JP2503119B2 - ベリリウム銅合金の鋳造方法 - Google Patents
ベリリウム銅合金の鋳造方法Info
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- JP2503119B2 JP2503119B2 JP3089143A JP8914391A JP2503119B2 JP 2503119 B2 JP2503119 B2 JP 2503119B2 JP 3089143 A JP3089143 A JP 3089143A JP 8914391 A JP8914391 A JP 8914391A JP 2503119 B2 JP2503119 B2 JP 2503119B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の鋳造法で製造さ
れるベリリウム銅合金の鋳造方法に関し、特にベリリウ
ム銅合金の結晶粒を微細化させて内部欠陥を低減させる
ベリリウム銅合金の鋳造方法に関するものである。
れるベリリウム銅合金の鋳造方法に関し、特にベリリウ
ム銅合金の結晶粒を微細化させて内部欠陥を低減させる
ベリリウム銅合金の鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高強度、耐摩耗性、高熱伝導性を有する
ベリリウム銅合金の鋳物において、内部の健全性を増す
ために結晶粒を微細化させることが望まれている。その
ための方法として、一般的には溶湯を超音波を利用して
振動する超音波振動鋳造法、溶湯を電磁力により攪拌す
る電磁攪拌鋳造法、従来より低い温度で鋳造する低温鋳
造法がある。
ベリリウム銅合金の鋳物において、内部の健全性を増す
ために結晶粒を微細化させることが望まれている。その
ための方法として、一般的には溶湯を超音波を利用して
振動する超音波振動鋳造法、溶湯を電磁力により攪拌す
る電磁攪拌鋳造法、従来より低い温度で鋳造する低温鋳
造法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た超音波振動鋳造法及び電磁攪拌鋳造法は、イニシャル
コスト及びランニングコストが高いとともに、銅合金へ
の適用が確立されておらず、適用した場合の効果が薄い
問題があった。また、上述した低温鋳造法では、低温鋳
込みにより内部欠陥が発生し易くなるなどの問題があ
り、いずれの場合もその目的を達成するまでには至らな
かった。
た超音波振動鋳造法及び電磁攪拌鋳造法は、イニシャル
コスト及びランニングコストが高いとともに、銅合金へ
の適用が確立されておらず、適用した場合の効果が薄い
問題があった。また、上述した低温鋳造法では、低温鋳
込みにより内部欠陥が発生し易くなるなどの問題があ
り、いずれの場合もその目的を達成するまでには至らな
かった。
【０００４】本発明の目的は上述した課題を解決して、
簡単な方法で結晶粒を微細化させて内部欠陥を低減させ
ることのできるベリリウム銅合金の鋳造方法を提供しよ
うとするものである。
簡単な方法で結晶粒を微細化させて内部欠陥を低減させ
ることのできるベリリウム銅合金の鋳造方法を提供しよ
うとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のベリリウム銅合
金の鋳造方法は、鋳造後のベリリウム含有量が０．２〜
２．０重量％であるベリリウム銅合金を鋳造する際に、
鋳造後のベリリウム銅合金のベリリウム含有量以上のベ
リリウム含有量を有するベリリウム銅母合金と純銅とを
溶解して溶解原料をつくるとともに、この溶解原料１０
０重量部に対して０．０５〜０．５重量部のチタンを添
加した後溶解して、前記組成のベリリウム銅合金として
鋳造することを特徴とするものである。
金の鋳造方法は、鋳造後のベリリウム含有量が０．２〜
２．０重量％であるベリリウム銅合金を鋳造する際に、
鋳造後のベリリウム銅合金のベリリウム含有量以上のベ
リリウム含有量を有するベリリウム銅母合金と純銅とを
溶解して溶解原料をつくるとともに、この溶解原料１０
０重量部に対して０．０５〜０．５重量部のチタンを添
加した後溶解して、前記組成のベリリウム銅合金として
鋳造することを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上述した構成において、従来のように最終目標
組成のベリリウム銅合金を溶解後Ｔｉを添加した場合に
比べて、純銅を所定量加えると純銅の酸化が著しいため
Ｃｕ2 ＯまたはＣｕＯの生成が多くなり、次にＴｉを添
加することでＣｕ2 ＯまたはＣｕＯとＴｉとが反応して
ＴｉＯ2 の生成量が増加し、このＴｉＯ2が凝固時の結
晶核となるため、従来方法と比較してより鋳物の結晶粒
の微細化を達成することができるものと考えられる。
組成のベリリウム銅合金を溶解後Ｔｉを添加した場合に
比べて、純銅を所定量加えると純銅の酸化が著しいため
Ｃｕ2 ＯまたはＣｕＯの生成が多くなり、次にＴｉを添
加することでＣｕ2 ＯまたはＣｕＯとＴｉとが反応して
ＴｉＯ2 の生成量が増加し、このＴｉＯ2が凝固時の結
晶核となるため、従来方法と比較してより鋳物の結晶粒
の微細化を達成することができるものと考えられる。
【０００７】本発明において、純銅及びＴｉの量を限定
するのは、以下の理由による。まず、純銅の添加量は、
１０重量％未満であるとＣｕ2 Ｏの生成量が十分でなく
微細化の効果が少ないとともに、５０重量％を超えると
純銅添加後のベリリウム銅合金の組成を現在使用されて
いるものに近づけようとするとベリリウム銅母合金中の
ベリリウムの含有量を極端に多くしなければならず実際
上不可能なことと、微細化効果が小さくなるためであ
る。また、Ｔｉが０．０５重量％未満であると添加効果
がないとともに、０．５重量％を超えると介在物として
のＴｉＯ2 が増加し鋳造性が低下するためである。
するのは、以下の理由による。まず、純銅の添加量は、
１０重量％未満であるとＣｕ2 Ｏの生成量が十分でなく
微細化の効果が少ないとともに、５０重量％を超えると
純銅添加後のベリリウム銅合金の組成を現在使用されて
いるものに近づけようとするとベリリウム銅母合金中の
ベリリウムの含有量を極端に多くしなければならず実際
上不可能なことと、微細化効果が小さくなるためであ
る。また、Ｔｉが０．０５重量％未満であると添加効果
がないとともに、０．５重量％を超えると介在物として
のＴｉＯ2 が増加し鋳造性が低下するためである。
【０００８】なお、ベリリウム銅合金組成の好ましい範
囲は、Ｂｅ：０．２〜２．０重量％、Ｃｏ：３％以下、
Ｎｉ：３％以下その他の不可避的元素を含み残部銅から
なる組成である。また、添加する純銅としては、電気銅
などの純銅地金あるいは純銅屑（ナゲット）を使用する
と好ましい。
囲は、Ｂｅ：０．２〜２．０重量％、Ｃｏ：３％以下、
Ｎｉ：３％以下その他の不可避的元素を含み残部銅から
なる組成である。また、添加する純銅としては、電気銅
などの純銅地金あるいは純銅屑（ナゲット）を使用する
と好ましい。
【０００９】
【実施例】まず、本発明のベリリウム銅合金の製造方法
のフローについて説明する。最初に、ベリリウム：０．
４０〜０．７５重量％、ニッケル：０．２０重量％以
下、コバルト：２．４０〜２．７０重量％、不純物とし
てＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｐ、Ｓ
及びＴｉからなる群から選ばれた１種以上の合計１．０
重量％以下の組成からなるベリリウム銅母合金と、この
ベリリウム銅母合金と添加される純銅の合計重量に対し
て１０〜５０重量％の銅ナゲットと、その他コバルト
銅、ニッケル銅などの成分調整用の合金を配合し、誘導
加熱溶解炉、抵抗加熱溶解炉などの各種溶解炉で溶解す
る。このとき、図１にその溶解スケジュールを示す。
尚、材料の合金投入時期は銅線屑以外のものをさきに溶
解し、十分に溶けきったところで銅ナゲットを投入する
と好ましい。溶解温度は融点（約１０５０℃）より１０
０℃以上高い１２００℃程度が好ましく、しばらくたっ
たところでＴｉを溶解原料１００重量部に対して０．０
５〜０．５重量部添加し、十分に溶けきったのを確認し
た後、鋳込温度まで鎮静させ冷却し、その後鋳型に注湯
する。これにより、結晶粒を微細化したベリリウム銅合
金を得ることができる。
のフローについて説明する。最初に、ベリリウム：０．
４０〜０．７５重量％、ニッケル：０．２０重量％以
下、コバルト：２．４０〜２．７０重量％、不純物とし
てＳｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｐ、Ｓ
及びＴｉからなる群から選ばれた１種以上の合計１．０
重量％以下の組成からなるベリリウム銅母合金と、この
ベリリウム銅母合金と添加される純銅の合計重量に対し
て１０〜５０重量％の銅ナゲットと、その他コバルト
銅、ニッケル銅などの成分調整用の合金を配合し、誘導
加熱溶解炉、抵抗加熱溶解炉などの各種溶解炉で溶解す
る。このとき、図１にその溶解スケジュールを示す。
尚、材料の合金投入時期は銅線屑以外のものをさきに溶
解し、十分に溶けきったところで銅ナゲットを投入する
と好ましい。溶解温度は融点（約１０５０℃）より１０
０℃以上高い１２００℃程度が好ましく、しばらくたっ
たところでＴｉを溶解原料１００重量部に対して０．０
５〜０．５重量部添加し、十分に溶けきったのを確認し
た後、鋳込温度まで鎮静させ冷却し、その後鋳型に注湯
する。これにより、結晶粒を微細化したベリリウム銅合
金を得ることができる。
【００１０】以下、実際の例について説明する。実施例 表１に示す組成のベリリウム銅母合金と、純銅ナゲット
とＴｉ原料粉末との組合せをかえて、表２に示すような
Ａ，Ｂ，Ｃ３種類のベリリウム銅合金を鋳造した。鋳造
に当たり、溶解温度１２００℃、鋳型として鋳物肉厚を
３〜１０mmに変化させた試験鋳型（シェル型）を用い
た。その後、ＪＩＳに規定する結晶粒度測定法である求
積法により結晶粒度及び内部欠陥を求めた。結果を表１
に示す。但し、結晶粒度は肉厚３mmより測定したもので
ある。なお、結晶微細化剤としてのＴｉは単味粉末とし
て添加しても、Ｃｕ−５０Ｔｉ合金等の合金として添加
してもよい。
とＴｉ原料粉末との組合せをかえて、表２に示すような
Ａ，Ｂ，Ｃ３種類のベリリウム銅合金を鋳造した。鋳造
に当たり、溶解温度１２００℃、鋳型として鋳物肉厚を
３〜１０mmに変化させた試験鋳型（シェル型）を用い
た。その後、ＪＩＳに規定する結晶粒度測定法である求
積法により結晶粒度及び内部欠陥を求めた。結果を表１
に示す。但し、結晶粒度は肉厚３mmより測定したもので
ある。なお、結晶微細化剤としてのＴｉは単味粉末とし
て添加しても、Ｃｕ−５０Ｔｉ合金等の合金として添加
してもよい。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【００１３】表１の結果から、本発明の範囲内の
試験No. １〜１３は、いずれかの点で本発明を満たさな
い比較例試験No. １４〜２０と比較して、結晶粒度が小
さく結晶粒が微細化していることがわかる。また、Ｔｉ
の添加量の多い比較例試験No. １７，１８では、結晶粒
は小さくなるが内部欠陥が発生することがわかる。これ
は、Ｔｉの添加が多いとＴｉＯ2 は溶解時ドロスとなっ
てベリリウム銅合金溶湯内にうまく溶け込まず、鋳造後
介在物やポロシティーが発生しやすくなるためである。
なお、本実施例においてはベリリウム含有量の多いベリ
リウム銅母合金に純銅を添加したが、ベリリウム含有量
が極めて低い銅であればよいものである。（たとえば、
０．１％以下）。
試験No. １〜１３は、いずれかの点で本発明を満たさな
い比較例試験No. １４〜２０と比較して、結晶粒度が小
さく結晶粒が微細化していることがわかる。また、Ｔｉ
の添加量の多い比較例試験No. １７，１８では、結晶粒
は小さくなるが内部欠陥が発生することがわかる。これ
は、Ｔｉの添加が多いとＴｉＯ2 は溶解時ドロスとなっ
てベリリウム銅合金溶湯内にうまく溶け込まず、鋳造後
介在物やポロシティーが発生しやすくなるためである。
なお、本実施例においてはベリリウム含有量の多いベリ
リウム銅母合金に純銅を添加したが、ベリリウム含有量
が極めて低い銅であればよいものである。（たとえば、
０．１％以下）。
【００１４】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変形、変更が可能である。例え
ば、上述した実施例では、純銅として電気銅や銅線屑を
添加したが、その他の純銅に近い低合金銅を使用しても
同様の結果を得ることができることはいうまでもない。
ものではなく、幾多の変形、変更が可能である。例え
ば、上述した実施例では、純銅として電気銅や銅線屑を
添加したが、その他の純銅に近い低合金銅を使用しても
同様の結果を得ることができることはいうまでもない。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したところから明らかな
ように、本発明のベリリウム銅合金の鋳造方法によれ
ば、鋳造後の最終組成よりもベリリウム量の多いベリリ
ウム銅母合金に対し、まず所定量の純銅を同時にまたは
順次添加して溶解した後、所定量の結晶微細化剤である
Ｔｉを添加するようにしたため、特別の装置を用いるこ
となく添加剤の添加という簡単な方法により結晶の核と
なるＴｉＯ2 の発生量を多くでき、安価に内部の健全性
を維持しつつ結晶粒を微細化したベリリウム銅合金を得
ることができる。また、微細化行程の温度依存性も少な
く、鋳造工程における管理も緩和される。
ように、本発明のベリリウム銅合金の鋳造方法によれ
ば、鋳造後の最終組成よりもベリリウム量の多いベリリ
ウム銅母合金に対し、まず所定量の純銅を同時にまたは
順次添加して溶解した後、所定量の結晶微細化剤である
Ｔｉを添加するようにしたため、特別の装置を用いるこ
となく添加剤の添加という簡単な方法により結晶の核と
なるＴｉＯ2 の発生量を多くでき、安価に内部の健全性
を維持しつつ結晶粒を微細化したベリリウム銅合金を得
ることができる。また、微細化行程の温度依存性も少な
く、鋳造工程における管理も緩和される。
【００１６】以上のように結晶粒を微細化することで、
従来の粗大粒に比べて強度が上昇するとともに、液体あ
るいは気体などを通すような機密性を要する部品にベリ
リウム銅合金の鋳物を適用する場合にも、信頼性を増す
ことができる。
従来の粗大粒に比べて強度が上昇するとともに、液体あ
るいは気体などを通すような機密性を要する部品にベリ
リウム銅合金の鋳物を適用する場合にも、信頼性を増す
ことができる。
【図１】本発明の実施例における鋳造スケジュールの一
例を示すグラフである。
例を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 鋳造後のベリリウム含有量が０．２〜
２．０重量％であるベリリウム銅合金を鋳造する際に、
鋳造後のベリリウム銅合金のベリリウム含有量以上のベ
リリウム含有量を有するベリリウム銅母合金と純銅とを
溶解して溶解原料をつくるとともに、この溶解原料１０
０重量部に対して０．０５〜０．５重量部のチタンを添
加した後溶解して、前記組成のベリリウム銅合金として
鋳造することを特徴とするベリリウム銅合金の鋳造方
法。 - 【請求項２】 純銅の添加量がベリリウム銅母合金と純
銅とを溶解して得た溶解原料の１０〜５０重量％である
請求項１に記載のベリリウム銅合金の鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089143A JP2503119B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ベリリウム銅合金の鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089143A JP2503119B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ベリリウム銅合金の鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305353A JPH04305353A (ja) | 1992-10-28 |
| JP2503119B2 true JP2503119B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=13962648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3089143A Expired - Fee Related JP2503119B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ベリリウム銅合金の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503119B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723817B2 (ja) * | 1995-03-14 | 1998-03-09 | 青木金属商事株式会社 | 飲料水用機器の素材用青銅鋳物合金 |
| JP5040521B2 (ja) * | 2007-08-17 | 2012-10-03 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコン鋳造装置 |
| JP5638887B2 (ja) * | 2010-09-10 | 2014-12-10 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金材料の製造方法および銅合金部品 |
| CN103866155A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-06-18 | 峨眉山市中山新材料科技有限公司 | 铍铜合金生产及铸锭工艺 |
| CN113981257B (zh) * | 2021-09-23 | 2022-04-05 | 宁夏中色新材料有限公司 | 基于铍布袋粉废料电渣熔炼的铍青铜用母合金的制备方法 |
| CN115478189A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-16 | 峨眉山市中山新材料科技有限公司 | 一种可有效提升结构强度的铍铜合金及其制备工艺 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5064115A (ja) * | 1973-10-12 | 1975-05-31 | ||
| JPS6164839A (ja) * | 1984-09-03 | 1986-04-03 | Ngk Insulators Ltd | 導電ばね材料およびその製造法 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3089143A patent/JP2503119B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04305353A (ja) | 1992-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |