JPH07195168A - 横断面にわたって性質が変化する回転対称半製品及びその回転対称素材の製造法 - Google Patents
横断面にわたって性質が変化する回転対称半製品及びその回転対称素材の製造法Info
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- JPH07195168A JPH07195168A JP5271340A JP27134093A JPH07195168A JP H07195168 A JPH07195168 A JP H07195168A JP 5271340 A JP5271340 A JP 5271340A JP 27134093 A JP27134093 A JP 27134093A JP H07195168 A JPH07195168 A JP H07195168A
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Classifications
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- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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- B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
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- B65H2701/30—Handled filamentary material
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Landscapes
- Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
- Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］ 可能な回転対称素材の帯巾及び半製品の多様
な性質組合せの可能性を拡大することとする。 ［構成］ 素材自体は、噴霧緻密化法によって作製さ
れ、改質添加材によって流動的境界を構成するとともに
異なる性質を有する少なくとも１つの外側層を周囲に有
するコアからなる。改質添加材は、コアまたは外側層内
に導入された、金属マトリックスに不溶な粒子である
か、あるいは、コアおよび外側層内に導入された不溶な
粒子であることとする。
な性質組合せの可能性を拡大することとする。 ［構成］ 素材自体は、噴霧緻密化法によって作製さ
れ、改質添加材によって流動的境界を構成するとともに
異なる性質を有する少なくとも１つの外側層を周囲に有
するコアからなる。改質添加材は、コアまたは外側層内
に導入された、金属マトリックスに不溶な粒子である
か、あるいは、コアおよび外側層内に導入された不溶な
粒子であることとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、横断面にわたって性質
が変化する、特に、銅または銅合金からなる、回転対称
半製品及びその回転対称素材の製造法に関する。
が変化する、特に、銅または銅合金からなる、回転対称
半製品及びその回転対称素材の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半製品のために使用する、合金組成が変
化する、従って、多様な性質を有する素材は、先行技術
（例えば、ＤＥ−ＯＳ ４．１０５．４２０）から公知
である。製造は、いわゆる、噴霧緻密化法にもとづき実
施できる（例えば、ＧＢ−ＰＳ １．３７９．２６１お
よびＧＢ−ＰＳ １．４７２．９３９参照）。この場
合、適切なノズル内の噴射ガスによって、金属熔融体を
液滴に分散し、液滴を基板上に補集して、再び中実体を
形成する。ＤＥ−ＯＳ ４．１０５．４２０にもとづ
き、金属熔融体を回転中の中空心棒上に噴霧することに
よって、現行の改質添加物を使用せずに、はじめの合金
素材を製造できる。以降の工程において、改質添加物を
金属熔融体に導入し、熔融体とともに噴霧することによ
って、改質された合金組成が得られる。
化する、従って、多様な性質を有する素材は、先行技術
（例えば、ＤＥ−ＯＳ ４．１０５．４２０）から公知
である。製造は、いわゆる、噴霧緻密化法にもとづき実
施できる（例えば、ＧＢ−ＰＳ １．３７９．２６１お
よびＧＢ−ＰＳ １．４７２．９３９参照）。この場
合、適切なノズル内の噴射ガスによって、金属熔融体を
液滴に分散し、液滴を基板上に補集して、再び中実体を
形成する。ＤＥ−ＯＳ ４．１０５．４２０にもとづ
き、金属熔融体を回転中の中空心棒上に噴霧することに
よって、現行の改質添加物を使用せずに、はじめの合金
素材を製造できる。以降の工程において、改質添加物を
金属熔融体に導入し、熔融体とともに噴霧することによ
って、改質された合金組成が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、可能
な回転対称素材の帯巾及び半製品の多様な性質組合せの
可能性を拡大することにある。
な回転対称素材の帯巾及び半製品の多様な性質組合せの
可能性を拡大することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明にも
とづき、素材をコアとコア周囲の少なくとも１つの外側
層とから構成し、コアまたは外側層に導入される、金属
マトリックスに不溶の粒子を改質添加物として使用する
ことによって、解決される。本発明に係る実施例は、素
材が、コアと、コア周囲の少なくとも１つの外側層とか
らなり、改質添加物が、金属マトリックスに不溶な粒子
であり、多様な粒子が、コアおよび外側層に導入されて
いることを特徴とする。
とづき、素材をコアとコア周囲の少なくとも１つの外側
層とから構成し、コアまたは外側層に導入される、金属
マトリックスに不溶の粒子を改質添加物として使用する
ことによって、解決される。本発明に係る実施例は、素
材が、コアと、コア周囲の少なくとも１つの外側層とか
らなり、改質添加物が、金属マトリックスに不溶な粒子
であり、多様な粒子が、コアおよび外側層に導入されて
いることを特徴とする。
【０００５】噴霧緻密化法において、分散相粒子を液滴
流に導入することは公知であるが（例えば、ＥＰＳ
０．１９８．６０６参照）、多層構造との組合せは、実
施されてない。本発明の特別な実施例にもとづき、モリ
ブデン、ニオブ、タングステン、鉛などからなる金属粒
子を不溶粒子として使用することを提案する。
流に導入することは公知であるが（例えば、ＥＰＳ
０．１９８．６０６参照）、多層構造との組合せは、実
施されてない。本発明の特別な実施例にもとづき、モリ
ブデン、ニオブ、タングステン、鉛などからなる金属粒
子を不溶粒子として使用することを提案する。
【０００６】本発明の別の実施例にもとづき、不溶粒子
として、非金属酸化物、炭化物、ホウ化物、窒化物など
の粒子、特に、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、炭化ケ
イ素（ＳｉＣ）または窒化ホウ素（ＢＮ）からなる粒子
を使用する。粒子は、コア境界に堆積させるのが好まし
い。
として、非金属酸化物、炭化物、ホウ化物、窒化物など
の粒子、特に、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、炭化ケ
イ素（ＳｉＣ）または窒化ホウ素（ＢＮ）からなる粒子
を使用する。粒子は、コア境界に堆積させるのが好まし
い。
【０００７】半製品のための回転対称素材を製造する前
段階では、ノズル内の噴射ガスによって金属熔融体を液
滴に噴霧し、回転中の基板上に液滴を補集する噴霧緻密
化法を使用するのが好ましい。本発明にもとづき、液滴
流が重畳され、前面で、横断面円形の基板に向けられる
よう、相互に無関係に同時に作動する少なくとも２つの
ノズルを配置する。この場合、不溶粒子を第１または第
２液滴流に注入するか、多様の不溶粒子を第１、第２液
滴流に同時に注入する。
段階では、ノズル内の噴射ガスによって金属熔融体を液
滴に噴霧し、回転中の基板上に液滴を補集する噴霧緻密
化法を使用するのが好ましい。本発明にもとづき、液滴
流が重畳され、前面で、横断面円形の基板に向けられる
よう、相互に無関係に同時に作動する少なくとも２つの
ノズルを配置する。この場合、不溶粒子を第１または第
２液滴流に注入するか、多様の不溶粒子を第１、第２液
滴流に同時に注入する。
【０００８】少なくとも１つのノズルによって、不溶粒
子および金属マトリックスに顕著に可溶な粒子を、それ
ぞれ、第１または第２液滴流に同時に注入するか、ある
いは、双方の液滴流に同時に注入する（例えば、不溶な
鉛粒子および可溶なニッケル粒子を銅合金に注入す
る）。
子および金属マトリックスに顕著に可溶な粒子を、それ
ぞれ、第１または第２液滴流に同時に注入するか、ある
いは、双方の液滴流に同時に注入する（例えば、不溶な
鉛粒子および可溶なニッケル粒子を銅合金に注入す
る）。
【０００９】上述の方法にもとづき、例えば、下記の組
合せを実現できる。１．導電性コア（銅）、膨張係数の
小さい外側層（銅−ニオブ）、２．可延性コア（銅）、
高強度外側層（銅−酸化アルミニウム／銅−炭化ケイ
素）、３．高強度コア（銅−酸化アルミニウム／銅−炭
化ケイ素）、加工性のよい外側層（銅−窒化ホウ素）、
４．高強度コア（銅−酸化アルミニウム／銅−炭化ケイ
素）、高導電性外側層（銅）、５．加工性のよいコア
（銅合金−窒化ホウ素／銅合金−鉛／銅合金−硫化モリ
ブデン）、耐摩耗性外側層（銅合金−酸化アルミニウム
／銅合金−炭化ケイ素）、６．導電性コア（銅合金）、
すべり性のよい外側層（銅合金−グラハイト／銅合金−
鉛／銅合金−硫化モリブデン）、７．高強度の導電性コ
ア（銅合金−酸化アルミニウム／銅合金−炭化ケイ
素）、すべり性のよい外側層（銅合金−グラハイト／銅
合金−鉛／銅合金−硫化モリブデン）。
合せを実現できる。１．導電性コア（銅）、膨張係数の
小さい外側層（銅−ニオブ）、２．可延性コア（銅）、
高強度外側層（銅−酸化アルミニウム／銅−炭化ケイ
素）、３．高強度コア（銅−酸化アルミニウム／銅−炭
化ケイ素）、加工性のよい外側層（銅−窒化ホウ素）、
４．高強度コア（銅−酸化アルミニウム／銅−炭化ケイ
素）、高導電性外側層（銅）、５．加工性のよいコア
（銅合金−窒化ホウ素／銅合金−鉛／銅合金−硫化モリ
ブデン）、耐摩耗性外側層（銅合金−酸化アルミニウム
／銅合金−炭化ケイ素）、６．導電性コア（銅合金）、
すべり性のよい外側層（銅合金−グラハイト／銅合金−
鉛／銅合金−硫化モリブデン）、７．高強度の導電性コ
ア（銅合金−酸化アルミニウム／銅合金−炭化ケイ
素）、すべり性のよい外側層（銅合金−グラハイト／銅
合金−鉛／銅合金−硫化モリブデン）。
【００１０】
【実施例】以下に実施例を図面を参照して本発明を説明
する。図１は円筒形素材（丸ボルト）を製造する噴霧緻
密化装置の概念図、図２は粒界における改質添加物の堆
積状態を示す拡大図である。
する。図１は円筒形素材（丸ボルト）を製造する噴霧緻
密化装置の概念図、図２は粒界における改質添加物の堆
積状態を示す拡大図である。
【００１１】図１に、円筒形素材１（丸ボルト）を製造
する噴霧緻密化装置を模式的に示した。貯蔵された熔融
体（図示してない）を２つのノズル２、３に供給する。
上記ノズル２、３から、２つの重畳する熔融体液滴流
４、５が放射され、前方の回転中の横断面円形の基板６
に向けられる。液滴流４、５は、（矢印方向へ引出し得
る）基板６または拡大される丸ボルト上で、再び凝固し
て中実のブロック１を形成する。液滴流４、５に粒子を
注入するための補助ノズルを７、８で示した。更に、図
１から明らかな如く、異なる粒子（黒色ドットと灰色ド
ット）が、同時に、液滴流４、５に注入される。丸ボル
ト１の半径にわたって示した粒子密度から明らかな如
く、コア９と、性質の異なる外側層１０とからなる複合
ボルト１が生ずる。上述の方法の特別な利点は、先行技
術の従来の方法（例えば、圧延被覆法、粉末治金法）と
は異なり、外側層１０へのコア９の移行が流動的に行な
われ、素材１内には境界は存在しない。かくして、従来
のすべての欠点（例えば、境界の結合不良、品質保持に
要する経費）が避けられる。
する噴霧緻密化装置を模式的に示した。貯蔵された熔融
体（図示してない）を２つのノズル２、３に供給する。
上記ノズル２、３から、２つの重畳する熔融体液滴流
４、５が放射され、前方の回転中の横断面円形の基板６
に向けられる。液滴流４、５は、（矢印方向へ引出し得
る）基板６または拡大される丸ボルト上で、再び凝固し
て中実のブロック１を形成する。液滴流４、５に粒子を
注入するための補助ノズルを７、８で示した。更に、図
１から明らかな如く、異なる粒子（黒色ドットと灰色ド
ット）が、同時に、液滴流４、５に注入される。丸ボル
ト１の半径にわたって示した粒子密度から明らかな如
く、コア９と、性質の異なる外側層１０とからなる複合
ボルト１が生ずる。上述の方法の特別な利点は、先行技
術の従来の方法（例えば、圧延被覆法、粉末治金法）と
は異なり、外側層１０へのコア９の移行が流動的に行な
われ、素材１内には境界は存在しない。かくして、従来
のすべての欠点（例えば、境界の結合不良、品質保持に
要する経費）が避けられる。
【００１２】
【数値例】上述の噴霧緻密化法にもとづき、銅からなる
コア９（径：２２０ｍｍ）と、銅および酸化アルミニウ
ムからなる外側層１０（巾：４０ｍｍ）とを有する径３
００ｍｍの丸ボルト１を作製した。ノズル噴霧のため、
それぞれ、０，６（内側）および０，４（外側）のガス
・金属比を選択した。丸ボルト１を径６２ｍｍのロッド
にプレスした。この場合、外側層１０の厚さは３ｍｍで
あり、コア９の径は５６ｍｍであった。図２に、素材の
コアを形成するＣｕＣｒＺｒ合金の粒界における酸化ア
ルミニウム粒子の堆積状態を５００倍に拡大して示し
た。
コア９（径：２２０ｍｍ）と、銅および酸化アルミニウ
ムからなる外側層１０（巾：４０ｍｍ）とを有する径３
００ｍｍの丸ボルト１を作製した。ノズル噴霧のため、
それぞれ、０，６（内側）および０，４（外側）のガス
・金属比を選択した。丸ボルト１を径６２ｍｍのロッド
にプレスした。この場合、外側層１０の厚さは３ｍｍで
あり、コア９の径は５６ｍｍであった。図２に、素材の
コアを形成するＣｕＣｒＺｒ合金の粒界における酸化ア
ルミニウム粒子の堆積状態を５００倍に拡大して示し
た。
【図１】円筒形素材の製造法を示す図面である。
【図２】粒界における改質添加物の堆積状態を示す図面
である。
である。
１ 素材 ２ ノズル ３ ノズル ４ 液滴流 ５ 液滴流 ６ 基板 ９ コア １０ 外側層
Claims (8)
- 【請求項１】 熱間加工工程および冷間加工工程によっ
て回転対称素材１から製造したロッド、パイプ、ワイヤ
または型材の形の、特に、銅または銅合金からなる半製
品であって、素材１が、横断面にわたって、改質添加材
によって流動的境界を構成するとともに異なる性質を有
する少なくとも２つの層９、１０から構成される形式の
ものにおいて、素材１が、コア９と、コア周囲の少なく
とも１つの外側層１０とからなり、改質添加材が、コア
９または外側層１０内に導入された、金属マトリックス
に不溶な粒子であることを特徴とする横断面にわたって
性質が変化する回転対称半製品。 - 【請求項２】 熱間加工工程および冷間加工工程によっ
て回転対称素材１から製造したロッド、パイプ、ワイヤ
または型材の形の、特に、銅または銅合金からなる半製
品であって、素材１が、横断面にわたって、改質添加材
によって流動的境界を構成するとともに異なる性質を有
する少なくとも２つの層９、１０から構成される形式の
ものにおいて、素材１が、コア９と、コア周囲の少なく
とも１つの外側層１０とからなり、改質添加材が、金属
マトリックスに不溶な粒子であり、各種の粒子が、コア
９および外側層１０に導入されていることを特徴とする
請求項１に記載の横断面にわたって性質が変化する回転
対称半製品。 - 【請求項３】 不溶粒子が、モリブデン、ニオブ、タン
グステン、鉛などからなる金属粒子であることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の横断面にわたって
性質が変化する回転対称半製品。 - 【請求項４】 不溶粒子が、非金属酸化物、窒化物、炭
化物、ホウ化物などの粒子であることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の横断面にわたって性質が変
化する回転対称半製品。 - 【請求項５】 粒子が、酸化アルミニウム（Ａｌ
2Ｏ3）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化ホウ素（Ｂ
Ｎ）からなることを特徴とする請求項４に記載の横断面
にわたって性質が変化する回転対称半製品。 - 【請求項６】 粒子が、コア境界に堆積していることを
特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４ま
たは請求項５の１つに記載の横断面にわたって性質が変
化する回転対称半製品。 - 【請求項７】 請求項１〜６の半製品のための回転対称
素材１の製造法であって、ノズル内の噴射ガスによって
金属熔融体を噴霧して液滴化し、回転中の基板６上に液
滴を補集する形式のものにおいて、液滴流４、５が重畳
され、前面で、円形横断面の基板６に向けられるよう、
相互に無関係に同時に作動する少なくとも２つのノズル
２、３を配置し、不溶粒子を第１または第２液滴流４ま
たは５内に注入するか、各種の不溶粒子を第１、第２液
滴流４、５内に同時に注入することを特徴とする回転対
称素材の製造法。 - 【請求項８】 少なくとも１つのノズル２または３によ
って、不溶粒子および金属マトリックスに顕著に可溶な
粒子を、それぞれ、第１または第２液滴流４または５に
同時に、あるいは、双方の液滴流４、５に同時に注入す
ることを特徴とする請求項７に記載の回転対称素材の製
造法。
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