JPS5821016B2 - wear-resistant aluminum bronze - Google Patents
wear-resistant aluminum bronzeInfo
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- JPS5821016B2 JPS5821016B2 JP5435176A JP5435176A JPS5821016B2 JP S5821016 B2 JPS5821016 B2 JP S5821016B2 JP 5435176 A JP5435176 A JP 5435176A JP 5435176 A JP5435176 A JP 5435176A JP S5821016 B2 JPS5821016 B2 JP S5821016B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐摩耗アルミニウム青銅に係り、特に鉄珪化物
を含むアルミニウム青銅に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to wear-resistant aluminum bronzes, and more particularly to aluminum bronzes containing iron silicides.
;銅合金の耐摩耗性を改善するために、銅合金中に
鉛のような軟質相、炭化物、窒化物、珪化物などの硬質
相、あるいは黒鉛や二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤
を分散させる試みがなされた。; To improve the wear resistance of copper alloys, disperse soft phases such as lead, hard phases such as carbides, nitrides, and silicides, or solid lubricants such as graphite and molybdenum disulfide in copper alloys. An attempt was made.
そして黄銅中にマンガン珪化物を分散させることにより
、耐摩耗性が著しく改善されることが確認された。It was also confirmed that wear resistance was significantly improved by dispersing manganese silicide in brass.
このマンガン珪化物を含む黄銅は、米国特許番3,33
7,335号明細書に記載されている。Brass containing this manganese silicide is disclosed in U.S. Patent No. 3,33
No. 7,335.
マンガン珪化物の耐摩耗性改善に与える効果は、青銅や
アルミニウム青銅に対しても確認され、マンガン珪化物
を含むいく種類かの銅合金が実用化された。The effect of manganese silicide on improving wear resistance has also been confirmed for bronze and aluminum bronze, and several types of copper alloys containing manganese silicide have been put into practical use.
またマンガン珪化物は主にMn5 S 13の形で分散
することが確認された。It was also confirmed that manganese silicide was mainly dispersed in the form of Mn5S13.
しかし、マンガン珪化物が銅合金に与える影響について
は、まだ十分な報告がなされていない。However, there have not yet been sufficient reports on the effects of manganese silicide on copper alloys.
そこで、マンガン珪化物の影響について、独自に検討し
た。Therefore, we independently investigated the effects of manganese silicide.
その結果、マンガン珪化物が銅合金マトリックスとマン
ガン珪化物との擬二元系状態図における亜共晶領域で晶
出していると、耐摩耗性はマンガン珪化物を含まないと
きよりもかえって低下することが確認された。As a result, when manganese silicide crystallizes in the hypoeutectic region of the pseudo-binary phase diagram of copper alloy matrix and manganese silicide, the wear resistance is actually lower than when it does not contain manganese silicide. This was confirmed.
また、その亜共晶領域ではマンガン珪化物の量が多くな
るにつれて、耐摩耗性が低下することが判った。It was also found that in the hypoeutectic region, as the amount of manganese silicide increases, the wear resistance decreases.
一方、過共晶領域ではマンガン珪化物の効果が顕著に認
められ、マンガン珪化物の量が多くなるほど、耐摩耗性
は改善されることが確認された。On the other hand, in the hypereutectic region, the effect of manganese silicide was significantly observed, and it was confirmed that the greater the amount of manganese silicide, the more the wear resistance was improved.
しかし、反面、伸び率が著しく低下することが判った。However, on the other hand, it was found that the elongation rate decreased significantly.
一例として黄銅中にマンガン珪化物を過共晶領域で含有
させた合金は、鋳造のままの伸び率が10係以下であり
、きわめてもろいものである。As an example, an alloy in which manganese silicide is contained in a hypereutectic region in brass has an elongation rate of 10 or less as cast, and is extremely brittle.
また、マンガン珪化物を含む銅合金は高面圧下で摺動さ
せると、相手材も摩耗させやすいことが判明した。It has also been found that when a copper alloy containing manganese silicide is slid under high surface pressure, it tends to wear out the mating material as well.
伸び率の低下は、硬質のマンガン珪化物を含むので止む
を得ないことではあるが、それだけではなくマンガン珪
化物が六角柱状晶として晶出することにも原因がある。The decrease in elongation rate is unavoidable because it contains hard manganese silicide, but it is also caused by the fact that manganese silicide crystallizes as hexagonal columnar crystals.
六角柱状晶でなく球状あるいは球状に近い形で晶出すれ
ば、伸び率は増大することが予想できる。It can be expected that the elongation rate will increase if the crystals are crystallized in a spherical or nearly spherical shape instead of a hexagonal columnar crystal.
また銅合金マトリックスとマンガン珪化物との擬二元系
状態図における共晶点を、マンガン珪化物の少ない側に
移動させることができれば、耐摩耗性に必要なマンガン
珪化物の量が少なくてすむので伸び率の低下を抑制する
ことが可能になる。Furthermore, if the eutectic point in the pseudo-binary phase diagram of the copper alloy matrix and manganese silicide can be moved to the side with less manganese silicide, the amount of manganese silicide required for wear resistance can be reduced. Therefore, it becomes possible to suppress a decrease in elongation rate.
しかしながら、マンガン珪化物を球状あるいは球状に近
い形で晶出させるには、新たな技術を必要とし、現状で
は不可能に近い。However, in order to crystallize manganese silicide in a spherical or nearly spherical shape, a new technique is required, which is almost impossible at present.
このようなことから、マンガン珪化物と同程度の耐摩耗
性を与え、球状あるいは球状に近い形で晶出する化合物
、たとえば炭化物、窒化物、珪化物などを見出すことに
した。For this reason, we decided to find compounds that provide wear resistance comparable to manganese silicides and crystallize in spherical or nearly spherical shapes, such as carbides, nitrides, and silicides.
また、上記化合物を含む銅合金の共晶点が、できるだけ
化合物量の少ない側にあるような、化合物と銅合金マト
リックスとの組合せを選ぶことにした。In addition, it was decided to select a combination of a compound and a copper alloy matrix such that the eutectic point of the copper alloy containing the above compound is on the side where the amount of the compound is as small as possible.
耐摩耗性は、黄銅中にマンガン珪化物を含有させた合金
の耐摩耗性と同等か、それ以上になるようにし、伸びは
鋳造のままで10係以上を目標にした。The wear resistance was set to be equal to or higher than that of an alloy containing manganese silicide in brass, and the elongation was targeted to be 10 modulus or higher as cast.
また、得られた銅合金の機械的強度が低いと、摺動部品
として使用したときに摩擦表面層が流動し、凝着摩耗を
生じやすくなるので、それを防ぐ意味で、得ら。In addition, if the mechanical strength of the obtained copper alloy is low, the friction surface layer will flow when used as a sliding part, making it easy to cause adhesive wear.
れる銅合金の機械的強度は鋳造のままの引張強さで50
kg/−以上を基準にした。The mechanical strength of the copper alloy is 50% in tensile strength as cast.
kg/- or more was used as the standard.
さらにマンガン珪化物を分散させた黄銅よりも相手材の
摩耗量を少なくできることも希望とした。It was also hoped that the amount of wear on the mating material would be less than that of brass with manganese silicide dispersed in it.
本発明の目的は、黄銅中にマンガン珪化物を分。The object of the present invention is to separate manganese silicide into brass.
散させた合金に匹敵する耐摩耗性を有し、かつ鋳造のま
まで引張強さ50kg/mA以上、伸び10係以上を有
する銅合金を提供するにある。It is an object of the present invention to provide a copper alloy which has wear resistance comparable to that of a dispersed alloy, and has a tensile strength of 50 kg/mA or more and an elongation coefficient of 10 or more as cast.
本発明は、4〜12重量%のアルミニウムを含み、固溶
シリコンを0.1〜1重量重量み、鉄珪化、物を銅−ア
ルミニウム合金相と鉄珪化物との擬二元系状態図におけ
る共晶組成以上で10重量係以下含み、残部が実質的に
銅からなるアルミニウム青銅である。The present invention contains 4 to 12% by weight of aluminum, 0.1 to 1% by weight of solid solution silicon, and produces iron silicification in a pseudo-binary phase diagram of copper-aluminum alloy phase and iron silicide. It is an aluminum bronze containing a eutectic composition or more and a weight ratio of 10 or less, with the remainder being substantially copper.
本発明のアルミニウム青銅は、黄銅中にスンガJン珪化
物を含有させた合金よりもすぐれた耐摩耗性を有し、伸
びも大きい。The aluminum bronze of the present invention has better wear resistance and greater elongation than an alloy containing sunga silicide in brass.
また鋳造のままで引張強さ50kg/−以上、伸び率1
0係以上を有する。In addition, as cast, the tensile strength is 50 kg/- or more, and the elongation rate is 1.
Has 0 or more units.
さらに黄銅中にマンガン珪化物を含有させた合金にくら
べると、相手材を摩耗する量も少ない。Furthermore, compared to alloys containing manganese silicide in brass, there is less wear on the mating material.
4鉄珪化物はマンガン珪化物に代わるものとして選ば
れた。Tetrairon silicide was chosen as a replacement for manganese silicide.
この鉄珪化物はマンガン珪化物と同様に耐摩耗性を改善
する効果があり、また固溶シリコンと共存することによ
って球状品あるいは微細な樹枝状晶として晶出するため
、その量を多くしてもそれほど著しく伸びを低下させな
いことが究明された。Similar to manganese silicide, this iron silicide has the effect of improving wear resistance, and when it coexists with solid solution silicon, it crystallizes as spherical objects or fine dendrites, so its amount should be increased. It was also found that the elongation did not decrease significantly.
また、銅合金マトリックスがアルミニウム青銅であると
きには、銅合金マトリックス相と鉄珪化物量との擬二元
系状態図における共晶点は最も鉄珪化物量の少ない側に
位置するようになることが究明された。It has also been found that when the copper alloy matrix is aluminum bronze, the eutectic point in the pseudo-binary phase diagram between the copper alloy matrix phase and the amount of iron silicide is located on the side with the least amount of iron silicide. Ta.
そして、この場合には鉄珪化物が過共晶領域で晶出する
ことによって、耐摩耗性の改善がなされることが究明さ
れた。It has also been found that in this case, wear resistance is improved by crystallizing iron silicide in the hypereutectic region.
したがって、鉄珪化物はアルミニウム青銅中に含有され
ることによって、耐摩耗性および伸びが最もすぐれたも
のになる。Therefore, when iron silicide is contained in aluminum bronze, wear resistance and elongation are the best.
アルミニウム青銅中に晶出する鉄珪化物はFe5S+の
形を有している。The iron silicide crystallized in aluminum bronze has the form Fe5S+.
実際に製造したアルミニウム青銅中の鉄珪化物の組成は
、鉄80〜84重量係、残りシリコンであった。The composition of iron silicide in the aluminum bronze actually produced was 80 to 84% iron by weight and the remainder silicon.
本発明において、アルミニウム量は一般のアルミニウム
青銅において含まれているのと同様に4〜12重量%が
適当である。In the present invention, the appropriate amount of aluminum is 4 to 12% by weight, similar to that contained in general aluminum bronze.
アルミニウムが4重量%以上では鋳造のままの引張強さ
が50kg/m4以上にならず、12重量%以上になる
とγ2相の析出のためもろくなって実用に不向きになる
。If the aluminum content exceeds 4% by weight, the tensile strength as cast will not exceed 50 kg/m4, and if the aluminum content exceeds 12% by weight, it will become brittle due to precipitation of the γ2 phase, making it unsuitable for practical use.
アルミニウムが機械的強度に及ぼす効果は、8〜9.5
重量係のときに最も良好に現われる。The effect of aluminum on mechanical strength is 8-9.5
It appears best when weighing.
銅−8〜9.5重量係のアルミニウム合金相と鉄珪化物
量との擬二元系状態における共晶点は、鉄珪化物が非常
に低濃度側の1〜2重量重量上ころにある。The eutectic point in the quasi-binary state of the aluminum alloy phase of copper - 8 to 9.5 weight percent and the amount of iron silicide is located 1 to 2 weight points above the iron silicide concentration side.
アルミニウム量が、これより多くなると共晶点は鉄珪化
物が少ない側に移り、反対にアルミニウム量がこれより
少なくなると共晶点は鉄珪化物が多い側に移る。When the amount of aluminum is more than this, the eutectic point shifts to the side where there is less iron silicide, and conversely, when the amount of aluminum is less than this, the eutectic point shifts to the side where there is more iron silicide.
しかし、アルミニウム量の増減に伴う共晶点の変動はわ
ずかである。However, the eutectic point changes only slightly as the amount of aluminum increases or decreases.
耐摩耗性に与える鉄珪化物の効果は、共晶点の鉄珪化物
量以上、大抵の場合は2重量%以上で顕著に発揮される
が、10重量%を超えてはならなG)。The effect of iron silicide on wear resistance is noticeable when the amount of iron silicide is above the eutectic point, usually 2% by weight or more, but it must not exceed 10% by weight (G).
鉄珪化物が10重量%を超えると、アルミニウム量が多
い場合に鋳造のままの伸び率が10係以下になることが
ある。If the content of iron silicide exceeds 10% by weight, the elongation rate as cast may be lower than 10 when the amount of aluminum is large.
引張強さと伸びの両方をほどよくバランスさせるには、
鉄珪化物は3〜5重量重量時に4.2重量係付近とする
のが望ましい。To achieve a good balance between tensile strength and elongation,
It is desirable that the iron silicide has a weight ratio of about 4.2 when the weight is 3 to 5.
鉄珪化物とアルミニウムと残部銅からなるアルミニウム
青銅は、摩耗試験を行なうと時折異常に摩耗量が増え、
且つ相手材の摩耗量を多くすることがある。When aluminum bronze, which is made of iron silicide, aluminum, and the balance is copper, is subjected to wear tests, the amount of wear sometimes increases abnormally.
Moreover, the amount of wear on the mating material may increase.
このときの摩耗粉および摩耗面を走査型電子顕微鏡によ
って観察したところ、異常摩耗の原因は魔擦面直下の鉄
珪化物がマI−IJラックスら離脱しやすく、離脱した
鉄珪化物が破砕され、破砕粒子が相手材およびアルミニ
ウム青銅を研削するためであることが判つれ。When the worn particles and the worn surface were observed using a scanning electron microscope, the cause of the abnormal wear was that the iron silicide directly under the friction surface easily detached from the Ma I-IJ Lux, and the detached iron silicide was crushed. It was found that the crushing particles were for grinding the mating material and aluminum bronze.
鉄珪化物をマンガン珪化物のような六角柱状晶あるいは
棒状晶として晶出させれば、マトリックスから離脱しな
くなるであろうが、伸びが著しく低下することを免れな
いので、これは適当でない。If iron silicide were crystallized as hexagonal columnar crystals or rod-shaped crystals like manganese silicide, it would be prevented from separating from the matrix, but this is not suitable because the elongation is inevitably reduced significantly.
そこで、マトリックスを強化して鉄珪化物をマトリック
スから離脱さ。Therefore, the matrix is strengthened and the iron silicide is released from the matrix.
せにくくすることを検討した。We considered making it less crowded.
これはマトリックス中にシリコンを固溶させることによ
って達成された。This was achieved by solid solution of silicon in the matrix.
また、シリコンを固溶させることによって、鉄珪化物は
より微細な球状品あるいは樹枝状晶になり、伸びの低下
が抑制されることが究明されたdシリコンは、鉄珪化物
を作り、更にマトリックスに固溶しマトリックスの機械
的強度を高める。In addition, it has been found that by incorporating silicon into a solid solution, iron silicide becomes finer spherical or dendrite crystals, and the decline in elongation is suppressed. solid solution to increase the mechanical strength of the matrix.
固溶シリコンによる強化によって鉄珪化物がマトリック
スから離脱しにくくなる。Strengthening with solid solution silicon makes it difficult for iron silicide to separate from the matrix.
固溶シリコンの量は1重量係以下であるべきで、1重量
係を超え3ると、アルミニウム量あるいは鉄珪化物量が
多い場合に鋳造のままの伸び率が10係以下になること
がある。The amount of solid solution silicon should be less than 1 factor by weight; if it exceeds 1 factor by weight, the elongation rate as cast may become less than 10 factors if the amount of aluminum or iron silicide is large.
本発明のアルミニウム青銅は、固溶シリコン量が1重量
製付近のときに引張強さがピークに達し、それ以上にな
ると低下する。In the aluminum bronze of the present invention, the tensile strength reaches a peak when the amount of silicon in solid solution is around 1 weight, and decreases when the amount exceeds that amount.
また、伸1びのピークは固溶シリコン量が0.2〜0.
4重量係のところにあり、それ以上になると低下する。Moreover, the peak of elongation 1 occurs when the amount of solid solution silicon is 0.2 to 0.
It is located at the 4th weight section, and if it exceeds it, it will decrease.
引張強さおよび伸びを調和させるには、固溶シリコン量
は0.1〜0.6重量係の範囲が望ましく、特に0.4
〜0.5重量係の範囲が好ましい。In order to balance tensile strength and elongation, the amount of solid solution silicon is desirably in the range of 0.1 to 0.6 weight ratio, particularly 0.4
A range of 0.5 to 0.5 weight coefficient is preferred.
伸びの犬きJいことが特に要求される用途に使用する場
合には、固溶シリコンの量を0.2〜0.4重量係にす
るのが望ましく、引張強さの高いことが特に要求される
用途に使用する場合には、固溶シリコンの量を0.8〜
1重量%にするのが望ましい。When used in applications that require particularly high elongation, it is desirable that the amount of solid solution silicon be 0.2 to 0.4% by weight, and high tensile strength is particularly required. When used in applications where the amount of solid solution silicon is 0.8~
It is desirable to set it to 1% by weight.
鉄は、珪化物を作り、耐摩耗性、高強度を得るためにな
くてはならないものである。Iron is essential for creating silicides and providing wear resistance and high strength.
鉄は固溶シリコン量が0.1〜1重量%になるように添
加されるので、計算上固溶される鉄は存在しない。Since iron is added so that the amount of silicon in solid solution is 0.1 to 1% by weight, there is no calculated amount of iron in solid solution.
特に、鉄の添加量は6重量係以下が好ましい。In particular, the amount of iron added is preferably 6% by weight or less.
本発明のアルミニウム青銅には、一般のアルミニウム青
銅において強度増大のために含まれるニッケル、マンガ
ンを含ませることができる。The aluminum bronze of the present invention can contain nickel and manganese, which are included in general aluminum bronze to increase strength.
これらの量は一般のアルミニウム青銅に含まれているの
と同様に、ニッケル1〜7重量係、マンガン1.5重量
係以下にすべきである。These amounts should be 1 to 7 parts by weight of nickel and 1.5 parts by weight of manganese, similar to those contained in general aluminum bronze.
また、アルミニウム青銅には不純物として亜鉛が含まれ
ることがあるが、亜鉛量はマンガンとの合計で2重量係
を超えないようにすべきである。Further, although aluminum bronze may contain zinc as an impurity, the total amount of zinc and manganese should not exceed 2 parts by weight.
本発明のアルミニウム青銅は、鋳造のままあるいは鋳塊
を鍛造して用いることができる。The aluminum bronze of the present invention can be used as it is cast or by forging an ingot.
また、熱処理して用いることもできる。Moreover, it can also be used after heat treatment.
用途は圧延機、工作機械、船舶用機器、自動車用機器な
どの摺動部品であり、たとえば歯車、軸受、ウオームホ
イール、圧延機の圧下雌ねじやスリッパ−メタルなどに
適用することができる。Applications include sliding parts of rolling mills, machine tools, marine equipment, automobile equipment, etc., and can be applied to gears, bearings, worm wheels, rolling mill internal threads, slipper metals, etc.
実施例 1
13種類のアルミニウム青銅を高周波誘導加熱炉により
フラツクスを用いずに大気溶解し、その後、鋳造して製
造した。Example 1 Thirteen types of aluminum bronze were melted in the atmosphere in a high frequency induction heating furnace without using flux, and then cast.
そして鋳造のままの引張強さおよび伸びを測定した。The tensile strength and elongation of the as-cast specimens were then measured.
第1表に製造したアルミニウム青銅の化学成分ならびに
引張強さ、伸びを示す第1表において、A2〜5,8〜
9及び12が本発明の合金である。In Table 1, which shows the chemical composition, tensile strength, and elongation of aluminum bronze produced, A2-5, 8-
9 and 12 are alloys of the present invention.
A1〜5は砂型鋳造したものであり、A6〜13は金型
鋳造したものである。A1 to A5 were sand cast, and A6 to A13 were die cast.
Al〜5のアルミニウム青銅について、固溶シリコン量
と引張強さならびに伸びとの関係を示したのが第1図で
あり、これをみると固溶シリコンの効果が良くわかる。FIG. 1 shows the relationship between the amount of solid solution silicon and the tensile strength and elongation for Al~5 aluminum bronze, and the effect of solid solution silicon can be clearly seen.
すなわち、固溶シリコンを含有することにより引張強さ
が増大する。That is, the tensile strength is increased by containing solid solution silicon.
また伸びも固溶シリコン量が0.3重量係付近までは増
大する傾向にある。Furthermore, the elongation tends to increase when the amount of solid solution silicon reaches around 0.3 weight coefficient.
引張強さの最高値は固溶シリコン量が0.8重量係で達
成され、この高い値は固溶シリコン量が1.0重量係に
なっても維持されている。The highest value of tensile strength is achieved when the amount of solid solution silicon is 0.8 weight factor, and this high value is maintained even when the amount of solid solution silicon is 1.0 weight factor.
引張強さと伸びを調和させて具えさせるには、。固溶シ
リコン量を0.1〜0.6重量係、特に0.4〜0.5
重量係にすべきであることを前に述べたが、これは第1
図からも容易にうなずける。In order to achieve a balance between tensile strength and elongation. The amount of solid solution silicon is 0.1 to 0.6 by weight, especially 0.4 to 0.5
I mentioned earlier that it should be in charge of weight, but this is the first step.
It is easy to understand from the figure.
A6は鋼中にアルミニウムだけを含有させた従来の最も
一般的なアルミニウム青銅であり、16.7゜はこれに
鉄珪化物を含有させたものである。A6 is the most common conventional aluminum bronze containing only aluminum in steel, and 16.7° is a steel containing iron silicide.
アルミニウム青銅中は鉄珪化物を含有させることにより
、引張強さは増大するが、反面、伸びが低下することが
明らかである。It is clear that by including iron silicide in aluminum bronze, the tensile strength increases, but on the other hand, the elongation decreases.
第2図はA6およびA8〜13のアルミニウム青銅の特
性をまとめ、鉄珪、化物量と関係づけて示したものであ
る。FIG. 2 summarizes the characteristics of A6 and A8-13 aluminum bronzes and shows them in relation to the amount of iron silicate and oxides.
鉄珪化物量が増すことにより、引張強さは高まるが、伸
びは低下している。As the amount of iron silicide increases, the tensile strength increases, but the elongation decreases.
鉄珪化物量が5重量係のところで低い伸び率が記録され
てるが、これは固溶シリコンを含まないA、 10の特
性を示したためであるイ第3図は固溶シリコンを含まな
いAllのアルミニウム青銅について、および第4図は
固溶シリコンを含むA3のアルミニウム青銅について、
鉄珪化物粒子形状を示したものである。A low elongation rate is recorded when the amount of iron silicide is 5% by weight, but this is because it exhibits the characteristics of A and 10, which do not contain solid solution silicon. Figure 3 shows All aluminum without solid solution silicon. For bronze, and Figure 4 is for A3 aluminum bronze containing solid solution silicon;
This figure shows the shape of iron silicide particles.
鉄珪化物の抽出は、マトリックスを硝酸水溶液で溶解す
ることにより行なった。The iron silicide was extracted by dissolving the matrix in an aqueous nitric acid solution.
また、鉄珪化物粒子形状の写真撮影は走査型電子顕微鏡
で500x、に拡大観察して行なった。Further, the shape of the iron silicide particles was photographed using a scanning electron microscope under magnification of 500x.
これらの写真から、固溶シリコンを含むものと含まない
ものとでは、鉄珪化物粒子の形状および大きさに差のあ
ることが明らかである。From these photographs, it is clear that there are differences in the shape and size of iron silicide particles between those containing solid solution silicon and those not containing solid solution silicon.
これらの鉄珪化物の化学成分をX線マイクロアナライザ
で分析したところ、Fe5Slの組成にきわめて近いも
のであり、さらにニッケル、アルミニウムがほんの僅か
含まれていた。When the chemical composition of these iron silicides was analyzed using an X-ray microanalyzer, it was found that the composition was very close to that of Fe5Sl, and furthermore, it contained only small amounts of nickel and aluminum.
実施例 2
本発明のアルミニウム青銅の耐摩耗性を従来の耐摩耗性
銅合金および固溶シリコンを含まない鉄珪化物分散アル
ミニウム青銅と比較するために、面圧500kg/ff
l、平均摩擦速度0.2 m/ s、タービン油潤滑の
条件下で相手可動片をJIS規格の545Cとして往復
摺動摩耗試験を行なった。Example 2 In order to compare the wear resistance of the aluminum bronze of the present invention with a conventional wear-resistant copper alloy and an iron silicide-dispersed aluminum bronze containing no solid solution silicon, a surface pressure of 500 kg/ff was applied.
A reciprocating sliding wear test was conducted under the conditions of 1, average friction speed of 0.2 m/s, and turbine oil lubrication, with the mating movable piece being JIS standard 545C.
試験に適用した銅合金は第1表のA3 、 A5 、
Al O。The copper alloys used in the test are A3, A5, and A3 in Table 1.
Al O.
5AE430.JIs規格ALBC3、JIS規格PB
C2Bおよびβ黄銅にマンガン珪化物(Mn、5i3)
を5.2重量係分散させたものである。5AE430. JIS standard ALBC3, JIS standard PB
Manganese silicide (Mn, 5i3) in C2B and β brass
is dispersed by a weight coefficient of 5.2.
試験結果を第5図に示す。The test results are shown in Figure 5.
鉄珪化物を含むアルミニウム青銅とβ黄銅にマンガン珪
化物を含ませたもの以外は広い地域で凝着が生じ、成長
した凝着物の突起によりアプレシプ摩耗が生じて摩耗量
が犬になり、かつ相手材の摩耗も増大した。With the exception of aluminum bronze containing iron silicide and β-brass containing manganese silicide, adhesion occurs over a wide area, and the protrusions of the grown adhesion cause aprecipitation wear, resulting in a large amount of wear and damage to the opponent. Material wear also increased.
鉄珪化物を含むアルミニウム青銅およびマンガン珪化物
を含む黄銅は、これらに較らべると摩耗が少なく、かつ
相手材摩耗も少なかった。Aluminum bronze containing iron silicide and brass containing manganese silicide had less wear than these and also had less wear on the mating material.
相手材摩耗量の一例を第2表に示す。An example of the wear amount of the mating material is shown in Table 2.
これは101cm摺動後の摩耗量であり、固溶シリコン
を含む煮3および煮5は他の銅合金にくらべて非常に少
ないことが明らかである。This is the amount of wear after sliding for 101 cm, and it is clear that Ni-3 and Ni-5, which contain solid solution silicon, are much less than other copper alloys.
実施例 3
本発明のアルミニウム青銅および従来の銅合金について
、焼付きを生じる臨界面圧と摩擦速度との関係を求めた
。Example 3 The relationship between the critical surface pressure that causes seizure and the friction speed was determined for the aluminum bronze of the present invention and a conventional copper alloy.
試験に適用した合金は、第1表のA3とA7.5AE4
30、JIS規格BC2、JIS規格ALBC2および
マンガン珪化物5.2重量係分散β黄銅である。The alloys applied to the test are A3 and A7.5AE4 in Table 1.
30, JIS standard BC2, JIS standard ALBC2 and manganese silicide 5.2 weight coefficient dispersion β brass.
結果を第6図に示す。曲線の下側は焼付きを生ぜず、上
側は焼付きを生じることを意味している。The results are shown in Figure 6. The lower side of the curve means that no burn-in occurs, and the upper side means that burn-in occurs.
また曲線が高面圧側にあるほど焼付きにくいことを意味
している。Also, the higher the surface pressure of the curve, the less likely it is to seize.
第6図より本発明のアルミニウム青銅は、他の銅合金に
くらべて焼付きにくいことが明らかである。It is clear from FIG. 6 that the aluminum bronze of the present invention is less likely to seize than other copper alloys.
以上説明したように、鉄珪化物と固溶シリコンを含有さ
せた本発明のアルミニウム青銅は、耐摩耗性がきわめて
すぐれており、かつ相手材を摩耗させる量も少ない。As explained above, the aluminum bronze of the present invention containing iron silicide and solid solution silicon has extremely excellent wear resistance and causes less wear on the mating material.
また、引張強さと伸びも犬きG)。In addition, the tensile strength and elongation are also very high.
したがって、機械設備の摺動部材として好適である。Therefore, it is suitable as a sliding member of mechanical equipment.
第1図は第1表のA1〜5のアルミニウム青銅について
、引張強さならびに伸びと固溶シリコン量との関係を示
した特性図、第2図は、第1表のA6およびA8〜13
のアルミニウム青銅について引張強さならびに伸びと鉄
珪化物量との関係を示した特性図、第3図は第1表A3
の鉄珪化物粒子形状を示す走査型電子顕微鏡写真、第4
図は第1表A7の鉄珪化物粒子形状を示す走査型電子顕
微鏡写真、第5図は各種銅合金の摩耗試験結果で、摩耗
量と摩擦距離の関係を示す特性図および第6図は各種銅
合金の面圧と摩擦速度の関係を示す特性図である。Figure 1 is a characteristic diagram showing the relationship between tensile strength and elongation and the amount of solid solution silicon for aluminum bronzes A1 to A5 in Table 1.
Figure 3 is a characteristic diagram showing the relationship between tensile strength and elongation and iron silicide content for aluminum bronze.
Scanning electron micrograph showing the shape of iron silicide particles, No. 4
The figure is a scanning electron micrograph showing the shape of iron silicide particles in Table 1 A7, Figure 5 is the wear test results of various copper alloys, the characteristic diagram showing the relationship between wear amount and friction distance, and Figure 6 is the FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between surface pressure and friction speed of a copper alloy.
Claims (1)
面溶シリコン、及び鉄珪化物を含み、残部;が実質的に
銅からなり、上記鉄珪化物の含量が、銅−アルミニウム
合金相と鉄珪化物との擬二元系状態図における共晶点以
上であってかつ10重重量以下であることを特徴とする
耐摩耗アルミニウム青銅。 24〜12重量係重量ルミニウム、0.1〜1重量重量
面溶シリコン、1〜7重量重量ニッケル、及び鉄珪化物
を含み、残部が実質的に銅からなり、上記鉄珪化物の含
量が、銅−アルミニウム合金相と鉄珪化物との擬二元系
状態図における共晶点以;上であってかつ10重重量以
下であることを特徴とする耐摩耗性アルミニウム青銅。[Scope of Claims] 14 to 12 weight percent aluminum, 0.1 to 1 weight surface soluble silicon, and iron silicide; the remainder substantially consists of copper, and the content of the iron silicide is A wear-resistant aluminum bronze characterized by having a temperature above the eutectic point in a pseudo-binary phase diagram of a copper-aluminum alloy phase and an iron silicide and a weight below 10 weight. 24 to 12% by weight aluminum, 0.1 to 1% by weight surface soluble silicon, 1 to 7% by weight nickel, and iron silicide, with the remainder substantially consisting of copper, and the content of the iron silicide is 1. A wear-resistant aluminum bronze characterized by being above the eutectic point in a pseudo-binary phase diagram of a copper-aluminum alloy phase and iron silicide, and having a weight of 10 weight or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5435176A JPS5821016B2 (en) | 1976-05-14 | 1976-05-14 | wear-resistant aluminum bronze |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5435176A JPS5821016B2 (en) | 1976-05-14 | 1976-05-14 | wear-resistant aluminum bronze |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52138014A JPS52138014A (en) | 1977-11-17 |
| JPS5821016B2 true JPS5821016B2 (en) | 1983-04-26 |
Family
ID=12968198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5435176A Expired JPS5821016B2 (en) | 1976-05-14 | 1976-05-14 | wear-resistant aluminum bronze |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821016B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH032340A (en) * | 1989-05-26 | 1991-01-08 | Miyoshi Kobukin Kogyo Kk | Wear resistant aluminum bronze |
| JPH0724594A (en) * | 1993-07-13 | 1995-01-27 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Copper alloy welding material |
| JP2023127504A (en) * | 2022-03-01 | 2023-09-13 | オイレス工業株式会社 | Aluminum bronze alloy and sliding member using the alloy |
-
1976
- 1976-05-14 JP JP5435176A patent/JPS5821016B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52138014A (en) | 1977-11-17 |
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