JPH0435537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、合金材の製造において使用される
低沸点成分の回収方法に関する。

〔背景技術〕

従来、鍍金処理を施すことによつて黄銅材表面
に銅等の良導伝体（良導電体）の伝導層を形成さ
せ、黄銅材の接触抵抗を小さくすることが行われ
ている。処理された黄銅材は、端子基材等として
用いられる。このように、黄銅材表面に伝導層を
形成させることにより、銅材等の良導伝性材料を
そのまま用いるのに比べて原材料コストが低くな
り、しかも接触抵抗が同程度となるといつたよう
な利点が生まれる。しかしながら、前記のような
従来法には、鍍金処理用の装置が大きなものとな
り、生産性が低く加工コストも高いという問題が
あつた。そのうえ、鍍金処理によつて形成された
伝導層は剥離し易いので、フープ材の状態等とな
つた黄銅材を鍍金処理したあと、折曲して部品に
することが非常に困難であるという品質上の問題
もあつた。

鍍金処理のほかに、金属板表面に異種金属を形
成させる技術として、溶射法や金属シート熔接法
等があるが、このような方法を用いて前記のよう
な黄銅材をつくることとしても、やはり、加工コ
ストが高く、得られた黄銅材の品質が劣るといつ
たような問題があつた。

そこで、減圧下、黄銅材を加熱して表面の亜鉛
を蒸発させることにより、第１図に示されている
ような、銅成分の多い伝導層１ａを表面に備えた
黄銅材１をつくることが考え出された。このよう
にして黄銅材をつくるようにすれば、他に金属材
料を用いる必要がなく、鍍金処理を行う場合に比
べ製造装置が小さなものですみ、生産性も高い。
そのうえ、加工コストが低く、得られる黄銅材の
伝導層は剥離する恐れがほとんどない。

この黄銅材の製法を具体的に説明する。この黄
銅材の製法は、たとえば第２図に示されているよ
うな製造装置を用いて実施される。図にみるよう
に、この製造装置な巻戻ドラム２および巻取ドラ
ム３を備えており、巻戻ドラム２にはフープ材と
なつた原材料の黄銅材４が巻かれて装着され、巻
取ドラム３には脱亜鉛処理が行われた黄銅材５が
巻き取られるようになつている。巻戻ドラム２と
巻取ドラム３の間には、予熱器６、真空加熱炉
７、および圧延機８が順に設けられており、巻戻
ドラム２から送られてくる黄銅材４がこれらを順
に通過するようになつている。予熱器６は黄銅材
４に付着した油や水分などを取り除いて乾燥させ
るためのものである。真空加熱炉７のまん中には
加熱室９が設けられており、加熱室９の前後には
予備真空室が二つづつ、すなわち、前に予備真空
室１０ａと１０ｂ、後に予備真空室１０ｃと１０
ｄが設けられている。予備真空室１０ａ〜１０ｄ
は、加熱室８に向かつて順に真空度（減圧度）を
上げることによつて、加熱室９の真空度を高いも
のとするために設けられたものである。予備真空
室１０ａ，１０ｄにはそれぞれ窒素ガス等の不活
性ガスの入口１１が設けられている。窒素ガス等
の不活性ガスは、加熱室９内の酸素を取除いて黄
銅材４の酸化が起こらないようにするために入れ
られる。加熱室９内には加熱装置（加熱部）１２
が配置されている。図では省略したが、真空加熱
炉７には真空ポンプ等の減圧装置が配置されてい
る。また、加熱室には、金属板等の、亜鉛を付着
させることにより回収する亜鉛回収手段が配置さ
れるている。

この装置を使用し、つぎのようにして黄銅材を
つくる。巻戻ドラム２に装着された原材料の黄銅
材４を予熱室６に送つて油や水分を取り除くとと
もに乾燥させ、つぎに、加熱室７に送つてここで
減圧下加熱する。たとえば、加熱室内の気圧を
10^-2〜10^-4Torr程度（10^-2Torr程度よりも高真
空）とした場合は、黄銅材を500〜900℃程度に加
熱する。低沸点成分である亜鉛は１気圧では930
℃を沸点として蒸発するが、10^-2〜10^-4Torr程
度と完全真空に近い状態では500〜900℃程度で蒸
発する。他方、高沸点成分である銅は１気圧では
沸点が2582℃であつて、亜鉛に比べて沸点がかな
り高く、前記のような気圧および温度ではほとん
ど蒸発しない。このような亜鉛および銅の沸点の
差（蒸気圧の差）を利用し、黄銅材４表面の亜鉛
を選択的に蒸発させ除去する。そして、黄銅材表
面に銅成分の多い伝導層を形成させるのである。
蒸発させた亜鉛は亜鉛回収手段に付着させること
により回収する。

脱亜鉛処理を行つたあと、黄銅材４を圧延機８
に送り、ここで所定の厚みに圧延する。処理直後
の黄銅材４は高温加熱によつて電気的特性が向上
てしている反面、亜鉛が蒸発して孔ができる等し
て機械的特性、つまり強度が下がり、表面が粗面
となつている。しかし、この圧延により強度が向
上するとともに表面が平面となる。圧延されて得
られる黄銅材５は巻取ドラム３に巻取られる。こ
うして第１図に示されているような黄銅材が得ら
れる。

しかしながら、この黄銅材の製法では、加熱室
中に設けた亜鉛回収手段に付着させることにより
亜鉛を回収するようにしているため、一旦、亜鉛
回収手段に付着しても、温度が高いので運動エネ
ルギーが大きいといつたような理由で、亜鉛が再
び蒸発する恐れが多い。そのため、亜鉛の回収率
が低下したり、亜鉛が再び黄銅に付着する恐れが
多くなるといつた問題が発生していた。

〔発明の目的〕

この発明は、このような事情に鑑みなされたも
ので、亜鉛等の低沸点成分の回収率が低下した
り、低沸点成分が再び黄銅材等の合金材に付着す
る恐れが少ない、低沸点成分の回収方法を提供す
ることを目的としている。

〔発明の開示〕

発明者らは、前記のような問題を解決するため
研究を重ねた。その結果、内部の圧力が不活性ガ
スによりほぼ大気圧に保たれている放冷室を加熱
室の出口に接続して設けるとともに、冷却装置を
備えた回収室を放冷室に接続して設け、黄銅材を
加熱したあと放冷室に通し、蒸発する亜鉛を不活
性ガスとともに回収室に送り、回収室でこの混合
気体を冷却することにより亜鉛を回収することと
すればよいというこうを見い出した。また、沸点
の異なる成分からなる黄銅材以外の合金材を処理
する場合でも、同様にして低沸点成分を回収する
こととすれば同様の効果が得られるということを
見い出し、ここにこの発明を完成した。

したがつて、この発明は、加熱室中において、
沸点の異なる成分からなる合金材を加熱し、表面
の低沸点成分を蒸発させて高沸点成分の多い層を
表面に備えた合金材をつくるにあたり、内部の圧
力が不活性ガスによりほぼ大気圧に保たれている
放冷室を加熱室の出口に接続して設けるととも
に、冷却装置を備えた回収室を放冷室に接続して
設け、合金材を加熱したあと放冷室に通して、蒸
発する低沸点成分を不活性ガスとともに放冷室か
ら回収室に送り込み、回収室でこの混合気体を冷
却することにより低沸点成分を回収するようにす
ることを特徴とする低沸点成分回収方法をその要
旨としている。以下、この発明を詳しく説明す
る。

第３図は、加熱室と、この発明にかかる低沸点
成分回収方法で使用する放冷室および回収室の配
置状態をあらわす。図にみるように、加熱室１３
の出口１３ａに放冷室１４が接続され、放冷室１
４には回収室１５が配管１６，１７により接続さ
れている。配管１７には循環ポンプ１８が配置さ
れている。加熱室１３には加熱装置１３ｂが配置
され、加熱室１３の入口１３ｃおよび出口１３ａ
近傍には真空ポンプ１９，１９がそれぞれ接続さ
れている。放冷室１４には真空ポンプ１９と、不
活性ガスボンベ２０等の不活性ガス供給手段が接
続されている。回収室１５の内部には、第５図に
示されているように、内部に冷却水等の冷媒が通
る通路２１ａを備えた板状の熱交換器（冷却装
置）２１…が配置されている。ここでは、熱交換
器２１…が、回収室１５の左右の壁から交互に突
出し、図面において左側の壁からはその先端が斜
め上を向き、右側の壁からはその先端が斜め下を
向くように配置されている。そして、これらの熱
交換器２１…により通路２２がつくられている。

前記のように配置した冷却室１４および回収室
１５を使用し、たとえば、つぎのようにして、こ
の発明にかかる低沸点成分回収方法を実施する。

まず、加熱室１３および放冷室１４内を真空ポ
ンプ１９…により減圧し、放冷室１４内の圧力を
不活性ガスによりほぼ大気圧程度とする。加熱室
１３の出口（放冷室２の入口）１３ａは、フープ
材となつた合金材２３の断面よりほんのわずかだ
け大きいので、放冷室１４から加熱室１３へは不
活性ガスがほとんど通らず、そのため、加熱室１
３内の真空度が保持されるようになつている。そ
して、ポンプ１８により、放冷室１４と回収室１
５間で不活性ガスを循環させておく。つぎに、加
熱装置１３ｂで加熱室１３内の所定の温度とす
る。合金材２３の予熱等を行つたあと、加熱室１
３で合金材２３を加熱し、つぎに、合金材２３を
放冷室１４に送る。放冷室１４では、不活性ガス
の対流効果等を利用して合金材２３を室温程度ま
で放冷する。室内のガスが不活性ガスであるか
ら、合金材２３はここで酸化されることなく冷え
る。他方、放冷室１４では、室内の気圧がほぼ大
気圧となつているので、合金材２３から蒸発した
低沸点成分は平均自由行程が小さくなり、散乱す
る。そのため、低沸点成分は放冷室１４の内壁面
にほとんど付着することなく、不活性ガスととも
に回収室１５に送り込まれる。第５図に示されて
いるように、低沸点成分２４と不活性ガス２５か
らなる混合気体は、配管１６から回収室１５内の
通路２２へと送られる。通路２２を通る間に低沸
点成分２４は冷却されて熱交換器２１に付着し、
不活性ガス２５だけが配管１７から、再び放冷室
１４に送られる。このあと、合金材２３は従来と
同様にして処理される。たとえば、圧延処理等が
行われて、製品の合金材となるのである。

合金材として黄銅材を使用する場合は、加熱室
および放冷室の温度と圧力の分布が第４図に示さ
れているような状態となるように調整するとよ
い。図中、実線が温度、一点鎖線が気圧を示して
いる。すなわち、図にみるように、加熱室の温度
が500〜900℃で圧力が10^-2〜10^-4Torr、放冷室
の温度が、不活性ガスの流量を調整する等して出
口ほど低くなるようにし、圧力がほぼ大気圧程度
となるようにするとよい。

この発明にかかる低沸点成分回収方法では、加
熱室の出口に接続して設けられた放冷室におい
て、大気圧の不活性ガス雰囲気中で低沸点成分を
散乱させたのち、この低沸点成分を加熱室から独
立した回収室に送り、ここで回収を行うようにす
るのて、一旦、回収した低沸点成分が再び蒸発す
る恐れがほとんどなく、低沸点成分の回収率が高
くなる。また、低沸点成分が再び合金材に付着す
る恐れも非常に少ないので、得られる合金材の品
質が高いものとなる。

なお、前記実施例のように放冷室と回収室の間
で、必ずしも不活性ガスを循環させるようにする
必要はない。

〔発明の効果〕

この発明にかかる低沸点成分回収方法では、加
熱室中において、沸点の異なる成分からなる合金
材を加熱し、表面の低沸点成分を蒸発させて高沸
点成分の多い層を表面に備えた合金材をつくるに
あたり、内部の圧力が不活性ガスによりほぼ大気
圧に保たれている放冷室を加熱室の出口に接続し
て設けるとともに、冷却装置を備えた回収室を放
冷室に接続して設け、合金材を加熱したあと放冷
室に通して、蒸発する低沸点成分を不活性ガスと
ともに放冷室から回収室に送り込み、回収室でこ
の混合気体を冷却することにより低沸点成分を回
収するようにするので、低沸点成分の回収率が高
くなる。また、低沸点成分が再び合金材に付着す
る恐れが非常に少なくなつて、得られる合金材の
品質が高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は銅成分の多い層を表面に備えた黄銅材
の一部を切り欠いてあらわした斜視図、第２図は
黄銅材の製造に使用される製造装置の概略説明
図、第３図は放冷室および回収室の配置説明図、
第４図は加熱室と放冷室の温度と圧力の分布をあ
らわすグラフ、第５図は回収室の縦断面図であ
る。 １３……加熱室、１３ａ……加熱室の出口、１
４……放冷室、１５……回収室、２１……熱交換
器（冷却装置）、２３……合金材、２４……低沸
点成分、２５……不活性ガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱室中において、沸点の異なる成分からな
   る合金材を加熱し、表面の低沸点成分を蒸発さ
   せ、高沸点成分の多い層を表面に備えた合金材を
   つくるにあたり、内部の圧力が不活性ガスにより
   ほぼ大気圧に保たれている放冷室を加熱室の出口
   に接続して設けるとともに、冷却装置を備えた回
   収室を放冷室に接続して設け、合金材を加熱した
   あと放冷室に通して、蒸発する低沸点成分を不活
   性ガスとともに放冷室から回収室に送り込み、回
   収室でこの混合気体を冷却することにより低沸点
   成分を回収するようにすることを特徴とする低沸
   点成分回収方法。 ２ 放冷室と回収室の間で不活性ガスを循環させ
   る特許請求の範囲第１項記載の低沸点成分回収方
   法。