JPS62247040A - Ｃｕ−Ａｇ−ＴｉＢ２系焼結材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＣｕ−Ａｇ−ＴｉＢ２系複合焼結材さらに詳し
くは硬度、電気伝導性に優れたＣｕ−Ａｇ−ＴｉＢ２系
焼結材に関するものである０本発明により得られる焼結
材は、高密度、高硬度かつ電気伝導性の高い材料である
ため接点材料、電極材料、リードフレーム等の広い用途
に使用できるものである。

［従来の技術］ 従来、高強度、高電気伝導に優れた材料とし−（Ｃｕ−
Ｏｒ、　Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ合金等の析出型強化合金やＣ
ｕ−Ａｌ２Ｏ３合金等の分散強化型複合材がある。しか
しながら析出合金では６００〜８００℃の高温保持後、
高温強度が低下するし、硬度も充分ではない、又Ｃｕ−
Ａｌ２Ｏ３複合材では析出合金のような強度、硬度低下
は示さないが製法上において、次のような欠点がある。

　Ｇｕ−Ａｌ２Ｏ３を機械的混合法で作る場合、Ｃｕ粉
末の比重、粒度がＡｌ２Ｏ３分散粒子と異なるため、均
一混合が困難である。

またＧｕ−Ａ１合金を内部酸化法で作る場合は薄板でな
いと内部まで酸化が進行しないという欠点がある。

又、昭和６０年粉体粉末冶金協会春季大会講演概要集で
述べられているＧｕ−Ｔｉ−８合金の反応焼結において
は、液相焼結法のため、Ｃｕ量が少なく、又Ｔ　ｉ８２
粒子の大きさが数μ−〜数十μ論と粗大化しているため
、ＴｉＢ２が分散強化の粒子として作用していない。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものである。

そこで、本発明者らは前述の問題を解決すべく、１μ層
以下のＴｉＢ２を所定量均一に分散させたＣｕ−ＴｉＢ
２分散強化型複合焼結材を先に開発した。

しかるに、それは大変有効なものであるが。

さらに詳しく研究を進めていく内にＣｕに固溶限度内に
Ａｇを有意成分として添加することにより、室温硬度、
高温保持後の硬度がさらに向上したり低下率の少ないも
のが得られることが判明し、この知見に基づいて本発明
をなすに至った。

［問題を解決するための手段］ 即ち、本発明は、ＣｕにＡｇが固溶している母相基地中
に１μ−以下のＴ　ｉＢ２が鋼中に均一に分散した強化
複合焼結材を要旨とするものである。

このように本発明中のＴｉＢ２は、微細粒子として分散
せしめてなるものであるため、原料配合においてＴ　ｉ
Ｂ２として添加するのでは得がたく、焼結時にＴｉとＢ
が反応し、Ｃｕ中に微細に析出せしめることにより望ま
しくは可能である。

即ち、本発明のＣｕ−Ａｇ−ＴｉＢ２系焼結材の好まし
い製法は、後述する各粉末の所定量を配合、混合し、こ
の混合粉末を黒鉛型に充填し、アルゴン、水素或は真空
中のような中性或は還元性雰囲気においてホットプレス
（この場合は２０ｋｇ／ｃｍ２以上、できれば３００〜
４００　ｋｇ／ｃｍ２、温度３００〜１０５０℃程度が
よい）、或はこれらの混合粉を３．５ｔ／ｃｍ２の加圧
力で常圧圧縮成型したのち銅製の容器中に減圧封入し、
　８００〜１０５０℃で熱間押し出しする。或は混合粉
末を金型成型し、中性或は還元性雰囲気で９００〜１０
５０℃の温度領域により得られる。尚、使用に適した原
料は具体的には、銅粉は純度９９．５％以上、平均粒径
４４μ厘以下、特には５μ■以下の微粉末、Ａｇは銀粉
純度９３．５％以上、平均粒径４４ｐｍ以下、又はＣｕ
−Ａｇ粉平均粒径１０μ腸以下、チタン粉は純度９８．
５％以上、平均粒径１０μ−の微粉末、ポロン粉は純度
８９．５％以上、平均粒径１θμ層以下のアモルファス
ポロン粉が好ましく、又は、ＣｕにＴｉが固溶した粉末
で平均粒径ｌＯμ−以下の微粉末と、Ａｇは銀粉純度９
８．５％以上、平均粒径１０μ謬以下、又はＣｕ−Ａｇ
粉平均粒径ｌＯμ層以下と、純度９９．５％以上、平均
粒径１０μ腸以下のアモルファスボロン粉が好ましい、
このようにして得られた焼結体を圧延加工或はスウェー
ジング加工等の冷間加工により要求される硬度が得られ
る。

本発明の焼結材は、このようにＡｇがＣｕに固溶し、か
つＴｉＢ２が微細均一に分散されたものとして形成され
たものであるが、固溶させるＡｇと分散粒子のＴ　ｉＢ
２とＣｕとの割合は重量％で、Ａｇは０．０５〜５％、
ＴｉＢ２は　０．５〜１８％、　Ｃｕは７７〜９９．４
５％、望ましくはＡｇは０．１〜２％、　ＴｉＢ２は　
１−１２％、Ｃｕは８８〜９８．８％とすることである
０本発明において、前記割合とする理由は、Ａｇが多過
ぎると融点が低くなり、又電気抵抗も高くなるためであ
る。尚、これらにおいて本焼結材の目的、効果を損わな
い程度において微量の他の成分又は不可避的不純物が含
まれていても差支えないことは勿論である。

また１本発明で分散しているＴｉＢ２粒子の大きさは、
その大部分具体的には９０％以上が１μ腸以下であるこ
とが特徴であって、特には平均粒径として０．５μｍ以
下とすることである。ここで、Ｔｉ８２粒子が大きすぎ
ると、高温保持後の硬度が著しく低下するなどとなって
好ましくないからである。

また、Ｔｉ８２粒子の形状はほぼ球状であることが望ま
しいが、棒状、円板状となっても充分目的は達成される
。

［実施例］ 実施例１ Ｃｕ粉末（純度８９．８％、平均粒径５μｍ）　９Ｂ、
７重量％、Ａｇ−２８，ＩＣｕ粉末（平均粒径１０ｕｍ
）　０．７重量％、Ｔｉ粉末（純度９８．８％、平均粒
径１０μｍ）１．８重量％、アモルファスポロン粉末（
Ｎｌ’ｆ９９．９％、平均粒径１０１膳）０．８重量％
をアセトンを用い超硬ポールで２時間混合した。真空乾
燥後、混合粉末を８０ｓ＋ｓ径の黒鉛型に入れ、真空中
においテ３００　ｋｇ／ｃｍ２に加圧しながら１０００
℃、１時間加熱した。このようにして直径ＢＯ冒層、高
さ２０■薦の焼結合金を得た。このようにして得られた
焼結材を圧延加工し、加工率３０％で室温ビッカース硬
度１６０　ｋｇ／層履２．８００℃に１時間保持した後
の硬度１５５ｋｇ／ｍｓ２　、１０００℃に１時間保持
後の硬度１３０ｋｇ／ｍｍ２　と高温保持後の硬度低下
がＣｕ−ＴｉＢ２分散強化焼結材より少なく、又比抵抗
値も　２．０５μｍｃｍと低い値のものであった０分析
した結果、平均粒径０．１μｍのＴ　ｉＢ２が球状とし
て約２．６重量％の割合で微細均一に分散した組織を示
していた。

実施例２ Ｃｕ粉末（純度９８．９％、平均粒径５μｍ）　９８．
３重量％、Ａｇ−２８，ＩＣｕ粉末（平均粒径１０Ｂ）
０．７重量％、Ｔｉ粉末（純度９９．９％、平均粒径１
ｏμ履）０−７”１ｍ％、アモルファスポロン粉末（純
度９９．９％、平均粒径１Ｇμ霞）０．３重量％をアセ
トンを用い超硬ポールで２時間混合した。真空乾燥後の
粉末を金型成型、ラバープレス圧２ｔ／ｃｍ２をかけた
後、真空中において１０００℃に１時間加熱した。この
ようにして得られた焼結材を圧延加工したものは、加工
率３０％で室温ビッカース硬度１３０ｋｇ／ａｍ２．８
００”Ｏニ１時間保持した後の硬度１３０ｋｇ／ｍｍ２
　、１０００℃に１時間保持した後の硬度１１０ｋｇ／
ｍｍ２　と高温保持後の硬度低下がＣｕ−Ｔｉ８２分散
強化焼結材より少なく、又比抵抗値も１．９５μｍｃｍ
と低い値のものであった０分析した結果、平均粒径０．
１μ履のＴ　ｉＢ２が球状として約１重量％の割合で微
細均一に分散した組織を示していた。

実施例３ Ｃｕ粉末（純度３８．９％、平均粒径５Ｂ）　９５．１
重量％、Ａｇ−２８，ＩＧｕＣｕ粉末均粒径１０μｍ）
　０．７重量％、Ｔｉ粉末（純度９８．９％、平均粒径
１０μ層）２．８重量％、アモルファスポロン粉末（純
度９９．９％、平均粒径ｌＯμｓ＋）　１．３１７１量
％をアセトンを用い超硬ポールで２時間混合した。真空
乾燥後、混合粉を３．５ｔ／ｃｍ２の加圧力で常圧圧縮
成型したのち、銅製の容器中に減圧封入し、１０００℃
で熱間押し出しした。これをスウェージング加工し、加
工率３０％で室温ビッカース硬度１７５ｋｇ／ｍ＠２．
８００℃に１時間保持した後の硬度１７０ｋｇ／ｍｍ２
．１０００℃に１時間保持後の硬度１５０ｋｇ／１層２
と高温保持後の硬度低下がＣｕ−Ｔｉ８２分散焼結材よ
り少なく、又比抵抗値も　２，４μΩｃｍと低い値のも
のであった０分析した結果、平均粒径０．１μ腸のＴ　
ｉＢ２が球状として約４．２重量％の割合で微細均一に
分散した組織を示していた。

実施例４乃至８ 実施例１，２．３と同様に、特定の焼結条件で焼結して
得た各焼結体の特性を示すと次の通りである。（尚、焼
結体の重量の割合は試料配合組成の割合と殆ど差異は認
められなかったととともに、実施例１〜８のものの相対
密度はいずれも９８．９％以上のものばかりであった。

）［発明の効果］ このように本発明のＣｕ−Ａｇ−〒ｉＢ２系複合強化焼
結材は高硬度でかつ高温保持後の硬度低下も低く、加え
て高電気電導性を兼ね備えた材料であるため、接点材料
、電極材料、リードフレーム等の広い用途に使用でさる
ものであり、その実用的価値は多大である。

手続上〇正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年特許願第８８２２８号 ２、発明の名称 Ｃｕ−Ａｇ−ＴｉＢｚ系焼結材 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称　
（００４）旭硝子株式会社 昭和６１年　６月２４日（発送日） ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１μｍ以下のＴｉＢ＿２粒子が均一に分散し、基地
   はＡｇが固溶している銅合金からなるＣｕ−Ａｇ−Ｔｉ
   Ｂ＿２系焼結材。 ２、ＴｉＢ＿２の量が０．５〜１８重量％である特許請
   求の範囲第１項記載の焼結材。 ３、ＴｉＢ＿２の量が１〜１２重量％である特許請求の
   範囲第２項記載の焼結材。 ４、固溶している銀は銅およびＴｉＢ＿２との合量中重
   量％で０．０５≦Ａｇ≦５である特許請求の範囲第１項
   乃至第３項いずれか記載の焼結 材。 ５、固溶している銀は銅およびＴｉＢ＿２との合量中重
   量％で０．１≦Ａｇ≦２である特許請求の範囲第４項記
   載の焼結材。