JPS63130733A - 銅基複合材料の製造方法 - Google Patents
銅基複合材料の製造方法Info
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- JPS63130733A JPS63130733A JP27579386A JP27579386A JPS63130733A JP S63130733 A JPS63130733 A JP S63130733A JP 27579386 A JP27579386 A JP 27579386A JP 27579386 A JP27579386 A JP 27579386A JP S63130733 A JPS63130733 A JP S63130733A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、銅基複合材料の製造方法に関する。
（従来の技術）
銅などの金属とアルミナ繊維、ジルコニア繊維などの強
化繊維又はアルミナ粒子などとを複合してなる金属基複
合材料は、比強度等の機械的特性が金属に比べて優れて
おり、種々の用途に幅広く応用されるようになってきた
。こうした金属基複合材料の両的拡大に伴って、その量
産方法の確立が望まれている。
化繊維又はアルミナ粒子などとを複合してなる金属基複
合材料は、比強度等の機械的特性が金属に比べて優れて
おり、種々の用途に幅広く応用されるようになってきた
。こうした金属基複合材料の両的拡大に伴って、その量
産方法の確立が望まれている。
金属基複合材料は、焼結が困難であるため、通常の粉末
冶金法を採用できず、高温下で加圧焼結する、いわゆる
ホットプレス法が採用されている。
冶金法を採用できず、高温下で加圧焼結する、いわゆる
ホットプレス法が採用されている。
しかしながら、ホットプレス法は特性的には優れた金属
基複合材料を得ることができるが、量産性か低いという
問題があった。金属基複合材料の中でも特に、銅基複合
材料においては、マトリックスの銅と強化繊維又は分散
粒子との比重差が大きいため、粉末法では均一に混合す
ることが相当困難である。
基複合材料を得ることができるが、量産性か低いという
問題があった。金属基複合材料の中でも特に、銅基複合
材料においては、マトリックスの銅と強化繊維又は分散
粒子との比重差が大きいため、粉末法では均一に混合す
ることが相当困難である。
また、強化繊維などの予備成形体に金属溶湯を注ぎ込み
加圧する、いわゆる８浸法も有効な金属基複合材料の製
造方法である。しかしなから、銅基複合材料においては
銅の融点が高く、型の寿命、強度等の点で多くの問題が
ある。
加圧する、いわゆる８浸法も有効な金属基複合材料の製
造方法である。しかしなから、銅基複合材料においては
銅の融点が高く、型の寿命、強度等の点で多くの問題が
ある。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、低コストでかつ量産的に銅基複合材料を製造し
得る方法を提供しようとするものである。
もので、低コストでかつ量産的に銅基複合材料を製造し
得る方法を提供しようとするものである。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明は、繊維又は粒子分散により強化された銅基複合
材料の製造において、マトリックス銅の原料の一部もし
くは全部を酸化銅粉末とし、該原料に強化繊維又は分散
粒子と混合し、加圧成形した後、還元しながら焼結せし
めることを特徴とする銅基複合材料の製造方法である。
材料の製造において、マトリックス銅の原料の一部もし
くは全部を酸化銅粉末とし、該原料に強化繊維又は分散
粒子と混合し、加圧成形した後、還元しながら焼結せし
めることを特徴とする銅基複合材料の製造方法である。
上記強化繊維としては、例えばアルミナ繊維、ジルコニ
ア繊維等を、分散粒子としてアルミナ粒子等を挙げるこ
とができる。
ア繊維等を、分散粒子としてアルミナ粒子等を挙げるこ
とができる。
上記原料の一部又は全部として使用される酸化銅粉末と
しては、酸化第一銅（Ｃｕ２０）粉末、酸化第二銅（Ｃ
ｕ Ｏ）粉末を挙げることができる。
しては、酸化第一銅（Ｃｕ２０）粉末、酸化第二銅（Ｃ
ｕ Ｏ）粉末を挙げることができる。
上記混合物の成形体の焼結にあたっては、真空又は水素
等の還元雰囲気にて行われるか、還元を促進するために
炭素粉末を適宜加えることは有効である。
等の還元雰囲気にて行われるか、還元を促進するために
炭素粉末を適宜加えることは有効である。
（作用）
マトリックスとなる銅の原料の一部もしくは全部に使用
される酸化銅の比重は、Ｃｕ２Ｏが８．０４ｇ／ ｃｃ
、 Ｃｕ Ｏが６．４９／ｃｃであり、銅の比重８．９
４ｇ／ｃｃに比べて小さく、アルミナ繊維やジルコニア
繊維等の強化繊維やアルミナ粒子等の分散粒子との比重
差が小さくなる。また、酸化銅は微粉が容易に得られ、
嵩比重も小さいものが得られるため、酸化銅粉末と強化
繊維又は分散粒子とを均一に混合することができる。従
って、かかる混合物を還元しながら焼結することによっ
て、該混合物中の酸化銅粉末は約６００℃付近から還元
が始まり、約８５０℃付近で終了し、かつ還元されたば
かりの銅粉末は著しく活性であるため、そのまま約１０
００℃まで加熱すると短時間（例えば３０分間前後）で
充分焼結する。その結果、強化繊維又は分散粒子の性状
や体積率にもよるが、密度比７０〜９０％で二次加工に
耐え得る充分な強度の銅基複合材料を容易に製造できる
。なお、マトリックスの銅原料として銅粉末のみを用い
た場合には同じ工程で焼結しても得られた銅基複合材料
は外力により直ぐにボロボロに崩れてしまう。このよう
な本発明方法により製造された銅基複合材料は、圧延、
押出し加工等に二次加工により目的に応じた種々の形状
の製品を得ることができる。
される酸化銅の比重は、Ｃｕ２Ｏが８．０４ｇ／ ｃｃ
、 Ｃｕ Ｏが６．４９／ｃｃであり、銅の比重８．９
４ｇ／ｃｃに比べて小さく、アルミナ繊維やジルコニア
繊維等の強化繊維やアルミナ粒子等の分散粒子との比重
差が小さくなる。また、酸化銅は微粉が容易に得られ、
嵩比重も小さいものが得られるため、酸化銅粉末と強化
繊維又は分散粒子とを均一に混合することができる。従
って、かかる混合物を還元しながら焼結することによっ
て、該混合物中の酸化銅粉末は約６００℃付近から還元
が始まり、約８５０℃付近で終了し、かつ還元されたば
かりの銅粉末は著しく活性であるため、そのまま約１０
００℃まで加熱すると短時間（例えば３０分間前後）で
充分焼結する。その結果、強化繊維又は分散粒子の性状
や体積率にもよるが、密度比７０〜９０％で二次加工に
耐え得る充分な強度の銅基複合材料を容易に製造できる
。なお、マトリックスの銅原料として銅粉末のみを用い
た場合には同じ工程で焼結しても得られた銅基複合材料
は外力により直ぐにボロボロに崩れてしまう。このよう
な本発明方法により製造された銅基複合材料は、圧延、
押出し加工等に二次加工により目的に応じた種々の形状
の製品を得ることができる。
（発明の実施例）
以下、本発明の実施例を詳細に説明する実施例１
酸化第一銅（Ｃｕ２０）粉末に化学量論的に還元に必要
とされる量の黒鉛粉末を加え、更にアルミナ繊維（平均
径３μｍ１平均長さ３ｍｍ’）を体積率で２０％になる
ように加え、乳鉢にて３０分分間式混合した後、８０φ
の金型を用いて４ ｔｏｎ／ｃ１Ａの圧力で成形した。
とされる量の黒鉛粉末を加え、更にアルミナ繊維（平均
径３μｍ１平均長さ３ｍｍ’）を体積率で２０％になる
ように加え、乳鉢にて３０分分間式混合した後、８０φ
の金型を用いて４ ｔｏｎ／ｃ１Ａの圧力で成形した。
この圧粉体の密度比は、５２％であった。つづいて、こ
の圧粉体を真空中で６００℃／ｈｒの昇温速度で加熱し
、１０２０℃にて１時間焼結した。
の圧粉体を真空中で６００℃／ｈｒの昇温速度で加熱し
、１０２０℃にて１時間焼結した。
この時、８２０℃付近から真空度が低下して還元が始ま
ったことを示し、９００℃では真空度が５ Ｘ １Ｏ−
５ｔｏｒｒとなり、還元が終了したことを示した。
ったことを示し、９００℃では真空度が５ Ｘ １Ｏ−
５ｔｏｒｒとなり、還元が終了したことを示した。
得られた焼結体は、美しい銅色をしており、密度比が７
９％であった。また、この焼結体を７２０℃にて押出し
比的２２で熱間押出し加工し、１５φの丸棒を得た。こ
の丸棒の密度比は、９９．７％であり、電気伝導率を測
定したところ、ｌＡＣ３７３％であった。
９％であった。また、この焼結体を７２０℃にて押出し
比的２２で熱間押出し加工し、１５φの丸棒を得た。こ
の丸棒の密度比は、９９．７％であり、電気伝導率を測
定したところ、ｌＡＣ３７３％であった。
比較例
２００メツシユパスの電解銅粉末にアルミナ繊維（平均
径３μｍ１平均長さ３ｍｍ）を体積率で２０％になるよ
うに加え、乳鉢にて３０分分間式混合した後、８０φの
金型を用いて４ｔｏｎ／ｉの圧力で成形した。この圧粉
体の密度比は、６２％であった。つづいて、この圧粉体
を真空中で１０２０℃にて１時間焼結した。
径３μｍ１平均長さ３ｍｍ）を体積率で２０％になるよ
うに加え、乳鉢にて３０分分間式混合した後、８０φの
金型を用いて４ｔｏｎ／ｉの圧力で成形した。この圧粉
体の密度比は、６２％であった。つづいて、この圧粉体
を真空中で１０２０℃にて１時間焼結した。
得られた焼結体密度比は、６５％であり、圧粉体と殆ど
同じであった。また、得られた焼結体は表面が金属光沢
を有しておらず、外力を加えるとボロポロと崩れた。
同じであった。また、得られた焼結体は表面が金属光沢
を有しておらず、外力を加えるとボロポロと崩れた。
実施例２
酸化第二銅（Ｃｕ Ｏ）粉末に化学量論的に還元に必要
とされる量の黒鉛粉末を加え、更にジルコニア繊維（平
均径５μｍ１平均長さ５００μｍ）を体積率で１５％に
なるように加え、ライカイ機にて３０分分間式混合した
後、８０φの金型を用いて５ｔｏｎ／−の圧力で成形し
た。この圧粉体の密度比は、６３％であった。つづいて
、この圧粉体を水素炉中で１０５０℃にて３０分間焼結
した。
とされる量の黒鉛粉末を加え、更にジルコニア繊維（平
均径５μｍ１平均長さ５００μｍ）を体積率で１５％に
なるように加え、ライカイ機にて３０分分間式混合した
後、８０φの金型を用いて５ｔｏｎ／−の圧力で成形し
た。この圧粉体の密度比は、６３％であった。つづいて
、この圧粉体を水素炉中で１０５０℃にて３０分間焼結
した。
得られた焼結体の密度比は、８６％であった。また、こ
の焼結体を７５０℃にて押出し比約２３で熱間押出し加
工し、１５φの丸棒を得た。この丸棒の密度比は、９９
．８％であり、電気伝導率はＩ Ａ Ｃ３８６％であっ
た〇 実施例３ 酸化第一銅（Ｃｕ２０）粉末に化学量論的に還元に必要
とされる量の黒鉛粉末を加え、更にα−Ａノ２０３粉末
（平均粒径１０μｍ）を体積率で２５％になるように加
え、ボールミルにて１時間湿式混合した後、８０φの金
型を用いて３ ｔｏｎ ／ ｃｄの圧力で成形した。こ
の圧粉体の密度比は、５８％であった。つづいて、この
圧粉体を真空中で１０６０℃にて１時間焼結した。
の焼結体を７５０℃にて押出し比約２３で熱間押出し加
工し、１５φの丸棒を得た。この丸棒の密度比は、９９
．８％であり、電気伝導率はＩ Ａ Ｃ３８６％であっ
た〇 実施例３ 酸化第一銅（Ｃｕ２０）粉末に化学量論的に還元に必要
とされる量の黒鉛粉末を加え、更にα−Ａノ２０３粉末
（平均粒径１０μｍ）を体積率で２５％になるように加
え、ボールミルにて１時間湿式混合した後、８０φの金
型を用いて３ ｔｏｎ ／ ｃｄの圧力で成形した。こ
の圧粉体の密度比は、５８％であった。つづいて、この
圧粉体を真空中で１０６０℃にて１時間焼結した。
得られた焼結体の密度比は、８２％であった。また、こ
の焼結体を７３０℃にて押出し比約２２で熱間押出し加
工し、１５φの丸棒を得た。この丸棒の密度比は、９９
．９％であり、電気伝導率はＩＡＣＳ７１％であった。
の焼結体を７３０℃にて押出し比約２２で熱間押出し加
工し、１５φの丸棒を得た。この丸棒の密度比は、９９
．９％であり、電気伝導率はＩＡＣＳ７１％であった。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によれば高コストで量産性の
低いホットプレスを採用せずに、一般的な粉末冶金プロ
セスにより高密度化、高強度化でき、ひいてはタービン
翼等に有用な均一な銅基複合材料を安価にかつ量産的に
製造できる等顕著な効果を有する。
低いホットプレスを採用せずに、一般的な粉末冶金プロ
セスにより高密度化、高強度化でき、ひいてはタービン
翼等に有用な均一な銅基複合材料を安価にかつ量産的に
製造できる等顕著な効果を有する。
Claims (2)
- （１）、繊維又は粒子分散により強化された銅基複合材
料の製造において、マトリックス銅の原料の一部もしく
は全部を酸化銅粉末とし、該原料に強化繊維又は分散粒
子と混合し、加圧成形した後、還元しながら焼結せしめ
ることを特徴とする銅基複合材料の製造方法。 - （２）、強化繊維又は分散粒子がセラミックスであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の銅基複合材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27579386A JPS63130733A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 銅基複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27579386A JPS63130733A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 銅基複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63130733A true JPS63130733A (ja) | 1988-06-02 |
Family
ID=17560492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27579386A Pending JPS63130733A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 銅基複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63130733A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921473B2 (en) * | 2000-02-22 | 2005-07-26 | Qinetiq Limited | Electrolytic reduction of metal oxides such as titanium dioxide and process applications |
| JP2008121042A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Tatsuhiko Aizawa | 金属成形品製造方法 |
| CN114592138A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-07 | 西部金属材料股份有限公司 | 一种纳米氧化铝颗粒增强铜基复合材料及其制备方法 |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP27579386A patent/JPS63130733A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921473B2 (en) * | 2000-02-22 | 2005-07-26 | Qinetiq Limited | Electrolytic reduction of metal oxides such as titanium dioxide and process applications |
| JP2008121042A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Tatsuhiko Aizawa | 金属成形品製造方法 |
| CN114592138A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-07 | 西部金属材料股份有限公司 | 一种纳米氧化铝颗粒增强铜基复合材料及其制备方法 |
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