JP2895796B2 - 高強度導電性高Ｃｒ含有銅合金の製造方法 - Google Patents

高強度導電性高Ｃｒ含有銅合金の製造方法

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KAGAKU GIJUTSUCHO KINZOKU ZAIRYO GIJUTSU KENKYU SHOCHO
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度導電性高Ｃ
ｒ含有銅合金の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５はＣｕ−１５重量％Ｃｒ合金の溶製
材を示す顕微鏡写真である。図５から分かるように、こ
のＣｕ−１５重量％Ｃｒ合金の溶製材は、第二相である
Ｃｒ晶が不均一に分布している。また、Ｃｒ晶の形状が
等軸晶である。Ｃｒ等軸晶的形状は、冷間加工を施して
もファイバ状に成形し難く、ファイバが均一分布を持つ
複合材料となりにくい。このため、高強度化が阻害され
ていた。したがって、図５に示すＣｕ−１５重量％Ｃｒ
合金の溶製材は、ＣｕとＣｒの二元合金であるために、
最高強度で引張強度１０００ＭＰａに達しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に鑑
みてなされたものであり、引張強度１０００ＭＰａ以
上、導電率６５％ＩＡＣＳ以上を有する高強度導電性高
Ｃｒ含有銅合金を得ることができる方法を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃｒを１０〜
２０重量％含有する良導電性銅合金において、凝固時並
びに固相中でのＣｒ相の晶出ないし析出特性を制御する
ために、Ｃ，Ｎ，またはＢ中の少なくとも１種を０．０
１〜１重量％の範囲内で添加することを特徴とする高強
度導電性高Ｃｒ含有銅合金の製造方法を提供する。
【０００５】本発明の方法において、Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐ，
Ｔｉ，またはＺｒの少なくとも１種を添加してさらなる
高強度化を達成することが好ましい。また、鋳塊溶製時
において、Ｃ，Ｎ，Ｂの添加方法として、Ｃｒ炭化物、
Ｃｒ窒化物、Ｃｒホウ化物の粉末を添加することが好ま
しい。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高強度導電性高Ｃ
ｒ含有銅合金の製造方法について、具体的に説明する。
Ｃ，Ｎ，Ｂ元素は、純Ｃｕ系およびＣｕ合金系中の添加
元素として取り上げられたこともなく、さらに、第二相
であるＣｒのスキャベンジング効果（Ｃｒを第三元素と
結合させることにより、固溶Ｃｒを減少させる作用を呼
ぶ）としての着眼は存在しない。特に、Ｃはその効果が
最も有効であり、Ｃｕ中へその元素自身の溶解度が限り
なく低く、導電率への影響もない。本発明は、前記着眼
のもとになされたものである。
【０００７】図５に示すＣｕ−Ｃｒ二相合金は、Ｃｕへ
の固溶度が小さい第二相であるＣｒを晶出させるが、二
相分離合金の場合、強度増加と電気的特性に着目したと
き、第二相のＣｒ晶が均一に分散していることが好まし
い。そこで、本発明は、この第二相Ｃｒ晶の形態と分布
を制御する技術を提供するものである。
【０００８】また、本発明においては、第二相の形態と
分布を制御することに加えて置換型元素の添加によりさ
らなる高強度化を達成する技術を提供する。この場合、
Ｃ，Ｎ，Ｂの添加に加えて添加物の歩留まりを向上させ
るために、Ｃｒとの金属間化合物の粉末を母合金として
添加することを特徴とする。
【０００９】Ｃｕ相とＣｒ相との融点差が大きく凝固時
において第二相のＣｒ晶を制御する手段はこれまでな
く、本発明においてこの制御をＣ，Ｎ，Ｂ元素を用いて
行うものである。また、当初その添加方法もこれらの元
素とＣｒとの金属間化合物（粒状）を準備し、Ｃｕ−Ｃ
ｒ溶湯中に添加したが、例えばＣ添加を試みた場合に、
図１に示すように、溶け残りを生じた。よって、これら
元素とＣｒとの金属間化合物の粉末を用いることによ
り、Ｃｕ溶湯中にほどよく均一分散し、図２に示すよう
な良好な鋳造組織を得ることが可能となった。
【００１０】図３はＣｕ−１５重量％Ｃｒ合金と、Ｃｕ
−１５重量％Ｃｒ−Ｃ合金の初晶Ｃｒの加工による厚さ
の変化である。これにより、本発明を用いて溶解を行っ
たＣｕ−１５重量％Ｃｒ−Ｃ合金は、Ｃｒ晶が針状化し
ているため、ファイバ状になり易い。
【００１１】図４はＣｕ−１５重量％Ｃｒ合金（比較
例）とＣｕ−１５重量％Ｃｒ−Ｃ合金（実施例）の加工
率９９％のＣｒファイバを示す。図４から明らかなよう
に、本発明を用いて溶解を行ったＣｕ−１５重量％Ｃｒ
−Ｃ合金はファイバ状となるのが早い。
【００１２】本発明の方法により製造した高Ｃｒ含有銅
合金と従来の方法により製造した高Ｃｒ含有銅合金につ
いて導電率および引張強度を調べた。その結果を下記表
１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１から分かるように、本発明の方法によ
り得られた高Ｃｒ含有銅合金は、引張強度１０００ＭＰ
ａ以上、導電率６５％ＩＡＣＳ以上を満足するものであ
った。これは、Ｃｒ晶が針状化しており、Ｃｒ晶が均一
化されたことによると考えられる。一方、従来の方法に
より得られた高Ｃｒ含有銅合金は、引張強度１０００Ｍ
Ｐａ以上を満足できないものであった。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の高強度導電
性高Ｃｒ含有銅合金の製造方法は、Ｃｒを１０〜２０重
量％含有する良導電性銅合金において、凝固時並びに固
相中でのＣｒ相の晶出ないし析出特性を制御するため
に、Ｃ，Ｎ，またはＢ中の少なくとも１種を０．０１〜
１重量％の範囲内で添加するので、高導電性を損なうこ
となく、高強度化を図った高Ｃｒ含有銅合金を安価で効
率良く得ることができるものである。本発明により、Ｃ
ｕ基合金の用途全般にわたって有用な高強度導電性高Ｃ
ｒ含有銅合金を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｃｒ−Ｃ金属間化合物（粒状）添加による溶製
材中の溶け残りを示す顕微鏡写真。
【図２】本発明により作製したＣｕ−１５重量％Ｃｒ−
Ｃ溶製材を示す顕微鏡写真。
【図３】Ｃｒ晶の加工による厚さの変化を示す特性図。
【図４】加工率９９％におけるＣｒファイバ（Ｃｕ−１
５重量％Ｃｒ−ＣとＣｕ−１５重量％Ｃｒ（比較例））
を示す顕微鏡写真。
【図５】Ｃｕ−１５重量％Ｃｒ溶製材を示す顕微鏡写
真。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久間 信夫 茨城県つくば市千現１−２−１ 科学技 術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 鈴木 洋夫 茨城県つくば市千現１−２−１ 科学技 術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 宮内 理夫 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−197241（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−12086（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 9/00 - 9/10 C22C 1/02 503

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｃｒを１０〜２０重量％含有する良導電
    性銅合金において、凝固時並びに固相中でのＣｒ相の晶
    出ないし析出特性を制御するために、ＣおよびＮの少な
    くとも１種を０．０１〜１重量％の範囲内で添加するこ
    とを特徴とする高強度導電性高Ｃｒ含有銅合金の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐ、Ｔｉ、およびＺｒの少
    なくとも１種を添加してさらなる高強度化を達成する請
    求項１記載の高強度導電性高Ｃｒ含有銅合金の製造方
    法。
  3. 【請求項３】 鋳塊溶製時において、ＣおよびＮの少な
    くとも１種の添加方法として、Ｃｒ炭化物およびＣｒ窒
    化物の少なくとも１種の粉末を添加する請求項１または
    ２のいずれか１項記載の高強度導電性高Ｃｒ含有銅合金
    の製造方法。
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