JPH04280935A - メタルガスケット材およびその製造方法 - Google Patents
メタルガスケット材およびその製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空やガス、或いは流体
等の溶媒を使用する真空装置、排気装置等のシールフラ
ンジのメタルガスケット材およびその製造方法に関する
ものである。
等の溶媒を使用する真空装置、排気装置等のシールフラ
ンジのメタルガスケット材およびその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、真空装置や排気装置等
のメタルガスケット材としては、無酸素銅を用いたガス
ケット材が主に用いられてきたが、高温でのベーキング
処理時にシール性能の劣化が生じ、真空度が低下したり
、ガス漏れ等の不具合が生じる事があった。更に、最近
の高真空への必要性から、ベーキング処理への要求がよ
り高くなり、それにつれてメタルガスケット材への要求
も厳しくなり無酸素銅を主体とするガスケット材では要
求に応じきれないところにきている。そこで、これに代
わる高性能なメタルガスケット材への期待が高まってい
る。
のメタルガスケット材としては、無酸素銅を用いたガス
ケット材が主に用いられてきたが、高温でのベーキング
処理時にシール性能の劣化が生じ、真空度が低下したり
、ガス漏れ等の不具合が生じる事があった。更に、最近
の高真空への必要性から、ベーキング処理への要求がよ
り高くなり、それにつれてメタルガスケット材への要求
も厳しくなり無酸素銅を主体とするガスケット材では要
求に応じきれないところにきている。そこで、これに代
わる高性能なメタルガスケット材への期待が高まってい
る。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような期
待に鑑み、種々検討の結果、ベーキング処理時において
もシール能力の低下を起こさず信頼性を高めたメタルガ
スケット材を開発したもので、優れた高真空と高密閉を
得ることができるものである。即ち請求項１記載の発明
は、Ｍｇ０．００５〜０．３５ｗｔ％を含み、残部Ｃｕ
と不可避的不純物とからなることを特徴とするメタルガ
スケット材であり、その不可避的不純物中の含有ガス成
分であるＯ２ やＨ２の含有量を制限し、更にＰ、Ａｓ
、Ｚｎ、Ｓ等の不純物元素を制御する事で、より真空度
が高く、又密閉性の良好なガスケット材を得ることが可
能となるが、ガス成分量や不純物を制限しない場合でも
、一般の真空、排気装置等では充分なシール性能をもた
らすものである。また請求項３記載の発明は、請求項１
記載の発明のメタルガスケット材の製造方法に関するも
ので、組成を制御した鋳造で得られた合金鋳塊を９００
℃〜１０２０℃の温度で加熱した後に熱間加工を行い、
その後の冷間加工の際最終冷間加工前の熱処理で結晶粒
度を平均５μｍ以下に調整した後、２５％以下の加工率
で最終冷間加工を行うことを特徴とするメタルガスケッ
ト材の製造方法である。更に、高真空や高密閉で使われ
る装置に対するメタルガスケット材は、最終の冷間加工
の後２００℃〜４２０℃の温度で熱処理が施されるもの
である。
待に鑑み、種々検討の結果、ベーキング処理時において
もシール能力の低下を起こさず信頼性を高めたメタルガ
スケット材を開発したもので、優れた高真空と高密閉を
得ることができるものである。即ち請求項１記載の発明
は、Ｍｇ０．００５〜０．３５ｗｔ％を含み、残部Ｃｕ
と不可避的不純物とからなることを特徴とするメタルガ
スケット材であり、その不可避的不純物中の含有ガス成
分であるＯ２ やＨ２の含有量を制限し、更にＰ、Ａｓ
、Ｚｎ、Ｓ等の不純物元素を制御する事で、より真空度
が高く、又密閉性の良好なガスケット材を得ることが可
能となるが、ガス成分量や不純物を制限しない場合でも
、一般の真空、排気装置等では充分なシール性能をもた
らすものである。また請求項３記載の発明は、請求項１
記載の発明のメタルガスケット材の製造方法に関するも
ので、組成を制御した鋳造で得られた合金鋳塊を９００
℃〜１０２０℃の温度で加熱した後に熱間加工を行い、
その後の冷間加工の際最終冷間加工前の熱処理で結晶粒
度を平均５μｍ以下に調整した後、２５％以下の加工率
で最終冷間加工を行うことを特徴とするメタルガスケッ
ト材の製造方法である。更に、高真空や高密閉で使われ
る装置に対するメタルガスケット材は、最終の冷間加工
の後２００℃〜４２０℃の温度で熱処理が施されるもの
である。
【０００４】
【作用】本発明における構成要素の内容について以下に
説明する。先ず、本発明メタルガスケット材の組成につ
いては、Ｍｇは鋳造、熱間加工を通じてＣｕ中に固溶す
ることにより、結晶格子サイトのＣｕ原子と置換するこ
とで転位の移動に対する高温での抵抗力を増し、その為
に耐熱性や高温での応力緩和を抑制する働きを示すとと
もに、高温変形を起こし難くする効果があり、又材料中
のガス成分を除去する作用も大きく、真空度を低下させ
るガス放出を予防する働きも示すものである。本発明の
範囲内においてその働きが顕著であるが、範囲未満では
その効果があまり見られず、範囲を超えての含有は成分
制御が困難となり、また鋳塊の健全性が、損なわれやす
くなる為に上記のように制限したものである。また不純
物については、酸素や水素等のガス成分や、蒸気圧の高
いＰ、Ａｓ、Ｚｎ、Ｓ等の不純物元素は、ベーキング処
理中や装置運転中に材料からの放出ガスとして存在し、
真空雰囲気やガス雰囲気を劣化させる性質のものであり
、高真空や高純度の雰囲気を必要とする場合には、極力
これを取り除く事が要求される。請求項２記載の含有量
であるならば放出ガスを充分に制御することが出来る。
説明する。先ず、本発明メタルガスケット材の組成につ
いては、Ｍｇは鋳造、熱間加工を通じてＣｕ中に固溶す
ることにより、結晶格子サイトのＣｕ原子と置換するこ
とで転位の移動に対する高温での抵抗力を増し、その為
に耐熱性や高温での応力緩和を抑制する働きを示すとと
もに、高温変形を起こし難くする効果があり、又材料中
のガス成分を除去する作用も大きく、真空度を低下させ
るガス放出を予防する働きも示すものである。本発明の
範囲内においてその働きが顕著であるが、範囲未満では
その効果があまり見られず、範囲を超えての含有は成分
制御が困難となり、また鋳塊の健全性が、損なわれやす
くなる為に上記のように制限したものである。また不純
物については、酸素や水素等のガス成分や、蒸気圧の高
いＰ、Ａｓ、Ｚｎ、Ｓ等の不純物元素は、ベーキング処
理中や装置運転中に材料からの放出ガスとして存在し、
真空雰囲気やガス雰囲気を劣化させる性質のものであり
、高真空や高純度の雰囲気を必要とする場合には、極力
これを取り除く事が要求される。請求項２記載の含有量
であるならば放出ガスを充分に制御することが出来る。
【０００５】本発明製造方法に関しては、熱間加工前の
加熱温度を９００℃〜１０２０℃とした理由は、Ｍｇに
よる前記転位移動に対する抵抗力を高める為に当該Ｍｇ
を均質に固溶させることと熱間加工後の結晶粒度の粗大
化を抑制することを目的としたものである。温度が９０
０℃未満の場合には、充分均質化することができず、ま
た高温での変形抵抗が大きくなり製造し難くなり、１０
２０℃を超えると結晶粒度の粗大化を招き求める性能を
満足しなくなる為に上記のように限定したものである。 次に、最終加工前の熱処理時に結晶粒度を平均５μｍ以
下に制御し、その後の最終冷間加工率を２５％以下とし
たのは、結晶粒度が平均５μｍより大きくなったり、最
終冷間加工率が２５％を超えると本発明ガスケット材の
特徴とする耐熱性が低下し、高温での変形が起こり易く
なる為である。更に、最終の冷間加工後に、熱処理を施
す事により、冷間加工で蓄積された歪みを解放し、変形
を起こさせなくする働きをさせるもので、その条件とし
て２００℃〜４２０℃の温度範囲が望ましく、２００℃
未満では効果が充分でなく、４２０℃を超える温度では
必要以上に材料を軟らかくしてしまいメタルガスケット
材として使用出来なくなる為である。
加熱温度を９００℃〜１０２０℃とした理由は、Ｍｇに
よる前記転位移動に対する抵抗力を高める為に当該Ｍｇ
を均質に固溶させることと熱間加工後の結晶粒度の粗大
化を抑制することを目的としたものである。温度が９０
０℃未満の場合には、充分均質化することができず、ま
た高温での変形抵抗が大きくなり製造し難くなり、１０
２０℃を超えると結晶粒度の粗大化を招き求める性能を
満足しなくなる為に上記のように限定したものである。 次に、最終加工前の熱処理時に結晶粒度を平均５μｍ以
下に制御し、その後の最終冷間加工率を２５％以下とし
たのは、結晶粒度が平均５μｍより大きくなったり、最
終冷間加工率が２５％を超えると本発明ガスケット材の
特徴とする耐熱性が低下し、高温での変形が起こり易く
なる為である。更に、最終の冷間加工後に、熱処理を施
す事により、冷間加工で蓄積された歪みを解放し、変形
を起こさせなくする働きをさせるもので、その条件とし
て２００℃〜４２０℃の温度範囲が望ましく、２００℃
未満では効果が充分でなく、４２０℃を超える温度では
必要以上に材料を軟らかくしてしまいメタルガスケット
材として使用出来なくなる為である。
【０００６】
【実施例】以下に本発明を、実施例により更に詳細に説
明する。表１に示した各組成の合金を真空雰囲気中で溶
解鋳造して望みの組成の合金鋳塊を得た後、表２で示さ
れた各製造方法で熱間加工及び熱処理、冷間加工を施し
、厚さ２ｍｍの板材を作製して、これを供試材とし表３
で示される特性評価を行った。耐熱性は、室温から７０
０℃迄の温度に３０分間加熱保持した後に冷却した供試
材を、ＪＩＳ Ｚ２２４１の引張試験法によってその
強度を測定し、室温強度の７０％の強度の温度を耐熱性
として評価した。メタルガスケットの高温変形性及び応
力緩和性を評価する為に供試材より内径３０ｍｍ、外径
５０ｍｍのリング状試料を作製し、真空装置のフランジ
に取り付けて４５０℃×３０分のベーキング処理を行い
、処理前の室温時の真空度を１としてベーキング後の真
空度を測定して、比較評価した。又、ベーキング処理後
フランジを冷却し試料を取り外して、そのシール痕の大
きさをベーキング処理前後で測定し、室温時のシール痕
サイズを１としてその大きさを比較評価した。尚、フラ
ンジへの取り付けは同じトルクで締め付けられるように
取り扱った。製造性については、鋳塊の健全性や熱間加
工での熱間割れの有無等より判定し、問題が無いものを
「○」、割れ等の欠陥を生じたものを「×」として評価
した。
明する。表１に示した各組成の合金を真空雰囲気中で溶
解鋳造して望みの組成の合金鋳塊を得た後、表２で示さ
れた各製造方法で熱間加工及び熱処理、冷間加工を施し
、厚さ２ｍｍの板材を作製して、これを供試材とし表３
で示される特性評価を行った。耐熱性は、室温から７０
０℃迄の温度に３０分間加熱保持した後に冷却した供試
材を、ＪＩＳ Ｚ２２４１の引張試験法によってその
強度を測定し、室温強度の７０％の強度の温度を耐熱性
として評価した。メタルガスケットの高温変形性及び応
力緩和性を評価する為に供試材より内径３０ｍｍ、外径
５０ｍｍのリング状試料を作製し、真空装置のフランジ
に取り付けて４５０℃×３０分のベーキング処理を行い
、処理前の室温時の真空度を１としてベーキング後の真
空度を測定して、比較評価した。又、ベーキング処理後
フランジを冷却し試料を取り外して、そのシール痕の大
きさをベーキング処理前後で測定し、室温時のシール痕
サイズを１としてその大きさを比較評価した。尚、フラ
ンジへの取り付けは同じトルクで締め付けられるように
取り扱った。製造性については、鋳塊の健全性や熱間加
工での熱間割れの有無等より判定し、問題が無いものを
「○」、割れ等の欠陥を生じたものを「×」として評価
した。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【表２】
【０００９】
【表３】
【００１０】表１、２、３より明らかなように、本発明
材供試材Ｎｏ．１〜６、１２、１３は、従来材供試材Ｎ
ｏ．１０、１１と比較しても同等ないし遙かに良好な特
性を示しており、メタルガスケット材として優れたもの
と言える。これに対して、Ｍｇ量の少ない比較材供試材
Ｎｏ．７では耐熱性やシール性の向上が見られず、又Ｍ
ｇ量の多い比較材供試材Ｎｏ．８では製造性が悪く供試
材を作製出来ず、更に不純物元素の多過ぎる場合には真
空度の低下が著しい事が比較材供試材Ｎｏ．９より明ら
かである。 次に、製造条件の異なる比較材供試材Ｎｏ．１４、１５
、１６では、本発明と同一組成にも拘わらず高温での変
形度や応力緩和が大きくなりシール性を低めているのが
判る。
材供試材Ｎｏ．１〜６、１２、１３は、従来材供試材Ｎ
ｏ．１０、１１と比較しても同等ないし遙かに良好な特
性を示しており、メタルガスケット材として優れたもの
と言える。これに対して、Ｍｇ量の少ない比較材供試材
Ｎｏ．７では耐熱性やシール性の向上が見られず、又Ｍ
ｇ量の多い比較材供試材Ｎｏ．８では製造性が悪く供試
材を作製出来ず、更に不純物元素の多過ぎる場合には真
空度の低下が著しい事が比較材供試材Ｎｏ．９より明ら
かである。 次に、製造条件の異なる比較材供試材Ｎｏ．１４、１５
、１６では、本発明と同一組成にも拘わらず高温での変
形度や応力緩和が大きくなりシール性を低めているのが
判る。
【００１１】
【発明の効果】このように本発明によれば、高温でのベ
ーキング処理時にシール性能の劣化が起こり難く、真空
度の低下やガス漏れ等の不具合を予防する事が可能で、
測定精度や信頼性等を高める事が容易となり、工業上顕
著な効果を奏するものである。
ーキング処理時にシール性能の劣化が起こり難く、真空
度の低下やガス漏れ等の不具合を予防する事が可能で、
測定精度や信頼性等を高める事が容易となり、工業上顕
著な効果を奏するものである。
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｍｇ０．００５〜０．３５ｗｔ％を含
み、残部Ｃｕと不可避的不純物からなることを特徴とす
るメタルガスケット材。 - 【請求項２】 不可避的不純物のうち、Ｏ２ 含有量
が１０ｐｐｍ以下、Ｈ２ 含有量が５ｐｐｍ以下で、か
つＰ、Ａｓ、Ｚｎ、Ｓの含有量が合計で２０ｐｐｍ以下
であることを特徴とする請求項１記載のメタルガスケッ
ト材。 - 【請求項３】 Ｍｇ０．００５〜０．３５ｗｔ％を含
み残部Ｃｕと不可避的不純物とからなる合金鋳塊を９０
０℃〜１０２０℃の温度で加熱した後、熱間加工を行い
、その後の冷間加工の際、最終冷間加工前の熱処理で結
晶粒度を平均５μｍ以下に調整した後、２５％以下の加
工率で最終冷間加工を施すことを特徴とするメタルガス
ケット材の製造方法。 - 【請求項４】 不可避的不純物のうちＯ２ 含有量が
１０ｐｐｍ以下、Ｈ２ 含有量が５ｐｐｍ以下でかつＰ
、Ａｓ、Ｚｎ、Ｓの含有量が合計で２０ｐｐｍ以下の合
金鋳塊を使用することを特徴とする請求項３記載のメタ
ルガスケット材の製造方法。 - 【請求項５】 最終冷間加工の後、２００〜４２０℃
の温度で熱処理を施すことを特徴とする請求項３または
請求項４記載のメタルガスケット材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6805891A JPH04280935A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | メタルガスケット材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6805891A JPH04280935A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | メタルガスケット材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280935A true JPH04280935A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=13362807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6805891A Pending JPH04280935A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | メタルガスケット材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280935A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016056414A (ja) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅圧延板及び電子・電気機器用部品 |
| JP2018197397A (ja) * | 2018-08-15 | 2018-12-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅圧延板及び電子・電気機器用部品 |
| JP2020128598A (ja) * | 2020-05-26 | 2020-08-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅圧延板及び電子・電気機器用部品 |
| WO2022004779A1 (ja) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金、銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、バスバー、リードフレーム、放熱基板 |
| WO2022004794A1 (ja) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金、銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、放熱基板 |
| JP2022072356A (ja) * | 2020-10-29 | 2022-05-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金、銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、バスバー、リードフレーム、放熱基板 |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP6805891A patent/JPH04280935A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016056414A (ja) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅圧延板及び電子・電気機器用部品 |
| JP2018197397A (ja) * | 2018-08-15 | 2018-12-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅圧延板及び電子・電気機器用部品 |
| JP2020128598A (ja) * | 2020-05-26 | 2020-08-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅圧延板及び電子・電気機器用部品 |
| WO2022004779A1 (ja) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金、銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、バスバー、リードフレーム、放熱基板 |
| WO2022004794A1 (ja) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金、銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、放熱基板 |
| JP2022022629A (ja) * | 2020-06-30 | 2022-02-07 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金、銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子 |
| JP2022072356A (ja) * | 2020-10-29 | 2022-05-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金、銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、バスバー、リードフレーム、放熱基板 |
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