JPH05222467A - ダンパ用複合屈曲部材 - Google Patents
ダンパ用複合屈曲部材Info
- Publication number
- JPH05222467A JPH05222467A JP5893092A JP5893092A JPH05222467A JP H05222467 A JPH05222467 A JP H05222467A JP 5893092 A JP5893092 A JP 5893092A JP 5893092 A JP5893092 A JP 5893092A JP H05222467 A JPH05222467 A JP H05222467A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度,耐応力緩和特性,耐振動疲労特性,耐
環境特性に優れたダンパ用複合屈曲部材を提供する。 【構成】 強度、応力緩和特性及び耐環境特性に優れた
銅合金材料1に耐振動疲労特性に優れたアラミド繊維2
又は炭素繊維を複合して、ダンパ用屈曲部材に要求され
る特性全てを満足する。
環境特性に優れたダンパ用複合屈曲部材を提供する。 【構成】 強度、応力緩和特性及び耐環境特性に優れた
銅合金材料1に耐振動疲労特性に優れたアラミド繊維2
又は炭素繊維を複合して、ダンパ用屈曲部材に要求され
る特性全てを満足する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強度,耐応力緩和特
性,耐振動疲労特性,耐環境特性に優れたダンパ用複合
屈曲部材に関する。
性,耐振動疲労特性,耐環境特性に優れたダンパ用複合
屈曲部材に関する。
【0002】
【従来の技術】ダクト等の振動を伴う配管を建屋壁部等
に固定する固定具には、振動騒音等を防止する為に振動
吸収能を有するダンパ用部材が用いられており、従来、
このダンパ用部材には金属そのものの弾塑性変形を利用
する弾塑性ダンパ用部材が実用されてきた。しかしなが
ら、この弾塑性ダンパ用部材は、用いた金属材料の材質
により、その吸収し得る振動の周波数領域が限られてし
まう為、用途に応じて種々のダンパ用部材を使い分ける
必要があり、管理上からもコスト的にも不利であった。
このようなことから、ダンパ用部材として、金属材料を
波状に成形したダンパ用屈曲部材が用いられるようにな
った。このダンパ用屈曲部材は、振動をその波状部分の
弾塑性変形により吸収するもので、振動吸収能が金属材
料の材質により左右されることがなく、従って金属材料
を広い視野にたって選択できるという利点があった。と
ころで、ダンパ用屈曲部材には、配管等を支持するに足
る強度、波形を維持し得る耐応力緩和特性、振動吸収に
耐える耐振動疲労特性、それに、ダンパ用屈曲部材は、
温度,圧力,湿度等の環境要因が厳しいもとに置かれる
為、このような腐食環境に耐える耐環境特性が要求され
ていた。
に固定する固定具には、振動騒音等を防止する為に振動
吸収能を有するダンパ用部材が用いられており、従来、
このダンパ用部材には金属そのものの弾塑性変形を利用
する弾塑性ダンパ用部材が実用されてきた。しかしなが
ら、この弾塑性ダンパ用部材は、用いた金属材料の材質
により、その吸収し得る振動の周波数領域が限られてし
まう為、用途に応じて種々のダンパ用部材を使い分ける
必要があり、管理上からもコスト的にも不利であった。
このようなことから、ダンパ用部材として、金属材料を
波状に成形したダンパ用屈曲部材が用いられるようにな
った。このダンパ用屈曲部材は、振動をその波状部分の
弾塑性変形により吸収するもので、振動吸収能が金属材
料の材質により左右されることがなく、従って金属材料
を広い視野にたって選択できるという利点があった。と
ころで、ダンパ用屈曲部材には、配管等を支持するに足
る強度、波形を維持し得る耐応力緩和特性、振動吸収に
耐える耐振動疲労特性、それに、ダンパ用屈曲部材は、
温度,圧力,湿度等の環境要因が厳しいもとに置かれる
為、このような腐食環境に耐える耐環境特性が要求され
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダンパ
用屈曲部材として従来から用いられている普通鋼(例え
ばSS-490)や燐青銅合金は、前記特性を満足し得るもの
ではなく、新しい材料の開発が強く要求されていた。こ
のようなことから、本発明者は、種々の銅合金材料を試
作し適性を調査検討してきたが、ダンパ用屈曲部材に要
求される特性のうち、耐振動疲労特性については十分満
足すべき特性の材料が得られなかった。
用屈曲部材として従来から用いられている普通鋼(例え
ばSS-490)や燐青銅合金は、前記特性を満足し得るもの
ではなく、新しい材料の開発が強く要求されていた。こ
のようなことから、本発明者は、種々の銅合金材料を試
作し適性を調査検討してきたが、ダンパ用屈曲部材に要
求される特性のうち、耐振動疲労特性については十分満
足すべき特性の材料が得られなかった。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明はこのような状況に
鑑み鋭意研究を行ない、銅合金材料にアラミド繊維又は
炭素繊維を複合することにより、ダンパ用屈曲部材の耐
振動疲労特性を十分高い値に向上し得ることを知見し、
更に研究を重ねて本発明を完成するに至ったものであ
る。即ち、本発明は、強度、耐応力緩和特性及び耐環境
特性に優れた銅合金材料にアラミド繊維又は/及び炭素
繊維を複合したことを特徴とするものである。
鑑み鋭意研究を行ない、銅合金材料にアラミド繊維又は
炭素繊維を複合することにより、ダンパ用屈曲部材の耐
振動疲労特性を十分高い値に向上し得ることを知見し、
更に研究を重ねて本発明を完成するに至ったものであ
る。即ち、本発明は、強度、耐応力緩和特性及び耐環境
特性に優れた銅合金材料にアラミド繊維又は/及び炭素
繊維を複合したことを特徴とするものである。
【0005】本発明のダンパ用複合屈曲部材は、銅合金
材料にアラミド繊維又は/及び炭素繊維を複合したもの
で、前記銅合金材料は主に強度及び耐応力緩和特性を高
度に維持する作用を果たし、又アラミド繊維や炭素繊維
は耐振動疲労特性の向上を担い、更に前記繊維は銅合金
材料を被覆することによりその耐環境特性をレベルアッ
プするものである。而して、本発明のダンパ用複合屈曲
部材の複合形態は、図1イ〜ホに例示したように、銅合
金材料1の片面にアラミド繊維2を複合したもの(図
イ)、複数の銅合金材料1とアラミド繊維2を交互に複
合したもの(図ロ,ハ)、銅合金材料1の外周全体をア
ラミド繊維2で覆うように複合したもの(図ニ)、銅合
金材料1の両面にアラミド繊維2を複合したもの(図
ホ)等任意の複合形態が適用される。前記図ニに示した
アラミド繊維2を銅合金材料1の全周に複合したもの
は、アラミド繊維2の高耐腐食性の利点をフルに発揮し
た複合形態である。前記において、アラミド繊維の代わ
りに炭素繊維を用いても、又アラミド繊維と炭素繊維を
併用しても良い。
材料にアラミド繊維又は/及び炭素繊維を複合したもの
で、前記銅合金材料は主に強度及び耐応力緩和特性を高
度に維持する作用を果たし、又アラミド繊維や炭素繊維
は耐振動疲労特性の向上を担い、更に前記繊維は銅合金
材料を被覆することによりその耐環境特性をレベルアッ
プするものである。而して、本発明のダンパ用複合屈曲
部材の複合形態は、図1イ〜ホに例示したように、銅合
金材料1の片面にアラミド繊維2を複合したもの(図
イ)、複数の銅合金材料1とアラミド繊維2を交互に複
合したもの(図ロ,ハ)、銅合金材料1の外周全体をア
ラミド繊維2で覆うように複合したもの(図ニ)、銅合
金材料1の両面にアラミド繊維2を複合したもの(図
ホ)等任意の複合形態が適用される。前記図ニに示した
アラミド繊維2を銅合金材料1の全周に複合したもの
は、アラミド繊維2の高耐腐食性の利点をフルに発揮し
た複合形態である。前記において、アラミド繊維の代わ
りに炭素繊維を用いても、又アラミド繊維と炭素繊維を
併用しても良い。
【0006】本発明において、銅合金材料に複合するア
ラミド繊維又は炭素繊維には、通常の市販品が適用でき
る。又その複合方法は、接着剤を用いて温間加圧接着す
る方法が高い接合強度が得られ好ましい。又前記繊維
は、多数本の繊維をそのまま銅合金材料の表面に縦,横
に並べ接着してもよいし、又前記繊維を織布した板状体
を用いても差し支えない。本発明にて用いる銅合金材料
には、Ni1.2 〜3.6 wt%,Si0.3 〜1.0 wt%,Be
0.2 〜2.5 wt%,Ti0.2 〜4.5 wt%,Sn0.1 〜3.5
wt%,Co0.1 〜2.5 wt%,Zn0.1 〜5.0 wt%,Mg
0.05〜0.5 wt%の少なくとも1種を含み、残部Cuと不
可避的不純物からなる銅合金材料が好適である。前記合
金元素は主に強度及び耐応力緩和特性を高度に維持する
作用を有し、その濃度範囲を、Ni1.2 〜3.6 wt%,S
i0.3 〜1.0 wt%,Be0.2 〜2.5 wt%,Ti0.2 〜4.
5 wt%,Sn0.1 〜3.5 wt%,Co0.1 〜2.5 wt%,Z
n0.1 〜5.0 wt%,Mg0.05〜0.5 wt%に限定した理由
は、前記各々の合金元素濃度が前記限定範囲の上限を上
回ると、前記銅合金材料を製造する過程において、鋳造
欠陥又は圧延欠陥が生じて前記銅合金材料を所定形状に
加工するのが困難になり、又耐環境特性も低下する為で
ある。又、前記各々の合金元素濃度が前記限定範囲の下
限を下回ると、十分な強度及び耐応力緩和特性が得られ
なくなる為である。更に、上記銅合金材料にV,Zr,
Cr,Y,稀土類元素(MM)を一種又は二種以上、合
計で0.005 〜0.2 wt%程度添加して結晶粒を微細化して
強度を一層向上させることができる。
ラミド繊維又は炭素繊維には、通常の市販品が適用でき
る。又その複合方法は、接着剤を用いて温間加圧接着す
る方法が高い接合強度が得られ好ましい。又前記繊維
は、多数本の繊維をそのまま銅合金材料の表面に縦,横
に並べ接着してもよいし、又前記繊維を織布した板状体
を用いても差し支えない。本発明にて用いる銅合金材料
には、Ni1.2 〜3.6 wt%,Si0.3 〜1.0 wt%,Be
0.2 〜2.5 wt%,Ti0.2 〜4.5 wt%,Sn0.1 〜3.5
wt%,Co0.1 〜2.5 wt%,Zn0.1 〜5.0 wt%,Mg
0.05〜0.5 wt%の少なくとも1種を含み、残部Cuと不
可避的不純物からなる銅合金材料が好適である。前記合
金元素は主に強度及び耐応力緩和特性を高度に維持する
作用を有し、その濃度範囲を、Ni1.2 〜3.6 wt%,S
i0.3 〜1.0 wt%,Be0.2 〜2.5 wt%,Ti0.2 〜4.
5 wt%,Sn0.1 〜3.5 wt%,Co0.1 〜2.5 wt%,Z
n0.1 〜5.0 wt%,Mg0.05〜0.5 wt%に限定した理由
は、前記各々の合金元素濃度が前記限定範囲の上限を上
回ると、前記銅合金材料を製造する過程において、鋳造
欠陥又は圧延欠陥が生じて前記銅合金材料を所定形状に
加工するのが困難になり、又耐環境特性も低下する為で
ある。又、前記各々の合金元素濃度が前記限定範囲の下
限を下回ると、十分な強度及び耐応力緩和特性が得られ
なくなる為である。更に、上記銅合金材料にV,Zr,
Cr,Y,稀土類元素(MM)を一種又は二種以上、合
計で0.005 〜0.2 wt%程度添加して結晶粒を微細化して
強度を一層向上させることができる。
【0007】
【作用】本発明のダンパ用複合屈曲部材は、強度と耐応
力緩和特性及び耐環境特性に優れた銅合金材料に、耐振
動疲労特性に優れたアラミド繊維又は炭素繊維を複合し
たものなので、ダンパ用屈曲部材に要求される特性全て
が満足される。
力緩和特性及び耐環境特性に優れた銅合金材料に、耐振
動疲労特性に優れたアラミド繊維又は炭素繊維を複合し
たものなので、ダンパ用屈曲部材に要求される特性全て
が満足される。
【0008】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例1 表1に示した合金のうち、合金NoA〜Fの合金を溶解,
鋳造して鋳塊となし、この鋳塊を 900℃で熱間圧延して
厚さ10mmの圧延材となした。次にこの圧延材を表面研削
したのち、冷間圧延により厚さ0.6mm の板材に加工し
た。然る後、この板材に 850℃×60秒の中間加熱処理を
施し、前記加熱処理温度から急冷し、これを酸洗研磨し
たのち冷間圧延して厚さ0.35mmの板材に仕上げ、更にこ
の板材に 320〜 450℃×2時間の加熱処理を施した後、
これに 0.2mmの厚さにアラミド繊維又は炭素繊維を密に
被覆して、図1イ又はロに示した形態に複合してダンパ
用複合屈曲部材を作製した。前記の銅合金板材にアラミ
ド繊維又は炭素繊維を複合するには、接着剤を用いた温
間加圧接着法により行った。又アラミド繊維には帝人
(株)製の高強力パラ系アラミド繊維テクノーラ(商品
名)を用い、炭素繊維には東レ(株)製のPAN系炭素
繊維トレカ(商品名)を用いた。
る。 実施例1 表1に示した合金のうち、合金NoA〜Fの合金を溶解,
鋳造して鋳塊となし、この鋳塊を 900℃で熱間圧延して
厚さ10mmの圧延材となした。次にこの圧延材を表面研削
したのち、冷間圧延により厚さ0.6mm の板材に加工し
た。然る後、この板材に 850℃×60秒の中間加熱処理を
施し、前記加熱処理温度から急冷し、これを酸洗研磨し
たのち冷間圧延して厚さ0.35mmの板材に仕上げ、更にこ
の板材に 320〜 450℃×2時間の加熱処理を施した後、
これに 0.2mmの厚さにアラミド繊維又は炭素繊維を密に
被覆して、図1イ又はロに示した形態に複合してダンパ
用複合屈曲部材を作製した。前記の銅合金板材にアラミ
ド繊維又は炭素繊維を複合するには、接着剤を用いた温
間加圧接着法により行った。又アラミド繊維には帝人
(株)製の高強力パラ系アラミド繊維テクノーラ(商品
名)を用い、炭素繊維には東レ(株)製のPAN系炭素
繊維トレカ(商品名)を用いた。
【0009】比較例1 実施例1にて作製した合金No.A,Dの厚さ0.35mmの銅
合金板材を、アラミド繊維又は炭素繊維を複合せずにそ
のままダンパ用屈曲部材となした。 比較例2 表1に示した合金No.G〜Hの銅合金を実施例1と同じ
方法・条件により厚さ0.35mmの銅合金板材に加工し、次
いで 320〜 450℃×2時間の加熱処理を施したのち、こ
の銅合金板材にアラミド繊維又は炭素繊維を図1イ又は
ロに示した形態にて複合してダンパ用複合屈曲部材を作
製した。 従来例1 市販の厚さ0.35mmの普通鋼(SS-490) と8%燐青銅をダ
ンパ用屈曲部材となした。
合金板材を、アラミド繊維又は炭素繊維を複合せずにそ
のままダンパ用屈曲部材となした。 比較例2 表1に示した合金No.G〜Hの銅合金を実施例1と同じ
方法・条件により厚さ0.35mmの銅合金板材に加工し、次
いで 320〜 450℃×2時間の加熱処理を施したのち、こ
の銅合金板材にアラミド繊維又は炭素繊維を図1イ又は
ロに示した形態にて複合してダンパ用複合屈曲部材を作
製した。 従来例1 市販の厚さ0.35mmの普通鋼(SS-490) と8%燐青銅をダ
ンパ用屈曲部材となした。
【0010】このようにして得られた各々のダンパ用複
合屈曲部材又はダンパ用屈曲部材からサンプルを切り出
して、引張強度,耐応力緩和特性,耐振動疲労特性,耐
環境特性を調査した。結果は表2に示した。引張試験
は、JIS-Z2241 に準拠して行った。尚、引張試験に際し
ダンパ用複合屈曲部材には銅合金部材部分に微弱電流を
通電しておいて、破断時の通電有無により破断部位が銅
合金部材部分か否かを判定した。耐応力緩和特性は、供
試材から幅10mm、長さ 200mmの短冊片を切出し、この短
冊片を負荷応力が 500N/mm2 になるように撓ませた状
態で 150℃× 500時間保持し、負荷応力開放後に残存す
る撓み量を百分率で求めた。耐振動疲労特性は、供試材
から幅10mm,長さ 100mmの短冊片を切出し、その中央部
を曲率5mmで90度曲げし、一端を固定し他端に振幅30m
m,周期 0.1秒の曲げ振動を繰り返し与えて試験した。
試験時間は最大48時間とし、破断までの時間で示した。
耐環境特性は、振動疲労試験で用いたのと同じ短冊片
に、「10%NaClの塩水噴霧中に15分間保持→40℃の 100
%RH雰囲気中に30分間保持→80℃の30%RH雰囲気中
に60分間保持」の腐食サイクルを30回繰り返し施した
後、前述と同じ条件で振動疲労試験を行って評価した。
但し、試験時間は最大24時間とした。
合屈曲部材又はダンパ用屈曲部材からサンプルを切り出
して、引張強度,耐応力緩和特性,耐振動疲労特性,耐
環境特性を調査した。結果は表2に示した。引張試験
は、JIS-Z2241 に準拠して行った。尚、引張試験に際し
ダンパ用複合屈曲部材には銅合金部材部分に微弱電流を
通電しておいて、破断時の通電有無により破断部位が銅
合金部材部分か否かを判定した。耐応力緩和特性は、供
試材から幅10mm、長さ 200mmの短冊片を切出し、この短
冊片を負荷応力が 500N/mm2 になるように撓ませた状
態で 150℃× 500時間保持し、負荷応力開放後に残存す
る撓み量を百分率で求めた。耐振動疲労特性は、供試材
から幅10mm,長さ 100mmの短冊片を切出し、その中央部
を曲率5mmで90度曲げし、一端を固定し他端に振幅30m
m,周期 0.1秒の曲げ振動を繰り返し与えて試験した。
試験時間は最大48時間とし、破断までの時間で示した。
耐環境特性は、振動疲労試験で用いたのと同じ短冊片
に、「10%NaClの塩水噴霧中に15分間保持→40℃の 100
%RH雰囲気中に30分間保持→80℃の30%RH雰囲気中
に60分間保持」の腐食サイクルを30回繰り返し施した
後、前述と同じ条件で振動疲労試験を行って評価した。
但し、試験時間は最大24時間とした。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】 種類:アラ→アラミド繊維,炭素→炭素繊維、形態:
図1に示した形態。破断部位:金は銅合金部材部分。
○印は48時間以上を示す。○印は24時間以上を示
す。
図1に示した形態。破断部位:金は銅合金部材部分。
○印は48時間以上を示す。○印は24時間以上を示
す。
【0013】表2より明らかなように、本発明のダンパ
用複合屈曲部材(No.1〜8)は、引張強度,耐応力緩
和特性,耐振動疲労特性,耐環境特性のすべての試験項
目において良好な成績を示した。これに対し、比較例品
のNo9,10はアラミド繊維又は炭素繊維を複合しなかっ
た為、いずれも耐振動疲労特性及び耐環境特性が低下し
た。又No.11,12は用いた銅合金材料の合金元素濃度が
低かった為、引張強度,耐応力緩和特性,耐環境特性が
低下した。又耐振動疲労特性も銅合金自体の耐振動疲労
特性が低下した為アラミド繊維や炭素繊維の複合効果が
認められなかった。又No.13,14は銅合金材料の合金元
素濃度が高すぎた為製造過程で圧延欠陥が生じて所定形
状の板材に加工することができなかった。又従来材のNo
15,16は、強度、耐応力緩和特性,耐振動疲労特性,耐
環境特性がいずれも低いものであった。尚、本発明のダ
ンパ用複合屈曲部材を工場内のダクトの支持に用いたと
ころ、騒音を発生せずに長期間安定して使用することが
できた。
用複合屈曲部材(No.1〜8)は、引張強度,耐応力緩
和特性,耐振動疲労特性,耐環境特性のすべての試験項
目において良好な成績を示した。これに対し、比較例品
のNo9,10はアラミド繊維又は炭素繊維を複合しなかっ
た為、いずれも耐振動疲労特性及び耐環境特性が低下し
た。又No.11,12は用いた銅合金材料の合金元素濃度が
低かった為、引張強度,耐応力緩和特性,耐環境特性が
低下した。又耐振動疲労特性も銅合金自体の耐振動疲労
特性が低下した為アラミド繊維や炭素繊維の複合効果が
認められなかった。又No.13,14は銅合金材料の合金元
素濃度が高すぎた為製造過程で圧延欠陥が生じて所定形
状の板材に加工することができなかった。又従来材のNo
15,16は、強度、耐応力緩和特性,耐振動疲労特性,耐
環境特性がいずれも低いものであった。尚、本発明のダ
ンパ用複合屈曲部材を工場内のダクトの支持に用いたと
ころ、騒音を発生せずに長期間安定して使用することが
できた。
【0014】
【効果】以上述べたように、本発明のダンパ用複合屈曲
部材は、強度,耐応力緩和特性,耐振動疲労特性,及び
耐環境特性に優れ、工業上顕著な効果を奏する。
部材は、強度,耐応力緩和特性,耐振動疲労特性,及び
耐環境特性に優れ、工業上顕著な効果を奏する。
【図1】本発明のダンパ用複合屈曲部材の態様例を示す
断面説明図である。
断面説明図である。
1 銅合金材料 2 アラミド繊維
Claims (2)
- 【請求項1】 強度、耐応力緩和特性及び耐環境特性に
優れた銅合金材料にアラミド繊維又は/及び炭素繊維を
複合したことを特徴とするダンパ用複合屈曲部材。 - 【請求項2】 銅合金材料が、Ni1.2 〜3.6 wt%,S
i0.3 〜1.0 wt%,Be0.2 〜2.5 wt%,Ti0.2 〜4.
5 wt%,Sn0.1 〜3.5 wt%,Co0.1 〜2.5 wt%,Z
n0.1 〜5.0 wt%,Mg0.05〜0.5 wt%の少なくとも1
種を含み、残部Cuと不可避的不純物からなることを特
徴とする請求項1記載のダンパ用複合屈曲部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5893092A JPH05222467A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | ダンパ用複合屈曲部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5893092A JPH05222467A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | ダンパ用複合屈曲部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222467A true JPH05222467A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13098556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5893092A Pending JPH05222467A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | ダンパ用複合屈曲部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05222467A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7182823B2 (en) | 2002-07-05 | 2007-02-27 | Olin Corporation | Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP5893092A patent/JPH05222467A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7182823B2 (en) | 2002-07-05 | 2007-02-27 | Olin Corporation | Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon |
| US8257515B2 (en) | 2002-07-05 | 2012-09-04 | Gbc Metals, Llc | Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon |
| US8430979B2 (en) | 2002-07-05 | 2013-04-30 | Gbc Metals, Llc | Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon |
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