JPS6340856B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、表面に高沸点成分の多い層を備え
た合金材の製法に関する。

〔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
点もあつた。

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、この製造装置は巻戻ドラム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内の酸素を取り除いて
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）１
２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７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、脱亜鉛
層（銅成分の多い層）の厚みを調節するのが困難
であるという問題があつた。これは、一般に、亜
鉛回収手段を備えた加熱室が大規模な装置となる
ため、内部の温度の微調節が困難になるからであ
る。また、この黄銅材の製法には、加熱室に設け
られた回収手段により亜鉛を回収するようにして
いたので、一旦回収された亜鉛が再び蒸発して、
亜鉛の回収効率が悪くなつたり、合金材に亜鉛が
付着して製品となる合金材の品質が悪くなつたり
するという問題もあつた。

〔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、脱低沸点成分層の厚みの調節を容易にする
ことができるとともに、一旦回収された亜鉛等の
低沸点成分が再び蒸発する恐れを少なくすること
ができる合金材の製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、前記ような問題を解決するため研
究を重ねた。その結果、黄銅材を複数の加熱室に
順に通すこととすれば、個々の加熱室の大きさを
小さくして内部の温度の微調節が簡単にできるよ
うにすることができるので、脱亜鉛層の厚みを調
節するのも簡単になり、加熱室として出口に冷却
室を備えたものを用い、冷却室で亜鉛等の低沸点
成分を回収することとすれば、一旦回収された亜
鉛等の低沸点成分が再び蒸発するという恐れを少
なくすることが可能になり、加熱室と冷却室とを
交互に通すようにすれば、低沸点成分層の厚みを
調節することがいつそう簡単になるということを
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すれ
ばよいということも見い出し、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、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、加熱室と
して出口に冷却室を備えたものを複数用いること
とし、合金材を複数の加熱室および冷却室に交互
に通すようにすることを特徴とする合金材の製法
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、この発明にかかる合金材の製法で使
用する製造装置の１例をあらわす。図にみるよう
に、この製造装置は巻戻ドラム１３および巻取ド
ラム１４を備えており、巻戻ドラム１３にはフー
プ材となつた原材料の合金材１５が巻かれて装着
され、巻取ドラム１４には脱低沸点成分処理が行
われた合金材２６が巻き取られるようになつてい
る。巻戻ドラム１３と巻取ドラム１４の間には、
洗浄機１６、加熱室Ａ、冷却室A′、加熱室Ｂ、
冷却室B′、加熱室Ｃ、冷却室C′、放冷室Ｄおよび
圧延機１７が順に設けられており、巻戻ドラム１
３から送られてくる合金材１５がこれらを順に通
過するようになつている。加熱室Ａ〜Ｃは小型で
温度の微調節が簡単にできるようになつている。
加熱室Ａ、冷却室A′、加熱室Ｂ、冷却室B′、加
熱室Ｃ、冷却室C′および放冷室Ｄは順に接続され
て一体となつている。洗浄機１６は合金材１５に
付着した油等の汚れを取り除くためのものであ
る。加熱室Ａ〜Ｃには、それぞれ加熱手段１７…
…および真空ポンプ１８……が配置されている。
加熱手段１７には熱供給手段１９が接続されてい
るとともに温度センサ２０が配置されている。温
度センサ２０は温度コントローラ（温度計）２１
に接続されており、この温度コントローラ２１は
温度センサ２０から送られてくる信号に応じて熱
供給手段１９を操作して、加熱室Ａ〜Ｃ内の温度
を調節するようになつている。図では省略した
が、冷却室A′〜C′には、冷媒を通す熱交換器等
の低沸点成分回収手段が配置されている。放冷室
Ｄには真空ポンプ１８、圧力センサ２２および不
活性ガスボンベ２３等の不活性ガス供給手段がそ
れぞれ接続されている。不活性ガスボンベ２３か
ら放冷室Ｄに不活性ガスを導く配管２４の中間部
には弁２５が設けられており、この弁２５は圧力
センサ２２から送られてくる信号により開閉状態
が変わるようになつている。

このような製造装置を使用し、次のようにして
この発明にかかる合金材の製法を実施する。ま
ず、真空ホンプ１８……により加熱室Ａ〜Ｃ、冷
却室A′〜C′内を減圧して所定の気圧（合金材の
成分の種類等に応じて決める）とする。そして、
真空ポンプ１８により放冷室Ｄ内を減圧したあ
と、ガスボンベ２３から放冷室Ｄに不活性ガスを
供給して放冷室Ｄ内を所定の気圧とする。巻戻ド
ラム１３に装着された、フープ材となつた原材料
の合金材１５を洗浄装置１６に送つて洗浄したあ
と、加熱室Ａにおくる。ここで、加熱手段１７に
より所定の温度（合金材の成分の種類等に応じて
決める）で加熱する。そして、低沸点成分を蒸発
させることにより、合金材表面に高沸点成分の多
い層（脱低沸点成分層）を形成させる。つぎに、
合金材１５を冷却室A′に送る。加熱室Ａあるい
は冷却室A′で合金材１５から蒸発した低沸点成
分は、冷却室A′に設けられた回収手段により回
収する。このあと、合金材１５を加熱室Ｂ、冷却
室B′、加熱室Ｃ、冷却室C′に順に通し、低沸点成
分を蒸発させることとこれを回収することを繰り
返す。そして、合金材１５を放冷室Ｄに送る。そ
うすると、合金材１５は、不活性ガスの対流効果
等により冷える。ここでは、ガスが不活性である
ので、合金材１５は酸化されることなく冷える。
放冷した合金材１５を圧延機１７に送り、ここで
所定の厚みに圧延するとともに機械的強度の回復
をはかる。圧延された合金材２６は巻取ドラム１
４に巻き取る。

合金材として黄銅材を使用する場合、たとえ
ば、加熱室Ａ〜Ｃ、冷却室A′〜C′および放冷室
Ｄ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節する。すなわち、加熱
室Ａ、Ｂ、Ｃ内の温度が500℃、700℃、900℃ま
でそれぞれ上がるようにし、加熱室Ａ〜Ｃおよび
冷却室A′，B′内の圧力が10^-2〜10^-4Torr、冷却
室C′、放冷室Ｄ内の圧力が500Torrとなるように
調節する。

前記のように、この発明にかかる合金材の製法
では、、合金材を複数の加熱室に順に通すように
するので、個々の加熱室の大きさを小さくして内
部の温度の微調節が簡単にできるようにすること
ができる。したがつて、加熱室の内部の温度を調
節して脱低沸点成分層の厚みを調節することが簡
単にできるようになる。そのうえ、各加熱室の温
度を変えることにより、脱低沸点成分層の厚みの
調節がいつそう簡単にできるようにしたり、加熱
室を増減することにより、合金材の生産量（生産
スピード）の調節が簡単に行えるようになるとい
つたような効果もある。

また、この発明にかかる合金材の製法では、加
熱室として出口に冷却室を備えたものを用いるよ
うにしているので、冷却室に回収手段を設けるこ
とにより、一旦、回収手段に回収された低沸点成
分が再び蒸発するという恐れをほとんどなくすこ
とが可能となり、これにより、低沸点成分をほぼ
完全に回収すること、および、合金材への低沸点
成分の付着を防止して、製品となる合金材の品質
を向上させることも可能となる。さらに、加熱室
と冷却室を交互に通すようにしているので、各加
熱室で蒸発させた低沸点材料をつぎに通す冷却室
ですぐに回収して、脱低沸点成分層の厚みを段階
的に確実に厚くすることが可能となり、脱低沸点
成分層の厚みを調節することがいつそう簡単にな
るといつた効果を得ることができる。なお、加熱
室と冷却室とが分割されていると、両者の数を調
節することにより生産量に応じたシステムを組む
のがいつそう簡単になる、個々の加熱室および冷
却室は小型（コンパクト）なものですむといつた
ような効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる合金材の製法は、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、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、
加熱室として出口に冷却室を備えたものを複数用
いることとし、合金材を複数の加熱室および冷却
室に交互に通すようにするので、脱低沸点成分層
の調節を簡単に行えるようにすることができ、一
旦回収された低沸点成分が再び蒸発するという恐
れを少なくすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は黄銅材の一部を切り欠いてあらわした
斜視図、第２図は従来の一般に使用されている黄
銅材の製造装置の概略説明図、第３図はこの発明
にかかる合金材の製法の実施で使用される製造装
置の概略説明図、第４図は第３図に示されている
合金材製造装置の温度分布および圧力分布の１例
をあらわすグラフである。 Ａ，Ｂ，Ｃ……加熱室、A′，B′，C′……冷却
室、１５……原材料の合金材、２６……製品の合
金材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、加熱室として出口に冷却室を備
   えたものを複数用いることとし、合金材を複数の
   加熱室および冷却室に交互に通すようにすること
   を特徴とする合金材の製法。