以下、本発明に係るタングステンワイヤ� ��製造方法を具体的に説明する。

 本発明は、タングステン材料を伸線ダイ� ��に挿通する伸線加工を複数回実施して最終� ��にワイヤ径0.05mm以上1.10mm以下のタングステ� ��ワイヤを製造する方法において、タングス� ��ンワイヤの仕上げ加工となる最終の伸線加� ��時の減面率を5%以上15%以下とすることを特� �とするものである。

 本発明におけるタングステンワイヤはタ� ��グステンと不可避不純物を含有したワイヤ( 線材)である。タングステン材は通常、鉄や� �リブデンを不可避不純物として含有してい� �。

 フィラメント用として用いられるタング� ��テンワイヤとしては、タングステン純度が9 9%以上であることが好ましい。また、タング� ��テン純度は99.9%以上であることがより好ま� �い。タングステンの純度が99%未満であると� �フィラメント用として必要な機械特性およ� �電気特性が得られず、また、加工特性が劣� �ため、クラックの発生、ワイヤ径のばらつ� �の原因となるため好ましくない。

 上記成分のタングステン粉末を加圧して� ��形体を成形し、この成形体を焼結して焼結� ��ーを製造して、次いでこの焼結バーにスウ� ��ージング加工(転打加工)を実施して丸棒と� �る。さらに上記スウエージング加工により� �られたタングステン丸棒を加熱しながら伸� �ダイスに挿通して引き抜く線引き加工(伸線� ��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 ンワイヤを製造する。

 この線引き加工においては、タングステ� ��ワイヤを伸線ダイス孔に挿通する際に、塑� ��変形させるための圧縮および引張りの応力� ��作用する。また、塑性変形後のワイヤには� ��縮および引張りの残留応力が発生する。こ� ��残留応力はワイヤ表面に多く残留しており� ��この表面残留応力が大きいと、電解研磨な� ��の後工程における加工応力や、製品形態に� ��ける各種応力に対してクラックを発生させ� ��製造歩留りを減少させる原因となる。

 この残留応力を低減し、円滑に線引き加� ��を実施できるようにするため、線引き加工� ��程において、タングステン材料の表面に潤� ��剤を塗布することが好ましい。この場合、� ��融点金属であるタングステンワイヤは1200℃ 程度の高温で加熱して線引き処理を行うため に、潤滑剤としては耐熱性に優れた炭素系の 潤滑剤を用いることが望ましい。この炭素系 の潤滑剤は黒鉛粉末を水に溶解せしめ、さら に増粘剤を加えて調製される。線引き加工後 に、残留応力を減少させるために、タングス テンワイヤにアニール処理を実施することが 好ましい。

 本発明は、最終的にワイヤ径が0.05mm以上1 .10mm以下のタングステンワイヤを製造する方� ��において、ワイヤ伸線仕上げ加工時でのタ� ��グステン材料の減面率が5%以上15%以下とな� �ように仕上げ加工を実施することを要旨と� �る。

 ここで上記「仕上げ加工」とは、所望の� ��イヤ径に調整するために実施する最終の線� ��き加工工程(最終の伸線工程)を意味する。� �上げ加工時におけるタングステン材料の減� �率が5%未満であると、伸線加工回数が必要以 上に増加するため、製造コストの観点から不 利になる。一方、減面率が15%を越えるとタン グステンワイヤの表面残留応力が過大になり 、後工程であるアニール工程による熱処理で は、効果的に残留応力が除去できず、ワイヤ クラックを発生したり、引抜き応力が大きく なるためワイヤ径のばらつきが増大化したり する原因となり好ましくない。

 本発明における伸線加工工程は、ワイヤ� ��度が500℃以上1300℃以下の条件下で実施する ことが好ましい。温度が500℃未満で実施する と、ワイヤの変形抵抗が大きくなり伸線加工 における塑性変形が起こりにくくなり、伸線 加工中のワイヤ断線や表面残留応力の増大を 引き起こす原因となる。

 一方、伸線加工工程でのワイヤ温度が1300 ℃を超えると、潤滑剤が必要以上に加熱され るために、伸線ダイスの孔内部で焼き付きを 起こし易くなる上に、潤滑性が低下するため 、ワイヤ径のばらつきが大きくなる原因とな り好ましくない。

 また、伸線工程は伸線ダイスを300℃以上6 50℃以下の温度に加熱した状態で実施するこ� ��が好ましい。伸線ダイスの温度が300℃未満� ��状態で伸線処理を実施すると、ワイヤ温度� ��低下し加工応力が必要以上に大きくなり、� ��イヤクラックを発生したり、残留応力を増� ��させたりするため好ましくない。一方、伸� ��ダイスの温度が650℃を超える場合は、ワイ� ��温度が上昇し変形抵抗が小さくなり、ワイ� ��径が所定の径より小さくなるため好ましく� ��い。

 また、上記伸線工程は10m/min以上70m/min以� �の伸線速度で実施することが好ましい。伸� �速度が10m/min未満であると、潤滑剤が必要以� ��に加熱されるために、伸線ダイスの孔内部� ��焼き付きを起こし潤滑性が低下し、ワイヤ� ��のばらつきが大きくなる原因となり好まし� ��ない。また、伸線速度が70m/minを超えるとワ イヤを所定の温度まで均一に加熱することが 困難になり、表面残留応力の増大を引き起こ す原因となるため、好ましくない。

 本発明におけるアニール処理工程は、伸� ��工程で発生したワイヤの残留応力を除去す� ��目的で行い、700℃以上1300℃以下の温度範囲 で行うことが好ましい。700℃以下であると残 留応力を十分除去することができないため好 ましくない。また1300℃を超える温度で実施� �ても、それ以上の効果が得られないばかり� �なく、加熱温度が高くなるために、製造コ� �トの増大、設備への負荷の増大、製造設備� �運転コストの増大を引き起こし、好ましく� �い。

 また、上記アニール処理工程は、長さが5 0~150mmであり700℃以上1300℃以下の温度範囲で� ��熱できる加熱ゾーンを有する加熱炉にタン� ��ステンワイヤを10m/min以上55m/min以下の線速� �で通過させることによりタングステンワイ� �にアニール処理を実施することが好ましい� �この線速度が10m/min未満であると、熱処理効� ��が低く製造コストの増大を引き起こすため� ��ましくない。一方、線速度が55m/minを超える とタングステンワイヤが十分加熱されず、必 要な残留応力の除去が困難になるため好まし くない。

 また、上記アニール処理工程はワイヤ線� ��が0.3mm以下になったタングステンワイヤに� �して実施することが好ましい。ワイヤ線径� �0.3mmより太いタングステンワイヤにおいては 、線引き加工におけるワイヤ温度が比較的高 くなり、表面残留応力が小さいために上記ア ニール処理工程は必ずしも必要としない。

 また、本発明において使用される潤滑剤の� ��重の製造工程中の変化量は0.05g/cm ³ 以下であることが好ましい。潤滑剤は線引き 加工中のワイヤに対する加工応力および残留 応力の低減を目的として、円滑に線引きでき るようにワイヤ表面に塗布して使用するもの である。本発明方法で使用する潤滑剤は炭素 系であり、黒鉛粉末を水に溶解し、さらに増 粘剤を添加して調製したものであり、その比 重は処理されるタングステンワイヤの線径に よって変化するが、通常は1.0~1.1g/cm ³ であることが好ましく、より好ましくは1.010~ 1.080g/cm ³ の範囲である。潤滑剤の比重が伸線工程中に おいて変化することは、含有する黒鉛粉末の 含有量が変化することを意味する。

 潤滑剤は通常その容器から一定量を塗布� ��べくワイヤ表面に供給されるものであるが� ��その比重が不安定であると、ワイヤ表面に� ��給される炭素量が不安定となるため、ワイ� ��の加工性を低下させる原因となり、クラッ� ��やワイヤ径のばらつきを発生させる。炭素� ��が多いとワイヤの温度が低下するため加工� ��が低下する原因となる。一方、少ない場合� ��潤滑性が低下するため加工性を低下させて� ��まう。

 以上説明のように、本発明に係るタング� ��テンワイヤの製造方法によれば、仕上げ加� ��となる最終の伸線加工時におけるタングス� ��ン材料の減面率を所定の範囲に規定してい� ��ために、タングステンワイヤの表面残留応� ��を効果的に低減することが可能となり、後� ��程におけるクラックの発生やワイヤ径のば� ��つきが低減され、タングステンワイヤおよ� ��加工された製品、組み込んだ製品の製造歩� ��りや、製品品質を大幅に向上させることが� ��能になる。このようなタングステンワイヤ� ��高い耐高温度特性、耐衝撃特性を実現し、� ��種フィラメント部材に好適である。