JPH04305353A - ベリリウム銅合金の鋳造方法 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、各種の鋳造法で製造さ
れるベリリウム銅合金の鋳造方法に関し、特にベリリウ
ム銅合金の結晶粒を微細化させて内部欠陥を低減させる
ベリリウム銅合金の鋳造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】高強度、耐摩耗性、高熱伝導性を有する
ベリリウム銅合金の鋳物において、内部の健全性を増す
ために結晶粒を微細化させることが望まれている。その
ための方法として、一般的には溶湯を超音波を利用して
振動する超音波振動鋳造法、溶湯を電磁力により攪拌す
る電磁攪拌鋳造法、従来より低い温度で鋳造する低温鋳
造法がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た超音波振動鋳造法及び電磁攪拌鋳造法は、イニシャル
コスト及びランニングコストが高いとともに、銅合金へ
の適用が確立されておらず、適用した場合の効果が薄い
問題があった。また、上述した低温鋳造法では、低温鋳
込みにより内部欠陥が発生し易くなるなどの問題があり
、いずれの場合もその目的を達成するまでには至らなか
った。 【０００４】本発明の目的は上述した課題を解決して、
簡単な方法で結晶粒を微細化させて内部欠陥を低減させ
ることのできるベリリウム銅合金の鋳造方法を提供しよ
うとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明のベリリウム銅合
金の鋳造方法は、鋳造後のベリリウム含有量が０．２〜
２．０重量％であるベリリウム銅合金を鋳造する際に、
鋳造後のベリリウム銅合金のベリリウム含有量以上のベ
リリウム含有量を有するベリリウム銅母合金に純銅を添
加して溶解原料をつくるとともに、この溶解原料１００
重量部に対して０．０５〜０．５重量部のチタンを添加
した後溶解して、前記組成のベリリウム銅合金として鋳
造することを特徴とするものである。 【０００６】 【作用】上述した構成において、鋳造後の最終組成のベ
リリウム銅合金あるいはこれに近い組成の合金を微調整
配合して溶解後、Ｔｉと添加する場合に対し、純銅を所
定量加えると純銅の酸化が著しいためＣｕ　２　Ｏ又は
ＣｕＯの生成が多く、溶融加熱後Ｔｉを添加することで
ＴｉＯ２　の生成量が増加し、このＴｉＯ２　が凝固時
の結晶核となると思われ、鋳造の細晶粒が微細化すると
考えられる。 【０００７】本発明において、純銅及びＴｉの量を限定
するのは、以下の理由による。まず、純銅の添加量は、
１０重量％未満であるとＣｕ２　Ｏの生成量が十分でな
く微細化の効果が少ないとともに、５０重量％を超える
と純銅添加後のベリリウム銅合金の組成を現在使用され
ているものに近づけようとするとベリリウム銅母合金中
のベリリウムの含有量を極端に多くしなければならず実
際上不可能なことと、微細化効果が小さくなるためであ
る。また、Ｔｉが０．０５重量％未満であると添加効果
がないとともに、０．５重量％を超えると介在物として
のＴｉＯ２　が増加し鋳造性が低下するためである。 【０００８】なお、ベリリウム銅合金組成の好ましい範
囲は、Ｂｅ：０．２〜２．０重量％、Ｃｏ：３％以下、
Ｎｉ：３％以下その他の不可避的元素を含み残部銅から
なる組成である。また、添加する純銅としては、電気銅
などの純銅地金あるいは純銅屑（ナゲット）を使用する
と好ましい。 【０００９】 【実施例】まず、本発明のベリリウム銅合金の製造方法
のフローについて説明する。最初に、ベリリウム：０．
４０〜０．７５重量％、ニッケル：０．２０重量％以下
、コバルト：２．４０〜２．７０重量％、不純物として
Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｐ、Ｓ及
びＴｉからなる群から選ばれた１種以上の合計１．０重
量％以下の組成からなるベリリウム銅母合金と、このベ
リリウム銅母合金と添加される純銅の合計重量に対して
１０〜５０重量％の銅ナゲットと、その他コバルト銅、
ニッケル銅などの成分調整用の合金を配合し、誘導加熱
溶解炉、抵抗加熱溶解炉などの各種溶解炉で溶解する。 このとき、図１にその溶解スケジュールを示す。 尚、材料の合金投入時期は銅線屑以外のものをさきに溶
解し、十分に溶けきったところで銅ナゲットを投入する
と好ましい。溶解温度は融点（約１０５０℃）より１０
０℃以上高い１２００℃程度が好ましく、しばらくたっ
たところでＴｉを溶解原料１００重量部に対して０．０
５〜０．５重量部添加し、十分に溶けきったのを確認し
た後、鋳込温度まで鎮静させ冷却し、その後鋳型に注湯
する。これにより、結晶粒を微細化したベリリウム銅合
金を得ることができる。 【００１０】以下、実際の例について説明する。 実施例 表１に示す組成のベリリウム銅母合金と、純銅ナゲット
とＴｉ原料粉末との組合せをかえて、表２に示すような
Ａ，Ｂ，Ｃ３種類のベリリウム銅合金を鋳造した。鋳造
に当たり、溶解温度１２００℃、鋳型として鋳物肉厚を
３〜１０ｍｍに変化させた試験鋳型（シェル型）を用い
た。その後、ＪＩＳに規定する結晶粒度測定法である求
積法により結晶粒度及び内部欠陥を求めた。結果を表１
に示す。但し、結晶粒度は肉厚３ｍｍより測定したもの
である。なお、結晶微細化剤としてのＴｉは単味粉末と
して添加しても、Ｃｕ−５０Ｔｉ合金等の合金として添
加してもよい。 【００１１】 【表１】 【００１２】 　　　　　　【００１３】表１の結果から、本発明の範
囲内の試験Ｎｏ．　１〜１３は、いずれかの点で本発明
を満たさない比較例試験Ｎｏ．　１４〜２０と比較して
、結晶粒度が小さく結晶粒が微細化していることがわか
る。また、Ｔｉの添加量の多い比較例試験Ｎｏ．　１７
，１８では、結晶粒は小さくなるが内部欠陥が発生する
ことがわかる。これは、Ｔｉの添加が多いとＴｉＯ２　
は溶解時ドロスとなってベリリウム銅合金溶湯内にうま
く溶け込まず、鋳造後介在物やポロシティーが発生しや
すくなるためである。 なお、本実施例においてはベリリウム含有量の多いベリ
リウム銅母合金に純銅を添加したが、ベリリウム含有量
が極めて低い銅であればよいものである。（たとえば、
０．１％以下）。 【００１４】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変形、変更が可能である。例えば
、上述した実施例では、純銅として電気銅や銅線屑を添
加したが、その他の純銅に近い低合金銅を使用しても同
様の結果を得ることができることはいうまでもない。 【００１５】 【発明の効果】以上詳細に説明したところから明らかな
ように、本発明のベリリウム銅合金の鋳造方法によれば
、鋳造後の最終組成よりもベリリウム量の多いベリリウ
ム銅母合金に対し、まず所定量の純銅を同時にまたは順
次添加して溶解した後、所定量の結晶微細化剤であるＴ
ｉを添加するようにしたため、特別の装置を用いること
なく添加剤の添加という簡単な方法により結晶の核とな
るＴｉＯ２　の発生量を多くでき、安価に内部の健全性
を維持しつつ結晶粒を微細化したベリリウム銅合金を得
ることができる。また、微細化行程の温度依存性も少な
く、鋳造工程における管理も緩和される。 【００１６】以上のように結晶粒を微細化することで、
従来の粗大粒に比べて強度が上昇するとともに、液体あ
るいは気体などを通すような機密性を要する部品にベリ
リウム銅合金の鋳物を適用する場合にも、信頼性を増す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における鋳造スケジュールの一
例を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋳造後のベリリウム含有量が０．２〜
   ２．０重量％であるベリリウム銅合金を鋳造する際に、
   鋳造後のベリリウム銅合金のベリリウム含有量以上のベ
   リリウム含有量を有するベリリウム銅母合金に純銅を添
   加して溶解原料をつくるとともに、この溶解原料１００
   重量部に対して０．０５〜０．５重量部のチタンを添加
   した後溶解して、前記組成のベリリウム銅合金として鋳
   造することを特徴とするベリリウム銅合金の鋳造方法。
2. 【請求項２】　　純銅の添加量がベリリウム銅母合金と
   純銅とを溶解して得た溶解原料の１０〜５０重量％であ
   る請求項１に記載のベリリウム銅合金の鋳造方法。