JPS6213549A - 耐摩耗性銅合金 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は耐摩耗性及び機械的強度が要求される軸受材な
どに対して好適な耐摩耗性鋼合金に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の高力黄銅系合金において特ＫＭ−Ｓｌ化合物析出
型合金は、アルミニウム青銅なみの強度とリン青銅な↑
の耐摩耗性を兼ねそなえた材料である。しかし、さらに
耐摩耗性を要求される圧延機用臣下雌ねじでは、Ｍ−Ｓ
Ｌ化合物を分散させて耐摩耗性を維持しつつ、余剰の珪
素でさらに耐摩耗性を向上させ、アルミニウムで地を強
化するようにした銅６０１．珪素２％、アルミニウム１
係、マンガン４％、亜鉛残部よりなる合金が提案されて
いる。例えば特公昭５１−４１５６９号公報参照。

しかし、さらに高強度と耐摩耗性が要求される軸受材で
は摩擦面での６へたシ”が大きく実用面で充分とはいえ
ず、更に高性能のものが要求されているのが現状である
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高強度とすぐれた耐摩耗性を兼ねそな
えた銅合金を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、従来の余剰の珪素を當むＭ−、Ｓ＋化合物析
出型合金にＣＦ　を添加し組織を微細化しＣＦ添加によ
る素地の軟化を更ＶｃＳＩを添加することで防止したも
のである。

具体的ＶｃＶｉ、鋼５８〜６８％、珪素１．６〜３％、
アルミニウムＯ１５〜１．５％、マンガン２〜５％、ク
ロム０．０１〜１％、亜鉛残部よりなり、α＋β又はβ
相と珪化マンガン相とが混合した組織を有する銅合金ｖ
ｃある。

この銅合金には、更に、鉛２％以下、リン０．５チ以下
、及びマグネシウムとゲルマニウムとニッケルの１つ以
上を合計で１チ以下を含有することができる。

次に成分組成範囲を上記とした理由を説明する。

（１）アルミニウム（Ａｔ） アルミニウムは亜鉛当量が高く、β相の形成を促進する
。また強度の向上に大きく貢献するものの、１．５チよ
り多くなると靭性が低下し、０．５チ以上でないとその
効果も少ないため、Ａｔ含有量を０．５〜１．５１とし
た。

（２）珪素（ＳＬ）、マンガン（Ｍｌ）およびクロム（
Ｃ，）マンガンはＭ−−８＋化合物を形成させるため必
要な元素であシ耐摩耗性を改善するためには２チ以上添
加が必要である。ま九５優以上となると機械的強度を低
下させるため、Ｍ、含有量を２〜５チとした。

珪素とマンガンは重量比で２３．４対７６．６の割合で
Ｍ−８＋化合物となる。Ｍ、２％でｔｄ　Ｓ　Ｉハ０．
６％で充分であるが、Ｃ２が０．５　’１６程度共存す
る場合ＳＬ　　を余剰［１ｍ以上入れると耐摩耗性、強
度も改善されるので少なくともＳＬは１．６チ必要であ
る。しかしＳＬが３−以上になるとｒ相が析出し脆化す
るので８＋　含有量を１．６〜３チとした。

クロムは素地及びＭ−Ｓ＋化合物を細粒にし、ＭＳ−８
＋化合物を素地からの離脱を防止するために添加される
が、１チを超えると靭性を劣化させるので上限を１チと
し比。また０、０１チ以下ではその効果がないので、Ｃ
１含有量を０．０１〜１チとし友。

（３）　　マグネシウム（Ｍ、）、ゲルマニウム（Ｇ、
）およびニッケル（Ｎゑ） これらの成分には、Ｍ、　−Ｓ　Ｌ化合物を細くし強化
する作用があるので、％に高強度を要求される場合に必
要に応じて含有される成分であるが、その添加量は合計
で１優を超えると靭性を劣化させるので上限を１チとし
た。

（４）りん（Ｐ）および鉛（Ｐｂ） りんは耐摩耗性を向上させるためのものであるが、０．
５％以上含有すると靭性を劣化させるので上限を０．５
チとした。

蛤は被剛性及び耐焼付性を向上させるためのものである
が、２％以上含有すると機械的性質を害するので上限を
２俤とした。

〔発明の実施例〕

実施例１ 第１図ｒｆｃ、５８．１ｔｓ％Ａｔ０．７５％、Ｍａ５
Ｓ＋３４．０２％、Ｚ、残部なる合金ｒｃＳＩを０．５
〜１．１Ｃ１をＯチ及び０．５チ含有させた時の余剰別
置と硬さとの関係を示したものである。第１図より明ら
かなようにＣ２を入れると硬さが低下するので、Ｃ，Ｏ
Ｓ、余剰Ｓｔ０．５係　　の硬さを維持するＩ／ｃＦｉ
ｃ、０．０５１では余剰ＳＬを１．０係入れる必要があ
る。

実施例２ 第２図及び第３図はＭ、−８＋化合物析出型合金の組織
（倍率５００倍）を示したものであシ、第２図けＣ１の
存しないもの（第１表合金屋７）、第３図はＣ，０，０
４チ存するもの（第１表合全黒１）の組織である。Ｃ１
添加によりＭ−８＋ａ及び地ともに細くなっていること
が確認された。

実施例３ 第１表に示す組成の各徨銅合金を鋳造によシ作製し本発
明材については７００Ｃ２時間保持後空冷の条件で焼鈍
し引張試験、硬さ試験および西原式摩耗試験を行った。

引張試験、硬さ試験の結果を第１表に、摩耗試験の結果
を第４図に示す。

Ａ−１〜９０合金において４１〜６は本発明合金である
。Ａ１１ｔ公知Ｏ圧下雌ねじ材、４８はアルミニウム青
銅２鴇、ム９はリン青銅間物２攬である。

第１表から明らかなように本発明合金は公知の＆７〜９
ｒｃ比べ硬さが者しく大きく、引張強さもＡ７と同程度
又はそれ以上であることが確認された。また、本発明合
金は７００Ｃ２時間保持後の冷却速度を速くすると例え
ば水冷すると合金組織がβ相のみになシ硬さが著しく向
上することが確認された。

次に第４図は第１表に示した各種鋼合金の摩耗試験結果
を示したものである。

第４図より明らかなように蔦８の合金は摺動圧＃１１０
”ｍから１０４ｍの間において急激な摩耗量の増加が認
められる。墓９Ｆｉ扁８に比べて著シく摩耗量が少なく
耐摩耗性にすぐれているが、摺動距離が１０’ｍ以上に
なると摩耗量が急激に増大し始めＭ、　　Ｓｒ化合物析
出型合金Ｉ６７の方が一段とすぐれた耐摩耗性を有する
ことは明らかである。

本発明合金は１０”ｍまではほぼ墓７と同程度の摩耗量
であるが、１０’ｍでの摩耗量は５０ｒｎｇ／−以下で
あり、ムロｔｆｉ３０ｍｇ／−以下であり特に耐摩耗性
がすぐれていることが確認された。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば高強度と耐摩耗性
が苛酷に９求される自動車の軸受材として使用できるの
でその効果はすぐれたものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合金と公知圧下雌ねじ材の余剰。 ８１童と硬さの関係を示した曲線図、８２図及び第３図
はＭ−ＳＬ化合物析出型合金の金属組織距離の比較を示
す曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量％において銅５８〜６８％、珪素１．６〜３％
   、アルミニウム０．５〜１．５％、マンガン２〜５％、
   クロム０．０１〜１％、亜鉛残部よりなり、その合金組
   織がα＋β相あるいはβ相と珪化マンガンの分散相から
   なることを特徴とする耐摩耗性銅合金。 ２、重量％において銅５８〜６８％、珪素１．６〜３％
   、アルミニウム０．５〜１．５％、マンガン２〜５％、
   クロム０．０１〜１％、鉛２％以下、リン０．５％以下
   、マグネシウムとゲルマニウム及びニッケルの一種以上
   を合計で１％以下残部亜鉛よりなり、その合金組織がα
   ＋β相あるいはβ相と珪化マンガンの分散相からなるこ
   とを特徴とする耐摩耗性銅合金。