(57)【要約】本発明はアニーリングバンドの製造方法に関し、前記方法は（ａ）耐火金属粉末または耐火金属合金粉末を製造し、（ｂ）場合により粉末を酸化物成分または炭化物成分と配合し、（ｃ）粉末または粉末配合物を団結し、団結した粉末成分を形成し、（ｄ）団結した粉末成分を熱機械的処理し、シートまたはチューブを形成し、（ｅ）シートをストリップに切断し、（ｆ）ストリップからアニーリングバンドを形成することからなる。本発明は更にアニーリングバンドおよびアニーリングバンドの使用法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アニーリングバンドを製造する方法であり、前記方法が、
（ａ）耐火金属粉末を製造し、
（ｂ）場合により粉末を酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、
（ｃ）粉末または粉末配合物を団結し、団結した粉末成分を形成し、
（ｄ）団結した粉末成分を熱機械的処理し、シートを形成し、
（ｅ）シートをストリップに切断し、かつ
（ｆ）ストリップからアニーリングバンドを形成する
工程からなり、アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する、アニーリングバンドを製造する方法。
【請求項２】
耐火金属が（ａ）ニオブ、（ｂ）タンタル、（ｃ）モリブデン、（ｄ）タングステン、（ｅ）ニオブ合金、（ｆ）タンタル合金、（ｇ）モリブデン合金、（ｈ）タングステン合金、（ｉ）（１）耐火金属および（２）銅、ニッケル、チタン、鉄、コバルトからなる群から選択される非耐火金属の合金および（ｊ）これらの組み合わせからなる群から選択される成分である請求項１記載の方法。
【請求項３】
アニーリングバンドが均一な微細構造を有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
粉末が、粉末を団結し、熱機械的処理できるようにするために十分に低い酸素含量を有する請求項１記載の方法。
【請求項５】
耐火金属粉末が約３００ｐｐｍより少ない酸素含量を有する請求項１記載の方法。
【請求項６】
酸化物が酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化イットリウム、酸化ジルコニア、酸化ランタン、酸化ハフニウム、酸化カルシウム、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項７】
炭化物成分がＴａＣ、ＷＣ、ＨｆＣ、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣ、前記のものと異なる安定な炭化物、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される炭化物からなる請求項１記載の方法。
【請求項８】
押出法、ホットアイソスタティックプレス法、プレスおよび焼結法および前記方法の組み合わせからなる群から選択される方法により粉末を団結する請求項１記載の方法。
【請求項９】
約室温から約３３００°Ｆまでの範囲の温度で押出により粉末を団結し、前記方法が約９：１の押出の前と押出の後の面積の減少を有する請求項１記載の方法。
【請求項１０】
粉末を場合によりプレス工程で処理し、ホットアイソスタティックプレスにより団結する請求項１記載の方法。
【請求項１１】
粉末を、場合によりバリア層で被覆されたホットアイソスタティックプレス缶に入れ、缶を空にし、缶をホットアイソスタティックプレス容器に入れ、容器を、約１０ｋｓｉ〜約４５ｋｓｉの範囲の圧力で、約１時間〜約１０時間の範囲の時間にわたり約１５００°Ｆ〜約２６００°Ｆの範囲の温度で、ホットアイソスタティックプレス条件で処理することによりホットアイソスタティックプレス工程を実施する請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
プレスおよび焼結工程により粉末を団結し、プレス工程が一軸プレス法、冷間アイソスタティックプレス法およびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項１３】
プレスした粉末を焼結工程で処理する代わりに、プレスした粉末を抵抗焼結条件で処理し、電流が粉末を通過し、金属粉末を焼結するために十分な熱を生じる請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
熱機械的処理工程が前記の圧延工程とアニーリング工程の組み合わせからなる請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記工程を約室温〜約１８００℃の範囲の温度で実施し、約０.５”〜約１５”の範囲の厚さ、約２”〜約６０”の範囲の幅および約２ ”〜約３０ｆｔの範囲の長さを有する シートバーを形成する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
シートバーが約１.５インチの厚さ、約４.５インチの幅および約４０インチの長さを有する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
圧延工程がシートバーを約０.０１０”〜約０.５”の範囲の厚さ、約０.２５”〜約６０”の範囲の幅および約５”〜約１００ｆｔの範囲の長さを有するシートに圧延することからなる請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
シートが約４ｍｍの厚さ、約３０インチの幅および約５フィートの長さを有する請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
アニーリング工程を約８５０℃〜約２０００℃の範囲の温度で実施する請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
更に少なくとも１つの中間アニーリング工程を含む請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
シートを約０.０１”〜約０.５”の範囲の厚さ、約０.２５”〜約１０”の範囲の幅および約５”〜約２０ｆｔの範囲の長さを有するストリップに切断する請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
ストリップが約６０ビッカース〜約２００ビッカースの範囲の硬さを有するニオブストリップである請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
ストリップが約１９０ビッカース〜約４００ビッカースの範囲の硬さを有するモリブデンストリップである請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
ストリップが約３００ビッカース〜約６００ビッカースの範囲の硬さを有するタングステンストリップである請求項２１記載の方法。
【請求項２５】
ストリップを３点曲げ機または任意の他の形成法に入れ、ストリップをアニーリングバンドに成形することによりアニーリングバンドを形成する請求項１記載の方法。
【請求項２６】
アニーリングバンドが約０.０１”〜約０.５”の範囲の厚さを有する請求項１記載の方法。
【請求項２７】
アニーリングバンドが約０.２５”〜約１０”の範囲の幅を有する請求項１記載の方法。
【請求項２８】
アニーリングバンドが約１.５”〜６ｆｔの範囲の直径を有する請求項１記載の方法。
【請求項２９】
アニーリングバンドが約４ｍｍの厚さ、約２０ｍｍ〜約２５ｍｍの範囲の幅および約３５０〜約５００ｍｍの範囲の直径を有する請求項１記載の方法。
【請求項３０】
更にアニーリングバンドをインラインアニーリング装置のアニーリングホイールアセンブリに結合することからなる請求項１記載の方法。
【請求項３１】
アニーリングバンドが（ｉ）端部で開いている、（ｉｉ）一緒に溶接されているまたは（ｉｉｉ）端部で開いて、斜めの端部が重なっている請求項１記載の方法。
【請求項３２】
請求項１記載の方法から製造されるアニーリングバンド。
【請求項３３】
アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを排除する耐火金属アニーリングバンドを有する部品。
【請求項３４】
耐火金属がａ）ニオブ、（ｂ）タンタル、（ｃ）モリブデン、（ｄ）タングステン、（ｅ）ニオブ合金、（ｆ）タンタル合金、（ｇ）モリブデン合金、（ｈ）タングステン合金、（ｉ）（１）耐火金属および（２）銅、ニッケル、チタン、鉄、コバルトからなる群から選択される非耐火金属の合金および（ｊ）これらの組み合わせからなる群から選択される請求項３２記載のアニーリングバンド。
【請求項３５】
アニーリングバンドが均一な微細構造を有する請求項３４記載のアニーリングバンド。
【請求項３６】
アニーリングバンドが約０.０１”〜約０.５”の範囲の厚さ、約０.２５”〜約１０”の範囲の幅および約１.５”〜約６ｆｔの範囲の直径を有する請求項３４記載のアニーリングバンド。
【請求項３７】
インラインワイヤアニーリング装置中でアニーリングバンドを使用し、アニーリングバンドがアニーリング装置の３６時間より長い連続的作業の時間にわたり有効に維持される請求項３４記載のアニーリングバンド。
【請求項３８】
インラインワイヤアニーリング装置中でアニーリングバンドを使用する場合に、アニーリングバンドがアニーリング装置の１６０時間より長い連続的作業の時間にわたり有効に維持される請求項３４記載のアニーリングバンド。
【請求項３９】
（ａ）２つのアニーリングホイールアセンブリを用意し、それぞれのアセンブリは第１アニーリングホイール、第２アニーリングホイールおよびアニーリングバンドを有し、互いに結合している第１アニーリングホイールおよび第２アニーリングホイールがそれぞれワイヤに接触面を用意するために、第１アニーリングホイールと第２アニーリングホイールの間に配置された耐火金属アニーリングバンドを有し、
（ｂ）２つのアニーリングホイールアセンブリのアニーリングバンドの上をワイヤが通過し、
（ｃ）第１アニーリングバンドと第２アニーリングバンドの間に電圧を印加し、これにより少なくともワイヤのアニーリング温度にワイヤを加熱する条件下でワイヤに電流が通過し、これによりワイヤをアニーリングする
ことからなる金属ワイヤをアニーリングする方法であり、少なくとも１つのアニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する、金属ワイヤをアニーリングする方法。
【請求項４０】
ワイヤが銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、鋼線、鋼合金線およびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項３９記載の方法。   
【請求項４１】
耐火金属が（ａ）ニオブ、（ｂ）タンタル、（ｃ）モリブデン、（ｄ）タングステン、（ｅ）ニオブ合金、（ｆ）タンタル合金、（ｇ）モリブデン合金、（ｈ）タングステン合金、（ｉ）（１）耐火金属および（２）銅、ニッケル、チタン、鉄、コバルトからなる群から選択される非耐火金属の合金およびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項３９記載の方法。
【請求項４２】
アニーリングバンドが均一な微細構造を有する請求項３９記載の方法。
【請求項４３】
（ａ）シートをストリップに切断し、
（ｂ）ストリップからアニーリングバンドを形成することからなるアニーリングバンドンの製造方法であり、団結した粉末成分を熱機械的処理することにより金属シートが形成され、耐火金属粉末を団結した粉末成分に団結することにより団結した粉末成分が形成され、粉末を団結する前に場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外するアニーリングバンドの製造方法。
【請求項４４】
アニーリングバンドが均一な微細構造を有する請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
ストリップからアニーリングバンドを形成することからなるアニーリングバンドの製造方法であり、団結した粉末成分を熱機械的処理することにより形成されたシートからストリップを切断し、耐火金属粉末を団結した粉末成分に団結することにより団結した粉末成分を形成し、粉末を団結する前に場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外するアニーリングバンドの製造方法。
【請求項４６】
アニーリングバンドが均一な微細構造を有する請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
微細構造を有する耐火金属アニーリングバンドを有する部品であり、耐火金属が（ａ）ニオブ、（ｂ）タンタル、（ｃ）モリブデン、（ｄ）タングステン、（ｅ）ニオブ合金、（ｆ）タンタル合金、（ｇ）モリブデン合金、（ｈ）タングステン合金、（ｉ）（１）耐火金属および（２）銅、ニッケル、チタン、鉄、コバルトからなる群から選択される非耐火金属の合金および（ｊ）これらの組み合わせからなる群から選択され、アニーリングバンドが、約０.０１”〜約０.５”の範囲の厚さ、約０.２５”〜約１０”の範囲の幅および約１.５”〜約６ｆｔの範囲の直径を有し、アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する耐火金属アニーリングバンドを有する部品。
【請求項４８】
アニーリングバンドが、
（ａ）耐火金属粉末を製造し、
（ｂ）場合により粉末を酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、
（ｃ）粉末または粉末配合物を団結し、団結した粉末成分を形成し、
（ｄ）団結した粉末成分を熱機械的処理し、シートまたはチューブを形成し、
（ｅ）シートまたはチューブをストリップまたはリングに切断し、
（ｆ）ストリップまたはリングからアニーリングバンドを形成することからなる方法により製造され、アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する請求項４７記載のアニーリングバンド。
【請求項４９】
アニーリングバンドが、
（ａ）シートをストリップに切断し、
（ｂ）ストリップからアニーリングバンドを形成することからなる方法により製造され、団結した粉末成分を熱機械的処理することにより金属シートが形成され、耐火金属粉末または耐火金属合金粉末を団結した粉末成分に団結することにより団結した粉末成分が形成され、粉末を場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合して団結する請求項４７記載のアニーリングバンド。
【請求項５０】
ストリップからアニーリングバンドを形成することからなる方法によりアニーリングバンドが製造され、団結した粉末成分を熱機械的処理することにより形成されたシートからストリップを切断し、耐火金属粉末または耐火金属合金粉末を団結した粉末成分に団結することにより団結した粉末成分が形成され、粉末を場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合して団結し、アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する請求項４７記載のアニーリングバンド。
【請求項５１】
アニーリングバンドが連続する間隙のないアニーリングバンドである請求項４７記載のアニーリングバンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
ワイヤ製造業者はよりよいアニーリングバンド、よりよいアニーリングバンドの製造方法、および金属ワイヤをアニーリングするよりよい方法を長い間熱望していた。ワイヤ延伸技術において、延伸工程の間にまたは最終的熱処理としてインライン抵抗加熱により銅線をアニールすることが一般に行われている。その目的のために、ワイヤが２つのホイール（シャイブ）を通過し、ホイールに電圧がかける。そうして電流がワイヤを通過し、ワイヤをそのアニーリング温度に加熱する。ホイール（シャイブ）アセンブリの部分である、いわゆるアニーリングバンドは、ホイールを通過する場合に、ワイヤのための接触領域を生じる。アニーリングホイールアセンブリ（シャイブ）は水冷ハブおよび片面でプレートであってもよく、およびアニーリングバンドと一緒にアセンブリに固定される第２プレートがハブを包囲する。前記アセンブリはプーリおよびファンベルトに類似し、ワイヤがベルトである。
【０００２】
ニッケルまたはニッケル合金は通常はアニーリングバンドを製造するために使用される。残念なことに、ワイヤ製造者は現在使用されるアニーリングバンドの寿命がきわめて短く、アニーリングバンドの頻繁な交換が必要であることを報告する。摩耗のメカニズムはホイール（シャイブ）とワイヤの間の摩擦およびバンドとワイヤの間の電圧降下によるアーク形成を含む。ウォームアニーリングバンドを交換する場合に、装置を中断することが必要であり、このことが製造時間の損失および連続作業の中断の２つの問題を形成する。銅およびニオブからなるアニーリングバンドの製造に若干の努力が向けられた。しかしこれらの努力は適当な特性を有するアニーリングバンドの製造に成功しなかった。
【０００３】
前記の理由のために、改良されたアニーリングバンドを開発することが必要である。
【０００４】
前記の理由のために、これらのバンドを製造する改良された方法を開発することが必要である。
【０００５】
前記の理由のために、金属ワイヤをアニーリングする改良された方法を開発することが必要である。
【０００６】
発明の要約
本発明は、（ａ）耐火金属粉末を製造し、（ｂ）場合により粉末を酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、（ｃ）粉末または粉末配合物を団結し、団結した粉末成分を形成し、（ｄ）団結した粉末成分を熱機械的処理し、シートまたはチューブを形成し、（ｅ）シートまたはチューブをストリップまたはリングに切断し、（ｆ）ストリップからアニーリングバンドを形成する工程からなるアニーリングバンドを製造する方法に関し、前記アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する。
【０００７】
本発明は、アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する、耐火金属アニーリングバンドを含有する部品に関する。本発明は（ａ）ワイヤに接触領域を生じるために、互いに結合している第１アニーリングホイールと第２アニーリングホイールがそれぞれ第１アニーリングホイールと第２アニーリングホイールの間に配置された耐火金属アニーリングバンドを有するように、それぞれ第１アニーリングホイール（シャイブ本体）、第２アニーリングホイール（シャイブプレート）およびアニーリングバンドを有する２つのアニーリングホイールアセンブリ（アニーリングシャイブ）を用意し、（ｂ）ワイヤが２つのアニーリングホイールアセンブリのアニーリングバンドを通過し、（ｃ）第１アニーリングバンド（アニーリングバンドを通過するシャイブ体からの電流）と第２アニーリングバンドの間に電圧を印加し、これによりワイヤが少なくともワイヤのアニーリング温度に加熱する条件下で電流がワイヤに導入し、これによりワイヤをアニーリングする工程からなる、金属ワイヤをアニーリングする方法に関し、前記アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する。
【０００８】
本発明は（ａ）シートをストリップに切断し、（ｂ）ストリップからアニーリングバンドを形成する工程からなるアニーリングバンドを製造する２工程の方法に関し、金属シートは団結した粉末成分を熱機械的処理することにより形成され、団結した粉末成分は耐火金属粉末を団結した粉末成分に団結することにより形成され、粉末を場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合して団結し、前記アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する。本発明は更にストリップからアニーリングバンドを形成することからなるアニーリングバンドを製造する１工程の方法に関し、団結した粉末成分を熱機械的処理することにより形成されるシートからストリップを切断し、団結した粉末成分は耐火金属粉末を団結した粉末成分に団結することにより形成され、団結する前に粉末を場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、前記アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する。
【０００９】
本発明は更に耐火金属アニーリングバンドからなる部品に関し、アニーリングバンドが約０.０１”〜約０.５”の範囲の厚さ、約０.２５”〜約１０”の範囲の幅、約１.５”〜約６フィートの範囲の直径を有するように、耐火金属が（ａ）ニオブ、（ｂ）タンタル、（ｃ）モリブデン、（ｄ）タングステン、（ｅ）ニオブ合金、（ｆ）タンタル合金、（ｇ）モリブデン合金、（ｈ）タングステン合金、（ｉ）（１）耐火金属および（２）銅、ニッケル、チタン、鉄、コバルトからなる群から選択される非耐火金属の合金および（ｊ）これらの組み合わせからなる群から選択され、前記アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する。
【００１０】
図面の説明
本発明のこれらまたは他の特徴、構成および利点は以下の発明の詳細な説明および請求の範囲を参考にしてよりよく理解される。
【００１１】
図１はアニーリングバンドの側面図を示し、図２は図１に示されたアニーリングバンドの横断面図を示し、図３はアニーリングバンドを有するアニーリングホイールアセンブリの側面図を示し、図４は図３に示されたアニーリングホイールアセンブリの横断面図を示し、図５は本発明による連続的な間隙のないアニーリングバンドの側面図を示し、図６は間隙がバンドを離れるワイヤと一致しない、間隙を有するアニーリングバンドを示し、図７は間隙がバンドを離れるワイヤと一致する、間隙を有するアニーリングバンドを示す。
【００１２】
発明の説明
本発明はアニーリングバンドを製造する方法に関する。前記方法は、（ａ）耐火金属粉末を製造し、（ｂ）場合により粉末を酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、（ｃ）粉末または粉末配合物を団結し、団結した粉末成分を形成し、（ｄ）団結した粉末成分を熱機械的処理し、シートまたはチューブを形成し、（ｅ）シートまたはチューブをストリップまたはリングに切断し、（ｆ）ストリップからアニーリングバンドを形成する工程からなり、前記アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを除外する。本発明に使用される耐火金属粉末は、本発明の処理工程で処理される場合に、本発明のアニーリングバンドを生じる、任意の耐火金属粉末であってもよい。適当な耐火金属粉末の例は、（ａ）ニオブ、（ｂ）タンタル、（ｃ）モリブデン、（ｄ）タングステン、（ｅ）ニオブ合金、（ｆ）タンタル合金、（ｇ）モリブデン合金、（ｈ）タングステン合金、（ｉ）（１）耐火金属および（２）銅、ニッケル、チタン、鉄、コバルトからなる群から選択される非耐火金属の合金および（ｊ）これらの組み合わせから形成される粉末である。ここで使用されるように、耐火金属の語は耐火金属、耐火金属合金または耐火金属と耐火金属合金の組み合わせに適用することができる。
【００１３】
前記粉末は粉末の団結および熱機械的処理を可能にするために十分に低い酸素含量を有する。１つの実施態様において耐火金属粉末は約３００ｐｐｍ未満、有利に２００ｐｐｍ以下、より有利に１００ｐｐｍ以下の酸素含量を有するタンタル、ニオブまたはタンタルまたはニオブの合金の粉末を含む。このような粉末は（ｉ）マイナス１００メッシュ（またはマイナス６０メッシュ）の、タンタル、ニオブおよびこれらの金属の互いの合金またはこれらの一方または両方と他の金属の合金からなる群から選択される第１金属の水素化物粉末を用意し、（ｉｉ）第１金属の水素化物を、１つの加熱サイクルで水素と酸素を除去するために、第１金属の親和性より酸素に関する高い親和性を有する金属の存在で加熱し、（ｉｉｉ）引き続き前記金属から酸素に関する高い親和性を有する金属を除去し、（ｉｖ）これにより３００ｐｐｍ未満の酸素含量を有する第１金属の粉末を形成する工程からなる方法により製造できる。このような粉末は更に米国特許第６２６１３３７号に記載され、その内容は全部本明細書に含まれる。
【００１４】
場合により団結する前に、耐火金属粉末を酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合する。適当な酸化物は選択された金属系で安定な酸化物を含む。安定な酸化物の例は酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化カルシウムおよびこれらの酸化物の組み合わせを含むが、限定されない。これらの酸化物を使用できる量は少なくとも約５ｐｐｍであり、約５ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍまたは約１０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの範囲にわたることができる。適当な窒化物は選択された金属系で安定な窒化物を含む。適当な窒化物の例は窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウムおよびこれらの組み合わせを含むが、限定されない。これらの窒化物を使用できる量は少なくとも約５ｐｐｍであり、約５ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍまたは約１０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの範囲にわたることができる。適当な炭化物は選択された金属系で安定な炭化物を含む。適当な炭化物の例はＴａＣ，ＮｂＣ、ＷＣ、ＨｆＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣおよびこれらの炭化物の組み合わせを含むが、限定されない。これらの炭化物を使用できる量は少なくとも約１０ｐｐｍであり、約５ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍまたは約１０ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの範囲にわたることができる。
【００１５】
前記粉末は耐火金属粉末を本発明の処理工程で処理して本発明のアニーリングバンドを製造できる任意の方法により団結することができる。適当な方法の例は押出法、ホットアイソスタティックプレス法、プレスおよび焼結法および前記方法の組み合わせを含む。
【００１６】
押出を選択する場合は、粉末を約室温（２５℃）〜約３３００°Ｆ（約１８１５℃）の範囲の温度で団結する。押出の前および押出の後の前記方法の面積の減少は約５：１〜約２０：１の範囲にわたることができる。１つの有利な実施態様において押出の前および押出の後の前記方法の面積の減少は約９：１である。
【００１７】
アイソスタティックプレスを選択する場合は、粉末を場合によりプレス工程で処理する。場合によりモリブデンのようなバリア層が被覆されたホットアイソスタティックプレス缶に粉末を入れ、缶を空にし、ホットアイソスタティックプレス容器に缶を入れ、容器をホットアイソスタティックプレス条件で、約１０ｋｓｉ〜約４５ｋｓｉの範囲の圧力で約１時間〜約１０時間の範囲の時間にわたり約１５００°Ｆ（約８１５℃）〜約２６００°Ｆ（約１４２７℃）の範囲の温度で、有利に少なくとも約３０ｋｓｉで６時間にわたり約２３００°Ｆ（約１２６０℃）で処理する。
【００１８】
プレスおよび焼結工程により粉末を団結する場合は、一軸プレス法、冷間アイソスタティックプレス法およびこれらの方法の組み合わせを使用することができる。１つの実施態様においてプレスした粉末を焼結工程で処理する代わりにプレスした粉末を抵抗焼結条件で処理し、ここで電流が粉末を通過して金属粉末を焼結するために十分な熱を生じる。
【００１９】
団結した粉末成分の寸法は用途に応じて変動することができる。一般に団結した粉末成分の長さは少なくとも約４”（約１０ｃｍ）であり、団結した粉末成分の幅は少なくとも約２”（約５ｃｍ）であり、団結した粉末成分の高さは少なくとも約２”（約５ｃｍ）である。他の実施態様において、団結した粉末成分の長さは約４”（約１０ｃｍ）〜約４０”（約１０１ｃｍ）、有利に約４”（約１０ｃｍ）〜約３０ｆｔ（９１４ｃｍ）の範囲にわたる。他の実施態様において、団結した粉末成分の幅は約０.５”（約１.３ｃｍ）〜約３”（約７.６ｃｍ）、有利に約０.５”（約１.３ｃｍ）〜約４０”（約１２１９ｃｍ）の範囲にわたる。他の実施態様において、団結した粉末成分の高さは約０.５”（約１.３ｃｍ）〜約３”（７.６ｃｍ）、有利に０.５”（約１.３ｃｍ）〜約４０”（約１２１９ｃｍの範囲にわたる。
【００２０】
熱機械的処理工程は前記のプレス工程およびアニーリング工程の組み合わせを含む。
【００２１】
前記工程は本発明のアニーリングバンドの形成を可能にする任意の条件下で実施することができる。１つの実施態様において前記工程を約室温〜約１８００°Ｆの範囲の温度で、有利に室温で実施して約０.５”〜約１５”（約１.３ｃｍ〜約３８ｃｍ）の範囲の厚さ、約２”〜約６０”（約５ｃｍ〜約１５２ｃｍ）の範囲の幅および約２”〜約３０ｆｔ（約５ｃｍ〜約９１４ｃｍ）の範囲の長さを有するシートバーを形成する。他の実施態様においてシートバーは約１.５インチの厚さ、約４.５インチの幅および約４０インチ（１０２ｃｍ）の長さを有する。
【００２２】
プレス工程は本発明のアニーリングバンドの形成を可能にする任意の条件下で実施することができる。プレス工程は一般にシートバーから約０.０１０”〜約０.５”（約０.０３ｃｍ〜約１.３ｃｍ）の範囲の厚さ、約０.２５”〜約６０”（約０.６４ｃｍ〜約１５２ｃｍ）の範囲の幅および約５”〜約１００ｆｔ（約１２.７ｃｍ〜約３０４８ｃｍ）の範囲の長さを有するシートへのプレスを含む。他の実施態様においてシートは約４ｍｍの厚さ、約３０インチの幅および約５フィート（約１５２.４ｃｍ）の長さを有する。
【００２３】
アニーリング工程は本発明のアニーリングバンドの形成を可能にする任意の条件下で実施することができる。一般にアニーリング工程は約８５０℃〜約２０００℃、有利に約１０００℃〜約１４００℃の範囲の温度で実施する。
【００２４】
１つの実施態様において、前記方法は更に少なくとも１つの中間アニーリング工程を含む。有利にアニーリング工程は全部の約７０％〜約９０％が変形した後に実施する。例えば団結した粉末成分を圧縮し、その厚さが最初の厚さの約８０％に減少する場合は、前記工程を実施する前に中間アニーリング工程を実施することができる。
【００２５】
シートを約０.０１”（約０.０３ｃｍ）〜約０.５”（約１.３ｃｍ）の範囲の厚さ、約０.２５”（約０.６４ｃｍ）〜約１０”（約３０５ｃｍ）の範囲の幅および約５”（約１２.７ｃｍ）〜約２０ｆｔ（約６１０ｃｍ）の範囲の長さを有するストリップに切断する。１つの実施態様においてストリップは約６０ビッカース〜約２００ビッカースの範囲の硬度を有するニオブストリップである。他の実施態様においてストリップは約１９０ビッカース〜約４００ビッカースの範囲の硬度を有するモリブデンストリップである。他の実施態様においてストリップは約３００ビッカース〜約６００ビッカースの範囲の硬度を有するタングステンストリップである。
【００２６】
アニーリングバンドはストリップを三点曲げ機に配置することによりまたはストリップからアニーリングバンドを形成できる他の任意の方法により形成する。
【００２７】
１つの実施態様において本発明のアニーリングバンドはインゴット金属学（Ｉ／Ｍ）技術から製造できる。
【００２８】
本発明のアニーリングバンドは（ａ）ニオブ、（ｂ）タンタル、（ｃ）モリブデン、（ｄ）タングステン、（ｅ）ニオブ合金、（ｆ）タンタル合金、（ｇ）モリブデン合金、（ｈ）タングステン合金、（ｉ）（１）耐火金属および（２）銅、ニッケル、チタン、鉄、コバルトからなる群から選択される非耐火金属の合金およびこれらの組み合わせから製造する。アニーリングバンドはインラインアニーリング装置のアニーリングホイールアセンブリに結合することができる。インラインアニーリング装置に使用する場合は、アニーリングバンドは３６時間より長いアニーリング装置の連続的作業の時間にわたりまたは１６０時間より長いアニーリング装置の連続的作業の時間にわたり有効性を維持する。１つの実施態様においてアニーリングバンドは３６時間より長く、約１６０時間までの範囲のアニーリング装置の連続的作業の時間にわたり有効性を維持する。
【００２９】
アニーリングバンドが有効であると述べられる場合は、アニーリングバンドがインラインアニーリング装置で連続的に、アニーリングバンドの交換を必要とせずに、およびインラインアニーリング装置（または処理ライン）を中断せずに、ワイヤをアニールできることを意味する。
【００３０】
本発明のアニーリングバンドは有利に高いアーク抵抗を有し、これは高い融点に関係し、アニーリングバンドでの有利な特性であると思われる。
【００３１】
更にアニーリングバンドは有利に高い温度でアニーリングバンドに接触するワイヤ、例えば銅線と熔解しない。
【００３２】
アニーリングバンドの寸法はアニーリングバンドを使用するワイヤ製造機でアニーリングバンドを製造できる寸法である。有利にアニーリングバンドは約０.０１”〜約０.５”の範囲の厚さ、約０.２５”〜約１０”の範囲の幅および約１.５”〜約６ｆｔの範囲の直径を有する。１つの実施態様においてアニーリングバンドは約４ｍｍの厚さ、約２０〜２５ｍｍの範囲の幅、および約３５０〜約５００ｍｍの範囲の直径を有する。アニーリングバンドは（ｉ）端部で開いていても（ｉｉ）一緒に溶接されていても、または（ｉｉｉ）端部で開いて斜めの端部が重なっていてもよい。
【００３３】
本発明のアニーリングバンドは有利に均一な微細構造を有する。例えばアニーリングバンドが（１）耐火金属および（２）銅またはニッケルまたはチタンまたは鉄またはコバルトのような非耐火金属から形成される場合は、アニーリングバンド全体に均一に分配される。選択的に本発明のアニーリングバンドが耐火金属の組み合わせから形成される場合は、合金の化学組成はアニーリングバンド全体に均一である。アニーリングバンドが１つの耐火金属から形成される場合は、アニーリングバンドの微細構造はアニーリングバンド全体に均一である。相分布、化学組成および微細構造の均一性は均一な物理特性、ワイヤ製造者により価値があるとされる特徴に相当する。
【００３４】
本発明の方法は、使用する際に、適当な耐火金属粉末を生じる。粉末を場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、粉末または粉末配合物を団結して団結した粉末成分を形成する。団結した粉末成分を熱機械的処理し、シートを形成する。シートをストリップに切断し、ストリップからアニーリングバンドを形成する。
【００３５】
粉末形成工程、粉末団結工程およびシート形成工程を予め行った場合に、例えばこれらの工程をサービスプロバイダーにより行った場合に、本発明は（ａ）シートをストリップに切断するおよび（ｂ）ストリップからアニーリングバンドを形成する工程からなるアニーリングバンドを製造する２工程の方法を含み、団結した粉末成分を熱機械的処理することにより金属シートを形成し、耐火金属粉末を団結した粉末成分に団結することにより団結した粉末成分を形成し、団結する前に、粉末を場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合する。
【００３６】
粉末形成工程、粉末団結工程、シート形成工程およびシート切断工程を予め行った場合に、本発明はストリップからアニーリングバンドを形成することからなるアニーリングバンドを製造する一工程法からなり、団結した粉末成分を熱機械的処理することにより形成されたシートからストリップを切断し、耐火金属粉末を団結した粉末成分に団結することにより団結した粉末成分を形成し、団結する前に粉末を場合により酸化物成分または窒化物成分または炭化物成分と配合し、前記アニーリングバンドが銅およびニオブからなるアニーリングバンドを排除する。
【００３７】
ワイヤ製造法に関して、本発明は２つのアニーリングホイールアセンブリが用意されている金属ワイヤをアニーリングする方法を含む。それぞれのアニーリングホイール（シャイブ）アセンブリは第１アニーリングホイール（シャイブ本体）、第２アニーリングホイール（プレート）およびアニーリングバンドを有し、ワイヤに接触面を提供するために、互いに結合している第１アニーリングホイール（本体）と第２アニーリングホイール（プレート）がそれぞれ第１アニーリングホイール（本体）と第２アニーリングホイール（プレート）の間に配置されている耐火金属アニーリングバンドを有する。アニーリングバンドは任意の適当な技術により、例えばアニーリングバンドをアニーリングホイール（シャイブ）アセンブリに固定することによりアニーリングホイール（シャイブ）アセンブリに結合することができる。ワイヤが２つのアニーリングホイールアセンブリのアニーリングバンドを通過し、第１アニーリングバンドと第２アニーリングバンドの間に電圧を印加し、ワイヤが少なくともワイヤのアニーリング温度に加熱される条件下で電流がワイヤを通過する。アニーリング装置から導入される電圧は用途に応じて変動することができる。
【００３８】
このアニーリング条件で処理できるワイヤは銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、鋼線、合金鋼線、およびこれらの組み合わせを含む。使用できるワイヤの寸法は０.００２”（約０.００６ｃｍ）〜約０.１”（約２３ｃｍ）の範囲にわたることができる。もちろん他の寸法を有するワイヤを同様に使用することができる。
【００３９】
図１は端部が開いたアニーリングバンド５の側面図を示す。図１の断面の線１〜３は図２に示されるアニーリングバンドの断面図に関する。図３はアニーリングバンド１３を有するアニーリングホイールアセンブリ１１を示し、断面の線７〜９は図４の断面図に関し、図４においてアニーリングバンド１５がアニーリングホイール１７および１９に結合している。
【００４０】
１つの実施態様において本発明のアニーリングバンドは間隙を有する。しかし他の実施態様において本発明のアニーリングバンドは連続しており、間隙を有しない。図５は本発明により製造される連続的な間隙のないアニーリングバンドを示す。図６は支障のない位置に間隙を有する（間隙がバンドを離れるワイヤに一致しない）アニーリングバンドを示す。図７は支障のある位置に間隙を有する（間隙がバンドを離れるワイヤと一致する）アニーリングバンドを示す。理論に拘束されずにアニーリングバンドが間隙を有する場合は、電流がアニーリングバンドからワイヤに運ばれる回路が破壊され、アーク形成またはアーク形成の可能性（バンドの好ましくない腐食）が増加することが予想される。連続するバンドの使用はアーク形成を減少する。
【００４１】
連続するアニーリングバンドの使用は有利にバンドの全部の長さに亘り摩耗を均一に分配することを可能にする。連続するアニーリングバンドの使用はバンド全体に連続的な電界を付与し、これにより場合によりバンド全体にアーク形成を均一に分配し、バンド内の間隙により生じる過剰のアーク形成のための電位を除去する。間隙を有する通常のアニーリングバンドにおいてアーク形成は間隙をこえてバンドの１４％に高まる。
【００４２】
本発明により製造される連続するアニーリングバンドの寿命は本発明により製造される（間隙を有する）アニーリングバンドの寿命より一般に長く、かなり長い。本発明の連続するアニーリングバンドは一般に本発明により製造される（間隙を有する）アニーリングバンドに比較して少なくとも約５０％から約８０％大きく、または約８０％より大きい寿命を有する。（本発明の材料を使用して製造されない）通常のアニーリングバンドに比較して、本発明の連続するアニーリングバンドは通常の使用で少なくとも約１００％、または約２００％より大きく、または約３００％より大きい持続力を有する。１つの実施態様において本発明の連続するアニーリングバンドは通常のアニーリングバンド、例えばニッケルバンドに比較して約１００％から約１０００％までまたはそれ以上持続する。
【００４３】
本発明の連続するアニーリングバンドは任意の適当な方法により製造される。一般に連続するアニーリングバンドはバンドの長さおよび丸さを決定し、前記のように製造した後にバンドの２つの端部を接合することにより製造される。バンドの成形は標準的金属処理技術を使用して行うことができ、端部の接合は３点曲げ法および溶接のような標準的金属庶路技術を使用して同様に実施することができる。他の可能な製造方法は連続するバンドを製造するために十分な直径および厚さおよび断面の幅の管を製造することである。
【００４４】
本発明は有利に改良されたアニーリングバンド、このバンドを製造する改良された方法およびアニーリングワイヤのための改良された方法を提供する。本発明のアニーリングバンドは通常のアニーリングバンドと交換することができ、ワイヤ製造者が延長された時間にわたりアニーリング装置を運転することを可能にする。アニーリングバンドの使用がメインテナンスおよび装置の休止時間を減少できるので、本発明は特にワイヤ製造でのインラインアニーリング装置に有用である。本発明のニオブアニーリングバンドを使用する場合に、ニオブバンドは通常のニッケルバンドより１０倍以上長く持続することができる。
【００４５】
本発明を以下の実施例により説明するが、ほかに記載されない限り部および％は質量部および質量％である。
【００４６】
実施例
例１
方法
放電加工（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ＥＤＭ）により切断した場合の種々の材料の切断速度（以下の表参照）を測定した。この場合に切断工具としてワイヤを使用した（ワイヤＥＤＭ）。ＥＤＭのために処理物を石油または水に浸漬する。処理物とワイヤの間に電圧を印加し、ワイヤから処理物に電気アークが開始するようにワイヤを処理物に接近させた。それぞれのアークは処理物の表面で少ない体積の材料を蒸発させた。アーク形成により処理物が腐食するようにワイヤが処理物を切断した。この方法により達成できる切断速度は材料のアーク抵抗性の１つの表示であった。遅い切断速度は高いアーク抵抗性を示した。表は１時間当たりの切断面積（１時間当たりの平方インチ）として定量化された切断速度を記載する。ニオブが他のすべての材料で試験した切断速度より遅い切断速度を有することが理解できる。
【００４７】
ＥＤＭ試験はＮｂに関して遅い切断速度を示す（以下の表１参照）。
【００４８】
表１
材料                切断速度（ｉｎ２／時間）
ＣｕＣｒＮｂ           ４．５１２
ＣｕＣｒＮｂ           ３．６００
ＧｌｉｄｃｏｐＴＭ     ３．５１０
銅                     ３．０６６
Ｃｕ１８Ｎｂ           ２．８３２
Ｎｉ２０１             ２．６４６
ＧｌｉｄｃｏｐＴＭ     ２．１６０
ＧｌｉｄｃｏｐＴＭ
およびニオブ           １．９６２
ニオブ                 ０．９３６
ＧｒｉｄｃｏｐＴＭはＯＭＧ社による酸化物分散液補強（ＯＤＳ）銅合金である。これらの結果からニオブが他の材料より放電加工に対して高い耐性を有することが推定された。放電加工はアニーリングバンドに関する主な摩耗メカニズムの１つであるので、Ｎｂから製造されるアニーリングバンドが他の材料から製造されるバンドより遅く摩耗し、他のバンドより高い寿命を有することが更に推定された。
【００４９】
例２
方法
ビッカース硬さ測定をどのように行うか詳細に記載するＡＳＴＭＥ９２−８２、公知の標準によりビッカース硬さ測定を決定した。表２は異なる材料の種類に関して得られたビッカース硬さを示す。
【００５０】
表２
材料種類      ビッカース硬さ値
Ｉ／ＭＮｂ            ７０
Ｐ／ＭＮｂ          １１０
Ｉ／Ｍ：インゴット冶金学
Ｐ／Ｍ：粉末冶金学
結果はＮｂのＰ／Ｍ種類がＩ／Ｍ種類Ｎｂよりかなり硬いことを示した。これらの結果からＰ／ＭＮｂがＩ／ＭＮｂより機械の腐食に対して高い耐性を有することが推定された。機械の腐食はアニーリングバンドに関する主な摩耗メカニズムの１つであるので、Ｐ／ＭＮｂから製造されたアニーリングバンドがＩ／ＭＮｂから製造されたバンドより遅く摩耗し、Ｉ／ＭＮｂバンドより高い寿命を有することが更に推定された。
【００５１】
本発明を一部の有利な構成に関して詳細に説明したが、他の変形が可能である。従って請求の範囲の思想および範囲はこれに含まれる構成の説明に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】アニーリングバンドの側面図である。
【図２】図１のアニーリングバンドの断面図である。
【図３】アニーリングバンドを有するアニーリングホイールアセンブリの側面図である。
【図４】図３のアニーリングホイールアセンブリの断面図である。
【図５】本発明による連続するアニーリングバンドの側面図である。
【図６】間隙がバンドを離れるワイヤと一致しない、間隙を有するアニーリングバンドの図である。
【図７】間隙がバンドを離れるワイヤと一致する、間隙を有するアニーリングバンドの図である。
【図１】
2006517615.tif 000002
【図２】
2006517615.tif 000003
【図３】
2006517615.tif 000004
【図４】
2006517615.tif 000005
【図５】
2006517615.tif 000006
【図６】
2006517615.tif 000007
【図７】
2006517615.tif 000008
【国際調査報告】
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2006517615.tif 000010
2006517615.tif 000011
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