JPH0543965A - 接水部材用および熱間鍛造用合金 - Google Patents
接水部材用および熱間鍛造用合金Info
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- JPH0543965A JPH0543965A JP3093493A JP9349391A JPH0543965A JP H0543965 A JPH0543965 A JP H0543965A JP 3093493 A JP3093493 A JP 3093493A JP 9349391 A JP9349391 A JP 9349391A JP H0543965 A JPH0543965 A JP H0543965A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水中への有毒金属の溶出が抑制され、しかも
重力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工および熱
間加工でのクラックが生じない快削性合金および熱間鍛
造用合金を実現する。 【構成】 57乃至61重量%の銅と、0.5重量%以
上3.0重量%以下の鉛と、鉛に対し重量比で1/17
乃至1/5の希土類元素を含み、残余が亜鉛である組成
の快削性合金。また、この組成において鉛を0.5重量
%以上3.0重量%未満とした熱間鍛造用合金。
重力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工および熱
間加工でのクラックが生じない快削性合金および熱間鍛
造用合金を実現する。 【構成】 57乃至61重量%の銅と、0.5重量%以
上3.0重量%以下の鉛と、鉛に対し重量比で1/17
乃至1/5の希土類元素を含み、残余が亜鉛である組成
の快削性合金。また、この組成において鉛を0.5重量
%以上3.0重量%未満とした熱間鍛造用合金。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は接水部材用および熱間鍛
造用合金に関するもので、特に、水中への鉛の溶出が少
なく、鋳造時の重力偏析や加工時のクラックを生じない
接水部材用および熱間鍛造用合金に関する。
造用合金に関するもので、特に、水中への鉛の溶出が少
なく、鋳造時の重力偏析や加工時のクラックを生じない
接水部材用および熱間鍛造用合金に関する。
【0002】
【従来の技術】鉛を含む黄銅、すなわち銅−亜鉛−鉛合
金は、切削性のよい工業用材料として広範囲に使用され
ている。合金の鉛含有量は要求される切削性に応じて変
更され、例えばJISには4種類の快削性黄銅材が規定
されている。この種の合金の主な用途は生活関連機器
(器具を含む)で、特に上水道の金具類等、水に接する
部分に多用されている。
金は、切削性のよい工業用材料として広範囲に使用され
ている。合金の鉛含有量は要求される切削性に応じて変
更され、例えばJISには4種類の快削性黄銅材が規定
されている。この種の合金の主な用途は生活関連機器
(器具を含む)で、特に上水道の金具類等、水に接する
部分に多用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、銅−亜鉛−鉛
合金を水道用金具等、水に接する用途に用いた場合に、
水中に鉛の溶出が認められ、これは環境衛生保全の面か
ら考慮せねばならない問題である。最近では、水源の開
発が進むとともに上水道の水質が多様化してきており、
また給湯装置等の普及に伴い、高温水の使用が一般化し
てきているため、鉛溶出に関して水質や温度の違いも考
慮する必要がある。
合金を水道用金具等、水に接する用途に用いた場合に、
水中に鉛の溶出が認められ、これは環境衛生保全の面か
ら考慮せねばならない問題である。最近では、水源の開
発が進むとともに上水道の水質が多様化してきており、
また給湯装置等の普及に伴い、高温水の使用が一般化し
てきているため、鉛溶出に関して水質や温度の違いも考
慮する必要がある。
【0004】また、銅−亜鉛−鉛合金は熔解鋳造時に、
鉛と黄銅の密度の差による重力偏析(1000℃におけ
る鉛の密度は9.81、黄銅の密度は7.32)が起き
る場合があること、生産合理化のために鋳塊が大型化さ
れるに伴い、鋳塊の周辺部と中心部とで、冷却速度の差
から鉛の分布および形状の不均一が生じ、そのため製品
の品質が不均一となる問題もある。
鉛と黄銅の密度の差による重力偏析(1000℃におけ
る鉛の密度は9.81、黄銅の密度は7.32)が起き
る場合があること、生産合理化のために鋳塊が大型化さ
れるに伴い、鋳塊の周辺部と中心部とで、冷却速度の差
から鉛の分布および形状の不均一が生じ、そのため製品
の品質が不均一となる問題もある。
【0005】さらに銅−亜鉛−鉛合金は、熱間鍛造等の
熱間加工時に割れが発生したり、高温処理後の冷間加工
においてクラックを生ずることがある。これは、鉛が銅
および亜鉛のいずれとも固溶体を形成せず、合金が凝固
するとき、鉛が単体の形で結晶粒界(または亜結晶粒
界)に晶出した状態で存在するためと推定される。
熱間加工時に割れが発生したり、高温処理後の冷間加工
においてクラックを生ずることがある。これは、鉛が銅
および亜鉛のいずれとも固溶体を形成せず、合金が凝固
するとき、鉛が単体の形で結晶粒界(または亜結晶粒
界)に晶出した状態で存在するためと推定される。
【0006】それ故、本発明の目的は、水質や水温にか
かわらず水中への有毒金属の溶出が抑制され、しかも重
力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工でのクラッ
クが生じない、接水部材用合金を実現することにある。
かわらず水中への有毒金属の溶出が抑制され、しかも重
力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工でのクラッ
クが生じない、接水部材用合金を実現することにある。
【0007】本発明の他の目的は、水質や水温にかかわ
らず水中への有毒金属の溶出が抑制され、熱間鍛造で割
れが生じない、熱間鍛造用合金を実現することにある。
らず水中への有毒金属の溶出が抑制され、熱間鍛造で割
れが生じない、熱間鍛造用合金を実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、水質や水温
に拘わらず水中への有毒金属の溶出が抑制され、しかも
重力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工でのクラ
ックが生じない接水部材用合金を実現するため、合金
を、57乃至61重量%の銅と、0.5重量%以上3.
0重量%以下の鉛と、鉛に対し重量比で1/17乃至1
/5の希土類元素を含み、残余が亜鉛である組成とし
た。
に拘わらず水中への有毒金属の溶出が抑制され、しかも
重力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工でのクラ
ックが生じない接水部材用合金を実現するため、合金
を、57乃至61重量%の銅と、0.5重量%以上3.
0重量%以下の鉛と、鉛に対し重量比で1/17乃至1
/5の希土類元素を含み、残余が亜鉛である組成とし
た。
【0009】本発明ではまた、水質や水温にかかわらず
水中への有毒金属の溶出が抑制され、熱間鍛造で割れが
生じない熱間鍛造用合金を実現するため、合金を、57
乃至61重量%の銅と、0.5重量%以上3.0重量%
未満の鉛と、鉛に対し重量比で1/17乃至1/5の希
土類元素を含み、残余が亜鉛である組成とした。熱間鍛
造での亀裂の発生を防ぐためには、鉛の含有量を0.5
重量%より大で、2.0重量%未満とするのが好まし
い。
水中への有毒金属の溶出が抑制され、熱間鍛造で割れが
生じない熱間鍛造用合金を実現するため、合金を、57
乃至61重量%の銅と、0.5重量%以上3.0重量%
未満の鉛と、鉛に対し重量比で1/17乃至1/5の希
土類元素を含み、残余が亜鉛である組成とした。熱間鍛
造での亀裂の発生を防ぐためには、鉛の含有量を0.5
重量%より大で、2.0重量%未満とするのが好まし
い。
【0010】希土類元素としては、ランタン、セリウ
ム、プラセオジム、およびネオジムが好ましい。これら
を含むミッシュメタルを用いてもよい。
ム、プラセオジム、およびネオジムが好ましい。これら
を含むミッシュメタルを用いてもよい。
【0011】
【作用】本発明の接水部材用合金および熱間鍛造用合金
の含有する希土類元素は、銅、亜鉛、鉛のいずれとも金
属間化合物を生成するが、表1に若干の例を示すよう
に、希土類元素と鉛との金属間化合物の融点は、銅また
は亜鉛との金属間化合物より高く、熱力学的に安定であ
るため、銅−亜鉛−鉛三元系合金に希土類元素を添加し
たとき、希土類元素と鉛の金属間化合物が、銅または亜
鉛との金属間化合物より優先して生成するものと思われ
る。この生成された金属間化合物が結晶核となり、結晶
の微細化をもたらし、分散相全体が均一かつ微細化され
る。このため、銅─亜鉛─鉛三元系合金に見られる、鉛
の結晶粒界への晶出に起因する冷間加工でのクラックや
熱間鍛造での割れが防止され、また鋳造時の鉛の重力偏
析も防止されると考えられる。一方、希土類元素の添加
により、単相の鉛が減少し、鉛─希土類元素の金属間化
合物が形成され、かつ局部的に単体で存在する鉛粒子が
この金属間化合物に結合する等の相乗効果で、水中への
鉛の溶出が防がれるものと推定される。
の含有する希土類元素は、銅、亜鉛、鉛のいずれとも金
属間化合物を生成するが、表1に若干の例を示すよう
に、希土類元素と鉛との金属間化合物の融点は、銅また
は亜鉛との金属間化合物より高く、熱力学的に安定であ
るため、銅−亜鉛−鉛三元系合金に希土類元素を添加し
たとき、希土類元素と鉛の金属間化合物が、銅または亜
鉛との金属間化合物より優先して生成するものと思われ
る。この生成された金属間化合物が結晶核となり、結晶
の微細化をもたらし、分散相全体が均一かつ微細化され
る。このため、銅─亜鉛─鉛三元系合金に見られる、鉛
の結晶粒界への晶出に起因する冷間加工でのクラックや
熱間鍛造での割れが防止され、また鋳造時の鉛の重力偏
析も防止されると考えられる。一方、希土類元素の添加
により、単相の鉛が減少し、鉛─希土類元素の金属間化
合物が形成され、かつ局部的に単体で存在する鉛粒子が
この金属間化合物に結合する等の相乗効果で、水中への
鉛の溶出が防がれるものと推定される。
【0012】
【0013】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明のより詳細な説
明とする。 〔実施例1〜2〕表2に示す組成の合金である。
明とする。 〔実施例1〜2〕表2に示す組成の合金である。
【0014】
【0015】60/40黄銅を基材として、大気中で熔
解し、所要の鉛およびミッシュメタルを添加し、イソラ
イト煉瓦の鋳型中で鋳造した合金を、15%冷間加工し
て直径10mmの丸棒とし、700℃で1時間および3時
間、それぞれ加熱処理し、空冷後、丸棒の横断面の組織
を観察した。
解し、所要の鉛およびミッシュメタルを添加し、イソラ
イト煉瓦の鋳型中で鋳造した合金を、15%冷間加工し
て直径10mmの丸棒とし、700℃で1時間および3時
間、それぞれ加熱処理し、空冷後、丸棒の横断面の組織
を観察した。
【0016】実施例1の合金の加熱処理前、1時間加熱
処理後および3時間加熱処理後の組織を図1(A) 、
(B)および(C)に、実施例2の合金の加熱処理前、
1時間加熱処理後および3時間加熱処理後の組織を図2
(A) 、(B) および(C)に、それぞれ示す。これら
の図に示されている通り、鉛および金属間化合物は非常
に細かく分散されている。加熱処理により、結晶粒の成
長が若干見られるが、加熱処理後も細かく分散してい
る。ミッシュメタルの量の多い実施例1の方が、熱処理
による組織の変化は少ない。
処理後および3時間加熱処理後の組織を図1(A) 、
(B)および(C)に、実施例2の合金の加熱処理前、
1時間加熱処理後および3時間加熱処理後の組織を図2
(A) 、(B) および(C)に、それぞれ示す。これら
の図に示されている通り、鉛および金属間化合物は非常
に細かく分散されている。加熱処理により、結晶粒の成
長が若干見られるが、加熱処理後も細かく分散してい
る。ミッシュメタルの量の多い実施例1の方が、熱処理
による組織の変化は少ない。
【0017】〔比較例1〕比較のため、表3に示す従来
の組成の合金を調製した。
の組成の合金を調製した。
【0018】
【0019】実施例1と同様、冷間加工した丸棒を70
0℃に加熱処理した後、横断面の組織を観察した。加熱
処理前の組織を図3(A) に、1時間および3時間加熱
処理後の組織を図3(B)および(C)にそれぞれ示
す。図3(A),(B),(C)に示されている通り、結晶
粒度は加熱処理により粗大化し、鉛粒子が粒界に凝集、
粗大化している。
0℃に加熱処理した後、横断面の組織を観察した。加熱
処理前の組織を図3(A) に、1時間および3時間加熱
処理後の組織を図3(B)および(C)にそれぞれ示
す。図3(A),(B),(C)に示されている通り、結晶
粒度は加熱処理により粗大化し、鉛粒子が粒界に凝集、
粗大化している。
【0020】〔実施例3〕表4に示す組成の合金であ
る。
る。
【0021】
【0022】60/40黄銅を基材として、大気中で溶
(熔)解し、所要の鉛およびミッシュメタルを添加し、
直径30mmのイソライト煉瓦性の鋳型中で鋳造し、空冷
後、丸棒の横断面の組織を観察した。図4(A)に顕微
鏡下の組織を示す。
(熔)解し、所要の鉛およびミッシュメタルを添加し、
直径30mmのイソライト煉瓦性の鋳型中で鋳造し、空冷
後、丸棒の横断面の組織を観察した。図4(A)に顕微
鏡下の組織を示す。
【0023】この組織について画像処理により、一定視
野中での分散相の数及び平均粒度を測定した。測定結果
を、後述する比較例2および3の結果とともに表5に示
す。
野中での分散相の数及び平均粒度を測定した。測定結果
を、後述する比較例2および3の結果とともに表5に示
す。
【0024】
【0025】〔比較例2〜3〕比較のため、表6に示す
組成の合金を調製した。比較例3は従来の組成の合金で
ある。
組成の合金を調製した。比較例3は従来の組成の合金で
ある。
【0026】
【0027】実施例3と同様にして鋳造した丸棒の横断
面の組織を観察した。比較例2および3の顕微鏡下の組
織を、図4(B)および(C)にそれぞれ示す。またこ
の組織について、一定視野中での分散相の数および平均
粒度を測定した。測定結果は実施例3の結果とともに表
5に示した。
面の組織を観察した。比較例2および3の顕微鏡下の組
織を、図4(B)および(C)にそれぞれ示す。またこ
の組織について、一定視野中での分散相の数および平均
粒度を測定した。測定結果は実施例3の結果とともに表
5に示した。
【0028】表5に示されているように、ミッシュメタ
ルの添加により分散相は微細化するが、鉛に対し1/2
2では不充分である。
ルの添加により分散相は微細化するが、鉛に対し1/2
2では不充分である。
【0029】実施例3と比較例2について、分散相の電
子顕微鏡観察および走査型電子顕微鏡による微小部分析
(マイクロX線分析)を行った。実施例3と比較例2に
ついて電子顕微鏡写真を、それぞれ図5(A)および
(B)に示す。また微小部分析の結果を実施例3につい
て表7に、比較例2について表8に、それぞれ示す。表
7および8で粒子a,b,c,d,e,fは、図5
(A)および(B)中に示したそれぞれの粒子を意味す
る。
子顕微鏡観察および走査型電子顕微鏡による微小部分析
(マイクロX線分析)を行った。実施例3と比較例2に
ついて電子顕微鏡写真を、それぞれ図5(A)および
(B)に示す。また微小部分析の結果を実施例3につい
て表7に、比較例2について表8に、それぞれ示す。表
7および8で粒子a,b,c,d,e,fは、図5
(A)および(B)中に示したそれぞれの粒子を意味す
る。
【0030】
【0031】
【0032】図5(A)および(B)に示されるよう
に、本発明の合金は分散相が、ミッシュメタルの含有量
の少ない比較例2の合金より微細である。表7より、本
発明の合金は一定組成の金属間化合物を分散相として生
成していること、表8より、ミッシュメタルの含有量の
少ない比較例2の合金では、金属間化合物を生成してい
ない分散相もあり、生成している場合でも分散相の中心
部のみに限られることが認められる。本発明の合金で生
成されている金属間化合物は、分散相の組成から前述の
CePb3 であると推定される。
に、本発明の合金は分散相が、ミッシュメタルの含有量
の少ない比較例2の合金より微細である。表7より、本
発明の合金は一定組成の金属間化合物を分散相として生
成していること、表8より、ミッシュメタルの含有量の
少ない比較例2の合金では、金属間化合物を生成してい
ない分散相もあり、生成している場合でも分散相の中心
部のみに限られることが認められる。本発明の合金で生
成されている金属間化合物は、分散相の組成から前述の
CePb3 であると推定される。
【0033】〔試験例1〕鉛溶出試験のため、表9に示
す組成の合金の丸棒を製作した。試料2〜4、試料6〜
8は本発明の合金、試料1および5はミッシュメタルを
添加しない従来の組成の合金である。
す組成の合金の丸棒を製作した。試料2〜4、試料6〜
8は本発明の合金、試料1および5はミッシュメタルを
添加しない従来の組成の合金である。
【0034】合金の調製は、60/40黄銅を基材とし
て低周波炉で熔解し、所要の鉛およびミッシュメタルを
添加し、縦型半連続鋳造で直径115mmの鋳塊を熔製し
た。この鋳塊を熱間押出で直径28mmの丸棒とし、冷間
引抜で直径25mmにし、焼鈍後、旋削加工を行い、直径
20mmに仕上げた。旋削加工条件は、タングステンカー
バイド系バイトを使用し、旋回速度を毎分2000回
転、送り量を0.1mm/回転とした。用いたバイトの形
状を図6に示す。
て低周波炉で熔解し、所要の鉛およびミッシュメタルを
添加し、縦型半連続鋳造で直径115mmの鋳塊を熔製し
た。この鋳塊を熱間押出で直径28mmの丸棒とし、冷間
引抜で直径25mmにし、焼鈍後、旋削加工を行い、直径
20mmに仕上げた。旋削加工条件は、タングステンカー
バイド系バイトを使用し、旋回速度を毎分2000回
転、送り量を0.1mm/回転とした。用いたバイトの形
状を図6に示す。
【0035】
【0036】上記のようにして製作した長さ40mmの丸
棒を、十分に脱脂し、洗浄した後、図7に略図で示す方
法により溶出試験を行った。浸漬には表10に示す水質
の3種の試験水を用い、温度23℃および72℃で最大
72時間まで行った。各温度で12、24、48および
72時間、それぞれ水中に浸漬した後、水中の鉛濃度を
プラズマ発光分析により測定した。試験結果を図8〜1
3に示す。
棒を、十分に脱脂し、洗浄した後、図7に略図で示す方
法により溶出試験を行った。浸漬には表10に示す水質
の3種の試験水を用い、温度23℃および72℃で最大
72時間まで行った。各温度で12、24、48および
72時間、それぞれ水中に浸漬した後、水中の鉛濃度を
プラズマ発光分析により測定した。試験結果を図8〜1
3に示す。
【0037】
【0038】図8は試料1と4についての試験水Bによ
る試験結果、図9は試料5と8についての試験水Bによ
る試験結果を示す。図10は試料1〜4(鉛含有量1
%)について、温度23℃で72時間浸漬した場合の溶
出量とミッシュメタル添加量の関係を示したもので、図
11は同じく温度72℃で72時間浸漬した場合の溶出
量、図12は試料5〜8(鉛含有量3%)について、温
度23℃で72時間浸漬した場合の溶出量、図13は試
料5〜8を、温度72℃で72時間浸漬した場合の溶出
量と、ミッシュメタル添加量との関係をそれぞれ示した
ものである。
る試験結果、図9は試料5と8についての試験水Bによ
る試験結果を示す。図10は試料1〜4(鉛含有量1
%)について、温度23℃で72時間浸漬した場合の溶
出量とミッシュメタル添加量の関係を示したもので、図
11は同じく温度72℃で72時間浸漬した場合の溶出
量、図12は試料5〜8(鉛含有量3%)について、温
度23℃で72時間浸漬した場合の溶出量、図13は試
料5〜8を、温度72℃で72時間浸漬した場合の溶出
量と、ミッシュメタル添加量との関係をそれぞれ示した
ものである。
【0039】図8および9を見ると、鉛溶出量は24時
間ないし48時間でほぼ飽和に達している。温度23℃
より72℃の方が、また鉛含有量1%より3%の方が、
鉛溶出量は多い。温度23℃ではミッシュメタル添加の
効果が明瞭でないが、温度72℃の場合には添加による
鉛溶出の抑制が明らかに認められる。特に鉛含有量3%
の場合には、温度72℃でミッシュメタル添加による鉛
溶出の抑制が顕著である。
間ないし48時間でほぼ飽和に達している。温度23℃
より72℃の方が、また鉛含有量1%より3%の方が、
鉛溶出量は多い。温度23℃ではミッシュメタル添加の
効果が明瞭でないが、温度72℃の場合には添加による
鉛溶出の抑制が明らかに認められる。特に鉛含有量3%
の場合には、温度72℃でミッシュメタル添加による鉛
溶出の抑制が顕著である。
【0040】図8乃至13から、ミッシュメタル添加量
が増すほど(鉛に対し1/5以内)鉛溶出量の減少する
傾向がはっきり認められる。この傾向は、水温が高い方
が、また鉛含有量1%より3%の方が、顕著である。試
験水の種類によって鉛溶出量に差があり、試験水Bは溶
出量が少なく、試験水Cは溶出量が多い。これは、試験
水Bの電導度が低く、試験水Cの電導度が高いことに関
係があると思われる。
が増すほど(鉛に対し1/5以内)鉛溶出量の減少する
傾向がはっきり認められる。この傾向は、水温が高い方
が、また鉛含有量1%より3%の方が、顕著である。試
験水の種類によって鉛溶出量に差があり、試験水Bは溶
出量が少なく、試験水Cは溶出量が多い。これは、試験
水Bの電導度が低く、試験水Cの電導度が高いことに関
係があると思われる。
【0041】〔試験例2〕熱間鍛造試験のため、表11
に示す組成の合金の鋳塊を調製した。試料11、15、
19は従来の鉛含有黄銅系合金、試料12、13、1
4、16、17、18は本発明の熱間鍛造用合金、試料
19、20、21、22はミッシュメタルと3%の鉛を
含む黄銅系合金である。
に示す組成の合金の鋳塊を調製した。試料11、15、
19は従来の鉛含有黄銅系合金、試料12、13、1
4、16、17、18は本発明の熱間鍛造用合金、試料
19、20、21、22はミッシュメタルと3%の鉛を
含む黄銅系合金である。
【0042】合金の調製は、60/40黄銅を基材とし
て、低周波炉で熔解し、所要の鉛およびミッシュメタル
を添加し、縦型半連続鋳造で直径115mmに熔製した。
直径115mmの鋳塊を熱間押出で直径28mmの丸棒と
し、冷間引抜で直径25mmにし、焼き鈍し後、長さ35
mmの試料を作製し、これに工業的生産工程で熱間型打ち
鍛造を行った。
て、低周波炉で熔解し、所要の鉛およびミッシュメタル
を添加し、縦型半連続鋳造で直径115mmに熔製した。
直径115mmの鋳塊を熱間押出で直径28mmの丸棒と
し、冷間引抜で直径25mmにし、焼き鈍し後、長さ35
mmの試料を作製し、これに工業的生産工程で熱間型打ち
鍛造を行った。
【0043】
【0044】鍛造成型品の外観を観察し、主として表面
の亀裂の有無、光沢度合、パリ発生状況について評価し
た。鍛造温度は690ないし720℃である。表面の亀
裂の観察結果を表12に示す。×は亀裂の発生を、△は
表面のヘアクラックの発生を意味する。記号の横の数字
は、試料番号を示す。
の亀裂の有無、光沢度合、パリ発生状況について評価し
た。鍛造温度は690ないし720℃である。表面の亀
裂の観察結果を表12に示す。×は亀裂の発生を、△は
表面のヘアクラックの発生を意味する。記号の横の数字
は、試料番号を示す。
【0045】
【0046】表12に示すように、ミッシュメタルと3
%未満の鉛を含む合金の鍛造品は亀裂を生じない。ミッ
シュメタルと3%の鉛を含む試料20、21は、亀裂を
生じた。3%の鉛を含む場合でも、鉛の1/5のミッシ
ュメタルを含む試料22ではヘアクラックが生じただけ
であった。ミッシュメタルを添加しない従来組成の試料
11、15、19は亀裂を生じ、またバリの発生が不規
則であった。
%未満の鉛を含む合金の鍛造品は亀裂を生じない。ミッ
シュメタルと3%の鉛を含む試料20、21は、亀裂を
生じた。3%の鉛を含む場合でも、鉛の1/5のミッシ
ュメタルを含む試料22ではヘアクラックが生じただけ
であった。ミッシュメタルを添加しない従来組成の試料
11、15、19は亀裂を生じ、またバリの発生が不規
則であった。
【0047】〔試験例3〕切削性を評価するため、表1
3に示す組成の合金を調製した。試料33および34は
従来の組成の黄銅系合金である。
3に示す組成の合金を調製した。試料33および34は
従来の組成の黄銅系合金である。
【0048】
【0049】各合金の調製は実施例3と同様に行った。
各合金を、実施例1および比較例1の合金とともに、そ
れぞれ6.0mmの丸棒に加工し、旋削した。加工および旋
削は下記の通り行った。
各合金を、実施例1および比較例1の合金とともに、そ
れぞれ6.0mmの丸棒に加工し、旋削した。加工および旋
削は下記の通り行った。
【0050】30mmの鋳塊を熱間押出で直径7.5mmの丸
棒とし、冷間引抜で直径6.5mmに加工し、焼き鈍し後、
再び冷間引抜で直径6.0mmに仕上げる。旋削は、旋回速
度毎分2000回転、送り量0.1mm/回転、切込み量
1.0又は1.5mmで行い、バイトとしてタングステン
カーバイド系を使用した。用いたバイトの形状は図6に
示した。
棒とし、冷間引抜で直径6.5mmに加工し、焼き鈍し後、
再び冷間引抜で直径6.0mmに仕上げる。旋削は、旋回速
度毎分2000回転、送り量0.1mm/回転、切込み量
1.0又は1.5mmで行い、バイトとしてタングステン
カーバイド系を使用した。用いたバイトの形状は図6に
示した。
【0051】旋削により発生した切粉の長さおよびカー
ル径を分級評価した。その結果を表14に示す。表14
でSSは切粉の長さ3mm以下、Sは3〜10mm、SLは
10〜40mm、Lは40〜120mmを意味し、カール径
の欄で小は3mm、中は3〜10mm、大は10mm以上を意
味する。
ル径を分級評価した。その結果を表14に示す。表14
でSSは切粉の長さ3mm以下、Sは3〜10mm、SLは
10〜40mm、Lは40〜120mmを意味し、カール径
の欄で小は3mm、中は3〜10mm、大は10mm以上を意
味する。
【0052】
【0053】表14より明らかなように、ミッシュメタ
ルを添加した本発明の合金および試料35の合金は、い
ずれも従来の快削性黄銅合金(試料33、34)と同等
以上の快削性を示す。しかしミッシュメタルを鉛に対し
1/2添加した試料36は、快削性が低下している。
ルを添加した本発明の合金および試料35の合金は、い
ずれも従来の快削性黄銅合金(試料33、34)と同等
以上の快削性を示す。しかしミッシュメタルを鉛に対し
1/2添加した試料36は、快削性が低下している。
【0054】以上の各実施例および試験例から、0.5
重量%以上3.0重量%以下の鉛と、鉛に対し重量比で
1/17乃至1/5の希土類元素を含む黄銅系合金は、
希土類元素の添加により鉛を含む分散相が微細化するこ
と、分散相中で希土類元素が鉛と金属間化合物を生成し
ていること、鉛単独の分散相が極めて少ないこと、水中
への鉛の溶出が少ないこと、そして優れた快削性を有す
ること、また鉛の含有量が3.0重量%未満の場合には
熱間鍛造で亀裂が生じないことが、明らかに示された。
重量%以上3.0重量%以下の鉛と、鉛に対し重量比で
1/17乃至1/5の希土類元素を含む黄銅系合金は、
希土類元素の添加により鉛を含む分散相が微細化するこ
と、分散相中で希土類元素が鉛と金属間化合物を生成し
ていること、鉛単独の分散相が極めて少ないこと、水中
への鉛の溶出が少ないこと、そして優れた快削性を有す
ること、また鉛の含有量が3.0重量%未満の場合には
熱間鍛造で亀裂が生じないことが、明らかに示された。
【0055】水中への鉛の溶出の抑制は、希土類元素と
鉛との金属間化合物の生成により、単体の鉛で構成され
る分散相が減少し、また単体で存在する鉛粒子が部分的
に金属間化合物に結合する等の相乗効果によると推定さ
れる。また、0.5重量%以上3.0重量%未満の鉛を
含む合金が熱間鍛造で亀裂を生じないのは、希土類元素
の添加により鉛を含む分散相が微細化することによるも
のと推定される。
鉛との金属間化合物の生成により、単体の鉛で構成され
る分散相が減少し、また単体で存在する鉛粒子が部分的
に金属間化合物に結合する等の相乗効果によると推定さ
れる。また、0.5重量%以上3.0重量%未満の鉛を
含む合金が熱間鍛造で亀裂を生じないのは、希土類元素
の添加により鉛を含む分散相が微細化することによるも
のと推定される。
【0056】
【発明の効果】本発明の鉛含有黄銅系合金は、水質によ
らず、また高温水でも、水中への鉛の溶出が抑制され、
重力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工でのクラ
ックが生じない。しかも快削性を有する。また、鉛の含
有量が3.0重量%未満の場合には熱間鍛造で亀裂を生
じない。水質や水温に拘わらず水中への鉛の溶出が少な
いので、水道用金具等の水に接する器具の材料に適す
る。
らず、また高温水でも、水中への鉛の溶出が抑制され、
重力偏析や鋳塊中での成分の不均一、冷間加工でのクラ
ックが生じない。しかも快削性を有する。また、鉛の含
有量が3.0重量%未満の場合には熱間鍛造で亀裂を生
じない。水質や水温に拘わらず水中への鉛の溶出が少な
いので、水道用金具等の水に接する器具の材料に適す
る。
【図1】図1(A) は本発明による合金の一実施例の加
熱処理前の金属組織を示す図、図1(B)は本発明によ
る合金の一実施例の1時間加熱処理後の金属組織を示す
図、図1(C)は本発明による合金の一実施例の3時間
加熱処理後の金属組織を示す図である。
熱処理前の金属組織を示す図、図1(B)は本発明によ
る合金の一実施例の1時間加熱処理後の金属組織を示す
図、図1(C)は本発明による合金の一実施例の3時間
加熱処理後の金属組織を示す図である。
【図2】図2(A) は本発明による合金の他の実施例の
加熱処理前の組織を示す図、図2(B)は本発明による
合金の他の実施例の1時間加熱処理後の組織を示す図、
図2(C)は本発明による合金の他の実施例の3時間加
熱処理後の組織を示す図である。
加熱処理前の組織を示す図、図2(B)は本発明による
合金の他の実施例の1時間加熱処理後の組織を示す図、
図2(C)は本発明による合金の他の実施例の3時間加
熱処理後の組織を示す図である。
【図3】図3(A) は従来の黄銅系合金の加熱処理前の
組織を、図3(B)は従来の黄銅系合金の1時間加熱処
理後の組織を、図3(C)は従来の黄銅系合金の3時間
加熱処理後の組織をそれぞれ示す図である。
組織を、図3(B)は従来の黄銅系合金の1時間加熱処
理後の組織を、図3(C)は従来の黄銅系合金の3時間
加熱処理後の組織をそれぞれ示す図である。
【図4】図4(A)は本発明による合金の第三の実施例
の、鋳造後の顕微鏡下の組織を示す図である。図4
(B)は比較例2の合金の鋳造品の顕微鏡下の組織を示
す図、図4(C)は比較例3の顕微鏡下の組織を示す図
である。
の、鋳造後の顕微鏡下の組織を示す図である。図4
(B)は比較例2の合金の鋳造品の顕微鏡下の組織を示
す図、図4(C)は比較例3の顕微鏡下の組織を示す図
である。
【図5】図5(A)は本発明による合金の第三の実施例
の電子顕微鏡写真を示し、図5(B)は比較例2の合金
の電子顕微鏡写真を示す。
の電子顕微鏡写真を示し、図5(B)は比較例2の合金
の電子顕微鏡写真を示す。
【図6】図6は試験例で旋削に用いたバイトの形状を示
す図である。
す図である。
【図7】図7は鉛溶出試験の方法を示す略図である。
【図8】図8は本発明および従来の接水材料用合金(鉛
含有量1%)についての試験水Bによる溶出試験結果を
示すグラフである。
含有量1%)についての試験水Bによる溶出試験結果を
示すグラフである。
【図9】図9は本発明および従来の接水材料用合金(鉛
含有量3%)についての試験水Bによる溶出試験結果を
示すグラフである。
含有量3%)についての試験水Bによる溶出試験結果を
示すグラフである。
【図10】図10は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量1%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
(鉛含有量1%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
【図11】図11は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量1%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
(鉛含有量1%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
【図12】図12は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量3%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
(鉛含有量3%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
【図13】図13は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量3%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量との関係を示すグ
ラフである。
(鉛含有量3%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量との関係を示すグ
ラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年8月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は本発明による合金の一実施例の加
熱処理前の金属組織を示す図、図1(B)は本発明によ
る合金の一実施例の1時間加熱処理後の金属組織を示す
図、図1(C)は本発明による合金の一実施例の3時間
加熱処理後の金属組織を示す図である。
熱処理前の金属組織を示す図、図1(B)は本発明によ
る合金の一実施例の1時間加熱処理後の金属組織を示す
図、図1(C)は本発明による合金の一実施例の3時間
加熱処理後の金属組織を示す図である。
【図2】図2(A)は本発明による合金の他の実施例の
加熱処理前の組織を示す図、図2(B)は本発明による
合金の他の実施例の1時間加熱処理後の組織を示す図、
図2(C)は本発明による合金の他の実施例の3時間加
熱処理後の組織を示す図である。
加熱処理前の組織を示す図、図2(B)は本発明による
合金の他の実施例の1時間加熱処理後の組織を示す図、
図2(C)は本発明による合金の他の実施例の3時間加
熱処理後の組織を示す図である。
【図3】図3(A)は従来の黄銅系合金の加熱処理前の
組織を、図3(B)は従来の黄銅系合金の1時間加熱処
理後の組織を、図3(C)は従来の黄銅系合金の3時間
加熱処理後の組織をそれぞれ示す図である。
組織を、図3(B)は従来の黄銅系合金の1時間加熱処
理後の組織を、図3(C)は従来の黄銅系合金の3時間
加熱処理後の組織をそれぞれ示す図である。
【図4】図4(A)は本発明による合金の第三の実施例
の、鋳造後の顕微鏡下の組織を示す図である。図4
(B)は比較例2の合金の鋳造品の顕微鏡下の組織を示
す図、図4(C)は比較例3の顕微鏡下の組織を示す図
である。
の、鋳造後の顕微鏡下の組織を示す図である。図4
(B)は比較例2の合金の鋳造品の顕微鏡下の組織を示
す図、図4(C)は比較例3の顕微鏡下の組織を示す図
である。
【図5】図5は本発明による合金の第三の実施例の電子
顕微鏡写真を示す。
顕微鏡写真を示す。
【図6】図6は比較例2の合金の電子顕微鏡写真を示
す。
す。
【図7】図7は試験例で旋削に用いたバイトの形状を示
す図である。
す図である。
【図8】図8は鉛溶出試験の方法を示す略図である。
【図9】図9は本発明および従来の接水材料用合金(鉛
含有量1%)についての試験水Bによる溶出試験結果を
示すグラフである。
含有量1%)についての試験水Bによる溶出試験結果を
示すグラフである。
【図10】図10は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量3%)についての試験水Bによる試験結果を
示すグラフである。
(鉛含有量3%)についての試験水Bによる試験結果を
示すグラフである。
【図11】図11は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量1%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
(鉛含有量1%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
【図12】図12は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量1%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
(鉛含有量1%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
【図13】図13は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量3%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
(鉛含有量3%)を温度23℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量の関係を示すグラ
フである。
【図14】図14は本発明および従来の接水材料用合金
(鉛含有量3%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量との関係を示すグ
ラフである。
(鉛含有量3%)を温度72℃で72時間浸漬した場合
の、鉛溶出量とミッシュメタル含有量との関係を示すグ
ラフである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図7】
【図5】
【図6】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
Claims (3)
- 【請求項1】 57乃至61重量%の銅、0.5重量%
以上3.0重量%以下の鉛、鉛に対し重量比で1/17
乃至1/5の希土類元素を含み、残余が亜鉛である組成
を有する、接水部材用合金。 - 【請求項2】 前記希土類元素がミッシュメタルとして
添加された、請求項1の接水部材用合金。 - 【請求項3】 57乃至61重量%の銅、0.5重量%
以上3.0重量%未満の鉛、鉛に対し重量比で1/17
乃至1/5の希土類元素を含み、残余が亜鉛である組成
を有する、熱間鍛造用合金。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09349391A JP3399548B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 熱間鍛造用合金 |
| EP91108359A EP0506995A1 (en) | 1991-03-30 | 1991-05-23 | Alloy suitable for water supply installations and having improved machinability and forming properties |
| US07/751,935 US5262124A (en) | 1991-03-30 | 1991-09-03 | Alloy suited for use in water service and having improved machinability and forming properties |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09349391A JP3399548B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 熱間鍛造用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543965A true JPH0543965A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3399548B2 JP3399548B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=14083873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09349391A Expired - Fee Related JP3399548B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 熱間鍛造用合金 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5262124A (ja) |
| EP (1) | EP0506995A1 (ja) |
| JP (1) | JP3399548B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003239078A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-08-27 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 鉛含有銅合金の表面処理方法及びその銅合金製接水部材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5637160A (en) * | 1991-03-01 | 1997-06-10 | Olin Corporation | Corrosion-resistant bismuth brass |
| US5544859A (en) * | 1994-06-03 | 1996-08-13 | Hazen Research, Inc. | Apparatus and method for inhibiting the leaching of lead in water |
| DE4438485C2 (de) | 1994-10-28 | 1998-05-20 | Wieland Werke Ag | Verwendung einer Kupfer-Zink-Legierung für Trinkwasserinstallationen |
| DE10158130C1 (de) * | 2001-11-27 | 2003-04-24 | Rehau Ag & Co | Verwendung einer korrosionsbeständigen Kupfer-Zink-Legierung für Trinkwasserformteile |
| DE10301552B3 (de) * | 2003-01-16 | 2004-06-24 | Rehau Ag + Co. | Korrosionsbeständige Messinglegierung für Trinkwasserformteile |
| CN102676874A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-09-19 | 洛阳汇工大型轴承制造有限公司 | 一种镧铜轴承保持架的材料和铸造工艺方法 |
| US12262418B2 (en) * | 2022-01-04 | 2025-03-25 | Qualcomm Incorporated | Uplink timing advance estimation from sidelink |
| CN120790855B (zh) * | 2025-09-03 | 2025-11-18 | 江苏美霖铜业有限公司 | 一种用于低铅减压阀体的铜合金及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT192124B (de) * | 1954-07-09 | 1957-09-25 | Goldschmidt Ag Th | Kupferlegierungen für Lagerzwecke, Armaturen, Apparate für die chemische und Elektro-Industrie sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US3158470A (en) * | 1961-05-08 | 1964-11-24 | Chase Brass & Copper Co | Copper base alloys and the method of treating the same to improve their machinability |
| GB1193201A (en) * | 1967-02-28 | 1970-05-28 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Copper-Base Alloys |
| SU492578A1 (ru) * | 1974-02-19 | 1975-11-25 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Сплав на основе меди |
| DD132196A1 (de) * | 1977-06-20 | 1978-09-06 | Klaus Kirchberg | Kupfer-zink-legierung mit geringer gratbildung und verfahren zur erzielung dieser eigenschaft |
| GB8724311D0 (en) * | 1987-10-16 | 1987-11-18 | Imi Yorkshire Fittings | Fittings |
-
1991
- 1991-03-30 JP JP09349391A patent/JP3399548B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-23 EP EP91108359A patent/EP0506995A1/en not_active Withdrawn
- 1991-09-03 US US07/751,935 patent/US5262124A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003239078A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-08-27 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 鉛含有銅合金の表面処理方法及びその銅合金製接水部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5262124A (en) | 1993-11-16 |
| JP3399548B2 (ja) | 2003-04-21 |
| EP0506995A1 (en) | 1992-10-07 |
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