JPH0489126A - 複合細線の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合細線の製造方法に関し、詳細には、比較
的に厚肉な貴金属表層を有して、触媒、不溶性電極、各
種センサー等の工業用途に用いて好適な複合細線の製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

工業用途に用いられる貴金属材としては、種々の種別・
形態のものかあるか、中でも貴金属細線は、触媒を代表
として、不溶性電極、各種センサー用等に広く用いられ
ている。

そして、これら貴金属細線は、一般に、溶解に始まり、
造塊−ビレット鍛造−素線圧延−伸線等の各常套工程を
経て、中実の細線とされて使用に供されている。

〔発明か解決しようとする課題〕

ところで、これら工業用途の貴金属細線について、その
使用状態から詳細に検討を加えて見ると、例えば、触媒
用の貴金属細線に端的に見られるように、本質的な機能
は主として表層部か果たし、その芯部は使用条件下にお
ける構造強度を保つ役割しか担っていないものが多く、
その芯部か必ずしも当該貴金属材でなくても、その本来
目的を達成できるものが多く認められる。

そして、このことは、芯部の貴金属材か使用済後に回収
されるとしても、その使用期間において本質的な機能に
関与しない一種のデッドストックとなっていることを意
味し、更には、その芯部を当該貴金属以外の材料で置き
換える場合、稀少かつ高価な貴金属材のデッドストック
を解消できて大きな経済効果か得られることを示唆する
。

そこて、本発明者等は上記の観点より、異種金属材料か
らなる芯材上に、比較的に厚肉な貴金属表層を形成させ
た複合細線を製造せんとした。

ところか、細線に貴金属表層を形成する従来の複合技術
は、例えば、宝飾品用の全張線等の製造に適用されてい
る複合技術のように、より薄肉で均等な金属表層の形成
を主目的とする方向にあり、比較的に厚肉な貴金属表層
を有する複合細線を製造する場合、その効率か悪く工業
的には適用し難いものであることか分かった。

具体的には、伸線用素材としての複合ビレットを得るに
ついて、例えば、貴金属表層の形成に良く用いられる蒸
着や溶射等の方法は、厚肉な表層を形成するに不向きて
あり、また、貴金属バイブを芯材に外環してクラットす
る方法は、厚肉な貴金属パイプを製造すること自体に多
くの工程を要して経済的でなく、また、比較的に製造か
容易な板材をもって対処せんとして、貴金属薄板を芯材
に多重に巻付けてクラットする場合、広い面積となる薄
板表面を清浄に保つことか難しく、これに高加工率の塑
性加工や伸線を加えても、芯材および積層する薄板間の
界面の接着か不完全なものとなり易く、更にまた、厚肉
の貴金属薄板を芯材に巻付けてクラットする場合、該貴
金属薄板の円周方向の突き合わせた端面間を、清浄な状
態を維持しなから接合させることか難しく、芯材および
板端面間の界面の接着か不完全なものとなり易い等々の
問題か発生し、特に、加工性に劣る貴金属材を対象とす
るとき、いずれも、目的とする良好な複合ビレットを得
ることか困難ないしは非常に不経済的なものとなった。

本発明者らは、これらの問題点を解消すべく、種々の方
法で試行を繰り返し鋭意検討を重ねた結果、厚肉の貴金
属板を芯材に巻付けてクラットする場合、該貴金属板の
円周方向の突き合わせた端面間を清浄な状態に維持し得
る限り、その後の塑性加工および伸線の過程で、その端
面間および心材間の界面の接着を確実なものとし得ると
いう知見を得て、本発明方法を完成させたものである。

すなわち、本発明は、異種金属材料からなる芯材上に比
較的に厚肉な貴金属表層を形成せしめた複合細線を、安
定した界面接着性をもって効率良く製造し得る製造方法
の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成とさ
れている。

すなわち、本発明に係る複合細線の製造方法は、芯材上
に貴金属板を巻付けその円周方向の端面を互いに突き合
わせてなる内層を形成し、この内層上に同種の貴金属薄
板を巻付けて内層の突き合わせ部上を覆う外層を形成せ
しめてクラッドした複合ビレットを制作し、この複合ビ
レットの内部を脱気すると共に両端部を閉塞した後、塑
性加工して複合素線材とし、しかる後、伸線することを
特徴とする。

また、上記複合ビレットを、軟質な金属製カプセル内に
封入して脱気した後、塑性加工して複合素線材とし、し
かる後、伸線しても良い。

〔作用〕

本発明においては、芯材上に貴金属板を巻付けその円周
方向の端面を互いに突き合わせてなる内層を形成し、こ
の内層上に同種の貴金属薄板を巻付けて内層の突き合わ
せ部上を覆う外層を形成せしめてクラットした複合ビレ
ットの内部を、脱気すると共に両端部を閉塞した後、塑
性加工して複合線材とし、しかる後、伸線するので、貴
金属薄板からなる外層にて、内層の貴金属板の突き合わ
せ端面間およびこの内層の貴金属板と芯材との間に対す
る外部からの影響を遮断し、これらの間を清浄な状態に
維持しながら、塑性加工および伸線を施すことかでき、
各構成材間の界面の接着を確実なものとすることができ
る。また、このことは、芯材上に巻付ける内層の貴金属
板の厚さに左右されないので、その厚さを適宜に設定す
ることて、伸線後の複合細線に所期の断面積比率の厚肉
な貴金属表層を形成することかできる。

また、上記複合ビレットを、軟質な金属製カプセル内に
封入して脱気した後、塑性加工して複合素線材とし、し
かる後に伸線する場合、金属製カプセルを保護金属層と
して、外部からの影響をより確実に遮断して各構成材間
の界面の接着性を安定なものとすることかできるに加え
て、この軟質な保護金属層を一種の潤滑層とし、塑性加
工および伸線をより容易に行わせることもてきる。

なお、本発明方法における塑性加工とは、複合ビレット
の減面を主体とする冷間および熱間圧延、熱間押出なと
の塑性加工である。

また、芯材は貴金属以外の金属材料であって、その使用
条件下において、当該複合細線か必要とする構造強度を
補完し得る種別の金属材料から、加工性に比較的に優れ
るものが選定される。

〔実施例〕

以下に、本発明の詳細な説明する。

まず、外径５３．７ｍｍ、長さ１００ｍｍに仕上げられ
たニオブ棒と、厚さ４．２ｍｍ、輻１００ｍｍの白金板
と、厚さ１．０ｍｍ、幅１００ｍｍの白金板を準備する
一方、外径６８．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ１３０
ｍｍの銅円筒と、厚さ２０ｍｍ、直径６４．５闘の銅円
板を準備した。

そして、厚さ４．２ｍｍの白金板を、外径６２．６ｍｍ
の円筒状に予備曲げ成形して、その円周方向の両端部を
、互いに斜めに重なりあって突き合わさる当接面に加工
し、一方、厚さ１．０ｍｍの白金板を外径６５、１ｍｍ
の円筒状に予備曲げ成形して、その円周方向の両端部を
互いに突き合わさる当接面に加工した後、これら材料全
てを脱脂・洗浄して、その表面を清浄化し、しかる後に
、これらを下記の手順て組み合わせ、その縦断面図であ
る第１図ａおよび第１図ａのＡ−Ａ断面図である第１図
すに示すように、一体の複合ビレット（１）に成形した
。

まず、第１図に示すように、上記のニオブ棒を芯材（２
）とし、この芯材（２）上に円筒状に予備成形された白
金板（厚さ４．２ｍｍ）を外嵌して内層（３）を形成し
、続いて、この内層（３）上に円筒状に予備成形された
白金板（厚さ１．　Ｏｍｍ）を外嵌し、これを締め付け
なから円周方向の両端の当接面間を溶接して外層（４）
を形成して、これらを一体の複合ビレット（１）に成形
した。このとき、外層ｆ４）の溶接の影響か内層（３）
の当接面部（３ａ）に及ぶことを防止するため、外層（
４）の溶接部（４ａ）は内層（３）の当接面部（３ａ）
の位置より円周方向に充分にずらした反対側に位置させ
る。また、このことは、同種材の外層（４）にて内層（
３）の当接面部（３ａ）上を覆うことで、爾後の塑性加
工時において、内層（３）の当接面部（３ａ）内に異材
か侵入することを防止するに必要とされる。

なお、これら芯材（２）と内外層（３）ｆ４）の−休出
か図れ、かつ、内層（３）の当接面部（３ａ）を覆うこ
とかできる限り、外層（４）とされる白金板（厚さ１．
０ｍｍ）は、予備成形の時点において円周方向の両端の
当接面間を溶接し、円筒に形成した状態で内層（３）上
に外嵌して一体化することもできる。

次いて、この複合ビレット（１１を、その縦断面図であ
る第２図に示すように、上記の銅円筒からなる筒部（５
ａ）と、上記の銅円板からなる蓋（５ｂ）　（５ｃ）と
て構成された銅製の保護ケース（５）内に封入するので
あるか、このとき、本実施例では、これらを真空チャン
バ内に配置し、真空下にて筒部（５ａ）と蓋（５ｂ）　
（５ｃ）とをＥＢ溶接することで、複合ビレット１）を
保護ケース（５）内に脱気・密封した。

次いて、この複合ヒレソト（１）を、保護ケース（５）
内に封入した状態で、常法による熱間押出にて、外径２
０ｍｍの複合素線材に成形した。

ここで、得られた複合素線材から試料を採取し、芯材、
内層、外層、保護層それぞれの間の界面および内層の円
周方向端の当接面間の界面について調査したところ、そ
の各構成材間の界面は全て健全な金属間結合か達成され
た組織性状を呈していた。また、内層（３）の当接面部
（３ａ）は、同材料の外層（４）で覆われているため、
その間隙に保護ケース（５）材である銅か侵入すること
なく、健全な金属間結合状態を呈していた。

次いて、得られた複合素線材を、常法により、外径１．
０ｍｍまで予備伸線した後、この予備伸線材に軟化焼鈍
処理を施した。そして、この予備伸線材を２０ツトに分
割して、一方のロフトは、そのまま仕上げ伸線し、他方
のロフトは、酸洗処理を施して、保護層を形成していた
最外層で銅を除去した後に仕上げ伸線し、それぞれ外径
７６μの複合細線とした。また、酸洗・脱銅せずに仕上
げ伸線した他のロフトの複合細線は、伸線後に酸洗処理
を施して脱銅した。

得られた２０ツトの複合細線から試料を採取し、その断
面性状を調査したところ、両ロフトの複合細線とも、所
期の値を満足する断面積率て３０％の白金層を芯材上に
均等に形成し、かつ、芯材と白金層との間および内外の
白金層間の界面は、剥離や浮き上かり等の一切認められ
ない健全な金属間結合状態を呈していた。

このように、本実施例では、比較的に加工性に劣る貴金
属材である白金を用いても、異種金属材料からなる芯材
上に所期の厚肉の白金表層を有する複合細線を、常法の
熱間押出および伸線によって効率良く得ることかできた
。

因みに、本実施例で得られた複合細線を、所定メッシュ
の網に織り、この網を硝酸プラントの触媒網として用い
たところ、従来の中実な白金細線からなる触媒網と同し
交換時期まで、その触媒作用を失することなく使用する
ことかできた。また、この場合、従来の中実の白金細線
によるものと比較し、稀少で高価な白金の使用量を約３
０％と大幅に減少させることかできた。

なお、本実施例ては、複合ビレット（１）を銅製の保護
ケース（５）内に封入したか、これは、例えは、その縦
断面図である第３図に示すように、押出または圧延用の
ビレットの両端に常套的に設けられるダミー材＋６］　
（７）を、真空下で外層（４）端にＥＢ溶接し、当該複
合ビレット（１）の内部を脱気すると共にその両端を閉
塞して一体化することにより、保護ケース（５）を省略
することもてきる。

また、本実施例では、真空下で保護ケース（５）の筒部
（５ａ）と蓋（５ｂ）　（５ｃ）をＥＢ溶接することて
、複合ビレット（１）を挿入した保護ケース（５）内を
脱気・密封したか、これは、例えば、その縦断面図であ
る第４図に示すように、脱気管（８ａ）を備えた常套の
カプセル（８）を用いて脱気・密封することもてきる。

また、この場合には、カプセル（８）を組み立てるに大
気下におけるＴＩＧ溶接か適用できる。

また、上記の保護ケース（５）やカプセル（８）用の材
料としては、塑性加工や伸線の過程における外部影響か
遮断てきると共に、一種の潤滑層としての役割を果たす
に足る延性を有するものであれば、対象とする貴金属材
との反応特性を考慮して、銅板外の金属材料か用いられ
ても良い。

また、本実施例ては、芯材にニオブを用いたか、これは
−例であって、芯材としては貴金属以外の金属材料で、
その使用条件下において、当該複合細線か必要とする構
造強度を補完し得る種別の金属材料から、対象とする貴
金属材との反応特性を考慮の上、加工性に比較的に優れ
るものか選定されれば良い。

また、本実施例ては、複合ビレットに熱間押出を加えて
複合素線に成形したか、これは、複合ビレットか本発明
の要旨に沿う構成とされている限り、例えば、熱間押出
に代わり熱間圧延にて複合素線に成形しても良く、また
、これらの複合素線に冷間ないしは熱間圧延を加えた後
に伸線しても良い。なお、複合ビレットに冷間圧延を加
えた後に伸線する場合には、伸線後の歪取焼鈍によって
心材と貴金属表層との拡散接合を図れば良い。

更にまた、保護ケースやカプセルを用いる場合、熱間押
出ないしは圧延を加えて複合素線に成形する前に、この
複合ビレットに熱間静水圧加圧処理を施すこともできる
。

〔発明の効果〕 以上に述へたように、本発明の複合細線の製造方法によ
れば、異種金属材料からなる芯材上に比較的に厚肉な貴
金属表層を形成せしめた複合細線を、安定した界面接着
性をもって効率良く製造することかできる。更にまた、
本発明方法による複合細線は、その本質的な機能を主と
して表層貴金属材か果たす触媒用等の工業用途に用いる
場合、従来の中実な貴金属細線を用いるに比較して、稀
少かつ高価な貴金属材の使用量を大幅に減少できるとい
う、大きな経済効果を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明方法の実施例の複合ビレットを示す縦
断面図、 第１図すは第１図ａのＡ−Ａ横断面図、第２図は本発明
方法の実施例の保護ケースに封入された複合ビレットを
示す縦断面図、第３図は本発明方法の別の実施例の複合
ビレットを示す縦断面図、 第４図は本発明方法のまた別の実施例のカプセルに封入
された複合ビレットを示す縦断面図である。 （Ｉ）−複合ビレット （２）−芯材 （３）−内層 （４）−外層 （５）−保護ケース 特許出願人　　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　　弁理士　　金丸　章− 第１図へ −Ｊ 第１図ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯材上に貴金属板を巻付けその円周方向の端面を
   互いに突き合わせてなる内層を形成し、この内層上に同
   種の貴金属薄板を巻付けて内層の突き合わせ部上を覆う
   外層を形成せしめてクラッドした複合ビレットを制作し
   、この複合ビレットの内部を脱気すると共に両端部を閉
   塞した後、塑性加工して複合素線材とし、しかる後、伸
   線することを特徴とする複合細線の製造方法。
2. （２）第１請求項記載の複合ビレットを、軟質な金属製
   カプセル内に封入して脱気した後、塑性加工して複合素
   線材とし、しかる後、伸線することを特徴とする複合細
   線の製造方法。