JP2744206B2

JP2744206B2 - 銅−クローム−ジルコニューム−ランタン合金

Info

Publication number: JP2744206B2
Application number: JP7004277A
Authority: JP
Inventors: チャン−ジョーキム; チュン−セオブオー
Original assignee: コリアインスティチュートオブマシーナリーアンドメタルズ
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JPH08199262A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は銅−クローム−ジルコニ
ューム−セリューム−ランタン合金とその加工熱処理方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】適当量のクローム（Ｃｒ）とジルコニュ
ーム（Ｚｒ）を含有した銅（Ｃｕ）−クローム（Ｃｒ）
−ジルコニューム（Ｚｒ）合金は適当な冷間加工と時効
熱処理により、導電率を純銅の８０％以上維持しながら
強度は純銅の２−３倍程度まで向上させることができる
ので、工業的には電気及び電子用分野に有用に使用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、大容量電
気接点や抵抗溶接用電極として使用される場合にはその
使用特性上反復的に高い加圧力下で大電流が流れるよう
になるので抵抗による高い熱が発生する状況であるから
接点部の消耗が大きく、場合によっては被接触物に焼着
く所謂スティッキング（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）現象が問題
になる場合がある。

【０００４】このような問題点を改善する目的で第３の
特定元素を添加する場合に、その元素の種類と添加量の
増加によって硬度は或る程度向上できる導電率はむしろ
大きく阻害される場合が一般的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような観点を考慮し
て、請求項１記載の発明は、（１）セリューム（Ｃｅ）
＋ランタン（Ｌａ）：０．０５％−０．５０％（重量百
分率）、（２）ニオディミューム（Ｎｄ）＋プラセオデ
ィミューム（Ｐｒ）：０．１０％（重量百分率）まで、
（３）クローム（Ｃｒ）＋ジルコニューム（Ｚｒ）：
０．２０−３．００（重量百分率），（４）銅（Ｃｕ）
＋銀（Ａｇ）：残り、の合金成分を有し、且つ、（ｉ）
熱間加工→（ｉｉ）溶体化処理→（ｉｉｉ）冷間加工→
（ｉｖ）時効硬化熱処理→（ｖ）矯正、しあげ及び部品
製造、からなる加工熱処理工程を施したことを特徴とす
る。請求項２記載の発明は、（１）セリューム（Ｃｅ）
＋ランタン（Ｌａ）：０．０５％−０．５０％（重量百
分率）、（２）ニオディミューム（Ｎｄ）＋プラセオデ
ィミューム（Ｐｒ）：０．１０％（重量百分率）まで、
（３）クローム（Ｃｒ）＋ジルコニューム（Ｚｒ）：
０．２０−３．００（重量百分率），（４）銅（Ｃｕ）
＋銀（Ａｇ）：残り、の合金成分を有し、且つ、（ｉ）
熱間加工→（ｉｉ）溶体化処理→（ｉｖ）時効硬化熱処
理→（ｉｉｉ）冷間加工→（ｖ）矯正、しあげ及び部品
製造、からなる加工熱処理工程を施したことを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、（１）セリューム（Ｃｅ）
＋ランタン（Ｌａ）：０．０５％−０．５０％（重量百
分率）、（２）ニオディミューム（Ｎｄ）＋プラセオデ
ィミューム（Ｐｒ）：０．１０％（重量百分率）まで、
（３）クローム（Ｃｒ）＋ジルコニューム（Ｚｒ）：
０．２０−３．００（重量百分率），（４）銅（Ｃｕ）
＋銀（Ａｇ）：残り、の合金成分を有し、且つ、（ｉ）
熱間加工→（ｉｉ）溶体化処理→（ｉｖ）時効硬化熱処
理→（ｖ）矯正、しあげ及び部品製造、からなる加工熱
処理工程を施したことを特徴とする。請求項４記載の発
明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の銅−ク
ローム−ジルコニューム−セリューム−ランタン合金に
おいて、（ｉ）熱間加工は８００−９５０°Ｃで鋳造組
織を除去できる加工比で鋳造、圧延、圧出等を行い、
（ｉｉ）溶体化処理は８００−１０５０°Ｃで３０分以
上維持した後に水冷、油冷等で急冷し、（ｉｉｉ）冷間
加工は常温で圧延、鍛造、引抜等によって、（ｉｖ）時
効硬化熱処理は４００−５５０°Ｃで１時間以上維持し
た後水冷、油冷、空冷等によって、（ｖ）矯正、しあげ
及び部品製造においては直線度や平坦度を得るために多
少の変形を与えて矯正するか、表面状態をしあげるか、
冷間で鍛造、圧延、引抜等により目的とする部品を完成
することを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項
１乃至４のうちいずれか一項記載の銅−クローム−ジル
コニューム−セリューム−ランタン合金において、上記
（１），（２）である合金成分を満足させるために、各
々の元素を添加するかまたはミシュメタル（Ｍｉｓｃｈ
ｍｅｔａｌ）の０．０５％−０．５０％（重量百分率）
を添加したことを特徴とする。従って、本発明は、銅
（Ｃｕ）−クローム（Ｃｒ），ジルコニューム（Ｚｒ）
合金に、銅（Ｃｕ）に対して固溶限度が低くて反応性の
良いセリューム（Ｃｅ）とランタン（Ｌａ）を少量添加
して溶体化処理後４００−５５０°Ｃで時効熱処理時微
細な析出物を均一に生成して基地の硬度と導電率が各々
ＨＲＢ７０−９０，ＩＡＣＳ７０−９０％の範囲を維持
できる合金の製造とその加工熱処理に関するものであ
る。

【０００６】

【実施例】微量の銀（Ａｇ）を含有するかまたは含有し
ない銅（Ｃｕ）を主成分とし、発明材料の導電率と硬度
の目標水準を考慮して、クローム（Ｃｒ）とジルコニュ
ーム（Ｚｒ）の総合量は0.20−3.0 ％（重量百分率）の
範囲で添加し、これに加工熱処理時にＣｕ_xＣｅとＣｕ
_yＬａのような析出物を生成できる成分でセリューム
（Ｃｅ），ランタン（Ｌａ）等を0.05−0.50％（重量百
分率）の範囲で添加して合金した鋳塊を製造する。

【０００７】上記においてセリューム（Ｃｅ）とランタ
ン（Ｌａ）の総含量を0.05％−0.50％（重量百分率）の
範囲で添加するためにセリューム（Ｃｅ）が約５０％
（重量百分率）−ランタン（Ｌａ）が約２５％（重量百
分率）−ニオディミューム（Ｎｄ）が約１５％（重量百
分率）−プラセオディミューム（Ｐｒ）が約５％（重量
百分率）の含量比で構成された複合物であるミシュメタ
ル（Ｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ）を0.05％−0.50％（重量百
分率）範囲で添加すると効果的である。

【０００８】そしてこれを次のような３種類の加工熱処
理工程を経て合金素材や部品を製造することによって硬
度と導電率を各々の目標水準であるＨＲＢ７０−９０，
ＩＡＣＳ７０−９０％範囲を満足させるとともに耐久性
やスティッキング（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）現象の改善等、
接点材料や抵抗溶接電極材料としての諸般特性を向上で
きるようにした。

【０００９】イ．第１工程案（１）熱間加工→（２）溶体化処理→（３）冷間加工→
（４）時効硬化熱処理→（５）矯正、しあげ及び部品製
造ロ．第２工程案（１）熱間加工→（２）溶体化処理→（４）時効硬化熱
処理→（３）冷間加工→（５）矯正、しあげ及び部品製
造ハ．第３工程案（１）熱間加工→（２）溶体化処理→（４）時効硬化熱
処理→（５）矯正、しあげ及び部品製造上記の加工熱処理工程において各項目別処理条件は次の
通りである。

【００１０】（１）熱間加工：８００−９５０℃で行う
し鋳造組織を除去できる加工比で鍛造、圧延、圧出等を
行う。（２）溶体化処理：８００−１０５０℃で３０分以上維
持した後水冷、油冷等で急冷する。

【００１１】（３）冷間加工：常温で圧延、鍛造、引抜
等を行う。（４）時効硬化熱処理：４００−５５０℃で１時間以上
維持した後水冷、油冷、空冷等で冷却する熱処理を行
う。

【００１２】（５）矯正、しあげ及び部品製造：板、
棒、線等の形状は直線度や平坦度を得るために多少の変
形を与えて矯正するか、表面状態をしあげるか、冷間で
鍛造、圧延、引抜等により目的する部品を製造する。表
１は本発明の幾種の合金の化学成分例である。そして表
２は各種合金の加工熱処理した例であって、厚さ７０mm
の鋳塊を均質化処理を経た後、（１）８５０℃で１０mm
厚さまで熱間圧延して鋳造組織を無くし、（２）９５０
℃で１時間維持した後水冷することによって溶体化処理
したものを、（3)1.5 mm厚さまで８５％冷間圧延した
後、（４）４２５−５５０℃で３時間維持した後、水冷
させて時効硬化熱処理した材料の特性である。

【００１３】表２で見ると、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系にミシ
ュメタル（Ｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ）としてセリューム
（Ｃｅ）及びランタン（Ｌａ）の成分を添加した場合は
既存のＣｕ−Ｃｒ系合金、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金また
はＣｕ−Ｚｒ系合金に比してその特性が決して劣らな
い。そして添加元素の総重量比においてもＣｕ−Ｃｒ−
Ｚｒ−ＭＳ系合金の場合、クローム（Ｃｒ），ジルコニ
ューム（Ｚｒ）及びミシュメタル（ＭＳ）成分の合せが
0.75％（重量百分率）以下になっても満足すべき特性を
発揮するので、他の合金たちと比較して有利な点が多
い。

【００１４】一方、基材中に分布された時効析出物や固
鎔されない遊離クローム（Ｃｒ）やジルコニューム（Ｚ
ｒ）の場合もＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ−ＭＳ系の合金がより均
一で微細であることを見せ材質の均質性面でも優秀であ
る。そして表２におけるようにジルコニューム（Ｚｒ）
の含量は2.0 ％（重量百分率）になっても硬度と導電率
が大きく変化しないし、このような勢いはジルコニュー
ム（Ｚｒ）の含量が2.0 ％（重量百分率）を多少超過し
てもその特性は殆ど似ている。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−217190（ＪＰ，Ａ) 特開平４−198460（ＪＰ，Ａ) 特公昭57−1580（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭51−20010（ＪＰ，Ｂ２) 鈴木寿他，″Ｚｒ−Ｃｒ銅の強度と時効組織″，日本金属学会誌（1969），第 33巻，第５号，ｐ．628−633

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）セリューム（Ｃｅ）＋ランタン
（Ｌａ）：０．０５％−０．５０％（重量百分率）、
（２）ニオディミューム（Ｎｄ）＋プラセオディミュー
ム（Ｐｒ）：０．１０％（重量百分率）まで、（３）ク
ローム（Ｃｒ）＋ジルコニューム（Ｚｒ）：０．２０−
３．００（重量百分率）、（４）銅（Ｃｕ）＋銀（Ａ
ｇ）：残り、の合金成分を有し、且つ、（ｉ）熱間加工
→（ｉｉ）溶体化処理→（ｉｉｉ）冷間加工→（ｉｖ）
時効硬化熱処理→（ｖ）矯正、しあげ及び部品製造、か
らなる加工熱処理工程を施したことを特徴とする銅−ク
ローム−ジルコニューム−セリューム−ランタン合金。
【請求項２】（１）セリューム（Ｃｅ）＋ランタン
（Ｌａ）：０．０５％−０．５０％（重量百分率）、
（２）ニオディミューム（Ｎｄ）＋プラセオディミュー
ム（Ｐｒ）：０．１０％（重量百分率）まで、（３）ク
ローム（Ｃｒ）＋ジルコニューム（Ｚｒ）：０．２０−
３．００（重量百分率），（４）銅（Ｃｕ）＋銀（Ａ
ｇ）：残り、の合金成分を有し、且つ、（ｉ）熱間加工
→（ｉｉ）溶体化処理→（ｉｖ）時効硬化熱処理→（ｉ
ｉｉ）冷間加工→（ｖ）矯正、しあげ及び部品製造、か
らなる加工熱処理工程を施したことを特徴とする銅−ク
ローム−ジルコニューム−セリューム−ランタン合金。
【請求項３】（１）セリューム（Ｃｅ）＋ランタン
（Ｌａ）：０．０５％−０．５０％（重量百分率）、
（２）ニオディミューム（Ｎｄ）＋プラセオディミュー
ム（Ｐｒ）：０．１０％（重量百分率）まで、（３）ク
ローム（Ｃｒ）＋ジルコニューム（Ｚｒ）：０．２０−
３．００（重量百分率），（４）銅（Ｃｕ）＋銀（Ａ
ｇ）：残り、の合金成分を有し、且つ、（ｉ）熱間加工
→（ｉｉ）溶体化処理→（ｉｖ）時効硬化熱処理→
（ｖ）矯正、しあげ及び部品製造、からなる加工熱処理
工程を施したことを特徴とする銅−クローム−ジルコニ
ューム−セリューム−ランタン合金。
【請求項４】（ｉ）熱間加工は８００−９５０°Ｃで
鋳造組織を除去できる加工比で鋳造、圧延、圧出等を行
い、（ｉｉ）溶体化処理は８００−１０５０°Ｃで３０
分以上維持した後に水冷、油冷等で急冷し、（ｉｉｉ）
冷間加工は常温で圧延、鍛造、引抜等によって、（ｉ
ｖ）時効硬化熱処理は４００−５５０°Ｃで１時間以上
維持した後水冷、油冷、空冷等によって、（ｖ）矯正、
しあげ及び部品製造においては直線度や平坦度を得るた
めに多少の変形を与えて矯正するか、表面状態をしあげ
るか、冷間で鍛造、圧延、引抜等により目的とする部品
を完成することを特徴とする請求項１乃至３のうちいず
れか一項記載の銅−クローム−ジルコニューム−セリュ
ーム−ランタン合金。
【請求項５】上記（１），（２）である合金成分を満
足させるために、各々の元素を添加するかまたはミシュ
メタル（Ｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ）の０．０５％−０．５
０％（重量百分率）を添加したことを特徴とする請求項
１乃至４のうちいずれか一項記載の銅−クローム−ジル
コニューム−セリューム−ランタン合金。