JPH11209835A - 耐融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合金 - Google Patents

耐融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合金

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JPH11209835A
JPH11209835A JP10012297A JP1229798A JPH11209835A JP H11209835 A JPH11209835 A JP H11209835A JP 10012297 A JP10012297 A JP 10012297A JP 1229798 A JP1229798 A JP 1229798A JP H11209835 A JPH11209835 A JP H11209835A
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JP
Japan
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copper alloy
zircon
chromium
resistance
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JP10012297A
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Tsutomu Masui
勉 増井
Akira Iwai
亮 岩井
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造用モールド、抵抗溶接用電極など耐
融着性に優れた高強度高伝導度を有するクロム・ジルコ
ン系銅合金、特にこの耐融着性に優れたクロム・ジルコ
ン系銅合金からなる抵抗溶接用電極材を提供する。 【解決手段】 Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:
0.001〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重
量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さ
らに、必要に応じて、Fe:0.01〜0.05重量%
およびSi:0.01〜0.05重量%内の1種または
2種を含有し、残部:Cuおよび不可避不純物からなる
組成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、連続鋳造用モー
ルド、抵抗溶接用電極など耐融着性に優れた高強度高伝
導度を有するクロム・ジルコン系銅合金に関するもので
あり、特に耐融着性に優れた高強度高伝導度を有するク
ロム・ジルコン系銅合金からなる抵抗溶接用電極材に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、クロム・ジルコン系銅合金は、
優れた耐熱性、熱伝導性、高温耐摩耗性、冷間加工性、
電気伝導度などを有しているために、連続鋳造用モール
ド、抵抗溶接用電極などの素材として使用されている。
これらクロム・ジルコン系銅合金は、通常、連続鋳造ま
たは半連続鋳造して得られたCr:0.4〜1.5重量
%、Zr:0.15〜1.5重量%を含有する組成のク
ロム・ジルコン系銅合金インゴットを920〜1000
℃の範囲において30分以上加熱した後、圧下率:60
%以上でかつ加工終了温度が900℃以上となるように
熱間加工を行い、前記熱間加工直後直ちに10℃/se
c以上の冷却速度で400℃以下の温度となるまで前記
熱間加工材を急冷し、その後400〜520℃の温度で
0.5〜5時間保持の時効処理を行うことにより製造す
ることが知られている。
【0003】クロム・ジルコン系銅合金は、前述のよう
に優れた機械的および物理的特性を有するが、切削した
場合に切削屑が長くなって切削性に劣り、そのために切
削工具の寿命が短くし加工に時間がかかってコストアッ
プの原因になっていた。そこで従来のクロム・ジルコン
系銅合金にTeを0.2〜1.0重量%添加して切削性
を向上させたクロム・ジルコン系銅合金が開発されてい
る(特開昭48−65115号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記Teを
0.2〜1.0重量%添加したクロム・ジルコン系銅合
金は、切削性は向上するが、鋳造時および冷間加工時に
割れが発生しやすく、またこのTe含有クロム・ジルコ
ン系銅合金で作製した連続鋳造用モールドおよび抵抗溶
接用電極は溶融金属に対して付着しやすく、特に従来の
Teを0.2〜1.0重量%含有クロム・ジルコン系銅
合金で作製した抵抗溶接用電極を使用し抵抗溶接を行っ
た場合、被溶接材が抵抗溶接用電極に対して融着しやす
く、抵抗溶接用電極先端に融着した融着物を頻繁に削り
取る操作を必要とするために抵抗溶接効率が低下すると
いう課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる観点から、切削性、耐熱性、熱伝導性、高温耐摩
耗性、冷間加工性、電気伝導度などの特性を低下させる
ことなく、さらに鋳造時および冷間加工時に割れが発生
することのない耐融着性に優れたクロム・ジルコン系銅
合金を製造すべく研究を行った結果、クロム・ジルコン
系銅合金に含まれるTe含有量を従来よりも少ない0.
01〜0.2重量%未満とし、さらにS:0.01〜
0.05重量%を含有させると、切削性、耐熱性、熱伝
導性、高温耐摩耗性、冷間加工性、電気伝導度などの特
性が従来よりも劣ることなく耐融着性が向上し、さらに
鋳造時および冷間加工時に割れが発生することがない、
という知見を得たのである。
【0006】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、(1)Cr:0.2〜1.5重量%、
Zr:0.001〜0.2重量%、Te:0.01〜
0.2重量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含
有し、残部:Cuおよび不可避不純物からなる組成を有
する耐融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン
系銅合金、(2)Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:
0.001〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重
量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さ
らに、 Fe:0.01〜0.05重量%を含有し、残
部:Cuおよび不可避不純物からなる組成を有する耐融
着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合
金、(3)Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:0.0
01〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重量%未
満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さらに、
Si:0.01〜0.05重量%を含有し、残部:C
uおよび不可避不純物からなる組成を有する耐融着性に
優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合金、
(4)Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:0.001
〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重量%未満、
S:0.01〜0.05重量%を含有し、さらに、 F
e:0.01〜0.05重量%およびSi:0.01〜
0.05重量%を含有し、残部:Cuおよび不可避不純
物からなる組成を有する耐融着性に優れた高強度・高伝
導クロム・ジルコン系銅合金、に特徴を有するものであ
る。
【0007】この発明の耐融着性に優れた高強度・高伝
導クロム・ジルコン系銅合金は、Zr含有量を0.14
重量%以下に低下させて、Zr:0.001〜0.14
重量%とし、Te:0.01〜0.2重量%未満および
S:0.01〜0.05重量%を共存させることにより
抵抗溶接用電極材として一層特性が向上する。従って、
この発明は、(5)Cr:0.2〜1.5重量%、Z
r:0.001〜0.14重量%、Te:0.01〜
0.2重量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含
有し、残部:Cuおよび不可避不純物からなる組成を有
する耐融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン
系銅合金、(6)Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:
0.001〜0.14重量%、Te:0.01〜0.2
重量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、
さらに、 Fe:0.01〜0.05重量%を含有し、
残部:Cuおよび不可避不純物からなる組成を有する耐
融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合
金、(7)Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:0.0
01〜0.14重量%、Te:0.01〜0.2重量%
未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さら
に、 Si:0.01〜0.05重量%を含有し、残
部:Cuおよび不可避不純物からなる組成を有する耐融
着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合
金、(8)Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:0.0
01〜0.14重量%、Te:0.01〜0.2重量%
未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さら
に、 Fe:0.01〜0.05重量%およびSi:
0.01〜0.05重量%を含有し、残部:Cuおよび
不可避不純物からなる組成を有する耐融着性に優れた高
強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合金、に特徴を有す
るものである。
【0008】前記(1)〜(8)記載のクロム・ジルコ
ン系銅合金は、特に抵抗溶接用電極材として優れた効果
がある。従って、この発明は、前記(1)、(2)、
(3)、(4)、(5)、(6)、(7)または(8)
記載の組成を有する銅合金からなる抵抗溶接用電極材、
に特徴を有するものである。
【0009】また、この発明は、前記(1)、(2)、
(3)、(4)、(5)、(6)、(7)または(8)
記載の組成を有する銅合金からなる抵抗溶接用電極、に
特徴を有するものである。
【0010】この発明の耐融着性に優れた高強度・高伝
導クロム・ジルコン系銅合金の成分組成を前述のごとく
限定した理由を説明する。 Cr:Crは0.2重量%未満では十分な硬度が得られ
ず、一方、1.5重量%を越えて含有してもより一層の
硬度が得られないところからCr:0.2〜1.5重量
%に定めた。Cr含有量の一層好ましい範囲は0.6〜
0.9重量%である。
【0011】Zr:Zrは0.001重量%未満では焼
入れ感受性、硬度、耐熱性が低下するので好ましくな
く、一方、Zrが0.2重量%を越えると電気伝導度が
低下するので好ましくない。従って、Zr:0.001
〜0.2重量%に定めた。Zr含有量の一層好ましい範
囲は0.001〜0.14重量%であり、さらに一層好
ましい範囲は0.01〜0.06重量%である。
【0012】Te:Teは、結晶粒微細化および切削性
向上の作用を有するが、その含有量が0.01重量%未
満では十分な効果が得られず、一方、0.2重量%以上
含有すると、鋳造時および冷間加工時に割れが発生し、
さらに溶融金属が融着しやすくなるところからTeの含
有量を0.01〜0.2重量%未満に定めた。Te含有
量の一層好ましい範囲は0.05〜0.1重量%であ
る。
【0013】S:Sは、Teと共存することによって鋳
造時および冷間加工時の割れを発生させることなく結晶
粒微細化および切削性を一層向上させ、さらに溶融金属
の融着を抑制する作用を有するが、その含有量が0.0
1重量%未満では十分な効果が得られず、一方、0.0
5重量%を越えて含有すると、鋳造時に割れが発生しや
すくなるところからSの含有量を0.01〜0.05重
量%に定めた。S含有量の一層好ましい範囲は0.02
〜0.03重量%である。
【0014】Fe:Feは、結晶粒微細化および切削性
向上の作用を有するので必要に応じて添加するが、その
含有量が0.01重量%未満では十分な効果が得られ
ず、一方、0.05重量%を越えて含有すると、電気伝
導性を阻害するところからFeの含有量を0.01〜
0.05重量%に定めた。Fe含有量の一層好ましい範
囲は0.02〜0.03重量%である。
【0015】Si:Siは、結晶粒微細化および切削性
向上の作用を有するので必要に応じて添加するが、その
含有量が0.01重量%未満では十分な効果が得られ
ず、一方、0.05重量%を越えて含有すると、電気伝
導性を阻害するところからSiの含有量を0.01〜
0.05重量%に定めた。Si含有量の一層好ましい範
囲は0.02〜0.03重量%である。
【0016】
【発明の実施の形態】表1〜表3に示される成分組成の
本発明クロム・ジルコン系銅合金(以下、本発明合金と
いう)1〜16、比較クロム・ジルコン系銅合金(以
下、比較合金という)1〜5および従来クロム・ジルコ
ン系銅合金(以下、従来合金という)を溶解し、得られ
た溶湯を連続鋳造し、直径:175mmの円柱状インゴ
ットを製造した。得られた円柱状インゴットの割れの有
無を観察し、その結果を表4〜表6に示した。この円柱
状インゴットの内で割れのあるものはその部分を除去
し、円柱状インゴットを熱間押出加工することにより直
径:16mmの線材に成形した。
【0017】得られた線材を冷間にて直径:10mmま
で伸線し、温度:450℃、2時間保持の条件で時効処
理し、さらに冷間にて直径:9mmまで伸線し、冷間伸
線時における割れの有無を観察し、その結果を表4〜表
6に示した。さらに得られた線材の引張試験を行い、引
張強さおよび伸びを測定し、さらに電気伝導度を測定
し、その結果を表4〜表6に示した。なお、引張試験
は、JIS−Z−2201に基づく試験片を用い、JI
S−Z−2241の引張試験方法によって行った。また
電気伝導度の測定は、シグマテスターにて研磨した試料
で行った。
【0018】さらに、本発明銅合金1〜16、比較銅合
金1〜5および従来銅合金からなる線材をNC旋盤を使
用し、切削速度:120m/分、切削深さ:1mm、送
り速度:0.1mm/rev.の標準的な条件で切削す
ることにより抵抗溶接用電極をそれぞれ3個づつ作製
し、この時使用した切削工具の刃磨耗量を測定し、その
結果を表4〜表6に示した。
【0019】さらに、得られた抵抗溶接用電極を使用
し、2枚重ねた鋼板を30箇所スポット溶接し、抵抗溶
接用電極の先端部に融着した鋼の量を測定し、その結果
を表4〜表6に示した。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】
【表6】
【0026】
【発明の効果】表1〜表6に示される結果から明らかな
ように、本発明銅合金1〜16は従来銅合金に比べて電
気伝導度に優れ、さらに鋳造時および冷間伸線時におけ
る割れの発生がなく、さらに本発明銅合金1〜16で作
製した抵抗溶接用電極は従来銅合金で作製した抵抗溶接
用電極と比較して、スポット溶接による被溶接物の付着
量が少ないところから耐融着性に優れていることが分か
る。しかし、比較銅合金1〜5は切削性、耐融着性、鋳
造時および冷間伸線時における割れなどの内の少なくと
も1つの特性が劣ることが分かる。従って、この発明
は、特に耐融着性に優れたクロム・ジルコン系銅合金を
提供することができ、特に優れた抵抗溶接用電極を提供
することができるので溶接産業の発展に大きく貢献し得
るものである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:
    0.001〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重
    量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、残
    部:Cuおよび不可避不純物からなる組成を有する耐融
    着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合
    金。
  2. 【請求項2】 Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:
    0.001〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重
    量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さ
    らに、 Fe:0.01〜0.05重量%を含有し、残部:Cu
    および不可避不純物からなる組成を有する耐融着性に優
    れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合金。
  3. 【請求項3】 Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:
    0.001〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重
    量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さ
    らに、 Si:0.01〜0.05重量%を含有し、残部:Cu
    および不可避不純物からなる組成を有する耐融着性に優
    れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合金。
  4. 【請求項4】 Cr:0.2〜1.5重量%、Zr:
    0.001〜0.2重量%、Te:0.01〜0.2重
    量%未満、S:0.01〜0.05重量%を含有し、さ
    らに、 Fe:0.01〜0.05重量%およびSi:0.01
    〜0.05重量%を含有し、残部:Cuおよび不可避不
    純物からなる組成を有する耐融着性に優れた高強度・高
    伝導クロム・ジルコン系銅合金。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載の組成を
    有する耐融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコ
    ン系銅合金からなることを特徴とする抵抗溶接用電極
    材。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3または4記載の組成を
    有する耐融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコ
    ン系銅合金からなることを特徴とする抵抗溶接用電極。
JP10012297A 1998-01-26 1998-01-26 耐融着性に優れた高強度・高伝導クロム・ジルコン系銅合金 Withdrawn JPH11209835A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008088469A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Hitachi Cable Ltd 銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法
CN103131886A (zh) * 2013-03-18 2013-06-05 湖南银联湘北铜业有限公司 一种铬锆铁铜合金电极材料及其制备和应用方法

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