JPS58126946A - 硼化物分散銅合金の製造方法 - Google Patents
硼化物分散銅合金の製造方法Info
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- JPS58126946A JPS58126946A JP57009731A JP973182A JPS58126946A JP S58126946 A JPS58126946 A JP S58126946A JP 57009731 A JP57009731 A JP 57009731A JP 973182 A JP973182 A JP 973182A JP S58126946 A JPS58126946 A JP S58126946A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気接点材料及び摺動材料等に使用される金
属材料の表層部に硼化物を分散させ丸鋼合金の製造方法
に関するものである。
属材料の表層部に硼化物を分散させ丸鋼合金の製造方法
に関するものである。
従来、電気接点材料として銀または銀合金が主として対
向式接点に、タフピッチ鋼、黄銅などが摺動式接点に使
用されている。前者は貴金属である銀を使用するため経
済的に使用しＫくい欠点がある、ｔた後者は摩耗しやす
いといっ九欠点をもつ。そこで、かかる欠点を改良する
ため、硼化物の耐摩耗性、ｌｉｌを溶着性及び耐アーク
性が大き−ことに注目し、硼化物粒子を銅母材に分散し
た複合材料を得ることが研究されている。
向式接点に、タフピッチ鋼、黄銅などが摺動式接点に使
用されている。前者は貴金属である銀を使用するため経
済的に使用しＫくい欠点がある、ｔた後者は摩耗しやす
いといっ九欠点をもつ。そこで、かかる欠点を改良する
ため、硼化物の耐摩耗性、ｌｉｌを溶着性及び耐アーク
性が大き−ことに注目し、硼化物粒子を銅母材に分散し
た複合材料を得ることが研究されている。
従来、硼化物と銅との複合材料を作るには、粉末焼結法
や溶解法が知られてｂる。粉末焼結法は、微細な硼化物
粉素と銅粉末とを適量混合し適当な温度及び適当なガス
雰囲気中で焼結して、微細硼化物分散鋼ｔ−得る方法で
ある。
や溶解法が知られてｂる。粉末焼結法は、微細な硼化物
粉素と銅粉末とを適量混合し適当な温度及び適当なガス
雰囲気中で焼結して、微細硼化物分散鋼ｔ−得る方法で
ある。
しかし、この方法は、硼化物全均一に分散させる技術が
困難であり生産コストが高くつくという欠点を有してい
る。ｔた溶解法は、鋼と硼化物を混合し、高温加熱によ
って溶解し、冷却凝固して物が晶出するため硼化物粒が
粗大となシ、鍛造によっても硼化物の微細化には自と限
度があるという欠、ζを有していた。さらには、両公知
方法共に、金属材料の表層部にのみ硼化物を分散させる
ことができないため電気伝導度が小さくなるという欠点
があった。電気接点材料又は摺動材料等においては、接
点部又は摺動部の表層部のみ耐摩耗性、耐溶着性及び耐
アーク性を持たせれば十分であり、母材内部は目的に応
じて任意の金属材料一般的には高導電性の鋼材が用いら
れる。
困難であり生産コストが高くつくという欠点を有してい
る。ｔた溶解法は、鋼と硼化物を混合し、高温加熱によ
って溶解し、冷却凝固して物が晶出するため硼化物粒が
粗大となシ、鍛造によっても硼化物の微細化には自と限
度があるという欠、ζを有していた。さらには、両公知
方法共に、金属材料の表層部にのみ硼化物を分散させる
ことができないため電気伝導度が小さくなるという欠点
があった。電気接点材料又は摺動材料等においては、接
点部又は摺動部の表層部のみ耐摩耗性、耐溶着性及び耐
アーク性を持たせれば十分であり、母材内部は目的に応
じて任意の金属材料一般的には高導電性の鋼材が用いら
れる。
本発明はかかる従来の方法とはまったく異なり、硼化物
の構成元素の金属と銅との合金を作り、その合金の表面
から硼素を浸透拡散し、合金の表層部に硼化物の微粒子
が分散した層を生成させるものである。
の構成元素の金属と銅との合金を作り、その合金の表面
から硼素を浸透拡散し、合金の表層部に硼化物の微粒子
が分散した層を生成させるものである。
本発明は表層部にのみ硼化物の微粒子ｔ−ａ−に分散す
ることによって、耐摩耗性、耐溶着性、耐アーク性及び
高導電性を示す電気接点材料又は摺動材料を製造する方
法を提供するものである。
ることによって、耐摩耗性、耐溶着性、耐アーク性及び
高導電性を示す電気接点材料又は摺動材料を製造する方
法を提供するものである。
すなわち、本発明の硼化物分散鋼合金の製造方法は、表
面よ、６ｏ、ｏａ〜０．１１１１深さまでの少なくとも
表層部が、Ａ１． Ａｓｓ Ｏ（１，００，Ｏｒ、 ？
＠、Ｍｇ。
面よ、６ｏ、ｏａ〜０．１１１１深さまでの少なくとも
表層部が、Ａ１． Ａｓｓ Ｏ（１，００，Ｏｒ、 ？
＠、Ｍｇ。
’ｍｏｗ Ｎｂ、 Ｐｔａ Ｔａｎ Ｗ及びＺｒからな
る群より選ばれた１櫨又は２［以上の元素を合金あるい
は微細粒子として０．５〜４０原子も（以下、特にこと
わらないかぎり９６紘原子％を示す）含み、残部が鋼又
は銅合金である金属材料ｔ−調製する［１工程と、上記
金属材料にボロンを浸透拡散させ、該金属材料の表層部
に、Ａ１． Ａｇ、 ＱｅＬ、 Ｃｏ、 Ｏｒ、 Ｐｅ
ｔＭｇ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ及びＺｒからなる
群より選は扛たｌ櫨又は２種以上の元素の硼化物よりな
るＩＩｌ＃ｌな粒子１＃；Ｊ−に分散形成する第２工程
とよシなることを特徴とするものである。
る群より選ばれた１櫨又は２［以上の元素を合金あるい
は微細粒子として０．５〜４０原子も（以下、特にこと
わらないかぎり９６紘原子％を示す）含み、残部が鋼又
は銅合金である金属材料ｔ−調製する［１工程と、上記
金属材料にボロンを浸透拡散させ、該金属材料の表層部
に、Ａ１． Ａｇ、 ＱｅＬ、 Ｃｏ、 Ｏｒ、 Ｐｅ
ｔＭｇ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ及びＺｒからなる
群より選は扛たｌ櫨又は２種以上の元素の硼化物よりな
るＩＩｌ＃ｌな粒子１＃；Ｊ−に分散形成する第２工程
とよシなることを特徴とするものである。
本発明の製造方法によシ、表層部のみに粒径が０、１〜
１０ミクロンの硼化物が銅あるいは鋼合金中に分散した
構造をもつ硼化物分散鋼合金が得られる。
１０ミクロンの硼化物が銅あるいは鋼合金中に分散した
構造をもつ硼化物分散鋼合金が得られる。
この硼化物分散鋼合金は、金属を母材とし、かつ、表層
部のマトリックス部が鋼あるいは銅合金であるため導電
性、および熱伝導性がすぐれている。さらに、表層部に
ｔｉｉｔｍな備化物粒子が分散して存在す゛るため、該
金属材料で構成された接点部又はｆｌｌｔＲ５は、アー
ク損傷及び溶着が起シ雌くしかも耐摩耗性に優れている
。
部のマトリックス部が鋼あるいは銅合金であるため導電
性、および熱伝導性がすぐれている。さらに、表層部に
ｔｉｉｔｍな備化物粒子が分散して存在す゛るため、該
金属材料で構成された接点部又はｆｌｌｔＲ５は、アー
ク損傷及び溶着が起シ雌くしかも耐摩耗性に優れている
。
本発明の製造方法に用いられる金属材料において、表面
よｐ Ｏ，０８〜０． Ｉ ｇ深さまでの少なくとも表
層部が、Ａ１．Ａｓ、０１Ｏｏ、Ｏｒ、ＰｅｔＭｇ。
よｐ Ｏ，０８〜０． Ｉ ｇ深さまでの少なくとも表
層部が、Ａ１．Ａｓ、０１Ｏｏ、Ｏｒ、ＰｅｔＭｇ。
Ｍｏａ Ｎｂａ Ｐｔａ Ｔａｓ Ｗ及びＺｒからなる
群よシ選ばれた１種又は２種以上の元素ｔ０．５〜４０
原子％含み、残部が鋼又は銅合金である金属材料である
として表層部の金属組成を規定したのは、表層部のみに
硼化物を形成させるためであシ、金属材料の他の部分は
硼化物形成に直接関与しないためである。したがって金
属材料の他の部分は、使用目的等に応じて任意の金属の
ものを使用することができる。
群よシ選ばれた１種又は２種以上の元素ｔ０．５〜４０
原子％含み、残部が鋼又は銅合金である金属材料である
として表層部の金属組成を規定したのは、表層部のみに
硼化物を形成させるためであシ、金属材料の他の部分は
硼化物形成に直接関与しないためである。したがって金
属材料の他の部分は、使用目的等に応じて任意の金属の
ものを使用することができる。
表層部を形成する金属ｔＡｌ 、Ａｓ ・Ｏ（１、Ｃｏ
ｏ Ｏｒ 。
ｏ Ｏｒ 。
Ｆｅ ２Ｍｇ ＃ ＭＯ、Ｗｂ 、Ｐｔ −Ｔａ −Ｗ
及びＺｒからなる群よシ選ばれた１種又は３種以上の元
素を０．６〜４０９６含み、残部が綱又は鋼合金である
としたのは、上記ＡＩ、 Ａｇ１． ＯｅＬ、Ｃｏ等は
、いずれも銅又は鋼合金中に固ｌ＃あるいは分散し、か
つ金属材料の表面から拡散浸透してきたポロン（Ｂ）と
結合し、硼化物の微細な粒子を分散形成することができ
るためである。又、その他の理由として上記添加元素の
硼化物は、比較的硬度が高く、固有抵抗が低く、融点が
高く、このため電気接点材料又は摺動材料として優れ友
特性を有することが挙げられる。
及びＺｒからなる群よシ選ばれた１種又は３種以上の元
素を０．６〜４０９６含み、残部が綱又は鋼合金である
としたのは、上記ＡＩ、 Ａｇ１． ＯｅＬ、Ｃｏ等は
、いずれも銅又は鋼合金中に固ｌ＃あるいは分散し、か
つ金属材料の表面から拡散浸透してきたポロン（Ｂ）と
結合し、硼化物の微細な粒子を分散形成することができ
るためである。又、その他の理由として上記添加元素の
硼化物は、比較的硬度が高く、固有抵抗が低く、融点が
高く、このため電気接点材料又は摺動材料として優れ友
特性を有することが挙げられる。
第り表に硼化物の物理的特性を従来の接点材料と比較し
て挙げた。これＫよると上記硼化物はいずれも固有抵抗
が、２Ｏ−１００ＸＩＯ−’棒であ夛、溶１１１Ｌｄｌ
２７０〜８０４０”（”！硬ｆｌ ５００〜８０００
ＩＩＶと従来タイプの接点材に比較し溶融、硬度）点
で優れている。
て挙げた。これＫよると上記硼化物はいずれも固有抵抗
が、２Ｏ−１００ＸＩＯ−’棒であ夛、溶１１１Ｌｄｌ
２７０〜８０４０”（”！硬ｆｌ ５００〜８０００
ＩＩＶと従来タイプの接点材に比較し溶融、硬度）点
で優れている。
また表層部にのみ硼化物分散層を形成するため、接点材
の全体の抵抗値を低く押えることができる。
の全体の抵抗値を低く押えることができる。
なお、硼化物形成元素のうち特定のものは鋼にわずかし
か固溶しない。しかし鋼中に微細粒子として共存させれ
ば、硼化物形成に必要な元素が確保でき、充分な量の硼
化物が形成できる。
か固溶しない。しかし鋼中に微細粒子として共存させれ
ば、硼化物形成に必要な元素が確保でき、充分な量の硼
化物が形成できる。
硼化物形成元素の添加量を０．６〜４０％とし友のは、
０．５％より少ないと、形成される硼化物の量が少ない
ため、目的とする硼化物特有の効果が得られないためで
あり、４０％よシ多くなると、第１表 形成される硼化物の量が多くなり、本発明で目的
２とする硼化物と銅との混合形態が悪くな夛導電性
及び熱伝導性が低下すると共に被積層のクラック中剥離
が生じゃすくなる丸めである。
０．５％より少ないと、形成される硼化物の量が少ない
ため、目的とする硼化物特有の効果が得られないためで
あり、４０％よシ多くなると、第１表 形成される硼化物の量が多くなり、本発明で目的
２とする硼化物と銅との混合形態が悪くな夛導電性
及び熱伝導性が低下すると共に被積層のクラック中剥離
が生じゃすくなる丸めである。
硼化物を分散させる表層部ｔ−０，０８〜０．１Ｍとし
たのは、硼化物が接点材料として接点表面部に要求され
る耐摩耗性、耐溶着性、耐アーク性の諸効果七発揮でき
る様にし、かつ表層下の母材内部では、高導電性、高熱
伝導性、高強度性等の要求を具備するようにするためで
ある。即ち銅母材の内部全体に硼化物を分散させること
は、必ずしも上記の内部母材に要求される高導電性又は
高熱伝導性、高強度性を得るには得策ではない。この様
な目的には、上記表層部にのみ硼化物を分散させ、表層
部線上の内部は、要求される特性に応じて、鋼の純度を
向上した９、強化元素を添加したりするのが好ましい。
たのは、硼化物が接点材料として接点表面部に要求され
る耐摩耗性、耐溶着性、耐アーク性の諸効果七発揮でき
る様にし、かつ表層下の母材内部では、高導電性、高熱
伝導性、高強度性等の要求を具備するようにするためで
ある。即ち銅母材の内部全体に硼化物を分散させること
は、必ずしも上記の内部母材に要求される高導電性又は
高熱伝導性、高強度性を得るには得策ではない。この様
な目的には、上記表層部にのみ硼化物を分散させ、表層
部線上の内部は、要求される特性に応じて、鋼の純度を
向上した９、強化元素を添加したりするのが好ましい。
なお、表層部の鋼合金材料の組成によっては、ボロンの
浸造拡散により徽細な硼化物粒子が分散した層が形成さ
れず、不均一な硼化物層が形成される場合がある。この
ような場合には銅合金中の硼化物形成金属元素の組成を
少なくＬ＆ｊ）、銅母材中に他の元素を添加して硼化物
の分散を図るのが好ましい。例えば硼化物としてコバル
トポライドを生成分散させるには金属材料の表層部の組
成はコバルト０．５〜４０％残部鋼としたコバルト鋼合
金が好ましい、しかし、コバルトの組成が多くなるとコ
バルトポライド粒子が大きくなるし結晶粒界にそつて偏
析しやすくなる。かかる場合に、コハル） 調合ｆｉｔ
中にマンガン、チタン、シリコン、クロムの１種ｔｅ
は２種以上を配合するとコバルトポライドの微細粒子化
が可能となり、かつコバルトポライドの偏析が防止でき
る。配合量は０．１〜８％程度が好ましい。
浸造拡散により徽細な硼化物粒子が分散した層が形成さ
れず、不均一な硼化物層が形成される場合がある。この
ような場合には銅合金中の硼化物形成金属元素の組成を
少なくＬ＆ｊ）、銅母材中に他の元素を添加して硼化物
の分散を図るのが好ましい。例えば硼化物としてコバル
トポライドを生成分散させるには金属材料の表層部の組
成はコバルト０．５〜４０％残部鋼としたコバルト鋼合
金が好ましい、しかし、コバルトの組成が多くなるとコ
バルトポライド粒子が大きくなるし結晶粒界にそつて偏
析しやすくなる。かかる場合に、コハル） 調合ｆｉｔ
中にマンガン、チタン、シリコン、クロムの１種ｔｅ
は２種以上を配合するとコバルトポライドの微細粒子化
が可能となり、かつコバルトポライドの偏析が防止でき
る。配合量は０．１〜８％程度が好ましい。
金属材料は表層部を含め全体音所定の銅合金とすること
ができる。この場合には目的とする組成の金属管混合溶
解し、合金とするものである。
ができる。この場合には目的とする組成の金属管混合溶
解し、合金とするものである。
表層部のみを所定の銅合金とする金属材料ｔｉｅ製する
代表的な方法としては、母材を鋼とし、その表面にＯｏ
＋ Ａｌ＋ Ａａ、 Ｃ１等を被覆し、さらに被覆され
たＣｏ等の金属を加熱処理により鋼中に拡散させ、表層
部のみを所定の鋼合金とするものである。鋼の表面にＣ
ｏｔ＠ｆ被覆する方法としては、電気メッキ、化学メッ
キ、真空蒸着、スパッタリング、溶射等公知の方法が採
用できる。ｃｏ等の母材中への拡散は高温における金属
元素の熱拡散現象を利用して達成する。マンガン、チタ
ン、シリコン、クロム等の硼化物微細化のための金属は
母材である鋼中にあらかじめ配合しておいてもよい。ま
た、Ｏｏ＄を被覆する時に同時にマンガン等を導入し、
拡散させてもよい。
代表的な方法としては、母材を鋼とし、その表面にＯｏ
＋ Ａｌ＋ Ａａ、 Ｃ１等を被覆し、さらに被覆され
たＣｏ等の金属を加熱処理により鋼中に拡散させ、表層
部のみを所定の鋼合金とするものである。鋼の表面にＣ
ｏｔ＠ｆ被覆する方法としては、電気メッキ、化学メッ
キ、真空蒸着、スパッタリング、溶射等公知の方法が採
用できる。ｃｏ等の母材中への拡散は高温における金属
元素の熱拡散現象を利用して達成する。マンガン、チタ
ン、シリコン、クロム等の硼化物微細化のための金属は
母材である鋼中にあらかじめ配合しておいてもよい。ま
た、Ｏｏ＄を被覆する時に同時にマンガン等を導入し、
拡散させてもよい。
金属材料の形状は板状、棒状、綿状等、使用目的に応じ
て任意の形状とすることができる。
て任意の形状とすることができる。
金属材料の表面に硼素を浸透、拡散させ、表層部にポラ
イドの微細粒子が分散した層を形成させる工場は、通常
公知の浸硼素処理法によシ達成される０代表的な浸硼素
処理法としては硼素を溶解し几溶融塩浴に金属材料を浸
漬して処理する溶融塊法、庚化硼素等の粉末とフッ化ホ
ウ素、塩化アンモン等の粉末の混合粉末中に金属材料を
埋設し、加熱処理をおこなう粉末法、真空中で硼５１！
を蒸着させる等の物理的蒸着法が利用できる。金属材料
中に浸透した硼素は鋼合金中のＯｏ等と化合し、硼化物
を形成する。得られる硼化物は、ＡＩＢ町ＡｌＢ１・。
イドの微細粒子が分散した層を形成させる工場は、通常
公知の浸硼素処理法によシ達成される０代表的な浸硼素
処理法としては硼素を溶解し几溶融塩浴に金属材料を浸
漬して処理する溶融塊法、庚化硼素等の粉末とフッ化ホ
ウ素、塩化アンモン等の粉末の混合粉末中に金属材料を
埋設し、加熱処理をおこなう粉末法、真空中で硼５１！
を蒸着させる等の物理的蒸着法が利用できる。金属材料
中に浸透した硼素は鋼合金中のＯｏ等と化合し、硼化物
を形成する。得られる硼化物は、ＡＩＢ町ＡｌＢ１・。
Ａ ８ Ｂｙ Ａ ８Ｅａ ＊ ＯｄＢｍ 、ＯＯ諺Ｂ
ｅ ＣＯＥ ＊ ＯｒＢ ＊ ＯｒＢ２ 、Ｆ ｅ Ｂ
ｔ Ｆｅｘ Ｂ −ＭｇＥｌ、 ＭｇＢ４１ ＭＯＢ＊
、 Ｍｏ冨Ｅ ＊ ＮｂＢ、 Ｎｔ）Ｂｓ −ＰｔＢ、
Ｐｔ諺Ｂ１゜ＴａＢ ＴａＢ＊ Ｉ ｗｌ Ｅｉ ＊
ＺｒＢ＊等のうち１種又は２種以上の混合物でおる。
ｅ ＣＯＥ ＊ ＯｒＢ ＊ ＯｒＢ２ 、Ｆ ｅ Ｂ
ｔ Ｆｅｘ Ｂ −ＭｇＥｌ、 ＭｇＢ４１ ＭＯＢ＊
、 Ｍｏ冨Ｅ ＊ ＮｂＢ、 Ｎｔ）Ｂｓ −ＰｔＢ、
Ｐｔ諺Ｂ１゜ＴａＢ ＴａＢ＊ Ｉ ｗｌ Ｅｉ ＊
ＺｒＢ＊等のうち１種又は２種以上の混合物でおる。
これらの方法によシ、銅あるいは銅合金中に硼化物粒子
が分散した層が形成される。硼化物粒子の大きさは小さ
ければ小さい稚よい０本発明の方法では０．１〜１０ミ
クロン程度の粒径をもつ硼化物が得られる。なお、表層
部に占める硼化物粒子の割合は容量％で６〜８０％が望
ましい。表層部の１−の厚さは０．０８〜０．１ ｇが
良い、なお、厚い層を得るには、硼素の浸透拡散処理時
間を畏くしたり、処理温度を高くすることにより達成で
きる。
が分散した層が形成される。硼化物粒子の大きさは小さ
ければ小さい稚よい０本発明の方法では０．１〜１０ミ
クロン程度の粒径をもつ硼化物が得られる。なお、表層
部に占める硼化物粒子の割合は容量％で６〜８０％が望
ましい。表層部の１−の厚さは０．０８〜０．１ ｇが
良い、なお、厚い層を得るには、硼素の浸透拡散処理時
間を畏くしたり、処理温度を高くすることにより達成で
きる。
本発明に係る製造方法は以上の構成よシなる。
本発明製造方法によれば、金属材料の表層部にのみ硼化
物を微細かつ均一に分散させることが容易にできる。硼
化物は、従来の接点材料に比べて “硬度が高
く溶融温度及び分解温度が高く化学的にも安定している
。このため本発明方法によって表層部にのみ硼化物を分
散させて製造し九金属材料は、耐摩耗性、耐溶着性及び
耐アーク性に優れた表層部を有することになり、該表層
部を特徴とする特性の優れ九電気接点材料及び電気摺動
材料として使用することができる。又本発明によれば硼
化物は、比較的高い導電性を有し、しかも表層部のみに
微細に分散せしめているため電気接点材料として十分な
高電導性を得ることができる。更に本発明製造方法によ
れば硼化物分散鋼合金の母材内部の組成をほぼ任意に構
成できるため、曲げ、打抜き、コイニング等の加工が容
易になる庫又熱伝導性を高くする様に母材内部のｌ成を
選択することができる。
物を微細かつ均一に分散させることが容易にできる。硼
化物は、従来の接点材料に比べて “硬度が高
く溶融温度及び分解温度が高く化学的にも安定している
。このため本発明方法によって表層部にのみ硼化物を分
散させて製造し九金属材料は、耐摩耗性、耐溶着性及び
耐アーク性に優れた表層部を有することになり、該表層
部を特徴とする特性の優れ九電気接点材料及び電気摺動
材料として使用することができる。又本発明によれば硼
化物は、比較的高い導電性を有し、しかも表層部のみに
微細に分散せしめているため電気接点材料として十分な
高電導性を得ることができる。更に本発明製造方法によ
れば硼化物分散鋼合金の母材内部の組成をほぼ任意に構
成できるため、曲げ、打抜き、コイニング等の加工が容
易になる庫又熱伝導性を高くする様に母材内部のｌ成を
選択することができる。
以下実施例によシ説明する。
実施例１
０ｕ ９５電量部とＯｒ５重量部を溶解し、Ｃｕ９４．
０原子９６Ｃｊｒ ６．０原子％よりなるクロム鋼合金
を得た。これを鍛造した後直径６．４φ畏さ２４ｗｍの
円柱状試料を作成した０次にこの試料を硼砂６０重量部
、炭化硼素（Ｂ２Ｏ）粉末（粒径７９〜１４９μｍ）４
０重量部よりなる９５０″Ｃの溶融塩浴中に４時間浸漬
保持し、その後浴より取り出し硼化物分散鋼合金金製造
した。
０原子９６Ｃｊｒ ６．０原子％よりなるクロム鋼合金
を得た。これを鍛造した後直径６．４φ畏さ２４ｗｍの
円柱状試料を作成した０次にこの試料を硼砂６０重量部
、炭化硼素（Ｂ２Ｏ）粉末（粒径７９〜１４９μｍ）４
０重量部よりなる９５０″Ｃの溶融塩浴中に４時間浸漬
保持し、その後浴より取り出し硼化物分散鋼合金金製造
した。
得られた試料の一部を切断し、その切断１ｉｉｔ−顕微
鏡で−ベた。この顕微鏡写真を第１図に示す。
鏡で−ベた。この顕微鏡写真を第１図に示す。
図中領域１は硼化物の分散層、領域２はクロム鋼合金よ
りなる母材を表わす、この結果、表面より約４０μｍの
深さまで粒径０．１〜１μｍの硼化物が微細に均一に分
散していることが分る。ｔた硼化物の表層部に占める割
合は６体積％であった。この硼化物はＸ線回折の結果Ｏ
ｒＢでアラた。
りなる母材を表わす、この結果、表面より約４０μｍの
深さまで粒径０．１〜１μｍの硼化物が微細に均一に分
散していることが分る。ｔた硼化物の表層部に占める割
合は６体積％であった。この硼化物はＸ線回折の結果Ｏ
ｒＢでアラた。
なお、母材内部に粗大粒で分散している物質は、鋼中の
未固溶のＯｒである。
未固溶のＯｒである。
実施例２
実施例１と同様の組成比を持つクロム鋼合金金同一過程
によって同一形状に作成した後、該合金をフェロボロン
（ボロ７２０重量％含有）粉末（粒径的６０〜１４９
ｐｍ ） ９０重量部、フッ化硼素酸カリ（ＫＢＦ４
）粉末（粒径的９０．ｕｎ）１０１１１量部よシなる混
合粉末中に埋込み、９５０’０で４時間加熱して試料を
作成した。この試料について実施例１と同様に組織と形
成物を調べた結果ＣｒＢが傘軸にかつ均一に表面層に分
散しているのが分つ友。
によって同一形状に作成した後、該合金をフェロボロン
（ボロ７２０重量％含有）粉末（粒径的６０〜１４９
ｐｍ ） ９０重量部、フッ化硼素酸カリ（ＫＢＦ４
）粉末（粒径的９０．ｕｎ）１０１１１量部よシなる混
合粉末中に埋込み、９５０’０で４時間加熱して試料を
作成した。この試料について実施例１と同様に組織と形
成物を調べた結果ＣｒＢが傘軸にかつ均一に表面層に分
散しているのが分つ友。
実施例ａ
Ｃｕ９５重量部と０ｏ６ｊ［置部を溶解し、ｃｕ９４．
６原子％Ｏｏ５．４原子％よυなるコバルト鋼合金を得
た。その後実施例１と同様の過程によって８６０′Ｇの
溶融塩浴中に４時間浸漬保持し、硼化物分散鋼合金を得
た。第２図に本試料の断面顧徽鏡写真を示す。同写真に
よれば、約４０μｍの深さまで粒径０．５〜２μｍのＯ
ｏＢ粒子が＊細に分散した層が形成されていることが分
る。また硼化物の表層部に占める割合は６体積％であっ
た。
６原子％Ｏｏ５．４原子％よυなるコバルト鋼合金を得
た。その後実施例１と同様の過程によって８６０′Ｇの
溶融塩浴中に４時間浸漬保持し、硼化物分散鋼合金を得
た。第２図に本試料の断面顧徽鏡写真を示す。同写真に
よれば、約４０μｍの深さまで粒径０．５〜２μｍのＯ
ｏＢ粒子が＊細に分散した層が形成されていることが分
る。また硼化物の表層部に占める割合は６体積％であっ
た。
尚、母材内部には、未固溶のＣｏが存在していた。
実施例４
ｏｕ ９’ ７１Ｌ量部とＺｒ ８重量部を溶解し、Ｇ
ｕ ９ ’７．９原子％ｚｒ１１１１子％よシなるジ
ルコニウム鋼合金を得意、その後の処理は、実施例８と
同様に行った。この試料の断面顕微鏡写真を第８図に示
す。
ｕ ９ ’７．９原子％ｚｒ１１１１子％よシなるジ
ルコニウム鋼合金を得意、その後の処理は、実施例８と
同様に行った。この試料の断面顕微鏡写真を第８図に示
す。
同写真によれば、約８６μｍの深さまで粒径０．６〜２
μｍのＺｒＢｍ粒子が微細に分散し九層が形成されてい
るのが分る。また硼化物の表層部に占める割合は４体積
％であった。
μｍのＺｒＢｍ粒子が微細に分散し九層が形成されてい
るのが分る。また硼化物の表層部に占める割合は４体積
％であった。
尚、母材内部には、未固溶のＯｕｓ Ｚｒが存在してい
た。
た。
実施例５
純銅に約６μｍ厚さに０Ｏｔ−電気メッキし九後、不活
性雰囲気中において、１０２０℃で８時間加熱し、０ｏ
１ｔＯｕ中に固溶させた後、実施例８と同様の方法でボ
ロン中）を浸透拡散させ、硼化物分散鋼合金を得友、こ
の試料に形成された分散層は、はぼ実施例８と同様であ
る。約８６μｍの深さまでＯｏＢが微細かつ均一に分散
した層が形成された。
性雰囲気中において、１０２０℃で８時間加熱し、０ｏ
１ｔＯｕ中に固溶させた後、実施例８と同様の方法でボ
ロン中）を浸透拡散させ、硼化物分散鋼合金を得友、こ
の試料に形成された分散層は、はぼ実施例８と同様であ
る。約８６μｍの深さまでＯｏＢが微細かつ均一に分散
した層が形成された。
尚銅母材内部には、上記の実施例と異なシ未固溶のＣＯ
は、はとんど存在していなかった。
は、はとんど存在していなかった。
次にこれら試料の電気接点材料とじての性能を調べるた
め対向式接点特性試験と摺動式接点特性試験を実施した
。
め対向式接点特性試験と摺動式接点特性試験を実施した
。
対向式接点特性試験はＡ８ＴＭ規格のＡＳＴＭ式対向式
試験機を用い、直流電圧１２土０． Ｉ Ｖ、電流１０
Ａ１ランプ負荷１８０Ｗ％接触荷重８００ｇ、解１１１
１Ｒ盲ｓ ｏ ｏ ｇ、繰υ返し速度６０回／分、試験
片形状直径６．４１１１高さ２゜４ＷＭ種材料の組合せ
とし、２６万回のＯＮ、０ＩＦＦｔ行なった。その結果
を第２表に示す。２６万回の試験中、溶着、焼付、その
他の異常はみられなかった。
試験機を用い、直流電圧１２土０． Ｉ Ｖ、電流１０
Ａ１ランプ負荷１８０Ｗ％接触荷重８００ｇ、解１１１
１Ｒ盲ｓ ｏ ｏ ｇ、繰υ返し速度６０回／分、試験
片形状直径６．４１１１高さ２゜４ＷＭ種材料の組合せ
とし、２６万回のＯＮ、０ＩＦＦｔ行なった。その結果
を第２表に示す。２６万回の試験中、溶着、焼付、その
他の異常はみられなかった。
第２表
比較例として従来公知の接点材料について対向式接点特
性実験を行つ九結果を第２表に示す。ここで比較例１０
１は’ｇ ｓ比較例ＩｌｌはＡｇ−１０ｗｔ％Ｏｕ合金
、比較例１（ｌはＯｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金、比較例１
０４はタフピッチ鋼そして比較例１０６線青銅のそれぞ
れ接点材料である。これらの従来の接点材料に比較して
、本発明方法によって製造された接点材料は溶着、材料
の移ｆｋ＃ｌ！の不都合がみられず艮好なものであった
。
性実験を行つ九結果を第２表に示す。ここで比較例１０
１は’ｇ ｓ比較例ＩｌｌはＡｇ−１０ｗｔ％Ｏｕ合金
、比較例１（ｌはＯｕ−１０ｗｔ％Ｎｉ合金、比較例１
０４はタフピッチ鋼そして比較例１０６線青銅のそれぞ
れ接点材料である。これらの従来の接点材料に比較して
、本発明方法によって製造された接点材料は溶着、材料
の移ｆｋ＃ｌ！の不都合がみられず艮好なものであった
。
摺動式接点特性試験線特別に試験機を作り、これを用い
て行なった。この試験機は＠ Ｏｒｐｍで回転する鋼板
の中心より１１万５ｍの部分に半球形状の試片を押付け
る方式のものである。
て行なった。この試験機は＠ Ｏｒｐｍで回転する鋼板
の中心より１１万５ｍの部分に半球形状の試片を押付け
る方式のものである。
試験条件は直流電圧１２±Ｏ，ｔＶ、電流１０Ａ１接触
荷重８０Ｏｆ、すべ多速度７８．５１１１／秒、全摺動
距＠ ６２０００ ｍ 、潤滑油なしとした。試験片は
５０Ｘ５０Ｘ１ｓｏｇの板材の中央部に半径５Ｍの半球
を突出した加工を行ない、この球面を摺動面とした。相
手材としては５０Ｘ５０Ｘ１ｓｗのタフピッチ銅板材を
用いた。試験結果金弟２表に示す。
荷重８０Ｏｆ、すべ多速度７８．５１１１／秒、全摺動
距＠ ６２０００ ｍ 、潤滑油なしとした。試験片は
５０Ｘ５０Ｘ１ｓｏｇの板材の中央部に半径５Ｍの半球
を突出した加工を行ない、この球面を摺動面とした。相
手材としては５０Ｘ５０Ｘ１ｓｗのタフピッチ銅板材を
用いた。試験結果金弟２表に示す。
第２表より明らかなように接触抵抗が０．６〜１．２ｍ
Ωと小さく、かつ消耗量もほとんどない１！度の良好な
ものであっ次。
Ωと小さく、かつ消耗量もほとんどない１！度の良好な
ものであっ次。
第１図はＯｕ −５ｗｔ％Ｏｒ合金を母材とする硼化物
分散鋼合金の厚さ方向切断面の組成を表す顧徽鏡写真、
第２図はＯｕ −５ｗｔ％ＣＯ合金を母材とする硼化物
分散鋼合金の厚さ方向切断面の組成を表す顧徽鏡写真、
第８図はＯｕ −８ｗｔ％Ｚｒ合金を母材とする硼化物
分散鋼合金の厚さ方向切断面の組成を表す顯徽鏡写真で
ある。図中１は分散層、２は母材領域を示す。 特許出願人 株式会社 豊田中央研究所株式会社 東
海理化電機製作所 代理人 弁理士 大 川 宏 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５７年特許願第００９７３１号 ２、発明の名称 硼化物分散銅合金の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県愛知郡長久手町大字長漱字横道４１番地の１（３
６０）株式会社 豊田中央研究所 代表取締役 小 松 登 愛知県西春日井郡西枇杷島町大字下小田井字上砂入１番
地（３５５）株式会社 東海理化電機製作所代表者 大
岩孝夫 ４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区名駅３丁目３番の４児玉
ビル（電話＜０５２＞５８３−９７２０）明細書の特許
請求の範囲の欄 ２、特許請求の範囲 （１）表面より０．０３〜０．１１１１Ｍ＋深さまでの
少なくとも表層部が、アルミニウム（ＡＩ）、砒素（Ａ
ｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、コバルト（ＣＯ）、クロム
（Ｏｒ＞、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブ
デン（ＭＯ＞ 、ニオブ（Ｎｂ ＞、白金（Ｐｔ）、タ
ンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）及び９／ｌｚ二二
１ｋ（Ｚ ｒ ）からなる群より選ばれた１種又は２種
以上の元素を合金あるいは微細粒子として０．５〜４０
原子％含み、残部が銅又は銅合金である金属材料を調製
する第１工程と、 上記金属材料にボロンを浸透拡散させ、該金属材料の表
層部に、Ａ１．Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ。 Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｎｂ、、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ及びＺｒか
らなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素の硼化物
よりなる微細な粒子を形成する第２工程とよりなること
を特徴とする硼化物分散銅合金の製造方法。 （２）銅又は銅合金の表面に、ＡＩ、ΔＳ。 Ｃｄ、Ｃｏ、Ｏｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｔ 、
Ｔａ 、 Ｗ及びｚｒからなる群より選ばれた１種又
は２種以上の元素を被覆し、その後加熱処理を施し被覆
した金属を表層部に拡散させることにより上記第１工程
の金属材料を調製することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の製造方法。
分散鋼合金の厚さ方向切断面の組成を表す顧徽鏡写真、
第２図はＯｕ −５ｗｔ％ＣＯ合金を母材とする硼化物
分散鋼合金の厚さ方向切断面の組成を表す顧徽鏡写真、
第８図はＯｕ −８ｗｔ％Ｚｒ合金を母材とする硼化物
分散鋼合金の厚さ方向切断面の組成を表す顯徽鏡写真で
ある。図中１は分散層、２は母材領域を示す。 特許出願人 株式会社 豊田中央研究所株式会社 東
海理化電機製作所 代理人 弁理士 大 川 宏 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５７年特許願第００９７３１号 ２、発明の名称 硼化物分散銅合金の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県愛知郡長久手町大字長漱字横道４１番地の１（３
６０）株式会社 豊田中央研究所 代表取締役 小 松 登 愛知県西春日井郡西枇杷島町大字下小田井字上砂入１番
地（３５５）株式会社 東海理化電機製作所代表者 大
岩孝夫 ４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区名駅３丁目３番の４児玉
ビル（電話＜０５２＞５８３−９７２０）明細書の特許
請求の範囲の欄 ２、特許請求の範囲 （１）表面より０．０３〜０．１１１１Ｍ＋深さまでの
少なくとも表層部が、アルミニウム（ＡＩ）、砒素（Ａ
ｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、コバルト（ＣＯ）、クロム
（Ｏｒ＞、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブ
デン（ＭＯ＞ 、ニオブ（Ｎｂ ＞、白金（Ｐｔ）、タ
ンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）及び９／ｌｚ二二
１ｋ（Ｚ ｒ ）からなる群より選ばれた１種又は２種
以上の元素を合金あるいは微細粒子として０．５〜４０
原子％含み、残部が銅又は銅合金である金属材料を調製
する第１工程と、 上記金属材料にボロンを浸透拡散させ、該金属材料の表
層部に、Ａ１．Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ。 Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｎｂ、、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ及びＺｒか
らなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素の硼化物
よりなる微細な粒子を形成する第２工程とよりなること
を特徴とする硼化物分散銅合金の製造方法。 （２）銅又は銅合金の表面に、ＡＩ、ΔＳ。 Ｃｄ、Ｃｏ、Ｏｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｔ 、
Ｔａ 、 Ｗ及びｚｒからなる群より選ばれた１種又
は２種以上の元素を被覆し、その後加熱処理を施し被覆
した金属を表層部に拡散させることにより上記第１工程
の金属材料を調製することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の製造方法。
Claims (2)
- （１）表面よシ０．０８〜０．１１深さまでの少なくと
も表層部が、アルミニウム（ＡＪ ’） 、砒素（Ａ８
）、カドミウム（ｃｄ）、コバルト（００）、クロム（
Ｏｒ ）、＃（Ｆａ ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリ
ブデン（Ｍｏ ）、ニオブ（Ｎｂ）、白金（ｐｔ）、タ
ンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）及びジルコニア（
Ｚｒ ）からなる群よシ選ばれた１種又は２種以上の元
素を合金あるいは微細粒子として０゜５〜４０原子％含
み、＠部が鋼又は銅合金である金属材料ｔ−調製する第
１工程と、 上記金属材料にボロンを浸透拡散させ、該金属材料の表
層部に、Ａ１． Ａｓ 、 ＯｅＬ 、 ｏｏ、ａｒ＊
Ｆｅ、 Ｍｇ、Ｍｏ、 Ｂｉｂ、 Ｐｔ、 Ｔａ、 Ｗ
及びｚｒからなる群よシ選ばれた１種又は２種以上の元
素の硼化物よυなる微細な粒子管形成する第２工程とよ
シなることを特徴とする硼化物分散鋼合金の製造方法。 - （２）鋼又は鋼合金の表面に、Ａ１・Ａｓ、Ｏｄ、Ｑｏ
・Ｏｒ、Ｆａ、Ｍｇ、Ｍｏ、ＮＩＰｔｅＴａ、Ｗ及びＺ
ｒからなる群より選ばれたＩＩｉ又は２Ｉ１以上の元素
を被憶し、その後加熱処理を施し被覆した金属を表層部
に拡散させることによシ上記第１工程の金属材料ｔａｉ
ｌ製することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57009731A JPS58126946A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 硼化物分散銅合金の製造方法 |
| CA000404982A CA1188549A (en) | 1982-01-25 | 1982-06-11 | Process for manufacturing boride dispersion copper alloys |
| US06/387,455 US4436560A (en) | 1982-01-25 | 1982-06-11 | Process for manufacturing boride dispersion copper alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57009731A JPS58126946A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 硼化物分散銅合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58126946A true JPS58126946A (ja) | 1983-07-28 |
| JPS622627B2 JPS622627B2 (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=11728452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57009731A Granted JPS58126946A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 硼化物分散銅合金の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4436560A (ja) |
| JP (1) | JPS58126946A (ja) |
| CA (1) | CA1188549A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5943859A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-12 | Mitsubishi Metal Corp | すぐれた高温耐摩耗性を有する表面硬化Ｃｕ合金部材 |
| JPS5943860A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-12 | Mitsubishi Metal Corp | すぐれた高温耐摩耗性を有する表面硬化Ｃｕ合金部材 |
| JPS5943858A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-12 | Mitsubishi Metal Corp | すぐれた高温耐摩耗性を有する表面硬化Ｃｕ合金部材 |
| JPS59143032A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-16 | Mitsubishi Metal Corp | 装飾用表面硬化Ｐｔ合金部材 |
| JPS6050161A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-19 | Mitsubishi Metal Corp | 拡散浸透処理による表面硬化層を有するＣｕ合金部材 |
| JPS60110868A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-17 | Mitsubishi Metal Corp | 表面硬化Ａｕ合金部材 |
| JPS63179031A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 金属−セラミツクス複合成形体及びその製造方法 |
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| US4999050A (en) * | 1988-08-30 | 1991-03-12 | Sutek Corporation | Dispersion strengthened materials |
| US5039478A (en) * | 1989-07-26 | 1991-08-13 | Olin Corporation | Copper alloys having improved softening resistance and a method of manufacture thereof |
| US5017250A (en) * | 1989-07-26 | 1991-05-21 | Olin Corporation | Copper alloys having improved softening resistance and a method of manufacture thereof |
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| US5213638A (en) * | 1990-07-27 | 1993-05-25 | Olin Corporation | Surface modified copper alloys |
| US5209787A (en) * | 1990-07-27 | 1993-05-11 | Olin Corporation | Surface modification of copper alloys |
| US5096508A (en) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | Olin Corporation | Surface modified copper alloys |
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| US5614320A (en) * | 1991-07-17 | 1997-03-25 | Beane; Alan F. | Particles having engineered properties |
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| US2955959A (en) | 1958-09-22 | 1960-10-11 | Rose Arthur H Du | Chemical nickel plating |
| US3352667A (en) | 1964-09-29 | 1967-11-14 | Raytheon Co | Prevention of hydrogen-embrittlement in oxygen-bearing copper |
| US3634145A (en) | 1968-12-09 | 1972-01-11 | Triangle Ind Inc | Case-hardened metals |
| US4011107A (en) | 1974-06-17 | 1977-03-08 | Howmet Corporation | Boron diffusion coating process |
-
1982
- 1982-01-25 JP JP57009731A patent/JPS58126946A/ja active Granted
- 1982-06-11 US US06/387,455 patent/US4436560A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-06-11 CA CA000404982A patent/CA1188549A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5351147A (en) * | 1976-10-21 | 1978-05-10 | Tokyo Shibaura Electric Co | Surface hardening process for copper or copper alloy |
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| JPS621468B2 (ja) * | 1982-09-03 | 1987-01-13 | Mitsubishi Metal Corp | |
| JPS59143032A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-16 | Mitsubishi Metal Corp | 装飾用表面硬化Ｐｔ合金部材 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1188549A (en) | 1985-06-11 |
| JPS622627B2 (ja) | 1987-01-21 |
| US4436560A (en) | 1984-03-13 |
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