JPS6086236A - 摺動部材用Ｃｕ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、高強度と高靭性、さらにすぐ、ｌ−１，た
耐摩耗性を有し、特にこれらの特性が要求される摺動部
材として使用するのに適したＣｕ合蛍に関するものであ
る。

従来、例えば自動車のシンクロナイザ−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
用される摺動部材には、各種の金属間化合物などの硬質
粒子全分散させ′ｆｃＭ青銅や黄銅などのＣｕ＠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に
劣るものであるため、これらの特性のすべてを具備する
ことが要求される苛酷な条件下での使用を予儀なくされ
る摺動部材の製造に用いた場合、十分満足する性能を長
期に亘って発揮し得す、比較的短かい使用寿命（−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、および耐摩耗性のすべての特性を具備しｆ？Ｌ制
料を開発すべく研究を行なった結果１重量％で（以下係
はすべて重量％を示す〕、Ｚｎ：１０〜４　３　％。

Ａ４：２〜８　係　。

Ｓｎ　：　０．２〜３　％。

Ｔ１およびＺｒのうちの１種寸たば２種二０．２〜３係
。

を含有し、さらに必要に応じて、 Ｍｎ　：　０．２〜３％。

Ｐｂ：０．０５〜１％。

のうちの１種寸たば２種を含有し、残ｐがＯｕと不可避
不純物からなるＣｕ合金は、亮強度、高靭性。

およびすぐれた耐摩耗性をすべて具備し、したがって、
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に、すぐれた性能を長期に亘っ
て発揮す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っ
て、以下に成分組成範囲ヲ」二記の通りに限定した理由
全説明する。

（ａ）、ＺｎνよびＭ ＺｎとＡで成分は、本質的に合金の素地組織を決定する
成分であって、その含有量によって、その組織はα十β
型、β型、およびβ十γ型に変化するが、その組織がα
＋β型あるいにβ型である場°合にすぐれた靭性全示す
ものである。このα＋β型あるいはβ型の素地組織ば、
それそＡＺｎ　：　１０〜４３循およびＡ、ｅ：２〜８
係を含有する場合［９！ｉられるものである。したがっ
て、　ＺｎおよびＭの含有量がＺｎ：４３係およびＭ：
８係を越えて高くなると、γ相析出による脆化現象が現
われるようになるばかりでなく、合金の強度も低下する
ようになり、一方、Ｚｎ：ｌＱ％未満およびＡＡ　：　
２％未満の含有でばα相が増加してβ相が減少し、所望
の耐摩耗性を確保することができなくなるという理由か
ら、ＺｎおよびＭの含有同音それぞれＺｎ　：　１０〜
４３循９Ｍ：２〜８係と定めた。

（ｂ）　Ｓｎと、　ＴｉおよびＺｒ これらの成分は、Ｔｉ５　Ｓｎ３　、　Ｚｒ５　Ｓｎ３
　、および（Ｔｉ　。

Ｚｒ　）５　Ｓｎ３型の金属間化合物を形成し、これら
の金属間化合物は素地に均一微細に分散して、合金の靭
性を損なうことなく、合金の強度と耐摩耗性を著しく向
上させる作用をもつが、その含有量が、それぞ、ｎｓｎ
　：　０．２　（１＝未’７８４３　ｈ　Ｔ１およびＺ
ｒ　：　０．２４未満では金属間化合物の量が不十分で
所望の高強度とすぐれた耐摩耗性を確保することができ
ず、一方、Ｓｎ：３循、Ｔ１およびＺｒ：３係をそれぞ
れ越えて含有させても強度および耐摩耗性にょシ一層の
向上効果が現われないばかりでなく、被削性および熱間
加工性に劣化傾向が現わハ、るようになることから、そ
の含有量を、Ｓｎ：Ｑ、２〜３％、ＴｉおよびＺｒ：０
．２〜３係と定めた。

なお、Ｓｎとｈ　Ｔｉおよび／またはＺｒば、上記の金
属間化合物の組成からも明らかなように、Ｓｎ／Ｔｉ。

Ｓｎ／Ｚｒ、およびＳｎ　／　Ｔｉ　十Ｚｒの原子比が
３７５となるように含有するのが望才しい。

（ｃ）　Ｍｎ Ｍｎ成分には、素地に固溶して、これを強化し、かつ熱
履歴に対して合金組織全安定化する作用があるので、特
により一層の高強度と、バラツキのない安定した特性が
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０．２１未１１１ζでは前記特性に所望の向」二効
来が得られず、一方３係を越えて含有させると１合金溶
製時に酸化物スラグを発生し易くなって、鋳塊の健全性
が害されるようになることから、その含有＠全０２〜３
係と定めた。

（ａ、）　ｐｂ Ｐｂ成分には、結晶粒界に均一微細に分散して、合金の
切削性全向上させると共に、切粉形状を細片に分断して
作業性を改善する作用があるので、特にすぐれた被削性
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■が０．０５％未満では所望の切削性向上効果を確保
することができず。

一方１係を越えて含有させると熱間加工性が低下するよ
うＶＣなることから、その含有量’ｒ　０．０５〜ｌ係
と定めた。

つぎに、この発明のＣｕ合金を実施例によシ具体的に説
明する。

実施例 通常の高周波炉を用い、黒鉛るつぼにて、大気合金１〜
７をそれぞれ溶製し、金型にて鋳造して、上端面直径ニ
ア０謳φＸ下端面直径：６０ｍｍφ×高さ：１６０ｍｍ
の寸法をもったインゴットとし、ついでγ相析出によっ
て脆化し、鋳造割ｆＬヲ起した比較Ｃｕ　＠金２．４を
除いたインゴットに面側を施した後、温度ニア５０℃に
て熱間分塊鍛造全行なって直径：６０ｍｍφのビレット
とし、再び面間音節して直径：５５ｆｉφのビレットと
した。

つぎに、この結果得られた本発明Ｃｕ合金１〜１７オヨ
ヒ比較Ｃｕ合金ｌ、３．および５〜７のビレットについ
て、これらのＣｕ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：　２２０　ｍ１ｍｍ。

切込み：０，５祁。

送り　：　０．０８　ｍｍｌ　ｒｅｖ、　。

切削時間：１５ｍ１ｎ。

油剤：なし。

の条件で連続切削試験を行ない、工具刃先の逃げ面摩耗
幅を測定した。

また、上記の切削試験後のビレットから、平行部長さ：
３０ｍｍ＋平行部直径：６ｍｍの引張試験片。

およびＪ工Ｓ４号の衝撃試験片全切出し、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祁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：浸炭塊入れしたＪ工Ｓ・ＳＣＩφ−２１（
Ｃｒ　−Ｍｏ　鋼、硬さ：ＨＲＣ６３）。

摩擦速度：　０．３　ｍ　／　ｓｅｃ、　。

接触圧力ニ　３０　Ｋｙ／ｃ４゜ すベシ距離：　Ｉ　Ｋｍ　。

の条件で乾式摩耗試験全行な贋、単位圧力、単位すべり
距離当りの塵耗体積（比摩耗量〕全測定した。これらの
測定結果を第１表に合せて示した。

第１表に示される結果から、本発明Ｃｕ＠金１〜１７蝋
、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酊摩粍性全示し、さらに切削工具の
摩耗もきわめて少なく、被削性も良好であるのに対して
、比穀Ｃｕ＠　金１＋　３　＋および５〜７に見られる
ように、構成成分のうちのいずれかの成分含有量（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
、」二記の特性のうち少なくともいずれかの特性が劣っ
たものになることが明らかである。

−Ｉ一連のように５　この発明のＣｕ　＠　’ＥＤは、
高強度と高靭性、さらにすぐれた耐摩耗性を有している
ので、これらの特性が要求される摺動部側として用いた
場合に、著しく長期に亘ってすぐれた性能全発揮するの
である。

出願人　三菱金属株式会社 代理人　富　１）和　夫　外１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］、）　Ｚｎ　：　ｌ　Ｏ〜４３係。 Ａβ゛２〜８係。 Ｓｎ：Ｑ、２〜３係。 Ｔ］およびＺｒのうちの１種または２牙ｉｆｉ　：　０
   ．２〜３係。 全含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
   上重舒係〕を有することを特徴とする摺動部材用Ｃｕ合
   金。 （２）　Ｚｎ　：　１０〜４３　％。 Ｍ：２〜８循。 Ｓｎ：０．２〜３係。 Ｔ１およびＺｒのうちの１種または２種、０２〜３係。 全含有し、さらに、 Ｍｎ　：　０．２〜３′係。 全含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）ヲ有することを特徴とする摺動部材用Ｏｕ金
   合金 （３）　Ｚｎ：１０〜４３％。 Ａ４：２〜８係。 Ｓｎ　：　０．２〜３係。 Ｔ］およびＺｒのうちの１種または２種：０．２〜３係
   。 全含有し、さらに、 Ｐｂ：　０．０５〜１　ｅＩ）。 全含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）を有すること全特徴とする摺動部材用Ｃｕ＠
   金。 （４）　Ｚｎ　：　１０〜４３　％。 八４２〜８係。 Ｓｎ：Ｑ２〜３係。 ＴｉおよびＺｒのうちの１種または２種：０．２〜３係
   。 全含有し、さらに、 Ｍｎ　：　０．２〜３％。 Ｐｂ：０．０５〜ｌ係。 全含有し、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摺動部材用Ｃｕ＠
   金。