JPH1186800A - タングステン線およびその製造方法、フィラメントおよびその製造方法 - Google Patents
タングステン線およびその製造方法、フィラメントおよびその製造方法Info
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- JPH1186800A JPH1186800A JP23841197A JP23841197A JPH1186800A JP H1186800 A JPH1186800 A JP H1186800A JP 23841197 A JP23841197 A JP 23841197A JP 23841197 A JP23841197 A JP 23841197A JP H1186800 A JPH1186800 A JP H1186800A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、脆化を抑えて耐衝撃性に優れたタ
ングステン線、その製造方法およびフィラメントを提供
することを課題とする。 【解決手段】本発明のタングステン線は、表面における
酸素と炭素の重量比が４以上であることを特徴とし、本
発明のタングステン線の製造方法は、タングステン焼結
体を加熱した後ダイスを通して引き抜く線引き工程を備
え、表面における酸素と炭素の重量比が４以上となるよ
うに酸素量と炭素量を調整する処理を行うことを特徴と
し、本発明のフィラメントは表面における酸素と炭素の
重量比が４以上であるタングステン線をコイル状に形成
したものであることを特徴とする。
ングステン線、その製造方法およびフィラメントを提供
することを課題とする。 【解決手段】本発明のタングステン線は、表面における
酸素と炭素の重量比が４以上であることを特徴とし、本
発明のタングステン線の製造方法は、タングステン焼結
体を加熱した後ダイスを通して引き抜く線引き工程を備
え、表面における酸素と炭素の重量比が４以上となるよ
うに酸素量と炭素量を調整する処理を行うことを特徴と
し、本発明のフィラメントは表面における酸素と炭素の
重量比が４以上であるタングステン線をコイル状に形成
したものであることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタングステン線およ
びその製造方法と、このタングステン線を用いたフィラ
メントおよびその製造方法に関する。
びその製造方法と、このタングステン線を用いたフィラ
メントおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高融点金属であるタングステンは白熱電
球のフィラメントの材料として多く利用されている。一
般にタングステン線は次に述べる方法により製造されて
いる。まず、タングステン粉末を加圧して成形体を成形
し、この成形体を焼結して焼結バーを製造して、次いで
この焼結バーにスウエージング加工を施して丸棒とす
る。さらに、前記スウエージング加工により得られたタ
ングステン丸棒を加熱しながらダイスに通して引抜く線
引き加工を行う。そして、この線引き加工を所定回数繰
り返して所定の線径を有するタングステン線を製造す
る。この線引き加工ではタングステン線を円滑に線引き
できるよう潤滑剤を塗布している。この場合、高融点金
属であるタングステン線は１２００℃程度の高温で加熱
して線引きを行うために、潤滑剤としては耐熱性に優れ
た炭素系の潤滑剤を用いている。この炭素系の潤滑剤は
黒鉛粉末を水で溶き、増粘剤を加えたものである。製造
したタングステンのうち電球フィラメント用は、後工程
であるフィラメント製造工程に送られる。
球のフィラメントの材料として多く利用されている。一
般にタングステン線は次に述べる方法により製造されて
いる。まず、タングステン粉末を加圧して成形体を成形
し、この成形体を焼結して焼結バーを製造して、次いで
この焼結バーにスウエージング加工を施して丸棒とす
る。さらに、前記スウエージング加工により得られたタ
ングステン丸棒を加熱しながらダイスに通して引抜く線
引き加工を行う。そして、この線引き加工を所定回数繰
り返して所定の線径を有するタングステン線を製造す
る。この線引き加工ではタングステン線を円滑に線引き
できるよう潤滑剤を塗布している。この場合、高融点金
属であるタングステン線は１２００℃程度の高温で加熱
して線引きを行うために、潤滑剤としては耐熱性に優れ
た炭素系の潤滑剤を用いている。この炭素系の潤滑剤は
黒鉛粉末を水で溶き、増粘剤を加えたものである。製造
したタングステンのうち電球フィラメント用は、後工程
であるフィラメント製造工程に送られる。
【０００３】フィラメント製造工程では、タングステン
線をマンドレルにコイル状に巻き付けてコイリングした
後、この形態でタングステン線に熱処理を施してタング
ステン線のコイル形状を固めてフィラメントを製造して
いる。このタングステン線に対する熱処理はタングステ
ン線に対して形をつけるために行うもので、１２００℃
程度の高温で熱処理を施している。そして、このように
製造したフィラメントをガラス製のバルブの内部に組込
み、このバルブを金属製の封止具で封止して電球を製造
している。
線をマンドレルにコイル状に巻き付けてコイリングした
後、この形態でタングステン線に熱処理を施してタング
ステン線のコイル形状を固めてフィラメントを製造して
いる。このタングステン線に対する熱処理はタングステ
ン線に対して形をつけるために行うもので、１２００℃
程度の高温で熱処理を施している。そして、このように
製造したフィラメントをガラス製のバルブの内部に組込
み、このバルブを金属製の封止具で封止して電球を製造
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来では前
述したようにタングステン線を高温で熱処理を施してコ
イル状に形成したフィラメントをガラス製のバルブの内
部に組込む作業を行う場合にフィラメントを形成するタ
ングステン線が破損しフィラメントが使用できなくなる
という事故が発生している。このように従来におけるフ
ィラメントを形成するタングステン線には耐衝撃性が低
く、衝撃力を受けると破損するものがあるという問題が
ある。
述したようにタングステン線を高温で熱処理を施してコ
イル状に形成したフィラメントをガラス製のバルブの内
部に組込む作業を行う場合にフィラメントを形成するタ
ングステン線が破損しフィラメントが使用できなくなる
という事故が発生している。このように従来におけるフ
ィラメントを形成するタングステン線には耐衝撃性が低
く、衝撃力を受けると破損するものがあるという問題が
ある。
【０００５】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、耐衝撃性に優れた高い品質のタングステン線および
その製造方法を提供することを課題とする。また、本発
明は耐衝撃性に優れたタングステン線からなる高い品質
のフィラメントおよびその製造方法を提供することを課
題とする。
で、耐衝撃性に優れた高い品質のタングステン線および
その製造方法を提供することを課題とする。また、本発
明は耐衝撃性に優れたタングステン線からなる高い品質
のフィラメントおよびその製造方法を提供することを課
題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは、従
来のフィラメントを形成するタングステン線が衝撃性に
弱くフィラメントに衝撃力が加わるとフィラメントを形
成するタングステン線が破損することがあるという事態
に対して、その原因と解決方法について種々研究を重ね
てきた。その結果、以下に述べる知見を得た。
来のフィラメントを形成するタングステン線が衝撃性に
弱くフィラメントに衝撃力が加わるとフィラメントを形
成するタングステン線が破損することがあるという事態
に対して、その原因と解決方法について種々研究を重ね
てきた。その結果、以下に述べる知見を得た。
【０００７】まず、フィラメントを持ってガラス製のバ
ルブの内部に組込む作業を行う時に破損が生じた各フィ
ラメントを形成するタングステン線の特性について種々
分析した。この結果、破損が生じた各フィラメントを形
成するタングステン線は、表面に存在する炭素の量が破
損が生じなかったフィラメントを形成するタングステン
線の表面に存在する炭素の量より多いことが分かった。
すなわち、前述したようにタングステン線の製造におけ
る線引き加工では、タングステン線を高温で加熱するこ
とから耐熱性に優れた炭素系の潤滑剤を用いている。こ
のため、線引き加工後にはタングステン線の表面には炭
素系の潤滑剤が付着しており、このタングステン線の表
面に存在する炭素の量がタングステン線の破損事故に関
係があることが分かった。
ルブの内部に組込む作業を行う時に破損が生じた各フィ
ラメントを形成するタングステン線の特性について種々
分析した。この結果、破損が生じた各フィラメントを形
成するタングステン線は、表面に存在する炭素の量が破
損が生じなかったフィラメントを形成するタングステン
線の表面に存在する炭素の量より多いことが分かった。
すなわち、前述したようにタングステン線の製造におけ
る線引き加工では、タングステン線を高温で加熱するこ
とから耐熱性に優れた炭素系の潤滑剤を用いている。こ
のため、線引き加工後にはタングステン線の表面には炭
素系の潤滑剤が付着しており、このタングステン線の表
面に存在する炭素の量がタングステン線の破損事故に関
係があることが分かった。
【０００８】そこで、発明者らはタングステン線の表面
に存在する炭素が、どのような理由によりタングステン
線の耐衝撃性を低下させて破損事故の原因となるかとい
う点について研究を行った。まず、タングステン線の表
面における組成について着目した。線引き加工上がりの
タングステン線の表面には加熱によりタングステン酸化
物（ＷＯ2 など）の層が形成され、さらにその外部には
前述した炭素が付着して存在している。
に存在する炭素が、どのような理由によりタングステン
線の耐衝撃性を低下させて破損事故の原因となるかとい
う点について研究を行った。まず、タングステン線の表
面における組成について着目した。線引き加工上がりの
タングステン線の表面には加熱によりタングステン酸化
物（ＷＯ2 など）の層が形成され、さらにその外部には
前述した炭素が付着して存在している。
【０００９】発明者らはフィラメントを製造する時にタ
ングステン線を高温熱処理する際に、炭素とタングステ
ンとが反応してタングステン線の脆化が生じるのではな
いかという観点に立って種々研究、実験を重ねたが、タ
ングステンの脆化組織を発見することができなかった。
ングステン線を高温熱処理する際に、炭素とタングステ
ンとが反応してタングステン線の脆化が生じるのではな
いかという観点に立って種々研究、実験を重ねたが、タ
ングステンの脆化組織を発見することができなかった。
【００１０】次に発明者らは、フィラメントがタングス
テン線を高温熱処理（１２００℃）してコイルの形を作
るものであるためにタングステン線の高温熱処理につい
て着目した。この結果、高温熱処理によりタングステン
の延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）が上昇することを見
出した。金属は脆性延性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を超え
る温度では延性を示し、延性脆性遷移動温度（ＤＢＴ
Ｔ）以下であれば脆性を示す。従って、タングステン線
のフィラメントは延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を常
温以下に設定し、常温において延性を利用して加工をフ
ィラメントの組み込み作業を行えるようにしている。
テン線を高温熱処理（１２００℃）してコイルの形を作
るものであるためにタングステン線の高温熱処理につい
て着目した。この結果、高温熱処理によりタングステン
の延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）が上昇することを見
出した。金属は脆性延性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を超え
る温度では延性を示し、延性脆性遷移動温度（ＤＢＴ
Ｔ）以下であれば脆性を示す。従って、タングステン線
のフィラメントは延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を常
温以下に設定し、常温において延性を利用して加工をフ
ィラメントの組み込み作業を行えるようにしている。
【００１１】ところが、タングステン線の表面における
炭素が多いと、前記のタングステン線に対して高温熱処
理を行うと、この高温熱処理においてタングステン線の
表面における炭素がタングステンの中に不純物として多
く入り込み、タングステン線の延性脆性遷移動温度（Ｄ
ＢＴＴ）が上昇する。このため、タングステン線を高温
熱処理してコイル状に形成したフィラメントは常温にお
いて脆性が増大して耐衝撃性が低下する。従って、フィ
ラメントを白熱電球のバルブの内部に組込む場合などに
フィラメントに外部から衝撃力が加わるとフィラメント
を形成するタングステン線が破損することがある。
炭素が多いと、前記のタングステン線に対して高温熱処
理を行うと、この高温熱処理においてタングステン線の
表面における炭素がタングステンの中に不純物として多
く入り込み、タングステン線の延性脆性遷移動温度（Ｄ
ＢＴＴ）が上昇する。このため、タングステン線を高温
熱処理してコイル状に形成したフィラメントは常温にお
いて脆性が増大して耐衝撃性が低下する。従って、フィ
ラメントを白熱電球のバルブの内部に組込む場合などに
フィラメントに外部から衝撃力が加わるとフィラメント
を形成するタングステン線が破損することがある。
【００１２】このように発明者らは、タングステン線の
表面に多量の炭素が存在することがフィラメントを形成
するタングステン線が破損する原因であるとが分かっ
た。そこで、発明者らはフィラメントを形成するタング
ステン線が破損する事態に対処するために、タングステ
ン線の表面から炭素を取り除くことに着目し、そのため
に炭素を効率良く取り除くことができる方法として電気
分解法に着目した。すなわち、電気分解法によりタング
ステン線の表面に形成されている層を取り除いて裸にす
る方法である。しかし、この方法では設備が大掛かりで
設備費が高く実際的でない。
表面に多量の炭素が存在することがフィラメントを形成
するタングステン線が破損する原因であるとが分かっ
た。そこで、発明者らはフィラメントを形成するタング
ステン線が破損する事態に対処するために、タングステ
ン線の表面から炭素を取り除くことに着目し、そのため
に炭素を効率良く取り除くことができる方法として電気
分解法に着目した。すなわち、電気分解法によりタング
ステン線の表面に形成されている層を取り除いて裸にす
る方法である。しかし、この方法では設備が大掛かりで
設備費が高く実際的でない。
【００１３】このことから発明者らはタングステン線の
表面における炭素の量を低減することに着目し、またこ
のための適切な方法を見出すために種々実験と研究を重
ねた。その過程で発明者らはフィラメントを製造するた
めにタングステン線を高温熱処理する際の雰囲気に着目
した。まず、発明者らは還元雰囲気のなかで高温熱処理
を行った。その結果、タングステン線の脆性は全く改善
されず、相変わらず破損事故が生じていた。次に発明者
らは水蒸気雰囲気でのなかで高温熱処理を行った。そう
するとタングステン線の脆性は改善されて破損事故が発
生しなかった。
表面における炭素の量を低減することに着目し、またこ
のための適切な方法を見出すために種々実験と研究を重
ねた。その過程で発明者らはフィラメントを製造するた
めにタングステン線を高温熱処理する際の雰囲気に着目
した。まず、発明者らは還元雰囲気のなかで高温熱処理
を行った。その結果、タングステン線の脆性は全く改善
されず、相変わらず破損事故が生じていた。次に発明者
らは水蒸気雰囲気でのなかで高温熱処理を行った。そう
するとタングステン線の脆性は改善されて破損事故が発
生しなかった。
【００１４】これは次に述べる理由によるものと考えら
れる。すなわち、水蒸気雰囲気は水Ｈ2 Ｏを含んでおり
酸化雰囲気である。そして、水Ｈ2 Ｏの酸素Ｏがタング
ステン線の表面にある炭素Ｃと反応して炭素ＣをＣＯ2
の形で取り出している。これによりタングステン線の表
面における炭素の量を低減することができる。
れる。すなわち、水蒸気雰囲気は水Ｈ2 Ｏを含んでおり
酸化雰囲気である。そして、水Ｈ2 Ｏの酸素Ｏがタング
ステン線の表面にある炭素Ｃと反応して炭素ＣをＣＯ2
の形で取り出している。これによりタングステン線の表
面における炭素の量を低減することができる。
【００１５】このことから酸素を利用することによりタ
ングステン線の表面における炭素を取り出してその量を
低減することができ、そのためにタングステン線の表面
における酸素の量を増大させることが良いことがわかっ
た。さらに、発明者らは実験を重ねてタングステン線の
表面における酸素の量を炭素の量に対してある値より多
く存在させることにより確実に炭素を取り除くことがで
きることを見出した。しかしながら、高温熱処理を行う
炉に蒸気雰囲気を作り出すには設備に費用がかさむとい
う問題がある。
ングステン線の表面における炭素を取り出してその量を
低減することができ、そのためにタングステン線の表面
における酸素の量を増大させることが良いことがわかっ
た。さらに、発明者らは実験を重ねてタングステン線の
表面における酸素の量を炭素の量に対してある値より多
く存在させることにより確実に炭素を取り除くことがで
きることを見出した。しかしながら、高温熱処理を行う
炉に蒸気雰囲気を作り出すには設備に費用がかさむとい
う問題がある。
【００１６】そこで、発明者らは、タングステン線を製
造する工程においてこの工程を利用してタングステン線
の表面における酸素の量を増大させることにより、特別
に大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に
優れたタングステン線を得ることができることを見出し
た。すなわち、タングステン線を製造する工程において
線の表面において確実に炭素を取り除くことができる量
の酸素が存在するタングステン線を得ることを見出し
た。本発明はこのような知見に基づいてなされたもので
ある。
造する工程においてこの工程を利用してタングステン線
の表面における酸素の量を増大させることにより、特別
に大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に
優れたタングステン線を得ることができることを見出し
た。すなわち、タングステン線を製造する工程において
線の表面において確実に炭素を取り除くことができる量
の酸素が存在するタングステン線を得ることを見出し
た。本発明はこのような知見に基づいてなされたもので
ある。
【００１７】また、タングステン線の完成サイズだけで
なく加工途中のサイズにおいても酸素量の増大はタング
ステンの脆化防止に有効であり、伸線中の切れなどのト
ラブルを減少させるという知見も得ている。
なく加工途中のサイズにおいても酸素量の増大はタング
ステンの脆化防止に有効であり、伸線中の切れなどのト
ラブルを減少させるという知見も得ている。
【００１８】すなわち、請求項１の発明のタングステン
線は、表面における酸素と炭素の重量比が４以上である
ことを特徴とする。請求項２の発明は、請求項１に記載
のタングステン線において、前記酸素と炭素の重量比が
５以上であることを特徴とする。
線は、表面における酸素と炭素の重量比が４以上である
ことを特徴とする。請求項２の発明は、請求項１に記載
のタングステン線において、前記酸素と炭素の重量比が
５以上であることを特徴とする。
【００１９】請求項３の発明は、請求項１に記載のタン
グステン線において、酸素はタングステン酸化物として
存在することを特徴とする。請求項１ないし請求項３の
発明の構成によれば、タングステン線の表面の酸素が炭
素と結び付いて炭素を除去するとともに、炭素のタング
ステン線への侵入を防ぎ、タングステン線の炭素による
脆化を防止して耐衝撃性を高めることができる。
グステン線において、酸素はタングステン酸化物として
存在することを特徴とする。請求項１ないし請求項３の
発明の構成によれば、タングステン線の表面の酸素が炭
素と結び付いて炭素を除去するとともに、炭素のタング
ステン線への侵入を防ぎ、タングステン線の炭素による
脆化を防止して耐衝撃性を高めることができる。
【００２０】請求項４の発明のタングステン線の製造方
法は、タングステン焼結体を加熱した加熱した後ダイス
を通して引き抜く線引き工程を備え、表面における酸素
と炭素の重量比が４以上となるように酸素量と炭素量を
調整する処理を行うことを特徴とする。
法は、タングステン焼結体を加熱した加熱した後ダイス
を通して引き抜く線引き工程を備え、表面における酸素
と炭素の重量比が４以上となるように酸素量と炭素量を
調整する処理を行うことを特徴とする。
【００２１】請求項５の発明は、請求項４に記載のタン
グステン線の製造方法において、前記線引き工程では潤
滑剤を用いることを特徴とする。請求項４および請求項
５の発明の構成によれば、タングステン線を製造する工
程においてこの工程を利用してタングステン線の表面に
おける酸素の量を増大させることにより、特別に大掛か
りな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に優れたタ
ングステン線を得ることができる。
グステン線の製造方法において、前記線引き工程では潤
滑剤を用いることを特徴とする。請求項４および請求項
５の発明の構成によれば、タングステン線を製造する工
程においてこの工程を利用してタングステン線の表面に
おける酸素の量を増大させることにより、特別に大掛か
りな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に優れたタ
ングステン線を得ることができる。
【００２２】請求項６の発明のフィラメントは、表面に
おける酸素と炭素の重量比が４以上であるタングステン
線をコイル状に形成したことを特徴とする。この発明の
構成によれば、フィラメントを製造する過程でタングス
テン線が脆化することを防止し、耐衝撃性に優れて高品
質のフィラメントを得ることができる。
おける酸素と炭素の重量比が４以上であるタングステン
線をコイル状に形成したことを特徴とする。この発明の
構成によれば、フィラメントを製造する過程でタングス
テン線が脆化することを防止し、耐衝撃性に優れて高品
質のフィラメントを得ることができる。
【００２３】請求項７の発明のフィラメントの製造方法
は、表面に酸化物層を有する金属からマンドレルにタン
グステン線を巻き付けてコイル状に形成することを特徴
とする。
は、表面に酸化物層を有する金属からマンドレルにタン
グステン線を巻き付けてコイル状に形成することを特徴
とする。
【００２４】この発明の構成によれば、線引き上がりの
タングステン線の表面における酸素の量が少ない場合
に、フィラメントを製造する工程においてタングステン
線の表面における酸素の量を増大させて高温熱処理によ
るタングステン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れたフ
ィラメントを得ることができる。
タングステン線の表面における酸素の量が少ない場合
に、フィラメントを製造する工程においてタングステン
線の表面における酸素の量を増大させて高温熱処理によ
るタングステン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れたフ
ィラメントを得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、まずタングステン線を製造する工場に
おいて製造されたタングステン線を対象にしている。
する。本発明は、まずタングステン線を製造する工場に
おいて製造されたタングステン線を対象にしている。
【００２６】そして、本発明のタングステン線は、タン
グステン線の表面に酸素と炭素が存在し、熱処理前にお
けるタングステン線の表面に存在する酸素と炭素の重量
比が４以上であることを特徴とする。
グステン線の表面に酸素と炭素が存在し、熱処理前にお
けるタングステン線の表面に存在する酸素と炭素の重量
比が４以上であることを特徴とする。
【００２７】このようにタングステン線の表面に酸素が
炭素に対して４以上の割合で存在すると、タングステン
線を高温熱処理（例えば１２００℃）を施すと、酸素Ｏ
がタングステン線の表面にある炭素Ｃと反応して炭素Ｃ
をＣＯ2 の形で除去する。このため、高温熱処理におい
て炭素がタングステンの中に不純物として入り込み、タ
ングステン線の延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を上昇
させるという事態の発生を大幅に抑制できる。従って、
高温熱処理によりタングステン線が脆化することを大幅
に抑制できる。
炭素に対して４以上の割合で存在すると、タングステン
線を高温熱処理（例えば１２００℃）を施すと、酸素Ｏ
がタングステン線の表面にある炭素Ｃと反応して炭素Ｃ
をＣＯ2 の形で除去する。このため、高温熱処理におい
て炭素がタングステンの中に不純物として入り込み、タ
ングステン線の延性脆性遷移動温度（ＤＢＴＴ）を上昇
させるという事態の発生を大幅に抑制できる。従って、
高温熱処理によりタングステン線が脆化することを大幅
に抑制できる。
【００２８】これにより本発明のタングステン線は、タ
ングステン線を高温熱処理して製品を製造する場合に、
脆化を生じることがない高品質の材料として供すること
ができる。
ングステン線を高温熱処理して製品を製造する場合に、
脆化を生じることがない高品質の材料として供すること
ができる。
【００２９】特にタングステン線の表面に存在する酸素
と炭素の重量比が５以上であると、炭素が酸素と結び付
いて取り除かれる度合いが一層高くなってタングステン
線の脆化を全く防止することができる。すなわち、タン
グステン線における脆化の発生を抑える効果が大きい。
と炭素の重量比が５以上であると、炭素が酸素と結び付
いて取り除かれる度合いが一層高くなってタングステン
線の脆化を全く防止することができる。すなわち、タン
グステン線における脆化の発生を抑える効果が大きい。
【００３０】本発明のタングステン線からなる部品は基
本的に次に述べる方法により製造する。タングステン粉
末を加圧して成形体を成形し、この成形体を焼結して焼
結バーを製造して、次いでこの焼結バーにスウエージン
グ加工を施して丸棒とする。さらに、前記スウエージン
グ加工により得られたタングステン丸棒を加熱しながら
ダイスに通して引抜く線引き加工を行う。そして、この
線引き加工を所定回数繰り返して所定の線径を有するタ
ングステン線を製品として製造する。この線引き加工で
はタングステン線を円滑に線引きできるよう潤滑剤を塗
布する。この場合、高融点金属であるタングステン線は
１２００℃程度の高温で加熱して線引きを行うために、
潤滑剤としては耐熱性に優れた炭素系の潤滑剤を用い
る。この炭素系の潤滑剤は黒鉛粉末を水で溶き、増粘剤
を加えたものである。
本的に次に述べる方法により製造する。タングステン粉
末を加圧して成形体を成形し、この成形体を焼結して焼
結バーを製造して、次いでこの焼結バーにスウエージン
グ加工を施して丸棒とする。さらに、前記スウエージン
グ加工により得られたタングステン丸棒を加熱しながら
ダイスに通して引抜く線引き加工を行う。そして、この
線引き加工を所定回数繰り返して所定の線径を有するタ
ングステン線を製品として製造する。この線引き加工で
はタングステン線を円滑に線引きできるよう潤滑剤を塗
布する。この場合、高融点金属であるタングステン線は
１２００℃程度の高温で加熱して線引きを行うために、
潤滑剤としては耐熱性に優れた炭素系の潤滑剤を用い
る。この炭素系の潤滑剤は黒鉛粉末を水で溶き、増粘剤
を加えたものである。
【００３１】前述したように線引き加工に炭素系の潤滑
剤を使用することにより、線引き加工上りのタングステ
ン線の表面には炭素が存在する。そこで、前述したタン
グステン線を製造する工程のなかで、タングステン線の
表面に炭素に対して酸素が重量比で４以上、できれば５
以上存在するようにする処理を行う。このようなタング
ステン線の表面における酸素と炭素の重量比を４以上に
する処理としては、タングステン線の製造において焼結
体にスウエージングおよび線引きを施す過程で焼結体に
対して酸化物を形成する方法、線引き加工後にタングス
テン線を大気中で加熱処理する方法などが挙げられる。
すなわち、タングステン焼結体をスウエージングおよび
線引き加工する時にタングステン焼結体を加熱すること
を利用することができる。また、タングステン線の表面
における酸素と炭素の重量比の調整は、タングステン線
の線引きの条件を種々調整することでも可能である。例
えば、線引き時の温度や潤滑剤の塗布量を調整する。
剤を使用することにより、線引き加工上りのタングステ
ン線の表面には炭素が存在する。そこで、前述したタン
グステン線を製造する工程のなかで、タングステン線の
表面に炭素に対して酸素が重量比で４以上、できれば５
以上存在するようにする処理を行う。このようなタング
ステン線の表面における酸素と炭素の重量比を４以上に
する処理としては、タングステン線の製造において焼結
体にスウエージングおよび線引きを施す過程で焼結体に
対して酸化物を形成する方法、線引き加工後にタングス
テン線を大気中で加熱処理する方法などが挙げられる。
すなわち、タングステン焼結体をスウエージングおよび
線引き加工する時にタングステン焼結体を加熱すること
を利用することができる。また、タングステン線の表面
における酸素と炭素の重量比の調整は、タングステン線
の線引きの条件を種々調整することでも可能である。例
えば、線引き時の温度や潤滑剤の塗布量を調整する。
【００３２】なお、タングステン線における酸素と炭素
の量を測定するには従来から採用されている公知の方法
を採用する。図１は製造されたタングステン線の断面を
示している。図中１はタングステン線、２は前記スウエ
ージングや線引きの加工の際の加熱によりタングステン
線１の表面に形成されたＷＯ2 やＷＯ3 などのタングス
テン酸化物、３はタングステン酸化物層２の表面側にあ
る炭素である。タングステン線１の表面における酸素は
タングステン酸化物として存在する。炭素３は線引き加
工に使用された炭素系の潤滑剤である。そして、この線
引き上りのタングステン線１の表面における酸素と炭素
の重量比が４以上である。
の量を測定するには従来から採用されている公知の方法
を採用する。図１は製造されたタングステン線の断面を
示している。図中１はタングステン線、２は前記スウエ
ージングや線引きの加工の際の加熱によりタングステン
線１の表面に形成されたＷＯ2 やＷＯ3 などのタングス
テン酸化物、３はタングステン酸化物層２の表面側にあ
る炭素である。タングステン線１の表面における酸素は
タングステン酸化物として存在する。炭素３は線引き加
工に使用された炭素系の潤滑剤である。そして、この線
引き上りのタングステン線１の表面における酸素と炭素
の重量比が４以上である。
【００３３】このようにタングステン線を製造する工程
においてこの工程を利用してタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素との重量比を調整することにより、特別
に大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に
優れたタングステン線を得ることができる。
においてこの工程を利用してタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素との重量比を調整することにより、特別
に大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に
優れたタングステン線を得ることができる。
【００３４】また、本発明では、前述したタングステン
線からなる部品のひとつとして白色電球に用いるフィラ
メントを対象にしている。この白熱電球のフィラメント
は前述した表面における酸素と炭素の重量比が４以上で
あるタングステン線をコイル状に形成したものである。
このため、この白熱電球のフィラメントは、フィラメン
トを製造する過程でタングステン線が脆化することを防
止し、耐衝撃性に優れて高品質のフィラメントを得るこ
とができる。
線からなる部品のひとつとして白色電球に用いるフィラ
メントを対象にしている。この白熱電球のフィラメント
は前述した表面における酸素と炭素の重量比が４以上で
あるタングステン線をコイル状に形成したものである。
このため、この白熱電球のフィラメントは、フィラメン
トを製造する過程でタングステン線が脆化することを防
止し、耐衝撃性に優れて高品質のフィラメントを得るこ
とができる。
【００３５】白色電球のフィラメントを製造する方法に
ついて説明する。まず、前述したタングステン線の製造
方法により表面における酸素と炭素の重量比が４以上で
あるタングステン線を製造する。
ついて説明する。まず、前述したタングステン線の製造
方法により表面における酸素と炭素の重量比が４以上で
あるタングステン線を製造する。
【００３６】次にこのタングステン線を用いて図２に示
すようにフィラメントを製造する。すなわち、図２
（ａ）に示すようにタングステン線１をマンドレル１１
に巻き付けてコイリングを行い、タングステン線１を部
品形状であるコイル状に形成する。その後、図２（ｂ）
に示すようにコイル状をなすタングステン線１を例えば
１２００℃に保持された水素炉１２で５分間保持する熱
処理を施し、タングステン線をコイルの形状に固めて、
図２（ｃ）に示すようにタングステン線からなる部品で
あるコイル状をなす電極用フィラメント１３を形成す
る。
すようにフィラメントを製造する。すなわち、図２
（ａ）に示すようにタングステン線１をマンドレル１１
に巻き付けてコイリングを行い、タングステン線１を部
品形状であるコイル状に形成する。その後、図２（ｂ）
に示すようにコイル状をなすタングステン線１を例えば
１２００℃に保持された水素炉１２で５分間保持する熱
処理を施し、タングステン線をコイルの形状に固めて、
図２（ｃ）に示すようにタングステン線からなる部品で
あるコイル状をなす電極用フィラメント１３を形成す
る。
【００３７】次に本発明の具体的な一実施例について説
明する。この実施例は、白色電球フィラメントを対象に
している。まず、フィラメントを形成するためのタング
ステン線をサンプルＡ〜Ｅとして用意した。いずれのタ
ングステン線も直径は０．２ｍｍである。サンプルＡ、
Ｂはいずれも線材の製造工程において酸素と炭素の重量
比を調整する処理は行っておらず、線引き加工上りのま
まである。サンプルＡ、Ｂのタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素との重量比は４未満である。サンプルＣ
は線材の製造工程において線引き加工後に大気中で８０
０℃で２秒間加熱したもので、表面における酸素と炭素
との重量比は４以上である。サンプルＤ、Ｅは線材の製
造工程において線引き加工後に大気中で１０００℃で２
秒間加熱したもので、表面における酸素と炭素との重量
比は５以上である。
明する。この実施例は、白色電球フィラメントを対象に
している。まず、フィラメントを形成するためのタング
ステン線をサンプルＡ〜Ｅとして用意した。いずれのタ
ングステン線も直径は０．２ｍｍである。サンプルＡ、
Ｂはいずれも線材の製造工程において酸素と炭素の重量
比を調整する処理は行っておらず、線引き加工上りのま
まである。サンプルＡ、Ｂのタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素との重量比は４未満である。サンプルＣ
は線材の製造工程において線引き加工後に大気中で８０
０℃で２秒間加熱したもので、表面における酸素と炭素
との重量比は４以上である。サンプルＤ、Ｅは線材の製
造工程において線引き加工後に大気中で１０００℃で２
秒間加熱したもので、表面における酸素と炭素との重量
比は５以上である。
【００３８】そして、各サンプルのタングステン線をマ
ンドレルである直径１．０ｍｍのモリブデン線に巻き付
けてコイル形状に形成した。このコイルは直径１ｍｍ、
長さ３００ｍｍであった。マンドレルには電解により表
面を金属光沢が得られるまで研磨したモリブデン線を用
いた。その後、形成したコイル状の各タングステン線を
１２００℃に保持された水素炉に入れて５分間保持する
ことによりサンプルのコイルを夫々製造した。
ンドレルである直径１．０ｍｍのモリブデン線に巻き付
けてコイル形状に形成した。このコイルは直径１ｍｍ、
長さ３００ｍｍであった。マンドレルには電解により表
面を金属光沢が得られるまで研磨したモリブデン線を用
いた。その後、形成したコイル状の各タングステン線を
１２００℃に保持された水素炉に入れて５分間保持する
ことによりサンプルのコイルを夫々製造した。
【００３９】こうして製造した各コイルに、衝撃試験
（５０ｍｍの高さから５０ｍｇの重りを落下させてその
衝撃でコイルが破断するか、否かを調べる試験。）を行
った。表面を酸化させていないマンドレルを使用したコ
イルの試験結果を図３の線図に示す。この線図は、タン
グステン線の表面における酸素と炭素との重量比と、タ
ングステン線の破断回数を組合せたものである。
（５０ｍｍの高さから５０ｍｇの重りを落下させてその
衝撃でコイルが破断するか、否かを調べる試験。）を行
った。表面を酸化させていないマンドレルを使用したコ
イルの試験結果を図３の線図に示す。この線図は、タン
グステン線の表面における酸素と炭素との重量比と、タ
ングステン線の破断回数を組合せたものである。
【００４０】この線図によれば、サンプルＡ、Ｂのタン
グステン線を用いたコイルは破断回数が多く信頼性が乏
しく実用に供し得ないことがわかる。サンプルＣのタン
グステン線を用いたコイルは破断回数が少なく実用に供
し得ることがわかる。特にサンプルＤ、Ｅタングステン
線を用いたコイルは破断がなく充分な信頼性を有する高
品質なものであることがわかる。
グステン線を用いたコイルは破断回数が多く信頼性が乏
しく実用に供し得ないことがわかる。サンプルＣのタン
グステン線を用いたコイルは破断回数が少なく実用に供
し得ることがわかる。特にサンプルＤ、Ｅタングステン
線を用いたコイルは破断がなく充分な信頼性を有する高
品質なものであることがわかる。
【００４１】製造されたタングステン線の表面における
酸素と炭素の重量比が４未満である場合には、タングス
テン線をコイリングする時に用いる金属線からなるマン
ドレルを予め大気中で加熱して、マンドレルの表面に酸
化物層を形成し、このマンドレルにタングステン線を巻
き付けることによりタングステン線の表面に酸化物を付
着させて、タングステン線の表面における炭素の除去を
促進させる方法がある。
酸素と炭素の重量比が４未満である場合には、タングス
テン線をコイリングする時に用いる金属線からなるマン
ドレルを予め大気中で加熱して、マンドレルの表面に酸
化物層を形成し、このマンドレルにタングステン線を巻
き付けることによりタングステン線の表面に酸化物を付
着させて、タングステン線の表面における炭素の除去を
促進させる方法がある。
【００４２】この方法によれば、製造されたタングステ
ン線の表面における酸素の量が少ない場合に、フィラメ
ントを製造する工程においてタングステン線の表面にお
ける炭素の除去を促進させて温熱処理によるタングステ
ン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れたフィラメントを
得ることができる。
ン線の表面における酸素の量が少ない場合に、フィラメ
ントを製造する工程においてタングステン線の表面にお
ける炭素の除去を促進させて温熱処理によるタングステ
ン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れたフィラメントを
得ることができる。
【００４３】なお、本発明は前述した実施の形態に限定
されずに、種々変形して実施することができる。本発明
のタングステン線はフィラメントに限定されず、タング
ステン線を材料とする製品に広く供給することができ
る。
されずに、種々変形して実施することができる。本発明
のタングステン線はフィラメントに限定されず、タング
ステン線を材料とする製品に広く供給することができ
る。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本願の発明によれ
ば、表面の酸素が炭素と結び付き除去させることによ
り、炭素による脆化を防止して耐衝撃性を高めた高品質
のタングステン線を得ることができる。
ば、表面の酸素が炭素と結び付き除去させることによ
り、炭素による脆化を防止して耐衝撃性を高めた高品質
のタングステン線を得ることができる。
【００４５】また、本願の発明によれば、タングステン
線を製造する工程を利用してタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素の重量比を調整することにより、特別に
大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に優
れたタングステン線を得ることができる。
線を製造する工程を利用してタングステン線の表面にお
ける酸素と炭素の重量比を調整することにより、特別に
大掛かりな設備を用いることなく経済的に耐衝撃性に優
れたタングステン線を得ることができる。
【００４６】また、本願の発明によれば、フィラメント
を製造する過程でタングステン線が脆化することを防止
し、耐衝撃性に優れて高品質のフィラメントを得ること
ができる。
を製造する過程でタングステン線が脆化することを防止
し、耐衝撃性に優れて高品質のフィラメントを得ること
ができる。
【００４７】また、本願の発明によれば、製造されたタ
ングステン線の表面における酸素の量が少ない場合に、
フィラメントを製造する工程においてタングステン線の
表面における酸素と炭素の重量比を調整して高温熱処理
によるタングステン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れ
たフィラメントを得ることができる。
ングステン線の表面における酸素の量が少ない場合に、
フィラメントを製造する工程においてタングステン線の
表面における酸素と炭素の重量比を調整して高温熱処理
によるタングステン線の脆化を抑制して耐衝撃性に優れ
たフィラメントを得ることができる。
【図１】本発明の部品に用いるタングステン線を示す断
面図。
面図。
【図２】電球フィラメントコイルを製造する工程を示す
図。
図。
【図３】タングステン線の表面における酸素と炭素の重
量比と破断回数との関係を示す線図。
量比と破断回数との関係を示す線図。
１…タングステン線、 ２…タングステン酸化物、 ３…炭素、 １１…マンドレル、 １２…炉、 １３…フィラメント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｋ 3/02 Ｈ０１Ｋ 3/02 Ａ Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】 表面における酸素と炭素の重量比が４以
上であることを特徴とするタングステン線。 - 【請求項２】 前記酸素と炭素の重量比が５以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のタングステン線。 - 【請求項３】 酸素はタングステン酸化物として存在す
ることを特徴とする請求項１に記載のタングステン線。 - 【請求項４】 タングステン焼結体を加熱した後ダイス
を通して引き抜く線引き工程を備え、表面における酸素
と炭素の重量比が４以上となるように酸素量と炭素量を
調整する処理を行うことを特徴とするタングステン線の
製造方法。 - 【請求項５】 前記線引き工程では潤滑剤を用いること
を特徴とする請求項４に記載のタングステン線の製造方
法。 - 【請求項６】 表面における酸素と炭素の重量比が４以
上であるタングステン線をコイル状に形成したものであ
ることを特徴とするフィラメント。 - 【請求項７】 表面に酸化物層を有する金属からなるマ
ンドレルにタングステン線を巻き付けてコイル状に形成
することを特徴とするフィラメントの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23841197A JP3940474B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | フィラメント用タングステン線、タングステン線の製造方法、フィラメントおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23841197A JP3940474B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | フィラメント用タングステン線、タングステン線の製造方法、フィラメントおよびその製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186800A true JPH1186800A (ja) | 1999-03-30 |
| JPH1186800A5 JPH1186800A5 (ja) | 2005-06-09 |
| JP3940474B2 JP3940474B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=17029817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23841197A Expired - Lifetime JP3940474B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | フィラメント用タングステン線、タングステン線の製造方法、フィラメントおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3940474B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009013919A1 (ja) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | コイル部材の製造方法およびコイル部材 |
| WO2009066659A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | タングステンワイヤの製造方法 |
| CN105081143A (zh) * | 2014-05-16 | 2015-11-25 | 苏州艾默特材料技术有限公司 | 一种螺旋钨丝发热子的制备装置 |
| CN116940422A (zh) * | 2021-02-17 | 2023-10-24 | 株式会社东芝 | 钨丝以及使用其的钨丝加工方法及电解丝 |
-
1997
- 1997-09-03 JP JP23841197A patent/JP3940474B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009013919A1 (ja) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | コイル部材の製造方法およびコイル部材 |
| JP5611589B2 (ja) * | 2007-07-24 | 2014-10-22 | 株式会社東芝 | マグネトロン用フィラメントカソード部材の製造方法およびマグネトロン用フィラメントカソード部材 |
| WO2009066659A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | タングステンワイヤの製造方法 |
| JP5578852B2 (ja) * | 2007-11-21 | 2014-08-27 | 株式会社東芝 | タングステンワイヤの製造方法 |
| CN105750342A (zh) * | 2007-11-21 | 2016-07-13 | 株式会社东芝 | 钨丝的制造方法 |
| CN105750342B (zh) * | 2007-11-21 | 2019-06-04 | 株式会社东芝 | 钨丝的制造方法 |
| CN105081143A (zh) * | 2014-05-16 | 2015-11-25 | 苏州艾默特材料技术有限公司 | 一种螺旋钨丝发热子的制备装置 |
| CN105081143B (zh) * | 2014-05-16 | 2017-05-17 | 苏州艾默特材料技术有限公司 | 一种螺旋钨丝发热子的制备装置 |
| CN116940422A (zh) * | 2021-02-17 | 2023-10-24 | 株式会社东芝 | 钨丝以及使用其的钨丝加工方法及电解丝 |
| US12606890B2 (en) | 2021-02-17 | 2026-04-21 | Niterra Materials Co., Ltd. | Tungsten wire, tungsten wire processing method using the same, and electrolyzed wire |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3940474B2 (ja) | 2007-07-04 |
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