JPS61207554A - Manufacture of heat resistant and high conductivity dispersion strengthened copper alloy material - Google Patents

Manufacture of heat resistant and high conductivity dispersion strengthened copper alloy material

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JPS61207554A
JPS61207554A JP4789785A JP4789785A JPS61207554A JP S61207554 A JPS61207554 A JP S61207554A JP 4789785 A JP4789785 A JP 4789785A JP 4789785 A JP4789785 A JP 4789785A JP S61207554 A JPS61207554 A JP S61207554A
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alloy
dispersion
alloy material
strengthened
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公二 永田
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Abstract

PURPOSE:To manufacture the titled material, by using mixture of Cu-Al alloy powder and powder in which Cu in the surface layer part is converted to oxide. CONSTITUTION:Molten alloy composed of 0.05-3wt% Al and the balance Cu is made to powder, and A powder composed of <=297mu Cu-Al alloy powder is prepd. On the other hand, powder A is oxidized by air under <=300 deg.C temp., to prepare powder B in which Cu in surface layer part of powder A is converted to oxide. Next, powders A and B are mixed uniformly, these are pressed and green compact is enclosed into vessel made of Cu or Cu alloy. Under such a state, green compact is heated, internal oxidation is performed selectively, to form oxidized phase of Al component in Al powder. Further, a prescribed hot working is applied, to obtain Cu-Al2O3 dispersion hardened alloy material having a prescribed shape contg. vessel material as outer skin.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、耐熱、高導電性分散強化銅(Cu)合金材料
の製造法に係り、特にかかる分散強化合金材料の優れた
特性を保持しつつ、その製造工程を簡略化せしめて、経
済的に有利に製造し得るようにした方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a method for producing a heat-resistant, highly conductive dispersion-strengthened copper (Cu) alloy material, and in particular to a method for producing a heat-resistant, highly conductive dispersion-strengthened copper (Cu) alloy material, while maintaining the excellent properties of such a dispersion-strengthened alloy material. This invention relates to an economically advantageous manufacturing method that simplifies the manufacturing process.

(従来技術) &FJ(Cu)マトリックスにアルミナ(A#zOa)
を分散させた合金は、耐熱性、電気伝導性に優れている
ことから、点溶接用電極材料、リードフレーム材料、電
気スイッチ等の電気部品材料として関心を集めている材
料である。ところで、このA A 203を分散せしめ
て強化したCu合金材料について、その性能、製造に関
する研究は古くから行なわれ、例えば特公昭55−39
617号公報や特開昭59−31’838号公報等には
、内部酸化法による製造技術が明らかにされている。
(Conventional technology) &FJ (Cu) matrix with alumina (A#zOa)
Alloys with dispersed ions have excellent heat resistance and electrical conductivity, and are therefore attracting attention as materials for electrical parts such as spot welding electrode materials, lead frame materials, and electrical switches. By the way, research on the performance and manufacturing of Cu alloy materials strengthened by dispersing A A 203 has been conducted for a long time.
No. 617, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-31'838, etc. disclose manufacturing techniques using an internal oxidation method.

そして、それら先行技術においては、何れも、基本的に
CIJ −A ll粉末を適当な酸化剤粉末、具体的に
はCu 20粉末等と混合せしめ、これを圧縮後、高温
、例えば850〜1000“Cの温度て内部酸化処理し
て分散強化させる手法が採用されているものであるが、
このような基本的工程に加えて、更に前記内部酸化処理
の後において、過剰に残存する未反応の酸化剤(Cuz
O)ば、m電性の低下、延性の低下の原因となると言う
理由から、還元処理(例えば、H2ガス中、700〜9
00°Cの加熱処理)がイ」加されたり、またごの工程
に加えて内部酸化処理界uH気を非酸化性に保持せしめ
たり(缶体に混合物を封入する場合には脱気処理を行な
う)、或いはCu 、−Al粉末の高温での再結晶処理
(特公昭55−39617号公報)、酸化剤粉末の粉砕
処理(特開昭59−31838号公報)等の工程が付加
されることとなる。
In all of these prior art, CIJ-All powder is basically mixed with a suitable oxidizer powder, specifically Cu 20 powder, etc., and after compression, the mixture is heated at a high temperature, for example, 850 to 1000 cm. This method uses internal oxidation treatment at a temperature of C to strengthen dispersion.
In addition to these basic steps, after the internal oxidation treatment, an excess of unreacted oxidant (Cuz
O) If the reduction treatment (e.g., 700 to 9
00°C heat treatment) is added, or in addition to the oxidation process, the internal oxidation treatment world UH gas is kept non-oxidizing (deaeration treatment is performed when the mixture is sealed in the can body). ), or processes such as recrystallization treatment of Cu, -Al powder at high temperature (Japanese Patent Publication No. 55-39617), pulverization treatment of oxidizing agent powder (Japanese Patent Laid-open Publication No. 59-31838), etc. may be added. Become.

因みに、従来技術にみられるへβ203分散強化Cu合
金押出棒を得る場合の従来工程は、次の如き(1)〜(
12)のステップを採ることが必要とされているのであ
る。即ち、[11Cu−Aff合金粉末(A剤)の調製
、(2)かかるA剤の高温下での空気酸化による酸化剤
(B剤)の調製、(31B剤の粉砕、(4)A剤とB剤
の混合(化学量論量)、(5)混合物の圧縮、(6)圧
縮体の缶封入、(7)缶内の脱気及びArカス封入、(
8)内部酸化処理(850〜1000℃)、(9)還元
処理−粉砕(700〜900°C)、(川)缶月入(A
rカス封入)、(11)脱気、(12)熱間押11農こ
て構成されている。
Incidentally, the conventional process for obtaining a β203 dispersion-strengthened Cu alloy extruded rod seen in the prior art is as follows (1) to (
Therefore, it is necessary to take step 12). That is, preparation of [11Cu-Aff alloy powder (A agent), (2) preparation of an oxidizing agent (B agent) by air oxidation of the A agent at high temperature, (pulverization of the 31B agent, (4) A agent and Mixing of B agent (stoichiometric amount), (5) Compressing the mixture, (6) Enclosing the compressed body in a can, (7) Degassing inside the can and enclosing Ar scum, (
8) Internal oxidation treatment (850-1000°C), (9) Reduction treatment - crushing (700-900°C), (River) canning (A
(11) deaeration, (12) hot pressing, and (11) agricultural trowel.

(問題点) このように、従来から知られているΔ1203分散強化
Cu合金材料の製造手法においては、極めて多数の工程
乃至は作業が必要とされており、加えてその製造工程の
複4“[Fさ、面倒さ等の為G、二、かかる合一金材料
の製造コストが著しく高くなる問題が内在しており、そ
れ故にその実用化は限定された部門に見られるに過ぎな
いのである。
(Problem) As described above, in the conventionally known manufacturing method of Δ1203 dispersion-strengthened Cu alloy material, an extremely large number of steps or operations are required, and in addition, the manufacturing process is complicated. There is an inherent problem in that the manufacturing cost of such alloy materials increases significantly due to their fragility and troublesomeness, and therefore, their practical application is only seen in a limited number of sectors.

(解決手段) ここにおいて、本発明は、かかる現状に比みて為された
ものであって、粉末を用いた内部酸化処理法の工程の簡
素化について鋭意検討した結果、耐熱性、電気伝導性を
何等損なうことなく、Cu−A#203分散強化合金材
料を有効に得ることができる手段を見い出したことに基
づいて完成されたものであり、これによって、従来品に
比べて著しいコストダウンが可能となったのである。
(Solution Means) Here, the present invention has been made in comparison with the current situation, and as a result of intensive study on simplifying the process of internal oxidation treatment using powder, the present invention has improved heat resistance and electrical conductivity. It was completed based on the discovery of a means to effectively obtain Cu-A#203 dispersion-strengthened alloy material without any damage, and this enables significant cost reductions compared to conventional products. It has become.

すなわち、本発明は、重量で0.05〜3.0%のAl
を含み且つ残部がCuからなる合金溶湯をガスアトマイ
ズ若しくは水アトマイズ法にて粉末化して、297μm
以下のCu−A7!合金粉末からなるA粉末を調製する
一方、かかるA粉末を30θ℃を超えない温度下で空気
酸化せしめて、該A粉末の表層部のCuを酸化物に変換
してなるB粉末を製造し、次いでそれらA粉末とB粉末
とを均一に混合せしめ、そしてそれを圧縮成形して得ら
れる圧縮成形体を所定のCu若しくはCu合金製の容器
内に封入せしめた後、かかる封入状態において、該圧縮
成形体を加熱して選択的に内部酸化を行ない、前記A粉
末中にAl成分の酸化物相を形成せしめ、更にその後所
定の熱間加工を施すことにより、前記容器材料を外皮と
して有する所定形状のCl1−AI!203分散強化合
金材料を得るようにしたことを特徴とするものである。
That is, in the present invention, 0.05 to 3.0% by weight of Al
A molten alloy containing Cu and the remainder being Cu is powdered by gas atomization or water atomization to form a powder with a diameter of 297 μm.
Cu-A7 below! While preparing powder A consisting of an alloy powder, producing powder B by oxidizing the powder A in air at a temperature not exceeding 30θ°C to convert Cu in the surface layer of the powder A into an oxide; Next, the A powder and the B powder are uniformly mixed, and the resulting compression molded product is sealed in a predetermined container made of Cu or Cu alloy. By heating the compact to selectively perform internal oxidation to form an oxide phase of the Al component in the A powder, and then subjecting it to a predetermined hot working process, a predetermined shape having the container material as an outer skin is formed. Cl1-AI! 203 dispersion strengthened alloy material is obtained.

ここにおいて、かかる本発明にて用いられるA粉末は、
重量で0.05〜3.0%の八〇を含み、且つ残部がC
uからなる合金溶湯を通常のガスアトマイズ若しくは水
アトマイズ法、換言すればかかる合金溶湯の流れに対し
て、圧縮ガス或いは水流ジェットを作用させて飛散せし
め、粉末化する方法(噴霧法)にて粉末化して得られる
微細なCu−A1合金粉末であり、そのようなC11−
Al合金粉末は、その粒径が297μm以下となるよう
にして調製されることとなる。なお、このCu−A7!
合金粉末の粒径が297μmよりも大きくなると、後述
する選択的な内部酸化処理、換言すればCu=A4合金
粉末中のAl成分を選択的に酸化してA !2 z O
3と為し、そのような酸化物の相を該粉末中に形成せし
める分散処理の時において、当該内部酸化(Alの酸化
)が不良となる問題があるところから、上記アトマイズ
法にて得られる合金粉末の粒径が大なる場合においては
、必要に応して分級操作乃ヤは篩分は操作を実施して、
2!l 7 tt m以上の粒径の粉末として調製する
必要がある。
Here, the A powder used in the present invention is:
Contains 0.05 to 3.0% 80 by weight, and the balance is C
A molten alloy consisting of u is pulverized by a normal gas atomization or water atomization method, in other words, a method in which compressed gas or a water jet is applied to the flow of the molten alloy to scatter it and pulverize it (spray method). It is a fine Cu-A1 alloy powder obtained by
The Al alloy powder is prepared so that its particle size is 297 μm or less. In addition, this Cu-A7!
When the particle size of the alloy powder becomes larger than 297 μm, the selective internal oxidation treatment described below, in other words, the Al component in the Cu=A4 alloy powder is selectively oxidized to produce A! 2z O
3, and there is a problem that the internal oxidation (oxidation of Al) is poor during the dispersion treatment to form such an oxide phase in the powder, so the powder obtained by the atomization method described above When the particle size of the alloy powder is large, classifying and sieving operations may be performed as necessary.
2! It is necessary to prepare it as a powder with a particle size of l 7 tt m or more.

また、かかるA粉末としてのCII −A 48合金粉
末を調製するためのCu合金溶湯において、Aff含有
量か0.05重量%よりも少なくなると、最終製品たる
C14−Ae203分散強化分散強化合金熱料、特に7
00 ’C以−1−の温度下における耐熱性が悪くなる
問題があり、また3、0重量%を超えるAl含有量にお
いてシJ′、同じく最終製品の電気伝導度か低下ずろ問
題があり、それ故700°C以トの温度下における耐熱
性や良好な電気伝導度、例えばlAC3値が50%以」
二の材料を得る−ににおいて、」−記ア1〜マイスされ
るC u合金溶湯中のAP量は、0.05〜3.0重量
%に規制される必要があるのである。
In addition, in the Cu alloy molten metal for preparing the CII-A 48 alloy powder as the A powder, if the Aff content is less than 0.05% by weight, the final product C14-Ae203 dispersion strengthened dispersion strengthened alloy heating material , especially 7
There is a problem that the heat resistance deteriorates at temperatures of 00'C or higher, and there is also a problem that the electrical conductivity of the final product decreases when the Al content exceeds 3.0% by weight. Therefore, it has good heat resistance and electrical conductivity at temperatures of 700°C or higher, such as an lAC3 value of 50% or higher.
In order to obtain the second material, the amount of AP in the molten Cu alloy that is milled needs to be regulated to 0.05 to 3.0% by weight.

一方、本発明において用いられるB粉末は、−1−記の
如くして得られたA粉末を用いて、それを別途に3 O
fl ℃を超えない温度下にて空気酸化せしめることに
より、該A粉末を焼結せしめることなく、その表層部の
71〜リソクスとしての01】を酸化物、ずなわらCu
 2 F:’)或いはCu 0 に変換せめてなる粉末
形態のものであって、未処理のΔ□扮末と同様な粒度を
備えたものである。
On the other hand, the B powder used in the present invention is prepared by using the A powder obtained as described in -1- and separately adding 3 O
By air oxidation at a temperature not exceeding fl °C, the surface layer of 71 to 01] as lithox is converted into oxide, Zunawara Cu, without sintering the A powder.
2F:') or at least converted to Cu 0 in powder form, with a particle size similar to that of untreated Δ□ powder.

このように、本発明では、A粉末粒子を焼結させること
なく空気酸化して、酸化剤粉末を形成せしめるところに
特徴かあるのである。これは、本発明者らの検別によっ
て、焼結現象が約350 °(:以上で生じろことを見
出した結果に基づくものであり、本発明にあっては、一
般に150°C稈度がら300℃程度の温度下において
、10分〜2時間程度、A粉末を流動せしめつつ、空気
を流通させることによって、所望の空気酸化(焼鈍)処
理することにより、実施されることとなる。そして、こ
のような酸化処理によって、A粉末は酸化増量して、B
粉末となるのであるが、その際の酸化増量は、一般に0
.5%〜1.0%の範囲内に止められ、これによってΔ
15)末の表層部のC11のめか効果的にCu2O或い
はCu Oの如き酸化物とされることとなるのである。
As described above, the present invention is characterized in that the A powder particles are air oxidized to form oxidizing agent powder without sintering them. This is based on the results of the present inventors' inspection and found that the sintering phenomenon occurs at a temperature of approximately 350 °C or higher. The desired air oxidation (annealing) treatment is performed at a temperature of about 300°C for about 10 minutes to 2 hours by flowing air while fluidizing the A powder.And, Through such oxidation treatment, the A powder is oxidized and increased in weight, and the B powder is
It becomes a powder, but the weight gain due to oxidation is generally 0.
.. It is kept within the range of 5% to 1.0%, thereby reducing Δ
15) C11 in the final surface layer is effectively converted into an oxide such as Cu2O or Cu2O.

ところで、A粉末を酸化するための酸化剤粉末(B粉末
)を得る一つの方法として、Cu−An合金粉末を空気
酸化する手法が公知であることは、先に述べたところで
あるが、そのような空気酸化を行なう際の焼鈍温度は、
酸化がより完全に行なねれるように、一般に高温で実施
され、例えば先の特開昭59−31838号公報におい
ては、400〜700 ’Cの温度に当該かかる粉末を
酸化処理する必要がある旨、明らかにしている。しかし
なから、このような従来の如き高温の酸化処理を行なっ
た場合において、Cu−Al1合金粉末は焼結現象を惹
起するようになるのであり、それ故、その後の混合−圧
縮−内部酸化工程をスムーズに進行せしめる上において
は、この焼結した酸化剤粉末を粉砕する工程が必要とな
るのである。しかして、本発明にあっては、上記本発明
の一つの特徴として明らかにしたようにB粉末は焼結し
ておらす、それ故従来の如き粉砕工程が全く不要となり
、以てそれを省略した製造工程の採用が可能となったの
である。
By the way, as mentioned earlier, one method of obtaining oxidizer powder (B powder) for oxidizing powder A is to air oxidize Cu-An alloy powder. The annealing temperature when performing air oxidation is
In order to perform the oxidation more completely, it is generally carried out at a high temperature; for example, in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-31838, it is necessary to oxidize the powder at a temperature of 400 to 700'C. It has been made clear that. However, when such conventional high-temperature oxidation treatment is performed, the Cu-Al1 alloy powder starts to undergo a sintering phenomenon, and therefore, the subsequent mixing-compression-internal oxidation process In order to proceed smoothly, a step of pulverizing this sintered oxidizing agent powder is necessary. However, in the present invention, as clarified as one of the features of the present invention, the B powder is sintered, and therefore the conventional pulverization step is completely unnecessary and is therefore omitted. This made it possible to adopt a new manufacturing process.

次いで、このようにして得られたA粉末と13粉末とは
、内部酸化処理の為に均一に混合せしめられることとな
るが、その際の混合割合は、一般に化学量論量において
、換言ずれはA粉末中のΔp酸成分酸化せしめてAl2
03とする酸素量に相当する酸素をCu2O、CuOと
して含む13粉末の量において、それらA粉末とB粉末
とが混合−〇しめられる。
Next, Powder A and Powder 13 obtained in this way are uniformly mixed for internal oxidation treatment, but the mixing ratio at that time is generally stoichiometric, in other words, the deviation is By oxidizing the Δp acid component in the A powder, Al2
In the amount of 13 powder containing oxygen as Cu2O and CuO corresponding to the oxygen amount set as 03, the A powder and the B powder are mixed.

尤も、本発明にあっては、△粉末とB粉末とが完全に化
学量論量において混合せしめられる必要はなく、かかる
B粉末の混合割合を該化学量論量の50%〜200%程
度の範囲内において変化せしめることが可能であり、そ
のように変化せしめた場合にあっても、最終製品の性能
において、それほどの遜色は認められないのである。
However, in the present invention, it is not necessary that the △ powder and the B powder are completely mixed in stoichiometric amounts, and the mixing ratio of the B powder is approximately 50% to 200% of the stoichiometric amount. It is possible to make changes within the range, and even when such changes are made, there is no noticeable difference in the performance of the final product.

しかも、かかるA粉末とB粉末の混合に際して、B粉末
は該A粉末から誘導されたものであって、その粒径も同
様なものであるところから、それらA粉末とB粉末との
混合は、従来の焼結物を粉砕して粉末化せしめたものに
壮べて、より一層効果的に行なわれ得て均一な混合物を
容易に得ることが出来るのである。なお、この混合が均
一でないと、後の内部酸化処理が充分に行なわれ得ない
問題を生ずることとなる。
Moreover, when mixing the A powder and the B powder, since the B powder is derived from the A powder and has the same particle size, the mixing of the A powder and the B powder is as follows. By pulverizing the conventional sintered material into powder, the process can be carried out even more effectively and a uniform mixture can be easily obtained. Incidentally, if this mixing is not uniform, a problem arises in that the subsequent internal oxidation treatment cannot be carried out satisfactorily.

そして、このA粉末とB粉末との均一な混合物は、通常
の手法に従って一般に80%以上の相対密度において圧
縮成形されて、所定形状の圧縮成形体(圧粉体)とされ
た後、適当なCu若しくはCu合金(りん脱酸銅、Cu
−Ni合金、Cu−3n合金等)製の容器内に封入せし
められ、その状態下において、従来と同様にして該圧縮
成形体、具体的には容器を加熱して、高温(850〜1
000℃)下に選択的に内部酸化を行なわしめ、該圧縮
成形体を構成するA粉末中のAI!成分を酸化してA 
Il t O3と為し、その酸化物相を該粉末中に形成
せしめるのである。すなわち、Cu、OとA l zO
3との酸化物生成自由エネルギーの差を利用して、A粉
末のAlをB粉末のCuzOによってAltO3に酸化
せしめ、そしてこのAA203の分散状態に基づく硬化
作用が、目的とする材料特性の向上に利用されるのであ
る。
This homogeneous mixture of powder A and powder B is then compression molded according to a normal method at a relative density of generally 80% or more to form a compression molded body (green compact) in a predetermined shape. Cu or Cu alloy (phosphorus deoxidized copper, Cu
-Ni alloy, Cu-3n alloy, etc.), and under that condition, the compression molded body, specifically the container, is heated in the same manner as in the past, and heated to a high temperature (850~1
000°C) to selectively internally oxidize the AI! A by oxidizing the ingredients
IltO3 and its oxide phase is formed in the powder. That is, Cu, O and Al zO
Utilizing the difference in oxide formation free energy between AA203 and AA203, Al in powder A is oxidized to AltO3 by CuzO in powder B, and the hardening action based on the dispersion state of this AA203 improves the desired material properties. It will be used.

そして更に、本発明にあっては、−F記の如くして得ら
れた、内部酸化されてCu  AN20s分散強化合金
粉末からなるように構成された圧縮成形体は、かかる容
器内に収容された状態で、換言すれば従来の如き高温下
での還元処理や粉砕、缶体内封入(Arガス封入)、脱
気処理等の操作が施されることなく、内部酸化処理され
た状態のままにおいて、目的とする材料形態を得るべく
、所定の熱間加工、例えば熱間押出、熱間圧延等が施さ
れることとなる。そして、この熱間加工によって、圧縮
成形体は、それを収容する容器の材料を外皮として有す
る、線材、棒材、板材等の所定形状の(: uA A’
 20 :1分散強化合金材料となるが、該材料には、
またそのような熱間加工の後に、必要に応して冷間加工
が施されることとなる。
Furthermore, in the present invention, the compression molded body obtained as described in -F and composed of internally oxidized Cu AN20s dispersion-strengthened alloy powder is housed in such a container. In other words, the product is left in an internally oxidized state without being subjected to conventional reduction treatment at high temperatures, pulverization, inclusion in the can (Ar gas inclusion), degassing treatment, etc. In order to obtain the desired material form, predetermined hot processing such as hot extrusion, hot rolling, etc. is performed. Through this hot processing, the compression molded product is made of a predetermined shape (: uA A'
20:1 dispersion-strengthened alloy material, which includes:
Further, after such hot working, cold working is performed as necessary.

ところで、一般に、粉末から所定の部材を熱間加工によ
り成形する場合において、粉体の缶体封入−説気一熱間
加工の工程が採用されることとなるが、この缶体封入後
の脱気操作は粉体の酸化防止、水蒸気分解による水素の
発生と吸収等を防止することを目的としている。例えば
、A11合金粉末の場合、缶体封入後600℃で10−
3〜1O−4Torrまで脱気するのが一般的である。
By the way, in general, when molding a predetermined member from powder by hot working, a process of filling the powder into a can, blowing air, and then hot working is adopted. The purpose of air operation is to prevent the oxidation of powder and the generation and absorption of hydrogen due to steam decomposition. For example, in the case of A11 alloy powder, 10-
It is common to degas to 3 to 1 O-4 Torr.

しかして、Cu−An合金粉末を酸化剤にて内部酸化せ
しめるべく缶体内に該合金粉末と酸化剤との混合物を収
容せしめ、そして脱気することなく、熱間加工を行なっ
た場合、残留空気による酸化の進行及び残留酸化物増大
に伴う電気伝導度の低下、冷間加工性の低下等が懸念さ
れるのである。一方、脱気を実施した場合、真空度によ
ってはCu、Oの分解が生じ、ANを酸化せしめるに必
要な酸素量に不足をきたす懸念がある。何れにせよ、最
初に計算した化学量論量より酸素過剰或いは酸素不足を
きたすこととなるのであり、それ故、結局、従来におい
ては酸素過剰気味で反応を完了させ、その後過剰の酸素
を還元処理にて除去するというステップを採り、これに
よって従来の工程が出来上がっているのである。
However, if a mixture of the Cu-An alloy powder and the oxidizing agent is housed in a can to internally oxidize the Cu-An alloy powder with an oxidizing agent, and hot working is performed without degassing, residual air There are concerns that the progress of oxidation and the increase in residual oxides will lead to a decrease in electrical conductivity, a decrease in cold workability, etc. On the other hand, when degassing is carried out, depending on the degree of vacuum, Cu and O may decompose, and there is a concern that the amount of oxygen required to oxidize AN may be insufficient. In any case, this results in an excess or deficiency of oxygen compared to the initially calculated stoichiometric amount.Therefore, in the past, the reaction was completed with a slight excess of oxygen, and then the excess oxygen was removed by reduction treatment. The conventional process is completed by taking the step of removing it in the process.

しかしながら、実用的見地からは、この過剰の酸素(C
LI20及びCuOとして存在)がどの程度許容され得
るかということが重要な点となるのであるが、本発明に
あっては、そのような脱気処理(及びAr封入)工程を
省略しても、熱間加工、更にはそれに続く冷間加工によ
り、板材、棒材、線材等を製造するに際して、その加工
性、性能に殆んど支障をもたらすことがないのである。
However, from a practical standpoint, this excess oxygen (C
The important point is to what extent LI20 (existing as LI20 and CuO) can be tolerated, but in the present invention, even if such a degassing process (and Ar encapsulation) step is omitted, When manufacturing plates, bars, wire rods, etc., through hot working and subsequent cold working, there is almost no problem in the workability and performance of the products.

それ故、本発明にあっては、A粉末とB粉末の混合物か
らなる圧縮成形体を所定の容器内に封入するに際して、
脱気(及びAr封入)工程を省略することが可能となっ
たのである。尤も、本発明にあっては、そのような脱気
工程を採用しても、何等差支えないことは、言うまでも
ないところである。
Therefore, in the present invention, when enclosing a compression molded body made of a mixture of powder A and powder B in a predetermined container,
This made it possible to omit the degassing (and Ar encapsulation) step. However, it goes without saying that in the present invention, there is no problem even if such a degassing step is adopted.

なお、本発明における上記の如き脱気工程の省略を可能
にしている理由については、未だ明らかにはされていな
いが、恐ら(酸化剤としてのB粉末が従来のものとは異
なり、極めて低温度にてその表層部のCuのみを酸化せ
しめたものであるところに、大きな一つの理由が存在し
ているものと考えられている。
The reason why the above-mentioned degassing step can be omitted in the present invention has not yet been clarified, but it is likely that (the B powder as an oxidizing agent is different from conventional ones and has an extremely low One major reason is thought to be that only the Cu in the surface layer is oxidized at high temperatures.

また、本発明における大きな特徴の一つは、従来工程に
おいて最大のネックになっていた内部酸化後の還元工程
を省略し得たことであり、これによって、製造工程の大
幅な簡略化が可能となったのである。なお、本発明にお
いで、圧縮成形体中にCuO,、C1JzOがある程度
存在していても、その加工性や材料性能に何等影響を及
ぼずことはなく、分散強化合金本来の特性を維持するこ
とができるのである。これは、酸化剤として有効なり粉
末の使用や、A粉末とB粉末の混合状態の向上環によっ
て可能となったものと考えられている。
In addition, one of the major features of the present invention is that the reduction step after internal oxidation, which was the biggest bottleneck in conventional processes, can be omitted, making it possible to significantly simplify the manufacturing process. It has become. In addition, in the present invention, even if CuO, C1JzO exists to some extent in the compression molded product, it does not affect the workability or material performance in any way, and the original characteristics of the dispersion strengthened alloy are maintained. This is possible. This is thought to have been made possible by the use of a powder that is effective as an oxidizing agent and by improving the mixing state of powder A and powder B.

なお、本発明に従って、内部酸化処理された圧縮成形体
を収容する容器を熱間加工することによって、かかる容
器は、押出材、圧延材等の加工品の外皮として残存し、
これによりそれら材料中に未反応物質として残存するC
uO、Cu2Oの還元性ガスによるぜい化(例えば水素
ぜい化)を防止するのに有効である。このように、外皮
の存在は、本発明において有効なものであるが、またそ
のような外皮は必要に応じて除去せしめられ、目的とす
る用途に適用されることとなる。例えば、溶接電極チッ
プ材料等の用途の場合にあってLJ、そのような外皮は
不必要である。また、外皮を必要とする用途の場合にお
いて、熱間加工により管材等のボロー材を製造するに際
しては、かかるホロー十Aの全面に容器材料を外皮とし
て存在せしめるには限界があるところから、Cu  A
 I! 203露出部が存在すれば、そのような露出部
に対しては、別途にメタライジング等による保護を行な
うことが必要となる。
In addition, according to the present invention, by hot working a container containing a compression molded body subjected to internal oxidation treatment, such a container remains as an outer skin of a processed product such as an extruded material or a rolled material,
As a result, C remains as an unreacted substance in these materials.
It is effective in preventing embrittlement of uO and Cu2O due to reducing gases (for example, hydrogen embrittlement). As described above, the presence of the outer skin is effective in the present invention, but such outer skin can be removed if necessary and applied to the intended use. For example, in applications such as welding electrode tip materials, LJ, such a skin is unnecessary. In addition, in the case of applications that require an outer skin, when manufacturing hollow materials such as pipe materials by hot working, there is a limit to the presence of container material as an outer skin on the entire surface of such a hollow 1A, so Cu A
I! If 203 exposed portions exist, it is necessary to separately protect such exposed portions by metallizing or the like.

(発明の効果) このように、本発明に従えば、所定のCu −Aff2
03分散強化合金利料がその優れた性能を劣化せしめる
ことなく、著しく簡略化された工程に従って製造され得
ることとなり、これによってその製造コストの有効な低
減を図り得たところから、従来、製造コストが高いため
に性能上張れていることがわかっていたにも拘わらず、
その実用化か見送られていたCu−A42(L+分分散
強化合金科料各種の分野に安価に供給され得ることとな
ったのである。
(Effect of the invention) As described above, according to the present invention, the predetermined Cu-Aff2
03 Dispersion-strengthened alloy can now be manufactured according to a significantly simplified process without deteriorating its excellent performance, and as a result, the manufacturing cost can be effectively reduced. Although it was known that the performance was improved due to the high
The Cu-A42 (L+) dispersion-strengthened alloy material, which had been put off for practical use, can now be supplied to various fields at a low cost.

(実施例) 以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の実施例を幾つかあげるが、本発明がかかる実施例
の記載によって何等の制約をも受けるものでないことは
、言うまでもないところである。
(Examples) In order to clarify the present invention more specifically, some examples of the present invention will be given below, but it is understood that the present invention is not limited in any way by the description of such examples. , it goes without saying.

まず、Cu−0,08重量%A7!合金を高周波炉にて
真空溶解して得られる合金溶湯を、通常のアルゴンガス
アトマイズ法にて粉末とした。そして、この得られた粉
末から297μm以下のものを集め、以下の試料として
用いた。
First, Cu-0.08% by weight A7! The molten alloy obtained by vacuum melting the alloy in a high frequency furnace was made into powder by the usual argon gas atomization method. Then, from the obtained powder, those having a diameter of 297 μm or less were collected and used as the following samples.

即ち、かかるCu粉末の一部を、流動せしめつつ、20
0°C×1時間、空気中において焼鈍し、粉末表面にC
u2Oを形成せしめ、これを酸化剤(B粉末)として用
いた。なお、この焼鈍による空気酸化における酸化増量
は、0.7%であった。
That is, a part of the Cu powder was made to flow for 20 minutes.
Annealed in air at 0°C for 1 hour, C was added to the powder surface.
U2O was formed and used as the oxidizing agent (B powder). Note that the oxidation weight increase in air oxidation due to this annealing was 0.7%.

次いで、未焼鈍材(A粉末)と上記B粉末とを、化学量
論量(10対1)の混合比をベースにして、50対1〜
3対1の割合で配合せしめ、■型ミキザーを用いて均一
に混合せしめた。この混合の後、均一な混合物を500
0 kg f / clの成形圧力にて直径63.9川
り長さ15mmの棒状に、−軸圧縮成形した。得られた
圧粉体の相対密度は約90%であった。
Next, the unannealed material (A powder) and the above B powder are mixed at a stoichiometric (10:1) mixing ratio of 50:1 to 50:1.
They were blended at a ratio of 3:1 and mixed uniformly using a mixer. After this mixing, the homogeneous mixture was
-axis compression molding was performed at a molding pressure of 0 kgf/cl into a rod shape with a diameter of 63.9 mm and a length of 15 mm. The relative density of the obtained green compact was about 90%.

次いで、かかる圧粉体を内径64龍、肉厚2.5鰭、高
さ200龍のりん脱酸銅製有底円筒状容器に収容せしめ
た。そして、この容器の上部開口部を、脱気用の抽気口
を有する円板若しくはこの抽気口のない円板を上蓋とし
て用いて閉塞せしめ、該上蓋と円筒状容器との隙間をT
IG溶接にて接合することにより、封入せしめた。なお
、抽気口を設けた容器に対しては、内部の空気を真空装
置にて脱気して密封し、加工用ビレットとした。
Next, the green compact was placed in a bottomed cylindrical container made of phosphorus-deoxidized copper and having an inner diameter of 64 mm, a wall thickness of 2.5 mm, and a height of 200 mm. Then, the upper opening of this container is closed using a disc having an air bleed port for degassing or a disc without this air bleed port as the top lid, and the gap between the top lid and the cylindrical container is closed by T.
It was sealed by joining by IG welding. In addition, for the container provided with the air bleed port, the air inside was removed using a vacuum device and the container was sealed to obtain a billet for processing.

かくして得られた、単に圧粉体を円筒状容器内に封入し
てなる加工用ヒレソト及び真空脱気してなる加工用ビレ
ットに対して、それぞれ950°C×5時間の内部酸化
処理を施した後、横型間接押出機を用いて、20酊φの
棒材に押出加工した。
The thus obtained processing fillets, which were simply a powder compact sealed in a cylindrical container, and the processing billets, which were vacuum degassed, were each subjected to internal oxidation treatment at 950°C for 5 hours. Thereafter, using a horizontal indirect extruder, it was extruded into a bar with a diameter of 20 mm.

この際、圧粉体の外側に位置する容器材料たるりん脱酸
銅は、押出棒の外皮として全長にわたって残存した。
At this time, the container material, phosphorus-deoxidized copper, located on the outside of the powder compact remained as the outer skin of the extruded rod over the entire length.

また、この得られた各種の押出棒について、その冷間加
工性を調べるために、それぞれ通常のスウェーシング加
工(20龍φ−10龍ψ)及び抽伸加工(10mmφ−
1+nmψ)を施したところ、いずれの押出棒とも、そ
の後のスウエージング加工、抽伸加工が中間焼鈍無しで
可能であった。これにより、99%以上の冷間加工がで
きることが明らかとなり、実用材料として何等問題の無
いものと許忍められた。
In addition, in order to investigate the cold workability of the obtained various extruded rods, we conducted ordinary swaging processing (20 mmφ - 10 dragon ψ) and drawing processing (10 mmφ - 10 mmφ), respectively.
1+nmψ), subsequent swaging processing and drawing processing were possible for all extruded rods without intermediate annealing. As a result, it became clear that more than 99% cold working was possible, and it was accepted that there would be no problems as a practical material.

この冷間加工性の評価結果と共に、前記各種押出祠の性
能、すなわち電気伝導度、硬さ、引張強さ及び耐熱性に
ついて評価し、その結果を下記第1表に示した。
In addition to the cold workability evaluation results, the various extrusion mills were evaluated for their performance, ie, electrical conductivity, hardness, tensile strength, and heat resistance, and the results are shown in Table 1 below.

かかる第1表の結果から明らかなように、本発明に従っ
て得られる各種押出材において、その硬さ、引張強さ、
電気伝導度に脱気有無の影響は見られず、分散強化材料
として望ましい性能を示している。そして、この結果よ
り、本発明にあっては脱気工程が必ずしも必須の工程で
はないことが理解されるのである。更に、A粉末とB粉
末との混合比に関して、15/1乃至5/1では略同−
性能が得られているが、それが30/1を超えると耐熱
性が低下する傾向が認められ、また3/1では、電気伝
導性、冷間加工性が低下する傾向が認められた。
As is clear from the results in Table 1, in the various extruded materials obtained according to the present invention, the hardness, tensile strength,
There was no effect of degassing on electrical conductivity, indicating desirable performance as a dispersion-strengthened material. From this result, it is understood that the degassing step is not necessarily an essential step in the present invention. Furthermore, regarding the mixing ratio of powder A and powder B, they are approximately the same from 15/1 to 5/1.
Although good performance was obtained, when it exceeded 30/1, it was observed that heat resistance tended to decrease, and at 3/1, it was observed that electrical conductivity and cold workability tended to decrease.

出願人 住友軽金属工業株式会社 手続補正書印釦 1、事件の表示 昭和60年 特許側 第47897号 2、発明の名称 耐熱、高導電性分散強化銅合金材料の製造方法3、補正
をする者 事件との関係  特許出願人 名  称 (227)住友軽金属工業株式会社4、代理
人 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書の第4頁第6行の「85o〜]000’C
Jを「700〜1000°C」に訂正する。
Applicant Sumitomo Light Metal Industries Co., Ltd. Procedural amendment stamp button 1, Indication of case 1985 Patent side No. 47897 2, Title of invention Method for manufacturing heat-resistant, highly conductive dispersion-strengthened copper alloy material 3, Person making amendment case Relationship with Patent Applicant Name (227) Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. 4, Column 6 of Detailed Description of the Invention in the Attorney's Specification, Contents of Amendment (1) "85o~" on page 4, line 6 of the specification ]000'C
Correct J to "700-1000°C".

(2)同 第8頁第2〜3行の1変換せめてなる」を「
変換せしめてなる」に訂正する。
(2) On page 8, lines 2 and 3, at least 1 conversion is required” is changed to “
I am correcting it to ``I will force you to convert it.''

(3)同 第11頁第12〜13行の「850〜+00
0’CJを1−700〜1000℃」ニ訂正する。
(3) “850 to +000” on page 11, lines 12 to 13 of the same
Correct 0'CJ to 1-700 to 1000℃.

(4)同 第20頁第1表を別紙の通り訂正する。(4) Table 1 on page 20 of the same page is corrected as shown in the attached sheet.

以    −1−Below -1-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 重量で0.05〜3.0%のAlを含み且つ残部がCu
からなる合金溶湯をガスアトマイズ若しくは水アトマイ
ズ法にて粉末化して、297μm以下のCu−Al合金
粉末からなるA粉末を調製する一方、かかるA粉末を3
00℃を超えない温度下で空気酸化せしめて、該A粉末
の表層部のCuを酸化物に変換してなるB粉末を製造し
、次いでそれらA粉末とB粉末とを均一に混合せしめ、
そしてそれを圧縮成形して得られる圧縮成形体を所定の
Cu若しくはCu合金製の容器内に封入せしめた後、か
かる封入状態において、該圧縮成形体を加熱して選択的
に内部酸化を行ない、前記A粉末中にAl成分の酸化物
相を形成せしめ、更にその後所定の熱間加工を施すこと
により、前記容器材料を外皮として有する所定形状のC
u−Al_2O_3分散強化合金材料を得ることを特徴
とする耐熱、高導電性分散強化銅合金材料の製造方法。
Contains 0.05-3.0% Al by weight and the balance is Cu
Powder A, which is a Cu-Al alloy powder with a diameter of 297 μm or less, is prepared by pulverizing the molten alloy by gas atomization or water atomization.
A B powder is produced by converting Cu in the surface layer of the A powder into an oxide by air oxidation at a temperature not exceeding 00°C, and then uniformly mixing the A powder and the B powder,
Then, the compression molded body obtained by compression molding is sealed in a predetermined container made of Cu or Cu alloy, and in the enclosed state, the compression molded body is heated to selectively perform internal oxidation, By forming an oxide phase of the Al component in the powder A and then subjecting it to a predetermined hot working process, a C of a predetermined shape having the container material as an outer skin is formed.
A method for producing a heat-resistant, highly conductive dispersion-strengthened copper alloy material, which comprises obtaining a u-Al_2O_3 dispersion-strengthened alloy material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009051254A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Sintobrator, Ltd. Copper alloy powder and method for producing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009051254A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Sintobrator, Ltd. Copper alloy powder and method for producing the same

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