JP4651226B2 - 高融点難加工材の伸線加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
開示技術は、自動車等の内燃機関用のスパークプラグ等の電極材料や単結晶生成時に用いるるつぼ等の吊線や補修用線等の素材としてイリジウムを基材に用いた技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、産業の隆盛は科学技術の急速の進歩に支持されているが、上述線材などにあっては製造される製品は高度の精密さ等が要求され、当該精密さは広範囲な温度範囲においても、設定機能が安定し、又、充分な反復使用に対してもその機能が具備されることが強く求められ、しかも、当該線材の製品のみならず、製品製造用器具類等にもかかる安定した機能が保持されることが強く望まれるものである。
【０００３】
而して、該種精密装備機器に用いられる線材には高温での強度性に優れ、化学的にも安定した金属製であることが必要であり、かかる高温性能や化学的性能の良好な機能を有する金属としてイリジウムが広く知られている。
【０００４】
従来イリジウム、又は、イリジウム合金の伸線加工技術は、例えば、特開平７−２６８５７４号公報に示されている再結晶温度で処理した後の熱間加工方法とバーナー加熱による熱間加工方法が一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さりながら、従来技術に基づく伸線加工においては、所定の高い温度の加熱状態で加工を行わねばならないがために、加工に際しての高温加熱性が良いことによる加工能率の向上のために、これまで操作性に優れており、その上、安価な手法としてバーナーを用いるのが一般的な技術であったが、当該バーナーを用いる熱間加熱加工においては、適性条件による均一な加熱を用いる処理でないと、所謂加工ワレが生ずる可能性がある不都合さがあるが、かかる加熱処理にあっては加熱温度管理幅が狭いために、大気中での加工熱により周囲環境による空調風等のもとではその炎のゆらぎのために均一加熱が出来ないという欠点があり、例えば、横軸に伸線の長さを縦軸に温度をとる図４のグラフに示す様に、バーナー等による従来方式による加熱方法の加熱温度特性Ｃ₁ は時間的に加熱温度が不均一であることが分かってはいる。
【０００６】
このように熱処理的に可及的に均一加熱を行うには、高度の熟練を要するという難点があり、又、適性温度に達するまでの時間を長く要し、又当該適性温度に達しても、該適性温度を維持するのが極めて困難であり、したがって、加工作業に従事する作業者は当該加工に習熟した所謂ベテラン作業者でなければ、高度の加工処理が得られないという不具合があり、大気中での加工のため、イリジウムの酸化揮発が避けられず、例えば、特開平７−２６８５７４号公報発明で示されている再結晶温度で処理した後の熱間加工方法では結果的に製品歩留りが低く、該低い歩留りの故に結果的に長時間を要し、コスト高になるという不利点もあった。
【０００７】
【発明の目的】
この発明の目的は上述従来技術に基づく加工の初期の熱間伸線加工のステージにおいて、バーナー等による炎のゆらぎに起因する不均一加熱の結果、歩留り低下につながる加工ワレの問題点を解決すべき技術的課題とし、熱間伸線加工のステージにおいて、使用する加熱処理の加熱源として急速加熱が可能である周公知の高周波誘導方式を加熱源加熱方式として採用するようにし、加熱温度の調整は前もってダミー線による加熱温度特性を放射温度計により測定解析し、制御機器内にプログラムすることで自動化が出来るようにして、所定のマニュアルがあれば高度な熟練の無い作業者であっても、良好な熱間加熱加工処理が容易に、且つ、スムーズに行われるようにして金属産業における加工技術利用分野に益する優れた高融点難加工材の伸線加工方法を提供せんとするものである。
【０００８】
【発明が課題を解決しようとする手段】
高融点材料としてイリジウム又はイリジウム合金をまず溶解してインゴットを成形し、次いで熱間鍛造を施し、その後、熱間伸線加工を経て所定寸法の線材を得るようにする高融点難加工の伸線加工方法であって、当該熱間伸線加工処理時の加熱源として高周波誘導加熱方式を採用するようにする技術的手段を講じたものである。
【０００９】
【作用】
而して、上述構成において、難加工高融点材料としてイリジウム、又は、これと同等なイリジウム合金を原素材として用い、まず、第一ステージに溶解してインゴットを得て、熱間鍛造を経て、その後加熱伸線加工を行うに、その加熱源として周公知の高周波誘導加熱方式を用いるようにし、したがって何等バーナーなどによる加熱源の炎のゆらぎが無く、その加熱コイル内にセラミック管を挿入することで電気的絶縁や周囲環境からの影響や酸化防止が図れ、該適性加工加熱範囲をマニュアルに従って、ベテラン作業者でなくとも、極めてスムーズ、且つ、容易に加工出来、歩留り向上が図れるようにされ、加熱条件もプログラムされた条件表により容易に導き出すことが可能となるようにしたものである。
【００１０】
【発明が実施しようとする形態】
次ぎにこの実施しようとする形態を図面を参照し、表に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１１】
図１に示す様に実施態様として直径１０μｍのイリジウム粉末とロジュウム粉末を９０重量％と１０重量％の割合で混合した後、直方体状の圧粉成形体を作成し、該圧粉成形体を１００mm×４０mm×１０mmのインゴット型に入れ、例えば、アルゴンの雰囲気ガスを封入した減圧下において、イリジウムの融点以上で溶解して得られたインゴットを約１３００℃に加熱し、再結晶温度以上の高温中でハンマー式熱間鍛造機で鍛造し、１０mm×１０mm×Ｌ程度の棒材成形する。そして、多角形状の溝を有する一組の圧延ロールで熱間圧延を行い、角棒にした後、丸ダイスを用いて熱間伸線加工し、直径０．７mm×Ｌの線材を製造した。
【００１２】
而して、当該熱間伸線加工において、図２に示す様に上述の如く周公知の高周波誘導加熱方式を用いるにその加熱コイル１に所定にセラミック管２を挿通し、更に該セラミック管２の内部に素材の線材３をガイド４を挿通して所定の線材を用い、ダイス５を介して製品を得るようにする。
【００１３】
尚、当該図２において６は終了確認センサーである。
【００１４】
而して、当該誘導加熱装置の加熱コイル１にセラミック管２を挿通したことにより、堅実近来技術に基づくバーナー等による炎のゆらぎがなく、加熱温度管理幅が広くは無い熱間伸線加工においても、図３に示すようにこの発明による加熱温度特性は加熱温度管理幅においても安定した加熱温度特性Ｃ₂ が得られる。
【００１５】
尚、当該図３の横軸、縦軸は、図４の態様と同様である。
【００１６】
尚、上述操作においては、加工に際し、加工装置に予め入力されているプログラムをいれまして所定の作業を行うが、当該方式によれば、線径の異なる材料に対しても条件に従ってプログラムを入れて、何等調整を要すること無しに加工作業が出来るものである。
【００１７】
このようにして熱間伸線加工の際に、この発明の高周波加熱方式による熱間加工を８５０〜９５０℃の温度で加工し、伸線時のクラック発生や酸化揮発による表面のハダ荒れや変色が無いことを確認出来た。
【００１８】
又、素線評価方法の断面硬さのデータ（マイクロピッカース硬さ）を次の表１に示す。
【００１９】
表 １
φ０．７×Ｌでの断面硬さ（HmV ）

（但しAVはアベレージである。）
【００２０】
当該表１によれば、炎のゆらぎが発生し易く、加工温度のバラツキが大きいバーナー加熱による硬さ値より安定している事が明確に分るものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上、この発明によれば、基本的に高融点難加工金属の伸線加工方法において、高融点材料としてイリジウム又は、イリジウム合金を原素材として用い、まず、第一ステージにおいて、該原素材を溶解してインゴットを成形し、次いで熱間鍛造を施し、その後熱間伸線加工を経て所定寸法の線材を得るようにする伸線加工方法を行うに、従来技術にあってはバーナーの炎による加熱のため加工工程において、該バーナーの炎によるゆらぎの故に加熱温度の不均一のため加工ワレが生じて低歩留りのものしか出来ず、又、作業員に加熱温度管理の高度な熟練を必要とされたものが、周公知の加熱手段として高周波誘導加熱方式を採ることにより、急速加熱が可能となり、加工コイル内にはセラミック管を挿入する等により狭い適性な加工加熱温度範囲が達成することが出来、従来の如く熟練を要さず、一般、作業員でもマニュアルに従って加熱加工が出来、加工ワレが極めて減少し、表面酸化（変色）も極めて少なく、高い歩留りが達成出来るという優れた効果が奏される。
【００２２】
したがって、最終製品の歩留りも向上するという優れた効果が奏される。
【００２３】
又、コスト的にもそれだけ安くつくことが成されるという効果が奏される。
【００２４】
そして、実際の加工作業においては加工装置に予め入力されているプログラムを呼び出して作業するが、この方式によれば、組成や線径の異なる材料とも条件表に従い、プログラムを呼び出すだけで調整すること無しに加工作業が出来、何等熟練を要せず実用化が図れるという効果が奏される。
【００２５】
そして、加工を必要とするに集中的に急速加工及び急速冷却することにより、周囲環境に影響されず、酸化が起こりずらく、適性温度での加工の為に、従来技術の再結晶温度迄、加工処理する容態化処理は必要無く、所定工程の短縮を図ることが出来る効果も奏される。
【００２６】
組成比の違う材料の加熱条件もプログラムされた条件表により容易に導き出すことが出来るという優れた効果も奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の加工作業の工程の概略説明図である。
【図２】高周波誘導加熱装置の加熱部の概略拡大略図である。
【図３】この発明による加熱温度特性の伸線長さと温度との関係の特性曲線のグラフ図である。
【図４】従来技術による伸線長さに対する温度特性のグラフ図である。
【符号の説明】
３ 高融点材料
２ セラミック管

Claims (1)

1. 高融点材料としてイリジウム又はイリジウム合金をまず溶解してインゴットを成形し、次いで熱間鍛造の加工を施し、その後熱間伸線成形加工を経て所定寸法の線材を得るようにする高融点難加工の伸線加工方法において、上記熱間伸線時の加熱源として高周波誘導加熱方式を採用することを特徴とする高融点難加工材の伸線加工方法。

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