JPS641230B2 - - Google Patents
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- JPS641230B2 JPS641230B2 JP14897581A JP14897581A JPS641230B2 JP S641230 B2 JPS641230 B2 JP S641230B2 JP 14897581 A JP14897581 A JP 14897581A JP 14897581 A JP14897581 A JP 14897581A JP S641230 B2 JPS641230 B2 JP S641230B2
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- vacuum
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- casting
- melted
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- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
本発明は例えば真空しや断器の接点材料等とし
て用いられる低融点金属を含む銅合金の溶解鋳造
方法に関する。 例えば真空しや断器の接点材料は、銅に対して
液体では５重量％以上溶解するが常温の固体では
溶解度が0.01重量％以下でほとんど溶解せず、ま
た金属間化合物を作らない低融点金属、例えばビ
スマス（Bi）、鉛（Pb）等を0.5重量％以下含む
銅合金が使用されている。このような銅合金の溶
解鋳造は従来真空溶解炉において真空中で銅を加
熱容解して液体にした後アルゴンガス等の不活性
ガスを炉内に導入して不活性ガス雰囲気中で液体
の銅に低融点金属を添加し混合させた後に不活性
ガス雰囲気中で鋳造していた。 しかしながら、このような従来の溶解鋳造方法
によつて得られた低融点金属を含む銅合金鋳造材
は、凝固の際に銅とこれらの低融点金属との融点
の差が大きく互いの凝固間隔が大きいために、低
融点金属が銅から純物質として分離し析出する。
そして主に粒界に集中して析出し、しかも析出物
が均一に分散せず偏析をおこしやすい欠点があつ
た。かかる鋳造材を切断あるいは機械加工する
と、析出した低融点金属の粒子と母組材である銅
との接着が弱いために析出粒子が母組材よう剥離
し、加工後の表面には析出粒子の離脱により生じ
た跡がくぼみとして残される。従つて表面の平担
度が損なわれて表面の平担度の完全性を要求され
る真空しや断器の接点材料として用いた場合に
は、このままでは使用できない欠点があつた。 一方、このような欠点を改良するために、上述
した方法で鋳造した溶解材を再度溶解鋳造するこ
とにより、析出粒子を細かく分散させて上記欠点
を減少させる溶解鋳造方法も考えられている。し
かしこの場合は、鋳造時に形成される柱状晶の結
晶粒が外周部から中央部へうすく伸びるため、機
械加工時にこれら柱状晶の結晶粒がはがされ、加
工後の表面が薄片状の突起物で荒れた状態になる
という欠点があつた。 本発明はこのような従来の欠点を除去し、でき
るだけ低融点金属の析出を均一に分散させて、偏
析を少なくして、機械加工時の析出粒子の離脱に
よる加工表面の損傷を減少させ、さらに柱状晶の
結晶粒による薄方状突起物による荒れを減少させ
るようにした銅合金の溶解鋳造方法を提供するこ
とを目的とする。 本発明は従来の真空溶解鋳造して得られた鋳造
材、すなわち真空中で銅を溶解した後、不活性ガ
ス雰囲気中で低融点金属を添加し混合させて鋳込
んで得られた鋳造材を、再び真空中で加熱容解
し、真空中で鋳込まずに下方から上方へ方向性冷
却固化させるようにしたことを特徴とするもので
ある。以下本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。フローチヤートで示すように先ず
１に示すように真空溶解炉の真空槽内を
10-4Torr以下の真空にした後、電力を投入して
真空槽内に収められたルツボ中の銅を加熱容解
し、溶湯の脱ガスのためしばらく保持する。脱ガ
ス完了後２に示すように不活性ガス例えばアルゴ
ンガスを導入し、約150Torrの圧力に達したなら
ばアルゴンガスを止め、低融点金属例えばビスマ
ス（Bi）を添加する。ビスマスが溶銅中に十分
溶け込み、溶湯が均一になつたことを確認してか
ら電力を切り、３に示すようにただちに鋳型に鋳
込む。 次に４で示すようにこの銅合金を再び真空槽内
のルツボに装入した後、真空槽内を10-4Torr以
下の真空にし、電力を投入して真空槽内のルツボ
中の銅合金を加熱容解し溶湯が均一になるまでし
ばらく保持する。その後５で示すように高周波コ
イルを上方に動かすか、またはルツボを下方に１
mm／min程度の速度で移動させ、溶湯を下方から
上方へ順次冷却固化させる。 上記の溶解鋳造方法によれば、銅にほとんど固
溶せず金属間化合物も作らない低融点金属例えば
ビスマス（Bi）、鉛（Pb）等と銅との合金の真空
溶解材を、再度真空中で加熱容解することによつ
て析出していた低融点金属が再び溶銅中に溶けこ
み、一回目の溶解時よりも添加金属が細かくなつ
てより均一に分散した溶湯が得られ、低融点金属
の偏析を少なくすることができる。さらに下方か
ら上方に順次冷却固化させるように方向性冷却固
化させることにより、うすく半径方向に伸びた柱
状晶がなくなり、大きく成長した結晶粒が形成さ
れる。このような溶解鋳造材は、機械加工時の析
出粒子の離脱による加工表面の損傷を減少させ、
さらに柱状晶の結晶粒による薄片状突起物による
荒れを減少させることができる。再溶解材は真空
中で方向性冷却固化させるため低融点添加金属の
蒸発があるが、インゴツドの縦方向の長さをイン
ゴツト径の２倍以上にして、ルツボ中で冷却固化
を行なえば、低融点金属の蒸発はインゴツトのご
く上層部を除いて防ぐことができる。次表は一回
溶解材と再溶解材との分析結果および導電率硬度
の測定結果を示す。
て用いられる低融点金属を含む銅合金の溶解鋳造
方法に関する。 例えば真空しや断器の接点材料は、銅に対して
液体では５重量％以上溶解するが常温の固体では
溶解度が0.01重量％以下でほとんど溶解せず、ま
た金属間化合物を作らない低融点金属、例えばビ
スマス（Bi）、鉛（Pb）等を0.5重量％以下含む
銅合金が使用されている。このような銅合金の溶
解鋳造は従来真空溶解炉において真空中で銅を加
熱容解して液体にした後アルゴンガス等の不活性
ガスを炉内に導入して不活性ガス雰囲気中で液体
の銅に低融点金属を添加し混合させた後に不活性
ガス雰囲気中で鋳造していた。 しかしながら、このような従来の溶解鋳造方法
によつて得られた低融点金属を含む銅合金鋳造材
は、凝固の際に銅とこれらの低融点金属との融点
の差が大きく互いの凝固間隔が大きいために、低
融点金属が銅から純物質として分離し析出する。
そして主に粒界に集中して析出し、しかも析出物
が均一に分散せず偏析をおこしやすい欠点があつ
た。かかる鋳造材を切断あるいは機械加工する
と、析出した低融点金属の粒子と母組材である銅
との接着が弱いために析出粒子が母組材よう剥離
し、加工後の表面には析出粒子の離脱により生じ
た跡がくぼみとして残される。従つて表面の平担
度が損なわれて表面の平担度の完全性を要求され
る真空しや断器の接点材料として用いた場合に
は、このままでは使用できない欠点があつた。 一方、このような欠点を改良するために、上述
した方法で鋳造した溶解材を再度溶解鋳造するこ
とにより、析出粒子を細かく分散させて上記欠点
を減少させる溶解鋳造方法も考えられている。し
かしこの場合は、鋳造時に形成される柱状晶の結
晶粒が外周部から中央部へうすく伸びるため、機
械加工時にこれら柱状晶の結晶粒がはがされ、加
工後の表面が薄片状の突起物で荒れた状態になる
という欠点があつた。 本発明はこのような従来の欠点を除去し、でき
るだけ低融点金属の析出を均一に分散させて、偏
析を少なくして、機械加工時の析出粒子の離脱に
よる加工表面の損傷を減少させ、さらに柱状晶の
結晶粒による薄方状突起物による荒れを減少させ
るようにした銅合金の溶解鋳造方法を提供するこ
とを目的とする。 本発明は従来の真空溶解鋳造して得られた鋳造
材、すなわち真空中で銅を溶解した後、不活性ガ
ス雰囲気中で低融点金属を添加し混合させて鋳込
んで得られた鋳造材を、再び真空中で加熱容解
し、真空中で鋳込まずに下方から上方へ方向性冷
却固化させるようにしたことを特徴とするもので
ある。以下本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。フローチヤートで示すように先ず
１に示すように真空溶解炉の真空槽内を
10-4Torr以下の真空にした後、電力を投入して
真空槽内に収められたルツボ中の銅を加熱容解
し、溶湯の脱ガスのためしばらく保持する。脱ガ
ス完了後２に示すように不活性ガス例えばアルゴ
ンガスを導入し、約150Torrの圧力に達したなら
ばアルゴンガスを止め、低融点金属例えばビスマ
ス（Bi）を添加する。ビスマスが溶銅中に十分
溶け込み、溶湯が均一になつたことを確認してか
ら電力を切り、３に示すようにただちに鋳型に鋳
込む。 次に４で示すようにこの銅合金を再び真空槽内
のルツボに装入した後、真空槽内を10-4Torr以
下の真空にし、電力を投入して真空槽内のルツボ
中の銅合金を加熱容解し溶湯が均一になるまでし
ばらく保持する。その後５で示すように高周波コ
イルを上方に動かすか、またはルツボを下方に１
mm／min程度の速度で移動させ、溶湯を下方から
上方へ順次冷却固化させる。 上記の溶解鋳造方法によれば、銅にほとんど固
溶せず金属間化合物も作らない低融点金属例えば
ビスマス（Bi）、鉛（Pb）等と銅との合金の真空
溶解材を、再度真空中で加熱容解することによつ
て析出していた低融点金属が再び溶銅中に溶けこ
み、一回目の溶解時よりも添加金属が細かくなつ
てより均一に分散した溶湯が得られ、低融点金属
の偏析を少なくすることができる。さらに下方か
ら上方に順次冷却固化させるように方向性冷却固
化させることにより、うすく半径方向に伸びた柱
状晶がなくなり、大きく成長した結晶粒が形成さ
れる。このような溶解鋳造材は、機械加工時の析
出粒子の離脱による加工表面の損傷を減少させ、
さらに柱状晶の結晶粒による薄片状突起物による
荒れを減少させることができる。再溶解材は真空
中で方向性冷却固化させるため低融点添加金属の
蒸発があるが、インゴツドの縦方向の長さをイン
ゴツト径の２倍以上にして、ルツボ中で冷却固化
を行なえば、低融点金属の蒸発はインゴツトのご
く上層部を除いて防ぐことができる。次表は一回
溶解材と再溶解材との分析結果および導電率硬度
の測定結果を示す。
【表】
すなわち、再溶解材のビスマス（Bi）量は一
回溶解材よりわずかに減少しているのみで、実用
上はなんの支障もない。他方、硬さにおいては、
再溶解材は一回溶解材よりもビスマス（Bi）の
含有量が減少しているにもかかわらず、硬度が増
加している。これは再溶解材の方がビスマス
（Bi）が銅中に均一に分散し、偏析が少なくなつ
ているので析出硬化が増すためである。導電率は
ビスマス（Bi）含有が減少しているため再溶解
材の方が高い。これらの特徴は真空しや断器の接
点材料として用いた場合に非常に好ましい性質で
ある。 以上のように本発明によれば、低融点金属を含
む銅合金の溶解鋳造方法において真空溶解炉の真
空中で銅を加熱溶解し、不活性ガスを導入して不
活性ガス雰囲気中で低融点金属を添加し混合して
鋳造した一回溶解材を真空中で再び加熱溶解し、
ルツボ中で下方から上方へ方向性冷却固化させる
ようにしたので、0.5重量％以下の低融点金属の
偏析が少なく強固な欠陥の少ない材料を得ること
ができ、機械加工もしやすくて表面の平担度がよ
く、また接点材料などの導電材料として使用され
る場合は導電率がよくなるなどのすぐれた効果が
ある。
回溶解材よりわずかに減少しているのみで、実用
上はなんの支障もない。他方、硬さにおいては、
再溶解材は一回溶解材よりもビスマス（Bi）の
含有量が減少しているにもかかわらず、硬度が増
加している。これは再溶解材の方がビスマス
（Bi）が銅中に均一に分散し、偏析が少なくなつ
ているので析出硬化が増すためである。導電率は
ビスマス（Bi）含有が減少しているため再溶解
材の方が高い。これらの特徴は真空しや断器の接
点材料として用いた場合に非常に好ましい性質で
ある。 以上のように本発明によれば、低融点金属を含
む銅合金の溶解鋳造方法において真空溶解炉の真
空中で銅を加熱溶解し、不活性ガスを導入して不
活性ガス雰囲気中で低融点金属を添加し混合して
鋳造した一回溶解材を真空中で再び加熱溶解し、
ルツボ中で下方から上方へ方向性冷却固化させる
ようにしたので、0.5重量％以下の低融点金属の
偏析が少なく強固な欠陥の少ない材料を得ること
ができ、機械加工もしやすくて表面の平担度がよ
く、また接点材料などの導電材料として使用され
る場合は導電率がよくなるなどのすぐれた効果が
ある。
図は本発明の銅合金の溶解鋳造方法の一実施例
を示すフローチヤート図である。
を示すフローチヤート図である。
Claims (1)
- １ 真空中で銅を加熱溶解する第１工程と、不活
性ガス雰囲気中で加熱溶解された銅に低融点金属
を添加し混合して鋳造する第２工程と、鋳造され
た銅と低融点金属の合金を真空中で再び加熱溶解
する第３工程と、加熱溶解された合金を方向性冷
却固化させる第４工程とより成る銅合金の溶解鋳
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14897581A JPS5850172A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 鋼合金の溶解鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14897581A JPS5850172A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 鋼合金の溶解鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850172A JPS5850172A (ja) | 1983-03-24 |
| JPS641230B2 true JPS641230B2 (ja) | 1989-01-10 |
Family
ID=15464861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14897581A Granted JPS5850172A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 鋼合金の溶解鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850172A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4723589A (en) * | 1986-05-19 | 1988-02-09 | Westinghouse Electric Corp. | Method for making vacuum interrupter contacts by spray deposition |
| US6192969B1 (en) * | 1999-03-22 | 2001-02-27 | Asarco Incorporated | Casting of high purity oxygen free copper |
| EP1247872A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-10-09 | Solar Applied Material Technology Corp. | Method for producing metal sputtering target |
| CN102672421B (zh) * | 2012-01-12 | 2014-07-09 | 河南科技大学 | 一种高压开关Cu-Cr合金触头、触指或触头座类零件的加工方法 |
| CN115156487A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-10-11 | 嘉兴微构电子科技有限公司 | 一种均质化铜合金铸锭的制造方法 |
-
1981
- 1981-09-21 JP JP14897581A patent/JPS5850172A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5850172A (ja) | 1983-03-24 |
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