(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面と第２の主面を有する金属板から形成された、二次元または三次元の金属構造物を製造する方法において、
前記金属板が、白金−ロジウム合金から形成されたものであり、
当該方法が、
（ｉ）１０００℃より低い温度で、該金属板の第１の主面の一部分をパターン状に選択的にグリットブラストして、該金属板に応力を与えて該金属板を山および谷を有する形状に変形させ、前記山および前記谷の形成により前記金属板の全厚が増加するようになす工程、および
（ｉｉ）前記工程（ｉ）によって変形した前記金属板に、６００℃以上１５００℃以下の温度での熱処理を施して、前記応力を緩和し、前記工程（ｉ）による変形を安定化させる工程、
を含み、
前記工程（ｉ）および前記工程（ｉｉ）の結果として、前記金属板が、該金属板の厚さ方向に垂直な平面内の１つ以上の方向において、より高い強度を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記金属構造物が、１０００℃より高い温度で使用される構造物であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
工程（ｉ）において、前記金属板を、グリットブラストする前に前記金属構造物に形成することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
工程（ｉ）において、前記金属板の少なくとも一部分を、前記金属構造物に形成する前に、グリットブラストすることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
工程（ｉ）が、
（ｉ−１）  前記金属板の第１の主面の全面をグリットブラストする工程、
（ｉ−２）  工程（ｉ−１）においてグリットブラストされた前記第１の主面の一部分に、さらに選択的なグリットブラストを施す工程、および続いて、
（ｉ−３）  前記金属板の第１の主面の少なくとも一部分に亘り無機被覆を施す工程、
を有してなることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項６】
前記金属板が多くとも２０００μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項７】
前記金属板が、接合部で互いに結合された多数のセグメントを含み、工程（ｉ）において、前記接合部の少なくとも一部分にグリットブラストを施すことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項８】
工程（ｉｉ）終了後の前記金属板の全厚から、工程（ｉ）前の前記金属板の全厚を差し引いた差が、２００μｍから５００μｍとなるように、前記金属板が変形されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項９】
工程（ｉｉ）において、前記金属板に、９５０℃以上の温度での熱処理を施すことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項１０】
工程（ｉｉ）の終わりで、工程（ｉ）において与えられた応力が実質的に完全に緩和されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、２００９年１１月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／２６４４６１号に優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、耐火金属の高温での強度を改善するための耐火金属の機械工学に関する。特に、本発明は、貴金属板材料などの耐火金属板材料の高温での機械的強度を改善するための耐火金属板材料の表面機械工学に関する。本発明は、例えば、溶融ガラスの溶融、状態調節、送達および成形装置などの高温で動作する耐火金属構造の製造に有用である。
【背景技術】
【０００３】
白金や白金−ロジウムなどの貴金属合金は、長年、高品質の溶融、状態調節、送達および成形システムのための「ガラス接触」材料として使用されてきた。これらと他の貴金属は、ガス状および固体内包物などの欠陥を有する溶融ガラスの汚染に対する比較的高い不活性挙動、並びにガラスシステム温度での強度のために使用されている。この不活性挙動と強度は、貴金属が高コストであるために、高くつく。貴金属は高コストであるので、所定のガラス溶融システムにおける貴金属の総量を減少させることが常に動機つけられてきた。システムにおける金属の量を減少させる最も容易な方法は、金属を薄くすることである。ガラス接触欠陥が生成される観点からは、これは問題ではない。金属強度の観点からは、これは、重大な問題を生じ得る。自立性である構造について、金属にかかる応力は、その厚さに反比例する。例えば、金属の厚さを５０％減少させると、金属にかかる応力は２倍になる。垂下またはクリープ率は、貴金属の応力状況に応じて１乗から５乗まで上昇した応力に比例するので、この薄くなった構造の構造的健全性および垂下に対する増加した応力の影響は、いっそう大きくなる。クリープ率が応力の５乗に比例する状況でシステムが動作する場合、金属厚が５０％減少したものについて、応力が倍加するために、クリープ率は３２倍に増加する。
【０００４】
薄い構造の垂下またはクリープの問題は、ガラス工業だけでなく、数多くの工業でかなり一般的な課題である。この課題は、構造壁を単に厚くする以外に、数多くの方法で対処されてきた。最も一般的な方法の内の１つは、波形にすることやリブ付けである。これは、堅くするために周囲にリブ付けされた、コーヒー缶などの金属缶に一般に見られる。多次元の様式でのリブ付けの形態である風変わりな構造が他にもある。これらの複雑な構造は、金属を厚くせずに、構造の断面二次モーメントを増加させる。しかしながら、構造にリブ付けするには、金属にリブ形成できる専用の金属成形設備が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、ガラス溶融、状態調節、送達および成形システムに使用されるものなどの耐クリープ性金属構造、特に、高温で動作するものを製造するための単純かつ効果的な方法が必要とされている。
【０００６】
本発明は、この必要性と他の必要性を満たすものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のいくつかの態様がここに開示されている。これらの態様は、互いに重複してもしなくてもよいことが理解されよう。それゆえ、ある態様の一部は、別の態様の範囲内に入ってもよく、その逆もまた同様である。文脈にそうではないと示されていない限り、異なる態様は、範囲において互いに重複するものと考えられる。
【０００８】
各態様は、数多くの実施の形態により実証され、これは転じて、１つ以上の特別な態様を含み得る。実施の形態は互いに重複してもしなくてもよいことが理解されよう。それゆえ、ある実施の形態の一部、またはその特定の実施の形態は、別の実施の形態、またはその特定の実施の形態の範囲内に入っても入らなくてもよく、その逆もまた同様である。文脈にそうではないと示されていない限り、異なる実施の形態は、範囲において互いに重複するものと考えられる。
【０００９】
本開示の第１の態様によれば、第１の主面と第２の主面を有する金属板を含む金属構造を製造する方法において、
（ｉ）  金属板の焼なまし温度より低い温度で金属板の第１の主面の複数の部分を選択的にグリットブラストして、金属板に応力を与える工程、および
（ｉｉ）  金属板に、金属板が緩和し、金属板が変形し、よって変形した金属板が、工程（ｉ）が行われる前よりも、所望の方向においてより高い強度を示すようにＴ(anneal)−４００℃以上の温度での熱処理を施す工程、
を含む方法が提供される。
【００１０】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉｉ）において、金属板は、Ｔ(anneal)−３００℃以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)−２００℃以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)−１００℃以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)−５０℃以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)＋１００℃以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)＋２００℃以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)＋３００℃以上、ある実施の形態において、Ｔ(anneal)＋４００℃以上の温度で熱処理が施される。
【００１１】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）の終わりに、第１の主面のグリットブラストされた部分は、互いに交差しない第１のアレイのバンドを含む。
【００１２】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）の終わりに、第１の主面のグリットブラストされた部分は、互いに交差しない第２のアレイのバンドを含み、第２のアレイのバンドは第１のアレイのバンドと交差して、ウェブパターンを形成する。
【００１３】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、金属構造は、金属板の焼なまし温度より高い温度で動作する。
【００１４】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）において、金属板の第１の主面と第２の主面の両方がグリットブラストされて、グリットブラストされた区域の相補パターンを形成する。
【００１５】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、金属構造は、金属板から構成される管を含む。
【００１６】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、金属構造は、耐火金属から構成される。
【００１７】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、金属板は白金から構成される。
【００１８】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、金属構造は、溶融ガラス取扱システムの構成部材である。
【００１９】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）において、金属板は、グリットブラストの前に構造に形成される。
【００２０】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）において、金属板の少なくとも一部分が、構造に形成される前にグリットブラストされる。
【００２１】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉｉ）互に、金属板は、金属の焼なまし温度より低い温度に冷却される。
【００２２】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）は、
（ｉ−１）  金属板の第１の主面の全面をグリットブラストする工程、
（ｉ−２）  工程（ｉ−１）においてグリットブラストされた第１の主面の複数の部分に、さらに選択的なグリットブラストを施す工程、および続いて、
（ｉ−３）  金属板の第１の主面の少なくとも一部分に亘り無機被覆を施す工程、
を有してなる。
【００２３】
先の本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ−３）において、無機被覆は、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、およびＴｉＯ2の内の少なくとも１つを含む。
【００２４】
先の本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ−３）において、無機被覆は、プラズマ溶射、スパッタリング、および化学蒸着から選択される方法を使用することによって施される。
【００２５】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、金属板は、多くとも２０００μｍ、ある実施の形態において、多くとも１５００μｍ、ある他の実施の形態において、多くとも１２００μｍ、ある他の実施の形態において、多くとも１０００μｍ、ある実施の形態において、多くとも８００μｍ、ある実施の形態において、多くとも５００μｍ、ある実施の形態において、多くとも３００μｍの厚さを有する。
【００２６】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）において、グリットブラストにより、５００μｍまで、ある実施の形態において、３００μｍまで、ある実施の形態において、２００μｍまで、ある他の実施の形態において、１００μｍまでの深さを有する窪み(dent)がブラストされた表面に生じる。
【００２７】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、金属板は、接合部で互いに接合された多数のセグメントを含み、工程（ｉ）において、接合部の少なくとも一部分にグリットブラストが施される。
【００２８】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）において、グリットブラストにより、接合部を強化する応力が金属板に生じる。
【００２９】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）において、グリットブラストにより、工程（ｉｉ）の終わりに接合部を強化する変形をもたらす応力が生じる。
【００３０】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉｉ）の終わりに、金属板の表面は、２００μｍから５００μｍ、ある実施の形態において、２００μｍから４５０μｍ、ある実施の形態において、２５０μｍから４５０μｍ、ある実施の形態において、３００μｍから４５０μｍ、ある実施の形態において、３００μｍから４００μｍの座屈(buckle)を示すことによって変形する。
【００３１】
本開示の第１の態様のある実施の形態において、工程（ｉ）の終わりに、工程（ｉ）において印加された応力は実質的に完全に緩和する。
【００３２】
本発明の１つ以上の実施の形態には、以下の利点の１つ以上がある。第１に、機械的に補強された金属構造は、金属板を変形させるための特別な設備を必要とせずに、比較的低コストで前記方法を使用することによって製造できる。第２に、前記方法は、溶接接合部を有する金属作業片に使用した場合、その接合部を、したがって、全体的な構造を強化することができる。第３に、前記方法を使用することによって金属構造に生じた湾曲および変形は、金属の応力緩和温度より高い、さらには焼なまし温度よりも高い温度での応力緩和後でさえ維持され、高い動作温度でさえ金属構造を機械的に頑強にする。第４に、本発明の方法は、所定の所望の方向において、機械的性能、特に耐垂下性を選択的に改善するために使用できる。第５に、本発明の方法は、柔軟性のある薄い金属板から製造された複雑な金属構造に使用できる。その上、複雑な表面パターンを比較的に容易に形成して、最終的な構造に所望の歪みと補強をもたらすことができる。金属構造は、全体の構造の形成後、または全体の構造の形成前に、本発明の方法を使用して強化して、その所望の方向における耐垂下性または耐クリープ性を改善することができる。第６に、本発明は、ＰｔやＰｔ含有合金などの貴金属から製造された金属構造を製造するために使用した場合、実質的に同じ機械的性能を有する金属構造を製造するためにより少ない量の金属を使用することによって、著しいコスト削減を達成することができる。
【００３３】
本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者には容易に明らかになるか、またはその説明および特許請求の範囲、並びに添付の図面に記載されたように本発明を実施することによって認識されるであろう。
【００３４】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単に、本発明の例示であり、特許請求の範囲に記載された本発明の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されている。
【００３５】
添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の方法のある実施の形態を使用することによって、平らな、グリットブラストされていない金属板から形成されたグリットブラストされた薄いＰｔ−Ｒｈ板の平面図
【図２】グリットブラストにより生じた歪みを示す、図１に示した同じグリットブラストされたＰｔ−Ｒｈ板の端面図
【図３】本発明の方法の別の実施の形態を使用することによって、平らな、グリットブラストされていない金属板から形成した薄い金属板の平面図
【図４】本発明の方法にしたがって調製された一連の金属板の面外反り(bow)（選択的なグリットブラストおよび熱後処理により生じた金属板の歪み）の関数としての垂下（水平面からの逸脱）の関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３７】
別記しない限り、明細書および特許請求の範囲に使用された、成分の質量パーセント、寸法、およびある物理的性質の値を表すものなどの全ての数字は、全ての場合「約」という用語によって修飾されていると理解すべきである。明細書および特許請求の範囲に使用された正確な数値は本発明の追加の実施の形態を形成することも理解されよう。実施例に開示された数値の精度を確実にするために努力してきた。しかしながら、どの測定数値も、それぞれの測定技法に見られる標準偏差から生じる特定の誤差を固有に含み得る。
【００３８】
本発明を説明し、特許請求の範囲を記載する上で、ここに用いたように、単数形の不定冠詞の使用は、「少なくとも１つ」を意味し、そうではないと明記されていない限り、「たった１つ」に限定されるべきではない。
【００３９】
特許請求の範囲および説明を含む本出願において、説明の便宜上、白金という用語は、純粋な白金だけでなく、Ｐｔ−Ｒｈ合金などの白金含有合金も含むと理解するものとする。
【００４０】
ここに用いたように、金属材料の応力緩和温度（Ｔ(sr)）は、Ｔ(anneal)−４００℃と定義され、ここで、Ｔ(anneal)は金属材料の焼なまし温度である。
【００４１】
本発明の方法を使用して、金属板を含む任意の金属構造を製造することができる。金属構造は、金属のＴ(sr)以上、さらにはそのＴ(anneal)以上である高温の動作温度で使用されることが都合よい。例えば、金属構造は、Ｔ(sr)＋１００℃以上、またはＴ(sr)＋２００℃以上、またはＴ(sr)＋３００℃以上、またはＴ(sr)＋４００℃以上、またはＴ(sr)＋５００℃以上、またはＴ(sr)＋６００℃以上、またはＴ(sr)＋７００℃以上、またはＴ(sr)＋８００℃以上の温度で使用できる。しかしながら、金属構造は、同様にＴ(sr)またはＴ(anneal)より低い温度で動作してもよい。本発明の方法の特に興味深い用途は、ガラスの溶融、状態調節、送達および成形を含むガラス物品を製造するための金属構造、特に貴金属構造の製造である。用途に応じて、金属材料は、白金、Ｐｔ−Ｒｈ合金などの白金含有合金、鉄、ニッケル、インコネル（登録商標）などのニッケル合金、アルミニウムとその合金、銅とその合金、チタンとその合金、クロムとその合金、亜鉛とその合金などであって差し支えない。Ｐｔ−Ｒｈは、典型的に、約１０００℃のＴ(anneal)、それゆえ、約６００℃のＴ(sr)を有する。それに加え、金属板は、均質な化学組成を有する必要はない。ある実施の形態において、金属板は、溶接、リベット打ち、および他の物理的および／または化学的手段によって、互いに接合される複数の小さな板を含む板であってよい。他の実施の形態において、金属板は、異なる化学組成を有する複数の層を含んでもよい。例えば、金属板は、亜鉛メッキ鋼板、金メッキ銅板、白金メッキ鋼板などであり得る。金属板のためのＰｔ含有材料を使用したガラス製造システムに関連して、本発明をさらに説明する。しかしながら、本発明は、他の材料および金属構造に適用できることが、当業者には容易に認識されるであろう。本発明は、多くとも２０００μｍ、ある実施の形態において、多くとも１５００μｍ、ある他の実施の形態において、多くとも１２００μｍ、ある他の実施の形態において、多くとも１０００μｍ、ある実施の形態において、多くとも８００μｍ、ある実施の形態において、多くとも５００μｍ、ある実施の形態において、多くとも３００μｍの厚さを有する金属板を使用した金属構造を製造するのに特に都合よい。この金属板は、全厚が小さい方向において柔軟である傾向にある。薄板の機械的性能、特に耐垂下性および耐クリープ性の向上が、特に、所望の方向における板の全厚の増加が、金属板の元の厚さと比べて顕著な場合、本発明を使用することによって、著しくなり得る。
【００４２】
ある実施の形態において、本発明の方法により、少なくとも１０％、ある実施の形態において、少なくとも２０％、ある実施の形態において、少なくとも３０％、ある他の実施の形態において、少なくとも５０％、ある他の実施の形態において、少なくとも８０％、ある他の実施の形態において、多くとも１００％の所定の所望の方向における金属板の厚さが増加し得る。厚さの増加百分率（ＩＣ％）は、ＩＣ％＝（（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔ１）×１００％により計算され、式中、Ｔ２は工程（ｉｉ）の終わりでの金属板の全厚であり、Ｔ１は工程（ｉ）前の金属板の全厚である。Ｔ２およびＴ１の意味が図２に示されている。全厚の増加のために、板の端部に対して垂直な方向における金属板の耐クリープ性が増加しているのが明らかである。
【００４３】
本発明の方法のある実施の形態において、工程（ｉｉ）の終わりで、金属板の表面は、２００μｍから５００μｍ、ある実施の形態において、２００μｍから４５０μｍ、ある実施の形態において、２５０μｍから４５０μｍ、ある実施の形態において、３００μｍから４５０μｍ、ある実施の形態において、３００μｍから４００μｍの座屈(buckle)を示すことによって変形されている。「座屈」により、Ｔ２とＴ１の間の差（すなわち、Ｔ２−Ｔ１）を意味し、ここで、Ｔ２およびＴ１の意味は先に示されている。
【００４４】
概して、本発明の方法において、所定の方向における金属板の耐垂下性または耐クリープ性を増加させるために、その所定の方向に対して垂直な面を有する金属板を横切ることによって得られる金属板の断面の全厚を増加させることが望ましい。それゆえ、例えば、主面の一方において互いに対して垂直な２つの主次元ｘおよびｙを有する金属に関して、高い耐クリープ性がｘ方向において望ましい場合、板がｘ方向に対して平行な面により横切られたときに、ｚ方向における金属板の断面の全厚が増加することが望ましい。本発明の方法は、金属板の主面の部分を選択的にグリットブラストすることによって、金属板を所望のように変形させることができ、これにより、所望の方向の金属板の全厚が増加し、それによって、所望の方向の強度が増加する。
【００４５】
本発明の方法のある実施の形態において、工程（ｉ）の終わりで、金属板の第１の主面のグリットブラストされた部分が、別個のストライプ、円形、正方形、六角形などの別個のアレイを形成する。図１は、グリットブラストされた交互のストライプ１０３およびグリットブラストされていない交互のストライプ１０５を結果として生じる選択的にグリットブラストが施されたＰｔ板１０１の第１の主面の面ｘｏｙの平面図を示している。グリットブラストされたストライプとグリットブラストされていないストライプの全ては、ｘ軸の方向に延在している。図３は、グリットブラストされていない区域３０５に織り込まれた六角形のグリットブラストされた部分３０３を結果として生じた選択的なグリットブラストが施された金属板３０１の主面の面ｘｏｙの平面図である。
【００４６】
グリットブラストは、砂、金属ビーズ、プラスチックビーズなどの固体粒子（グリット）の流れを表面に衝突させる工程を含む。グリットブラストは、金属表面を洗浄するため、被覆表面を調製するため、芸術的および／または機能的表面パターン特徴構造を与えるために、金属工学において用いられてきた。金属表面に衝突する個々のグリットの運動エネルギーにより、金属表面に窪みが生じ、これにより金属表面に圧縮応力が働く。金属板表面の圧縮応力分布により、金属板が変形し得ることが知られている。ある実施の形態において、工程（ｉ）において、グリットブラストにより、５００μｍまで、ある実施の形態において、３００μｍまで、ある実施の形態において、２００μｍまで、ある他の実施の形態において、１００μｍまでの深さを有する窪みが、ブラストされた表面に生じる。
【００４７】
しかしながら、従来、選択的なグリットブラスト後、金属板は、金属の焼なまし温度より低い温度に維持され、よって圧縮応力と、結果として向上した機械的性能が保持される。金属が、十分な期間に亘り、以下に限られないが、Ｔ(sr)＋１００℃以上、Ｔ(sr)＋２００℃以上、Ｔ(sr)＋３００℃以上、Ｔ(anneal)以上、Ｔ(sr)＋５００℃以上、Ｔ(sr)＋６００℃以上、Ｔ(sr)＋７００℃以上、Ｔ(sr)＋８００℃以上、さらにはＴ(sr)＋９００℃以上を含むそのＴ(sr)以上の温度などの高温で焼なましされ、緩和された場合、表面の圧縮応力は、減少するかまたは消失し、その結果、機械的性能の利得が減少および／または完全に消去されてしまうと理解されてきた。
【００４８】
本発明は、一部は、選択的にグリットブラストした金属板が変形して、向上した機械的性能、特に向上した耐垂下性および耐クリープ性を有する金属の焼なまし温度より高い高温に耐える構造を形成し得るという発見に基づく。正確なグリットブラストパターンを選択することによって、金属板が、金属の焼なまし温度より著しく高い温度に加熱された場合でさえも、所望の方向における耐クリープ性が改善された。
【００４９】
グリットブラスト設備は、市場において様々な場所で入手できる。これらの設備を、改良の有無にかかわらず、本発明の方法に使用して、所定の金属板を工作することができる。グリット材料、グリット速度、金属温度、様々な位置でのグリット滞留時間の全ては、異なる深さ、幅および長さを有する表面特徴構造を形成するために金属板の第１の主面の多数の部分を選択的にグリットブラストするのに制御し、調節することのできる変量である。用途と所望の効果に応じて、手動式グリットブラスターまたはマイクロプロセッサにより制御された自動式グリットブラスターを使用してよい。
【００５０】
所望のグリットブラストパターンは、特に、パターンマスクおよび／またはブラストすべき金属板の表面に対するグリットブラスターの制御移動の使用によって形成することができる。表面の選択された区域のみに衝突するようにグリットを噴射して通過させるために、プラスチック、ゴムまたは木から製造された単純なマスクを使用してよい。プログラムされたまたはプログラム可能なグリットブラスト装置を、マスクの補助の有無にかかわらずに、都合よく使用して、所望のパターンを作製しても差し支えない。
【００５１】
一般に、直線ブラスト区域は表面に異方性応力分布を生じ、この結果として、所定の方向に優先的変形、窪み形成および補強を生じることができる。例えば、図１に示された金属板について、工程（ｉ）の終わりで、ｙ方向における窪みを観察できる。工程（ｉｉ）の終わりで、変形は、図２に示された板の端面図により明示される。工程（ｉ）および（ｉｉ）の結果として分かるように、工程（ｉ）を実行する前に、金属板は実質的に平らであったとすれば、ｚ方向における板の全厚（すなわち、ｙｏｚ断面における山から谷までの距離）が増加した。したがって、板の所定の方向における優先的な窪みの形成が望ましい場合、交差しない多数のストライプを含む直線ブラストパターンが望ましいであろう。
【００５２】
他方で、ブラスト区域が表面に実質的に均一に分布しており、その結果、ｘ方向とｙ方向の両方に実質的に同じパターンが生じる場合、金属板は、ｘ方向とｙ方向の両方で工程（ｉ）と（ｉｉ）の終わりに、歪み、変形して、両方向に板を補強する。例えば、図３の複雑なパターンの結果として、工程（ｉｉ）の終わりにｘ方向とｙ方向の両方で板が変形する。交差するストライプなどの他のパターンを使用して、同様の効果を達成しても差し支えない。
【００５３】
金属板の１つの主面のグリットブラストが、工程（ｉｉ）の終わりでの所望の量の歪みを生じるのに多くの場合十分であり得る。ある実施の形態において、歪みを最大にし、したがって、板に結果として生じる強化を最大にするために、両面にブラストすることによって生じる歪みが互いに補足し、補強するような様式で、両主面をグリットブラストすることが望ましい。
【００５４】
グリットブラストの工程（ｉ）は、金属板が、所望の構造および外形を有する金属構造に形成される前または後に行っても差し支えない。例えば、平らな板に最初にグリットブラストしてもよく、次いで、変形した板を、管などの所望の二次元または三次元の構造に工作することができる。あるいは、平らな板を、管などの所望の二次元または三次元の構造に形成してよく、次いで、グリットブラストの工程（ｉ）を行うことができる。
【００５５】
同様に、金属板を熱処理する工程（ｉｉ）は、金属板が、所望の形状および外形を有する金属構造に形成される前または後に行っても差し支えない。例えば、平らな板を最初にグリットブラストし、次いで、熱処理の工程（ｉｉ）を行って、板を変形させ、その後、管などの所望の二次元または三次元の構造に工作して差し支えない。あるいは、平らな板を最初にグリットブラストし、次いで、管などの所望の二次元または三次元の構造に形成し、次いで、熱処理の工程（ｉｉ）を行って、最終的な構造および形状に変形しても差し支えない。
【００５６】
熱処理の工程（ｉｉ）には、工程（ｉ）の結果として金属板に誘発された応力を緩和するのに十分な温度で行われるという特徴がある。それゆえ、工程（ｉｉ）における熱処理温度は、Ｔ(sr)＋１００℃以上、Ｔ(sr)＋２００℃以上、Ｔ(sr)＋３００℃以上、Ｔ(anneal)以上、Ｔ(sr)＋５００℃以上、Ｔ(sr)＋６００℃以上、Ｔ(sr)＋７００℃以上、Ｔ(sr)＋８００℃以上、さらにはＴ(sr)＋９００℃以上などの先に定義されたＴ(sr)以上である。「焼なまし温度に近い」により、その温度がＴ(anneal)−５０℃以上であることを意味し、式中、Ｔ(anneal)は金属の焼なまし温度である。当業者には理解されるように、熱処理の温度が低いほど、応力が完全に緩和し、歪みが安定化するのに長い時間がかかる。金属の焼なまし温度より高いまたはそれに近い温度で動作する本発明の方法を使用して製造された金属構造について、熱処理の工程（ｉｉ）は、一部または全部、金属構造の動作中に行ってもよい。例えば、白金製ガラス溶融、状態調節、送達および取扱いシステムは、典型的に、白金の焼なまし点に近いまたはそれより高い温度で動作する。したがって、これらの金属構造について、工程（ｉｉ）は、ガラス溶融プロセスの動作中に、またはガラス溶融プロセスを開始する前に、行ってもよい。
【００５７】
ある実施の形態において、金属構造の表面、特に、大気圧に曝露される表面を被覆して、耐酸化性、耐水性、耐食性などの望ましい性質をその表面に与えることが望ましい。被覆は、有機、無機、またはその両方の組合せまたは混合物であって差し支えない。例えば、溶融ガラス送達および取扱い装置は、典型的に、外面にＺｒＯ2などの耐火性酸化物の層で被覆して、そこに耐酸化性を改善している。被覆が望ましい場合、そこへの被覆の付着性を、都合よくは無差別に改善するために、金属構造の全表面をグリットブラストし、その後、工程（ｉ）の優先的な選択的グリットブラストを行い、その後、一部または全部、表面に無機または有機被覆を施す工程を行うことが都合よい。最終的な被覆工程は、熱処理の工程（ｉｉ）の前または後に行ってもよい。ある実施の形態において、特に被覆および被覆されている金属板の熱膨張係数が著しく異なる場合、無機被覆を施す前に、工程（ｉｉ）を行うことが都合よい。これは、工程（ｉｉ）において、金属構造の変形により、先に施された被覆が剥離するかもしれないからである。施すことのできる耐火性無機被覆材料としては、以下に限られないが、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2およびそれらの混合物と組合せが挙げられる。被覆材料の施用は、プラズマ溶射、スパッタリング、および化学蒸着などの方法を使用して行うことができる。
【００５８】
溶接接合部、リベット留め接合部、ボルト締め接合部、ねじ込み接合部などの、機械的および化学的に形成されたものを含む接合部は、金属構造の弱い連結部である傾向にある。これらの区域で破損が生じる傾向にある。したがって、マルチセグメントの金属構造における接合部の強化は特に有用である。本発明の方法を都合よく使用して、この効果を達成することができる。金属構造の接合区域に所望の方向で工程（ｉ）および（ｉｉ）を行うことにより、接合部の強化を実現することができる。
【実施例】
【００５９】
ある実験において、２０質量％のロジウムを含む（Ｐｔ−２０Ｒｈ）、０．００４０インチ（１０００μｍ）の厚さ×３／４インチ（１．９０ｃｍ）幅のＰｔ−Ｒｈ小片のサンプルを、７インチ（１７．８ｃｍ）の支持されていない範囲を有する耐火性取付具内に配置することによって、その耐垂下性について１２６５℃で試験した。支持されていない範囲の中心に追加の錘を加えて、その範囲への最大応力を１３０５ｐｓｉ（８．９９８×１０3ｋＰａ）まで増加させた。
【００６０】
試験中に定期的に、サンプルを炉から取り出し、元の水平面からの垂下の量を測定した。サンプルがより垂れ下がるにつれて、耐クリープ性または耐垂下性が悪くなる。試験中、０．５インチ（１２．７ｍｍ）から１．４インチ（３．５６ｃｍ）までの垂下レベルの範囲があったことに気付いた。さらなる分析により、サンプルが、グリットブラストのために、長手方向に沿って様々な程度の面外反りを有したことが示された。図４は、サンプルの長手方向に沿ったこの反りを示している。図４において、横軸は、サンプルの面外曲率、すなわち、厚さの増加を示し、縦軸は、全垂下、すなわち、サンプルの最低点から、実験において始まった水平線までの距離を示す。面外反りが大きいほど、垂下が小さいのが分かる。面外反りが０．０２インチ（５００μｍ）から約０．０４２インチ（約１０６７μｍ）まで増加したときに、垂下が三分の一に減少するのが観察される。
【００６１】
試験されている金属の厚さ程度の曲率で、垂下が三分の一に減少するのが観察されるので、この発見は重大である。
【００６２】
本発明の範囲および精神から逸脱せずに、本発明に様々な改変および変更を行えることが当業者には明らかであろう。それゆえ、本発明は、本発明の改変と変更を、それらが添付の特許請求の範囲およびその同等物に含まれるという条件で、包含することが意図されている。
【符号の説明】
【００６３】
１０１    Ｐｔ板
１０３    グリットブラストされた交互のストライプ
１０５    グリットブラストされていない交互のストライプ
３０１    金属板
３０３    六角形のグリットブラストされた部分
３０５    グリットブラストされていない区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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