JPH0372137B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は消耗型電極、さらに詳しくはMo，
Ｗ，Nb，Coなどの難溶性金属及びTi，Zr，Hf
などの活性金属と、それらの合金（以下両者を含
めて難溶性等金属と称する）を溶解、鋳造するた
めに用いられる消耗型電極及びその製造方法に関
するものであり、特に活性金属であり、合金比率
の高い、例えばNi−Ti型形状記憶合金の製造に
用いられる消耗型電極を効率的に製造するのに著
しい効果を奏するものである。

（従来の技術及び問題点） 従来、上述の難溶性等金属を消耗型電極を使用
して製造するには、真空又は減圧した不活性ガス
中にて上述の難溶性等金属で製造した消耗型電極
をアーク放電により逐次溶解せしめて鋳塊を得て
いるが、これをTi及びTi合金に例を採つて説明
すると、上記消耗型電極は (1) スポンジチタン及びチタン粒を圧縮成形した
緻密成形体を溶接により接続して電極とする。

(2) 非消耗型真空炉で予め溶融し、直接電極を鋳
造する。

(3) 上記(1)，(2)で製作した電極に孔を縦、横に明
け、この孔の中に他の金属、合金元素を充填し
て合金化を図つて電極とする。

(4) 金属又は合金材を多層柱状体、集束柱状体と
して電極とする。（特開昭48−71713号、第１図
参照） などの方法により製作されている。しかしながら
これら上記の方法によるときは下記のような問題
を有している。

即ち(1)によるときは成形型に電極素材を粉、粒
状として装入し、これを圧縮成形後離型して電極
成形体を形成しているため、離型に際し往々にし
て型崩れを生じて強固な電極体を得ることが困難
であるばかりでなく、又異なる金属、合金元素を
任意の比率にて添加して圧縮成形することが困難
であり、20数％以上の高合金化の場合は不可能な
合金の種類があり、合金化に制限がある。その
上、成形体は多孔質であるため、長尺化するため
の溶接が困難であり、又溶接が行なう場合には外
周部の表面近い部分しかできないので大径、大容
量の電極では自重により落下したり或は溶解中に
表面近くの溶接部がとけて残部が接合面より落下
したりするので長尺化は極めて困難である。又(2)
によるときは溶解設備を二重に設けなければなら
ないのでコスト高となり、(3)によるときは高合金
化の場合に電極の強度が極端に劣化し折損又は偏
析が起る。さらに(4)によるときは多層、集束を行
なうのに手数がかゝると同時に丸棒や角棒及び板
などの一次製品化する必要がありコスト高となる
などの欠陥が考えられる。

従つて難溶性等金属製造用消耗型電極として強
固にして合金比率を高くすることができ、而も溶
接などによる長尺化も容易な電極体及びその容易
にして簡単な製造法が望まれていた。

（発明の概要） 本発明はこのような問題点を解決し、容易かつ
安全性の高い安価にして強固な電極とその製造方
法を提供するものであり、特に合金の成分比率及
び均一性の点においても従来の消耗型電極より精
度の高い電極とすることができるものであり、電
極成形体の外周面を金属により被覆して強化し、
かつ斯る電極の製造方法として金属被覆材より成
る中空容器中に難溶性等金属、合金を均等に装入
し、押圧プレスにて圧縮成形することにより被覆
電極成形体を製造し、さらに前記電極体を接続し
て長尺化の電極体とするに当り、その製造方法と
して前記のように圧縮成形された電極成形体に、
次の中空容器を嵌め込み、これに素材を装入し、
前同様に圧縮成形して一体化し、これを繰返すこ
とを夫々特徴とするものである。

（発明の詳細な説明） 本発明の好ましい実例を前述のTi−Ni型合金
に例をとり図面に基いて具体的に説明する。

第１図において１な定盤、２はコンテナー（金
型）、３は押圧プレス用ステムを示し、コンテナ
ー２の内面にスリーブ状のチタン板製被覆用中空
容器４を装入し、その中空部に主成分である難溶
性等金属のチタン金属粒５と合金化するためのニ
ツケル粒６とを目的とする合金成分に合せて適宜
混合、均一化して装入する。上記金属粒の装入に
当つては、均一になるよう図面の下部に示すよう
に他の金属粒同志が互に隣り合うように混合させ
たり、又図面の上部に示すように層状（サンドウ
イツチ状）にするなど配慮することが望ましい。

そしてこれを上部からステム３で押圧プレス
し、緻密なる成形体を形成する。次いで、これを
コンテナー２により除去すれば外周面をチタン板
で被覆されたTi−Ni型合金の電極成形体を製造
することができ、これらを積重ね接合面を溶接す
ると同時に被覆金属材同志をも溶接すれば従来の
長尺の電極体より強固な電極体を製造することが
できる。

電極の被覆材となる中空容器としては、Ni−
Ti型合金においてはTi又はNi板、又6Al−4V−
Ti合金にはAl板を用いるのが適当であり、一般
に主成分金属が用いられ、成分範囲、不純物など
の許容される範囲内で溶接性、強度、耐食性、吸
湿性などを考慮すると同時に被覆金属及び装入素
材、並びに長尺化するための溶接棒の成分を製品
合金の成分組成に適するように配慮することは勿
論である。この他鉄の含有する合金ではステンレ
ス鋼鋼板を用いることもできる。

本発明においては、このように電極成形体の外
周部を金属にて被覆しているので、強固であり而
も被覆材となる中空容器内に電極素材を装入して
圧縮成形しているので成形が容易であると同時に
合金化も適宜行なうことができ、かつ被覆材同志
を溶接することにより接続することも容易である
など幾多のすぐれた効果を有している。

また上記実施例においては中空容器としてパイ
プ状のものを用いているが、底付の容器を用いれ
ばさらに強固なものを得ることができ、かつ蓋付
容器を用いて全外周を密封すれば耐吸湿性にすぐ
れた成形体とすることができ、長期保存が可能と
なる利点をも有する。

次に好ましい実例としてテーパー状とした中空
容器を用いて長尺電極体を製造する例を第２図に
基いて説明する。

前記と同様にしてまずテーパー状とした底付容
器４′内に電極素材を装入、圧縮成形して金属に
て被覆された電極成形体７′を製造し、次いでコ
ンテナー２を引き上げ、コンテナー台８を用いて
成形体７′の高さに合せて位置決めする。引き続
き第２のテーパー状容器４″をその小さな径を有
する一端が成形体７′から突出している前記テー
パー中空容器４′の大きな径を有する一端内にコ
ンテナー２を貫通して入り込むように嵌め込み、
これに前同様電極素材を装入し前述のように押圧
プレス３にて圧縮成形し、成形体７″を形成する。
以上を繰返して次々と成形体を成形、容器を積み
上げ長尺の金属被覆電極を製造する。

この実例ではテーパー付容器を用いているが容
器４′と４″の如く底部又は下部が一部重複するよ
うになつていればよいので、テーパー付に限らず
底部の外径が径小となつているものでよく、延性
のある材質であるならばコンテナーの内径よりも
小径の中空容器としておき、圧縮成形で径大化し
た中に小径の中空容器を嵌込ませることも可能で
ある。

このようにして長尺の電極成形体を製造する
と、中空容器内で順次素材を圧縮するので容器内
の素材を一体化することができこれにより強固な
長尺の被覆電極成形体を製作することができ、さ
らに容器の接続部を溶接することもできるので一
層強固な長尺電極成形体を製造することができ
る。

（実施例） 第２図に示した方法により250mmφ×200mm、重
量40KgのTi 45％−Ni 55％の合金をTi製テーパ
ー容器を用いて電極成形体を製造し、さらに上記
容器の上に第２のテーパー容器を嵌め込み上記と
同様の合金を装入して圧縮成形し、これを繰返し
て全長1000mm、総重量200Kgの電極を製造した。
尚、最上端部は蓋付容器により密封し、容器接続
部はその周辺を溶接により補強した。

この電極を用いて真空、溶解、鋳造（VAR）
を行なつた結果は電極成形時、溶接時及び運搬時
に電極が脱落することもなく、また溶解中の折損
も全くなく、そのため成分も下端から上端までの
偏析が非常に少ない鋳塊を得ることができると同
時に目標とする成分の鋳塊をほゞ100％製造する
ことができた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によるときは製品
面では (1) 電極成形体が強固にして折損、脱落すること
がなく、溶接による長尺化が容易である。

(2) 任意の合金比率の電極体を得る。

又製造工程では (3) 従来の設備が使用でき、特別の設備が不要で
コストも安い。

(4) 金属粉、粒又は（及び）塊を容器内に適当に
入れることができるので合金比率に制限がな
い。

さらに品質面では (5) ほゞ100％の目標成分の鋳塊ができる（不良
率の減少）。

(6) 成分偏析が非常に少ない（従来の1/2以下で
ある）。

(7) 強度が高く又防湿、防錆性を有する。

など、その効果は極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電極を成形する装置の断面
図、第２図は本発明の他の実施例の長尺電極を製
造する装置の断面図を示す。 図中、１…定盤、２…コンテナー、３…押圧プ
レス用ステム、４…中空容器、５，６…金属粒、
４′…テーパー状底付容器、７，７′…電極成形
体、４″…テーパー中空容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属又は合金の粉、粒又は（及び）塊を圧縮
   成形した電極成形体の外部を同一又は異種の金属
   又は合金にて被覆したことを特徴とする消耗型電
   極。 ２ 金属又は合金にて被覆した金属又は合金の
   粉、粒又は（及び）塊の成形体を接続する特許請
   求の範囲第１項記載の長尺の消耗型電極。 ３ 金属又は合金製中空容器内に金属又は合金の
   粉、粒又は（及び）塊を装入し、押圧プレスにて
   圧縮成形することを特徴とする消耗型電極の製造
   方法。 ４ 金属又は合金製の第１中空容器内に金属又は
   合金の粉、粒又は（及び）塊を装入、圧縮成形
   し、次いで第２の金属又は合金製中空容器の径小
   なる一端を前記第１の中空容器の径大なる一端に
   嵌め込み、これに金属又は合金の粉、粒又は（及
   び）塊を装入、圧縮成形し、さらに必要に応じこ
   れを繰返す特許請求の範囲第３項記載の長尺の消
   耗型電極の製造方法。