JP2021095589A - Ｃｕ系粉末及び該Ｃｕ系粉末の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】リン化物を形成し易い元素Ｍを含有するＣｕ系粉末であるので、熱処理によってＣｕ系粉末に含まれるＰと元素Ｍとがリン化物を形成してＣｕ母相中から析出するから、熱伝導性や電気伝導性に与えるＰの影響が少ないＣｕ系合金を製造することのできるＣｕ系粉末を提供する。【解決手段】２９８Ｋ〜１３００Ｋの温度域におけるリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーがＣｕ３Ｐ以下であるリン化物を形成する元素Ｍを含有し、前記元素Ｍのリン化物の中で前記温度域における標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物がＭｘＰｙ（但し、ｘ＞０,ｙ＞０）で表され、Ａが「Ａ＝Ｐの質量％×（ｘ／ｙ）×（Ｍの原子量／Ｐの原子量）」で表されるとき、前記Ｃｕ系粉末における前記元素Ｍの含有量は前記Ａ×０．３質量％以上、かつ、前記Ａ×１．２質量％以下であり、前記Ｐの含有量は０．０１質量％〜１．０質量％であるＣｕ系粉末。【選択図】なし
Description
本発明はＣｕ系粉末に関する。詳しくは、該Ｃｕ系粉末は、Ｐを含有する溶湯から製造するので、Ｐが酸素と反応して気相のリン酸化物となって酸素量を減少させることができるため、酸素による溶湯の流動性の悪化を抑制できるからアトマイズ法によって優れた生産性と安全性を確保して製造することができ、また、該Ｃｕ系粉末は、リン化物を形成し易い元素Ｍを含有するため、該Ｃｕ系粉末に含まれるＰは熱処理によって元素Ｍとリン化物を形成してＣｕ母相中から析出させることができるから、熱伝導性や電気伝導性に与えるＰの影響が少ないＣｕ系合金を製造することができるＣｕ系粉末に関する。
アトマイズ法によるＣｕ系粉末の製造には、生産性や作業の安全のため、常に溶湯の噴霧時の流動性が求められる。
溶湯の流動性には酸素が影響し、酸素量が多いと流動性は悪化する。
また、溶湯が酸素を多く含有すれば、製造した粉末の酸素量が増え、表面酸化や内部酸化が生じるため、このような粉末から製造する製品の欠陥や特性悪化を引き起こす虞がある。
また、溶湯が酸素を多く含有すれば、製造した粉末の酸素量が増え、表面酸化や内部酸化が生じるため、このような粉末から製造する製品の欠陥や特性悪化を引き起こす虞がある。
酸素を減少させる方法としては木炭やフラックスを溶湯に添加する方法が確立されている。
添加した木炭やフラックスは溶湯中の酸素と反応し、酸化物を形成して酸素量が減るため、溶湯の流動性を向上させることができる。
しかし、添加した木炭やフラックスは溶湯上面に浮上することから、出湯する瞬間の酸化は抑えきれず、突如として流動性が悪くなるという問題があり、また、木炭やフラックスは除去し難いため、製造したＣｕ系粉末に木炭やフラックスやフラックスの酸化物が混入するという問題がある。
このような問題点の解決法として、溶湯に銅とリン化銅からなるリン銅を添加する方法がある。
リン銅を溶湯に添加すると、リン（Ｐ）と溶湯中の酸素とが反応し、気相のリン酸化物となって酸素量が減少するから溶湯の流動性の悪化を抑制することができる。
また、気相のリン酸化物であると、木炭やフラックスのように物理的に除去する必要もない。
しかし、ＰがＣｕ系合金のＣｕ母相中に存在すると、Ｃｕ系合金の優れた特長である熱伝導性や電気伝導性を著しく低下させることが知られている。
溶湯における酸素量に対して過剰のリン銅を添加して製造したＣｕ系粉末を熱処理して製造したＣｕ系合金にはＣｕ母相中にＰが残留することになり、リン銅を添加しない場合と比べて熱伝導性や電気伝導性が低下するという問題がある。
雰囲気溶解であればリン銅を添加せずに溶湯の流動性を保つことができるが、真空装置が必要であるから、大量生産には向かず、製造コストが増加するという問題がある。
また、Ｐは原料由来の不可避不純物としてＣｕ系粉末に含まれることもある。
上記の問題点から、従来の溶解方法にて溶解し、リン銅等を添加した溶湯から製造したＣｕ系粉末であっても、また、不可避不純物としてＰを含むＣｕ系粉末であっても、Ｃｕ系粉末を熱処理して製造したＣｕ系合金の熱伝導性や電気伝導性に対するＰの影響が少ないＣｕ系粉末の開発が望まれている。
特許文献１には、溶湯に酸化性ガスを吹き付けることで、溶湯中のＰを除去し、その後、還元性ガスを吹き付けることで酸素量を低下させる方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示される方法をアトマイズ法による粉末製造に適用する場合、酸化性ガスによるＰの除去は可能であるが、過酸化が生じた場合の還元工程の追加が容易でないという問題がある。
本発明者らは、前記諸問題を解決することを技術的課題とし、試行錯誤的な数多くの試作・実験を重ねた結果、元素ＭとＰとＣｕを含有するＣｕ系粉末であって、前記元素Ｍは、２９８Ｋ〜１３００Ｋの温度域における前記元素Ｍのリン１ｍｏｌ当たりのリン化物の標準生成自由エネルギーが同温度域におけるＣｕ３Ｐのリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギー以下の元素であり、前記元素Ｍのリン化物の中で前記温度域における標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物がＭｘＰｙ（但し、ｘ＞０,ｙ＞０）で表され、Ａが「Ａ＝Ｐの質量％×（ｘ／ｙ）×（Ｍの原子量／Ｐの原子量）」で表されるとき、前記Ｃｕ系粉末における前記元素Ｍの含有量は前記Ａ×０．３質量％以上、かつ、前記Ａ×１．２質量％以下であり、前記Ｐの含有量は０．０１質量％〜１．０質量％であるＣｕ系粉末であれば、溶湯の流動性が高いから、アトマイズ法でＣｕ系粉末を製造する場合であっても優れた生産性と安全性を確保することができ、また、リン化物を形成し易い元素Ｍを含有するので、Ｃｕ系粉末を熱処理することでＰと元素Ｍとがリン化物を形成して、ＰをＣｕ母相中から析出させることができるので、熱伝導性や電気伝導性に対するＰの影響が少ないＣｕ系合金を製造できるＣｕ系粉末になるという刮目すべき知見を得て前記技術的課題を達成したものである。
前記技術的課題は次のとおりの本発明によって解決できる。
本発明は、元素ＭとＰとＣｕを含有するＣｕ系粉末であって、前記元素Ｍは、２９８Ｋ〜１３００Ｋの温度域における前記元素Ｍのリン１ｍｏｌ当たりのリン化物の標準生成自由エネルギーが同温度域におけるＣｕ３Ｐのリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギー以下の元素であり、前記元素Ｍのリン化物の中で前記温度域における標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物がＭｘＰｙ（但し、ｘ＞０,ｙ＞０）で表され、Ａが下記(式)で表されるとき、前記Ｃｕ系粉末における前記元素Ｍの含有量は前記Ａ×０．３質量％以上、かつ、前記Ａ×１．２質量％以下であり、前記Ｐの含有量は０．０１質量％〜１．０質量％であるＣｕ系粉末である。
（式）Ａ＝Ｐの質量％×（ｘ／ｙ）×（Ｍの原子量／Ｐの原子量）
（式）Ａ＝Ｐの質量％×（ｘ／ｙ）×（Ｍの原子量／Ｐの原子量）
また、本発明は、Ｓｎを０．１質量％〜３．０質量％含有する前記Ｃｕ系粉末である。
また、本発明は、Ｏの含有量が０．１質量％以下である前記Ｃｕ系粉末である。
また、本発明は、粉末冶金用又は積層造形用である前記Ｃｕ系粉末である。
また、本発明は、アトマイズ法にて製造してなる前記Ｃｕ系粉末である。
また、本発明は、前記Ｃｕ系粉末に潤滑剤を０．１質量％〜１．０質量％添加してなるＣｕ系粉末である。
また、本発明は、アトマイズ法にて製造する前記Ｃｕ系粉末の製造方法である。
本発明におけるＣｕ系粉末は、脱酸効果のあるリン銅等を溶湯に添加してＰを含有させることができるので、Ｐと酸素が気相のリン酸化物を形成して溶湯中の酸素量が減少し、流動性が高い溶湯になるから、アトマイズ法によって優れた生産性と安全性を確保して製造することができる。
また、形成されるリン酸化物は気相であるため、木炭やフラックスのように物理的に除去する必要はない。
また、本発明におけるＣｕ系粉末は、不可避不純物を除き、元素Ｍを（式）で表されるＡの０．３倍〜１．２倍質量％含有することから、Ｃｕ系粉末の熱処理の際に、酸素と反応せずに残留したＰは元素Ｍと反応してリン化物となり、Ｃｕ母相中から析出させることができるから、熱伝導性や電気伝導性に与えるＰの影響が少ないＣｕ系合金を製造することができる。
また、スズ（Ｓｎ）を０．１質量％〜３．０質量％含有するＣｕ系粉末であれば融点が下がるため、製造時の溶湯の流動性をさらに向上させることができると共に、Ｃｕ系合金の母相強度を向上させることもできる。
また、酸素（Ｏ）が０．１質量％以下であれば、粉末の内部酸化を抑制することができるので、Ｃｕ系合金の欠陥や特性悪化を引き起こし難いＣｕ系粉末になる。
また、Ｃｕ系粉末に潤滑剤を０．１質量％〜１．０質量％添加すれば、潤滑性が向上して粉末冶金における成形体を成形し易いＣｕ系粉末になる。
したがって、本発明は、焼結を伴う粉末冶金用途等の他、積層造形用途においてもＰ及び／又は元素Ｍが拡散してＰと元素Ｍとがリン化物を形成するような熱処理を行うことで熱伝導性や電気伝導性に与えるＰの影響が少ないＣｕ系合金が得られるＣｕ系粉末である。
本発明は、熱処理を行ってＣｕ系合金を製造するＣｕ系粉末である。
熱処理は、Ｃｕ系粉末が含有するＰ及び／又は元素Ｍが拡散してＰと元素Ｍとがリン化物を形成する熱処理であればどのような熱処理であってもよく、焼結、焼結後の時効、レーザー及び電子ビームによる溶融とその後の時効を例示することができる。
熱処理は１回であってもよいし、複数回であってもよい。
本発明におけるＣｕ系粉末は、Ｐを含有する溶湯から製造することができる。Ｐを含有する溶湯は流動性に優れるから、アトマイズ法にて優れた生産性と安全性を確保して製造することできる。
製造されたＣｕ系粉末は、酸素と気相のリン酸化物を形成せずに溶湯中に残留するＰや、原料の不可避不純物として混入したＰを含有する。
Ｐの含有量は０．０１質量％〜１．０質量％が好ましく、さらに好ましくは０．０５質量％〜０．５質量％である。
Ｐの含有量が０．０１質量％未満では溶湯における脱酸効果が低く、流動性の高い溶湯にならない虞があり、また、１．０質量％を超えると、(式)で表されるＡの０．３倍〜１．２倍質量％の元素Ｍを含有したとしても、元素Ｍとリン化物を形成しなかった余剰のＰがＣｕ系合金のＣｕ母相中に残留し、熱伝導性や電気伝導性へ影響を及ぼす虞があるからである。
Ｐは溶湯に添加するのが好ましい。
添加するＰは、リン銅やニッケルリン等の脱酸効果があるものであれば形態を問わないが、融点が低い方が好ましく、リン銅とニッケルリンであれば、リン銅の方が好ましい。
本発明におけるＣｕ系粉末は、２９８Ｋ〜１３００Ｋの温度域（該温度域を「同温度域」又は「前記温度域」と言うことがある）におけるリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーが同温度域におけるＣｕ３Ｐのリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギー以下のリン化物を形成する元素Ｍを含有する。
リン１ｍｏｌ当たりのリン化物の標準生成自由エネルギーとはリン化物１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーの文献値をリンのモル数で除することで算出することができる。
リン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーが前記温度域におけるＣｕ３Ｐのリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギー以下である元素Ｍはリン化物を形成し易い元素である。
したがって、Ｐ及び／又は元素Ｍが拡散するような熱処理によってリン化物を形成できるのでＰが固定化され、Ｃｕ母相中から析出させることができるから、熱伝導性や電気伝導性に対するＰが与える影響が少ないＣｕ系合金を製造することができる。
したがって、Ｐ及び／又は元素Ｍが拡散するような熱処理によってリン化物を形成できるのでＰが固定化され、Ｃｕ母相中から析出させることができるから、熱伝導性や電気伝導性に対するＰが与える影響が少ないＣｕ系合金を製造することができる。
元素Ｍとして、ニッケル（Ｎｉ／原子量５８．６９）、コバルト（Ｃｏ／原子量５８．９３）、マンガン（Ｍｎ／原子量５４．９４）、アルミニウム（Ａｌ／原子量２６．９８）を例示する。
Ｃｕ系粉末における元素Ｍの含有量は、元素Ｍのリン化物の中で前記温度域におけるリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物がＭｘＰｙ(式)で表され、Ａが（式）で表されるときのＡの０．３倍〜１．２倍質量％である。
(式) Ａ＝Ｐの質量％×（ｘ／ｙ）×（Ｍの原子量／Ｐの原子量）
(式)中の「Ｍの原子量」及び「Ｐの原子量」の値は小数点以下の桁数が同じであれば何桁でもよい。
（式）で表されるＡはＭｘＰｙに含まれるＰに対して過不足ない元素Ｍの量を表わす値である。
元素Ｍの含有量がＡの０．３倍質量％未満では、Ｃｕ母相中に残留するリン化物を形成しなかった余剰のＰの量が多くなり、Ｃｕ系合金の熱伝導性や電気伝導性へのＰが及ぼす影響が大きくなる虞があるからである。
元素Ｍの含有量がＡの１．２倍質量％を超えると、Ｃｕ母相中に残留するリン化物を形成しなかった余剰の元素Ｍの影響が顕著になり、元素Ｍを添加しない場合よりもＣｕ系合金の熱伝導性や電気伝導性が低下する虞があるからである。
例として、後述する実施例１にて元素Ｍの含有量の範囲を計算すると、Ｃｕ系粉末が含有するＰの質量％は０．０１、元素ＭはＣｏ、前記温度域におけるＣｏの標準生成自由エネルギーの文献値が最も低いリン化物はＣｏ２Ｐであるからｘ＝２、ｙ＝１、Ｐの原子量は３０．９７、Ｃｏの原子量は５８．９３であるから、(式)に当てはめて、Ａの値は０．０３８となる。
したがって、Ｃｏの含有量は０．０１１質量％〜０．０４６質量％の範囲が好ましいことになる。
したがって、Ｃｏの含有量は０．０１１質量％〜０．０４６質量％の範囲が好ましいことになる。
ＭｘＰｙは標準生成自由エネルギーの文献値から決定すればよい。
なお、本発明においては、前記温度域内においてリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物が変化をするという特殊な元素の場合、即ち、２９８Ｋ〜αＫにおいてはＭｘＰｙがリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物であるが、αＫ〜１３００ＫではＭａＰｂがリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物になるような元素においては、低温側において、リン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物（前記の場合であればＭｘＰｙである）を採用してＡの値を求めることとする。
本発明におけるＣｕ系粉末は元素Ｍを含有していればよく、どのような形態であってもよい。
元素ＭはＣｕ系合金のＣｕ母相中に残留したＰを全てリン化物にできる量を添加することが好ましいことから、溶湯中のＰの残留見込み量に合わせて元素Ｍの単体粉末や地金を添加した後、粉末化したＣｕ系合金粉末としてもよい。
また、製造したＣｕ系粉末に残留するＰの含有量（質量％）を測定し、Ｐの含有量に合わせて元素Ｍの単体粉末と混合してＣｕ系混合粉末としてもよいし、元素Ｍを含有する合金粉末と混合してＣｕ系混合粉末としてもよい。
本発明におけるＣｕ系粉末はスズ（Ｓｎ）を含有することができる。
Ｓｎは溶湯に添加すれば合金の融点を下げることができるので溶湯の流動性をさらに向上させることができ、また、Ｃｕ系合金のＣｕ母相強度を向上させることもできる。
Ｃｕ系粉末におけるＳｎの含有量は０．１質量％〜３．０質量％が好ましく、さらに好ましくは、０．５質量％〜２．０質量％である。
Ｓｎが０．１質量％未満であれば、合金の融点の低下やＣｕ母相強度の向上が見られなくなり、また、３．０質量％を超えて含有すると、ＰよりもＳｎの方が熱伝導性や電気伝導性に与える影響が大きいため、Ｓｎを含有させないときと比べてＣｕ系合金の熱伝導性や電気伝導性が低下するためである。
Ｓｎは溶湯に添加することが好ましい。
Ｃｕ系粉末に残留する元素Ｍ、Ｐ及びＳｎの含有量は吸光光度法またはＩＣＰ発光分光分析法にて測定することができる。
本発明におけるＣｕ系粉末は不可避的に酸素（Ｏ）が混入するが、Ｏの含有量は０．１質量％以下に抑えることが好ましい。
０．１質量％以下であると、粉末の内部酸化が抑制されるため、Ｃｕ系合金の欠陥や特性悪化が起こり難くなるためである。
Ｃｕ系粉末の酸素量は不活性ガス融解赤外線吸収法で測定することができる。
本発明におけるＣｕ系粉末の製造方法は特に限定されないが、公知のアトマイズ法で製造することが好ましい。
流動性の高い溶湯になるため、生産性と安全性を確保して製造することができるからである。
公知のアトマイズ法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法及び遠心アトマイズ法を挙げることができる。
本発明におけるＣｕ系粉末は潤滑剤を添加することができる。
潤滑剤を添加すれば潤滑性が向上し、粉末冶金において圧粉成形体を成形し易くなる。
潤滑剤を添加すれば潤滑性が向上し、粉末冶金において圧粉成形体を成形し易くなる。
潤滑剤の添加量は０．１質量％〜１．０質量％が好ましく、さらに好ましくは、０．２質量％〜０．８質量％である。
０．１質量％未満であると潤滑性があまり向上せず、また、１．０質量％を超えて添加した場合は焼結性が低下するからである。
また、潤滑剤の蒸発量が多いと焼結炉を汚損する虞も生じるからである。
また、潤滑剤の蒸発量が多いと焼結炉を汚損する虞も生じるからである。
本発明における潤滑剤は特に限定されるものではないが、ステアリン酸亜鉛等の金属セッケンやＥＢＳ系ワックスを好適に使用することができる。
本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（溶湯の作製）
実施例及び比較例のＣｕ系粉末は、原料の銅を１１００℃以上で加熱して溶融状態にしたのち、元素Ｍ、リン銅、Ｓｎの単体粉末又は地金を添加し、溶湯を製造した。
実施例及び比較例のＣｕ系粉末は、原料の銅を１１００℃以上で加熱して溶融状態にしたのち、元素Ｍ、リン銅、Ｓｎの単体粉末又は地金を添加し、溶湯を製造した。
（粉末の製造）
溶融状態の実施例及び比較例の各Ｃｕ系合金成分（溶湯）を落下させながら約１５ＭＰａの高圧水と接触させることで急冷凝固させる水アトマイズ法で作製した。
溶融状態の実施例及び比較例の各Ｃｕ系合金成分（溶湯）を落下させながら約１５ＭＰａの高圧水と接触させることで急冷凝固させる水アトマイズ法で作製した。
実施例１５は水アトマイズ法により製造されたＣｕ系粉末（Ｃｕ／Ｐ＝Ｂａｌ．／０．３質量％）９８．８６質量％に、Ｃｏ粉末を１．１４質量％添加して作製した。
（溶湯の流動性）
溶湯の流動性は、目視により、溶湯の落下が悪化しなかったサンプルを〇、悪化しかけたが粉末の製造が継続できたサンプルを△、悪化により粉末の製造を中断せざるを得なかったサンプルを×として評価した。
溶湯の流動性は、目視により、溶湯の落下が悪化しなかったサンプルを〇、悪化しかけたが粉末の製造が継続できたサンプルを△、悪化により粉末の製造を中断せざるを得なかったサンプルを×として評価した。
（粉末の各元素の測定）
表１に記載した元素Ｍ、Ｓｎ、Ｐ、Ｏの含有量は作製した粉末をそれぞれ測定して得た値である。
表１に記載した元素Ｍ、Ｓｎ、Ｐ、Ｏの含有量は作製した粉末をそれぞれ測定して得た値である。
元素Ｍ、Ｓｎは、ＩＣＰ発光分光分析装置ｉＣＡＰ７６００（サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製）を使用し、Ｐは分光光度計ＵＶ−１８５０（株式会社島津製作所製）を使用し、ＯはＥＭＧＡ−９２０（株式会社堀場製作所製）を使用し不活性ガス融解赤外線吸収法を用いて測定した。
（熱処理）
実施例及び比較例の各Ｃｕ系粉末は、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．３質量％添加した後、圧粉体密度が８．０ｇ／ｃｍ３となるように成形し、熱処理として水素雰囲気中で１０００℃で１２０分保持して焼結させた後、水冷し、再び水素雰囲気中で５５０℃で１２０分保持して時効させた。その後、水冷して各焼結体を得た。
実施例及び比較例の各Ｃｕ系粉末は、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．３質量％添加した後、圧粉体密度が８．０ｇ／ｃｍ３となるように成形し、熱処理として水素雰囲気中で１０００℃で１２０分保持して焼結させた後、水冷し、再び水素雰囲気中で５５０℃で１２０分保持して時効させた。その後、水冷して各焼結体を得た。
（電気伝導性の評価）
電気伝導性（熱伝導性）の評価は真密度換算の導電率（％ＩＡＣＳ）を測定することで行った。
電気伝導性（熱伝導性）の評価は真密度換算の導電率（％ＩＡＣＳ）を測定することで行った。
各焼結体を５ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍに切断加工し、端子間距離２０ｍｍの体積抵抗値を抵抗計３５４１（日置電機株式会社製）で測定して真密度換算の導電率（％ＩＡＣＳ）を求めた。
元素Ｍを含有する実施例と元素Ｍを含有しない比較例の各Ｃｕ系合金の導電率（％ＩＡＣＳ）を測定し、Ｐの含有量が同じで、元素Ｍを含有しないＣｕ系合金の導電率よりも元素Ｍを含有するＣｕ系合金の導電率が上がっているものを「改善あり」、同等又は下がっているものを「改善なし」として評価した。
実施例５〜８の焼結体のビッカース硬さを微小硬度計ＨＭＶ−Ｇ（株式会社島津製作所製）を用い、荷重２５ｇｆで求めた。
結果を表１及び表２に示す。
なお、表１及び表２においては、Ｐの質量％と「ＭｘＰｙ」に記載したリン化物からそれぞれＡを計算し、Ａ×０．３質量％を元素Ｍの最小値、Ａ×１．２質量％を最大値とし、各Ｃｕ系粉末の元素Ｍの含有量が前記最小値と最大値の範囲にある場合には適合の欄に〇、前記範囲を外れている場合には×と示した。
なお、表１及び表２においては、Ｐの質量％と「ＭｘＰｙ」に記載したリン化物からそれぞれＡを計算し、Ａ×０．３質量％を元素Ｍの最小値、Ａ×１．２質量％を最大値とし、各Ｃｕ系粉末の元素Ｍの含有量が前記最小値と最大値の範囲にある場合には適合の欄に〇、前記範囲を外れている場合には×と示した。
実施例１〜１５に示すように、本発明のＣｕ系粉末から製造したＣｕ系合金はいずれも、比較例２〜４に示す元素Ｍを添加せず、Ｐの含有量が同じであるＣｕ系粉末から製造したＣｕ系合金と比較して導電率が高いことが確認できた。
また、Ｓｎを添加することで母相強度が向上することが確認できた。
なお、Ｓｎを添加した実施例の溶湯は、Ｓｎを添加しない実施例の溶湯と比べて流動性がさらに向上することが観察された。
なお、Ｓｎを添加した実施例の溶湯は、Ｓｎを添加しない実施例の溶湯と比べて流動性がさらに向上することが観察された。
本発明は、Ｐを含有する溶湯から製造するので、Ｐが酸素と反応して気相のリン酸化物となり、酸素量を減少させることができるため、酸素による溶湯の流動性の悪化を抑制できるから、アトマイズ法によって優れた生産性及び安全性を確保して製造することができる。
また、リン化物を形成し易い元素Ｍを含有するので、熱処理を行うことで、Ｃｕ系粉末に含まれるＰと元素Ｍとがリン化物を形成してＣｕ母相中から析出させることができるため、熱伝導性や電気伝導性に与えるＰの影響が少ないＣｕ系合金を製造することができる。
したがって、本発明は産業上の利用可能性の高い発明である。
また、リン化物を形成し易い元素Ｍを含有するので、熱処理を行うことで、Ｃｕ系粉末に含まれるＰと元素Ｍとがリン化物を形成してＣｕ母相中から析出させることができるため、熱伝導性や電気伝導性に与えるＰの影響が少ないＣｕ系合金を製造することができる。
したがって、本発明は産業上の利用可能性の高い発明である。
Claims (7)
- 元素ＭとＰとＣｕを含有するＣｕ系粉末であって、
前記元素Ｍは、２９８Ｋ〜１３００Ｋの温度域における前記元素Ｍのリン１ｍｏｌ当たりのリン化物の標準生成自由エネルギーが同温度域におけるＣｕ３Ｐのリン１ｍｏｌ当たりの標準生成自由エネルギー以下の元素であり、
前記元素Ｍのリン化物の中で前記温度域における標準生成自由エネルギーが最も低いリン化物がＭｘＰｙ（但し、ｘ＞０,ｙ＞０）で表され、Ａが下記(式)で表されるとき、前記Ｃｕ系粉末における前記元素Ｍの含有量は前記Ａ×０．３質量％以上、かつ、前記Ａ×１．２質量％以下であり、前記Ｐの含有量は０．０１質量％〜１．０質量％であるＣｕ系粉末。
（式）Ａ＝Ｐの質量％×（ｘ／ｙ）×（Ｍの原子量／Ｐの原子量） - Ｓｎを０．１質量％〜３．０質量％含有する請求項１記載のＣｕ系粉末。
- Ｏの含有量が０．１質量％以下である請求項１又は２記載のＣｕ系粉末。
- 粉末冶金用又は積層造形用である請求項１乃至３いずれか記載のＣｕ系粉末。
- アトマイズ法にて製造してなる請求項１乃至４いずれか記載のＣｕ系粉末。
- 請求項１乃至５いずれか記載のＣｕ系粉末に潤滑剤を０．１質量％〜１．０質量％添加してなるＣｕ系粉末。
- アトマイズ法にて製造する請求項１乃至６いずれか記載のＣｕ系粉末の製造方法。
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-
2019
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