JPS6053097B2 - 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 - Google Patents
高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金Info
- Publication number
- JPS6053097B2 JPS6053097B2 JP22548482A JP22548482A JPS6053097B2 JP S6053097 B2 JPS6053097 B2 JP S6053097B2 JP 22548482 A JP22548482 A JP 22548482A JP 22548482 A JP22548482 A JP 22548482A JP S6053097 B2 JPS6053097 B2 JP S6053097B2
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- Japan
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- alloy
- wear
- toughness
- resistant
- high strength
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高強度と高靭性を有し、さらに耐摩耗性に
もすぐれたＣｕ合金に関するものである。
もすぐれたＣｕ合金に関するものである。
従来、例えば自動車用シンクロナイザーリングのような
高負荷（高速および／または高荷重）の摺動条件下で使
用される部品には、各種の金属間化合物などの硬質粒子
を分散させたＡｅ青銅系合一金や黄銅系合金が使用され
ている。
高負荷（高速および／または高荷重）の摺動条件下で使
用される部品には、各種の金属間化合物などの硬質粒子
を分散させたＡｅ青銅系合一金や黄銅系合金が使用され
ている。
しかし、これらの従来Ｃｕ合金は、いずれも強度，靭性
，および耐摩耗性のうちの少なくともいずれかの特性が
劣るものであるため、実用に際しては十分満足する性能
を長期に亘つて発揮し得ず、比較的短かい使用寿命しか
示さないのが現状である。そこで、本発明者等は、上述
のような観点から、強度，靭性，および耐摩耗性をすべ
て具備した材料を開発すべく研究を行なつた結果、重量
％で、Ｚｎ：２２〜４３％， Ａｆ：２〜８％， Ｚｒ：０．１〜２．５％， ）Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯのうちの１種または２種以上
：０．５〜５．０％，を含有し、さらに必要に応じて、 ＶおよびＣｒのうちの１種または２種：０．１〜１．２
％、−Ｐ：０．００３〜０．３０％、 Ｍｎ：０．２〜３．０％、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがＣｕと不
可避不純物からなるＣｕ合金は、高強度，高靭性，およ
びすぐれた耐摩耗性をすべて具備ノし、したがつて、こ
のＣｕ合金を、特に高負荷の摺動条件下で使用される部
品の製造に用いた場合、すぐれた性能を長期に亘つて発
揮するという知見を得たものである。
，および耐摩耗性のうちの少なくともいずれかの特性が
劣るものであるため、実用に際しては十分満足する性能
を長期に亘つて発揮し得ず、比較的短かい使用寿命しか
示さないのが現状である。そこで、本発明者等は、上述
のような観点から、強度，靭性，および耐摩耗性をすべ
て具備した材料を開発すべく研究を行なつた結果、重量
％で、Ｚｎ：２２〜４３％， Ａｆ：２〜８％， Ｚｒ：０．１〜２．５％， ）Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯのうちの１種または２種以上
：０．５〜５．０％，を含有し、さらに必要に応じて、 ＶおよびＣｒのうちの１種または２種：０．１〜１．２
％、−Ｐ：０．００３〜０．３０％、 Ｍｎ：０．２〜３．０％、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがＣｕと不
可避不純物からなるＣｕ合金は、高強度，高靭性，およ
びすぐれた耐摩耗性をすべて具備ノし、したがつて、こ
のＣｕ合金を、特に高負荷の摺動条件下で使用される部
品の製造に用いた場合、すぐれた性能を長期に亘つて発
揮するという知見を得たものである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたも、のであ
つて、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由
を説明する。
つて、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由
を説明する。
（ａ）ＺｎおよびＡｅ
ｚｎ．ｌ５Ａｅは本質的に合金の素地組織を決定する成
分であつて、その含有量および含有比率によつて、その
組織はα＋β型，β型，およびβ＋γ型に変化するが、
その組織がα＋β型あるいはβ型である場合にすぐれた
靭性を示すものである。
分であつて、その含有量および含有比率によつて、その
組織はα＋β型，β型，およびβ＋γ型に変化するが、
その組織がα＋β型あるいはβ型である場合にすぐれた
靭性を示すものである。
このα＋β型あるいはβ型の素地組織は、それぞれＺｎ
：２２〜４３％およびＡ′：２〜８％を含有する場合に
得られるものである。また、ＺｎおよびＡｅの含有量が
前記の範囲からそれぞれ外れると、合金に強度低下やγ
相析出による脆化現象が現われるようになる。これらの
理由から、ＺｎおよびＡｅの含有量をそれぞれＺｎ：２
２〜４３％、Ａｅ：２〜８％と定めた。（ｂ）Ｚｒと，
Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯ Ｚｒ成分は、Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯと結合して金属間
化合物を形成し、この金属間化合物は素地中に均一微細
に分散することから、靭性が損なわれることなく、合金
の強度および耐摩耗性が著しく向上するようになるが、
その含有量が、それぞれＺｒ：０．１％未満，並びにＦ
ｅ，Ｎｉ，およびＣＯ：０．２％未満ては金属間化合物
の形成が不十分で所望の高強度およびすぐれた耐摩耗性
を確保することができず、一方Ｚｒ：２．５％，並びに
Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯ：５．０％をそれぞれ越えて含
有させると、金属間化合物の量が多くなりずぎて、切削
加工時における切削工具の摩耗が増大するようになるこ
とから、その含有量を、それぞれＺｒ：０．１〜２．５
％，Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯ：０．２〜５．０％と定め
た。
：２２〜４３％およびＡ′：２〜８％を含有する場合に
得られるものである。また、ＺｎおよびＡｅの含有量が
前記の範囲からそれぞれ外れると、合金に強度低下やγ
相析出による脆化現象が現われるようになる。これらの
理由から、ＺｎおよびＡｅの含有量をそれぞれＺｎ：２
２〜４３％、Ａｅ：２〜８％と定めた。（ｂ）Ｚｒと，
Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯ Ｚｒ成分は、Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯと結合して金属間
化合物を形成し、この金属間化合物は素地中に均一微細
に分散することから、靭性が損なわれることなく、合金
の強度および耐摩耗性が著しく向上するようになるが、
その含有量が、それぞれＺｒ：０．１％未満，並びにＦ
ｅ，Ｎｉ，およびＣＯ：０．２％未満ては金属間化合物
の形成が不十分で所望の高強度およびすぐれた耐摩耗性
を確保することができず、一方Ｚｒ：２．５％，並びに
Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯ：５．０％をそれぞれ越えて含
有させると、金属間化合物の量が多くなりずぎて、切削
加工時における切削工具の摩耗が増大するようになるこ
とから、その含有量を、それぞれＺｒ：０．１〜２．５
％，Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯ：０．２〜５．０％と定め
た。
なお、上記のようにＺｒと、Ｆｅ，Ｎｉ，およびＣＯの
含有量が上記の範囲内にある場合、金属間化合物は素地
中にきわめて均一微細に分散することから切削加工に際
して、切削工具の摩耗は著しく小さく、工具寿命の延命
化が可能となるのである。（ｃ）ＣｒおよびＶこれらの
成分には合金の耐摩耗性をさらに向上させる作用がある
ので、特にすぐれた耐摩耗性が要求される場合に必要に
応じて含有されるが、その含有量が０．１％未満では所
望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方１．２％を越え
て含有せると、切削加工時の切削工具摩耗が著しくなる
ことから、その含有量を０．１〜１．２％と定めた。
含有量が上記の範囲内にある場合、金属間化合物は素地
中にきわめて均一微細に分散することから切削加工に際
して、切削工具の摩耗は著しく小さく、工具寿命の延命
化が可能となるのである。（ｃ）ＣｒおよびＶこれらの
成分には合金の耐摩耗性をさらに向上させる作用がある
ので、特にすぐれた耐摩耗性が要求される場合に必要に
応じて含有されるが、その含有量が０．１％未満では所
望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方１．２％を越え
て含有せると、切削加工時の切削工具摩耗が著しくなる
ことから、その含有量を０．１〜１．２％と定めた。
（ｄ）ＰＰ成分は、素地中に分散する金属間化合物をさ
らに一段と微細化して、合金の強度と耐摩耗性をよソー
層向上させると共に、切削工具の摩耗を著しく低減する
作用を有するきわめて有用な成分であり、したがつて、
これらの特性が要求される場合に応じて含有される成分
であるが、その含有量が０．００３％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方の０．３０％を越えて含
有させると、合金の加工性が劣化するようになることか
ら、その含有量を０．００３〜０３０％と定めた。
らに一段と微細化して、合金の強度と耐摩耗性をよソー
層向上させると共に、切削工具の摩耗を著しく低減する
作用を有するきわめて有用な成分であり、したがつて、
これらの特性が要求される場合に応じて含有される成分
であるが、その含有量が０．００３％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方の０．３０％を越えて含
有させると、合金の加工性が劣化するようになることか
ら、その含有量を０．００３〜０３０％と定めた。
（ｅ）Ｍｎ
Ｍｎ成分には、合金の強を一段と向上させ、かつ熱履歴
に対して合金組織を安定化する作用があるので、これら
の特性が要求される場合に必要に応じて含有されるが、
その含有量が０．２％未満では前記作用に所望の改善効
果が得られず、一方３．０％を越えて含有させると、合
金溶製時に酸化物スラを発生し、鋳塊の健全性が害され
るようになることから、その含有量を０．２〜３．０％
と定めた。
に対して合金組織を安定化する作用があるので、これら
の特性が要求される場合に必要に応じて含有されるが、
その含有量が０．２％未満では前記作用に所望の改善効
果が得られず、一方３．０％を越えて含有させると、合
金溶製時に酸化物スラを発生し、鋳塊の健全性が害され
るようになることから、その含有量を０．２〜３．０％
と定めた。
つぎに、この発明のＣｕ合金を実施例により具体的に説
明する。
明する。
実施例
通常の高周波炉を用い、黒鉛るつぼにて、大気中、木炭
被覆下で、それぞれ第１表に示される成分組成をもつた
本発明Ｃｕ合金１〜３１および比較Ｃｕ合金１〜１０を
それぞれ溶製し、金型に鋳造して、上端面直径：７ｈφ
Ｘ下端面直径：６−φ×高さ：１６０Ｔｒｎの寸法をも
つたインゴットとし、ついでこのインゴットに面削を施
した後、温度：７５０℃にて熱間分塊鍛造を行なつて直
径：６０ＴｎＩｎφのビレツトとし、再び面削を施して
直径：５５ｍφのビレツトとした。
被覆下で、それぞれ第１表に示される成分組成をもつた
本発明Ｃｕ合金１〜３１および比較Ｃｕ合金１〜１０を
それぞれ溶製し、金型に鋳造して、上端面直径：７ｈφ
Ｘ下端面直径：６−φ×高さ：１６０Ｔｒｎの寸法をも
つたインゴットとし、ついでこのインゴットに面削を施
した後、温度：７５０℃にて熱間分塊鍛造を行なつて直
径：６０ＴｎＩｎφのビレツトとし、再び面削を施して
直径：５５ｍφのビレツトとした。
つぎに、この結果得られた本発明Ｃｕ合金１〜３１およ
び比較Ｃｕ合金１〜１０のビレツトについて、これらＣ
ｕ合金の切削工具に及ぼす影響をみる目的で、切削工具
：ＷＣ基超硬合金製、 切削速度：２２０ｍ／Ｍｉｎｌ 切込み：０．５Ｔｍ１ 送りニ０．０８＝／Ｒｅｖ． 切削時間：１５ｒｒ１１ｎ１ 油剤：なし、 の条件で連続切削試験を行ない、工具刃先のブランク摩
耗幅を測定した。
び比較Ｃｕ合金１〜１０のビレツトについて、これらＣ
ｕ合金の切削工具に及ぼす影響をみる目的で、切削工具
：ＷＣ基超硬合金製、 切削速度：２２０ｍ／Ｍｉｎｌ 切込み：０．５Ｔｍ１ 送りニ０．０８＝／Ｒｅｖ． 切削時間：１５ｒｒ１１ｎ１ 油剤：なし、 の条件で連続切削試験を行ない、工具刃先のブランク摩
耗幅を測定した。
５ また、上記の切削試験後のビレツトから、平行部長
さ：３０ｒｒｒＩｎ，平行部直径：６顛の引張試験片，
およびＪＩＳ４号の衝撃試験片を切出し、引張試験およ
び衝撃試験を行なうと共に、同じく先端部直径が２？φ
のピン試験片を切出し、ピン・オン・ディスク型摩耗試
験機を用い、ディスク材：浸炭焼入れしたＳＣＭ−２１
（Ｃｒ−ＭＯ＃４，硬さ：ＨＲＣ：６３）、摩擦速度：
０．３ｍ．／Ｓｅｃ．、 接触圧力ニ３０ｋ９／Ｃｌｔｌ すベリ距離：１ｋｆｎ１ の条件て乾式摩耗試験を行ない、単位圧力，単位すベリ
距離当りの摩耗体積（比摩耗量）を測定した。
さ：３０ｒｒｒＩｎ，平行部直径：６顛の引張試験片，
およびＪＩＳ４号の衝撃試験片を切出し、引張試験およ
び衝撃試験を行なうと共に、同じく先端部直径が２？φ
のピン試験片を切出し、ピン・オン・ディスク型摩耗試
験機を用い、ディスク材：浸炭焼入れしたＳＣＭ−２１
（Ｃｒ−ＭＯ＃４，硬さ：ＨＲＣ：６３）、摩擦速度：
０．３ｍ．／Ｓｅｃ．、 接触圧力ニ３０ｋ９／Ｃｌｔｌ すベリ距離：１ｋｆｎ１ の条件て乾式摩耗試験を行ない、単位圧力，単位すベリ
距離当りの摩耗体積（比摩耗量）を測定した。
これらの測定結果を第１表に示した。第１表に示される
結果から、本発明Ｃｕ合金１〜３１は、いずれも高強度
および高靭性を有し、かつ高負荷の摺動条件下ですぐれ
た耐摩耗性を示し、さらに切削工具の摩耗もきわめて少
ないものであるのに対して、比較Ｃｕ合金１〜１０に見
られるように、構成成分のうちのいずれかの含有量（第
１表に※印を付したもの）がこの発明の範囲から外れる
と、上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性が劣
つたものになることが明らかである。
結果から、本発明Ｃｕ合金１〜３１は、いずれも高強度
および高靭性を有し、かつ高負荷の摺動条件下ですぐれ
た耐摩耗性を示し、さらに切削工具の摩耗もきわめて少
ないものであるのに対して、比較Ｃｕ合金１〜１０に見
られるように、構成成分のうちのいずれかの含有量（第
１表に※印を付したもの）がこの発明の範囲から外れる
と、上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性が劣
つたものになることが明らかである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、残りがＣｕと不可避不純
物からなる組成（以上重量％）を有することを特徴とす
る高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。 ２ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、さらに、 ＶおよびＣｒのうちの１種または２種：０．１〜１．２
％、を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有することを特徴とする高強度および
高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。 ３ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、さらに、 Ｐ：０．００３〜０．３０％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする高強度および高靭
性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。 ４ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．２〜３．０％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする高強度および高靭
性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。 ５ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、さらに、 ＶおよびＣｒのうちの１種または２種：０．１〜１．２
％、Ｐ：０．００３〜０．３０％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする高強度および高靭
性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。 ６ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、さらに、 ＶおよびＣｒのうちの１種または２種：０．１〜１．２
％、Ｍｎ：０．２〜３．０％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする高強度および高靭
性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。 ７ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、さらに、 Ｐ：０．００３〜０．３０％、 Ｍｎ：０．２〜３．０％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする高強度および高靭
性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。 ８ Ｚｎ：２２〜４３％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｚｒ：０．１〜２．５％、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１種または２種以上：
０．２〜５．０％、を含有し、さらに、 ＶおよびＣｒのうちの１種または２種：０．１〜１．２
％、Ｐ：０．００３〜０．３０％、 Ｍｎ：０．２〜３．０％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする高強度および高靭
性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22548482A JPS6053097B2 (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22548482A JPS6053097B2 (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116347A JPS59116347A (ja) | 1984-07-05 |
| JPS6053097B2 true JPS6053097B2 (ja) | 1985-11-22 |
Family
ID=16830044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22548482A Expired JPS6053097B2 (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053097B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6280957A (ja) * | 1985-10-03 | 1987-04-14 | Nec Kyushu Ltd | 半導体基板イオン注入装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157825A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-06-30 | Oiles Ind Co Ltd | 耐摩耗性銅合金 |
| KR910009871B1 (ko) * | 1987-03-24 | 1991-12-03 | 미쯔비시마테리얼 가부시기가이샤 | Cu계 합금제 변속기용 동기링 |
| KR900006104B1 (ko) * | 1987-04-10 | 1990-08-22 | 풍산금속공업 주식회사 | 고강도 내마모성 동합금 |
| JPH01252743A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Mitsubishi Metal Corp | Ｃｕ系焼結合金製変速機用同期リング |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP22548482A patent/JPS6053097B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6280957A (ja) * | 1985-10-03 | 1987-04-14 | Nec Kyushu Ltd | 半導体基板イオン注入装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59116347A (ja) | 1984-07-05 |
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