JP2023017724A - 無鉛黄銅合金及びその使用 - Google Patents

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Abstract

【課題】良好な被削性、緊急作動特性、油適合性等を有し、油圧ポンプ及び油圧コンポーネントの部品を製造するのに適した無鉛黄銅合金を提供する。【解決手段】５７．０～６０．０％のＣｕ、１．０～２．０％のＡｌ、１．５～２．５％のＭｎ、０．１～１．０％のＦｅ、０．５％以下のＮｉ、０．５％以下のＳｎ、０．５～２．０％のＳｉ、０．１％未満のＰｂを含み、残部がＺｎ及び不可避的不純物である無鉛黄銅合金であって、銅当量（ＣｕＥｑ）が５２．０～５８．０％である、無鉛黄銅合金である。【選択図】なし

Description

本発明は、無鉛黄銅合金及びその使用に関する。
ＵＳ１０，２８７，６５３Ｂ２には、その特許の請求項１に記載された組成を有する無鉛黄銅合金が記載されている。この公知の黄銅合金は、５１％～約５８％の亜鉛当量を有する。提案された黄銅合金は、特にターボチャージャー用のベアリングの製造に適している。
産業界は、特に油圧ポンプ及び油圧コンポーネントの部品を製造するのに適した無鉛黄銅合金を必要としている。
本発明の目的は、良好な被削性、緊急作動特性、油適合性等に関して注目に値する無鉛黄銅合金を特定することである。この黄銅合金は、特に油圧ポンプ及び油圧コンポーネントの部品を製造するのに適している。
この目的は、請求項１及び請求項７の特徴によって達成される。好適な実施形態は、従属請求項の特徴から明らかである。
本発明に従って提案されるのは、５７．０～６０．０％のＣｕ、１．０～２．０％のＡｌ、１．５～２．５％のＭｎ、０．１～１．０％のＦｅ、０．５％以下のＮｉ、０．５％以下のＳｎ、０．５～２．０％のＳｉ、０．１％未満のＰｂを含み、残部がＺｎ及び不可避的不純物である無鉛黄銅合金であって、銅当量（ＣｕＥｑ）が５２．０～５８．０％である、前記無鉛黄銅合金である。
特定された銅当量（ＣｕＥｑ）は、以下のように算出される。
１）Ｓｉｆｒｅｅ＝Ｓｉ・３．２６－（Ｆｅ＋Ｍｎ）が、＜０であるケースでは、
ＣｕＥｑ＝Ｃｕ／｛［１００－Ｆｅ－Ｍｎ＋（｜Ｓｉｆｒｅｅ｜・０．７）－Ａｌ＋（Ａｌ・６）－Ｓｉ）］／１００｝である。
２）Ｓｉｆｒｅｅ＝Ｓｉ・３．２６－（Ｆｅ＋Ｍｎ）が、＞０であるケースでは、
ＣｕＥｑ＝Ｃｕ／｛［１００－Ｆｅ－Ｍｎ－Ａｌ＋（Ａｌ・６）－Ｓｉ＋（（Ｓｉｆｒｅｅ／３．２６）・１０）］／１００｝である。
Ｃｕ：％銅
Ｆｅ：％鉄
Ａｌ：％アルミニウム
Ｓｉ：％ケイ素
本明細書の目的で、［％］は重量％であると理解される。
上記の銅当量ＣｕＥｑの計算では、２つのケース、番号１及び２を区別する。ケース番号１では、合金中に遊離ケイ素Ｓｉｆｒｅｅが存在しない。このケースでは、合金中のケイ素は、Ｆｅ及び／又はＭｎと完全に結合している。金属間Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ化合物が形成される。
ケース番号２では、合金中に遊離ケイ素Ｓｉｆｒｅｅが存在する。合金中の遊離ケイ素Ｓｉｆｒｅｅは、相図においてβ相の方向に強いシフトを生じるため、第１及び第２のケースの区別が必要である。このケースでは、ケイ素が完全に結合しているケース（上記の計算、ケース番号１参照）よりも、β相の方向への相図のシフトが約１０倍強くなる。
銅当量ＣｕＥｑが５２．０～５８．０％である黄銅合金は、従来の鉛含有合金に匹敵する摩擦特性を示すことが明らかになった。さらに、提案される無鉛黄銅合金は、良好な被削性、緊急作動特性、油適合性等に関して注目に値する。
有利な一実施形態によれば、Ｓｉは１．０％以下の量で含まれる。このようにして、特に好適なβ相の含有量が達成される。
別の実施形態によれば、Ｓｎは０．２％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０６％未満の量で含まれる。Ｓｎは、合金の耐リラクセーション性を向上させる。
提案される無鉛黄銅合金は、ニッケルを１．０％以下、好ましくは０．５％以下の量で含んでもよい。さらに、Ｆｅは、０．５％以下、好ましくは０．４％以下の量で含まれてもよい。Ｍｎは、２．１％以下の量で含まれてもよい。前述の元素は、合金中に金属間層を形成させるために添加される。金属間層は、合金の耐摩耗性及び延性を向上させる。
本発明に従ってさらに、油圧ポンプ及び油圧コンポーネントの部品を製造するための本発明の無鉛黄銅合金の仕様が提案される。この部品は、特に以下の群：摺動ブロック、分配板、保持セグメント及びベアリングブッシュから選択されてもよい。
提案される黄銅合金が油圧ポンプ及び油圧コンポーネントの部品の製造に特に適しているのは、その良好な摩擦特性のためである。
本発明の例示的な一実施形態によれば、本発明の合金は、例えば、以下の組成を有する。
Figure 2023017724000001
上記の組成を有する合金は、以下の表で特定される特性を示す。
Figure 2023017724000002
本発明の合金の良好な摩擦特性は、本発明の合金を、油圧ポンプ及び油圧コンポーネント、より具体的には摺動ブロック、分配板、保持セグメント及びベアリングブッシュの製造に特に適したものにする。

Claims (8)

  1. 以下の元素：
    ５７．０～６０．０％のＣｕ
    １．０～２．０％のＡｌ
    １．５～２．５％のＭｎ
    ０．１～１．０％のＦｅ
    ０．５％以下のＮｉ
    ０．５％以下のＳｎ
    ０．５～２．０％のＳｉ
    ０．１％未満のＰｂ
    を含み、残部がＺｎ及び不可避的不純物である無鉛黄銅合金であって、
    銅当量（ＣｕＥｑ）が５２．０～５８．０％である、前記無鉛黄銅合金。
  2. Ｓｉを１．０％以下の量で含む、請求項１に記載の無鉛黄銅合金。
  3. Ｓｎを０．２％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０６％未満の量で含む、請求項１又は２に記載の無鉛黄銅合金。
  4. Ｎｉを１．０％以下、好ましくは０．５％以下の量で含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の無鉛黄銅合金。
  5. Ｆｅを０．５％以下、好ましくは０．４％以下の量で含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の無鉛黄銅合金。
  6. Ｍｎを２．１％以下の量で含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の無鉛黄銅合金。
  7. 油圧ポンプ及び油圧コンポーネントの部品を製造するための、請求項１～６のいずれか一項に記載の無鉛黄銅合金の使用。
  8. 前記部品が、以下の群：摺動ブロック、分配板、保持セグメント及びベアリングブッシュから選択される、請求項７に記載の使用。
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