JPS63143247A - 鋳造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は時効硬化性合金の鋳造に好適な精密鋳造方法に
関し、特にベリリウム銅合金の鋳造に好適な精密鋳造方
法に関するものである。

（従来の技術） 従来、時効硬化性の合金特にベリリウム銅合金の鋳造に
おいては、要求される高硬度を達成するため、溶体化処
理と時効硬化処理を実施していた。

すなわち、第３図にその熱処理スケジュールを示すよう
に、鋳造後６００℃程度の温度で離型して鋳物を水冷し
て溶体化処理を行い、その後一定温度に保持して時効硬
化する方法や、第４図にその熱処理スケジュールを示す
ように、鋳造後６００　’Ｃ程度の温度で離型した鋳物
を一旦水冷した後、さらに７００〜８００℃の温度で保
持後再び水冷することにより溶体化処理を行い、その後
一定温度に保持して時効硬化する方法等が知られている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した前者の水冷を１回行って溶体化
処理を行う鋳造方法においては、硬度および寸法精度が
不十分であるとともに硬度のバラツキが大きい欠点があ
った。

また、後者の水冷を２回行って溶体化処理を行う鋳造方
法においては、硬度はあるものの寸法精度が不十分であ
った。さらに、後者の鋳造方法においては、一旦水冷し
た鋳物をさらに７００〜８００℃の温度に加熱しなけれ
ばならないため、熱収支が悪化する欠点もあった。

本発明の目的は上述した不具合を除去して、十分な硬度
および寸法精度を達成できるとともに硬度のロンド間の
バラツキの少ない鋳造方法を提供しようとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の鋳造方法は、時効硬化性合金溶湯を鋳造後、室
温まで冷却することなく冷却過程の６５０〜８５０℃で
０．５〜１０時間保持し、急冷し、その後時効硬化処理
をすることを特徴とするものである。

（作　用） 上述した構成において、鋳造後の合金に対して水冷によ
る溶体化処理前に６５０〜８５０℃で０．５〜１０時間
保持する均熱処理を実施することにより組織的に均質に
した後、急冷による溶体化処理と時効硬化処理を行って
いるため、硬度および寸法精度のバラツキを除去するこ
とができる。また、この均熱処理は溶体化処理の効果も
あるため、その後の急冷および時効硬化処理との相乗効
果により、より高硬度の合金を得ることができる。

なお、本発明はすべての時効硬化性合金について適用で
きるものであるが、特にベリリウム銅合金でＢｅ　１．
５〜３．０重量％、Ｃｏ　０．２〜１．０％、Ｓｉ０．
５重量％以下、残部不可避的不純物およびＣｕからなる
合金において好適に適用することができる。このとき、
Ｂｅは鋳造品の硬度向上のために必要であり、Ｂｅが１
．５〜３．０重量％であると特に好ましいのは、１．５
重量％未満では十分に時効硬化性が得られないとともに
、３．０重量％を超えるとコスト高となりまたそれにみ
合う硬度向上があまり認められないためである。また、
ＣＯは鋳造品の結晶微細化のために必要であり、ＣＯが
０．２〜１．０重量％であると特に好ましいのは、ＣＯ
が０．２重量％未満では結晶微細化が不十分であるとと
もに、１．０重量％を超えて含有させてもそれに見合う
微細化効果が得られないためである。さらに、Ｓｉは鋳
造性の向上のために必要であり、Ｓｉが０．５重量％以
下であると特に好ましいのは、０．５重量％を超えると
鋳造性が悪くなるためである。また０、５時間未満では
十分効果が得られないとともに、１０時間を超えるでも
それに見合う効果が得られないためである。

第１図は本発明の鋳造方法の一実施例における熱処理ス
ケジュールを示すグラフである。第１図において、まず
所定組成の溶湯を準備し、この溶湯を鋳型に流し込む。

鋳造後鋳物を鋳型とともに取り出し、６５０〜８５０℃
好ましくは６８０〜７３０℃の間の一定温度に０．５〜
１０時間好ましくは０．５〜２時間保持して均熱処理を
実施する。均熱処理終了後鋳物を離型し、離型後の鋳物
を水により急冷して溶体化処理を実施する。その後、鋳
物を３２０〜４００℃好ましくは３６０℃前後の一定温
度で０．５〜１０時間好ましくは２〜４時間保持して時
効硬化処理を実施している。このとき、均熱処理の温度
は時効硬化合金の組成によって変化し、時間は鋳造品の
形状、大きさ等により変化させる必要がある。

以下、実際の例について説明する。

去−止一促 第１表に示す組成のベリリウム銅合金を電気炉で溶融し
鋳型に流し込んで鋳造した。なお、鋳型材質は炭素鋼を
用い、形状は第２図（ａ）　、　（ｂ）に示す。、鋳型
の寸法は外径５０ｍｍ、内径３０ｍｍ、下部高さ５０ｍ
ｍ、上部高さ３０ｍｍである。その後、鋳物を鋳型とと
もに取り出し、そのままの状態で第１表に示す温度およ
び時間保持して均熱処理を行った。

その後、すぐに離型して鋳物を急冷した。最後に、第１
表に示す温度および時間保持して時効硬化処理を行い、
第２図（ｃ）　、　（ｄ）に示す形状の鋳造試料Ｎ１１
〜１１を得た。同時に、比較例として第１表に組成を示
すベリリウム銅合金を、第３図および第４図に示す熱処
理スケジュールにより同様な形状の鋳造試料を比較例漱
１，２として準備するとともに、均熱処理の温度、合金
組成および時間が本発明の範囲外である他は本発明と同
様の方法で作製した比較例１１ｈ３〜７を準備した。

次に、得られた本発明の熱処理スケジュールによる試料
磁１〜１１および比較例光１〜７の鋳造の硬さおよびバ
ラツキ、さらには寸法精度を求めた。

硬さは第２図（ｃ）　、　（ｄ）に示す形状の鋳物につ
いてロックウェル硬度針にて３０箇所測定し、その平均
値とバラツキを表示した。また、寸法精度は同じく第２
図（ｄ）に示す形状の鋳物について開口のところの直径
方向寸法を１０点測定し、そのバラツキを表示した。

ここで述べるバラツキとは、最大値から最小値をひいた
値の半分の数値でプラス、マイナスでいくつという表示
である。結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、本発明の熱処理スケジュー
ルによる鋳物試料隘１〜１１は、従来の熱処理スケジュ
ールによる比較例Ｎ１１ｌに比べて硬度は高くバラツキ
も小さく、寸法精度もよい。また比較倒置２に比べると
硬度は低いもののバラツキは小さく寸法精度はよいこと
がわかった。さらに均熱処理の温度が時間が異なる比較
例述３〜７に比べて硬度は高いか同等であるとともに硬
度のバラツキ、寸法のバラツキが少なくなっていること
がわかった。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
幾多の変形、変更が可能である。例えば、上述した実施
例において、ベリリウム銅合金の例を示したが、他の時
効硬化性合金でもその溶体化温度がこの範囲のものであ
れば同様の結果が得られることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の鋳造方法によれば、鋳造後の冷却過程における所定温
度および時間の均熱処理により組織を均質化できるため
、十分な硬度および寸法精度を有するとともに、硬度の
バラツキの少ない鋳物を得ることができ、特に寸法精度
が必要とされる各種成形用金型を得るのに好適な方法で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳造方法の一実施例における熱処理ス
ケジュールを示すグラフ、 第２図（ａ）　、　（ｔ＋）は本発明の実施例の鋳型を
示す図であり（ｃ）　、　（ｄ）は鋳物の形状を示す平
面図、第３図および第４図はそれぞれ従来の熱処理スケ
ジュールを示すグラフである。 第１図 拳 時間（ｈｒ） 第２図 第３図 時間（ｈｒ） 第４図 Ｎ　間（ｈとン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、時効硬化性合金溶湯を鋳造後、室温まで冷却するこ
   となく冷却過程の６５０〜８５０℃で０．５〜１０時間
   保持し、急冷し、その後時効硬化処理をすることを特徴
   とする鋳造方法。 ２、前記時効硬化性合金が、Ｂｅ１．５〜３．０重量％
   、Ｃｏ０．２〜１．０重量％、Ｓｉ０．５重量％以下、
   残部不可避的不純物およびＣｕよりなるベリリウム銅合
   金である特許請求の範囲第１項記載の鋳造方法。 ３、冷却過程における熱処理を、６８０〜７３０℃で０
   ．５〜２時間保持することにより実施する特許請求の範
   囲第１項記載の鋳造方法。