JPS63235458A - ド−プタングステン線の製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はドープタングステン線の製造方法に関し、更に
詳しくは、耐振性が優れたドープタングステン線を製造
する方法に関する。

（従来の技術） ハロゲン電球用のフィラメントには電球の耐振性を高め
るために、通常、ドープＷ線が用いられている。このド
ープＷ線は概ね次のようにして製造されている。すなわ
ち、まず、所定粒度分布のＷＯ，粉に、Ｋ、Ｓｉ、Ａ文
に代表されるドープ剤を配合する。しかるのちに、この
粉末に水素炉中で還元処理を施して、ドープ剤が担持さ
れたＷ粉末とする。ついで、このＷ粉末を加圧成形して
グリーン成形体にする。このグリーン成形体を１２００
℃程度の温度で仮焼結したのち、仮焼結体の両端を端子
にして通電焼結して焼結体とする。得られた焼結体は通
常転打加工を反復実施し、この間に再結晶化処理をし、
さらに伸線加工して所定線径の線材とする。

この一連の過程において、グリーン成形体中に配合され
ていたドープ剤は次のように挙動する。

まず、焼結過程では、Ｗ粉末同志での焼結が進みＷの結
晶粒が成長していき同時にドープ剤は熱分解して一部が
揮散する。焼結完了時の焼結体にあっては、このドープ
剤は、この揮散痕が比較的真円に近いドープ孔として多
数残存するかまたは空隙孔に存在することになる。

その後、焼結体に転打加工を施すと、上記したＷ結晶粒
は軸方向に伸長する繊維状組織となり、同時にドープ孔
も細長い空隙孔へと変形する。更に加工を進めると、ド
ープ孔はついには扁平化し、圧着される。

その後、この線材をフィラメントとして熱処理（フラッ
シング）すると、ドープ剤はガス化し、その結果、微小
径のドープ孔が軸方向に整列して成る整列ドープ孔に転
化する。この整列ドープ孔が存在することにより、再結
晶化熱処理時に線軸と直交する方向への再結晶成長が抑
止され、結果として、再結晶組織は線輪方向に成長して
互にインターロックし、線材全体の耐振性が向上せしめ
られる。

また、グリーン成形体を焼結すると、焼結温度が高まる
につれて得られる焼結体の密度は大きくなり、最大値に
達したのち密度が低下する。この現象は、ある温度まで
はＷ粉の焼結に伴う緻密化が進行して密度上昇が進んで
閉気孔が形成される。しかし、あまり焼結温度が高くな
るとこの中の成分が熱膨張して密度低下を誘引する。

それゆえ、焼結は焼結後の加工性を考慮して得られる焼
結体の密度が最大となった時点で終結するのが通例であ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、過酷な条件下で使用されるハロゲン電球のフ
ィラメント材には、その信頼性に対してより耐振性の高
いドープＷ線・への要求が高まっている。

本発明は上記要望に応えうるドープＷ線を製造するため
に好適な製造方法の提供を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段・作用）本発明者らは、
ドープＷ線の耐振性はフィラメントの熱処理（フラッシ
ング）後に形成される整列ドープ孔の長さによって規制
されるという事実に着目した。そして更に、この整列ド
ープ孔の長さは、焼結が完了した時点での焼結体の内部
に存在するドープ剤の残存するドープ孔の大小によって
規制されるとの着想を得た。すなわち、焼結体内部に存
在するドープ剤の残存する孔が大きくその体積が大であ
れば、それだけ転打・伸線の過程でそれが伸長化して熱
処理後の整列ドープ孔を構成する個々の単位微小ドープ
孔に分配されるので、全体°としてその単位微小ドープ
孔の数も増加し、もって整列ドープ孔の全長も長くなる
であろうという着想である。

グリーン成形体を焼結する際に、得られる焼結体が最も
緻密化して密度が最大となる時点、別言すればドープ剤
の残存するドープ孔が最小となる時点の手前で焼結処理
を停止すれば、ドープ剤の残存するドープ孔は最小の状
態よりも大きくなっているので、以後の工程を経て得ら
れる整列ドープ孔の長さは、従来に比べて長くなるとの
着想を抱き、この着想の正しさを確認して本発明方法を
開発するに至った。

すなわち、本発明のドープＷ線の製造方法は、ドープ剤
が配合されているタングステン成形体を焼結してドープ
タングステン焼結体を得て、前記ドープタングステン焼
結体に任意の加工を施してドープタングステン線を製造
する方法において。

ドープタングステン焼結体の焼結後の密度が、得られる
最大の密度に達するまでの段階における密度であり、か
つ最大の密度よりも小さいことを特徴とする。

本発明方法は、グリーン成形体を焼結する際に適用する
焼結温度に特徴を有するものであって。

他の条件等は従来の場合と同様であってよい。

焼結体の最大密度は、使用するＷ粉の粒度。

ドープ剤の配合量、グリーン成形体の密度および焼結条
件等によって変化する。それゆえ、本発明方法で適用す
る焼結条件は、焼結すべＳＷ粒粉末性状等との関係で選
定されるが、しかし、その温度はいずれにしても焼結す
べきグリーン成形体を最大密度の焼結体にし得る温度よ
りも低い温度である。

最大密度をρ□！（ｇ／ｃ■３）、本発明方法を適用し
て得られた焼結体の密度をρＣｇ／ｃ謬３）としたとき
、ρ／ρ、ａ！が９５％以上１００％未満となるような
温度が好ましく、更に好ましくは９７％以上９９．５％
未満である。これは、あまり焼結体の密度が低いと、焼
結による不純物の蒸発が不充分となり焼結体中の不純物
量が多くなり加工性が悪くなるためである。

実際には、焼結時に通電する電流値を調節することによ
り、焼結体それ自体に上記した密度となるような温度を
発生せしめるのである。

（発明の実施例） 常法によりＫ　　７０ｐｐｍを含有するドープＷのグリ
ーン成形体を製造した。

ついで、このグリーン成形体を１２００℃の水素炉中で
仮焼結し、得られた仮焼結体を表示の条件で通電焼結し
た。各焼結体の密度を測定しその結果を表に示した。

その後、各焼結体に常用の転打−伸線加工を施し０．３
！ｌ？＋ｍφの線材とした。これら各線材をＨ２気流中
３１００℃で５分間熱処理したものに存在している整列
ドープ孔の長さをｌｉｌ微鏡で測定した。その平均値を
表に示した。

以上の試料ｌ乃至４において試料ｌは十分な整列ドープ
孔は得られてはいるがその焼結が不十分であり、焼結後
の加工性が悪い、また、試料３は従来例の焼結後の密度
が最大のものであり、その焼結体により得られた整列ド
ープ孔の全長は３０戸と短いものであリド−ブタンゲス
テン線として良好な特性を示さない。

これに対し、本願発明の試料である試料２は十分な整列
ドープ孔が得られその特性も良好であった。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように１本発明方法で製造された
焼結体は、それに常法の加工処理を施すと、得られる線
材に形成される整列ドープ孔の長さは著しく長くなる。

したがって、その線材の耐振性は向上しハロゲン電球用
として好適な性質を有する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ドープ剤が配合されているタングステン成形体を
   焼結してドープタングステン焼結体を得て、前記ドープ
   タングステン焼結体に任意の加工を施してドープタング
   ステン線を製造する方法において、ドープタングステン
   焼結体の焼結後の密度が、得られる最大の密度に達する
   までの段階における密度であり、かつ最大の密度よりも
   小さいことを特徴とするドープタングステン線の製造方
   法。
2. （２）ドープタングステン線が直径０．３９ｍｍの場合
   に長さ６０μｍ以上の整列ドープ孔を有する特許請求の
   範囲第１項に記載のドープタングステン線の製造方法。
3. （３）ドープタングステン焼結体の焼結後の密度は得ら
   れる最大密度の９５％以上１００％未満である特許請求
   の範囲第１項記載のドープタングステン線の製造方法。
4. （４）ドープタングステン焼結体の焼結後の密度は最大
   密度の９７％以上９９．５％未満である特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載のドープタングステン線の製造
   方法。