JPH0463134B2 - - Google Patents

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JPH0463134B2
JPH0463134B2 JP60064307A JP6430785A JPH0463134B2 JP H0463134 B2 JPH0463134 B2 JP H0463134B2 JP 60064307 A JP60064307 A JP 60064307A JP 6430785 A JP6430785 A JP 6430785A JP H0463134 B2 JPH0463134 B2 JP H0463134B2
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JP
Japan
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rare earth
present
molten metal
purity
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JP60064307A
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English (en)
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JPS61223142A (ja
Inventor
Makoto Ebata
Tooru Degawa
Takashi Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP6430785A priority Critical patent/JPS61223142A/ja
Publication of JPS61223142A publication Critical patent/JPS61223142A/ja
Publication of JPH0463134B2 publication Critical patent/JPH0463134B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は高純度クロム(Cr)の製造方法に係
り、特にスパツタターゲツト等に好適な低ガス成
分の高純度Crの製造方法に関する。 [従来の技術] スパツタリング等の乾式メツキ法により表面被
覆膜の形成に用いられる金属としては、Au,
Ag,Ptを始め、Zn,Cd,W,Ti,Cu,Ni,
Mn,Crなどがあるが、これらのうち、Crは、こ
れを用いて被覆した部材表面の耐摩耗性又は化学
的抵抗力が極めて優れていることから、工業機械
部品及び電子工業部品のメツキに多用されてい
る。 Crの乾式メツキ法としては、電子ビームを用
いる真空蒸着法、イオンプレーテイング法、更に
スパツタリング法などがある。 この様な乾式メツキ法は、被メツキ物表面に付
着させる金属を粉末状のまま、又は棒状、板状に
成型したもの(以下これらを「ターゲツト」と称
す。)に熱的又は電気的なエネルギーを加えて、
金属をイオン化し、又は原子状で飛散させて被メ
ツキ物表面に付着させる方法で、近時工業機械、
装飾物、電子工業部品、更にプラスチツクなどの
表面被覆に利用されつつある。 このようなスパツタリング法等のターゲツト等
に用いられるCrには、低ガス成分の高純度Crが
望まれており、特に電子工業部品のメツキに用い
られるものは、高純度のものが必要とされる。 従来、高純度クロムを製造する方法としては、
クロム塩溶液の電気分解により金属のCrを得て
これを溶解鋳造する方法、あるいは粉末クロムを
成型する方法が知られている(特公昭60−4241)。 [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、Crが融点が1850〜1900℃と極
めて高いため、溶解が困難であり、通常の耐火物
容器を用いた溶解では良好な溶解を行なうことが
できない。従つて、従来よりアーク溶解による方
法等が実施されているが、アーク溶解による方法
は、均質な鋳塊が得られず、しかも鋳物を得るこ
とができないという欠点を有する。 しかも、Crは脱酸素(以下、Oと略記する。)、
脱窒素(以下、Nと略記する。)、脱硫黄(以下、
Sと略記する。)及び脱炭素(以下、Cと略記す
る。)が極めて難しい金属であることから、従来
法によつては、O,N,S及びC含有量の少ない
ものが得られず、このため製造されたCr基合金
は加工性が悪いという欠点を有する。 また、特にスパツタリングに用いるターゲツト
としてのCrには、これにOが混在すると、これ
を用いてメツキを行う際、被メツキ物の被覆表面
の酸化が起り、好ましい表面が得られない。 [問題点を解決するための手段] 本発明は上記従来の問題点を解決し、C及び
O,N,Sの含有量が極めて少なく、耐衝撃性に
も優れたCrの製造方法を提供するものであつて、 内面がカルシア質炉材で構成された容器内のク
ロム溶湯中に、真空又はアルゴン雰囲気下、スラ
グの不存在下で10〜1000ppmの希土類元素を存在
せしめることを特徴とする高純度クロムの製造方
法、 を要旨とするものである。 以下に本発明につき詳細に説明する。 なお、本明細書において「%」は「重量%」を
表す。 本発明においては、カルシア質炉材で構成され
た容器内で真空又はアルゴン雰囲気下、スラグを
用いることなく、Cr溶湯に特定量の希土類元素
を存在せしめる。 本発明において溶湯中に存在せしめる希土類元
素の量は10〜1000ppm、好ましくは50〜300ppm
とする。希土類元素含有量が10ppmより少ない
と、十分なO含有量低減効果が発揮されず、また
希土類元素含有量が1000ppmより多いと、希土類
元素が合金の結晶粒界に偏析するなどして、合金
が脆くなることがある。 希土類元素としては、La,Ce,Pr,Nd,
Pm,Sm,En,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,
Yb,Lnのいずれでも良いが、通常はLa又はCe
を用いる。これらの希土類元素は各々単独で用い
ても、2種類以上を混合して用いても良い。 希土類元素の添加方法は、特に限定はなく、従
来より接種に用いられている各種の方法が用いら
れる。 なお、希土類元素を添加した後は、十分に撹拌
を行なうようにするのが好ましい。 また、本発明方法においては、希土類元素の溶
湯への添加に先立つて、溶湯中にアルゴンガスを
吹込み、介在物を除去するようにするのも有用で
ある。また、希土類元素の添加後の撹拌をアルゴ
ンガス吹込みにより行なうこともできる。 希土類元素(以下、Rと略記することがある。)
の存在により、溶湯中に混入したO,SがRO,
R2O3又はRO2等の希土類元素酸化物、RS等の希
土類硫化物又はCaSとなるため、O,S含有量が
極めて低減され、しかも脱O,S等のための添加
物である希土類元素の残留も殆どない溶湯が得ら
れるため、その耐衝撃性が大幅に向上する。(生
じた希土類元素酸化物はスラグや炉壁耐火材に吸
収される。) また、時間の経過と共に、次第に溶湯中のN量
が減少してくる。これは溶湯含有成分の蒸発(沸
騰)等に伴つてNも溶湯から離脱するためであ
る。この脱窒速度は、アルゴン又は真空雰囲気下
では、脱酸、脱硫の進行に従つて著しく向上す
る。 Cr原料としては、高純度のものを用いるのが
好ましく、特にターゲツトを得るためには脱ガス
処理したCr粉末を用いるのが好ましいが、本発
明においては、後工程で添加する希土類元素の脱
酸作用等によりO,N,S含有量を低減できるこ
とから、O,N,S含有量の比較的高い原料も用
いることができる。 本発明において、Crの溶融に用いる容器の内
面を構成するカルシア質炉材としては、カルシア
(CaO)、ラルナイト(安定化2CaO・SiO2)、メ
ルウイナイト(3CaO・MgO・2SiO2)、アノルサ
イト(CaO・Al2O3・2SiO2)ならびにCaOを富
化したドロマイト等が挙げられる。 このようなカルシア質炉材は、そのCaO含有率
が20%以上、特に40%以上のものが好ましい。
CaO含有料の高いカルシア質炉材は酸化物、硫化
物と反応し易く、Cr基合金溶湯中の酸化物、硫
化物を吸収し、酸化物、硫化物介在量を大幅に減
少させることができ、また、Cr等に対する安定
性が高いので、高温溶解が可能になる。 なお、本発明において、加熱方式としては高周
波誘導加熱など非アーク方式のもを用いる。 [作用] 本発明においては、カルシア質炉材で構成され
た容器を用いるためC混入による汚染等の問題が
解消される。 また、Cr溶湯中にスラグの不存在下、特定量
の希土類元素を含有させることにより、耐衝撃性
等の合金特性を損なうことなく合金中に混入した
O,Sが希土類元素酸化物、硫化物等として除か
れ、合金のO,S含有量を大幅に低減することが
できる。しかも、合金中の希土類元素は希土類元
素酸化物を還元することなく、O,S含有量は極
めて確実に低減される。この脱O、脱Sに伴い、
脱Nも良好に進行する。更に、脱O、脱S及び脱
Nのための添加物である希土類金属の残留も殆ど
ない高純度の溶湯が得られる。 [実施例] 以下に本発明を実施例により更に具体的な説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の
実施例に限定されるものではない。 実施例 1 電解グロム(公称純度99.80%Cr、酸素含有量
0.054%、窒素含有量0.022%)を用い、高純度Cr
の製造を行つた。 使用に供したCaO坩堝(内径約50mm)は、一級
試薬のCaOを原料とし、これを20メツシユに粉砕
後、坩堝型中へ入れてよくつき固め、固められた
坩堝を約900℃、4時間電気抵抗炉中で仮焼する
ことにより作成した。CaO坩堝の組成は第1表に
示す通りである。
【表】 Cr原料をCaO坩堝に入れ、これを出力10KW、
周波数70KHzの内熱式誘導炉に入れ、10-2Paの減
圧下で溶解し、次いでLaを、1000ppm添加し、
坩堝内の溶湯のO含有量、S含有量、N含有量、
及びLa含有量の経時変化を測定した。 その結果を第1図に示す。 第1図より、本発明の方法によれば、O,S及
びN含有量が少なく、しかも脱O,S,Nのため
の添加物であるLaの残留も殆どない溶湯が速や
かに得られることが認められる。 実施例 2、比較例 1〜3 希土類元素としてCeを用い、その添加量を第
2表に示す量としたこと以外は実施例1と同様に
して高純度Crの製造を行なつた。得られた高純
度Crについて室温にてシヤルピー衝撃値を調べ、
結果を第2表に示した。
【表】 第2表より明らかなように、希土類元素(Ce)
添加量が1000ppm(0.1%)を超えると衝撃強度は
著しく低下する。この衝撃強度の低下割合は、希
土類元素添加量に比例して大きくなる。このた
め、本発明においては、希土類元素の添加量は
1000ppm以下とする。 [効果] 以上詳述した通り、本発明のCrの製造方法は、
内面がカルシア質炉材で構成された容器を用い、
真空又はアルゴン雰囲気下で、スラグの不存在
下、溶湯中に特定量の希土類元素を存在せしめる
ものであり、希土類元素のO,S吸収効果によ
り、合金中のO,S含有量が著しく低減される。
この脱O、脱Sに伴い、脱Nも良好に進行する。
しかも、脱O、脱S及び脱Nのための添加物であ
る希土類金属の残留も殆どない高純度の溶湯が得
られる。また、希土類元素の添加によるCrの耐
衝撃性等の低下の問題もない。 本発明によれば、 低O、低N、低Sかつ低C含有量のCrを容
易に得ることができる。 従つて、得られる合金が極めて耐衝撃特性、
加工性に優れる。 極めて均質な組成の合金が得られる。 1回の溶融操作で良い。 原料は高O含有量のものでも良く、安価な原
料で製造し得る。 ,より合金の製造コストを低廉価するこ
とができる。 鋳物として鋳造することができる。 等の様々な効果が奏され、工業的に極めて有利
である。 従つて、本発明は、特に、優れたスパツタター
ゲツト用の高純度なCrを製造するに極めて有利
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られた、溶湯中のO,
S,N、及びLa含有率の経時変化を示すグラフ
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内面がカルシア質炉材で構成された容器内の
    クロム溶湯中に、真空又はアルゴン雰囲気下、ス
    ラグの不存在下で10〜1000ppmの希土類元素を存
    在せしめることを特徴とする高純度クロムの製造
    方法。
JP6430785A 1985-03-28 1985-03-28 高純度クロムの製造方法 Granted JPS61223142A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6430785A JPS61223142A (ja) 1985-03-28 1985-03-28 高純度クロムの製造方法

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JP6430785A JPS61223142A (ja) 1985-03-28 1985-03-28 高純度クロムの製造方法

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JPS61223142A JPS61223142A (ja) 1986-10-03
JPH0463134B2 true JPH0463134B2 (ja) 1992-10-08

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5937338A (ja) * 1982-08-23 1984-02-29 Nissan Motor Co Ltd 多板クラツチ装置のクラツチドラム

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