JPH07268512A - 熱伝導度、高温硬さおよび耐酸化性に優れた耐熱銅合金およびこの耐熱銅合金からなる焼成型 - Google Patents

熱伝導度、高温硬さおよび耐酸化性に優れた耐熱銅合金およびこの耐熱銅合金からなる焼成型

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JPH07268512A
JPH07268512A JP8392994A JP8392994A JPH07268512A JP H07268512 A JPH07268512 A JP H07268512A JP 8392994 A JP8392994 A JP 8392994A JP 8392994 A JP8392994 A JP 8392994A JP H07268512 A JPH07268512 A JP H07268512A
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JP
Japan
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copper alloy
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thermal conductivity
oxidation resistance
heat resisting
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JP8392994A
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Hiroaki Nakayama
宏明 中山
Harumichi Endo
晴充 遠藤
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱伝導度、高温硬さおよび耐酸化性に優れた
耐熱銅合金およびこの耐熱銅合金からなる焼成型に関す
るものであり、この耐熱銅合金からなる焼成型は、例え
ば、シェル鋳型を焼成するための焼成型として使用され
るものである。 【構成】 Ni:2〜10重量%、Al:1.1〜2.
5重量%、Si:0.2〜0.8重量%、TiおよびZ
rのうち1種または2種:0.05〜0.6重量%、M
g:0.01〜0.8重量%を含有し、必要に応じて、
Fe、Co、Mnのうち1種以上:0.1〜1.0重量
%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組
成を有する耐熱銅合金およびこの耐熱銅合金からなる焼
成型。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、熱伝導度、高温硬さ
および耐酸化性に優れた耐熱銅合金およびこの耐熱銅合
金からなる焼成型に関するものであり、この耐熱銅合金
からなる焼成型は、例えば、シェル鋳型を焼成するため
の焼成型として使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、シェル鋳型を製造するための金型
は鋳鉄で作製されていた。この鋳鉄製金型は熱伝導性が
低いので、熱の回りが遅く、したがって生産性が低くま
た均熱性が低いために焼きむらが生じることがあった。
このため、シェル鋳型など300℃程度の比較的低温で
焼成するための金型は、通常、例えば、JIS H31
50、C6191(アルミ青銅)、特公昭53−431
43号公報に記載されているNi:3〜20重量%、A
l:6〜13重量%、Co:1〜10重量%、Mn:
0.3〜7重量%、Cr:0.05〜1重量%、Si:
0.05〜2重量%を含有し、残りがCuおよび不可避
不純物からなる組成を有する耐熱銅合金などで作製され
ていた。また、内燃機関のバルブシートまたはバルブガ
イドなどに使われる耐熱銅合金として特開平5−105
978号公報に記載されているNi:2〜10重量%、
Al:0.2〜1重量%、Si:0.2〜0.8重量
%、Tiおよび/またはZr:0.05〜0.6重量%
を含有し、必要に応じて、Fe、Co、Mnのうち1種
以上:0.1〜1.0重量%を含有し、残りがCuおよ
び不可避不純物からなる組成を有する耐熱銅合金も知ら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のJ
IS H3150、C6191(アルミ青銅)および特
公昭53−43143号公報記載の耐熱銅合金は、高温
硬さおよび耐酸化性に優れているものの熱伝導性が不足
し、そのため均一な焼成がなされないという課題があ
り、また特開平5−105978号公報に記載されてい
る耐熱銅合金は高温強度および熱伝導性に優れるものの
高温硬さおよび耐酸化性が不足し、そのためにこの高温
硬さが不足する耐熱銅合金で作製した焼成型はシェル砂
焼成時に変形して焼成したシェル鋳型にばりが発生し、
さらに耐酸化性が不足するところから焼成型の長期使用
に耐えることができないなどの問題が生じていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
従来よりも熱伝導に優れ、高温において硬さを保持で
き、さらに耐酸化性に優れた耐熱銅合金を得るべく研究
を行った結果、前記特開平5−105978号公報記載
の耐熱銅合金にAlを多量に添加して1.1〜2.5重
量%に限定し、さらにMgを0.01〜0.8重量%を
含有せしめると、本来有している優れた熱伝導性を保持
するとともに素地の固溶強化とMgOの分散により高温
硬さが向上し、従来とほぼ同じ熱伝導性を確保しつつ、
耐酸化性が一層向上するという知見を得たのである。
【0005】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、Ni:2〜10重量%、Al:1.
1〜2.5重量%、Si:0.2〜0.8重量%、Ti
およびZrのうち1種または2種:0.05〜0.6重
量%、Mg:0.01〜0.8重量%を含有し、必要に
応じて、Fe、Co、Mnのうち1種以上:0.1〜
1.0重量%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物
からなる組成を有する耐熱銅合金およびこの耐熱銅合金
からなる焼成型に特徴を有するものである。
【0006】つぎに、この発明の耐熱銅合金の成分組成
を上記のごとく限定した理由について説明する。
【0007】(1) Ni、Si これら成分は、時効処理で金属間化合物として析出し、
高温硬さを向上させる作用を有するが、その含有量がN
i:2重量%未満、Si:0.2重量%未満では素地に
微細に析出する金属間化合物の量が少なすぎて所望の効
果がなく、一方、Ni:10重量%、Si:0.8重量
%をそれぞれ越えて含有すると、熱伝導性が低下するよ
うになるので好ましくない。したがって、Ni:2〜1
0重量%、Si:0.2〜0.8重量%に定めた。
【0008】(2) Al Alは、素地に固溶して高温での硬さおよび耐酸化性を
向上させる作用を有するが、Alの含有量が1.1重量
%未満では十分な効果が得られず、一方、Al含有量が
2.5重量%を越えて含有すると、熱伝導性が低下する
ので好ましくない。したがって、Alの含有量は、1.
1〜2.5重量%に定めた。
【0009】(3) Mg Mgは、素地に固溶するとともにある程度素地に酸化物
が分散して、高温での硬さおよび耐酸化性を改善する作
用を有するが、0.01重量%未満ではその効果が十分
でなく、一方、0.8重量%を越えて含有すると、偏析
が起こり、焼成型の肌荒れが生じるので好ましくない。
したがって、Mgの含有量は、0.01〜0.8重量%
に定めた。
【0010】(4) Ti、Zr これらの成分は、Ni、Siとの共存において合金の高
温硬さを向上させる作用があるが、その含有量がTi、
Zrのうちの1種または2種:0.05重量%未満では
所望の効果が得られなく、一方、Ti、Zrのうちの1
種または2種:0.6重量%をそれぞれ越えて含有する
と、熱伝導性が低下するようになるので好ましくない。
したがって、Ti、Zrのうちの1種または2種:0.
05〜0.6重量%に定めた。
【0011】(5) Fe、Co、Mn これらの成分は、素地に固溶して合金結晶粒を微細化し
て強度を向上させる作用を有するが、その含有量が0.
1重量%未満では所望の効果が得られず、一方、その含
有量が1.0重量%を越えると、熱伝導性が低下するの
で好ましくない。したがって、Fe、Co、Mnの含有
量は、0.1〜1.0重量%に定めた。
【0012】
【実施例】つぎに、この発明の耐熱銅合金を実施例によ
り具体的に説明する。先ず、通常の高周波溶解炉を用
い、黒鉛るつぼにて表1〜表2に示される成分組成のC
u合金をを溶製したのち、850℃で熱間鍛造し、つい
で500℃にて4時間熱処理後空冷することにより本発
明Cu合金1〜18、比較Cu合金1〜15および従来
Cu合金1〜3を製造した。上記比較Cu合金1〜15
は、成分含有量がこの発明の範囲から外れたものである
(表2において、この発明の範囲から外れたものに*印
しを付して示した)。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】これら本発明Cu合金1〜18、比較Cu
合金1〜15および従来Cu合金1〜3の熱伝導度、温
度:300℃に於けるビッカース硬さおよび大気雰囲気
中、温度:300℃に24時間保持した後の酸化重量増
を測定し、焼成型の材料として適するか否かを評価し、
それらの結果を表3〜表4に示した。
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】
【発明の効果】表1〜表4に示される結果から、本発明
Cu合金1〜18は、いずれも熱伝導性、高温硬さ、耐
酸化性が共に優れているに対し、従来Cu合金1〜3
は、熱伝導性、高温硬さ、耐酸化性のうち少なくとも1
つの特性が劣っていることが分かる。一方、比較Cu合
金1〜15に見られるように、成分組成がこの発明の範
囲または条件から外れても、熱伝導性、高温硬さ、耐酸
化性のうち少なくとも1つの性質が劣ったものとなり、
焼成型の材料として好ましくないことが分かる。
【0019】上述のように、この発明のCu合金は、熱
伝導性、高温での硬さ、および耐酸化性が優れているの
で、この発明のCu合金で作製した焼成型は、優れた性
能を長期にわたって発揮することができ、工業上優れた
効果をもたらすものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ni:2〜10重量%、Al:1.1〜
    2.5重量%、 Si:0.2〜0.8重量%、TiおよびZrのうち1
    種または2種:0.05〜0.6重量%、Mg:0.0
    1〜0.8重量%を含有し、残りがCuおよび不可避不
    純物からなる組成を有することを特徴とする熱伝導度、
    高温硬さおよび耐酸化性に優れた耐熱銅合金。
  2. 【請求項2】 Ni:2〜10重量%、Al:1.1〜
    2.5重量%、Si:0.2〜0.8重量%、Tiおよ
    びZrのうち1種または2種:0.05〜0.6重量
    %、Mg:0.01〜0.8重量%、Fe、Co、Mn
    のうち1種以上:0.1〜1.0重量%を含有し、残り
    がCuおよび不可避不純物からなる組成を有することを
    特徴とする熱伝導度、高温硬さおよび耐酸化性に優れた
    耐熱銅合金。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の組成を有
    する熱伝導度、高温硬さおよび耐酸化性に優れた耐熱銅
    合金からなることを特徴とする焼成型。
JP8392994A 1994-03-30 1994-03-30 熱伝導度、高温硬さおよび耐酸化性に優れた耐熱銅合金およびこの耐熱銅合金からなる焼成型 Withdrawn JPH07268512A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2653574A1 (en) * 2010-12-13 2013-10-23 Nippon Seisen Co., Ltd. Copper alloy and method for producing copper alloy
CN104711451A (zh) * 2015-01-30 2015-06-17 湖南科技大学 一种抗高温氧化耐热铜镍基合金
US9476474B2 (en) 2010-12-13 2016-10-25 Nippon Seisen Co., Ltd. Copper alloy wire and copper alloy spring

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