JPH0567693B2

JPH0567693B2 -

Info

Publication number: JPH0567693B2
Application number: JP2092751A
Authority: JP
Inventors: Kunio Nakajima; Masao Hosoda; Kazuyuki Inagaki
Original assignee: Chuetsu Metal Works Co Ltd
Current assignee: Chuetsu Metal Works Co Ltd
Priority date: 1990-04-06
Filing date: 1990-04-06
Publication date: 1993-09-27
Also published as: JPH03291342A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、耐摩耗性が必要とされる用途に有用
な黄銅合金に関するものである。〔従来の技術〕従来、高速、高荷重の下で使用される耐摩耗性
黄銅合金としては、Mn₅Si₃等の金属間化合物を
析出させたものが使用されている。〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、高速化、高荷重化、潤滑油の低
粘度化等により使用条件が一段と苛酷な摺動条件
下では、強度、靭性及び耐摩耗性が実用面で充分
とは言えず、さらに高性能なものが望まれてい
る。〔課題を解決するための手段〕本発明は、上記の点に鑑み、優れた強度、靭性
及び耐摩耗性を有する銅合金を提供しようとする
ものであり、重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに必要に応じて、 Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Mn：0.1〜３％ Pb：0.1〜３％のうちの１種又は２種以上を含有し、残りがCu
及び不可避不純物から成る組成の銅合金は、高強
度、高靭性及び優れた耐摩耗性を有した銅合金で
ある。成分組成範囲を上記の通りに限定した理由は以
下の通りである。 (a) Zn及びAl ZnとAlは、素地の耐摩耗性を向上させ、強
度と靭性を付与し、合金の素地組織を決定する
成分であり、その含有量により、α＋β、β、
β＋γに変化する。Zn：10〜43％、Al：２〜
８％を含有する場合、α＋β又はβ組織が得ら
れ優れた強度、靭性及び耐摩耗性を示し、
Zn：10％未満、Al：２％未満では、α相が増
加し前記の特性を確保できなく、一方、Zn：
43％、Al：８％を越えるとγ相が析出し靭性
が低下することから、含有量をZi：10〜43％、
Al：２〜８％と定めた。 (b) Nb Nbは、本合金特有の金属間化合物を析出さ
せるには必須の元素であり、Nbの金属間化合
物がZr、Ti、Ｖの金属間化合物と共存するこ
とにより耐摩耗性に著しい効果を示し、その含
有量が0.01％未満では前記の効果が得られず、
１％を超えると、金属間化合物が粗大化し、靭
性が低下することからこの含有量を0.01％〜１
％と定めた。 (c) Sn Snは、Nb、Zr、Ti、Ｖと金属間化合物を形
成し、この金属間化合物は素地に均一微細に分
散し、合金強度と耐摩耗性を向上させる作用を
もち、含有量が0.1％未満では前記作用による
効果が得られず、含有量が３％を超えても強度
及び耐摩耗性についてより一層の向上効果が現
われないばかりでなく、熱間加工性が低下する
ことから、含有量を0.1〜３％と定めた。 (d) Zr、Ti、Ｖこれらの成分は、Snと結合し微細な金属間
化合物を形成し、耐摩耗性を向上させる効果が
あり、含有量0.01％未満では所望の効果が得ら
れず、２％を超えると、金属間化合物が粗大化
し、靭性が低下することからこの含有量を0.01
％〜２％と定めた。 (e) Fe、Ni、Co これらの成分は、Nbと金属間化合物を形成
し、合金の強度と耐摩耗性を向上させる作用が
あり、必要に応じて含有されるが、その含有量
が0.1％未満では前記作用による効果が得られ
ず、一方、５％を超えると靭性が低下すること
からFe、Ni、Coの含有量を0.1〜５％と定め
た。 (f) Mn Mnは素地に固溶してこれを強化し、熱覆歴
に対し合金組織を安定化する作用があるので必
要に応じて含有されるが、その含有量が0.1％
未満では前記作用による効果が得られず、一
方、３％を超えて含有させると合金溶製時に酸
化スラグが発生し易く鋳塊の健全性に欠けるこ
とからその含有量を0.1〜３％と定めた。 (g) Pb Pbは、合金の被切削性を向上させることを
目的とし特に優れた被削性が要求される場合に
必要に応じて含有されるが、含有量が0.1％未
満では所望の切削性向上効果を確保できず、一
方、３％を超えて含有させると成分偏析が著し
く強度低下が見られ、熱間加工性も低下するこ
とから、その含有量を0.1％〜３％と定めた。〔実施例〕次に、この発明銅合金を実施例により具体的に
説明する。表に示される成分組成の銅合金を溶解鋳造し熱
間鍛造したもので、強度を評価する目的で引張試
験、靭性を評価する目的でシヤルピー衝撃試験、
さらに耐摩耗性を評価する目的で自動車用変速機
のシンクロナイザーリングを作成し、それのテー
パー面と、鋼材（JIS SCM420H）により作成し
たテーパーコーンとの摩耗試験を実施した。摩耗
試験の試験条件は、リング押付荷重60Kgｆ、摺動
速度4.7ｍ／sec.、押付回数2000回、潤滑油は
ATFデクスロンとし、摩耗変位量（テーパーコ
ーン軸方向に対するシンクロナイザーリングの変
位量）を測定した。これらの結果を表に示した。〔発明の効果〕表に示される結果から、本発明銅合金は、いず
れも高強度、高靭性さらに優れた耐摩耗性を有す
るのに対し、比較銅合金に見られるように、構成
成分のうちいずれかの成分含有量がこの発明の範
囲から外れると上記特性のいずれかの特性が劣つ
たものになることが明らかである。上述のように本発明銅合金は、高強度、高靭性
及び優れた耐摩耗性を有するので、特に、高速・
高荷重化、潤滑油の低粘度化等による苛酷な摺動
条件の下でも充分耐え得る合金である。

【表】

【表】＊本発明範囲外

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。２重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。３重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Mn：0.1〜３％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。４重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Pb：0.1〜３％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。５重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Mn：0.1〜３％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。６重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Pb：0.1〜３％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。７重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Mn：0.1〜３％ Pb：0.1〜３％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。８重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Sn：0.1〜３％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Mn：0.1〜３％ Pb：0.1〜３％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。