JP2021529262A - 高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ステップ1:金属Agと金属Scとをアーク炉に入れ、真空条件下で熔解し、アーク炉で室温まで冷却して、Scの含有量が0.5〜5質量%であるAg−Sc中間合金を得るステップと、
ステップ2:Ag−Sc中間合金と、電解銅と、金属Agとを誘導加熱炉に入れ、真空条件下で1200〜1300℃に加熱し、10〜60min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊であって、合金鋳塊の成分は、Ag1〜10質量%、Sc0.05〜0.5質量%、残成分がCuである合金鋳塊を形成するステップと、
ステップ3:不活性雰囲気下、合金鋳塊を700〜850℃に加熱し、1〜15h保温熱処理して、水で室温まで急冷して熱処理された合金鋳塊を得るステップと、
ステップ4:不活性雰囲気下、熱処理された合金鋳塊を400〜500℃に加熱し、2〜20h保温エージング処理し、常温まで空冷して、硬度88〜148HV、導電性83〜88%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得るステップと、を含む。
前記ステップ1及び2の真空度が10−2MPa以下である。
不活性雰囲気がアルゴン雰囲気である。
本発明の実施例に使用された金属Agは、99.990〜99.998%の純度を有する銀棒である。
本発明の実施例に使用された金属Scの純度が99.75〜99.99%である。
本発明の実施例に使用された電解銅の純度が99.95〜99.99%である。
以下、本発明の好ましい実施例を説明する。
Ag−Sc中間合金と、電解銅と、金属Agとを誘導加熱炉に入れ、真空条件下で1300℃に加熱する。ここで、真空度が10−2MPa以下である。15min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag1質量%、Sc0.1質量%、残成分がCuである。
不活性雰囲気下、合金鋳塊を800℃に加熱し、4h保温熱処理し、次に水で室温まで急冷して、熱処理された合金鋳塊を得る。
アルゴン雰囲気下で、熱処理された合金鋳塊を475℃に加熱し、4h保温エージング処理し、常温まで空冷して、硬度88HV、導電性87.5%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
(1)Ag−Sc中間合金のSc含有量が3質量%である。
(2)誘導加熱炉にて、真空条件下で1250℃に加熱し、20min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag3質量%、Sc0.3質量%、残成分がCuである。
(3)合金鋳塊を760℃に加熱し、2h保温する。
(4)エージング処理温度が450℃であり、8h保温する。硬度108HV、導電性88%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
従来のScを添加しないCu−2.8Ag合金と比較して、Cu−3Ag−0.3Sc合金の硬度が44.6%増加した。また、Cu−2.8Ag合金の電子顕微鏡写真が図1及び図2に示している。図より、Cu−3Ag−0.3Sc合金には、Agの細かく均一な連続析出相が現れ、Cu−3Agには、Agの粗い不連続析出相が現れている。
(1)Ag−Sc中間合金のSc含有量が5質量%である。
(2)誘導加熱炉にて、真空条件下で1250℃に加熱し、15min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag3質量%、Sc0.4質量%、残成分がCuである。
(3)合金鋳塊を760℃に加熱し、10h保温する。
(4)エージング処理温度が450℃であり、4h保温し、硬度115HV、導電性84%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
(1)Ag−Sc中間合金のSc含有量が2質量%である。
(2)誘導加熱炉にて、真空条件下で1300℃に加熱し、20min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag7質量%、Sc0.07質量%、残成分がCuである。
(3)合金鋳塊を760℃に加熱し、6h保温する。
(4)エージング処理温度が450℃であり、16h保温し、硬度148HV、導電性83%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
ステップ1:金属Agと金属Scとをアーク炉に入れ、真空条件下で熔解し、アーク炉で室温まで冷却して、Scの含有量が0.5〜5質量%であるAg−Sc中間合金を得るステップと、
ステップ2:Ag−Sc中間合金と、電解銅と、金属Agとを誘導加熱炉に入れ、真空条件下で1200〜1300℃に加熱し、10〜60min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊であって、合金鋳塊の成分は、Ag1〜10質量%、Sc0.05〜0.5質量%、残成分がCuである合金鋳塊を形成するステップと、
ステップ3:不活性雰囲気下、合金鋳塊を700〜850℃に加熱し、1〜15h保温熱処理して、水で室温まで急冷して熱処理された合金鋳塊を得るステップと、
ステップ4:不活性雰囲気下、熱処理された合金鋳塊を400〜500℃に加熱し、2〜20h保温エージング処理し、常温まで空冷して、硬度88〜148HV、導電性83〜88%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得るステップと、を含む。
前記ステップ1及び2の真空度が10−2MPa以下である。
不活性雰囲気がアルゴン雰囲気である。
本発明の実施例に使用された金属Agは、99.990〜99.998%の純度を有する銀棒である。
本発明の実施例に使用された金属Scの純度が99.75〜99.99%である。
本発明の実施例に使用された電解銅の純度が99.95〜99.99%である。
以下、本発明の好ましい実施例を説明する。
Ag−Sc中間合金と、電解銅と、金属Agとを誘導加熱炉に入れ、真空条件下で1300℃に加熱する。ここで、真空度が10−2MPa以下である。15min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag1質量%、Sc0.1質量%、残成分がCuである。
不活性雰囲気下、合金鋳塊を800℃に加熱し、4h保温熱処理し、次に水で室温まで急冷して、熱処理された合金鋳塊を得る。
アルゴン雰囲気下で、熱処理された合金鋳塊を475℃に加熱し、4h保温エージング処理し、常温まで空冷して、硬度88HV、導電性87.5%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
(1)Ag−Sc中間合金のSc含有量が3質量%である。
(2)誘導加熱炉にて、真空条件下で1250℃に加熱し、20min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag2.8質量%、Sc0.2質量%、残成分がCuである。
(3)合金鋳塊を760℃に加熱し、2h保温する。
(4)エージング処理温度が450℃であり、8h保温する。硬度108HV、導電性88%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
従来のScを添加しないCu−2.8Ag合金と比較して、Cu−2.8Ag−0.2Sc合金の硬度が44.6%増加した。また、Cu−2.8Ag合金の電子顕微鏡写真が図1に示している。図2より、Cu−2.8Ag−0.2Sc合金には、Agの細かく均一な連続析出相が現れ、Cu−2.8Agには、Agの粗い不連続析出相が現れている。
(1)Ag−Sc中間合金のSc含有量が5質量%である。
(2)誘導加熱炉にて、真空条件下で1250℃に加熱し、15min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag3質量%、Sc0.4質量%、残成分がCuである。
(3)合金鋳塊を760℃に加熱し、10h保温する。
(4)エージング処理温度が450℃であり、4h保温し、硬度115HV、導電性84%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
(1)Ag−Sc中間合金のSc含有量が2質量%である。
(2)誘導加熱炉にて、真空条件下で1300℃に加熱し、20min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊を形成する。合金鋳塊の成分は、Ag7質量%、Sc0.07質量%、残成分がCuである。
(3)合金鋳塊を760℃に加熱し、6h保温する。
(4)エージング処理温度が450℃であり、16h保温し、硬度148HV、導電性83%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得る。
Claims (3)
- 高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金の製造方法であって、
(1)金属Agと金属Scとをアーク炉に入れ、真空条件下で熔解し、アーク炉で室温まで冷却して、Scの含有量が0.5〜5質量%であるAg−Sc中間合金を得るステップと、
(2)Ag−Sc中間合金と、電解銅と、金属Agとを誘導加熱炉に入れ、真空条件下で1200〜1300℃に加熱し、10〜60min保温熔解して鋳造し、誘導加熱炉で室温まで冷却して合金鋳塊であって、合金鋳塊の成分は、Ag1〜10質量%、Sc0.05〜0.5質量%、残成分がCuである合金鋳塊を形成するステップと、
(3)不活性雰囲気下、合金鋳塊を700〜850℃に加熱し、1〜15h保温熱処理して、水で室温まで急冷して熱処理された合金鋳塊を得るステップと、
(4)不活性雰囲気下、熱処理された合金鋳塊を400〜500℃に加熱し、2〜20h保温エージング処理し、常温まで空冷して、硬度88〜148HV、導電性83〜88%IACSの高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金を得るステップと、を含む高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金の製造方法。 - ステップ(1)及び(2)の真空度が10−2MPa以下である、ことを特徴とする請求項1に記載の高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金の製造方法。
- ステップ(3)での不活性雰囲気がアルゴン雰囲気である、ことを特徴とする請求項1に記載の高硬度・高導電性Cu−Ag−Sc合金の製造方法。
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