JPS6239217B2 - - Google Patents
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- JPS6239217B2 JPS6239217B2 JP22067083A JP22067083A JPS6239217B2 JP S6239217 B2 JPS6239217 B2 JP S6239217B2 JP 22067083 A JP22067083 A JP 22067083A JP 22067083 A JP22067083 A JP 22067083A JP S6239217 B2 JPS6239217 B2 JP S6239217B2
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- copper
- aluminum
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- Conductive Materials (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は抵抗溶接電極用アルミナ分散強化銅に
関し、更に詳しくは、固溶アルミニウムおよびア
ルミナ（Al2O3）をそれぞれ一定量含有し、さら
に所望によつてスズ等の微量添加元素を含有する
ことによつて、合金層の発達を抑制せしめ、溶接
電極の寿命を延長させた抵抗溶接電極用アルミナ
分散強化銅に関する。 ［従来の技術］ 従来、抵抗溶接用電極としてはクロム銅が用い
られているが、昨今、アルミナ分散強化銅も一部
使用されている。例えば、“「分散強化銅スポツト
溶接チツプの耐久性について」、社団法人溶接学
会編、抵抗溶接研究委員会資料、RW−141−
78、昭和53年９月21日”には、アルミナ分散強化
銅を普通鋼板の抵抗溶接に用いると、クロム銅を
抵抗溶接に用いた場合と比較して、その耐用回数
が大幅に増加することが記載されている。また、
亜鉛メツキ鋼板の抵抗溶接に用いる場合、アルミ
ナ分散強化銅のドレツシングまでの耐用回数がク
ロム銅の耐用回数よりやや優れる傾向にあること
が記載されている。 このようにアルミナ分散強化銅は、クロム銅に
比較して耐用回数が増加する傾向にあるが、この
アルミナ分散強化銅のクロム銅に対する優位性
は、亜鉛メツキ鋼板に対しては十分でない。 銅合金を電極として亜鉛メツキ鋼板をスポツト
溶接すると、亜鉛および鉄が電極材の方に移行
し、さらに銅側に拡散侵入して、亜鉛、鉄と銅と
の脆い合金層が形成され、この合金層が剥離する
現象が生じる。この合金層の生成が亜鉛メツキ鋼
板の溶接における電極の寿命を左右する傾向にあ
り、この合金層の形成に関してアルミナ分散強化
銅はクロム銅に比して若干有利であることが知ら
れている。 ［発明の目的］ 本発明は、合金層の発達を抑制せしめ、溶接電
極の寿命を延長させた抵抗溶接電極用アルミナ分
散強化銅を提供することを目的とする。 ［発明の経緯］ 本発明者等は亜鉛メツキ銅に対する耐用回数の
増大への必要性が高いことおよびアルミナ分散強
化銅はこの耐用回数向上への手懸りとなる要素を
持つていることに注目し鋭意研究した。その結
果、耐用回数を確保するために電極材は高い耐熱
性と電極材の加熱を防ぐための高い熱伝導度（電
気伝導度とよく対応するので電気伝導度で類推で
きる）が要求されているが、アルミナ分散強化銅
は十分な耐熱性があるので、熱伝導度を多少犠牲
にしても形成する合金層対策が必要であり、さら
にこの合金層対策のために固溶アルミニウムを積
極的に残すべきことを知見した。 すなわち、従来のアルミナ分散強化銅において
はその製造に当たり、強度と電気伝導度を高い水
準に維持すべく、電気伝導度の妨げとなる固溶ア
ルミニウムの残存を避けるため、アルミニウムを
可能な限りアルミナに変換し、しかもその分散粒
をできる限り細いものとすることが追求されてき
た。この結果、固溶アルミニウム含有量が0.1重
量％以下のものが実用に供され、常温における電
極材の硬度は、Hv140以上、電気伝導度75％以上
の性能が確保されている現状にある。しかし、本
発明者等は従来除去に努めてきた固溶アルミニウ
ムを積極的に残し、固溶アルミニウムとしてアル
ミニウムを0.2〜0.4重量％の範囲で含有させる
と、合金層の形成が大幅に抑えられ、しかも生成
した合金層の剥離を低減し、また電気伝導度の低
下も実用上問題がない範囲に抑えられることを見
出した。 ［発明の構成］ すなわち本発明は、固溶アルミニウムとしての
アルミニウムを0.2〜0.4重量％およびアルミナと
してのアルミニウムを0.1〜0.5重量％含有し、さ
らには所望によりスズを0.05〜0.7重量％含有す
ることを特徴とする抵抗溶接電極用アルミナ分散
強化銅にある。 本発明において、アルミナ分散強化銅中の固溶
アルミニウムの含有率を0.2〜0.4重量％、好まし
くは0.2〜0.35重量％とすることによつて、上述
のごとく合金層の形成が大幅に抑えられ、しかも
生成した合金層の剥離を低減し、また電気伝導度
の低下も実用上問題がない範囲に抑えられる。固
溶アルミニウムの含有量が0.2重量％未満では合
金層の発達の抑制が十分でなく、含有量が0.4重
量％を越えると電気伝導度が低下するので熱伝導
性の点で好ましくない。 本発明のアルミナ分散強化銅は、アルミナを必
須成分として含有するが、アルミナの好ましい含
有量はアルミニウムとして0.1〜0.5重量％であ
り、この範囲で含有することが強度および耐焼鈍
軟化特性の維持上必要である。 さらに、本発明のアルミナ分散強化銅にあつて
は、本発明の出願人によりなる特願昭58−21624
号に開示のごとく、スズ等の微量添加元素を含有
せしめることが好ましく、特にスズを含有させる
ことにより軟化特性等のアルミナ分散強化銅の特
性を向上させることができるのみならず、固溶ア
ルミニウムの合金層抑制効果は損われない。スズ
の含有量は0.05〜0.7重量％程度が好ましく、含
有量が0.05重量％未満では、スズの添加効果が顕
著でなく、0.7重量％を越えると導電率が50％
IACSを下回つてしまう。 本発明の抵抗溶接電極用アルミナ分散強化銅の
製造法は、基本的にはアルミナ分散強化銅の製造
法として公知である内部酸化法による粉末の調整
と押出法による加工で可能である。また、アルミ
ナ含有量を確保しつつ固溶アルミニウムを残留さ
せるには、固溶アルミニウムの分量を前もつて計
算したアルミニウム濃度の高い銅−アルミニウム
系合金アトマイズ粉を用い、常用の酸化条件より
低温度または短時間で酸化する。この酸化処理後
に拡散処理、還元処理を行ない粉末の調整後、粉
末の予備成型と銅製の缶を用い予備成形品を缶の
内部に詰めて熱間押出加工を行なう。この押出品
または押出棒を伸線加工したものまたはスウエー
ジング加工したものを切断し、機械切削および／
または冷間鍛造によつて抵抗溶接用電極とする。
なお、この際押出時に用いた銅製缶体はアルミナ
分散銅の棒状体の外周部に銅層として残存させ得
る。この銅の皮に相当する部分は熱伝導および電
気伝導に有用であるので、伝導度の幾分の低下を
余儀なくされる本発明のアルミナ分散強化銅にお
いては積極的に残すことが望ましい。 ［実施例］ 以下、実施例および比較例に基づき本発明を具
体的に説明する。 実施例１〜２および比較例１〜３ 銅−0.60重量％アルミニウム合金のアトマイズ
粉および銅−0.60重量％アルミニウム−0.10重量
％スズ合金のアトマイズ粉を350℃、１時間の酸
化処理をした。比較として銅−0.39重量％アルミ
ニウム合金、銅−0.45重量％アルミニウム合金の
アトマイズ粉および銅−0.39重量％アルミニウム
−0.10重量％スズ合金のそれぞれのアトマイズ粉
を420℃、1.5時間の酸化処理をした。それぞれの
酸化処理粉は850℃窒素ガス中で拡散処理および
500℃、水素ガス中で還元処理を行なつた。これ
らの粉末はプレス機を用いて薄い円柱状に成型
し、この成形体を重ねて銅製の缶体に詰め950℃
で熱間押出した。得られた棒状体を切断して、以
下の拡散実験の試料とした。 円柱状のアルミナ分散強化銅の端面を研磨し、
塩化アンモニウム飽和水溶液を塗布し、膜厚35μ
の合金化処理をした亜鉛メツキ板に、面圧0.6
Kg／cm2の圧下のもとで端面を押しつけたまま、
700℃、2.5時間の加熱処理を行なつた。加熱拡散
処理後の試料の断面を顕微鏡観察した。 得られたアルミナ分散強化銅の分析結果および
顕微鏡観察結果を第１表に示す。
関し、更に詳しくは、固溶アルミニウムおよびア
ルミナ（Al2O3）をそれぞれ一定量含有し、さら
に所望によつてスズ等の微量添加元素を含有する
ことによつて、合金層の発達を抑制せしめ、溶接
電極の寿命を延長させた抵抗溶接電極用アルミナ
分散強化銅に関する。 ［従来の技術］ 従来、抵抗溶接用電極としてはクロム銅が用い
られているが、昨今、アルミナ分散強化銅も一部
使用されている。例えば、“「分散強化銅スポツト
溶接チツプの耐久性について」、社団法人溶接学
会編、抵抗溶接研究委員会資料、RW−141−
78、昭和53年９月21日”には、アルミナ分散強化
銅を普通鋼板の抵抗溶接に用いると、クロム銅を
抵抗溶接に用いた場合と比較して、その耐用回数
が大幅に増加することが記載されている。また、
亜鉛メツキ鋼板の抵抗溶接に用いる場合、アルミ
ナ分散強化銅のドレツシングまでの耐用回数がク
ロム銅の耐用回数よりやや優れる傾向にあること
が記載されている。 このようにアルミナ分散強化銅は、クロム銅に
比較して耐用回数が増加する傾向にあるが、この
アルミナ分散強化銅のクロム銅に対する優位性
は、亜鉛メツキ鋼板に対しては十分でない。 銅合金を電極として亜鉛メツキ鋼板をスポツト
溶接すると、亜鉛および鉄が電極材の方に移行
し、さらに銅側に拡散侵入して、亜鉛、鉄と銅と
の脆い合金層が形成され、この合金層が剥離する
現象が生じる。この合金層の生成が亜鉛メツキ鋼
板の溶接における電極の寿命を左右する傾向にあ
り、この合金層の形成に関してアルミナ分散強化
銅はクロム銅に比して若干有利であることが知ら
れている。 ［発明の目的］ 本発明は、合金層の発達を抑制せしめ、溶接電
極の寿命を延長させた抵抗溶接電極用アルミナ分
散強化銅を提供することを目的とする。 ［発明の経緯］ 本発明者等は亜鉛メツキ銅に対する耐用回数の
増大への必要性が高いことおよびアルミナ分散強
化銅はこの耐用回数向上への手懸りとなる要素を
持つていることに注目し鋭意研究した。その結
果、耐用回数を確保するために電極材は高い耐熱
性と電極材の加熱を防ぐための高い熱伝導度（電
気伝導度とよく対応するので電気伝導度で類推で
きる）が要求されているが、アルミナ分散強化銅
は十分な耐熱性があるので、熱伝導度を多少犠牲
にしても形成する合金層対策が必要であり、さら
にこの合金層対策のために固溶アルミニウムを積
極的に残すべきことを知見した。 すなわち、従来のアルミナ分散強化銅において
はその製造に当たり、強度と電気伝導度を高い水
準に維持すべく、電気伝導度の妨げとなる固溶ア
ルミニウムの残存を避けるため、アルミニウムを
可能な限りアルミナに変換し、しかもその分散粒
をできる限り細いものとすることが追求されてき
た。この結果、固溶アルミニウム含有量が0.1重
量％以下のものが実用に供され、常温における電
極材の硬度は、Hv140以上、電気伝導度75％以上
の性能が確保されている現状にある。しかし、本
発明者等は従来除去に努めてきた固溶アルミニウ
ムを積極的に残し、固溶アルミニウムとしてアル
ミニウムを0.2〜0.4重量％の範囲で含有させる
と、合金層の形成が大幅に抑えられ、しかも生成
した合金層の剥離を低減し、また電気伝導度の低
下も実用上問題がない範囲に抑えられることを見
出した。 ［発明の構成］ すなわち本発明は、固溶アルミニウムとしての
アルミニウムを0.2〜0.4重量％およびアルミナと
してのアルミニウムを0.1〜0.5重量％含有し、さ
らには所望によりスズを0.05〜0.7重量％含有す
ることを特徴とする抵抗溶接電極用アルミナ分散
強化銅にある。 本発明において、アルミナ分散強化銅中の固溶
アルミニウムの含有率を0.2〜0.4重量％、好まし
くは0.2〜0.35重量％とすることによつて、上述
のごとく合金層の形成が大幅に抑えられ、しかも
生成した合金層の剥離を低減し、また電気伝導度
の低下も実用上問題がない範囲に抑えられる。固
溶アルミニウムの含有量が0.2重量％未満では合
金層の発達の抑制が十分でなく、含有量が0.4重
量％を越えると電気伝導度が低下するので熱伝導
性の点で好ましくない。 本発明のアルミナ分散強化銅は、アルミナを必
須成分として含有するが、アルミナの好ましい含
有量はアルミニウムとして0.1〜0.5重量％であ
り、この範囲で含有することが強度および耐焼鈍
軟化特性の維持上必要である。 さらに、本発明のアルミナ分散強化銅にあつて
は、本発明の出願人によりなる特願昭58−21624
号に開示のごとく、スズ等の微量添加元素を含有
せしめることが好ましく、特にスズを含有させる
ことにより軟化特性等のアルミナ分散強化銅の特
性を向上させることができるのみならず、固溶ア
ルミニウムの合金層抑制効果は損われない。スズ
の含有量は0.05〜0.7重量％程度が好ましく、含
有量が0.05重量％未満では、スズの添加効果が顕
著でなく、0.7重量％を越えると導電率が50％
IACSを下回つてしまう。 本発明の抵抗溶接電極用アルミナ分散強化銅の
製造法は、基本的にはアルミナ分散強化銅の製造
法として公知である内部酸化法による粉末の調整
と押出法による加工で可能である。また、アルミ
ナ含有量を確保しつつ固溶アルミニウムを残留さ
せるには、固溶アルミニウムの分量を前もつて計
算したアルミニウム濃度の高い銅−アルミニウム
系合金アトマイズ粉を用い、常用の酸化条件より
低温度または短時間で酸化する。この酸化処理後
に拡散処理、還元処理を行ない粉末の調整後、粉
末の予備成型と銅製の缶を用い予備成形品を缶の
内部に詰めて熱間押出加工を行なう。この押出品
または押出棒を伸線加工したものまたはスウエー
ジング加工したものを切断し、機械切削および／
または冷間鍛造によつて抵抗溶接用電極とする。
なお、この際押出時に用いた銅製缶体はアルミナ
分散銅の棒状体の外周部に銅層として残存させ得
る。この銅の皮に相当する部分は熱伝導および電
気伝導に有用であるので、伝導度の幾分の低下を
余儀なくされる本発明のアルミナ分散強化銅にお
いては積極的に残すことが望ましい。 ［実施例］ 以下、実施例および比較例に基づき本発明を具
体的に説明する。 実施例１〜２および比較例１〜３ 銅−0.60重量％アルミニウム合金のアトマイズ
粉および銅−0.60重量％アルミニウム−0.10重量
％スズ合金のアトマイズ粉を350℃、１時間の酸
化処理をした。比較として銅−0.39重量％アルミ
ニウム合金、銅−0.45重量％アルミニウム合金の
アトマイズ粉および銅−0.39重量％アルミニウム
−0.10重量％スズ合金のそれぞれのアトマイズ粉
を420℃、1.5時間の酸化処理をした。それぞれの
酸化処理粉は850℃窒素ガス中で拡散処理および
500℃、水素ガス中で還元処理を行なつた。これ
らの粉末はプレス機を用いて薄い円柱状に成型
し、この成形体を重ねて銅製の缶体に詰め950℃
で熱間押出した。得られた棒状体を切断して、以
下の拡散実験の試料とした。 円柱状のアルミナ分散強化銅の端面を研磨し、
塩化アンモニウム飽和水溶液を塗布し、膜厚35μ
の合金化処理をした亜鉛メツキ板に、面圧0.6
Kg／cm2の圧下のもとで端面を押しつけたまま、
700℃、2.5時間の加熱処理を行なつた。加熱拡散
処理後の試料の断面を顕微鏡観察した。 得られたアルミナ分散強化銅の分析結果および
顕微鏡観察結果を第１表に示す。
【表】
第１表に示されるように、本発明のアルミナ分
散強化銅（実施例１〜２）は合金化処理したメツ
キ層とするとき、固有アルミニウム含有量の少な
いアルミナ分散強化銅（比較例１〜３）に比し、
拡散層の発生が抑制される。このことは抵抗溶接
用電極として用いた場合の寿命が長いことを示
す。 また、実施例１および２と比較例１および３で
得られたアルミナ分散強化銅の押出棒を線引、切
断、冷間鍛造、機械切削加工を施しキヤツプチツ
プ型の溶接チツプに加工した。このチツプ材を用
いて板厚0.7mmメツキ厚約10μの合金化亜鉛鉄板
をスポツト溶接した。溶接条件は溶接電流
9500A、通電時間16Hz、加圧力200Kgであつた。
溶接後のチツプ先端の黒化拡り度と溶接試験片を
はがした際の剪断強度から寿命を判断した。 この結果、比較例１および３のアルミナ分散強
化銅は1200打点で強度が低下したが、実施例１お
よび２のアルミナ分散強化銅は1500打点でも正常
な強度を保つていた。 ［発明の効果］ 以上の実施例および比較例からも明らかなよう
に、本発明の固溶アルミニウムの多いアルミナ分
散強化銅を用いて抵抗溶接を行なうと、合金層の
発達が抑えられるために、次のドレツシングまで
の打点数（寿命）が伸び工業的には非常に有用で
ある。また本発明のアルミナ分散強化銅による抵
抗溶接電極の製造は、通常行なわれている製造工
程と同様な工程で製造可能であり、極めて簡便で
ある。従つて本発明のアルミナ分散強化銅は抵抗
溶接電極として好適に用いられる。
散強化銅（実施例１〜２）は合金化処理したメツ
キ層とするとき、固有アルミニウム含有量の少な
いアルミナ分散強化銅（比較例１〜３）に比し、
拡散層の発生が抑制される。このことは抵抗溶接
用電極として用いた場合の寿命が長いことを示
す。 また、実施例１および２と比較例１および３で
得られたアルミナ分散強化銅の押出棒を線引、切
断、冷間鍛造、機械切削加工を施しキヤツプチツ
プ型の溶接チツプに加工した。このチツプ材を用
いて板厚0.7mmメツキ厚約10μの合金化亜鉛鉄板
をスポツト溶接した。溶接条件は溶接電流
9500A、通電時間16Hz、加圧力200Kgであつた。
溶接後のチツプ先端の黒化拡り度と溶接試験片を
はがした際の剪断強度から寿命を判断した。 この結果、比較例１および３のアルミナ分散強
化銅は1200打点で強度が低下したが、実施例１お
よび２のアルミナ分散強化銅は1500打点でも正常
な強度を保つていた。 ［発明の効果］ 以上の実施例および比較例からも明らかなよう
に、本発明の固溶アルミニウムの多いアルミナ分
散強化銅を用いて抵抗溶接を行なうと、合金層の
発達が抑えられるために、次のドレツシングまで
の打点数（寿命）が伸び工業的には非常に有用で
ある。また本発明のアルミナ分散強化銅による抵
抗溶接電極の製造は、通常行なわれている製造工
程と同様な工程で製造可能であり、極めて簡便で
ある。従つて本発明のアルミナ分散強化銅は抵抗
溶接電極として好適に用いられる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固溶アルミニウムとしてのアルミニウムを
0.2〜0.4重量％およびアルミナとしてのアルミニ
ウムを0.1〜0.5重量％含有することを特徴とする
抵抗溶接電極用アルミナ分散強化銅。 ２ 固溶アルミニウムとしてのアルミニウムを
0.2〜0.4重量％、アルミナとしてのアルミニウム
を0.1〜0.5重量％およびスズを0.05〜0.7重量％含
有することを特徴とする抵抗溶接電極用アルミナ
分散強化銅。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22067083A JPS60114544A (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 抵抗溶接電極用アルミナ分散強化銅 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22067083A JPS60114544A (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 抵抗溶接電極用アルミナ分散強化銅 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60114544A JPS60114544A (ja) | 1985-06-21 |
| JPS6239217B2 true JPS6239217B2 (ja) | 1987-08-21 |
Family
ID=16754611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22067083A Granted JPS60114544A (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 抵抗溶接電極用アルミナ分散強化銅 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60114544A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2581658B1 (fr) * | 1985-05-10 | 1987-07-17 | Centre Nat Rech Scient | Nouveaux alliages dotes de performances electriques et mecaniques elevees, leur fabrication et leurs applications en particulier dans les domaines electrique, electronique et connectique |
| DE4217617A1 (de) * | 1991-05-27 | 1992-12-03 | Sumitomo Light Metal Ind | Elektrode fuer das punktschweissen |
| CN103981381B (zh) * | 2014-05-15 | 2017-05-17 | 厦门理工学院 | 一种溶胶法制备纳米氧化铝弥散强化铜基复合材料的方法 |
| CN107419131A (zh) * | 2017-08-07 | 2017-12-01 | 苏州列治埃盟新材料技术转移有限公司 | 一种用于机车导电零部件的铜基复合材料及其制备方法 |
| JP7000145B2 (ja) * | 2017-12-21 | 2022-02-04 | 株式会社Uacj | 押出複合材の製造方法 |
| JP7008391B2 (ja) * | 2017-12-26 | 2022-02-10 | 株式会社Uacj | 押出複合材の製造方法 |
| CN116770118A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-09-19 | 洛阳船舶材料研究所(中国船舶集团有限公司第七二五研究所) | 一种制备高性能Al2O3弥散强化铜复合材料的方法 |
-
1983
- 1983-11-25 JP JP22067083A patent/JPS60114544A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60114544A (ja) | 1985-06-21 |
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| JPS6239217B2 (ja) | ||
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |