(57)【要約】【課題】伸線加工中の割れ、経時変化割れ、及び、鍛造割れが生ずることがなく、しかも、制振合金線材を加工することにより得られるネジやボルトなどの機械部品に対して、低コストかつ容易に制振性を付与することが可能な制振合金線材の製造方法を提供すること。【解決手段】Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金からなる線材を伸線する伸線工程と、前記伸線工程の途中において、伸線途中の線材に対して少なくとも１回の溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行う中間熱処理工程と、前記伸線工程により得られた線材に対して、溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行う後熱処理工程とを備えた制振合金線材の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金からなる線材を伸線する伸線工程と、
前記伸線工程の途中において、伸線途中の線材に対して少なくとも１回の溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行う中間熱処理工程と、
前記伸線工程により得られた線材に対して、溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行う後熱処理工程と
を備えた制振合金線材の製造方法。
【請求項２】
前記中間熱処理工程は、７５０℃以上９２５℃以下の温度において前記溶体化処理（Ａ）を行うものである請求項１に記載の制振合金線材の製造方法。
【請求項３】
前記中間熱処理工程は、合計の減面率が６０％を超えたときに前記溶体化処理（Ａ）及び前記急冷（Ａ）を行うものである請求項１又は２に記載の制振合金線材の製造方法。
【請求項４】
前記後熱処理工程は、７５０℃以上９２５℃以下の温度において前記溶体化処理（Ｂ）を行うものである請求項１から３までのいずれかに記載の制振合金線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振合金線材の製造方法に関し、さらに詳しくは、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金からなり、加工性、制振特性、及び、耐経時割れ性に優れた制振合金線材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
制振合金とは、内部摩擦が大きく、振動エネルギーを熱として散逸させる機能を持つ合金をいう。制振合金は、制振機能により、複合型（例えば、片状黒鉛鋳鉄）、強磁性型（例えば、Ｆｅ−Ｃｒ合金）、転位型（例えば、Ｍｇ−Ｚｒ合金）、及び双晶型（例えば、Ｍｎ−Ｃｕ合金）に分類される。これらの中でも、双晶型の一種であるＭｎ−Ｃｕ系制振合金は、相対的に高い減衰能を有しているので、音響機器用のネジ・ワッシャー、バイトのホルダー、工作機械のマウント等、振動を吸収するための各種部品に応用されている。
【０００３】
Ｍｎ−Ｃｕ系制振合金が高い減衰能を示すのは、Ｍｎ−Ｃｕ系制振合金をオーステナイト（γ）相領域から徐冷することによって、γ相にナノメートルサイズのＭｎ濃度がその平均濃度より高い領域（以下、「Ｍｎリッチ領域」という）とＣｕ濃度がその平均濃度より高い領域（以下、「Ｃｕリッチ領域」という）が形成され、微細な双晶が形成されるためと考えられている（非特許文献１参照）。微細な双晶が存在すると、この双晶は、たとえ僅かな外力によっても容易に移動する。また、徐冷後の材料に外力を加えると、双晶が容易に発生し、外力を除去すると、双晶は、外力を加える前の状態に容易に戻る。このような双晶の運動によってエネルギーが消費され、高い減衰能を示す。しかしながら、Ｍｎ−Ｃｕ系合金は、一般に、加工性に乏しく、マクロ偏析も生じやすいという問題がある。
【０００４】
そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、マンガン基双晶型制振合金を８００〜１１００℃で加熱した後、４７５〜２５０℃の温度範囲に入るまで０．８５〜１．６５℃／分で定速徐冷し、さらに１０℃／分以上で急冷するマンガン基双晶型制振合金の熱処理方法が開示されている。同文献には、冷却時に定速徐冷すると、単に徐冷する場合に比べて制振性能が向上する点が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、Ｍｎ−Ｃｕ系合金からなる制振合金材を、７６０〜９００℃の温度範囲で加熱及び保持する溶体化処理と、制振合金材を３５０〜６００℃の温度範囲で加熱及び保持する時効処理とを含む制振合金材の熱処理方法が開示されている。同文献には、β相が析出しやすい温度より低い温度域で時効処理することによって、熱処理前後の寸法変化を著しく低減でき、引張強度も高めることができる点が記載されている。
【０００６】
また、特許文献３には、Ｍｎ−Ｃｕ系合金ではないが、
（１）  Ａｌ：８．０質量％、Ｍｎ：９．５質量％、及び、Ｎｉ：２．１質量％を含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる合金を溶解・鋳造・熱間圧延し、
（２）  焼鈍（６００℃×１０分間＋空冷）と冷間圧延とを数回繰り返して、所定の厚さの板材とし、
（３）  板材を溶体化処理（９００℃×１５分）した後、水中へ投入して急冷し、次いで２００℃で１５分間の時効処理を施す、
制振材料の製造方法が開示されている。
同文献には、冷間加工と、α相が存在する結晶組織とするための焼鈍処理とを２回以上繰り返すと、所望の形状に成形することができる点、及び、少なくとも最終焼鈍後の冷間加工率を３０％以上とすることにより、高い強度と優れた制振性とを得ることができる点が記載されている。
【０００７】
さらに、特許文献４には、Ｃ、Ｏ、及びＮの含有量を所定量以下に制限したＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金が開示されている。
同文献には、Ｃ、Ｏ及びＮの含有量を所定量以下に制限することによって、溶解時におけるＭｎの蒸発によるＣ、Ｏ及びＮの相対濃度アップを防止することができる点、並びに、酸素汚染による酸素量の増加も防止できる点が記載されている。
【０００８】
【非特許文献１】Y.Q.Wu et al., Scripta Materialia 46(2002)717-722
【特許文献１】特開２００５−０２３３６２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６９５１号公報
【特許文献３】特開２００５−２９８９５２号公報
【特許文献４】特許第３８０７３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
制振合金の用途の一つに、制振ネジ・ボルトがある。制振合金製のネジやボルトを製造するためには、圧延された棒材をさらに伸線細径化し、据え込み鍛造により頭部を形成し、転造によりネジ部を形成する必要がある。線材の製造には、材料の外周部をダイスで細径化する線引き加工が主として用いられる。
しかしながら、Ｍｎ−Ｃｕ系制振合金は加工性に乏しいので、単に伸線加工のみを繰り返すと、伸線加工中に線材に割れが発生しやすい。また、伸線加工で割れが発生しなかった線材であっても、伸線加工後に一定期間放置すると、割れ（経時変化割れ）が発生する場合がある。さらに、得られた線材から直接、ネジやボルトを製造すると、ネジ製造時に鍛造割れが発生する場合がある。
【００１０】
また、製造されたネジやボルトに制振特性を付与するためには、ネジ製造後に熱処理を施す必要がある。Ｍｎ−Ｃｕ系制振合金の制振特性を発揮させるための熱処理には、２つの方法が知られている。一つは、γ相状態で保持した後に急冷し、引き続き時効処理を行う方法、もう一つは、γ相状態で保持し、徐冷を行う方法である。一般的には、後者の方が高い制振特性が得られれると言われている。いずれの方法による場合でも、時効処理あるいはγ相領域からの徐冷によってγ相にナノメートルサイズのＭｎリッチ領域とＣｕリッチ領域が形成され、微細な双晶が形成される。
しかしながら、ネジ製造後に溶体化処理を行うと、ネジ山の表面が酸化するおそれがある。一方、これを避けるために非酸化性雰囲気下で溶体化処理を行うと、製造コストが増大するという問題がある。
さらに、上述した問題を解決することが可能な制振合金線材の製造方法が提案された例は、従来にはない。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、伸線加工中の割れ、経時変化割れ、及び、鍛造割れが生ずることのない制振合金線材の製造方法を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、制振合金線材を加工することにより得られるネジやボルトなどの機械部品に対して、低コストかつ容易に制振性を付与することが可能な制振合金線材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明に係る制振合金線材の製造方法は、
Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金からなる線材を伸線する伸線工程と、
前記伸線工程の途中において、伸線途中の線材に対して少なくとも１回の溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行う中間熱処理工程と、
前記伸線工程により得られた線材に対して、溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行う後熱処理工程と
を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
伸線途中の線材に対して、少なくとも１回の溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行うと、線材に導入された歪みが開放されるだけでなく、材料中のマクロ偏析も低減することができる。その結果、伸線加工時の割れを抑制することができる。また、伸線工程終了後の線材に対して、溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行うと、線材の経時変化割れを抑制することができる。
さらに、得られた線材は、溶体化処理（Ｂ）が行われているので、線材に対して鍛造を行っても鍛造割れが生じにくい。また、線材からネジやボルトを製造する場合、主として表面は塑性加工の影響を受けるが、内部は、塑性加工の影響が少ない。そのため、線材から加工されたネジやボルト等の機械部品は、改めて溶体化処理を行う必要はなく、単に時効処理を施すだけで制振性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１．  制振合金線材の製造方法］
本発明に係る制振合金線材の製造方法は、伸線工程と、中間熱処理工程と、後熱処理工程とを備えている。
【００１５】
［１．１  伸線工程］
伸線工程は、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金からなる線材を伸線する工程である。
「Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金」とは、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅを必須の成分とする合金であって、熱弾性型マルテンサイト変態を示すものをいう。各元素の含有量は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な組成を選択することができる。また、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅに加えて、付加的な元素が含まれていても良い。
高い制振性を得るためには、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金は、
（１）  Ｃｕ：１６．９〜２７．７ｍａｓｓ％、Ｎｉ：２．１〜８．２ｍａｓｓ％、Ｆｅ：１．０〜２．９ｍａｓｓ％を含み、残部がＭｎ及び不可避的不純物からなるもの、
（２）  （１）に加えて、他の添加元素（例えば、Ａｌ：０．８〜２．５ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．５〜１．５ｍａｓｓ％など）をさらに含むもの、
などが好ましい。
【００１６】
伸線方法には、溝ロール加工やダイスでの線引き加工などがある。本発明においては、いずれの方法を用いても良いが、線引き加工を用いるのが好ましい。線引きは、素線の外周部を内径の異なる複数のダイスを用いて、段階的に細径化することにより行う。
伸線１回当たりの減面率は、材料組成、ダイスの寿命、製造効率等に応じて、最適なものを選択する。一般的には、伸線１回当たりの減面率がなるべく同じになるように、ダイス内径等を設定するのが好ましい。
【００１７】
［１．２  中間熱処理工程］
中間熱処理工程は、伸線工程の途中において、伸線途中の線材に対して少なくとも１回の溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行う工程である。
「溶体化処理（Ａ）」とは、γ相単相となる温度域で線材を保持することを言う。
溶体化処理（Ａ）は、
（１）  ＭｎとＣｕのマクロ偏析を解消し、線材から各種製品を製造したときに、高い制振性を付与するため、及び、
（２）  加工硬化した線材を軟化させ、伸線工程時の割れや表面疵の発生を抑制するため、
に行う。
【００１８】
溶体化処理（Ａ）の処理温度は、γ相単相となる温度であればよい。溶体化処理（Ａ）の処理温度が低すぎると、γ相以外の相が生成し、加工性を低下させる。従って、溶体化処理（Ａ）の処理温度は、７５０℃以上が好ましい。
一方、溶体化処理（Ａ）の処理温度が高すぎると、液相が生成したり、あるいは、伸線加工で微細化された組織が粗大化する。従って、溶体化処理（Ａ）の処理温度は、９２５℃以下が好ましい。
【００１９】
上述した効果を得るためには、溶体化処理（Ａ）の処理時間は、長いほどよい。一方、必要以上に溶体化処理（Ａ）を行うと、合金表面からＭｎが蒸発し、制振特性が低下する。従って、処理時間は、材料組成、処理温度、加工条件等に応じて、最適な時間を選択するのが好ましい。
制振特性を低下させることなく、上述したような効果を得るためには、溶体化処理（Ａ）の処理時間は、線径１ｍｍ当たり０．５分以上が好ましい。溶体化処理（Ａ）の処理時間は、さらに好ましくは、１分／線径１ｍｍ以上、さらに好ましくは、３分／線径１ｍｍ以上である。
【００２０】
大気中で溶体化処理（Ａ）を行うと、線材表面に酸化被膜が形成される。線材から各種の製品を製造する場合、酸化スケールの除去は、事実上困難である。従って、溶体化処理（Ａ）時の雰囲気は、不活性雰囲気（例えば、窒素雰囲気やアルゴン雰囲気）、還元雰囲気（例えば、水素雰囲気）、あるいは、これらの組み合わせ（例えば、窒素と水素の混合）が好ましい。
【００２１】
「急冷（Ａ）」とは、所定の溶体化処理温度で所定時間保持した後、線材を空冷以上の冷却速度で冷却することをいう。溶体化処理（Ａ）後の冷却速度が相対的に遅くなると、冷却時に他の相（例えば、αＭｎ相）が生成するおそれがある。より高い制振特性を得るためには、ナノレベルでの分離を生じさせる必要があるが、他の相が生じると、制振特性は逆に低下する。また、γ相以外の相は、加工性を低下させる原因となる。従って、溶体化処理（Ａ）後は、空冷以上の冷却速度で急冷するのが好ましい。急冷（Ａ）の冷却速度は、速いほど良い。冷却方法としては、具体的には、空冷、水冷、油冷、衝風冷却などがある。
また、線材を溶体化処理（Ａ）後、大気中で空冷、水冷、油冷、衝風冷却等を行うと、表面が酸化したり、汚染したりするので、前述の雰囲気のパイプ中に線材を通した状態で、間接冷却することが好ましい。パイプの材質としては、熱伝導の良い銅等が好ましい。
【００２２】
溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行うタイミングは、特に限定されるものではなく、１回の伸線加工毎に行っても良い。しかしながら、必要以上の溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行っても実益が無く、むしろ高コスト化を招く。従って、溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）は、少なくとも伸線加工時の割れが抑制されるようなタイミングで行うのが好ましい。
伸線加工時の割れを抑制するためには、溶体化処理（Ａ）は、合計の減面率が６０％を超えたときに行うのが好ましい。
【００２３】
［１．３  後熱処理工程］
後熱処理工程は、伸線工程により得られた線材に対して、溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行う工程である。
溶体化処理（Ｂ）は、
（１）  ＭｎとＣｕのマクロ偏析を解消し、線材から各種製品を製造したときに、高い制振性を付与するため、
（２）  伸線工程で得られた線材を各種製品に成形する際の鍛造割れを防止するため、及び、
（３）  伸線工程で得られた線材の経時変化割れを防止するため、
に行う。
【００２４】
溶体化処理（Ｂ）の処理温度は、γ相単相となる温度であればよい。溶体化処理（Ｂ）の処理温度が低すぎると、γ相以外の相が生成し、制振特性、加工性、耐経時変化割れ性を低下させる。従って、溶体化処理（Ｂ）の処理温度は、７５０℃以上が好ましい。
一方、溶体化処理（Ｂ）の処理温度が高すぎると、液相が生成したり、あるいは、伸線加工で微細化された組織が粗大化する。従って、溶体化処理（Ｂ）の処理温度は、９２５℃以下が好ましい。
【００２５】
上述した効果を得るためには、溶体化処理（Ｂ）の処理時間は、長いほどよい。一方、必要以上に溶体化処理（Ｂ）を行うと、合金表面からＭｎが蒸発し、制振特性が低下する。従って、処理時間は、材料組成、処理温度、加工条件等に応じて、最適な時間を選択するのが好ましい。
制振特性を低下させることなく、上述したような効果を得るためには、溶体化処理（Ｂ）の処理時間は、線径１ｍｍ当たり０．５分以上が好ましい。溶体化処理（Ｂ）の処理時間は、さらに好ましくは、１分／線径１ｍｍ以上、さらに好ましくは、３分／線径１ｍｍ以上である。
【００２６】
大気中で溶体化処理（Ｂ）を行うと、線材表面に酸化被膜が形成される。線材から各種の製品を製造する場合、酸化スケールの除去は、事実上困難である。従って、溶体化処理（Ｂ）時の雰囲気は、不活性雰囲気（例えば、窒素雰囲気やアルゴン雰囲気）、還元雰囲気（例えば、水素雰囲気）、あるいは、これらの組み合わせ（例えば、窒素と水素の混合）が好ましい。
【００２７】
「急冷（Ｂ）」とは、所定の溶体化処理（Ｂ）の処理温度で所定時間保持した後、線材を空冷以上の冷却速度で冷却することをいう。溶体化処理（Ｂ）後の冷却速度が相対的に遅くなると、冷却時に他の相（例えば、αＭｎ相）が生成するおそれがある。より高い制振特性を得るためには、ナノレベルでの分離を生じさせる必要があるが、他の相が生じると、制振特性は逆に低下する。また、γ相以外の相は、加工性を低下させる原因となる。従って、溶体化処理（Ｂ）後は、空冷以上の冷却速度で急冷するのが好ましい。急冷（Ｂ）の冷却速度は、速いほど良い。冷却方法としては、具体的には、空冷、水冷、油冷、衝風冷却などがある。
また、線材を溶体化処理（Ｂ）後、大気中で空冷、水冷、油冷、衝風冷却等を行うと、表面が酸化したり、汚染したりするので、前述の雰囲気のパイプ中に線材を通した状態で、間接冷却することが好ましい。パイプの材質としては、熱伝導の良い銅等が好ましい。
【００２８】
なお、上述した溶体化処理（Ｂ）の各処理条件は、溶体化処理（Ａ）の処理条件と同一であっても良く、あるいは、異なっていても良い。
【００２９】
［２．  制振合金線材を用いた各種製品の製造方法］
上述した方法で得られた制振合金線材は、線材のまま使用される場合（例えば、テニスラケットやゴルフクラブのグリップに緩衝材として巻き付ける場合）と、各種の形状に成形されて使用される場合とがある。また、いずれの場合においても、必要に応じて制振性を付与するための熱処理が行われる。
【００３０】
［２．１  成形工程］
線材から各種の製品形状に成形する方法には、種々の方法がある。例えば、ネジやボルトを製造する場合、まず、線材を適当な長さに切断する。次いで、頭部を据え込み鍛造により形成し、ネジ部を転造により形成する。その他の製品を成形する場合も同様であり、製品形状に応じて最適な加工方法を選択すればよい。
【００３１】
［２．２  制振性付与のための熱処理］
所定の形状に成形された製品に対して制振性を付与するための熱処理には、溶体化処理＋定速徐冷による方法と、溶体化処理＋時効処理による方法とがある。本発明に係る方法により得られる制振合金線材から各種製品を製造する場合、制振性を付与するための熱処理は、いずれの方法を用いても良い。
【００３２】
［２．２．１  溶体化処理＋定速徐冷］
第１の方法を用いて制振性を付与する場合、まず、成形された製品を再度、溶体化処理温度まで加熱する。制振性付与のために行う溶体化処理の条件は、溶体化処理（Ａ）（Ｂ）と同一であっても良く、あるいは、異なっていても良い。制振性付与のための溶体化処理の詳細は、溶体化処理（Ａ）（Ｂ）と同様であるので、説明を省略する。
【００３３】
次に、製品を溶体化処理温度で所定時間保持した後、定速徐冷を行う。
「定速徐冷」とは、冷却速度を一定に保ちながら冷却することをいう。高温に加熱された合金を放冷すると、一般に高温域では冷却速度が速く、低温になるほど冷却速度は低下する。Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金をγ相領域から徐冷する場合において、冷却速度にばらつきがあると、
（１）ナノメートルサイズの双晶形成が不充分となる、
（２）熱膨張によるひずみが残留する、
（３）双晶形成に寄与しないαＭｎ相が生成しやすくなる、
等の問題が生ずる場合がある。
これに対し、定速徐冷を行うと、ひずみの残留やαＭｎ相の生成を生じさせることなく、ナノメートルサイズの双晶形成を十分に行うことができる。
【００３４】
一般に、定速徐冷速度が速くなるほど、双晶形成に寄与しないαＭｎ相の生成を回避しやすくなる。このような効果を得るためには、定速徐冷速度は、０．８５℃／分以上が好ましい。定速徐冷速度は、さらに好ましくは、１．３３℃／分以上である。
一方、定速徐冷速度が速くなりすぎると、合金内部にひずみが発生する。従って、定速徐冷速度は、１．６５℃／分以下が好ましい。定速徐冷速度は、さらに好ましくは、１．６０℃／分以下である。
【００３５】
定速徐冷は、製品の温度が室温に達するまで行っても良いが、製品の温度が２５０〜４５０℃の範囲になるまで定速徐冷を行い、それ以下の温度を急冷してもよい。
定速徐冷後に急冷すると、αＭｎ相の生成を抑制することができる。このような効果を得るためには、定速徐冷終了温度は、２５０℃以上が好ましい。定速徐冷終了温度は、さらに好ましくは、２７５℃以上、さらに好ましくは、３００℃以上である。
一方、定速徐冷終了温度が高くなりすぎると、残留ひずみが大きくなり、充分な制振特性が得られない。従って、定速徐冷終了温度は、４５０℃以下が好ましい。定速徐冷終了温度は、さらに好ましくは、４００℃以下、さらに好ましくは、３５０℃以下である。
【００３６】
また、急冷時の冷却速度が大きくなるほど、αＭｎ相の生成を抑制することができる。このような効果を得るためには、冷却速度は、１０℃／分以上が好ましい。冷却速度は、さらに好ましくは、２０℃／分以上である。なお、冷却方法としては、衝風冷却があり、より高速冷却をする場合は、水冷及び油冷を行う。
【００３７】
［２．２．２  溶体化処理＋時効処理］
第２の方法を用いて製品に制振性を付与する場合、製品に対して改めて溶体化処理及び急冷を行い、次いで時効処理を行っても良く、あるいは、製品に対して直接、時効処理のみを行っても良い。
一般に、制振合金に対して強加工を施すと、組織が破壊される。そのため、制振特性を付与するためには、通常、改めて溶体化処理を施す必要がある。しかしながら、ネジやボルトのように、加工領域が表面に集中する製品については、中心部は、線材製造直後の組織がそのまま維持される場合がある。そのため、線材加工後に溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）が行われている場合には、必ずしも製品に対して改めて溶体化処理を行う必要はなく、時効処理のみによって製品に制振特性を付与することができる。
【００３８】
製品に対して改めて溶体化処理及び急冷を行う場合、その条件は、それぞれ上述した溶体化処理（Ａ）（Ｂ）及び急冷（Ａ）（Ｂ）と同一であっても良く、あるいは、異なっていても良い。製品に対して改めて行う溶体化処理及び急冷の詳細については、上述した溶体化処理（Ａ）（Ｂ）及び急冷（Ａ）（Ｂ）と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
時効処理温度は、γ相にナノメートルサイズのＭｎリッチ領域とＣｕリッチ領域を形成し、微細な双晶を形成することが可能な温度であれば良い。Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金の場合、時効処理温度が低すぎると、双晶形成が不十分となる。従って、時効処理温度は、４２５℃以上が好ましい。
一方、時効処理温度が高すぎると、双晶形成に寄与しない異相が生成する。従って、時効処理温度は、４７５℃以下が好ましい。
時効処理時間は、微細な双晶を形成可能な時間であれば良い。通常、時効処理時間は、線径１ｍｍ当たり０．５時間程度、さらに好ましくは、線径１ｍｍ当たり１．０時間程度である。
【００４０】
時効処理の雰囲気は、大気雰囲気であっても良く、あるいは、非酸化性雰囲気であっても良い。一般に、製品形状に成形した後、高温で加熱すると、表面が酸化されるおそれがある。特に、ネジやボルトの場合、ネジ山を形成した後にネジ表面が酸化されると、ネジ強度が低下するという問題がある。これを回避するためには、非酸化性雰囲気下で加熱する必要があるが、非酸化性雰囲気下での加熱は高コスト化の原因となる。しかしながら、時効処理温度は相対的に低いので、大気中で熱処理しても表面酸化は少なく、むしろ熱処理を低コスト化できるという利点がある。
【００４１】
［３．  制振合金線材の製造方法の作用］
制振合金は、一般に、加工性に乏しいので、制振合金に伸線加工を施すと、加工中に割れが生ずる場合がある。また、加工後に一定期間放置すると、加工時の残留応力によって割れ（経時変化割れ）が発生する場合がある。さらに、線材から直接、ネジやボルトを製造すると、ネジ製造時に鍛造割れが発生する場合がある。
【００４２】
これに対し、伸線途中の線材に対して、少なくとも１回の溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）を行うと、線材に導入された歪みが開放されるだけでなく、材料中のマクロ偏析も低減することができる。その結果、線材が軟化し、伸線加工時の割れを抑制することができる。
また、伸線工程終了後の線材に対して、溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行うと、伸線加工時に導入された残留応力が開放される。そのため、線材の経時変化割れを抑制することができる。さらに、得られた線材は、溶体化処理（Ｂ）が行われているので、線材に対して鍛造を行っても鍛造割れが生じにくい。
【００４３】
また、製造されたネジやボルトに制振特性を付与するためには、ネジ製造後に熱処理を施す必要がある。しかしながら、ネジ製造後に溶体化処理を行うと、ネジ山の表面が酸化し、ネジの強度が低下するおそれがある。一方、これを避けるために非酸化性雰囲気下で溶体化処理を行うと、製造コストが増加するという問題がある。
これに対し、伸線加工終了後に溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行うと、残留応力が開放されるだけでなく、ＭｎとＣｕのマクロ偏析が低減された状態となる。しかも、線材からネジやボルトを製造する場合、主として表面は塑性加工の影響を受けるが、内部は、塑性加工の影響が少ない。そのため、線材から加工されたネジやボルト等の機械部品は、改めて溶体化処理を行う必要はなく、単に時効処理を施すだけで制振性を付与することができる。さらに、時効処理は相対的に低温で行われるので、大気中で時効処理を行うことができる。そのため、酸化による影響が少なく、製造コストも低減することができる。
【実施例】
【００４４】
（実施例１〜４、比較例１〜６）
［１．  線材の作製］
Ｃｕ：２２．３５ｍａｓｓ％、Ｎｉ：５．１６ｍａｓｓ％、Ｆｅ：１．９６ｍａｓｓ％、残部Ｍｎ及び不可避的不純物からなるＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金線材（BAR IN COIL）に対して、線引き加工と、溶体化処理（Ａ）及び急冷（Ａ）とを所定のタイミングで繰り返した。最後の線引きが終了した後、得られた線材に対して、溶体化処理（Ｂ）及び急冷（Ｂ）を行った（実施例１〜４）。
比較として、中間熱処理及び／又は後熱処理を省略した場合、並びに、相対的に高温で中間熱処理及び後熱処理を行った場合についても、同様に線引き加工を行った（比較例１〜６）。
次の表１〜表４に、それぞれ、実施例１〜４及び比較例１〜６の線引き加工条件及び熱処理条件を示す。なお、実施例及び比較例とも、溶体化処理（Ａ）（Ｂ）の処理時間は、いずれも、線径１ｍｍ当たり１分とした。また、減面率は、工程間と熱処理間合計の双方を示した。
【００４５】
【表１】
2009149962.tif 000003
【００４６】
【表２】
2009149962.tif 000004
【００４７】
【表３】
2009149962.tif 000005
【００４８】
【表４】
2009149962.tif 000006
【００４９】
［２．  試験方法］
線引き後、線材の割れ及び線材表面の疵の有無を目視により評価した。また、線引き後、線材を３ヶ月間放置し、経時変化割れの有無を目視により評価した。
【００５０】
［３．  結果］
表５に、結果を示す。比較例１の場合、線引き中に中間熱処理を行わなかったために、線形４．８ｍｍの線引き中に割れが発生した。比較例２の場合、線引き途中で行う溶体化処理の温度が低すぎるために、線径３．２ｍｍの線引き中に割れが発生した。比較例３の場合、熱処理の温度が高すぎるために、２回目の熱処理時に線材の一部が溶融し、断線した。比較例４の場合、後熱処理を行わなかったために、１週間で線材の経時変化割れが発生した。図１に、比較例４で得られた線材の１週間放置後の断面写真を示す。
比較例５の場合、中間熱処理を行わなかったために、深い表面疵が発生した。さらに、比較例６の場合、中間熱処理の温度が低すぎる（６７０℃ではγ単相の金属組織とならない）ために、線径４．６ｍｍの線引き工程で割れが発生した。
これに対し、実施例１〜４の場合、いずれも問題なく線引きすることができた。また、いずれの場合も、３ヶ月経過後も経時変化割れは発生しなかった。さらに、表面疵は相対的に少なく、最大でも３５μｍ（実施例４）であった。
【００５１】
【表５】
2009149962.tif 000007
【００５２】
（実施例５）
［１．  試料の作製］
Ｃｕ：２２．３５ｍａｓｓ％、Ｎｉ：５．１６ｍａｓｓ％、Ｆｅ：１．９６ｍａｓｓ％、残部Ｍｎ及び不可避的不純物からなるＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金線材（BAR IN COIL）に対して、合計４回の線引き加工（線径：９．５ｍｍ（素線）→８．０ｍｍ→７．０ｍｍ→６．０ｍｍ→５．５ｍｍ）を行った。４回目の線引き加工終了後、７５０〜９２５℃で５．５分の溶体化処理を行い、急冷した。
次に、溶体化処理された線材に対して、合計５回の線引き加工（線径：５．５ｍｍ→４．６ｍｍ→３．８ｍｍ→３．２ｍｍ→２．７ｍｍ→２．５ｍｍ）を行った。９回目の線引き加工終了後、７５０〜９２５℃で２．５分の溶体化処理を行い、急冷した。
【００５３】
［２．  試験方法］
熱処理を行ったφ２．５ｍｍの線材を切断し、円柱状試験片を作製した。この円柱状試験片を用いて、据え込み冷間鍛造を行った。試験前の試験片の高さｈと圧縮試験後の試験片の高さＨから圧縮率（＝（ｈ−Ｈ）／ｈ×１００）を算出した。さらに、圧縮率を変えて圧縮試験を行い、限界圧縮率（割れが発生しない圧縮率）を求めた。
【００５４】
［３．  結果］
表６に、限界圧縮率を示す。限界圧縮率は、線引き最終工程の熱処理温度に応じて変化した。
表６より、
（１）熱処理温度が７５０〜９２５℃の時に、限界圧縮率はほぼ４０％以上となり、
（２）熱処理温度が８００〜９２５℃の時に、限界圧縮率は４５％以上となり、
（３）熱処理温度が８３０〜９２５℃の時に、限界圧縮率は６０％以上となり、
（４）熱処理温度が８５０〜９２５℃の時に、限界圧縮率はほぼ６５％を超える、
ことがわかる。
【００５５】
【表６】
2009149962.tif 000008
【００５６】
（実施例６〜１５、比較例７〜１０）
［１．  試料の作製］
実施例４と同様の手順に従って製造されたφ２．５ｍｍの線材から、Ｍ３ネジを製造した。得られたＭ３ネジに対し、溶体化処理＋定速徐冷処理、時効処理のみ、又は、溶体化処理＋時効処理を行った。
［２．  試験方法］
熱処理後のＭ３ネジの表面酸化状態を目視により判定した。また、断面組織観察により、酸化層厚みを測定した。
【００５７】
［３．  結果］
表７に、熱処理条件及び試験結果を示す。比較例７、８の場合、大気中で溶体化処理を行っているために表面酸化が激しく、酸化層厚みは、いずれも６０μｍ以上であった。また、比較例９、１０の場合、溶体化処理温度が高すぎるために、ネジ山が変形し、一部溶融が見られた。
これに対し、実施例６〜１１の場合、非酸化雰囲気中での溶体化処理+定速徐冷を行っているので、表面酸化は僅かであり、酸化層厚みも１０μｍ以下であった。実施例１２（時効処理のみ）、及び、実施例１３〜１５（非酸化雰囲気中での溶体化処理＋時効処理を）の場合、いずれも大気中で時効処理を行っているが、時効処理温度が低いために、表面酸化は僅かであり、酸化層厚みも１０μｍ以下であった。
【００５８】
【表７】
2009149962.tif 000009
【００５９】
（実施例１６）
［１．  試料の作製］
時効処理温度を４００〜５００℃とし、時効処理時間を１．５時間と３時間とした以外は、実施例１２と同様の手順に従い、Ｍ３ネジを作製した。但し、減衰能の評価を行うためには、ネジ頭部が存在すると測定時のバランスが取れないため、頭部を省いた長さ２００ｍｍのネジを作製した。
［２．  試験方法］
「ＪＩＳ  Ｇ０６０２」に準拠した中央加振法により減衰特性を評価した。まず、試験片の１次共振周波数を測定し、その周波数において振幅ひずみを様々に変化させてバースト正弦波を加振した場合の振動減衰波形を測定する。次に、得られた減衰波形をフーリエ変換し、周波数分布を求め、半値幅法により、ピーク高さが半分となる範囲Δｆとピーク周波数ｆ0により損失係数＝Δｆ／（１．７３２ｆ0）を求めた。なお、加振にはＥＭＩＣ社製の電磁型加振器を用い、振幅ひずみの測定には小野測器社製のＣＦ−５２００型ＦＦＴアナライザーを用いた。
【００６０】
［３．  結果］
図２に、時効処理時間が３時間であるＭ３ネジの減衰能を示す。また、図３に、時効処理時間が１．５時間であるＭ３ネジの減衰能を示す。
時効処理温度が４００℃である場合、時効処理時間を３時間にしても減衰能が低い。これは、時効処理温度が低すぎるために、双晶形成が不十分であったためである。一方、時効処理温度が５００℃である場合、時効処理時間を３時間にしても減衰能が低い。これは、時効処理温度が高すぎるために、双晶形成に寄与しないα相が生成したためである。
これに対し、時効処理温度を４２５〜４７５℃とすると、Ｍ３ネジ製造後に溶体化処理を行わなくても、１．５〜３時間の時効処理のみによって、高い減衰能が得られた。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係るＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系制振合金線材の製造方法は、制振特性が要求される機器に用いられる各種の部品（例えば、ネジ、ボルト、バネ、ゴルフクラブやテニスラケットのグリップの緩衝材など）を製造するための線材の製造方法として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】経時変化割れが発生した線材（比較例４）の断面写真である。
【図２】各種温度で３時間時効処理したＭ３ネジの振幅ひずみと減衰能との関係を示す図である。
【図３】各種温度で１．５時間時効処理したＭ３ネジの振幅ひずみと減衰能との関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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