JPS592730B2 - スピノダル銅−ニツケル−スズ合金 - Google Patents
スピノダル銅−ニツケル−スズ合金Info
- Publication number
- JPS592730B2 JPS592730B2 JP52053266A JP5326677A JPS592730B2 JP S592730 B2 JPS592730 B2 JP S592730B2 JP 52053266 A JP52053266 A JP 52053266A JP 5326677 A JP5326677 A JP 5326677A JP S592730 B2 JPS592730 B2 JP S592730B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- copper
- amount
- nickel
- tin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスピノダル銅−ニッケル−スズ合金に関連する
。
。
スピノダル銅−ニッケル−スズ合金は電線、スプリング
、コネクター及びリレー素子のような物２５品の製造に
最近普及している銅ベリリウム及び燐青銅合金の商業的
に実行可能な代替物として最近開発された。
、コネクター及びリレー素子のような物２５品の製造に
最近普及している銅ベリリウム及び燐青銅合金の商業的
に実行可能な代替物として最近開発された。
１９７２年１０月１０日付出願の米国出願番号第２９６
０１１号〔１９７６年２月１０日付でＪ、Ｔ、Ｐｌｅｗ
ｅｓに特許付与の米国特許３０第３９３７６３８号〕を
優先権の基礎とする昭和４８年１０月９日付出願の特願
昭４８−１１２９５８号には臨界的な細目に従つて冷間
加工され、そして時効処理されると、高水準の展延性と
共に予期しない高水準の降伏強度を示す銅−３５ニッケ
ル−スズ合金が開示されている。
０１１号〔１９７６年２月１０日付でＪ、Ｔ、Ｐｌｅｗ
ｅｓに特許付与の米国特許３０第３９３７６３８号〕を
優先権の基礎とする昭和４８年１０月９日付出願の特願
昭４８−１１２９５８号には臨界的な細目に従つて冷間
加工され、そして時効処理されると、高水準の展延性と
共に予期しない高水準の降伏強度を示す銅−３５ニッケ
ル−スズ合金が開示されている。
例えば９、のニッケル、６％のすず、及び残部の銅を含
む銅−ニッケルーすず合金を、均質化し、９９％ととい
う面積減少に相当する量の冷間加工をなし、そして７５
分間３００℃という温度で時効処理すると、平方インチ
当り１８２，０００ボンド（平方センチメータ当り１２
，７６９グラム）という降伏強度を示しそして引張り破
壊面に断面積の５２％の減少を受ける。これらの合金の
組成は、この様な合金が合金の融点に近い温度では単相
状態で、しかし室温では二相状態であるということに特
徴がある。
む銅−ニッケルーすず合金を、均質化し、９９％ととい
う面積減少に相当する量の冷間加工をなし、そして７５
分間３００℃という温度で時効処理すると、平方インチ
当り１８２，０００ボンド（平方センチメータ当り１２
，７６９グラム）という降伏強度を示しそして引張り破
壊面に断面積の５２％の減少を受ける。これらの合金の
組成は、この様な合金が合金の融点に近い温度では単相
状態で、しかし室温では二相状態であるということに特
徴がある。
スピノダル構造は室温で、第２相が第１相の粒界に位置
しているのではなくて第１相全体にわたつて細かく分散
されていることに特徴がある。粒界に望ましくない第２
相析出ではなくてスピノダル粒子構造を発達させる処理
には合金を均質化し、冷間加工しそして時効処理するこ
とが要求される。
しているのではなくて第１相全体にわたつて細かく分散
されていることに特徴がある。粒界に望ましくない第２
相析出ではなくてスピノダル粒子構造を発達させる処理
には合金を均質化し、冷間加工しそして時効処理するこ
とが要求される。
特に、時効処理温度は実施される冷間加工の量に主に依
存する最適温度Ｔｄの付近にあることが要求されしかし
主に合金の組成に依存する所謂転換（ＲｅｖｅｒｓｉＯ
ｎ璃度Ｔｍを越えてはならない。特願昭４８−１１２９
５８号（米国特許第３９３７６３８号）から採られた表
１には適当に冷間加工されそして時効処理されると、ス
ピノダル構造になる数種の銅−ニツケル一すず合金につ
いての転換温度が示されている。ある種の銅−ニツケル
一すず合金で適当な冷間加工及び時効処理によつて得ら
れる主としてスピノダルの二相構造は次の元素：Ｆｅ，
Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，ｃｒ，Ａｔ、又はＭｇの少なくとも
一個の有効量の存在によつて本質的に確保されることを
発見した。
存する最適温度Ｔｄの付近にあることが要求されしかし
主に合金の組成に依存する所謂転換（ＲｅｖｅｒｓｉＯ
ｎ璃度Ｔｍを越えてはならない。特願昭４８−１１２９
５８号（米国特許第３９３７６３８号）から採られた表
１には適当に冷間加工されそして時効処理されると、ス
ピノダル構造になる数種の銅−ニツケル一すず合金につ
いての転換温度が示されている。ある種の銅−ニツケル
一すず合金で適当な冷間加工及び時効処理によつて得ら
れる主としてスピノダルの二相構造は次の元素：Ｆｅ，
Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，ｃｒ，Ａｔ、又はＭｇの少なくとも
一個の有効量の存在によつて本質的に確保されることを
発見した。
この様な「四番目」の元素の添加はコスト低減、熱間加
工の容易化、展延性又は強度の増大、及びスピノダル構
造を成就するのに要求される冷間加工の量の低下のよう
な理由で重要である。２〜２０％ニツケル、２〜８％す
ず、及び残部銅を含み少量の他の添加物及び／又は不純
物を伴なわない組成物である銅−ニツケル一すず合金で
は、ある種の四番目の元素が相当量の銅に置換される時
でさえ本質的にスピノダル構造になることが見出された
。
工の容易化、展延性又は強度の増大、及びスピノダル構
造を成就するのに要求される冷間加工の量の低下のよう
な理由で重要である。２〜２０％ニツケル、２〜８％す
ず、及び残部銅を含み少量の他の添加物及び／又は不純
物を伴なわない組成物である銅−ニツケル一すず合金で
は、ある種の四番目の元素が相当量の銅に置換される時
でさえ本質的にスピノダル構造になることが見出された
。
Ｆｅ、又はＭｎの２重量？までの量が合金中に存在した
とすれば、合金の性質について中性的効果が合理的に予
測されたはずだが、これらの量が事実上２％以上存在す
ることができてそして更に５？以上の量でも有効に許容
されうることが確かであつた。
とすれば、合金の性質について中性的効果が合理的に予
測されたはずだが、これらの量が事実上２％以上存在す
ることができてそして更に５？以上の量でも有効に許容
されうることが確かであつた。
特に、１５％までのＦｅｌｌ５％までのＭｎの各量は合
金のコストを下げるために相当量の銅に代替えできる。
各元素Ｆｅ、及び施の一個以上が合金中に存在する場合
、それらの合計量は好ましくは重量で１５７０を越える
べきではない。Ｉｖｒｌで銅を置換することは、加工さ
れそして時効処理される合金の機械的性質を著しく変え
ないが、銅を鉄で置換することは経費低減の外に、成形
性を増大させるという附加的な有益効果を持つている。
逆に言えば、鉄の存在下では、より少ない量の冷間加工
で、相当する基本の銅−ニツケル一すず合金に要求され
る量と比較して望ましい水準の展延性を獲得するに十分
である。スピノダル合金中で有利に銅を置換し得る比較
的多量の鉄、マンガンに比べて、比較的少量の元素Ｚｒ
，Ｎｂ，Ｃｒ，Ａｔ又はＭｇが推奨される。
金のコストを下げるために相当量の銅に代替えできる。
各元素Ｆｅ、及び施の一個以上が合金中に存在する場合
、それらの合計量は好ましくは重量で１５７０を越える
べきではない。Ｉｖｒｌで銅を置換することは、加工さ
れそして時効処理される合金の機械的性質を著しく変え
ないが、銅を鉄で置換することは経費低減の外に、成形
性を増大させるという附加的な有益効果を持つている。
逆に言えば、鉄の存在下では、より少ない量の冷間加工
で、相当する基本の銅−ニツケル一すず合金に要求され
る量と比較して望ましい水準の展延性を獲得するに十分
である。スピノダル合金中で有利に銅を置換し得る比較
的多量の鉄、マンガンに比べて、比較的少量の元素Ｚｒ
，Ｎｂ，Ｃｒ，Ａｔ又はＭｇが推奨される。
特に、重量で０．０５％〜０．２％の量で加えられたＺ
ｒは鋳塊の熱間加工時の表面亀裂及びアリゲータリング
を防止する。重量で０．１〜０．３％の量のＮｂ又は０
．５％〜１．０％の量のＣｒの存在は加工された合金の
展延性を高める。０．５％〜１．０％の量のＭｇ又は０
．５％〜１．５％の量のＡｔ（いずれも重量で）により
相当多量のすず含量の銅−ニツケル一すず合金に相当す
る特性を持つ合金が得られる。
ｒは鋳塊の熱間加工時の表面亀裂及びアリゲータリング
を防止する。重量で０．１〜０．３％の量のＮｂ又は０
．５％〜１．０％の量のＣｒの存在は加工された合金の
展延性を高める。０．５％〜１．０％の量のＭｇ又は０
．５％〜１．５％の量のＡｔ（いずれも重量で）により
相当多量のすず含量の銅−ニツケル一すず合金に相当す
る特性を持つ合金が得られる。
Ａｔ又はＭｇの価格はすずの何分の１であるからその使
用によつて著しい節減となる。組合わせで存在する場合
は、元素Ｚｒ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ａｔ及びＭｇの合計量は好
ましくは１．５％を越えるべきではなくそして、Ｆｅ、
又はＭｎと組合せて存在する場合は、Ｃｕ，Ｎｉ、及び
Ｓｎ以外の元素の合計量は好ましくは重量で１５％を越
えるべきではない。これらの四番目の元素の存在の効果
は冷間加工の種々の水準及び対応する時効温度で実験さ
れた。
用によつて著しい節減となる。組合わせで存在する場合
は、元素Ｚｒ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ａｔ及びＭｇの合計量は好
ましくは１．５％を越えるべきではなくそして、Ｆｅ、
又はＭｎと組合せて存在する場合は、Ｃｕ，Ｎｉ、及び
Ｓｎ以外の元素の合計量は好ましくは重量で１５％を越
えるべきではない。これらの四番目の元素の存在の効果
は冷間加工の種々の水準及び対応する時効温度で実験さ
れた。
この効果を示すために、表に参照合金及び四番目の元素
の量が相当量の銅に置き換わつた参照合金と異なる４個
の合金の機械的性質が記されている。この参照合金は９
７０ニツケル、６７０すず及び残部銅を含んでいる。四
個の四元合金及び参照合金は３５％の面積減少に相当す
る量の冷間加工をなされそして２０時間３５０℃で時効
処理された。各合金について、引張り下の弾性限界、引
張下破断時の面積減少及び破断なしでなし得る最少曲げ
半径が示される。参照合金に比較すると、この四元合金
が面積減少及び曲げ半径の測定によつて示されるように
展延性及び成形性でより秀れており、そしてこれらの合
金の強度が参照合金のそれと同等又はそれ以上であると
いうことを表に見ることができる。第２グループの例は
表に示されている。
の量が相当量の銅に置き換わつた参照合金と異なる４個
の合金の機械的性質が記されている。この参照合金は９
７０ニツケル、６７０すず及び残部銅を含んでいる。四
個の四元合金及び参照合金は３５％の面積減少に相当す
る量の冷間加工をなされそして２０時間３５０℃で時効
処理された。各合金について、引張り下の弾性限界、引
張下破断時の面積減少及び破断なしでなし得る最少曲げ
半径が示される。参照合金に比較すると、この四元合金
が面積減少及び曲げ半径の測定によつて示されるように
展延性及び成形性でより秀れており、そしてこれらの合
金の強度が参照合金のそれと同等又はそれ以上であると
いうことを表に見ることができる。第２グループの例は
表に示されている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高い展延性及び／或いは高い降伏強度特性を要する
製品の製造に有用で、ニッケル、すず及び銅を含むスピ
ノダル２相状態の銅合金において、該合金が重量で２−
２０％の量のニッケル、２−８％の量のすず及び、Ｆｅ
及びＭｎから選択される少なくとも１つの添加元素を３
−１５％（但し３％を除く）のＦｅ及び２−１５％のＭ
ｎの量、及び／又はＺｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ａｌ及びＭｇか
ら選択される少なくとも１つの添加元素を０．０５−０
．２％のＺｒ、０．１−０．３％のＮｂ、０．５−１％
のＣｒ、０．５−１．５％のＡｌ及び０．５−１％のＭ
ｇの量を含み、残部はＣｕであることを特徴とする前記
銅合金。 ２ 該合金はＦｅ及びＭｎの少なくとも１つの少なくと
も５重量％含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
の銅合金。 ３ Ｆｅ及びＭｎから選択された元素が、合金中に合わ
せて合計量で１５重量％を越えない量含まれていること
を特徴とする特許請求の範囲第１或いは第２項の銅合金
。 ４ Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ａｌ及びＭｇから選択された元
素が合金中に合わせた合計が１．５重量％を越えない量
含まれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項の
銅合金。 ５ Ｆｅ及びＭｎ並びにＺｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ａｌ及びＭ
ｇから選択された元素が合金中に合わせた合計で１５重
量％を越えない量含まれていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項の銅合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US000000685263 | 1976-05-11 | ||
| US05/685,263 US4052204A (en) | 1976-05-11 | 1976-05-11 | Quaternary spinodal copper alloys |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52136828A JPS52136828A (en) | 1977-11-15 |
| JPS592730B2 true JPS592730B2 (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=24751435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52053266A Expired JPS592730B2 (ja) | 1976-05-11 | 1977-05-11 | スピノダル銅−ニツケル−スズ合金 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4052204A (ja) |
| JP (1) | JPS592730B2 (ja) |
| BE (1) | BE854401R (ja) |
| CA (1) | CA1086989A (ja) |
| DE (1) | DE2720460C2 (ja) |
| FR (1) | FR2351185A2 (ja) |
| GB (1) | GB1578605A (ja) |
| IT (1) | IT1116756B (ja) |
| NL (1) | NL181117C (ja) |
| SE (1) | SE429348B (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1569466A (en) * | 1976-11-19 | 1980-06-18 | Olin Corp | Method of obtaining precipitation hardened copper base alloys |
| CA1119920A (en) * | 1977-09-30 | 1982-03-16 | John T. Plewes | Copper based spinodal alloys |
| US4260432A (en) * | 1979-01-10 | 1981-04-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for producing copper based spinodal alloys |
| US4406712A (en) * | 1980-03-24 | 1983-09-27 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Cu-Ni-Sn Alloy processing |
| US4373970A (en) * | 1981-11-13 | 1983-02-15 | Pfizer Inc. | Copper base spinodal alloy strip and process for its preparation |
| US4388270A (en) * | 1982-09-16 | 1983-06-14 | Handy & Harman | Rhenium-bearing copper-nickel-tin alloys |
| US4434016A (en) | 1983-02-18 | 1984-02-28 | Olin Corporation | Precipitation hardenable copper alloy and process |
| US4641976A (en) * | 1984-02-09 | 1987-02-10 | Smith International, Inc. | Copper-based spinodal alloy bearings |
| US4732625A (en) * | 1985-07-29 | 1988-03-22 | Pfizer Inc. | Copper-nickel-tin-cobalt spinodal alloy |
| JPH0768597B2 (ja) * | 1986-02-28 | 1995-07-26 | 株式会社東芝 | 非磁性バネ材及びその製造方法 |
| US4861391A (en) * | 1987-12-14 | 1989-08-29 | Aluminum Company Of America | Aluminum alloy two-step aging method and article |
| JPH02225651A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-09-07 | Mitsubishi Electric Corp | 高強度Ｃｕ―Ｎｉ―Ｓｎ合金の製造方法 |
| US5089057A (en) * | 1989-09-15 | 1992-02-18 | At&T Bell Laboratories | Method for treating copper-based alloys and articles produced therefrom |
| GB2281078B (en) * | 1993-08-16 | 1997-08-13 | Smith International | Rock bit bearing material |
| US9845520B2 (en) | 2009-03-31 | 2017-12-19 | Questek Innovations Llc | Beryllium-free high-strength copper alloys |
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| TW201702393A (zh) * | 2015-03-18 | 2017-01-16 | 麥提利恩公司 | 錳銅鎳錫合金 |
| US11965398B2 (en) | 2019-06-27 | 2024-04-23 | Schlumberger Technology Corporation | Wear resistant self-lubricating additive manufacturing parts and part features |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1976
- 1976-05-11 US US05/685,263 patent/US4052204A/en not_active Ceased
-
1977
- 1977-05-02 SE SE7705055A patent/SE429348B/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-05-06 DE DE2720460A patent/DE2720460C2/de not_active Expired
- 1977-05-06 NL NLAANVRAGE7705007,A patent/NL181117C/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-05-09 GB GB19314/77A patent/GB1578605A/en not_active Expired
- 1977-05-09 BE BE177386A patent/BE854401R/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-05-10 CA CA278,115A patent/CA1086989A/en not_active Expired
- 1977-05-10 FR FR7714260A patent/FR2351185A2/fr active Granted
- 1977-05-10 IT IT68060/77A patent/IT1116756B/it active
- 1977-05-11 JP JP52053266A patent/JPS592730B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4837888A (ja) * | 1971-09-17 | 1973-06-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE854401R (fr) | 1977-09-01 |
| GB1578605A (en) | 1980-11-05 |
| DE2720460A1 (de) | 1977-12-01 |
| CA1086989A (en) | 1980-10-07 |
| SE7705055L (sv) | 1977-11-12 |
| NL181117B (nl) | 1987-01-16 |
| FR2351185B2 (ja) | 1980-05-09 |
| NL7705007A (nl) | 1977-11-15 |
| FR2351185A2 (fr) | 1977-12-09 |
| DE2720460C2 (de) | 1984-09-06 |
| US4052204A (en) | 1977-10-04 |
| SE429348B (sv) | 1983-08-29 |
| IT1116756B (it) | 1986-02-10 |
| JPS52136828A (en) | 1977-11-15 |
| NL181117C (nl) | 1987-06-16 |
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