JPH02107728A - 超快削性白色合金 - 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 本発明は新規なＣｕ−Ｚｎ系超快削性白色合金に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、切削性が
よく、良好な冷間加工性、熱間加工性、耐候性及び機械
的強度を有し、かつ洋白に匹敵するものである。

従来の技術 ビル、住宅のような建物や家具や自動車などのシリンダ
錠鍵のシリンダ部やオス鍵、あるいは家具用金具などの
製造においては、その形状が複雑であるため、ブローチ
切削のような苛酷な条件下での切削を必要とすることか
ら、苛酷な切削に耐え、かつ所要の機械的強度を備えた
金属材料が要求される。

このような金属材料としては、従来快削黄銅や快削性洋
白などのＣｕ　−Ｚｎ系合金が知られている。

前者の快削黄銅は、一般にｐｂｔ、ｏ〜３．５重量％を
含有し、かつＣｕとＺｎとの重量比がほぼ６：４の合金
から成るものであって、切削性が良好であるという長所
を有する反面、色調が黄色を帯びるため白色が好まれる
金属製品の材料としては用いられにくい上に、耐候性に
劣り、変色しやすいという欠点を有している。したがっ
て、前記のような鍵や家具用金具などの製造においては
、通常該快削黄銅を所望形状に切削加工したのち、その
表面にニッケルめっき又はクロムめっき処理を施して、
白色化し、かつ耐候性に■れるものとする方法がとられ
ている。しかしながら、このようにして得られた製品に
おいては、使用中に該めっきが剥離して、黄銅地肌が現
われ、外観をそこなうおそれがある上、めっき処理工程
を必要とするため、製造コストが高くつくのを免れない
。

方、快削性洋白は、一般にＣｕ６１〜６７重量％、Ｎｉ
１６．５〜１９，５重量％、ＰｂＯ−８〜１．８重量％
及び残り成分Ｚｎから成る組成を有するものであって、
ある程度の切削性と良好な白色度を有している。

しかしながら、この快削性洋白においては、切削性が前
記快削黄銅に比べると必ずしも十分ではなく、また、該
白色度についても、通常の鉛を含まない洋白、すなわち
Ｃｕ６２−６８重量％、Ｎｉ８．５〜１１．５重１％及
び残り成分Ｚｎから成る組成を有するものに比べると十
分であるとはいえず、その上、熱間加工性が劣るなどの
欠点がある。ところで、般に、Ｃｕ合金においては、α
相組織は冷間加工性に浸れ、一方β相組織の熱間加工性
に優れることが知られているが、前記快削性洋白は、常
温でα相組織を有し、しかも高温に加熱されてもα相が
安定していてβ相の形成がほとんどないため、熱間加工
性の著しく劣るものとなっている。該快削洋白はこのよ
うに熱間加工性に劣るために、その板材は冷間圧延と焼
鈍処理の繰り返しによって製造されており、その結果、
該板材の製造においては、熱間圧延適用の場合に比べて
熱効率及び作業効率の低下を免れない。

このような欠点を改良したものとしては、例えばＣｕ、
　Ｍｎ、　Ｚｎ、　ＡＱ、　Ｎｉｘ　Ｐｂと、さらにＣ
ａ、　Ｓｅ及びＴｅの中から選ばれた少なくとも１種と
を所定の割合で含有する超快削性白色Ｃｕ合金（特公昭
５９５２２２２号公報）、Ｃｕ、　Ｍｎ、　Ｚｎ、　Ａ
Ｑ及びＮｉを所定の割合で含有する展伸加工性及び耐候
性に優れた白色Ｃｕ合金（特開昭６０−１３４１６号公
報）、Ｃｕ、　Ｍｎ、　Ｚｎ、　ＡＩ２、Ｎｉ、　Ｐｂ
と、Ｂ及び希土類元素の中から選ばれた１種又は２種と
を、所定の割合で含有する熱間加工性に優れた快削性白
色Ｃｕ合金（特公昭６０−１３４１７号公報）などが提
案されている。

しかしながら、これらのＣｕ系合金においては、特殊の
金属の添加なとによりＣｕ系快削白色合金がもつ本来の
好ましい性質がそこなわれるのを免れず切削性、冷間加
工性、熱間加工性、耐候性、白色度、機械的強度のすべ
てをバランスよく備えた超快削合金は得られていない。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような事情のもとで、切削性がよく、良
好な冷間加工性と熱間加工性、耐候性、機１成約強度を
有する上に、従来の洋白に匹敵する美麗な白色色調を呈
するＣｕ−Ｚｎ系合金を提供することを目的としてなさ
れｌこものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、できるだけ添加成分を少なくしてＣｕ系
合金のもつ望ましい性質をそこなうことなく、浸れた物
性を示す超快削性白色合金を得るために鋭意研究を重ね
た結果、Ｃｕ、　Ｍｎ％Ｎｉ、　Ｐｂ及びＺｎを所定の
割合で配合することにより、その目的を達成しうろこと
、及びこの組成において、Ｚｎの一部をＴｉやＢやＭｇ
ｌ：置き換えることにより、熱間加工性をさらに向上し
うろことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに
至った。

すなわち、本発明は、Ｃｕ５０〜５５重量％とＭｎ１２
〜１５重量％とＮｉ３〜５重１％とＰｂ３．５重量％以
下を含有し、かつ残りの成分がＺｎと不可避不純物とか
ら成る組成物を有することを特徴とする超快削性白色合
金、及びＣｕ５０〜５５重量％とＭｎ１２〜１５重量％
とＮｉ３〜５重１ｉｌｉｔ％とｐｂ３．５重量％以下と
Ｔｉ、Ｂ及びＭｇの中から選ばれた少なくとも１種の成
分０．０１〜０２重量％を含有し、かつ残りの成分がＺ
ｎと不可避不純物とから成る組成を有することを特徴と
する超快削性白色合金を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明合金は、ＣｕとＺｎを主体とし、第三成分として
Ｍｎｓ　Ｎｉｔ　Ｐｂ及び所望に応じＴｉやＢやＭｇを
含有させたものである。該Ｃｕの含有量は５０〜５５重
量％の範囲にあることが必要である。この量が５０重量
％未満では冷間加工性が十分ではないし、５５重量％を
超えると熱間加工性が低下し、加工時にひび割れが発生
する。

Ｍｎ及びＮｉ成分は合金の機械的強度及び耐候性を向上
させるとともに、その色調を白色にする作用を有してい
る。それらの成分の含有量は、所望の白色度を得るため
には合計量が少なくとも１５重量％であることが必要で
ある。また、ＭｎとＮｉとの比率においてＭｎが多くな
りすぎると赤味を呈するようになるし、一方Ｎｉが多く
なると経済的に不利となることから、Ｎｉに対するＭｎ
の重量比は２〜５程度の範囲が好ましい。そして、Ｍｎ
が１５重量％を超えると溶解性及び切削性が低下するし
、Ｎｉが３重量％未満では耐候性の改善効果が不十分に
なる。

したがって、本発明合金においては、Ｍｎ及びＮｉの含
有量は、それぞれ１２〜１５重量％及び３〜５重量％の
範囲で選ばれる。

一方、Ｚｎを含有する合金において、良好な白色色調を
得るには、Ｃｕ、　Ｍｎ及びＮｉの含有量、　［Ｃｕ］
、［Ｍｎ］及び［Ｎ１］に関し、 の関係を満たすことが望ましい。すなわち、この範囲内
であれば、美麗な白色の色調が得られるが、この範囲を
逸脱すると黄色ないし赤色を帯びるようになる。

したがって、Ｃｕ、　Ｍｎ及びＮｉの各含有量は、上記
の関係を満たすように選択するのが好ましい。

一方、Ｐｂ成分は切削性をより向上させる作用を有して
いる。このｐｂ酸成分含有しなくても、Ｃｕ。

Ｍｎ％Ｎｉを前記の割合で含有するＣｕ　−Ｍｎ　−Ｎ
ｉ　−Ｚｎ系合金は良好な切削性を有しているが、Ｐｂ
成分を含有させることにより、切削性は著しく向上し、
ブローチ切削などの苛酷な切削にも十分に対応できるよ
うになる。しかし、Ｐｂ含有量が３．５重量％を超える
と鋳造工程で偏析を起こしやすく、また熱間加工性が低
下するので、この量は３．５Ｍ量％以下にすることが必
要である。ＺｎはＣｕと共に本発明合金の主体を構成す
る成分であり、前記各成分の残部を占めるが、通常は、
２５〜３２重量％の範囲になる。

前記組成のＣｕ−Ｍｎ　−Ｎｉ　−Ｐｂ−Ｚｎ系合金は
十分な熱間加工性を有するが、さらに熱間加工性を向上
させるために、本発明においては前記組成においてＺｎ
の一部をＴｉ％Ｂ及びＭｇの中から選ばれた少なくとも
１種ので置換してもよい。これらの成分は、結晶粒を微
細化して熱間加工性を向上させる作用を有しており、そ
の含有量は０．０１〜０．２重量％の範囲で選ばれる。

この量が０．０１重量％未満では熱間加工性の向上効果
が十分に発揮されないし、０．２重量％を超えると濁流
れが悪くなり、鋳造性が低下する傾向がある。そして、
ＴｉとＢの場合は特に０．０３〜０６２重量％の範囲、
Ｍｇの場合は０．０１〜０．１重量％の範囲で用いるの
が好ましい。

発明の効果 本発明の超快削性白色合金は、Ｃｕ−Ｚｎ系合金に、第
３成分としてＭｎ、　Ｎｉ及びｐｂを含有させ、さらに
所望に応じ、ＴｉやＢを含有させたものであって、切削
性に極めて優れ、かつ良好な冷間加工性と熱間加工性、
耐候性及び機械的強度を有する上に、従来の洋白に匹敵
する白色色調をもつなと、優れた特徴を有しており、例
えば家具金具や鍵など色調として白色が好まれ、かつ複
雑な形状を有し、特にブローチ加工を必要とするような
金属製品の材料として好適に用いられる。

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が、
本発明は、これらの例によってなんら限定されるもので
はない。

なお、合金の各特性は次のようにして求めた。

（１）色　調 径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの鋳物試料を作成したのち、
長さ１０ｍｍの輪切りに切断し、パフ研磨して、鏡面状
に仕上げ、観察した。

（２）耐候性 前記（１）において、鏡面状に仕上げたものに指紋付着
させて１．４４０時間（６０日間）放置させたのち、変
色と光沢の退化を調べた。

（３）切削性 減面率１４．３％で、直径７．５ｍｍ＋こ引抜いた丸棒
を用い、卓上施盤による施削での主分力、送分力を測定
し、快削黄銅（Ｃｕ６１重量％、Ｐｂ３．２重量％、Ｚ
ｎ残）の値を１００％として比較し、切削性を求めた。

（４）機械的性質 厚さ３０＋＋＋ｍ、幅２００　ｍｍ、長さ６００ｍｍの
インゴットを作成し３０〜４０％前後の冷間圧延をして
、２ｍｍ厚に仕上げた板の引張強さ（ｈｇｆ／ｍｍ”）
及び伸び（％）を求めた。

（５）耐食性 ０．５ＭＮａＣ４及び５　Ｘ　Ｉ　Ｏ−”ＭＮａＨＣＯ
ｘを含有する水溶液中に、径Ｌ４ｍｍの丸棒から成る試
料を垂直に浸し、ＣＯ２１０□／Ｎ２ガス飽和状態、ｐ
Ｈ６，５〜７．０、液温６０±２°Ｃの条件で、１．０
ｍＡ／ｃｍ２の定電流アノード分極試験を２４時間行い
、浸食状態を観察し、次の基準に従って評価した。

○：衣表面均一な層状の浸食が認められる×：脱亜鉛に
より著しい浸食が認められる（６）熱間加工性 使　用　装　置：１５０ｔｏｎプレス ビレツトサイズ：直径３８ｍｍ、長さ１００ｍｍ押　出
　温度ニア５０〜８００°Ｃ 押　　　出　　　比：　　３８２／　７　”＝２９．５
ダイス温度：３８０°Ｃ の条件で熱間押出し試験を行い、次の基準に従って熱間
加工性を評価した。

◎：押出し良好 Ｏ：押出し可能 ×：押出し不可 （７）冷間加工性 ｌバスの加工率を１０％として、冷間圧延を行い、割れ
発生までの全体加工率を測定し、冷間加工性を評価した
。

実施例１−１２、比較例１〜９ 法衣に示す組成の合金を調製し、それぞれについて各特
性を求めた。その結果を該表に示す。

該表から分かるように、本発明の合金は切削性、色調、
耐候性、機械的性質、耐食性、熱間加工性及び冷間加工
性のいずれも良好であり、特に実施例６〜１２のものは
熱間加工性に優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｃｕ５０〜５５重量％とＭｎ１２〜１５重量％とＮ
   ｉ３〜５重量％とＰｂ３．５重量％以下を含有し、かつ
   残りの成分がＺｎと不可避不純物とから成る組成物を有
   することを特徴とする超快削性白色合金。 ２　Ｃｕ５０〜５５重量％とＭｎ１２〜１５重量％とＮ
   ｉ３〜５重量％とＰｂ３．５重量％以下とＴｉ、Ｂ及び
   Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種の成分０．０１〜
   ０．２重量％を含有し、かつ残りの成分がＺｎと不可避
   不純物とから成る組成を有することを特徴とする超快削
   性白色合金。