JPH0615452A - ドラムカソードおよびその製造方法 - Google Patents

ドラムカソードおよびその製造方法

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JPH0615452A
JPH0615452A JP5095018A JP9501893A JPH0615452A JP H0615452 A JPH0615452 A JP H0615452A JP 5095018 A JP5095018 A JP 5095018A JP 9501893 A JP9501893 A JP 9501893A JP H0615452 A JPH0615452 A JP H0615452A
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JP5095018A
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Adam G Bay
ジー．ベイ アダム
Jamie H Chamberlain
エイチ．チャンバーレイン ジェイミー
Shiuh-Kao Chiang
チアン シュウ−カオ
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    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550°C
    • B23K35/325—Ti as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
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    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/04—Wires; Strips; Foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、金属箔の製造に用いるドラムカソ
ードおよびその製造方法に関し、表面疵や汚れが無く耐
久性のある均一な梨地仕上げ面が得られるドラムカソー
ドがチタン帯材の溶接により作製でき、高価なシームレ
ス製造設備を必要とせず、従来の溶接型ドラムカソード
のような頻繁な交換に伴う費用も必要としない方法を提
供することを目的とする。 【構成】 電気鋳造法による金属箔の形成に用いるドラ
ムカソードの製造方法において、（Ａ）チタンの第１部
材および第２部材を用意する工程および（Ｂ）チタン
と、イットリア、セリア、ジルコニア、ランタナ、ネオ
ジミア、硼化チタンおよび炭化チタンからなる群から選
択された添加剤とを含む溶接金属を用いて、上記チタン
の第１部材と上記チタンの第２部材とを接合してチタン
の接合体とする工程を含んで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２個以上のチタン部材
を接合する新規な改良された方法に関する。本発明の方
法は、金属箔の製造に用いるカソードの作製に用いるの
に特に適している。更に詳しくは、望ましくはイットリ
アのような細粒化剤あるいは強化剤を含むチタンを含ん
で成る改良されたドラムカソードおよびその製造方法を
提供する。
【０００２】
【従来の技術】例えばコンピュータ、テレビジョン、ラ
ジオ受信機、増幅器のような電子装置の殆どは、プリン
ト回路基板によって形成された電子回路を含んでいる。
イギリス特許第６９０，６９１号に開示されたStrongら
によって開発されたプリント回路基板の製造技術は、近
代社会に深い衝撃を与えた。Strongらが当初から追求し
ていたのと同様に、プリント回路基板の分野で常に目標
とされたきたことは、一定のプリント回路基板面積内に
入る電子回路部品の個数を増やすことである。Strongら
以来この目標を追求しつつ、例えばWhewell らの米国特
許第５，０１７，２７１号（Gould Inc.が保持）に開示
された利点の多い方法のような種々の新規なプリント回
路基板の製造方法が開発されている。
【０００３】プリント回路基板の製造においては、有機
樹脂と適当な補強材とから成る誘電体支持基板および導
体箔（通常は銅箔）等の素材をパッケージして温度・圧
力条件下で処理してラミネートとして知られている形に
する。次にこのラミネートをプリント回路基板の製造に
用いる。一般には、ラミネートをエッチング処理してそ
の表面の導電箔の各部分を除去し、明瞭な配線パターン
と電子素子とをラミネート表面に形成する。次に、ラミ
ネートおよび／またはラミネート材料を上記エッチング
処理後のものとパッケージして多層回路板パッケージと
する。その後、例えばドリル穴開けおよび部品搭載等を
行って、最終製品としてのプリント回路基板を得る。
【０００４】プリント回路基板の分野ではパッケージの
小型化と性能向上に対する要望が強く、そのために配線
幅を小さく且つ配線間隔を狭くし、また基板を薄くする
方向にある。銅箔の特性は、完成したプリント回路基板
の電気的性能に対して大きな影響がある。例えば、多層
ラミネートに用いる箔はドリル穴開け時に割れが発生し
てはならない。また、ラミネーション処理中に箔のしわ
発生しにくいことが、スクラップ損失を低減する上で望
ましい。同様に、そして更に重要なことは、銅箔の厚さ
や表面性状に変動があると、所定のプリント回路基板の
電気特性に予期し得ない変動が発生する原因になるとい
う点である。
【０００５】プリント回路基板用の銅箔の製造方法には
大別して圧延による方法と電気メッキによる方法との２
つがある。電気メッキによる銅箔の製造では、アノード
とカソードから成る電気鋳造用セル（electroforming c
ell ：ＥＦＣ）と、電解浴液（通常は硫酸銅および硫酸
を含む）と、適当な電位の電流源とを用いる。アノード
とカソードとの間に電圧を印加すると、カソードの表面
に銅が析出（堆積）する。
【０００６】この方法では、先ず電解液を準備する。一
般にこれは金属銅を酸に溶解（ダイジェスト）すること
により行う。銅の溶解により作成した溶液を十分に浄化
して、破断や不連続部の無い箔が形成されるようにす
る。溶液には特性を調整するために種々の添加剤を加え
ることがある。溶液をＥＦＣ内にポンプで導入し、アノ
ードとカソードとの間に電圧を印加すると、カソードで
銅の電着が生ずる。典型的には、この方法では種々の直
径および幅の回転式円筒状カソード（「ドラムカソー
ド」）を用いる。次に、ドラムカソードを回転させなが
ら、この電着箔をドラムカソードから剥がすと連続した
帯材が得られる。この従来の電着法により作製した銅箔
には、平滑面（ドラム側の面）と粗面あるいは梨地面
（銅の電着成長面の側）とがある。
【０００７】厚さも表面の仕上げ状態も均一な箔を生成
させるには、ドラムカソードのメッキ面が均一で変動の
無いことが必須である。すなわち、金属箔の品質および
特性はドラムカソードのメッキ面の品質に依存してい
る。均一な梨地仕上げ面を得るためには、メッキ面の硬
さが均一であり、表面疵や汚れが無いようにしなけらば
ならない。更に、使用中に適度な仕上げ状態を維持する
ためには、メッキ面に適度な硬さがなくてはならない。
【０００８】これまで、銅箔製造用のドラムカソードと
しては、ステンレス鋼製やＡＳＴＭグレード７のチタン
製のものが用いられてきた。ＡＳＴＭグレード７のチタ
ンは０．２wt％のパラジウム（Ｐｄ）を含んでいる。チ
タンは用途によっては環境問題を解消するため望まし
い。しかし、チタン製カソードの主な欠点として、コス
トや性能不足の問題がある。具体的には、従来のチタン
製ドラムカソードの多くはシームレス型あるいは一体型
（すなわち接合あるいは溶接部の無い一体もの）として
作製されており、それによってドラムカソードの外側面
を均一な梨地仕上げ面にできるようにしていた。しかし
シームレス型ドラムカソードを成形するための設備は非
常に高価であり、それがドラムカソードを高コストにす
る原因になっていた。これに対して、従来のチタン製ド
ラムカソードには、チタン帯材を筒状に成形した後に両
端を溶接して製造されるものもあった。しかしこの方法
で作製したドラムカソードは多くの場合、疵汚れが無く
耐久性のある均一な梨地仕上げ面が得られなかった。具
体的には、継続使用中に溶接部分の形が金属箔表面に転
写されるようになってくるため、シームレス型ドラムカ
ソードに比べて頻繁に交換する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、表面疵や汚れ
が無く耐久性のある均一な梨地仕上げ面が得られるドラ
ムカソードがチタン帯材の溶接により作製でき、高価な
シームレス製造設備を必要とせず、従来の溶接型ドラム
カソードのような頻繁な交換に伴う費用も必要としない
方法が開発されれば、大幅なコスト低減が可能になる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、電気鋳造法による金属箔の形成に用いるドラム
カソードの製造方法において、下記の工程： （Ａ）チタンの第１部材および第２部材を用意する工
程、および（Ｂ）チタンと、イットリア、セリア、ジル
コニア、ランタナ、ネオジミア、硼化チタンおよび炭化
チタンからなる群から選択された添加剤とを含む溶接金
属を用いて、上記チタンの第１部材と上記チタンの第２
部材とを接合してチタンの接合体とする工程を含んで成
るドラムカソードの製造方法によって達成される。
【００１１】上記の目的は、本発明によれば、チタンの
第１部材とチタンの第２部材とを接合する溶接部を含ん
で成り、上記チタンの第１部材および第２部材はイット
リウムを含んで成り、上記溶接部は溶接金属を含んで成
り、上記溶接金属はイットリウムを含んで成る、ドラム
カソードによって達成される。上記の目的は、本発明に
よれば、下記の工程： （Ａ）チタンの第１部材および第２部材を用意する工
程、（Ｂ）溶接金属を用い、溶融溶接金属を形成し、該
溶接金属の凝固に引き続き該溶接金属がほぼ赤熱状態の
間に該溶接金属に熱間ピーニングを施すことにより、上
記チタンの第１部材と上記チタンの第２部材とを接合し
て接合チタン部材とする工程を含んで成る、チタンの部
材を２個以上溶接する方法によって達成される。
【００１２】本発明は、溶接部の痕跡が転写されること
がなく、ドラムのメッキ面全体に表面疵も汚れもない均
一な梨地仕上げ面が得られるチタン製ドラムカソードを
製造するシームレスタイプでない新規な改良された方法
を提供する。本発明は更に、ドラムのメッキ面に耐久性
のある仕上げ状態を付与し、それによって生産性を向上
させ処理費用を低減することができる高い硬さのドラム
カソードを提供する。更に、本発明により製造されたド
ラムカソードは、シームレス型ドラムカソードに比べて
高価なシームレス用製造設備を必要としないので大幅に
生産コストを低減できる。
【００１３】本発明の望ましい一実施態様は、チタンの
第１部材を準備する工程、チタンの第２部材を準備する
工程、およびこれら第１部材と第２部材とを溶加材で接
合する工程を含んで成る、電気鋳造法により銅箔を製造
するために用いるドラムカソードを作製する方法を提供
する。これら第１および第２部材は、一体のチタン部材
から成ることが望ましい。望ましくは、溶加材および一
体のチタン部材は細粒化剤または分散強化剤を含む。更
に望ましくは、溶加材および一体のチタン部材はいずれ
も、約０．０４wt％の酸化イットリウム（イットリア）
Ｙ2 Ｏ3 を含む。本明細書中で用いている用語「チタ
ン」は、特に断らない限り、合金成分を添加したチタン
と合金成分を添加しないチタンの両方を含む。
【００１４】接合工程においては、適当な溶接法を用い
て、溶融溶加材のビードあるいは層を多数堆積させる。
溶接金属あるいはビードの凝固直後の約１５００℃で、
凝固した溶接金属を熱間ピーニングすることにより、ビ
ード高さにして約６０％の圧下を加える。接合工程の次
に、接合されたチタン部材の少なくとも一部に、約９８
２℃、約３０分間の加熱を行う焼鈍を施す。
【００１５】この加熱工程の後に、接合されたチタン部
材を炉冷することが望ましい。次に、約８１５℃、約１
５分間の加熱後炉冷する第２段階の焼鈍を行う。本明細
書中で用いている温度は、特に断らない限り平衡の温度
（すなわち、加熱、冷却、あるいは保持されている部材
全体にわたって一定になった温度）である。本発明の上
記およびその他の特徴を、本明細書および添付図面を参
照して以下に説明する。
【００１６】添付図面のうち、先ず第１図には、本発明
に従って作製したチタン製ドラムカソード１０を示す。
ドラムカソード１０は、図２に示したチタン帯材１２の
両端を接合して作製されている。カソード１０のメッキ
面１３は、チタン帯材１２の両端接合時に形成された溶
接部１５の領域も含めて、疵汚れの無い均一な梨地仕上
げ面になっている。具体的には、ドラムカソード１０を
作製するには、先ず矩形のチタン帯材１２を用意し、こ
れを端部１９と端部２０とを突き合わせるようにロール
成形（ロールフォーミング）して円筒状にした後、本発
明の方法を用いて端部１９と２０とを接合する。
【００１７】帯材１２は、添加剤としてイットリウム
（Ｙ）のような細粒化剤あるいは分散強化剤を含んでい
る。本明細書中で用いている用語「添加剤」は、以下に
説明する熱間ピーニング中に粒径を細かくするために、
あるいは以下に説明する接合処理中に形成される溶接部
を強化するために、チタン材料中に添加される化合物あ
るいは物質を意味する。イットリウムは酸化物としてチ
タン材料中に存在していると考えられる。その際、望ま
しくは、チタン帯材１２は約０．００１wt％〜約０．１
０wt％のイットリアを含む。更に望ましくは、チタン帯
材１２は０．０１wt％〜約０．０７wt％のイットリアを
含む。最も望ましくは、チタン帯材１２は約０．０４wt
％のイットリアを含む。同様に、端部１９と２０とを接
合する溶接部を形成するために用いる溶接棒あるいは溶
接金属は、イットリウムのような添加剤を含む。その場
合も、イットリウムは酸化物として存在すると考えられ
る。その際、望ましくは、チタン溶接棒は約０．００１
wt％〜約０．１０wt％のイットリアを含む。更に望まし
くは、チタン溶接棒は約０．１wt％〜約０．０７wt％の
イットリアを含む。最も望ましくは、チタン溶接棒は約
０．０４wt％のイットリアを含む。
【００１８】溶接部１５を形成するには、先ずチタン帯
材１２の両端部１９および２０を、図３(a) に示したよ
うな２０°程度のピン角状に加工し、それにより４０°
程度の角度の一対の溶接溝２３を形成する。種々の従来
の溶接法のいずれかにより、チタン溶接棒を用い、内側
の溝２５に溶接金属のビード２４を多数堆積させてこれ
を埋める。次に、このように成形および溶接した帯剤の
外側端部（メッキ面側）にそって、図３(b) に示したよ
うに６０°程度の角度を持つＪ溝２６を機械加工する。
次に溶接金属のビード２４を多数堆積させる。先ず、幾
つかのビード２４を堆積させた後、それ以降のビード２
４は凝固したら直ちに、すなわち「赤熱」状態になって
いるうちに、約１４５０℃〜約１６７０℃の温度範囲に
ある間に熱間ピーニングを施す。この熱間ピーニング工
程は、溶接ビード２４に加工を加えて細粒組織の形成を
促進するために行う。望ましくは、熱間ピーニング中の
溶接ビード２４の温度は約１４７５℃〜１６００℃、更
に望ましくは約１５００℃である。
【００１９】図４(a) に、凝固直後の溶接ビード２４を
模式的に示す。図４(b) には、熱間ピーニング後のビー
ド２４を示す。ここで注目すべきことは、熱間ピーニン
グ実行中にはビード２４は十分に軟らかいため、ピーニ
ングハンマーによる打撃面よりも外側の領域２８がわず
かに上向きに流動（変形）することである。この熱間ピ
ーニングにより、溶接ビード２４の高さを５％以上減少
させる。熱間ピーニングによる溶接ビード２４の高さ減
少は、望ましくは約２０％〜約８０％、更に望ましくは
約６０％である。
【００２０】望ましくは、溶接ビード２４はＴＩＧ（タ
ングステン不活性ガス）溶接機により形成する。しか
し、何種類かの溶接法を用いても良く、例えばプラズマ
アーク溶接、レーザー溶接、ＭＩＧ（金属不活性ガス）
溶接、シールドあるいはサブマージアーク溶接、ガス溶
接、電子ビーム溶接等を用いることができる。図５に示
したように、溶接ビード２４の堆積した高さが溝２６の
縁部レベルよりも僅かに高くなったら、帯材成形体１２
に熱処理サイクルを施す。この熱処理サイクルには２段
階焼鈍が含まれる。具体的には、この熱処理サイクルに
おいては、帯材成形溶接体１２を約９４０℃〜１０２４
℃の温度で約５分〜約６０分焼鈍する。望ましくは、帯
材成形溶接体１２を約９６８℃〜約９９５℃の温度で約
１０分〜約５０分焼鈍する。更に望ましくは、帯材成形
溶接体１２を約９８２℃の温度で約２５分焼鈍する。
【００２１】焼鈍後、帯材成形溶接体１２を約３℃／分
〜約１５℃／分の速度で緩冷却（炉冷）する。望ましく
は、帯材成形溶接体１２を約３℃／分〜約６℃／分の速
度で緩冷却する。更に望ましくは、帯材成形溶接体１２
を約５℃／分の速度で緩冷却する。次に、帯材成形溶接
体１２に約７７４℃〜約８５７℃の温度で約５分〜約６
０分の第２段階の焼鈍を施す。望ましくは、この第２段
階焼鈍は約７８８℃〜約８４３℃で約１０分〜約３０分
行う。更に望ましくは、第２段階の焼鈍は約８１５℃で
約１５分間行う。
【００２２】第２段階の焼鈍の後、帯材成形溶接体１２
を前記のように炉冷する。炉冷後、帯材成形溶接体１２
の表面を機械加工して適当な梨地仕上げ面を持つ真円状
のドラムカソードにする。図６から８に、本発明により
形成した溶接部の顕微鏡写真を示す。同図から分かるよ
うに、本発明の新規な方法により、溶接部（同図(a)
）、溶接部の直近部（同図(b) ）および母材部（同図
(c) ）の全体にわたってほぼ均一な粒組織が得られてい
る。また、これらの写真から分かるように、実質的な熱
影響部は認められない。
【００２３】以下の実施例によって本発明の新規な特徴
および利点を更に詳しく説明する。なお、以下の実施例
は本発明の範囲内における作用を説明するものであり、
請求の範囲によってのみ規定される本発明を限定するも
のではない。
【００２４】
【実施例】０．０４wt％のイットリアを含むチタン帯材
を用意する。この帯材の寸法は、長さ約３７０インチ、
幅約８インチ、厚さ約０．５０インチである。この帯材
は市販の標準的な純チタンの熱間圧延材であり、成分は
窒素（Ｎ）０．０５wt％以下、炭素（Ｃ）０．１０wt％
以下、水素（Ｈ）０．０１５wt％以下、鉄（Ｆｅ）０．
５０wt％以下および酸素（Ｏ2 ）０．４０wt％以下であ
る。
【００２５】この帯材の両端部を機械加工して、図２に
示したようなピン角状の傾斜を付ける。次に、図３に示
したように帯材の両端が突き合わせられる形にロール成
形する。次に、約０．０４wt％のイットリアを含む直径
０．０６２５インチのチタン溶接棒を用意する。ＴＩＧ
溶接機を用い、標準的あるいは従来のチタン溶接技術に
より上記溶接棒の溶接ビードを連続的に堆積させて、帯
材の傾斜端部により形成されていた内側の溝を埋める。
次に、外側の溝を機械加工して図３(b) に示したような
Ｊ溝にする。次に、Ｊ溝の底部に３個の溶接ビードを堆
積させる。
【００２６】これら初期ビードを形成した後、以降の個
々のビードを堆積させる毎に、ビードが凝固するのとほ
とんど同時に（凝固直後に）、すなわちビードが「赤
熱」状態にある間に、１／４インチ角のカーバイド系ハ
ンマー頭部を持つ小さいロッドを備えたエアー式あるい
はソレノイド式の自動ハンマーにより個々のビード毎に
熱間ピーニングを施す。この熱間ピーニングによって、
溶接ビードの高さにして約６０％の圧下を加える。最終
的に、図５に示すように帯材成形溶接体の外側表面より
も溶接部が僅かに飛び出た状態になるまで、上記のよう
にしてビードを堆積させてゆく。
【００２７】溶接部の形成が完了したら、帯材成形溶接
体に炉内で、大気雰囲気中、約９８２℃、約２５分間の
焼鈍を施す。次に１５°Ｆ／分の速度でほぼ室温にまで
炉冷する。次に、約８１５℃で約１５分間加熱した後、
再び室温にまで炉冷する。この熱処理サイクルが終了し
た後、外径をタレット旋盤で機械加工し肉厚を約０．３
７５インチにする。得られたこのメッキ面はヌープ硬さ
約３００〜３７５である。これは、従来多くのドラムカ
ソードで得られているヌープ硬さが２００程度であるの
に比べて、非常に高い硬さである。このように硬さが高
いことによってドラムカソードの寿命が長くなる。
【００２８】このようにして、上記の方法により従来の
金属箔製造工程および装置に用いるのに適したドラムカ
ソードを作製できる。このドラムカソードを用いて製造
した銅箔等の金属箔は、ドラムカソードの溶接部に対応
する部分を切り捨てる必要がなく、均一な梨地仕上げ面
を持つ連続箔である。このように、本発明に従って作製
されたドラムカソードは、従来のシームレスタイプのカ
ソードや溶接タイプのカソードと同等あるいはそれ以上
の外観と品質を持つ金属箔を製造することができる。し
かも、本発明により作製したドラムカソードはシームレ
スタイプのカソードに比べてコストを著しく低減するこ
とができると共に、従来の溶接カソードに比べて寿命が
長い。そのため、本発明に従って作製したドラムカソー
ドを用いて製造した金属箔は、従来の溶接タイプやシー
ムレスタイプのドラムカソードを用いて製造した金属箔
に比べてコストが著しく低減される。
【００２９】ここで、チタン帯材中の添加剤としてはイ
ットリアだけでなく、それ以外にも例えば酸化セリウム
（セリア）Ｃｅ2 Ｏ3 、酸化ジルコニウム（ジルコニ
ア）ＺｒＯ2 、酸化ランタン（ランタナ）Ｌａ2 Ｏ3 、
酸化ネオジミウム（ネオジミア）Ｎｄ2 Ｏ3 、硼化チタ
ン（ＴｉＢ2 ）、炭化チタン（ＴｉＣ）のような物質を
用いることもできる。また、本発明は、チタン帯材を一
枚より多く用い、溶接部も一箇所より多くしてドラムカ
ソードを作製する場合も含む。更に、本明細書中に開示
した新規な接合技術はカソードの製造に限らず用いるこ
とができる。例えば、溶接熱影響部をできるだけ少なく
して２枚あるいはそれ以上のチタン部材を接合する必要
があるような場合に一般的に適用することができる。具
体的な例としては、航空機、ミサイル、宇宙船等の部品
を製造する場合がこれに該当する。更に、本発明の技術
はチタン部材の接合だけでなく、チタン部材に発生した
亀裂や溝の修復にも用いることができる。
【００３０】以上、本発明を特定に例について説明した
が、本明細書を読みそして理解した当業者にとっては、
均等的な代替および変更が可能であることは了解される
であろう。本発明はこれら均等的な代替および変更をも
含むものであり、特許請求の範囲によってのみ限定され
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従って作製したドラムカソー
ドの側面図である。
【図２】図２は、図１のドラムカソードの製造に用いる
チタン帯材の側面図である。
【図３】図３(a) および(b) は、図２のチタン帯材の両
端を突き合わせた状態を示す部分側面図であり、それぞ
れ(a) 溶接前の状態および(b) 溶接後の状態を示す。
【図４】図４は(a) および(b) は、図３の溶接ビードの
一つを誇張して示す断面図であり、それぞれ(a) 熱間ピ
ーニング前および(b) 熱間ピーニング後の状態を示す。
【図５】図５は、図２のチタン合金帯材の両端を突き合
わせて溶接完了した状態を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明に従って接合したチタン部材の
溶接部を幅方向断面で観察した金属組織の顕微鏡写真
（倍率５０）である。
【図７】図７は、本発明に従って接合したチタン部材の
溶接部直近部分を幅方向断面で観察した金属組織の顕微
鏡写真（倍率５０）である。
【図８】図８は、本発明に従って接合したチタン部材の
母材部を幅方向断面で観察した金属組織の顕微鏡写真
（倍率５０）である。
【符号の説明】
１０…本発明に従って作製したチタン製ドラムカソード １２…チタン帯材 １３…メッキ面 １５…溶接部 １９，２０…チタン帯材１２の端部 ２３…一対の溶接溝 ２４…溶接金属のビード ２５…内側の溝 ２６…Ｊ溝 ２８…ビード２４の、ピーニングハンマーによる打撃面
よりも外側の領域
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイミー エイチ．チャンバーレイン アメリカ合衆国，オハイオ 44060，コン コード，アスペン コート 9925 (72)発明者 シュウ−カオ チアン アメリカ合衆国，オハイオ 44139，ソロ ン，ブラッケンバリー ドライブ 33165

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気鋳造法による金属箔の形成に用いる
    ドラムカソードの製造方法において、下記の工程： （Ａ）チタンの第１部材および第２部材を用意する工
    程、および（Ｂ）チタンと、イットリア、セリア、ジル
    コニア、ランタナ、ネオジミア、硼化チタンおよび炭化
    チタンからなる群から選択された添加剤とを含む溶接金
    属を用いて、上記チタンの第１部材と上記チタンの第２
    部材とを接合してチタンの接合体とする工程を含んで成
    るドラムカソードの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記チタンの第１部材と前記チタンの第
    ２部材とが一体のチタン部材から成り、この一体のチタ
    ン部材がチタンおよびイットリアを含んで成る請求項１
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記溶接金属が約０．００１wt％〜約
    ０．１０wt％のイットリアを含む請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記溶接金属が約０．０１wt％〜約０．
    ０７wt％のイットリアを含む請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記溶接金属が約０．０４wt％のイット
    リアを含む請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記一体のチタン部材が約０．００１wt
    ％〜約０．１０wt％のイットリアを含む請求項２記載の
    方法。
  7. 【請求項７】 前記一体のチタン部材が約０．０１wt％
    〜約０．０７wt％のイットリアを含む請求項２記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 前記一体のチタン部材が約０．０４wt％
    のイットリアを含む請求項２記載の方法。
  9. 【請求項９】 下記の工程： （Ｃ）前記接合されたチタン部材の少なくとも一部を加
    熱する工程を含む請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記工程（Ｃ）において、前記接合さ
    れたチタン部材の少なくとも一部を約９４０℃〜約１０
    ２４℃の温度に約５分〜約６０分間加熱する請求項９記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記工程（Ｃ）において、前記接合さ
    れたチタン部材の少なくとも一部を約９６８℃〜約９９
    ５℃の温度に約１０分〜約５０分間加熱する請求項９記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記工程（Ｃ）において、前記接合さ
    れたチタン部材の少なくとも一部を約９８２℃に約２５
    分間加熱する請求項９記載の方法。
  13. 【請求項１３】 下記の工程： （Ｄ）前記接合されたチタン部材をほぼ室温にまで冷却
    する工程、および（Ｅ）前記接合されたチタン部材の少
    なくとも一部を加熱する工程を含む請求項９記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記工程（Ｄ）において、前記接合さ
    れたチタン部材を約５℃／分の速度で室温にまで冷却す
    る請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記工程（Ｅ）において、前記接合さ
    れたチタン部材の少なくとも一部を約７７４℃〜約８５
    ７℃の温度に約５分〜約６０分間加熱する請求項１３記
    載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記工程（Ｅ）において、前記接合さ
    れたチタン部材の少なくとも一部を約７８８℃〜約８４
    ３℃の温度に約１０分〜約３０分間加熱する請求項１３
    記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記工程（Ｅ）において、前記接合さ
    れたチタン部材の少なくとも一部を約８１５℃に約１５
    分間加熱する請求項１３記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記接合工程（Ｂ）が、下記の工程： （１）前記溶接金属を用いて溶融溶接金属のビードを堆
    積させる工程、および（２）上記溶接金属を凝固に引き
    続いて熱間ピーニングする工程を含む請求項１記載の方
    法。
  19. 【請求項１９】 前記熱間ピーニング工程（２）におい
    て、前記凝固した溶接金属の温度が約１４５０℃〜約１
    ６７０℃の範囲にある間に、該凝固した溶接金属にその
    高さにして少なくとも５％の圧下を加ええる請求項１８
    記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記熱間ピーニング工程（２）におい
    て、前記凝固した溶接金属の温度が約９６８℃〜約９９
    ５℃の範囲にある間に、該凝固した溶接金属にその高さ
    にして約２０％〜約８０％の圧下を加ええる請求項１９
    記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記熱間ピーニング工程（２）におい
    て、前記凝固した溶接金属の温度が約９８２℃である間
    に、該凝固した溶接金属にその高さにして約６０％の圧
    下を加ええる請求項１９記載の方法。
  22. 【請求項２２】 チタンの第１部材とチタンの第２部材
    とを接合する溶接部を含んで成り、上記チタンの第１部
    材および第２部材はイットリウムを含んで成り、上記溶
    接部は溶接金属を含んで成り、上記溶接金属はイットリ
    ウムを含んで成る、ドラムカソード。
  23. 【請求項２３】 前記チタンの第１および第２部材が、
    一体のチタン部材の一部である請求項２２記載のドラム
    カソード。
  24. 【請求項２４】 前記溶接金属および前記一体のチタン
    部材が、約０．００１wt％〜約０．１０wt％のイットリ
    アを含んで成る請求項２３記載のドラムカソード。
  25. 【請求項２５】 下記の工程： （Ａ）チタンの第１部材および第２部材を用意する工
    程、 （Ｂ）溶接金属を用い、溶融溶接金属を形成し、該溶接
    金属の凝固に引き続き該溶接金属がほぼ赤熱状態の間に
    該溶接金属に熱間ピーニングを施すことにより、上記チ
    タンの第１部材と上記チタンの第２部材とを接合して接
    合チタン部材とする工程を含んで成る、チタンの部材を
    ２個以上溶接する方法。
  26. 【請求項２６】 下記の工程： （Ｃ）前記接合された第１および第２部材に熱処理サイ
    クルを施し、該熱処理サイクルは２段階焼鈍を含む請求
    項２５記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記チタンの第１および第２部材は一
    体のチタン部材を含んで成り、上記一体のチタン部材お
    よび前記溶接金属は添加剤を含んで成る請求項２５記載
    の方法。
  28. 【請求項２８】 前記添加剤がイットリウムを含んで成
    る請求項２７記載の方法。
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