(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５０質量％含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅合金制振材料であって、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が、アスペクト比が１０以上の第二相として含有されていることを特徴とする銅合金制振材料。
【請求項２】
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５０質量％含有され、かつ１質量％以下（ただし０は除く。）のＡｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎの１種または２種以上が含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅合金制振材料であって、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が、アスペクト比が１０以上の第二相として含有されていることを特徴とする銅合金制振材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた振動減衰特性を有し、振動を嫌う音響機器、精密機器、自動車等のスイッチ・リレー材に使用される銅合金制振材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、防振材としてはＦｅ−Ｃｕ系、Ｃｕ−Ｍｎ系、Ａｌ−複合材系などの合金が使用されており、Ｆｅ−Ｃｕ系およびＡｌ−複合材系合金は、いずれも２つ以上の材料を張り合わせることにより作製されている。このように異なる材料を張り合わせることにより、弾性エネルギーが吸収されて制振性が得られると考えられている。また、Ｃｕ−Ｍｎ系合金では、Ｍｎが豊富な第二相（晶出物）が変調構造を取ってＣｕ母相と異相界面を作り、その界面で弾性エネルギーが吸収されていると考えられている。
【０００３】
しかし、既存の制振材料は導電率の高いものが少なく、構造材料等に利用されるものが多い。そのため、振動を嫌う音響機器、精密機器、自動車等のスイッチ・リレー材には、高い導電率を有する制振材料が求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、優れた振動減衰特性を有し、導電性が高く、材料強度も高い銅合金制振材料を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５０質量％含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅合金に、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種を、アスペクト比が１０以上の第二相として含有させることにより高い制振性と導電率とを兼ね備えた合金が得られることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされるに至ったものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、（１）Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５０質量％含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅合金制振材料であって、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が、アスペクト比が１０以上の第二相として含有されていることを特徴とする銅合金制振材料、および（２）Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５０質量％含有され、かつ１質量％以下（ただし０は除く。）のＡｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎの１種または２種以上が含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅合金制振材料であって、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が、アスペクト比が１０以上の第二相として含有されていることを特徴とする銅合金制振材料を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の銅合金について詳細に説明する。本発明の合金は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種が合計で２〜５０質量％含有され、残部不可避不純物とＣｕよりなる銅合金に、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種を、アスペクト比が１０以上の第二相（晶出物）として含有させることにより、第二相とＣｕ母相の界面が異相界面となり、振動減衰性を発揮すると考えられる。
【０００８】
本発明において、第二相となるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種の含有量を２〜５０質量％に規定する理由は、含有量が２質量％未満だと十分な振動減衰性が得られず、含有量が５０質量％を越えると融点が高くなり溶解鋳造が困難になるためである。また第二相のアスペクト比を１０以上に規定する理由は、アスペクト比が１０未満だと十分な振動減衰性が得られないからである。アスペクト比は１０以上が好ましく、１００以上がさらに好ましい。
【０００９】
本発明において、第二相としてＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂを選択したのは、Ｃｕへほとんど固溶せず、二相分離を起こす元素であるからである。
【００１０】
また本発明の銅合金は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、またはＮｂのうちの少なくとも１種を合計で２〜５０質量％含有されるほかに、１質量％以下（ただし０は除く。）のＡｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎを１種または２種以上含有していてもよい。これらの成分を１質量％以下に限定したのは、これらの元素はＣｕ相へ固溶し導電性を落とすためである。
【００１１】
次に本発明の銅合金制振材料について説明する。
本発明の銅合金制振材料の形状は、板材、棒材、線材であり、これらを加工したものである。本発明の銅合金制振材料の作製方法は、例えば板材の場合、板厚２．０ｍｍの材料を作製し、所望の大きさへプレス打抜した後、曲げ加工を行って仕上げる。また、所望の含有成分を含んだ鋳塊を作製し、熱間加工を行った後、冷間加工と熱処理を繰り返すことにより、板材、棒材、線材を製造することもできる。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１３】
実施例１電気銅に、表１に示した量の高純度のＣｒ、Ｍｏ、ＷまたはＮｂを添加して高周波真空溶解炉にて溶製し、これを金型に鋳造して厚さ４５ｍｍ×幅４５ｍｍ×長さ１２０ｍｍの鋳塊とした。この鋳塊を熱間圧延（圧延温度９００℃、減面率７５％）し、次いで１０００℃で１時間溶体化処理したのち、面削して厚さ４〜２０ｍｍ×幅２０ｍｍ×長さ４００ｍｍの角材とした。この角材に冷間加工（溝ロール圧延→硬質ダイス引抜き→カセットローラーダイス引抜き）を施し、次いで固溶元素を析出させるためにＡｒガス中で５００℃で１時間熱処理し、その後水焼入れして、冷間圧延により厚さ２．０ｍｍの板材を製造した。なお、冷間加工方向が一定であれば、加工方法は圧延、引抜き（ダイス、ローラー）加工等いずれの方法でも問題ない。その後、製造した各板材から幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍのサンプルを切出した。
【００１４】
比較例１
実施例１の溶体化処理後の面削した角材から厚さ２．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの断面円形のサンプルを切出した。
【００１５】
実施例１のサンプルと比較例１のサンプルについて、アスペクト比、振動減衰性、導電率（熱伝導性の代用値）を下記方法により測定した。
【００１６】
アスペクト比：各サンプルを加工面に平行に鏡面研磨し、研磨面を２０質量％硝酸水溶液で腐食して表層のＣｕを除去した後、走査型電子顕微鏡により第二相を観察し写真撮影した。この写真から第二相のアスペクト比（第二相の長さ（縦方向）／径（横方向長さ））を求めた。前記縦方向長さはサンプルの長さ方向（冷間加工材の場合は冷間加工方向）の長さである。横方向長さは等間隔に５箇所測定した値の平均値である。
【００１７】
振動減衰性：片持ち振動法により振動減衰性（損失係数η）を評価した。即ち試験片の片側端部をチャッキングして発振器で強制的に振動を与え、共振周波数ｆｒでの損失係数を（１）式より求めた。
η＝Δｆ／ｆｒ・・・・・・（１）
但しΔｆは３ｄＢ値幅（半値幅）
【００１８】
導電率（ＥＣ）：厚さ２ｍｍの板材から長さ１５０ｍｍのサンプルを切出し、２９３Ｋの恒温槽中で四端子法により比抵抗値を測定して求めた。端子間距離は１００ｍｍとした。
【００１９】
溶体化処理しないこと以外は、実施例１と同じ方法により製造した黄銅（Ｃｕ−３０質量％Ｚｎ）の各板材についても同様の測定を行った。
【００２０】
結果を表１に示す。アスペクト比は第二相１０個の平均値、損失係数と導電率は各３本の平均値を示した。表１に用いた銅合金の組成を併記した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１より明らかなように、本発明例のＮｏ．１〜２２は、いずれも、損失係数が非常に大きく振動減衰性が優れている。また導電率（熱伝導性）もスイッチ・リレー用材料として十分使用できる値であることが明らかである。これは銅合金に含まれる第二相のアスペクト比が１０以上と大きく、Ｃｕ母相と第二相との異相界面が多く存在することにより、小量の第二相で損失係数を著しく向上させることができたためである。
【００２３】
これに対し、比較例のＮｏ．２３〜３２は、導電率は本発明例と同程度だったが、いずれも本発明例に比べて損失係数が小さく制振材料としては不適当なものであった。これは銅合金に含まれる第二相のアスペクト比が小さいためである。
【００２４】
一方、黄銅線材（Ｎｏ．３３）は損失係数が小さいうえ導電率も低く、実用性に劣るものであった。
【００２５】
さらに、実施例１で製造した本発明例の各銅合金について耐熱性を調べたが、いずれも優れており、耐熱性が要求される用途にも十分使用可能なことが判った。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の銅合金制振材料は、優れた振動減衰特性を有し、導電性が高く、材料強度も高い銅合金制振材料を提供することができ、特に、振動を嫌う音響機器、精密機器、自動車のスイッチ・リレーなどに好適に使用できる。さらに、２つ以上の材料を張り合わせることなく、１つの材料で制振材料を作製することができる。よって工業上顕著な効果を奏する。