JPH03271351A - コルソン合金の熱処理方法 - 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） 本発明はコルソン合金の熱処理方法に関し、更に詳しく
は、コルソン合金の熱処理時における材料割れを防止す
るに有効なコルソン合金の熱処理方法に関する。

（従来の技術） 米国ではテンバロイとも呼ばれているコルソン合金は、
その標準的組成がＮｉ　４重量％、　　Ｓｉ　１重量％
、残部がＣｕから成り、靭性に富み、導電率が純銅の約
４０％の値を有する合金であって、架空送電線、耐摩耗
性が要求されるトロリー線。

リン青銅に代わるバネ材などの用途に使用されている。

この合金から上記した各種部材を製造する際には、所定
組成のコルソン合金の鋳塊を所定温度に保持されている
加熱炉内に導入して、前記鋳塊が炉温度で均熱した時点
で炉から取り出して加工するか、または前記均熱温度に
保持しながら加工する。ついで、加工後にあっては、炉
冷、空冷、水冷などの方法でその加工品を冷却する。

ところで、上記したような方法で、コルソン合金の鋳塊
を加熱または冷却した場合、合金塊への熱伝導状態は非
定常熱伝導となる。その結果、合金塊の表面部分と中心
部分との間では温度差が発生し、そのときの熱膨張量の
差異に基づいて、表面部分と中心部分の間に熱応力、熱
歪みが発生する。そして、この熱応力量、熱歪み量が合
金塊それ自体の強度よりも大きくなると、合金塊に割れ
が発生する。

このような割れの発生が起こると、得られた製品は不良
品となり、製品歩留りの低下、したがってコストアップ
を招く。

本発明は、上記したような問題を解決して、加熱または
冷却時におけるコルソン合金の割れを防止する熱処理方
法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 前記したように、加熱または冷却時におけるコルソン合
金の割れは、このときに発生する熱応力や熱歪みの値が
コルソン合金の強度を超えたときに発生する。

コルソン合金の強度は加熱または冷却時の温度によって
変化するが、その状態は第５図で示したような曲線を描
く。すなわち、第５図から明らかなように、コルソン合
金は４００〜８００°Ｃの温度域で脆性となり、破断し
やすい状態にある。

したがって、コルソン合金の割れを防ぐためには、４０
０〜８００℃の温度域における熱応力。

熱歪みが破断強度を超えないように熱処理することが必
要になる。

また一般に、金属においては、圧縮よりも引張りに対し
てその強度が小さい。

このようなことから、本発明者らは、コルソン合金の加
熱または冷却時の温度と、その温度における引張り熱歪
みとの関係を調べた。その結果、４００〜８００℃の温
度域において、コルソン合金の引張り熱歪みが１Ｘ１０
−’以下となるようにコルソン合金を熱処理すると、割
れの発生が著減するとの事実を見出し、本発明方法を開
発するに到った。

すなわち、本発明のコルソン合金の熱処理方法は、Ｎｉ
：１．５〜４．０重量％、Ｓｉ：０．３５〜１．０重量
％、残部がＣｕおよび不可避的不純物から成るコルソン
合金を加熱または冷却する際に、４００〜８００℃の温
度域では、前記コルソン合金の引張り熱歪みが１Ｘ１０
−’以下となるように前記コルソン合金を加熱または冷
却することを特徴とする。

本発明方法を適用するコルソン合金の組成は格別限定さ
れるものではなく、上記した組成の外にＺ　ｒ、Ｃｒ、
　Ｓ　ｎの１種または２種以上が０．０５〜１．０重量
％配合されているものであってもよい。

本発明においては、加熱または冷却時の４００〜８００
℃の温度域において、加熱または冷却されているコルソ
ン合金の引張り熱歪みが１Ｘ１０−’以下となるように
熱処理が施される。

４００〜８００℃の温度域における引張り熱歪みが１Ｘ
１Ｏ−’より大きくなるような熱処理の場合には、発生
する熱応力はコルソン合金の破断強度より大きくなって
しまって割れの発生が起こってしまう。

このような熱処理方法としては、コルソン合金の表面部
分と中央部分との温度差が３５℃以下となるように管理
することが好ましい。

例えば、加熱の場合、コルソン合金の組成や鋳塊の大き
さによっても異なってくるが、４００°Ｃの均熱状態に
ある加熱炉にコルソン合金を導入し、コルソン合金が４
００℃で均熱したのちは、所定の昇温速度で徐々に炉内
温度を上昇せしめ、コルンン合金への定常熱伝導を図り
ながら表面部分と中央部分の温度差を小さくするように
熱処理すればよい。

また、加工後の冷却時においても、加熱時の場合と同様
に表面部分と中央部分の温度差が小さくなるように炉内
で徐冷すればよい。

（発明の実施例） 長さ１０００ｍｍ、幅５００ｍｍ、厚み１００＋ｎｍの
コルソン合金の鋳塊を用意した。

この鋳塊を４００℃の加熱炉内に導入した。鋳塊が４０
０℃で均熱化したのちは、５０°Ｃ／ｈｒの昇温速度で
８００℃まで加熱した。このときの鋳塊の表面部分の温
度変化を一△−として、また中心部分の温度変化を・・
・△・・・とじて第１図に示した。

比較のため、８００℃の加熱炉内に前記鋳塊を直接導入
し、そのときの鋳塊の表面部分の温度変化を一〇−とじ
て、また中心部分の温度変化を・・・○・・・とじて第
１図に併記した。

また、鋳塊の昇温過程における表面部分の温度と中心部
分の温度との差を測定し、その経時的変化を第２図に示
した。更に、鋳塊の中心部分の温度と上記温度差との関
係を第３図に示した。第２図および第３図において、−
△−印は実施例の場合を、−〇−印は比較例の場合をそ
れぞれ示す。

また、鋳塊の中心部分の各温度において鋳塊に発生した
引張り熱歪み（ε）を測定し、その結果を第４図に示し
た。図中、−△−印は実施例の場合、−〇−印は比較例
の場合を示す。

以上のような態様でコルソン合金の鋳塊を８００℃まで
加熱したのち、つぎに、表面部分と中心部分の温度差が
３０℃以内となるよケに鋳塊を炉冷した。

このような熱処理が施された鋳塊につき、その表面と内
部における割れ発生の状態を目視観察した。

その結果、実施例条件によるものには表面、内部のいず
れにも材料割れは認められなかったが、しかし比較例条
件によるものには表面、内部のいずれにも材料割れが認
められ、不良品になってしまった。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法は、コルソン
合金が最も強度低下する４００〜８００℃の温度域にお
いて、その引張り熱歪みを１Ｘ１０−’以下となるよう
に熱処理を行うので、コルソン合金の割れを防止するこ
とができ、製品歩留りの向上、更にはコストダウンに資
すること大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はコルソン合金の鋳塊を加熱炉内に導入したとき
の経時的な温度変化を示すグラフ、第２図は鋳塊の表面
部分と中心部分の温度差の経時変化を示すグラフ、第３
図は中心部分の温度に対する表面と中心の温度差の関係
を示すグラフ、第４図は中心部分の温度と鋳塊に発生す
る引張り熱歪みとの関係を示すグラフ、第５図はコルソ
ン合金の処理温度と単軸破断歪みとの関係を示すグラフ
である。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉ：１．５〜４．０重量％、Ｓｉ：０．３５〜
   １．０重量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物から成
   るコルソン合金を加熱または冷却する際に、４００〜８
   ００℃の温度域では、前記コルソン合金の引張り熱歪み
   が１×１０＾−＾４以下となるように前記コルソン合金
   を加熱または冷却することを特徴とするコルソン合金の
   熱処理方法。
2. （２）前記コルソン合金が、Ｎｉ：１．５〜４．０重量
   ％、Ｓｉ：０．３５〜１．０重量％、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｓｎ
   の群から選ばれる少なくとも１種の金属０．０５〜１．
   ０重量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物から成る請
   求項１に記載のコルソン合金の熱処理方法