JPH0832937B2 - 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 - Google Patents
高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金Info
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- JPH0832937B2 JPH0832937B2 JP62210673A JP21067387A JPH0832937B2 JP H0832937 B2 JPH0832937 B2 JP H0832937B2 JP 62210673 A JP62210673 A JP 62210673A JP 21067387 A JP21067387 A JP 21067387A JP H0832937 B2 JPH0832937 B2 JP H0832937B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高強度と高靭性とを有し、さらに耐摩耗
性にすぐれ、さらに摩擦係数で評価される相手部材に対
する同期特性にもすぐれ、したがってこれらの特性が要
求される自動車のトランスミッション構造部材や変速機
のシンクロナイザリングなどの製造に用いるのに適した
Cu合金に関するものである。
性にすぐれ、さらに摩擦係数で評価される相手部材に対
する同期特性にもすぐれ、したがってこれらの特性が要
求される自動車のトランスミッション構造部材や変速機
のシンクロナイザリングなどの製造に用いるのに適した
Cu合金に関するものである。
従来、一般に、上記の自動車のトランスミッション構
造部材や変速機のシンクロナイザリングなどの製造に
は、強度および靭性、耐摩耗性、さらに高い摩擦係数が
要求されることから、これらの特性を具備したアルミニ
ウム青銅や高力黄銅などのCu合金が用いられている。
造部材や変速機のシンクロナイザリングなどの製造に
は、強度および靭性、耐摩耗性、さらに高い摩擦係数が
要求されることから、これらの特性を具備したアルミニ
ウム青銅や高力黄銅などのCu合金が用いられている。
しかし、近年、上記各種機器の小型化および軽量化、
並びに高出力化に伴い、これらを構成する部材はより一
段とすぐれた強度、靭性、および耐摩耗性、さらに高い
摩擦係数を具備することが要求されるようになっている
が、上記のアルミニウム青銅や高力黄銅などの従来Cu合
金では、これらの要求を十分満足させることができない
のが現状である。
並びに高出力化に伴い、これらを構成する部材はより一
段とすぐれた強度、靭性、および耐摩耗性、さらに高い
摩擦係数を具備することが要求されるようになっている
が、上記のアルミニウム青銅や高力黄銅などの従来Cu合
金では、これらの要求を十分満足させることができない
のが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記
各種機器の小型化および軽量化、さらに高出力化に対応
できる構造部材用材料を開発すべく研究を行なった結
果、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Mn:0.1〜４％、Pb:0.05〜0.5％、 Si:0.05〜0.5％、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがCuと不可
避不純物からなる組成、並びに素地中に金属間化合物と
酸化物が均一分散した組織を有するCu合金は、高強度お
よび高靭性、さらにすぐれた耐摩耗性を有し、かつ摩擦
係数も高く、したがってこのCu合金をトランスミッショ
ン構造部材やシンクロナイザリングなどの製造に用いた
場合に、これら部材で構成される各種機器の小型化およ
び軽量化が可能となり、かつ高性能化をはかることがで
きるようになるという知見を得たのである。
各種機器の小型化および軽量化、さらに高出力化に対応
できる構造部材用材料を開発すべく研究を行なった結
果、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Mn:0.1〜４％、Pb:0.05〜0.5％、 Si:0.05〜0.5％、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがCuと不可
避不純物からなる組成、並びに素地中に金属間化合物と
酸化物が均一分散した組織を有するCu合金は、高強度お
よび高靭性、さらにすぐれた耐摩耗性を有し、かつ摩擦
係数も高く、したがってこのCu合金をトランスミッショ
ン構造部材やシンクロナイザリングなどの製造に用いた
場合に、これら部材で構成される各種機器の小型化およ
び軽量化が可能となり、かつ高性能化をはかることがで
きるようになるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
って、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説
明する。
って、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説
明する。
（ａ） ZnおよびAl これらの成分には、共存した状態で合金の強度および
靭性を向上させる作用があるが、その含有量がそれぞれ
Zn:25％未満およびAl:2％未満では所望の高強度および
高靭性を確保することができず、一方その含有量がZn:4
0％およびAl:11％を越えてもより一層の向上効果は現わ
れないことから、その含有量をそれぞれZn:25〜40％お
よびAl:2〜11％と定めた。
靭性を向上させる作用があるが、その含有量がそれぞれ
Zn:25％未満およびAl:2％未満では所望の高強度および
高靭性を確保することができず、一方その含有量がZn:4
0％およびAl:11％を越えてもより一層の向上効果は現わ
れないことから、その含有量をそれぞれZn:25〜40％お
よびAl:2〜11％と定めた。
（ｂ） 酸素 酸素（O2）には、AlやTi、さらにSiと結合して素地中
に均一に分散する酸化物を形成し、もって例えばシンク
ロナイザリングとしての適用であれば、相手部材に対す
る同期特性の評価となる摩擦係数を高めるほか、対摩耗
性を向上させる作用があるが、その含有量が50ppm未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が3000ppmを越えると、酸化物が凝集し、かつ多量とな
って強度および靭性が低下するようになることから、そ
の含有量を50〜3000ppmと定めた。
に均一に分散する酸化物を形成し、もって例えばシンク
ロナイザリングとしての適用であれば、相手部材に対す
る同期特性の評価となる摩擦係数を高めるほか、対摩耗
性を向上させる作用があるが、その含有量が50ppm未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が3000ppmを越えると、酸化物が凝集し、かつ多量とな
って強度および靭性が低下するようになることから、そ
の含有量を50〜3000ppmと定めた。
（ｃ） Ti Ti成分には、CuおよびAlと結合して素地中に均一に分
散する金属間化合物を形成するほか、上記の通り酸素と
結合し、AlやSiと共に酸化物を形成して、相手部材に対
する同期特性を改善すると共に、耐摩耗性を向上させる
作用があるが、その含有量が0.1％未満では前記作用に
所望に効果が得られず、一方その含有量が3.5％を越え
ると、合金の靭性が低下するようになることから、その
含有量を0.1〜3.5％と定めた。
散する金属間化合物を形成するほか、上記の通り酸素と
結合し、AlやSiと共に酸化物を形成して、相手部材に対
する同期特性を改善すると共に、耐摩耗性を向上させる
作用があるが、その含有量が0.1％未満では前記作用に
所望に効果が得られず、一方その含有量が3.5％を越え
ると、合金の靭性が低下するようになることから、その
含有量を0.1〜3.5％と定めた。
（ｄ） Mg Mg成分には、素地中に分散する上記の金属間化合物を
微細化して、合金の強度および靭性を改善するほか、被
削性を向上させ、さらに例えばシンクロナイザリングと
して適用した場合に、すぐれた同期特性を示すと共に、
焼き付きを防止する作用があるが、その含有量が0.003
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が0.3％を越えると、靭性および耐摩耗性が低下
するようになることから、その含有量が0.003〜0.3％と
定めた。
微細化して、合金の強度および靭性を改善するほか、被
削性を向上させ、さらに例えばシンクロナイザリングと
して適用した場合に、すぐれた同期特性を示すと共に、
焼き付きを防止する作用があるが、その含有量が0.003
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が0.3％を越えると、靭性および耐摩耗性が低下
するようになることから、その含有量が0.003〜0.3％と
定めた。
（ｅ） Mn Mn成分には、合金の強度を一段と向上させ、かつ熱履
歴に対して合金組織を安定化する作用があるので、必要
に応じて含有させるが、その含有量が0.1％未満では前
記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が
４％を越えると、溶製時に酸化物スラグの量が増えるよ
うになって、鋳塊の健全性が損なわれるようになること
から、その含有量を0.1〜４％と定めた。
歴に対して合金組織を安定化する作用があるので、必要
に応じて含有させるが、その含有量が0.1％未満では前
記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が
４％を越えると、溶製時に酸化物スラグの量が増えるよ
うになって、鋳塊の健全性が損なわれるようになること
から、その含有量を0.1〜４％と定めた。
（ｆ） Si Si成分には、いずれも素地を強化し、もって耐摩耗性
を向上させる作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量がSi:0.05％未満では所望の耐摩耗性向
上効果が得られず、一方その含有量がSi:0.5％を越える
と、合金の靭性が低下するようになることから、その含
有量をSi:0.05〜0.5％と定めた。
を向上させる作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量がSi:0.05％未満では所望の耐摩耗性向
上効果が得られず、一方その含有量がSi:0.5％を越える
と、合金の靭性が低下するようになることから、その含
有量をSi:0.05〜0.5％と定めた。
（ｇ） Pb Pb成分には、高負荷摩擦条件下における耐焼付性を向
上させ、かつ被削性を改善する作用があるので、必要に
応じて含有させるが、その含有量が0.05％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方、その含有量が0.5
％を越えると、強度および靭性に低下傾向が現われるよ
うになることから、その含有量を0.05〜0.5％と定め
た。
上させ、かつ被削性を改善する作用があるので、必要に
応じて含有させるが、その含有量が0.05％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方、その含有量が0.5
％を越えると、強度および靭性に低下傾向が現われるよ
うになることから、その含有量を0.05〜0.5％と定め
た。
つぎに、この発明のCu合金を実施例により具体的に説
明する。
明する。
通常の高周波炉を用い、溶解雰囲気をArガスとCOガス
の混合ガス雰囲気とし、かつO2含有量の調整は前記混合
ガス雰囲気のうちのCOガスの供給を止めた状態で、所定
量のO2を溶湯に吹き込むことによって行ない、それぞれ
第１〜３表に示される成分組成をもった溶湯を調整し、
これらの溶湯をそれぞれ冷水鋳型に鋳造し、直径:200mm
×長さ:400mmのビレットとし、このビレットに600〜750
℃の範囲内の所定温度で熱間押出し加工を施して、所定
径の丸棒試験片とし、ついでこの丸棒試験片に550〜700
℃の範囲内の所定温度に１時間保持後空冷の熱処理を施
すことによって本発明のCu合金１〜25および比較Cu合金
１〜８をそれぞれ製造した。
の混合ガス雰囲気とし、かつO2含有量の調整は前記混合
ガス雰囲気のうちのCOガスの供給を止めた状態で、所定
量のO2を溶湯に吹き込むことによって行ない、それぞれ
第１〜３表に示される成分組成をもった溶湯を調整し、
これらの溶湯をそれぞれ冷水鋳型に鋳造し、直径:200mm
×長さ:400mmのビレットとし、このビレットに600〜750
℃の範囲内の所定温度で熱間押出し加工を施して、所定
径の丸棒試験片とし、ついでこの丸棒試験片に550〜700
℃の範囲内の所定温度に１時間保持後空冷の熱処理を施
すことによって本発明のCu合金１〜25および比較Cu合金
１〜８をそれぞれ製造した。
なお、比較Cu合金１〜８は、いずれも構成成分のうち
のいずれかの成分含有量（第３表に※印を付したもの）
がこの発明の範囲から外れたものである。
のいずれかの成分含有量（第３表に※印を付したもの）
がこの発明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結果得られた本発明Cu合金１〜25および
比較Cu合金１〜８について、強度を評価する目的で引張
強さ、靭性を評価する目的でシャルピー衝撃性と伸びを
測定し、さらに耐摩耗性と、部材に対する同期特性を評
価する目的で、 試料：直径3mmのビス材、 相手材:JIS・SCM420の浸炭焼入鋼（高さ:HRC61.5）、 オイル：ギヤオイル75番、 油温:90℃、 摩擦速度:3m/sec、 圧力:110kg/cm2、 滑り距離:1.5km、 の条件でピン摩耗試験を行ない、比摩耗量を測定すると
共に、トルクメータから摩擦係数を算出した。これらの
結果を第4,5表に示した。
比較Cu合金１〜８について、強度を評価する目的で引張
強さ、靭性を評価する目的でシャルピー衝撃性と伸びを
測定し、さらに耐摩耗性と、部材に対する同期特性を評
価する目的で、 試料：直径3mmのビス材、 相手材:JIS・SCM420の浸炭焼入鋼（高さ:HRC61.5）、 オイル：ギヤオイル75番、 油温:90℃、 摩擦速度:3m/sec、 圧力:110kg/cm2、 滑り距離:1.5km、 の条件でピン摩耗試験を行ない、比摩耗量を測定すると
共に、トルクメータから摩擦係数を算出した。これらの
結果を第4,5表に示した。
第１〜５表に示される結果から、本発明Cu合金１〜25
は、いずれも高強度および高靭性を有し、さらにすぐれ
た耐摩耗性と高い摩擦係数を有するのに対して、比較Cu
合金１〜８に見られるように、構成成分のうちのいずれ
かの成分含有量がこの発明の範囲から外れると、上記の
特性のうちの少なくともいずれかの特性が劣ったものに
なることが明らかである。
は、いずれも高強度および高靭性を有し、さらにすぐれ
た耐摩耗性と高い摩擦係数を有するのに対して、比較Cu
合金１〜８に見られるように、構成成分のうちのいずれ
かの成分含有量がこの発明の範囲から外れると、上記の
特性のうちの少なくともいずれかの特性が劣ったものに
なることが明らかである。
上述のように、この発明のCu合金は、高強度および高
靭性を有し、さらにすぐれた耐摩耗性と高い摩擦係数を
有するので、特にこれらの特性が要求される自動車のト
ランスミッション構造部材や変速機のシンクロナイザリ
ングなどの製造に用いた場合に、これら機器の小型化、
軽量化、および高出力化を可能とするなど工業上有用な
特性を有するのである。
靭性を有し、さらにすぐれた耐摩耗性と高い摩擦係数を
有するので、特にこれらの特性が要求される自動車のト
ランスミッション構造部材や変速機のシンクロナイザリ
ングなどの製造に用いた場合に、これら機器の小型化、
軽量化、および高出力化を可能とするなど工業上有用な
特性を有するのである。
Claims (8)
- 【請求項１】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。 - 【請求項２】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに、 Mn:0.1〜４％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。 - 【請求項３】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに、 Si:0.05〜0.5％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。 - 【請求項４】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに、 Pb:0.05〜0.5％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。 - 【請求項５】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに、 Mn:0.1〜４％、Si:0.05〜0.5％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。 - 【請求項６】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに、 Mn:0.1〜４％、Pb:0.05〜0.5％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。 - 【請求項７】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに、 Si:0.05〜0.5％、Pb:0.05〜0.5％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。 - 【請求項８】Zn:25〜40％、Al:2〜11％、 酸素:50〜3000ppm、 Ti:0.1〜3.5％、Mg:0.003〜0.3％、 を含有し、さらに、 Si:0.05〜0.5％、Mn:0.1〜４％、 Pb:0.05〜0.5％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一
分散した組織を有することを特徴とする高強度および高
靭性を有する耐摩耗性Cu合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62210673A JPH0832937B2 (ja) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 |
| KR1019880000715A KR910001011B1 (ko) | 1987-02-24 | 1988-01-28 | 고강도 및 고인성을 가지는 내마모성 Cu 합금 |
| US07/157,634 US4874439A (en) | 1987-02-24 | 1988-02-18 | Synchronizer ring in speed variator made of wear-resistant copper alloy having high strength and toughness |
| DE3805794A DE3805794C2 (de) | 1987-02-24 | 1988-02-24 | Verschleißfeste Kupferlegierung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62210673A JPH0832937B2 (ja) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6455346A JPS6455346A (en) | 1989-03-02 |
| JPH0832937B2 true JPH0832937B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=16593215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62210673A Expired - Lifetime JPH0832937B2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-08-25 | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832937B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910003882B1 (ko) * | 1988-12-21 | 1991-06-15 | 풍산금속공업주식회사 | 전기 및 전자부품용 동합금과 그 제조방법 |
| JP2745756B2 (ja) * | 1990-02-06 | 1998-04-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 高温で耐摩耗性にすぐれた銅基焼結合金 |
| JP2745755B2 (ja) * | 1990-02-06 | 1998-04-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 高温で耐摩耗性にすぐれた銅基焼結合金 |
| JP3082122B2 (ja) * | 1994-02-25 | 2000-08-28 | 株式会社ユニシアジェックス | 自動変速機の制御装置 |
| JP3397523B2 (ja) * | 1995-07-05 | 2003-04-14 | 株式会社日立ユニシアオートモティブ | 車両用自動変速機の変速制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6053097A (ja) * | 1983-09-01 | 1985-03-26 | 松下電器産業株式会社 | スルホ−ル内導体形成方法 |
| JPS62158842A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Komatsu Ltd | 摺動用材料 |
-
1987
- 1987-08-25 JP JP62210673A patent/JPH0832937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6455346A (en) | 1989-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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