JP2006002188A

JP2006002188A - 銅系材料およびその製造方法

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Publication number: JP2006002188A
Application number: JP2004177498A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Watanabe; 靖渡辺
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Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-15
Also published as: JP4508736B2

Abstract

【課題】
Ｆｅ、Ｃの汚染のないＣｕ基系材料および鋼製密閉容器を使用してもＦｅ、Ｃの汚染を防ぐことができる製造方法を提供する。
【解決手段】
Ｃｕを必須成分とし、Ｗおよびセラミックスから選ばれた少なくとも１つの成分を含む銅系材料であって、該銅系材料は、上記成分の粉末を所定割合で混合した混合粉を、非鉄製の焼成用容器に収納し、または、プレス加工して圧粉体とし、この圧粉体を非鉄製の冶具で把持し 1083 ℃以上、1400 ℃未満で焼成する予備処理工程と、該予備処理工程で得た焼成体を 950 ℃以上、 1083 ℃未満で熱間等方圧加圧処理する工程とにより得られる。
【選択図】無

Description

接点材料としての銅−タングステンカーバイド系材料(以下、Ｃｕ−ＷＣと略称)、銅−タングステン−タングステンカーバイド系材料(以下、Ｃｕ−Ｗ−ＷＣと略称)、放電加工用電極材としての銅−タングステン−硼化ランタン系材料(以下、Ｃｕ−Ｗ−ＬａＢ₆ と略称する)のＨＩＰ処理を経てなす製造において、鉄(以下、Ｆｅと略称）と炭素（以下、Ｃと略称する)の汚染防止をなし、かつ、安価にＨＩＰ処理する条件を特定した製造法。および、その方法によって製造されるＦｅとＣの汚染の影響を排除した効果がある、優れた特性を有する銅系材料に関する。

銅−タングステン系材料（以下、Ｃｕ−Ｗと略称する）系材料、Ｃｕ−ＷＣ、Ｃｕ−Ｗ−ＷＣなどは圧粉体−焼成−銅溶侵法で製造されることが知られている。Ｃｕ−Ｗ−ＬａＢ₆も銅溶侵法で製造することが知られている（特許文献１）。また、熱間等方圧加圧処理（以下、ＨＩＰ処理と略称する）をなして製造する方法も多数知られている（特許文献２、３、４、５）。

しかし、ＨＩＰ処理をするに当り、安価に処理するための必須要件である、鋼製密閉容器を使用し、かつ、十分な圧密化を目指した処理をすると被処理物が使用原料には含有されないＦｅやＣが、ＨＩＰ処理後の完成品中には含有される場合がある。すなわち、処理温度を上げれば焼結が進みやすくなり、十分に圧密化したものが容易に得られるが、 1083 ℃（Ｃｕ融点温度）以上の温度で処理をすると、被処理物がＦｅおよびＣで汚染される問題（特にＦｅ）が発生する。

ここで、該Ｃｕ基系材料に対するＦｅとＣの汚染防止の必要性に言及すると、Ｃｕ−Ｗ中のＦｅの存在は材料の熱伝導度を低下させることが広く知られている。ＬａＢ₆ の熱電子放射性に対してはＣが悪影響をおよぼすことが知られている。接点材料としてのＣｕ−ＷＣやＣｕ−Ｗ−ＷＣの低熱伝導度は接点材料の低寿命の原因となることが知られている。放電加工用電極材としてのＣｕ−Ｗは、熱伝導度が低下すると放電加工特性の悪化を招く。放電加工特性は、放電加工時の被加工量と電極減耗量の対比である電極消耗比で表わされ、電極消耗比が小さいほど放電加工特性がよい。熱電子放射性が高いＬａＢ₆ はＣｕ−Ｗの放電加工特性を向上させるために添加されることが知られている（特許文献１）。

また、ＨＩＰ処理そのものも以下の点で改良の必要性が大きい。すなわち、Ｃｕ−セラミックス系材料（代表例、ＷＣ）やＣｕ−Ｗ−セラミックス系材料（代表例、ＷＣ、ＬａＢ₆ ）などは、セラミックスが含有される影響でＣｕ−Ｗの金属２元系材料に比較し銅の溶侵性が悪く、残留空孔量が多くなる傾向があって、金属組織の圧密化が十分ではなく所期の性能、特性が得られにくい（特許文献６）。セラミックス粒子が材料組織から脱落しやすい、添加効果が十分に発揮されないなどの問題が推測され、空孔欠陥のない圧密化した金属組織でセラミックス粒子を強固に把持することが望ましい。

また、電子放射性の高いセラミックス系の物質を利用する例として、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ系硼化物（特許文献７）、Ｔｉ、Ｚｒ系硼化物（特許文献８）、Ｃｅ酸化物（特許文献９）、アルカリ土類金属酸化物（特許文献１０）、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｌａ系硼化物（特許文献１、複合酸化物ＢａＷＯ₄ （特許文献１１）などが知られている。

該Ｃｕ系材料の鋼製密閉容器を使用したＨＩＰ処理でのＦｅ、Ｃの汚染の原因は、該材料の圧粉体が 1083 ℃（Ｃｕ融点温度）をこえて加熱されると、銅に対して非溶解物質であるセラミックス（ＷＣ）、Ｗ＋セラミックス（Ｗ＋ＷＣまたはＬａＢ₆ ）などの固相の骨格とＣｕ液相の共存状態になる点にある。前者の非溶解物質は超高融点の物質であり、後者の銅とは、通常の工業的加熱方法による銅の融点の 1083 ℃近傍上温度で、相互に全く溶解しない。したがって、発生したＣｕ融体が圧粉体表面で鋼製容器と接触して反応し、被処理物中にＦｅ、Ｃが溶解、混入していくと考えられる。

この問題の解決策として、鋼製容器内面のセラミックス絶縁層施工（特許文献１２、特許文献１３）等はコスト上昇につながる。容器の鋼に代わる材質としてＷ、ニオブ（Ｎｂ）などが考えられるが同様にコスト面から採用されない。被処理物をガラスやセラッミックス粉粒体中に埋設し、鋼製密閉容器に非接触の状態で収納してＨＩＰ処理する方法もあるが、発生したＣｕ融体がガラス中に漏出して成分制御ができず 1083 ℃をこえる処理はできないという問題がある。

単に、ＨＩＰ処理温度を 1083 ℃以下にしても圧密化が進まず満足すべき十分な特性値が得られないという問題がある。
特開平７−３３１３６１号公報特許２５５４０９号特公昭５８−５３０５８号公報特開平５−２７１７０２号公報特開２０００−６３９７４号公報特公昭６３−１１４２１号公報特公昭５６−３２３８３号公報特開昭４９−１２１２９６号公報特開昭５５−２４９７７号公報特公昭３５−８０４６号公報特許２６２００５５号特開平２−４３３０３号公報特開平１０−２９８６０９号公報

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、鋼製密閉容器を使用しても、銅系材料に対するＦｅ、Ｃの汚染を防ぐことができるＨＩＰ処理方法を提供することにある。

本発明の銅系材料は、Ｃｕを必須成分とし、Ｗおよびセラミックスから選ばれた少なくとも１つの成分を含む銅系材料であって、該銅系材料は、上記成分の粉末を所定割合で混合した混合粉を、非鉄製の焼成用容器に収納し、または、プレス加工して圧粉体とし、この圧粉体を非鉄製の冶具で把持し 1083 ℃以上、1400 ℃未満で焼成する予備処理工程と、該予備処理工程で得た焼成体を 950 ℃以上、 1083 ℃未満で熱間等方圧加圧処理する工程とにより得られることを特徴とする。
また、上記セラミックスがＷＣおよびＬａＢ₆から選ばれた少なくとも１つのセラミックスであることを特徴とする。
また、上記Ｃｕと不純物元素との合計量が 10 〜 80 重量％、残部が前記セラミックスとＷからなり、前記不純物元素はＦｅ、ＣｒおよびＮｉのそれぞれが 0.05 重量％以下であり、前記セラミックスはＷＣが 0.1 〜 90 重量％であることを特徴とする。
また、上記Ｃｕと不純物元素との合計量が 10 〜 80 重量％、残部が前記セラミックスとＷからなり、前記不純物元素は炭素、Ｆｅ、ＣｒおよびＮｉのそれぞれが 0.05 重量％以下であり、前記セラミックスはＬａＢ₆が 0.01 〜 10 重量％であることを特徴とする。

本発明の銅系材料の製造方法は、Ｃｕ粉と、Ｗ粉およびセラミックス粉から選ばれた少なくとも１つの粉を所定割合で混合した混合粉を、非鉄製の焼成用容器に収納し、または、上記混合粉をプレス加工した圧粉体を非鉄製の冶具で把持し 1083 ℃以上、1400 ℃未満で焼成する予備処理工程と、該予備処理工程で得た焼成体を成形用容器に収納して 950 ℃以上、 1083 ℃未満で熱間等方圧加圧処理する工程とを備えてなることを特徴とする。
また、上記成形用容器は、鋼製容器であり、この鋼製容器は、予備処理工程で得た焼成体をガラス中に埋設した状態で収納することを特徴とする。

本発明の銅系材料は上記製造方法で得られるので、ＦｅおよびＣの汚染を防ぐことができる。このため、熱伝導性および放電加工特性に優れた電極材料および長寿命の接点材料に使用することができる。
本発明の銅系材料の製造方法は、予備処理工程と、ＨＩＰ処理工程とを含むので、ＦｅおよびＣの汚染がなく、安価で、放電加工特性に優れた電極材料および長寿命の接点材料を製造できる。

本発明者は、Ｃｕ−Ｗを 1083 ℃以上で加熱し、Ｃｕ融体とＷ骨格の状態を一旦経由させた焼成体は、ＨＩＰ処理温度が 1083 ℃以下であっても、圧密化が進みやすく特性値が発現しやすいとの現象を見出した。この現象はＣｕ融体の発生によってＣｕ相と空孔が各々分離されて統合され、骨格構造物質の焼結が限定的に進行し、 1083 ℃以下の固相でのＨＩＰ処理であっても非焼成の圧粉体よりも速い速度で圧密化現象が発現するためと考えられる。本発明は、このような知見に基づきなされたものである。

本発明の銅系材料の製造方法は、（Ａ）Ｃｕ粉と、Ｗ粉およびセラミックス粉から選ばれた少なくとも１つの粉を混合した混合粉を非鉄製の焼成用容器に収納し、または、プレス加工して圧粉体とし、この圧粉体を非鉄製の冶具で把持し 1083 ℃以上、1400 ℃未満で予め焼成する予備処理工程と、（Ｂ）この予備処理工程で得た焼成体を 950 ℃以上、 1083 ℃未満で熱間等方圧加圧処理する工程とを備えている。各工程（Ａ）、（Ｂ）の詳細を以下に説明する。

（Ａ）予備処理工程
合金原料として、それぞれ数μm 〜数 10μm の粒子径としたＣｕ粉とＷ粉およびセラミックス粉とを混合した混合粉を準備する。セラミックスは、ＷＣ、ＬａＢ₆、またはこれらの混合物である。
予備処理工程後のＨＩＰ処理は、成形用容器を用いて行なうため、Ｃｕの配合量は規制されず、Ｃｕ粉、Ｗ粉およびセラミックス粉の配合割合は、得られる材料の特性および合金を形成できる範囲で任意とすることができる。例えば以下の例が挙げられる。

Ｃｕ−Ｗ−ＷＣの場合、Ｃｕと不純物元素との合計量が 10 〜 80 重量％、残部がセラミックスとＷからなる。不純物元素はＦｅ、ＣｒおよびＮｉのそれぞれが 0.05 重量％以下であり、セラミックスはＷＣが 0.1 〜 90 重量％である。ＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％をこえると熱伝導度の低下が著しい。Ｗは接点材料の耐弧成分であり、ＷＣは耐弧、耐摩耗成分であるが、Ｗ＋ＷＣが 20 重量％以下（Ｃｕとして 80 重量％をこえる）では焼成体が形成できない。ＷＣが 0.1 重量％未満では耐摩耗性が不足し、90 重量％をこえると圧密化しない。

Ｃｕ−Ｗ−ＬａＢ₆の場合、Ｃｕと不純物元素との合計量が 10 〜 80 重量％、残部がセラミックスとＷからなり、不純物元素は炭素、Ｆｅ、ＣｒおよびＮｉのそれぞれが 0.05 重量％以下であり、セラミックスはＬａＢ₆が 0.01 〜 10 重量％である。ＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％をこえると熱伝導度の低下が著しい。Ｗは接点材料の耐弧成分である。Ｗ＋ＬａＢ₆が 20 重量％以下（Ｃｕとして 80 重量％をこえる）では焼成体が形成できない。ＬａＢ₆が 0.01 重量％未満では放電加工性向上に効果がなく、10 重量％をこえると熱伝導性、電気伝導性をさげる。
銅系材料中におけるＦｅ、Ｃ含有量は 0.05 重量％以下に管理されるべきであり、また、潤滑材、粘結材等の作業助剤は必要に応じて、最低限であることが好ましい。

上記合金材料である混合粉を焼成用容器に収納し、1083 ℃以上、1400 ℃未満で焼成する。また、混合粉をプレス加工した圧粉体を用いる場合では、容器は必要なく、この圧粉体自体を冶具で把持し上記温度範囲で焼成する。焼成は、水素気流中で数時間行なう。焼成用容器および冶具は、Ｆｅ成分の混入が起こらないように非鉄製であればよく、セラミックス製、黒鉛製、またはＷ製などを好適に用いることができる。さらに、非炭化物系のセラミックス製を用いることができる。焼成用非鉄製冶具として、黒鉛、炭化物系セラミックスの採否は炭素を規制するか否かによって選択される。非鉄製冶具を使用すれば、1083℃以上の加熱処理であってもＦｅ、Ｃの溶解、混入は全く発生しない。また、これらの冶具は安価簡易に製造できる。
なお、上記温度範囲上限を 1400 ℃としたのは、この温度以上となると、Ｃｕの蒸発が激しくなり実用的には操業できなくなるためである。

（Ｂ）ＨＩＰ処理工程
予備処理工程で得た焼成体を成形用容器に収納して 950 ℃以上、1083 ℃未満でＨＩＰ処理する。成形用容器は、シリカガラス、Ｃｕ、アルミニウム、鋼製などの任意の容器を用いることが可能である。処理コストを削減できることから、鋼製容器を用いることが好ましい。ＨＩＰ処理は、十分な密度を得ることができる圧力下で数時間行なう。なお、ＨＩＰ処理温度の下限を 950℃としたのは、この温度以下となると、焼成体であっても圧密化が殆ど進まなくなり、ＨＩＰ処理が実用的には進行しなくなるためである。
ＨＩＰ処理で使用される鋼製密閉容器はＨＩＰ処理を安価になすための必須要件であり、安価簡易に製造できる。更に該被処理物をガラス中に埋設して鋼製密閉容器に収納してＨＩＰ処理することでコスト低減にさらに寄与する。

鋼製容器の一例として、市販されている鋼製シ−ムレス耐圧性パイプを溶接施工したものが挙げられる。この鋼製パイプは形状の制約なしに、複数個の金属体を一個の金属製容器にランダムに埋設収納できるので、ＨＩＰ処理するための装入量を増加させることができる。また、ＨＩＰ処理に用いる装置内に一個の容器を装入すればよいので全体の処理コストは低減する。

被処理物が埋設されるガラス粉粒体は、埋設された被処理物に等方向に圧縮力を印加できるガラス粉、ガラス粒子、ガラス塊であることが好ましい。接触媒体としてガラス粉、ガラス粒、ガラス塊を使用することにより、被処理物表面にそって圧力を全面にむらなく印加できる。ガラス粉粒体の最小粒子径は、被処理物の開放孔の最大孔径よりも大きな粒子径である。固体処理工程において、その開放孔にガラス粉粒体が浸入しないので好ましい。
ガラス粉粒体の材質としては、約 900 〜 980 ℃の加工点温度を有するソーダ石灰ガラスが好ましい。なお、加工点温度はガラス粉粒体を構成するガラスの粘度が 1×10³ Pa・s になるときの温度をいう。
なお、接触媒体として、ガラス粉粒体と無機塩類との混合物、ガラス粉粒体と機能調整のためのセラミックスとの混合物の使用もできる。

上記（Ａ）予備処理工程において温度範囲下限の 1083 ℃はＣｕの融点であり、該温度以上で混合粉（またはその圧粉体）を焼成することにより、混合粉中のＣｕ粉が溶融しＷ粉等との密着性が増す。これにより、ＨＩＰ処理前において塑性加工性を潜在的に改善させることができる。次に、予備処理工程で得られた焼成体を（Ｂ）ＨＩＰ処理工程において、ＨＩＰ処理を温度 1083 ℃未満で行なうことにより、Ｃｕ粉の溶解が起こらず、溶解したＣｕ粉と鋼製容器との接触による鋼製容器Ｆｅ成分の合金材料への混入が防止でき、銅系材料の熱伝導度の低下を抑制することができる。以上より該製造方法によって得られた銅系材料は、塑性加工性に優れ、かつ高熱伝導性を有するため、放電加工用電極や接点材料、伝熱材料などに好適に用いることができる。

実際の製造現場では銅系材料の製造コストを抑えるために、ＨＩＰ処理容器として鋼製容器を使用することは必須であるが、従来、上述のように鋼製容器の使用はＦｅ汚染による合金の熱伝導度低下の問題があり、また、ＨＩＰ処理時における鋼製容器とＣｕ−Ｗ合金との接触自体を防止するには多大のコストが必要となる問題があった。これに対し本発明の製造方法では、合金に十分な塑性加工性が必要な場合でも、ＨＩＰ処理前に予め焼成を行なうことにより、ＨＩＰ処理をＣｕの融点より低い温度で行なうことを可能としたため、安価な鋼製容器を用いることができ製造コストを抑えられる。また、この鋼製容器を用いたカプセル法によりＨＩＰ処理を行なうので、カプセルフリー法の場合にネックとなる安定な中間焼結体を得るために必要なＣｕの配合量を考慮する必要がなく、任意の配合割合の銅系材料を製造することができる。

上記製造方法により、Ｃｕ−Ｗ−セラミックスの混合粉圧粉体を、Ｆｅ、Ｃの汚染なしに十分に圧密化することができる。また、セラミックス冶具を使用した１０８３℃以上の焼成も安価になしうる。鋼製密閉容器はそのままの使用であれば十分工業的に安価に利用でき、ガラス粉粒体中に埋設すればさらにコストが低減する。
銅系材料の中で、Ｃｕ−Ｗ−ＷＣは圧密化がなされ、Ｆｅの汚染がなければ良好な熱伝導度が得られる。Ｃｕ−Ｗ−ＬａＢ₆は圧密化がなされＦｅ、Ｃの汚染がなければ良好な熱伝導度と放電加工特性（低電極消耗比）が得られる。また、この製造方法は、例えば、特公昭５６−３２３８３号公報（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ系硼化物）、特開昭４９−１２１２９６号公報（Ｔｉ、Ｚｒ系硼化物）、特開昭５５−２４９７７号公報（Ｃｅ酸化物）、公告昭３５−８０４６号公報（アルカリ土類金属酸化物）、特開平７−３３１３６１号公報（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｌａ系硼化物）、特許２６２００５５（複合酸化物ＢａＷＯ₄）等に開示されている材料の製造に効果的適用できる。

実施例１〜実施例４および比較例１〜比較例６：
粒径 1 〜 30 μm のＣｕ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）と、粒径 1 〜 3 μm のＷ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）と粒径 1 〜 3 μm のＷＣ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）と粒径 1 〜 3 μm のＬａＢ₆ 粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）とを表１に示す重量比で配合して混合した。この混合粉で成形圧力 600 MPa で圧粉体を作った。この圧粉体を表１に示す条件で焼成用冶具を使用して水素気流中で 5 時間焼成した。得られた焼成体を表１に示す容器（内径 25 Φ× 100 mm ）にいれて脱気後 180 MPa 、 5 時間ＨＩＰ処理をした。熱伝導度は 10 Φ× 2 mm ＴＰを放電切断加工と研磨加工で製作し、レーザーフラッシュ法で熱拡散率を測定して求めた。圧密化の成否は浸透探傷試験の反応の有無によって確認した。結果を表１に示す。

表１から以下の（１）〜（６）が判明した。
（１）実施例１と比較例１との比較から 1083 ℃未満の焼成は非圧密化の原因となる。
（２）実施例２と比較例２との比較から 1083 ℃以上のＨＩＰ処理で鋼製容器の密着使用はＦｅ汚染の原因となる。
（３）実施例３と比較例３との比較からＨＩＰ処理温度が 1083 ℃以上で、ガラス中埋設でＣｕ漏出が発生する。
（４）実施例４と比較例４〜比較例６との比較から炭化物系セラミックス、黒鉛製冶具の使用はＣ汚染の原因になる。
（５）実施例４と比較例６との比較から９５０℃未満のＨＩＰ処理は非圧密化の原因となる。
（６）Ｆｅ汚染およびＣ汚染はそれぞれ 0.05 重量％を境として判断するのが妥当である。

実施例５〜実施例１０および比較例７〜比較例８：
粒径 1 〜 30 μmのＣｕ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）と、粒径 1 〜 3 μm のＷ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）と粒径 1 〜 3 μmのＷＣ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）とを表２に示す重量比で配合して混合した。この混合粉で成形圧力 600 MPa で圧粉体を作った。この圧粉体を表２に示す条件で焼成用冶具を使用して水素気流中で 5 時間焼成した。得られた焼成体を表２に示す容器（内径 25 Φ× 100 mm ）にいれて脱気後 180 MPa 、 5 時間ＨＩＰ処理をした。熱伝導度は 10 Φ× 2 mmＴＰを放電切断加工と研磨加工で製作し、レーザーフラッシュ法で熱拡散率を測定してもとめた。圧密化の成否は浸透探傷試験の反応の有無によって確認した。結果を表２に示す。

表２から以下の（７）〜（９）が判明した。
（７）実施例５〜実施例１０から本製造方法で、Ｗ＋ＷＣ 25 〜 75 重量％、ＷＣ 5.0 〜 75 重量％の範囲で良好な熱伝導度が得られた。
（８）実施例６、実施例１０と比較例７〜比較例８との比較から、Ｆｅの汚染がなければ良好な熱伝導度が得られる。
（９）Ｆｅ汚染は 0.05 重量％を境として判断するのが妥当である。

実施例１１〜実施例１４および比較例９〜比較例１３：
粒径 1 〜 30 μm のＣｕ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）と、粒径 1 〜 3 μm のＷ粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）と粒径 1 〜 3 μm のＬａＢ₆ 粉末（粉末中のＦｅとＣｒとＮｉの各々が 0.05 重量％以下）とを表３に示す重量比で配合して混合した。この混合粉で成形圧力 600 MPa で圧粉体を作った。この圧粉体を表３に示す条件で焼成用冶具を使用して水素気流中で５時間焼成した。得られた焼成体を表３に示す容器（内径 25 Φ× 100 mm ）にいれて脱気後 180 MPa 、 5 時間ＨＩＰ処理をした。熱伝導度は 10 Φ× 2 mm ＴＰを放電切断加工と研磨加工で製作し、レーザーフラッシュ法で熱拡散率を測定してもとめた。圧密化の成否は浸透探傷試験の反応の有無によって確認した。更に電極消耗率を測定した。電極消耗率は 10 Φ× 50 mm ＴＰを放電切断と機械加工で製作し、 13 重量％コバルト超硬製： 50 角× 10 mm ＴＰに盲貫穴加工を加え両者の重量減少を測定した。放電加工条件は：ピーク電流 10 Ａ、放電時間 16 μ秒、負荷率 50 ％である。結果を表３に示す。

表３から以下の（１０）〜（１１）が判明した。
（１０）実施例１１〜実施例１４と比較例９〜比較例１０との比較から、ＬａＢ₆ の配合率 10 重量％以下の範囲で電極消耗比に添加効果が確認された。
（１１）比較例１１〜比較例１３からＬａＢ₆ 添加に対してＣの汚染は有害である。管理限界は 0.05 重量％が妥当である。また、放電加工特性の成否は、電極消耗比 10 % 以下であることが目安となる。

本発明は、鋼製密閉容器を使用しても、Ｃｕ基系材料に対するＦｅ、Ｃの汚染を防ぐことができるＨＩＰ処理方法であるため、熱伝導度および放電加工特性に優れたＣｕ基系材料を安価に製造できるので、特に接点材料および放電加工用電極材料に好適に利用できる。

Claims

銅を必須成分とし、タングステンおよびセラミックスから選ばれた少なくとも１つの成分を含む銅系材料であって、該銅系材料は、前記成分の粉末を所定割合で混合した混合粉を、非鉄製の焼成用容器に収納し、または、プレス加工して圧粉体とし、この圧粉体を非鉄製の冶具で把持し 1083 ℃以上、1400 ℃未満で焼成する予備処理工程と、該予備処理工程で得た焼成体を 950 ℃以上、 1083 ℃未満で熱間等方圧加圧処理する工程とにより得られることを特徴とする銅系材料。
前記セラミックスがタングステンカーバイドおよび硼化ランタンから選ばれた少なくとも１つのセラミックスであることを特徴とする請求項１記載の銅系材料。
前記銅と不純物元素との合計量が 10 〜 80 重量％、残部が前記セラミックスとタングステンからなり、前記不純物元素は鉄、クロムおよびニッケルのそれぞれが 0.05 重量％以下であり、前記セラミックスはタングステンカーバイドが 0.1 〜 90 重量％であることを特徴とする請求項１記載の銅系材料。
前記銅と不純物元素との合計量が 10 〜 80 重量％、残部が前記セラミックスとタングステンからなり、前記不純物元素は炭素、鉄、クロムおよびニッケルのそれぞれが 0.05 重量％以下であり、前記セラミックスは硼化ランタンが 0.01 〜 10 重量％であることを特徴とする請求項１記載の銅系材料。
銅粉と、タングステン粉およびセラミックス粉から選ばれた少なくとも１つの粉を所定割合で混合した混合粉を、非鉄製の焼成用容器に収納し、または、前記混合粉をプレス加工した圧粉体を非鉄製の冶具で把持し 1083 ℃以上、1400 ℃未満で焼成する予備処理工程と、該予備処理工程で得た焼成体を成形用容器に収納して 950 ℃以上、 1083 ℃未満で熱間等方圧加圧処理する工程とを備えてなることを特徴とする銅系材料の製造方法。
前記成形用容器は、鋼製容器であることを特徴とする請求項５記載の銅系材料の製造方法。
前記鋼製容器は、前記予備処理工程で得た焼成体をガラス中に埋設した状態で収納することを特徴とする請求項６記載の銅系材料の製造方法。