JPH04285140A - プラズマ切断用放電電極材料 - Google Patents
プラズマ切断用放電電極材料Info
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- JPH04285140A JPH04285140A JP3051171A JP5117191A JPH04285140A JP H04285140 A JPH04285140 A JP H04285140A JP 3051171 A JP3051171 A JP 3051171A JP 5117191 A JP5117191 A JP 5117191A JP H04285140 A JPH04285140 A JP H04285140A
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- Japan
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- electrode material
- plasma cutting
- tho2
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- electrode
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気中、酸化雰囲気中
などにおいて使用されるプラズマ切断用放電電極材料に
関するものである。
などにおいて使用されるプラズマ切断用放電電極材料に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、大気中や酸素雰囲気中など酸化雰
囲気中での切断に使用される電極材料としては、たとえ
ばハフニウム（Ｈｆ）やジルコニウム（Ｚｒ）などの金
属材料が使用されている。またガスタービン機関などの
ような種々の動力発生装置における火花点火気において
は、特開昭５２−１１８１３７号公報に示されるように
耐熱耐酸化性金属であるＩｒまたはルテニウム（Ｒｕ）
に少量のＹ２Ｏ３またはＴｈＯ２を混合した電極材料が
開発されている。
囲気中での切断に使用される電極材料としては、たとえ
ばハフニウム（Ｈｆ）やジルコニウム（Ｚｒ）などの金
属材料が使用されている。またガスタービン機関などの
ような種々の動力発生装置における火花点火気において
は、特開昭５２−１１８１３７号公報に示されるように
耐熱耐酸化性金属であるＩｒまたはルテニウム（Ｒｕ）
に少量のＹ２Ｏ３またはＴｈＯ２を混合した電極材料が
開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｈ
ｆやＺｒは極めて高価であり、入手も困難であるので、
切断コストも高くつくという問題点があった。また大電
流を流した時の放電特性の不安定さ、電極の消耗等から
大気中や酸素雰囲気中など酸化雰囲気中での切断に使用
される電極材料としては、十分満足な性能を得られるも
のではないという問題点があった。さらに特開昭６３−
１９９８４２号公報に示されているＩｒまたはＲｕにＹ
２Ｏ３またはＴｈＯ２を混合した電極が同様の雰囲気下
で使用される電極として開発されているが、これは火花
点火器として使用されるため、その形状より機械的強度
が重要視され酸化物の添加量に制限があり（２〜１６容
量％）、大気中や酸素雰囲気中など酸化雰囲気中でのプ
ラズマ切断に使用される電極材料としては、十分満足な
性能を得られるものではないという問題点があった。
ｆやＺｒは極めて高価であり、入手も困難であるので、
切断コストも高くつくという問題点があった。また大電
流を流した時の放電特性の不安定さ、電極の消耗等から
大気中や酸素雰囲気中など酸化雰囲気中での切断に使用
される電極材料としては、十分満足な性能を得られるも
のではないという問題点があった。さらに特開昭６３−
１９９８４２号公報に示されているＩｒまたはＲｕにＹ
２Ｏ３またはＴｈＯ２を混合した電極が同様の雰囲気下
で使用される電極として開発されているが、これは火花
点火器として使用されるため、その形状より機械的強度
が重要視され酸化物の添加量に制限があり（２〜１６容
量％）、大気中や酸素雰囲気中など酸化雰囲気中でのプ
ラズマ切断に使用される電極材料としては、十分満足な
性能を得られるものではないという問題点があった。
【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的はコストが低く、放電
特性の安定した高性能なプラズマ切断用放電電極材料を
、提供することにある。
になされたものであり、その目的はコストが低く、放電
特性の安定した高性能なプラズマ切断用放電電極材料を
、提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のプラズマ切断用放電電極材料は、略２０〜
８０容量％のＩｒと、略２０〜８０容量％のＹ２Ｏ３ま
たはＴｈＯ２の内、少なくとも１種とを含有させた。
に、本発明のプラズマ切断用放電電極材料は、略２０〜
８０容量％のＩｒと、略２０〜８０容量％のＹ２Ｏ３ま
たはＴｈＯ２の内、少なくとも１種とを含有させた。
【０００６】
【作用】上記の構成を有する本発明の電極材料の成分の
うち、Ｉｒは、融点が高く耐酸化性とくに高温耐酸化性
に優れている。またＹ２Ｏ３、ＴｈＯ２は放電特性に優
れておりまた融点も高く、蒸気圧も低い。これらＩｒと
Ｙ２Ｏ３またはＴｈＯ２の内少なくとも１種類を適当な
割合で組み合わせることによって、プラズマ切断機に使
用される埋め込み形電極に必要な機械的強度が得られ、
酸化消耗と熱消耗が少なく、また大電流を流しても安定
した放電特性を保つことが可能となる。Ｉｒの好ましい
含有量は容量％で略２０〜８０％であり、Ｙ２Ｏ３もし
くはＴｈＯ２の好ましい含有量は略２０〜８０％である
。この電極材料は、上記ＩｒとＹ２Ｏ３もしくはＴｈＯ
２の合金であるが、その特性を損なわない範囲内で少量
の他の元素を添加してもよい。
うち、Ｉｒは、融点が高く耐酸化性とくに高温耐酸化性
に優れている。またＹ２Ｏ３、ＴｈＯ２は放電特性に優
れておりまた融点も高く、蒸気圧も低い。これらＩｒと
Ｙ２Ｏ３またはＴｈＯ２の内少なくとも１種類を適当な
割合で組み合わせることによって、プラズマ切断機に使
用される埋め込み形電極に必要な機械的強度が得られ、
酸化消耗と熱消耗が少なく、また大電流を流しても安定
した放電特性を保つことが可能となる。Ｉｒの好ましい
含有量は容量％で略２０〜８０％であり、Ｙ２Ｏ３もし
くはＴｈＯ２の好ましい含有量は略２０〜８０％である
。この電極材料は、上記ＩｒとＹ２Ｏ３もしくはＴｈＯ
２の合金であるが、その特性を損なわない範囲内で少量
の他の元素を添加してもよい。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【０００８】まず、本実施例の電極材料の製造方法につ
いて説明する。平均粒度５μｍ、純度９９．９％のＩｒ
粉末と平均粒度２．０μｍ、純度９９．９％のＹ２Ｏ３
粉末および平均粒度３．０μｍ、純度９９．９％のＴｈ
Ｏ２粉末を別々に、または混合してボールミルにて５時
間湿式混合し、乾燥した。得られたＩｒ−Ｙ２Ｏ３混合
粉末、Ｉｒ−ＴｈＯ２混合粉末およびＩｒ−Ｙ２Ｏ３、
ＴｈＯ２混合粉末を金型内にて１トンの成形圧で予備成
形し直径３ｍｍ、長さ５ｍｍの圧粉体とした後、冷間静
水圧プレス（ＣＩＰ）にて２トンで本成形を行なう（こ
の時、成形体密度は、５５〜６０％となる）。その後、
アルゴン雰囲気中で焼結（２２００℃−３０分）を行い
直径２．２ｍｍ長さ４ｍｍの焼結体を形成し、電極材料
とした。
いて説明する。平均粒度５μｍ、純度９９．９％のＩｒ
粉末と平均粒度２．０μｍ、純度９９．９％のＹ２Ｏ３
粉末および平均粒度３．０μｍ、純度９９．９％のＴｈ
Ｏ２粉末を別々に、または混合してボールミルにて５時
間湿式混合し、乾燥した。得られたＩｒ−Ｙ２Ｏ３混合
粉末、Ｉｒ−ＴｈＯ２混合粉末およびＩｒ−Ｙ２Ｏ３、
ＴｈＯ２混合粉末を金型内にて１トンの成形圧で予備成
形し直径３ｍｍ、長さ５ｍｍの圧粉体とした後、冷間静
水圧プレス（ＣＩＰ）にて２トンで本成形を行なう（こ
の時、成形体密度は、５５〜６０％となる）。その後、
アルゴン雰囲気中で焼結（２２００℃−３０分）を行い
直径２．２ｍｍ長さ４ｍｍの焼結体を形成し、電極材料
とした。
【０００９】次に、実験方法について説明する。
【００１０】図１及び図２に示すように、得られた電極
材料２ａを銅製のチップホルダーに圧入した電極２と、
ノズル７を備えたトーチ１を陰極とし、水冷した銅板３
を陽極として切断電源４により、両者間にアークを発生
させ、コンプレッサ６より得られる圧縮エアーを、エア
レギュレータ５を通して、電極２の周りを旋回させ、ノ
ズル７より排出することにより、プラズマアーク８を発
生させる試験装置を用い、プラズマアーク発生テストを
行なった。
材料２ａを銅製のチップホルダーに圧入した電極２と、
ノズル７を備えたトーチ１を陰極とし、水冷した銅板３
を陽極として切断電源４により、両者間にアークを発生
させ、コンプレッサ６より得られる圧縮エアーを、エア
レギュレータ５を通して、電極２の周りを旋回させ、ノ
ズル７より排出することにより、プラズマアーク８を発
生させる試験装置を用い、プラズマアーク発生テストを
行なった。
【００１１】そのときの電極の消耗量を調べた結果を図
３のグラフに示す。図３の試験条件は電流３０Ａ、電圧
１００Ｖ、エアー圧力３．５Ｋｇ／ｃｍ２、時間５分間
であった。また消耗量は立方ミリメートル（ｍｍ３）で
表わしてある。図３から判るとおり、本実施例による電
極材料は、従来のＺｒやＨｆに比べ、その消耗量が非常
に少ない。
３のグラフに示す。図３の試験条件は電流３０Ａ、電圧
１００Ｖ、エアー圧力３．５Ｋｇ／ｃｍ２、時間５分間
であった。また消耗量は立方ミリメートル（ｍｍ３）で
表わしてある。図３から判るとおり、本実施例による電
極材料は、従来のＺｒやＨｆに比べ、その消耗量が非常
に少ない。
【００１２】また図４に示すように、ＨｆやＺｒ電極材
料は電圧１００Ｖ、エアー圧力３．５Ｋｇ／ｃｍ２、時
間５分間と一定にして、試験電流値を３０Ａ〜６０Ａと
上げていくと、その消耗量が増加したが、本実施例によ
る電極材料では試験電流値を上げてもその消耗量の変化
が少なく、安定した放電特性を示すことが分かる。
料は電圧１００Ｖ、エアー圧力３．５Ｋｇ／ｃｍ２、時
間５分間と一定にして、試験電流値を３０Ａ〜６０Ａと
上げていくと、その消耗量が増加したが、本実施例によ
る電極材料では試験電流値を上げてもその消耗量の変化
が少なく、安定した放電特性を示すことが分かる。
【００１３】また本発明の好ましい組成範囲は図３およ
び図４から判るとおり、Ｉｒが略２０〜８０％の範囲で
あり、より好ましくは略３０〜７０％の範囲である。
び図４から判るとおり、Ｉｒが略２０〜８０％の範囲で
あり、より好ましくは略３０〜７０％の範囲である。
【００１４】次に、図５にＩｒ−Ｙ２Ｏ３焼結体、Ｉｒ
−ＴｈＯ２焼結体およびＩｒ−Ｙ２Ｏ３、ＴｈＯ２焼結
体の強度を示す。これより本発明のＩｒが略２０〜８０
％の範囲の焼結体はＨｆ、Ｚｒと同等の強度を有してい
ることが判る。
−ＴｈＯ２焼結体およびＩｒ−Ｙ２Ｏ３、ＴｈＯ２焼結
体の強度を示す。これより本発明のＩｒが略２０〜８０
％の範囲の焼結体はＨｆ、Ｚｒと同等の強度を有してい
ることが判る。
【００１５】この電極材料の製造は比較的容易であり、
原料の入手にも問題はない。この電極材料は、安定した
プラズマアークが得られ、プラズマ切断用放電電極とし
て用いた場合には、大電流を入力しても安定した放電特
性を示し、消耗も少なく、切断スピードも速く、また厚
板も容易に切断でき、従来の電極に比べその性能が格段
に向上することが確かめられた。
原料の入手にも問題はない。この電極材料は、安定した
プラズマアークが得られ、プラズマ切断用放電電極とし
て用いた場合には、大電流を入力しても安定した放電特
性を示し、消耗も少なく、切断スピードも速く、また厚
板も容易に切断でき、従来の電極に比べその性能が格段
に向上することが確かめられた。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明によれば、従来のＺｒやＨｆよりも入手性に優れ
、これに比べ約３倍〜４倍の耐消耗性を有し、また大電
流時にも安定したアーク特性を得ることの出来る優れた
ものである。この電極材料は、プラズマ切断用として使
用して十分にその特性が発揮できるものである。
本発明によれば、従来のＺｒやＨｆよりも入手性に優れ
、これに比べ約３倍〜４倍の耐消耗性を有し、また大電
流時にも安定したアーク特性を得ることの出来る優れた
ものである。この電極材料は、プラズマ切断用として使
用して十分にその特性が発揮できるものである。
【図１】試験装置の説明図である。
【図２】試験装置のトーチ部分を拡大して示す説明図で
ある。
ある。
【図３】組成と耐消耗性の関係を表わすグラフである。
【図４】試験電流値と耐消耗性の関係を表わすグラフで
ある。
ある。
【図５】機械的強度を示すグラフである。
１ トーチ
２ 電極
３ 水冷銅板
Claims (1)
- 【請求項１】 略２０〜８０容量％のイリジウム（Ｉ
ｒ）と、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）および酸化トリ
ウム（ＴｈＯ２）の少なくとも１種類を略２０〜８０容
量％含有するプラズマ切断用放電電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051171A JPH04285140A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | プラズマ切断用放電電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051171A JPH04285140A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | プラズマ切断用放電電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285140A true JPH04285140A (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=12879383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3051171A Pending JPH04285140A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | プラズマ切断用放電電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285140A (ja) |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP3051171A patent/JPH04285140A/ja active Pending
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