JPS5812201B2 - 複合成形炭素電極の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は成形した複合炭素電極に関する。

さらに詳細には本発明は成形して複雑な形にでき且つ迅
速に加工できる廉価な成形複合炭素放電加工（ＥＤＭ）
電極に関する。

放電加工（屡々火花放電加工、電極腐蝕加工又はアーク
加工と云われる）とは、電導性ＥＤＭ電極と加工片との
間の間隙に一連の放電を行なうことにより、電導性加工
片（通常は金属）の一部を加工により除去する方法であ
る。

通常電極と加工片との間に誘電性の流体を用い、そして
一定の周波数と電流とをもった一連の火花を電極から加
工片へと、或いはその逆の方向に流す。

火花は電極と加工片間の最短距離を通り、このようにし
て加工片の一部を除去する。

次の火花は異った径路を通る。

というのは前回の径路は長くなっているからである。

多数の火花放電を行なうことにより、電極（又は逆）の
形は加工されて加工片へと達する。

この間誘電用流体は加工区域に循環させられ，同時に火
花は電極から加工片へと（又は逆）に達し、加工された
金属粒子を流し去り、そして加工区域を冷却する。

上記方法の変形法も知られている。

ＥＤＭの一つの応用は上記方法で鍛造作業用ダイス型を
つくることである。

最終的に望ましい部分として同じ形をもつ電極を用いて
この形を加工し、所望の部品を鍛造するのに使用するダ
イス型をつくる。

従来このような電極に用いられた材料としては金属及び
合金（例えば銅、真ちゅう、又は亜鉛一錫金属）並びに
加工したグラファイトがある。

加工中金属電極はそれ自身グラファイトよりも著しく腐
蝕され、そして金属電極に対する原料は比較的高価であ
る。

黒鉛から加工された電極はこのような問題を解決するが
、個々に加工する必要があり、従って別の面で電極の原
価を上昇させる。

黒鉛電極はまた正確に同じものをつくることが困難であ
る。

純粋なグラファイト成形電極は高温 （２６００℃程
度）で長時間グラファイト化を行なう必要がある。

従来、純粋な成形されたグラファイトの代用品をつくる
には本質的に長い１つ又はそれ以上の工程、例えばベン
ゼンの熱分解による如き長時間の且つ潜在的に危険な熱
分解炭素組成物を副生ずる工程を必要とした。

押出を含むような方法は限定された価値しかもっていな
い。

というのはこれらの方法は電極が均一な断面の形をもつ
時にのみ使用できるからである。

さらに、内部抵抗により加熱する方法（即ち、電極の中
に電流を通し電極をつくるのに用いられる混合物を硬化
又は焙焼させるのに必要な熱を発生させる方法は、複雑
な形の場合には用いられない。

というのは形が不規則であると電流の分布も不規則にな
り、そして不均一な電極ができるからである。

エル・ディー・ロッテ（Ｌ．Ｄ．Ｌｏｃｈ）の特願昭４
５−５４８３７号（特公昭４９−４６４７７号）によれ
ば、これらの多くの欠点を克服した電極が提供されてい
る。

この電極は実質的に（１）好ましくは粒径が約２９７μ
より小さ《、その１００部当り約６０〜１００部のグラ
ファイト含有物と０〜約４０部の石油コークス含有物と
から成る炭素含有物と、（２）該グラファイト及び石油
コークス含有物１００部当り約５〜約２５部の炭化した
硬化フェノールーアルデヒド・ノボラツク樹脂マトリッ
クスとから成り、該マトリックスは該グラファイト及び
石油コークス含有物を接合しているものである。

しかしながら、上記特願昭４５−５４８３７号方法でつ
くられた電極は、ある条件下において「アーク・アウト
（ａｒｃ ｏｕｔ）」すること、即ち単一の点だけでア
ークを発し、次々と異った点ではアークを生ぜず、従っ
て適正な加工工程が中断され、電極を配置し直さなけれ
ばならないことが見出された。

時として起るこのような特願昭４５−５４８３７号の電
極の欠陥は、焙焼（樹脂接合物の炭化）の途中で表面の
微少部分に酸化が起り、焙焼中表面の平均的なかたさを
減少させるためであると信じられている。

従って、本発明の目的は特願昭４５−５４８３７号の利
点を有し、且つ放電加工中一層満足すべき使用特性なも
ち、焙焼中表面の平均的なかたさが変化しないか又は増
加することで特徴ずけられる、表面の微少な酸化のない
、そして、電極の表面のかたさが増加している複合成形
炭素ＥＤＭ電極を提供することである。

本発明の上記目的は （１）１００部当り約６０〜１００部の少くとも部分的
にグラファイト化された炭素粉末と０〜約４０部のグラ
ファイト化されていない石油コークス粉末とから成る乾
燥粉末をつくり、 （２）該乾燥粉末１００部当り、約１０〜約３５部のフ
ェノール・アルデヒド・ノボラツク樹脂被膜で該乾燥粉
末を被覆して、被覆された粉末をつくり、 （３）一定量の該被覆粉末を約１００〜約６００℃の温
度及び約２０〜約６ ０ ０ Ｋｇ／ｃｍ２の機械的圧
力下に約３０秒〜約５時間成形して、１ｃｍ３当り約１
．３〜約１．８ｇの密度を有する樹脂で接合（）した複
合体をつくり， （４）樹脂で接合した該複合体を酸素を与える不純物を
含まない密封可能な排気できる焙焼炉に入れ、 （５）該焙焼炉を密封して酸素の侵入を防ぎ、（６）絶
対圧力が約０．５ｍｍＨｇ以下になるまで該焙焼炉から
ガス状の内容物を排気し、 （７）排気期間中少くとも１回、好ましくは少くとも２
回、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、及びクリプト
ンから成る群から撰ばれた低分子量ガス好ましくはヘリ
ウムの一定量を導入することにより焙焼炉を洗滌し、一
方焙焼炉からガス状の内容物を排気し続けて、焙焼炉内
を大気圧よりも低い圧力に保ち、 （８）温度上昇率が５０℃／時を超えないようにして少
くとも約１２５０℃まで該焙焼炉の温度を上げ、この間
焙焼炉内の絶対圧力を約１．ＯｍｍＨ９以下に、好まし
くは０．５ｉｍＨｇ以下に保ち、（９）樹脂で接合した
該複合体を焙焼炉中で、少くとも約１２５０℃の温度で
少くとも約３０分間，好ましくは少くとも約１３００℃
で少くとも約１時間、焙焼し、一方真空度を約５．Ｏｍ
ｍＨ９以下に、好ましくは約０．５ｍｍＨｇ以下に、保
って該複合体内の樹脂を完全に硬化させ硬化した樹脂を
炭化させ、該樹脂を少くとも部分的にグラファイト化さ
れた炭素とグラファイト化されていない石油コークスの
含有物とを互いに接合する炭素のマトリックスに変えて
、複合成形炭素電極をつくり、 （ｌＯ）排気及び加熱を停止し、 （１１）焙焼炉の密封を破る前に焙焼温度を約２００℃
以下に冷却し、そして （１２ｌ複合成形炭素電極を取出す ことによって達成される。

次に本発明の他の好適な特徴を詳細に説明する。

本発明方法で用いられる乾燥粉末を被覆する好適な方法
は、フェノールーアルデヒド・ノボラツク樹脂（硬化剤
を含む）を適当な揮発性溶剤に溶解して樹脂溶液をつく
り、該樹脂溶液中においてグラファイトと石油コークス
の粉末の懸濁液をつくり、そしてこの懸濁液を噴霧乾燥
装置に入れ、この中に溶剤の沸点よりも実質的に高い入
口温度を有する乾燥ガス流を通し、これによって溶剤を
蒸発させて樹脂被覆粉末を残す方法である。

本明細書においては特記しない限りすべての割合は重量
によるものとする。

「樹脂で接合した複合体」という言葉は（１）十分に硬
化しているが炭化していない樹脂成形体、（２）樹脂が
部分的に硬化した成形体、或いは（３）樹脂が部分的に
炭化した成形体を意味するものとする。

圧力は、絶対圧力で示されない限り、周囲圧よりも高い
圧力、即ち「ゲージ」圧を示す。

粒径は、その粒子が通過する篩の孔の大きさとして示さ
れる。

本発明の複合成形炭化ＥＤＭ電極に用いられる原料は、
少くとも部分的にグラファイト化された炭素粒子、フェ
ノールーアルデヒド・ノボラツク樹脂及び適当な樹脂用
揮発性溶媒を含み、そしてグラファイト化されていない
石油コークス粉末を含んでいてもよい。

本明細書においては便宜上「グラファイト」という言葉
は、少くとも部分的にグラファイト化された炭素粒子を
意味し、「石油コークス」という言葉はグラファイト化
されていない石油コークスを意味するものとする。

「少くとも部分的にグラファイト化された炭素」粒子と
いう言葉の方が「グラファイト」という言葉よりも幾分
正確である。

何故ならばこれらの粒子の炭素原子の層間間隔、個々の
粒子のかたさ、電導度等は完全に無定形（「ガラス状」
）の炭素と天然グラファイトのような完全にグラファイ
ト化された炭素との中間の特性を有しているからである
。

グラファイト化が不完全であるにも拘らず、これらの粒
子は普通当業界では「グラファイト」として知られそし
て本明細書においては「グラファイト」と呼ぶことにす
る。

グラファイト及び石油コークス粉末は約２９７μ（米国
標準篩で５０メッシュ）より小さいことが好ましく、ま
た少くとも約９８係は７４μ（２００メッシュ）より小
さく、そして１４７μ（１００メッシュ）より大きい粒
子は約０．５係以下であることが好ましい。

石油コークスは好まし《は「ニ一ドル・コークス」、即
ち不溶物質又は懸濁物質を除去された石油残渣かもつく
られたものである。

ニードル・コークスは細長い針状の形なしており、その
製法の詳細は例えば米国特許第２７７５５４９号に記載
されている。

本発明に用いられるコークスは、ニードル・コークスで
あると否とを問わず、約ｉｏｏｏ〜１５００℃程度の温
度で収焼してコークスの揮発成分を約１φ以下に減少さ
せることが好ましい。

便宜上「炭素粉末］という言葉は、少《とも部分的にグ
ラファイト化した炭素（「グラファイト」）を含む上記
のすべての粉末を記述するのに用いられる。

本発明に用いられる樹脂はフェノールーアルデヒド・ノ
ボラツク樹脂、即ち僅かに過剰なフェノール成分と適当
な硬化剤とを含むアルデヒドとフェノールとの縮合生成
物である。

このような樹脂はフォルムアルデヒドと過剰なフェノー
ルとを、例えばフェノール１モル当り約０．８〜約０．
９モルのホルムアルデヒＰとを縮合させてつくることが
できる。

適当量の硬化剤、例えば樹脂重量の約５〜約１０％のへ
キサメチレンテトラミンを、フエノールーホルムアルデ
ヒド縮合生成物中に含ませる。

このような硬化剤を含んだノボラツク樹脂は、例えば、
粉末の形で容易Ｋ得られそして粉末のノボラツク樹脂を
用いることが好ましい。

本発明に用いられる溶剤は炭素粉末を樹脂で被覆する媒
体である。

これを用いることｉ必ずしも必要ではないが、極めて好
ましい。

該溶剤は、それが容易に蒸発し得るように、揮発性であ
るのが望ましい。

好適な溶剤は炭素数１〜約８のアルコール、例えばメチ
ル、エチル、プロビル及びイソプロビルアルコールであ
る。

本発明において用いられるエチルアルコールには変性ア
ルコールを含み、そしてこれは高溶解度、高揮発性及び
低廉であるために好適である。

例えば塩化メチレンのような不燃性の稀釈剤も必要に応
じ用いることができる。

本発明の複合炭素成形品をつ《る好適な方法は，三つの
主な操作から成っている。

即ち樹脂被覆粉末をつくり（工程１及び２）、機械的圧
力及び温度の下で樹脂被覆した粉末を成形して樹脂接合
した複合体をつくり（工程３）、そして真空に引いて酸
素不純物を除去して絶対王力を約５．ＯｍｍＨ＆以下に
保ち残存揮発物質を除去した雰囲気中において、樹脂接
合した複合体を焙焼し仕上げられた複合電極をつくる（
工程４〜１２）方法である。

フェノールーアルデヒド・ノボラツク樹脂は、もし溶剤
を使用する場合にほ溶剤に溶かして樹脂溶液をつくる。

他の成分を添加して攪拌し得る懸濁液をつ《る場合には
、十分量の溶剤を使用するのが好ましい。

例えば樹脂及び乾燥炭素粉末１００部当り少くとも約７
５部の溶剤を使用するのが好ましい。

適宜石油コークス（好ましくは炭素粉末１００部当り約
１０〜約４０部、特に約１５部）を含ませる。

その主な利点は複合体を焙焼する際に生じる収縮を減少
させることである。

使用する際、コークスはグラファイトと混合して樹脂を
加える前に乾燥粉末をつくることが好ましい。

この乾燥粉末は好ましくは樹脂溶液と一緒にし、樹脂溶
液中における粉末の懸濁液をつくる。

この懸濁液は安定である必要はなく、適当な混合作用に
よって保持することができる。

本発明のこの好適な特徴に従えば、懸濁液を噴霧乾燥装
置に入れ、この中に入口温度が使用する溶剤の沸点より
も実質的に（例えば少くとも約３０℃）高い乾燥ガス流
を通す。

これによって溶剤が蒸発し、樹脂被覆粉末が残る。

この型の噴霧乾燥装置は公知であり、ヘリ−（Ｐｅｒｒ
ｙ）のケミカル・エンジニャーズ・ハンドブック（Ｃｈ
ｅｍＬｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ′ｓ Ｈａｎｄ−ｂｏ
ｏｋ）の２０〜５７頁及びそれ以後〔マグロー・ヒル−
ブック・コンパ＝−（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏ
ｋ Ｃｏｍｐａｎｙ）１９６３年第４版〕に記載されて
いる。

樹脂溶液と乾燥粉末との割合は、炭素粒子１００部当り
約１０〜約３５部の樹脂の被覆を残すような割合にすべ
きである。

フェノール・ノボラツク樹脂の場合に典型的なように、
炭化した場合５０〜７５％の炭素を残す樹脂に対しては
、これによって含有物１００部当り約５〜約２５部の炭
素マトリックスを含有する仕上り品を残す。

炭化した際ノボラック樹脂の好適な１５部からは含有物
１００部当り約１０部のマトリックスが生じる。

他の許容できる変動範囲は特願昭４５−５４８３７号に
記載されている。

次に原料バッチ（樹脂被覆粉末）を特願昭４５−５４８
３７号記載のようにして成形して焙焼しない樹脂接合複
合体にする。

必要に応じ、密度は１．３１／ｃｍ３程度の低い値であ
ることもできるが，１．ｓｇ／Ｃｍ３を超えてはいけな
い。

通常これには約２０〜約６００Ｌｑ／ｃｍ２の成形圧を
必要とする。

ある形の電極に対しては、粉末を予め成形して近似的な
形にした後に成形操作を行なうと便利である。

次に樹脂で接合した成形品を焙焼して樹脂を炭化させ（
即ち、残った揮発性物質を除去し）、仕上げられた焙焼
複合ＥＤＭ電極にする。

本発明が前記特願昭４５−５４８３７号と異なる主要点
及び改良点は、この焙焼工程におけるものである。

特願昭４５−５４８３７号におけるように、少くとも約
３０分の間少くとも約１２５０℃の焙焼温度を保たなけ
ればならない。

少くとも約１時間１３００℃の焙焼温度を保つことが好
ましい。

特願昭４５−５４８３７号においては酸化を防ぐために
焙焼中複合体を細かいグラファイト、砂，コークス、カ
ーボンブラック、又はこれらの材料の混合物で取囲むこ
とが好適であった。

しかし本発明の実施においてはこの特徴は重要でない。

特願昭４５−５３８３７号においては焙焼炉中に非酸化
性の雰囲気，便宜的には窒素を用いて酸化を防止した。

しかしながら、本発明においては、非酸化雰囲気を除去
し，そしてその代りに真空雰囲気下において、即ち約０
．５ｍｍＨｇ絶対王以下において電極を焙焼すれば、特
願昭４５−５４８３７号の方法を用いるよりも優れた実
質的Ｋ且つ予想外にかたい電極が得られることが見出さ
れた。

炉には酸素を生ずる不純物例えば前回の炉の使用による
シリカ又は水を存在させてはならない。

さらに，これらの条件下Ｋおいては、真空に引く操作中
水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン及びクリプトンから
成る群から撰ばれた低分子量ガスのある量を焙焼炉中に
導入することにより、少くとも１回焙焼炉中の気体を洗
滌し、一方ガス内容物をポンプで排出して焙焼炉を真空
にすると、電極はさらに改善されることが見出された。

低分子量ガスの機能は焙焼して電極にすべき複合体の孔
に入り，そして複合体の孔の中に残存している痕跡の酸
素を追出し、実質的に酸素を含まない雰囲気中において
電極を焙焼させることができるようにすることである。

上述の多数のガスを用いることができるが、ヘリムムは
より低分子量をもち、従って透過能力が犬で且つ低廉で
あるために好適である。

水素はヘリウムよりも分子量が低いが、これは二原子分
子であり、且つまた可燃性であり、そして洗滌操作中に
加熱をしなくても爆発の可能性がある。

電極を焙焼炉に入れ、焙焼炉を密封して酸素の流入を防
ぎ、そして約０．５ｍｉＨｇ、好ましくは約０．１ｍｍ
Ｈ９の絶対王が得られるまでガスの内容物を炉から排気
する。

この排気中、好ましくは最初に好適にｏ．１ｍｍＨｉに
達した後、一定量の低分子量ガスを炉中に入れて焙焼炉
を洗滌する。

この洗滌ガスを焙焼炉に入れるとき焙焼炉中を大気圧よ
りも高くして、焙焼炉の空気の部分と外側の大気との間
の密封が破れないようにする。

特に、周囲大気圧と周囲温度とにおいて低分子量ガスの
容積対焙焼炉の非占有容積の比を、約１＝４〜約１＝２
即ち焙焼炉の約２５〜５０係が低分子量ガスで充たされ
るようにするのが好ましい。

排気中にこの洗滌工程を少くとも２回繰返して、焙暁し
て電極にする樹脂接合複合体の孔から停滞残存する痕跡
の酸素の除去を良好にすることが好ましい。

洗滌操作が完了し、そして所望の０．５又は０．１ｍｍ
Ｈ９の絶対王に達した後に、焙焼炉中において実際の電
極の焙焼を行なう。

焙焼操作は焙焼炉の温度を少くとも約１２５０℃に上げ
、そしてこの温度を少くとも３０分間保つことにより達
成される。

温度の上昇速度は約５０℃／時よりも大にしないように
し、そして焙焼炉中の絶対田は温度上昇工程中約１．０
ｍｍＨ９よりも低く保つ。

焙焼操作中、焙焼炉が次第に高温になるにつれて複合炭
素成形体から種々の揮発性物質が放出される。

焙焼炉の温度の上昇速度が速すぎると、焙焼炉内の絶対
圧が所望の１．０ｍｍＨ９よりも高くなり、そして排気
系は焙焼して電極にすべき樹脂接合複合体の近傍から揮
発性物質を除去するめに十分な時間をもたなくなり、そ
の結果樹脂の炭化による分解生成物は樹脂接合複合体が
焙焼されるにつれてその表面に作用してそのかたさを破
壊するようになる。

少くとも約１２５０℃（好ましくは少くとも約１３００
℃）の焙焼温度に到達した後、この温度を少くとも約３
０分間（好ましくは少くとも約１時間）保ち、一方真空
を約５．０ｍｍＨ９以下（好ましくは約０．５ｍｍＨ９
以下に）に保つ。

この焙焼により複合体内の樹脂が完全に硬化し、硬化し
た樹脂が炭化し、樹脂は含有物の炭素粉末を接合する炭
素マトリックスに変り、か《して複合炭素成形体から複
合成形炭素電極が生じる。

次いで炉の排気と加熱を中止し、焙焼温度を低下させて
約２００℃以下にした後、焙焼炉の密封な破り、そして
複合炭素成形電極を取出すことができる。

しかしながら、焙焼炉は排気し続けていたから、焙焼し
た高温の電極と焙焼炉の外側を取囲むより冷たい周囲の
大気との間の熱伝達は、真空の断熱性のために遮断され
る。

従って排気及び加熱を止めた後不活性ガスのある量を焙
焼炉の中に導入し焙焼された電極と炉の冷却が速かに行
なわれるようにすることが好ましい。

この量は，周囲圧力及び焙焼温度において焙暁炉の非占
有容積よりも少く、そして焙焼炉の密封が破れないよう
な容積にしなければならない。

温度が低下するにつれて、焙焼炉内の観測圧力は温度の
低下と共にガスが収縮するので低下する。

従って冷却工程のある一定の温度において、焙焼炉の温
度がこの一定温度に達した後第二の量の不活性ガスを、
焙焼炉に導入することが望ましい。

特に、周囲圧力及び焙焼温度において排気と加熱を中止
した後に焙焼炉へ導入する第一の量の不活性ガスの容積
対焙焼炉の非占有容積の比は、約１＝４〜約１＝２であ
ることが望ましいことが判った。

不活性ガスの第二の量は、焙焼温度が約９００℃以下に
落ちた後に焙焼炉へ導入される。

周囲大気圧と焙焼温度において、焙焼工程の後に焙焼炉
中に導入された不活性ガスの第一の量と温度が９００℃
以下に低下したときに焙焼炉に導入される不活性ガスの
第二の量の容積の和は、焙焼炉の非占有容積よりも少く
すべきである．この目的のための好適な不活性ガスはヘ
リウムである。

水素は焙焼炉の高温において爆発する危険があり、また
炉から取出す時に電極を酸化する危険があるために推奨
できない。

水素の存在下において炉から高温の仕上げられた電極を
取出す場合爆発の危険を最小限度に抑えて水素を含む炉
を操作することはできるが、電極の燃焼と酸化が起る可
能性がある。

次に実施例により本発明を例示する。

実施例 ｌ 鍛造なまこ棒の形をした電極を次のようにしてつ《つた
。

グラファイト粉末〔ユニオン・カーバイド（Ｕｎｉｏｎ
Ｃａｒｂｉｄｅ）社製”ＧＰ−３９”］へキサメテレ
ン硬化剤を含むノボラツク樹脂粉末，及び変性アルコー
ルを混合機中で互いに配合し、樹脂を溶解させる。

グラファイト粉末１００部当り約１５部の樹脂を用いた
。

十分量のアルコール（樹脂及びグラファイ｝１００部当
り約９０部）を用いて樹脂溶液とグラファイトの攪拌可
能なスラリーをつ《る。

グラファイト粉末は２００メッシュ（７４μ）より細か
いのが９８係、僅かに大きいが２係であった。

樹脂の分子量は約６５０でそして樹脂１００部当り約６
〜７部の硬化剤を含んでいた。

樹脂溶液中のグラファイト粉末のスラリーナ攪拌機構を
備えたタンクに入れ、グラファイトを懸濁状態に保つ。

この懸濁液を徐々にタンクからアトマイザーを通して噴
霧乾燥器へ入れ、この中に高温の空気流を通し、アルコ
ール溶剤を蒸発させ、樹脂被覆グラファイト粉末を得た
。

なまこ棒の形（逆の形）をもった型の中に、順次予め成
形した粉末２４５ｇの塊分２０個を充填し、そして各塊
を１９０℃で１０分間圧縮する。

すべての塊は密度１．５１をもっている。

この塊の表面のかたさの測定は、円錐の軸と側面の間の
角度が３０°である円錐状のタングステン・カーバイド
の先端を用いて重さ１０００ｇでつくられた凹み、を測
定することによって行なわれる。

各電極の部分に対して６個の特徴的な場所で測定し、そ
してすべてで１２０個の読みの平均は２０．２μであっ
た。

次に電極を排気可能な炉Ｋ入れ、酸素を与える不純物を
除去し、そして密封して大気中の酸素の侵入を防いだ。

炉を３０分間で０．１ｍｍＨ＆絶対圧よりも低圧に排気
し、そして２８３ｌ（１０立方フィート）（炉の非占有
容積の１／４〜１／２）のヘリウムを炉に導入する。

次に３０分間で再び０．１ｍｗＨｇ以下の絶対王にし、
そして２度目の２８３１１０立方フィート）のヘリウム
を入れる。

３回目に０．１ｍｍＨ９絶対圧に達したら、炉の加熱用
電源を入れ、そして１３００℃に達するまで約５００Ｇ
／時の割合で温度を上げ、この温度に１時間保つ。

加熱焙焼中真空を０．５ｍｒＭ９絶対圧以下に保つ。

炉と排気との電源を切り、そして炉を冷却する。

この時点で２８３７（１０立方フィート）のヘリウムを
入れて冷却を促進し、そして温度が９００℃に達した時
にさらに２８３ｌ（１０立方フィート）を入れる。

温度が２００℃に下ったら炉の密封を破り、電極を取出
す。

電極は次いで再びかたさの試験をし、そして１２０個の
読みの平均がやはり２０．２μであった。

このことは表面のかたさの平均値が樹脂を炭化させる前
と同じことを示している。

焙焼の際窒素雰囲気を用い、炉を真空にせずに上記試験
を繰返した。

予備成形圧力、成形時間及び予備成形体の重さも幾分変
えたが、電極の使用特性に影響があるとは思えなかった
。

密度は１．４６１〜１．７２６９／ｃｃである。

約２３０Ｋｇ／ｃｍ２で予備成形したなまこ棒の形の電
極７個は、表面のかたさが平均１９．７μの凹みであっ
た。

一方その半分の圧力で予備成形した２５個の電極の表面
のかたさは、平均１４、４μの凹みであった。

窒素を雰囲気に用いた焙焼の後に、これらの群の表面の
かたさはそれぞれ平均２２．１および２３．８μの凹み
であり、それは表面のかたさの減少および明らかに表面
が酸化されていることを示している，真空で焙焼した群
からの電極、及びそれよりも高い圧力で予備成形した７
本の群からの電極について、シントロジェット（Ｃｉｎ
ｔｒｏｊｅｔ）２１２ＯＥＤＭ機を用い放電加工Ｋおけ
る使用特性を試験した。

真空焙焼した電極は適当であり、そして９０アンペアの
電流まで極めて良好なカットが得られる。

一方窒素で焙焼した電極は約２２アンペアで乱れを起し
（カットが不平均Ｋなる）、１個所でアークを出し始め
た。

窒素で焙焼した電極をもう一度試験したが、２４アンペ
アでやはり１個所で放電した。

実施例 ２ 平均粒径が４４μ（３２５メッシュ）より小さい他の種
類のグラファイトを用いて実施例１を繰返した。

そして平均の凹みで表わされる表面のかたさは、真空焙
焼の前後において４．４μ及び３．６μであったが、一
方窒素雰囲気で焙焼した前後では夫々４．７及び５．６
μであった。

このことは窒素にｉる焙焼が電極の表面を軟化させるが
、一方真空焙焼では平均のかたさを増加させるか又はそ
れに影響を与えないことを確証するものである。

実施例１におけると同じように、各群の電極の機能試験
を行なった。

窒素で焙焼した電極では１２アンペアにおいて１ケ所で
アークが生じたが、真空焙焼した電極は９０アンペアま
で操作可能であり、この点でスタツターリング（ｓｔｕ
ｔｔｅｒｉｎｇ）が始まった。

次に電流を６０アンペアに落としたが、この場合電極は
十分に操作可能であった。

実施例 ３ 他の形の電極（連結した棒状のキャップ）を用いて実施
例１を繰返したが、焙焼中かたさの増加をためすための
比較窒素焙焼電極はつくらなかつたし、またＥＤＭ機能
試験もしなかった。

各２５個の電極についての４個のかたさの読みの平均値
は、平均の凹みが焙焼前では１９．４μであったが、真
空焙焼後では１５．８μであり、窒素雰囲気で焙焼した
場合と対照して、表面のかたさを増加させそして表面の
酸化を防ぐ上において、真空焙焼が重要であることを再
び示している。

上記実施例は窒素を用いる焙焼法が常に役に立たない電
極をつくることを意味するものではなく、真空焙焼が失
敗の可能性を減少さすことを意味するにすぎないと解釈
されるべきである。

なお本発明の主な実施態様を示せば次のとおりである。

１．（１）１００部当り約６０〜１００部の少くとも部
分的にグラファイト化された炭素含有物と０〜約４０部
のグラファイト化されていない石油コークス含有物とか
ら実質的に成る炭素含有物、及び （２）該グラファイトと石油コークス含有物とを接合し
ている該炭素含有物１００部当り約５〜約２５部の炭化
され硬化したフェノールーアルデヒド・ノボラツク樹脂
マトリックスから実質的に成り、 その表面の平均のかたさが該樹脂を炭化する前の電極の
かたさと少くとも同じであるかそれ以上である真空焙焼
した複合成形炭素電極。

２．（１）１００部当り約６０〜１００部の少くとも部
分的にグラファイト化された炭素粉末と０〜約４０部の
グラファイト化されていない石油コークス粉末とから成
る乾燥粉末をつくり、 （２）該乾燥粉末１００部当り約１０〜約３５部のフェ
ノール・アルデヒド・ノボラツク樹脂被膜で該乾燥粉末
を被覆して被覆された粉末をつくり、 （３）一定量の該被覆粉末を約１００°〜約６００℃の
温度及び約２０〜約６００Ｋｇ／ｃｍ２の機械的圧力下
に約３０秒〜約５時間成形して樹脂で接合した複合体を
つくり、 （４）樹脂で接合した該複合体を酸素を与える不純物を
含まない密封可能な排気できる焙焼炉に入れ、 （５）該焙焼炉を密封して酸素の侵入を防ぎ、（６）絶
対圧力が約０．５ｍｍＨｇ以下になるまで該焙焼炉から
ガス状の内容物を排気し、 （７）排気期間中少くとも１回水素、ヘリウム、ネオン
、アルゴン、及びクリプトンから成る群から撰ばれた低
分子量ガスの一定量を導入することにより焙焼炉を洗滌
し、一方焙焼炉からガス状の内容物を排気し続けて焙焼
炉内を大気圧よりも低い圧力に保ち、 （８）温度上昇率が５０℃／時を超えないようにして少
《とも約１２５０℃まで該焙焼炉の温度を上げ、この間
焙焼炉内の絶対圧力を約１．０ｍｍＨｇ以下に保ち、 （９）樹脂で接合した該複合体を焙焼炉中で、少くとも
約１２５０℃の温度で少くとも約３０分間焙焼し、一方
真空度を約５．ＯｍｍＨ９以下に保って複合体内の樹脂
を完全に硬化した樹脂を炭化させて該樹脂を少くとも部
分的にグラファイト化された炭素とグラファイト化され
ていない石油コークスの含有物とを互いに接合する炭素
のマトリックスに変えて、複合成形炭素電極をつくり、 （１０）排気及び加熱を停止し、 （１１）焙焼炉の密封を破る前に焙焼温度を約２００℃
以下に冷却し、そして （１２）複合成形炭素電極を取出す、 工程から成ることを特徴とする複合成形炭素電極の製造
法。

３．排気工程中、焙焼炉を約０．１ｍｍＨｇ絶対圧以下
に排気する上記２記載の方法。

４．排気中少くとも２回洗滌工程を行なう上記２記載の
方法。

５．低分子量ガスがヘリウムである上記２記載の方法。

６．各洗滌工程前に焙焼炉内の絶対圧力を約０．１ｍｍ
Ｈｇ以下にする上記２記載の方法。

７．周囲大気圧力及び周囲温度における各洗滌工程に対
する低分子量ガスの容積対焙焼炉の非占有容積の比は約
１＝４〜約１：２である上記２記載の方法。

８，温度上昇工程中の焙焼炉中の絶対圧力を約０．５Ｍ
ｍＨ９以下に保つ上記２記載の方法。

９．樹脂で接合した複合体を少《とも約１時間少くとも
約１３００℃の温度、そして約０．５ｍｍＨ＆以下の絶
対王で焙焼する上記２記載の方法。

１０．排気及び加熱を止めた後、一定量の不活性ガスを
焙暁炉中に導入し、該一定量は周囲大気圧及び周囲温度
において焙焼炉の非占有容積よりも少ない容積を有する
上記２記載の方法。

１１．排気及び加熱を止めた後、周囲大気圧及び焙焼温
度において、焙焼炉中に導入される不活性ガスの容積対
焙焼炉の非占有容積の比を、約１：４〜約１：２とし、
そして焙焼炉の温度が約９００℃以下になった時に第二
の量の不活性ガスを焙焼中に導入し、周囲大気圧及び焙
焼温度において、焙焼工程後に焙焼炉中へ導入される不
活性ガスの量の容積と、焙焼炉の温度が９００℃以下に
低下した後に焙焼炉中へ導入される第二の量の不活性ガ
スの容積との和を、焙焼炉の非占有容積より少なくする
上記１０記載の方法。

１２．不活性ガスがヘリウムである上記１１記載の方法
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （１）１００部当り約６０〜１００部の少くとも部
   分的にグラファイト化された炭素粉末とＯ〜約４０部の
   グラファイト化されていない石油コークス粉末とから成
   る乾燥粉末をつくり、（２）該乾燥粉末１００部当り約
   １０〜約３５部のフェノール・アルデヒド・ノボラツク
   樹脂被膜で該乾燥粉末を被覆して、被覆された粉末をつ
   くり、 （３）一定量の該被覆粉末を約１００°〜約６００℃の
   温度及び約２０〜約６００Ｋク／ｃｍ２の機械的圧力下
   に約３０秒〜約５時間成形して樹脂で接合した複合体を
   つくり、 （４）樹脂で接合した該複合体を酸素を与える不純物な
   含まない密封可能な排気できる焙焼炉に入れ、 （５）該焙焼炉を密封して酸素の侵入を防ぎ、（６）絶
   対圧力が約ｏ．５ｍｍＨ９以下になるまで該焙焼炉から
   ガス状の内容物を排気し、 （７）排気期間中少くとも１回水素、ヘリウム、ネオン
   、アルゴン、及びクリプトンから成る群から選ばれた低
   分子量ガスの一定量を導入することにより焙焼炉を洗浄
   し、一方焙焼炉からガス状の内容物を排気し続けて、焙
   焼炉内を大気圧よりも低い圧力に保ち、 （８）温度上昇率が５０℃／時を超えないようにして少
   《とも約１２５０℃まで該焙焼炉の温度を上げ、この間
   焙焼炉内の絶対圧力を約１．０ｍｉＨｇ以下に保ち、
   （９）樹脂で接合した該複合体を焙焼炉中で、少くとも
   約１２５０℃の温度で少くとも約３０分間焙焼し、一方
   真空度を約５．ＯｍｍＨ９以下に保って複今体内の樹脂
   を完全に硬化させ硬化した樹脂を炭化させて該樹脂を少
   くとも部分的にグラファイト化された炭素とグラファイ
   ト化されていない石油コークスの含有物とを互いに接合
   する炭素のマトリックスに変えて、複合成形炭素電極を
   つ《り、 （１０）排気及び加熱を停止し、 （１１）焙焼炉の密封を破る前に焙焼温度を約２００℃
   以下に冷却し、そして （１２）複合成形炭素電極を取出す、 工程から成ることを特徴とする複合成形炭素電極の製造
   法。