JPH02228441A - 耐蝕性青銅合金およびそれから作られたガラス製造用金型 - 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】 本発明は熱ガラスと接触した時の点蝕に抵抗性の耐蝕青
銅合金に関する。本発明はまたガラス製造用金型および
金型部材および該青銅合金を使用するそれらの製造方法
に関する。

発１坏と１最 ＭｃＣａｕｓ　１ａｎｄの米国特許４，４３６，５４４
号はガラス製造用金型および金型部材用アルミニウム青
銅合金組成物を開示している。該合金組成物はアルミニ
ウム、ニッケル、マンガンおよび鉄、および残余の銅か
らなる。第３欄の表１の合金３および４は重量％で次の
成分を含有することが示されている：合金３　　　　　
合金４ アルミニウム　　８．０−１４．０　　８．０−１４．
０ニフケル　　　　２．０−１０．０　　２．０−１０
．０鉄　　　　　　　　　０．１　−　６　　　　０．
１　−　６．０マンガン　　　　３．１−　５　　　６
．１−　８．０銅　　　　　　６７．０−８５．０　　
６６．０−８４．ＯＭｃＣａｕｓ　１ａｎｄの特許に開
示されている合金３および４および他の合金は非常に高
い熱伝導性を含む多くの望ましい性質を有する。

上記ＭｃＣａｕｓｌａｎｄの特許の合金の性質の良好な
バランスを有し、そしてより良好な耐蝕性、特に点線性
の低下したそして熱伝導性のより低いガラス製造用金型
および金型部材用青銅合金を有することが望ましい。

溌瀝Ｒ目１直 本発明の目的は抵抗性特に点線に対する抵抗性等の優れ
た性質を有する新規青銅合金、およその重量％で次の金
属を含む青銅合金組成物から作られた青銅合金ガラス製
造用金型および金型部材を提供することである： 、ｔｉ　　　　　　　　　ｍ アルミニウム　　　　　８−１２ ニッケル　　　　　　１２　−１８ 鉄　　　　　　　　　　　　　１−６ マンガン　　　　　　　１．５−６ 珪素　　　　　　　　　０．１−２ 本発明の目的はガラス製造用金型部材の製造方法を提供
することであり、該方法はおよその重量％で次の成分か
ら本質的になる青銅合金組成物から金型部材を形成する
ことを含む： ！ｉ　　　　　　　　　１」Ｌ護 アルミニウム　　　　　８−１２ ニッケル　　　　　　１２　−１８ 鉄　　　　　　　　　　　　　　１−６マンガン　　　
　　　　０．５−６ 珪素　　　　　　　　　０．１−　２．０銅　　　　　
　　　　　　　残余 本発明のこれらのおよび他の目的は以下の明細書および
特許請求の範囲から明らかであろう。

光里夏翌立 本発明はガラス製造用金型用アルミニウム青銅合金を提
供し、該合金はおよその重量％で次の成分を有しニ アルミニウム ニッケル（％） 鉄（％） マンガン（％） 珪素（％） 銅 Ｇ　６５０ （％）　　　　　８．０−１２．０ １２、　Ｏ−１８，０ １、０−６，０ ０、５−６，０ ０，１−２，０ 残余 そして該合金は次の性質を有し： 引張強さ（ｐｓｉ）　　７５．０００　−１００，００
０降伏強さ（ｐｓｉ）　　３５，０００　−６０，００
０伸び率（％）　　　　　　１．０−　　　６．０硬度
（ＢＨＮ）　　　　　　１７５　−　　２５０熱伝導率
　　　　　　３６−４０ ８５０°Ｆで（ＢＴＵ／ｈｒ／ｆ　ｔ２／ｆ　ｔ／　’
　Ｆ）該合金は耐蝕性でありそして熱ガラスとの接触か
らの点線に抵抗性である。

本発明はまた青銅合金ガラス製造用金型を提供し、該合
金はおよその重量％で次の成分を有し：Ｇ　６５０ アルミニウム（％）　　　　８．０−１２．０ニッケル
（％）　　　　１２．０−１８．０鉄（％）’１．０−
６．０ マンガン（％”）　　　　　　０．５−　６．０珪素（
％）　　　　　　　０．１−２．０ｗ４（％）　　　　
　　　　　残余 引張強さ（ｐｓｉ）　　７５，０００　−１０（１，０
００降伏強さ（ｐｓｉ）　　３５，０００　−６０．０
００伸び率（％）　　　　　　１．０−　　　６．０硬
度（Ｂ）ＩＮ）　　　　　　１７５　−　　２５０熱伝
導率　　　　　　３６−４０ ８５０°Ｆで（ＢＴＵ／ｈｒ／ｆｔ”／ｆｔ／　”　Ｆ
）該合金は耐蝕性でありそして熱ガラスとの接触からの
点線に抵抗性である。

本発明はまた、全合金組成物を基準にして約０、１ない
し２重量％の臨界的量の珪素を含有する前記青銅合金組
成物からガラス製造用金型部材を製造する方法を提供す
る。

本発明の好ましい態様では、珪素の量は全合金の約０．
３ないし１重量％であり、合金組成物はおよその重量％
で次の元素を含有する： 豆１　　　　　　　　ｌｌＫ アルミニウム　　　　　８−１１ ニッケル　　　　　　１４　−１６ 鉄　　　　　　　　　　　　　　３−４マンガン　　　
　　　　０．６−５ 珪素　　　　　　　　　０．３−　１．０銅　　　　　
　　　　　　　残余 本発明の青銅合金は多くのガラス製造用装置用途を有し
そしてそれは次のような多くの利点を有する： １）　それは改善された耐蝕性を有する。これはそれか
ら製造したガラス金型装置が硫黄により生ずるような腐
蝕性環境中でより永持ちすることを意味する。この合金
で、調理生産性の改善を助けるために環境をより腐蝕性
にすることができる。

２）　それは亜鉛または鉛を含有しないので容易に溶接
補修することができる。

３）　それは改善された支持性を有し、斯て金型部品の
摩損を減少させる。

４）　それは熱に暴露された時容易に変化しない冶金学
的構造を有する；斯でこの合金から作った金型装置は良
好な寸法安定性を有する。

５）　それは冷し金を使用せずに達成しうる微粒構造を
有する。

６）　それは金型装置を摩耗および衝撃損傷に抵抗する
ことを可能にする比較的高い硬度および低い延性を有す
る。

７）　合金は比較的硬いけれども、受容しうる機械加工
性を有する。

８）　それは現在工業的に用いられている青銅合金のそ
れと同様の熱伝導率を有する。これはそれから作られた
ガラス金型装置が現行プラクティスと相客れることを意
味する。

９）　それは熱処理されたまたは鋳造されたままの状態
で使用しうる。

１０）それは鋳造工場で純元素または合金する目的に結
合したものを一緒にブレンドすることにより製造しうる
。これは殆んどすべての合金を製造するに最も経済的な
方法である。亜鉛を含有するガラス金型合金は安全の理
由のためこの方法で容易に製造することはできない。

次の例は本発明を説明し、青銅合金は優れた耐蝕性を提
供するために臣冨界量（０，１−２重量％）の珪素を使
用したこと以外はＭｃＣａｕｓ　１　ａｎｄの米国特許
４，４３６，５４４号に従って製造した。

青銅合金を製造しそして鋳造してガラス製造用金型を作
った。合金組成は表■に示したが、合金Ｂ（０，５重量
％の珪素含有）が本発明の合金である。試験を行ないそ
して得られた耐蝕性を表■および表■に示す。表■にお
いて合金試料は１６５０　”で２時間熱処理しそして次
に室温に冷却した後加熱しそして試験した。

表Ｉ、■および■は次の通りである： 青銅合金の化学組成および硬度 １ＬｉＬＡｊ巨Ｕ　　犯ぶσ　ｈぶ狂　勧ぶ迂　別Ａぷ
−Ａ　　　８．４　　１４．１　　４．１　０．６Ｂ　
　　８．５　　１３．８　　４．４　０．６　　０．５
Ａ　ベース Ｂ　ベース　　　　９５８９ ＊試料は１６５０　’に２時間加熱しそして徐冷した。

麦ｌ 鋳造されたままの青銅試料の表示温度で２４時間加熱後
の相対耐蝕性 金倉　　■■どＦ　　　１２００’Ｆ　　　１３００’
Ｆ　　　刊Ａ　　　　３．０　　　　２．５　　　　４
．０　　　３．２Ｂ　　　　１．５　　　　２．０　　
　　２．０　　　１．８コードの説明 １．０−点線無し一優れた表面 ２．０＝若干の小さな点線−許容しうる表面３．０−よ
り多い点線−恐らく許容しえない表面４．０−多数の点
線−許容しえない表面■ １６５０　’　Ｆに２時間加熱し、室温に徐冷しそして
次に表示温度で２４時間再加熱した鋳造されたままの青
銅試料の相対耐蝕性 金倉　　１１００°Ｆ　　　１２００”Ｆ　　　１３０
０°Ｆ　　王立Ａ　　　　３．０　　　　４．０　　　
　４．０　　　３．７Ｂ　　　　１．０　　　　２．０
　　　．３．０　　　２．０コードの説明 １．０〜点点線し一優れた表面 ２．０−若干の小さな点線−許容しうる表面３．０−よ
り多い点線−恐らく許容しえない表面４、〇−多数の点
線−許容しえない表面炎↓ 合金Ｂに匹敵する優れた点線抵抗性を含む優れた結果が
、およその重量％で次の合金組成により得られたニ アルミニウム　　　　　　　８．５ ニッケル　　　　　　　　１５．０ 鉄　　　　　　　　　　　　　　　　４．６マンガン　
　　　　　　　　０．６ 珪素　　　　　　　　　　　０．３ 銅　　　　　　　　　　　　残余 本発明の新規合金組成物は約０．１ないし２重量％の臨
界的範囲の珪素を使用した時にのみ得られ、性質は該範
囲の下端および上端で低下する。

Ｋｅｌｌｙ　Ｍａｃｈｉｎｅ　＆　Ｆｏｕｎｄｒｙの米
国特許４，７３２．６０２号は銅、ニッケルおよびアル
ミニウムを含み、ニッケルが１２−１６重量％、アルミ
ニウムが８．５−１１．５重量％の銅ベース合金を開示
している。

該特許は少量の不純物が胴中に典型的には見出され、不
純物はＳｎ＋　Ｐｂ＋　Ｚｎ、　ｓｂ、　ｓｉ、、　　
ｓ、　Ｐ　、Ｆｅ＋ＭｎおよびＮｂを含むことを示して
いる。不純物としてのＳｉの量は非常に低く、一般に約
０．０１重量％または０．０４重量％より少ない（例１
４および１５）。そのような微量のＳｉは、多分不純物
としてしか存在しないよりも合金中にわざわざ添加され
た臨界的範囲のＳｔを有する本発明の新規合金を提供し
ない。

代理人の氏名　　川　原　１）−穂

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス製造用金型用アルミニウム青銅合金であっ
   て、およその重量％で次の成分を有し：▲数式、化学式
   、表等があります▼ そして次の性質を有し： 引張強さ（ｐｓｉ）７５，０００−１００，０００降伏
   強さ（ｐｓｉ）３５，０００−６０，０００伸び率（％
   ）１．０−６．０ 硬度（ＢＨＮ）１７５−２５０ 熱伝導率３６−４０ ８５０゜Ｆで（ＢＴＵ／ｈｒ／ｆｔ＾２／ｆｔ／゜Ｆ）
   耐蝕性でありそして熱ガラスとの接触からの点蝕に抵抗
   性である前記合金。
2. （２）青銅合金のガラス製造用金型であって、該合金は
   およその重量％で次の成分を有し： ▲数式、化学式、表等があります▼ 引張強さ（ｐｓｉ）７５，０００−１００，０００降伏
   強さ（ｐｓｉ）３５，０００−６０，０００伸び率（％
   ）１．０−６．０ 硬度（ＢＨＮ）１７５−２５０ 熱伝導率３６−４０ ８５０゜Ｆで（ＢＴＵ／ｈｒ／ｆｔ＾２／ｆｔ／゜Ｆ）
   該合金は耐蝕性でありそして熱ガラスとの接触からの点
   蝕に抵抗性である前記合金金型。
3. （３）およその重量％で次の成分を有する特許請求の範
   囲第１項記載の合金： アルミニウム９−１１ ニッケル１４−１６ 鉄３−４ マンガン０．６−４ 珪素０．３−１．０ 銅残余
4. （４）およその重量％で次の成分を有する特許請求の範
   囲第１項記載の合金： アルミニウム８．５ ニッケル１５．０ 鉄４．６ マンガン０．６ 珪素０．３ 銅残余
5. （５）およその重量％で次の成分を有する特許請求の範
   囲第２項記載の合金金型： アルミニウム９−１１ ニッケル１４−１６ 鉄３−４ マンガン０．６−４ 珪素０．３−１．０ 銅残余
6. （６）およその重量％で次の成分を有する特許請求の範
   囲第２項記載の合金金型： アルミニウム８．５ ニッケル１５．０ 鉄４．６ マンガン０．６ 珪素０．３ 銅残余
7. （７）特許請求の範囲第１項に記載の青銅合金で作られ
   たガラス製造用金型部品。
8. （８）特許請求の範囲第３項に記載の青銅合金で作られ
   たガラス製造用金型部品。
9. （９）少なくとも１つのガラス製造用金型部材を有し、
   該金型部材の少なくとも１つが特許請求の範囲第１項に
   記載の合金から作られるガラス製品成形機械。
10. （１０）ガラス製造用金型部材の製造方法であって、該
    金型部材を、およその重量％で次の成分から本質的にな
    る青銅合金組成物から形成することを含む前記方法： ▲数式、化学式、表等があります▼
11. （１１）点蝕に対する抵抗性の標準以下の低下無しに機
    械加工性を改善するために合金金型部材を約１５５０°
    ないし１７００゜Ｆに加熱する更なる段階がある特許請
    求の範囲第１０項記載の方法。