专利名称：：刨削用碳电极及其制造方法
技术领域：
：本发明涉及碳弧刨削(carbonarcgouging)法中所用的碳电极及其制造方法。
背景技术：
：碳弧刨削法是在碳电极和金属母材之间产生电弧，将金属熔化，并且沿着碳电极喷出高压空气，除去熔化金属，由此对金属实施火焰表面清理(flamesarfing)、切断、开槽(grooving)、斜切、开孔或表面缺陷修复等加工的方法。参照图IO对此方法中使用的以往的碳电极进行说明。图10(a)是表示将碳电极在与其轴垂直的方向上切断的剖视图，图10(b)是表示沿着轴将其一方端部侧部分断裂的侧视图。该碳电极由具有导电性的圆柱形的碳棒61和覆盖其圆周侧面的铜镀层62构成。该碳电极可用以下的方法制作。首先，在主原料石墨粉末中加入例如沥青(pitch)、焦油(tar)等粘合剂(bindermaterial),在混合搅拌后，成形为棒状，得到碳质成形体。接着，在非氧化性气氛中在大约IOO(TC下将该成形体烧成，使成形体碳化，得到碳棒61。研磨碳棒61的两端部，形成具有规定锥度(taper)的形状，在如此加工后，为了能抵抗几百安培以上的大的电弧电流，在碳棒61的表面上设置厚十几ym至百um以下的铜镀层62。根据该制造方法，需要用于形成铜镀层的镀膜设备，此外工时也增加，因而碳电极的制造成本高。另外，不仅铜镀层的厚度产生不均匀，而且在碳棒方面，由于镀液从碳棒的表面浸透到有限的深度，因此在碳电极的质量方面还不足以实际应用。作为解决了上述方法中的问题的刨削用的碳电极，提出了图ll所示的结构的电极(例如，专利文献1)。图11(a)是表示将该碳电极在与其轴向垂直的方向上切断的剖视图，图11(b)是表示沿着轴将其一方端部侧部分断裂的侧视图。该碳电极由中空圆筒形的碳棒71和沿着其中心轴配置的与碳棒71—体化的金属制的芯棒72构成。该碳电极可用以下的方法制造。首先，釆用具备十字头(crosshead)的挤压成形(extrusionmolding)装置，在金属制的芯棒72例如铜棒或铝棒等的表面上形成碳质(carbonaceous)覆盖层，得到复合体。然后，在不活泼性气氛中对该复合体进行热处理，将碳质覆盖层烧成，得到由沿中心轴配置有芯棒72的碳棒71构成的电极。在该制造方法中，由于没有用于形成铜镀层的工序，因此与采用镀铜的方法相比，不仅可降低制造成本，而且也没有像镀液成分这样的杂质混入碳覆盖层中的顾虑。此外，由于烧成时碳质覆盖层收縮，因此碳棒71与芯棒72牢固地密合。可是，在烧成时，由于相对于碳质覆盖层收縮，金属制的芯棒72随着温度上升急剧膨胀，所以两者的接触面或其附近的部分上的应力显著增大。因此，在碳棒71中产生微小的裂纹(crack)81a，该裂纹有时达到碳棒71的表面。此外，由于在热处理后芯棒72急剧收縮，因此在碳棒71的内部，在与芯棒72密合的部分和其外周部之间容易产生圆弧状的裂纹81a。在使金属彼此间相接地进行热处理的情况下，即使是异种的金属彼此间，由于强度高，而且非常具有润湿性或相溶性，因此产生微小裂纹的可能性低。但是，在如上所述用碳质材料(carbonaceousmaterial)覆盖金属制的芯材，对其进行了热处理时，由于由碳构成的覆盖体与金属相比强度低，不具有与金属的润湿性或相溶性，因此容易在碳覆盖体上产生微小的裂纹。而且，在采用具备十字头的挤压成形装置的制造方法屮，由于连续地得到碳电极，因此需要将其切断成规定的尺寸，因切断时的冲击或振动，有时裂纹进一步扩大。因这样的裂纹，使碳电极的电特性(导电性)显著下降，不仅可靠性降低，而且在电弧放电时，其一部分损伤或破损，电极寿命缩短的可能性增大。专利文献1:特公昭58-47280号公报
发明内容因此，为了解决上述以往的问题，本发明的目的在于提供一种具有优良的电特性、且长寿命及高可靠性的刨削用碳电极及其制造方法。本发明的刨削用碳电极，其特征在于由沿轴向具有屮空部或缺口部的碳棒、及与所述碳棒的中空部或缺口部密合地配置的导电部构成；所述碳棒的体积固有电阻值为13mOcm。此外，本发明涉及刨削用碳电极的制造方法，其特征在于，包括以下工序第1工序，其将碳质材料成形为沿轴向具有中空部或缺口部的棒状，得到碳质成形体；第2工序，其将导电性材料宽松地插入或宽松地嵌入(fitloosely)所述碳质成形体的中空部或缺口部，得到复合体；第3工序，其对所述复合体进行热处理，得到由沿轴向具有中空部或缺口部的碳棒、及与所述碳棒的中空部或缺口部密合地配置的导电部构成的电极。优选所述碳质材料含有人造石墨(artificialgraphite)、和焦炭(coke)及炭黑(carbonblack)中的至少一种。所述人造石墨优选碳纯度在98%以上。所述人造石墨优选松比重(bulkspecificgravity)为ll24g/30cc。优选所述人造石墨是松比重为1824g/30cc的第1人造石墨、与松比重为1611g/30cc的第2人造石墨的混合物。所述焦炭优选松比重为2030g/30cc。所述炭黑优选松比重为10g/30cc以下。所述碳棒优选体积固有电阻值为l3mQcm。优选所述导电性材料是金属或合金。优选所述导电性材料是金属或合金与粘合剂的混合物。优选所述导电性材料的熔点低于第3工序中的热处理温度。优选所述金属是选自锌、铅、锡及铝中的至少1种。其中，由于铝质量轻，作业性好，可减轻作业负荷，因此更优选。优选所述合金含有选自锌、铅、锡及铝中的至少2种。优选所述合金还含有选自镁、铬、铟、钼、铑、钨及铱中的至少l种。优选所述合金含有铁和选自锌、铅、锡及铝中的至少l种。优选所述合金还含有选自镁、铬、铟、钼、铑、钨及铱中的至少l种。优选所述缺口部的与碳质成形体的轴垂直的断面形状为c字状、u字状、v字状、或梯形状(其中，平行的一边开口的形状)，在所述复合体中，所述导电性材料的一部分露出到外部。根据木发明，由于能够大幅度降低因热处理时的复合体的体积变化而产生的应力，所以可抑制电极的碳棒上的微小的裂纹的发生。由此，可得到具有优良的电特性的、长寿命及高可靠性的电极。图1是本发明的实施方式1的刨削用碳电极的剖视图及部分断裂侧视图。图2是按本发明的实施方式1的制造方法中的第2工序得到的复合体的剖视图。图3是以往的电极制造方法中采用的复合体的剖视图。图4是本发明的实施方式2的刨削用碳电极的剖视图及部分断裂侧视图。图5是按本发明的实施方式2的制造方法中的第2工序得到的复合体的剖视图。图6是本发明的实施方式2的制造方法中采用的缺口部的断面为V字状的碳质成形体的剖视图。图7是本发明的实施方式2的制造方法中采用的缺口部的断面为C字状的碳质成形体的剖视图。图8是本发明的实施方式2的制造方法中采用的缺口部的断面为I字状的碳质成形体的剖视图。图9是本发明的实施方式2的制造方法中釆用的缺口部的断面为梯形状的碳质成形体的剖视图。图10是以往的刨削用碳电极的剖视图及部分断裂侧视图。图11是以往的另一刨削用碳电极的剖视图及部分断裂侧视图。具体实施例方式本发明涉及刨削用碳电极的制造方法，其特征在于，包括以下工序第1工序，其将碳质材料成形为在轴向上具有中空部或缺口部的棒状，得到碳质成形体；第2工序，其将导电性材料宽松地插入或宽松地嵌入所述碳质成形体的中空部或缺口部，得到复合体；第3工序，其对所述复合体进行热处理，得到由具有形成于轴向的屮空部或缺口部的碳棒、及与所述碳棒的中空部或缺口部密合地配置的导电部构成的电极。将导电性材料宽松地插入或宽松地嵌入碳质成形体的中空部或缺口部是基于以下理由。构成复合体的导电性材料及碳质成形体虽因热处理产生体积变化，但其变化程度不同。对如此的两者的体积变化及其变化程度的差异预先进行估计，在碳质成形体的中空部或缺口部与插入或配置于此处的导电性材料之间设置在通过热处理使碳棒和导电部密合时、两者的接触部分或其附近的部分实质上不产生应力的大小的间隙。导电性材料也可以在与碳质成形体相对置的区域的一部分上与碳质成形体相接。通过实验很容易设定如此的间隙的尺寸。由此，可得到由中空部或缺口部形成于轴向的碳棒及密合地配置在所述碳棒的中空部或缺口部处的导电部构成的、碳棒的体积固有电阻值为l3mQ，cm的电特性优良的电极。为了确保对电弧电流的耐受性，沿碳棒的轴向配置导电部。更优选碳棒的体积固有电阻值为12mQcm。在本发明的电极的制造方法中，在第3工序中，对在碳质成形体和导电性材料之间形成了间隙的复合体进行热处理。复合体的热处理是为了将碳质成形体烧成，使其碳化而实施的。通过热处理，在碳质成形体收縮的同时，导电性材料膨胀。此时，通过在两者间预先设置间隙，能够分散并吸收在热处理时的碳质成形体及导电性材料的体积变化相互干涉而发生的应力。因此，得到的电极的碳棒上不会产生微小的裂纹。通过热处理时的碳质成形体及导电性材料的体积变化，在热处理后，该间隙消失。通过热处理，通过烧成使碳质成形体碳化而成为碳棒，导电性材料成为与碳棒密合的导电部。优选热处理温度高于导电性材料的熔点。在热处理工序中含有金属或合金的导电性材料熔化，不受碳质成形体的收縮产生的应力的影响，可抑制碳棒上的裂纹的发生。此外，可提高导电部和碳棒的密合性。优选将碳质成形体和导电性材料的间隙连续地形成在轴向上。在此种情况下，能够均匀分散、吸收因热处理时的碳质成形体及导屯性材料的体积变化而产生的应力。优选碳质材料含有焦炭和炭黑屮的至少一种以及人造石墨。一般人造石墨与分类为土状、块状及鳞状的天然石墨相比较，结晶性高、电阻低。通过在人造石墨中添加焦炭或炭黑这样的异种碳质材料，以异种碳质粒子填埋人造石墨粒子间的微小空隙部分的大部分，能够提高碳质成形体的密度，降低电阻，延长电弧放电时间。碳质材料的平均粒径例如为4050um。从电特性的观点考虑，优选碳质材料中的人造石墨的配合比率高。可是，如果碳质材料中的人造石墨的配合比率过高，则制造成本增加。作为如此的可满足电特性及制造成本两方面的要求的配合比率，优选人造石墨、焦炭及炭黑的混合物(碳质材料)中的人造石墨的含量在6080重量％的范围内。此外，优选该混合物中的焦炭的含量在1030重量％的范围内，优选该混合物中的炭黑的含量在1020重量％的范围内。该碳电极通过刨削枪等被固定在壳体侧面，从该壳体侧面供电。因此，在采用中空圆筒状的碳棒的电极中，由于在其圆周侧面导电部不露出，因此供给电弧电流时的接点仅限于碳棒的部分。此外，在缺口部内具备导电部的电极中，即使部分地向其圆周侧面露出，也非常容易使电弧电流供给接点限于碳棒。因此，可抑制刨削作业时的电弧电流的供给损失，可更显著地得到本发明的效果。人造石墨优选碳的纯度在98%以上。能够大幅度降低热处理后得到的碳棒的体积固有电阻值。人造石墨优选松比重为1124g/30cc。在此种情况下，可提高热处理后得到的碳棒的密度，可进一步降低体积固有电阻值。松比重例如可通过基于JIS(日本工业标准)-K5101的测定方法得到。优选人造石墨是松比重在1824g/30cc的范围内的第1人造石墨、与松比重在16llg/30cc的范围内的第2人造石墨的混合物。由于松比重大的第1人造石墨的粒子进入到松比重小的第2人造石墨的粒子间，因此不仅提高填充性，还增加粒子彼此间的接触性，进一步降低热处理后的碳棒的体积固有电阻值。这样，通过采用上述混合物，可得到降低电阻的效果和提高密度的效果的两方面效果，可得到具有更优良的电特性的刨削用碳电极。第1人造石墨和第2人造石墨的混合重量比例如为(第1人造石墨)(第2人造石墨)=(7095):(305)。焦炭优选松比重为2030g/30cc。一般情况下焦炭可以利用粉碎方法容易地得到具有各种松比重的粒子。从提高热处理后的碳棒的密度的观点考虑，优选焦炭的松比重在30g/30cc以下。此夕卜，在松比重低于20g/30cc时，则难以得到实质性的效果的提高。在用其它的碳质材料难以得到松比重大的材料的时候，只要使用上述焦炭就可以，可得到具有更优良的电特性的刨削用电极。炭黑优选松比重在10g/30cc以下。一般情况下，即使在碳质材料中，炭黑也具有松比重小的性质。松比重在10g/30cc以下时，通过使用该松比重的值小的炭黑，炭黑粒子可以进入到碳质材料间的小的间隙内，不仅提高填充性，还能提高人造石墨粒子间的接触性。因此，能够进一步降低热处理后的碳棒的体积固有电阻，可得到具有更优良的电特性的刨削用碳电极。炭黑例如松比重在5g/30cc以上。导电性材料由金属或合金构成、或者由金属或合金的粉末与粘合剂的混合物构成。例如，作为导电性材料，可采用将棒状的金属或合金、或者将粒径为几十um至几百iim的作为填充剂的金属粉末或合金粉末与粘合剂的混合物成形为规定形状而得到的成形体。作为粘合剂，例如，可采用粉末状的二甲苯树脂或酚醛树脂。为确保充分的电特性，混合物中的金属粉末或合金粉末的比例优选在65重量％以上。此外，也可以在金属粉末或合金粉末屮，添加液状的环氧系粘接剂作为粘合剂，得到粘度高的膏状的组合物，直接将其填充在碳质成形体的中空部或缺口部。金属或合金优选其熔点比通过对碳质成形体和导电性材料的复合体进行热处理而制作具备导电部的碳电极时的热处理温度低。在热处理工序中金属或合金熔化，不受碳质成形体的收縮产生的应力的影响，可抑制碳棒上的裂纹的发生。此外，可提高导电部和碳棒的密合性。优选金属是选自锌、铅、锡及铝中的至少1种。在组合使用异种金属时，可以混合使用金属粉末，也可以合金化。其屮，特别优选低电阻的铝。优选合金含有选自锌、铅、锡及铝中的至少2种。此夕卜，优选合金含有铁和选自锌、铅、锡及铝屮的至少1种。根据此合金，可得到廉价的导电性材料。优选上述合金还含有选自镁、铬、铟、钼、铑、钨及铱中的至少l种。通过含有这样的成分，上述合金具有接近贵金属的低的固有电阻值，能使导电部的电阻进一步降低，能够降低导屯性材料的使用量，因此是经济的材料。以下，参照附图对本发明的碳电极(以下简称为电极)及其制造方法的实施方式进行说明。(实施方式l)参照附图对本实施方式的电极进行说明。图1(a)是表示将本实施方式的电极在与其中心轴垂直的方向上切断的剖视图。图1(b)是表示沿着中心轴将其一方端部侧部分断裂的断面侧视图。电极由中空圆筒状的碳棒1及配置在沿其中心轴设置的中空部内的导电部2构成。以下，对本实施方式的电极的制造方法进行说明。首先，将碳质材料成形为圆筒状，得到成形体la(第1工序)。将圆柱状的导电性材料2a宽松地插入到成形体la的中空部4内，得到图2所示的复合体(第2工序)。将复合体热处理，得到图1所示的由中空圆筒状的碳棒1及配置在碳棒1的中空部内的导电部2构成的电极(第3工序)。而且，如图I(b)所示，在电极的前端部分设有锥度。可是，在以往的电极的制造方法中，通过用碳质材料覆盖金属制的芯棒72a，并将其成形，得到图3所示的用碳质成形体71a覆盖金属制的芯棒72a的复合体。因此，在复合体中，在碳质成形体71a和芯棒72a之间没有间隙。因此，如图11所示，因热处理时的碳质成形体71a和芯棒72a的体积变化的差异而产生的应力，在碳棒71上产生微小的裂纹81a。这样，在利用以往的方法得到的电极中，由于在碳棒上存在微小的裂纹，因而其体积固有电阻值显示为大约4mncm的高值。然而，在本实施方式的方法中，如图2所示，由于在第2工序中将导电性材料2a宽松地插入到碳质成形体la的中空部4内，在碳质成形体la和导电性材料2a之间形成间隙3。由此，在第3工序中，能够分散并吸收碳质成形体la和导电性材料2a的热处理时的体积变化相互干涉而产生的应力，不会在碳质成形体la上发生微小的裂纹。因此，碳棒的体积固有电阻值为13mO'cm的低值，可得到电特性优良的电极。此外，可得到长寿命及高可靠性的电极。在热处理之前，为了预先在碳质成形体la和导电性材料2a之间形成间隙，根据热处理时的两者的体积变化的差异，将与成形体la的轴垂直的断面形状设置成:与碳质成形体la的中空部4相比导电性材料2a在尺寸上稍微减小，由此主要通过碳质成形体la因热处理而收縮来消除该间隙3，从而使碳棒l与导电部2密合。在非氧化性气氛中实施热处理。热处理温度及时间只要根据作为碳质成形体la及导电性材料2a所采用的材料通过实验适当确定就可以。优选热处理温度高于导电性材料2a的熔点。由于在热处理工序中导电性材料熔化，因此不会对碳质成形体产生应力，可抑制碳棒上的裂纹的发生。此外，导电部和碳棒的密合性也得以提高。由于碳质成形体1a和导电性材料2a之间的间隙3在轴向连续地形成，因此能够均匀地分散并吸收因热处理时的碳质成形体la及导电性材料2a的体积变化的差异而主要对碳棒产生的应力。导电性材料2a的直径小于碳质成形体la的内径。从热处理时的碳质成形体la及导电性材料2a的体积变化的观点、热处理后的碳棒1和导电部2的密合性的观点、以及防止密合的碳棒1或导电部2中的应力发生的观点考虑，优选导电性材料2a的直径比碳质成形体la的内径小58%。在本实施方式中，缓慢插入一个圆柱状的导电性材料，但也可以根据导电性材料的尺寸，将多个导电性材料作为整体宽松地插入到中空部内。(实施方式2)参照图4对本实施方式的碳电极进行说明。图4(a)是表示在与其中心轴垂直的方向上切断的剖视图。图4(b)是表示沿其中心轴裁断其一方端部侧的侧视图。该电极由在圆周侧面具有缺口部的圆筒状的碳棒11及配置在碳棒11的缺口部上的导电部12构成。缺口部被设在轴向上，与轴向垂直的断面的形状大致为U字状。以下，对该电极的制造方法进行说明。从碳质材料得到与轴向垂直的方向的断面的形状大致为U字状、在圆周侧面具有形成为槽状的缺口部14的、细的圆柱状的碳质成形体lla(第1工序)。在碳质成形体lla的缺口部14内宽松地嵌入尺寸上比其宽度稍微细的圆柱状的导电性材料12a，得到图5所示的复合体(第2工序)。将复合体热处理，得到图4所示的由在圆周侧面侧具有槽状的缺口部的圆柱状的碳棒1及配置在碳棒11的缺口部上的导电部12构成的电极(第3工序)。然后，如图4(b)所示，研磨电极的前端部分，形成具有锥度的形状。在本发明的电极的制造方法中，如图5所示，将导电性材料12a宽松地嵌入碳质成形体lla的缺口部14内。因此，可在碳质成形体lla和导电性材料12a之间形成间隙13，并且导电性材料12a的一部分向外部露出。这样，虽然在第3工序中，在热处理的过程中，在碳质成形体lla及导电性材料12a中产生体积变化，但通过预先设在两者间的间隙13，能够吸收该变化。因此，对碳棒ll不会产生应力，没有发生微小的裂纹的顾虑。由此，能够得到碳棒的体积固有电阻值为13mQ"cm的电特性优良的、且长寿命及高可靠性的电极。在非氧化性气氛中实施热处理。热处理温度及时间只要根据作为碳质成形体及导电性材料所采用的材料，通过实验适当确定就可以。关于热处理温度，更优选其高于导电性材料12a的熔点。由于在热处理工序屮导电性材料熔化，不受碳质成形体的收缩形成的应力的影响，此外也没有对碳质成形体lla产生应力的顾虑，因此可抑制碳棒上的裂纹的发生。此外，导电部和碳棒的密合性也得以提高。导电性材料的尺寸只耍根据成形体的缺口部的尺寸适当确定就可以。在本实施方式中，对将一个圆柱状的导电性材料宽松地嵌入到缺口部内的情况进行叙述，但也可以根据导电性材料的尺寸，将多个导电性材料宽松地嵌入缺口部内。在本实施方式屮，采用缺口部的形状为与轴向垂直的断面呈u字状的碳质成形体，但缺口部的断面形状也可以是此形状以外的形状。例如，也可以釆用图6所示的具有断面形状为V字状的缺口部24的成形体21a、图7所示的具有断面形状为C字状的缺口部34的成形体31a、图8所示的具有断面形状为I字状的缺口部44的成形体4la、或者图9所示的具有断面形状为梯形状(其中，平行的一边侧开口)的缺口部54的成形体51a。再有，图9所示的梯形状的缺口部54具有随着从底部朝上部(开口侧)宽度方向的尺寸减小的形状。如果形成这样的形状，则容易将导电性材料稳定地保持在缺口部内。此外，在碳质成形体上，也可以设置多个上述缺口部，这些缺口部可以是相互相同的形状，也可以是不相同的形状。实施例以下，对木发明的实施例进行详细地说明，但本发明并不限定于这些实施例。《实施例13》按以下的顺序，制成图1所示的在碳棒的中空部配有导电部的电极。(1)碳质成形体的制作按表1所示的比率将人造石墨(株式会社小林商事制，松比重1824g/30cc、碳的纯度99%)、炭黑(中国合成树脂有限公司制，N774，松比重610g/30cc)、焦炭(中国炭素有限公司制，CDQ，松比重2226g/30cc)混合。在71重量份的碳质材料的混合物中加入16重量份的沥青A(中国炭素有限公司制，IP62)、和13重量份的沥亩-B(屮国炭素有限公司制，BP90)，用Z式搅拌机混合搅拌1小时，得到成形用混合物。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>通过具备规定形状的管头的螺旋式压力机装置，将成形ffi混合物成形为屮空圆筒形，得到图2所示的中空圆筒形的碳质成形体la。将其尺寸规定为外径9.8mm、内径3.1mm、长310mm。在碳质成形体la的中空部内，作为导电性材料2a宽松地插入1根直径3.0mm、长305mm的尺寸的圆柱状铝(Al)棒(AlcoTec公司制，熔点660'C，体积固有电阻值2.6ixn'cm)，得到图2所示的复合体。在盘(tray)内在同轴方向上排列地配置多个复合体。此时，为了堵塞中空部的开口，将石墨板配置在复合体间。在盘内填充焦炭片，在非氧化性气氛中，在980'C下热处理72小时。通过热处理，使碳质成形体la碳化，导电性材料2a熔化。随之，通过热处理消除在成形体la时存在的间隙，制成共有中心轴的导电部2密合在碳棒1的内部的结构的电极。在使电极自然冷却后，研磨其两端部分，形成具有锥度的形状。如此一来，得到图1所示的电极。将43重量份的第1人造石墨(株式会社小林商事制，松比重1824g/30cc、碳的纯度99%)、14重量份的第2人造石墨(株式会社小林商事制，松比重1116g/30cc、碳的纯度99%)、7重量份的炭黑(中国合成树脂有限公司制，N774，松比重610g/30cc)、7重量份的焦炭(中国炭素有限公司制，CDQ，松比重2226g/30cc)、16重量份的沥青A(中国炭素有限公司制，IP62)、和13重量份的沥背B(中国炭素有限公司制，BP90)混合，得到成形用混合物。除采用该成形用混合物以外，用与实施例1相同的方法得到电极。《实施例5》除了作为导电性材料采用圆柱状的Al-Cu合金棒(株式会社日矿材料制，70重量。/。Al、30重量o/。Cu,熔点IO卯'C，体积固有电阻值2.4uO'cm)以外，用与实施例1相同的方法制成电极。《实施例6》除了作为导电性材料采用圆柱状的Fe-Al-Cu合金棒(大和金属粉工业株式会社制，60重量。/。Fe、30重量。/。Al、10重量。/。Cu，熔点1550'C,体积固有电阻值7.0uOcm)以外，用与实施例1相同的方法制成电极。《实施例7》除了作为导电性材料采用圆柱状的Al-Zn-Mg合金棒(大和金属粉工业株式会社制，70重量。/oAl、15重量n/。Zn、15重量y。Mg，熔点700'C，体积固有电阻值3.5uncm)以外，用与实施例1相同的方法制成电极。《实施例8》除了作为导电性材料采用圆柱状的Fe-Al-Cu-Mg合金棒(大和金属粉工业株式会社制，59重量。/。Fe、30重量。/。Al、10重量。/。Cu、1重量。/。Mg，熔点1550'C，体积固有电阻值6.4HQ"cm)以夕卜，用与实施例1相同的方法制成电极。《实施例9》除了作为导电性材料采用将85重量份的平均粒径为20um的Al粉末(大和金属粉工业株式会社制)与15重量份的二甲苯树脂(Fudow株式会社制)的混合物成形为直径3.0mm及长305mm的尺寸的圆柱状的材料(熔点660'C，体积固有电阻值0.75mQ"cm)以外，用与实施例1相同的方法制成电极。《实施例10》除了作为导电性材料采用65重量份的平均粒径为20lim的Al粉末(大和金属粉工业株式会社制)与35重量份的二甲苯树脂(Fudow株式会社制)的混合物(熔点66(TC，体积固有电阻值1.8mQ"cm)，用分配器将其填充在碳质成形体的中空部以外，用与实施例1相同的方法制成电极。此时，中空部中的混合物的填充率大约为95。/。，在碳质成形体和填充物之间形成了间隙。《实施例11》除了作为导电性材料采用将85重量份的平均粒径为35nm的合金粉末(大和金属粉工业株式会社制，60重量。/。Fe、30重量。/。Al、10重量。/。Cu，熔点1550°C，体积固有电阻值0.75mQ'cm)、及15重量份的二甲苯树脂(Fudow株式会社制)的混合物成形为直径3.0mm及长305mm的尺寸的圆柱状的材料以外，用与实施例1相同的方法制成电极。《实施例12》除了作为导电性材料采用将56重量份的平均粒径为50um的Al粉末、12重量份的平均粒径为50um的Zn粉末、12重量份的平均粒径为50um的Mg粉末、及20重量份的二甲苯树脂(xyleneresin)(Fudow株式会社制)的混合物成形为直径3.0mm及长305mm的尺寸的圆柱状的材料(Al熔点660'C，体积固有电阻值l.OmQ，cm)以外，用与实施例1相同的方法制成电极。作为原料，采用大和金属粉工业株式会社制的材料。《实施例13》按以下的顺序，制成图4所示的在碳棒侧面的缺口部配有导电部的电极。(1)碳质成形体的制作通过具备规定形状的管套的螺旋式压力机装置，将与实施例4相同的成形用混合物成形为与轴向垂直的断面的形状为矩形状的具有缺口部(宽2.2mm、深4.5mm)的直径9.8mm、长310mm的尺寸的圆柱状，得到图5所示的碳质成形体lla。(2)电极的制作在碳质成形体lla的缺口部14内，作为导电性材料12a并列地缓慢嵌入2根圆柱状铝(Al)棒(AlcoTec公司制)(直径2.0mm、长305mm、熔点660'C、体积固有电阻值2.6uO'cm)，得到复合体。将复合体排列在由具备作为堵塞复合体的两端的壁的功能的石墨板构成的盘内，在盘内填充焦炭片，在非氧化性气氛中，在980'C下热处理72小时，制成在碳棒11的缺口部内密合地配有导i乜部12的电极。在使电极自然冷却后，研磨其两端部分，形成锥状。如此一来，得到图4所示的电极。《实施例14》在与实施例13相同的碳质成形体的缺口部内，作为导电性材料宽松地嵌入l根圆柱状铝(Al)棒(AlcoTec公司制)(直径3.0mm、长305mm、熔点660"C、体积固有电阻值2.6uQ、m)，得到复合体。除采用该复合体以外，用与实施例13相同的方法制成电极。《实施例15》除了作为导电性材料采用圆柱状的Al-Cu合金棒(株式会社日矿材料制，70重量。/。Al、30重量o/。Cu，熔点1090。C，体积固有电阻值2.4nQ'cm)以外，用与实施例13相同的方法制成电极。《实施例16》除了作为导电性材料采用圆柱状的Fe-Al-Cu合金棒(大和金属粉工业株式会社制，60重量。/。Fe、30重量。/。Al、10重量y。Cu，熔点1550"€，体积固有电阻值7.0uQ，cm)以外，用与实施例13相同的方法制成电极。《实施例17》除了作为导电性材料采用圆柱状的Al-Zn-Mg合金棒(大和金属粉工业株式会社制，7O重量o/。A1、15重量。/。Zn、15重量。/。Mg，熔点700'C，体积固有电阻值3.5iin'cm)以外，用与实施例13相同的方法制成电极。《实施例18》除了作为导电性材料采用圆柱状的Fe-Al-Cu-Mg合金棒(大和金属粉工业株式会社制，59重量n/。Fe、30重量。/。Al、10重量。/。Cu、1重量。/。Mg，熔点1550匸，体积固有电阻值6.4un，cm)以外，用与实施例13相同的方法制成电极。《实施例19》除了作为导电性材料采用将85重量份的平均粒径为20um的Al粉末(大和金属粉工业株式会社制)、及15重量份的二甲苯树脂(Fudow株式会社制)的混合物成形为直径3.0mm及长305mm的尺寸的圆柱状的材料(熔点660C，体积固有电阻值0.75mQ.cm)以外，用与实施例14相同的方法制成电极。除;作为导电性材料采用65重量份的平均粒径为20um的Al粉末(大和金属粉工业株式会社制)、及35重量份的二甲苯树脂(Fudow株式会社制)的混合物(熔点660'C，体积固有电阻值1.8mQ.cm)，用分配器将其填充在碳质成形体的缺口部以外，用与实施例14相同的方法制成电极。此时，缺口部内的混合物的填充率大约为95%，在碳质成形体和混合物之间形成了间隙。除了作为导电性材料采用将85重量份的平均粒径为35iim的合金粉末(大和金属粉工业株式会社制，60重量Q/。Fe、30重量。/。Al、10重量。/。Cu，熔点1550匸，体积固有电阻值0.75mf^cm)、及15重量份的二甲苯树脂(Fudow株式会社制)的混合物成形为直径3.0mm及长305mm的尺寸的圆柱状的材料以外，用与实施例14相同的方法制成电极。《实施例22》除了作为导电性材料采用将56重量份的平均粒径为50lim的Al粉末、12重量份的平均粒径为50nm的Zn粉末、12重量份的平均粒径为50um的Mg粉末、及20重量份的二甲苯树脂(Fudow株式会社制)的混合物成形为直径3.0mm及长305mm的尺寸的圆柱状的材料(熔点660*C(Al)、体积固有电阻值1.0mQ'cm)以外，用与实施例14相同的方法制成电极。作为金属粉末，采用大和金属粉工业株式会社制的材料。，《比较例1》采用与实施例4相同的碳质混合物，用以往的方法制成电极。具体是，在圆柱状Al棒(直径3.0mm、长305mm)的圆周侧面，使与实施例4相同的碳质混合物密合地巻绕并成形，得到由图3所示的圆柱状Al棒(芯棒72a)及覆盖Al棒的中空圆筒形的碳质成形体71a(外径9.8mm、内径3.1mm、长310mm)构成的复合体。采用该复合体，用与实施例1相同的方法制成电极。采用本发明的实施例122的电极，试验了钢板的火焰表面清理作业。结果发现，无论在采用哪种电极，在电弧放电中都不损伤电极，具有充分的实用性(可靠性)。此外，按一定的尺寸(截面积X长度)切下利用本发明的实施例122的方法得到的电极及利用以往的比较例1的方法得到的电极中的碳棒的一部分，在其两端稳定地流通规定的电流，从流通电流时在其两端部产生的电位差测定了碳棒的体积固有电阻值。其结果见表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>在实施例122的电极中，得到了碳棒的体积固有电阻值为2.4mQ"cm以下的优良的电特性(导电性)。尤其在实施例422中，碳棒的体积固有电阻值为1.6mn'cm，得到了具有更优异的电特性的电极。这是由于在实施例122的电极制作时的复合体中，在碳质成形体和导电性材料之间存在间隙，因而可大幅度降低复合体热处理时因碳质成形体及导电性材料的体积变化而产生的应力，在得到的电极中碳棒裂纹的发生被抑制，从而提高了碳棒的导电性。在比较例1的电极中，与实施例122的电极相比，碳棒的体积固有电阻值为3.9mQcm，大幅度上升。这是由于在比较例1的i[l极制作时的复合体中，在碳质成形体和导电性材料之间未设置间隙，因而在复合体热处理时因碳质成形体及导电性材料的体积变化而产生应力，从而碳棒上产生裂纹，碳棒的导电性下降。在上述实施例中，采用了缺口部的断面形状为u字状的碳质成形体，但是即使在采用图6图9所示的缺口部的断面形状为V字状、C字状、I字状、或梯形状(其中，平行的一边侧开口)的碳质成形体时，也能得到与上述同样的结果。可以设置多个缺口部，这些缺口部可以是相互相同的形状，也可以是不相同的形状。再有，作为断面形状为梯形状的缺口部，除图9所示的形状的例子以外，也可以是侧壁面与底面垂直的形状，此外也可以是侧壁面相对于底面形成钝角的锥形的槽状的形状。本发明的刨削用碳电极具有优良的经济性及高的可靠性，适合用于得到钢架或桥梁、船舶等的宽幅、长尺寸制品的利用碳弧刨削法的钢板加工。权利要求1、一种刨削用碳电极，其特征在于，由在轴向上具有中空部或缺口部的碳棒、及与所述碳棒的中空部或缺口部密合地配置的导电部构成；所述碳棒的体积固有电阻值为1～3mΩ·cm。2、一种刨削用碳电极的制造方法，其特征在于，包括以下工序第1工序，其将碳质材料成形为在轴向上具有屮空部或缺口部的棒状，得到碳质成形体；第2工序，其将导电性材料宽松地插入或宽松地嵌入所述碳质成形体的中空部或缺口部，得到复合体；第3工序，其对所述复合体进行热处理，得到由沿轴向具有中空部或缺口部的碳棒、及与所述碳棒的中空部或缺口部密合地配置的导电部构成的电极。3、根据权利要求2所述的刨削用碳电极的制造方法，其屮，所述碳质材料含有人造石墨、焦炭及炭黑中的至少一种。4、根据权利要求3所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述人造石墨的碳纯度在98%以上。5、根据权利要求3所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述人造石墨的松比重为1124g/30cc。6、根据权利要求3所述的刨削用碳电极的制造方法，其屮，所述人造石墨是松比重为1824g/30cc的第1人造石墨与松比重为1611g/30cc的第2人造石墨的混合物。7、根据权利要求3所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述焦炭的松比重为2030g/30cc。8、根据权利要求3所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述炭黑的松比重为10g/30cc以下。9、根据权利要求2所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述碳棒的体积固有电阻值为13mftcm。10、根据权利要求2所述的刨削用碳电极的制造方法，其屮，所述导电性材料是金属或合金。11、根据权利要求2所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述导电性材料是金属或合金与粘合剂的混合物。12、根据权利要求10或11所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述导电性材料的熔点低于所述第3工序中的热处理温度。13、根据权利要求10或11所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述金属是选自锌、铅、锡及铝中的至少l种。14、根据权利要求10或11所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述合金含有选自锌、铅、锡及铝中的至少2种。15、根据权利要求14所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述合金还含有选自镁、铬、铟、钼、铑、钨及铱中的至少l种。16、根据权利耍求10或11所述的刨削用碳电极的制造方法，其屮，所述合金含有铁和选自锌、铅、锡及铝中的至少l种。17、根据权利要求16所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述合金还含有选自镁、铬、铟、铂、铑、钨及铱屮的至少l种。18、根据权利要求2所述的刨削用碳电极的制造方法，其中，所述碳质成形体的缺口部的与轴向垂直的断面形状为C字状、I字状、U字状、V字状、或梯形状，其中所述梯形状在平行的一边侧开口；所述复合体中，所述导电性材料的一部分露出到外部。全文摘要本发明提供了一种容易且确实可得到具有优良的电特性、且长寿命及高可靠性的刨削用碳电极的刨削用碳电极的制造方法。本发明的刨削用碳电极的制造方法，包括以下工序第1工序，其将碳质材料成形为沿轴向具有中空部或缺口部的棒状，得到碳质成形体；第2工序，其将导电性材料宽松地插入或宽松地嵌入碳质成形体的中空部或缺口部，得到复合体；第3工序，其对上述复合体进行热处理，得到由沿轴向具有中空部或缺口部的碳棒、及与碳棒的中空部或缺口部密合地配置的导电部构成的电极。文档编号B23K9/013GK101391348SQ200810176090公开日2009年3月25日申请日期2008年11月11日优先权日2008年6月4日发明者户仓幸治申请人:松下电器产业株式会社