JPH03153831A - Ｃｕ―Ｗ系焼結合金部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は放電加工用電極材及び接点材料に最適なＣｕ
−Ｗ系焼結合金部材の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 放電加工とはアーク放電を繰り返し被加工物にあてて加
工する方法であり、強靭材料や高硬度材料又は加工硬化
し易い材料等の難削材であっても加工が容易であり、複
雑形状の加工も簡単に行なえる加工方法である。しかも
、加工の際に大きな力が働かず、熱影響も少なく、面精
度及び加工精度も高いという多くの利点も備えている。

そして、そのような放電用の電極材としては、黄銅、銅
、銅−タングステン（Ｃｕ　−Ｗ焼結合金部材）などを
用いることができるが、電極形状に対する転写精度が問
題となる今日においては、電極の消耗が大きくて転写誤
差が大きくなる黄銅、銅等はあまり使用に適さず、消耗
の小さいＣｕ−Ｗ系焼結合金部材が現在電極材として広
く使用されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 このＣｕ−Ｗ系焼結合金は一般に粉末冶金法により製造
されている。すなわち、タングステン（Ｗ）と銅（Ｃｕ
）の粉末を混合し、これを圧粉後に直接焼結する「普通
焼結法」と、Ｗの粉末を圧粉後仮焼結してスケルトンを
作り、これに高温でＣｕを溶浸させる「溶浸法」の２つ
の方法があるが、特に電極用としては後者の溶浸法が主
流であり普通焼結法はごく一部にしか用いられていない
。すなわち、普通焼結法は溶浸法に比べて製造コストが
安いという利点はあるが、製品に微細な空孔（ボア）が
発生し易く、これが電極面に現れると製品としての価値
を著しく減少させ、または再加工を要したり、不良品と
して廃却せねばならなかったりする。

ところが、このボアの量は、その密度と比例し、密度比
が９９．５％未満ではボアが多（て殆ど製品にならない
にもかかわらず、従来の普通焼結法では密度比がなかな
か９９．５％まで向上しづらかった。尚、このような従
来の普通焼結法に対し、これを改善すべく、例えば高温
プレス法や粉末圧延法なども提案されているようである
が、これらが現実に利用されていることは出願人の知り
得る範囲では見聞したことがない。そこで、普通焼結法
のコストの安い利点を生かした密度比９９．５％以上の
高密度の製品の出現が望まれていた。

一方、現在主流となっている溶浸法にも欠点がある。す
なわち、コスト高であるという欠点の他にも、溶浸する
Ｃｕの含有量がある程度限定されてしまうということで
ある。つまり、溶浸法では、Ｗ粉末を仮焼結して空隙率
の高いスケルトンを作るに際し、空隙率が５０％以上か
或いは２０％以下のものは非常に作りに＜＜、且つ空隙
率が小さい場合には溶浸が困難となるため、どうしても
−定範囲内でのＣｕ含有量しか得ることができなかった
。従って、このような溶浸法では達成できないＣｕ含有
量のＣｕ−Ｗ県境結合金部材の出現も、先の密度比９９
．５％以上の高密度の製品の出現と共に望まれていた。

〈課題を解決するための手段〉 この発明に係るＣｕ−Ｗ県境結合金部材の製造方法は、
上記の目的を達成するために、粒径１〜１０、ｃｚｍの
Ｗ粉末を３０〜９５ｗｔ％及びＣｕ粉末を５〜７０ｗｔ
％含んだ混合粉末をメタルカプセルに充填し、そして８
５０〜１１００°Ｃに加熱後、押出比４以上でもって棒
又は管状に押出加工し、密度比９９．５％以上であるＣ
ｕ−Ｗ県境結合金部材を得られるものである。

なお、以上及び以下において「押出比」とは、（コンテ
ナ径）２／（押出し孔径）２のことを言う。また、「密
度比」とは、空隙のない真密度に対する比のことを言う
。

ぐ作　用〉 第１図にＣｕ含有量と密度比との関係を本発明材と従来
材との比較において示した。本発明に係るデータは後述
する実施例の方法と同じ方法で製造したもののデータで
あり、従来材は普通焼結材、溶浸材ともに従来から知ら
れている蓄積データの平均的なものを用いた。第１図に
見る通り、本発明に係る方法によっても密度比９９．５
％以上を確保できるのはＣｕ含有量が５ｗｔ％以上の場
合であり、Ｃｕがこれ以下になると実用的押出比（押出
圧力と比例）では不可能となる。

第２図に押出比と密度比の関係を示す。第２図に見る通
り、押出比が４未満で且つＣｕ含有量の少ないものでは
密度比９９．５％を達成できない。

このことは、従来のホットプレスなどで相当圧力を高め
ても達成できなかった密度比が、圧力と共に大きい塑性
流動（即ち押出比で４以上）を与えることによりはじめ
て達成できたことを示している。また、本発明において
、Ｃｕ含有量の上限を７０ｗｔ％としたのは放電加工用
電極材としてＷの量が３０ｗｔ％未満ではＷを加えるこ
とによる耐アーク、耐摩耗性向上効果が期待できなくな
るからである。更に、Ｗの粉末粒度を１〜１０μｍとし
たのは、１μｍ未満では使用時電極面にクラックができ
易くなるためであり、また１０μｍより大きいと耐摩耗
性に劣るようになり、面粗さも悪くなるからである。そ
して、Ｃｕ粉末の粒径は特に限定はないが、実用上１〜
１００μｍの範囲が好ましい。

く実　施　例〉 平均粒径２〜８μｍのＷ粉末と７５μｍのＣｕ粉末をＣ
ｕの重量比で下記の第１表の通り、５０．４０．３０．
２０．１０．５の各ｗｔ％となるように配合し、混合機
により十分に混合した。これら混合粉末をそれぞれ外径
１５０ｍｍ、長さ４００ｍｍ、厚さ５Ｍの鋼製カプセル
に充填し、４０００Ｋｇ／ｃｍ２で冷間等方静水圧縮し
、次いでこれらをそれぞれ第１表に記載の温度に加熱し
、２０００　ｔｏｎの横型押出プレスにて、各種直径の
丸棒に押出した。

冷却後、カプセル材由来の表面被覆鋼を旋削除去し、製
品棒材を得た。これらを全て外径１５ｍｍ、長さ５０＋
ｎｍの形状をもつ放電加工用電極に加工し、超硬合金（
ＷＣ−１ｏ％Ｃｏ）製ワークの放電加工に用いた。加工
条件は休止時間τｏｆｆ　６μｓ１パルス巾τｏｎ２μ
ｓ１電流波高値１９４．３　Ａ、液圧０、６　Ｋｇｆ／
ｃｍ”とした。これらの成績（第１表に併示）に示され
るように本発明材の電極は、いずれも従来の粉末冶金法
による電極と比べて、優るとも劣らない成績を示し、更
に溶浸法では作り得ない５０ｗ１％Ｃｕ以上及び１０〜
５ｗｔ％Ｃｕの電極も製造でき、且つそれらも実用上差
し支えない被加工面粗度と従来の電極では得られなかっ
た転写精度を得ることができた。尚、本発明材は特に放
電加工用電極材としてだけでなく、用途としては一般接
点材料としても十分有用であることは言うまでもない。

〈発明の効果〉 本発明に係るＣｕ−Ｗ県境結合金部材の製造方法の使用
により、従来品（粉末冶金法）の約８０％のコストで、
従来品に劣らない放電加工用電極及び接点材料等を製造
できるようになり、更に従来品の粉末冶金法、溶浸法で
は製造が困難であったＣｕ含有量のものも容易に製造で
きるようになったことで当業界に大なる貢献をなすこと
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るＣｕ−Ｗ県境結合金部材の製造
方法におけるＣｕ含有量と密度比との関係を示す図、そ
して 第２図は押出比と密度比との関係を示す図である。 第１表 佃懐沢（メ） 沢（。！′）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粒径１〜１０μｍのＷ粉末を３０〜９５ｗｔ％及びＣｕ
   粉末を５〜７０ｗｔ％含んだ混合粉末をメタルカプセル
   に充填し、そして８５０〜１１００℃に加熱後、押出比
   ４以上でもって棒又は管状に押出加工し、密度比９９．
   ５％以上であるＣｕ−Ｗ系焼結合金部材を得ることを特
   徴とするＣｕ−Ｗ系焼結合金部材の製造方法。