二種類以上の元素からなる複数の合金は特殊黄銅と言われる。高力黄銅はその一つである。高力黄銅の化学式はZCuZn25Al6Fe3Mn3になり、銅と亜鉛の含有量は約65 %と24 %である。その中に、アルミニウムは黄銅の強度、硬度、耐食性を向上できる。黄銅の室温組織は3種類がある。亜鉛含有量が35%以下である黄銅が、単相のα固溶体から室温でのミクロ組織を構成するのは、α黄銅と呼ばれている。
高力黄銅は良好な塑性を持っており、冷・熱加工に耐えることができる。しかし、鍛造などの熱加工の時には中温脆性が現れやすいのだ。その具体的な温度の範囲はZnの含有量によってある程度で変化し、一般的には200℃ー700℃の間になる。そのため、熱加工時の温度は700℃以上にしなければならない。
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また、高力黄銅の亜鉛含有量の違いにより、機械的性質も異なっている。α黄銅に対しては、亜鉛含有量の増加とともに、σbとδの両方がどんどん高くなれる。それゆえ、亜鉛を含む45%以上の銅亜鉛合金は実用的な価値がない。標準的な高力黄銅はHBが200以上になり、耐圧強度が600 MPa以上になり、伸び率が10%を超えるのだ。
高力黄銅の応用は非常に広い。国内では現在、主に高力黄銅を基体として固体潤滑無油軸受を製造する。それは主に銅合金と非金属磨耗材料を互いに補完する優位性があるためだ。高い荷重能力を持つとともに、一般軸受が油膜油脂によって潤滑する限界を突破し、無油潤滑を実現することもできる。
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筆者：孔靖茵
2019年11月27日