JPS5922778B2 - 耐垂下性タングステン合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はドープ剤を添加された耐垂下性タングステン合
金に関する。

一般に管球に用いられるドープタングステン体は、以下
述べるようにして製造される。

すなわち、タングステンの青色酸化物（Ｗ４０１ ＋
）にＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ等から成るドープ剤
を微少量添加混合して、これを水素雰囲気中で還元し、
タングステン金属粉末とし、つぎに、このタングステン
金属粉末を金型プレスでプレス成形シテタングステン金
属粉末成形体とした後、これを水素雰囲気中で加熱し、
タングステン金属焼結体とする。

その後、スウエージングと呼ばれる高速回転ハンマーリ
ングにより、外径を徐々に減少させ、さらに線引加工や
種々の成形加工を施されてフィラメントや種々の電極と
して用いられる。

而して、このように製造された管球に用いられるドープ
タングステン体では、それに含まれるドープ剤の量が、
その特性および寿命に著しく影響することが知られてお
り、特に、例えば映写機光源として用いられるキセノン
ランプにおいては、この影響が著しく、従来の方法では
、ドープ剤を均一にかつ許容値内に収めることは困難で
あり、特性および寿命の安定したキセノンランプを得る
ことが難かしかった。

また一般電球に用いられるフィラメントにおいてもドー
プ剤が均一に分散していないと、安定したサグ性（耐垂
下性）を得ることができずランプ寿命は著しく短かくな
る。

本発明者は鋭意研究の結果、管球に用いられるドープタ
ングステン体に含まれるドープ剤の分散のばらつきは、
前述したタングステン金属粉末成形時に生じることを見
出した。

すなわち、タングステン金属粉末の成形は、従来第１図
に示すように、直方体の溝１を有するダイス２と、溝１
に嵌合するパンチ３とから構成される金型プレスを用い
て行なわれている。

このような金型プレスでは、タングステン金属粉末４を
直方体の溝１に適当量充填し、これを上〕；部からパン
チ３により圧縮成形することにより、タングステン金属
粉末４の成形が行なわれる。

しかし、このような金型プレスによる場合には、成形さ
れたタングステン金属粉末成形体の密度は下層部よりも
上層部の方が大きくなる。

したがってこのような粉末成形体を焼結する際、密度の
低い部分ではドープ剤の飛散が良く逆に密度の高い部分
ではドープ剤の飛散が悪いために、得られた焼結体のド
ープ剤の分散状態が不均一になるものと考えられる。

このようにして、タングステン金属粉末の成形時に形成
された密度のばらつきは、次工程である焼結においてド
ープ剤の飛散のばらつきをもたらし、以後のスウエージ
ング工程等を経て得られたタングステン製品にドープ剤
の不均一な分散としてそのまま残り、所定の特性を有す
るドープタングステン製品を得ることは困難であった。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものでドープ
剤（ケイ素又は／およびカリウム）が添加された耐垂下
性タングステン合金において、ドープ剤の残存量のバラ
ツキが条件式け）、（２）を満足する耐垂下性タングス
テン合金を提供しようとするものである。

以下本発明の詳細な説明する。

本願発明者らは、ドープ剤のうちでも特にケイ素とカリ
ウムがばらつき所定の特性が得に（いことを見い出した
。

そこで、実験を重ねた結果、ケイ素の残存量のバラツキ
を１５％以下、好ましくは１０％以下、カリウムの残存
量のバラツキを７％以下、好ましくは５％以下にするこ
とにより、所定の特性を有するドープタングステン製品
を得られることがわかった。

又、本発明の製品を得る為にタングステン金属粉末成形
時に粉末成形体に密度差が生じないように成形すること
を特徴とする。

そのためにハイドロスタティックプレス法を適用する。

本発明で用いられるハイドロスタティックプレス法は、
例えば、第２図に示すように、開口部に螺子を形成され
た円筒状のプレス容器５を有しており、このプレス容器
５には、外周に螺子を螺刻された栓６が螺合されている
。

プレス容器５には、一端をプレス容器５中空部に連通ず
る配管７が配設されており、この配管７の他端には、ポ
ンプ８が配置され、また配管７には圧力計９が介挿され
ている。

以上のように構成されたハイドロスタティックプレスを
用いて、タングステン金属粉末の成形は以下に述べるよ
うにして行なわれる。

すなわち、例えばゴムからなる粉末収納袋１０にタング
ステン金属粉末を収納した後粉未収納袋１０の開口部を
結び、これを、プレス容器５の開口部から挿入し、栓６
によりプレス容器５の開口部を遮蔽する。

この後、ポンプ８により、プレス容器５の中空部に液体
を充満し、この液体に圧力計をみながら所定の圧力をか
げることにより行なわれる。

このようなラバープレスによるときは、粉末収納袋１０
に収納されたタングステン金属粉末１１は、第３図に示
すように、粉末収納袋１０の外周から均一に力を受ける
こととなり、この内部に介在する空気等のガスは、均一
に分散された状態でタングステン金属粉末１１は圧縮成
形されることとなるため、成形されたタングステン金属
粉末成形体は、その全体にわたり密度の均一なものとな
る。

従って焼結時のドープ剤の飛散も均一になり、焼結体に
必要なドープ剤を均一に残存させることが可能となる。

以下本発明を実施例および比較例により詳細に説明する
。

実施例 タングステンの青色酸化物（Ｗ４０１□）１００ｋｇに
ドープ剤としてＡ１２０３３０グ、５ｉＯ２４００１、
ＫＣｌ６００グを添加混合し、これを８００〉＊℃の水
素雰囲気中で還元しタングステン金属粉末を得た。

つぎに、このタングステン金属粉末を粉末収納袋外周に
かかる圧力が２ｔ／ｃｒＩＬとなるように設定されたラ
バープレスを用いてプレスし、φ６０×３００ｍｍの円
筒状のタングステン金属粉末成形体を得た。

その後、このタングステン金属粉末成形体を室温から２
８００℃迄昇温し水素雰囲気中で１時間加熱し、タング
ステン金属焼結体を得た。

このタングステン金属焼結体をスウエージング加工後更
に線引きし直径０．１ ｍｍの管球用フィラメントを得
た。

このようにして製造された管球用タングステン線を１０
００ｍｍごとに切断して得られた試験片ａ〜ｊに含まれ
るドープ剤の量を第１表に示す。

比較例 実施例と同一条件で得られたタングステン金属粉末を、
パンチの加圧面にかかる圧力が２０００ｋｇ／ｃｄとな
るように設定された金型プレスを用いてプレスし、口３
０Ｘ３００ｍｍの直方体状のタングステン金属粉末成形
体を得た。

これを実施例と同じ条件で加工し、同表のタングステン
線を得た。

このようにして製造された管球用タングステン線を１０
００ｍｍごとに切断して得られた試験片１〜１０に含ま
れるドープ剤の量を第１表に示す。

第１表に示した試料から、本発明の実施例と比較例のＳ
ｉ、にのバラツキを求め、その結果を第２表に示した。

第２表から明らかなように本発明によるものはドープ残
存量のばらつきが小さく、Ｓｉで１５％以下、Ｋで７％
以下である。

これは、焼結体においてドープ剤が均一に残存している
ことを示すものである。

以上述べたように、本発明の製品は従来のドープタング
ステンに比べ著しく、残存ドープ量のバラツキが改善さ
れており、得られたタングステン製品は特性のすぐれた
寿命の長いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、金型プレスの縦断面図、第２図はハイドロス
タティックプレスの一部縦断面図、第３図は、粉未収納
袋にかかる圧力分布を示すための説明図である。 ２・・−・・・ダイス、３・−・・・・ポンチ、４・・
・・・・タングステン金属粉末、５・・・・・・プレス
容器、６・・・・・・栓、１０・・・・・・粉未収納袋
、１１・・・・・・タングステン金属粉末。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケイ素又は／およびカリウムが添加された耐垂下性
   タングステン合金において、前記ケイ素又は／およびカ
   リウムの残存量が下記の条件式（１）、（２）を満足す
   る耐垂下性タングステン合金。 但し、残存量は１合金中任意に１０ケ所以上分析する。