JP2001073006A - シート材の製造方法及び装置 - Google Patents

シート材の製造方法及び装置

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JP2001073006A JP24457799A JP24457799A JP2001073006A JP 2001073006 A JP2001073006 A JP 2001073006A JP 24457799 A JP24457799 A JP 24457799A JP 24457799 A JP24457799 A JP 24457799A JP 2001073006 A JP2001073006 A JP 2001073006A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉体元来の性状を損なうことなくシート材を
効率的に製造する方法及び装置を提供するを提供する。 【解決手段】 薄い帯状基材11を1対の成形ロール1
2のロール隙に通し、その両側に粉末材料13を供給
し、成形ロール間で粉末材料を加圧して基材と粉末材料
からなる複合シート材15を成形し、次いで複合シート
材を少なくとも一対の電極シュー14の間に張力を付し
て通し、その間で通電して粉末材料を加熱成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通電性粉末材料を
粉末状態から直接圧下成形して、特に薄板を製造する方
法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】タングステンやモリブデンなどの難加工
性通電材料の粉末を常温高圧下で成形し、さらに焼結、
熱間鍛造、圧延などの加工工程を経てシート材を連続的
に製造する方法は従来から知られている。
【0003】しかし、かかる方法は加工工程が複雑であ
り、様々な設備を必要とし、歩留りが悪く、製品コスト
が高い問題点があった。そのため、高温状態で粉末を直
接圧延することにより、焼結、熱間鍛造、圧延などの加
工工程を経ずに直接薄板を製造する粉末圧延手段が提案
されている(例えば、特開平2−115302号、特開
平7−138610号、特開平11−158510号公
報、等)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特開平2−11530
2号公報の粉末圧延手段は、図4に模式的に示すよう
に、2本の通電ロール1の間に導電性粉末3を供給さ
せ、その通電ロール間に通電して粉末を抵抗加熱し、高
温状態で粉末圧延するものである。なお、図4で、2は
ホッパ、4は成形されたシート材、5は電源装置であ
る。また、異種金属を混合した粉末を考慮した通電圧延
成形手段として特開平11−15851号公報で提案さ
れている。更に、所望の発熱量を得るための加熱部の電
気抵抗を増大させ、電流を小さくするため手法として、
特開平07−138610号公報の通電粉末圧延手段
は、一対の通電ロール上部の粉体滞留部分に電極板を設
け電極間距離を長くすることにより電気抵抗を増大させ
る事により電流を低下させる方法を提案している。
【0005】しかし、高温処理を行うために大電流が要
求されるが、図4に図示された手段は、通電方式に於い
て電源装置より通電ロールに給電する部材であるスリッ
プリングは摺動リングの外径を大きくするか、胴長を長
くするか、または両者を組み合わせるか何れかの対策が
必要となり、設備が大型となり設備コストがアップし、
また構造上の制約より設置不能となると云う問題点があ
った。一方、通電ロールを支持する回転部分の電蝕及び
リーク電流(迷走電流)ために絶縁抵抗の高い絶縁対策
が必要であった。また、図5に図示された粉体部に電極
板を有した手法は、前記図4の問題点に加え通電ロール
間に挿入される粉体の流れを阻害する問題があった。
【0006】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。即ち、本発明の目的は、粉体元
来の性状を損なうことなくシート材を効率的に製造する
方法及び装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、薄い帯
状基材(11)を一対の成形ロール(12)のロール隙
に通し、その両側に粉末材料(13)を供給し、成形ロ
ール間で粉末材料を加圧して基材と粉末材料からなるシ
ート材(15)を成形し、次いで該複合シート材を少な
くとも一対の電極シュー(14)の間に張力を付して通
し、その間で通電して粉末材料を加熱する、ことを特徴
とするシート材の製造方法が提供される。
【0008】また、本発明によれば、一対の成形ロール
(12)と、その下流に設けられた少なくとも一対の電
極シュー(14)とを備え、薄い帯状基材(11)を成
形ロールのロール間隙に通し、その両側に粉末材料(1
3)を供給し、成形ロール間で基材と粉末材料と加圧し
てをシート材(15)を成形し、次いで該シート材を少
なくとも一対の電極シューの間に張力を付して通し、そ
の間で通電して粉末材料を加熱する、ことを特徴とする
シート材の製造装置が提供される。
【0009】上記本発明の方法及び装置によれば、帯状
金属基材(11)と粉末材料(13)とを合わせたもの
を成形ロール(12)にて加熱することなく単に加圧成
形し、成形した複合シート材(15)は、成形ロール下
流に設置された上下少なくとも一対の電極シュー(1
4)で通電して加熱するので、短時間に加熱を加えて金
属間融合を抑制し金属間を密着したシート材を製造する
ことができる。すなわち、芯材表面に粉体を圧縮成形さ
れたシート材にライン方向の張力を付加させることが可
能となり成形ロール下流にライン方向に位置をずらした
上下少なくとも一対電極シュー(14)を設けることに
より、電極間抵抗が増加し、供給電圧をアップすること
で供給電力が増大し、急速に加熱できるため、粉体間の
結合が瞬時に行われ、これにより、粉体自体の特性を損
なうことがなくシート材を製造することができる。ま
た、通電ロールに変え単なる加圧成形ロールとすること
により、過大なスリップリングが不要となり、絶縁対策
も回転部材を含む絶縁対策に比較して簡便な固定部材の
絶縁対策が可能となる。
【0010】本発明の第2の実施形態によれば、電極シ
ュー(14)の下流に圧延機(16)を備え、通電加熱
した複合シート材(15)を圧延して粉末材料間を更に
結合する。かかる圧延機(16)を備えることにより、
粉末材料間の結合のみならず、帯状基材と粉末材料との
結合も強固にでき、かつ完成したシート材の板厚を均一
にすることができる。
【0011】さらに、圧下成形した複合シート材(1
5)を不活性ガス雰囲気、還元雰囲気または真空雰囲気
に保持するチャンバー(18)を備える。かかるチャン
バー(18)を備えることにより、複合シート材(1
5)の酸化防止ができ、粉末材料間、及び帯状基材と粉
末材料との結合を安定させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通
する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。
【0013】図1は、本発明によるシート材の製造装置
の第1実施形態図である。この図示するように、本発明
の製造装置10は、1対の成形ロール12と、下流の複
合シート材15の流れ方向を変換するガイドロール19
aを介して、その下流に設けられた少なくとも1対の電
極シュー14とを備え、薄い帯状金属基材11を成形ロ
ール12のロール間隙に通し、その両側に通電性粉末材
料13を供給し、成形ロール間で加圧して基材11と通
電性粉末材料13からなる複合シート材15を成形し、
次いで複合シート材15を少なくとも1対の電極シュー
14の間に張力を付して通し、その間で通電加熱して粉
末材料を加熱成形させるようになっている。
【0014】図1の製造装置10では、コイル状に巻い
た帯状基材11が、成形ロール12の上部に設置され、
巻き戻した帯状基材11を成形ロール12のロール隙を
通し、次いで電極シュー14の間を通して、巻取り機1
7で連続的に巻き取るようになっている。なお、この図
における19a,19bは、ガイドローラであり、成形
ロール12を出た複合シート材15をスムースに電極シ
ュー14の間に案内するようになっている。
【0015】帯状基材11は、箔材、ラスメタルまたは
パンチメタルの帯状通電性基材であるのがよい。更ラス
メタルまたはパンチメタルの帯状通電性基材は厚み方向
に貫通された開孔部を有することにより、開孔部内に粉
末材料13を充填することにより、帯状基材11と粉末
材料13との接触面積を増大させ、加圧成形以降の通板
時の基材と粉体との剥離を防止し、幅方向に均一な比抵
抗を有したシート材が得られる。
【0016】一対の成形ロール12は、ロール間隙を挟
んで水平に配置され、そのロール間を帯状基材11が先
づ挿入される。また、成形ロール12のロール間隙の上
部には、帯状基材11の両側に粉末材料13が図示しな
い供給装置により連続的に供給される。更に、一対の成
形ロール12には同期回転駆動装置が付設され、帯状基
材11と粉末材料13とを加圧し複合シート材15を成
形し、下方に搬送する。
【0017】少なくとも1対の電極シュー14は、この
例では水平方向に間隔を隔てて配置される。また、各電
極シュー14の複合シート材との接触面は、複合シート
材に傷を付けないように滑らかに形成されている。ま
た、電極シュー14の間に位置する複合シート材15
は、任意の張力を付加できるようになっている。更に、
図示しない電源装置により、少なくとも1対の電極シュ
ー14の間に電流を流し(通電し)、その間に位置する
複合シート材15の内部抵抗による発熱(ジュール熱)
により、粉末間及び粉末と帯状基材との間を相互に拡散
結合するようになっている。なお、この通電電流は、直
流でも交流でもよい。また、この通電に大電流を必要と
しても、過大なスリップリングが不要であるため、設備
コストを大幅に低減できる。
【0018】図1において、本発明の装置は電極シュー
14の下流に圧延機16を備える。電極シュー14の直
後にかかる圧延機16を備えることにより、電極シュー
間で加熱され高温になった複合シート材15を直ぐに圧
延することにより粉末材料間を更に強固に結合すること
ができる。
【0019】また、本発明の装置は、さらに、圧延成形
した複合シート材15を不活性ガス雰囲気、または真空
雰囲気に保持するチャンバー18を備える。このチャン
バー18は、複合シート材15が内部を大気を遮断した
まま通過できるようになっている。従って、チャンバー
18の内部に不活性ガス(Ar,N2等)、還元ガス
(H2等)を充填して不活性ガス雰囲気又は還元性雰囲
気に保持し、或いは真空排気して真空雰囲気に保持し
て、複合シート材15を効果的に加熱させてシート材に
することができる。
【0020】図2は、本発明の製造装置の第2実施形態
を示す図である。本実施例では、電極シュー14の下流
側にガイドローラ19cを設置することにより、ガイド
ローラ19cとガイドロール19bとを所定位置にする
ことにより電極シュー面とシート材15との接触を安定
させ通電中のスパークを抑制でき、電極シューの損傷お
よび複合シート材表面の肌荒れ防止をすることができ
る。その他の構成は図1と同様である。
【0021】図3は、好ましい帯状基材の模式図であ
り、(A)は平面図、(B)は(A)のA断面図であ
る。この帯状シート材は、開孔部内に粉末材料13を充
填して、帯状基材11と粉末材料13との接触面積を増
大させ、通電による発熱で粉末材料13を加熱し、密着
成形を促進することができる。
【0022】上述した本発明の方法及び装置によれば、
帯状基材11と通電性粉末材料13を合わせたものを成
形ロール12で加熱することなく単に加圧成形するの
で、混合した金属粉の性質を変化させないでシート状の
複合シート材15に成形することができる。また、成形
した複合シート材15に、加圧成形とは別の少なくとも
一対の電極シュー14で通電して加熱するので、短時間
に加熱を加えて金属間を密着して、シート材を製造する
ことができる。
【0023】従って、通電加熱により急速加熱でき、粉
体間の結合を短時間に行い、これにより、粉体自体の特
性を損なうことなく、粉体の持つ物性を損なわない性状
を有したシート材を製造することができる。また、成形
ロールによる通電加熱でなく、電極シューにより通電加
熱するので、過大なスリップリングが不要となり、設備
コストを大幅に低減できる。
【0024】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【0025】
【発明の効果】上述したように、本発明のシートの製造
方法及び装置は、回転部の通電部材をなくすことにより
通電部材のスリップリングを無くし簡素化、コンパクト
化ができ設備コストの低減、迷走電流の低減が可能とな
り消費電力のセーブが出来る。また粉末の溶融・一体化
を防いで、粉末の有する物性を損なうことなくシート材
の製造が出来る、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるシート材の製造装置の第1実施形
態を示す図である。
【図2】本発明によるシート材の製造装置の第2実施形
態を示す図である。
【図3】好ましい帯状金属基材の模式図である。
【図4】従来の粉末圧延手段の模式図である。
【図5】従来の粉末圧延手段の別の模式図である。
【符号の説明】
1 通電ロール 2 ホッパー 3 通電性粉体 4 通電圧延シート材 5 電源装置 6 成形ロール 7 電極板 10 シート材製造装置 11 帯状基材 12 成形ロール 13 通電性粉末材料 14 電極シュー 15 複合シート材 16 圧延機 17 巻取り機 18 チャンバー 19a,19b,19c ガイドロール

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄い帯状基材(11)を1対の成形ロー
    ル(12)のロール隙に通し、その両側に粉末材料(1
    3)を供給し、成形ロール間で粉末材料を加圧して基材
    と粉末材料からなる複合シート材(15)を成形し、次
    いで該複合シート材を少なくとも一対の電極シュー(1
    4)の間に張力を付して通し、その間で通電して粉末材
    料を加熱成形する、ことを特徴とするシート材の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 通電加熱後圧下圧延して粉末材料間を更
    に結合する、ことを特徴とする請求項1に記載のシート
    材の製造方法。
  3. 【請求項3】 一対の成形ロール(12)と、その下流
    に設けられた少なくとも一対の電極シュー(14)とを
    備え、薄い帯状基材(11)を成形ロールのロール間隙
    に通板し、該帯状基材の両側に通電性粉末材料(13)
    を供給し、成形ロール間で基材と粉末材料とを加圧して
    シート材(15)を成形し、次いで該複合シート材を少
    なくとも一対の電極シューの間に張力を付して通板し、
    その間で通電して粉末材料を加熱成形する、ことを特徴
    とするシート材の製造装置。
  4. 【請求項4】 前記電極シュー(14)の下流に圧延機
    (16)を備え、通電加熱した複合シート材(15)を
    圧延して粉末材料間を更に結合する、ことを特徴とする
    請求項3に記載のシート材の製造装置。
  5. 【請求項5】 電極シュー間で通電加熱され温度上昇し
    た複合シート材(15)を不活性ガス雰囲気、または真
    空雰囲気に保持するチャンバー(18)を備えた、こと
    を特徴とする請求項3に記載のシート材の製造装置。
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