JPH0959726A - アルミナ分散強化銅の製造法 - Google Patents
アルミナ分散強化銅の製造法Info
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- JPH0959726A JPH0959726A JP7216082A JP21608295A JPH0959726A JP H0959726 A JPH0959726 A JP H0959726A JP 7216082 A JP7216082 A JP 7216082A JP 21608295 A JP21608295 A JP 21608295A JP H0959726 A JPH0959726 A JP H0959726A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電線製造用材料として使用するに適した導電性
と優れた機械的特性とを併せ備えたアルミナ分散強化銅
を、生産効率よく製造することができる改良方法を提供
する。 【構成】本発明のアルミナ分散強化銅の製造法は、含ア
ルミニウム銅合金粉末を衝撃圧縮によるメカニカルアロ
イング作用を有するミリング装置により、大気雰囲気中
でミリングして酸化物を含む粒子からなる粉体を得る工
程と、該粉体を不活性ガス雰囲気中で熱処理してアルミ
ニウムを酸化アルミニウムに転換する工程と、該転換体
を還元性雰囲気中で還元処理する工程と、更に該還元処
理材料を熱間押出しする工程とからなる。
と優れた機械的特性とを併せ備えたアルミナ分散強化銅
を、生産効率よく製造することができる改良方法を提供
する。 【構成】本発明のアルミナ分散強化銅の製造法は、含ア
ルミニウム銅合金粉末を衝撃圧縮によるメカニカルアロ
イング作用を有するミリング装置により、大気雰囲気中
でミリングして酸化物を含む粒子からなる粉体を得る工
程と、該粉体を不活性ガス雰囲気中で熱処理してアルミ
ニウムを酸化アルミニウムに転換する工程と、該転換体
を還元性雰囲気中で還元処理する工程と、更に該還元処
理材料を熱間押出しする工程とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミナ分散強化銅
の製造法に関し、特に機械的強度が高くかつ高導電率の
電線を製造するのに適した銅材料の製造方法に関する。
の製造法に関し、特に機械的強度が高くかつ高導電率の
電線を製造するのに適した銅材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から高い引張強さや高い導電率を示
す電線を製造するために、アルミナ分散強化銅を使用す
ることが知られている。そして、かかるアルミナ分散強
化銅の製造方法として、アルミニウムを含む銅合金の粉
末を酸素含有雰囲気中で加熱して表面酸化させ、次いで
不活性ガス雰囲気中で熱処理してアルミニウムを内部酸
化すると共に酸化銅を銅に還元することにより、母体で
ある銅を微細に分散したアルミナによって補強する技術
がある。（例えば特公昭５５−３９６１７号）
す電線を製造するために、アルミナ分散強化銅を使用す
ることが知られている。そして、かかるアルミナ分散強
化銅の製造方法として、アルミニウムを含む銅合金の粉
末を酸素含有雰囲気中で加熱して表面酸化させ、次いで
不活性ガス雰囲気中で熱処理してアルミニウムを内部酸
化すると共に酸化銅を銅に還元することにより、母体で
ある銅を微細に分散したアルミナによって補強する技術
がある。（例えば特公昭５５−３９６１７号）
【０００３】一方、銅粉末と酸化アルミニウム粉末とを
ボールミル等のミリング装置中で充分にミリングして、
緊密な混合物としたのちに、熱間押出しなどの工程を経
て、アルミナが分散した銅材料を得る方法（例えば特開
昭６１−１４９４４９号）がある。しかし、この混合分
散による方法は前記の銅アルミニウム合金の内部酸化法
に較べて簡便であるものの、補強性が充分でなくまた品
質の均一性にも問題があった。
ボールミル等のミリング装置中で充分にミリングして、
緊密な混合物としたのちに、熱間押出しなどの工程を経
て、アルミナが分散した銅材料を得る方法（例えば特開
昭６１−１４９４４９号）がある。しかし、この混合分
散による方法は前記の銅アルミニウム合金の内部酸化法
に較べて簡便であるものの、補強性が充分でなくまた品
質の均一性にも問題があった。
【０００４】そしてまた、酸化銅、銅アルミニウム合金
と銅を充分にミリングしたのちに内部酸化処理を行い、
更に還元条件下で酸化銅のみを還元して銅と酸化アルミ
ニウムとの緊密な混合物とすることにより、アルミナで
分散補強した銅材料を得る方法もある。しかし、この酸
化物混合・内部酸化法は前記の混合分散法よりも補強性
が優れており、また表面熱酸化・内部酸化法に較べて簡
便であって品質の均一性も向上しているが、補強性の点
では表面熱酸化する方法に及ばないという問題を有す
る。
と銅を充分にミリングしたのちに内部酸化処理を行い、
更に還元条件下で酸化銅のみを還元して銅と酸化アルミ
ニウムとの緊密な混合物とすることにより、アルミナで
分散補強した銅材料を得る方法もある。しかし、この酸
化物混合・内部酸化法は前記の混合分散法よりも補強性
が優れており、また表面熱酸化・内部酸化法に較べて簡
便であって品質の均一性も向上しているが、補強性の点
では表面熱酸化する方法に及ばないという問題を有す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、アルミナ
の分散補強によって高い導電性を保持する電線製造用銅
材料を製造する従来の技術においては、電線用として用
いるに適した引張強さや伸びなどの機械的特性と導電性
とを併せ備えた銅材料を、生産効率よく経済的に得るこ
とはできなかった。そこで本発明は、電線製造用材料と
して使用するに適した導電性と優れた機械的特性とを併
せ備えたアルミナ分散強化銅を、生産効率よく製造する
ことができる改良方法を提供することを目的とした。
の分散補強によって高い導電性を保持する電線製造用銅
材料を製造する従来の技術においては、電線用として用
いるに適した引張強さや伸びなどの機械的特性と導電性
とを併せ備えた銅材料を、生産効率よく経済的に得るこ
とはできなかった。そこで本発明は、電線製造用材料と
して使用するに適した導電性と優れた機械的特性とを併
せ備えたアルミナ分散強化銅を、生産効率よく製造する
ことができる改良方法を提供することを目的とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミナ分散強
化銅の製造法は、含アルミニウム銅合金粉末を衝撃圧縮
によるメカニカルアロイング作用を有するミリング装置
により、大気雰囲気中でミリングして酸化物を含む粒子
からなる粉体を得る工程と、該粉体を不活性ガス雰囲気
中で熱処理してアルミニウムを酸化アルミニウムに転換
する工程と、該転換体を還元性雰囲気中で還元処理する
工程と、更に該還元処理材料を熱間押出しする工程とか
らなる。
化銅の製造法は、含アルミニウム銅合金粉末を衝撃圧縮
によるメカニカルアロイング作用を有するミリング装置
により、大気雰囲気中でミリングして酸化物を含む粒子
からなる粉体を得る工程と、該粉体を不活性ガス雰囲気
中で熱処理してアルミニウムを酸化アルミニウムに転換
する工程と、該転換体を還元性雰囲気中で還元処理する
工程と、更に該還元処理材料を熱間押出しする工程とか
らなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の方法において原料となる
含アルミニウム銅合金の組成は特に限定されないが、電
線用材料として用いる場合には銅に対するアルミニウム
の割合が０．１〜０．６重量％となるように選択される
ことが望ましい。アルミニウムの割合がこの範囲を下回
るときは強度の改良が充分でなく、またこの範囲を上回
るときは加工性が低下して効率的な伸線加工が困難とな
る。
含アルミニウム銅合金の組成は特に限定されないが、電
線用材料として用いる場合には銅に対するアルミニウム
の割合が０．１〜０．６重量％となるように選択される
ことが望ましい。アルミニウムの割合がこの範囲を下回
るときは強度の改良が充分でなく、またこの範囲を上回
るときは加工性が低下して効率的な伸線加工が困難とな
る。
【０００８】かかる含アルミニウム銅合金の粉末は水ア
トマイズ法により微粉末化したものが好ましく、平均粒
径は２０μｍ程度であることが好ましい。かかる粉末の
平均粒径が２０μｍを越えても粒径が揃っている場合に
は特に重大な支障はないが、粒径分布が広い場合には得
られる強化銅製品の特性がばらつく傾向があるので粗大
な粒子を含まないものであることが望ましい。
トマイズ法により微粉末化したものが好ましく、平均粒
径は２０μｍ程度であることが好ましい。かかる粉末の
平均粒径が２０μｍを越えても粒径が揃っている場合に
は特に重大な支障はないが、粒径分布が広い場合には得
られる強化銅製品の特性がばらつく傾向があるので粗大
な粒子を含まないものであることが望ましい。
【０００９】本発明の方法におけるメカニカルアロイン
グとは、高エネルギーのボールミル等を用いて金属微粒
子の圧接、粉砕を繰り返し、圧接された金属微粒子間の
拡散現象を誘起して合金化を進行させ、併せてそれらを
固化する操作を言い、以下単にＭＡという。そして上記
のような含アルミニウム銅合金の粉末を処理するに用い
られるミリング装置としては、衝撃圧縮によるＭＡ作用
を有するものであることが必要で、ボールミルやチュー
ブミルなどが使用でき、中でもボールミルが特に好まし
い。またここで用いられるボールも、硬度が高くて摩耗
の少ない材料、例えば不銹鋼や超硬合金等の耐摩耗性合
金、アルミナやジルコニア等のセラミックスなどから形
成されたものが好ましく、銅の電気的性質などを損なわ
ないためにはアルミナやジルコニア等のセラミックスボ
ールが特に好ましく用いられるが、これらに限定される
ものではない。
グとは、高エネルギーのボールミル等を用いて金属微粒
子の圧接、粉砕を繰り返し、圧接された金属微粒子間の
拡散現象を誘起して合金化を進行させ、併せてそれらを
固化する操作を言い、以下単にＭＡという。そして上記
のような含アルミニウム銅合金の粉末を処理するに用い
られるミリング装置としては、衝撃圧縮によるＭＡ作用
を有するものであることが必要で、ボールミルやチュー
ブミルなどが使用でき、中でもボールミルが特に好まし
い。またここで用いられるボールも、硬度が高くて摩耗
の少ない材料、例えば不銹鋼や超硬合金等の耐摩耗性合
金、アルミナやジルコニア等のセラミックスなどから形
成されたものが好ましく、銅の電気的性質などを損なわ
ないためにはアルミナやジルコニア等のセラミックスボ
ールが特に好ましく用いられるが、これらに限定される
ものではない。
【００１０】本発明の方法において、上記のようなミリ
ング装置の衝撃粉砕作用により含アルミニウム銅合金粉
末は鍛造作用と造粒作用とが働いてミリングされ、更に
その間に大気中の酸素による酸化を受ける結果、銅やア
ルミニウムの酸化物を含む略均一な組成を有する粒子か
らなる粉体となる。この際の粉体の粉砕酸化処理条件特
に処理時間は、ミリング装置の材質や形状等の構造や容
量など、特にボールミルなどの場合には容器の材質や大
きさ、ボールの材質や大きさ及び重量、ボールの使用個
数、或いは装置の回転速度などによっても変化するもの
であるが、含まれるアルミニウムが後続の内部酸化工程
において酸化物に転化するのに充分な量の酸素が結合す
るに必要な処理時間であり、予備実験によって予め決定
しておくことが好ましい。
ング装置の衝撃粉砕作用により含アルミニウム銅合金粉
末は鍛造作用と造粒作用とが働いてミリングされ、更に
その間に大気中の酸素による酸化を受ける結果、銅やア
ルミニウムの酸化物を含む略均一な組成を有する粒子か
らなる粉体となる。この際の粉体の粉砕酸化処理条件特
に処理時間は、ミリング装置の材質や形状等の構造や容
量など、特にボールミルなどの場合には容器の材質や大
きさ、ボールの材質や大きさ及び重量、ボールの使用個
数、或いは装置の回転速度などによっても変化するもの
であるが、含まれるアルミニウムが後続の内部酸化工程
において酸化物に転化するのに充分な量の酸素が結合す
るに必要な処理時間であり、予備実験によって予め決定
しておくことが好ましい。
【００１１】こうして決定された処理時間は最低必要な
時間であって、それ以上の粉砕酸化処理を行うことは差
し支えない。しかし、余り処理時間が長いことは生産効
率を低下させる上に物性の低下にもつながるから望まし
くない。更に、こうして得られる粒子の径は、通常１５
０μｍ以下であることが後続の工程にとって有利である
ので、粒径が上記の範囲に入るようにミリング装置の操
作条件などを選択することが望ましい。
時間であって、それ以上の粉砕酸化処理を行うことは差
し支えない。しかし、余り処理時間が長いことは生産効
率を低下させる上に物性の低下にもつながるから望まし
くない。更に、こうして得られる粒子の径は、通常１５
０μｍ以下であることが後続の工程にとって有利である
ので、粒径が上記の範囲に入るようにミリング装置の操
作条件などを選択することが望ましい。
【００１２】こうして得られる粉体は、従来の内部酸化
法と同様にして不活性ガス雰囲気中で熱処理することに
より、アルミニウムを酸化アルミニウムに転換すると同
時に酸化銅を金属銅に転換し、次いでこの転換体を水素
等の還元性ガスを含む雰囲気中で加熱還元処理して残存
酸素を除去し、更に粉末冶金技術を利用して熱間押出し
することにより電線用材料とする。
法と同様にして不活性ガス雰囲気中で熱処理することに
より、アルミニウムを酸化アルミニウムに転換すると同
時に酸化銅を金属銅に転換し、次いでこの転換体を水素
等の還元性ガスを含む雰囲気中で加熱還元処理して残存
酸素を除去し、更に粉末冶金技術を利用して熱間押出し
することにより電線用材料とする。
【００１３】
【実施例】０．３５重量％のアルミニウムを含む銅アル
ミニウム合金の溶湯を水ジェットに接触させて粉末化す
る方法により、平均粒径が約２０μｍの合金粉末を得
た。次いで、この粉末２００ｇをジルコニア質の遠心回
転式ボールミル（容量５００ml）に入れ、ジルコニア製
の径１０mmのボール１kgと共に大気雰囲気中で回転速度
約２５０rpm で回転してミリングを行った。そしてミリ
ング時間を１時間から９６時間まで多段階に変えて粉砕
酸化処理した後に取り出し、それぞれの粉体試料を得
た。また、比較のためにボールミルによるミリングを行
わない粉体試料と、ミリングする代わりに大気雰囲気中
で３００℃１０分間の加熱処理を行い、表面熱酸化させ
た粉体試料とを用意した。
ミニウム合金の溶湯を水ジェットに接触させて粉末化す
る方法により、平均粒径が約２０μｍの合金粉末を得
た。次いで、この粉末２００ｇをジルコニア質の遠心回
転式ボールミル（容量５００ml）に入れ、ジルコニア製
の径１０mmのボール１kgと共に大気雰囲気中で回転速度
約２５０rpm で回転してミリングを行った。そしてミリ
ング時間を１時間から９６時間まで多段階に変えて粉砕
酸化処理した後に取り出し、それぞれの粉体試料を得
た。また、比較のためにボールミルによるミリングを行
わない粉体試料と、ミリングする代わりに大気雰囲気中
で３００℃１０分間の加熱処理を行い、表面熱酸化させ
た粉体試料とを用意した。
【００１４】次に、これらの粉体をそれぞれアルミナ質
の容器に入れて窒素雰囲気中で７００℃に１時間加熱処
理し、合金中のアルミニウムを酸化アルミニウムに転化
すると共に、銅の酸化物の大部分を銅に還元した。そし
て、冷却したのち粉砕して６０μｍ以下に整粒し、更に
アルミナ質の容器に入れて水素雰囲気中で５００℃に１
時間加熱処理して、残った銅の酸化物をすべて銅に還元
した。
の容器に入れて窒素雰囲気中で７００℃に１時間加熱処
理し、合金中のアルミニウムを酸化アルミニウムに転化
すると共に、銅の酸化物の大部分を銅に還元した。そし
て、冷却したのち粉砕して６０μｍ以下に整粒し、更に
アルミナ質の容器に入れて水素雰囲気中で５００℃に１
時間加熱処理して、残った銅の酸化物をすべて銅に還元
した。
【００１５】こうして得た各アルミナ含有還元銅粉末を
プラズマ放電焼結装置によって固形化し、径１７．５m
m、長さ１５mmの成形体を得た。そして、これらの成形
体を真空中で無酸素銅製の筒内に封入して、押出成形用
ビレットを得た。
プラズマ放電焼結装置によって固形化し、径１７．５m
m、長さ１５mmの成形体を得た。そして、これらの成形
体を真空中で無酸素銅製の筒内に封入して、押出成形用
ビレットを得た。
【００１６】次に、これらのビレットを８５０℃に加熱
して、ダイス温度３００℃、押出し比６４で熱間押出し
成形し、径２．５mmの銅粗引き線を得た。こうして得た
銅粗引き線を常法により径１mmまで伸線した銅線につい
て、引張強さ（N/mm2 ）、伸び（％）、及び導電率（％
IACS）を測定した。その結果を前記の粒子の断面組織の
観察結果と併せて表１に示した。
して、ダイス温度３００℃、押出し比６４で熱間押出し
成形し、径２．５mmの銅粗引き線を得た。こうして得た
銅粗引き線を常法により径１mmまで伸線した銅線につい
て、引張強さ（N/mm2 ）、伸び（％）、及び導電率（％
IACS）を測定した。その結果を前記の粒子の断面組織の
観察結果と併せて表１に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】これらの結果から、ボールミルによる歪み
硬化と表面酸化とが同時に進むことにより、表面熱酸化
と内部酸化とを実施する従来法によって製造された銅線
材料に較べて優るとも劣らない特性を有する、すなわち
導電率が優れてしかも引張強さと伸びとが共に良好な銅
線材料が、大量処理が容易な機械的粉砕混合方法によっ
て得られることがわかる。
硬化と表面酸化とが同時に進むことにより、表面熱酸化
と内部酸化とを実施する従来法によって製造された銅線
材料に較べて優るとも劣らない特性を有する、すなわち
導電率が優れてしかも引張強さと伸びとが共に良好な銅
線材料が、大量処理が容易な機械的粉砕混合方法によっ
て得られることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】本発明のアルミナ分散強化銅の製造法
は、含アルミニウム銅合金粉末を衝撃圧縮によるＭＡ作
用を有するミリング装置によって、大気雰囲気中でミリ
ング処理した後に、内部酸化処理して銅材料とするもの
であり、かかる本発明のアルミナ分散強化銅の製造法に
よれば、極めてアルミナの分散が均一で導電率が良好で
あり、引張強さが大幅に改良された銅材料が得られる。
従ってかかる銅材料を用いることにより、ワイヤハーネ
スなどに用いるに適した高い導電性と引張強さとを兼ね
備えた細線を、経済的に製造することができるという効
果がある。
は、含アルミニウム銅合金粉末を衝撃圧縮によるＭＡ作
用を有するミリング装置によって、大気雰囲気中でミリ
ング処理した後に、内部酸化処理して銅材料とするもの
であり、かかる本発明のアルミナ分散強化銅の製造法に
よれば、極めてアルミナの分散が均一で導電率が良好で
あり、引張強さが大幅に改良された銅材料が得られる。
従ってかかる銅材料を用いることにより、ワイヤハーネ
スなどに用いるに適した高い導電性と引張強さとを兼ね
備えた細線を、経済的に製造することができるという効
果がある。
Claims (2)
- 【請求項１】 含アルミニウム銅合金粉末を衝撃圧縮に
よるメカニカルアロイング作用を有するミリング装置に
より、大気雰囲気中でミリングして酸化物を含む粒子か
らなる粉体を得る工程と、該粉体を不活性ガス雰囲気中
で熱処理してアルミニウムを酸化アルミニウムに転換す
る工程と、該転換体を還元性雰囲気中で還元処理する工
程と、更に該還元処理材料を熱間押出しする工程とから
なることを特徴とするアルミナ分散強化銅の製造法。 - 【請求項２】 ミリング装置がボールミルである請求項
１記載のアルミナ分散強化銅の製造法。
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|---|---|---|---|
| JP07216082A JP3125851B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | アルミナ分散強化銅の製造法 |
| US08/701,461 US5830257A (en) | 1995-08-24 | 1996-08-22 | Manufacturing method for alumina-dispersed reinforced copper |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07216082A JP3125851B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | アルミナ分散強化銅の製造法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959726A true JPH0959726A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3125851B2 JP3125851B2 (ja) | 2001-01-22 |
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ID=16682978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07216082A Expired - Fee Related JP3125851B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | アルミナ分散強化銅の製造法 |
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| JP (1) | JP3125851B2 (ja) |
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| KR102381075B1 (ko) * | 2019-12-02 | 2022-03-31 | 주식회사 아로펫 | 고양이 화장실의 필터링 커버장치 |
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-
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- 1995-08-24 JP JP07216082A patent/JP3125851B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-08-22 US US08/701,461 patent/US5830257A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100694335B1 (ko) * | 2005-02-24 | 2007-03-12 | 황승준 | 산화알루미늄 분산 강화형 동합금 분말과 그의 제조방법 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5830257A (en) | 1998-11-03 |
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