JP3466910B2 - 高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張合金およびその製造方法 - Google Patents
高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張合金およびその製造方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密機械部品等の
用途に適した高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張
合金およびその製造方法に関する。本発明の高ヤング率
快削性低熱膨張合金は、(1)半導体関連機器、(2)
計測機器、(3)工作機械、(4)光学機器、(5)金
型等に好適であり、(1)としては、例えばポリッシン
グマシンやステッパー等の定盤やアーム、スライシング
マシンのロールフレーム、ドライ真空ポンプのロータ
ー、実装装置の認識部アーム、ボンディングマシンのラ
ック、描画装置のブロックやフレーム、シリコンウエハ
の研削盤のベースやコラム、検査装置のトレイ、その他
露光装置のベースやフレーム等が挙げられ、(2)とし
ては、例えば直角度測定機のゲージ、非接触板厚測定器
のCフレーム、薄膜厚さ測定器のスピンドル、橋梁測定
器の測定梁、超精密非球面測定器のフレーム、光ジャイ
ロのボビン、成分分析装置のミラー台や光源台等が挙げ
られ、(3)としては、例えば精密研削機のベース・コ
ラム、センターレス研磨機のスピンドルや検測機、切断
機の刃物台、マシニングセンターのスピンドルヘッド、
円筒研削盤のマグネットチャック、非球面加工機のテー
ブル、プリント基板穴明け機のモーターケース、ワイヤ
ー放電加工機の下アーム、精密プレス機のコンロッド、
ジグボーラーのコラム等、(4)としては、例えば、測
量望遠鏡の鏡筒、レーザー発振機のベース、レーザー加
工機のベースやフレーム、天体望遠鏡のレンズ支持台、
認識装置のハウジング等が挙げられ、(5)としては、
例えば、CFRP成形型やGFRP成形型の金型、プレ
ス成形型の位置決め治具、プラスチック射出成形型のホ
ットランナー等が挙げられる。
用途に適した高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張
合金およびその製造方法に関する。本発明の高ヤング率
快削性低熱膨張合金は、(1)半導体関連機器、(2)
計測機器、(3)工作機械、(4)光学機器、(5)金
型等に好適であり、(1)としては、例えばポリッシン
グマシンやステッパー等の定盤やアーム、スライシング
マシンのロールフレーム、ドライ真空ポンプのロータ
ー、実装装置の認識部アーム、ボンディングマシンのラ
ック、描画装置のブロックやフレーム、シリコンウエハ
の研削盤のベースやコラム、検査装置のトレイ、その他
露光装置のベースやフレーム等が挙げられ、(2)とし
ては、例えば直角度測定機のゲージ、非接触板厚測定器
のCフレーム、薄膜厚さ測定器のスピンドル、橋梁測定
器の測定梁、超精密非球面測定器のフレーム、光ジャイ
ロのボビン、成分分析装置のミラー台や光源台等が挙げ
られ、(3)としては、例えば精密研削機のベース・コ
ラム、センターレス研磨機のスピンドルや検測機、切断
機の刃物台、マシニングセンターのスピンドルヘッド、
円筒研削盤のマグネットチャック、非球面加工機のテー
ブル、プリント基板穴明け機のモーターケース、ワイヤ
ー放電加工機の下アーム、精密プレス機のコンロッド、
ジグボーラーのコラム等、(4)としては、例えば、測
量望遠鏡の鏡筒、レーザー発振機のベース、レーザー加
工機のベースやフレーム、天体望遠鏡のレンズ支持台、
認識装置のハウジング等が挙げられ、(5)としては、
例えば、CFRP成形型やGFRP成形型の金型、プレ
ス成形型の位置決め治具、プラスチック射出成形型のホ
ットランナー等が挙げられる。
【0002】
【従来の技術】従来より、実用的な低熱膨張合金として
インバー(36%Ni−Fe合金)、スーパーインバー
(32%Ni−5%Co−Fe合金)等が知られてお
り、その中でもスーパーインバー合金は室温から100
℃の間の熱膨張係数が0〜1×10-6/℃と著しく低い
ため、精密機械部品等の寸法精度が要求される用途に適
用されている。また、より高温での使用を考慮した42
%Ni−Fe合金やコバール(29%Ni−17Co−
Fe合金)があり、例えばコバールでは室温から450
℃の間の熱膨張係数がインバーやスーパーインバーより
小さい特徴があり、高温での熱変形が小さいことを要求
される用途に適用されている。
インバー(36%Ni−Fe合金)、スーパーインバー
(32%Ni−5%Co−Fe合金)等が知られてお
り、その中でもスーパーインバー合金は室温から100
℃の間の熱膨張係数が0〜1×10-6/℃と著しく低い
ため、精密機械部品等の寸法精度が要求される用途に適
用されている。また、より高温での使用を考慮した42
%Ni−Fe合金やコバール(29%Ni−17Co−
Fe合金)があり、例えばコバールでは室温から450
℃の間の熱膨張係数がインバーやスーパーインバーより
小さい特徴があり、高温での熱変形が小さいことを要求
される用途に適用されている。
【0003】しかしながら、これらの合金のヤング率
は、1.3×104kgf/mm2以下で一般鋼の約2/
3と低く、精密測定機器の定盤などのように剛性が要求
される用途に適用しようとすると、剛性を保持するため
重量増にならざるを得ないという設計上の問題がある。
は、1.3×104kgf/mm2以下で一般鋼の約2/
3と低く、精密測定機器の定盤などのように剛性が要求
される用途に適用しようとすると、剛性を保持するため
重量増にならざるを得ないという設計上の問題がある。
【0004】また、通常、素材を所望の形状に仕上げる
ためには、切削加工が必要であるが、これらの合金は被
削性が低く、切削加工に多大の費用を要するため、利用
範囲が制限されている。
ためには、切削加工が必要であるが、これらの合金は被
削性が低く、切削加工に多大の費用を要するため、利用
範囲が制限されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、剛性を確保するために重
量増となることなく、切削加工に多大の費用を要するこ
とがない、ヤング率が高く、かつ快削性を有する低熱膨
張合金およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
鑑みてなされたものであって、剛性を確保するために重
量増となることなく、切削加工に多大の費用を要するこ
とがない、ヤング率が高く、かつ快削性を有する低熱膨
張合金およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、上述したインバー、
スーパーインバー、42%Ni−Fe合金およびコバー
ル等の従来用いられている各種低熱膨張合金の組成を基
本組成とし、それに特定量のWを添加することにより、
ヤング率を高くすることができるとともに、快削性をも
付与することができることを見出した。また、これに加
え、Sおよび/またはSeとMn、Caとを一定の範囲
で添加することにより、さらに切削性が向上すること、
およびこのような合金を700〜900℃から水冷する
ことにより熱膨張係数がさらに低下することを見出し
た。
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、上述したインバー、
スーパーインバー、42%Ni−Fe合金およびコバー
ル等の従来用いられている各種低熱膨張合金の組成を基
本組成とし、それに特定量のWを添加することにより、
ヤング率を高くすることができるとともに、快削性をも
付与することができることを見出した。また、これに加
え、Sおよび/またはSeとMn、Caとを一定の範囲
で添加することにより、さらに切削性が向上すること、
およびこのような合金を700〜900℃から水冷する
ことにより熱膨張係数がさらに低下することを見出し
た。
【0007】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、質量%にて、C:0.2%以下、S
i:1%以下、Mn:1%以下、Ni:26〜43.5
%(26〜29.2%の範囲は除く)、Co:20%以
下、W:1.5〜7%の範囲で含有し、かつ、34.5
%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満たし、残部実質
的にFeからなることを特徴とする、高ヤング率でかつ
快削性を有する低熱膨張合金を提供するものである。
れたものであり、質量%にて、C:0.2%以下、S
i:1%以下、Mn:1%以下、Ni:26〜43.5
%(26〜29.2%の範囲は除く)、Co:20%以
下、W:1.5〜7%の範囲で含有し、かつ、34.5
%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満たし、残部実質
的にFeからなることを特徴とする、高ヤング率でかつ
快削性を有する低熱膨張合金を提供するものである。
【0008】また、本発明は、質量%にて、C:0.2
%以下、Si:1%以下、Ni:26〜43.5%(2
6〜29.2%の範囲は除く)、Co:20%以下、
W:1.5〜7%の範囲で含有し、さらに、SおよびS
eのうち1種または2種を0.04%≦S+0.4Se
≦0.12%の範囲で含有し、Mnを1≧Mn≧2.3
(S+0.4Se)+0.2の範囲で含有し、かつ、3
4.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満たし、残
部実質的にFeからなることを特徴とする、高ヤング率
でかつ快削性を有する低熱膨張合金を提供するものであ
る。
%以下、Si:1%以下、Ni:26〜43.5%(2
6〜29.2%の範囲は除く)、Co:20%以下、
W:1.5〜7%の範囲で含有し、さらに、SおよびS
eのうち1種または2種を0.04%≦S+0.4Se
≦0.12%の範囲で含有し、Mnを1≧Mn≧2.3
(S+0.4Se)+0.2の範囲で含有し、かつ、3
4.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満たし、残
部実質的にFeからなることを特徴とする、高ヤング率
でかつ快削性を有する低熱膨張合金を提供するものであ
る。
【0009】さらに、本発明は、質量%にて、C:0.
2%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、Ni:2
6〜43.5%、Co:20%以下、W:1.5〜7%
の範囲で含有し、さらに、SおよびSeのうち1種また
は2種を0.04%≦S+0.4Se≦0.12%の範
囲で含有し、CaをCa≧3.8(S+0.4Se)の
範囲で添加し、かつ、34.5%≦Ni+0.8Co≦
43.5%を満たし、残部実質的にFeからなることを
特徴とする、高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張
合金を提供するものである。
2%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、Ni:2
6〜43.5%、Co:20%以下、W:1.5〜7%
の範囲で含有し、さらに、SおよびSeのうち1種また
は2種を0.04%≦S+0.4Se≦0.12%の範
囲で含有し、CaをCa≧3.8(S+0.4Se)の
範囲で添加し、かつ、34.5%≦Ni+0.8Co≦
43.5%を満たし、残部実質的にFeからなることを
特徴とする、高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張
合金を提供するものである。
【0010】さらにまた、本発明は、上記いずれかの組
成を有する素材を、700℃以上900℃以下の温度か
ら水冷することを特徴とする、高ヤング率でかつ快削性
を有する低熱膨張合金の製造方法を提供するものであ
る。
成を有する素材を、700℃以上900℃以下の温度か
ら水冷することを特徴とする、高ヤング率でかつ快削性
を有する低熱膨張合金の製造方法を提供するものであ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の合金の基本組成は、質量%にて、C:
0.2%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、N
i:26〜43.5%(ただし、26〜29.2%の範
囲は除く)、Co:20%以下、W:1.5〜7%、3
4.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満たし、残
部実質的にFeである。
明する。本発明の合金の基本組成は、質量%にて、C:
0.2%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、N
i:26〜43.5%(ただし、26〜29.2%の範
囲は除く)、Co:20%以下、W:1.5〜7%、3
4.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満たし、残
部実質的にFeである。
【0012】C:0.2%以下
Cは低熱膨張性に悪影響を与える元素であるため少ない
方が好ましい。また、従来、快削性を得るためにこの種
の合金において黒鉛を析出させることが行われていた
が、本発明ではWにより快削性を確保するため、黒鉛を
析出させる必要はない。したがって、C含有量を0.2
%以下とする。ただし、鋳造合金の場合には鋳造性を改
善するため0.1%以上含有していることが好ましい。
方が好ましい。また、従来、快削性を得るためにこの種
の合金において黒鉛を析出させることが行われていた
が、本発明ではWにより快削性を確保するため、黒鉛を
析出させる必要はない。したがって、C含有量を0.2
%以下とする。ただし、鋳造合金の場合には鋳造性を改
善するため0.1%以上含有していることが好ましい。
【0013】Si:1%以下
Siは脱酸剤として添加される元素であるが、1%を超
えると熱膨張係数の増加の影響が大きい。したがって、
Si量を1%以下とする。ただし、鋳造合金の場合には
溶湯の流動性を改善するため、0.5%以上含有してい
ることが好ましい。
えると熱膨張係数の増加の影響が大きい。したがって、
Si量を1%以下とする。ただし、鋳造合金の場合には
溶湯の流動性を改善するため、0.5%以上含有してい
ることが好ましい。
【0014】Mn:1%以下
脱酸のためおよびSを固定して加工性を向上させるため
に有効な元素であるが、1%を超えると熱膨張係数が増
大する。したがって、Mn量を1%以下とする。
に有効な元素であるが、1%を超えると熱膨張係数が増
大する。したがって、Mn量を1%以下とする。
【0015】Ni:26〜43.5%
Niは、以下のCoとともに熱膨張の低下に必要な元素
である。Ni量が26%未満ではCo量を調節しても所
望の低熱膨張性が得られず、43.5%を超える場合に
も低熱膨張性が得られないので、Ni量を26〜43.
5%の範囲とする。
である。Ni量が26%未満ではCo量を調節しても所
望の低熱膨張性が得られず、43.5%を超える場合に
も低熱膨張性が得られないので、Ni量を26〜43.
5%の範囲とする。
【0016】Co:20%以下
Coは、上述のNiとの組合せにより熱膨張係数の低下
を実現するために添加する元素であるが、20%超では
熱膨張係数が高くなるため、20%以下とする。
を実現するために添加する元素であるが、20%超では
熱膨張係数が高くなるため、20%以下とする。
【0017】34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5
% Ni+0.8CoはNi当量であり、NiおよびCoが
上記範囲を満足しても、Ni当量が34.5%未満およ
び43.5%超の場合には低い熱膨張係数が得られな
い。したがって、Ni当量を34.5〜43.5%の範
囲とする。
% Ni+0.8CoはNi当量であり、NiおよびCoが
上記範囲を満足しても、Ni当量が34.5%未満およ
び43.5%超の場合には低い熱膨張係数が得られな
い。したがって、Ni当量を34.5〜43.5%の範
囲とする。
【0018】なお、これらNi、Co、Ni当量は、低
熱膨張が要求される温度範囲に応じて好ましい範囲が異
なる。すなわち、20〜150℃の範囲での熱膨張係数
を4×10-6/℃以下とするためには、Ni:30〜3
7.5%、Co:8%以下、Ni当量:34.5〜3
7.5%が好ましい。また、20〜300℃の範囲での
熱膨張係数を6×10-6/℃以下とするためには、N
i:28〜40.5%、Co:14%以下、Ni当量:
37.5〜40.5%が好ましい。さらに、20〜45
0℃の範囲での熱膨張係数を8×10-6/℃以下とする
ためには、Ni:26〜43.5%、Co:20%以
下、Ni当量:40.5〜43.5%が好ましい。
熱膨張が要求される温度範囲に応じて好ましい範囲が異
なる。すなわち、20〜150℃の範囲での熱膨張係数
を4×10-6/℃以下とするためには、Ni:30〜3
7.5%、Co:8%以下、Ni当量:34.5〜3
7.5%が好ましい。また、20〜300℃の範囲での
熱膨張係数を6×10-6/℃以下とするためには、N
i:28〜40.5%、Co:14%以下、Ni当量:
37.5〜40.5%が好ましい。さらに、20〜45
0℃の範囲での熱膨張係数を8×10-6/℃以下とする
ためには、Ni:26〜43.5%、Co:20%以
下、Ni当量:40.5〜43.5%が好ましい。
【0019】W:1.5〜7%
Wは、本発明にとって最も重要な元素であり、ヤング率
を上昇させるとともに、被削性、特に工具寿命を向上さ
せる効果を有する。しかし、その量が1.5%未満では
ヤング率上昇効果が十分に発揮されず、7%を超えると
熱膨張係数が高くなってしまう。したがって、W量を
1.5〜7%の範囲とする。なお、Wの好ましい範囲は
2〜5%である。
を上昇させるとともに、被削性、特に工具寿命を向上さ
せる効果を有する。しかし、その量が1.5%未満では
ヤング率上昇効果が十分に発揮されず、7%を超えると
熱膨張係数が高くなってしまう。したがって、W量を
1.5〜7%の範囲とする。なお、Wの好ましい範囲は
2〜5%である。
【0020】被削性を一層向上させる観点からは、上記
組成に、さらに、SおよびSeのうち1種または2種を
0.04%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有
し、Mnを1≧Mn≧2.3(S+0.4Se)+0.
2の範囲で含有することが好ましい。または、上記組成
に、さらに、SおよびSeのうち1種または2種を0.
04%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、
かつCaをCa≧3.8(S+0.4Se)の範囲で添
加することが好ましい。SおよびSeは、サルファイド
およびセレナイドを形成し、工具寿命がさらに延長する
他、切削抵抗が減少して被削性の向上に寄与するが、大
幅な延性低下を伴う。これらが上記範囲よりも少なけれ
ば被削性向上効果が得られず、また上記範囲を超えると
後述のMnまたはCaの併用によっても延性が回復しな
い。MnまたはCaは、SおよびSeと結びついてサル
ファイドおよびセレナイドの形態を改善し、延性の低下
を抑えるので、被削性向上に必要なSおよびSeを含有
させることができる。その効果を発揮するためには、M
nは2.3(S+0.4Se)+0.2以上、Caは
3.8(S+0.4Se)以上であることが必要であ
る。
組成に、さらに、SおよびSeのうち1種または2種を
0.04%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有
し、Mnを1≧Mn≧2.3(S+0.4Se)+0.
2の範囲で含有することが好ましい。または、上記組成
に、さらに、SおよびSeのうち1種または2種を0.
04%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、
かつCaをCa≧3.8(S+0.4Se)の範囲で添
加することが好ましい。SおよびSeは、サルファイド
およびセレナイドを形成し、工具寿命がさらに延長する
他、切削抵抗が減少して被削性の向上に寄与するが、大
幅な延性低下を伴う。これらが上記範囲よりも少なけれ
ば被削性向上効果が得られず、また上記範囲を超えると
後述のMnまたはCaの併用によっても延性が回復しな
い。MnまたはCaは、SおよびSeと結びついてサル
ファイドおよびセレナイドの形態を改善し、延性の低下
を抑えるので、被削性向上に必要なSおよびSeを含有
させることができる。その効果を発揮するためには、M
nは2.3(S+0.4Se)+0.2以上、Caは
3.8(S+0.4Se)以上であることが必要であ
る。
【0021】本発明の合金は、鋳塊または鋳片に圧延や
鍛造等の塑性加工を施して使用される合金、および鋳型
に鋳込んで製造する鋳造合金のいずれでもよい。また、
製造条件に関しては、特に限定されるものではない。
鍛造等の塑性加工を施して使用される合金、および鋳型
に鋳込んで製造する鋳造合金のいずれでもよい。また、
製造条件に関しては、特に限定されるものではない。
【0022】ただし、本発明においては、所定の形状に
製造した素材を、700〜900℃の範囲の温度から急
冷することが好ましい。これにより、NiやCoのミク
ロ偏析が緩和され、熱膨張係数を一層低下させることが
できる。なお、急冷の方法は水冷が好ましいが、空冷ま
たは油冷であってもよい。
製造した素材を、700〜900℃の範囲の温度から急
冷することが好ましい。これにより、NiやCoのミク
ロ偏析が緩和され、熱膨張係数を一層低下させることが
できる。なお、急冷の方法は水冷が好ましいが、空冷ま
たは油冷であってもよい。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。高
周波誘導溶解炉により、表1、表2に示す化学組成の合
金を溶解、鋳造し、φ35mm×L220mmの丸棒、
およびφ100mm×L400mmの丸棒を得た。な
お、表1中、No.1〜33は本発明材で、No.1〜
11が低温用、No.12〜22が中温用、No.23
〜33が高温用である。また、表2中、No.34〜4
1は低温用合金の比較材、No.44〜51は中温用合
金の比較材、No.54〜61は高温用合金の比較材、
No.64〜67はNi、Co、Ni当量のいずれかが
外れる比較材である。さらに表2のNo.42,43は
低温用合金の従来材、No.52,53は中温用合金の
従来材、No.62,63は高温用合金の従来材であ
る。
周波誘導溶解炉により、表1、表2に示す化学組成の合
金を溶解、鋳造し、φ35mm×L220mmの丸棒、
およびφ100mm×L400mmの丸棒を得た。な
お、表1中、No.1〜33は本発明材で、No.1〜
11が低温用、No.12〜22が中温用、No.23
〜33が高温用である。また、表2中、No.34〜4
1は低温用合金の比較材、No.44〜51は中温用合
金の比較材、No.54〜61は高温用合金の比較材、
No.64〜67はNi、Co、Ni当量のいずれかが
外れる比較材である。さらに表2のNo.42,43は
低温用合金の従来材、No.52,53は中温用合金の
従来材、No.62,63は高温用合金の従来材であ
る。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】上記φ35mm×L220mmの丸棒を用
いて熱膨張係数およびヤング率を測定した。熱膨張係数
は、低温用合金では20〜150℃、中温用合金では2
0〜300℃、高温用合金では20〜450℃の範囲で
測定した。また、φ100mm×L400mmを用いて
被削性を評価した。被削性は、低温用ではNo.42、
中温用ではNo.52、高温用ではNo.62の工具寿
命をそれぞれ1とした工具寿命比と、切削抵抗とで評価
した。これらの結果を表3、表4に示す。なお、これら
被削性の試験は、切削工具として超硬工具を用い、切削
速度を100m/分、切り込み2.0mm、送り0.2
mm/rev.の条件で旋盤加工により行った。
いて熱膨張係数およびヤング率を測定した。熱膨張係数
は、低温用合金では20〜150℃、中温用合金では2
0〜300℃、高温用合金では20〜450℃の範囲で
測定した。また、φ100mm×L400mmを用いて
被削性を評価した。被削性は、低温用ではNo.42、
中温用ではNo.52、高温用ではNo.62の工具寿
命をそれぞれ1とした工具寿命比と、切削抵抗とで評価
した。これらの結果を表3、表4に示す。なお、これら
被削性の試験は、切削工具として超硬工具を用い、切削
速度を100m/分、切り込み2.0mm、送り0.2
mm/rev.の条件で旋盤加工により行った。
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】表3に示すように、本発明例では所望の低
熱膨張性を維持しつつ、従来材よりも高いヤング率およ
び良好な被削性が得られることが確認された。
熱膨張性を維持しつつ、従来材よりも高いヤング率およ
び良好な被削性が得られることが確認された。
【0030】これに対して、表4に示すように、Ni、
Co量またはNi当量が本発明の範囲から外れる比較例
のNo.64〜67は、いずれの温度でも熱膨張係数が
大きく低熱膨張材としては不適当であった。また、W量
が少ないNo.34,44,54はヤング率が低かっ
た。W量が多いNo.35,45,55は熱膨張係数が
大きい値を示した。さらに、C、Si、Mn量が本発明
の範囲よりも多いNo.39〜41,49〜51,59
〜61は熱膨張係数が大きい値を示した。またSやSe
が外れたり、S+0.4Seに対してMnやCaが少な
いNo.36〜38,46〜48,56〜58は伸びが
低かった。
Co量またはNi当量が本発明の範囲から外れる比較例
のNo.64〜67は、いずれの温度でも熱膨張係数が
大きく低熱膨張材としては不適当であった。また、W量
が少ないNo.34,44,54はヤング率が低かっ
た。W量が多いNo.35,45,55は熱膨張係数が
大きい値を示した。さらに、C、Si、Mn量が本発明
の範囲よりも多いNo.39〜41,49〜51,59
〜61は熱膨張係数が大きい値を示した。またSやSe
が外れたり、S+0.4Seに対してMnやCaが少な
いNo.36〜38,46〜48,56〜58は伸びが
低かった。
【0031】次に、上記No.1,2,12,13,2
3,24の組成のφ35mm×L220mm丸棒サンプ
ルを用いて、鋳造まま、および850℃から水冷した状
態の熱膨張係数を測定した。低温用のNo.1,2は2
0〜150℃、中温用のNo.12,13は20〜30
0℃、高温用のNo.23,14は20〜450℃で測
定した。その結果を表5に示す。
3,24の組成のφ35mm×L220mm丸棒サンプ
ルを用いて、鋳造まま、および850℃から水冷した状
態の熱膨張係数を測定した。低温用のNo.1,2は2
0〜150℃、中温用のNo.12,13は20〜30
0℃、高温用のNo.23,14は20〜450℃で測
定した。その結果を表5に示す。
【0032】
【表5】
【0033】表5に示すように、水冷することにより、
鋳造ままよりも熱膨張係数がさらに低下することが確認
された。
鋳造ままよりも熱膨張係数がさらに低下することが確認
された。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヤング率が高く、かつ快削性を有する低熱膨張合金を得
ることができる。したがって、剛性を確保するために重
量増となることなく、切削加工に多大の費用を要するこ
とがない。
ヤング率が高く、かつ快削性を有する低熱膨張合金を得
ることができる。したがって、剛性を確保するために重
量増となることなく、切削加工に多大の費用を要するこ
とがない。
Claims (5)
- 【請求項1】 質量%にて、 C:0.2%以下、 Si:1%以下、 Mn:1%以下、 Ni:26〜43.5%(26〜29.2%の範囲は除
く)、 Co:20%以下、 W:1.5〜7%の範囲で含有し、 かつ、34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満
たし、 残部実質的にFeからなることを特徴とする、高ヤング
率でかつ快削性を有する低熱膨張合金。 - 【請求項2】 質量%にて、 C:0.2%以下、 Si:1%以下、 Ni:26〜43.5%(26〜29.2%の範囲は除
く)、 Co:20%以下、 W:1.5〜7%の範囲で含有し、 さらに、SおよびSeのうち1種または2種を0.04
%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、 Mnを1≧Mn≧2.3(S+0.4Se)+0.2を
満たす範囲で含有し、かつ、34.5%≦Ni+0.8
Co≦43.5%を満たし、 残部実質的にFeからなることを特徴とする、高ヤング
率でかつ快削性を有する低熱膨張合金。 - 【請求項3】 質量%にて、 C:0.2%以下、 Si:1%以下、 Mn:1%以下、 Ni:26〜43.5%、 Co:20%以下、 W:1.5〜7%の範囲で含有し、 さらに、SおよびSeのうち1種または2種を0.04
%≦S+0.4Se≦0.12%の範囲で含有し、 CaをCa≧3.8(S+0.4Se)の範囲で添加
し、 かつ、34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を満
たし、 残部実質的にFeからなることを特徴とする、高ヤング
率でかつ快削性を有する低熱膨張合金。 - 【請求項4】 質量%でWが2〜5%であることを特徴
とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載
の高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張合金。 - 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれか1項
に記載の組成を有する素材を、700℃以上900℃以
下の温度から水冷することを特徴とする、高ヤング率で
かつ快削性を有する低熱膨張合金の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10185298A JP3466910B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10185298A JP3466910B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張合金およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11279708A JPH11279708A (ja) | 1999-10-12 |
JP3466910B2 true JP3466910B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=14311580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10185298A Expired - Fee Related JP3466910B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 高ヤング率でかつ快削性を有する低熱膨張合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3466910B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674540C2 (ru) * | 2014-01-16 | 2018-12-11 | Уддехольмс АБ | Нержавеющая сталь и корпус режущего инструмента, изготовленный из нержавеющей стали |
JP6753850B2 (ja) * | 2015-07-06 | 2020-09-09 | 日本鋳造株式会社 | 高温用高強度低熱膨張鋳造合金およびその製造方法、ならびにタービン用鋳造品 |
WO2021192060A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 新報国製鉄株式会社 | 低熱膨張鋳物及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10185298A patent/JP3466910B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11279708A (ja) | 1999-10-12 |
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