JPS6086237A - 摺動部材用Cu合金 - Google Patents

摺動部材用Cu合金

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JPS6086237A
JPS6086237A JP19493983A JP19493983A JPS6086237A JP S6086237 A JPS6086237 A JP S6086237A JP 19493983 A JP19493983 A JP 19493983A JP 19493983 A JP19493983 A JP 19493983A JP S6086237 A JPS6086237 A JP S6086237A
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JP
Japan
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alloy
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toughness
copper alloy
strength
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JP19493983A
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JPS626737B2 (ja
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Takuro Iwamura
岩村 卓郎
Kunio Kishida
岸田 邦雄
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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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】 この発明は、高強度と高靭性、さらにすぐれた耐摩耗性
を有し、特にこれらの特性が要求される摺動部材として
使用するのに適したCu合金に関するものでちる。
従来、例えば自動車のシンクロナイザ−リングのよう々
高負荷(高速および/または高荷重)の摺動条件下で使
用される摺動部材には、各種の金属間化合物などの硬質
粒子を分散させたM青銅や黄銅などのCu合金が使用さ
れている。
しかし、これらの従来Cu合金は、いずれも強度。
靭性、および耐摩耗性のうちの少なくともいずれかの特
性に劣るものであるため、これらの特性のすべてを具備
することが要求される苛酷な条件下での使用を予儀iく
される摺動部材の製造に用いた場合、十分満足する性能
を長期に亘って発揮し得す、比較的短かい使用寿命しか
示さないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のよう々観点から、強度、
靭性、および耐摩耗性のすべての特性を具備した材料を
開発すべく研究を行なった結果、重量%で(以下係はす
べて重量%を示す)、Zn: 10〜43’Z。
AA−2〜8係。
Sn:1.5%超〜3.5 % 。
TiおよびZrのうちの1種または2種二0.5〜3係
Fe、)H,およびCoのうちの1種または2種以」ユ
ニ 〇、 02〜21メ1; 。
を含有し、さらに必要に応じて、 Mn : 0.2〜3 係。
pb:o、os〜1 %。
のうちの1種捷たは2種を含有し、残575:Cuと不
可避不純物からなるCu合金は、高強度、高靭紹己。
およびすぐれた耐摩耗性をすべて具備し、したカニって
、とのCu合金を、特に高負荷の摺動条8!1:下で使
用される部品の製造に用いた場合に、すく゛れた性能全
長期に亘って発揮するという知見−t Inだのである
この発明は、上記知見にもとすいてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲を」二名己の5亀りに限定した
理由を説明する。
(a) ZnおよびM ZnとA、e成分は、本質的に合金の素地組織を決定す
る成分であって、その含有量によって、その組織はα+
β型、β型、およびβ+γ型に変化するが、その組織が
α+β型あるいはβ型である場合にすぐれた靭性を示す
ものである。このα+β型あるいはβ型の素地組織は、
それぞれZn:10〜43係およびM:2〜8係を含有
する場合に得られるものである。したがって、Znおよ
びAAの含有量がZn−43%およびAA: 8%を越
えて高くなると、γ相析出による脆化現象が現われるよ
うになるばかりで、なく、合金の強度も低下するように
なり、一方、zn:10%未満およびM: 21未満の
含有では、α相が増加してβ相が減少し、所望の耐摩耗
性全確保することができなくなるという理由から、Zn
およびMの含有量をそれぞれZn:10〜43係9M:
2〜8弼と定めた。
(b) snと、T1およびZrと、Fe、Ni、およ
びC。
これらの成分は、素地中にきわめて微細に分散するTi
5Sn3 、 Zr5 sn3 、および(Ti、 Z
r )5Sn3型の金属間化合物と、この金属間化合物
に比していくぶん粗粒の(Fe、 Ni、 Coのうち
の1種または2種以上)と(TiおよびZrのうちの1
種または2種)の11の原子比の金属間化合物を形成し
、前者の(Ti、 Zr )5Sn3型の金属間化合物
で主として合金強度を向上させ、また後者の(we、 
N1. Co) (Ti、Zr)型の金属間化合物で主
として合金の耐摩耗性を著しく向上させる作用をもつが
、Snと、TiおよびZrの含有量が、それぞれsn:
1.5%以下、T1およびZr:0.5%未満では、(
Ti、 Zr )sSna 型の金属間化合物の量が不
十分で所望の高強度を確保することができず、一方、S
n : 3.5 %、 TiおよびZr:3係をそれぞ
れ越えて含有させても強度向上によシ一層の効果が得ら
れず、むしろ被削性および熱間加工性が劣化するように
々るものであり、また、Fe、 Ni、およびCOの含
有量が0.02係未満では、T1およびZrの含有量と
も関連して、所定の景の(Fe、 Ni、 Co ) 
(Ti、 Zr )型金属間化合物を形成することがで
きず、したがって所望の耐摩耗性改善効果を確保するこ
とができないものであり、一方、 Fe、 Ni、およ
びCoの含有量が2係を越えても、耐摩耗性の向上によ
り一層の効果が現われないばかりでなく、合金の被剛性
が劣化するようになることから、その含有量を、それぞ
れEln : 1.5%超超−3,5(1)、 Tiお
よびZr : 0.5−3 %、 Fe、 Ni。
およびOo:0.02〜2係と定めた。
(c) Mn Mn成分には、素地に固溶して、これを強化し、かつ熱
履歴に対して合金組織を安定化する作用があるので、特
によシ一層の高強度と、バラツキのない安定した特性が
要求される場合に必要に応じて含有されるが、その含有
量が0.2係未満では前記特性に所望の向上効果が得ら
れず、一方3係を越えて含有させると、合金溶製時に酸
化物スラグを発生し易くなって、鋳塊の健全性が害され
るようになることから、その含有量k 0.2〜3係と
定めた。
(d) pb Pb成分には、結晶粒界に均一微細に分散して、合金の
切削性全向上させると共に、切粉形状を細片に分断して
作業性を改善する作用があるので、特にすぐれた被剛性
が要求される場合に必要に応じて含有されるが、その含
有量が0.05%未満では所望の切削性向上効果を確保
することができず、一方1係を越えて含有させると熱間
加工性が低下するように々ることがら、その含有量を0
05〜1チと定めた。
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。
実施例 通常の高周波炉を用い、黒鉛るつぼにて、大気中、木炭
被覆下で、それぞれ第1表に示される成分組成をもった
本発奸辱金1〜23および比較C・合金1〜7をそれぞ
れ溶製し、金型に鋳造して、上端面直径: 70 mm
φ×下端面直径:60wTlφ×高さ:160mmの寸
法をもったインゴットとし、ついでT相析出によって脆
化し、鋳造割れを起した比較Cu合金2,4を除いたイ
ンゴットに固剤を施した後、温度ニア50℃にて熱間分
塊鍛造を行なって直径:60胡φのビレットとし、再び
固剤を施して直径、55扉φのビレットとした。
つぎに、このビ果得られた本発明Cu合金1〜23およ
び比較(、u合金1,3および5〜7のビレットについ
て、これらのCu合金の切削工具に及ぼす影響をみる目
的で、 切削工具:WC基超硬合金製。
切削速度: 220m /min。
切込み:0.5mm。
送V):fQ、08 mm / rev、 。
切削時間:15m1n。
油剤、なし。
の条件で連続切削試験全行ない、工具刃先の逃げ面摩耗
幅を測定した。
また、上記の切削試験後のビレットから、平行部長さ:
30mm、平行部直径:6爺の引張試験片、およびJT
、84号の衝撃試験片を切出し、引張試験および衝撃試
験を行なうと共に、同じく先端部直径が2岨φの“ピン
試験片を切出し、ピン・オン・ディスク型摩耗試験機を
用い、 ディスク材:浸炭焼入れしたJXB−BCM−21(O
r−Mo鋼、硬さ: HBO23) 。
摩擦速度: 0.3 m / sec、 。
接触圧力ニ50にり/Cグ?!。
すベシ距離:IK2M。
の条件で乾式摩耗試験を行ない、単位圧力、単位すべり
距離当りの摩耗体積(比摩耗量)を測定した。これらの
測定結果を第1表に合せて示した。
第1表に示される結果から、本発明Ou金合金〜さらに
切削工具の摩耗もきわめて少なく、被剛性も良好である
のに対して、比較Cu合金1,3および5〜7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(第
1表に※印を付したもの)がこの発明の範囲から外れる
と、上記の特性のうち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Ou金合金、高強度と高靭性
、さらにすぐれた耐摩耗性を有しているので、これらの
特性が要求される摺動部材として用いた場合に、著しく
長期に亘ってすぐれた性能全発揮するのである。
出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 1)和 夫 外1名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (]) Zn: 10−434y。 八42〜8%。 Sn:1.5循超〜35%。 T1およびZrのうちの1種捷たは2種二05〜3%。 Fe、1れ、およびCoの5ちの1千屯またけ21重以
    」ユニ0.02〜2係。 を含有し、残、T2がCI2と不可避不純物からなる組
    成(以上重量%)を有することを特許とする摺動部材用
    Cu合金。 (2) zn: ] O−43%。 へ4.2〜8係。 Sn:1.5’16超〜3.5%。 T1およびZrのうちの1種または2種、0.5〜3 
    %。 Fe、N1.およびCoのうちの1種または2種以上:
    0.02〜2%。 を含有し、さらに、 Mn : 0.2〜3係。 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上M量係)を有することを特徴とする摺動部材用Cu合
    金。 (3)zn:10〜43係。 Ag:2〜8係。 Sn:1.5%超超−3,5% 。 T1およびZrのうちの1種または2種:0.5=3 
    係。 pe、 Ni、およびCOのうちの1種または2種以上
    : 0.02〜2係。 全含有し、さらに、 pb:o、os〜工係。 を含有し、残9がOuと不可避不純物からなる組成(以
    上重量係)ヲ有するととを特徴とする特許材用Cu合金
    。 (4) Zn: 10〜43係。 M、2〜8係。 Sn:1.5%超〜3.5 % 。 T1およびZrのうちの1種または2種二0.5〜3係
    。 Fe、Ni、およびCOのうちの1種捷たは2種以上:
    0.02〜2φ。 を含有し、さらに、 Mn:0.2〜3係。 Pb:0.05〜1係。 全含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上型t% )k有することを特徴とする摺動部利用Cu
    合金。
JP19493983A 1983-10-18 1983-10-18 摺動部材用Cu合金 Granted JPS6086237A (ja)

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JPS626737B2 (ja) 1987-02-13

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