JP4744420B2 - 高温制振マンガン基合金の製造方法 - Google Patents
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Description
ミュート合金(Cu-45Mn-2Al重量比)などのマンガン基合金は、相変態温度が100℃よ
りも低いため、このような高温環境下では制振機能は作動しない。また、従来のマンガン基合金の製造技術においては、相変態温度を上げるために高温環境下で長時間エージングする時効処理が行われていたが、例えば特許文献1に記載のマンガン基合金(Mn-20Cu-5Ni-2Fe原子比)を400℃の環境下で200時間の時効処理を行っても相変態温度は10
0℃を超えないことがわかっている。このように従来のマンガン基合金の製造技術では、相変態温度を100℃以上に上げることができず、100℃以上の高温環境下において制振機能が作動するマンガン基合金を製造することができなかった。
第3:マンガンを60重量%以上70.53重量%以下の範囲で含有し、銅、ニッケル、鉄をそれぞれ、銅22.35〜25重量%、ニッケル5.16〜7重量%、鉄1.96〜5重量%の範囲で含有し、かつ不可避的不純物を含んでなるマンガン―銅―ニッケル―鉄系の4元マンガン基合金の製造方法において、原料金属を溶融混合し、冷却させて鋳造するに際し、冷却工程における1150℃から900℃までの冷却時の平均冷却速度を0.05〜0.5℃/秒の範囲内とし、350〜650℃の範囲内の温度で20〜50時間の範囲内の時間の時効処理を施すことを特徴とするマンガン基合金の製造方法。
また、上記第3の発明によれば、マンガン基合金の100℃の温度環境における損出係数が0.03以上であり、100℃以上の高温環境下における制振機能がさらに向上したマンガン基合金が製造される。
動上限温度という。)を100℃以上にすることができる。なお、マンガンの含有量は、制振合金全体の原子比として75%以下であることが、制振合金の鋳造性、加工性の点から好ましい。
0.5℃/秒以下とすることにより、マンガン基合金の内部に高マンガン組成部が形成されて、マンガン基合金の相変態温度が上がる。一方、平均冷却速度を0.05℃/秒以上
とすることにより、マンガン基合金の生産サイクルタイムが短縮され、効率的な製造が可能になる。鋳造後のマンガン基合金に対して、350〜650℃の範囲内の温度で20〜50時間の範囲内の時間の時効処理を施す。この時効処理を行うことにより、確実に制振作動上限温度を100℃以上にすることができる。
ルギーを吸収するかを示す。
ネシア坩堝に入れ、アルゴンガス雰囲気中で、高周波誘導加熱により溶融混合を行った。溶融混合時の溶融温度は1250℃〜1300℃の範囲内に制御した。溶湯が十分に混合された後、溶湯を加熱セラミック鋳型に流し込んで鋳造した。鋳型の内部は略直方体とし、内部寸法は縦216mm、横156mm、厚さ26mmとした。なお、鋳型には予め、溶湯の温度を測定するためにステンレス鋼シース型熱電対を3箇所((1)鋳型表層、(2)鋳型内部の合金インゴットの2側面(縦辺と横辺からなる2つの側面)の中心位置を連結した中心線上の、側面から合金インゴットの厚さの1/4だけ深部の位置、(3)鋳型内部の合金インゴットの2側面(縦辺と横辺からなる2つの側面)の中心位置を連結した中心線上の、側面から合金インゴットの厚さの1/2だけ深部の位置)に設置した。冷却速度のデータは、(2)の位置、すなわち鋳型内部の合金インゴットの2側面(縦辺と横辺からなる2つの側面)の中心位置を連結した中心線上の、側面から合金インゴットの厚さの1/4だけ深部の位置における温度測定値を用いて算出した。冷却工程における温度履歴を図1に示した。冷却工程における1150℃から900℃までの冷却時の平均冷却速度は、0.1℃/秒であった。これにより、マンガン基合金(試料1−0)を得た。
、3.57%であった。制振作動上限温度を100℃以上にするためには、組成分布度は5%以上であることが好ましい
鋳造されたマンガン基合金のインゴットから、縦60mm、横10mm、高さ1mmの短冊状試験
片を制振機能評価用テストピースとして機械加工により切出した。DMA(固体粘弾性測定装置)を用いて、3点曲げ振動モードにおいて1.2×10−4の振動歪み振幅で強制
振動を与えた。応力振幅とゆがみ振幅の比からヤング率E(図4)が求められ、応力振幅と歪み振幅の位相差から損失係数に相当するtanδ(図5)が制振機能として求められた
。測定条件は、−100℃から200℃までの温度範囲で5℃/分のペースで昇温し、振動周波数を0.1、1.0、10Hzの三条件で測定した。
Claims (3)
- 銅15〜25重量%、マンガン60重量%以上を含有し、ニッケル、鉄及びアルミニウムのうちの1種類以上を、ニッケル0<Ni≦7重量%、鉄0<Fe≦5重量%、アルミニウム0<Al≦5重量%の範囲内で含有し、不可避的不純物が含有されてもよいマンガン基合金の製造方法において、原料金属を溶融混合し、冷却させて鋳造するに際し、冷却工程における1150℃から900℃までの冷却時の平均冷却速度を0.05〜0.5℃/秒の範囲内とし、350〜650℃の範囲内の温度で20〜50時間の範囲内の時間の時効処理を施すことを特徴とするマンガン基合金の製造方法。
- マンガンを60重量%以上70.53重量%以下の範囲で含有し、銅、ニッケル、鉄をそれぞれ、銅22.35〜25重量%、ニッケル5.16〜7重量%、鉄1.96〜5重量%の範囲で含有し、不可避的不純物が含有されてもよいマンガン基合金の製造方法において、原料金属を溶融混合し、冷却させて鋳造するに際し、冷却工程における1150℃から900℃までの冷却時の平均冷却速度を0.05〜0.5℃/秒の範囲内とし、350〜650℃の範囲内の温度で20〜50時間の範囲内の時間の時効処理を施すことを特徴とするマンガン基合金の製造方法。
- マンガンを60重量%以上70.53重量%以下の範囲で含有し、銅、ニッケル、鉄をそれぞれ、銅22.35〜25重量%、ニッケル5.16〜7重量%、鉄1.96〜5重量%の範囲で含有し、かつ不可避的不純物を含んでなるマンガン―銅―ニッケル―鉄系の4元マンガン基合金の製造方法において、原料金属を溶融混合し、冷却させて鋳造するに際し、冷却工程における1150℃から900℃までの冷却時の平均冷却速度を0.05〜0.5℃/秒の範囲内とし、350〜650℃の範囲内の温度で20〜50時間の範囲内の時間の時効処理を施すことを特徴とする4元マンガン基合金の製造方法。
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