする。[0026] The tungsten wire of the present invention is characterized in that oxygen and carbon are present on the surface of the tungsten wire, and the weight ratio of oxygen and carbon present on the surface of the tungsten wire before the heat treatment is 4 or more. .
【００２７】このようにタングステン線の表面に酸素が
炭素に対して４以上の割合で存在すると、タングステン
線を高温熱処理（例えば１２００℃）を施すと、酸素Ｏ
がタングステン線の表面にある炭素Ｃと反応して炭素Ｃ
をＣＯ2 の形で除去する。このため、高温熱処理におい
て炭素がタングステンの中に不純物として入り込み、タ
ングステン線の延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を上昇
させるという事態の発生を大幅に抑制できる。従って、
高温熱処理によりタングステン線が脆化することを大幅
に抑制できる。As described above, when oxygen is present on the surface of the tungsten wire at a ratio of 4 or more to carbon, when the tungsten wire is subjected to a high-temperature heat treatment (for example, 1200 ° C.), the oxygen O
Reacts with carbon C on the surface of the tungsten wire to produce carbon C
In the form of CO 2 . For this reason, it is possible to significantly suppress the occurrence of a situation in which carbon enters as an impurity into tungsten in the high-temperature heat treatment and raises the ductile brittle transition dynamic temperature (DBTT) of the tungsten wire. Therefore,
Embrittlement of the tungsten wire due to the high-temperature heat treatment can be significantly suppressed.
【００２８】これにより本発明のタングステン線は、タ
ングステン線を高温熱処理して製品を製造する場合に、
脆化を生じることがない高品質の材料として供すること
ができる。Thus, the tungsten wire of the present invention can be used for producing a product by subjecting a tungsten wire to a high-temperature heat treatment.
It can be provided as a high quality material that does not cause embrittlement.
【００２９】特にタングステン線の表面に存在する酸素
と炭素の重量比が５以上であると、炭素が酸素と結び付
いて取り除かれる度合いが一層高くなってタングステン
線の脆化を全く防止することができる。すなわち、タン
グステン線における脆化の発生を抑える効果が大きい。In particular, when the weight ratio of oxygen to carbon existing on the surface of the tungsten wire is 5 or more, the degree of removal of carbon associated with oxygen is further increased, so that embrittlement of the tungsten wire can be prevented at all. . That is, the effect of suppressing the occurrence of embrittlement in the tungsten wire is great.
【００３０】本発明のタングステン線からなる部品は基
本的に次に述べる方法により製造する。タングステン粉
末を加圧して成形体を成形し、この成形体を焼結して焼
結バーを製造して、次いでこの焼結バーにスウエージン
グ加工を施して丸棒とする。さらに、前記スウエージン
グ加工により得られたタングステン丸棒を加熱しながら
ダイスに通して引抜く線引き加工を行う。そして、この
線引き加工を所定回数繰り返して所定の線径を有するタ
ングステン線を製品として製造する。この線引き加工で
はタングステン線を円滑に線引きできるよう潤滑剤を塗
布する。この場合、高融点金属であるタングステン線は
１２００℃程度の高温で加熱して線引きを行うために、
潤滑剤としては耐熱性に優れた炭素系の潤滑剤を用い
る。この炭素系の潤滑剤は黒鉛粉末を水で溶き、増粘剤
を加えたものである。The component made of the tungsten wire of the present invention is basically manufactured by the following method. Tungsten powder is pressed to form a compact, and the compact is sintered to produce a sintered bar. The sintered bar is swaged into a round bar. Further, a wire drawing process is performed in which the tungsten round bar obtained by the swaging process is drawn through a die while being heated. This wire drawing is repeated a predetermined number of times to produce a tungsten wire having a predetermined wire diameter as a product. In this drawing process, a lubricant is applied so that the tungsten wire can be drawn smoothly. In this case, the tungsten wire, which is a refractory metal, is heated at a high temperature of about 1200 ° C. to draw the wire.
As the lubricant, a carbon-based lubricant having excellent heat resistance is used. This carbon-based lubricant is obtained by dissolving graphite powder in water and adding a thickener.
【００３１】前述したように線引き加工に炭素系の潤滑
剤を使用することにより、線引き加工上りのタングステ
ン線の表面には炭素が存在する。そこで、前述したタン
グステン線を製造する工程のなかで、タングステン線の
表面に炭素に対して酸素が重量比で４以上、できれば５
以上存在するようにする処理を行う。このようなタング
ステン線の表面における酸素と炭素の重量比を４以上に
する処理としては、タングステン線の製造において焼結
体にスウエージングおよび線引きを施す過程で焼結体に
対して酸化物を形成する方法、線引き加工後にタングス
テン線を大気中で加熱処理する方法などが挙げられる。
すなわち、タングステン焼結体をスウエージングおよび
線引き加工する時にタングステン焼結体を加熱すること
を利用することができる。また、タングステン線の表面
における酸素と炭素の重量比の調整は、タングステン線
の線引きの条件を種々調整することでも可能である。例
えば、線引き時の温度や潤滑剤の塗布量を調整する。As described above, by using a carbon-based lubricant in the wire drawing, carbon is present on the surface of the tungsten wire after the wire drawing. Therefore, in the process of manufacturing the tungsten wire described above, the weight ratio of oxygen to carbon is 4 or more, preferably 5
The processing for making the above exist is performed. As a treatment for increasing the weight ratio of oxygen and carbon on the surface of the tungsten wire to 4 or more, an oxide is formed on the sintered body in the process of swaging and drawing the sintered body in the production of a tungsten wire. And a method of heating the tungsten wire in the air after drawing.
That is, it is possible to utilize the heating of the tungsten sintered body when the tungsten sintered body is swaged and drawn. The weight ratio between oxygen and carbon on the surface of the tungsten wire can be adjusted by variously adjusting the conditions for drawing the tungsten wire. For example, the temperature at the time of drawing and the amount of lubricant applied are adjusted.
【００３２】なお、タングステン線における酸素と炭素
の量を測定するには従来から採用されている公知の方法
を採用する。図１は製造されたタングステン線の断面を
示している。図中１はタングステン線、２は前記スウエ
ージングや線引きの加工の際の加熱によりタングステン
線１の表面に形成されたＷＯ2 やＷＯ3 などのタングス
テン酸化物、３はタングステン酸化物層２の表面側にあ
る炭素である。タングステン線１の表面における酸素は
タングステン酸化物として存在する。炭素３は線引き加
工に使用された炭素系の潤滑剤である。そして、この線
引き上りのタングステン線１の表面における酸素と炭素
の重量比が４以上である。In order to measure the amounts of oxygen and carbon in the tungsten wire, a conventionally known method is adopted. FIG. 1 shows a cross section of the manufactured tungsten wire. In the figure, 1 is a tungsten wire, 2 is a tungsten oxide such as WO 2 or WO 3 formed on the surface of the tungsten wire 1 by heating during the above-mentioned swaging or drawing, and 3 is a surface of the tungsten oxide layer 2. The carbon on the side. Oxygen on the surface of the tungsten wire 1 exists as tungsten oxide. Carbon 3 is a carbon-based lubricant used for wire drawing. The weight ratio of oxygen to carbon on the surface of the drawn tungsten wire 1 is 4 or more.
【００３３】このようにタングステン線を製造する工程
においてこの工程を利用してタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素との重量比を調整することにより、特別
に大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に
優れたタングステン線を得ることができる。As described above, in the process of manufacturing a tungsten wire, by using this process to adjust the weight ratio of oxygen to carbon on the surface of the tungsten wire, it is economically resistant without using special large-scale equipment. A tungsten wire having excellent impact properties can be obtained.
【００３４】また、本発明では、前述したタングステン
線からなる部品のひとつとして白色電球に用いるフィラ
メントを対象にしている。この白熱電球のフィラメント
は前述した表面における酸素と炭素の重量比が４以上で
あるタングステン線をコイル状に形成したものである。
このため、この白熱電球のフィラメントは、フィラメン
トを製造する過程でタングステン線が脆化することを防
止し、耐衝撃性に優れて高品質のフィラメントを得るこ
とができる。Further, the present invention is directed to a filament used in a white light bulb as one of the components made of the above-described tungsten wire. The filament of this incandescent lamp is formed by forming a tungsten wire having a weight ratio of oxygen to carbon on the surface of 4 or more in a coil shape.
For this reason, the filament of this incandescent lamp can prevent the tungsten wire from being embrittled in the process of manufacturing the filament, and can obtain a high-quality filament having excellent impact resistance.
【００３５】白色電球のフィラメントを製造する方法に
ついて説明する。まず、前述したタングステン線の製造
方法により表面における酸素と炭素の重量比が４以上で
あるタングステン線を製造する。A method for producing a filament of a white light bulb will be described. First, a tungsten wire having a surface with a weight ratio of oxygen to carbon of 4 or more is manufactured by the above-described method for manufacturing a tungsten wire.
【００３６】次にこのタングステン線を用いて図２に示
すようにフィラメントを製造する。すなわち、図２
（ａ）に示すようにタングステン線１をマンドレル１１
に巻き付けてコイリングを行い、タングステン線１を部
品形状であるコイル状に形成する。その後、図２（ｂ）
に示すようにコイル状をなすタングステン線１を例えば
１２００℃に保持された水素炉１２で５分間保持する熱
処理を施し、タングステン線をコイルの形状に固めて、
図２（ｃ）に示すようにタングステン線からなる部品で
あるコイル状をなす電極用フィラメント１３を形成す
る。Next, a filament is manufactured using this tungsten wire as shown in FIG. That is, FIG.
(A) As shown in FIG.
And coiling is performed to form the tungsten wire 1 into a coil shape which is a component shape. Then, FIG.
As shown in the figure, a heat treatment is performed to hold the coil-shaped tungsten wire 1 in a hydrogen furnace 12 kept at, for example, 1200 ° C. for 5 minutes to solidify the tungsten wire into a coil shape.
As shown in FIG. 2C, a coil-shaped electrode filament 13 which is a component made of a tungsten wire is formed.
【００３７】次に本発明の具体的な一実施例について説
明する。この実施例は、白色電球フィラメントを対象に
している。まず、フィラメントを形成するためのタング
ステン線をサンプルＡ〜Ｅとして用意した。いずれのタ
ングステン線も直径は０．２ｍｍである。サンプルＡ、
Ｂはいずれも線材の製造工程において酸素と炭素の重量
比を調整する処理は行っておらず、線引き加工上りのま
まである。サンプルＡ、Ｂのタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素との重量比は４未満である。サンプルＣ
は線材の製造工程において線引き加工後に大気中で８０
０℃で２秒間加熱したもので、表面における酸素と炭素
との重量比は４以上である。サンプルＤ、Ｅは線材の製
造工程において線引き加工後に大気中で１０００℃で２
秒間加熱したもので、表面における酸素と炭素との重量
比は５以上である。Next, a specific embodiment of the present invention will be described. This embodiment is directed to a white light bulb filament. First, tungsten wires for forming a filament were prepared as samples A to E. Each tungsten wire has a diameter of 0.2 mm. Sample A,
In any of B, the process of adjusting the weight ratio of oxygen and carbon was not performed in the manufacturing process of the wire rod, and the wire remained as it was after drawing. The weight ratio of oxygen to carbon on the surfaces of the tungsten wires of Samples A and B is less than 4. Sample C
Is 80 in air after wire drawing in the wire manufacturing process.
Heated at 0 ° C. for 2 seconds, the weight ratio of oxygen to carbon on the surface is 4 or more. Samples D and E were drawn at 1000 ° C. in the air after drawing in the wire manufacturing process.
Heated for 2 seconds, the weight ratio of oxygen to carbon on the surface is 5 or more.
【００３８】そして、各サンプルのタングステン線をマ
ンドレルである直径１．０ｍｍのモリブデン線に巻き付
けてコイル形状に形成した。このコイルは直径１ｍｍ、
長さ３００ｍｍであった。マンドレルには電解により表
面を金属光沢が得られるまで研磨したモリブデン線を用
いた。その後、形成したコイル状の各タングステン線を
１２００℃に保持された水素炉に入れて５分間保持する
ことによりサンプルのコイルを夫々製造した。Then, the tungsten wire of each sample was wound around a mandrel molybdenum wire having a diameter of 1.0 mm to form a coil. This coil is 1mm in diameter,
The length was 300 mm. As the mandrel, a molybdenum wire whose surface was polished by electrolysis until a metallic luster was obtained was used. Thereafter, each of the formed coil-shaped tungsten wires was placed in a hydrogen furnace maintained at 1200 ° C. and maintained for 5 minutes, thereby manufacturing sample coils.
【００３９】こうして製造した各コイルに、衝撃試験
（５０ｍｍの高さから５０ｍｇの重りを落下させてその
衝撃でコイルが破断するか、否かを調べる試験。）を行
った。表面を酸化させていないマンドレルを使用したコ
イルの試験結果を図３の線図に示す。この線図は、タン
グステン線の表面における酸素と炭素との重量比と、タ
ングステン線の破断回数を組合せたものである。Each coil thus manufactured was subjected to an impact test (a test for dropping a 50 mg weight from a height of 50 mm and examining whether or not the impact would break the coil). FIG. 3 shows a test result of a coil using a mandrel whose surface is not oxidized. This diagram combines the weight ratio between oxygen and carbon on the surface of the tungsten wire and the number of times the tungsten wire has been broken.
【００４０】この線図によれば、サンプルＡ、Ｂのタン
グステン線を用いたコイルは破断回数が多く信頼性が乏
しく実用に供し得ないことがわかる。サンプルＣのタン
グステン線を用いたコイルは破断回数が少なく実用に供
し得ることがわかる。特にサンプルＤ、Ｅタングステン
線を用いたコイルは破断がなく充分な信頼性を有する高
品質なものであることがわかる。According to this diagram, it is understood that the coils using the tungsten wires of Samples A and B have a large number of breaks, have poor reliability, and cannot be put to practical use. It is understood that the coil using the tungsten wire of Sample C has a small number of breaks and can be used practically. In particular, it can be seen that the coils using the tungsten wires of Samples D and E are of high quality with no breakage and sufficient reliability.
【００４１】製造されたタングステン線の表面における
酸素と炭素の重量比が４未満である場合には、タングス
テン線をコイリングする時に用いる金属線からなるマン
ドレルを予め大気中で加熱して、マンドレルの表面に酸
化物層を形成し、このマンドレルにタングステン線を巻
き付けることによりタングステン線の表面に酸化物を付
着させて、タングステン線の表面における炭素の除去を
促進させる方法がある。When the weight ratio of oxygen and carbon on the surface of the manufactured tungsten wire is less than 4, a mandrel made of a metal wire used for coiling the tungsten wire is heated in advance in the atmosphere, and the surface of the mandrel is heated. There is a method in which an oxide layer is formed on a tungsten wire, and a tungsten wire is wound around the mandrel to cause the oxide to adhere to the surface of the tungsten wire, thereby promoting the removal of carbon on the surface of the tungsten wire.
【００４２】この方法によれば、製造されたタングステ
ン線の表面における酸素の量が少ない場合に、フィラメ
ントを製造する工程においてタングステン線の表面にお
ける炭素の除去を促進させて温熱処理によるタングステ
ン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れたフィラメントを
得ることができる。According to this method, when the amount of oxygen on the surface of the manufactured tungsten wire is small, the removal of carbon on the surface of the tungsten wire is promoted in the step of manufacturing the filament, and the tungsten wire becomes brittle by the heat treatment. Thus, a filament excellent in impact resistance can be obtained by suppressing the formation of a filament.
【００４３】なお、本発明は前述した実施の形態に限定
されずに、種々変形して実施することができる。本発明
のタングステン線はフィラメントに限定されず、タング
ステン線を材料とする製品に広く供給することができ
る。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with various modifications. The tungsten wire of the present invention is not limited to a filament, but can be widely supplied to products using a tungsten wire as a material.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本願の発明によれ
ば、表面の酸素が炭素と結び付き除去させることによ
り、炭素による脆化を防止して耐衝撃性を高めた高品質
のタングステン線を得ることができる。As described above, according to the present invention, a high-quality tungsten wire having improved impact resistance is obtained by preventing oxygen on the surface from binding with carbon and removing it, thereby preventing embrittlement due to carbon. be able to.
【００４５】また、本願の発明によれば、タングステン
線を製造する工程を利用してタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素の重量比を調整することにより、特別に
大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に優
れたタングステン線を得ることができる。According to the invention of the present application, the weight ratio of oxygen to carbon on the surface of the tungsten wire is adjusted by utilizing the process of manufacturing the tungsten wire, so that it is economical without using a special large-scale facility. Thus, a tungsten wire having excellent impact resistance can be obtained.
【００４６】また、本願の発明によれば、フィラメント
を製造する過程でタングステン線が脆化することを防止
し、耐衝撃性に優れて高品質のフィラメントを得ること
ができる。Further, according to the present invention, it is possible to prevent the tungsten wire from being embrittled in the process of manufacturing the filament, and to obtain a high-quality filament having excellent impact resistance.
【００４７】また、本願の発明によれば、製造されたタ
ングステン線の表面における酸素の量が少ない場合に、
フィラメントを製造する工程においてタングステン線の
表面における酸素と炭素の重量比を調整して高温熱処理
によるタングステン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れ
たフィラメントを得ることができる。According to the invention of the present application, when the amount of oxygen on the surface of the manufactured tungsten wire is small,
In the step of manufacturing the filament, the weight ratio of oxygen and carbon on the surface of the tungsten wire is adjusted to suppress the embrittlement of the tungsten wire due to the high-temperature heat treatment, thereby obtaining a filament excellent in impact resistance.
【図１】本発明の部品に用いるタングステン線を示す断
面図。FIG. 1 is a sectional view showing a tungsten wire used for a component of the present invention.
【図２】電球フィラメントコイルを製造する工程を示す
図。FIG. 2 is a diagram showing a process of manufacturing a light bulb filament coil.
【図３】タングステン線の表面における酸素と炭素の重
量比と破断回数との関係を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the weight ratio of oxygen and carbon on the surface of a tungsten wire and the number of breaks.
１…タングステン線、 ２…タングステン酸化物、 ３…炭素、 １１…マンドレル、 １２…炉、 １３…フィラメント。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... tungsten wire, 2 ... tungsten oxide, 3 ... carbon, 11 ... mandrel, 12 ... furnace, 13 ... filament.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｋ 3/02 Ｈ０１Ｋ 3/02 Ａ Ｂ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01K 3/02 H01K 3/02 AB
Claims (7)
上であることを特徴とするタングステン線。1. A tungsten wire, wherein the weight ratio of oxygen to carbon on the surface is 4 or more.
ことを特徴とする請求項１に記載のタングステン線。2. The tungsten wire according to claim 1, wherein the weight ratio of oxygen to carbon is 5 or more.
ることを特徴とする請求項１に記載のタングステン線。3. The tungsten wire according to claim 1, wherein oxygen is present as a tungsten oxide.
を通して引き抜く線引き工程を備え、表面における酸素
と炭素の重量比が４以上となるように酸素量と炭素量を
調整する処理を行うことを特徴とするタングステン線の
製造方法。4. A wire drawing step of heating the tungsten sintered body and then drawing the tungsten sintered body through a die, and performing a process of adjusting the amount of oxygen and the amount of carbon such that the weight ratio of oxygen to carbon on the surface becomes 4 or more. Method for manufacturing a tungsten wire.
を特徴とする請求項４に記載のタングステン線の製造方
法。5. The method for producing a tungsten wire according to claim 4, wherein a lubricant is used in said drawing step.
上であるタングステン線をコイル状に形成したものであ
ることを特徴とするフィラメント。6. A filament formed by forming a tungsten wire having a weight ratio of oxygen to carbon on its surface of 4 or more into a coil shape.
ンドレルにタングステン線を巻き付けてコイル状に形成
することを特徴とするフィラメントの製造方法。7. A method for producing a filament, comprising forming a coil by winding a tungsten wire around a mandrel made of a metal having an oxide layer on the surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23841197A JP3940474B2 (en) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Tungsten wire for filament, method for producing tungsten wire, filament and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JPH1186800A true JPH1186800A (en) | 1999-03-30 |
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|---|---|---|---|
| JP23841197A Expired - Lifetime JP3940474B2 (en) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Tungsten wire for filament, method for producing tungsten wire, filament and method for producing the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3940474B2 (en) |
Cited By (3)
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-
1997
- 1997-09-03 JP JP23841197A patent/JP3940474B2/en not_active Expired - Lifetime
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