JPS60106929A - ジルコニウムまたはチタンの合金類をアーク熔融するための消耗電極 - Google Patents
ジルコニウムまたはチタンの合金類をアーク熔融するための消耗電極Info
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- JPS60106929A JPS60106929A JP59214050A JP21405084A JPS60106929A JP S60106929 A JPS60106929 A JP S60106929A JP 59214050 A JP59214050 A JP 59214050A JP 21405084 A JP21405084 A JP 21405084A JP S60106929 A JPS60106929 A JP S60106929A
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- Japan
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- low melting
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/06—Electrodes
- H05B7/07—Electrodes designed to melt in use
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/20—Arc remelting
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Furnace Details (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ＺｒのまたはＴｉの合金類をアークで溶融す
る際に使用する消耗電極に関する。
る際に使用する消耗電極に関する。
チタンやジルコニウムのように高温度で反応性を示す金
属類の製造はいくつかの問題を提起する。米国特許第３
，５８５，８０２号（出願人：コニシ他）の明細書には
、融点の異る複数の成分によって生じる問題点と、この
種の問題を処理する先行技術の方法とが検討されている
。融点の相違が大きくなればなるほど、問題の困難度も
高くなる。錫は、ジルコニウム合金に合金成分として添
加される金属であり、低融点成分の一例であるが、錫の
導入によって重大な問題が生じる。マスター合金（ｍｅ
ａｓｔｅｒ ａｌｌｏｙｓ）を用いて合金成分を添加す
る技法は頻繁に採用される技法であるが、ジルコニウム
及びチタンのマスター合金は自然発火性を帯びる傾向を
持ち、合金類に窒化物相のような望ましくない相を形成
する誘因となり易い、更に、マスター合金の融点もやは
り比較的低温度であり、電極の抵抗加熱がアークから離
れた個所で起こって不均一な製品を生じ易い傾向がある
。アーク溶融時の錫の量を制御するために一般に行なわ
れている方法は、電極の内部に形成されたなんらかの形
の包囲体の内部に錫を封入しておく方法である。
属類の製造はいくつかの問題を提起する。米国特許第３
，５８５，８０２号（出願人：コニシ他）の明細書には
、融点の異る複数の成分によって生じる問題点と、この
種の問題を処理する先行技術の方法とが検討されている
。融点の相違が大きくなればなるほど、問題の困難度も
高くなる。錫は、ジルコニウム合金に合金成分として添
加される金属であり、低融点成分の一例であるが、錫の
導入によって重大な問題が生じる。マスター合金（ｍｅ
ａｓｔｅｒ ａｌｌｏｙｓ）を用いて合金成分を添加す
る技法は頻繁に採用される技法であるが、ジルコニウム
及びチタンのマスター合金は自然発火性を帯びる傾向を
持ち、合金類に窒化物相のような望ましくない相を形成
する誘因となり易い、更に、マスター合金の融点もやは
り比較的低温度であり、電極の抵抗加熱がアークから離
れた個所で起こって不均一な製品を生じ易い傾向がある
。アーク溶融時の錫の量を制御するために一般に行なわ
れている方法は、電極の内部に形成されたなんらかの形
の包囲体の内部に錫を封入しておく方法である。
たとえば、電極の長さ方向に沿って多数の爆接ビーズを
配しておくことにより、電極の抵抗を最小限に低下させ
、溶融時の電極の抵抗加熱を最小限度におさえる試みも
なされている。この方策は、時間を要するものであり、
総体的には効果的なものとは言えない。
配しておくことにより、電極の抵抗を最小限に低下させ
、溶融時の電極の抵抗加熱を最小限度におさえる試みも
なされている。この方策は、時間を要するものであり、
総体的には効果的なものとは言えない。
本発明の目的は、ジルコニウムまたはチタンに低融点成
分（たとえば錫またはアルミニウム）を調整しつつかつ
経済的に添加する電極を提供することである。
分（たとえば錫またはアルミニウム）を調整しつつかつ
経済的に添加する電極を提供することである。
従って、本発明は、低融点の合金成分を含有するＺｒは
たはＴｉ合金類をアーク溶融する際に使用する消耗電極
であって、電極の長さ方向のほぼ全長にわたって延びか
つ合金していない状態の低融点合金成分を実質的に含有
ルない横桁部材と、合金していない状態の低融点成分及
び主としてＺｒまたはＴｉを押し固めた顆粒を含んだ外
被部材とから成り、前記外被部材はその比較的高い抵抗
が電極の軸方向にくるように前記横桁部材に取付けてあ
り、動作時においてアークから離れた位置にある前記外
被部材の抵抗加熱が最小限におさえられ、そのため未合
金状態の低融点合金成分のＶ過ぎる熔解が一般的に回避
されることを特徴とする消耗電極に関する。
たはＴｉ合金類をアーク溶融する際に使用する消耗電極
であって、電極の長さ方向のほぼ全長にわたって延びか
つ合金していない状態の低融点合金成分を実質的に含有
ルない横桁部材と、合金していない状態の低融点成分及
び主としてＺｒまたはＴｉを押し固めた顆粒を含んだ外
被部材とから成り、前記外被部材はその比較的高い抵抗
が電極の軸方向にくるように前記横桁部材に取付けてあ
り、動作時においてアークから離れた位置にある前記外
被部材の抵抗加熱が最小限におさえられ、そのため未合
金状態の低融点合金成分のＶ過ぎる熔解が一般的に回避
されることを特徴とする消耗電極に関する。
本明細書中で用いる「合金していない状態の（未合金状
態の）低融点合金成分」という用語は、合金の主成分で
あるジルコニウムまたはチタンよりも融点が少なくとも
摂氏温度換算で５５５．８度（華氏で１０００度）低い
合金成分を意味し、好ましくは単一の成分（たとえば錫
）であるが低融点のマスター合金でもよい。
態の）低融点合金成分」という用語は、合金の主成分で
あるジルコニウムまたはチタンよりも融点が少なくとも
摂氏温度換算で５５５．８度（華氏で１０００度）低い
合金成分を意味し、好ましくは単一の成分（たとえば錫
）であるが低融点のマスター合金でもよい。
本発明のより明確な理解に資するために、以下に添付の
図面を参照して本発明の好ましい実施例を記載する。
図面を参照して本発明の好ましい実施例を記載する。
第１図に、断面が７．８２ｃｍＸ ３５Ｂｃｍ（３イン
チＸ１４インチ）で長さが５．０８腸（２００インチ）
のジルコニウムまたはジルコニウム合金製の横桁部材ｌ
を示す、この横桁部材が、電極ｌＯの中心部を形成する
。複数の半月形部分３０に、ジルコニウムまたはジルコ
ニウム合金を押し固めた粒子と、１種または複数の未合
金状態の低融点成分（たとえば錫または錫とアルミニウ
ム）とが収納されている。これらの半月形部分または半
月形区画３０は、横桁部材１のどちらかの側面に符号４
０で示すように爆接されていて、製造上の要求によって
、電極ｌＯの長さ方向に離して配置されている。横桁部
材ｌはシート片または管片からつくることもでき、イン
ゴットを鋳造もしくは圧延して製造することもでき、横
桁部材にいくぶんかの量の低融点成分が含有される可能
性もあるが、横桁部材に含有される低融点成分は合金し
た状態である。本発明技術の場合、横桁部材ｌが抵抗率
の低い中心部材を形成することが必須条件である。抵抗
率が低いために、電極１０全体としての抵抗加熱は減少
し、アークから離れた部分における外被部材（本実施例
の場合には半月形区画）に流れる電流が最小であるため
に、未合金の状態の錫の周辺の局部加熱も少なくなる。
チＸ１４インチ）で長さが５．０８腸（２００インチ）
のジルコニウムまたはジルコニウム合金製の横桁部材ｌ
を示す、この横桁部材が、電極ｌＯの中心部を形成する
。複数の半月形部分３０に、ジルコニウムまたはジルコ
ニウム合金を押し固めた粒子と、１種または複数の未合
金状態の低融点成分（たとえば錫または錫とアルミニウ
ム）とが収納されている。これらの半月形部分または半
月形区画３０は、横桁部材１のどちらかの側面に符号４
０で示すように爆接されていて、製造上の要求によって
、電極ｌＯの長さ方向に離して配置されている。横桁部
材ｌはシート片または管片からつくることもでき、イン
ゴットを鋳造もしくは圧延して製造することもでき、横
桁部材にいくぶんかの量の低融点成分が含有される可能
性もあるが、横桁部材に含有される低融点成分は合金し
た状態である。本発明技術の場合、横桁部材ｌが抵抗率
の低い中心部材を形成することが必須条件である。抵抗
率が低いために、電極１０全体としての抵抗加熱は減少
し、アークから離れた部分における外被部材（本実施例
の場合には半月形区画）に流れる電流が最小であるため
に、未合金の状態の錫の周辺の局部加熱も少なくなる。
その結果、未合金状態の低融点合金成分の溶出（熔は出
し）も最小限におさえられる。加えて、アーク熔解に充
分に耐える強度を持つ電極を製造するために必要な溶接
は四つの辺部分に沿った溶接だけになるから、電極製造
に必要な溶接時間も最短時間になる。勿論、外被部材は
溶接以外の機械的な手法によって取付けることもできる
。
し）も最小限におさえられる。加えて、アーク熔解に充
分に耐える強度を持つ電極を製造するために必要な溶接
は四つの辺部分に沿った溶接だけになるから、電極製造
に必要な溶接時間も最短時間になる。勿論、外被部材は
溶接以外の機械的な手法によって取付けることもできる
。
第１図に示すような複数の月形区画を含む海綿状金属ま
たは金属片を用いるのが好ましいけれども、これらの区
画の形状は特に制約されない、（シかしながら、未合金
状態の低融点成分は、たとえばアークからの輻射によっ
て熔ける可能性がある表面部分にではなく、外被部材の
内部に大部分が収納されていなければならない、）更に
、隣接する各区画３０の間には間隙５０が形成されてい
るのが好ましいけれども、間隙の形成は必須条件ではな
い、しかしながら、多数の区画を使用し、隣接する区画
の表面が電極の長手方向軸に対して垂直になるように配
置することが好ましく、このような配置にすることによ
り、長さ方向に沿った複数の区画を通じての全体として
の抵抗が著しく大きくなり複数の区画に流れる電極が減
少する。（その結果、低融点成分を含有する部材の抵抗
加熱も少なくなる。）ここで再び述べておくが、アーク
から離れた位置にある上記複数の区画に電流が流れると
、未合金状態の低融点成分または低融点合金成分を含有
するマスター合金のアークから離れた個所における局部
融解が起こる可能性があるので、アークから離れた上記
区画部分に電流が流れるのは望ましくない。
たは金属片を用いるのが好ましいけれども、これらの区
画の形状は特に制約されない、（シかしながら、未合金
状態の低融点成分は、たとえばアークからの輻射によっ
て熔ける可能性がある表面部分にではなく、外被部材の
内部に大部分が収納されていなければならない、）更に
、隣接する各区画３０の間には間隙５０が形成されてい
るのが好ましいけれども、間隙の形成は必須条件ではな
い、しかしながら、多数の区画を使用し、隣接する区画
の表面が電極の長手方向軸に対して垂直になるように配
置することが好ましく、このような配置にすることによ
り、長さ方向に沿った複数の区画を通じての全体として
の抵抗が著しく大きくなり複数の区画に流れる電極が減
少する。（その結果、低融点成分を含有する部材の抵抗
加熱も少なくなる。）ここで再び述べておくが、アーク
から離れた位置にある上記複数の区画に電流が流れると
、未合金状態の低融点成分または低融点合金成分を含有
するマスター合金のアークから離れた個所における局部
融解が起こる可能性があるので、アークから離れた上記
区画部分に電流が流れるのは望ましくない。
充分な構造強度を持ちかつ抵抗率が低い横桁部材１を得
るためには、好ましくは鋳造または圧延によって横桁部
材を製造し、第１図に示すように、製造後の形状がほぼ
長方形のスラブ（厚板）であるのが好ましい、長方形の
厚板の形状は、この厚板に複数の区画を取付けるのに便
利で好都合である。半月形区画３０（円筒形切片を軸に
沿って二つの部分に切断した形状の区画）は、海綿状の
顆粒または小片を押し固めて円板形にした後に円板を二
つに切断してつくる。
るためには、好ましくは鋳造または圧延によって横桁部
材を製造し、第１図に示すように、製造後の形状がほぼ
長方形のスラブ（厚板）であるのが好ましい、長方形の
厚板の形状は、この厚板に複数の区画を取付けるのに便
利で好都合である。半月形区画３０（円筒形切片を軸に
沿って二つの部分に切断した形状の区画）は、海綿状の
顆粒または小片を押し固めて円板形にした後に円板を二
つに切断してつくる。
横桁部材及び外被部材は、両方とも、たとえば粉末から
ではなく、比較的大きな金属片から製造されていなけれ
ばならない、横桁部材は、顆粒を用いて鋳造または圧延
して製造することもできる。（本明細書中で用いる「顆
粒」という用語は、最小の粒子の粒度が３．２鵬腸（１
１８インチ）以上であり、一般的には６．４鳳鳳〜１．
８１層（１／４〜３７４インチ）の粒度範囲にある小片
を意味する。）外被部材の内部に押し固められた顆粒が
収納されている（顆粒は主としてＴｉまたはＺｒから成
る）。
ではなく、比較的大きな金属片から製造されていなけれ
ばならない、横桁部材は、顆粒を用いて鋳造または圧延
して製造することもできる。（本明細書中で用いる「顆
粒」という用語は、最小の粒子の粒度が３．２鵬腸（１
１８インチ）以上であり、一般的には６．４鳳鳳〜１．
８１層（１／４〜３７４インチ）の粒度範囲にある小片
を意味する。）外被部材の内部に押し固められた顆粒が
収納されている（顆粒は主としてＴｉまたはＺｒから成
る）。
（電極の長さ方向にほぼ垂直な間隙を設けることにより
抵抗率を高める代わりに）、別の形、即ち比較的密度の
低い状態に押し固められているために抵抗率が高い長方
形部材から成る複数の区画を用いることも、勿論、可能
である。
抵抗率を高める代わりに）、別の形、即ち比較的密度の
低い状態に押し固められているために抵抗率が高い長方
形部材から成る複数の区画を用いることも、勿論、可能
である。
上記の本発明の説明では、ジルコニウムに添加する低融
点の合金成分として錫を用いた例について述べたが、た
とえばアルミニウム等のジルコニウムと合金する成分、
またはチタンと合金する低融点合金成分（たとえばアル
ミニウム）に本発明技術を応用できることは容易に理解
できることである。
点の合金成分として錫を用いた例について述べたが、た
とえばアルミニウム等のジルコニウムと合金する成分、
またはチタンと合金する低融点合金成分（たとえばアル
ミニウム）に本発明技術を応用できることは容易に理解
できることである。
添付の図面は、低抵抗率の横桁部材の両側に間隔をあけ
て爆接された複数の半円筒形区画を持つ横桁形の電極の
斜視図であり、半円筒区画内に未合金状態の低融点合金
成分が収納されており、横桁部材は未合金状態の低融点
成分を実質的に含有していない。 ｌ・・・・横桁部材 １０・・・・消耗電極 ３０・・・・半月形区画 ４０・・・・溶接個所 ５０・・・・間隙
て爆接された複数の半円筒形区画を持つ横桁形の電極の
斜視図であり、半円筒区画内に未合金状態の低融点合金
成分が収納されており、横桁部材は未合金状態の低融点
成分を実質的に含有していない。 ｌ・・・・横桁部材 １０・・・・消耗電極 ３０・・・・半月形区画 ４０・・・・溶接個所 ５０・・・・間隙
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、低融点の合金成分を含有するＺｒはたはＴｉ合金類
をアーク溶融する際に使用する消耗電極であって、電極
の長さ方向のほぼ全長にわたって延びかつ合金していな
い状態の低融点合金成分を実質的に含有しない横桁部材
と、合金していない状態の低融点成分及び主としてＺｒ
またはＴｉを押し固めた顆粒を含んだ外被部材とから成
り、前記外被部材はその比較的高い抵抗が電極の軸方向
にくるように前記横桁部材に取付けてあり、動作時にお
いてアークから離れた位置にある前記外被部材の抵抗加
熱が最小限におさえられ、そのため未合金状態の低融点
合金成分の早過ぎる熔解が一般的に回避されることを特
徴とする消耗電極。 ２、多数の区画に分割された外被区画が前記横桁部材に
取付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の電極 ３、多数の区画が、隣接する区画間の表面を電極の長手
方向軸に対してほぼ垂直な向きに配向させて電極の長手
方向に沿って配置されていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項に記載の電極。 ４、隣接する各区画の間に間隙が存在することを特徴と
する特許請求の範囲第３項に記載の電極。 ５、横桁部材が、鋳造または圧延によってほぼ長方形の
厚板状に成形されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項〜第４項のいずれかに記載の電極 ６、横桁部材の主構成成分がＺｒであり、合金していな
い状態の低融点合金成分が錫であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の電極。 ７、横桁部材の主構成成分がＴｉであり、合金していな
い状態の低融点合金成分がアルミニウムであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記
載の電極。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/541,404 US4539688A (en) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | Spar type consumable electrodes for vacuum arc melting of zirconium or titanium alloys |
| US541404 | 1995-10-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60106929A true JPS60106929A (ja) | 1985-06-12 |
| JPH059501B2 JPH059501B2 (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=24159457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59214050A Granted JPS60106929A (ja) | 1983-10-13 | 1984-10-11 | ジルコニウムまたはチタンの合金類をアーク熔融するための消耗電極 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4539688A (ja) |
| EP (1) | EP0145159B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60106929A (ja) |
| KR (1) | KR850003857A (ja) |
| CA (1) | CA1231396A (ja) |
| DE (1) | DE3476623D1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4873063A (en) * | 1986-01-06 | 1989-10-10 | Bleil Carl E | Apparatus for zone regrowth of crystal ribbons |
| US4754542A (en) * | 1987-01-30 | 1988-07-05 | Westinghouse Electric Corp. | Process of fabricating spar-type consumable electrode for vacuum arc melting of zirconium or titan alloys with wedged-on segment |
| US5049363A (en) * | 1989-08-03 | 1991-09-17 | Westinghouse Electric Corp. | Recovery of scandium, yttrium and lanthanides from titanium ore |
| RU2536561C1 (ru) * | 2013-10-31 | 2014-12-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ управления электрической дугой при вакуумном дуговом переплаве |
| CN115874076B (zh) * | 2022-12-24 | 2024-05-07 | 西安超晶科技股份有限公司 | 一种钛铝合金铸锭制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1088296A (en) * | 1913-05-12 | 1914-02-24 | Joseph W Richards | Electrode. |
| US2043855A (en) * | 1935-01-31 | 1936-06-09 | Aluminum Co Of America | Aluminum welding rod |
| US2319977A (en) * | 1942-05-26 | 1943-05-25 | Coast Metals Inc | Method of forming heat resistant ferrous alloys |
| US3030706A (en) * | 1955-01-11 | 1962-04-24 | United States Steel Corp | Aluminum coated welding electrode and method of producing the same |
| DE1110340B (de) * | 1955-08-09 | 1961-07-06 | Vacuumschmelze Ag | Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von selbstverzehrenden metallischen Elektroden, insbesondere Titanelektroden, fuer Lichtbogenoefen |
| US2973428A (en) * | 1957-12-03 | 1961-02-28 | Elek Ska Svetsningsaktiebolage | Arc welding of unalloyed structural steel workpieces such as hull-plates, and arc welding electrodes therefor |
| US3400206A (en) * | 1965-04-09 | 1968-09-03 | Du Pont | Consumable electrode stabilized against warping, formed from compacted refractory metal particles |
| US3565602A (en) * | 1968-05-21 | 1971-02-23 | Kobe Steel Ltd | Method of producing an alloy from high melting temperature reactive metals |
| US3850226A (en) * | 1973-04-17 | 1974-11-26 | Atomic Energy Commission | Method of casting a consumable electrode |
-
1983
- 1983-10-13 US US06/541,404 patent/US4539688A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-10-01 CA CA000464409A patent/CA1231396A/en not_active Expired
- 1984-10-10 DE DE8484306898T patent/DE3476623D1/de not_active Expired
- 1984-10-10 EP EP84306898A patent/EP0145159B1/en not_active Expired
- 1984-10-11 JP JP59214050A patent/JPS60106929A/ja active Granted
- 1984-10-13 KR KR1019840006354A patent/KR850003857A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1231396A (en) | 1988-01-12 |
| EP0145159A1 (en) | 1985-06-19 |
| KR850003857A (ko) | 1985-06-29 |
| US4539688A (en) | 1985-09-03 |
| EP0145159B1 (en) | 1989-02-01 |
| DE3476623D1 (en) | 1989-03-09 |
| JPH059501B2 (ja) | 1993-02-05 |
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