Cu薄板处理方法
【专利摘要】本发明提供一种Cu薄板处理方法，是在Cu制或Cu基合金制的薄板上的规定部分供给将扩散接合助剂和增强材料分散到溶剂中而成的浆料，在将该供给的浆料干燥后，通过照射激光、熔融固化来固着，从而形成堆焊层的Cu薄板处理方法；(a)作为前记扩散接合助剂，使用Ni或Ni-Cr合金的粉末，(b)作为前记增强材料，使用碳化物系金属化合物、氮化物系金属化合物或硼化物系金属化合物，前记扩散接合助剂与前记增强材料的重量比为80：20～50：50，(c)作为前记扩散接合助剂及前记增强材料，所使用的材料为，中位径D50都在0.1～100μm的范围内，前记扩散接合助剂的中位径D50比前记增强材料的中位径D50大，前记扩散接合助剂的分布率D90/D10及前记增强材料的分布率D90/D10都为4.0以下。
【专利说明】Cu薄板处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及Cu薄板处理方法。
【背景技术】
[0002]电动机电刷等触点材料除了导电性、机械强度等基本特性以外，还被要求耐磨耗性、耐应力缓和性、耐蚀性、耐候性等对应于部件用途的附加耐久性。这些耐久性多在作为接点的部位周边特定的位置而局部需要。这种情况下，通常是通过在基体材料的整体上实施异种材料的镀敷、压延包覆、喷镀等形成薄板状复合材料后，进行冲压冲孔或者弯曲成形加工而得到电接点。这是因为，如果通过遮挡(H)等在特定位置得到局部的复合材料，相反大多会提高成本。但是，在将整体作为复合材料的电接点中，需要基于复合材料的基本特性来进行部件设计，存在不可基于作为基体材料的商用合金的已知的材料特性而直接进行部件设计的不利点。
[0003]对此，专利文献I中公开了使用激光的在基体上附着金属粉末的方法。具体地公开了用粒状形的银与灯黑混合而成的混合物覆盖基体上的设计区域，通过对该混合物照射激光而局部地形成堆焊(肉盛)层的方法。根据该方法，可以得到由以银为主成分的堆焊层来局部加强的基体。
[0004]此外，在专利文献2中记载了一种方法，通过向基板供给含有金属和增强材料的粉末，对该粉末施加激光来加热熔融后冷却，形成具有微细粒组织的物品。作为金属例示了镍、镍合金，作为增强材料例示了硼化物、碳化物。根据该方法，也能够得到由微细粒组织的堆焊层局部加强的基体。
[0005]而且，在专利文献3中记载了对将80-99质量％的含有7-20质量％Ni的粉末与I-20质量％的含有Mo、Co的粉末混合而成的混合物进行激光焊接的方法。根据该方法，也能得到由堆焊层局部 加强的基体。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开昭61-245988号公报
[0009]专利文献2:日本特表2003-518193号公报
[0010]专利文献3:日本特开2008-264842号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]然而，就上述触点材料而言，要求在负担载荷的状态下长期维持该接触压力。具体的，希望通过在作为触点材料而使用的Cu薄板上局部形成堆焊层，来降低应力缓和率。
[0013]但是，在专利文献I-3中，对于通过对粉末照射激光而局部形成堆焊层这一点进行了记载，可是，对于适于降低局部具有堆焊层的Cu薄板的应力缓和率的方法，没有进行研究。[0014]本发明是为了解决这样的课题而做的发明，其主要目的在于发挥Cu薄板的材料特性并降低应力缓和率。
[0015]解决课题的方法
[0016]本发明第I项的Cu薄板处理方法，是在Cu制或Cu基合金制的薄板上的规定部分供给使扩散接合助剂和增强材料分散到溶剂中而成的浆料，在使该供给的浆料干燥后，通过照射激光、熔融固化来固着，从而形成堆焊层的Cu薄板处理方法；(a)作为前述扩散接合助剂，使用Ni或N1-Cr合金的粉末，(b)作为前述增强材料，使用碳化物系金属化合物、氮化物系金属化合物或硼化物系金属化合物，前述扩散接合助剂与前述增强材料的重量比为80:20-50:50, (c)作为前述扩散接合助剂及前述增强材料，所使用的材料为:中位径D5q都在0.1-100 μ m的范围内，前述扩散接合助剂的中位径D5tl比前述增强材料的中位径D5tl大，前述扩散接合助剂的分布率D9(i/D1(i及前述增强材料的分布率D9(i/D1(i都为4.0以下。
[0017]本发明第2项的Cu薄板处理方法，是在Cu制或Cu基合金制的薄板上的规定部分供给使扩散接合助剂和增强材料分散到溶剂中而成的浆料，在使该供给的浆料干燥后，通过照射激光、熔融固化来固着，从而形成堆焊层的Cu薄板处理方法；(a)作为前述扩散接合助剂，使用Ni或N1-Cr合金的粉末，(b)作为前述增强材料，使用不锈钢合金、哈氏(Hastelloy)系Ni基合金或司太立(stellite)系Co基合金,前述扩散接合助剂与前述增强材料的重量比为50:50-1:99，(c)作为前述扩散接合助剂及前述增强材料，使用的材料为:中位径D5tl都在0.1-IOOym的范围内，前述扩散接合助剂的中位径D5tl比前述增强材料的中位径D5tl大，前述扩散接合助剂的分布率D9(i/D1(i及前述增强材料的分布率D9tZDltl都为4.0以下。
[0018]本发明第3项的Cu薄板处理方法，是在Cu制或Cu基合金制的薄板上的规定部分供给使扩散接合助剂和增强材料分散到溶剂中而成的浆料，在使该供给的浆料干燥后，通过照射激光、熔融固化来固着，从而形成堆焊层的Cu薄板处理方法；(a)作为前述扩散接合助剂，使用Ni或N1-Cr合金的粉末，(b)作为前述增强材料，使用Zr-Cu-Al-Ni系Zr基合金，前述扩散接合助剂与前述增强材料的重量比为50:50-5:95, (c)作为前述扩散接合助剂及前述增强材料，使用 的材料为:中位径D5tl都在0.1-100 μ m的范围内，前述扩散接合助剂的中位径D5tl比前述增强材料的中位径D5tl大，前述扩散接合助剂的分布率D9tZDltl及前述增强材料的分布率D9(i/D1(i都为4.0以下。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法，能够提供应力缓和率低的Cu薄板。即，通过本发明第I-第3项的方法制造的Cu薄板形成有堆焊层，与没有形成堆焊层的Cu薄板相比，应力缓和率降低。形成有堆焊层的Cu薄板作为弹簧材料用于连接器、开关、继电器等电子部件时，都被要求在负担载荷的状态下长期维持该接触压力，而根据本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法所得的Cu薄板，由于应力缓和率降低因而能够充分满足这样的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为表示Cu薄板处理方法的顺序的说明图。
[0022]图2为表示在凹形状的橡胶片上转印浆料的样子的说明图。[0023]图3为表示实施例1的实验顺序的流程图。
[0024]图4为用于测定应力缓和率的试验夹具的说明图。
[0025]图5为凹凸平缓的堆焊层表面的形状轮廓。
[0026]图6为凹凸剧烈的堆焊层表面的形状轮廓。
[0027]图7为良好界面的断面照片。
[0028]图8为不良界面的断面照片。
[0029]图9为存在金属间化合物的堆焊层的Cu-K α线衍射线的图谱。
[0030]图10为存在非晶质相的堆焊层的Cu-Ka线衍射线的图谱。
【具体实施方式】
[0031]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，由Cu制或Cu基合金制的薄板可举出例如在触点用途中使用的薄板。这样的触点用薄板，被要求在负担载荷的状态下长期维持该接触压力。这样的薄板例如形成为带状。需要说明的是，Cu基合金是含50重量％以上Cu的合金。
[0032]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，在形成堆焊层时，采用在薄板上的规定部分供给使扩散接合助剂和增强材料分散于溶剂而成的浆料，在使该供给的浆料干燥后，通过照射激光、熔融固化来固着的方法。激光照射中，有时在吹送用于防止氧化的非活性气体的同时来进行熔融固化，但是，如果是粉末材料的状态则受到非活性气体、激光照射的冲击而飞散，难以在预定的位置形成堆焊层。与此相对，本发明中将粉末以浆料形式来供给，因此容易地在预定的位置形成堆焊层。
[0033]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，如(a)那样，作为扩散接合助剂使用Ni或N1-Cr合金。由于Ni的存在，堆焊层变得易于向Cu薄板扩散。此外，在使用N1-Cr合金时，如果增加Cr的添加量，会有扩散层的硬度增加而增强的效果，因此，只要对应于Cu薄板的使用目的来调节Cr的添加量即可。但是，如果Cr的添加量超过30重量％, N1-Cr合金在固着后的维氏硬度Hv有时会超过800，堆焊层变得过于硬质，会有成为熔融后冷却时裂纹的起点的风险，因此，Cr的添加量优选为30重量％以下。
[0034]在本发明第I项的Cu薄板处理方法中，之所以如(b)那样，作为增强材料使用碳化物系金属化合物、氮化物系金属化合物或硼化物系金属化合物，扩散接合助剂与增强材料的重量比为80:20-50:50，是因为在形成堆焊层后的Cu基板的应力缓和率降低。此外，如果使用这样的增强材料，会提高堆焊层的维氏硬度的值，提高耐磨耗性。
[0035]在本发明第2项的Cu薄板处理方法中，之所以如(b)那样，作为增强材料使用不锈钢合金、哈氏系Ni基合金或司太立系Co基合金，扩散接合助剂与增强材料的重量比为50:50-1:99，是因为在形成堆焊层后的Cu基板的应力缓和率降低。此外，如果使用这样的增强材料，由于形成含Ni或Co的不易受侵蚀的化合物分散相，因此耐蚀性提高。
[0036]在本发明第3项的Cu薄板处理方法中，之所以如(b)那样，作为增强材料使用Zr-Cu-Al-Ni系Zr基合金，扩散接合助剂与增强材料的重量比为50:50-5:95，是因为在形成堆焊层后的Cu基板的应力缓和率降低。此外，如果使用这样的增强材料，局部且离散地形成高强度金属玻璃合金(非晶质合金)相，即使不形成非晶质，各元素中的任一种都容易与Cu薄板的构成元素、Ni或N1-Cr合金的扩散接合助剂之间形成高强度的合金相、化合物相等，因而机械特性提闻。
[0037]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，如(C)那样，扩散接合助剂的中位径D5tl及前述增强材料的中位径D5tl都在0.1-ΙΟΟμπι的范围内，理由如下。即，如果小于
0.1 μ m，制作变得困难，如果分级，则成品率极差，不经济。如果超过100 μ m，扩散接合部材料与增强材料的比重不同导致粒子的重量差显著，在制作浆料时易于导致比重大的粒子下沉、比重小的粒子上浮的状态，难以维持均匀的分散状态。这些材料的中位径D5tl优选为在
0.1-20 μπι的范围内。如果为20 μπι以下，即使有比重差也易于制作均匀的浆料。
[0038]此外，要使扩散接合助剂的中位径D5tl比增强材料的中位径D5tl大的理由如下。即，增强材料与扩散接合助剂相比，基本上是高熔点材料，因此，相对低熔点的扩散接合助剂率先熔融，能够形成在该熔融的池中增强材料熔融或者加热密着的状态，易于制作均质的堆焊层。
[0039]此外，扩散接合助剂的分布率D9(i/D1(i及增强材料的分布率D9(i/D1(i为4.0以下的理由如下。即，如果该值超过4.0，两方的粉末在薄板上并置时的高低差变大，尺寸大的粒子有更易于吸收热的倾向，从而易于导致熔融不均匀。此外，通过激光照射，有时大粒子率先熔融且小粒子在熔融前受到照射的冲击而向周围飞散，因此，在这一点上也易于导致熔融不均匀。如果熔融如此不均匀，在固化后的堆焊层表面易于形成凹凸，因而不优选。此外，在急冷固化时易于引起裂纹。由此，各粉末的分布率D9(i/D1(i为4.0以下。
[0040]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，调制使扩散接合助剂和增强材料分散于溶剂而得的浆料。这里，作为溶剂没有特别限定，列举例如有机溶剂和水的混合溶剂。作为有机溶剂，列举例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等醇系溶剂，乙二醇、丙二醇等二醇系溶剂，丙酮、甲基乙基酮等酮系溶剂，醋酸乙酯、醋酸`丁酯等酯系溶剂，乙基纤维素、乙酸纤维素、纤维素醋酸酯等纤维素系溶剂等。其中，优选挥发性比较稳定且操作容易的醇系溶剂，特别优选乙醇、异丙醇。溶剂粘性根据向薄板供给浆料的方法来适当确定即可。例如，将在25°C时乙醇的粘度的0.01084泊至20°C时一般润滑油的粘度的0.5泊的范围作为目标，适当确定即可。在调制该浆料中，作为助焊剂优选少量添加与焊接接合助剂同样的N1-Cr系钎料。这是因为，这样的助熔剂能起到抑制氧化、降低混合粉末的熔点、使即将熔融前干燥时的混合粉末之间彼此粘接的作用。作为这样的助熔剂，列举JIS Z3265镍钎料(例如比较高熔点的BN1-1)等。有时比重小的助熔剂在熔融中会浮在表面，在固化后的堆焊层表面残存其残渣。但是，该残渣并不形成合金，可通过刷子、锉刀物理地容易地去除。
[0041]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，将这样的浆料供给到薄板上的规定部分。作为供给浆料的方法，列举分散法(>寸一法)、电喷(喷墨)法、刷涂、喷雾雾化、移印(〃 '7 K印刷)等，优选移印。
[0042]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，使在薄板上的规定部分供给的浆料干燥后，通过照射激光、熔融固化来固着。激光照射的条件没有特别限定，例如可使用额定输出150W的Nd-YAG激光发生装置与光学透镜系统来照射微观体系(微小系)的激光。此时，焦点直径在100-IOOOym之间任意选择，优选通过调节成为正好聚焦(7 Y 7卜7才一力just focus)或者散焦(于.'7才一力defocus),来使得在比衆料干燥后的固态物小的区域接受激光。激光为脉冲波，在输出时间0.5-20毫秒、频率0.1-50Hz的范围内来施加即可。实质的照射时间为0.1秒-1.0秒的程度即可。除此之外，激光还可以是红宝石激光、Y-YAG激光、DPSSL等。此外，激光的频率没有必要限定于Nd-YAG的一般波长1064nm,可以使用高次谐波。进而,在薄板的厚度为Imm以下时，激光优选使用脉冲波，但在厚度超过Imm时、想固着较多高熔点增强材料时，激光优选使用连续波。
[0043]这里，使用图1对本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法的具体例进行以下的说明。图1中，作为浆料的供给方法采用移印。首先，调制浆料10，将该浆料10置于浅底的硬质容器12 (参照图1 (a))。然后，在对硬质容器12施加超声波振动的状态，在按压棒14b前端具有由弹性材料构成的橡胶片14a而成的转印盘(〃 卜'')14上临时转印浆料10 (参照图1(b))。橡胶片14a可以由例如硅橡胶形成。接着，使转印盘14下降，将转印到橡胶片14a上的浆料10按压到Cu薄板16上的规定部分来附着(参照图1 (c))。在Cu薄板16上附着浆料10后，上升转印盘14，过剩的浆料10返回到橡胶片14a，从而在Cu薄板16上的规定部分形成薄的浆料层11 (参照图1(d))。该浆料层11的边界部分很明确。虽然难以测量该浆料层11的厚度，但在粉末熔融固化后的高度据认为是该浆料层11的厚度的一半左右。转印盘14的橡胶片14a的变形度会根据按压力的大小来改变，因而可以通过按压力来控制印刷区域的大小。需要说明的是，橡胶片14a还可以是前端为凹形状。这种情况下，可以形成较厚的浆料层。使浆料转印于这样的凹形状的橡胶片的样子示于图2。然后，在Cu薄板16上形成浆料层11后，在浆料层11干燥后照射激光(参照图1 (e))。这样，使浆料中的粉末熔融固化而形成堆焊层18 (参照图1 (f))。该堆焊层18扩散至Cu薄板16，界面充分融合。
[0044]在本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法中，还可以使用厚度Imm以下的连续的带状薄板。这时，对带状薄板的一侧沿着长度方向通过冲压等连续穿孔形成导孔，在以导孔的间距间隔自动搬送的同时使预定的特定区域(规定部分)与转印盘相对，此时，使转印盘上转印的浆料附着到该特定区域，在该附着的浆料干燥后，通过照射激光、熔融固化来固着，这样也能够连续地形成堆焊层。
[0045]根据本发明第I-第3项的Cu薄板处理方法，在薄板上的规定部分形成堆焊层。该堆焊层至少一部分扩散到薄板。此外，有时堆焊层中分散有一部分未熔融的增强材料、含有金属间化合物、含有具有因急冷固化而成的非晶质结构的相。需要说明的是，金属间化合物，在改变衍射角度2Θ来对堆焊层的X射线衍射强度进行分析时表现为尖锐的峰。此外，具有非晶质结构的相，在同样的改变衍射角度2 Θ来对堆焊层的X射线衍射强度进行分析时表现为较宽的图案(模糊图案(!、口一〃夕一 > ))，可由此来确认其存在。通过在薄板上的规定部分形成这样的堆焊层使得应力缓和率降低。此外，对应于增强材料的性质，可以实现局部的强度提高、热的耐久性的提高、耐蚀性和耐磨耗性的提高等。因此，不明显改变Cu和Cu基合金本来的材料特性，可以附加例如作为触点用薄板材料所希望的新的特性。
[0046]实施例
[0047]实施例1
[0048]1.Cu基体材料的处理顺序
[0049]具体的实验顺序的流程示于图3。基于该流程如下说明实验顺序。
[0050](I)浆料的调制(Pl)
[0051]准备切断成带状的厚度0.20mm、宽23mm、长度2000mm的Cu-1.8Be_0.2Co合金(质
量％)的基体材料。此外，准备好作为扩散接合助剂的Ni80重量％-Cr20重量％的N1-Cr合金粉末、作为增强材料的WC90重量％-ColO重量％的碳化物系金属化合物粉末。N1-Cr合金粉末为球状，中位径D5tl为40 ( μ m)，分布率D9(i/D1(i为1.6。碳化物系金属化合物粉末为球状，中位径D5tl为20 (μπι)、分布率D9(i/D1(i为1.7。需要说明的是，基体材料、扩散接合助剂、增强材料的这些特征汇集于表I。这里，中位径D5tl是指如JIS Ζ8901中所规定的，在粉体的粒径分布中，比某一粒子直径大的个数或质量占全部粉体的个数或质量的50%时的粒径。此外，分布率D9tZDltl是指如JIS Ζ8901中规定的，在粉体的粒径分布中，比某一粒子直径大的个数或质量占全部粉体的个数或质量的90%时的粒径D9tl,除以比某一粒子直径大的个数或质量占全部粉体的个数或质量的10%时的粒径Dltl而得到的值。粒度测定通过岛津制作所制造的纳米粒子直径分布测定装置SALD-7100使用激光衍射散射法来测定。接着，将扩散接合助剂和增强材料以重量比80:20的比例在陶瓷制皿状容器内混合至均匀。在其中微量添加与市售的JIS Ζ3265镍钎料的BN1-1相当的高温钎焊材料作为烧结助剂，添加乙醇水溶液(乙醇:蒸馏水=95:5(V/V))以使得每Ig混合粉末为IOmL来稀释，制成浆料。
[0052](2)浆料向转印盘的转印(P2)
[0053]将具有形成为凸状弧的前端的硅树脂制的微细转印盘浸入容器内浆料，将浆料转印到表面。
[0054](3)浆料向特定区域的供给(P3)
[0055]将转印到转印盘上的浆料按压到基体材料上的预定的特定区域，将溶液附着固定为直径1.5mm(1500 μ m)的圆状。
[0056](4)浆料的干燥(P4)
[0057]使在特定区域附着的浆料自然干燥。
[0058](5)激光照射、熔融固化(P5) [0059]对着干燥后的固着物，使用TECHN0C0AT公司制TL150S型激光照射装置，以IOHz的脉冲照射焦点直径约为100 μ m的YAG激光IOm秒。由此，形成厚度100 μ m、直径1.5mm堆焊层。形成该堆焊层的部分被称为局部被包覆化。之后，通过反复再度进行P2-P5，能够在随后的特定区域中形成堆焊层。需要说明的是，表2中汇集了堆焊层的形成条件。
[0060]2.局部被包覆化的基体材料的性质
[0061]以下(I)-(6)是以固化堆焊层后的状态进行测定。(7)-(9)是对固化堆焊层后实施时效处理的材料进行测定。各测定结果示于表3。需要说明的是，时效处理是在非活性氮气置换的电炉内，在315°C保持2时间保持后放冷而进行的。
[0062](I)堆焊层的代表厚度
[0063]堆焊层的代表厚度是指，对形成有堆焊层的特定区域的整体，由千分尺测定包括基体材料的厚度，所得厚度中的最大厚度。
[0064](2)算术平均粗糙度Ra
[0065]使用基恩士公司的共焦点式红色半导体激光形状测定装置LT-9010M在2mm的距离描绘堆焊层的表面的形状轮廓，基于JIS B0601-1994的表面粗糙度的定义来求出算术平均粗糙度Ra，将其作为平坦性的指标。
[0066](3)外观状态
[0067]外观状态是由目视和使用能够以30倍放大观察的实体显微镜，评价判断表面是
否有龟裂、异常。[0068]⑷界面状态
[0069]就复合化层与基体材料的界面而言，以从表面能够看到基体材料的厚度方向的方式埋入到观察用树脂，然后，由机械研磨装置研磨至能够观察到界面的内部，通过30倍-100倍程度的光学显微镜观察、判断是否融合。
[0070](5)维氏硬度
[0071]从薄板上切取适当大小的包含堆焊层的试验片，使用三丰制微型维氏硬度计HM-15，基于JIS Z2244(维氏硬度-试验方法)进行复合化层表面的维氏硬度测定。
[0072](6)化合物、非晶质存在的确认
[0073]复合化层内是否存在化合物或者是否存在非晶质，通过将基体材料的堆焊层置入X射线衍射装置所得的Cu-Ka线衍射线的状态观察来判断堆焊层的结晶性。
[0074](7)拉伸试验
[0075]从薄板切出包含堆焊层的拉伸试验片，使用岛津制作所制的Autograph AG-1S,基于JIS Z2241(金属材料拉伸试验方法)在常温进行拉伸试验。
[0076](8)导电率
[0077]由薄板切出包含堆焊层的宽10mm、长度150mm的试验片，使用Y0K0GAWA制的精密双电桥装置2752，在常温进行四端子法的电阻测定。将测定的电阻率计算为以20°C具有1.7241 μ Qcm的电阻的标准软铜的导电性为100%时的比率，作为导电率(%IACS:1nternational Annealed CoPPer Standard,国际退火铜标准)而求出。
[0078](9)耐应力缓和性
[0079]切出包含堆焊层的宽10mm、长度23mm的试验片，如图4所示，通过日本电子材料工业会标准规格EMAS-3003(平成3年12月)记载的悬臂梁式来测定应力缓和率。即，将试验片设置在试验夹具内，使得跨长L为10mm、堆焊层为支点，对试验片施加600MPa的应力而产生变形，测定此时的变形量(Sci)(参照图4(a))。然后，以此状态在200°C的干燥炉内经过100小时后，除去应力，再度测定试验片的变形量(St)(参照图4(b))。然后，使用变形量S。、31来算出应力缓和率(=(676(|)父100%)。需要说明的是，图4中，设置成堆焊层位于试验片的上面并从上面侧施加应力，但即使将试验片翻转180度来设置成堆焊层位于试验片的下面，其效果不会改变。而且，使用切割成宽2mm、长度23mm的试验片，即使设置成堆焊层在试验片的哪一侧面，即设置为从图4(a)旋转90度的方向，其效果也不会改变。
[0080]实施例2-18、比较例I-13
[0081]使用表I中所示的基体材料、扩散接合助剂及增强材料，采用表2中所示的堆焊层形成条件，按照实施例1的“ 1.Cu基体材料的处理顺序”对Cu基体材料进行处理。对于处理后的Cu基体材料，与实施例1的“2.局部被包覆化的基体材料的性质”的⑴-(9)同样地操作，测定各种参数。其结果示于表3。
[0082]需要说明的是，算术平均粗糙度Ra测定时取得的表面形状轮廓的实例示于图5及图6。图5显示实施例12的形状轮廓，图6显示比较例3的形状轮廓。此外，界面观察结果的实例示于图7及图8。图7是实施例12的断面照片，没有产生龟裂等，是优良融合的例子。图8是不好的壁厚层的断面照片，是一部分融合但产出大的龟裂的例子。进而，Cu-Ka线衍射线的实例示于图9及图10。图9是实施例12的衍射线图之一，可看到多个尖锐的峰，这表明在堆焊层中存在金属间化合物。图10是实施例14的衍射线图之一，可看到较宽的峰，这表明部分堆焊层中存在非晶质相。
[0083]实施例1-18中，作为扩散接合助剂使用Ni粉末或Ni80重量％和Cr20重量％的N1-Cr合金粉末。此外，扩散接合助剂的中位径D5tl及增强材料的中位径D5tl都在0.1-100 μ m的范围内，扩散接合助剂的中位径D5tl比增强材料的中位径D5tl大，扩散接合助剂的分布率D9(i/D1(i及前述增强材料的分布率D9(i/D1(i都在4.0以下。而且，增强材料为碳化物系金属化合物、硼化物系金属化合物时，扩散接合助剂与增强材料的重量比为80:20-50:50 (实施例1-6)，为哈氏系Ni基合金、司太立系Co基合金时，扩散接合助剂与增强材料的重量比为50:50-1:99(实施例7-10)，为Zr-Cu-Al-Ni系Zr基合金时，扩散接合助剂与增强材料的重量比为50:50-5:95(实施例11-18)。其结果表明，没有改变基体材料的材料特性，与基体材料单独的比较例1、2相比，能够使应力缓和率下降10%以上。
[0084]另一方面，比较例1、2中，对于基体材料本身，测定了其拉伸强度、导电性、应力缓和率。拉伸强度与导电性与实施例1-18同等，而应力缓和率为超过30%的值。
[0085]比较例3、4中，作为增强材料使用了碳化物系金属化合物、硼化物系金属化合物，但扩散接合助剂与增强材料的重量比不在80:20-50:50的范围内，因而在堆焊层的外观状态中观察到龟裂、不均，界面的融合状态也不充分。
[0086]比较例5、6中，作为增强材料使用了哈氏系Ni基合金、司太立系Co基合金，但扩散接合助剂与增强材料的重量比不在50:50-1:99的范围内，因而在堆焊层的外观状态中观察到龟裂、不均，有界面融合状态不充分的情形。
[0087]比较例7中，扩散接合助剂的分布率D9tZDltl及增强材料的分布率D9(i/D1(i超过4.0，因而代表厚度变厚，表面粗糙度变粗，堆焊层的外观状态中观察到龟裂。此外，比较例8中，扩散接合助剂的中位径D5tl及增强材料的中位径D5tl超过100 μ m,因而代表厚度变厚，表面粗糙度变粗，堆焊层的外观状态中观察到龟裂。此外，比较例9中，扩散接合助剂的中位径D50比增强材料的中位径D5tl小，`因而代表厚度变厚，表面粗糙度变粗，堆焊层的外观状态中观察到龟裂。`
[0088]比较例10、11中，作为增强材料使用了 55Zr-30Cu-10Al_5Ni合金，但扩散接合助剂与增强材料的重量比不在50:50-5:95的范围内，因而在堆焊层的外观状态中观察到不均，应力缓和率的降低效果也不充分。
[0089]比较例12、13中，作为扩散接合助剂和增强材料，没有以浆料而以粉末的形式供给，因而在堆焊层外观状态中观察到不均，是界面没有融合的状态。此外，没有什么应力缓和率的降低效果。
[0090]表I
[0091]
【权利要求】
1.一种Cu薄板处理方法,其特征在于,是在Cu制或Cu基合金制的薄板上的规定部分供给使扩散接合助剂和增强材料分散到溶剂中而成的浆料，在使该供给的浆料干燥后照射激光、熔融固化来固着，从而形成堆焊层的Cu薄板处理方法； (a)作为所述扩散接合助剂，使用Ni或N1-Cr合金的粉末， (b)作为所述增强材料，使用碳化物系金属化合物、氮化物系金属化合物或硼化物系金属化合物，所述扩散接合助剂与所述增强材料的重量比为80:20-50:50, (c)作为所述扩散接合助剂及所述增强材料，使用中位径D5tl都在0.1-100 μπι的范围内、所述扩散接合助剂的中位径D5tl比所述增强材料的中位径D5tl大、所述扩散接合助剂的分布率D9tZDltl及所述增强材料的分布率D9tZDltl都为4.0以下的材料。
2.—种Cu薄板处理方法，其特征在于，是在Cu制或Cu基合金制的薄板上的规定部分供给使扩散接合助剂和增强材料分散到溶剂中而成的浆料，在使该供给的浆料干燥后照射激光、熔融固化来固着，从而形成堆焊层的Cu薄板处理方法； (a)作为所述扩散接合助剂，使用Ni或N1-Cr合金的粉末， (b)作为所述增强材料，使用不锈钢合金、哈氏系Ni基合金或司太立系Co基合金，所述扩散接合助剂与所述增强材料的重量比为50:50-1:99， (c)作为所述扩散接合助剂及所述增强材料，使用中位径D5tl都在0.1-100 μπι的范围内、所述扩散接合助剂的中位径D5tl比所述增强材料的中位径D5tl大、所述扩散接合助剂的分布率D9tZDltl及所述增强材料的分布率D9tZDltl都为4.0以下的材料。
3.—种Cu薄板处理方法,其特征在于,是在Cu制或Cu基合金制的薄板上的规定部分供给使扩散接合助剂和增强材料分散到溶剂中而成的浆料，在使该供给的浆料干燥后照射激光、熔融固化来固着，从而形`成堆焊层的Cu薄板处理方法； (a)作为所述扩散接合助剂，使用Ni或N1-Cr合金的粉末， (b)作为所述增强材料，使用Zr-Cu-Al-Ni系Zr基合金，所述扩散接合助剂与所述增强材料的重量比为50:50-5:95, (c)作为所述扩散接合助剂及所述增强材料，使用中位径D5tl都在0.1-100 μπι的范围内、所述扩散接合助剂的中位径D5tl比所述增强材料的中位径D5tl大、所述扩散接合助剂的分布率D9tZDltl及所述增强材料的分布率D9tZDltl都为4.0以下的材料。
【文档编号】C22C19/05GK103459668SQ201280014995
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月6日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】村松尚国, 青岛松寿 申请人:日本碍子株式会社