JPS58151401A

JPS58151401A - 通電加熱焼結装置

Info

Publication number: JPS58151401A
Application number: JP3207882A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Seto; 瀬戸　啓之
Original assignee: Tokyo Tungsten Co Ltd
Current assignee: Tokyo Tungsten Co Ltd
Priority date: 1982-03-01
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1983-09-08

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】本発明は直接通電焼結装置に係り、特に圧粉体端末部の
焼結状態を改善する焼結装置に関する。

モリブデン、タングステン等の高融点金属及びこれ等の
合金は通常粉末冶金法により製造される。

すなわち、それ等の粉末を所望の形状に圧縮成形し、得
られた圧粉体に仮焼結を施し１次に、焼結を行なう。こ
の焼結には仮焼結体の両端を挾持具でクランプし、各々
゛の挾持具を電極として通電し仮焼結圧粉体自身の抵抗
熱により溶断温度９５％程度の温度まで加熱する直接通
電焼結装置が一般的に用いられている。

この焼結装置により焼結を行った場合仮焼結圧粉体の両
端末の電流導入部付近には、焼結が不充分な部分が生じ
る。これは過熱を防止するために。

挟持具や支柱等に流される冷却水の熱伝導により圧粉体
の両端末部分の温度が上がらないためである。

したがって、この焼結装置によって焼結されたインゴッ
トの両端末の焼結不良部分は以後の工程で切除されてい
る。この切除によって９歩留は不可避的に低下する。上
述した通電焼結における問題を解決するために９種々の
対策が試みられている。例えば、仮焼結圧粉体の端末部
にテーパー形状を付け、断面積を減少させる方法や、挾
持具の断面積を仮焼結圧粉体の面積の０．８〜１．２倍
の面積となるようにし、かつ挟持具と圧粉体の接触面積
を０．８〜１．２倍の面積となるようにし、端末部の温
度を上げ焼結状態を改善する方法がある。しかしながら
、前者の方法では特公昭５５−２７１２６号公報に述べ
られているように、焼結状態は、まだ充分でなく改善の
余地が残されている。更に。

後者の方法では特公昭５５−２７１２６号公報に添付さ
れた表からも明らかな通り、中央部と端末部の比重がま
だ完全に一致していない。この不一致の一因はまず、焼
結時の仮焼結圧粉体の収縮にあるものと考えられる。具
体的に言えば、焼結完了時のインゴットの比重にもよる
がインゴットの断面積は圧粉体の断面積の約５０％程度
まで減少しているから、挟持具の断面積を圧粉体の断面
積の０．８〜１．２倍にしたのでは、接触部の面積の変
化により、圧粉体には、端末及び中心部とで異なる電流
が流れるためであると考えられる。

更に、挾持具と圧粉体との接触部には、クランプ時の圧
力等により９表面割れあるいは欠は等の欠陥が発生する
ことがある。これら割れ、欠は等は次工程における不良
の原因となっていた。

本発明の目的は圧粉体の端末部分を中心部と実質上同様
に焼結することができる通電加熱焼結装置を提供するこ
とである。

本発明の他の目的はクランプ等によって圧粉体に割れ等
が発生しない通電加熱焼結装置を提供することである。

今、挾持−具及び支柱等が冷却されない状態を考慮した
場合、挟持具の圧粉体との接触面を焼結後のインゴット
断面積と同一にすれば、即ち、圧粉体の断面積の０．５
倍にすれば、圧粉体の端末部及び中心部は焼結完了時、
同一温度になり、良好な焼結状態のインゴットが得られ
る。しかし、冷却効果がある為に、さらにその断面積を
減少させなくては同一温度になり難く、挟持具電極と圧
粉体の接触抵抗の増加を加味しても、０．５倍以下にし
い。

本発明では、上述した知見に基き、実際に直接通電焼結
中の挟持具電極及び仮焼結圧粉体の温度を測定し、しか
も挟持具電極の材質を検討し、仮焼結圧粉体の中心部の
温度と、挟持具電極と仮焼結圧粉体端末の接触部及び仮
焼結圧粉体端末の温度を一致させる事により、焼結体の
中心部と端末部をほぼ一致した焼結状態にできる通電加
熱焼結装置を明らかにする。

すなわち１本発明の特徴とするところは仮焼結使用し９
通電中電極の断面積を仮焼結圧粉体断面積の０．３〜０
．５倍の面積となるようにし、かつ通電路となる電極と
仮焼結圧粉体との接触断面積を仮焼結圧粉体の断面積の
０．３〜０．５倍の面積となるように仮焼結圧粉体端末
をクランプして焼結を行なう事にある。つまり電極断面
積と接触断面積は一致している事が最適である事を意味
している事である。０，３倍よシ小さいと電極が溶けて
仮焼結圧粉体が落ちてしまい、０．５倍より大きいと。

焼結が不充分となる。

以下１本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は直接通電焼結装置の仮焼結圧粉体の
上部クランプの平面図及び立面図である。

第１図、第２図に於て、ホールダー１には一１挾持具３
．タングステン電極５．及び電極５に対向するタングス
テン電極６が取り付けられている。電極５は通電路とな
るもので９通常固定されている。

電極６は挟持具３に接続されており、挾持具３はアーム
２．及び２′に取付けられ、しかもアームストラ／ｆ−
１０及び１０′が取り付けられている。また１　０　、
１０’にスプリング８，８′が取り付けられ。

ストッパーキャップ９，９′に止められている。スプリ
ング８．８′は縮んだ状態で取り付けられており仮焼結
圧粉体を取り付けるには、３を引っ張り電極５との間の
仮焼結圧粉体４をバネ８．８′の張力を利用してクラン
プする。

さて９本発明の方法を第３図に示す。第３図の番号は第
１図、第２図と対応する。通電路となる電極５の断面積
Ｓｃ及び仮焼結圧粉体との接触面積Ｓｊ及び仮焼結圧粉
体の断面積Ｓｇとする。

実施例として１表１には電極５を比重１９．３の焼結タ
ングステン電極によって構成した場合の測定結果が示さ
れている。

表　　１１１０ｘ１０６．４ｘ　６．４０．４１　１７．６５１
７．６６２１５Ｘ１５８．２Ｘ　８．２０．３０　１７
．６９１７．６９３２０Ｘ２０１１．８Ｘ１１．８０．
３５　１７．７０１７．７２４２５　Ｘ　２５１７．６
　Ｘ　１７．６０．５０　１７．７４１７．７５仮焼結
圧粉体の断面積を変え焼結を行ない、焼結中の仮焼結圧
粉体の中央部と同じ温度になるように電極５のＳｃ、Ｓ
ｔを種々変えて実験を行なった。

温度は放射温度計にて測定し、その最適なｓ、　、　Ｓ
ｔを選び出した。表１には焼結して出来たインゴットの
中央部と端末部１ｃｒｎ部分の比重を測定した結果も示
されている。

理論比重の金属タングステンを使用する理由は。

焼結材（１７，０〜１８．５の比重）では高温時でのク
ランプ力の強度が低く、カケ等が発生したり。

長時間の使用で少しづつ焼結され比重が土がり（収縮し
て）、抵抗が刻々変化し、Ｓｃ＊Ｓｔの温度が異なって
くる為に、インゴット端末の比重がバラツク要因となる
ためである。

本発明によれば理論比重に上ったタングステン電極を使
用する事により、極力断面積の小さなしかも端末部及び
中央部の比重をほぼ同一にする事が可能になる。

なお端末部と中央部の組織、不純物量、抗折力。

硬度、焼結孔の分布及び形状を測定したがほとんど差が
なかった。

以上述べたように本発明によればインゴットの端末部と
中央部の品質特性をほぼ同等にする事が出来、焼結及び
次工程での歩留シ、及び品質を向上させることが出来る
。

なお本発明を適用する挟持具は実施例の構造に限られる
ものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は直接通電焼結装置の上部クランプ機構を示す平
面図、第２図は第１図の立面図、及び第３図は本発明を
適用したクランプ状態を示す図である。１・・・電極ホールダー、　２　、２’・・・挾持具ア
ーム。３・・・挾持具、４・・・仮焼結圧粉体、５・・・タン
グステン電極、６・・・タングステン電極、７川電極支
柱。８．８′・・・スフリング、　９　、９’・・・ストツ
ノソーキャップ、１０．１０’・・・アームストツノｅ
　　＋　ｓｃ・・・タングステン電極断面積、　Ｓｔ・
・・接触面積、Ｓｇ・・・仮焼結圧粉体断面積。

Claims

【特許請求の範囲】１、　圧粉体の両端を挟持具によりクランプした状態で
、前記圧粉体に前記挾持具を通して通電することによシ
、前記圧粉体を焼結し、インゴットを作るための通電加
熱焼結装置において、前記挾持具は前記圧粉体と接触す
る部分に設けられた少なくとも１つの電極ロッドと、該
電極ロンドに接触し、該電極ロッドを支持する支持部と
を備え。しい面積を有すると共に、焼結前の前記圧粉体の断面積
の０．３〜０．５倍の面積を有しており、且つ。前記電極ロッドは理論比重を有する金属タングステンに
よって形成されていることを特徴とする通電加熱焼結装
置。