JPS5933180B2 - 高強度非磁性銅合金およびその製造法 - Google Patents
高強度非磁性銅合金およびその製造法Info
- Publication number
- JPS5933180B2 JPS5933180B2 JP54126607A JP12660779A JPS5933180B2 JP S5933180 B2 JPS5933180 B2 JP S5933180B2 JP 54126607 A JP54126607 A JP 54126607A JP 12660779 A JP12660779 A JP 12660779A JP S5933180 B2 JPS5933180 B2 JP S5933180B2
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- Japan
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- copper alloy
- magnetic permeability
- strength
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、非磁性（低透磁率）の高強度銅合金および
その製造法に関するものである。
その製造法に関するものである。
一般に、非磁性無火花工具、磁場内作業用安全靴の鋲、
タービン発電機や誘導電導機のエンドリング、掃海艇用
クランクシャフト、さらに非磁性ボールベアリングなど
の製造には、鉄粉などを吸引しない、渦電流による発熱
が起らない、さらに磁力線を乱さないなどの特性が要求
されることから、透磁率が１．２以下と低く、かつ引張
強さが９０ＩＶ？Ｂｉ以上の高強度をもつた材料の使用
が望まれ、一部用途には前記特性が規格化されたものも
ある。
タービン発電機や誘導電導機のエンドリング、掃海艇用
クランクシャフト、さらに非磁性ボールベアリングなど
の製造には、鉄粉などを吸引しない、渦電流による発熱
が起らない、さらに磁力線を乱さないなどの特性が要求
されることから、透磁率が１．２以下と低く、かつ引張
強さが９０ＩＶ？Ｂｉ以上の高強度をもつた材料の使用
が望まれ、一部用途には前記特性が規格化されたものも
ある。
従来、この種の用途には透磁率１．２以下、引張強さ９
０ｋｇ／ｎｗＬ２以上の特性、すなわちＢｅ：１．９％
、Ｃｏ■０．２％、Ｎｉ：０．１％、Ｆｅ■０．１％、
Ｃｕおよびその他の不可避不純物：残り（以上重量％）
からなる標準組成で、引張強さ：１００に９／ｍ薦”、
０．２％耐力：８２ｋｇ／ｍｍ２、伸び：１２％、透磁
率：１．００の特性を有するＣｕ−Ｂｅ合金が広く使用
されている。
０ｋｇ／ｎｗＬ２以上の特性、すなわちＢｅ：１．９％
、Ｃｏ■０．２％、Ｎｉ：０．１％、Ｆｅ■０．１％、
Ｃｕおよびその他の不可避不純物：残り（以上重量％）
からなる標準組成で、引張強さ：１００に９／ｍ薦”、
０．２％耐力：８２ｋｇ／ｍｍ２、伸び：１２％、透磁
率：１．００の特性を有するＣｕ−Ｂｅ合金が広く使用
されている。
しかしながら、上記Ｃｕ−Ｂｅ合金は、溶解時に有毒な
ヒユームを発生するために作業環境を汚染し、かつＢｅ
自体が希少資源であるためにコスト高となるなどの問題
点をもつものであり、したがつて前記ＣＬｒ−Ｂｅ合金
にかわる非磁性にして高強度を有する材料の開発が強く
望まれているのが現状である。
ヒユームを発生するために作業環境を汚染し、かつＢｅ
自体が希少資源であるためにコスト高となるなどの問題
点をもつものであり、したがつて前記ＣＬｒ−Ｂｅ合金
にかわる非磁性にして高強度を有する材料の開発が強く
望まれているのが現状である。
本発明者等は、上述のような観点から、上記Ｃｕ−Ｂｅ
合金にほぼ匹適する非磁性と高強度を有する材料をコス
ト安く開発すべく研究を行なつた結果、成分組成を、重
量％で、 Ｆｅ：４．０〜６．０％、 Ｎｉ：４．０〜６．０％、 を満足し、 Ｃｕおよび不可避不純物：残り、 から構成し、しかも上記組成の銅合金素材に、温度：８
００〜９５０℃より焼入れ後、温度：４８０〜６００℃
で焼戻しの熱処理を施すと、前記銅合金は透磁率：１．
２以下の非磁性と、引張強さ：９０ｋｇ／ＮｌＬ２以上
の高強度を有するようになるという知見を得たのである
。
合金にほぼ匹適する非磁性と高強度を有する材料をコス
ト安く開発すべく研究を行なつた結果、成分組成を、重
量％で、 Ｆｅ：４．０〜６．０％、 Ｎｉ：４．０〜６．０％、 を満足し、 Ｃｕおよび不可避不純物：残り、 から構成し、しかも上記組成の銅合金素材に、温度：８
００〜９５０℃より焼入れ後、温度：４８０〜６００℃
で焼戻しの熱処理を施すと、前記銅合金は透磁率：１．
２以下の非磁性と、引張強さ：９０ｋｇ／ＮｌＬ２以上
の高強度を有す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り
、以下に成分組成範囲および熱処理条件を上記の通りに
限定した理由を説明する。
、以下に成分組成範囲および熱処理条件を上記の通りに
限定した理由を説明する。
（ａ） ＦｅおよびＮｉ
ＦｅおよびＮｉの含有量がそれぞれ４％未満では所望の
高強度を確保することができず、一方それぞれ６％を越
えて含有させても強度向上効果により一層の改善が見ら
れないばかりか、透磁率が増加し、１．２以下の透磁率
を確保することができなくなることから、それぞれの含
有量を４．０〜６．０％と定めた。
高強度を確保することができず、一方それぞれ６％を越
えて含有させても強度向上効果により一層の改善が見ら
れないばかりか、透磁率が増加し、１．２以下の透磁率
を確保することができなくなることから、それぞれの含
有量を４．０〜６．０％と定めた。
（ｂ） ＡｌおよびＭｎ
ＡｌとＭｎの含有量が、それぞれＡｌ：８．５％未満お
よびＭｎ：０．５％未満の範囲と、さらに不等式：Ａｌ
く−０．６Ｍｎ＋１１．２を満足する範囲にある場合に
は、１，２以下の低透磁率を確保することができないの
で、Ａｌ：８．５％以上およびＭｎ：０．５％以上にし
て、不等式Ａｌ≧−０．６Ｍｎ＋１１．２を満足するＡ
ｌ（５−Ｍｎの含有量にしなければならないが、Ａｌお
よびＭｎをそれぞれ１１．５％および４．５％を越えて
含有させると合金の延性が低下するようになるので、そ
れぞれ前記上限値を越えて含有させてはならない。
よびＭｎ：０．５％未満の範囲と、さらに不等式：Ａｌ
く−０．６Ｍｎ＋１１．２を満足する範囲にある場合に
は、１，２以下の低透磁率を確保することができないの
で、Ａｌ：８．５％以上およびＭｎ：０．５％以上にし
て、不等式Ａｌ≧−０．６Ｍｎ＋１１．２を満足するＡ
ｌ（５−Ｍｎの含有量にしなければならないが、Ａｌお
よびＭｎをそれぞれ１１．５％および４．５％を越えて
含有させると合金の延性が低下するようになるので、そ
れぞれ前記上限値を越えて含有させてはならない。
なお、上記不等式は多数の試験結果にもとづいて経験的
に導き出したものである。（ｃ）焼入れ温度８００℃未
満の焼入れ温度では引張強さ：９０ｋν篭２以上の高強
度を確保することができず、一方９５０℃を越えた焼入
れ温度にすると、結晶粒が粗大化して延性が損なわれる
ようになることから、焼入れ温度を８００〜９５『Ｃと
定めた。
に導き出したものである。（ｃ）焼入れ温度８００℃未
満の焼入れ温度では引張強さ：９０ｋν篭２以上の高強
度を確保することができず、一方９５０℃を越えた焼入
れ温度にすると、結晶粒が粗大化して延性が損なわれる
ようになることから、焼入れ温度を８００〜９５『Ｃと
定めた。
（ｄ）焼戻し温度
４８０℃未満の焼戻し温度では１．２以下の透磁率を確
保することができず、一方６００℃を越えた焼戻し温度
にすると、透磁率は低下するが、強度も低下してしまい
。
保することができず、一方６００℃を越えた焼戻し温度
にすると、透磁率は低下するが、強度も低下してしまい
。
引張強さ：９０ｋｆ１／／７！１１Ｔ２以上の高強度を
確保することができなくなることから、焼戻し温度を４
８０〜６００℃と定めた。つぎに、この発明を実施例に
より説明する。
確保することができなくなることから、焼戻し温度を４
８０〜６００℃と定めた。つぎに、この発明を実施例に
より説明する。
高周波溶解炉を使用し、大気中にて通常の溶解法にした
がつて第１表に示される最終成分組成を有する合金溶湯
をそれぞれ調整した後、金型に鋳造して重量５ｋｇのイ
ンゴツト素材とし、ついで温度９０『Ｃに１時間保持後
水焼入れ、および温度５６０℃に２時間保持後空冷の熱
処理を施すことによつて本発明合金１〜１２および比較
合金１３〜１９をそれぞれ製造した。なお、比較合金１
３および１４はＭｎを含有しないものであり、また比較
合金１５，１６，および１７はＡｌとＭｎの含有量がそ
れぞれこの発明にかかる不等式：Ａｌ≧− ０．６Ｍｎ
＋１１．２’を満足しないものである。さらに比較合金
１８および１９は、それぞれＡｌ・またはＭｎの含有量
がこの発明の範囲から高い方に外れたものである。また
、上記本発明合金１〜１２と比較合金１３〜１９の透磁
率と機械的性質を第２表に示した。
がつて第１表に示される最終成分組成を有する合金溶湯
をそれぞれ調整した後、金型に鋳造して重量５ｋｇのイ
ンゴツト素材とし、ついで温度９０『Ｃに１時間保持後
水焼入れ、および温度５６０℃に２時間保持後空冷の熱
処理を施すことによつて本発明合金１〜１２および比較
合金１３〜１９をそれぞれ製造した。なお、比較合金１
３および１４はＭｎを含有しないものであり、また比較
合金１５，１６，および１７はＡｌとＭｎの含有量がそ
れぞれこの発明にかかる不等式：Ａｌ≧− ０．６Ｍｎ
＋１１．２’を満足しないものである。さらに比較合金
１８および１９は、それぞれＡｌ・またはＭｎの含有量
がこの発明の範囲から高い方に外れたものである。また
、上記本発明合金１〜１２と比較合金１３〜１９の透磁
率と機械的性質を第２表に示した。
第２表に示されるように、Ｍｎを含有しない比較合金１
３，１４，および上記不等式を満足しない比較合金１５
〜１７は、いずれも１．２以上の透磁率を示し、かつ比
較合金１４を除いて９０ｋ９／Ｎ２以下の引張強さしか
有さず、さらにＡｌまたはＭｎの含有量がこの発明の範
囲から外れた比較合金１８，１９は１．２以下の透磁率
と比較的良好な強度を示すものの延性に劣つたものとな
つていることが明らかである。これに対して、本発明合
金１〜１２は、いずれも１．２以下の低透磁率と９０ｋ
゛Ｍ２以上の引張強さ、さらに良好な伸び（延性）をも
つのである。
３，１４，および上記不等式を満足しない比較合金１５
〜１７は、いずれも１．２以上の透磁率を示し、かつ比
較合金１４を除いて９０ｋ９／Ｎ２以下の引張強さしか
有さず、さらにＡｌまたはＭｎの含有量がこの発明の範
囲から外れた比較合金１８，１９は１．２以下の透磁率
と比較的良好な強度を示すものの延性に劣つたものとな
つていることが明らかである。これに対して、本発明合
金１〜１２は、いずれも１．２以下の低透磁率と９０ｋ
゛Ｍ２以上の引張強さ、さらに良好な伸び（延性）をも
つのである。
以上の結果をＡｌ含有量とＭｎ含有量との関係において
まとめたのが第１図である。なお、第１図において、含
有量プロツトの０印上側の数字は合金番号を示し、同下
側の数字は透磁率を表わしており、図示されるように本
発明範囲内のＡｌおよびＭｎ含有量の本発明合金１〜１
２はいずれも１．２以下の低い透磁率をもつことが明ら
かである。上述のように、この発明の合金は、１，２以
下の低い透磁率と引張強さ：９０Ｖｇ／ｍ！２以上の高
強度を有するので、非磁性と高強度とが要求される分野
に使用した場合にすぐれた性能を発揮するものであり、
また公害上の問題なく、かつ比較的コスト安く製造する
ことができるのである。
まとめたのが第１図である。なお、第１図において、含
有量プロツトの０印上側の数字は合金番号を示し、同下
側の数字は透磁率を表わしており、図示されるように本
発明範囲内のＡｌおよびＭｎ含有量の本発明合金１〜１
２はいずれも１．２以下の低い透磁率をもつことが明ら
かである。上述のように、この発明の合金は、１，２以
下の低い透磁率と引張強さ：９０Ｖｇ／ｍ！２以上の高
強度を有するので、非磁性と高強度とが要求される分野
に使用した場合にすぐれた性能を発揮するものであり、
また公害上の問題なく、かつ比較的コスト安く製造する
ことができるのである。
第１図は透磁率について示したＡｌ含有量とＭｎ含有量
との関係図である。
との関係図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｆｅ：４．０〜６．０％、 Ｎｉ：４．０〜６．０％、 Ａｌ：８．５〜１１．５％、 Ｍｎ：０．５〜４．５％、 を含有し、かつＡｌとＭｎの含有量が、 Ａｌ≧−０．６Ｍｎ＋１１．２ を満足し、 Ｃｕおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなる組成を有することを特徴とする
高強度非磁性銅合金。 ２ Ｆｅ：４．０〜６．０％、 Ｎｉ：４．０〜６．０％、 Ａｌ：８．５〜１１．５％、 Ｍｎ：０．５〜４．５％、 を含有し、かつＭｎとＡｌの含有量が、 Ａｌ≧−０．６Ｍｎ＋１１．２ を満足し、 Ｃｕおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなる組成を有する銅合金素材を、８
００〜９５０℃の温度に加熱した後、焼入れし、引続い
て４８０〜６００℃の温度で焼戻し処理を行なうことを
特徴とする高強度非磁性銅合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54126607A JPS5933180B2 (ja) | 1979-10-01 | 1979-10-01 | 高強度非磁性銅合金およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54126607A JPS5933180B2 (ja) | 1979-10-01 | 1979-10-01 | 高強度非磁性銅合金およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5651545A JPS5651545A (en) | 1981-05-09 |
| JPS5933180B2 true JPS5933180B2 (ja) | 1984-08-14 |
Family
ID=14939376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54126607A Expired JPS5933180B2 (ja) | 1979-10-01 | 1979-10-01 | 高強度非磁性銅合金およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933180B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0419644Y2 (ja) * | 1984-12-06 | 1992-05-06 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1979
- 1979-10-01 JP JP54126607A patent/JPS5933180B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0419644Y2 (ja) * | 1984-12-06 | 1992-05-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5651545A (en) | 1981-05-09 |
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