JPS63500106A - 銅、銀もしくは金およびそれらの合金の分散焼入れ法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 銅、銀もしくは金およびそれらの合金の分散焼入れ注水発明はマトリックス金属 としての銅、銀もしくは金およびそれらの合金を分散質としての金属ホウ化物と 共に分散焼入れする方法に関する。さらに本発明はこの方法をスポット溶接電極 の製造、特に亜鉛めっき鋼板の溶接に使用することに関する。

銅、銀または金の分散焼入れのための既知の方法はきわめて微細な、従ってきわ めて高価なマトリックス金属粉末から出発し、これを分散質（大部分の場合酸化 アルミニウムまたは酸化ベリリウムの粒子）と十分に混和し、次いで圧線および 押出しするか；あるいはマトリックス金属の合金を少量の酸化されやすい金属（ たとえばベリリウムまたはアルミニウム）と共に粉末状に加工し、これを経費の かかる第２工程で内部酸化し、その際プロセスを適宜制御することにより０．１ μｍ以下の直径をもつ酸化物粒子が目的どおりマトリックス中に微細に分散する 。内部酸化法は酸化に際して銅が外部酸化されるという欠点をもつ。このため最 終的に水素で還元焼鈍する必要があり、これは望ましくない粉末ケーキングを生 じ、従って特に成形部品の製造に際しての取扱い適性を損う。

両方法とも経費がかかり、複雑であり、従って用途がごく限られていた。マトリ ックス金属および分散質をそれぞれの金属塩溶液から同時析出させる方法も工業 的規模で使用するには経費がかかりすぎる。さらにこの種の酸化物と共に分散焼 入れした金属（たとえば銅または銀）はすべて約５００℃の著しい熱脆化を示す 。約２０％の極限伸びによって示される室温での高い延性は温度の上昇と共に著 しく低下し、約５００℃で約２％の最低に達する。これはこれらの分散焼入れ合 金の重大な欠点を表わす。

本発明の目的は銅、銀または金を基礎とし、分散質を含有し、熱脆化を最小に保 つ分散焼入れ合金の簡単で経済的な製法を提供することである。

本発明によれば、この目的はマトリックス金属を基礎とし、化学量論的量のホウ 素およびホウ化物形成金属を添加した溶融物を３００〜７５０℃過熱し、次いで 少なくとも１０３〜ｂ によりて達成される。本発明方法の有利な形態は請求の範囲第２項ないし第９項 に記載されている。請求の範囲第１０項は本方法をスポット溶接電極の製造、特 に亜鉛めっき鋼板の溶接に使用することに関する。

適切な分散質は周期律表ＩＶＡ族、ＶＡ族およびＶＩＡ族元素のホウ化物（単独 または組合わせ）である。しかし高融点のホウ化チタンまたはホウ化ジルコニウ ムが組成ＴｉｘＺｒｌ−ｘＢ２のチタンおよびジルコニウム混合ホウ化物と共に 形成されることが好ましい。これらのホウ化物は約１５００℃以上の溶融物温度 で分散焼入れに十分な程度にまで溶融物に溶解し、たとえば霧化によりきわめて 急速に固化したのち粒径０．１μｍ以下の分散質としてマトリックス中に析出す ることが見出された。従って分散焼入れした合金を経済的に有利に１工程で直接 に溶融物から製造できる。

銅、銀または金を基礎とする分散焼入れ合金を本発明により製造するためには、 それらの溶融物を慎重に脱酸素し、次いで化学量論的割合のホウ素、チタンおよ び／またはジルコニウムをマスター合金の形で添加してニホウ化物１〜５容量％ を形成させる。溶融物を３００〜７５０℃過熱し、次いでｌｏ３〜１０’℃／秒 以上の固化速度でたとえば霧化により処理して粉末となす。溶融物の過熱とは、 融解温度よりも３００〜７５０℃高い温度を選ぶことを意味する。圧縮および押 出しののち、分散焼入れされた半製品が経済的に得られる。

本発明により金属マトリックスに取込まれたホウ化物の次微子は８５０℃までの 温度で数時間焼鈍したのちも粗粒化することはない。これは金属マトリックス中 におけるこれらのホウ化物粒子の溶解性がきわめて低くなければならないことを 示す。これは効果的な分散焼入れおよび高い導電率のための基本条件である。

本発明により溶融物を霧化することにより製造された、３容量％の分散質Ｔｉ　 ｏ、７Ｚｒ　ｏ、ｓ　Ｂ２を含有する銅を基礎とする分散焼入れ合金は純粋な銅 の９０％の導電率を示し、８００℃で２５％の極限伸びにおいて１７ｋｇ／ｍｍ ２の熱間引張強さを示すことが認められた。従ってこの合金は熱脆化を示さない 。

本発明によれば１０３〜ｂ めて急速な固化はメルトスピニングにより達成できる。これにより分散焼入れリ ボンが直接に得られ、これを圧延により冷間加工することができる。

本発明の他の形態によれば、マトリックス金属または合金を本発明による割合の ホウ素およびホウ化物形成金属と共に粉末の形で表面に施し、レーザービームま たは電子ビームにより局所的に融解させる。急速固化は熱を支持体内部へ伝達す ることにより行われる。

ホウ化物形成金属を化学量論的量よりも３〜３０％、好ましくは５〜２０％過剰 に用いることによって、分散焼入れのほかに析出硬化が起こることが認められた 。たとえばチタンの場合、チタン１重量％を添加する代わりにたとえば１０％過 剰に相当する１、１重量％のチタンを使用することを意味する。

本発明により製造された材料は特に高温で機械的負荷を受ける導電体、たとえば スポット溶接電極、整流子セグメントおよび接点に適している。さらにこれらは 優れた熱伝導率、およびホウ化物の容積濃度の増大に伴って著しく高まる耐摩耗 性を示す。

補正間の翻訳文提出前 く特許法第１８４条の７第１項） 昭和６２年　２月１７日 え□よ　や、明雄　殿　■ １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＥＰ８６１００２３１ 、発明の名称 銅、銀もしくは金およびそれらの合金の分散焼入れ法３、特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国デー−６０００フランクアルト・アム・マイン　９０ ．ボストノ１ハ　９０　０１　６０゜アム・レーマーホフ　３５ 名　称　バッテレーインスティチュート・ニー・フ？つ４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６号室 ５、補正間の提出日 昭和６１年１１月１３日 請求の範囲 トマトリックス金属を基礎とし、化学量論的量のホウ素およびホウ化物形成金属 を添加した溶融物を約３００〜７５０℃過熱し、次いで溶融物を少なくとも１０ ３〜ｆＯ’℃／秒の速度できわめて急速に固化させることを特徴とする、マトリ ックス金属としての銅、銀もしくは金およびそれらの合金を基礎とし、分散質と しての金属ホウ化物を含む、可能な限り低い熱脆化を示す分散焼入れ合金の製法 。

２、ホウ素およびホウ化物形成金属をマスター合金の形で添加することを特徴と する請求の範囲第１項に記載の方法。

３、ホウ化物形成金属として周期律表のＩＶＡ、ＶＡまたはＶＩＡ族の元素を単 独でまたは組合わせて、特にチタンおよび／またはジルコニウムを使用すること を特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。

国際調査報告 ＡＮ）ＩＥＸ　Ｔｏ　ＡＨＥ　ＩＮＴ三ＲＮＡ：！０ＮＡＬ　Ｓ三λＲＣ：’！ 　Ｒ三？ｏＲ丁　ＯＮ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．マトリックス金属を基礎とし、化学量論的量のホウ素およびホウ化物形成金 属を添加した溶融物を約３００〜７５０℃過熱し、次いで溶融物を少なくとも１ ０３〜１０４℃／秒の速度できわめて急速に固化させることを特徴とする、マト リックス金属としての銅、銀もしくは金およびそれらの合金を分散質としての金 属ホウ化物と共に分散焼入れする方法。
2. ２．ホウ素およびホウ化物形成金属をマスター合金の形で添加することを特徴と する、請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．ホウ化物形成金属としての周期律表ＩＶＡ、ＶＡまたはＶＩＡ族の元素を単 独でまたは組合わせて、特にチタンおよび／またはジルコニウムを使用すること を特徴とする、請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
4. ４．ホウ素およびホウ化物形成金属を１〜５容量％の金属ホウ化物が形成される 量で使用することを特徴とする、請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記 載の方法。
5. ５．ホウ素、チタンおよびジルコニウムを組成ＴｉｘＺｒ１−ｘＢ２の混合ホウ 化物を形成する量、特にＴｉ０．７Ｚｒ０．３Ｂ２を形成する量で使用すること を特徴とする、請求の範囲第４項に記載の方法。
6. ６．マトリックス金属をホウ素およびホウ化物形成金属と共に粉末状で支持体表 面に施し、レーザービームまたは電子ビームによって局所的に融解させ、熱を支 持体内部へ伝達することによって急速固化させることを特徴とする、請求の範囲 第１項ないし第５項のいずれかに記載の方法。
7. ７．急速固化が気体状もしくは液体状の媒質を用いて溶融物を霧化することによ り、またはメルトスピニング法により行われることを特徴とする、請求の範囲第 １項ないし第５項のいずれかに記載の方法。
8. ８．化学量論的組成よりも３〜３０％、特に５〜２０％過剰のホウ化物形成金属 を使用することを特徴とする、請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載 の方法。
9. ９．請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の方法をスポット溶接電極 の製造、特に亜鉛めっき鋼板の溶接に使用する方法。