JPS6049702B2 - 金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造法 - Google Patents
金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造法Info
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- JPS6049702B2 JPS6049702B2 JP54053690A JP5369079A JPS6049702B2 JP S6049702 B2 JPS6049702 B2 JP S6049702B2 JP 54053690 A JP54053690 A JP 54053690A JP 5369079 A JP5369079 A JP 5369079A JP S6049702 B2 JPS6049702 B2 JP S6049702B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、強度および導電性を兼ね備え、特に電気電
動機の捲線、マグネットワイヤ並びにケーブル、導電用
接点材料、電気接続材料、電気溶接用電極、電気機器部
品、導電用スプリング、およびその他高温使用の導電材
料などとして使用した場合にすぐれた高温強度性能を発
揮する金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造に関
するものである。
動機の捲線、マグネットワイヤ並びにケーブル、導電用
接点材料、電気接続材料、電気溶接用電極、電気機器部
品、導電用スプリング、およびその他高温使用の導電材
料などとして使用した場合にすぐれた高温強度性能を発
揮する金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造に関
するものである。
従来、銅素地中に金属酸化物を分散させた組織を有する
銅合金は、常温および高温において高い強度を有し、か
つ導電性にもすぐれていることが知られ、その製造法と
しては、（ａ）銅と比較して酸化物生成エネルギーの高
い金属成分（以下優先酸化金属という）を含有する銅合
金の固溶体インゴットより、通常の熱間および冷間圧延
加工を適用することによつて極薄い板厚の板材または条
材を成形し、ついでこれを酸化性ガス雰囲気中で温度９
００〜１０００℃に加熱して前記優先酸化金属を選択的
に内部酸化する方法、（ｂ）優先酸化金属を含有する銅
合金の固溶体粉末を通常の粉末製造手段によつて成形し
、ついでこれを酸化性ガス雰囲気中で温度９００〜１０
００℃に加熱して前記優先酸化金属を選択的に内部酸化
した後、圧縮成形して圧粉体を成形し、この圧粉体を還
元性雰囲気中で焼結する方法、（ｃ）銅溶湯中に、別途
用意した金属酸化物粉末を攪拌混合する方法、（ｄ）銅
と優先酸化金属の混合塩溶液を調製し、これにアルカリ
成分などを加えて両金属の水酸化物の混合沈澱物を形成
し、加熱乾燥後還元性ガスで還元して銅粉末と難還元性
の金属酸化物粉末とからなる混合粉末を得、ついで上記
（ｂ）方法に示されるように通常の粉末冶金法によつて
焼結体を成形する方法、などの方法で提案されているが
、いずれの方法も実験的規模で試みられているにすぎず
、しかも上記（ａ）および（ｂ）方法においては、固溶
体組織の銅合金を内部酸化しなければならないため、こ
れを完全に行なうにはかなりの高温と非常に長い処理時
間を必要とし、技術上および設備能力上の制約から工業
的規模での実用化はほとんど不可能である。
銅合金は、常温および高温において高い強度を有し、か
つ導電性にもすぐれていることが知られ、その製造法と
しては、（ａ）銅と比較して酸化物生成エネルギーの高
い金属成分（以下優先酸化金属という）を含有する銅合
金の固溶体インゴットより、通常の熱間および冷間圧延
加工を適用することによつて極薄い板厚の板材または条
材を成形し、ついでこれを酸化性ガス雰囲気中で温度９
００〜１０００℃に加熱して前記優先酸化金属を選択的
に内部酸化する方法、（ｂ）優先酸化金属を含有する銅
合金の固溶体粉末を通常の粉末製造手段によつて成形し
、ついでこれを酸化性ガス雰囲気中で温度９００〜１０
００℃に加熱して前記優先酸化金属を選択的に内部酸化
した後、圧縮成形して圧粉体を成形し、この圧粉体を還
元性雰囲気中で焼結する方法、（ｃ）銅溶湯中に、別途
用意した金属酸化物粉末を攪拌混合する方法、（ｄ）銅
と優先酸化金属の混合塩溶液を調製し、これにアルカリ
成分などを加えて両金属の水酸化物の混合沈澱物を形成
し、加熱乾燥後還元性ガスで還元して銅粉末と難還元性
の金属酸化物粉末とからなる混合粉末を得、ついで上記
（ｂ）方法に示されるように通常の粉末冶金法によつて
焼結体を成形する方法、などの方法で提案されているが
、いずれの方法も実験的規模で試みられているにすぎず
、しかも上記（ａ）および（ｂ）方法においては、固溶
体組織の銅合金を内部酸化しなければならないため、こ
れを完全に行なうにはかなりの高温と非常に長い処理時
間を必要とし、技術上および設備能力上の制約から工業
的規模での実用化はほとんど不可能である。
また上記（ｃ）方法においては、銅溶湯に対する金属酸
化物粉末のぬれ性に問題があるばかりでなく、微細な粉
末を銅溶湯中に均一に分散させることは不可能であつて
、金属酸化物粉末の凝集は避けられず、この結果均一組
織の健全な合金を得ることができないのが現状である。
さらに上記（ｄ）方法においては、工程が複雑となると
共に、工業的規模での大量処理が不可能であるなどの問
題点があるのである。本発明者は、上述のような観点か
ら、簡単な工程で、工業的規模での生産可能に、しかも
コスト安く、銅素地中に微細な金属酸化物が分散した組
織を有する、常温および高温において高い強度を示し、
かつ導電性にもすぐれた金属酸化物分散強化型高導電性
銅合金を製造すべく研究を行なつた結果、（ａ）優先酸
化金属の少なくとも１種を相対的に高い含有量（望まし
くは２〜５重量％）で含有する銅合金溶湯を機械的攪拌
装置を備えた誘導電気炉で調製し、このように調製した
銅合金溶湯に、攪拌を加えながら、酸化性ガスを吹込む
と、前記銅合金溶湯中の優先酸化金属の含有量が高いた
めに、比較的短時間で容易に、これを選択的に完全酸化
することができること。
化物粉末のぬれ性に問題があるばかりでなく、微細な粉
末を銅溶湯中に均一に分散させることは不可能であつて
、金属酸化物粉末の凝集は避けられず、この結果均一組
織の健全な合金を得ることができないのが現状である。
さらに上記（ｄ）方法においては、工程が複雑となると
共に、工業的規模での大量処理が不可能であるなどの問
題点があるのである。本発明者は、上述のような観点か
ら、簡単な工程で、工業的規模での生産可能に、しかも
コスト安く、銅素地中に微細な金属酸化物が分散した組
織を有する、常温および高温において高い強度を示し、
かつ導電性にもすぐれた金属酸化物分散強化型高導電性
銅合金を製造すべく研究を行なつた結果、（ａ）優先酸
化金属の少なくとも１種を相対的に高い含有量（望まし
くは２〜５重量％）で含有する銅合金溶湯を機械的攪拌
装置を備えた誘導電気炉で調製し、このように調製した
銅合金溶湯に、攪拌を加えながら、酸化性ガスを吹込む
と、前記銅合金溶湯中の優先酸化金属の含有量が高いた
めに、比較的短時間で容易に、これを選択的に完全酸化
することができること。
（ｂ）前記酸化によつて前記溶湯中には一部酸化銅が形
成するが、同様に攪拌を加えながら、還元性ガスを吹込
むことによつて短時間で容易に、これを完全に還元する
ことができ、この際金属酸化物には酸化物生成エネルギ
ーが銅に比して高いために還元は起らず、この結果銅と
金属酸化物とからなる溶湯が得られること。
成するが、同様に攪拌を加えながら、還元性ガスを吹込
むことによつて短時間で容易に、これを完全に還元する
ことができ、この際金属酸化物には酸化物生成エネルギ
ーが銅に比して高いために還元は起らず、この結果銅と
金属酸化物とからなる溶湯が得られること。
（ｃ）この結果得られた銅合金溶湯は、上記のよう．に
比較的高い含有量の金属酸化物（２〜６重量％）を含有
するので、別途用意した銅溶湯に攪拌を加えながら混入
して所定の最終成分組成とし、この状態で攪拌を加えな
がら、固液混合状態となつた時点で鋳造を行なうと、銅
素地中に・微細な金属酸化物が桐一に分散した組織の銅
合金が得られること。
比較的高い含有量の金属酸化物（２〜６重量％）を含有
するので、別途用意した銅溶湯に攪拌を加えながら混入
して所定の最終成分組成とし、この状態で攪拌を加えな
がら、固液混合状態となつた時点で鋳造を行なうと、銅
素地中に・微細な金属酸化物が桐一に分散した組織の銅
合金が得られること。
（ｄ）前記最終銅合金における金属酸化物の含有量は、
０．１重量％未満の含有では所定の高強度を確保するこ
とができず、一方５重量％を越えて含有させると所定の
高導電性、すなわち１．Ａ．Ｃ．Ｓ．で８５％以上の電
気伝導度を確保することができなくなるという理由から
、０．１〜５重量％とする必要があること。
０．１重量％未満の含有では所定の高強度を確保するこ
とができず、一方５重量％を越えて含有させると所定の
高導電性、すなわち１．Ａ．Ｃ．Ｓ．で８５％以上の電
気伝導度を確保することができなくなるという理由から
、０．１〜５重量％とする必要があること。
以上（ａ）〜（ｄ）に示される知見を得たのである。
この発見は、上記知見にもとづいてなされたものであり
、以下に実施例により具体的に説明する。Ｌ実施例１ 炉底にガス吹込用インゼクタを備えた容量４０ｋ９の溝
型誘導電気炉に、純銅：２．８５ｋｇ、アルミニウム１
．５ｋ９を挿入し、粉炭で覆いながら加熱溶解して銅合
金溶湯を調製し、ついで前記溶湯の温度が１１５０℃と
なつた時点で、これに攪拌翼を浸漬し、３００回／Ｍｉ
ｎの速度で回転して前記溶湯を機械的に攪拌すると同時
に、前記インゼクタより酸化性ガスとして加圧酸素ガス
を５００ｅ／Ｈｒの割合で吹込み、この状態を１５紛間
保持することによつて優先酸化金属としてのアルミニウ
ムを選択的に完全に酸化し、引続いて前記インゼクタよ
りの酸素ガスを、プロパンの分解ガスからなる還元性ガ
スに切り換え、５００ｅ／Ｈｒの割合で３０分間吹込む
ことによつて前記酸化によつて一部形成した酸化銅を還
元して金属銅とした。
、以下に実施例により具体的に説明する。Ｌ実施例１ 炉底にガス吹込用インゼクタを備えた容量４０ｋ９の溝
型誘導電気炉に、純銅：２．８５ｋｇ、アルミニウム１
．５ｋ９を挿入し、粉炭で覆いながら加熱溶解して銅合
金溶湯を調製し、ついで前記溶湯の温度が１１５０℃と
なつた時点で、これに攪拌翼を浸漬し、３００回／Ｍｉ
ｎの速度で回転して前記溶湯を機械的に攪拌すると同時
に、前記インゼクタより酸化性ガスとして加圧酸素ガス
を５００ｅ／Ｈｒの割合で吹込み、この状態を１５紛間
保持することによつて優先酸化金属としてのアルミニウ
ムを選択的に完全に酸化し、引続いて前記インゼクタよ
りの酸素ガスを、プロパンの分解ガスからなる還元性ガ
スに切り換え、５００ｅ／Ｈｒの割合で３０分間吹込む
ことによつて前記酸化によつて一部形成した酸化銅を還
元して金属銅とした。
このようにして得られた酸化アルミニウムと金属銅とか
らなる銅合金溶湯３０ｋ９を、攪拌翼を備えた別設の誘
導電気炉で別途用意した銅溶湯２７０ｋ９中に、前記攪
拌翼を３００回／Ｍｉｎの速度で回転しながら混入し、
この攪拌混合を継続しながら、前記溶湯の温度が１０３
０℃になつた時点、すなわち前記溶湯が固液混合状態と
なつた時点で鋳造を行ない、ビレツトとした。
らなる銅合金溶湯３０ｋ９を、攪拌翼を備えた別設の誘
導電気炉で別途用意した銅溶湯２７０ｋ９中に、前記攪
拌翼を３００回／Ｍｉｎの速度で回転しながら混入し、
この攪拌混合を継続しながら、前記溶湯の温度が１０３
０℃になつた時点、すなわち前記溶湯が固液混合状態と
なつた時点で鋳造を行ない、ビレツトとした。
この結果得られた銅合金は、銅素地中に０．５重量％の
酸化アルミニウムが均一に分散した組織を有し、しかも
通常の熱間押出し加工後、５０％の冷間押出し加工を施
した状態で、引張り強さ４３ｋ９／ｉ１ビッカース硬さ
１２８、電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．Ｓ．）８９％を示し
、きわめて高い強度と、すぐれた導電性を有するもので
あつた。
酸化アルミニウムが均一に分散した組織を有し、しかも
通常の熱間押出し加工後、５０％の冷間押出し加工を施
した状態で、引張り強さ４３ｋ９／ｉ１ビッカース硬さ
１２８、電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．Ｓ．）８９％を示し
、きわめて高い強度と、すぐれた導電性を有するもので
あつた。
実施例２
出発原料配合を純銅２８．５ｋ９、錫１．５ｋ９とする
と共に、還元性ガスを、Ｈ２：１５〜３喀量％，ＣＯ：
１５〜２喀量％，Ｎ２＋ＣＯ２など：３０〜４喀量％か
らなるガス組成をもつた加圧炭化水素変成ガスとする以
外は実施例１におけると同一の条件て、錫酸化物分散強
化型銅合金を製造した。
と共に、還元性ガスを、Ｈ２：１５〜３喀量％，ＣＯ：
１５〜２喀量％，Ｎ２＋ＣＯ２など：３０〜４喀量％か
らなるガス組成をもつた加圧炭化水素変成ガスとする以
外は実施例１におけると同一の条件て、錫酸化物分散強
化型銅合金を製造した。
この結果得られた銅合金は、実施例１におけると同じ状
態、すなわち通常の熱間押出し加工後、５０％の冷間押
出し加工を施した状態で、引張り強さ４１ｋ９／Ｗ！！
ｉ、ビッカース硬さ１２６，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．
Ｓ．）８９％を示し、高強度および高導電性をもつもの
であつた。
態、すなわち通常の熱間押出し加工後、５０％の冷間押
出し加工を施した状態で、引張り強さ４１ｋ９／Ｗ！！
ｉ、ビッカース硬さ１２６，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．
Ｓ．）８９％を示し、高強度および高導電性をもつもの
であつた。
実施例３
出発原料配合を純銅２９ｋ９，珪素１ｋ９とする以外は
実施例２におけると同一の条件で、銅素地中に０．３踵
量％の酸化珪素が均一に分散した組織を有する銅合金を
製造した。
実施例２におけると同一の条件で、銅素地中に０．３踵
量％の酸化珪素が均一に分散した組織を有する銅合金を
製造した。
この結果得られた銅合金は、通常の熱間圧延後、５０％
の冷間圧延を施した状態で、引張り強さ４２ｋ９／Ｔｎ
ｌｔｌビッカース硬さ１２８，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ
．Ｓ．）９２％を示した。
の冷間圧延を施した状態で、引張り強さ４２ｋ９／Ｔｎ
ｌｔｌビッカース硬さ１２８，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ
．Ｓ．）９２％を示した。
実施例４
出発原料配合を、純銅２７．５ｋ９，アルミニウム１．
５ｋ９，および珪素１ｋｇとする以外は実施例１におけ
ると同一の条件で、銅素地中に０．５重量％の酸化アル
ミニウムと、０．鍾量％の酸化珪素とが均一に分散した
組織を有する銅合金を製造した。
５ｋ９，および珪素１ｋｇとする以外は実施例１におけ
ると同一の条件で、銅素地中に０．５重量％の酸化アル
ミニウムと、０．鍾量％の酸化珪素とが均一に分散した
組織を有する銅合金を製造した。
この結果得られた銅合金は、実施例３におけると同一の
加工条件において、引張り強さ４４ｋ９／ｉ１ビッカー
ス硬さ１２９，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．Ｓ．）９０％
を示した。実施例５ 出発原料配合を、純銅２６ｋ９，アルミニウム１．５ｋ
９，珪素１ｋｇ，および錫１．５ｋ９とする以外は実施
例１におけると同一の条件で、銅素地中に、０．５重量
％の酸化アルミニウムと、０．３重量％の酸化珪素と、
０．５重量％の酸化錫とが均一に分散した組織を有する
銅合金を製造した。
加工条件において、引張り強さ４４ｋ９／ｉ１ビッカー
ス硬さ１２９，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．Ｓ．）９０％
を示した。実施例５ 出発原料配合を、純銅２６ｋ９，アルミニウム１．５ｋ
９，珪素１ｋｇ，および錫１．５ｋ９とする以外は実施
例１におけると同一の条件で、銅素地中に、０．５重量
％の酸化アルミニウムと、０．３重量％の酸化珪素と、
０．５重量％の酸化錫とが均一に分散した組織を有する
銅合金を製造した。
この結果得られた銅合金は、実施例１におけると同一の
加工条件において、引張り強さ４５ｋ９／７ＴＵｆｔビ
ッカース硬さ１３１，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．Ｓ．）
８９％を示した。
加工条件において、引張り強さ４５ｋ９／７ＴＵｆｔビ
ッカース硬さ１３１，電気伝導度（１．Ａ．Ｃ．Ｓ．）
８９％を示した。
上述のように、この発明の製造法によれば、銅素地中に
微細な金属酸化物が均一に分散した組織、すなわち高強
度および高導電性を有する銅合金を、簡単な工程で、コ
スト安く、しかも技術上および設備能力上の制約を何ら
受けることなく、工業的規模で製造することができるの
である。
微細な金属酸化物が均一に分散した組織、すなわち高強
度および高導電性を有する銅合金を、簡単な工程で、コ
スト安く、しかも技術上および設備能力上の制約を何ら
受けることなく、工業的規模で製造することができるの
である。
Claims (1)
- １ 機械的攪拌装置を備えた誘導電気炉において、銅と
比較して酸化物生成エネルギーの高い金属成分を少なく
とも１種含有する銅合金溶湯を調製し、前記銅合金溶湯
に、攪拌を加えながら、酸化性ガスを吹込んで、前記銅
合金溶湯中の金属成分を選択的に完全酸化した後、引続
いて還元性ガスを吹込んで前記酸化により一部形成され
た酸化銅を還元し、ついで、この結果形成された金属酸
化物と銅とよりなる銅合金溶湯を別途用意した銅溶湯中
に攪拌混合し、攪拌を継続しながら、固液混合状態とな
つた時点で鋳造することからなる基本的工程によつて、
銅素地中に０．１〜５重量％の微細な金属酸化物を均一
に分散した組織を有する銅合金を形成することを特徴と
する金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54053690A JPS6049702B2 (ja) | 1979-05-01 | 1979-05-01 | 金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54053690A JPS6049702B2 (ja) | 1979-05-01 | 1979-05-01 | 金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55145135A JPS55145135A (en) | 1980-11-12 |
| JPS6049702B2 true JPS6049702B2 (ja) | 1985-11-05 |
Family
ID=12949801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54053690A Expired JPS6049702B2 (ja) | 1979-05-01 | 1979-05-01 | 金属酸化物分散強化型高導電性銅合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049702B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213627A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Yamaha Motor Co Ltd | 分散強化型合金の製造方法 |
| CN1092240C (zh) | 1997-08-19 | 2002-10-09 | 钛坦诺克斯发展有限公司 | 钛合金基弥散强化的复合物 |
-
1979
- 1979-05-01 JP JP54053690A patent/JPS6049702B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55145135A (en) | 1980-11-12 |
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