JP2003155529A - 銅合金制振材料およびそれに用いる銅合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、優れた振動減衰特性を有し、導電
性が高く、材料強度も高い銅合金制振材料を提供する。 【解決手段】 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少
なくとも１種が合計で２〜５０ｗｔ％含有され、残部不
可避不純物とＣｕよりなる銅合金であって、前記Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が、アス
ペクト比が１０以上の第二相として含有されている銅合
金制振材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた振動減衰特
性を有し、振動を嫌う音響機器、精密機器、自動車等の
スイッチ・リレー材に使用される銅合金制振材料および
それに用いる銅合金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、防振材としてはＦｅ−Ｃｕ系、Ｃ
ｕ−Ｍｎ系、Ａｌ−複合材系などの合金が使用されてお
り、Ｆｅ−Ｃｕ系およびＡｌ−複合材系合金は、いずれ
も２つ以上の材料を張り合わせることにより作製されて
いる。このように異なる材料を張り合わせることによ
り、弾性エネルギーが吸収されて制振性が得られると考
えられている。また、Ｃｕ−Ｍｎ系合金では、Ｍｎが豊
富な第二相（晶出物）が変調構造を取ってＣｕ母相と異
相界面を作り、その界面で弾性エネルギーが吸収されて
いると考えられている。

【０００３】しかし、既存の制振材料は導電率の高いも
のが少なく、構造材料等に利用されるものが多い。その
ため、振動を嫌う音響機器、精密機器、自動車等のスイ
ッチ・リレー材には、高い導電率を有する制振材料が求
められていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた振動
減衰特性を有し、導電性が高く、材料強度も高い銅合金
制振材料を提供することを目的とする。また、この制振
材料に用いる銅合金を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少
なくとも１種が合計で２〜５０ｗｔ％含有され、残部不
可避不純物とＣｕよりなる銅合金に、前記Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種を、アスペクト
比が１０以上の第二相として含有させることにより、高
い制振性と導電率とを兼ね備えた合金が得られることを
見出した。本発明はこの知見に基づきなされるに至った
ものである。

【０００６】すなわち、本発明は、（１）Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５
０ｗｔ％含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅
合金であって、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうち
の少なくとも１種が、アスペクト比が１０以上の第二相
として含有されていることを特徴とする銅合金制振材
料、（２）前記の銅合金が、１ｗｔ％以下のＡｇ、Ａ
ｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎを
１種または２種以上含有する銅合金であることを特徴と
する（１）項に記載の銅合金制振材料、（３）Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２
〜５０ｗｔ％含有され、残部不可避不純物とＣｕよりな
る銅合金であって、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂの
うちの少なくとも１種が、アスペクト比が１０以上の第
二相として含有されていることを特徴とする銅合金、お
よび（４）前記の銅合金が、１ｗｔ％以下のＡｇ、Ａ
ｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎを
１種または２種以上含有する銅合金であることを特徴と
する（３）項に記載の銅合金を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の銅合金について
詳細に説明する。本発明の合金は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ま
たはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５０ｗｔ
％含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅合金
に、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくと
も１種を、アスペクト比が１０以上の第二相（晶出物）
として含有させることにより、第二相とＣｕ母相の界面
が異相界面となり、振動減衰性を発揮すると考えられ
る。

【０００８】本発明において、第二相となるＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種の含有量を
２〜５０ｗｔ％に規定する理由は、含有量が２ｗｔ％未
満だと十分な振動減衰性が得られず、含有量が５０ｗｔ
％を越えると融点が高くなり溶解鋳造が困難になるため
である。また第二相のアスペクト比を１０以上に規定す
る理由は、アスペクト比が１０未満だと十分な振動減衰
性が得られないからである。アスペクト比は１０以上が
好ましく、１００以上がさらに好ましい。

【０００９】本発明において、第二相としてＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、またはＮｂを選択したのは、Ｃｕへほとんど固
溶せず、二相分離を起こす元素であるからである。

【００１０】また本発明の銅合金は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
またはＮｂのうちの少なくとも１種を合計で２〜５０ｗ
ｔ％含有されるほかに、１ｗｔ％以下のＡｇ、Ａｌ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎを１種ま
たは２種以上含有していてもよい。これらの成分を１ｗ
ｔ％以下に限定したのは、これらの元素はＣｕ相へ固溶
し導電性を落とすためである。

【００１１】次に本発明の銅合金制振材料について説明
する。本発明の銅合金制振材料の形状は、板材、棒材、
線材であり、これらを加工したものである。本発明の銅
合金制振材料の作製方法は、例えば板材の場合、板厚
２．０ｍｍの材料を作製し、所望の大きさへプレス打抜
した後、曲げ加工を行って仕上げる。また、所望の含有
成分を含んだ鋳塊を作製し、熱間加工を行った後、冷間
加工と熱処理を繰り返すことにより、板材、棒材、線材
を製造することもできる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１３】実施例１ 電気銅に、図１に示した量の高純度のＣｒ、Ｍｏ、Ｗま
たはＮｂを添加して高周波真空溶解炉にて溶製し、これ
を金型に鋳造して厚さ４５ｍｍ×幅４５ｍｍ×長さ１２
０ｍｍの鋳塊とした。この鋳塊を熱間圧延（圧延温度９
００℃、減面率７５％）し、次いで１０００℃で１時間
溶体化処理したのち、面削して厚さ４〜２０ｍｍ×幅２
０ｍｍ×長さ４００ｍｍの角材とした。この角材に冷間
加工（溝ロール圧延→硬質ダイス引抜き→カセットロー
ラーダイス引抜き）を施し、次いで固溶元素を析出させ
るためにＡｒガス中で５００℃で１時間熱処理し、その
後水焼入れして、冷間圧延により厚さ２．０ｍｍの板材
を製造した。なお、冷間加工方向が一定であれば、加工
方法は圧延、引抜き（ダイス、ローラー）加工等いずれ
の方法でも問題ない。その後、製造した各板材から幅１
０ｍｍ、長さ２００ｍｍのサンプルを切出した。

【００１４】比較例１ 実施例１の溶体化処理後の面削した角材から厚さ２．０
ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの断面円形のサンプ
ルを切出した。

【００１５】実施例１のサンプルと比較例１のサンプル
について、アスペクト比、振動減衰性、導電率（熱伝導
性の代用値）を下記方法により測定した。

【００１６】アスペクト比：各サンプルを加工面に平行
に鏡面研磨し、研磨面を２０ｗｔ％硝酸水溶液で腐食し
て表層のＣｕを除去した後、走査型電子顕微鏡により第
二相を観察し写真撮影した。この写真から第二相のアス
ペクト比（第二相の長さ（縦方向）／径（横方向長
さ））を求めた。前記縦方向長さはサンプルの長さ方向
（冷間加工材の場合は冷間加工方向）の長さである。横
方向長さは等間隔に５箇所測定した値の平均値である。

【００１７】振動減衰性：片持ち振動法により振動減衰
性（損失係数η）を評価した。即ち試験片の片側端部を
チャッキングして発振器で強制的に振動を与え、共振周
波数ｆｒでの損失係数を（１）式より求めた。 η＝Δｆ／ｆｒ・・・・・・（１） 但しΔｆは３ｄＢ値幅（半値幅）

【００１８】導電率（ＥＣ）：厚さ２ｍｍの板材から長
さ１５０ｍｍのサンプルを切出し、２９３Ｋの恒温槽中
で四端子法により比抵抗値を測定して求めた。端子間距
離は１００ｍｍとした。

【００１９】溶体化処理しないこと以外は、実施例１と
同じ方法により製造した黄銅（Ｃｕ−３０ｗｔ％Ｚｎ）
の各板材についても同様の測定を行った。

【００２０】結果を表１に示す。アスペクト比は第二相
１０個の平均値、損失係数と導電率は各３本の平均値を
示した。表１に用いた銅合金の組成を併記した。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１より明らかなように、本発明例のＮ
ｏ．１〜２２は、いずれも、損失係数が非常に大きく振
動減衰性が優れている。また導電率（熱伝導性）もスイ
ッチ・リレー用材料として十分使用できる値であること
が明らかである。これは銅合金に含まれる第二相のアス
ペクト比が１０以上と大きく、Ｃｕ母相と第二相との異
相界面が多く存在することにより、小量の第二相で損失
係数を著しく向上させることができたためである。

【００２３】これに対し、比較例のＮｏ．２３〜３２
は、導電率は本発明例と同程度だったが、いずれも本発
明例に比べて損失係数が小さく制振材料としては不適当
なものであった。これは銅合金に含まれる第二相のアス
ペクト比が小さいためである。

【００２４】一方、黄銅線材（Ｎｏ．３３）は損失係数
が小さいうえ導電率も低く、実用性に劣るものであっ
た。

【００２５】さらに、実施例１で製造した本発明例の各
銅合金について耐熱性を調べたが、いずれも優れてお
り、耐熱性が要求される用途にも十分使用可能なことが
判った。

【００２６】

【発明の効果】本発明の銅合金によれば、優れた振動減
衰特性を有し、導電性が高く、材料強度も高い銅合金を
提供することができる。また、本発明の銅合金制振材料
によれば、優れた振動減衰特性を有し、導電性が高く、
材料強度も高い銅合金制振材料を提供することができ、
特に、振動を嫌う音響機器、精密機器、自動車のスイッ
チ・リレーなどに好適に使用できる。さらに、２つ以上
の材料を張り合わせることなく、１つの材料で制振材料
を作製することができる。よって工業上顕著な効果を奏
する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 立彦 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少
   なくとも１種が合計で２〜５０ｗｔ％含有され、残部不
   可避不純物とＣｕよりなる銅合金であって、前記Ｃｒ、
   Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が、アス
   ペクト比が１０以上の第二相として含有されていること
   を特徴とする銅合金制振材料。
2. 【請求項２】 前記の銅合金が、１ｗｔ％以下のＡｇ、
   Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎ
   を１種または２種以上含有する銅合金であることを特徴
   とする請求項１記載の銅合金制振材料。
3. 【請求項３】 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少
   なくとも１種が合計で２〜５０ｗｔ％含有され、残部不
   可避不純物とＣｕよりなる銅合金であって、前記Ｃｒ、
   Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が、アス
   ペクト比が１０以上の第二相として含有されていること
   を特徴とする銅合金。
4. 【請求項４】 前記の銅合金が、１ｗｔ％以下のＡｇ、
   Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎ
   を１種または２種以上含有する銅合金であることを特徴
   とする請求項３記載の銅合金。