JPS58181840A - 銅基合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は形状記憶効果１．Ｓ憚性挙動あるいは防振効
果を有する銅基機能合金に関するものであり、詳しくは
、上記機能を有する銅基合金の特性改善を目的とするも
のである。

ここで形状記憶効果あるいは超憚性挙動というのは、合
金のマルテンサイト変１１１に起因するとされている現
象であり、前者は合金の変Ｉ！！温度域を挟んで高温側
での形状と低Ｍ側での形状との聞に一方回内もしくはげ
通約な形状の復元現象が現出することを指し、また後者
は応力誘起マルテンサイトかそのｉ度でに熱的に安定で
ない温度領域で髪形を行ったときに現出するものであり
、見掛けＥの大きな塑性ひずみが変形応力除去後に殆ん
ど完全に回復する現象を指すものであろうまた防振効果
は、この場合マルテンサイト双晶境界の榛動の寄与によ
り微開エネルギーが吸収されやすい効果である。

従来形状記憶効果や超弾性挙ＩｖｌＪあるいは防振効果
（以下これらをまとめて機を効果という。）を有する機
能合金としてＮｉ−Ｔｉ合壷、Ａｕ（：ｄ合金、などの
ほか銅合金でＶｉＣｕ−Ｚｎ、　Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｔ合金
などが知られている。

しかしなからＮ　ｉ　−Ｔ　ｉ合金は良好な機能特性を
有するもののその溶製や加工、熱処理が非常に困難であ
るほか、ＩＪＡＰ＋となる金属も高価であるため、合金
製品も高価なものとなって実用できる範囲も限られ九も
−のとならざるを得なかった。

またＡｕ−Ｃｄ合金は機械的特性も小さく原材料か高価
なほかＣｄが有害でｈａいが困難なため実用化には至ら
ず、学術的な研究対象のｍ囲にとどまつ原料が安価なう
え、溶解作業性なども比較的容易なため、今後の工業的
利用が大いに期待されている。

しかしながら、これらの銅基機能合金には王として次の
ような欠点が指摘されている。

即ち、工業的に製造できる多結晶体では、延性などの材
料的特性が必ずしも十分でなく、大きい歪を与、ｔた時
に破断しやすい。

また繰返し便用における疲ｇ強度の点で本改善か望壇れ
ている。

これらの多結晶体における聞ＩＩＦｉ、−一組成の合金
であっても単結晶の場合ＫＦｉ、機械的特性がすぐれる
ため、結晶粒界の脆さや、ま九銅基機能合金を得るには
その製造工ｌｉにおいて、組成＃Ｊに均一にするために
高温での均一化焼鈍処理、熱間加工工程、さらに機能付
与のためのβ相構造からの焼入れ処理（β化処理）なと
高温加熱処理が多く、製造工程中結晶粒径が粗大化する
ことが、等力的特性を得るには微細化しているほうか有
利であり、このことも原因していると考えられる。

この発明龜、銅基合金におけるＬ記の問題点に着目して
検討の結果、なされたものであり、機能特性２害「ゐこ
となく延性や疲労特性の改善をはかったものであるっ 節ち、この発明の銅基機船台金は、まず第１にｎ　Ｚ　
ｎ　８２〜６０１に鼠＊とＶｏ、０５〜３１１量％、残
部しＵよりなることを特徴とし、％２にＶｉＺｎ５〜４
５亀−％、＼１００５〜３ｆｆｉ１％、およびＳｌ、Ｓ
−Ａｇ、Ｎｉ、Ｍｇ、　Ｍｎ５Ｓｂ、　Ｇａ、　Ｇｅ、
　Ｉ　ｎなどの金属の何れかｌ穫夏グこにそ？Ｌ以丘を
合金かβ相構造を有しうる範ｄ内で台自し、桟部かＣｕ
よりなることを特徴とするものであって、これによって
形状記憶効果セ超−性挙動あるいＶｉ防振効呆、などを
発揮させんとするものであ０゜ そしてこれらの機能は合金組成と使用湿度に依存して四
−組成の合金であっても各種の機能目的に使用すること
ができる。

上記したこの発明の機能合金において、Ｚｎの量を５〜
６０重量％と規定したのはＺｎが５重ｆｉ１−％以下で
は機能効果を有し龜く、また６０電鰍％を超えて含有さ
せてもいたずらに加工性を損なうだけで機、蜆効果の改
善に一寄与しないためである。

そしてこのＺｎＯ童は、機能合金め組成としてＣｕ−Ｚ
ｎの２元合金の場合Ｋｒ１３２〜６０重量勤か好ましく
、それ以外では何れの＊ｉ効果も有し麹い０ 次に■の量を０．０５〜８重量倦と規定したのけ、これ
が０．０５重量寿未満では機能特性改善効果か十分では
なく、また８重量かをこえて添加してもいたずらＫｇ解
、鋳造の均一性を困難にするのみでより一層の機船特性
改善効果が期待し−いためである。

またこの発明においては、Ｚｎ１■と残部Ｃｕからなる
合金に変ｌ！！湿度域を調整したり、強度を改善する目
的でＳ　ｈ　Ｓｎｓ　ｋｇｓ　Ｎ　Ｉｓ　Ｍｇ、　Ｍｎ
ｓ　Ｓ臥Ｇｍ、Ｇｅ。

Ｉｎなどの＊縞の１棟またはそれ以トを合金がβ相構造
を旬しうる範囲内で含有させることも自効である。

この発明において添加される■は、その含有量により、
合金の変喬温度域を殆んど変動させず、結晶粒界での脆
さを改善するほか、製造工程における種々の加熱処理に
おいて、結晶粒径の粗大化を抑制し、多結晶体合金の延
性や疲労特性を改善し、実用時の特性改善とともに！＆
！造時の加工性をも向上させる１ものである。

以上のようにこの発明は少量の■の添加によってＣｕ　
−Ｚ　ｎ合金の質匙温度域を殆んど変動させることなく
、鋳造材の結晶粒を微細化し、さらに均質化、無闇加工
、β化処理のための加熱工程時の結晶粒の成長を抑制す
ることが特徴であり、これによって合金の使用時または
加工時に粒界での脆性的な破壊か発生することを防止し
うるため工業的に用いて有利な多結晶合金材料の機能特
性や加工性を顕著に改善するのである。

以下実施ＮＫよりこの発ＦＩＡを詳細に説明する。

実施例１ 通常の電気用銅地金、電解亜鉛、電気錫、Ｃｕ−ａＯ郵
Ｖ母合金およびＣｕ−１６ＴｏＳｉ母合金などを用いて
アルゴンガス雰囲気下で第１ｔｃＫ示すような組成の２
０■グの銅基合金を溶解、鋳造した。

これを８００℃にて５時間均一化焼鈍したのち、熱間圧
延および令聞圧延により１−【Ｋ［Ｅ延し、次いでその
表面を軽く機械的に研磨してＦｊ　１００　ｍｍ長さの
テープとした。

このテープを真直ぐな伏動で７００℃から水焼入れして
機能効果調査のための試ｙ＋を得た。

このｌ１ｍ１Ｋ加工性の状況観察も行なった。

また試料の機能効果についても調べ、これらの結果を第
２表に示した。

第　　　　１　　　　表 上記第２表からこの発明の合金は杉伏紀儂効果などの機
能特性において良好であり、かつ比較合金に北べて加工
性にもすぐれていることか籐められた。

■を含有していても合金ム１１のように過−ノに添加さ
れたものは、却って機能特性に悪影番をおよばずことが
わかった。

実施例２ ′４！、施例１で準備した形状記憶効果を不す試料を用
いて、これらの合金における機械的特性やＷ３品粒度を
調べ、その結果を第８表に示しｆｔ０第０表 上記第３表からこの発明の合金の破断伸び値は組成か類
似して似かよった変粗泥度域を有する比軟合金に比へ大
さく改善されており、また結晶粒径も微細化されている
し、引張り強さも大きく向トしていることかわフ・つた
。

実施例８ 実施例１の第１表に示した合金のうち、変匙鉦度域の類
似している本発明合金のムｌと比較合金のム７について
片振り試験機により疲労寿命を―へたところ第４表の結
果を得た。

第　　４　　表 上表から疲労特性においてもこの発明の合金は、責給湿
度域の類似している比較合金に比べて改善されているこ
とが認められる。

以上詳述したように、この発明の銅基機船合金は、Ｚｎ
５〜６０ｉ童％とＶｏ、０５〜８ｍ［Ｊｌｌｌを必須と
して含有し、あるいはさらにＳ　ｉ、　Ｓｎ、　Ａｇ、
　Ｎｉ、Ｍｇｘ　Ｍｎｓ　Ｓｂｓ　Ｇａｓ　Ｇｅ−、Ｉ
　ｎなどの金属の匈れか１種またはそれ以上を合金がβ
相構造を有しうる範囲内で含有し、残部がＣｕよりなる
ことを特徴とするものであって、結晶粒界の脆さの改！
！効果や結晶粒の微細化なとＫよって延性が改善される
結果、加工性において着しい改善効果が得られ、また疲
労特性も顕著に改善されるため工業的に用いて多大の効
果を有するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｚｎ　８２〜６０重ｉｉ優、Ｖｏ、０５〜８
   ［ｊｌ＊を含有し、残部がＣｕよりなることを特徴とす
   る銅基機能合金。
2. （２）　　Ｚｎ５〜４５重量ル、Ｖｏ、０５〜８重量滲
   、およびＳｉ、　Ｓ＊、　Ａｇ、　Ｎｉ、Ｍｇ、　Ｍｎ
   、　Ｓｂ、　Ｇａ、　Ｇｅ、　Ｉｎ。 などの金属の侮れか１檜またはそれ以上を合金がβ相構
   造を有しうる範囲内で含有し、残部がＣｕよりなること
   を特徴とする銅基機能合金。