JPS59150073A - 高温熱処理用モリブデン治具の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野〕 この発明は高温強度に優れた高温熱処理用モリブデン冶
具の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に高温熱処理用モリブデン冶具には。

再結晶温度が高く、再結晶後の温度が高いＡ／、Ｓｉ、
にの一種又は二種以上が含まれたドープモリブデン材料
が使用されている。

このドープモリブデン材料からなる高温熱処理用モリブ
デン冶具の製造方法は従来第１図に示した方法、すなわ
ち焼結インゴットに熱間加工を施こすことによってモリ
ブデン板を得る。その後加工のままの板あるいは再結晶
温度以下２通常は８００″Ｃ〜１２００°Ｃでの歪取り
焼鈍を施こした板に二次成形加工を飽こして高温熱処理
用モリブデン冶具とし、使用に供している。

しかし、上記の従来の加工法で得られたモリブデン材料
で製造された高温熱処理用冶具は、その使用温度が、モ
リブデン材料の再結晶温度以下の場合には使用中の熱疲
労やクリープ現象によって変形することがないが、その
使用温度がモリブデン材料の再結晶温度以上の場合には
使用中の熱疲労やクリープ現象によって大きく変形し、
特に寸法精度を必要とする高温構造部材に使用する場合
に問題が多い。

たとえば、酸化物や炭化物などの化合物を１８００°Ｃ
以上の温度で焼結する自動化ラインで使用される焼結ボ
ードや焼結品積載板など高温熱処理用モリブデン冶具で
は、モリブデン拐料の変形が大きくなると焼結部品の転
落が起ったり、極端な場合には隣り同志のモリブデン板
が接触してしまい焼結部品を積載できなくなり、使用に
ｍｌえられなくなってしまう。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来の製
造方法による欠点を解消するための高温強度に優れた高
温熱処理用モリブデンボードの製造方法を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明に係る高温熱処理用モリブデン冶具の製造方法は
、　Ａｌｌ　＋　Ｓ　Ｉ　＋　Ｋの一種又は二種以上が
重量％で０００５〜０．１５％およびＬａ。

Ｃｅ、Ｄｙ、Ｙ、Ｔｈ、Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈ
ｆ。

Ｖ、Ｃｒ、八４ｏ、Ｗ、Ｍｇの酸化物、炭化物、硼化物
あるいは窒化物の一椋又は二わ以上が重量％で０．３〜
３％を含むドープモリブデン材料を具備する高温熱処理
用モリブデン冶具を製造する工程において、トータル加
工率で８５％以上の減面加工をする第一の工程と、第一
の工程による加工のまま、あるいは第一の工程後に再結
晶温度以下の温度でひずみ取り焼鈍を行なった後、熱処
理用冶具に成形加工をする第二の工程と、成形加工後に
再結晶温度より１００°Ｃ高い温度から２２００°Ｃま
での温度範囲にて加熱処理を行なう第三の工程とを施す
ことを特徴としている。

本発明に係る高温熱処理用モリブデン冶具の製造方法を
第２図に従って説明する。

本発明に係るドープモリブデンを構成材料とする高温熱
処理用モリブデン冶具の製造方法は、Ａ７５．Ｓｉ、に
の一種又は二種以上が重量％で０００５〜０１５％、望
ましくは合計量が００１〜０，１％で、かつ二種以上の
場合にＯマ、それぞれが合計量の１／２ある℃・は１／
３量、及びＬａ、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｙ、Ｔｈ、Ｔｉ　、Ｚｒ
、Ｎｂ、Ｔａ。

Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｇ　（７）酸化物、炭化
物。

硼化物あるいは、窒化物の一種又は二種以上が重量％で
０．３〜３％含まれたドープモリブデン焼結体を鍛造、
圧延などの熱間加工により加工率８５％以上、望ましく
は加工率９５％以上までの加工を、施こし、所定の板厚
のモリブデン板とする第一の工程と、第一の工程による
加工のまま、あるいは第一の工程後に再結晶温度以下の
温度でひずみ取り焼鈍を行なった後、熱処理用冶具に成
形加工する第二の工程と、その後、限定した温度範囲で
加熱処理を行なう第三の工程を施こすことによって高温
熱処理用冶具の構成材料であるモリブデン板の再結晶粒
を細長く大きく成長させること、更にＬａ、Ｃｅ、Ｄｙ
’、Ｙ、Ｔｈ、Ｔｉ　、Ｚｒ。

Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｇの酸化物
。

炭化物、硼化物、あるいは窒化物をモリブデン材料中に
均一に分散させる −　　゛　分散強化動床によって強化させたことによ１
ノ＼、高温下の使用でも変形あるいは割れの少ない高温
熱処理用モリブテン冶具が得られることを究明してなさ
れたものである。

ここで２本発明に係る高温熱処理用冶具の構成材料であ
るドープモリブデン材料の組成範囲について説明すると
、Ａｌ、Ｓｉ、には加工後の加熱処理により整列した微
小ドープ孔を生成させ、この微小ドープ孔の効果によっ
て再結晶粒を細長く大きく成長させるに必要な組成範囲
となる。この量が少なすぎると、その効果が小さく、第
二工程後の加熱処理によっても再結晶粒が亀甲状の等軸
結晶粒となり。

一方、計が多すぎると、上述の微小ドープ孔を必要以上
に大きく、かつ多量に生成させるため１局部的に再結晶
粒が亀甲状の等釉粒となることや、ドープ孔の集合およ
び異常成長の起ることによる欠陥穴の生成することとな
るため、高温下で使用する高温熱処理用モリブデン冶具
として使用した場合２粒界すべりに伴なう異常変形や粒
界割れおよび欠陥穴を起点とする粒内割れを容易にさせ
る。したがってこの組成範囲で、使用するのが、好まし
い。

また、Ｌａ、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｙ、Ｔｈ、Ｔｉ、Ｚｒ。

Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｇの酸化物
。

炭化物、硼化物あるいは窒化物は、これらの微小な、た
とえば平均粒径で１μｍ以下の上記化合物をモリブデン
中に均一に分散させることが好ましい。これにより分散
強化が向上し、その分散強化効果によってドープモリブ
デン材料から成るモリブデン板の高温強度を高めること
、さらに、加工後の加熱処理により加工によって加工方
向に整列した前記微小化合物によって、前述の微小ドー
プ孔の効果による再結晶粒を細長く大きく成長させる性
質をより大きくさせるに必要な組成範囲となる。この量
が少なすぎると、その効果が小さく、−力量が多すぎる
と、化合物の集合が起り易く、微小化合物を均一に分散
させることが困難となり、加工後の加熱処理によっても
再結晶粒が亀甲状の等軸結晶粒となることや。

化合物の集合による粗大化合物の生成が、モリブデン板
内部の欠陥物となるため、高温下で使用する炉用ヒータ
ーや蒸着用ボートとして使用した場合２粒界すべりに伴
なう異常変形や粒界割れおよび欠陥物を起点とする粒内
割れを容易にさせる。したがってこの組成範囲にすると
良い。

次に２本発明に係る高温熱処理用冶具の構成材料である
ドープモリブデン板の限定した加工率について説明する
と、８５％以上の加工率は加工後の加熱処理によって再
結晶粒を細長く大きく成長させるに必要な加工率範囲で
ある。この加工率が少なすぎると、充分に加工繊維組織
の発達を行なわせることができず、加工後の限定した温
度範囲での加熱処理によっても再結晶粒が亀甲状の等軸
結晶粒となるため、高温下で使用する高温熱処理用モリ
ブデン冶具として使用した場合２粒界すべりに伴なう異
常変形や粒界割れを容易にさせる。したがって、この範
囲が好ましく、加工率が９５％以上であると更に好まし
い。

ただし、加工率１００％の場合はあり得ないので加工率
１００％は含まない。

さらに、第三工程の加熱処理温度範囲について説明する
と、第二工程を経た後の第三工程の加熱処理は、８５％
以上の加工率まで熱間加工を施こし、充分に加工繊維組
織を発達させた高温熱処理用モリブデン冶具の構成材料
であるドープモリブデン板の再結晶粒を細長く、大きく
ジグザグに結合した状態にするための加熱処理温度で、
高温下で優れた熱疲労強度やクリープ強度を兼備させる
に必要な温度範囲となる。この加熱処理温度が低くすぎ
ると、再結晶粒の成長を充分に行なわせることができな
いため、高温下で使用中に不安定な結晶粒成長が起り、
熱疲労強度やクリープ強度のバラツキを生じさせ、一方
、温度が高すぎると、細長く、大きくジグザグに成長し
た再結晶粒が過大に成長し９等軸結晶粒と同様になると
ともに、前述の微小ドープ孔の異常成長や集合が起り、
大きな欠陥穴となることや酸化物、炭化物、硼化物およ
び窒化物が分解し、微小化合物の均一な分散による分散
強化効果が無くなることなどによって、高温下で使用す
る炉用ヒーターや蒸着用ボードとして使用した場合２粒
界すベリや高温強度の低下に伴なう異常変形２粒界割れ
を容易にさせる。したがってこの温度範囲が好まし、い
。

ここで、第１の工程の前に、加工率で４５％以上の減面
加工を行ない再結晶温度より２００°Ｃ〜８００″Ｃ高
い温度で加熱処理し、再結晶粒を均一に生成させる工程
（以下予備工程と称す）を設けた理由について説明する
。

第１乃至第３の工程の目的は、長大結晶を形成させるこ
とである。それに対して、予備工程の目的は、再結晶粒
を均一に生成させることである。つまり第１及び第２の
工程の加工は部分ごとに、被加工機に異なる歪を与え。

その馬具なる大きさの長大結晶を形成させやすく、高温
強度にバラツキの有るモリブデン材が製造される場合が
あった。そこで第１の工程の前に第１の工程を設けるこ
とにより。

長大再結晶粒を比較的均一に生成させやすく。

バラツキが少ないドープモリブデン材を提供する。予備
工程机の加熱温度に関して、その温度が低くすぎると効
果が少なく、一方温度が高すぎると、再結晶粒が粗大に
なってしまうので、再結晶温度より２００’Ｏ〜８００
°Ｃの温度範囲が好ましい。したがって、第１の工程の
前に予備工程を設けることにより２本発明の目的を、よ
り一層有効に達成できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば高温熱処理用モリブ
デンの構成材料であるドープモリブデン材料を、限定し
た加工率で熱間加工し、加工のままあるいは再結晶温度
以下でのひずみ取焼鈍を行なった後、高温熱処理用冶具
に成形、その後限定した熱処理温度範囲での加熱処理を
施こすことにより、ドープモリブデン材料の熱疲労強度
およびクリープ強度を高めることが出来る。

このため高温下で使用される高温熱処理用モリブデン冶
具の破壊寿命を大幅に伸ばし。

かつ長時間安定状態で使用でき、セラミック焼成炉や高
温熱処理炉などの運転効率と信頼性を大幅に向上できる
効果がある。

さらに２本発明に係る高温熱処理用モリブデン冶具を使
用することによって、希少金属を有効に活用できること
となり工業上類る有用である。

〔発明の実施例］ 本発明の高温熱処理用モリブデン冶具の製造方法は、　
Ａｌ、０３．　Ｓ　ｉ　Ｏ２，Ｋ２Ｏをそれぞれ重量％
で０．０１５％Ｌａ２Ｏ３を１．０　％　混合Ｌ　タ平
均粒径４μのドープモリブデン粉末を２ｔ’ｏｎ／べの
圧力でプレス成形した後、水素炉中で１８３０℃ｘ９Ｈ
ｒの条件で焼結し、焼結体とした。

この焼結体を１１００°Ｃ〜１４００℃　の温度範囲で
熱間鍛造と、その後３００°Ｃ〜１１００°Ｃの温度範
囲で熱間圧延により、加工率が８２％。

８６％、９８％になるように加工率を調整して板厚が２
　ｍｖｒのドープモリブデン板を得た。

次に、上記加工率の板厚２闘のドープモリブデン板から
１００ｍｍ×１００ｍｍの角形素材を各各２枚切り出し
、角形板素材のドープモリブデン材料の再結晶温度（１
６５０’Ｏ）より６００°Ｃ低い１０５０’Ｃでのひず
み取り焼鈍を施こした。

その後、上記角形板素材の４隅で、端部かも５７ｒＨｎ
の位置に直径３７１＋ｍの穴加工を施こした。

次に穴加工後の角形板素材に２０００°ＯＸ２時間の加
熱処理を施こした後、加工率が同じ角形板（１）２枚を
４隅でモリブデン支持棒（３）で支持、第３図に示す高
温熱処理用モリブデン冶具（１）に組立てた。

この第３図に示した高温熱処理用モリブデン冶具（１）
の角形板（２）の中央部に重量１ｋｌ？のＷ円板（４）
を載せたまま、１８００°ＣのＨ２気流中に１０Ｈｒ投
入と室温ＩＨｒ放置との加熱、冷却サイクルを１０回繰
返し、２回ごとの角形板（２）の４隅に対する反り量（
Ｍ７１Ｍ２）を測定。

（Ｍ、　＋Ｍ２　）　／　２を平均反り量（Ｍ）とした
。

この結果を第４図に示す。

第４図より明らかなように２本発明に係る高温熱処理用
モリブデン冶具の製造方法によって得られた加工が８６
％、９８％の本発明例６゜７の高温熱処理用モリブデン
冶具は、比較例５に示した加工率８２％のドープモリブ
デン板により得た高温熱処理用モリブデンボートに比較
して平均反り量がそれぞれ約１　／　３．５および約１
／８と大巾に少り（、優れた耐熱抜力性や耐クリープ性
など優れた高温強度を持つことが確認できた。

これらの結果は２本発明に係る高温熱処理用モリブデン
ボードの製造方法において、加工率で８５％以上の鍛造
・又は圧延加工し、加工後に再結晶温度以下でのひずみ
取焼鈍を行なった後、高温熱処理用ボートに成形、その
後、再結晶温度よりも１００℃高い温度から２２００°
Ｃまでの温度範囲にて加熱処理したことにより、再結晶
粒が細長く大きくジグザグに結合した状態になったため
であり、さらに再結合温度よりも充分高い温度での加熱
処理を行なうことにより本発明のモリブデン板の高温下
での使用中の金属組織の安定度が増したためとである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高温熱処理用モリブデン冶具の製造方法
を説明する加工工程図。 第２図は本発明の高温熱処理用モリブデン冶具の製造方
法を説明する加工工程図。 第３図は高温熱処理用モリブデン冶具の概略図。 第４図は加熱、冷却試験後の反り量の測定結果である。 １は高温熱処理用モリブデン冶具 ２はモリブデン製角形板 ５は加工率８２％の比較例のデータ ６は加工率８６％の本発明のデータ ７は加工率９８％の本発明のデータである。 代理人弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第１図　　
　　　　　第２図 番３　図 ｏ　　　　　　　２　　　　　　４　　　　　　　ｂ　
　　　　　　８　　　　　　　ｔＯＨし返（杖　（回プ 手続補正＠（自発） １、事件の表示 特願昭５８−１９７８２号 ２、発明の名称 高温熱処理用モリブデン治具の製造方法３、補正をする
者 事件との関係　　　特許出願人 （３０７）　　東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ・１００ 東京都千代田区内幸町１−１−６ 東京芝浦電気株式会社東京事務所内 （１）明細書全文 く２）図面 ６、補正の内容 （１〉明細書全文を別紙のとおり訂正する。 （２）図面のうち第４図を別紙のとおり訂正する。 明　　　　細　　　　書 １、発明の名称 高温熱処理用モリブデン治具の！！１造方法４、特許請
求の範囲 １、ＡＩ、Ｓｉ、にの一種又は二種以上が重量％テ０．
００５〜０．７５％およびｌａ　、　Ｃｅ　。 Ｄｙ、ｙ、Ｔｈ、Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ。 Ｈｆ　、Ｖ、Ｃｒ　、Ｍｏ　、Ｗ、Ｍｇの酸化物。 炭化物、硼化物あるいは窒化物の一種又は二種以上がＭ
ｍ％で０．３〜３％を含むドープモリブデン材料を具備
する高温熱処理用モリブデン治具を製造する工程におい
て、トータル加工率で８５％以上の減面加工をする第一
の工程と、第一の工程による加工のまま、あるいは第一
の工程後に再結晶湿度以下の温度でひずみ取り焼鈍を行
なった後熱処理用治具に成形加工をする第二の工程と成
形加工後に再結晶温度より　１００°Ｃ高い温度から２
２００℃までの温度範囲にて加熱処理を行なう第三の工
程とを持つことを特徴とする高温強度に優れた高温熱処
理用モリブデン治具の製造方法。 ２．加工率は９５％以上である特許請求の範囲第１項に
記載の高温熱処理用モリブデン治具の製造方法。 ３、第一の工程の前に、加工率で４５％以上の減面加工
を行ない再結晶粒を２００℃〜８００　’Ｃ高い温度で
加熱処理をし、再結晶粒を均一に生成させる工程を有す
る特許請求の範囲第１項乃至第２項に記載の高温熱処理
用モリブデン治具の製造方法。 ４、加工率は９５％以上である特許請求の範囲第３項に
記載の高温熱処理用モリブデン治具の製造方法。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の技術分野］ この発明は高温強度に優れた高温熱処理用モリブデン治
具の製造方法に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点コ 一般に高温熱処理用モリブデン治具には。 再結晶湿度が高く、再結晶後の温度が高いＡＩ　、Ｓｉ
　、にの一種又は二種以上が含まれたドープモリブデン
材料が使用されている。 このドープモリブデン材料からなる高温熱処理用モリブ
デン治具の製造方法は従来第１図に示した方法、すなわ
ち焼結インゴットに熱間加工を施こすことによってモリ
ブデン板を得る。その後加工のままの板あるいは再結晶
温度以下１通常は８００°Ｃ〜１２００°Ｃでの歪取り
焼鈍を施こした板に二次成形加工を施こして高温熱処理
用モリブデン冶具とし、使用に供している。 しかし、上記の従来の加工法で得られたモリブデン材料
で製造された高温熱処理用治具は、その使用温度が、モ
リブデンＵ　斜の再結晶温度以下の場合には使用中の熱
疲労やクリープ現象によって変形することがないが、そ
の使用温度がモリブデン材料の再結晶）ＴＡ　１１１以
上の場合には使用中の熱疲労やクリープ現象によって大
きく変形し、特に寸法精度を必要とする高温構造部材に
使用する場合に問題が多い。 たとえば２Ｍ化物や炭化物などの化合物を１８００℃以
上の温度で焼結する自動化ラインで使用される焼結ボー
トや焼結品積載板など高調熱処理用モリブデン治具では
、モリブデン材料の変形が大きくなると焼結部品の転落
が起ったり、極端な場合には隣り同志のモリブデン板が
接触してしまい焼結部品を積載できな（なり、使用に耐
えられなくなってしまう。 ［発明の目的］ 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来の製
造方法による欠点を解消するための高温強度に優れた高
温熱処理用モリブデンボートの製造方法を提供すること
を目的とする。 ［発明の概要］ 本発明に係る高温熱処理用モリブデン治具の製造方法は
、ＡＩ　、Ｓｉ　、にの一種又は二種以上が重量％で０
，００５〜０．７５％およびｌａ、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｙ、Ｔ
ｈ、Ｔｉ　、Ｚｒ。 Ｎ　ｂ、　　　Ｔ　ａ、　　　トＩｆ　　　、　　　Ｖ
、　　　Ｃｒ　　　、　　　Ｍｏ　　、　　　Ｗ。 Ｍｇの酸化物、炭化物、硼化物あるいは窒化物の一種又
は二種以上が重量％で０．３〜３％を含むドープモリブ
デン材料を具備する高温熱処理用モリブデン治具を製造
する工程において、トータル加工率で８５％以上の減面
加工をする第一の工程と、第一の工程による加工のまま
、あるいは第一の工程後に再結晶温度以下の温度でひず
み取り焼鈍を行なった後。 熱処理用冶具に成形加工をする第二の工程と。 成形用土後に再結晶湿度より　１００℃高い温度から２
２００℃までの濃度範囲にて加熱処理を行なう第三の工
程とを施づことを特徴としている。 本発明に係る高温熱処理用モリブデン治具の製造方法を
第２図に従って説明する。 本発明に係るドープモリブデンを構成材料とする高温熱
処理用モリブデン治具の製造方法は、ＡＩ　、Ｓｉ　、
にの一種又は二種以上が重量％で０．００５〜０．７５
％、望ましくは合計量が０．０１〜０．６％で、かつ二
種以上の場合に（よ、それぞれが合計量の１／２あるい
は１／３量、及びＬａ、Ｃｅ、ｏｙ、Ｙ、Ｔｈ。 Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ。 Ｍｏ　、Ｗ、ＭＱの酸化物、炭化物、硼化物あるいは、
窒化物の一種又は二種以上が重量％で０．３〜３％含ま
れたドープモリブデン焼結体を鍛造、圧延などの熱間加
工によ−り加工率８５％以上、望ましくは加工率９５％
以上までの加工を施こし、所定の板厚のモリブデン板と
する第一の工程と、第一の工程による加工のまま、ある
いは第一の工程後に再結晶湿度以下の温度でひずみ取り
焼鈍を行なった後、熱処理用治具に成形加工する第二の
工程と、その後、限定した温度範囲で加熱処理を行なう
第三の工程を施こすことによって高温熱処理用治具の構
成材料であるモリブデン板の再結晶粒を細長く太き（成
長させること、更にＬ’ａ、Ｃｅ、ＤＶ、Ｙ、Ｔｈ、Ｔ
ｉ　、Ｚｒ。 Ｎｂ、王ａ　、Ｈｆ　、Ｖ、Ｃｒ　、Ｍｏ　、Ｗ。 Ｍｇの酸化物、炭化物、硼化物、あるいは窒化物をモリ
ブデン材料中に均一に分散させる分散強化効果によって
強化させた′ことにより。 高温下の使用でも変形あるいは割れの少ない高温熱処理
用モリブデン治具が得られることを究明してなされたも
のである。 ここで２本発明に係る高温熱処理用治具の＼ 構成材料であるドープモリブデン材料の組成範囲につい
て説明すると、ＡＩ　、Ｓｉ　、には加工後の加熱処理
により・整列した微小ドープ孔を生成させ、この微小ド
ープ孔の効畢によって再結晶粒を細長（大きく〈再結晶
粒の幅に対する長さは５以上、好ましくは１５以上。 更に好ましくは２５以上である）成長させるに必要な組
成範囲となる。この量が少なすぎると、その効果が小さ
く、第二工程後の加熱処理によっても再結晶粒が亀甲状
の等軸結晶粒となり、一方、量が多すぎると、上述の微
小ドープ孔を必要以上に大きく、かつ多量に生成させる
ため１局部的に再結晶粒が亀甲状の等釉粒となることや
、ドープ孔の集合および異常成長の起ることによる欠陥
穴の生成することとなるため、高温下で使用する高温熱
処理用モリブデン治具として使用した場合。 粒界すべりに伴なう異常変形や粒界削れおよび欠陥穴を
起点とする粒内割れを容易にさせる。したがってこの組
成範囲で、使用するのが、好ましい。 また、Ｌａ、Ｃｅ、Ｄｙ、’ｙ’、Ｔｈ、ＴｉＺｒ　、
Ｎｂ　、Ｔａ　、Ｈｆ　、Ｖ、Ｃｒ　、Ｍｏ　。 Ｗ、Ｍ（］の酸化物、炭化物、硼化物あるいは窒化物は
、これらの微小な、たとえば平均粒径で１μｍ以下の上
記化合物をモリブデン中に均一に分散させることが好ま
しい。これにより分散強化が向上し、その分散強化効果
によってドープモリブデン材料から成るモリブデン板の
高温強度を高めること、さらに、加工後の加熱処理によ
り加工によって加工方向に整列した前記微小化合物によ
って、前述の微小ドープ孔の効果による再結晶粒を細長
（大ぎく成長さぼる性質をより大きくさせるに必要な組
成範囲となる。この量か少なすぎると、その効果が小ざ
く、−力量が多すぎると。 化合物の集合が起り易く、微小化合物を均一に分散させ
ることが困難となり、加工後の加熱処理によっても再結
晶粒が亀甲状の等軸結晶粒となることや、化合物の集合
による粗大化合物の生成が２モリブデン板内部の欠陥物
となるため、高温下で使用する炉用ヒーターや蒸着用ボ
ートとして使用した場合１粒弄すへりに伴なう異常変形
や粒界割れおよび欠陥物を起点とする粒内割れを容易に
させる。したがってこの組成範囲にすると良い。 次に９本発明に係る高温熱処理用冶具の構成材料である
ドープモリブデン板の限定した加工率、について説明す
ると、８５％以上の加工率は加工後の加熱処理に社って
再結晶粒を細長く大きく成長させるに必要な加工率範囲
である。この加工率が少なすぎ゛ると、充分に加工繊維
組織の発達を行なわせることができず。 加工後の限定した温度範囲での加熱処理によっても再結
晶粒が゛亀甲状の等軸結晶粒となるため、高温下で使用
する高温熱処理用モリブデン治具として使用した場合１
粒界すべりに伴なう異常変形や粒界割れを容易にさせる
。 したがって、この範囲が好ましく、加工率が９５％以上
であると更に好ましい。 たｆｅし、加工率１００％の場合はあり得ないので加工
率１００％は含まない。 さらに９．第三工程の加熱処理濃度範囲について説明す
ると、第三工程を経た後の第三工程の加熱処理は、８５
％以上の加工率まで熱間加工を施こし、充分に加工繊維
組織を発達させた高温熱処理用モリブデン治具の構成材
料であるドープモリブデン板の再結晶粒を細長く、大き
くジグザグに結合した状態にするための加熱処理温度で
、高温下で優れた熱疲労強度やクリープ強度を兼備させ
るに必要な温度範囲となる。この加熱処１！！！温度が
低すぎると、再結晶粒の成長を充分に行なわせることが
できないため、高温下で使用中に不安定な結晶粒成長が
起り、熱疲労強度やクリープ強度のバラツキを生じさせ
、一方、温度が高すき゛ると、１長ぐ、・大きくジグザ
グに成長した再結晶粒か過大に成長し２等軸結晶粒と同
様になるとともに、前述の微小ドープ孔の異常成長や集
合が起り、大きな欠陥穴となることや酸化物、炭化物、
＠化物および窒化物が分解し、微小化合物の均一な分散
による分散強化効果が無くなることなどによって、高温
下で使用する炉用ヒーターや蒸着用ボートとして使用し
た場合５粒界すへりや高温強度の低下に伴なう異常変形
−粒界割れを容易にさせる。したがってこの温度範囲が
好ましい。 ここで、第１の工程の前に、加工率で４５％以上の減面
加工を行ない再結晶）温度より２００℃〜８００℃高い
温度で加熱処理し、再結晶粒を均一に生成させる工程（
以下予備工程と称す）を設けた理由について説明する。 第１乃至第３の工程の目的は、長大結晶を形成させるこ
とである。それに対して、予備工程の目的は、再結晶粒
を均一に生成させることである。つまり第１及び第２の
工程の加工は部分ごとに、被加工機に異なる歪を与えそ
の烏貝なる大きさの長大結晶を形成させやすく、高温強
度にバラツキの有るモリブデン材が製造される場合があ
った。そこで第１の工程の前に予備工程を設けることに
より、長大再結晶粒を比較的均一に生成させやすく。 バラツキが少ないドープモリブデン材を提供する。予備
工程の加熱湿度に関して、その温度が低すぎると効果が
少なく、一方湿度が高すざると、再結晶粒が粗大になっ
てしまうので、再結晶温度より２００℃〜８００℃の温
度範囲が好ましい。したがって、第１の工程の前に予備
工程を設けることにより９本発明の目的を、より一層有
効に達成できる。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば高温熱処理用モリブ
デンの構成材料であるドープモリブデン材料を、限定し
た加工率で熱間加工し、加工のままあるいは再結晶）温
度以下でのひずみ取り焼鈍を行なった後、高温熱処即用
治具に成形、その後限定した熱処理湿度範囲での加熱処
理を施こずことにより、ドープモリブデン材料の熱疲労
強度およびクリープ強度を高めることが出来る。 このため高温下で使用される高温熱処理用モリブデン治
具の破壊寿命を大幅に伸ばし。 かつ長時間安定状態で使用でき、セラミック焼成炉や高
温熱処理炉などの運転効率と信頼性を大幅に向上できる
効果がある。 さらに４本発明に係る高温熱処理用モリブデン治具を使
用することによって、希少金属を有効に活用できること
となり工業上類る有用である。 ［発明の実施例］ 本発明の高温熱処理用モリブデン治具の製造方法４；ｔ
、Ａ１２０ａ、ＳｉＯ２，に２０をそれぞれ重量％で０
．０１５％Ｌａ２Ｏ３を１．０％混合した平均粒径４μ
のドープモリブデン粉末を２　ｔｏｎ　／　Ｃ１１１２
の圧力でプレス成形した後、水素炉中で１８３０℃Ｘ９
Ｈｒの条件で焼結し、焼結体とした。 この焼結体を１１００℃〜１４００℃の温度範囲で熱間
鍛造と、その後３００℃〜１１００℃の温度範囲で熱間
圧延により、加工率が８２％、８６％。 ９８％になるように加工率を調整して板厚が２ｍｍのド
ープモリブデン板を得た。 次に、上記加工率の板Ｎ　２　ｍｍのドープモリブデン
板から１００ｍｎ＋　ｘ、　１００＋ｎｍの角形素材を
各々２枚切り出し、角形板素材のドープモリブデン材料
の再結晶温度４１６５０°Ｃ）より　６００℃低い１０
５０℃でのひずみ取り焼鈍を施こした。 その摂、上記角形板素材の４隅で、端部から５ｍｍの位
置に直径３’ｍｍの穴加工を施こした。 次に穴加工後の角形板素材に２０００’ｃＸ　２時間の
加熱処理を施こした後、加工率が同じ角形板（１）２枚
を４隅でモリブデン支持棒（３）で支持、第３図に示す
高温熱処理用モリブデン治具（１）に組立てた。 この第３図に示した高温熱処理用モリブデン治具（１）
の角形板（２）の中央部に重量１　ｋｇのＷ円板（４）
を載せたまま、　１８００°ＣのＨ２気流中に１０１−
１ｒ投人と空温１ｌ−１ｒ放置との加熱、冷却サイクル
を１０回繰返し、２回ごとの角形板（２）の４隅に対す
る反り量（Ｍｌ　、Ｍ２　）を測定、　　（Ｍｌ　＋１
ＶＩ２　＞　／　２を平均反り量（Ｍ）とした。 この結果を第４図に示す。 第４図より明らかなように２本発明に係る高温熱処理用
モリブデン治具の製造方法によって得られた加工が８６
％、９８％の本発明例６゜７の高温熱処理用モリブデン
治具は、比較例５に示した加工率８２％のドープモリブ
デン板により得た高温熱処理用モリブデンボートに比較
して平均反り量がそれぞれ約１／　３．５および約１／
８と大巾に少な（、優れた耐熱疲労性や耐クリープ性な
ど優れた高温強度を持つことが確認できた。 次に前記の実施例で示した焼結インゴットを１１００℃
〜１４００℃の温度範囲で加工率が７０％まで熱間鍛造
した後、再結晶温度より　３５０℃高い２０００℃×１
時間の再結晶粒均一化処理を行なった（予備工程）。 続いて再結晶粒均一化処理を施こしたモリブデン合金素
材を１１００℃〜１４００℃の温度範囲で鍛造と、その
＃！！３００℃〜１１００℃の温度範囲で圧延により、
冷間加工率が９８％の板厚２．Ｏｍｍのモリブデン合金
板を得た。 上記モリブデン合金板からｉｏｏｍｍｘ　１００ｎ＋ｍ
の角形板素材を２枚切り出し、その後、角形板素材の４
隅で端部から５ｍｍの位置に直径３１Ｉｌ…の穴加工を
施こした。次に穴加工後の角形板索拐に２０００℃×２
時間の加熱処理を施こした後、第３図に示す高温熱処理
用モリブデン治具（１）に組立てた。 この第３図に示した高温熱処理用モリブデン治具（１）
の角形板（２）の中央部に重量１　ｋｇのＷ円板（４）
を載せたまま、　１８００℃のＨ２気流中にｉｏＨｒ投
入と至温ＩＨｒ放置との加熱冷却サイクルを１０回繰返
し、２回ごとの角形板（２）の４隅に対する反りｆｉ（
ｆＶｈ。 Ｍ２）を測定、（Ｍｌ　十Ｍ２　）／２を平均反り量（
Ｍ）とした。 この結果を第４図中に本発□明例８として示す。 第４図より明らかなように本発明例８の高温熱処理用モ
リブデン冶具は本発明例７の高温熱処理用モリブデン冶
具よりも平均反り量が小さく、その変化も安定している
ことから。 本発明の効果がモリブデン合金板の加工工程中に予備工
程を設けることにより本発明の目的を、より一層有効に
達成できることが確認できた。 これらの結果は９本発明に係る高温熱処理用モリブデン
ボートの製造方法において、加工率で８５％以上の鍛造
又は圧延加工し、加工後に再結晶温度以下でのひずみ取
り焼鈍を行なった後、高温熱処理用ボートに成形、その
後、再結晶温度よりも１００℃高い湿度から２２００℃
までの温度範囲にて加熱処理したことにより再結晶粒が
細長く大きくジグザグに結合した状態になったためであ
り、さらに再結合温度よりも充分高い温度での加熱処理
を行なうことにより本発明のモリブデン板の高温下での
使用中の金属組織の安定度が増したためとである。 なお１本発明は加工率が最も重要な事項であり２本発明
の製造方法により８０％以上の加工を施こされ、その後
の加熱処理湿度が本発明の加熱処理温度範囲より低いが
、その後の使用温度が二次再結晶温度より１００℃以上
高い場合には、実質的に本発明のモリブデン材の＠進方
法によって製造された。モリブデン材と周様の特性を保
持できる。 このため９本発明の製造方法によって製造されたモリブ
デン材が二次再結晶温度より１００℃以上高い温度で使
用される場合には１本発明の一部である加熱処理温度範
囲より低い温度で加熱処理を施こしたくたとえば、ひず
み取り焼鈍ンモリブデン材をも本発明に含むものである
。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の高湿熱処理用モリブデン治具の製造方法
を説明する加工工程図。 第２図は本発明の高温熱処理用モリブデン治具の製造方
法を説明する加工工程図。 第３図は高温熱処理用モリブデン治具の概略図。 第４図は加熱、冷却試験後の反り量の測定結果である。 １は高温熱処理用モリブデン治具 ２はモリブデン製角形板 ５は加工率８２％の比較例のデータ ６は加工率８６％の本発明のデータ ７は加工率９８％の本発明のデータ ８は再結晶粒均一化処理後に加工率９８％を施こした本
発明のデータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　Ａｚ、Ｓｉ、にの一種又は二種以上が重量％で
   ０．００５〜０．１５％およびＬａ、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｙ。 Ｔｈ、Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
   ｏ。 Ｗ、Ｍｇの酸化物、炭化物、硼化物あるいは窒化物の一
   種又は二種以上が重量％で０３〜３％を含むドープモリ
   ブデン材料を具備する高温熱処理用モリブデン冶具を製
   造する工程において、トータル加工率で８５％以上の減
   面加工をすρ第一の工程と、第一の工程による加工のま
   ま、あるいは第一の工程後に再結晶温　３゜度以下の温
   度でひずみ□取り焼鈍を行なった後。 熱処理用冶具に成形加工をする第二の工程と。 成形加工後に再結晶温度より１００″Ｃ高い温度から２
   ２００’Ｏまでの温度範囲にて加熱処理を行なう第三の
   工程とを持つことを特徴とする高温強度に優れた高温熱
   処理用モリブデン冶具の製造方法っ ２、加工率は９５％以上である特許請求の範囲第１項に
   記載の高温熱処理用モリブデン冶具の製造方法。 ３、第一の工程の前に、加工率で４５％以上の減面加工
   を行ない再結晶粒を２００°Ｃ〜８００℃高い温度で加
   熱処理をし、再結晶粒を均一に生成させる工程を有する
   特許請求の範囲第１項乃至第２項に記載の高温熱処理用
   モリブデン冶具の製造方法。 ４　加工率は９５％以上である特許請求の範囲第３項に
   記載の高温熱処理用モ１フプデン冶具の製造方法。