JPH03173730A

JPH03173730A - 工具用非発火性銅合金

Info

Publication number: JPH03173730A
Application number: JP31395489A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kato; 敏弘加藤
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1991-07-29

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、工具用材料として用いられている非発火性銅
合金に関するものである。

（従来の技術）一般に、非磁性安全工具、磁場内作業用安全靴の鋲、磁
性粉のプレスに用いられる金型、非磁性ボールベアリン
グなどに用いられる材料には、非磁性であること、つま
り、透磁率が低いことが必要であるとともに高強度であ
ることが必要である。

さらに、引火の危険性がある場所、例えば、石油化学工
業及びガス化学工業などの工場、危険物取扱い倉庫、鉱
山、油田などの火気禁止地区では、不測の爆発事故防止
のために、衝撃や摩擦によっても発火しない特性が要求
される。

従来、上記の用途には、非磁性である、発火しないなど
の理由で銅系材料が用いられているが、その中でも、高
強度であることからベリリウム銅が広く用いられている
。また、一部には、ベリリウム銅の代替材料として、ア
ルミニウム青銅も用いられている。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、ベリリウム銅は非磁性及び非発火性であ
り高強度であることから広く用いられているが、ベリリ
ウムが高価であることと人体に対して有毒であることか
ら、安価でかつ人体に対しても安全な代替材料の開発が
望まれている。また、ベリリウム銅の代替え材料として
一部で使用されているアルミニウム青銅は、ベリリウム
鋼と比較すると強度が低く、前述の用途に要求される特
性を満足させているとは言えない。

本発明者は上記に鑑みＮｉ　　５〜２５％、Ｓｉ０．１
〜３．０％、Ａｌ０．１〜３．０％、残部がＣｕ及び不
可避不純物よりなることを特徴とする工具用非発火性銅
合金を特願平１−２６２５５７によって既に提供し、鉄
鋼材料と同等の強度を持ち、高強度でありながら非磁性
かつ非発火性であり、安価にして人体にも安全な上記合
金を開発した。本発明者はこの先願合金に関しその后更
に鋭意・研究・実験を積み重ねた結果、上記の先願合金
に対しＳｎを一定範囲内に加えた場合、硬度及び引張強
度が更に改善されることを知見し。

こＮに本発明を提供するに至ったものである。

（課題を解決するための手段）本発明はＮｉ　　５〜２５重量％、Ｓｉ０．１〜３．０
重量％、Ａ１０．１〜３．０重量％、Ｓｎｏ、０１〜３
．０重量％、（以下１組成を示す％は重量％とする。）
、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなることを特徴とする
合金を利用することにより充分な硬度、強度を保ちなが
ら、非磁性かつ非発火性であり、安価でかつ人体に対し
ても安全な工具用部材の提供を可能にしたものである。

（作用）本発明で規定された条件に関してその作用を説明する。

Ｎｉは時効処理によりＳｉおよびＡ１と化合物を作って
析出し強度を向上させると同時に耐熱性を向上させる元
素であるが、５〜２５％としたのは、５％未満では強度
および耐熱性が充分でなく、２５％を超えると加工性が
低下するためである。Ｓｉは時効処理によりＮｉと化合
物を作って析出し強度を向上させる元素であるが、０゜
１％未満では析出硬化現象が充分に得られないので高強
度が得られず、３．０％を越えると溶体化処理によって
も固溶されない分散相が多くなり加工性が低下するため
である。ＡｌもＳｉと同様にＮｉと化合物を作って析出
し強度を向上させる元素であるが、０．１％未満では析
出硬化現象が充分に得られないため高強度が得られず、
３．０％を越えると加工性が低下するとともに、鋳造時
の欠陥が増加するためである。Ｓｎは、母相に固溶する
ことにより強度を向上させる元素であるが、０．０１％
〜３．０％としたのは、０．０１％未満では強度の向上
に寄与ところが少なく、３．０％を越えると熱間加工が
困難となるばかりでなく、冷間における加工性も低下す
るためである。さらに、本発明の組成範囲においては、
衝撃や摩擦によって発火しないことが確認された。

実施例（実施例１）電気銅４３４５ｇ、電気ニッケル３００ｇ、１５％５ｉ
−Ｃｕ母合金２００ｇ、５０％Ａｌ−ＣＵ母合金１０５
ｇを原料として、Ｎｉ　　５．８％、Ｓｉ０．７％、　
Ａ１１．２％、Ｓｎ０．８％、残部Ｃｕ　　からなる本
発明合金Ｈａ　１を大気溶解炉で５ｋｇ溶解・鋳造して
８０ｗＸ３５ｔＸ１１０Ｌのインゴットを得た。得られ
たインゴットの両面を３ｍ面削した後、９００℃で熱間
圧延を行なって厚さ１０ｍの板とし、続いて水中に焼入
れした。

さらに１両面を０．５ａｍ面削した後、Ｎ２雰囲気中５
００〜５５０℃で２時間の時効処理を行ない試料とした
１本発明合金Ｎα１は、ビッカース硬度Ｈｖ２７９、引
張強さ８８．７ｋｇ／ｍｓ”を示し、グラインダーによ
る発火試験でも発火は認められない。

（実施例２）電気鋼４１５５ｇ、電気ニッケル４５０ｇ、１５％５ｉ
−Ｃｕ母合金１６７ｇ、５０％Ａｔ−ＣＵ母合金１０５
ｇを原料として、Ｎｉ９．０％、Ｓｉ０．５％、Ａｌ０
．８％、Ｓｎ２．５％、残部Ｃｕ　　からなる本発明合
金＆２を本発明合金＆１と同様の方法で作製し、試料と
した０本発明合金＆２はビッカース硬度Ｈｖ３１０、引
張強さ９７．６ｋｇ／閣２を示し、グラインダーによる
発火試験でも発火は認められない。他に組成比を変えて
同様の方法で本発明合金面３〜Ｎａ　５を作製し測定し
た結果もまとめて第１表に示す。

（比較例１）（特願平１−２６２５５７の実施例１相当
）電気銅４４９５ｇ、電気ニッケル２５０ｇ、１５％５ｉ
−Ｃｕ母合金１８３ｇ、５０％Ａｌ−ＣＵ母合金７４ｇ
を原料として、Ｎｉ５．５％。

Ｓｉ０．６％、Ａ１０．８’％Ｌ、残部Ｃｕ　　からな
る合金（比較例合金＆１）を本発明合金Ｎα１と同様の
方法で作製し、試料とした。比較例合金Ｎα１はグライ
ンダーによる発火試験では発火は認められないがその材
料強度はビッカース硬度Ｈｖ２６２、引張強さ７７．６
／ｎｕ２であった。他に組成比を変えて比較例合金Ｎα
２〜Ｎα３を同様の方法で作製し測定した結果をもまと
めて第２表に示す。

（従来合金）市販の機械構造用炭素１ｓ５５Ｇに８３０℃×３０ｍ１
ｎ、　Ｗ、　Ｑの焼入れ・６００℃Ｘ６Ｑｍｉｎ。

Ｗ、Ｑの焼戻しを施したもの（従来合金Ｈａ　１　）は
、ビッカース硬度Ｈｖ２７５、引張強さ８６．８ｋｇ／
ｍ”を示すが、グラインダーによる発火試験では多量の
発火が認められた。なお、アルミニウム青銅を従来合金
Ｎｎ２として表示した。

以上より本発明合金は、先願合金に較べて硬度及び引張
強度に於て一歩優れると共に先願合金同様非発火性を示
すことがわかる。なお、従来合金は硬度、強度に於い本
発明合金より劣る上発火性であると云う致命的欠陥を有
する。

（以下余白）（発明の効果）本発明合金は、実施例から明らかなように、鉄鋼材料と
同等の強度を持つ先願合金の強度・硬度を更に改善する
と共に、高強度でありながら、非磁性かつ非発火性であ
り、また、安価でかつ人体に対しても安全な従来の課題
を解決した工具用として好適な銅合金が得られ、工業的
効果が非常に大きい。

一以上一

Claims

【特許請求の範囲】

組成が重量比でＮｉ５〜２５％、Ｓｉ０．１〜３．０％
、Ａｌ０．１〜３．０％、Ｓｎ０．０１〜３．０％、残
部Ｃｕ及び不可避不純物よりなることを特徴とする工具
用非発火性銅合金。