特許 7555648 レトルト製造方法、レトルト及びロータリーキルン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-13

(45)【発行日】2024-09-25

(54)【発明の名称】レトルト製造方法、レトルト及びロータリーキルン

(51)【国際特許分類】

   F27B 7/28 20060101AFI20240917BHJP

   C22C 19/03 20060101ALI20240917BHJP

   C22C 19/05 20060101ALI20240917BHJP

   B23K 10/02 20060101ALI20240917BHJP

   F27D 1/00 20060101ALI20240917BHJP

   F27D 1/16 20060101ALI20240917BHJP

【ＦＩ】

F27B7/28

C22C19/03 Z

C22C19/05 Z

B23K10/02 A

F27D1/00 D

F27D1/16 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2024023891

(22)【出願日】2024-02-20

【審査請求日】2024-03-29

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000217583

【氏名又は名称】株式会社タナベ

(74)【代理人】

【識別番号】100144749

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 正英

(74)【代理人】

【識別番号】100076369

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 正治

(72)【発明者】

【氏名】菊谷 和彦

(72)【発明者】

【氏名】阿部 和章

(72)【発明者】

【氏名】樋口 勇

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 孝

【審査官】山内 隆平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０８０６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－０４６４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０１６４８３１４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ ７／２８

Ｃ２２Ｃ １９／０３

Ｃ２２Ｃ １９／０５

Ｂ２３Ｋ １０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータリーキルンのレトルトの製造方法において、
Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上を含むＮｉ基合金製の母材の接合箇所を、フィラーを用いずにプラズマ溶接し、
前記プラズマ溶接による接合箇所に生じた溶接金属部の外側に、前記母材と異なる材料にて余盛りを行う、
ことを特徴とするレトルト製造方法。

【請求項2】

請求項１記載のレトルト製造方法において、
母材と異なる材料として、ＪＩＳ ＳＮｉ６６１７を満足する材料を用いる、
ことを特徴とするレトルト製造方法。

【請求項3】

ロータリーキルンのレトルトにおいて、
Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上を含むＮｉ基合金からなる母材と、母材のプラズマ溶接による接合箇所に生じた溶接金属部と、当該溶接金属部の外側に設けられた前記母材と異なる材料からなる余盛り部を備え、
前記母材は、前記溶接金属部の周囲に生じた熱影響部と当該母材の熱影響部以外の部分である母材部を備え、
（式１） （熱影響部の平均結晶粒径／母材部の平均結晶粒径）×１００ によって得られる値が１００～３００％である、又は／及び、熱影響部の平均結晶粒径が２５０μｍ未満である、
ことを特徴とするレトルト。

【請求項4】

請求項３記載のレトルトにおいて、
余盛り部は、ＪＩＳ ＳＮｉ６６１７を満足する材料からなる、
ことを特徴とするレトルト。

【請求項5】

請求項３記載のレトルトにおいて、
Ａｌの含有量が２．０～５．０重量％である、
ことを特徴とするレトルト。

【請求項6】

請求項３記載のレトルトにおいて、
Ｎｉ基合金は、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上に加え、
Ｓｉ：０．１～２．５重量％、
Ｍｎ：０．１～１．５重量％、
Ｂ：０．００１～０．０１重量％、
Ｚｒ：０．００１～０．１重量％を含有する、
ことを特徴とするレトルト。

【請求項7】

請求項３記載のレトルトにおいて、
Ｎｉ基合金は、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上に加え、
Ｓｉ：０．１～２．５重量％、
Ｃｒ：０．８～４．０重量％、
Ｍｎ：０．１～１．５重量％、
Ｂ：０．００１～０．０１重量％、
Ｚｒ：０．００１～０．１重量％を含有する、
ことを特徴とするレトルト。

【請求項8】

ロータリーキルンにおいて、
レトルトとして請求項３から請求項７のいずれか１項に記載のレトルトを備えた、
ことを特徴とするロータリーキルン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レトルト製造方法、レトルト及びロータリーキルンに関する。

【背景技術】

【0002】

粉体をはじめとする各種被処理物の熱処理には、レトルト（加熱炉）を備えたロータリーキルン（例えば、特許文献１）が利用されている。

【0003】

ロータリーキルンを用いて熱処理をする被処理物の中には、リチウムイオン電池の正極材料のように、酸化雰囲気で焼結されるものがあり、高温での耐酸化性（以下「耐高温酸化性」という）に優れるレトルトの開発が望まれている。

【0004】

耐高温酸化性に優れる材料としては、重量％で、アルミニウム（Ａｌ）：２．０～５．０％、珪素（Ｓｉ）：０．１～２．５％、クロム（Ｃｒ）：０．８～４．０％、マンガン（Ｍｎ）：０．１～１．５％、ホウ素（Ｂ）：０．００１～０．０１％、ジルコニウム（Ｚｒ）：０．００１～０．１％を含有し、残りがニッケル（Ｎｉ）および不可避不純物からなるニッケル基合金（Ｎｉ基合金）が知られている（特許文献２）。

【0005】

このほか、耐高温酸化性に優れる材料としては、重量％で、Ａｌ：２．０～５．０％、Ｓｉ：０．１～２．５％、Ｍｎ：０．１～１．５％、Ｂ：０．００１～０．０１％、Ｚｒ：０．００１～０．１％を含有し、残りがＮｉおよび不可避不純物からなるＮｉ基合金も知られている（特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１１－０８０７４０号公報

【文献】特開２０１４－０８０６７５号公報

【文献】特開２０１５－０４５０３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところが、Ａｌは他の含有成分に比べて融点が低いため、前記特許文献２及び３のＮｉ基合金のようにＡｌを多く（２．０重量％以上）含有するＮｉ基合金は溶接が難しく、このようなＮｉ基合金を用いたレトルトは市場に流通していないのが実情である。

【0008】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、Ａｌを２．０重量％以上含むＮｉ基合金を用いたレトルトの製造方法、Ａｌを２．０重量％以上含むＮｉ基合金を用いたレトルト及び当該レトルトを備えたロータリーキルンを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

［レトルト製造方法］
本発明のレトルト製造方法は、ロータリーキルンのレトルトの製造方法であって、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：アルミニウム２．０重量％以上を含むＮｉ基合金製の母材の接合箇所を、フィラーを用いずにプラズマ溶接してレトルトを製造する方法である。

【0010】

［レトルト］
本発明のレトルトは、ロータリーキルンのレトルトであって、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上を含むＮｉ基合金からなる母材と、当該母材の接合箇所に生じた溶接金属部を備え、母材は、溶接金属部の周囲に生じた熱影響部と当該母材の熱影響部以外の部分である母材部を備え、（式１）（熱影響部の平均結晶粒径／母材部の平均結晶粒径）×１００によって得られる値が１００～３００％、又は／及び、熱影響部の平均結晶粒径が２５０μｍ未満のものである。

【0011】

本願では、母材の材料として、Ａｌの含有量が２．０～５．０重量％のＮｉ基合金を用いることができる。

【0012】

本願では、母材の材料として、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上に加え、Ｓｉ：０．１～２．５重量％、Ｍｎ：０．１～１．５重量％、Ｂ：０．００１～０．０１重量％、Ｚｒ：０．００１～０．１重量％を含有するＮｉ基合金を用いることもできる。

【0013】

本願では、母材の材料として、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上に加え、Ｓｉ：０．１～２．５重量％、Ｃｒ：０．８～４．０重量％、Ｍｎ：０．１～１．５重量％、Ｂ：０．００１～０．０１重量％、Ｚｒ：０．００１～０．１重量％を含有するＮｉ基合金を用いることもできる。

【0014】

［ロータリーキルン］
本発明のロータリーキルンは、本発明のレトルトを備えたものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、耐高温酸化性に優れるＮｉ基合金を用いたレトルトを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】（ａ）～（ｃ）は筒状パーツの製造工程の一例を示すもの。

【図2】（ａ）～（ｄ）はレトルトの製造工程の一例を示すもの。

【図3】ロータリーキルンの一例を示すもの。

【図4】レトルトの接合箇所の概念図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（本願で使用する用語の定義）
本発明の実施形態の説明に先立ち、本願で使用する主な用語の定義について説明する。本願において、「溶接部」とは溶接金属部と熱影響部を含んだ部分をいう。ここでいう「溶接金属部」とは溶融部と溶着金属部を、「熱影響部」とは溶接、切断などの熱で組織、冶金的性質、機械的性質などが変化を生じた、溶融していない母材の部分をいう。

【0018】

また、「溶融部」とは母材が溶融した部分を、「溶着金属部」とは溶加材から溶接部に移行した金属をいう。なお、本願では、母材のうち熱影響部以外の部分を「母材部」という。

【0019】

このほか、本願において、「結晶」とは原子あるいはイオンが周期的な三次元格子状に配列している固体物質を、「結晶粒」とは金属やセラミックスなどの結晶性固体のように微細な結晶が集まってできている物質の個々の結晶を、「平均結晶粒径」とは、金属内に含まれる結晶粒の平均粒径のことをいう。以下、これらの用語を用いて、本願の実施形態について説明する。

【0020】

（レトルト製造方法の実施形態）
はじめに、本発明のレトルト製造方法の一例について説明する。本実施形態のレトルト製造方法では、図１（ａ）～（ｃ）に示す要領で、レトルト１０を構成する筒状の部品（以下「筒状パーツ」という）１０ａを製造する。

【0021】

前記筒状パーツ１０ａは、ベースとなる板状の母材１１をその両端面が対向するように筒状に曲げ、筒状に曲げて対向した両端面の接合箇所を溶接することによって製造することができる。母材１１の曲げ加工は、既存の装置を用いて既存の方法で行うことができる。

【0022】

母材１１には、ニッケル（Ｎｉ）：９０．０重量％以上及びアルミニウム（Ａｌ）：２．０重量％以上を含むニッケル基合金（Ｎｉ基合金）を用いることができる。

【0023】

具体的には、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上に加え、珪素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、ホウ素（Ｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）のいずれか一又は二以上を含むものを用いることができる。

【0024】

例えば、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０～５．０重量％に加え、Ｓｉ：０．１～２．５重量％、Ｍｎ：０．１～１．５重量％、Ｂ：０．００１～０．０１重量％、Ｚｒ：０．００１～０．１重量％を含有するものが挙げられる。

【0025】

このほか、例えば、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０～５．０重量％に加え、Ｓｉ：０．１～２．５重量％、Ｃｒ：０．８～４．０重量％、Ｍｎ：０．１～１．５重量％、Ｂ：０．００１～０．０１重量％、Ｚｒ：０．００１～０．１重量％を含有するもの等を用いることができる。ここで示したＮｉ基合金の含有成分や含有比率は一例であり、含有成分や含有比率はこれ以外であってもよい。

【0026】

接合箇所の溶接は、例えば、プラズマを用いる方法（プラズマ溶接）で行うことができる。一般的なプラズマ溶接では溶接の際にフィラー（溶加材）を用いるが、この実施形態のレトルト製造方法では、フィラーを用いずにプラズマ溶接を行う。

【0027】

フィラーを用いる場合、フィラーを溶融する必要があり、その分だけ出力は大きくなり、溶射時間は長くなる。出力が大きくなり、溶射時間が長くなると、熱影響部１１ａの結晶粒が肥大化し、母材１１と熱影響部１１ａの平均結晶粒径の差が大きくなる。母材１１と熱影響部１１ａの平均結晶粒径の差が大きくなると、機械的強度が低下し、曲げた際に割れが発生することがある。

【0028】

この点、本実施形態のようにフィラーを用いずにプラズマ溶接をする場合、出力を抑え、溶射時間を短縮できるため、熱影響部１１ａの結晶粒の肥大化を抑制し、母材１１と熱影響部１１ａの平均結晶粒径の差を最小限に抑えることができ、結果として、曲げた際の割れの発生を抑止することができる。

【0029】

また、プラズマ溶接の場合、電子ビーム溶接と異なり、溶接対象物（ワーク）を入れるチャンバーが必要ない。このため、電子ビーム溶接では対応できないような大型の対象物（例えば、φ１７００×長さ２０００ｍｍのレトルト１０等）であっても、溶接することができるというメリットがある。

【0030】

なお、溶接後の接合箇所には余盛りを行うことができる。余盛り用の溶接材料（溶接棒）には、母材１１と同じ材料を用いることも、異なる材料を用いることもできる。母材１１と異なる材料としては、例えば、ＴＩＧ６１７（ＪＩＳ ＳＮｉ６６１７該当）が挙げられる。溶接棒は、高温下での強度と耐高温酸化性に優れるものを用いるのが好ましい。なお、余盛りは必要に応じて行えばよく、不要な場合には省略することができる。

【0031】

以上の要領で筒状パーツ１０ａを複数製造した後、それらを用いて所望長のレトルト１０を完成させる。具体的には、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、二以上の筒状パーツ１０ａを内部空間同士が連通し、且つ、端面同士が対向するように並べ、突き合わされた両筒状パーツ１０ａの端面の接合箇所を溶接する。

【0032】

筒状パーツ１０ａ同士の溶接は、前述した筒状パーツ１０ａを製造する際の溶接方法と同じ方法で行うことができる。筒状パーツ１０ａを製造する場合と同様、この場合も、溶融部には必要に応じて余盛りをすることができる。以降、前記要領で複数の筒状パーツ１０ａを接合し、所望長のレトルト１０を完成させる。

【0033】

本実施形態のレトルト製造方法は一例であり、本発明のレトルト製造方法は本実施形態に限定されるものではない。本発明のレトルト製造方法は、所期の目的を達成できる範囲で工程の入れ替えや追加、省略等の変更を加えることができる。

【0034】

（レトルト及びロータリーキルンの実施形態）
次に、本発明のレトルト１０及びロータリーキルン１００の一例について説明する。一例として図３に示すロータリーキルン１００は、いわゆる外熱式のロータリーキルン１００であり、主要構成として、レトルト１０と、レトルト１０の外周に設けられた外筒２０と、レトルト１０の長手方向一端側に設けられた供給部３０と、他端側に設けられた排出部４０を備えている。

【0035】

外筒２０はレトルト１０を加熱する部分、供給部３０はレトルト１０内に熱処理の対象物を供給する部分、排出部４０は熱処理後の処理物や熱処理時に発生したガスを外部に排出する部分である。外筒２０、供給部３０、排出部４０には、既存のものを用いることができる。

【0036】

前記レトルト１０は、熱処理の対象物を加熱する炉（加熱炉）である。レトルト１０は支持装置５０によって回転可能に支持されている。レトルト１０は、長手方向に並べて溶接された複数の筒状パーツ１０ａを備えている。筒状パーツ１０ａは、例えば、前述のレトルトの製造方法の実施形態で説明した方法（フィラーを用いずにプラズマ溶接する方法）で製造することができる。

【0037】

この実施形態のレトルト１０は、母材１１として前述のＮｉ基合金が用いられている。Ｎｉ基合金については、レトルトの製造方法の実施形態において既に説明済みであるため、ここではその説明を省略する。

【0038】

図４はレトルト１０の接合箇所の概念図である。ここでいう接合箇所には、筒状パーツ１０ａの製造に際して筒状に曲げて対向した両端面の部分のほか、隣り合う二つの筒状パーツ１０ａの突き合わされた端面の部分が含まれる。

【0039】

図４に示すように、本実施形態の筒状パーツ１０ａの接合箇所は、母材１１と溶接金属部１２を備え、母材１１の溶接金属部１２に近接する領域には熱影響部１１ａが存在する。また、溶接金属部１２の上面側には余盛り部１３が形成されている。

【0040】

本実施形態のレトルト１０の特徴の一つとして、次の式１によって得られる値が１００～３００％である点が挙げられる。
（熱影響部の平均結晶粒径／母材部の平均結晶粒径）×１００・・・（式１）

【0041】

後述する比較試験によれば、前記式１によって得られる値は、フィラーを用いてプラズマ溶接した場合では３３５％であったのに対し、フィラーを用いずにプラズマ溶接した場合では２３７％であった。

【0042】

前記式１によって得られる値が３３５％であった前者では、曲げ試験において多数の割れが確認されたのに対し、前記式１によって得られる値が２３７％であった後者では曲げ試験において割れは確認されなかった。

【0043】

このことから、本実施形態のレトルト１０のように、式１によって得られる値が１００～３００％の範囲にある場合には、当該範囲外のレトルトとの比較で、少なくとも曲げ強度において有意性がある。

【0044】

本願では、母材１１と熱影響部１１ａの平均結晶粒径を次の方法によって測定した。この測定方法は、顕微鏡写真の観察する円の領域に取り込む粒子数を１０個とした以外は、ＪＩＳ Ｇ ０５５１ 附属書Ａ（結晶粒度の評価）に基づく方法である。具体的な測定方法は次のとおりである。

【0045】

（１）電子顕微鏡を用いて接合箇所及び母材１１を含む領域の撮影を行い、母材１１の熱影響部１１ａ及び母材部１１ｂを含む顕微鏡写真を得る。
（２）前記（１）で得られた倍率が１００倍の顕微鏡写真に観察円を設定し、当該観察円の中に入っている粒子数をｎ₁、円周上に交差している粒子数をｎ₂として、相当結晶粒数ｎ₁₀₀を次式（２）により求める。相当結晶粒数ｎ₁₀₀の算出は、熱影響部１１ａと母材部１１ｂの夫々について行う。
ｎ₁₀₀＝ｎ₁＋ｎ₂／２・・・・（式２）
（３）次に、顕微鏡写真の倍率が１００倍における試験片表面上にある１ｍｍ²当たりの結晶粒数ｍを次式（３）により求める。
ｍ＝２×ｎ₁₀₀・・・・（式３）
（４）前記（２）及び（３）で得られた値を用い、平均結晶粒径ｄを次式（４）により求める。
ｄ＝１／√ｍ・・・・（式４）

【0046】

なお、ここで説明した平均結晶粒径の測定方法は一例であり、平均結晶粒径の測定はこれ以外の方法で行うこともできる。

【0047】

前記特徴のほか、本実施形態のレトルト１０の他の特徴として、熱影響部１１ａの平均結晶粒径が２５０μｍ未満、好ましくは２００μｍ未満である点が挙げられる。

【0048】

後述する比較試験によれば、フィラーを用いてプラズマ溶接した場合の熱影響部１１ａの平均結晶粒径が２７７μｍであったのに対し、フィラーを用いずにプラズマ溶接した場合の熱影響部１１ａの平均結晶粒径は１５８μｍであった。

【0049】

熱影響部１１ａの平均結晶粒径が２７７μｍであった前者では、曲げ試験において多数の割れが確認されたのに対し、熱影響部１１ａの平均結晶粒径が１５８μｍであった後者では曲げ試験において割れは確認されなかった。

【0050】

このことから、本実施形態のレトルト１０のように、熱影響部１１ａの平均結晶粒径が２５０μｍ未満、好ましくは２００μｍ未満の場合には、当該数値を満たさないものとの比較で、少なくとも曲げ強度において有意性がある。

【0051】

本実施形態のレトルト１０及びロータリーキルン１００は一例であり、本発明のレトルト１０及びロータリーキルン１００は本実施形態に限定されるものではない。本発明のレトルト１０及びロータリーキルン１００は、所期の目的を達成できる範囲で、適宜構成の入替えや追加、省略等の変更を加えることができる。

【0052】

（実験例）
本件出願人は、本願のレトルト製造方法で製造したレトルト１０の効果を検証するため、複数の試験片を用いて比較試験を行った。比較試験の概要及び結果は次のとおりである。

【0053】

－比較試験の概要－
表１に示す三つの試験片を用意し、それぞれの試験片について、引張試験、曲げ試験及びミクロ試験を行った。

【表1】

【0054】

表１に示すように、実施例は前記レトルト製造方法の要領で溶接を行った試験片であり、Ｎｉ基合金（Ｎｉ－２Ｃｒ－４Ａｌ－１．５Ｓｉ－０．５Ｍｎ）を、フィラーを用いずにプラズマ溶接し、溶融部に余盛りを行ったものである。余盛りには溶接棒としてＴＩＧ６１７（ＪＩＳ ＳＮｉ６６１７該当）を用いた。

【0055】

比較例１は、実施例と同じＮｉ基合金（Ｎｉ－２Ｃｒ－４Ａｌ－１．５Ｓｉ－０．５Ｍｎ）を、フィラーを用いてプラズマ溶接し、溶融部に余盛りを行ったものである。フィラーには、母材材料と同じＮｉ基合金（Ｎｉ－２Ｃｒ－４Ａｌ－１．５Ｓｉ－０．５Ｍｎ）を、余盛りには溶接棒として母材材料と同じＮｉ基合金（Ｎｉ－２Ｃｒ－４Ａｌ－１．５Ｓｉ－０．５Ｍｎ）を用いた。

【0056】

比較例２は、実施例と同じＮｉ基合金（Ｎｉ－２Ｃｒ－４Ａｌ－１．５Ｓｉ－０．５Ｍｎ）を、フィラーを用いずに電子ビーム溶接し、溶融部に余盛りを行ったものである。余盛りには溶接棒として母材材料と同じＮｉ基合金（Ｎｉ－２Ｃｒ－４Ａｌ－１．５Ｓｉ－０．５Ｍｎ）を用いた。

【0057】

前記引張試験では、引張強さ（Ｎ／ｍｍ²）及び継手効率（％）を測定した。引張試験は、ＪＩＳ Ｚ３１２１により、ＪＩＳ Ｚ３１２１ １Ａ号試験片を用いて行った。

【0058】

前記曲げ試験では、表曲げ時の割れと裏曲げ時の割れを測定すると共に、表曲げ時及び裏曲げ時のそれぞれの写真を撮影した。曲げ試験は、ＪＩＳ Ｚ３１２２により、ＪＩＳ Ｚ３１２２ １Ａ号試験片を用いて行った。

【0059】

前記ミクロ試験では熱影響部平均結晶粒径（μｍ）及び母材部平均結晶粒径（μｍ）の測定、並びにこれらの値を前記式１に当てはめて値を算出した。ミクロ試験は、ＪＩＳ Ｚ３１２２により、ＪＩＳ Ｚ３１２２ １Ａ号試験片を用いて行った。

【0060】

－比較試験の結果－
比較試験の結果を、表２に示す。

【表2】

【0061】

［引張試験について］
表２に示すように、実施例の引張強さは６４３Ｎ／ｍｍ²、比較例１の引張強さは８１１Ｎ／ｍｍ²、比較例２の引張強さは６７０Ｎ／ｍｍ²であった。また、実施例の継手効率は９５．３％、比較例１の継手効率は１２０．１％、比較例２の継手効率は９９．３％であった。

【0062】

［曲げ試験について］
表２に示すように、実施例と比較例２では表曲げ及び裏曲げのいずれにおいても割れは発生しなかった。一方、比較例１では表曲げの際に多数の割れが観察された。

【0063】

［ミクロ試験について］
表２に示すように、実施例では、熱影響部平均結晶粒径が１５８μｍ、母材平均結晶粒径が６７μｍであった。また、これらの値を前記式１に当てはめて得られた値は２３７％であり、１００～３００％の範囲内に収まっていた。

【0064】

比較例１では、熱影響部平均結晶粒径が２７７μｍ、母材部平均結晶粒径が８３μｍであった。また、これらの値を前記式１に当てはめて得られた値は３３５％であり、１００～３００％の範囲内に収まらなかった。

【0065】

比較例２では、熱影響部平均結晶粒径が６９μｍ、母材部平均結晶粒径が６８μｍであった。また、これらの値を前記式１に当てはめて得られた値は１０２％であり、１００～３００％の範囲内に収まっていた。

【0066】

本比較試験の結果から、フィラーを用いてプラズマ溶接を行った試験片（比較例１）では、熱影響部１１ａの結晶粒が肥大化すること、熱影響部１１ａと母材部１１ｂの平均結晶粒径の差が大きくなること、熱影響部１１ａと母材部１１ｂの平均結晶粒径の差が大きくなることにより、曲げ試験において割れが発生することが確認された。

【0067】

一方で、フィラーを用いずにプラズマ溶接を行った試験片（実施例）では、熱影響部１１ａの結晶粒の肥大化が抑制されること、熱影響部１１ａと母材部１１ｂの平均結晶粒径の差が大きくならないこと、熱影響部１１ａと母材部１１ｂの平均結晶粒径の差が大きくならないことにより、曲げ試験において割れが発生しないことが確認された。

【0068】

なお、フィラーを用いずに電子ビーム溶接を行った試験片（比較例２）でも実施例と同様の結果が得られた。ただし、電子ビーム溶接ではワークを入れるチャンバーが必要であり、大型のレトルトを入れるチャンバーを用意することは現実的ではないため、大型のレトルトの製造には、フィラーを用いずにプラズマ溶接を行う方法が好適である。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明のレトルト１０及びその製造方法は、各種用途に用いることができるが、特に、リチウムイオン電池の正極材料の焼結に用いるレトルト１０及びその製造方法として、好適に利用することができる。特に、Ｃｒを含まないＮｉ基合金を用いたレトルト１０は、リチウムイオン電池の正極材料の焼結に用いるレトルト１０として好適に用いることができる。

【0070】

Ｃｒを多く含む合金（例えば、Ｃｒを２０重量％以上含む合金）の場合、合金中のＣｒがリチウム（Ｌｉ）と反応し、Ｃｒが正極材料中に取り込まれて不具合を引き起こす場合があるが、Ｃｒ含有量が少ないＮｉ基合金を用いたレトルト１０の場合、そのようなリスクを低減することができる。

【符号の説明】

【0071】

１０ レトルト
１０ａ 筒状パーツ
１１ 母材
１１ａ 熱影響部
１１ｂ 母材部（母材の熱影響部以外の部分）
１２ 溶接金属部
１３ 余盛り部
２０ 外筒
３０ 供給部
４０ 排出部
５０ 支持装置
１００ ロータリーキルン

【要約】

【課題】 Ａｌ：２．０重量％以上含むＮｉ基合金を用いたレトルトの製造方法、当該Ｎｉ基合金を用いたレトルト及び当該レトルトを備えたロータリーキルンを提供する。
【解決手段】 本発明のレトルト製造方法は、Ｎｉ基合金製の母材の接合箇所を、フィラーを用いずにプラズマ溶接してレトルトを製造する方法である。本発明のレトルトは、Ｎｉ：９０．０重量％以上及びＡｌ：２．０重量％以上を含むＮｉ基合金からなる母材と母材の接合箇所に生じた溶接金属部を備え、母材は、溶接金属部の周囲に生じた熱影響部と当該母材の熱影響部以外の部分である母材部を備え、（式１）（熱影響部の平均結晶粒径／母材部の平均結晶粒径）×１００によって得られる値が１００～３００％、又は／及び、熱影響部の平均結晶粒径が２５０μｍ未満のものである。本発明のロータリーキルンは、本発明のレトルトを備えたものである。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】