JPH1161294A - アルミナ分散強化銅合金およびその製造方法 - Google Patents
アルミナ分散強化銅合金およびその製造方法Info
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- JPH1161294A JPH1161294A JP22435597A JP22435597A JPH1161294A JP H1161294 A JPH1161294 A JP H1161294A JP 22435597 A JP22435597 A JP 22435597A JP 22435597 A JP22435597 A JP 22435597A JP H1161294 A JPH1161294 A JP H1161294A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料中に過剰な酸素が少なく、耐熱強度、加
工性、さらに切削性にも優れたアルミナ分散強化銅を提
供する。 【解決手段】 平均粒径５００ｎｍ以下のアルミナ粒子
を０．０５〜０．７％、固溶アルミニウムを０．００５
〜０．２０％含有し、アルミナ以外の形態で存在する酸
素が３００ｐｐｍ以下であり、残部Ｃｕおよび不純物か
らなる。
工性、さらに切削性にも優れたアルミナ分散強化銅を提
供する。 【解決手段】 平均粒径５００ｎｍ以下のアルミナ粒子
を０．０５〜０．７％、固溶アルミニウムを０．００５
〜０．２０％含有し、アルミナ以外の形態で存在する酸
素が３００ｐｐｍ以下であり、残部Ｃｕおよび不純物か
らなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナ分散強化
銅合金およびその製造方法に関する。
銅合金およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マトリックス中にアルミナ粒子を分散し
たアルミナ分散強化銅合金は、１０００℃近い高温に曝
されても殆ど軟化しないという耐熱特性と高い導電性を
そなえているため、例えば、コンタクトチップ、ノズ
ル、抵抗溶接用電極などの溶接部品として実用化されて
おり、原子力関連設備、火力発電設備、熱交換設備など
において使用される冷却管、とくに核融合炉の冷却管用
材料としても注目されている。
たアルミナ分散強化銅合金は、１０００℃近い高温に曝
されても殆ど軟化しないという耐熱特性と高い導電性を
そなえているため、例えば、コンタクトチップ、ノズ
ル、抵抗溶接用電極などの溶接部品として実用化されて
おり、原子力関連設備、火力発電設備、熱交換設備など
において使用される冷却管、とくに核融合炉の冷却管用
材料としても注目されている。
【０００３】アルミナ分散強化銅合金は、一般には内部
酸化法により製造されている。内部酸化法は、所定量の
Ａｌを含有するＣｕ−Ａｌ合金粉末に酸化銅などの酸化
剤を混合して高温に加熱する、あるいはＣｕ−Ａｌ合金
粉末を酸化雰囲気中で低温で短時間酸化させたのち、中
性雰囲気中で高温に加熱することにより、Ｃｕ中のＡｌ
のみを酸化させてマトリックス中にアルミナを分散させ
た材料粉末をつくり、これを固化、成形することによっ
て得られる。
酸化法により製造されている。内部酸化法は、所定量の
Ａｌを含有するＣｕ−Ａｌ合金粉末に酸化銅などの酸化
剤を混合して高温に加熱する、あるいはＣｕ−Ａｌ合金
粉末を酸化雰囲気中で低温で短時間酸化させたのち、中
性雰囲気中で高温に加熱することにより、Ｃｕ中のＡｌ
のみを酸化させてマトリックス中にアルミナを分散させ
た材料粉末をつくり、これを固化、成形することによっ
て得られる。
【０００４】内部酸化法によれば、マトリックス中に分
散するアルミナ粒子の粒径および粒子間隔が微細均一
で、強度の高いアルミナ分散材を得ることが可能であ
り、内部酸化法は、機械的混合法や、Ｃｕ−Ａｌ合金溶
湯中に酸素を吹き込みながら撹拌、鋳造する溶湯法など
と比べて、製造コストの点からも実用的である。
散するアルミナ粒子の粒径および粒子間隔が微細均一
で、強度の高いアルミナ分散材を得ることが可能であ
り、内部酸化法は、機械的混合法や、Ｃｕ−Ａｌ合金溶
湯中に酸素を吹き込みながら撹拌、鋳造する溶湯法など
と比べて、製造コストの点からも実用的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、内部酸化法で
は、全てのアルミニウムを酸化させるために、粉末中の
総アルミニウム量に相当する酸素量（化学量論量）を供
給している。内部酸化で余った過剰な酸素は、マトリッ
クス中に銅酸化物（ＣｕＯ、Ｃｕ2 Ｏ）として存在する
ため、冷間加工性を害し、塑性加工により長手方向に伸
びて異方性を生じ易くし、融点温度付近（９００℃以
上）に加熱されると分解して膨れなどの材料欠陥を生じ
る原因となる。
は、全てのアルミニウムを酸化させるために、粉末中の
総アルミニウム量に相当する酸素量（化学量論量）を供
給している。内部酸化で余った過剰な酸素は、マトリッ
クス中に銅酸化物（ＣｕＯ、Ｃｕ2 Ｏ）として存在する
ため、冷間加工性を害し、塑性加工により長手方向に伸
びて異方性を生じ易くし、融点温度付近（９００℃以
上）に加熱されると分解して膨れなどの材料欠陥を生じ
る原因となる。
【０００６】さらに、銅酸化物が残留すると、溶接部品
として使用した場合には接合部に欠陥が生じ易く、また
溶接部品への成形に際しては切削性が劣り、切削バイト
やドリルの寿命が短くなるという難点がある。核融合炉
の冷却管においては、耐熱材あるいは構造材へのろう付
け接合が必須であるが、銅酸化物の残留により、ろう付
け時にガスが発生し、接合部に欠陥が生じ易くなるとい
う問題があり、高温使用時の劣化も懸念される。前記の
機械的混合法や溶湯法によった場合にも同様の問題を避
けることが難しい。
として使用した場合には接合部に欠陥が生じ易く、また
溶接部品への成形に際しては切削性が劣り、切削バイト
やドリルの寿命が短くなるという難点がある。核融合炉
の冷却管においては、耐熱材あるいは構造材へのろう付
け接合が必須であるが、銅酸化物の残留により、ろう付
け時にガスが発生し、接合部に欠陥が生じ易くなるとい
う問題があり、高温使用時の劣化も懸念される。前記の
機械的混合法や溶湯法によった場合にも同様の問題を避
けることが難しい。
【０００７】本発明は、アルミナ分散強化銅合金におけ
る上記従来の問題点を解消するためになされたものであ
り、その目的は、マトリックス中における未反応酸素の
残留が少なく、塑性加工性、切削性、ろう付け性にも優
れたアルミナ分散強化銅合金およびその製造方法を提供
することにある。
る上記従来の問題点を解消するためになされたものであ
り、その目的は、マトリックス中における未反応酸素の
残留が少なく、塑性加工性、切削性、ろう付け性にも優
れたアルミナ分散強化銅合金およびその製造方法を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるアルミナ分散強化銅合金は、平均粒径
５００ｎｍ以下の酸化アルミニウム粒子を０．０８〜
０．７％、固溶アルミニウムを０．０５〜０．２０％含
有し、アルミナ以外の形態で存在する酸素が３００ｐｐ
ｍ以下であり、残部Ｃｕおよび不純物からなることを構
成上の第１の特徴とし、これにさらにＡｇ、Ｓｎ、Ｓ
ｂ、Ｐ、ＮｉおよびＺｎのうちの１種または２種以上を
合計量で０．００１〜１．０％含有することを第２の特
徴とする。
めの本発明によるアルミナ分散強化銅合金は、平均粒径
５００ｎｍ以下の酸化アルミニウム粒子を０．０８〜
０．７％、固溶アルミニウムを０．０５〜０．２０％含
有し、アルミナ以外の形態で存在する酸素が３００ｐｐ
ｍ以下であり、残部Ｃｕおよび不純物からなることを構
成上の第１の特徴とし、これにさらにＡｇ、Ｓｎ、Ｓ
ｂ、Ｐ、ＮｉおよびＺｎのうちの１種または２種以上を
合計量で０．００１〜１．０％含有することを第２の特
徴とする。
【０００９】本発明によるアルミナ分散強化銅合金の製
造方法は、Ａｌ：０．０４〜０．５％を含有するＣｕ−
Ａｌ合金粉末に、酸化剤を、酸化剤中の全酸素量が全ア
ルミニウムを酸化するに要する化学量論量の４０〜９０
％となるように混合し、非酸化性雰囲気中で７００〜９
５０℃の温度に加熱し、その後熱間加工することを第１
の特徴とし、Ｃｕ−Ａｌ合金粉末が、さらにＡｇ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｐ、ＮｉおよびＺｎのうちの１種または２種
以上を合計量で０．００１〜１．０％含有すること、お
よび酸化剤がＣｕ2 Ｏ粉末であることをそれぞれ第２、
および第３の特徴とする。
造方法は、Ａｌ：０．０４〜０．５％を含有するＣｕ−
Ａｌ合金粉末に、酸化剤を、酸化剤中の全酸素量が全ア
ルミニウムを酸化するに要する化学量論量の４０〜９０
％となるように混合し、非酸化性雰囲気中で７００〜９
５０℃の温度に加熱し、その後熱間加工することを第１
の特徴とし、Ｃｕ−Ａｌ合金粉末が、さらにＡｇ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｐ、ＮｉおよびＺｎのうちの１種または２種
以上を合計量で０．００１〜１．０％含有すること、お
よび酸化剤がＣｕ2 Ｏ粉末であることをそれぞれ第２、
および第３の特徴とする。
【００１０】本発明において、マトリックス中に分散す
るアルミナの平均粒径は５００ｎｍ以下が好ましく、平
均粒径が５００ｎｍを越えると、粒子が粗大化して分散
したアルミナによる転位のピン止め効果が得難く、耐熱
強度が不十分となる。
るアルミナの平均粒径は５００ｎｍ以下が好ましく、平
均粒径が５００ｎｍを越えると、粒子が粗大化して分散
したアルミナによる転位のピン止め効果が得難く、耐熱
強度が不十分となる。
【００１１】アルミナ粒子の含有量は０．０５〜０．７
％の範囲が好ましく、０．０５％未満では、例えば８５
０℃を越える温度での十分な耐熱強度が得難く、０．７
％を越えると、内部酸化の距離が小さくなり、過剰な酸
素が多くなって材料欠陥や異方性の原因となり、加工
性、導電性および熱伝導性が低下する。
％の範囲が好ましく、０．０５％未満では、例えば８５
０℃を越える温度での十分な耐熱強度が得難く、０．７
％を越えると、内部酸化の距離が小さくなり、過剰な酸
素が多くなって材料欠陥や異方性の原因となり、加工
性、導電性および熱伝導性が低下する。
【００１２】マトリックス中に固溶しているアルミニウ
ム量は０．００５〜０．２０％の範囲が好ましく、０．
００５％未満では過剰な酸素が残留し易く、材料欠陥や
異方性の原因となるとともに加工性が劣化する。固溶ア
ルミニウム量が０．２０％を越えると導電性、熱伝導性
が低下する。
ム量は０．００５〜０．２０％の範囲が好ましく、０．
００５％未満では過剰な酸素が残留し易く、材料欠陥や
異方性の原因となるとともに加工性が劣化する。固溶ア
ルミニウム量が０．２０％を越えると導電性、熱伝導性
が低下する。
【００１３】マトリックス中の銅酸化物の影響を無くす
には、アルミナ以外の形態で存在する酸素量を制限する
ことが重要であり、好ましくは３００ｐｐｍ以下とす
る。３００ｐｐｍを越えて存在すると、材料欠陥や異方
性が生じ易くなり、冷間加工性が低下する。
には、アルミナ以外の形態で存在する酸素量を制限する
ことが重要であり、好ましくは３００ｐｐｍ以下とす
る。３００ｐｐｍを越えて存在すると、材料欠陥や異方
性が生じ易くなり、冷間加工性が低下する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のアルミナ分散強化銅合金
を製造するには、所定量のアルミニウムを含有するＣｕ
−Ａｌ合金粉末（所定量のアルミニウム粉末と銅粉末を
混合してなるＣｕ−Ａｌ合金粉末を含む）に、酸化剤、
例えば一酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）を混合し、これを純銅など
からなる容器に封入して、非酸化性雰囲気中において高
温に加熱した後、熱間で押出加工などの塑性加工を施
し、必要に応じてさらに抽伸加工などの冷間加工を行
い、棒材など、所定の製品形状に成形する。
を製造するには、所定量のアルミニウムを含有するＣｕ
−Ａｌ合金粉末（所定量のアルミニウム粉末と銅粉末を
混合してなるＣｕ−Ａｌ合金粉末を含む）に、酸化剤、
例えば一酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）を混合し、これを純銅など
からなる容器に封入して、非酸化性雰囲気中において高
温に加熱した後、熱間で押出加工などの塑性加工を施
し、必要に応じてさらに抽伸加工などの冷間加工を行
い、棒材など、所定の製品形状に成形する。
【００１５】原料となるＣｕ−Ａｌ合金粉末中のＡｌ含
有量は０．０４〜０．５％の範囲が好ましい。０．０４
％未満では十分な耐熱強度が得難く、０．５％を越える
と、内部酸化の距離が小さくなり、過剰な酸素が多くな
って材料欠陥や異方性が生じる原因となり、加工性、導
電性、熱伝導性が低下する。
有量は０．０４〜０．５％の範囲が好ましい。０．０４
％未満では十分な耐熱強度が得難く、０．５％を越える
と、内部酸化の距離が小さくなり、過剰な酸素が多くな
って材料欠陥や異方性が生じる原因となり、加工性、導
電性、熱伝導性が低下する。
【００１６】酸化剤中の全酸素量は、全アルミニウムを
酸化するに要する化学量論量に対し４０〜９０％とする
のが好ましく、４０％未満ではアルミナの生成量が少な
く、十分な耐熱強度が得難い。９０％を越えると、過剰
な酸素が多くなり、材料欠陥や異方性が生じる原因とな
るとともに、加工性、導電性、熱伝導性が低下する。酸
化剤のさらに好ましい混合量は、下記の式を満たし且つ
反応後のアルミナ量が０．０８％以上となる量である。
酸化剤としては一酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）が最も好ましい。
酸化するに要する化学量論量に対し４０〜９０％とする
のが好ましく、４０％未満ではアルミナの生成量が少な
く、十分な耐熱強度が得難い。９０％を越えると、過剰
な酸素が多くなり、材料欠陥や異方性が生じる原因とな
るとともに、加工性、導電性、熱伝導性が低下する。酸
化剤のさらに好ましい混合量は、下記の式を満たし且つ
反応後のアルミナ量が０．０８％以上となる量である。
酸化剤としては一酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）が最も好ましい。
【００１７】
【数２】
【００１８】非酸化性雰囲気中での加熱温度は７００〜
９５０℃の温度域が好ましく、７００℃未満ではアルミ
ナの生成量が少なく、十分な耐熱強度が得難い。９５０
℃を越える温度で加熱すると、アルミナ粒子が粗大化し
て、転位に対するピン止め効果が小さくなり、耐熱強度
が低下する。
９５０℃の温度域が好ましく、７００℃未満ではアルミ
ナの生成量が少なく、十分な耐熱強度が得難い。９５０
℃を越える温度で加熱すると、アルミナ粒子が粗大化し
て、転位に対するピン止め効果が小さくなり、耐熱強度
が低下する。
【００１９】Ｃｕ−Ａｌ合金粉末中にさらにＡｇ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｐ、ＮｉおよびＺｎのうちの１種または２種
以上の元素を含有させることによって、製造されるアル
ミナ分散強化銅合金の諸特性をさらに向上させることが
可能である。
ｎ、Ｓｂ、Ｐ、ＮｉおよびＺｎのうちの１種または２種
以上の元素を含有させることによって、製造されるアル
ミナ分散強化銅合金の諸特性をさらに向上させることが
可能である。
【００２０】全てのアルミニウムをアルミナにするため
に要する酸素量は、質量で、アルミニウム：酸素＝９：
８である。原料中のアルミニウム量、当該アルミニウム
量全体を酸化するに要する酸素量に対する混合した酸素
量の割合、内部酸化処理条件が決まれば、製造されるア
ルミナ分散強化銅合金のアルミナ量、固溶アルミニウム
量、酸素量、アルミナ粒子径が決定される。アルミナ量
は酸溶解抽出法、固溶アルミニウム量が原子吸光法、酸
素量は溶解ガス分析法により測定される。
に要する酸素量は、質量で、アルミニウム：酸素＝９：
８である。原料中のアルミニウム量、当該アルミニウム
量全体を酸化するに要する酸素量に対する混合した酸素
量の割合、内部酸化処理条件が決まれば、製造されるア
ルミナ分散強化銅合金のアルミナ量、固溶アルミニウム
量、酸素量、アルミナ粒子径が決定される。アルミナ量
は酸溶解抽出法、固溶アルミニウム量が原子吸光法、酸
素量は溶解ガス分析法により測定される。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ Ａｌの含有量を変えたＣｕ−Ａｌ合金の粉末（粒径５０
μｍ以下）を準備し、添加するＣｕ2 Ｏの量を変えて混
合する酸素量を変化させ、これらの粉末をそれぞれ無酸
素銅製の円筒（外径２５４ｍｍ×内径２３４ｍｍ×高さ
５００ｍｍ）に封入した。
明する。 実施例１ Ａｌの含有量を変えたＣｕ−Ａｌ合金の粉末（粒径５０
μｍ以下）を準備し、添加するＣｕ2 Ｏの量を変えて混
合する酸素量を変化させ、これらの粉末をそれぞれ無酸
素銅製の円筒（外径２５４ｍｍ×内径２３４ｍｍ×高さ
５００ｍｍ）に封入した。
【００２２】これをビレットとして、表１に示す温度に
３時間加熱した後、直径２５ｍｍの棒材に熱間で押出
し、さらに抽伸加工により直径１６ｍｍの棒材とした。
得られた棒材について、８５０℃で３０分加熱後の常温
での引張強さ、導電率を測定した。
３時間加熱した後、直径２５ｍｍの棒材に熱間で押出
し、さらに抽伸加工により直径１６ｍｍの棒材とした。
得られた棒材について、８５０℃で３０分加熱後の常温
での引張強さ、導電率を測定した。
【００２３】原料Ｃｕ−Ａｌ合金中のＡｌ含有量、混合
酸素量および全アルミニウムを酸化するに要する酸素量
に対する混合酸素量の割合（混合率）、内部酸化のため
の加熱温度、アルミナ量、平均アルミナ粒子径、固溶ア
ルミニウム量、残留酸素量を表１に示す。また、上記の
引張強さ、導電率および抽伸加工における加工性の評価
を表２に示す。
酸素量および全アルミニウムを酸化するに要する酸素量
に対する混合酸素量の割合（混合率）、内部酸化のため
の加熱温度、アルミナ量、平均アルミナ粒子径、固溶ア
ルミニウム量、残留酸素量を表１に示す。また、上記の
引張強さ、導電率および抽伸加工における加工性の評価
を表２に示す。
【００２４】表２に示すように、本発明に従う試験材
は、いずれも８５０℃で３０分加熱後、４００ＭＰａ以
上の優れた引張強さ、９０％ＩＡＣＳ以上の優れた導電
率を示し、良好な冷間加工性をそなえていた。
は、いずれも８５０℃で３０分加熱後、４００ＭＰａ以
上の優れた引張強さ、９０％ＩＡＣＳ以上の優れた導電
率を示し、良好な冷間加工性をそなえていた。
【００２５】
【表１】 《表注》(1) 試験材No.5はＡｇを0.01％添加(2) 試験材No.6はＳｎ+ Ｓｂ+ Ｚｎ を0.5 ％添加(3) 試験材No.7はＰ+ Ｎｉを0.1 ％添加
【００２６】
【表２】 《表注》加工性○：抽伸加工性良好
【００２７】比較例１ Ａｌの含有量を変えたＣｕ−Ａｌ合金の粉末（粒径５０
μｍ以下）を準備し、添加するＣｕ2 Ｏの量を変えて混
合する酸素量を変化させ、実施例１と同様、これらの粉
末をそれぞれ無酸素銅製の円筒（外径２５４ｍｍ×内径
２３４ｍｍ×高さ５００ｍｍ）に封入した。
μｍ以下）を準備し、添加するＣｕ2 Ｏの量を変えて混
合する酸素量を変化させ、実施例１と同様、これらの粉
末をそれぞれ無酸素銅製の円筒（外径２５４ｍｍ×内径
２３４ｍｍ×高さ５００ｍｍ）に封入した。
【００２８】これをビレットとして、表３に示す温度に
３時間加熱した後、直径２５ｍｍの棒材に熱間で押出
し、さらに抽伸加工により直径１６ｍｍの棒材とした。
得られた棒材について、８５０℃で３０分加熱後の引張
強さ、導電率を測定した。
３時間加熱した後、直径２５ｍｍの棒材に熱間で押出
し、さらに抽伸加工により直径１６ｍｍの棒材とした。
得られた棒材について、８５０℃で３０分加熱後の引張
強さ、導電率を測定した。
【００２９】原料Ｃｕ−Ａｌ合金中のＡｌ含有量、混合
酸素量および全アルミニウムを酸化するに要する酸素量
に対する混合酸素量の割合（混合率）、内部酸化のため
の加熱温度、アルミナ量、平均アルミナ粒子径、固溶ア
ルミニウム量、残留酸素量を表３に示す。また、上記の
引張強さ、導電率および抽伸加工における加工性の評価
を表４に示す。なお、表３において、本発明の条件を外
れたものには下線を付した。
酸素量および全アルミニウムを酸化するに要する酸素量
に対する混合酸素量の割合（混合率）、内部酸化のため
の加熱温度、アルミナ量、平均アルミナ粒子径、固溶ア
ルミニウム量、残留酸素量を表３に示す。また、上記の
引張強さ、導電率および抽伸加工における加工性の評価
を表４に示す。なお、表３において、本発明の条件を外
れたものには下線を付した。
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】 《表注》加工性○：抽伸加工性良好 加工性×：抽伸加工時破断
【００３２】表４にみられるように、試験材Ｎｏ．８は
原料中のＡｌ量が少ないため、アルミナ量が少なくなり
強度が劣る。試験材Ｎｏ．９は原料中のＡｌ量が多過ぎ
るため、生成するアルミナ量が過多となり、抽伸加工時
に破断を生じた。試験材Ｎｏ．１０は混合する酸素量に
比べ、原料中のＡｌ量が多過ぎるため、固溶Ａｌ量が多
くなり、導電率が８０％ＩＡＣＳ以下となった。試験材
Ｎｏ．１１は混合酸素量が少ないため、アルミナ生成量
が少なくなり強度が劣る。試験材Ｎｏ．１２は混合酸素
量が多いため、残留酸素量が多くなって加工性が低下
し、抽伸加工時に破断が生じた。試験材Ｎｏ．１３は内
部酸化のための加熱温度が低いため、残留酸素量が多く
なって加工性が低下し、抽伸加工時に破断が生じた。試
験材Ｎｏ．１４は内部酸化温度が高過ぎるため、分散す
るアルミナ粒子が粗大化し、強度低下が生じた。
原料中のＡｌ量が少ないため、アルミナ量が少なくなり
強度が劣る。試験材Ｎｏ．９は原料中のＡｌ量が多過ぎ
るため、生成するアルミナ量が過多となり、抽伸加工時
に破断を生じた。試験材Ｎｏ．１０は混合する酸素量に
比べ、原料中のＡｌ量が多過ぎるため、固溶Ａｌ量が多
くなり、導電率が８０％ＩＡＣＳ以下となった。試験材
Ｎｏ．１１は混合酸素量が少ないため、アルミナ生成量
が少なくなり強度が劣る。試験材Ｎｏ．１２は混合酸素
量が多いため、残留酸素量が多くなって加工性が低下
し、抽伸加工時に破断が生じた。試験材Ｎｏ．１３は内
部酸化のための加熱温度が低いため、残留酸素量が多く
なって加工性が低下し、抽伸加工時に破断が生じた。試
験材Ｎｏ．１４は内部酸化温度が高過ぎるため、分散す
るアルミナ粒子が粗大化し、強度低下が生じた。
【００３３】実施例２ 粒径６５μｍ以下のＣｕ−０．４％Ａｌ合金粉末を、３
００℃の温度で３０分間、大気中で酸化させ、酸素量を
０．２５％とした。この粉末を無酸素銅製の外径４０ｍ
ｍ、内径３５ｍｍ、高さ１３０ｍｍの管を中心に配置し
た無酸素銅容器（外径９２ｍｍ、内径８２ｍｍ、高さ１
５０ｍｍ）に封入し、これをビレットとして、９００℃
の温度に１時間加熱後、外径２０ｍｍ、内径１５ｍｍの
管に熱間で押出加工した。
００℃の温度で３０分間、大気中で酸化させ、酸素量を
０．２５％とした。この粉末を無酸素銅製の外径４０ｍ
ｍ、内径３５ｍｍ、高さ１３０ｍｍの管を中心に配置し
た無酸素銅容器（外径９２ｍｍ、内径８２ｍｍ、高さ１
５０ｍｍ）に封入し、これをビレットとして、９００℃
の温度に１時間加熱後、外径２０ｍｍ、内径１５ｍｍの
管に熱間で押出加工した。
【００３４】得られた押出管材のマトリックス中に分散
しているアルミナ量は０．３８％、アルミナ粒子の平均
粒径は８０ｎｍ、固溶アルミニウム量は０．１５％、残
留酸素量は２００ｐｐｍであった。押出管材について、
８５０℃×３０分加熱後の常温引張強さ、および導電率
を測定したところ、それぞれ４８０ＭＰａ、８３％ＩＡ
ＣＳの優れた値を示した。また、押出管材を外径１５ｍ
ｍまで抽伸加工したが、割れなどの欠陥を生じることな
く優れた加工性をそなえていた。
しているアルミナ量は０．３８％、アルミナ粒子の平均
粒径は８０ｎｍ、固溶アルミニウム量は０．１５％、残
留酸素量は２００ｐｐｍであった。押出管材について、
８５０℃×３０分加熱後の常温引張強さ、および導電率
を測定したところ、それぞれ４８０ＭＰａ、８３％ＩＡ
ＣＳの優れた値を示した。また、押出管材を外径１５ｍ
ｍまで抽伸加工したが、割れなどの欠陥を生じることな
く優れた加工性をそなえていた。
【００３５】比較例２ 粒径１００μｍ以下のＣｕ−０．３％Ａｌ合金粉末を、
従来の内部酸化法と同様に、５００℃の温度で３０分間
酸化させ、アルゴンガス雰囲気中で８５０℃の温度に６
０分加熱後、さらに水素ガス雰囲気中で７００℃の温度
に３０分加熱した。得られた粉末を無酸素銅製の外径２
５４ｍｍ、内径２３４ｍｍ、高さ５００ｍｍの容器に封
入し、これをビレットとして、８００℃の温度に３時間
加熱後、外径２５ｍｍの棒材に熱間で押出加工し、つい
で抽伸加工を行って外径１６ｍｍの棒材とした。
従来の内部酸化法と同様に、５００℃の温度で３０分間
酸化させ、アルゴンガス雰囲気中で８５０℃の温度に６
０分加熱後、さらに水素ガス雰囲気中で７００℃の温度
に３０分加熱した。得られた粉末を無酸素銅製の外径２
５４ｍｍ、内径２３４ｍｍ、高さ５００ｍｍの容器に封
入し、これをビレットとして、８００℃の温度に３時間
加熱後、外径２５ｍｍの棒材に熱間で押出加工し、つい
で抽伸加工を行って外径１６ｍｍの棒材とした。
【００３６】得られた棒材のマトリックス中に分散して
いるアルミナ量は０．４５％、アルミナ粒子の平均粒径
は５０ｎｍ、固溶アルミニウム量は０．０６％、残留酸
素量は８００ｐｐｍであった。この管材について、８５
０℃×３０分加熱後の常温引張強さ、および導電率を測
定したところ、それぞれ５００ＭＰａ、８５ＩＡＣＳ％
であり、耐熱強度は良好であったが、残留酸素量が多い
ため加工性がわるく、抽伸加工時に破断が生じた。ま
た、導電率も劣っていた。
いるアルミナ量は０．４５％、アルミナ粒子の平均粒径
は５０ｎｍ、固溶アルミニウム量は０．０６％、残留酸
素量は８００ｐｐｍであった。この管材について、８５
０℃×３０分加熱後の常温引張強さ、および導電率を測
定したところ、それぞれ５００ＭＰａ、８５ＩＡＣＳ％
であり、耐熱強度は良好であったが、残留酸素量が多い
ため加工性がわるく、抽伸加工時に破断が生じた。ま
た、導電率も劣っていた。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、材料中にアルミニウム
分を、導電率の低下が許容される範囲内で積極的に残留
させることにより、過剰な酸素が少なく、耐熱性、加工
性、さらに切削性にも優れたアルミナ分散強化銅合金が
得られる。材料中にアルミナとなっていないアルミニウ
ムが存在するため、酸化剤供給後に酸素が混入しても残
留アルミニウムが酸素を吸収してアルミナとなるため、
酸素の残留を防止することができる。また、本発明によ
れば、予め多くの酸素を供給して内部酸化した後、粉末
を還元する従来の内部酸化法に比べて工程が単純で製造
コストも低く、粉末の酸化を気にする必要がないから、
粉末の管理に要する設備、粉末の検査に要する費用が大
幅に削減できる。
分を、導電率の低下が許容される範囲内で積極的に残留
させることにより、過剰な酸素が少なく、耐熱性、加工
性、さらに切削性にも優れたアルミナ分散強化銅合金が
得られる。材料中にアルミナとなっていないアルミニウ
ムが存在するため、酸化剤供給後に酸素が混入しても残
留アルミニウムが酸素を吸収してアルミナとなるため、
酸素の残留を防止することができる。また、本発明によ
れば、予め多くの酸素を供給して内部酸化した後、粉末
を還元する従来の内部酸化法に比べて工程が単純で製造
コストも低く、粉末の酸化を気にする必要がないから、
粉末の管理に要する設備、粉末の検査に要する費用が大
幅に削減できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８７ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８７ ６９１ ６９１Ｚ
Claims (6)
- 【請求項１】 平均粒径５００ｎｍ以下のアルミナ粒子
を０．０５〜０．７％（ｍａｓｓ％、以下同じ）、固溶
アルミニウムを０．００５〜０．２０％含有し、アルミ
ナ以外の形態で存在する酸素が３００ｐｐｍ（ｍａｓｓ
ｐｐｍ、以下同じ）以下であり、残部Ｃｕおよび不純
物からなることを特徴とするアルミナ分散強化銅合金。 - 【請求項２】 さらにＡｇ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐ、Ｎｉおよ
びＺｎのうちの１種または２種以上を合計量で０．００
１〜１．０％含有することを特徴とする請求項１記載の
アルミナ分散強化銅合金。 - 【請求項３】 Ａｌ：０．０４〜０．５％を含有するＣ
ｕ−Ａｌ合金粉末に、酸化剤を、酸化剤中の全酸素量が
全アルミニウムを酸化するに要する化学量論量に対し４
０〜９０％となるように混合し、非酸化性雰囲気中で７
００〜９５０℃の温度に加熱し、その後熱間加工するこ
とを特徴とするアルミナ分散強化銅合金の製造方法。 - 【請求項４】 Ａｌ：０．０４〜０．５％を含有するＣ
ｕ−Ａｌ合金粉末に、酸化剤を、酸化剤中の全酸素量が
全アルミニウムを酸化するに要する化学量論量に対し４
０〜９０％で、下記の式を満たし且つ反応後のアルミナ
量が０．０８％以上となる量混合し、非酸化性雰囲気中
で７００〜９５０℃の温度に加熱し、その後熱間加工す
ることを特徴とするアルミナ分散強化銅合金の製造方
法。 【数１】 - 【請求項５】 Ｃｕ−Ａｌ合金粉末が、さらにＡｇ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｐ、ＮｉおよびＺｎのうちの１種または２種
以上を合計量で０．００１〜１．０％含有することを特
徴とする請求項３または４記載のアルミナ分散強化銅合
金の製造方法。 - 【請求項６】 酸化剤がＣｕ2 Ｏ粉末であることを特徴
とする請求項３〜５記載のアルミナ分散強化銅合金の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22435597A JP3910263B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | アルミナ分散強化銅合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22435597A JP3910263B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | アルミナ分散強化銅合金およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1161294A true JPH1161294A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3910263B2 JP3910263B2 (ja) | 2007-04-25 |
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ID=16812473
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22435597A Expired - Fee Related JP3910263B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | アルミナ分散強化銅合金およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3910263B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2419603A (en) * | 2002-07-18 | 2006-05-03 | Honda Motor Co Ltd | Composite material with a copper matrix |
| WO2008055616A1 (en) | 2006-11-07 | 2008-05-15 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co. Kg | Method for bonding metal surfaces by applying a first oxidised metal layer and a second oxidised metal layer object having cavities or structure of a light emitting diode produced through the last method |
| JP2008127586A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 分散強化合金の製造方法 |
| DE102009015156A1 (de) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Herstellung eines Dispersionswerkstoffes |
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| JP2016053190A (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | 住友電気工業株式会社 | 分散強化銅含有材料の製造方法 |
| CN112091207A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-18 | 安徽德诠新材料科技有限公司 | 一种复合型多孔铜粉及其制备方法和应用 |
| CN111876629B (zh) * | 2020-08-04 | 2021-03-23 | 天水华洋电子科技股份有限公司 | 一种引线框架用高性能铜基合金材料及其制备方法 |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP22435597A patent/JP3910263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2008055616A1 (en) | 2006-11-07 | 2008-05-15 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co. Kg | Method for bonding metal surfaces by applying a first oxidised metal layer and a second oxidised metal layer object having cavities or structure of a light emitting diode produced through the last method |
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| CN112091207A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-18 | 安徽德诠新材料科技有限公司 | 一种复合型多孔铜粉及其制备方法和应用 |
| CN112091207B (zh) * | 2020-09-10 | 2024-04-26 | 安徽德诠新材料科技有限公司 | 一种复合型多孔铜粉及其制备方法和应用 |
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| JP3910263B2 (ja) | 2007-04-25 |
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