JPS63206440A

JPS63206440A - 相手部材に対する同期特性にすぐれた耐摩耗性Ｃｕ合金

Info

Publication number: JPS63206440A
Application number: JP62040661A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Akutsu; 阿久津　英俊
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-08-25
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH0826423B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、高強度と高靭性を有し、さらに耐摩耗性に
すぐれ、さらに摩擦係数で評価される相手部材に対する
同期待１ｆｉｉ二もすぐれ、したがってこれらの特性が
要求される自動車のトランスミッション構造部材や変速
機のシンクロナイザリングなどの製造に用いるのに適し
たＣｕ合金に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般に、上記の自動車のトランスミッション構造
部材や変速機のシンクロナイザリングなどの製造には、
強度および靭性、耐摩耗性、さらに高い摩擦係数が要求
されることから、これらの特性を具備したアルミニウム
青銅や高力黄銅などのＣｕ合金が用いられている。

〔発明が解決し、ようとする問題点〕

しかし、近年、上記各種機器の小型化および軽用化、並
びに高出力化に伴い、これらを構成する部材はより一段
とすぐれた強度、靭性、および耐摩耗性、さらに高い摩
擦係数を具備することが要求されるようになっているが
、上記のアルミニウム青銅や高力黄銅などの従来Ｃｕ合
金では、これらの要求を十分満足させることができない
のが現状である。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記各
種機器の小型化および軽口化、さらに高出力化に対応で
きる構造部材用材料を開発すべく研究を行なった結果、
重量％で（以下％は重Ｉ％を示す）、Ｚｎ：１７〜４０％、　　Ａｌ：２〜１１％、酸素＝５
０〜３０００ｐｐｍ。

を含有し、 ’ｐｉ　、　Ｚｒ　、およびＶのうちの１種または２種
以上：０，１〜３．５％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｍｌｌ　：　０．１〜４　％、　　　Ｐｂ：０，０５〜
１．５　％、ｓｎ：Ｑ、Ｑ５〜２．５　％、　　Ｓｉ　
：ｏ、ｏ　　０　５〜０．５　％、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
組成、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一分散
した組織を有するＣｕ合金は、高強度および高靭性、さ
ら（＝すぐれた耐摩耗性を有し、かつ摩擦係数も高く、
したがってこのＣｕ合金をトランスミッション構造部材
やシンクロナイザリングなどの製造に用いた場合に、こ
れら部材で構成される各種機器の小型化および軽口化が
可能となり、かつ高性能化をはかることができるように
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っ
て、以下（＝成分組成を上記の通りに限定した理由を説
明する。

（ａｌ　　ＺｎおよびＭこれらの成分には、共存した状態で合金の強度および靭
性を向上させる作用があるが、その含有ｌがそれぞれＺ
ｎ　：　１７％未満およびＡｌ：２％未満では所望の高
強度お、よび高靭性を確保することができず、一方その
含有量がｚｎ：４０％およびＡｌ：１１％を越えてもよ
り一層の向上効果は現われないことから、その含有量を
それぞれＺｎ　：　１７〜４０％およびＡｌ：２〜１１
％と定めた。

（ｂ）＠素酸素（０２）　ｌ：は、Ｍや’ｒｔ、ｚｒ、Ｍ−ｊ、さ
らｃｓｉと結合して素地中に均一に分散する酸化物を形
成し、もって相手部材に対する同期特性の評価となる摩
擦係数を高めるほか、耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が５０　ｐＩ）ｍ未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が３０００１）ｐ
ｍを越えると、酸化物が凝集し、かつ多量となって強度
および靭性が低下するようになることから、その含有量
を５０〜３０００ｐＩ）ｍと定めたっ（ｃｌ　　Ｔｉ　
、　Ｚｒ　、およびＶこれらの成分には、ＣｕおよびＭ
と結合して素地中に均一に分散する金属間化合物を形成
するほか、上記の通り酸素と結合し、ＭやＳｉと共に酸
（ヒ物を形成して、相手部材に対する同期特性を改善す
ると共に、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含
有量が０．１％未満では前記作用Ｃ所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が３．５％を越えると、合金の靭性
が低下するようになることから、その含有量を０．１〜
３．５％と定めた。

（ｄ）　　Ｍｎ珈成分（＝は、合金の強度を一段と向上させ、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、必要
に応じて含有させるが、その含有量が０．１％未満では
前記作用（二所望の向上効果が得られず、一方その含有
Ｉが４％を越えると、溶製時に酸化物スラグの看が増え
るようになって、鋳塊の健全性が損なわれるようになる
ことから、その含有」を０．１〜４％と定めたつ（ｅｌ　　ＳｎおよびＳｉこれらの成分には、いずれも素地を強化し、もって耐摩
耗性を向上させる作用があるので、必要に応じて含有さ
れるが、その含有ｌがそれぞれＳｎ：０．０５％未満お
よびＳｉ：ｏ、ｏｏｓ％未満では所望の耐摩耗性向上効
果が得られず、一方その含有量がそれぞれＳｎ：２．５
％およびＳｉ：０，５％を越えると、合金の靭性が低下
するようになることから、その含有用を、それぞれＳｎ
　：　０．０５〜２．５　％、８ｉ：０．００５〜０，
５％と定めたつ（ｆ）　　Ｐｂｐｂ酸成分は、高負荷摩擦条件下における耐焼付性を向
上させ、かつ被剛性を改善する作用があるので、必要に
応じて含有させるが、その含有用が０．０５％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方、その含有ｌが
１．５％を越えると、強度および靭性が低下するように
なることから、その含有断を０．０５〜１．５％と定め
た。

Ｃ実施例〕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。

通常の高周波炉を用い、溶解雰囲気をＡｒガスとＣＯガ
スの混合ガス雰囲気とし、かつ０２含有−の調整は前記
混合ガス雰囲気のうちのＣＯガスの供給を止めた状態で
、所定電の０２を溶湯に吹き込むことによって行ない、
それぞれ第１表に示される成分組成をもった溶湯を調整
し、これらの溶湯をそれぞれ水冷鋳型に鋳造し、直径：
２００ｗ＋Ｘ長さ：４００ｍｍのビレットとし、このビ
レットに６００〜７５０℃の範囲内の所定温度で熱間押
出し加工を施して、所定径の丸棒試験片とし、ついでこ
の丸棒試験片に５５０〜７００℃の範囲内の所定温度に
１時間保持後空冷の熱処理を施すことによって本発明Ｃ
ｕ合金１〜３４および比較Ｃｕ合金１〜６をそれぞれ製
造した。

なお、比較Ｃｕ合金１〜６は、いずれも構成成分のうち
のいずれかの成分含有用（第１表に※印を付したもの）
がこの発明の範囲から外れたものである。

つぎに、この結果得られた本発明Ｃｕ合金１〜３４およ
び比較Ｃｕ合金１〜６について、強度を評価する目的で
引張強さ、靭性を評価する目的でシャルピー衝撃性と伸
びを測定し、さらに耐摩耗性と、部材に対する同期特性
を評価する目的で、試料二直径３順のピン、材、相手材：ＪＩＳ−８ＣＭ４２０の浸炭焼入鋼（硬さ：　
ＨＲＣ６１，，５）−、オイル：ギヤオイル９０番、油温：６０℃、　　　摩擦速度＝２ｍ／ｓｅｃ、圧カニ
１００Ｋｇ／ｄ、滑り距離：　１．５　ｋｍ、の条件で
ピン摩耗試験を行ない、比摩耗着を測定すると共に、ト
ルクメータから摩擦係数を算出した。これらの結果を第
２表に示したつ、〔発明の効果〕第１表および第２表に示される結果から、本発明Ｃｕ合
金１〜３４は、いずれも高強度および高靭性を有し、さ
らにすぐれた耐摩耗性と高い摩擦係数を有するのに対し
て、比較Ｃｕ合金１〜６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ｌ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
劣ったものになることが明らかである。

上述のように、この発明のＣｕ合金は、高強度および高
靭性を有し、さらにすぐれた耐摩耗性と高い摩擦係数を
有するので、特ｌ二これらの特性が要求される自動車の
トランスミッション構造部材や変速機のシンクロ、ナイ
ザリングなどの製造に用いた場合に、これら機器の小型
化、軽電化、および高出力化を可能とするなど工業上有
用な特性を有するのである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｚｎ：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均
一分散した組織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：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、を含有し、Ｍｎ：０．１〜４％、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均
一分散した組織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：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、を含有し、Ｓｎ：０．０５〜２．５％およびＳｉ：０．００５〜０
．５％のうちの１種または２種、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均
一分散した組織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：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、を含有し、Ｐｂ：０．０５〜１．５％、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均
一分散した組織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：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、を含有し、Ｍｎ：０．１〜４％と、Ｓｎ：０．０５〜２．５％およびＳｉ：０．００５〜０
．５％のうちの１種または２種、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均
一分散した組織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：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、を含有し、Ｍｎ：０．１〜４％、Ｐｂ：０．０５〜１．５％、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一分
散した組織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：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、を含有し、Ｓｎ：０．０５〜２．５％およびＳｉ：０．００５〜０
．５％のうちの１種または２種と、Ｐｂ：０．０５〜１．５％、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均
一分散した組織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：１７〜４０％、Ａｌ：２〜１１％、酸素：
５０〜３０００ｐｐｍ、を含有し、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＶのうちの１種または２種以上：０
．１〜３．５％、を含有し、Ｓｎ：０．０５〜２．５％およびＳｉ：０．００５〜０
．５％のうちの１種または２種と、Ｍｎ：０．１〜４％、Ｐｂ：０．０５〜１．５％、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％）、並びに素地中に金属間化合物と酸化物が均一分
散した組織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。