JPH11279707A - Free machining low thermal expansion alloy and its production - Google Patents

Free machining low thermal expansion alloy and its production

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JPH11279707A
JPH11279707A JP10185198A JP10185198A JPH11279707A JP H11279707 A JPH11279707 A JP H11279707A JP 10185198 A JP10185198 A JP 10185198A JP 10185198 A JP10185198 A JP 10185198A JP H11279707 A JPH11279707 A JP H11279707A
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JP
Japan
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less
thermal expansion
alloy
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low
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JP10185198A
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Japanese (ja)
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Takuo Handa
卓雄 半田
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Nippon Chuzo Co Ltd
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Nippon Chuzo Co Ltd
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Publication date
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an alloy having free machining property by containing a specified ratio in each of C, Si, Mn, Ni, Co and W, satisfying a specified relation between Ni and Co and making the balance essentially Fe. SOLUTION: A metal content, by weight, is <=0.2% C, <=1% Si, <=1% Mn, 26-43.5% Ni, <=20% Co, 0.507% W, satisfying 34.5% <=Ni+0.8Co<=43.5%, and Ni+0.8Co is a Ni equivalent, further the alloy contains one or two kinds among S, Se in a range of 0.04%<=S+0.4Se<=0.12%, further preferably Mn in a range of 1>=Mn>=2.3(S+0.4Se) or Ca in a range of Ca>=3.8(S+0.4Se). W has an effect to improve machainability in particular a tool life and its content is suitably 1.5-5 wt.%. The thermal expansion coefficient of the alloy can further be lowered by rapidly cooling from 700-900 deg.C. It is suitable for use in a precision machine part, etc., and machining expense is not so high.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、精密機械部品等の
用途に適した快削性低熱膨張合金およびその製造方法に
関する。本発明の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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a free-cutting low-thermal-expansion alloy suitable for use in precision machine parts and the like, and a method for producing the same. The free-cutting low-thermal-expansion alloy of the present invention is suitable for (1) semiconductor-related equipment, (2) measuring equipment, (3) machine tools, (4) optical equipment, (5) dies, and the like. as,
Plates and arms such as polishing machines and steppers, roll frames for slicing machines, rotors for dry vacuum pumps, recognition unit arms for mounting equipment, racks for bonding machines, blocks and frames for drawing equipment,
Examples include a base and a column of a silicon wafer grinder, a tray of an inspection device, a base and a frame of an exposure device, and (2), for example, a gauge of a squareness measuring device, a C frame of a non-contact plate thickness measuring device. , Thin film thickness measuring device spindle, bridge measuring device measuring beam, ultra-precision aspherical measuring device frame, optical gyro bobbin, component analyzer mirror stand and light source stand, etc. For example, base column of precision grinding machine, spindle and inspection machine of centerless grinding machine, tool post of cutting machine, spindle head of machining center, magnet chuck of cylindrical grinding machine, table of aspherical processing machine, printed circuit board drilling machine Motor case, lower arm of wire electric discharge machine, connecting rod of precision press machine, column of jig borer, etc. Far lens barrel of the base of the laser oscillator, based or frame of a laser processing machine, a lens supporting base astronomical telescope, housing or the like of the recognition device and the like,
Examples of (5) include a mold for a CFRP mold or a GFRP mold, a positioning jig for a press mold, and a hot runner for a plastic injection mold.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Invar (36% Ni-Fe alloy) and Super Invar (32% Ni-5% Co-Fe alloy) have been known as practical low thermal expansion alloys. Alloy from room temperature to 100
Since the coefficient of thermal expansion between ° C and 0 ° C to 1 × 10 −6 / ° C is extremely low, it is used for applications requiring dimensional accuracy such as precision machine parts. In addition, 42 in consideration of use at higher temperatures
% Ni-Fe alloy or Kovar (29% Ni-17Co-
Fe alloy), for example, in Kovar from room temperature to 450
It has a characteristic that the coefficient of thermal expansion between ° C and that of Invar and Super Invar is smaller than that of Invar and Super Invar, and is used for applications that require low thermal deformation at high temperatures.

【0003】しかしながら、これらの低熱膨張合金は、
被削性が低く、素材を所望の形状に仕上げるために通常
行われている切削加工に多大の費用を要するため、これ
らの利用範囲が制限されている。
However, these low thermal expansion alloys
Since the machinability is low and the cutting work usually performed to finish the material into a desired shape requires a great deal of cost, the range of use thereof is limited.

【0004】[0004]

【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、切削加工に多大の費用を
要することがない、快削性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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a free-cutting low-thermal-expansion alloy which does not require a large amount of cost for cutting, and a method for producing the same. With the goal.

【0005】[0005]

【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、
快削性を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。
The inventor of the present invention has made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the above-described invar,
The basic composition of various conventionally used low thermal expansion alloys such as Super Invar, 42% Ni-Fe alloy and Kovar is used as a basic composition, and a specific amount of W is added thereto.
It has been found that free cutting properties can be imparted. Also,
In addition, by adding S and / or Se, Mn, and Ca in a certain range, the machinability is further improved, and the thermal expansion coefficient is increased by cooling such an alloy with water from 700 to 900 ° C. Was further reduced.

【0006】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、重量%にて、C:0.2%以下、S
i:1%以下、Mn:1%以下、Ni:26〜43.5
%、Co:20%以下、W:0.5〜7%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、快削性低熱膨張合金を提供するものである。
[0006] The present invention has been made based on such findings, and in terms of% by weight, C: 0.2% or less;
i: 1% or less, Mn: 1% or less, Ni: 26 to 43.5
%, Co: 20% or less, W: 0.5 to 7%, and 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5%
And the balance is substantially composed of Fe.

【0007】また、本発明は、重量%にて、C:0.2
%以下、Si:1%以下、Ni:26〜43.5%、C
o:20%以下、W:0.5〜7%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、快削性低熱膨張合金を提供するものである。
[0007] The present invention also relates to a C: 0.2% by weight.
%, Si: 1% or less, Ni: 26-43.5%, C
o: 20% or less, W: contained in the range of 0.5 to 7%, and one or two of S and Se in 0.04%
≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%, Mn is contained in the range of 1 ≧ Mn ≧ 2.3 (S + 0.4Se) +0.2, and 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43. .
An object of the present invention is to provide a free-cutting, low-thermal-expansion alloy, which satisfies 5% and the balance substantially consists of Fe.

【0008】さらに、本発明は、重量%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:0.5〜7%
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、快削性低熱膨張合金を提供するものであ
る。
[0008] Further, the present invention relates to the present invention, wherein C: 0.
2% or less, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, Ni: 2
6-43.5%, Co: 20% or less, W: 0.5-7%
In addition, one or two of S and Se are contained in a range of 0.04% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%, and Ca is Ca ≧ 3.8 (S + 0.4Se). And 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦
It is intended to provide a free-cutting, low-thermal-expansion alloy, which satisfies 43.5% and the balance substantially consists of Fe.

【0009】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
ら急冷することを特徴とする、快削性低熱膨張合金の製
造方法を提供するものである。
Further, the present invention provides a method for producing a free-cutting low thermal expansion alloy, which comprises rapidly cooling a material having any one of the above-mentioned compositions from a temperature of 700 ° C. to 900 ° C. It is.

【0010】[0010]

【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、重量%にて、C:
0.2%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、N
i:26〜43.5%、Co:20%以下、W:0.5
〜7%、34.5%≦Ni+0.8Co≦43.5%を
満たし、残部実質的にFeである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described specifically. The basic composition of the alloy according to the invention is, in% by weight, C:
0.2% or less, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, N
i: 26-43.5%, Co: 20% or less, W: 0.5
77%, 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5%, and the balance is substantially Fe.

【0011】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。
C: 0.2% or less C is an element that has an adverse effect on the low thermal expansion property, so it is preferable that C is small. Conventionally, graphite has been deposited in this type of alloy to obtain free-cutting properties. However, in the present invention, it is not necessary to deposit graphite in order to secure free-cutting properties with W. Therefore, when the C content is 0.2
% Or less. However, in the case of a cast alloy, it is preferable to contain 0.1% or more to improve castability.

【0012】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。
Si: 1% or less Si is an element added as a deoxidizing agent, but if it exceeds 1%, the effect of an increase in the coefficient of thermal expansion is large. Therefore,
The amount of Si is set to 1% or less. However, in the case of a cast alloy, the content is preferably 0.5% or more in order to improve the fluidity of the molten metal.

【0013】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。
Mn: 1% or less Mn is an element effective for deoxidation and for fixing S to improve workability. However, if it exceeds 1%, the coefficient of thermal expansion increases. Therefore, the Mn content is set to 1% or less.

【0014】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。
Ni: 26 to 43.5% Ni is an element necessary for reducing the thermal expansion together with the following Co. If the Ni content is less than 26%, the desired low thermal expansion property cannot be obtained even if the Co content is adjusted, and if the Ni content is more than 43.5%, the low thermal expansion property cannot be obtained.
The range is 5%.

【0015】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。
Co: 20% or less Co is an element added for realizing a decrease in the coefficient of thermal expansion in combination with the above-mentioned Ni, but if it exceeds 20%, the coefficient of thermal expansion becomes high. And

【0016】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。
34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5
% Ni + 0.8Co is Ni equivalent, and even if Ni and Co satisfy the above range, when Ni equivalent is less than 34.5% or more than 43.5%, a low coefficient of thermal expansion cannot be obtained. Therefore, the Ni equivalent is in the range of 34.5 to 43.5%.

【0017】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。
The preferred ranges of Ni, Co and Ni equivalent vary depending on the temperature range in which low thermal expansion is required. That is, in order to make the coefficient of thermal expansion in the range of 20 to 150 ° C. 4 × 10 −6 / ° C. or less, Ni: 30 to 3
7.5%, Co: 8% or less, Ni equivalent: 34.5-3
7.5% is preferred. Further, in order to set the coefficient of thermal expansion in the range of 20 to 300 ° C. to 6 × 10 −6 / ° C. or less, N
i: 28 to 40.5%, Co: 14% or less, Ni equivalent:
37.5-40.5% is preferred. Furthermore, 20 to 45
In order to set the coefficient of thermal expansion in the range of 0 ° C. to 8 × 10 −6 / ° C. or less, Ni: 26 to 43.5%, Co: 20% or less, Ni equivalent: 40.5 to 43.5% Is preferred.

【0018】W:0.5〜7% Wは、本発明にとって最も重要な元素であり、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0.5%未満では被削性向上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0.5〜7%の範囲とする。なお、W
の好ましい範囲は1.5〜5%である。
W: 0.5 to 7% W is the most important element for the present invention,
In particular, it has the effect of improving the tool life. However, if the amount is less than 0.5%, the effect of improving machinability is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 7%, the coefficient of thermal expansion increases. Therefore, the W amount is in the range of 0.5 to 7%. Note that W
Is preferably 1.5 to 5%.

【0019】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。
From the viewpoint of further improving machinability, the above composition further contains one or two of S and Se in a range of 0.04% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%, Mn is 1 ≧ Mn ≧ 2.3 (S + 0.4Se) +0.
It is preferable to contain in the range of 2. Alternatively, one or two of S and Se may be added to the above composition at 0.1.
Contained in the range of 04% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%,
It is preferable to add Ca in a range of Ca ≧ 3.8 (S + 0.4 Se). S and Se form sulfides and selenides, which further extend the tool life and reduce the cutting force, thereby contributing to the improvement of machinability, but with a significant decrease in ductility. If the amount is less than the above range, the effect of improving machinability is not obtained, and if the amount exceeds the above range, ductility does not recover even when Mn or Ca described below is used in combination. Since Mn or Ca is combined with S and Se to improve the morphology of sulfide and selenide and suppress the decrease in ductility, S and Se necessary for improving machinability can be contained. In order to achieve the effect, M
n needs to be 2.3 (S + 0.4 Se) +0.2 or more, and Ca needs to be 3.8 (S + 0.4 Se) or more.

【0020】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、
製造条件に関しても、特に限定されるものではない。
The alloy of the present invention may be either an alloy used by subjecting an ingot or slab to plastic working such as rolling or forging, or a cast alloy produced by casting into a mold. Also,
The manufacturing conditions are not particularly limited.

【0021】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。
However, in the present invention, it is preferable to rapidly cool a raw material manufactured in a predetermined shape from a temperature in the range of 700 to 900 ° C. Thereby, micro segregation of Ni or Co is alleviated, and the thermal expansion coefficient can be further reduced. The rapid cooling method is preferably water cooling, but may be air cooling or oil cooling.

【0022】[0022]

【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.64〜68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。
Embodiments of the present invention will be described below. With a high frequency induction melting furnace, alloys having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were melted and cast, and a φ35 mm × L220 mm round bar,
And a round bar of φ100 mm × L400 mm was obtained. In Table 1, No. Nos. 1-33 are materials of the present invention. 1 to
No. 11 is for low temperature. Nos. 12 to 22 are for medium temperature. 23
33 are for high temperature. Also, in Table 2, 34-4
No. 1 is a comparative material of a low temperature alloy. Nos. 44 to 51 are comparative materials for middle temperature alloys. 54 to 61 are comparative materials for high temperature alloys,
No. Reference numerals 64 to 68 are comparative materials in which any one of Ni, Co, and Ni equivalent deviates. Further, in Table 2, No. Nos. 42 and 43 are conventional materials for low temperature alloys. Nos. 52 and 53 are conventional materials of alloy for medium temperature. 62 and 63 are conventional materials of a high temperature alloy.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】上記φ35mm×L220mmの丸棒を用
いて熱膨張係数を測定した。熱膨張係数は、低温用合金
では20〜150℃、中温用合金では20〜300℃、
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N
o.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100
m/分、切り込み2.0mm、送り0.2mm/re
v.の条件で旋盤加工により行った。
The thermal expansion coefficient was measured using the above-mentioned 35 mm × L220 mm round bar. The coefficient of thermal expansion is 20 to 150 ° C for low temperature alloys, 20 to 300 ° C for medium temperature alloys,
For high temperature alloys, measurements were made in the range of 20-450 ° C. The machinability was evaluated using φ100 mm × L400 mm. The machinability is no. 42, N for medium temperature
o. No. 52 for high temperature applications. The tool life ratio was evaluated by using a tool life ratio in which the tool life of No. 62 was set to 1 and a cutting resistance. Tables 3 and 4 show these results. In these machinability tests, a cemented carbide tool was used as a cutting tool, and a cutting speed of 100 was used.
m / min, depth of cut 2.0mm, feed 0.2mm / re
v. Under the conditions described above.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】[0027]

【表4】 [Table 4]

【0028】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、従来材よりも良好な被削性が得
られることが確認された。
As shown in Table 3, it was confirmed that in the examples of the present invention, machinability better than that of the conventional material was obtained while maintaining the desired low thermal expansion property.

【0029】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.64〜68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は被削性が悪かった。
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.39〜41,49〜51,59〜6
1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N
o.36〜38,46〜48,56〜58は伸びが低か
った。
On the other hand, as shown in Table 4, Ni,
No. of the comparative example in which the Co amount or the Ni equivalent is out of the range of the present invention. Nos. 64 to 68 had a large thermal expansion coefficient at any temperature and were unsuitable as a low thermal expansion material. In addition, in the case of No. Nos. 34, 44 and 54 had poor machinability.
No. 2 with a large amount of W 35, 45, and 55 showed values with large thermal expansion coefficients. Further, in the case of No. 3 in which the amounts of C, Si and Mn are larger than the range of the present invention. 39-41, 49-51, 59-6
1 has a large thermal expansion coefficient. In addition, S or Se comes off, or Mn or Ca is less than S + 0.4Se in N.
o. 36-38, 46-48, 56-58 had low elongation.

【0030】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。
Next, the above No. 1,2,12,13,2
Using a 35 mm × L220 mm round bar sample having a composition of 3,24, the thermal expansion coefficient of the as-cast and water-cooled state at 850 ° C. was measured. No. for low temperature 1, 2 is 2
No. 0 to 150 ° C., medium temperature 12 and 13 are 20-30
No. 0 ° C and high temperature 23 and 14 were measured at 20 to 450 ° C. Table 5 shows the results.

【0031】[0031]

【表5】 [Table 5]

【0032】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。
As shown in Table 5, by water cooling,
It was confirmed that the coefficient of thermal expansion was further reduced as compared to as-cast.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
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、切削加工に多大の費用を要することがない。
As described above, according to the present invention,
A low thermal expansion alloy having free cutting properties can be obtained. Therefore, a great deal of cost is not required for cutting.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%にて、C:0.2%以下、Si:
1%以下、Mn:1%以下、Ni:26〜43.5%、
Co:20%以下、W:0.5〜7%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快削
性低熱膨張合金。
C .: 0.2% by weight or less, Si:
1% or less, Mn: 1% or less, Ni: 26 to 43.5%,
Co: 20% or less, W: 0.5 to 7%,
A free-cutting, low-thermal-expansion alloy satisfying 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5% and substantially consisting of Fe.
【請求項2】 重量%にて、C:0.2%以下、Si:
1%以下、Ni:26〜43.5%、Co:20%以
下、W:0.5〜7%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+0.4
Se≦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+0.8Co≦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
快削性低熱膨張合金。
2. In% by weight, C: 0.2% or less, Si:
1% or less, Ni: 26 to 43.5%, Co: 20% or less, W: 0.5 to 7%, and one or two of S and Se are 0.04%. ≤S + 0.4
Se ≦ 0.12%, Mn is 1 ≧ Mn ≧
2.3 (S + 0.4Se) +0.2 contained within a range satisfying 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5%
A free-cutting low-thermal-expansion alloy characterized by satisfying the above, and substantially consisting of Fe.
【請求項3】 重量%にて、C:0.2%以下、Si:
1%以下、Mn:1%以下、Ni:26〜43.5%、
Co:20%以下、W:0.5〜7%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、快削
性低熱膨張合金。
3. C .: 0.2% or less by weight, Si:
1% or less, Mn: 1% or less, Ni: 26 to 43.5%,
Co: 20% or less, W: 0.5 to 7%,
Further, one or two of S and Se are set to 0.04
% ≦ S + 0.4Se ≦ 0.12%
Is added within the range of Ca ≧ 3.8 (S + 0.4Se) and satisfies 34.5% ≦ Ni + 0.8Co ≦ 43.5%, with the balance substantially consisting of Fe. Low thermal expansion alloy.
【請求項4】 重量%でWが1.5〜5%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
記載の快削性低熱膨張合金。
4. The free-cutting low thermal expansion alloy according to claim 1, wherein W is 1.5 to 5% by weight.
【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
下の温度から急冷することを特徴とする、快削性低熱膨
張合金の製造方法。
5. A free-cutting low-thermal-expansion alloy, characterized by rapidly cooling a material having the composition according to claim 1 from a temperature of 700 ° C. or more and 900 ° C. or less. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI568861B (en) * 2014-03-10 2017-02-01 Nippon Chuzo K K Low thermal expansion casting alloy and its manufacturing method
JP2022123368A (en) * 2021-02-12 2022-08-24 日本鋳造株式会社 Low thermal expansion alloy excellent in low temperature stability and its manufacturing method

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