JPH03267344A - タングステン焼結合金 - 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〕 本発明はタングステン焼結合金、特にハンダめっき線等
の電気溶接用チャックとして有用なタングステン焼結合
金に関する。

〔従来の技術〕

タングステン焼結合金はタングステン粒子を、ニッケル
、ニッケルと銅の合金、ニッケルと鉄の合金等をバイン
ダーとして焼結したものである。

抵抗器等の電子回路部品の両端の金属キャンプにハンダ
めっきあるいは錫めっき銅線（以下、錫めっき線を含め
てハンダめっき線と官う）を引き出し線として溶接する
ためには、耐熱性の金属で構成された上部ブロックと下
部ブロックの対向する面に溝を設けた溶接チャックを用
いて、溝の間にハンダめっき線を先端が１ｍｒｒ１弱突
出するようにはさみ、抵抗器等の金属キャップに押しつ
けて通電し、接触抵抗によるジュール熱を利用してハン
ダめっき線を加熱、溶接する。抵抗器以外の電気部品で
も同様の方法が用いられる。このときチャックは一時的
には７００　’Ｃ以上の高温になり、めっき線を強い力
でキャンプに押しつけるため、このような高温で充分な
強度を持つことが要求される。

このような要求に見合うものとして、従来ハンダめっき
線の溶接チャックには、ニッケルと銅から成る合金をバ
インダーとしてタングステン粒子を焼結したタングステ
ン焼結合金が主に用いられている。バインダーにニッケ
ル、銅のほか鉄を含むもの、焼結温度低下のためインジ
ウムや珪素を含むもの、ニッケルまたは銅を鉄に置き換
えたもの等も用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし従来のタングステン焼結合金は、錫またはハンダ
のような錫合金に接触すると、錫がバインダー中に拡散
するためにバインダーの融点が低下し、また錫との金属
間化合物が形成されて脆くなるため、バインダーがタン
グステン粒子を保持できなくなって、外力を受ける部分
のタングステン粒子が欠は落ち、あたかも摩耗したよう
に侵食される。

このような性質のために、従来のタングステン焼結合金
を用いたハンダめっき線の溶接チャックは、ハンダめっ
き銅線の溶接を５万ないし６万回程度行うと、再研磨が
必要となる。再研磨は、チャックが侵食されたため溶接
部の形状が不良になったとき、これを回復するために行
われる。

ハンダめっき線の自動溶接作業においては通常毎分数百
回の溶接を行うので、４ないし５時間毎に再研磨が必要
となり、再研磨を約１０回繰り返すとチャックは使用不
能となる。チャックの再研磨に手間がかかるだけでなく
、研磨済チャックに交換する際の作業停止による生産ロ
ス、および比較的高価なチャックの材料の消耗が、抵抗
器等の溶接工程のコストを増大させていた。

それ故、ハンダめっき線溶接等の際約７００°Ｃ以上の
高温で、溶融したハンダ等からの錫の拡散による溶接チ
ャックの侵食が防止され、しかも強度の大きい金属材料
が、望まれていた。

従って本発明の目的は、約７００°Ｃ以上の高温ムこお
いて、溶融したハンダ等からの錫の拡散による侵食が防
止され、しかも強度が大きい金属材料を提供することで
ある。

（課題を解決するための手段〕 約７００°Ｃ以上の高温において、溶融したハンダ等か
らの錫の拡散による侵食が防止され、しかも強度が大き
い金属材料を提供するため、本発明では、ニッケル、銅
、および鉄から成る合金をバインダーとするタングステ
ン焼結合金において、バインダーに亜鉛、アルミニウム
、チタン、ニオブおよびバナジウムのうち少なくとも一
つを含有させる。

本発明のタングステン焼結合金は７０重量％以上の焼結
されたタングステンを含むことが好ましい。本発明のタ
ングステン焼結合金のバインダーは、１ないし１６重量
％のニッケル、３ないし２０重量％の銅、１ないし１０
重量％の鉄とともに、亜鉛、アルミニウム、チタン、ニ
オブおよびバナジウムのうち少なくとも一つを０．１な
いし５重量％含むことが好ましい。亜鉛、アルミニウム
、チタン、ニオブおよびバナジウムのうち少なくとも一
つの含有量は、０．１％未満では摩耗防止の効果が認め
られず、５％を超えるとバインダーの効果が減殺され、
焼結合金の強度が低下する。

バインダーの各成分はそれぞれを単独にタングステンに
加えて焼結してもよいが、バインダー成分の一部または
全部を合金としてタングステンに加えて焼結してもよい
。例えば、亜鉛、アルミニウム、チタン、ニオブおよび
バナジウムのうち２以上の金属の合金を、ニッケル、鉄
、銅とともにタングステンに加えて焼結してもよい。焼
結は公知の方法で行うことができる。

本発明のタングステン焼結合金は、ハンダめっき線溶接
のための溶接チャックの、ハンダめっき線に接触する部
分を構成するのに有用である。本発明のタングステン焼
結合金で溶接チャック全体を構成してもよい。本発明の
タングステン焼結合金で構成された部分以外は、例えば
ニッケルと銅のみの合金をバインダーとするタングステ
ン焼結合金で構成してもよい。

〔作用〕

本発明のタングステン焼結合金は、バインダー中にニッ
ケル、銅、および鉄とともに亜鉛、アルミニウム、チタ
ン、ニオブおよびバナジウムのような、錫の溶解度が極
めて小さい金属を含むので、ハンダめっき線溶接チャッ
ク等に用いたとき、約７００″Ｃ以上の高温で、溶融し
たハンダ中の錫がバインダー中に拡散しない。それ故、
錫の拡散によりバインダーの融点が低下して溶融したり
、金態量化合物の生成によりバインダーが脆くなるため
に焼結合金が侵食されることがない。その結果、溶接チ
ャックの摩耗が減り、寿命が長くなる。

また本発明の焼結合金のバインダーに含まれる金属は、
錫への溶解度も小さいので、ハンダ中に溶解して溶着を
悪くすることもない。また、バインダー中にこれらの金
属を含有しても、タングステン焼結合金の約７００″Ｃ
以上の高温での強度は、それらを含有しないものと同等
である。

以下、本発明の焼結合金を実施例により詳細に説明する
。

〔実施例１〕 タングステン８０重量％に対し５重量％のニッケル、１
０重量％の銅、３重量％の鉄とともにアルミニウムを２
重量％含む合金をバインダーとするタングステン焼結合
金を、常法により作った。

このタングステン焼結合金を図に示す形に成形し、これ
を溶接用チャック１として用いて、抵抗器へのハンダめ
っき銅線溶接を行った。図に示すように、溶接用チャッ
クｌは上部プロ、り１ａと下部ブロック１ｂから成り、
それらの対向する面２ａ、２ｂに溝３ａ、３ｂを有する
。溝３ａ。

３ｂに沿って上部ブロック１ａと下部ブロック１ｂの間
に、先端を０．７ｍｍ程度突出させてハンダめっき線４
（便宜上破線で示した）をはさみ、抵抗器のキャップ（
図示せず）に押しつけて通電することにより、接触抵抗
によるジュール熱を利用して加熱、溶接した。溶接後、
チャンクの上部ブロック１ａと下部ブロック１ｂを離し
て、ハンダめっき銅線４を開放し、その後にチャックを
後退させた。

再研磨せずに約１５万回の溶接に耐え、従来の溶接チャ
ックの約２．５倍の寿命を示した。溶接温度での強度は
、アルミニウムを添加しない従来のタングステン焼結合
金と同じであった。

（比較例〕 上記実施例において用いた合金成分のうちアルミニウム
（２重量％）を省き、タングステン８０重量％に対し５
重量％のニッケル、１０重量％の銅、５重量％の鉄を含
む合金をバインダーとするタングステン焼結合金を、常
法により作った。このタングステン焼結合金を用いた溶
接用チャ・７りは約５万回のハンダめっき線溶接で再研
磨が必要になった。

〔実施例２〜７〕 第１表に示す各組成のタングステン焼結合金を、常法に
より作った。

第１表 これらのタングステン焼結合金を、実施例１と同様図に
示す形に成形し、これを溶接用チャックとして用いて、
抵抗器へのハンダめっき銅線溶接を行った。再研磨が必
要になるまでの溶接回数は、いずれも実施例１と同様で
あった。溶接温度での強度は、チタン等の添加金属を添
加しない従来のタングステン焼結合金と同しであった。

〔発明の効果〕

本発明のタングステン焼結合金は、ハンダめっき線溶接
用チャックの材料として用いたとき、ハンダ中の錫の拡
散による侵食が防がれ、チャックの再研磨までの寿命が
延びる利点を有する。この利点によって、チャック再研
磨の手間、研磨済チャックに交換するための作業停止に
よる生産ロスおよび研磨によるチャンクの消耗が大幅に
減少するので、抵抗器等の電子部品のハンダめっき線溶
接のコストを低下させることができる。

また本発明の焼結合金は、約７００″Ｃ以上の高温にお
ける強度が大きい。それ故、ハンダめっき線溶接以外の
種々の電気溶接にも、チャック材料として有用である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の焼結合金の一実施例を用いて構成したハン
ダめっき線溶接用チャックの斜視図である。 ａ ｂ ２ａ。 ３ａ。 符号の説明 溶接チャック 上部ブロック 下部ブロック ２　ｂ−−−−−−−ブロック対向面 ３ｂ−・−・−溝 ハンダめっき線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ニッケル、銅および鉄から成る合金をバインダーとする
   タングステン焼結合金であって、前記バインダーが亜鉛
   、アルミニウム、チタン、ニオブおよびバナジウムから
   選ばれた少なくとも一つの金属を含むことを特徴とする
   タングステン焼結合金。