(57)【要約】      （修正有）【課題】比較的に大きく、均一な結晶粒度特性が形成されたニオブキャビティの製作方法をを提供する。【解決手段】ニオブキャビティが、冷間圧延シートでなくて鋳放しニオブインゴットのスライス又は管の深絞りにより製作する。【効果】冷間圧延シートからの製造と比較し、結晶粒度特性が改善されると共に製造コストも低減できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を含むニオブキャビティの製造法：
ａ）純粋な鋳造ニオブインゴットを形成し；
ｂ）該鋳造ニオブインゴットをスライスして鋳造ニオブインゴットのスライス又は管を形成し；
ｃ）鋳造ニオブインゴットのスライス又は管を深絞りしてセルの半部分とし；そして
ｄ）複数の該セルの半部分を溶接してキャビティを形成する。
【請求項２】
鋳造ニオブインゴットのスライスが、鋳造ニオブインゴットを横断方向に切断することにより製造される、請求項１記載の製造法。
【請求項３】
鋳造ニオブインゴットのスライスが約１／１６インチから１／４インチの厚さである、請求項２記載の製造法。
【請求項４】
鋳造ニオブインゴットのスライスが表面を有し、そして該表面が深絞り前に平滑化される、請求項１記載の製造法。
【請求項５】
平滑化が化学エッチング又は電気研磨により行われる、請求項４記載の製造法。
【請求項６】
下記を含む方法により製造されたニオブキャビティ：
ａ）純粋なニオブインゴットを鋳造して鋳造ニオブインゴットを形成し；
ｂ）鋳造ニオブインゴットをスライスして鋳造ニオブインゴットのスライスを形成し；
ｃ）鋳造ニオブインゴットのスライスを深絞りしてセルの半部分とし；そして
ｄ）複数の該セルの半部分を溶接してキャビティを形成する。
【請求項７】
鋳造ニオブインゴットのスライスが、鋳造ニオブインゴットを横断方向に切断することにより製造される、請求項６記載のニオブキャビティ。
【請求項８】
本質的に鋳放しの結晶粒組織を有するニオブを含むニオブキャビティの半部分。
【請求項９】
本質的に鋳放しの結晶粒組織が、キャビティの半部分を形成するための深絞り中に与えられた冷間加工によってのみ変更される、請求項８記載のニオブキャビティの半部分。
【請求項１０】
直径が約５０ミクロンより大きいサイズの結晶粒を約１ないし約数百個含む、請求項８記載のニオブキャビティの半部分。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は結晶粒加速器及び同様の装置に使用するニオブキャビティ（空洞体）の製作に関し、さらに詳しくはニオブシート材料ではなく純粋なニオブインゴット（鋳塊）のスライス又は管から、かかるキャビティを製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、よく知られた型の、結晶粒加速器及び同様の装置の操作に使用されるニオブキャビティは、インゴット製造材料の冷間加工及び焼きなましにより製造したニオブシートを深絞りすることにより製作されていた。かかる材料はニオブキャビティに使用するのに満足であることが証明されたが、このようにして製造された材料は、主として結晶粒度及び結晶粒度分布に関連するいくつかの欠点を示す。例えば、冷間圧延シート材料は比較的微細な粒状組織を示し、従って多数の結晶粒界はキャビティ操作においてその性能に影響を及ぼす。冷間圧延シートもまたシート材料の長さ方向を貫通する方向及び長さ方向に沿って結晶粒度にかなりの変動を示し、それもまたキャビティにおけるその性能に影響を及ぼす。他方、鋳造インゴットニオブは、材料本体全体にわたって大きい結晶粒度及び比較的均一な結晶粒度分布を示す。大きい結晶粒の存在は結晶粒界の数を減少させる結果となり、従って最終キャビティ構造体において性能を向上させる結果となる。従って、”鋳放し”又はインゴットのニオブの比較的大きくそして均一な結晶粒度特性が形成されたキャビティに保存されれば、性能は疑いなく改良されるであろう。
【０００３】
従来のシート材料を基材としたキャビティの上記の結晶粒度に関連した欠点に加えて、ニオブキャビティの製作における冷間圧延シート材料の使用に関係した他の著しい欠点がある。それらには：１）ニオブを冷間圧延及び焼きなまししてシートを製造するのに関係したコストが比較的高いこと；２）冷間圧延シート材料が示す比較的小さい結晶粒度のために、加熱した場合、それらの強度は許容できないほど減少すること；及び３）冷間圧延シートは”記憶”又は”スプリングバック”特性を明示し、それは、正確な寸法特性を確保するために、深絞り後に形成されたキャビティの大規模且つ費用のかかる仕上げを必要とし得ること、がある。かかるスプリングバックは冷間圧延シートに帯が存在すること又は結晶粒度が均一性を欠くことによる。これらの欠点の全ては、大きく且つ比較的均一な結晶粒度分布を有する、”鋳放し”インゴットを基材とするニオブ出発材料の使用により肯定的な影響を及ぼされ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、大きい結晶粒及び均一な結晶粒分布を有するニオブキャビティを製作する方法を提供することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、ニオブキャビティを、冷間圧延シートからのかかる構造体の製作と比較して、著しく低減した費用で製作する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、ニオブキャビティが、大きい結晶粒のインゴットから製造した鋳放しインゴットのスライス又は管を深絞りすることにより製作される。この方法は、最小の結晶粒界を有するニオブキャビティを、冷間圧延シートからのかかる構造体の製造と比較して著しく低減した費用で製造する結果となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上記のように、従来技術では、ニオブキャビティは冷間圧延ニオブシートの深絞りにより製作していた。かかる製作方法は、満足できるキャビティを製造するが、大部分は、かかる冷間圧延ニオブ材料が示す比較的小さい結晶粒度及び比較的広い結晶粒度分布のために、最適な操作特性を示すキャビティをもたらさなかった。
【０００８】
かかるキャビティの性能を改良するために、方法が探究されて、比較的大きい結晶粒度（又は単一の結晶粒）を有し、同時に結晶粒界の数が減少し、そしてまた比較的均一な結晶粒度分布を有するキャビティを提供する製作技術が見出された。
【０００９】
ここで、従来の方法で、しかしインゴットのシート厚のスライス又は管を含む出発材料を使用してキャビティを製作すると、望ましい結晶粒度及び結晶粒度分布特性を示すキャビティが製作されることが発見された。全く驚くべきことに、本願で記載したように製造したキャビティは、関連する従来技術で言及したように、熱安定性又はＲＲＲのために優れた熱伝導度を示す。
【００１０】
従って、本発明の方法によると、純粋なニオブをインゴット、一般的には直径が約１７インチまで、そして長さが６フィートまで又は６フィートを超える丸いインゴット、に鋳造又は圧延し、そして該インゴットを以下に記載するように横断方向に切断して、約１／１６インチから１／４インチの厚さ、又は従来技術でかかる構造を製作するために以前に使用した冷間圧延シートの厚さのスライス、又は管にする。該スライスは好ましくは厚さが約１／８インチである。このようにして得られたスライスを次に慣用の深絞り工程に使用して所望の複数のセルの半部分を製造し、そしてこのようにして製造した複数のセルの半部分を、従来の方法で機械加工及び溶接によりキャビティに組み立てる。従って、本発明のニオブキャビティは、本質的に”鋳放し”の粒状組織を有するニオブを含むが、但し”鋳放し”の粒状組織は、キャビティの半部分を形成するために使用する深絞り工程中に与えられる冷間加工により変更され得る。本願に記載の方法の開発における目的は、あらゆるキャビティ半部分に存在するニオブの結晶粒の数を最小にすることである。本願に記載の工程を使用して、一つだけのニオブの結晶粒又は結晶を含むキャビティ半部分の製造が可能である。但し、本願に記載したようにして製造したキャビティ半部分の殆どは２個以上の結晶粒から多分数百個もの結晶粒を含むであろうが、従来技術で記載したように、圧延シートから製作したキャビティ半部分に存在する約５０ミクロンの大きさの、視覚的に無制限の数の結晶粒よりも確実に少ない数の結晶粒を含むであろう。
【００１１】
ニオブインゴットの鋳造は当業界でよく知られているので、この工程の更なる記述は本願に提示しない。本発明の目的に、従来の鋳造した純粋なニオブインゴットが使用される。鋳造後、該インゴットを横断方向にスライス又は切断して、従来技術でキャビティの製造に通常使用される冷間圧延シートの一般的なサイズ及び形状の薄くそして丸いニオブ片を得るか、又は管に鋳造する。本発明のニオブキャビティを製作する材料の”鋳放し”構造体は、キャビティ半部分を形成するための深絞り工程中に金属に付与される冷間加工に偶発的に生じ得る結晶粒組織は別として、金属の熱間又は冷間加工（例えば熱間又は冷間圧延）により付与される結晶粒組織を含まない。従って、最終のキャビティにおいて、結晶粒組織は本質的に、深絞りによりキャビティ半部分に変換されるインゴットスライスに切断する”鋳放し”インゴットに存在した結晶粒組織である。
【００１２】
ニオブインゴットを横断方向にスライス又は切断してシートにするか又は管にするのは、例えばＥＤＭ（放電機械加工）、又は、例えば帯鋸を用いた慣用ののこ引きさえも含む多くの慣用の方法のいずれかで行い得る。しかしながら、どの切断方法を使用しても、スライス又は切断した表面が、引き続く絞り又はアイアニング操作のために満足な滑らかさを確実に示すように、注意をしなければならない。ＥＤＭスライス材料の場合、表面は比較的滑らかであるが、慣用ののこ引きの場合は、表面は比較的粗くそして、例えば化学エッチング、電気研磨又はいくつかの他の適当な方法のいずれかによる引き続く処理を必要とし得る。当業界で良く知られているように、化学エッチングは、表面をフッ化水素酸、硝酸及びリン酸の混合物で処理することにより行うことができる。
【００１３】
一旦、インゴットのスライス又は切断及びすぐ前に記載した表面平滑化により製造した十分に滑らかな”シート”が得られると、慣用の良く知られた深絞り、機械加工及び溶接工程に従ってそれを加工して、前に記載した向上した性質を示す仕上がったキャビティを製造する。
【００１４】
このように、純粋なニオブのインゴットから大きい結晶粒のキャビティを製造する方法であって、純粋なニオブのインゴットを鋳造し、該インゴットを横断方向にスライスして冷間圧延ニオブシートのおおよその厚さのスライスにするか又は管にし、そして次に慣用の加工技術に従って深絞り、機械加工及び溶接して、本発明の向上したニオブキャビティを製造することを含む方法を記載した。
【００１５】
本発明に記載したように、本発明は、発明の意図する精神及び範囲から逸脱することなく多くの方法で変更し得、そしてかかる変更のいずれも又は全てが添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるように意図されることが当業者に明らかであろう。
【外国語明細書】
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