JPH09235633A - 高強度、高導電性その場繊維強化銅合金 - Google Patents
高強度、高導電性その場繊維強化銅合金Info
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- JPH09235633A JPH09235633A JP6539896A JP6539896A JPH09235633A JP H09235633 A JPH09235633 A JP H09235633A JP 6539896 A JP6539896 A JP 6539896A JP 6539896 A JP6539896 A JP 6539896A JP H09235633 A JPH09235633 A JP H09235633A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 その場（In Situ)金属繊維強化銅合金におい
て、コストパーフォマンスから唯一有望視されている銅
−クロム系合金におけるクロムの脆性の問題を解決した
高強度でかつ高導電性を共に具備するその場繊維強化銅
合金を提供する。 【解決手段】 銅マトリックスにクロム相およびアルフ
ァ鉄相の二相で構成した二層繊維をその場形成せしめ、
該繊維により銅マトリックスを強化する。このその場繊
維強化銅合金は直径０．６ｍｍ以下の細線にすることが
できる。これにより機械的強さが８０ｋｇｆ／ｍｍ2以
上でかつ導電率が６０％ＩＡＣＳ以上の両特性を具備す
る高導電性でかつ高強度を有するその場繊維強化銅マト
リックス複合材料が得られ、しかも０．６ｍｍ以下の細
線化をも可能とすることができるため、ロボットの駆動
用あるいは制御用ケーブル等に好適に使用でき、これら
の機械的耐久性を飛躍的に向上できる。
て、コストパーフォマンスから唯一有望視されている銅
−クロム系合金におけるクロムの脆性の問題を解決した
高強度でかつ高導電性を共に具備するその場繊維強化銅
合金を提供する。 【解決手段】 銅マトリックスにクロム相およびアルフ
ァ鉄相の二相で構成した二層繊維をその場形成せしめ、
該繊維により銅マトリックスを強化する。このその場繊
維強化銅合金は直径０．６ｍｍ以下の細線にすることが
できる。これにより機械的強さが８０ｋｇｆ／ｍｍ2以
上でかつ導電率が６０％ＩＡＣＳ以上の両特性を具備す
る高導電性でかつ高強度を有するその場繊維強化銅マト
リックス複合材料が得られ、しかも０．６ｍｍ以下の細
線化をも可能とすることができるため、ロボットの駆動
用あるいは制御用ケーブル等に好適に使用でき、これら
の機械的耐久性を飛躍的に向上できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高強度および高導電
性を共に具備し、ロボット駆動用あるいは各種制御用ケ
ーブル等に好適な高強度、高導電性その場繊維強化銅合
金に関する。
性を共に具備し、ロボット駆動用あるいは各種制御用ケ
ーブル等に好適な高強度、高導電性その場繊維強化銅合
金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、銅合金として導電性と高強度とを
意図した所謂、高導電性、高強度銅合金が各種分野で実
用に供されている。しかし、高導電性と高強度とは互い
に相反する特性であり、図３に示すように、高強度であ
れば導電性は低下し、逆に高導電性であれば強度が低下
してしまうという経験則が成り立ち、図３の二本の実線
範囲内での強度と導電性の特性のうちいずれかを優先的
考慮した銅合金として実用に供されているにすぎない。
例えば純銅の導電率は〜１００％ＩＡＣＳ（国際軟銅標
準）で、銀に次いで高い導電性を示すが、機械的強さは
４０ｋｇｆ／ｍｍ2以下であるのに対し、代表的なバネ
用ベリリウム銅の機械的強さは１００ｋｇｆ／ｍｍ2以
上と高いが導電率は〜３０％ＩＡＣＳ以下である。ま
た、Ｓｎ入り銅合金は既に応用されているコマーシャル
ベースの高導電性、高強度銅合金材料であるが、この場
合もＳｎ添加量とともに機械的強度は増すが、導電性が
低下する。０．３％Ｓｎ入り銅合金の導電性は〜７０％
ＩＡＣＳであるが、強度を増すため０．６％Ｓｎ入り銅
合金にすると、導電性は５０〜６０％ＩＡＣＳに低下し
てしまう。従って、高強度および高導電性の特性を共に
具備することが要求される用途、分野に適用する場合、
例えばロボット駆動用あるいは各種制御用ケーブル等に
おけるように可動で且つ０．６ｍｍ以下にまで細線化さ
れて使用されるような銅合金にあっては、図３に示され
るような経験則の成立する範囲を逸脱して斜線部内の領
域、具体的には機械的強さが８０ｋｇｆ／ｍｍ2以上で
かつ導電率が６０％ＩＡＣＳ以上の両特性を具備するこ
とが望まれている。
意図した所謂、高導電性、高強度銅合金が各種分野で実
用に供されている。しかし、高導電性と高強度とは互い
に相反する特性であり、図３に示すように、高強度であ
れば導電性は低下し、逆に高導電性であれば強度が低下
してしまうという経験則が成り立ち、図３の二本の実線
範囲内での強度と導電性の特性のうちいずれかを優先的
考慮した銅合金として実用に供されているにすぎない。
例えば純銅の導電率は〜１００％ＩＡＣＳ（国際軟銅標
準）で、銀に次いで高い導電性を示すが、機械的強さは
４０ｋｇｆ／ｍｍ2以下であるのに対し、代表的なバネ
用ベリリウム銅の機械的強さは１００ｋｇｆ／ｍｍ2以
上と高いが導電率は〜３０％ＩＡＣＳ以下である。ま
た、Ｓｎ入り銅合金は既に応用されているコマーシャル
ベースの高導電性、高強度銅合金材料であるが、この場
合もＳｎ添加量とともに機械的強度は増すが、導電性が
低下する。０．３％Ｓｎ入り銅合金の導電性は〜７０％
ＩＡＣＳであるが、強度を増すため０．６％Ｓｎ入り銅
合金にすると、導電性は５０〜６０％ＩＡＣＳに低下し
てしまう。従って、高強度および高導電性の特性を共に
具備することが要求される用途、分野に適用する場合、
例えばロボット駆動用あるいは各種制御用ケーブル等に
おけるように可動で且つ０．６ｍｍ以下にまで細線化さ
れて使用されるような銅合金にあっては、図３に示され
るような経験則の成立する範囲を逸脱して斜線部内の領
域、具体的には機械的強さが８０ｋｇｆ／ｍｍ2以上で
かつ導電率が６０％ＩＡＣＳ以上の両特性を具備するこ
とが望まれている。
【０００３】そのための解決手段の一つとして、強度を
担う相と導電性を確保する相を複合させた複合材料が知
られている。通常、複合材料には粒子分散型と繊維強化
型があるが、材料が屈曲を受けるところでは前者は十分
な特性を出すことができず、従って前述した用途等に使
用し得るものとして繊維強化型銅マトリックス複合材料
が注目されている。これら繊維強化型銅マトリックス複
合材料とは、周知のように銅マトリックス中に例えば炭
素繊維等の繊維を介在させて強化した複合材料で、”ME
TALLRGICAL TANSACTIONS VOL.24A(1993)”に最近の研究
成果が特集されている。この複合材料のもつ利点は、高
導電性は電流が銅マトリックス中を流れることで確保で
き、かつ機械的強さ、特に屈曲性を繊維強化で確保でき
ることである。つまり役割が分担されている。それ故こ
れら繊維強化型銅マトリックス複合材料によれば前述し
た経験則を打ち破り、図３に示した斜線部内の高強度お
よび高導電性を共に具備した銅合金が得られることにな
る。
担う相と導電性を確保する相を複合させた複合材料が知
られている。通常、複合材料には粒子分散型と繊維強化
型があるが、材料が屈曲を受けるところでは前者は十分
な特性を出すことができず、従って前述した用途等に使
用し得るものとして繊維強化型銅マトリックス複合材料
が注目されている。これら繊維強化型銅マトリックス複
合材料とは、周知のように銅マトリックス中に例えば炭
素繊維等の繊維を介在させて強化した複合材料で、”ME
TALLRGICAL TANSACTIONS VOL.24A(1993)”に最近の研究
成果が特集されている。この複合材料のもつ利点は、高
導電性は電流が銅マトリックス中を流れることで確保で
き、かつ機械的強さ、特に屈曲性を繊維強化で確保でき
ることである。つまり役割が分担されている。それ故こ
れら繊維強化型銅マトリックス複合材料によれば前述し
た経験則を打ち破り、図３に示した斜線部内の高強度お
よび高導電性を共に具備した銅合金が得られることにな
る。
【０００４】しかるに、例えば炭素繊維で強化した銅合
金を作成する場合、炭素繊維と銅マトリックスとの間の
濡れ性等の界面制御が非常に難しく、これが製造コスト
を引き上げてしまい、現在も実用化されていない。前記
文献に示されているように繊維強化銅マトリックス複合
材料の内で最近特に注目されているのが、その場（InSi
tu)金属繊維強化銅マトリックス複合材料である。これ
は例えば銅とニオブのように、互いにほとんど固溶し合
わない合金成分を溶解、鋳造し、そのインゴットを熱間
および／または冷間加工によってニオブの繊維をその場
形成せしめて、銅マトリックスを強化して線や板にする
もので、"J.Beck et al, :J.Appl. Phys. Vol.49(1978)
6031”の文献に記載されている。これによれば、銅−ニ
オブの場合、鋳造時ニオブの樹枝状晶が析出し、その後
の圧化率（断面減少率）99.9〜99.99％以上の強加工に
より、”その場（In Situ)" で繊維状に引伸され、これ
が銅マトリックスと相互作用して、マトリックスを強化
し、これにより引張強さ１００ｋｇｆ／ｍｍ2以上、導
電率〜８０％ＩＡＣＳを達成している。
金を作成する場合、炭素繊維と銅マトリックスとの間の
濡れ性等の界面制御が非常に難しく、これが製造コスト
を引き上げてしまい、現在も実用化されていない。前記
文献に示されているように繊維強化銅マトリックス複合
材料の内で最近特に注目されているのが、その場（InSi
tu)金属繊維強化銅マトリックス複合材料である。これ
は例えば銅とニオブのように、互いにほとんど固溶し合
わない合金成分を溶解、鋳造し、そのインゴットを熱間
および／または冷間加工によってニオブの繊維をその場
形成せしめて、銅マトリックスを強化して線や板にする
もので、"J.Beck et al, :J.Appl. Phys. Vol.49(1978)
6031”の文献に記載されている。これによれば、銅−ニ
オブの場合、鋳造時ニオブの樹枝状晶が析出し、その後
の圧化率（断面減少率）99.9〜99.99％以上の強加工に
より、”その場（In Situ)" で繊維状に引伸され、これ
が銅マトリックスと相互作用して、マトリックスを強化
し、これにより引張強さ１００ｋｇｆ／ｍｍ2以上、導
電率〜８０％ＩＡＣＳを達成している。
【０００５】最近ではその場Ａｇ繊維強化銅マトリック
ス複合材料やその場Ｃｒ繊維強化銅マトリックス複合材
料についての研究報告がそれぞれ次の文献に記載されて
いる。"Y.Sakai et al. :Appl. Phys. Lett.,Vol.59(19
91)2965、 T.Takeuchi et al. :J.Less-Common Metals,
Vol.157(1990)25”。但し工業的に応用された例はな
い。これは銅−ニオブではニオブの融点が２４６８℃と
高く、溶解に例えばアーク溶解を必要するため、コスト
アップが避けられないためであり、モリブデン、タング
ステン等も同様の理由により実用的でない。また銅−銀
では銀のコストからくる線材コストのアップが起因して
いる。さらに、コストパーフォマンスから唯一有望視さ
れる銅−クロムでは、クロムが脆性であり、所望の機械
的強さを得るに十分微細なクロム繊維をその場形成させ
ることができないものであった。そのため、例えば鋳造
時にクロム相を単結晶状に析出させることや、用いるク
ロムの純度を高めること、特にガス不純物を徹底的に減
少させること等の工夫がなされているが、例えば直径
０．６ｍｍ以下の線材は作成できず、現時点にて未だ実
用化されていないのが実情である。
ス複合材料やその場Ｃｒ繊維強化銅マトリックス複合材
料についての研究報告がそれぞれ次の文献に記載されて
いる。"Y.Sakai et al. :Appl. Phys. Lett.,Vol.59(19
91)2965、 T.Takeuchi et al. :J.Less-Common Metals,
Vol.157(1990)25”。但し工業的に応用された例はな
い。これは銅−ニオブではニオブの融点が２４６８℃と
高く、溶解に例えばアーク溶解を必要するため、コスト
アップが避けられないためであり、モリブデン、タング
ステン等も同様の理由により実用的でない。また銅−銀
では銀のコストからくる線材コストのアップが起因して
いる。さらに、コストパーフォマンスから唯一有望視さ
れる銅−クロムでは、クロムが脆性であり、所望の機械
的強さを得るに十分微細なクロム繊維をその場形成させ
ることができないものであった。そのため、例えば鋳造
時にクロム相を単結晶状に析出させることや、用いるク
ロムの純度を高めること、特にガス不純物を徹底的に減
少させること等の工夫がなされているが、例えば直径
０．６ｍｍ以下の線材は作成できず、現時点にて未だ実
用化されていないのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の前記
経験則を打破し得る複合材料として、その場（In Situ)
金属繊維強化銅合金を応用し、しかもコストパーフォマ
ンスから唯一有望視されている銅−クロム系合金におけ
るクロムの脆性の問題を解決し、図３に示される開発目
標領域範囲内に入り得る高導電性でかつ高強度を有し、
従ってロボットの駆動用あるいは制御用ケーブル等に好
適で、しかも０．６ｍｍ以下の細線化をも可能とする高
強度、高導電性その場繊維強化銅合金を提供することを
目的とするものである。
経験則を打破し得る複合材料として、その場（In Situ)
金属繊維強化銅合金を応用し、しかもコストパーフォマ
ンスから唯一有望視されている銅−クロム系合金におけ
るクロムの脆性の問題を解決し、図３に示される開発目
標領域範囲内に入り得る高導電性でかつ高強度を有し、
従ってロボットの駆動用あるいは制御用ケーブル等に好
適で、しかも０．６ｍｍ以下の細線化をも可能とする高
強度、高導電性その場繊維強化銅合金を提供することを
目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るその場（In
Situ）繊維強化銅合金は、銅マトリックスにクロム相
およびアルファ鉄相の二相で構成した二層繊維をその場
形成せしめ、該繊維により銅マトリックスを強化してな
り、これにより前記課題を達成したものである。本発明
において、高強度、高導電性その場繊維強化銅合金は、
直径０．６ｍｍ以下の細線にされて使用できる。
Situ）繊維強化銅合金は、銅マトリックスにクロム相
およびアルファ鉄相の二相で構成した二層繊維をその場
形成せしめ、該繊維により銅マトリックスを強化してな
り、これにより前記課題を達成したものである。本発明
において、高強度、高導電性その場繊維強化銅合金は、
直径０．６ｍｍ以下の細線にされて使用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は銅以外の二元系成分から
なる二相で構成した二層繊維をその場形成させたことに
よる銅マトリックスの強化という、全く新規な発想に基
づくものであり、具体的には銅マトリックス中で、脆性
なクロム相と延性なアルファ鉄相との二層繊維を形成さ
せ、銅マトリックスを繊維強化するものである。
なる二相で構成した二層繊維をその場形成させたことに
よる銅マトリックスの強化という、全く新規な発想に基
づくものであり、具体的には銅マトリックス中で、脆性
なクロム相と延性なアルファ鉄相との二層繊維を形成さ
せ、銅マトリックスを繊維強化するものである。
【０００９】図１は本発明に係る二層繊維をその場形成
させた高強度、高導電性その場繊維強化銅合金を、また
図２は従来の単層繊維をその場形成してなる繊維強化銅
合金をそれぞれ模式的に示すものであり、実際にはこれ
ら繊維径は０．０１〜０．１μｍ程度の微細なものであ
る。すなわち図１および図２において、本発明銅合金は
銅マトリックス１内にＣｒ相４とアルファ鉄相５からな
る二層繊維２が複合強化されているのに対し、従来の銅
合金では銅マトリックス１内に単層繊維３が複合強化さ
れているものである。
させた高強度、高導電性その場繊維強化銅合金を、また
図２は従来の単層繊維をその場形成してなる繊維強化銅
合金をそれぞれ模式的に示すものであり、実際にはこれ
ら繊維径は０．０１〜０．１μｍ程度の微細なものであ
る。すなわち図１および図２において、本発明銅合金は
銅マトリックス１内にＣｒ相４とアルファ鉄相５からな
る二層繊維２が複合強化されているのに対し、従来の銅
合金では銅マトリックス１内に単層繊維３が複合強化さ
れているものである。
【００１０】アルファ鉄相の選択は次の基準による。す
なわち、１）銅と固溶しないこと、２）クロム相と二相
共存すること、３）体心立方晶であること、４）コスト
がやすいことである。クロムに対するアルファ鉄の組成
は、銅マトリックス中で二相共存組成であればよいが、
加工時の応力バランスから考えると、アルファ鉄相／ク
ロム相の体積率は１乃至その近傍が望ましい。また、二
層繊維の銅マトリックス内で占める割合は、２０体積％
以下、好ましくは５〜１０体積％の範囲内とする。二層
繊維量が銅マトリックスに対し２０体積％を越えると導
電率が低下し、逆に５体積％未満となると強度の低下を
来す怖れが生じる。
なわち、１）銅と固溶しないこと、２）クロム相と二相
共存すること、３）体心立方晶であること、４）コスト
がやすいことである。クロムに対するアルファ鉄の組成
は、銅マトリックス中で二相共存組成であればよいが、
加工時の応力バランスから考えると、アルファ鉄相／ク
ロム相の体積率は１乃至その近傍が望ましい。また、二
層繊維の銅マトリックス内で占める割合は、２０体積％
以下、好ましくは５〜１０体積％の範囲内とする。二層
繊維量が銅マトリックスに対し２０体積％を越えると導
電率が低下し、逆に５体積％未満となると強度の低下を
来す怖れが生じる。
【００１１】本発明において、図１に示したようなミク
ロ構造をなすためには、鋳造したインゴットの組織にお
いて、銅マトリックス中にアルファ鉄相とクロム相が二
相分離した樹枝状晶として析出する必要がある。これを
強加工することにより、該樹枝状晶は微細な繊維構造を
とるようになる。脆性なクロム相も延性なアルファ鉄を
介在させることによって、引き伸ばすことが可能になる
のである。その理論的根拠を考察するに、圧下率が99.9
〜99.99％以上の強加工中、延性なアルファ鉄相と脆性
なクロム相がサンドイッチ状に形成され、加工方向に対
して直角方向に発生する応力に対し、延性なアルファ鉄
相がクロム相の保護層として機能し、クロム繊維方向に
直角な力をクロム繊維に一様にかつ均等に伝達するため
と考えられる。
ロ構造をなすためには、鋳造したインゴットの組織にお
いて、銅マトリックス中にアルファ鉄相とクロム相が二
相分離した樹枝状晶として析出する必要がある。これを
強加工することにより、該樹枝状晶は微細な繊維構造を
とるようになる。脆性なクロム相も延性なアルファ鉄を
介在させることによって、引き伸ばすことが可能になる
のである。その理論的根拠を考察するに、圧下率が99.9
〜99.99％以上の強加工中、延性なアルファ鉄相と脆性
なクロム相がサンドイッチ状に形成され、加工方向に対
して直角方向に発生する応力に対し、延性なアルファ鉄
相がクロム相の保護層として機能し、クロム繊維方向に
直角な力をクロム繊維に一様にかつ均等に伝達するため
と考えられる。
【００１２】図４は本発明銅合金におけるクロム相とア
ルファ鉄相の二相共存状態を示すＥＰＭＡ（電子プロー
ブマイクロアナライザ）結果の写真を示すものであり、
（ａ）は０．０８ｍｍの本発明銅合金を６０倍で示した
走査電顕像、（ｂ）は同じく０．０８ｍｍの本発明銅合
金を６００倍で示した走査電顕像、（ｃ）は鉄のＸ線像
を、また（ｄ）はクロムのＸ線像をそれぞれ示すもので
ある。（ｃ）および（ｄ）において、鉄およびクロムは
それぞれ白い点で示され、（ｃ）よりアルファ鉄相がサ
ンドイッチ状に存在し、また（ｄ）よりクロムもサンド
イッチ状に存在することが分かる。
ルファ鉄相の二相共存状態を示すＥＰＭＡ（電子プロー
ブマイクロアナライザ）結果の写真を示すものであり、
（ａ）は０．０８ｍｍの本発明銅合金を６０倍で示した
走査電顕像、（ｂ）は同じく０．０８ｍｍの本発明銅合
金を６００倍で示した走査電顕像、（ｃ）は鉄のＸ線像
を、また（ｄ）はクロムのＸ線像をそれぞれ示すもので
ある。（ｃ）および（ｄ）において、鉄およびクロムは
それぞれ白い点で示され、（ｃ）よりアルファ鉄相がサ
ンドイッチ状に存在し、また（ｄ）よりクロムもサンド
イッチ状に存在することが分かる。
【００１３】その場繊維強化銅合金の強化機構として、
いろいろなモデルが提案されている。その内、比較的観
察結果を説明できているものは、複合材料における周知
な複合則に、Hall-Petch効果（機械的強さは結晶粒径の
２乗に逆比例する）を付加したモデルであり、例えば、
U.Hngen and Raabe, Acta Met. Vol.43, No.11(1995)40
75 の文献に開示されている。これから分かるように、
強加工することによる機械的強さの飛躍的な向上は、Ha
ll-Petch効果（繊維の場合結晶粒径を繊維径にとればよ
い）による。従って該繊維を微細にすればするほど、機
械的強さが増す。銅マトリックス中の二層繊維はこれを
可能にする新規な発想に基づくものである。
いろいろなモデルが提案されている。その内、比較的観
察結果を説明できているものは、複合材料における周知
な複合則に、Hall-Petch効果（機械的強さは結晶粒径の
２乗に逆比例する）を付加したモデルであり、例えば、
U.Hngen and Raabe, Acta Met. Vol.43, No.11(1995)40
75 の文献に開示されている。これから分かるように、
強加工することによる機械的強さの飛躍的な向上は、Ha
ll-Petch効果（繊維の場合結晶粒径を繊維径にとればよ
い）による。従って該繊維を微細にすればするほど、機
械的強さが増す。銅マトリックス中の二層繊維はこれを
可能にする新規な発想に基づくものである。
【００１４】本発明におけるように、二層繊維で複合強
化したその場銅合金は特別単結晶程度の純度にこだわる
ことなく、コマーシャルベースで、単にアルファ鉄相を
介在させることにより、脆性なクロムを引き伸ばすこと
が可能であり、このことは実用化にとって極めて重要な
要素である。これにより現在唯一コストパーフォマンス
の点から有望視されている銅−クロム系その場金属繊維
強化銅合金におけるクロムの脆性の問題を解消すること
ができ、その場金属繊維強化銅合金を実用化させ得ると
いう当業界における画期的な材料が提供される。
化したその場銅合金は特別単結晶程度の純度にこだわる
ことなく、コマーシャルベースで、単にアルファ鉄相を
介在させることにより、脆性なクロムを引き伸ばすこと
が可能であり、このことは実用化にとって極めて重要な
要素である。これにより現在唯一コストパーフォマンス
の点から有望視されている銅−クロム系その場金属繊維
強化銅合金におけるクロムの脆性の問題を解消すること
ができ、その場金属繊維強化銅合金を実用化させ得ると
いう当業界における画期的な材料が提供される。
【００１５】
【発明の効果】かくして本発明では図３に示される開発
目標領域範囲内、すなわち機械的強さが８０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2以上でかつ導電率が６０％ＩＡＣＳ以上の両特性を
具備する高導電性でかつ高強度を有するその場繊維強化
銅マトリックス複合材料が得られ、しかも０．６ｍｍ以
下の細線化をも可能とすることができるため、ロボット
の駆動用あるいは制御用ケーブル等に好適に使用でき、
これらの機械的耐久性を飛躍的に向上でき、ロボット等
そのものの寿命を向上させることができ、実質的に無人
化、メンテナンスフリー化を実現させることに利用する
ことができるものである。また近時の電子回路における
ファインピッチ化の深まりにより、材料強度が不足して
きている回路材料や、部品用の導電材料としても利用で
きる。さらに、将来、例えば生体用マシン等にマイクロ
マシン化の傾向が強まってくることが予想されるが、こ
の場合例えばマイクロモーターでは、使用される材料も
極細線、極薄箔等が必須となり、これら用途にも適用で
きる材料としても期待できるものである。
目標領域範囲内、すなわち機械的強さが８０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2以上でかつ導電率が６０％ＩＡＣＳ以上の両特性を
具備する高導電性でかつ高強度を有するその場繊維強化
銅マトリックス複合材料が得られ、しかも０．６ｍｍ以
下の細線化をも可能とすることができるため、ロボット
の駆動用あるいは制御用ケーブル等に好適に使用でき、
これらの機械的耐久性を飛躍的に向上でき、ロボット等
そのものの寿命を向上させることができ、実質的に無人
化、メンテナンスフリー化を実現させることに利用する
ことができるものである。また近時の電子回路における
ファインピッチ化の深まりにより、材料強度が不足して
きている回路材料や、部品用の導電材料としても利用で
きる。さらに、将来、例えば生体用マシン等にマイクロ
マシン化の傾向が強まってくることが予想されるが、こ
の場合例えばマイクロモーターでは、使用される材料も
極細線、極薄箔等が必須となり、これら用途にも適用で
きる材料としても期待できるものである。
【００１６】
【実施例】コマーシャル純度のＣｕ−１０ｗｔ％Ｃｒ合
金とＣｕ−１０ｗｔ％Ｆｅ合金を調整し、両者をカルシ
アルツボを用いて１４００℃で溶解し、水冷した銅金型
に鋳造した。該インゴットはロッド状で、その径は３０
ｍｍである。化学分析した結果は４．０８ｗｔ％Ｃｒ，
５．７５ｗｔ％Ｆｅ、残部Ｃｕである。これを径２７ｍ
ｍに面削した後、スエージング加工して径１０ｍｍのロ
ッドを得た。次いでローラダイス加工を繰返し行ない、
直径１．８ｍｍの線状とした。ここまでの工程で中間焼
鈍は施していない。次いで４５０℃で２時間の中間焼鈍
を入れ、穴ダイス加工により径０．４ｍｍの線材とし
た。さらに中間焼鈍を入れずに、穴ダイス線引して直径
０．０８ｍｍの線材とした。該線材の引張り強さは９４
ｋｇｆ／ｍｍ2、導電率は６０％ＩＡＣＳであった。
金とＣｕ−１０ｗｔ％Ｆｅ合金を調整し、両者をカルシ
アルツボを用いて１４００℃で溶解し、水冷した銅金型
に鋳造した。該インゴットはロッド状で、その径は３０
ｍｍである。化学分析した結果は４．０８ｗｔ％Ｃｒ，
５．７５ｗｔ％Ｆｅ、残部Ｃｕである。これを径２７ｍ
ｍに面削した後、スエージング加工して径１０ｍｍのロ
ッドを得た。次いでローラダイス加工を繰返し行ない、
直径１．８ｍｍの線状とした。ここまでの工程で中間焼
鈍は施していない。次いで４５０℃で２時間の中間焼鈍
を入れ、穴ダイス加工により径０．４ｍｍの線材とし
た。さらに中間焼鈍を入れずに、穴ダイス線引して直径
０．０８ｍｍの線材とした。該線材の引張り強さは９４
ｋｇｆ／ｍｍ2、導電率は６０％ＩＡＣＳであった。
【図１】本発明に係るその場繊維強化銅合金を線材とし
た場合における構造を模式的に示した説明図である。
た場合における構造を模式的に示した説明図である。
【図２】従来のその場繊維強化銅合金を線材とした場合
における構造を模式的に示した説明図である。
における構造を模式的に示した説明図である。
【図３】銅合金における引張強さと導電率との関係図で
あり、斜線部は本発明の開発目標領域を示す。
あり、斜線部は本発明の開発目標領域を示す。
【図４】本発明に係るその場繊維強化銅合金のＥＰＭＡ
結果写真であり、（ａ）は０．０８ｍｍの銅線を６０倍
で示した走査電顕像、（ｂ）は同じく６００倍で示した
走査電顕像、（ｃ）はアルファ鉄相のＸ線像、（ｄ）は
クロム相のＸ線像をそれぞれ示す。
結果写真であり、（ａ）は０．０８ｍｍの銅線を６０倍
で示した走査電顕像、（ｂ）は同じく６００倍で示した
走査電顕像、（ｃ）はアルファ鉄相のＸ線像、（ｄ）は
クロム相のＸ線像をそれぞれ示す。
１ 銅マトリックス ２ 二層繊維 ３ 単層繊維 ４ クロム相 ５ アルファ鉄相
フロントページの続き (72)発明者 小林 茂 香川県高松市東山崎町75番地
Claims (2)
- 【請求項１】 その場（In Situ）繊維強化銅合金にお
いて、銅マトリックスにクロム相およびアルファ鉄相の
二相で構成した二層繊維をその場形成せしめ、該繊維に
より銅マトリックスを強化してなる高強度、高導電性そ
の場繊維強化銅合金。 - 【請求項２】 直径０．６ｍｍ以下の細線にされてなる
請求項１記載の高強度、高導電性その場繊維強化銅合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6539896A JPH09235633A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 高強度、高導電性その場繊維強化銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6539896A JPH09235633A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 高強度、高導電性その場繊維強化銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235633A true JPH09235633A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=13285879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6539896A Pending JPH09235633A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 高強度、高導電性その場繊維強化銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09235633A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6556845B1 (en) * | 1998-09-18 | 2003-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Base station device and transmission method |
| JP2016104909A (ja) * | 2015-12-21 | 2016-06-09 | 矢崎総業株式会社 | 電線用導体の製造方法 |
| CN106756201A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 严静儿 | 一种高导铜合金材料 |
| CN106756225A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 严静儿 | 一种铜稀土合金材料 |
| CN109530655A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-29 | 三峡大学 | 一种低速重载用铜基石墨自润滑复合件及其制造方法 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP6539896A patent/JPH09235633A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6556845B1 (en) * | 1998-09-18 | 2003-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Base station device and transmission method |
| JP2016104909A (ja) * | 2015-12-21 | 2016-06-09 | 矢崎総業株式会社 | 電線用導体の製造方法 |
| CN106756201A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 严静儿 | 一种高导铜合金材料 |
| CN106756225A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 严静儿 | 一种铜稀土合金材料 |
| CN109530655A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-29 | 三峡大学 | 一种低速重载用铜基石墨自润滑复合件及其制造方法 |
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