JP2568032B2 - 溶接用電極材料およびその製造方法 - Google Patents

溶接用電極材料およびその製造方法

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JP2568032B2
JP2568032B2 JP5220280A JP22028093A JP2568032B2 JP 2568032 B2 JP2568032 B2 JP 2568032B2 JP 5220280 A JP5220280 A JP 5220280A JP 22028093 A JP22028093 A JP 22028093A JP 2568032 B2 JP2568032 B2 JP 2568032B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼板、耐熱
鋼板の抵抗溶接、またフラッシュバット溶接等の溶接電
極材料及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来は、JISZ3234の抵抗溶接用銅合
金電極材料第3種該当品として、Be0.2〜0.4wt%、N
i1.4〜2.1wt%、Ag0.1〜0.3wt%、及び残部Cuより
成るものが知られている。
【0003】また、特公昭36−19813号には、B
e0.03〜0.5%、Ni0.5〜2.0%、Zr0.02〜1.0%、C
u残部から成るものが開示されている。
【0004】そして、これらの従来方法は、ステンレス
鋼板等を使用して化学薬品用容器のシーム溶接や、製鉄
の鋼板圧延用ラインでのフラッシュバット溶接等に使用
されている。
【0005】そして、これらの溶接用電極材料として要
求される従来の特性は、JIS規格では、引張り強さ6
90N/mm2で伸び率9%以上、導電率45%以上
で、しかも、抵抗溶接時の軟化温度が高い事である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接用
電極材料の場合は、製造ラインに組込まれる溶接工程で
使用される事がほとんどである為、被溶接材と接触する
電極部分が高温と成るために軟化され、バリが出たり、
ひどい時は変形を生じたりする。このような事態が生じ
ると、ラインを止めてドレッシング加工を余儀なくされ
るものとなる。
【0007】本発明は上述のごとき課題を解決しようと
するものであって、高温によっても出来るだけ軟化しに
くい電極材を得ることにより、ライン停止の度合いを少
なくする事を目的とする。
【0008】そこで本発明は、高温に於いても従来品よ
りも軟化しにくい溶接用電極材料を得ようとするもの
で、高温における硬さが従来品と比較して高いものを得
る事を目的としている。
【0009】その為には、引張り強さ690N/mm2
以上、伸び率9%以上、硬さHRB92以上、(HB 1
0/500 163以上)、導電率(IACS%)50以上をク
リアーし、400℃迄の高温硬さの硬度低下がブリネル
硬さで常温硬さと比較して3%以内であるものを提供す
る事である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のごとき課
題を解決するため、Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt
%、Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、及び残部
Cuより成るものである。
【0011】また、Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt
%、Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、Si0.05
〜0.1wt%及び残部Cuよりなるものである。
【0012】また、Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt
%、Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、及び残部
Cuよりなる鋳塊を製作し、所定の熱間加工を加え、溶
体化温度880〜950℃にて処理し、時効温度430〜500℃の
熱処理を行うことにより形成する事を特徴とするもので
ある。
【0013】また、Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt
%、Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、Si0.05
〜0.1wt%及び残部Cuよりなる鋳塊を製作し、所定の
熱間加工を加え、溶体化温度880〜950℃にて処理し、時
効温度430〜500℃の熱処理を行うことにより形成する事
を特徴とするものである。
【0014】
【作用】本発明者は前記課題を解決する為、種々実験を
行った結果、従来のBeCu合金の機械的性質及び導電
率を下げずに、300℃〜600℃の範囲の高温特性を向上さ
せることができたものである。その為には、BeCu合
金にZrを0.05〜0.4wt%の範囲で添加した鋳塊を製作
し、所定の熱間加工を加え、溶体化温度880〜950℃にて
処理し、時効温度430〜500℃の熱処理を行う事により解
決出来る知見を得たものである。
【0015】また、上記の配合に加えて、Si0.05〜0.
1wt%を配合し、これに上記と同様の処理を行うもので
あってもよい。
【0016】従来公知のBeCu合金は、機械的性質及
び導電率の面からは満足できるものとなっている。しか
し、300℃〜600℃の範囲の高温硬さにおいて前述の如く
難点がある。本発明は、従来公知のBeCu合金の機械
的性質および導電率の性能を保持しながら、高温硬さの
難点を解決しようとするものである。
【0017】そのために本発明の電極材料は、Be0.2
〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt%、Ag0.1〜0.3wt%、Z
r0.05〜0.4wt%、及び残部Cuよりなるものとする事
により、耐熱性特に硬度の軟化温度を上げる事を可能と
したものである。
【0018】また、異なる発明に於いては、上記配合
に、さらにSi0.05〜0.1wt%を配合するものとしてい
る。
【0019】AgとZr添加による相乗効果により、40
0℃迄の硬度低下がブリンネル硬さで、常温硬さに対し
て3%以内となる。また、析出硬化処理後、硬さがHR
B92以上であり、導電率をIACS%50以上とな
る。
【0020】 次に各添加元素について説明する。Be
は、高温に於ける酸化防止の役目をするものであって、
配合量を0.2wt%未満とすると、機械的強度および硬さ
が出ないものとなる。また、配合量が0.4wt%を超える
ものとすると、導電率をさげるものとなる。
【0021】また、Niは、機械的強度を上げる目的で
用いられ、ヤング率を上げることができる。そして、配
合量を1.4wt%未満とすると、規格の機械的強度を上げ
ることが出来ない。また、配合量を2.1wt%を超えるも
のとすると、導電率を下げるものとなる。
【0022】また、Agは、高温に於ける酸化及び軟化
防止の目的で用いられる。そして、配合量を0.1wt%未
満とすると、酸化及び軟化防止効果が生じない。また、
配合量を0.3wt%を超えるものとすると、酸化及び軟化
防止効果の向上がそれ程望めないものとなり不経済とな
る。
【0023】また、Zrは、耐熱効果を上げ、銅と混合
した時に、導電率を下げずに耐熱性特に高温硬さを向上
出来る。そして、配合量が0.05wt%以下では耐熱性の向
上がない。また、配合量が0.4wt%を超えると、導電率
を下げると共に機械的性質を低下させる。
【0024】また、Siは溶湯の脱酸効果を促進するこ
とができる。その配合量が0.05wt%未満ではその効果が
無い。また、配合量が0.1wt%を超えると導電率を低下さ
せるものとなる。
【0025】
【実施例】
【表1】 表1の配合により、所定のフラックスを使用し、大気溶
解にて鋳塊(φ80×200L)を製作した。そしてその鋳塊
を面削(φ77×200L)した。これを熱間鍛造(φ30×
L)した後、切断面削(φ21×200L−2本)を行った。
次に、これを溶体化処理(920℃×1Hr)、時効処理
(460℃×1.5Hr)を経て、各種テストピースを製作し
た。
【0026】そして、鋳塊製作後に鋳塊の分析を行った
結果、Agを添加したBZ−2、BZ−3及びBZ−4
の分析値は添加歩留まりも良く、ほぼ目標通りの成分が
検出され、特にZrの歩留が良い。しかし、BZ−1の
Agを添加していないものは、Zrの歩留まりが悪かっ
た。
【0027】
【表2】 また、機械的性質および導電率について考察すると、機
械的性質については一様な数値を示しており、比較例、
実施例ともに、顕著な差は認められないが、導電率に関
してはSiが0.1wt%を超えると著しく低下している。
【0028】
【表3】 また、高温硬さについて考察するとZrを添加したもの
は明らかに、BFSのスタンダード品と比較して高温硬
さの低下が少ない。また、Agを添加しているものと、
添加していないものでは、300〜400℃において差が出て
いる。本実施例のBZ−2、BZー3及びBZー4は、
ZrとAgとの相乗効果により、300〜400℃において軟
化しないものと思われる。
【0029】また、500℃においてSiを添加したBS
−1〜BS−3と、BFSとの間に差が出ているのは、
BS−1〜BS−3に幾分Ni2Siが形成されている
ため、少し耐熱性が良く成っているものと考えられる。
【0030】この本発明実施例のBZ−2、BZ−3及
びBZ−4の材料を電極材として使用した場合、常温か
ら温度が上昇していく途中の300℃付近に於いて、Ag
を添加していないものに比較し、軟化の度合いが少ない
ものとなる。
【0031】
【発明の効果】本発明は上述のごとく、従来のBeCu
合金の機械的性質及び導電率を下げずに、耐熱性を向上
させることができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】比較例と実施例の高温硬さ比較図である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt%、
    Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、及び残部Cu
    よりなる溶接用電極材料。
  2. 【請求項2】 Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt%、
    Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、Si0.05〜0.1
    wt%及び残部Cuよりなる溶接用電極材料。
  3. 【請求項3】 Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt%、
    Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、及び残部Cu
    よりなる鋳塊を製作し、この鋳塊に熱間加工を加え、溶
    体化温度880〜950℃にて処理し、時効温度430〜500℃の
    熱処理を行うことにより形成する事を特徴とする溶接用
    電極材料の製造方法。
  4. 【請求項4】 Be0.2〜0.4wt%、Ni1.4〜2.1wt%、
    Ag0.1〜0.3wt%、Zr0.05〜0.4wt%、Si0.05〜0.1
    wt%及び残部Cuよりなる鋳塊を製作し、この鋳塊に熱
    間加工を加え、溶体化温度880〜950℃にて処理し、時効
    温度430〜500℃の熱処理を行うことにより形成する事を
    特徴とする溶接用電極材料の製造方法。
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