JP7370197B2 - 易加工性耐食電極合金 - Google Patents
易加工性耐食電極合金 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7370197B2 JP7370197B2 JP2019162286A JP2019162286A JP7370197B2 JP 7370197 B2 JP7370197 B2 JP 7370197B2 JP 2019162286 A JP2019162286 A JP 2019162286A JP 2019162286 A JP2019162286 A JP 2019162286A JP 7370197 B2 JP7370197 B2 JP 7370197B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- corrosion
- content
- forging
- less
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims description 57
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 57
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 52
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 50
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 24
- 229910002535 CuZn Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- JVJQPDTXIALXOG-UHFFFAOYSA-N nitryl fluoride Chemical compound [O-][N+](F)=O JVJQPDTXIALXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical compound [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001036 glow-discharge mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- YQCIWBXEVYWRCW-UHFFFAOYSA-N methane;sulfane Chemical compound C.S YQCIWBXEVYWRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
(1)
Cu、Zn及び不可避不純物からなる易加工性耐食電極合金であって、
Zn含有量が45~55質量%の範囲であり、残余がCu及び不可避不純物であり、
平均結晶粒径が200~1000μmである、易加工性耐食電極合金。
本発明に係る易加工性耐食電極合金は、Cu、Zn及び不可避不純物からなる易加工性耐食電極合金であって、Zn含有量が45~55質量%の範囲であり、残余がCu及び不可避不純物であり、平均結晶粒径が200~1000μmである。
本発明に係る易加工性耐食電極合金は、フッ素含有環境中において、優れた耐食性を備えているので、耐食性電極用材料として、好適に使用できる。本発明に係る易加工性耐食電極合金は、他の元素を添加するためのドープ処理によって生じる二次的な不純物混入を回避しつつ、優れた耐食性を発揮している。そして、本発明に係る銅電極材料は、公知技術である電極構造の工夫による耐食性の向上技術を併用して、耐食性に優れた電極とすることができる。耐食性は、具体的には、実施例に示したフッ硝酸試験によって、試験することができる。
本発明に係る易加工性耐食電極合金は、容易に加工可能な特性を備えている。本発明者の検討によれば、耐食性に優れた銅含有電極材料であっても、所望の電極形状への加工の際に、一部が欠落してしまう個体が頻出して、電極形状への加工の歩留まりが劣る電極材料である場合があることがわかった。精密な放電技術に使用される電極の形状は、その使用目的に応じて、しばしば複雑なものとなるが、そのような複雑な電極形状へと機械加工を行うと、亜鉛を含有する銅合金では、しばしば機械加工に耐えられずに、一部が欠落してしまうことがある。このような欠落の生じる個体の割合は場合により1割以上に及ぶ。このような歩留まりの低さは生産工程において深刻な問題となる。本発明に係る易加工性耐食電極合金は、このような機械加工にも欠落を生じることなく耐えて、高い歩留まりを示す。すなわち、本発明に係る耐食電極合金は、易加工性を備えている。この易加工性は、具体的には、実施例に示した電極形状への加工試験によって、試験することができる。
好適な実施の態様において、易加工性耐食電極合金の平均結晶粒径は、例えば1000μm以下、好ましくは750μm以下、さらに好ましくは600μm以下、さらに好ましくは500μm以下とすることができる。好適な実施の態様において、易加工性耐食電極合金の平均結晶粒径は、例えば100μm以上、好ましくは150μm以上、さらに好ましくは200μm以上、さらに好ましくは250μm以上とすることができる。好適な実施の態様において、易加工性耐食電極合金の平均結晶粒径は、例えば100~1000μmの範囲、好ましくは200~1000μmの範囲、さらに好ましくは200~750μmの範囲、さらに好ましくは200~600μmの範囲とすることができる。平均結晶粒径は、公知の手段によって測定して算出することができ、具体的には、実施例において後述する手段によって測定して算出することができる。
好適な実施の態様において、易加工性耐食電極合金のZn含有量は、例えば45~55質量%の範囲、好ましくは48~52質量%の範囲とすることができる。
好適な実施の態様において、本発明の易加工性耐食電極合金であるCuZn合金は、上記組成の範囲と上記平均結晶粒径の範囲を備えることによって、易加工性と耐食性とを同時に備えたものとなっている。この本発明の易加工性耐食電極合金の好適な実施の態様において、不可避不純物の含有量は、例えば1質量%以下、好ましくは0.1質量%以下、あるいは好ましくは0.01質量%以下、あるいは好ましくは0.001質量%以下、あるいは0.0001質量%以下とすることができる。
Cr含有量:1質量ppm以下、好ましくは0.1質量ppm以下
Mn含有量:1質量ppm以下、好ましくは0.1質量ppm以下
Fe含有量:5質量ppm以下、好ましくは2質量ppm以下、さらに好ましくは1質量ppm以下
Co含有量:5質量ppm以下、好ましくは2質量ppm以下、さらに好ましくは1質量ppm以下
Ni含有量:5質量ppm以下、好ましくは2質量ppm以下、さらに好ましくは1質量ppm以下
Ga含有量:1質量ppm以下、好ましくは0.1質量ppm以下
本発明に係る易加工性耐食電極合金は、実施例において後述する製造方法によって、製造することができる。すなわち、銅と亜鉛のインゴットを溶解して、CuZn合金のインゴットを作製し、得られたCuZn合金インゴットを実施例に開示された条件によって熱間鍛造し、熱間鍛造して得られた鍛造棒として、得ることができる。さらに、この鍛造棒を電極材料となる形状へと機械加工することによって、耐食性電極を製造することができる。
好適な実施の態様として、本発明は、次の(1)以下の実施の態様を含む。
(1)
Cu、Zn及び不可避不純物からなる易加工性耐食電極合金であって、
Zn含有量が45~55質量%の範囲であり、残余がCu及び不可避不純物であり、
平均結晶粒径が200~1000μmである、易加工性耐食電極合金。
(2)
Cu含有量が45~55質量%の範囲である、(1)に記載の易加工性耐食電極合金。
(3)
不可避不純物の含有量として、Cr含有量が1質量ppm以下、Mn含有量が1質量ppm以下、Fe含有量が5質量ppm以下、Co含有量が5質量ppm以下、Ni含有量が5質量ppm以下、Ga含有量が1質量ppm以下である、(1)~(2)のいずれかに記載の易加工性耐食電極合金。
(4)
不可避不純物の含有量として、ガス成分であるC、及びOを合計して50質量ppm以下で含有する、(1)~(3)のいずれかに記載の易加工性耐食電極合金。
Cu原料(4N5)79.7kg、Zn原料(4N5)74.5kgを溶解(1050℃で30分保持)し、CuZn合金を得た。得られたCuZn合金からインゴット上部の引け巣の部分を取り除き、φ230mm、長さ382mm、重量131.1kgについて、以下の手順で鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行った。
Cu原料(4N5)79.7kg、Zn原料(4N5)74.5kgを溶解(1050℃で30分保持)し、CuZn合金を得た。得られたCuZn合金からインゴット上部の引け巣の部分を取り除き、φ230mm、長さ382mm、重量131.1kgについて、以下の手順で鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行った。
Cu原料(4N5)73.5kg、Zn原料(4N5)80.7kgを溶解(1050℃で30分保持)し、CuZn合金を得た。得られたCuZn合金からインゴット上部の引け巣の部分を取り除き、φ230mm、長さ374mm、重量127.9kgについて鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行った。
Cu原料(4N5)73.5kg、Zn原料(4N5)80.7kgを溶解(1050℃で30分保持)し、CuZn合金を得た。得られたCuZn合金からインゴット上部の引け巣の部分を取り除き、φ230mm、長さ374mm、重量127.9kgについて鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行った。
実施例1と同様の操作によって得られたCuZn合金に対して、多段鍛造の温度を800℃としたこと以外は、実施例1と同様に鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行って、φ43mm及び長さ650mmの鍛造棒を得た。(試料5)
実施例1と同様の操作によって得られたCuZn合金に対して、多段鍛造の温度を450℃としたこと以外は、実施例1と同様に鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行って、φ43mm及び長さ650mmの鍛造棒を得た。(試料6)
実施例2と同様の操作によって得られたCuZn合金に対して、多段鍛造の温度を800℃としたこと以外は、実施例2と同様に鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行って、φ43及び長さ650mmの鍛造棒を得た。(試料7)
実施例2と同様の操作によって得られたCuZn合金に対して、多段鍛造の温度を450℃としたこと以外は、実施例2と同様に鍛造、多段鍛造及び鍛造を順に行って、φ43mm及び長さ650mmの鍛造棒を得た。(試料8)
得られた試料1~8に対して、組成分析、不純物分析を行った。金属元素はGD-MSによって分析し(V.G.Scientific社製 VG-9000)、気体成分は酸素(O)については、LECO社製の酸素窒素分析装置(型式TCH-600)を、炭素(C)についてLECO社製の炭素硫黄分析装置(型式CS-444)によって分析した。
試料1~8に対して、光学顕微鏡観察を行った(観察条件:研磨紙で#2000まで研磨後、バフ研磨を実施、使用機器NikonECLIPSEMA200、100倍)。
試料1~8の鍛造棒をそれぞれ20本用意した。これらの鍛造棒に対して、それぞれ旋盤による仕上げ加工、熱処理(600℃×2hr)、電極形状への加工を行った。
電極形状は、長さ500mm、直径30mmであって、円柱状の形状である。
電極形状への加工は、上記熱処理後の棒を、旋盤加工し、マシニング加工することによって行った。
試料1、試料2、試料3、試料4、試料6、試料8については、20本中の20本について加工によって、CuZn合金が欠けることなく、電極形状へと加工することができた。
試料5については、20本中1本で電極形状への加工時に、直径3mmで深さ2mm程度の欠けが1箇所で発生した。試料7については、20本中2本で電極形状への加工時に、それぞれ直径3mmで深さ2mm程度の欠けが1箇所で発生した。
[フッ硝酸試験]
フッ硝酸を使用した耐食性試験を、次の手順で行った。
試料1~8をそれぞれ14.5g(大きさ12mm×12mm×12mm)用意した。フッ酸(46%)10mL、硝酸(65%)30mL、及び純水260mLを混合してフッ硝酸水溶液を調整した。試料1~8をそれぞれ300mLのフッ硝酸水溶液中に投入して、25℃で撹拌しながら、投入後10分後、30分後、60分後の重量減少を測定することによって、それぞれの時間での溶解量(mg)を算出した。
図2及び図3に示されるように、平均結晶粒径の小さな試料6及び試料8は、フッ硝酸試験において、溶解が速やかに進行した。その他の試料については、溶解が低減されていた。
あるいは、フッ硝酸試験の60分後では、試料8に対する試料3の溶解量の比は、1/1.34であった。また、フッ硝酸試験の60分後では、試料8に対する試料4の溶解量の比は、1/1.22であった。
Claims (3)
- Cu、Zn及び不可避不純物からなる易加工性耐食電極合金であって、
Zn含有量が45~55質量%の範囲であり、残余がCu及び不可避不純物であり、
平均結晶粒径が200~254.2μmである、易加工性耐食電極合金。 - 不可避不純物の含有量として、Cr含有量が1質量ppm以下、Mn含有量が1質量ppm以下、Fe含有量が5質量ppm以下、Co含有量が5質量ppm以下、Ni含有量が5質量ppm以下、Ga含有量が1質量ppm以下である、請求項1に記載の易加工性耐食電極合金。
- 不可避不純物の含有量として、ガス成分であるC、及びOを合計して50質量ppm以下で含有する、請求項1~2のいずれかに記載の易加工性耐食電極合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019162286A JP7370197B2 (ja) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 易加工性耐食電極合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019162286A JP7370197B2 (ja) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 易加工性耐食電極合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021038451A JP2021038451A (ja) | 2021-03-11 |
JP7370197B2 true JP7370197B2 (ja) | 2023-10-27 |
Family
ID=74846813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019162286A Active JP7370197B2 (ja) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 易加工性耐食電極合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7370197B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001259931A (ja) | 2000-03-17 | 2001-09-25 | Hitachi Cable Ltd | テーパ加工用電極線及びその製造方法 |
JP2010218927A (ja) | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Autonetworks Technologies Ltd | 自動車用電線導体および自動車用電線 |
JP2013129876A (ja) | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 被削性に優れた銅合金材 |
WO2019097846A1 (ja) | 2017-11-15 | 2019-05-23 | Jx金属株式会社 | 耐食性CuZn合金 |
WO2019139736A1 (en) | 2018-01-11 | 2019-07-18 | Cymer, Llc | Electrode for a discharge chamber |
WO2020116464A1 (ja) | 2018-12-03 | 2020-06-11 | Jx金属株式会社 | 耐食性CuZn合金 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09237521A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-09 | Hitachi Cable Ltd | 放電加工用電極線 |
-
2019
- 2019-09-05 JP JP2019162286A patent/JP7370197B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001259931A (ja) | 2000-03-17 | 2001-09-25 | Hitachi Cable Ltd | テーパ加工用電極線及びその製造方法 |
JP2010218927A (ja) | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Autonetworks Technologies Ltd | 自動車用電線導体および自動車用電線 |
JP2013129876A (ja) | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 被削性に優れた銅合金材 |
WO2019097846A1 (ja) | 2017-11-15 | 2019-05-23 | Jx金属株式会社 | 耐食性CuZn合金 |
WO2019139736A1 (en) | 2018-01-11 | 2019-07-18 | Cymer, Llc | Electrode for a discharge chamber |
WO2020116464A1 (ja) | 2018-12-03 | 2020-06-11 | Jx金属株式会社 | 耐食性CuZn合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021038451A (ja) | 2021-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4761586B1 (ja) | 高強度チタン銅板及びその製造方法 | |
EP3511432B1 (en) | Softening resistant copper alloy, preparation method, and application thereof | |
KR102218815B1 (ko) | 내식성 CuZn 합금 | |
JP4168066B2 (ja) | プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金およびその製造方法、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金部材、ならびにプラズマ処理装置 | |
KR20160096696A (ko) | 전자 부품용 티탄구리 | |
US11739407B2 (en) | Method for producing ni-based alloy and ni-based alloy | |
RU2388838C2 (ru) | Тi-ЫЙ СПЛАВ, ДЕТАЛЬ ИЗ Тi-ГО СПЛАВА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ | |
JP7370197B2 (ja) | 易加工性耐食電極合金 | |
JP7273063B2 (ja) | 耐食性CuZn合金 | |
JP2018076588A (ja) | 銅合金板材およびその製造方法 | |
JPH083670A (ja) | 加工性および耐食性に優れたNi基合金 | |
JP2019157261A (ja) | 耐食性CuCo合金 | |
KR102648197B1 (ko) | 구리 전극 재료 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20200217 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20200302 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220328 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230216 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230412 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230612 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231017 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7370197 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |