JPS60190542A - 耐食性に優れた磁気テ−プ接触部品用アルミニウム合金 - Google Patents

耐食性に優れた磁気テ−プ接触部品用アルミニウム合金

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JPS60190542A
JPS60190542A JP4646984A JP4646984A JPS60190542A JP S60190542 A JPS60190542 A JP S60190542A JP 4646984 A JP4646984 A JP 4646984A JP 4646984 A JP4646984 A JP 4646984A JP S60190542 A JPS60190542 A JP S60190542A
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alloy
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茂 柳本
Akira Niitsuma
新妻 亮
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Katsumi Yokoi
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Showa Keikinzoku KK
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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】 本発明は、磁気テープの接触部品である、たとえばVT
R(ビデオテープレコーダー)のシリン記録装置用部品
に適した耐食性に優れたアルミニウム合金に関するもの
である。
VTRは磁気テープに映像信号を磁気記録再生する回転
磁気ヘッド部と、磁気テープを安定に走行させるための
静止または回転するテープ案内ドラム等から構成されて
いる。これらの回転磁気ヘッド部あるいはテープ案内ド
ラムの々II <磁気テープと直接接触する部品は磁粉
を伺Xi したテープ面を損なうことなく安定したテー
プの走行を保持するうえで極めて重要な機能を果たすこ
とが知られており、再生映像の精度(映像の鮮明度、色
むら等)を向上するため、磁気テープ接触部品材料の改
善が強く要望されている。
従来、VTRのテープ接触部品としては、例えば表面に
Orハードメッキを施した銅合金、オーステナイト系S
US材等が使用されていた。しかし、最近は、アルミニ
ウム合金のもつ軽量性や加工性が優れていること、非磁
性であることなどの長所を生かして、アルミニウム合金
鋳物又は鋳塊を切削又は塑性加工(特に鍛造加工)して
、VTRのドラム等磁気テープ接触部品が製造されるよ
うになった。
磁気テープ接触部品用材料にめられるアルミニウム合金
の性質としては、主として、次の項目が挙げられる。
■) テープに対する耐摩耗性がよいこと。
2) テープとの動J98擦係数が小さく、テープ走行
性がよいこと。
3〕 機械的強度が優れていること。
4)被削性に優れ、切削仕上面の平滑性がよいこと。
5)gi性加工性、特に冷間鍛造性に優れること。
6)高温多湿雰囲気中での耐食性が良好なこと。
従来、磁気テープ接触部品用アルミニウム合金として1
例えば、塑性加工用合金のJ I S 2000番系A
n−Cu系合金、鋳物用合金のJ I SAC:5Aお
よび8種系のA l−1−3i−Cu−系合金等が広く
使用されているが、これらの合金は、前記l)〜5)の
性質においては優れているが、6)の高温多湿雰囲気中
での耐食性において、次のような間・照点がある。
VTRのシリンダーに磁気テープを巻きつけたまま、高
温多湿の雰囲気中に長時間放置すると、磁気テープとシ
リンダー間に露結した水分によりシリンダーが腐蝕を受
けて発錆し、シリンダー表面として必要な表面の平滑性
を失うのみならず、この錆が磁気テープの磁性塗膜にく
いこんで、テープを引き剥す際に磁性塗膜が剥離される
ことがある。
この対策として、特開昭58−18472号公報に、金
属又は合金の表面に化学処理皮膜を施し、該皮膜をクロ
ム又はステンレススチールのスパッター膜で被覆する技
術が公開されている。しかしこの方法は、通常の工程に
表面処理及びスパッター膜被覆という工程が追加される
のでコスト高になるという欠点をもつ。
本発明者らは、このような現状に鑑み磁気テープ接触部
品用として、機械的性質に優れ、かつ高温多湿の雰囲気
中での耐食性に優れたアルミニウム合金を開発すること
を技術的課題として種々研究の結果、これまで広く使用
されている塑性加]。
用合金のJ I 52000番系A文=Cu系合金、鋳
物用合金のJISAC5A及び8種糸An−Si−C:
u−M’z系合金において、特にSl及びMgの含有量
が腐蝕に大きな影響を与えていることを見出し、本発明
を完成した。即ち本発明の目的は、塑性加工性、機械的
強度を損なうことなく、1耐歴耗性、動摩擦係数、被削
性を改善し、かつ更に、耐食性をも改善した磁気テープ
接触部品用アルミニウム合金を提供することであり、こ
のような技術的課題は以下の構成により解決される。
本願の第一発明の要旨は、 % :l:テSi 2〜12%、Cu I〜5X、Mg
 0.2〜0.8 %。
Fe O,1”1.(1%、Ti 0.005〜0.2
%を含み、残部は通常の不純物を含むAnよりなる耐食
性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム合金を提
供するものであり、第ゴー発明の要旨は、 m 罎テsi 2−12%、C:u 1〜5%、Mg 
0.2〜0.8 %。
Ni O,5−2,5L Fe O,1〜1.0%、T
i O,005〜0.2%を含み、残部は通常の不純物
を含む4文よりなる耐食+/Iに優れた磁気テープ接触
部品用アルミニウム合金を提供するものであり、第三発
明の要旨は、重着テsi 2〜12LCu 1〜5LM
g O,2〜0.8 %。
Fe O,1〜1.OX、Ti 0.005〜0.2%
を含み、さらにMn 0.2〜1.2%、Cr O,2
〜1.2%のうち1種以上の元素を含み、残部は通常の
不純物を含むAnよりなる耐食性に優れた磁気テープ接
触部品用アルミニウド合金を提供するものであり、第四
発明の要旨は、 重jAテsi 2〜12LCu I 〜5LMg O,
2〜0.8 %。
Ni O,5〜2.5X、 Fe O,l”1.OX、
Ti O,005〜0.2%ヲ含み、サラニMn O,
2〜1.Q、C:r O,2〜]、2%ノうち1挿具−
にの元素を含み、残部は通常の不純物を含むAnよりな
る耐食性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム合
金を提供するものであり、第3発明の要旨は、 Il!: ’t’si 2〜12X、Cu l 〜5L
Mg O,2〜0.8 %。
Fe O,1〜1.0X、Ti O,005〜0.2%
を含み、さラニ、Pb、旧、 Sn 、 Sbのうち1
種以上の元素を総量で0.5〜2zを含み、残部は通常
の不純物を含む4文よりなる四食性に優れた磁気テープ
接触部品用アルミニウム合金を提供するものであり、第
六発明の要旨は、 重量でSi 2〜12LC:u 1〜5$、Mg O,
2〜0.8 %。
Ni O,5〜2.5L Fe O,1〜1.0%、T
i 0.005〜0.2%を含み、さらに、Pb 、B
 i 、Sn 、Sbのうち1種以上の元素を総にで0
.5〜2zを含み、残部は通常の不純物を含む4文より
なる耐食性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム
合金を提供するものであり、第七発明の要旨は、 重量テsi 2〜12LCu 1〜5X、Mg O,2
〜0.8 ’X。
Fe O,1〜1.0%、Ti O,005〜0.2%
を含み、さらに、Mn O,2〜1.2%、Cr 0.
2〜!、2%(7)うち1種以上の元素およびPb、B
i、Sn、Sbのうち1種以上の元素を総t11で0.
5〜2zを含み、残部は通常の不純物を含む4文よりな
る耐食性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム合
金を提供するものであり、第八発明の要旨は、 取量テsi2〜12%、Cu 1〜5%、Mg O,2
〜0.8 %。
Ni O,5〜2.5%、 Fe O,1〜1.0X、
Ti 0.005〜0.2%を含み、さラニ、Mn 0
.2〜1.2%、Or 0.2〜1.2%(7) ウち
1種以上の元素および−Pb、Bi、Sn、Sbのうち
1挿置」二の元素を総42で0.5〜2zを含み、残5
部は通常の不純物を含む4文よりなる耐食性に優れた磁
気テープ接触部品用アルミニウム合金を提供するもので
ある。
以下本発明の合金の組J&範囲限定の理由について説明
する。本明細書の記載において含有元素の含有量″は、
いずれも重量%で示されている。
まず、第1発明について説明する。
Cu:Cuは合金素地の強度を高め、かつ被削性を向上
させる。1%より少ないと効果は不十分であり、5%を
越えると、鋳造性会鍛造性−耐食性が低下する。このた
めCuは1〜5zの範囲とする。
SiおよびMg : SiとMgはMg25 i系析出
物を形成して合金強度を高める。Mgは合金の機械的強
度、耐力を向上させる。特にCuとの相乗効果により被
削性を一層確実にする。Siは、耐摩性を向上させるの
に顕著な効果がある。Si 2%以下、Mg 0.2%
以下ではこれらの効果は十分でない。
Siが12%を越えると初晶ケイ素が晶出し、冷間鍛造
性、切削仕」二面の平滑性が低下する。この為、Siは
2〜12%の範囲とする。
Mgは、木順のSiの範囲内においては、高温多湿雰囲
気中での耐食性に著しい影響を及ぼす。即ちMgが0.
8zを越えると耐食性が著しく悪くなる。この為Mgは
 0.2〜0.8zの範囲とする。
Fe:Feは、耐摩耗性及び被削性の向上に有効である
。0.1%未満ではその効果が認められず、1.0%を
越えると塑性加工性を悪くする。従ってFeは0.1〜
1.Ozの範囲とする。
Ti : Tiは、組織の微細化にに有効であるが、0
.005%未満ではその効果が認められず、0.2%を
越えると効果が飽和するばかりか、鍛造加工性が低下す
る。従ってTiは0.005〜0.2zの範囲とする。
本発明の実施にあたっては、上記の添加元素のほかに、
B O,0004〜0.002%を添加してもよい。こ
れによって、Ttとの共存により、微細化効果を高め、
かつ加工性を向上させる。
この出願の第2発明は、第1発明の合金にNi045〜
2.5zを添加して耐摩耗性および切削性をさらに改善
したものである。0.5%未満ではその効果が認められ
ず、2.5zを越えると粗大な金属間化合物が生じ、鍛
造加工性′及び切削性が低下する。
従ってNiの範囲は0.5〜2.5zとする。
この出願の第3.@4発明は、それぞれ第1゜第2発明
の合金に、さらにMn O,2〜1.2%、Cr 0.
2〜1.2%のうち1種以上の元素を添加してさらに耐
摩耗性を改善したものである。0.2%未満では耐摩耗
性に寄与する晶出が上のでなく、1.2zを越えると、
晶出物が粗大化して被削性を害する。従ってMnおよび
Orは0.2〜1.2zの範囲とする。
この出願の第5.第6発明は、それぞれ第1゜第2発明
の合金に、Pb、Bi、Sn、Sb c7)うち1種以
上の元素を総量で0.5〜2z添加して合金の被削性を
さらに向」;させたものである。
被削性の向上とは、切削抵抗の減少、切粉の分断微細化
と切削什−ヒ面の精度向」−を意味し、単独より、2挿
具」−の方が効果的である。0.5z未満では、上記特
性に対して効果はなく、2.0%を越えると塑性加工性
及び靭性が極端に低下するため得策でない。
これらの元素の含有量(2種類以上の場合は合1;ド;
j、 )が0.5%未満では上記特性に対して効果が少
なく、2.0%を越えると塑性加工性及び機械的強度、
特に靭性が極端に低下する。好ましい含有量は 0.8
〜1.4zである。
この発明の第7.第8発明は、それぞれ第3゜第4発明
の合金に、Pb、Bi、Sn、Sbのうち1挿具−にの
元素を総量で0.5〜2z添加して合金の被削性をさら
に向(−させたものである。
本発明合金からなるテープ接触部品を製造する場合、そ
の出発素材は砂型、金型の鋳物よりはむしろ、冷却速度
の大きい直冷連続鋳造法によって製造される長尺鋳塊を
鍛造手段により塑性加工し、ついで機械的切削手段によ
り成形什毛げされることが最も墾ましい。この場合、特
開昭58−614348号公報記載の鍛造用アルミニウ
ム合金の製造法を適用して、冷却速度(連続鋳造時の固
液界面の冷却速度)を25°C/秒以Fに保持(特に直
径 100mm以下の細径ビレットがこの条件にふされ
しl/1)すれば、鋳造性は極めて向」ニし、長尺鋳塊
を1甲tBし加圧することなく面接鍛造加工しうるよう
になり生産性を向1−シうるほか、合金塊の組織力く著
しく微細化し、かつ金属間化合物からなる第二ゝ相オq
子が細かく均一に分散している。このため高(徂Jmで
耐摩耗性に富み、加うるにVTRテープ接角虫合1;品
として要求される緻密11/・滑な面l/)わゆる鏡面
イ1゜1;げ加工後の表面m+c!Lは極めて1身れた
ものとなる。
一般にダイヤモンド切削刃を有する切削下↓t″9によ
る金属の鏡面仕−ヒげ加]二のような精密仕−1−1ヂ
面が要求される場合、合金塊の組織まで調整する必要が
あることが知見されており、に記したような本発明合金
の細径長尺鋳塊はかかる要請に適合する。
しかし本願発明の合金材は」−記したような連1シ鋳造
塊に限定されるものではなく、金型、砂型、ダイカスト
等の鋳造法によって成形造塊し、これをそのまま又は熱
、冷鍛造加工を加えた後、切削成形加]二してVTRテ
ープ接触部品を製造しても従来の合金材に比し本発明の
特徴的効果は充分発(111されるものである。
以下実施例にもとづいて本発明を説明するが、その貿旨
の範囲内で以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例 第1表に実施例合金No1〜13、および比較例合金N
o14〜16の合金組成を示す。この表に示した合金鋳
塊の分類において合金鋳塊Aは、垂直半連続鋳造法によ
るものである。冷却速度は28°C/秒に保持され、直
径73++uaの円柱状長尺鋳塊に製造したもので、得
られた鋳塊の内部組織中のデンドライトアーム間隔は、
狭く、かつ第2相粒子は微細かつ均一に分子i(lされ
ていることが認められた。
合金εl魂Bは、垂直半連続鋳造法によって得た直径2
00mmの円柱状鋳塊を押出して、直径70IIlfl
+の丸棒としたものである。
合金fjj塊Cは金型鋳造によって第1図に示す形状に
造形した。
機械的性質の試験片は、合金材A、Bでは鋳塊を、又、
合金材Cでは、舟底金型鋳塊を各々T6熱処理(500
°OX 4時間、水冷焼き入れ、ついで180°OX 
8時間の人工時効処理)した後、JIS4号試験片に加
圧した。
鍛造性評価用の試験片は、合金材A、Bともに、鋳塊を
焼鈍熱処理(370℃×4時間、炉冷)したのちに第2
図(a)に示すウェッジ試験片(L=150mm 、t
 o= 3mm、 t 1=15mm、W=20mm)
に加工した。
硬さ、切削性、表面粗さ、動摩擦係数、耐食性の各試験
片は1合金材A、Bでは冷間鍛造により、合金材Cでは
金型鋳造によって各々第1図の形状に造形した。これら
の合金材を粗削りした後にF記と同一条件のT6熱処理
を施し、ついてダイヤモンド切削刃を有する切削工具に
よって鏡面仕上げ加工を行ない、第1図における寸法諸
元がD=63mm 、d l=40mm、 d2 =2
0mm、 H1=16mm、 H2= 7mmより成る
VTR回転ドラムとした。テープが摺動するドラム外周
面の切削条件は切削速度150m/min、切込み7d
0.05mm、切削工具送り量0.05mm/回転であ
った。比摩耗量試験片は上記VTR回転ドラムの一部か
ら切出して供゛した。
第2表にこれら試片の特性値を示す。
(以下余白) 各試験法の概要は次のとおりである。
イ)引張強さ及び 口)伸び オルゼン式50トン万能試験機を用いてJIS4号試験
片によるテストを行なった。
ハ)鍛造性 第2図(a)に示すウニ・ンジ試験片1を第2図(b)
に示す金敷2」二に置き、局トン/\ンマー3によって
鍛伸し、鍛伸後の試験片4の割れ発生位買を比較するこ
とで評価した。評価結果、は■:良好、O:ふつう、△
:やや不良と表示する。
二)硬さ ビッカース硬度計によってテープ摺動面真下の硬さをA
11定した。
ホ)切屑処理性 人造焼結ダイヤモンドの切削工具で、切削速度150m
/min、切込み部0.15mmの条件で切削し、pJ
削屑の形状で比較、評価した。評価結果は、O:良好、
○:ふつう、△:やや不良と表示する。
へ)表面粗さ ドラムの軸方向の表面粗さを、触劉式あらさ試験機にて
測定した。
ト)耐摩耗性 大越式摩耗試験機により、相手をFe12とし、摩擦速
度3m/sec 、荷重2.1k g、摩擦圧1Ill
[600m、無?lyl滑の状fハ1で試験し、単位面
積のkg当りの比摩耗性を測定した。
チ)動摩擦係数 VTRと同様の走行方法で磁気テープの片方には50g
rの逆長刀(Wp)を負荷し、18.0cm/secの
相対速度で供試材を回転させ、磁気テープの負荷と相対
する片側で作用荷重(WT)を・Δ(q定して動摩擦係
数をq出した。
す)耐食性 VTRドラムに、eOgrの荷重をかけた磁気テープを
まきつけ温度40°C,湿度85%の雰囲気に1遅間保
持した後、ドラムと磁気テープについて各々が接触し合
っていた部分の状態を観察した。評価は4段階とした。
即ち。
O: ドラム、磁気テープに変化なし。
O: ドラムに小さな腐蝕発生、磁気テープに異常なし
Δ: ドラムに腐蝕発生、磁気テープの所々に磁性粉の
剥離あり。
×: ドラムが激しく腐蝕、磁気テープの磁性粉の制置
顕著。
以上の評価で、0及びOは、丈用]−差し支えない程度
のものである。
耐食性試験によって得たドラム表面のスケッチ図を第3
図に、それに対応する磁気テープのスケッチ図を第4図
に示す。第3図、第4図とも、(a)は合金No2、(
b)は合金No+4に対応する。
第3図(b)でドラト表面に存在する黒い点が腐fl+
!部分であり、第4図(b)でテープ表面の黒い点がド
ラムの腐蝕によって磁性粉が制置した部分である。
第3図(b)の腐蝕部の断面を組織観察したところ、腐
食は結晶粒界に伝播して起る粒界腐蝕であることが明ら
かとなった。第3図(b)のドラムの腐蝕部の断面の顕
微鏡組織写真を第5図に示す。
従って、VTRドラムと磁気テープとを接触させたまま
高温、高湿下で静的に放置した場合の耐食性は、Siお
よびMg含有量を管理することによって達成することが
出来る。
第2表の特性値にみられるように、本発明の合金は、磁
気テープ接触部品に要求される機械的特質に優れ、かつ
部品表面にコーティングなどの特殊な処理を施さなくと
も耐食性に優れており、磁気テープ接触部品目4材料と
して甚だ好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、VTR用回転ドラム形状試験片の断面図、 第2図(a)は、鍛造性評価のためのウェッジ試験片の
形状、第2図(b)は、鍛造性試験方法の説明図、 第3図及び第4図は、高温高溶雰囲気下での酎食性試験
によって得られたドラム表面(第3図)とそれに対応す
る磁気テープ(第4図)のスケッチ図で、それぞれ(a
)は、合金No2、(b)は合金No14に対応する。 第5図は、第3図(b)のドラムの腐蝕部の断面の顕微
鏡組織写真である。 特許出願人 昭和金属株式会社 代 理 人 弁理士 菊地精− 第1図 馬2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、重量でSi2〜12%、Cu1〜5%、Mg O,
    2〜0.8%。 Fe O,]〜1.OX、Ti O,005〜0.2%
    を含み、残部は通常の不純物を含むAfl、よりなる耐
    食性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム合金。 2、小量テsi 2〜12LCu 1〜5LMg O,
    2〜0.8 %。 Ni O,5〜2.5L Fe O,1〜1.0!、T
    i O,005〜0.2%を含み、残部は通常の不純物
    を含むAnよりなる耐食性に優れた磁気テープ接触部品
    用アルミニウム合金。 3、 重i−c’si 2〜12LC:u 1〜5LM
    g O,2〜0.8 LFe O,1〜]、0%、Ti
     0.005〜0.2Xt:含み、さラニMn O,2
    〜1.2LCr O,2〜1.2%のうち1種以上の元
    素を含み、残部は通常の不純物を含むへ文よりなる耐食
    性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム合金。 4、重量テsi 2〜+2LC:u 1〜5X、Mg 
    O,2〜0.8 %。 Ni O,5〜2.5%、Fe O,1〜1.Q%、T
    i Q、005 〜0.2%を含み、ざらにMn O,
    2〜1.2%、Cr O,2〜1.2%のうち1種以上
    の元素を含み、残部は通常の不純物を含む4文よりなる
    耐食性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム合金
    。 5、重iテsi 2〜12LC:u 1〜5LMg O
    ,2〜0.8 X。 Fe O,1〜1.0%:、Ti 0.005〜0.2
    J:を含み、さらに、Pb、Bi、Sn、Sbのうち1
    種以上の元素を総量で0.5〜2zを含み、残部は通常
    の不純物を含むiよりなる1耐食性に優れた磁気テープ
    接触部品用アルミニウム合金。 6、重量テsi 2〜12LCu 1〜5LMg O,
    2〜0.8 ’A。 Ni O,5〜2.5L Fe O,1〜1.0X、T
    i 0.005−0.2%を含み、さらに、Pb、Bi
    、Sn、Sbのうち1種以上の元素を総量で0.5〜2
    zを含み、残部は通常の不純物を含む4文よりなる耐食
    性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウム合金。 ?0重量テテi 2〜12LCu 1〜5%、Mz O
    ,2〜0.8%。 Fe O,1” 1.OX、Ti O,005〜0.2
    %を含み、さらに、Mn O,2〜1.2Lc:r O
    ,2〜1.2%+7)うt、1挿置−1−の元素および
    Pb、Bi、Sn、Sbのうち1種以上の元素を総量で
    0.5〜2zを含み、残部は通常の不純物を含むA父よ
    りなる耐食性に優れた磁気テープ接触部品用アルミニウ
    ム合金。 8、 屯1jテsi 2〜12LC:u 1〜5X、M
    g O,2〜0.8 %。 旧0.5〜2.5X、 Fe O,1〜1.0$、Ti
     O,005〜0.2%ヲ含ミ、サラニ、Mn O,2
    〜1.2%、Or 0.2〜1.2%のうち1種以上の
    元素およびPb、Bi、Sn、Sbのうち1挿具りの元
    素を総量で0.5〜2zを含み、残部は通常の不純物を
    含むA文よりなる耐食性に優れた磁気テープ接触部品用
    アルミニウム合金。
JP4646984A 1984-03-13 1984-03-13 耐食性に優れた磁気テ−プ接触部品用アルミニウム合金 Granted JPS60190542A (ja)

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JP4646984A JPS60190542A (ja) 1984-03-13 1984-03-13 耐食性に優れた磁気テ−プ接触部品用アルミニウム合金

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JP4646984A Granted JPS60190542A (ja) 1984-03-13 1984-03-13 耐食性に優れた磁気テ−プ接触部品用アルミニウム合金

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