JPH0826423B2 - 相手部材に対する同期特性にすぐれた耐摩耗性Ｃｕ合金 - Google Patents
相手部材に対する同期特性にすぐれた耐摩耗性Ｃｕ合金Info
- Publication number
- JPH0826423B2 JPH0826423B2 JP62040661A JP4066187A JPH0826423B2 JP H0826423 B2 JPH0826423 B2 JP H0826423B2 JP 62040661 A JP62040661 A JP 62040661A JP 4066187 A JP4066187 A JP 4066187A JP H0826423 B2 JPH0826423 B2 JP H0826423B2
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- Japan
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- alloy
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、摩耗係数で評価される相手部材に対する
同期特性にすぐれ、さらにすぐれた耐摩耗性と、高強度
および高靱性を有し、これらの特性が要求される自動車
のトランスミッション構造部材や変速機のシンクロナイ
ザリングなどの製造に用いるのに適したCu合金に関する
ものである。
同期特性にすぐれ、さらにすぐれた耐摩耗性と、高強度
および高靱性を有し、これらの特性が要求される自動車
のトランスミッション構造部材や変速機のシンクロナイ
ザリングなどの製造に用いるのに適したCu合金に関する
ものである。
従来、一般に、上記の自動車のトランスミッション構
造部材や変速機のシンクロナイザリングなどの製造に
は、強度および靱性、耐摩耗性、さらに高い摩擦係数が
要求されることから、これらの特性を具備したアルミニ
ウム青銅や高力黄銅をはじめ、その他多くのCu合金が用
いられている。
造部材や変速機のシンクロナイザリングなどの製造に
は、強度および靱性、耐摩耗性、さらに高い摩擦係数が
要求されることから、これらの特性を具備したアルミニ
ウム青銅や高力黄銅をはじめ、その他多くのCu合金が用
いられている。
しかし、近年、上記各種機器の小型化および軽量化、
並びに高出力化に伴い、これらを構成する部材には、一
段と高い摩擦係数およびすぐれた耐摩耗性を具備するこ
とが要求されるようになっているが、従来Cu合金ではこ
れらの要求に十分満足に対応することができないのが現
状である。
並びに高出力化に伴い、これらを構成する部材には、一
段と高い摩擦係数およびすぐれた耐摩耗性を具備するこ
とが要求されるようになっているが、従来Cu合金ではこ
れらの要求に十分満足に対応することができないのが現
状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記
各種機器の小型化および軽量化、さらに高出力化に対応
できる構造部材用Cu合金を開発すべく研究を行なった結
果、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Zn:17〜40％、Al:2〜11％、 Ti:1％超〜3.5％、Mn:0.1〜0.9％、 Si:0.005〜0.5％、酸素:50〜3000ppm、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成、並び
に素地中に金属間化合物と酸化物が均一分散した組織を
有するCu合金は、著しく高い摩擦係数を有し、かつ耐摩
耗性にもすぐれ、さらに高強度および高靱性を有し、し
たがってこのCu合金をトランスミッション構造部材やシ
ンクロナイザリングなどの製造に用いた場合に、これら
部材で構成される各種機器の小型化および軽量化が可能
となり、かつ高性能化をはかることができるようになる
という研究結果を得たのである。この発明は、上記の研
究結果にもとづいてなされたものであって、以下に成分
組成を上記の通りに限定した理由を説明する。
各種機器の小型化および軽量化、さらに高出力化に対応
できる構造部材用Cu合金を開発すべく研究を行なった結
果、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Zn:17〜40％、Al:2〜11％、 Ti:1％超〜3.5％、Mn:0.1〜0.9％、 Si:0.005〜0.5％、酸素:50〜3000ppm、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成、並び
に素地中に金属間化合物と酸化物が均一分散した組織を
有するCu合金は、著しく高い摩擦係数を有し、かつ耐摩
耗性にもすぐれ、さらに高強度および高靱性を有し、し
たがってこのCu合金をトランスミッション構造部材やシ
ンクロナイザリングなどの製造に用いた場合に、これら
部材で構成される各種機器の小型化および軽量化が可能
となり、かつ高性能化をはかることができるようになる
という研究結果を得たのである。この発明は、上記の研
究結果にもとづいてなされたものであって、以下に成分
組成を上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ）ZnおよびAl これらの成分には、共存した状態で合金の強度および
靱性を向上させる作用があるが、その含有量がそれぞれ
Zn:17％未満およびAl:2％未満では所望の高強度および
高靱性を確保することができず、一方その含有量がZn:4
0％およびAl:11％を越えてもより一層の向上効果は現わ
れないことから、その含有量をそれぞれZn:17〜40％お
よびAl:2〜11％と定めた。
靱性を向上させる作用があるが、その含有量がそれぞれ
Zn:17％未満およびAl:2％未満では所望の高強度および
高靱性を確保することができず、一方その含有量がZn:4
0％およびAl:11％を越えてもより一層の向上効果は現わ
れないことから、その含有量をそれぞれZn:17〜40％お
よびAl:2〜11％と定めた。
（ｂ）Ti Ti成分には、CuおよびAlと結合して素地中に均一に分
散するCu−Al−Ti系金属間化合物（以下、単に金属間化
合物という）を形成するほか、酸素と結合し、AlやSiと
共にAl−Si−Ti−Ｏ系酸化物（以下、単に酸化物とい
う）を形成して、相手部材に対する同期特性を改善する
と共に、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有
量が１％以下では前記作用に所望のすぐれた効果が得ら
れず、一方その含有量が3.5％を越えると、合金の靱性
が低下するようになることから、その含有量を１％超〜
3.5％と定めた。
散するCu−Al−Ti系金属間化合物（以下、単に金属間化
合物という）を形成するほか、酸素と結合し、AlやSiと
共にAl−Si−Ti−Ｏ系酸化物（以下、単に酸化物とい
う）を形成して、相手部材に対する同期特性を改善する
と共に、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有
量が１％以下では前記作用に所望のすぐれた効果が得ら
れず、一方その含有量が3.5％を越えると、合金の靱性
が低下するようになることから、その含有量を１％超〜
3.5％と定めた。
（ｃ）Mn Mn成分には、合金の強度を一段と向上させ、かつ熱履
歴に対して合金組織を安定化する作用があるが、その含
有量が0.1％未満では前記作用に所望の向上効果が得ら
れず、一方その含有量が0.9％を越えると、溶製時に酸
化物スラグが形成し易くなり、鋳塊の健全性低下の原因
となることから、その含有量を0.1〜0.9％と定めた。
歴に対して合金組織を安定化する作用があるが、その含
有量が0.1％未満では前記作用に所望の向上効果が得ら
れず、一方その含有量が0.9％を越えると、溶製時に酸
化物スラグが形成し易くなり、鋳塊の健全性低下の原因
となることから、その含有量を0.1〜0.9％と定めた。
（ｄ）Si Si成分には、素地を強化し、もって耐摩耗性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が0.005％未満では所望
の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含有量が0.5
％を越えると、靱性が低下するようになることから、そ
の含有量を0.005〜0.5％と定めた。
せる作用があるが、その含有量が0.005％未満では所望
の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含有量が0.5
％を越えると、靱性が低下するようになることから、そ
の含有量を0.005〜0.5％と定めた。
（ｅ）酸素 酸素には、AlやTi,さらにSiと結合して素地中に均一
に分散する酸化物を形成し、もって相手部材に対する同
期特性の評価となる摩擦係数を高めるほか、耐摩耗性を
向上させる作用があるが、その含有量が50ppm未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が30
00ppmを越えると、酸化物が凝集し、かつ多量となって
強度および靱性が低下するようになることから、その含
有量を50〜3000ppmと定めた。
に分散する酸化物を形成し、もって相手部材に対する同
期特性の評価となる摩擦係数を高めるほか、耐摩耗性を
向上させる作用があるが、その含有量が50ppm未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が30
00ppmを越えると、酸化物が凝集し、かつ多量となって
強度および靱性が低下するようになることから、その含
有量を50〜3000ppmと定めた。
つぎに、この発明のCu合金を実施例により具体的に説
明する。
明する。
通常の高周波炉を用い、溶解雰囲気をAr-10容量％CO
の混合ガス雰囲気とし、かつ酸素含有量の調整は、Ar-1
0容量％酸素の混合ガスを溶解末期に溶湯中に１〜10分
の範囲内の所定時間吹き込むことによって行ない、それ
ぞれ第1,2表に示される成分組成をもった溶湯を調整
し、これらの溶湯をそれぞれ水冷鋳型に鋳造し、直径:2
00mm×長さ:400mmのビレットとし、このビレットに600
〜750℃の範囲内の所定温度で熱間押出し加工を施し
て、所定径の丸棒試験片とし、ついでこの丸棒試験片に
550〜700℃の範囲内の所定温度に１時間保持後空冷の熱
処理を施すことによって本発明Cu合金１〜19および比較
Cu合金１〜９ をそれぞれ製造した。
の混合ガス雰囲気とし、かつ酸素含有量の調整は、Ar-1
0容量％酸素の混合ガスを溶解末期に溶湯中に１〜10分
の範囲内の所定時間吹き込むことによって行ない、それ
ぞれ第1,2表に示される成分組成をもった溶湯を調整
し、これらの溶湯をそれぞれ水冷鋳型に鋳造し、直径:2
00mm×長さ:400mmのビレットとし、このビレットに600
〜750℃の範囲内の所定温度で熱間押出し加工を施し
て、所定径の丸棒試験片とし、ついでこの丸棒試験片に
550〜700℃の範囲内の所定温度に１時間保持後空冷の熱
処理を施すことによって本発明Cu合金１〜19および比較
Cu合金１〜９ をそれぞれ製造した。
なお、比較Cu合金１〜９は、いずれも構成成分のうち
のいずれかの成分含有量（第２表に※印を付したもの）
がこの発明の範囲から外れたものである。
のいずれかの成分含有量（第２表に※印を付したもの）
がこの発明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結果得られた本発明Cu合金１〜19および
比較Cu合金１〜９について、組織をＸ線マイクロアナラ
イザーを用いて観察したところ、素地中に分散する金属
間化合物がいずれもCu,Al、およびTiを主成分とするCu
−Al−Ti系金属間化合物からなり、また同酸化物がいず
れもAl,Si,Ti、および酸素を主成分とするAl−Si−Ti−
Ｏ系酸化物からなることが確認され、かつ前記Ｘ線マイ
クロアナライザーにて前記金属間化合物および前記酸化
物の含有割合も測定し、強度を評価する目的で引張強
さ、靱性を評価する目的でシャルピー衝撃性と伸びを測
定し、さらに耐摩耗性と、部材に対する同期特性を評価
する目的で、 試料：直径3mmのピン材、 相手材:JIS・SCM420の浸炭焼入鋼（硬さ：HR C61.5）、 オイル：ギヤオイル90番、 油温:60℃、摩擦速度:2m/sec、 圧力:100kg/cm2、滑り距離:1.5km、 の条件でピン摩耗試験を行ない、比摩耗量を測定すると
共に、トルクメータから摩擦係数を算出した。これらの
結果を第3,4表に示した。
比較Cu合金１〜９について、組織をＸ線マイクロアナラ
イザーを用いて観察したところ、素地中に分散する金属
間化合物がいずれもCu,Al、およびTiを主成分とするCu
−Al−Ti系金属間化合物からなり、また同酸化物がいず
れもAl,Si,Ti、および酸素を主成分とするAl−Si−Ti−
Ｏ系酸化物からなることが確認され、かつ前記Ｘ線マイ
クロアナライザーにて前記金属間化合物および前記酸化
物の含有割合も測定し、強度を評価する目的で引張強
さ、靱性を評価する目的でシャルピー衝撃性と伸びを測
定し、さらに耐摩耗性と、部材に対する同期特性を評価
する目的で、 試料：直径3mmのピン材、 相手材:JIS・SCM420の浸炭焼入鋼（硬さ：HR C61.5）、 オイル：ギヤオイル90番、 油温:60℃、摩擦速度:2m/sec、 圧力:100kg/cm2、滑り距離:1.5km、 の条件でピン摩耗試験を行ない、比摩耗量を測定すると
共に、トルクメータから摩擦係数を算出した。これらの
結果を第3,4表に示した。
第１表および第４表に示される結果から、本発明Cu合
金１〜19は、いずれもすぐれた耐摩耗性と高い摩擦係数
を示し、かつ高強度および高靱性を有するのに対して、
比較Cu合金１〜９に見られるように、構成成分のうちの
いずれかの成分含有量がこの発明の範囲から外れると、
上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性が劣った
ものになることが明らかである。
金１〜19は、いずれもすぐれた耐摩耗性と高い摩擦係数
を示し、かつ高強度および高靱性を有するのに対して、
比較Cu合金１〜９に見られるように、構成成分のうちの
いずれかの成分含有量がこの発明の範囲から外れると、
上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性が劣った
ものになることが明らかである。
上述のように、この発明の耐摩耗性Cu合金は、特に高
い摩擦係数を有し、したがって摩擦係数で評価される相
手部材に対する同期特性にすぐれているので、自動車の
トランスミッション構造部材や変速機のシンクロナイザ
リングなどの製造に用いた場合に、これら機器の小型
化、軽量化、および高出力化を可能とするなど工業上有
用な特性を有するのである。
い摩擦係数を有し、したがって摩擦係数で評価される相
手部材に対する同期特性にすぐれているので、自動車の
トランスミッション構造部材や変速機のシンクロナイザ
リングなどの製造に用いた場合に、これら機器の小型
化、軽量化、および高出力化を可能とするなど工業上有
用な特性を有するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、 Zn:17〜40％、Al:2〜11％、 Ti:1％超〜3.5％、Mn:0.1〜0.9％、 Si:0.005〜0.5％、酸素:50〜3000ppm、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成、およ
び素地中に金属間化合物と酸化物が均一分散した組織、 を有することを特徴とする相手部材に対する同期特性に
すぐれた耐摩耗性Cu合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62040661A JPH0826423B2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 相手部材に対する同期特性にすぐれた耐摩耗性Ｃｕ合金 |
| KR1019880000715A KR910001011B1 (ko) | 1987-02-24 | 1988-01-28 | 고강도 및 고인성을 가지는 내마모성 Cu 합금 |
| US07/157,634 US4874439A (en) | 1987-02-24 | 1988-02-18 | Synchronizer ring in speed variator made of wear-resistant copper alloy having high strength and toughness |
| DE3805794A DE3805794C2 (de) | 1987-02-24 | 1988-02-24 | Verschleißfeste Kupferlegierung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62040661A JPH0826423B2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 相手部材に対する同期特性にすぐれた耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206440A JPS63206440A (ja) | 1988-08-25 |
| JPH0826423B2 true JPH0826423B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=12586713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62040661A Expired - Lifetime JPH0826423B2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 相手部材に対する同期特性にすぐれた耐摩耗性Ｃｕ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826423B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910003882B1 (ko) * | 1988-12-21 | 1991-06-15 | 풍산금속공업주식회사 | 전기 및 전자부품용 동합금과 그 제조방법 |
| JP3266325B2 (ja) * | 1992-09-10 | 2002-03-18 | ▲滲▼透工業株式会社 | 熱交換バッキング体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59197543A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-09 | Sanpo Shindo Kogyo Kk | 強靭耐摩耗性銅合金 |
| JPS60174842A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-09 | Toyota Motor Corp | タ−ボチヤ−ジヤ用ベアリング材 |
-
1987
- 1987-02-24 JP JP62040661A patent/JPH0826423B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63206440A (ja) | 1988-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |