難加工性Ｐｔ合金線材およびその伸線加工方法
【課題】難加工性Ｐｔ合金線材を伸線加工するにあたり、熱間伸線加工で行うと、線材の細線化が難しくなるという問題があり、冷間伸線加工を行うと、材料内部にクラックが発生するという問題がある。
【解決手段】１０〜１５質量％Ｒｕ、３５〜５０質量％Ｉｒもしくは４０〜５０質量％Ｒｈのいずれか１種を含み、残部がＰｔよりなることを特徴とする。
【解決手段】１０〜１５質量％Ｒｕ、３５〜５０質量％Ｉｒもしくは４０〜５０質量％Ｒｈのいずれか１種を含み、残部がＰｔよりなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難加工性Ｐｔ合金線材およびその伸線加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｒｕ−Ｐｔ合金、Ｉｒ−Ｐｔ合金、Ｒｈ−Ｐｔ合金は、Ｐｔの添加量が一定量以下になると冷間加工では素材にクラックや断線が発生し、加工が困難であった。
このため、これらの合金は素材を再結晶温度以上に加熱する加工（以下、熱間加工という。）が用いられるのが一般的である。
また、熱間加工では、線材の細線化が難しくなるという問題がある。
また、例えば、Ｉｒ−Ｐｔ系合金における板材については、Ｉｒを５０質量％以上含むＩｒ−Ｐｔ合金板の加工が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、Ｉｒを５０ｍｏｌ％以下含み、アルカリ土類金属が０．１〜２ｍｏｌ％含む高温下で結晶粒の粗大化しないＩｒ−Ｐｔ系合金の冷間圧延加工が提案されている（例えば、特許文献２）。
しかし、伸線工程と圧延工程では変形の挙動が異なるため、冷間板圧延が可能な材料であっても、冷間伸線することによって材料内部でクラックが発生することがある。
また、冷間加工が可能とされている３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金線であっても、実際の加工においては、加工条件の僅少なばらつき等により、材料内部でのクラック等の欠陥が発生し易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５３５０５公報
【特許文献２】特開２０１０−１３８４１８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、難加工性Ｐｔ系合金の線材を効率的に欠陥のない高品質の線材に成形加工することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｒｕが１０〜１５質量％、Ｉｒが３５〜５０質量％、Ｒｈが４０〜５０質量％のいずれか１種を含み、残部がＰｔからなる合金に対して、再結晶温度以下（１５０〜５００°Ｃ）の温度に加熱させながら加工する（以下、温間加工という。）。
その温間加工は、減面率が７５％以上となるまで行うこととし、材料の内部を繊維組織にさせる。その後、内部を繊維組織にした材料は再結晶温度以下に保持させた加熱装置内を一定の速度で通過させることにより、均一に熱処理され、かつ、繊細な繊維組織を残したまま加工歪を取り除く。これにより、材料に加工性を付与し、冷間での伸線を可能にすることができる。
【０００７】
すなわち、Ｐｔ合金線の伸線方法は、Ｒｕが１０〜１５質量％、Ｉｒが３５〜５０質量％、Ｒｈが４０〜５０質量％のいずれか１種を含み、残部がＰｔからなる合金を１５０〜５００°Ｃに加熱し、加工開始時から減面率が７５％以上になるまで温間加工した後に３００〜５００°Ｃの範囲で連続加熱処理を施すことによって冷間伸線加工が可能となるものである（図１）。
ここで、温間加工の温度を１５０〜５００°Ｃとする理由は、５００°Ｃを超えて加工すると、再結晶化による結晶の粗大化が進み、伸線加工時に断線が発生するためである。また、１５０°Ｃ未満では、加工歪が緩和されずクラック、ワレ、断線等が発生するためである。
【０００８】
また、連続加熱処理の温度を３００〜５００°Ｃとする理由は、５００°Ｃを超えた温度で連続加熱処理を行うと、再結晶化による結晶の粗大化が進み、冷間伸線加工時に断線が発生するためである。また、３００°Ｃ未満では、加工歪が十分に除去されず、冷間伸線時にクラックやワレが発生するためである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のようにした難加工性Ｐｔ合金線によると、冷間伸線加工ができないとされていた１０〜１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５〜５０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、４０〜５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金の線材を冷間加工によって伸線することができ、これによって生産性の向上と細線化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の特徴を示す工程フローチャート
【図２】実施例を示す工程フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例を説明する。
【００１２】
実施例１
１０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、４０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、４０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金をそれぞれ同工程によって製造し（図２）、これらの線材加工の可否を検討した。
【００１３】
（溶解、鍛造工程）
純Ｒｕ粉末、純Ｉｒ粉末、純Ｒｈ粉末、純Ｐｔ板を上記の所定組織となるように秤量し、これらをアーク溶解して棒状のＲｕ−Ｐｔ合金インゴット、Ｉｒ−Ｐｔ合金インゴット、Ｒｈ−Ｐｔ合金インゴットを製造し、その後、鍛造でそれぞれ□１０ｍｍの棒材とした。
【００１４】
（温間溝圧延工程）
上記各棒材を５００°Ｃで温間溝圧延を行い□３ｍｍの線材とした。
（温間伸線工程）
上記角線材を５００°Ｃで温間伸線を行い、φ１．０ｍｍの線材にした。
【００１５】
（連続加熱工程）
上記各線材を、炉内温度を５００°Ｃに保持した管状炉内を速度３ｍ／ｍｉｎで通過させ、連続加熱処理を行った。
（冷間伸線工程）
上記各線材を冷間伸線により、φ０．２５ｍｍまで伸線した。その後、サンプルを２０本取って断面観察を行った結果、クラックがないことを確認した。
【００１６】
実施例２
実施例１と同様の方法で得られた□３ｍｍの線材を、温間伸線工程の温度を１５０°Ｃとしてφ１．０ｍｍに加工した後、連続加熱処理を３００°Ｃで行い、冷間にてφ０．２５ｍｍに伸線した。その後、サンプルを２０本取って断面観察を行った結果、クラックがないことを確認した。
【００１７】
比較例１
上記実施例１と同様の方法で得られたφ１．０ｍｍに伸線した線材を、連続加熱処理を２５０°Ｃで行い、冷間にて伸線した結果、いずれの材料もφ０．８ｍｍまで伸線する間に材料が途中から裂けたため、加工性がないと判断し、それ以降の加工を行わなかった。
【００１８】
比較例２
上記実施例１と同様の方法で得られたφ１．０ｍｍに伸線した線材を、連続加熱処理を６００°Ｃで行い、冷間にて伸線した結果、いずれの材料もφ０．７ｍｍまで伸線する間に断線が多発したため、加工性がないと判断し、それ以降の加工を行わなかった。
【００１９】
比較例３
実施例１と同様の方法で得られた□３ｍｍの線材を、熱間伸線工程の温度を６００°Ｃとしてφ１．０ｍｍに加工した結果、いずれの材質でも材料が剥離してダイスに付着して材料表面がささくれた。このため、連続加熱処理および冷間伸線は行わなかった。
【００２０】
比較例４
実施例１と同じ工程で□１０ｍｍに鍛造した棒材を、１０００°Ｃで□３ｍｍまで溝圧延した後、１５０〜５００°Ｃで温間伸線を行った結果、いずれの材料もφ１．０ｍｍまで伸線する間に断線が多発した。このため、量産性がないと判断し、連続加熱処理および冷間伸線は行わなかった。
【００２１】
比較例５
実施例と同じ工程でφ１．０ｍｍまで温間伸線した線材をフープ状にまとめ、炉内温度を１０００°Ｃに保持した熱処理炉に入炉後５ｍｉｎ保持した後、冷間にて伸線した結果、
１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金についてφ０．８ｍｍまで伸線する間に断線が多発したため、量産性がないと判断し、以降の冷間伸線を行わなかった。
【００２２】
また、１０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、４０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金は、φ０．７５ｍｍまで伸線する間に材料の途中から裂けたため、加工性がないと判断し、それ以降の加工を行わなかった。
また、３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金と４０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金については、φ０．２５ｍｍまで伸線できたが、サンプルを２０本とり、断面観察を行った結果、３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金で４本、４０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金で５本にクラックが認められた。
【００２３】
比較例６
１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金について実施例１と同じ工程で作製した□３ｍｍの線材を、１００°Ｃで温間伸線したが、いずれの材料でもφ０．１ｍｍまで伸線する間に断線が多発したため量産性がないと判断し、以降の加工を行わなかった。
【００２４】
比較例７
２０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、６０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５５質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金について実施例１と同じ工程で加工した結果、いずれの材料でもφ０．９ｍｍまで伸線する間に材料が裂けたため、加工性がないと判断し、以降の冷間伸線加工は行わなかった。
【００２５】
比較例８
５５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金につて実施例１と同じ工程でφ１．０ｍｍまで伸線し、１ダイス（減面率で２０％以下）伸線するごとに炉内温度５００°Ｃに保持した管状内を速度３ｍ／ｍｉｎで連続加熱処理を行いながらφ０．２５ｍｍまで伸線した後、材料断面を２０本観察した結果、２０本中３本にクラックが認められたため、５０質量％より多いＩｒを含むＩｒ−Ｐｔ合金は冷間での加工性がないと判断した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
以上の結果から、１０〜１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５〜５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、４０〜５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金の加工に有効であることが確認できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難加工性Ｐｔ合金線材およびその伸線加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｒｕ−Ｐｔ合金、Ｉｒ−Ｐｔ合金、Ｒｈ−Ｐｔ合金は、Ｐｔの添加量が一定量以下になると冷間加工では素材にクラックや断線が発生し、加工が困難であった。
このため、これらの合金は素材を再結晶温度以上に加熱する加工（以下、熱間加工という。）が用いられるのが一般的である。
また、熱間加工では、線材の細線化が難しくなるという問題がある。
また、例えば、Ｉｒ−Ｐｔ系合金における板材については、Ｉｒを５０質量％以上含むＩｒ−Ｐｔ合金板の加工が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、Ｉｒを５０ｍｏｌ％以下含み、アルカリ土類金属が０．１〜２ｍｏｌ％含む高温下で結晶粒の粗大化しないＩｒ−Ｐｔ系合金の冷間圧延加工が提案されている（例えば、特許文献２）。
しかし、伸線工程と圧延工程では変形の挙動が異なるため、冷間板圧延が可能な材料であっても、冷間伸線することによって材料内部でクラックが発生することがある。
また、冷間加工が可能とされている３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金線であっても、実際の加工においては、加工条件の僅少なばらつき等により、材料内部でのクラック等の欠陥が発生し易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５３５０５公報
【特許文献２】特開２０１０−１３８４１８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、難加工性Ｐｔ系合金の線材を効率的に欠陥のない高品質の線材に成形加工することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｒｕが１０〜１５質量％、Ｉｒが３５〜５０質量％、Ｒｈが４０〜５０質量％のいずれか１種を含み、残部がＰｔからなる合金に対して、再結晶温度以下（１５０〜５００°Ｃ）の温度に加熱させながら加工する（以下、温間加工という。）。
その温間加工は、減面率が７５％以上となるまで行うこととし、材料の内部を繊維組織にさせる。その後、内部を繊維組織にした材料は再結晶温度以下に保持させた加熱装置内を一定の速度で通過させることにより、均一に熱処理され、かつ、繊細な繊維組織を残したまま加工歪を取り除く。これにより、材料に加工性を付与し、冷間での伸線を可能にすることができる。
【０００７】
すなわち、Ｐｔ合金線の伸線方法は、Ｒｕが１０〜１５質量％、Ｉｒが３５〜５０質量％、Ｒｈが４０〜５０質量％のいずれか１種を含み、残部がＰｔからなる合金を１５０〜５００°Ｃに加熱し、加工開始時から減面率が７５％以上になるまで温間加工した後に３００〜５００°Ｃの範囲で連続加熱処理を施すことによって冷間伸線加工が可能となるものである（図１）。
ここで、温間加工の温度を１５０〜５００°Ｃとする理由は、５００°Ｃを超えて加工すると、再結晶化による結晶の粗大化が進み、伸線加工時に断線が発生するためである。また、１５０°Ｃ未満では、加工歪が緩和されずクラック、ワレ、断線等が発生するためである。
【０００８】
また、連続加熱処理の温度を３００〜５００°Ｃとする理由は、５００°Ｃを超えた温度で連続加熱処理を行うと、再結晶化による結晶の粗大化が進み、冷間伸線加工時に断線が発生するためである。また、３００°Ｃ未満では、加工歪が十分に除去されず、冷間伸線時にクラックやワレが発生するためである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のようにした難加工性Ｐｔ合金線によると、冷間伸線加工ができないとされていた１０〜１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５〜５０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、４０〜５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金の線材を冷間加工によって伸線することができ、これによって生産性の向上と細線化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の特徴を示す工程フローチャート
【図２】実施例を示す工程フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例を説明する。
【００１２】
実施例１
１０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、４０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、４０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金をそれぞれ同工程によって製造し（図２）、これらの線材加工の可否を検討した。
【００１３】
（溶解、鍛造工程）
純Ｒｕ粉末、純Ｉｒ粉末、純Ｒｈ粉末、純Ｐｔ板を上記の所定組織となるように秤量し、これらをアーク溶解して棒状のＲｕ−Ｐｔ合金インゴット、Ｉｒ−Ｐｔ合金インゴット、Ｒｈ−Ｐｔ合金インゴットを製造し、その後、鍛造でそれぞれ□１０ｍｍの棒材とした。
【００１４】
（温間溝圧延工程）
上記各棒材を５００°Ｃで温間溝圧延を行い□３ｍｍの線材とした。
（温間伸線工程）
上記角線材を５００°Ｃで温間伸線を行い、φ１．０ｍｍの線材にした。
【００１５】
（連続加熱工程）
上記各線材を、炉内温度を５００°Ｃに保持した管状炉内を速度３ｍ／ｍｉｎで通過させ、連続加熱処理を行った。
（冷間伸線工程）
上記各線材を冷間伸線により、φ０．２５ｍｍまで伸線した。その後、サンプルを２０本取って断面観察を行った結果、クラックがないことを確認した。
【００１６】
実施例２
実施例１と同様の方法で得られた□３ｍｍの線材を、温間伸線工程の温度を１５０°Ｃとしてφ１．０ｍｍに加工した後、連続加熱処理を３００°Ｃで行い、冷間にてφ０．２５ｍｍに伸線した。その後、サンプルを２０本取って断面観察を行った結果、クラックがないことを確認した。
【００１７】
比較例１
上記実施例１と同様の方法で得られたφ１．０ｍｍに伸線した線材を、連続加熱処理を２５０°Ｃで行い、冷間にて伸線した結果、いずれの材料もφ０．８ｍｍまで伸線する間に材料が途中から裂けたため、加工性がないと判断し、それ以降の加工を行わなかった。
【００１８】
比較例２
上記実施例１と同様の方法で得られたφ１．０ｍｍに伸線した線材を、連続加熱処理を６００°Ｃで行い、冷間にて伸線した結果、いずれの材料もφ０．７ｍｍまで伸線する間に断線が多発したため、加工性がないと判断し、それ以降の加工を行わなかった。
【００１９】
比較例３
実施例１と同様の方法で得られた□３ｍｍの線材を、熱間伸線工程の温度を６００°Ｃとしてφ１．０ｍｍに加工した結果、いずれの材質でも材料が剥離してダイスに付着して材料表面がささくれた。このため、連続加熱処理および冷間伸線は行わなかった。
【００２０】
比較例４
実施例１と同じ工程で□１０ｍｍに鍛造した棒材を、１０００°Ｃで□３ｍｍまで溝圧延した後、１５０〜５００°Ｃで温間伸線を行った結果、いずれの材料もφ１．０ｍｍまで伸線する間に断線が多発した。このため、量産性がないと判断し、連続加熱処理および冷間伸線は行わなかった。
【００２１】
比較例５
実施例と同じ工程でφ１．０ｍｍまで温間伸線した線材をフープ状にまとめ、炉内温度を１０００°Ｃに保持した熱処理炉に入炉後５ｍｉｎ保持した後、冷間にて伸線した結果、
１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金についてφ０．８ｍｍまで伸線する間に断線が多発したため、量産性がないと判断し、以降の冷間伸線を行わなかった。
【００２２】
また、１０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、４０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金は、φ０．７５ｍｍまで伸線する間に材料の途中から裂けたため、加工性がないと判断し、それ以降の加工を行わなかった。
また、３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金と４０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金については、φ０．２５ｍｍまで伸線できたが、サンプルを２０本とり、断面観察を行った結果、３５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金で４本、４０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金で５本にクラックが認められた。
【００２３】
比較例６
１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金について実施例１と同じ工程で作製した□３ｍｍの線材を、１００°Ｃで温間伸線したが、いずれの材料でもφ０．１ｍｍまで伸線する間に断線が多発したため量産性がないと判断し、以降の加工を行わなかった。
【００２４】
比較例７
２０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、６０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、５５質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金について実施例１と同じ工程で加工した結果、いずれの材料でもφ０．９ｍｍまで伸線する間に材料が裂けたため、加工性がないと判断し、以降の冷間伸線加工は行わなかった。
【００２５】
比較例８
５５質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金につて実施例１と同じ工程でφ１．０ｍｍまで伸線し、１ダイス（減面率で２０％以下）伸線するごとに炉内温度５００°Ｃに保持した管状内を速度３ｍ／ｍｉｎで連続加熱処理を行いながらφ０．２５ｍｍまで伸線した後、材料断面を２０本観察した結果、２０本中３本にクラックが認められたため、５０質量％より多いＩｒを含むＩｒ−Ｐｔ合金は冷間での加工性がないと判断した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
以上の結果から、１０〜１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５〜５０質量％Ｉｒ−Ｐｔ合金、４０〜５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金の加工に有効であることが確認できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０〜１５質量％Ｒｕ、３５〜５０質量％Ｉｒもしくは４０〜５０質量％Ｒｈのいずれか１種を含み、残部がＰｔよりなることを特徴とする難加工性Ｐｔ合金線材。
【請求項２】
難加工性Ｐｔ合金に対して、加工開始からの減面率が７５％以上となるまで１５０〜５００°Ｃで温間加工を行い、さらに、３００〜５００°Ｃで連続的に加熱した後に、冷間伸線加工を行うことを特徴とする難加工性Ｐｔ合金線材の伸線加工方法。
【請求項３】
請求項２において、難加工性Ｐｔ合金が、１０〜１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５〜５０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、４０〜５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金のいずれかであることを特徴とする難加工性Ｐｔ合金線材の伸線加工方法。
【請求項１】
１０〜１５質量％Ｒｕ、３５〜５０質量％Ｉｒもしくは４０〜５０質量％Ｒｈのいずれか１種を含み、残部がＰｔよりなることを特徴とする難加工性Ｐｔ合金線材。
【請求項２】
難加工性Ｐｔ合金に対して、加工開始からの減面率が７５％以上となるまで１５０〜５００°Ｃで温間加工を行い、さらに、３００〜５００°Ｃで連続的に加熱した後に、冷間伸線加工を行うことを特徴とする難加工性Ｐｔ合金線材の伸線加工方法。
【請求項３】
請求項２において、難加工性Ｐｔ合金が、１０〜１５質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、３５〜５０質量％Ｒｕ−Ｐｔ合金、４０〜５０質量％Ｒｈ−Ｐｔ合金のいずれかであることを特徴とする難加工性Ｐｔ合金線材の伸線加工方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１９０３３（Ｐ２０１３−１９０３３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４３２５（Ｐ２０１１−１５４３２５）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００１５２１５８）株式会社徳力本店 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００１５２１５８）株式会社徳力本店 (29)
【Ｆターム（参考）】
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