JP2745774B2 - 耐摩耗性Ｃｕ合金 - Google Patents
耐摩耗性Ｃｕ合金Info
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- JP2745774B2 JP2745774B2 JP2113119A JP11311990A JP2745774B2 JP 2745774 B2 JP2745774 B2 JP 2745774B2 JP 2113119 A JP2113119 A JP 2113119A JP 11311990 A JP11311990 A JP 11311990A JP 2745774 B2 JP2745774 B2 JP 2745774B2
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- intermetallic compound
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐摩耗性のすれたCu合金に関するもので
ある。
ある。
先に同一出願人は、強度および耐摩耗性が要求され
る。例えば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ーリングなどの製造に用いるのに適
したCu合金として、特公昭59−34221号公報に記載され
る通りの Zn:25〜43％、Al:2〜８％、 Ni:0.2〜7.5％、Ti:0.1〜５％、 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％、以下％は重量％を示す）、並びに素地の金属間
化合物が微細分散した組織を有するCu合金を提案した。
る。例えば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ーリングなどの製造に用いるのに適
したCu合金として、特公昭59−34221号公報に記載され
る通りの Zn:25〜43％、Al:2〜８％、 Ni:0.2〜7.5％、Ti:0.1〜５％、 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％、以下％は重量％を示す）、並びに素地の金属間
化合物が微細分散した組織を有するCu合金を提案した。
一方、近年の自動車はじめ、その他各種の駆動機器な
どに対する高速化および高性能化、さらに省力化に対す
る要求は厳しく、これに伴ない、これらの構造部材にも
より一段とすぐれた耐摩耗性が求められる傾向にある
が、上記の従来Cu合金はじめ、その他多くのCu合金は十
分満足する耐摩耗性をもつものでないために、これらの
要求に対応することができないのが現状である。
どに対する高速化および高性能化、さらに省力化に対す
る要求は厳しく、これに伴ない、これらの構造部材にも
より一段とすぐれた耐摩耗性が求められる傾向にある
が、上記の従来Cu合金はじめ、その他多くのCu合金は十
分満足する耐摩耗性をもつものでないために、これらの
要求に対応することができ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、一段
と耐摩耗性のすれたCu合金を開発すべく、上記の従来Cu
合金に着目し、研究を行なった結果、上記の従来Cu合金
に、その溶解精錬時に、炭素粉末の溶湯吹込みや溶湯表
面の炭素材による被覆などの通常の手段で、所定量、例
えば0.005％以上の炭素を含有させることは、一般のCu
およびCu合金と同様に不可能であるが、上記従来Cu合金
における金属間化合物は、その主体が重量比で2:5:3の
割合のAlとNiとTiからなるものであり、この金属間化合
物と同じ組成をもったAl−Ni−Ti合金には何らの制限な
く所定量の炭素を含有させることができ、したがって、
所定量の炭素を含有した金属間化合物と同じ組成を有す
るAl−Ni−Ti合金を調製しておき、これをCu合金溶製時
に溶解材として用いると、Cu合金の組成を、 Zn:28〜33％、Al:4〜5.5％、 Ni:2〜３％、Ti:1〜２％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成に特定
した場合に、前記Cu合金中への所定量の炭素含有が可能
となり、この結果のCu合金では、炭素のほとんど大部分
が素地中に分散する金属間化合物中に含有した状態で存
在し、この炭素含有の金属間化合物は炭素を含有しない
金属間化合物に比して著しく高い硬さをもつので、Cu合
金は一段とすぐれた耐摩耗性をもつようになるという研
究結果を得たのである。
と耐摩耗性のすれたCu合金を開発すべく、上記の従来Cu
合金に着目し、研究を行なった結果、上記の従来Cu合金
に、その溶解精錬時に、炭素粉末の溶湯吹込みや溶湯表
面の炭素材による被覆などの通常の手段で、所定量、例
えば0.005％以上の炭素を含有させることは、一般のCu
およびCu合金と同様に不可能であるが、上記従来Cu合金
における金属間化合物は、その主体が重量比で2:5:3の
割合のAlとNiとTiからなるものであり、この金属間化合
物と同じ組成をもったAl−Ni−Ti合金には何らの制限な
く所定量の炭素を含有させることができ、したがって、
所定量の炭素を含有した金属間化合物と同じ組成を有す
るAl−Ni−Ti合金を調製しておき、これをCu合金溶製時
に溶解材として用いると、Cu合金の組成を、 Zn:28〜33％、Al:4〜5.5％、 Ni:2〜３％、Ti:1〜２％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成に特定
した場合に、前記Cu合金中への所定量の炭素含有が可能
となり、この結果のCu合金では、炭素のほとんど大部分
が素地中に分散する金属間化合物中に含有した状態で存
在し、この炭素含有の金属間化合物は炭素を含有しない
金属間化合物に比して著しく高い硬さをもつので、Cu合
金は一段とすぐれた耐摩耗性をもつようになるという研
究結果を得たのである。
この発明は、上記の研究結果にもとづいてなされたも
のであって、 Zn:28〜33％、Al:4〜5.5％、 Ni:2〜３％、Ti:1〜２％、 C :0.01〜0.2％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成、並び
に実質的に炭素を含有しない素地に、主体がAlとNiとTi
からなる炭素含有の金属間化合物が微細分散した組織を
有する耐摩耗性Cu合金に特徴を有するものである。
のであって、 Zn:28〜33％、Al:4〜5.5％、 Ni:2〜３％、Ti:1〜２％、 C :0.01〜0.2％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成、並び
に実質的に炭素を含有しない素地に、主体がAlとNiとTi
からなる炭素含有の金属間化合物が微細分散した組織を
有する耐摩耗性Cu合金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のCu合金において、成分組成を上記
の通りに限定した理由を説明する。
の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Zn Zn成分には、素地に固溶して合金の強度および靭性を
向上させる作用があるが、その含有量が28％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33％
を越えても前記作用により一層の向上効果が現われない
ことから、その含有量を28〜33％と定めた。
向上させる作用があるが、その含有量が28％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33％
を越えても前記作用により一層の向上効果が現われない
ことから、その含有量を28〜33％と定めた。
（ｂ） Al Al成分には、その一部が素地に固溶して強度および靭
性を向上させるほか、残りがTiおよびNiと結合して、主
体が重量比で2:5:3の割合のAl,Ni,およびTiからなる金
属間化合物を形成し、この金属間化合物はＣ成分を含有
することと合まって合金の耐摩耗性を向上させる作用が
あるが、その含有量が４％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、その含有量が5.5％を越えると、強度が
低下するようになることから、その含有量を４〜5.5％
と定めた。
性を向上させるほか、残りがTiおよびNiと結合して、主
体が重量比で2:5:3の割合のAl,Ni,およびTiからなる金
属間化合物を形成し、この金属間化合物はＣ成分を含有
することと合まって合金の耐摩耗性を向上させる作用が
あるが、その含有量が４％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、その含有量が5.5％を越えると、強度が
低下するようになることから、その含有量を４〜5.5％
と定めた。
（ｃ） NiおよびTi これらの成分には、上記の通りAlと結合してＣ含有の
金属間化合物を形成し、合金の耐摩耗性を向上させる作
用があるが、その含有量がそれぞれNi:2％未満およびT
i:1％未満では金属間化合物の割合が少なすぎて所望の
すぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方Ni:3％
およびTi:2％を越えると強度が低下するようになること
から、その含有量をNi:2〜３％、Ti:1〜２％と定めた。
金属間化合物を形成し、合金の耐摩耗性を向上させる作
用があるが、その含有量がそれぞれNi:2％未満およびT
i:1％未満では金属間化合物の割合が少なすぎて所望の
すぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方Ni:3％
およびTi:2％を越えると強度が低下するようになること
から、その含有量をNi:2〜３％、Ti:1〜２％と定めた。
（ｄ） Ｃ Ｃ成分は、素地には実質的に含有せず、上記の通り主
体がAlとNiとTiからなる金属間化合物に含有して、これ
の硬さを著しく向上させ、このように硬質の微細な金属
間化合物が素地に含有した組織によって合金はすぐれた
耐摩耗性をもつようになるが、その含有量が0.01％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0.2％を越えても作用が飽和し、より一層の耐摩耗
性向上効果を示さないことから、その含有量を0.01〜0.
2％と定めた。
体がAlとNiとTiからなる金属間化合物に含有して、これ
の硬さを著しく向上させ、このように硬質の微細な金属
間化合物が素地に含有した組織によって合金はすぐれた
耐摩耗性をもつようになるが、その含有量が0.01％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0.2％を越えても作用が飽和し、より一層の耐摩耗
性向上効果を示さないことから、その含有量を0.01〜0.
2％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。
高周波誘導炉を用い、まず、いずれもAlとNiとTiの割
合が重量比で2:5:3からなり、Ｃ含有量がそれぞれ０％,
0.4％,4％，および８％の４種の合金を溶解し、鋳造し
て、Ｃ含有の合金材を製造し、ついでこれに加えて、原
材料としてCu材、Zn材、およびAl材を用い、同じく高周
波誘導炉にて、それぞれ第１表に示される成分組成をも
った溶湯を調製し、水冷鋳型に鋳造して直径:200mm×長
さ:400mmのビレットとし、これに750〜850℃の範囲内の
所定の温度で熱間押出し加工を施して直径:30mmの棒材
とすることにより本発明Cu合金材１〜５、および比較Cu
合金材１〜３を製造した。
合が重量比で2:5:3からなり、Ｃ含有量がそれぞれ０％,
0.4％,4％，および８％の４種の合金を溶解し、鋳造し
て、Ｃ含有の合金材を製造し、ついでこれに加えて、原
材料としてCu材、Zn材、およびAl材を用い、同じく高周
波誘導炉にて、それぞれ第１表に示される成分組成をも
った溶湯を調製し、水冷鋳型に鋳造して直径:200mm×長
さ:400mmのビレットとし、これに750〜850℃の範囲内の
所定の温度で熱間押出し加工を施して直径:30mmの棒材
とすることにより本発明Cu合金材１〜５、および比較Cu
合金材１〜３を製造した。
ついで、この結果得られた各種のCu合金材について、
引張強さを測定すると共に、耐摩耗性試験を行なった。
引張強さを測定すると共に、耐摩耗性試験を行なった。
耐摩耗性試験は、通常のピニオンディスク摩耗 試験機にて、 ピン試験片形状：先端面直径:0.1mm以下、先端部角
度:50゜、支持部直径:5mmの円錐形状、 ディスクの形状：直径100mm×厚さ10mmのSCM21浸炭焼
入材、 ピンのすべり速度:2m/sec、 ピン荷重:1000g、 オイル：ディスク上に0.5cc/hrの割合で滴下、 試験距離:15km、 の条件で行ない、試験後のピン先端部の摩耗面積を測定
した。これらの測定結果を第１表に示した。
度:50゜、支持部直径:5mmの円錐形状、 ディスクの形状：直径100mm×厚さ10mmのSCM21浸炭焼
入材、 ピンのすべり速度:2m/sec、 ピン荷重:1000g、 オイル：ディスク上に0.5cc/hrの割合で滴下、 試験距離:15km、 の条件で行ない、試験後のピン先端部の摩耗面積を測定
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合金材１〜５
は、いずれも従来Cu合金材に相当するＣ成分を含有しな
い比較Cu合金材３と同等の高強度を有し、かつこれより
一段とすぐれた耐摩耗性を示し、一方比較Cu合金材1,2
に見られるように、構成成分のうちの少なくともいずれ
かの含有量でもこの発明の範囲から低い方に外れると強
度および耐摩耗性の少なくともいずれかが劣ったものに
なることが明らかである。
は、いずれも従来Cu合金材に相当するＣ成分を含有しな
い比較Cu合金材３と同等の高強度を有し、かつこれより
一段とすぐれた耐摩耗性を示し、一方比較Cu合金材1,2
に見られるように、構成成分のうちの少なくともいずれ
かの含有量でもこの発明の範囲から低い方に外れると強
度および耐摩耗性の少なくともいずれかが劣ったものに
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、従来Cu合金では
合金成分としての含有が不可能であったＣ成分を含有
し、これによってすぐれた耐摩耗性を具備するようにな
るものであるから、一段と苛酷な条件下での実用が予儀
なくされつつある各種駆動装置の構造部材などとして適
用した場合にすぐれた性能を長期に亘って発揮するなど
工業上有用な特性を有するのである。
合金成分としての含有が不可能であったＣ成分を含有
し、これによってすぐれた耐摩耗性を具備するようにな
るものであるから、一段と苛酷な条件下での実用が予儀
なくされつつある各種駆動装置の構造部材などとして適
用した場合にすぐれた性能を長期に亘って発揮するなど
工業上有用な特性を有するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】Zn:28〜33％、Al:4〜5.5％、 Ni:2〜３％、Ti:1〜２％、 C :0.01〜0.2％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成（重量
％）、並びに実質的に炭素を含有しない素地に、主体が
AlとNiとTiからなる炭素含有の金属間化合物が微細分散
した組織を有することを特徴とする耐摩耗性Cu合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2113119A JP2745774B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2113119A JP2745774B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0413825A JPH0413825A (ja) | 1992-01-17 |
| JP2745774B2 true JP2745774B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=14604000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2113119A Expired - Lifetime JP2745774B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2745774B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19548124C2 (de) * | 1995-12-21 | 2002-08-29 | Euroflamm Gmbh | Reibkörper und Verfahren zum Herstellen eines solchen |
| JP3999676B2 (ja) * | 2003-01-22 | 2007-10-31 | Ｄｏｗａホールディングス株式会社 | 銅基合金およびその製造方法 |
| JP6179996B2 (ja) * | 2015-05-28 | 2017-08-16 | 日立金属Ｍｍｃスーパーアロイ株式会社 | 被削性に優れたＣｕ合金、押出しパイプ部材およびＣｕ合金製シンクロナイザーリング |
| WO2018033972A1 (ja) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 日立金属Ｍｍｃスーパーアロイ株式会社 | 被削性に優れたＣｕ合金、このＣｕ合金製の押出しパイプ部材およびシンクロナイザーリング |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934221A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-24 | 松下電器産業株式会社 | シトラスジユ−サ− |
| JPS61149449A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置用リ−ドフレ−ム複合材料およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP2113119A patent/JP2745774B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0413825A (ja) | 1992-01-17 |
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