切削性优异的Cu合金、该Cu合金制的挤出管构件及同步器锁止环制造技术

本发明专利技术提供具备优异的切削性的Cu合金及由其形成的Cu合金制挤出管构件、Cu合金制同步器锁止环。一种切削性优异的Cu合金及由其形成的Cu合金制挤出管构件、Cu合金制同步器锁止环，该Cu合金以质量％计含有Zn：25％以上且43％以下、Al：2.0％以上且8.0％以下、Ti：0.10％以上且5.0％以下、Cr：0.010％以上且0.040％以下、C：0.0005％以上且0.010％以下、合计1.0％以上且5.0％以下的选自Fe、Ni和Co中的1种或2种以上，余量为Cu和不可避免的杂质，降低金属间化合物的生成量，并在基体中分散有微细碳化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切削性优异的Cu合金、该Cu合金制的挤出管构件及同步器锁止环
本专利技术涉及具备优异的机械特性和耐磨耗性且切削性也优异的Cu合金，尤其涉及适合作为汽车的手动变速器用部件的同步器锁止环的Cu合金，以及该Cu合金制的挤出管构件和同步器锁止环。
技术介绍
以往，铜合金利用其优异的强度、导热性、导电性、耐腐蚀性、耐磨耗性等而被应用于广泛的领域。尤其是，作为用于汽车部件的用途，铜合金例如用作手动变速器用的同步器锁止环。同步器锁止环已经是众所周知的，图1示出了其示意性立体图。同步器锁止环的内表面1受到高表面压力下的与旋转的圆锥之间的同步滑动以及从其脱离时的间歇性面接触。另外，同步器锁止环的外周表面上形成有用于装配键的键槽3，进一步地，沿着同步器锁止环的外缘以规定间隔设置倒棱2。该倒棱具有与作为配合构件的毂套啮合的结构。关于这种Cu合金制同步器锁止环，随着使用条件的高负荷化，改善其耐磨耗性的同时，应改善强度、韧性、抗疲劳特性等，对此已经提出了各种方案。例如，专利文献1中提出了：通过在含有20～40重量％的Zn、2～11重量％的Al、1～5重量％的Fe、Ni、Co中的1种以上、0.1～4重量％的Ti、余量为Cu和不可避免的杂质的铜合金制同步器锁止环的组成中进一步含有0.01重量％以上且小于0.1重量％的Mn、0.0005～0.01重量％的S中的一者或两者，从而与以往的Cu合金制同步器锁止环相比可以提高耐磨耗性。另外，专利文献2中提出了：在组成为以质量％计含有Zn：28～34％、Al：1.5～4％、Mn：2～4.5％、Si：0.5～2％、Cr：0.05～0.5％、Ni：0.2～0.6％、Fe：0.02～0.5％、余量为Cu和不可避免的杂质的Cu合金制同步器锁止环中，通过形成在Cu-Zn系相图所示的β相的基体中使均由金属间化合物构成的粒径相对较粗的析晶物和超细的析出物均匀分散并且同一相图所示的α相以针状形状分散分布的组织，可以提高同步器锁止环的倒棱部分的疲劳强度，同时通过含有规定量的Mn、Si和Cr，由此形成由金属间化合物构成的粗粒的析晶物和超细的析出物，提高疲劳强度和耐磨耗性。另外，专利文献3中提出了：在组成为以质量％计含有Zn：27～33％、Al：3～4.5％、Ni：1.5～3％、Ti：1～2％、Mn：0.2～0.7％、Fe：0.05～0.5％、Si：0.01～0.1％、余量为Cu和不可避免的杂质的Cu合金制同步器锁止环中，通过形成在Cu-Zn系相图所示的β相的基体中使均由金属间化合物构成的粒径相对较粗的析晶物和超细的析出物均匀分散并且同一相图所示的α相以针状形状分散分布的组织，可以提高同步器锁止环的倒棱部分的疲劳强度，同时通过含有规定量的Ni、Ti和Fe，由此形成由金属间化合物构成的粗粒的析晶物和超细的析出物，提高疲劳强度和耐磨耗性。进一步地，专利文献4中提出了：在具有含有Cu：62.5～67.5％、Al：4.5～5.5％、Ni：2.7～3.7％、Ti：1.0～2.0％、Mn：0.05～0.35％、余量为Zn和不可避免的杂质的组成的Cu合金制同步器锁止环中，当设为Zn+不可避免的杂质＝ZN时，式：{ZN+6×(Al-0.9)}/{Cu-1.3+ZN+6×(Al-0.9)}所示的锌当量在0.4～0.46的范围内，且基体组织由含有Cu：65～74％、Al：2.5～4.5％、Ni：0.5～2.5％、Ti：0.05～0.6％的α相和含有Cu：62～71％、Al：3.5～6.0％、Ni：0.3～2.3％、Ti：0.05～0.6％的β’相的2相组织构成，由此改善在高发热环境下的使用中的耐塑性流动性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-127831号公报专利文献2：日本特开2001-355029号公报专利文献3：日本特开2001-355030号公报专利文献4：日本特开2005-163101号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题Cu合金制同步器锁止环通常如下制作：以成为规定组成的方式熔炼Cu合金熔液，将所得到的熔液浇铸在模具中以制造规定尺寸的坯料，并热挤压该坯料来制作Cu合金制管，接着，对该管进行切削加工使得成为规定的宽度(高度)。所述专利文献1～4所示的Cu合金制同步器锁止环为了应对使用环境的需求，主要着重于改善强度、韧性、耐磨耗性、耐疲劳特性等，尤其是，通过将金属间化合物分散在基体中来谋求耐磨耗性的提高。然而，金属间化合物分散分布在基体中的组织的情况下，虽然的确提高了耐磨耗性，但另一方面，在上述Cu合金制同步器锁止环的制作工序中进行切削加工时，存在由于硬质的金属间化合物的存在而导致切削性较差、加工效率降低的问题。因此，期望开发出具备Cu合金制同步器锁止环所必需的特性即强度、韧性、耐磨耗性等，除此之外，同时切削性也优异的Cu合金。用于解决问题的方案因此，本专利技术为了解决所述技术问题，其中一个方面为：一种切削性优异的Cu合金，其具有以下组成：以质量％计含有Zn：25％以上且43％以下、Al：2.0％以上且8.0％以下、Ti：0.10％以上且5.0％以下、Cr：0.010％以上且0.040％以下、C：0.0005％以上且0.010％以下、合计1.0％以上且5.0％以下的选自Fe、Ni和Co中的1种或2种以上，余量为Cu和不可避免的杂质。在该Cu合金的组成中，更优选Al的含量设为2.0％以上且6.0％以下、Ti的含量设为0.10％以上且2.0％以下。或者，在该Cu合金的组成中，更优选Al、Ti和Cr各自的含量满足式(Al+Ti+3Cr)≤8.1％。本专利技术的另一个方面为挤出管构件，其是由上述Cu合金形成的。本专利技术的又一个方面为同步器锁止环，其是由上述Cu合金形成的。专利技术的效果本专利技术所述的Cu合金通过设为上述组成，使切削性降低的金属间化合物的生成量减少，另一方面，通过作为微量含有成分的Cr、C使微细碳化物分散在基体中，确保Cu合金的强度、韧性和耐磨耗性，因此，具有与以往的Cu合金相当的强度、韧性、耐磨耗性，同时与以往的Cu合金相比具备更优异的切削性。此外，当使用本专利技术所述的Cu合金制作同步器锁止环时，可以得到比以往更高的加工效率，并且得到具备作为同步器锁止环所需的高强度、韧性和耐磨耗性的同步器锁止环。附图说明图1为同步器锁止环的示意性立体图。具体实施方式关于本专利技术所述的Cu合金、挤出管构件和同步器锁止环的各实施方式，以下进行详细说明。本专利技术的Cu合金具有由以下的元素构成的组成。Zn：本专利技术的Cu合金中的Zn成分具有通过与Al共存来提高Cu合金的强度、韧性和耐磨耗性的作用。但是，若Zn的含量小于25质量％(以下，简称为“％”)，则β相在基体中所占的面积比例减少，α相的面积比例增加，因此硬度降低，无法确保所需的耐磨耗性。另一方面，若Zn的含量超过43％，则虽然耐磨耗性提高，但由于γ相的出现，Cu合金的强度、韧性、热加工性会显示出降低的趋势。因此，Zn的含量设为25～43％。Al：如上所述，Al成分通过与Zn的共存来提高Cu合金的强度、韧性和耐磨耗性，进一步地，Al与选自Fe、Ni和Co中的1种或2种以上的铁族元素和Ti形成金属间化合物，从而提高耐磨耗性，因此含有2.0％以上的Al。另一方面，即使含有超过8.0％，耐磨耗性提高效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切削性优异的Cu合金，其特征在于，具有以下组成：以质量％计，含有Zn：25％以上且43％以下、Al：2.0％以上且8.0％以下、Ti：0.10％以上且5.0％以下、Cr：0.010％以上且0.040％以下、C：0.0005％以上且0.010％以下、合计1.0％以上且5.0％以下的选自Fe、Ni和Co中的1种或2种以上，余量为Cu和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种切削性优异的Cu合金，其特征在于，具有以下组成：以质量％计，含有Zn：25％以上且43％以下、Al：2.0％以上且8.0％以下、Ti：0.10％以上且5.0％以下、Cr：0.010％以上且0.040％以下、C：0.0005％以上且0.010％以下、合计1.0％以上且5.0％以下的选自Fe、Ni和Co中的1种或2种以上，余量为Cu和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的切削性优异的Cu合金，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林徹，清水繁，新仓康介，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP