JPH0523002B2 - - Google Patents
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- JPH0523002B2 JPH0523002B2 JP22094584A JP22094584A JPH0523002B2 JP H0523002 B2 JPH0523002 B2 JP H0523002B2 JP 22094584 A JP22094584 A JP 22094584A JP 22094584 A JP22094584 A JP 22094584A JP H0523002 B2 JPH0523002 B2 JP H0523002B2
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- Japan
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- copper
- extrusion
- based alloy
- conductive material
- particles
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、各種機械、器具に使用される導電用
材料に関するもので、特に導電性、耐軟化性、高
温強度、耐摩耗性等の特性に優れた導電用材料に
関するものである。 （背景技術） 銅および銅合金は導電性、強度、耐食性等に優
れ、広範な用途に使用されているが、耐軟化性、
高温強度、耐摩耗性等の点で、さらに一層の高特
性が要求されるような場合には、無機物質などか
らなる粒子や繊維で補強した強化型銅基合金が使
用されたりしている。 従来、単に導電性と耐軟化性が必要な用途に
は、Cu−Ag合金、Cu−Cr系合金等の銅合金が使
用される場合もあつたが、これらの銅合金では耐
軟化性が十分でなく、又高温強度の点でも不十分
であつた。 そのため、例えば溶接用電極などの導電性の
他、耐軟化性、高温強度などの必要な用途には、
Cu−Al2O3分散強化型合金が時として用いられた
りした。しかし、従来このような合金は主として
内部酸化法によつて製造されたので、生産性も優
れず、価格的にも高価なものとなつてしまつてい
た。 （発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため成され
たもので、製造容易かつ生産性の高い押出法によ
り製造され、かつ導電性、耐軟化性、高温強度、
耐摩耗性等の特性に優れた導電材料を提供せんと
するものである。 本発明は、銅基合金粉末90重量％（以下、％と
記す）以上と、Al2O3，SiC，Si3N4およびＣより
なるグループから選ばれた物質から成る粒子およ
び短繊維よりなるグループから選ばれた１種以上
の材料、合計で0.1〜10％から成り、押出しによ
り製造されたことを特徴とする導電用材料であ
る。 本発明の導電用材料は各種機械、器具に導電用
部品として用いられるもので、その形状は用いら
れる部品の形状に応じて種々の形状のもので良
い。 本発明に用いられる銅基合金粉末はマトリツク
スとなるもので、通常の導電用銅又は銅合金の
他、押出製造時300°〜500℃の熱履歴を経るため、
耐軟化性に優れた合金より成ることがより好まし
い。このためこの合金には、導電性にも悪影響を
余り与えることなく、耐軟化性などを向上させる
Zr，Cr，Co，Fe，BeおよびNiよりなるグルー
プから選ばれた１種以上の元素を合計で５％以下
含ませることは好ましい結果をもたらすものであ
る。これらの元素が５％を超えるといたずらに導
電率が低下するのみであり、改善効果は余り期待
できない。 銅基合金粉末は通常の電解銅粉末又はウオータ
ーアトマイザー等の製法で作られたものが用いら
れる。 本発明において、銅基合金粉末と混合される
Al2O3，SiC，Si3N4，Ｃ等の無機物質は、合金マ
トリツクス中に分散させて導電材料全体の耐熱性
や高温強度、耐摩耗を改善する目的で含有させら
れるものである。 本発明においては、銅基合金粉末とこれらの物
質から成る粒子および／又は短繊維を混合した
後、押出しにより製造されるため、粒子、短繊維
は偏析なく、均一に微細に分散され、押出ダイス
の形状を種々変更させることにより、種々の断面
形状を持つ導電用材料が長尺又は無限長で、生産
性良く得られる利点がある。これらの粒子および
短繊維よりなるグループから選ばれた１種以上の
材料の量を合計で0.1〜10％と規定したのは、0.1
％未満では上述の改善効果が十分でなく、又10％
を超えるといたずらに加工性を害したりする恐れ
が生じるのみで、上述の改善効果以上の改善が余
り期待できないためである。 本発明における押出しに使用せられる押出装置
としては通常の押出装置でも良いが、次のような
摩擦駆動型押出装置を用いると、原料の供給が容
易で、無限長の押出材が連続的に得られる。 この摩擦駆動型押出装置とは、駆動壁面とそれ
より面積の小さい固定壁面とにより形成された管
路を金属の加圧容器とするもので、前記管路の駆
動壁面の駆動による摩擦により、金属が送られ、
押出圧力を得るように構成された押出装置で、具
体的には図に例を示すようなコンフオーム装置
（特開昭47−31859号参照）、又は前記管路が対向
する駆動キヤタビラと両側面の固定壁により構成
され、駆動キヤタビラによつて押出力を得るライ
ネツクス装置（Wire Journal，1976，４月号、
P.64参照）である。 図は本発明の実施例の製造に用いられる摩擦駆
動型押出装置の例（コンフオーム装置）を示す断
面図である。図において、外周面に溝２を有する
駆動ホイール１の溝面３と、ホイール１の外周の
一部と係合されている固定シユーブロツク４の内
壁面５とにより管路６が形成され、管路６の駆動
方向の後端８が閉じられている。押出ダイス９は
管路６の後端８付近に設けられている。管路６の
前端開口部には粉末を供給するための粉末供給具
７が設けられている。 このように構成されたコンフオーム装置の粉末
供給具７に銅基合金粉末と前述の物質の粒子およ
び／又は短繊維との混合物１０を連続的に供給す
ると、混合物１０は駆動溝面３の摩擦により管路
６の後端８に向つて送り込まれ、圧力をかけら
れ、押出し力を付与される。圧力を付与された混
合物１０は押出ダイス９より押出材１１として押
出される。この際混合物１０は固定内壁面５との
摩擦による発熱および圧縮熱により温度が上昇
し、かつ圧力を受けるので、銅基合金粉末同志を
金属結合させると共に、前記粒子および／又は短
繊維を銅マトリツクス中に均一に微細に分散させ
る。又この発熱は押出し比、押出速度などの加工
条件に左右されるが、必要な場合は管路６の外部
から加熱しても良い。 かように摩擦駆動型押出装置を用いれば、原料
混合物をそのまま装入し得、種々の断面形状の導
電材料が長尺又は無限長で得られるので、製造が
容易でかつ生産性が高い利点がある。 なお、前述の粉末供給具７への供給に先だち、
銅基合金粉末をあらかじめ溶体化等の目的で熱処
理しておいても良いし、押出しの後に時効硬化等
の目的で熱処理しても良い。 （実施例 １） ウオーターアトマイズ法により表１に示す組成
の銅基合金粉末を作成した。 これらの銅基合金粉末と直径約1μmのAl2O3粒
子、直径約2μmのSi3N4の粒子、直径約5μmの
SiCの短繊維を表１に示す配合で混合した。 これらの混合物を図に示すようなコンフオーム
装置の粉末供給具７に連続的に供給し、押出ダイ
ス９より押出速度11ｍ／分で直径６mmの線材を押
出した。押出温度は約350℃前後であつた。 比較のため、表１に示す組成の従来例、比較例
による直径６mmの材料を作成した。製造は、No.６
は内部酸化法により行ない、比較例No.７は粉末焼
結法によつたが加工困難であり、No.８は溶湯混合
法によつたがうまく混合できなかつた。 得られた導電用材料の特性は表１に示す通りで
ある。なお、摩耗量は直径６mmの丸棒試片を荷重
５Kgで回転鋼板に当て、１時間後の摩耗量を測定
した。 表１より本発明によるNo.１〜４は従来例、比較
例に比べ、高温強度、耐摩耗性に優れ、70％以上
の導電率を有しており、工業的に優れた導電用材
料であることが分つた。
材料に関するもので、特に導電性、耐軟化性、高
温強度、耐摩耗性等の特性に優れた導電用材料に
関するものである。 （背景技術） 銅および銅合金は導電性、強度、耐食性等に優
れ、広範な用途に使用されているが、耐軟化性、
高温強度、耐摩耗性等の点で、さらに一層の高特
性が要求されるような場合には、無機物質などか
らなる粒子や繊維で補強した強化型銅基合金が使
用されたりしている。 従来、単に導電性と耐軟化性が必要な用途に
は、Cu−Ag合金、Cu−Cr系合金等の銅合金が使
用される場合もあつたが、これらの銅合金では耐
軟化性が十分でなく、又高温強度の点でも不十分
であつた。 そのため、例えば溶接用電極などの導電性の
他、耐軟化性、高温強度などの必要な用途には、
Cu−Al2O3分散強化型合金が時として用いられた
りした。しかし、従来このような合金は主として
内部酸化法によつて製造されたので、生産性も優
れず、価格的にも高価なものとなつてしまつてい
た。 （発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため成され
たもので、製造容易かつ生産性の高い押出法によ
り製造され、かつ導電性、耐軟化性、高温強度、
耐摩耗性等の特性に優れた導電材料を提供せんと
するものである。 本発明は、銅基合金粉末90重量％（以下、％と
記す）以上と、Al2O3，SiC，Si3N4およびＣより
なるグループから選ばれた物質から成る粒子およ
び短繊維よりなるグループから選ばれた１種以上
の材料、合計で0.1〜10％から成り、押出しによ
り製造されたことを特徴とする導電用材料であ
る。 本発明の導電用材料は各種機械、器具に導電用
部品として用いられるもので、その形状は用いら
れる部品の形状に応じて種々の形状のもので良
い。 本発明に用いられる銅基合金粉末はマトリツク
スとなるもので、通常の導電用銅又は銅合金の
他、押出製造時300°〜500℃の熱履歴を経るため、
耐軟化性に優れた合金より成ることがより好まし
い。このためこの合金には、導電性にも悪影響を
余り与えることなく、耐軟化性などを向上させる
Zr，Cr，Co，Fe，BeおよびNiよりなるグルー
プから選ばれた１種以上の元素を合計で５％以下
含ませることは好ましい結果をもたらすものであ
る。これらの元素が５％を超えるといたずらに導
電率が低下するのみであり、改善効果は余り期待
できない。 銅基合金粉末は通常の電解銅粉末又はウオータ
ーアトマイザー等の製法で作られたものが用いら
れる。 本発明において、銅基合金粉末と混合される
Al2O3，SiC，Si3N4，Ｃ等の無機物質は、合金マ
トリツクス中に分散させて導電材料全体の耐熱性
や高温強度、耐摩耗を改善する目的で含有させら
れるものである。 本発明においては、銅基合金粉末とこれらの物
質から成る粒子および／又は短繊維を混合した
後、押出しにより製造されるため、粒子、短繊維
は偏析なく、均一に微細に分散され、押出ダイス
の形状を種々変更させることにより、種々の断面
形状を持つ導電用材料が長尺又は無限長で、生産
性良く得られる利点がある。これらの粒子および
短繊維よりなるグループから選ばれた１種以上の
材料の量を合計で0.1〜10％と規定したのは、0.1
％未満では上述の改善効果が十分でなく、又10％
を超えるといたずらに加工性を害したりする恐れ
が生じるのみで、上述の改善効果以上の改善が余
り期待できないためである。 本発明における押出しに使用せられる押出装置
としては通常の押出装置でも良いが、次のような
摩擦駆動型押出装置を用いると、原料の供給が容
易で、無限長の押出材が連続的に得られる。 この摩擦駆動型押出装置とは、駆動壁面とそれ
より面積の小さい固定壁面とにより形成された管
路を金属の加圧容器とするもので、前記管路の駆
動壁面の駆動による摩擦により、金属が送られ、
押出圧力を得るように構成された押出装置で、具
体的には図に例を示すようなコンフオーム装置
（特開昭47−31859号参照）、又は前記管路が対向
する駆動キヤタビラと両側面の固定壁により構成
され、駆動キヤタビラによつて押出力を得るライ
ネツクス装置（Wire Journal，1976，４月号、
P.64参照）である。 図は本発明の実施例の製造に用いられる摩擦駆
動型押出装置の例（コンフオーム装置）を示す断
面図である。図において、外周面に溝２を有する
駆動ホイール１の溝面３と、ホイール１の外周の
一部と係合されている固定シユーブロツク４の内
壁面５とにより管路６が形成され、管路６の駆動
方向の後端８が閉じられている。押出ダイス９は
管路６の後端８付近に設けられている。管路６の
前端開口部には粉末を供給するための粉末供給具
７が設けられている。 このように構成されたコンフオーム装置の粉末
供給具７に銅基合金粉末と前述の物質の粒子およ
び／又は短繊維との混合物１０を連続的に供給す
ると、混合物１０は駆動溝面３の摩擦により管路
６の後端８に向つて送り込まれ、圧力をかけら
れ、押出し力を付与される。圧力を付与された混
合物１０は押出ダイス９より押出材１１として押
出される。この際混合物１０は固定内壁面５との
摩擦による発熱および圧縮熱により温度が上昇
し、かつ圧力を受けるので、銅基合金粉末同志を
金属結合させると共に、前記粒子および／又は短
繊維を銅マトリツクス中に均一に微細に分散させ
る。又この発熱は押出し比、押出速度などの加工
条件に左右されるが、必要な場合は管路６の外部
から加熱しても良い。 かように摩擦駆動型押出装置を用いれば、原料
混合物をそのまま装入し得、種々の断面形状の導
電材料が長尺又は無限長で得られるので、製造が
容易でかつ生産性が高い利点がある。 なお、前述の粉末供給具７への供給に先だち、
銅基合金粉末をあらかじめ溶体化等の目的で熱処
理しておいても良いし、押出しの後に時効硬化等
の目的で熱処理しても良い。 （実施例 １） ウオーターアトマイズ法により表１に示す組成
の銅基合金粉末を作成した。 これらの銅基合金粉末と直径約1μmのAl2O3粒
子、直径約2μmのSi3N4の粒子、直径約5μmの
SiCの短繊維を表１に示す配合で混合した。 これらの混合物を図に示すようなコンフオーム
装置の粉末供給具７に連続的に供給し、押出ダイ
ス９より押出速度11ｍ／分で直径６mmの線材を押
出した。押出温度は約350℃前後であつた。 比較のため、表１に示す組成の従来例、比較例
による直径６mmの材料を作成した。製造は、No.６
は内部酸化法により行ない、比較例No.７は粉末焼
結法によつたが加工困難であり、No.８は溶湯混合
法によつたがうまく混合できなかつた。 得られた導電用材料の特性は表１に示す通りで
ある。なお、摩耗量は直径６mmの丸棒試片を荷重
５Kgで回転鋼板に当て、１時間後の摩耗量を測定
した。 表１より本発明によるNo.１〜４は従来例、比較
例に比べ、高温強度、耐摩耗性に優れ、70％以上
の導電率を有しており、工業的に優れた導電用材
料であることが分つた。
【表】
（実施例 ２）
実施例１で作成した材料を溶接用電極チツプに
加工し、実用テストを行なつた。 実用テストとしては、厚さ１mmの磨鋼板
（JISG3308規格、SPMB）のスポツト溶接テスト
を行なつた。溶接の条件は、溶接電流10000A、
溶接加圧力250Kgにて連続的に行なつた。耐久回
数は次のいずれかの現象が表われるまで100回毎
にチエツクして、その回数で示した。 ａ 溶接部の外観や溶接強度に不良が生じた時。 ｂ 溶接チツプの先端径が初期の1.5倍に達した
時。 ｃ 電極チツプにクラツクなどが発生した時。 溶接テスト結果は表２に示す通りである。
加工し、実用テストを行なつた。 実用テストとしては、厚さ１mmの磨鋼板
（JISG3308規格、SPMB）のスポツト溶接テスト
を行なつた。溶接の条件は、溶接電流10000A、
溶接加圧力250Kgにて連続的に行なつた。耐久回
数は次のいずれかの現象が表われるまで100回毎
にチエツクして、その回数で示した。 ａ 溶接部の外観や溶接強度に不良が生じた時。 ｂ 溶接チツプの先端径が初期の1.5倍に達した
時。 ｃ 電極チツプにクラツクなどが発生した時。 溶接テスト結果は表２に示す通りである。
【表】
表２より本発明による溶接チツプは、従来例、
比較例に比べ耐久回数が格段に多く、溶接部の外
観や溶接強度も良好であり、溶接電極用チツプ材
料として優れた特性を有することが分つた。 （発明の効果） 以上述べたように、本発明の導電用材料は、銅
基合金粉末90％以上と、前述のような物質粒子お
よび短繊維よりなるグループから選ばれた１種以
上の材料、合計で0.1〜10％から成り、押出しに
より製造されて成るため、押出しにより銅基合金
マトリツクス中に前記粒子、短繊維が均一に微細
に分散されるので、導電性、耐軟化性、高温強
度、耐摩耗性等の特性に優れ、又押出しにより製
造容易かつ生産性高く製造し得る利点がある。
比較例に比べ耐久回数が格段に多く、溶接部の外
観や溶接強度も良好であり、溶接電極用チツプ材
料として優れた特性を有することが分つた。 （発明の効果） 以上述べたように、本発明の導電用材料は、銅
基合金粉末90％以上と、前述のような物質粒子お
よび短繊維よりなるグループから選ばれた１種以
上の材料、合計で0.1〜10％から成り、押出しに
より製造されて成るため、押出しにより銅基合金
マトリツクス中に前記粒子、短繊維が均一に微細
に分散されるので、導電性、耐軟化性、高温強
度、耐摩耗性等の特性に優れ、又押出しにより製
造容易かつ生産性高く製造し得る利点がある。
図は本発明の実施例の製造に用いられる摩擦駆
動型押出装置の例を示す断面図である。 １……駆動ホイール、２……溝、３……溝面、
４……固定シユーブロツク、５……内壁面、６…
…管路、７……粉末供給具、８……後端、９……
押出ダイス、１０……混合物、１１……押出材。
動型押出装置の例を示す断面図である。 １……駆動ホイール、２……溝、３……溝面、
４……固定シユーブロツク、５……内壁面、６…
…管路、７……粉末供給具、８……後端、９……
押出ダイス、１０……混合物、１１……押出材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅基合金粉末90重量％以上と、Al2O3，SiC，
Si3N4およびＣよりなるグループから選ばれた物
質から成る粒子および短繊維よりなるグループか
ら選ばれた１種以上の材料、合計で0.1〜10重量
％から成り、押出しにより製造されて成ることを
特徴とする導電用材料。 ２ 銅基合金粉末が、Zr，Cr，Co，Fe，Beおよ
びNiよりなるグループから選ばれた１種以上の
元素を合計で５重量％以下含む銅基合金より成る
特許請求の範囲第１項記載の導電用材料。 ３ 押出しが、駆動壁面とそれより面積の小さい
固定壁面とにより形成された管路を金属の加圧容
器とする摩擦駆動型押出装置を使用し、前記管路
の前端より銅基合金粉末と粒子および短繊維の一
種以上の材料を供給して行なわれ、該押出しによ
り前記銅基合金粉末同志を金属結合させると共
に、前記粒子および短繊維を銅中に微細に分散さ
せた特許請求の範囲第１項又は第２項記載の導電
用材料。 ４ 導電用材料が溶接電極用チツプ材料である特
許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の導
電用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22094584A JPS6199206A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 導電用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22094584A JPS6199206A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 導電用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199206A JPS6199206A (ja) | 1986-05-17 |
| JPH0523002B2 true JPH0523002B2 (ja) | 1993-03-31 |
Family
ID=16759011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22094584A Granted JPS6199206A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 導電用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199206A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7163596B2 (en) * | 2002-06-07 | 2007-01-16 | E. I. Du Pont Nemours And Company | Fibers and ribbons for use in the manufacture of solar cells |
| CN106011700B (zh) * | 2016-06-27 | 2017-08-04 | 山东建筑大学 | 碳化硼‑碳化硅晶须增韧高强度铜基复合材料的制备方法 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP22094584A patent/JPS6199206A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6199206A (ja) | 1986-05-17 |
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