JPS62192544A - 銅−酸化物系分散強化材料の製造方法 - Google Patents
銅−酸化物系分散強化材料の製造方法Info
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- JPS62192544A JPS62192544A JP61036128A JP3612886A JPS62192544A JP S62192544 A JPS62192544 A JP S62192544A JP 61036128 A JP61036128 A JP 61036128A JP 3612886 A JP3612886 A JP 3612886A JP S62192544 A JPS62192544 A JP S62192544A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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】
［産業上の利用分野］
本発明は、点溶接用電極材料、高導電材料等に用いられ
る酸化物分散強化型銅合金の製造方法に関するものであ
る。
る酸化物分散強化型銅合金の製造方法に関するものであ
る。
［従来の技術］
一般に電極材料、高導電材料、高強度材料として用いら
れる銅系合金には、析出硬化型と分散強化型の２種類が
ある。析出硬化型銅合金としては、Ｃｕ −Ｃｒ 、Ｃ
ｕ −Ｏｒ −Ｚｒ 、 Ｃｕ−Ｑｄなどの合金がある
。これらの析出硬化型銅合金は、時効処理によって銅と
添加合金成分の金ｍ間化合物の析出粒子を銅マトリツク
ス中に均一に分散析出させることによって合金強化を行
なっている。析出硬化型銅合金は、４００℃以下の温度
域で高強度であり信頼性があるが、高温下に曝されると
析出物がｍ融し合金強度が低下する。
れる銅系合金には、析出硬化型と分散強化型の２種類が
ある。析出硬化型銅合金としては、Ｃｕ −Ｃｒ 、Ｃ
ｕ −Ｏｒ −Ｚｒ 、 Ｃｕ−Ｑｄなどの合金がある
。これらの析出硬化型銅合金は、時効処理によって銅と
添加合金成分の金ｍ間化合物の析出粒子を銅マトリツク
ス中に均一に分散析出させることによって合金強化を行
なっている。析出硬化型銅合金は、４００℃以下の温度
域で高強度であり信頼性があるが、高温下に曝されると
析出物がｍ融し合金強度が低下する。
一方、分散強化型合金は、酸化物などのセラミックを微
細均一に銅マトリクス中に分散させたち、ので、合金融
点近傍の比較的高温度まで優れた強度を有している。分
散強化型合金の製造方法としては、内部酸化法、＊械的
合金化法、化学的共沈法、粉末溶結法などが知られてい
る。
細均一に銅マトリクス中に分散させたち、ので、合金融
点近傍の比較的高温度まで優れた強度を有している。分
散強化型合金の製造方法としては、内部酸化法、＊械的
合金化法、化学的共沈法、粉末溶結法などが知られてい
る。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、このような従来の分散強化型合金の製造方法
には種々の問題点があった。
には種々の問題点があった。
内部酸化法は、分散粒子を均一に分散して分布させるこ
とが可能であるが、製造可能な合金系が限定され、また
添加でき得る合金元素の種類や量に著しい制限があると
いう問題点を有していた。
とが可能であるが、製造可能な合金系が限定され、また
添加でき得る合金元素の種類や量に著しい制限があると
いう問題点を有していた。
橢械化合金化法は、合金成分や添加ｍなどの制限がほと
んどなく製造条件も比較的簡単で量産に適するが、原料
として微細な分散粒子を必要とするという問題点があっ
た。
んどなく製造条件も比較的簡単で量産に適するが、原料
として微細な分散粒子を必要とするという問題点があっ
た。
また、化学的共沈法では、均一に分散することは容易で
あるが、不純物の混入、廃液処理、合金成分の制限など
に問題があった。
あるが、不純物の混入、廃液処理、合金成分の制限など
に問題があった。
イれゆえに、本発明の目的は、上記の問題点を解消し、
耐熱性、導電性および熱伝導性などに優れた品質の高い
酸化物分散強化型銅合金材料を工業的生産に適した簡単
な工程で製造する方法を提供することにある。
耐熱性、導電性および熱伝導性などに優れた品質の高い
酸化物分散強化型銅合金材料を工業的生産に適した簡単
な工程で製造する方法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段および作用］本Ｒ明者等
は、上述の問題点を克服する銅−酸化物系分散強化材料
の製造方法について種々検討した結果、乾式アトライタ
ボールミル中で合金粉末同士を繰返し圧着・粉砕させる
ことによって、合金中の易酸化性合金元素を選択的に酸
化させ微細な酸化物を生成させると同時に、その生成し
た酸化物を直ちに均一かつ微細に銅マトリクス中に再分
散させることができることを児い出した。さらに、この
ようにしてメカニカルアロイング処理しｌζ銅合金扮を
続いて還元し固型化することにより合金特性の優れた分
散強化材料が得られることを見い出した。
は、上述の問題点を克服する銅−酸化物系分散強化材料
の製造方法について種々検討した結果、乾式アトライタ
ボールミル中で合金粉末同士を繰返し圧着・粉砕させる
ことによって、合金中の易酸化性合金元素を選択的に酸
化させ微細な酸化物を生成させると同時に、その生成し
た酸化物を直ちに均一かつ微細に銅マトリクス中に再分
散させることができることを児い出した。さらに、この
ようにしてメカニカルアロイング処理しｌζ銅合金扮を
続いて還元し固型化することにより合金特性の優れた分
散強化材料が得られることを見い出した。
本発明は、銅合金粉を酸化性雰囲気でメカニカルアロイ
ング処理することによって合金成分を選択的に酸化させ
る工程、該工程により生成した過剰の酸化物を還元させ
る工程および還元後の銅合金粉を固型化する工程を含む
ことを特徴とする、銅−酸化物系分散強化材料の製造方
法である。
ング処理することによって合金成分を選択的に酸化させ
る工程、該工程により生成した過剰の酸化物を還元させ
る工程および還元後の銅合金粉を固型化する工程を含む
ことを特徴とする、銅−酸化物系分散強化材料の製造方
法である。
本発明において２メカニカルアロイング処理は、酸化性
雰囲気中で行なわれ、水冷方式の乾式アトライタ・ボー
ルミル装置などを用いて行なうことができる。合金粉末
を単に内ｒｉＩ酸化すると、酸素が内部にまで拡散して
いくのに時間がかかり、かつ表層と内部では生成する酸
化物粒子の大きざの分布が異なる。また、高ｍ度の添加
元素を含む場合、外部酸化と異なり粒子表面にのみ酸化
物が生成凝集し、最終的に合金組織中の酸化物の分散が
悪くなる。しかしながら、本発明におけるメカニカルア
ロイング処理では、合金粉末がボール間で圧縮・粉砕さ
れるため、次々に新しい合金面が生じ、かつボール同士
あるいはボールと容器の衝突による温度上昇によって酸
化が極めて効率的に進行し、生成した酸化物は合金粉末
の圧縮・粉砕により極めて速やかに再分布し微細化して
いく。このため、従来よりも極めて微細で均一な酸化物
を有する複合合金粉末を得ることができる。
雰囲気中で行なわれ、水冷方式の乾式アトライタ・ボー
ルミル装置などを用いて行なうことができる。合金粉末
を単に内ｒｉＩ酸化すると、酸素が内部にまで拡散して
いくのに時間がかかり、かつ表層と内部では生成する酸
化物粒子の大きざの分布が異なる。また、高ｍ度の添加
元素を含む場合、外部酸化と異なり粒子表面にのみ酸化
物が生成凝集し、最終的に合金組織中の酸化物の分散が
悪くなる。しかしながら、本発明におけるメカニカルア
ロイング処理では、合金粉末がボール間で圧縮・粉砕さ
れるため、次々に新しい合金面が生じ、かつボール同士
あるいはボールと容器の衝突による温度上昇によって酸
化が極めて効率的に進行し、生成した酸化物は合金粉末
の圧縮・粉砕により極めて速やかに再分布し微細化して
いく。このため、従来よりも極めて微細で均一な酸化物
を有する複合合金粉末を得ることができる。
この圧縮・粉砕はメカニカル７０イング処理の初期にお
いて最も激しく起こるので、雰囲気やエネルギ投入型を
制御して選択的な酸化のみを優先的に進行させ、中期お
よび後期では不活性雰囲気にして複合合金粉末が過剰に
酸化さないように防止することが望ましい。
いて最も激しく起こるので、雰囲気やエネルギ投入型を
制御して選択的な酸化のみを優先的に進行させ、中期お
よび後期では不活性雰囲気にして複合合金粉末が過剰に
酸化さないように防止することが望ましい。
以上のような選択的な酸化とメカニカルアロイング処理
によって得られた複合粉末は、次に還元処理される。こ
の還元処理は、過剰な酸素、すなわち合金中の易酸化性
合金元素を酸化させるのに必要な申以上の余分な酸素を
取り除くために行なうものである。過剰の酸化物、特に
酸化銅は水素脆性、導電性の低下および延性の劣化の原
因となる。また、複合粉末の粒子表層の酸化物を還元処
理により取り゛除くと、次の工程の固型化処理の際に複
合粉末同士の結合強度を増加させ最終的な材料加工性を
向上させるのに極めて有効である。
によって得られた複合粉末は、次に還元処理される。こ
の還元処理は、過剰な酸素、すなわち合金中の易酸化性
合金元素を酸化させるのに必要な申以上の余分な酸素を
取り除くために行なうものである。過剰の酸化物、特に
酸化銅は水素脆性、導電性の低下および延性の劣化の原
因となる。また、複合粉末の粒子表層の酸化物を還元処
理により取り゛除くと、次の工程の固型化処理の際に複
合粉末同士の結合強度を増加させ最終的な材料加工性を
向上させるのに極めて有効である。
酸化物分散複合粉末は、一般に加工しにくく、かつ体積
拡散率が低いので、金型プレス→焼結などのプロセスで
は容易に真密度の合金を得ることができない。したがっ
て、還元によって正常な表面を有した本発明の方法によ
る複合粉末は、熱間押出し加工、ホットプレスなどによ
って固型化し真密度まで高めることができるため、望ま
しいものである。
拡散率が低いので、金型プレス→焼結などのプロセスで
は容易に真密度の合金を得ることができない。したがっ
て、還元によって正常な表面を有した本発明の方法によ
る複合粉末は、熱間押出し加工、ホットプレスなどによ
って固型化し真密度まで高めることができるため、望ま
しいものである。
なお、銅合金は変形しやすく粉末同士で接合しやすいの
で、有機系ａ′ｉｌ！澗剤を添加して複合粉末の過度の
粗大化を防ぐことは、粉末の固型化工程を容易にする上
で好ましい。
で、有機系ａ′ｉｌ！澗剤を添加して複合粉末の過度の
粗大化を防ぐことは、粉末の固型化工程を容易にする上
で好ましい。
以上のように本発明の製造方法によると、選択的な酸化
とメカニカルアロインク処理を同時に行なうので、従来
の製造方法に比較して酸化物を均一かつ微細に分布させ
ることができる。このため、耐熱性、耐摩耗性などを著
しく向上させることができる。また、複合粉末の表層を
還元により清浄化して固型化するので、導電性、加工性
の良い合金を得ることができる。
とメカニカルアロインク処理を同時に行なうので、従来
の製造方法に比較して酸化物を均一かつ微細に分布させ
ることができる。このため、耐熱性、耐摩耗性などを著
しく向上させることができる。また、複合粉末の表層を
還元により清浄化して固型化するので、導電性、加工性
の良い合金を得ることができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
友１」二
Ａｒがスアトマイズ法によって１．−１００メツシユの
ＣＵ−０，６４重壜％Ａ１合金粉末を作成した。このＣ
ｕ合金粉末を９．５１＋１φのステンレスポールととも
に乾式アトライタ装置に装入し、アジテータ回転数１５
０ ｒｐｍで４８時間メカニカルアロイング処理して、
合金粉末中のＡｍをＡ１１ＺＯＳに変換した。処Ｉ！ｌ
ｌ聞始より１６時間後までの間は、Ａｒ＋１０％ｏ２ガ
スを１５０ｃｃ／分流し、１６時間後から３２時間後ま
での間は同じ組成のガスを約５０ｃｃ／分流した。その
後、真空脱気し、Ａｒ雰囲気で最終までメカニカルアロ
イング！ｌ！ＩＬ ］！Ｉ！を行なった。次に得られた
粉末を５００℃のＨ２還元雰囲気中で１時間処理して、
過剰な酸化物であるＣｕｚＯ等を取り除いた。この複合
銅合金粉末を銅製シースに入れ、５００℃、１０−”
ｔｏｒｒの真空雰囲気で脱ガス処理し封入した。
ＣＵ−０，６４重壜％Ａ１合金粉末を作成した。このＣ
ｕ合金粉末を９．５１＋１φのステンレスポールととも
に乾式アトライタ装置に装入し、アジテータ回転数１５
０ ｒｐｍで４８時間メカニカルアロイング処理して、
合金粉末中のＡｍをＡ１１ＺＯＳに変換した。処Ｉ！ｌ
ｌ聞始より１６時間後までの間は、Ａｒ＋１０％ｏ２ガ
スを１５０ｃｃ／分流し、１６時間後から３２時間後ま
での間は同じ組成のガスを約５０ｃｃ／分流した。その
後、真空脱気し、Ａｒ雰囲気で最終までメカニカルアロ
イング！ｌ！ＩＬ ］！Ｉ！を行なった。次に得られた
粉末を５００℃のＨ２還元雰囲気中で１時間処理して、
過剰な酸化物であるＣｕｚＯ等を取り除いた。この複合
銅合金粉末を銅製シースに入れ、５００℃、１０−”
ｔｏｒｒの真空雰囲気で脱ガス処理し封入した。
叩出温度８５０’Ｃ１押出比−１０：１．加熱時１Ｘ１
１時間の条件で熱間押出加工して固型化し、約２（１ｍ
φの棒材を得た。次にスェージング加工および伸線加工
によって、１２１１φのＣｕ−１，２重盪％Ａｎ２０−
合金線材とし、その合金特性を調べ、結果を第１表に示
した。
１時間の条件で熱間押出加工して固型化し、約２（１ｍ
φの棒材を得た。次にスェージング加工および伸線加工
によって、１２１１φのＣｕ−１，２重盪％Ａｎ２０−
合金線材とし、その合金特性を調べ、結果を第１表に示
した。
また、原料の合金粉末としてＣｕ−０，６４重量％Ａｉ
合金粉末の代わりにＣｕ−０，３１８重量％Ａｕ合金粉
末を用い、上述と同様にして合金線材（Ｃｕ −０，６
ｆｆｉｆｉｔ％Ａｉ、Ｏ，）を得た。
合金粉末の代わりにＣｕ−０，３１８重量％Ａｕ合金粉
末を用い、上述と同様にして合金線材（Ｃｕ −０，６
ｆｆｉｆｉｔ％Ａｉ、Ｏ，）を得た。
この結果についても第１表に併せて示した。
（以下余白）
第１表から明らかなように本発明の製造方法により得ら
れる分散強化材料は、優れたＳ電率、引張り強度および
伸びを示している。
れる分散強化材料は、優れたＳ電率、引張り強度および
伸びを示している。
友ｌ」Ｌ
回転アトマイズ法によって、−１００メツシユのＣｕ−
１，５ｆｌｌｆ１％Ａｉ合金粉を作成した。このＣｕ合
金粉５ｋａを９．５ｍ＋ａφのステンレスポール１００
ｋｇとともに乾式ボールミル装置に入れて、回転数３６
ｒｐｓ＋で１２０時間メカニカル７０イング処理して
ＡｆＬをＡｆＬ２０．に変換した。処理開始から２０時
間後までの間はＡ、ｒ ＋５％ｏ２の混合ガスを１２０
ｃｃ／分流し、その後Ａｒ＋５％Ｏ２を封入して１２０
時間までメカニカルアロイング処理を行なった。得られ
た合金粉末を篩分番ノし一１４メツシュとして、水素ガ
ス雰囲気中、５００℃×２時間処理して過剰な酸化物を
取り除いた。
１，５ｆｌｌｆ１％Ａｉ合金粉を作成した。このＣｕ合
金粉５ｋａを９．５ｍ＋ａφのステンレスポール１００
ｋｇとともに乾式ボールミル装置に入れて、回転数３６
ｒｐｓ＋で１２０時間メカニカル７０イング処理して
ＡｆＬをＡｆＬ２０．に変換した。処理開始から２０時
間後までの間はＡ、ｒ ＋５％ｏ２の混合ガスを１２０
ｃｃ／分流し、その後Ａｒ＋５％Ｏ２を封入して１２０
時間までメカニカルアロイング処理を行なった。得られ
た合金粉末を篩分番ノし一１４メツシュとして、水素ガ
ス雰囲気中、５００℃×２時間処理して過剰な酸化物を
取り除いた。
この合金粉末を銅製シースに入れて６００℃、１０−ゝ
ｔｏｒｒで２時間の脱ガス処理し、その後密封した。叩
出温度８６０℃、加熱時＠２時間、押出比−２２：１の
条件で押出加工して、約１５ａｍ＋φの棒材を得た。熱
間ドローベンチ、スェージング加工で１０１１φの線材
にし、その合金特性を調べた結果、Ｉｔ率８８．５ ＜
％ＩＡＣ８）、熱伝６率０ 、８ ｃａｌ ／ｃｅ’、
／ｃｍ、／’Ｃ１引張’ＪＩｌｆｆ ６８ ｋｇｆ／■
２、伸び９．４％であった。したがって、この発明の製
造方法により、優れた強度および導電性を有する分散強
化材料の得られることが明らかになった。
ｔｏｒｒで２時間の脱ガス処理し、その後密封した。叩
出温度８６０℃、加熱時＠２時間、押出比−２２：１の
条件で押出加工して、約１５ａｍ＋φの棒材を得た。熱
間ドローベンチ、スェージング加工で１０１１φの線材
にし、その合金特性を調べた結果、Ｉｔ率８８．５ ＜
％ＩＡＣ８）、熱伝６率０ 、８ ｃａｌ ／ｃｅ’、
／ｃｍ、／’Ｃ１引張’ＪＩｌｆｆ ６８ ｋｇｆ／■
２、伸び９．４％であった。したがって、この発明の製
造方法により、優れた強度および導電性を有する分散強
化材料の得られることが明らかになった。
［発明の効果］
以上の説明のように、本発明の製造方法では、添加元素
を選択的に酸化するとともにメカニカルアロイング処理
することにより、生成酸化物の微細化、再分散化を同時
に行ない、分散性の優れた合金粉末としている。さらに
、この合金粉末を遠′ 元した優、固型化することに
より、加工性の良い耐熱・導電性の銅−酸化物系分散強
化材料を得ることができる。
を選択的に酸化するとともにメカニカルアロイング処理
することにより、生成酸化物の微細化、再分散化を同時
に行ない、分散性の優れた合金粉末としている。さらに
、この合金粉末を遠′ 元した優、固型化することに
より、加工性の良い耐熱・導電性の銅−酸化物系分散強
化材料を得ることができる。
したがって、本発明の製造方法は、点溶接用電極材料、
高強度導電材料、耐熱性導電材料、熱交換器用部材、Ｉ
Ｃリードフレーム材料などに幅広く利用され得るもので
ある。
高強度導電材料、耐熱性導電材料、熱交換器用部材、Ｉ
Ｃリードフレーム材料などに幅広く利用され得るもので
ある。
Claims (1)
- （１）銅合金粉を酸化性雰囲気でメカニカルアロイング
処理することによって合金成分を選択的に酸化させる工
程、該工程により生成した過剰の酸化物を還元する工程
および還元後の銅合金粉を固型化する工程を含むことを
特徴とする、銅−酸化物系分散強化材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036128A JPH0649881B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 銅−酸化物系分散強化材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036128A JPH0649881B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 銅−酸化物系分散強化材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62192544A true JPS62192544A (ja) | 1987-08-24 |
| JPH0649881B2 JPH0649881B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=12461144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61036128A Expired - Lifetime JPH0649881B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 銅−酸化物系分散強化材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649881B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7674401B2 (en) * | 2001-12-18 | 2010-03-09 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method of producing a thin conductive metal film |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5392306A (en) * | 1976-11-03 | 1978-08-14 | Hoeganaes Ab | Production of powder for powder metallurgy |
| JPS5891138A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 銅基アルミニウム合金アトマイズ粉の選択酸化法 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61036128A patent/JPH0649881B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5392306A (en) * | 1976-11-03 | 1978-08-14 | Hoeganaes Ab | Production of powder for powder metallurgy |
| JPS5891138A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 銅基アルミニウム合金アトマイズ粉の選択酸化法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7674401B2 (en) * | 2001-12-18 | 2010-03-09 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method of producing a thin conductive metal film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0649881B2 (ja) | 1994-06-29 |
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