JPS6148573B2 - - Google Patents
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- JPS6148573B2 JPS6148573B2 JP54053691A JP5369179A JPS6148573B2 JP S6148573 B2 JPS6148573 B2 JP S6148573B2 JP 54053691 A JP54053691 A JP 54053691A JP 5369179 A JP5369179 A JP 5369179A JP S6148573 B2 JPS6148573 B2 JP S6148573B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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、マグネツトワイヤ並びにケ
ーブル、導電用接点材料、電気接続部材、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法に関するも
のである。
に電気電動機の捲線、マグネツトワイヤ並びにケ
ーブル、導電用接点材料、電気接続部材、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法に関するも
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ツトより、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件を成形し、ついでこれ
を酸化性ガス雰囲気中で温度900〜1000℃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900〜1000℃
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
撹拌混合する方法、 (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、 などの方法が提案されているが、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。
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ツトより、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件を成形し、ついでこれ
を酸化性ガス雰囲気中で温度900〜1000℃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900〜1000℃
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
撹拌混合する方法、 (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、 などの方法が提案されているが、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種と銅からなる
金属間化合物の溶湯より通常の粉末成形手段に
よつて粉末を成形すると、この結果得られた金
属間化合物粉末は硬くて脆い性質をもつので、
機械的磨砕によりきわめて短時間で、かつ容易
に平均粒径10μｍ以下の微粉末とすることがで
きること。
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種と銅からなる
金属間化合物の溶湯より通常の粉末成形手段に
よつて粉末を成形すると、この結果得られた金
属間化合物粉末は硬くて脆い性質をもつので、
機械的磨砕によりきわめて短時間で、かつ容易
に平均粒径10μｍ以下の微粉末とすることがで
きること。
(b) 平均粒径10μｍ以下の金属間化合物微粉末
を、酸化性雰囲気中で加熱することによつて、
きわめて短時間で、前記金属間化合物を構成す
る優先酸化金属を選択的に完全に内部酸化する
ことができること。
を、酸化性雰囲気中で加熱することによつて、
きわめて短時間で、前記金属間化合物を構成す
る優先酸化金属を選択的に完全に内部酸化する
ことができること。
(c) 前記酸化処理によつて前記微粉末中には一部
酸化銅が形成するが、これを還元性雰囲気中で
加熱すると短時間で容易に、前記酸化銅を金属
銅に完全に還元することができ、この際銅以外
の金属酸化物には酸化物形成エネルギーが銅に
比して高いために還元は起らず、したがつてこ
の結果銅と金属酸化物とからなる銅合金微粉末
が得られること。
酸化銅が形成するが、これを還元性雰囲気中で
加熱すると短時間で容易に、前記酸化銅を金属
銅に完全に還元することができ、この際銅以外
の金属酸化物には酸化物形成エネルギーが銅に
比して高いために還元は起らず、したがつてこ
の結果銅と金属酸化物とからなる銅合金微粉末
が得られること。
(d) 前記銅合金微粉末に別途用意した銅粉末を配
合し、圧縮成形してタブレツトを成形し、この
タブレツトを、機械的撹拌装置を備えた誘導電
気炉で別途用意した銅溶湯中に撹拌を加えなが
ら混入すると、銅溶湯に対するぬれ性よく、金
属酸化物を銅溶湯中に均一に分散させることが
でき、しかも撹拌混合を継続しながら、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均一に分散した組織と
有する銅合金が得られること。
合し、圧縮成形してタブレツトを成形し、この
タブレツトを、機械的撹拌装置を備えた誘導電
気炉で別途用意した銅溶湯中に撹拌を加えなが
ら混入すると、銅溶湯に対するぬれ性よく、金
属酸化物を銅溶湯中に均一に分散させることが
でき、しかも撹拌混合を継続しながら、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均一に分散した組織と
有する銅合金が得られること。
(e) 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％を越えると所定
の高導電性、すなわちＩ、Ａ、Ｃ、Ｓで85％以
上の電気伝導度を確保できないことから、0.1
〜５重量％とする必要があること。
は、0.1重量％未満では所定の高強度を確保す
ることができず、一方５重量％を越えると所定
の高導電性、すなわちＩ、Ａ、Ｃ、Ｓで85％以
上の電気伝導度を確保できないことから、0.1
〜５重量％とする必要があること。
以上(a)〜(e)項に示される知見を得たのである。
この発明は、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。
のであり、以下に実施例により具体的に説明す
る。
実施例 １
容量４Kgの誘導電気炉に、純銅12.4Kg、錫0.76
Kgを挿入し、加熱溶解して銅合金を調製した後、
通常の粉末成形手段によつて粗粒状Cu−Sn合金
粉末を成形した。この結果得られたCu−Sn合金
粉末は稠密六方晶型の金属間化合物（Cu3Sn）か
らなり、これを湿式ボールミル中で磨砕したとこ
ろ、300分間で平均粒径５μｍの微粉末とするこ
とができた。
Kgを挿入し、加熱溶解して銅合金を調製した後、
通常の粉末成形手段によつて粗粒状Cu−Sn合金
粉末を成形した。この結果得られたCu−Sn合金
粉末は稠密六方晶型の金属間化合物（Cu3Sn）か
らなり、これを湿式ボールミル中で磨砕したとこ
ろ、300分間で平均粒径５μｍの微粉末とするこ
とができた。
ついで、上記Cu−Sn合金微粉末を、加熱炉に
おいて、酸化性ガスとして酸素ガスを導入しなが
ら温度500℃に180分間保持してSn成分を選択的
に完全に内部酸化し、引続いて前記酸素ガスを、
還元性ガスとしての水素ガスに切り換え、60分間
保持することによつて前記酸化によつて一部形成
した酸化銅を金属銅に還元した。
おいて、酸化性ガスとして酸素ガスを導入しなが
ら温度500℃に180分間保持してSn成分を選択的
に完全に内部酸化し、引続いて前記酸素ガスを、
還元性ガスとしての水素ガスに切り換え、60分間
保持することによつて前記酸化によつて一部形成
した酸化銅を金属銅に還元した。
この結果得られた平均粒径４μｍを有し、胴と
酸化錫とからなる銅合金微粉末２Kgに、平均粒径
100μｍを有する別途用意した銅粉末３Kgを配合
し、10Kg/cm2の圧力で圧縮成形して直径30mmφ×
厚さ５mmの寸法をもつたタブレツトを成形した。
このタブレツト５Kgを、撹拌翼を備えた誘導電気
炉で別途用意した銅溶湯95Kg中に、前記撹拌翼を
300回／minの速度で回転しながら混入し、この
撹拌混合を継続しながら、前記溶湯の温度が1030
℃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、ビレツトした。
酸化錫とからなる銅合金微粉末２Kgに、平均粒径
100μｍを有する別途用意した銅粉末３Kgを配合
し、10Kg/cm2の圧力で圧縮成形して直径30mmφ×
厚さ５mmの寸法をもつたタブレツトを成形した。
このタブレツト５Kgを、撹拌翼を備えた誘導電気
炉で別途用意した銅溶湯95Kg中に、前記撹拌翼を
300回／minの速度で回転しながら混入し、この
撹拌混合を継続しながら、前記溶湯の温度が1030
℃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、ビレツトした。
この結果得られた銅合金は、銅素地中に0.7重
量％の酸化錫が均一に分散した組織を有し、通常
の熱間押出し加工後、50％の冷間押出し加圧を施
した状態で、手張り強さ42Kg/mm2、ビツカース硬
さ128、電気伝導度90％を示し、きわめて高い強
度と導電性をもつものであつた。
量％の酸化錫が均一に分散した組織を有し、通常
の熱間押出し加工後、50％の冷間押出し加圧を施
した状態で、手張り強さ42Kg/mm2、ビツカース硬
さ128、電気伝導度90％を示し、きわめて高い強
度と導電性をもつものであつた。
実施例 ２
出発原料配合を、純銅3.4Kg、アルミニウム0.6
Kgとすることによつて稠密六方晶型の金属間化合
物（Cu9Al4）からなる粗粒状Cu−Al合金粉末を成
形すると共に、Cu−Al合金微粉末の酸化還元温
度を500℃とし、さらに銅溶湯94Kgに対してタブ
レツト６Kgを混入する以外は、上記実施例１にお
けると同一の条件で、アルミニウム酸化物分散強
化型銅合金を製造した。
Kgとすることによつて稠密六方晶型の金属間化合
物（Cu9Al4）からなる粗粒状Cu−Al合金粉末を成
形すると共に、Cu−Al合金微粉末の酸化還元温
度を500℃とし、さらに銅溶湯94Kgに対してタブ
レツト６Kgを混入する以外は、上記実施例１にお
けると同一の条件で、アルミニウム酸化物分散強
化型銅合金を製造した。
この結果得られた銅合金は、酸化アルミニウム
0.6重量％を含有し、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43Kg/mm2、ビツカ
ース硬さ128、電気伝導度（I.A.C.S.）91％を示
した。
0.6重量％を含有し、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43Kg/mm2、ビツカ
ース硬さ128、電気伝導度（I.A.C.S.）91％を示
した。
実施例 ３
出発原料配合を、純銅1.2Kg、珪素0.3Kgとする
ことによつて稠密六方晶型の金属間化合物
（Cu31Si19）からなる組粒状Cu−Si合金粉末を成形
すると共に、Cu−Si合金微粉末の酸化還元温度
を850℃とし、さらに銅溶湯95Kgに対してタブレ
ツト５Kgの割合で混入する以外は、上記実施例１
におけると同一の条件で、珪素酸化物分散強化型
銅合金を製造した。
ことによつて稠密六方晶型の金属間化合物
（Cu31Si19）からなる組粒状Cu−Si合金粉末を成形
すると共に、Cu−Si合金微粉末の酸化還元温度
を850℃とし、さらに銅溶湯95Kgに対してタブレ
ツト５Kgの割合で混入する以外は、上記実施例１
におけると同一の条件で、珪素酸化物分散強化型
銅合金を製造した。
この結果得られた銅合金は、銅素地中に0.3重
量％の酸化珪素が均一に分散した組織を有し、通
常の熱間圧延加工後、50％の冷間圧延加工を施し
た状態で、引張り強さ41Kg/mm2、ビツカース硬さ
128、電気伝導度（I.A.C.S.）92％を示し、高強
度、高導電をもつものであつた。
量％の酸化珪素が均一に分散した組織を有し、通
常の熱間圧延加工後、50％の冷間圧延加工を施し
た状態で、引張り強さ41Kg/mm2、ビツカース硬さ
128、電気伝導度（I.A.C.S.）92％を示し、高強
度、高導電をもつものであつた。
実施例 ４
出発原料配合を、純銅2.13Kg、亜鉛0.54Kg、お
よびアルミニウム0.33Kgとすることによつて稠密
六方晶型の金属間化合物（Cu8Zn2Al3）からなる
粗粒状Cu−Zn−Al合金粉末を成形し、またCu−
Zn−Al合金微粉末の酸化還元温度を500℃とし、
さらに銅溶湯95Kgに対するタブレツトの混入割合
を５Kgとする以外は、上記実施例１におけると同
一の条件にて、銅素地中に0.5重量％の酸化亜鉛
と、0.3重量％の酸化アルミニウムが均一に分散
した組織を有する銅合金を製造した。
よびアルミニウム0.33Kgとすることによつて稠密
六方晶型の金属間化合物（Cu8Zn2Al3）からなる
粗粒状Cu−Zn−Al合金粉末を成形し、またCu−
Zn−Al合金微粉末の酸化還元温度を500℃とし、
さらに銅溶湯95Kgに対するタブレツトの混入割合
を５Kgとする以外は、上記実施例１におけると同
一の条件にて、銅素地中に0.5重量％の酸化亜鉛
と、0.3重量％の酸化アルミニウムが均一に分散
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
と同一の加工条件で、引張り強さ44Kg/mm2、ビツ
カース硬さ128、電気伝導度89％を示すものであ
つた。
と同一の加工条件で、引張り強さ44Kg/mm2、ビツ
カース硬さ128、電気伝導度89％を示すものであ
つた。
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。
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)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅と比較して酸化物生成エネルギーの高い金
属成分の少なくとも１種と銅との金属間化合物溶
湯より粗粒状粉末を成形し、 前記金属間化合物粉末を機械的に磨砕して平均
粒径10μｍ以下の微粉末とし、 ついで、前記金属間化合物微粉末を酸化処理し
て前記金属間化合物を構成する金属成分を選択的
に完全内部酸化した後、引続いて前記酸化により
一部形成された酸化銅を金属銅に還元し、 この結果形成された金属酸化物と銅とからなる
銅合金微粉末を、別途用意した銅粉末と共に圧縮
成形した状態で、機械的撹拌装置を備えた誘導電
気炉で別途用意した銅溶湯中に撹拌を加えながら
挿入し、撹拌混合を継続しながら、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
属酸化物が均一に分散した組織を有するCu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 |
|---|---|---|---|
| JP5369179A JPS55145102A (en) | 1979-05-01 | 1979-05-01 | Production of highly conductive copper alloy of metal oxide dispersion reinforced type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5369179A JPS55145102A (en) | 1979-05-01 | 1979-05-01 | Production of highly conductive copper alloy of metal oxide dispersion reinforced type |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55145102A JPS55145102A (en) | 1980-11-12 |
| JPS6148573B2 true JPS6148573B2 (ja) | 1986-10-24 |
Family
ID=12949830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5369179A Granted JPS55145102A (en) | 1979-05-01 | 1979-05-01 | Production of highly conductive copper alloy of metal oxide dispersion reinforced type |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55145102A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0315463U (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-15 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109203A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Tanaka Precious Metal Ind | Sealing electric contact material |
| US4752334A (en) * | 1983-12-13 | 1988-06-21 | Scm Metal Products Inc. | Dispersion strengthened metal composites |
| JPS61235525A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-20 | Nippon Gakki Seizo Kk | 電気抵抗溶接用電極材 |
| JPH0293029A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-04-03 | Toshiba Corp | 酸化物粒子分散強化型合金の製造方法 |
| CA2301103A1 (en) | 1997-08-19 | 1999-02-25 | Titanox Developments Limited | Titanium alloy based dispersion-strengthened composites |
-
1979
- 1979-05-01 JP JP5369179A patent/JPS55145102A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0315463U (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55145102A (en) | 1980-11-12 |
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