JPH0567692B2

JPH0567692B2 -

Info

Publication number: JPH0567692B2
Application number: JP2092750A
Authority: JP
Inventors: Kunio Nakajima; Masao Hosoda; Kazuyuki Inagaki
Original assignee: Chuetsu Metal Works Co Ltd
Current assignee: Chuetsu Metal Works Co Ltd
Priority date: 1990-04-06
Filing date: 1990-04-06
Publication date: 1993-09-27
Also published as: JPH03291341A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、耐摩耗性が必要とされる用途に有用
な黄銅合金に関するものである。〔従来の技術〕従来、高速、高荷重の下で使用される耐摩耗性
黄銅合金としては、Mn₅Si₃等の金属間化合物を
析出させたものが使用されている。〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、高速化、高荷重化、潤滑油の低
粘度化等により使用条件が一段と苛酷な摺動条件
下では、強度、靱性及び耐摩耗性が実用面で充分
とは言えず、さらに高性能なものが望まれてい
る。〔課題を解決するための手段〕本発明は、上記の点に鑑み、優れた強度、靭性
及び耐摩耗性を有する銅合金を提供しようとする
ものであり、重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb0.01〜１％ Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに必要に応じて Mn：0.1〜３％ Si：0.1〜２％ Sn：0.1〜３％ Pb：0.1〜３％のうちの１種又は２種以上を含有し、残りがCu
及び不可避不純物から成る組成の銅合金は、高強
度、高靭性及び優れた耐摩耗性を有した銅合金で
ある。成分組成範囲を上記の通りに限定した理由は以
下の通りである。 (a) Zn及びAl ZnとAlは、素地の耐摩耗性を向上させ、強
度と靭性を付与し、合金の素地組織を決定する
成分であり、その含有量により、α＋β、β、
β＋γに変化する。Zn：10〜43％、Al：２〜
８％を含有する場合、α＋β又はβ組織が得ら
れ優れた強度、靭性及び耐摩耗性を示し、
Zn：10％未満、Al：２％未満では、α相が増
加し前記の特性を確保できなく、一方、Zn：
43％、Al：８％を越えるとγ相が析出し靭性
が低下することから、含有量をZi：10〜43％、
Al：２〜８％と定めた。 (b) Nb Nbは、本合金特有の金属間化合物を析出さ
せるには必須の元素であり、Nbの金属間化合
物がZr、Ti、Ｖの金属間化合物と共存するこ
とにより耐摩耗性に著しい効果を示し、その含
有量が0.01％未満では前記の効果が得られず、
１％を越えると、金属間化合物が粗大化し、靭
性が低下することからこの含有量を0.01％〜１
％と定めた。 (c) Fe、Ni、Co これらの成分は、NbとZr、Ti、Ｖあるいは
Siとは金属間化合物を形成し、合金の強度と耐
摩耗性を向上させる作用があり、その含有量が
0.1％未満では前記作用による効果が得られず、
５％を超えると靭性が低下することから、Fe、
Ni、Coの含有量を0.1〜５％と定めた。 (d) Zr、Ti、Ｖこれらの成分は、NbとFe、Ni、Coあるい
はSiと結合し微細な金属間化合物を形成し、耐
摩耗性を向上させる効果があり、含有量0.01％
未満では所望の効果が得られず、２％を超える
と、金属間化合物が粗大化し、靭性が低下する
ことから、含有量を0.01％〜２％と定めた。 (e) Mn Mnは、素地に固溶してこれを強化し、熱覆
歴に対し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れるが、その含有量が0.1
％未満では前記作用による効果が得られず、一
方、３％を超えて含有させると合金溶製時に酸
化スラグが発生し易く鋳塊の健全性に欠けるこ
とからその含有量を0.1〜３％と定めた。 (f) Si Siは、Nb及びZr、Ti、Ｖの金属間化合物を
強化し、耐摩耗性を向上させる作用があり、よ
り耐摩耗性を必要とする場合に必要に応じて含
有されるが、含有量0.1％未満では前記作用に
よる効果が得られず、含有量２％を超えると、
金属間化合物が粗大化し、靭性が低下すること
から含有量を0.1〜２％と定めた。 (g) Sn Snは、優れた耐焼付き性を確保する作用が
あり、必要に応じて含有されるが、その含有量
が0.1％未満では前記作用の効果が得られず、
一方、その含有量が３％を超えると、熱間加工
性が低下するようになることから、その含有量
を0.1〜３％と定めた。 (h) Pb Pbは、合金の被切削性を向上させることを
目的とし、特に優れた被切削性が要求される場
合に必要に応じて含有されるが、含有量が0.1
％未満では所望の切削性向上効果を確保でき
ず、一方、３％を超えて含有させると成分偏析
が著しく強度低下が見られ、熱間加工性も低下
することから、その含有量を0.1〜３％と定め
た。〔実施例〕次に、この発明銅合金を実施例により具体的に
説明する。表に示される成分組成の銅合金を溶解鋳造し熱
間鍛造したもので、強度を評価する目的で引張試
験、靭性を評価する目的でシヤルピー衝撃試験、
さらに耐摩耗性を評価する目的で自動車用変速機
のシンクロナイザーリングを作成し、それのテー
パー面と、鋼材（JIS SCM420H）により作成し
たテーパーコーンとの摩耗試験を実施した。摩耗
試験の試験条件は、リング押付荷重60Kgｆ、摺動
速度4.7ｍ／sec.、押付回数2000回、潤滑油は
ATFデクスロンとし、摩耗変位量（テーパーコ
ーン軸方向に対するシンクロナイザーリングの変
位量）を測定した。これらの結果を表に示した。〔発明の効果〕表に示される結果から、本発明銅合金は、いず
れも高強度、高靭性さらに優れた耐摩耗性を有す
るのに対し、比較銅合金に見られるように、構成
成分のうちいずれかの成分含有量がこの発明の範
囲から外れると、上記特性のいずれかの特性が劣
つたものになることが明らかである。上述のように、本発明銅合金は、高強度、高靭
性及び優れた耐摩耗性を有するので、特に、高
速・高荷重化、潤滑油の低粘度化等による苛酷な
摺動条件の下でも充分耐え得る合金である。

【表】

【表】＊本発明範囲外

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。２重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Mn、Pb（１種又は２種）：0.1〜３％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。３重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Si：0.1〜２％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。４重量％で、 Zn：10〜43％ Al：２〜８％ Nb：0.01〜１％ Fe、Ni、Co（１種又は２種以上）：0.1〜５％ Zr、Ti、Ｖ（１種又は２種以上）：0.01〜２％を含有し、さらに Sn、Mn、Pb（１種又は２種以上）：0.1〜３％ Si：0.1〜２％を含有し、残りがCu及び不可避不純物から成る
組成を有することを特徴とする耐摩耗性銅合金。