JP2000336441A - 超快削黄銅 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の鉛含有快削黄銅に匹敵する切削性を有
し、かつその切削屑の再利用が可能な無鉛快削黄銅を提
供する。 【解決手段】 銅６９〜８０重量％、ケイ素２〜４重量
％、リン０．０２〜０．１重量％、マグネシウム０．０
２〜０．１重量％及び亜鉛残からなる超快削黄銅とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、従来の鉛含有快削
黄銅に匹敵する良好な切削性及び耐食性を有する無鉛快
削黄銅に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで、銅−亜鉛を主体とした快削黄
銅の中で最も優れた切削指数を有する合金としてＪＩＳ
Ｈ３２５０が知られている。しかしながら、このもの
は、合金成分として鉛を含有するため、健康をそこなう
おそれがあり、使用範囲が制限されるのを免れない。と
ころで、快削黄銅については、その切削性について、
（イ）切削屑の形状がカールすることがなく、細片状に
なること、（ロ）バイト命数を長く維持するために切削
抵抗値ができるだけ小さいこと、及び（ハ）切削仕上面
が平滑になることが要求されている。このため、これら
の物性を有する無鉛快削黄銅を開発するための多くの研
究が行われ、銅−亜鉛−ケイ素を主体とする黄銅が提案
された（１９９１年１０月発行、ＢＮＦ Ｒｅｐｏｒｔ
Ｄｒａｆｔ Ｐａｐｅｒ Ｎｏ．Ｒ７００／１０）。
しかしながら、このものは、前記（ロ）と（ハ）の点に
おいては、その要件を満たしているものの、切削屑の形
状がカール状の連続片となって切削工具に絡み付き、作
業性を低下する点で（イ）の要件を欠いている。したが
って、これまで前記の鉛含有快削黄銅に匹敵する切削性
を有し、さらにその切削屑の再利用可能な無鉛快削黄銅
は見出されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情の下で、従来の鉛含有快削黄銅に匹敵する切削性を
有し、かつその切削屑の再利用が可能な無鉛快削黄銅を
提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記した銅
−亜鉛−ケイ素系黄銅の組織を観察した結果、このもの
は、昇温すると粒界に脆性相が形成され、これがカール
した連続状の切削屑を生じる原因となっていること及び
これに少量のリンとマグネシウムとを添加すれば、脆性
相が均一に分散した組織となり、切削屑が細粒化するこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。

【０００５】すなわち、本発明は、銅６９〜８０重量
％、ケイ素２〜４重量％、リン０．０２〜０．１重量
％、マグネシウム０．０２〜０．１重量％及び亜鉛残か
らなる超快削黄銅を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】銅６９〜８０重量％、ケイ素２〜
４重量％及び亜鉛残からなる黄銅は、２５０℃から約１
００℃ごとに５５０℃まで昇温すると粒界に脆性相が生
成し、前記したように切削時にカール状の連続した切屑
を生じるとともに、耐食性が劣り、例えば食塩水と接触
すると赤色状の錆を生じ、さらに緑色の緑青を生じるよ
うになる。しかしながら、これにリンとマグネシウムと
をそれぞれ０．０２〜０．１重量％の範囲内で含有させ
ると、切屑が鉛含有快削黄銅と同程度に細粒化するとと
もに、食塩水と接触させてもわずかに白い斑点状に変色
するだけになる。上記のリンとマグネシウム以外の組み
合せ、例えばリンとアルミニウム、リンとチタンとの組
み合せを含有させた場合には、その切削抵抗値が、鉛含
有快削黄銅に比べ、著しく高くなり、切削性の改善はな
されない。また、リンやマグネシウムの含有量が０．０
２重量％よりも少ない場合には、切削性の改善はなされ
ないし、これらの含有量が０．１重量％よりも多くなる
と、快削黄銅の物性がそこなわれる。したがって、リン
及びマグネシウムの含有量は、０．０２〜０．１重量％
の範囲内で選ぶことが必要である。

【０００７】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。なお、各例中における物性は以下の方法によって
測定した。

【０００８】（１）ラム圧力；１２７ｍｍのビレット
を、所定の温度及び１５ｍｍ／ｓのラム速度で径２２．
５ｍｍの単一孔ステライト押出ダイを通して押出したと
きの圧力を測定した。 （２）耐食性；３０％食塩水を７２時間噴霧して腐食状
態を観察した。 （３）硬度；押出加工後の硬度を測定した。 （４）切削抵抗値；径１０．０ｍｍのロッドを、７２０
℃で焼鈍し、回転数２０００ｒｐｍ、切込深さ１ｍｍ、
送り０．０５ｍｍ／ｒｅＶの条件下で切削し、切削抵抗
値の主分力及び送分力を測定した。 （５）切削形状；（４）と同様にして切削したときの切
屑形状を観察した。

【０００９】参考例 表１に示す割合で、銅と亜鉛とケイ素を混合し、この混
合物を黒鉛るつぼ中に入れ、電気炉により約１２００℃
に加熱し、溶融することにより黄銅を製造した。このと
きの初期及び最終ラム圧力を、押出温度とともに表１に
示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】これから分るように、銅６９〜８０重量
％、ケイ素２〜４重量％の範囲のものが基本組成として
好ましい。

【００１２】実施例 銅７５重量％、ケイ素３重量％、リン０．０５重量％、
マグネシウム０．０５重量％及び亜鉛残の混合物を調製
し、参考例と同様にして処理して超快削黄銅を製造し
た。このものの物性を表２に示す。

【００１３】比較例１〜６ 実施例におけるマグネシウムの代りに、同量のアルミニ
ウム又はチタンを用い、実施例と同様に処理して黄銅を
製造した。このものの物性を表２に示す。なお、比較の
ために、従来の鉛含有快削黄銅（Ｃｕ５８−Ｐｂ３．２
−Ｚｎ残）についての物性も示す。

【００１４】

【表２】

【００１５】

【発明の効果】本発明の快削黄銅は、鉛を含有しないに
もかかわらず、従来の鉛含有快削黄銅に匹敵する切削
性、物性を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅６９〜８０重量％、ケイ素２〜４重量
   ％、リン０．０２〜０．１重量％、マグネシウム０．０
   ２〜０．１重量％及び亜鉛残からなる超快削黄銅。