JPS6033335A

JPS6033335A - 耐熱性モリブデン材

Info

Publication number: JPS6033335A
Application number: JP13956983A
Authority: JP
Inventors: Takeo Hamada; 浜田　健雄; Fuminori Takayama; 高山　文則; Yasuaki Azuma; 東　安明
Original assignee: Toho Kinzoku Co Ltd
Current assignee: Toho Kinzoku Co Ltd
Priority date: 1983-07-30
Filing date: 1983-07-30
Publication date: 1985-02-20

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】この発明は高温特性にすぐれたモリブデン材に関するも
のである。

モリブデン線、棒、板等は金属粉末を加圧成形して圧粉
体とし、これを焼結するいわゆる粉末ヤ金法によって製
造されるが、この場合、製品の高温特性、強度、焼結性
等の性質の向上を目的として、ドープ剤と呼ばれる微量
の不純物を金属中にあらかじめ添加しておくのが普通で
ある。

この発明は、モリブデン金属中にＷｌ罎に添加するに適
した物質とその添加部をこつぃて種々検討を加えた結果
完成されたもので、倣動に添加する元素とその量をコン
トロールすることによって、高７晶特性その他の性質に
すぐれたモリブデン材を得るものである。すなわち、本
発明は、重量比で０．０１〜０．２％のカリウムと、０
．０１−０．２％のケイ素を必須成分として含有し、さ
らにこれら必須成分のほかにアルミニウム、り／ゲステ
ン、レニウＬ１、ジルコニウム、チタン、ニオブ、タン
タル、ニッケル、コバルト、カルシウムのうちの１種ま
たは２種以りを微量に含有することを特徴としている。

以下、これについて詳細に説明する。

本発明にかかるモリブデン材は、例えばドープＡ１１を
添加した平均粒度２〜４ミクロン（用ｍ）のモリブデン
粉末を静水圧プレス法によって加圧成形して圧粉体とし
、この圧粉体を１６５０°Ｃ以ヒの焼結温度で焼結して
焼結体を得たのち、これに必要な塑性加工を施すことに
よって製造することができる。モリブデン金属粉末の好
ましい平均粒度は２〜４ミクロンであり、２〜３ミクロ
ンとするのがより好ましい。静水圧プレス法における好
ましい成形圧力は１〜２　ｔｏｎ　／　ｃ　ｍ’である
。また、好ましい焼結温度範囲は１７００〜１９００℃
、より好ましくは１７００〜ｌ　８００　’Ｃである。

このような温度範囲であれば直接通電法によらなくとも
、水素ガス雰囲気の電気炉中で焼結することができるの
で製造が容易であり、またトープ剤の飛散状態の管理も
容易である。

モリブデン粉末の平均粒度が４ミクロンよりも大きい場
合は、焼結体の密度が低く、所望の製品を得ることがで
きない。また、平均粒度が小さくなるほど一般に酸化し
やすく、取扱いが困難となるので、上記の如く２〜４ミ
クロンとするのが好ましい。

微細な粉末を用いて充分な圧粉密度をそなえた圧粉体を
得るには、公知の静水圧プレス法を採用するのが好まし
い。静水圧プレスはラバープレス等と呼ばれる゛もので
、全方向から均等な圧力が加えられるため、均質で高密
度の圧粉体を得ることかでｙる。得られる圧粉体の比重
は５〜７程度であるのが好ましく、５．５〜６，５とす
るのがより好ましい。

つぎにドープ剤について説明すれば、必須成分であるカ
リウム（Ｋ）とケイ素（Ｓｉ）は再結晶温度な上昇させ
る働きをなすもので、高温特性はこの２成分の含有量を
コントロールすることによって脱しく改良される。これ
らの含有量の好ましい範囲はいずれも０．０１〜０．２
％（重量％、以下同じ）であり、より好ましい範囲はカ
リウムが０．０５〜０．１％、ケイ素が０．１〜０．１
５％である。カリウムとケイ素の含有量が０．２％を越
えると、加工性が著しく低下するとともに、粒界にこれ
らの酸化物が析出して機械的性質を著しく劣化させる。

逆に、これらの含有量が０．０１％未満では、再結晶温
度上昇の効果がない。必須元素である上記カリウムとケ
イ素は、例えばケイ酸カリウム溶液の形でモリブデン酸
化物粉末に添加し、これを還元することによって金属粉
末に含有させることができる。

つぎに、選択的に添加する元素は、モリブデン材の性質
を付加的に向上させる目的で添加されるものである。こ
れらについて順に述べれば、アルミニウム（Ａ９）はア
ルミナ（Ａｌ−０３）の形で金属中に残留してｐ）結晶
抑制の働きをなすもので、その添加量はアルミナ（Ａ９
よ０３）として計算して０．０５％程度、アルミニウム
（Ａ９）としては０．０２％程度が好ましい。このアル
ミニウムは、例えば硝酸アルミＡｆ　（ＮＯ３）　３水
溶液の形で最終還元前の酸化モリブデン粉末に添加して
おけばよい。

タングステン（Ｗ）とレニウム（Ｒｅ、）は、モリブデ
ン材の強度を向上させる働きをなし、その好ましい添加
量は、タングステンが１０％程度、レニウムが３％程度
である。これらタングステンとレニウムは金属粉末の形
でモリブデン金属粉末に添加することができる。

ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ
）、タンタル（Ｔ　ａ）等は高温強度を向１−させる働
きをなすもので、その好ましい添加量は、ジルコニウム
、チタンが０．１％程度、ニオビウム、タンタルが２％
程度である。

ニッケル（Ｎｉ）とコへル）（Ｃｏ）はモリブデンの焼
結性を向上させる働きをなすもので、好ましい添加量は
０．２％程度である。ニッケルは例えは硝酸ニッケルＮ
ｉ　（Ｎｏｉ　）　２　、１に５化ニツケルＮｉＣ９２
等の水溶液として、またコＡ）シトＬｉ硝醇コバルトｃ
ｏ　（Ｎｏｖ　）　２　、塩化コ／〜ルトＣｏ　ＣＱｓ
の水溶液として岐路還元前の酸化モリブデン粉末に添加
しておく。

カルシウム（Ｃａ）は、再結晶抑制の効果を有するもの
で、例えば塩化カルシウムＣａ　Ｃ９ｘ水溶液の形で酸
化粉末に添加することができ、好ましい添加量は０．３
％程度である。

つぎに、Ｌ記必須元素であるカリウムとケイ素と１選択
添加元素であるアルミニウム等の１未かに、微量の炭素
（Ｃ）を添加しておくの力（女子ましい。炭素は焼結後
のモリブデンの加工性を向上させる働きをなすもので、
含有量の好ましい範囲は０．００５〜０，３％、より好
ましくは０．００７〜０．１％である。炭素量が０．３
％よりも多くなる結晶粒界および粒内に炭化物をつくり
、モリブデン材の機械的性質を劣化させるので好ましく
ない。

逆に炭素量が０．００５％未満では、上記加工性の改良
効果が期待できなくなる。

つぎに、本発明にかかるモリブデン材の製造例について
具体的に説明する。

〔製造例〕

モリブデン酸化物（主としてＭＯＯ２）にケイ酪カリウ
ム溶液と硝酸アルミニウム溶液とをふりかけ、充分混合
した。この混合粉末を水素気流中で１０００〜１２００
℃で還元して、平均粒度２．５ｇｍ（ミクロン）の還元
粉末とした。得られた還元粉末に市販の微細炭素粉末（
カーボンブラック）を添加し、撹拌機で充分撹拌混合（
５Ｋｇの粉末を６０分混合）した。得られた炭素含有混
合粉末を直方体のゴム型に充填し、３ｔｏｎ／ｃｍ′の
静水圧下で加圧成形した。この成形体を水素気流中で１
２００℃Ｘ８０分の条件で予備焼結し、しかるのち同様
に水素気流中で１８００°ＯＸ３時間の条件で焼結した
。

これによって直方体状の焼結体が得られたが、つぎにこ
れを水素気流中で１５００〜１６００℃に加熱し、厚さ
１０〜１５ＩＩＩｆｆｉとなるまで高速鍛造を行なった
。鍛造後は水素気流中で約１２００°Ｃに加熱し、段階
的に繰り返し圧延した。加工率が９０％を越えると、約
２００°Ｃの予熱のみで冷間圧延することが可能であっ
た。得られた厚さ１ＩＩＩＩ１１の板状製品の種々の温
度における引張強さを第１図に示す。なお。

このモリブデン材の添加元素の含有量は、カリウム（Ｋ
）が０．０４％、ケイ素（Ｓｉ）が０．０８％、アルミ
ニウム（Ａｔ＋）が０．０２％、炭素（Ｃ）が０．０１
％であった。

なお、この実施例では選択的に添加する添加元素として
アルミニウムを用いたが、他の添加元素を用いた場合に
も市販のモリブデン材より高温特性にすぐれたモリブデ
ン材力得られた。

以」二に説明したように、本発明にかかるモリブデン材
は、高温特性にすぐれた実用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】第１図はモリブデン材の高温特性をあられすグラフであ
る。特許出願人　東邦金属株式会社代理人　弁理士　菅　原　弘　志

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　必須成分として重量比で０．ＯＩ〜０．２％の
カリウムと、　０．０１〜０．２％のケイ素を含有し、
さらにこれら必須成分のほかにアルミニウム、タングス
テン、レニウム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、タン
タル、ニッケル、コバルト、カルシウムのうちの１種ま
たは２種以上を微量に含有することを特徴とする耐熱性
モリブデン材。
（２）　重量比で０．００５〜０．３％の炭素を含有す
る特許請求の範囲第１項記載の耐熱性モリブデン材。