JPS5919187B2 - 光輝焼鈍法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真ちゅうその他の銅合金を実質的に酸素を含有
しない水素ふん囲気中で光輝焼鈍する方法に関するもの
である。

従来真ちゅう線等の光輝焼鈍に当って（ｄベル炉又はポ
ット炉中で水素の還元ふん囲気中でこれを行っているが
、この場合大量の水素ガスを流して炉内の空気を置換し
なければなら々いので水素ガスの消費量が多くて不経済
であるのみならず、水素と空気中の酸素との混合による
爆発の危険もあり作業の安全管理の面で困難な問題をも
っている。

又炉内ガスの露点をかなり下げておかないとガス中の水
分が焼鈍時に熱分解して金属材料の表面を酸化するので
十分な光輝焼鈍の効果は達成されない。

そこで光輝焼鈍炉に比較的安価でしかも大量に還元性ふ
ん囲気を供給する方法として炉内でアンモニアクランキ
ングを行いちつ素と酸素との混合ガスふん囲気を現出す
る方法も提案されているが、この方法の場合そのふん囲
気ガス中から水分を除去してその露点を十分に下げるに
は複雑で高価な設備を必要とする。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、以下これを詳述する。

光輝焼鈍すべき金属材料を収容した密閉焼鈍炉の内部を
−たん２ｍｍＨ＆程度の真空にしてから液体ちつ素から
のちつ素ガスと水素ボンベからの水素ガスを適宜に混合
して水素ガスの分圧４％前後の混合ガスとしたものを少
量宛注入し、これら混合ガスにより該金属材料並びに炉
内の脱酸素及び脱湿のための洗浄を減圧下に反覆して行
い、然る後焼鈍温度までの加熱昇温中は膨張する炉内の
ガス圧を逃すことも兼ねて焼鈍炉内に外圧よりも若干高
い内圧となるように上記のちり素と水素との混合ガスを
注入しその際一方の口からは内部のちつ素と水素ガスを
逃げるのを許すと共に該混合ガスを他方の口より補給し
て絶えず炉内の圧力を外圧よりも若干高めに維持せしめ
る。

そこで焼鈍温度、例えば真ちゅうの場合約５００〜５５
０℃に達したら暫時例えば３０〜６０分そのままの温度
に保持し、次に冷却の段階では炉内の収縮するガス体積
に見合う以上の混合ガスを供給して絶えず炉内圧力が外
圧より若干高くなるようにしておく。

このようにしてちり素と水素の混合ふん囲気中で冷却し
てから金属材料を炉内より取出すことによって所期の光
輝焼鈍が達成される。

本発明の実施において炉内をちつ素と水素との混合ガス
で洗浄するときの炉内の減圧度は０．０１ｋｐｌｃｒ＆
以下とするのが望丑しく、又この洗浄工程、焼鈍工程次
の冷却工程における水素ガスの分圧は４％程度で十分で
あり、前出の昇温工程、焼鈍工程１．冷却工程における
炉内外の圧力差は０．０１ｋｇ／ｄ程度であればよい。

以上本発明法による利点を要約して別記すると次の通り
である。

（１） ちつ素源として液体ちつ素を用いているので
酸素含有量は非常に少く又水分も々いため焼鈍すべき金
属材料の酸化度が余り進んでいない場合には高価な水素
の使用量が非常に少くて済み経済的に極めて有利である
。

（２）シかも焼鈍工程及びその前後の工程を水素ガスの
分圧４％程度の水素とちつ素との混合ガス中で実施する
ので爆発限界外で操業できるので作業管理面で極めて有
利であり、又低コストで実施できることにもなる。

（３）焼鈍炉内を−たん２朋刃位にまで真空にしてから
上記の混合ガスで０．０１ ｋｇ／ｃｙｒｔ程度の減圧
下で反覆して炉内を洗浄するので金属材料に付着ないし
発生していた或いは炉内に残存していた微量の酸素ガス
及び水分を系外に除去できるので、次の焼鈍工程では水
素ガスの分圧が低い混合ガスふん囲・気中でも十分な光
輝焼鈍の効果が達成される。

（（１）昇温工程、焼鈍工程及び冷却工程では炉内の混
合ガスの圧力を絶えず外圧よりも０．０１ｋｇ／ｄ程度
高くしているので炉内に外気の入り込むおそれもなく安
全であり、又所望の光輝焼鈍の効果が保証される。

（５）少量の混合ガスで炉内及び炉内の金属材料を予め
洗浄する予備工程を設けたことにより光輝焼鈍の工程（
その前後の昇温及び冷却も含む）に使用される混合ガス
の使用量が極めて少くて済み、しかも高価な水素ガスは
該混合ガス中４％前後と少量であるので、一層有利であ
り、かつ安全である等その工業的価値大である。

以下に本発明の実施例を示す。

Ｆ−１の第１図において９は伸線機で伸線した丹銅（Ｃ
ｕ８５％）の線材を示しこれを約５００に９０線束（コ
イルでもよい）、としである。

この線材９は伸線の際には予め約３００℃で完全に蒸発
し、じみの原因となる残渣を残さぬような潤滑剤を用い
ること、及び、捲ル装置前に拭取装置を設置して余分の
油等を出来るだけ拭取っておくことが肝要である。

トリクレーンによる脱脂は概して行わ々い方がよく、適
宜な油を選び且つよく拭取れば、線材表面に微量に油分
が残っていても、又それを密にコイル等に捲取っても真
空下に加熱することにより蒸発して仕上りに余り影響な
い。

このような線材９を架台２の上に設けられた下部電気炉
８上に架設されたポール１０に引かけて積むがポール１
０は束が崩れないように積むだめのものであり、その他
製品によっては適宜に設けられた棚等が用いられる。

次にマツプル（保護容器）３をクレーンで吊上げて、電
気炉１にかぶせてから、締、金６を締めて、マツフルと
炉台間を密封する。

マツフルの内径は約１ｌ１００ｉｘ、高さ１４００ｍｍ
内容積約１，３００１である。

浄却管７に水を流し、次いでベル型電気炉１のスイッチ
を入れ、加熱を開始すると同時に第２図に示す真空ポン
プ１３のスイッチを入れる。

伺その前にバルブＶ−３をしめＶ−１を開けるが、バル
ブＶ−２、Ｖ−４、Ｖ−５は閉まっている。

約１０分層にはマツフル３内の温度は５０°Ｃ以上に達
する、又真空度は２−３ｓｉＨ５となる。

そこでバルブＶ−４、Ｖ−５を開け、微量注入バイパス
回路１４の圧力を調整して、極めて少量ずつ例えば約１
３１／分の速度で混合ガスを流して、マツフル内の残量
空気を完全に置換する（約１０分間）。

この際真空度を８ｉｉｗＩ即ち、０．０１ゆ７２以上に
ならぬように注意する。

混合ガスは液体ちつ素タンク１５からのＮ２ と水素ボ
ンベ１６からのＮ２を容量比９６：４位にしたもので、
自動混合装置１７で混合を行い、レシーバタンク１８に
貯められる。

この操作で、一気圧下だと１０回マツフル内の空気を交
換するに要する１３ｍ３のガスの１７１００の０．１３
ｍ’でもって同様の比率で０２の含有率を下げることが
出来又気圧がｏ、 ０１ ｋｇ／ｃｒ７を以下なので更
に１／１００以下に０□■ 含有率を下げることが出来る。

即ち□のガス００ で１００倍の効果を上げることが出来、もし、Ｎ２＋Ｈ
２ガス中の０２含有量がｉｐｐｍ以下なら略マツフル内
の０２含有量もＩＰＰｍ以下にすることが出来る。

、次にバルブＶ−１をしめ真空ポンプのスイッチを切り
、バルブＶ−４をしめバルブＶ−２を開け、急速にマツ
フル内にガスを充たす。

真空ゲージ２４は７６０ ｍｒｎｆｌｊ９に戻り、マツ
フル内の温度の上昇につれて７〜１０ｒＩＬｎＨｆｌ／
分ノ速度で内圧が上昇してくる。

バルブＶ−２を締め、真空ゲージ２４によって上昇する
内圧（正圧）が約８ｍｍｗＩ （０，０１ｋｇ／ｄ）以
内に止まるように、バルブＶ−３を開き、膨張するガス
を逃がす。

（０〜１８１／分）、約２時間でマツフル内の温度は丹
銅線の十分な焼鈍温度である５５０℃に達する。

バルブＶ−４を再び開き、微量バイパス１４を用いて微
量のガスを補給しながら、約１時間そのままに保つ。

約１時間の保持時聞届に電気炉のスイッチを切り、クレ
ーンで吊り上げて除く、マツフルを急速に冷却するには
冷却フードをかぶせて冷水噴霧を行うか、冷風を吹付け
る。

この際常に微量ガス注入バイパス１４の圧力を調整して
、マツフル内が減圧状態にならないように注意する。

マツフル内の温度が５０℃位まで下がってから微量バイ
パス１４を閏じ、バルブＶ−３を開いて空気を注入し、
マツフルを除き、品物を取出す。

丹銅線は完全に焼鈍され、（抗張力約２８〜３０ｋｇ／
ｍａ）且つその光沢、色沢は全く損われない。

真ちのう線（６５％Ｃｕ７３５％Ｚｎの場合）は５５０
℃ではＺｎの蒸発が激しいためか光沢が失われるので、
５００℃以下で行った方がよい。

４７０℃位で行うと、美麗な光沢が損われない。

以上の如く、本発明の方法によると、 ■−使用するガス量が極めて少ないにも拘らず（上記５
００ｋｙの焼鈍において、９６％Ｎ２＋４％Ｎ２ガスの
使用量は一回最大４ｍ’にすぎない）■ 液体ちつ素か
らのＮ２ガスを主成分とし、Ｎ２ガスを約４％含む、極
めて安全なガス（Ｎ２の爆発限界４．１％）であると同
時に、マツフル内の空気即ち０□を置換除去することが
出来る。

■ 同時に揮発性の油を除いて、色沢に悪影響を与えな
い。

■ 極めて光沢のある、又色沢においても優れたＣｕ合
金の焼鈍が行われる。

■ 設備費、ガス代共コストが安く酸洗及びそれに伴う
手間と、公害防止費用を勘案すると非常に経済的である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いられた光輝焼鈍炉の断
面見取図、第２図は本発明方法の実施例における回路図
である。 １・・・・・・ベル型電気炉、２・・・・・・架台、３
・・・・・・マツフル、４・・・・・・ゴムバッキング
、５・・・・・・耐熱シール、６・・・・・・締金、７
・・・・・・冷却管、８・・・・・・下部電気炉、９・
・・・・・線材、１０・・・・・・ポール、１１・・・
・・・ガス入口、１２・・・・・・排気口、１３・・・
・・・真空ポンプ、１４・・・・・・微量注入バイパス
、１５・・・・・・液体ちつ素タンク、１６・・・・・
・水素ボンベ−１７・・・・・・自動ガス定量混合装置
、１８・・・・・・レシーバタンク、１９・・・・・・
流量計（容量０〜３０１／分）、１９′・・・・・・流
量計、２０・・・・・・一次圧力調整器、２１・・・・
・・二次圧力調整器、２２・・・・・・圧力調整器およ
びバルブ、２３・・・・・・逆止弁、２４・・・・・・
バツキュームゲージ、２５・・・・・・マノメータ、２
６・・・・・・レリーズバ／ｌｚ７”、Ｖ−１〜Ｖ−５
・・・・・・バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真鍮等の銅合金を実質的に酸素を含有しない水素雰
   囲気中で光輝焼鈍するに際し、上記の金属材料を収容し
   た密閉焼鈍炉内を一旦真空にしてから液体窒素からの窒
   素ガスと水素ポンプからの水素ガスを混合して水素ガス
   の分圧を４％程度とした混合ガスを炉内に少量宛供給し
   てこれら混合ガスにより該金属材料並びに炉内の脱酸素
   及び脱湿のための洗浄を０．０１ｋｇ／ｆｆｌ程度の減
   圧下に反覆して行ない、然る後この焼鈍炉内に外圧より
   も高い内圧となるように上記の混合ガスを供給し、かつ
   この混合ガスを補給しながら外圧よりも０．０１ｋｇ／
   ｃｒ？Ｌ程度の高い内圧を維持して炉内を金属材料の焼
   鈍温度まで昇温保持し引続き同一圧力条件下に冷却して
   から金属材料を炉内より取出すことを特徴とする光輝焼
   鈍法。