JPH0645838B2 - 梨地調を呈する金属工芸鋳物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、仏具、花器、茶道具、デスクウェア等に代表
される金属工芸品用銅合金に関し、特に梨地調を呈する
のに優れた金属工芸鋳物用銅合金を提供するものであ
る。

（従来の技術） 一般的に、金属工芸鋳物用銅合金としては、黄銅系合金
及び青銅系合金を中心に、仏具、花器、茶道具、デスク
ウェア等、様々な種類の装飾品ならびに実用品として利
用されている。こうした装飾品ならびに実用品は渋味、
重厚さ、高級感をもたせるため表面を梨地調に仕上げる
工夫がなされている。

特に梨地調を呈する銅合金としては亜鉛８〜20重量％、
残部銅のα単相の黄銅が用いられている。この合金を研
磨し、結晶を浮き出すことにより無数の小さな結晶によ
る斑点状模様、すなわち梨地調の外観を呈する。また、
焼鈍することによって結晶がさらに鮮明になることが知
られ、花器、茶道具等の金属工芸鋳物に使用されてい
る。

また一方では、耐火物、金属もしくは樹脂等の粒子を金
属表面に吹き付けるサイドブラスト法や、塩化第二鉄の
腐食作用によるエッチング法等の物理的、化学的な方法
によって金属工芸品に微細な凹凸を形成させて梨地調を
呈する方法が利用されている。

しかしながら、上記従来の合金では鋳造品の形状、肉厚
等により結晶粒の大きさが不均一になると共に、湯口、
湯道等の最終凝固付近では他の部分よりも結晶粒が大き
くなる。このためキャビティ全体の凝固制御によって結
晶粒を均一化するには、鋳造方案、溶湯及び鋳型温度管
理等を非常に厳密に行う必要がある。

さらに上記従来方法では、梨地調模様をより鮮明にする
ために熱処理を行うが、α単相の黄銅は２００℃以下で
焼鈍すると低温焼鈍硬化を生じる問題があった。

また、サンドブラスト法やエッチング法による方法では
加工部の平滑性が損なわれ、梨地調の外観は光沢を有し
ないという欠点がある。

本発明者らは、このような点に鑑みて、梨地調を呈する
金属工芸品を製造するために、銅基合金中に、酸化錫若
しくは錫と酸化錫からなる母合金を添加配合する方法を
提案し（特許出願番号 特願平２−１３０８３号）、α
単相の黄銅のみならず種々の銅合金を用いて梨地調の外
観を呈することを可能とした。

（発明が解決しようとする問題点） 酸化錫は融点が高いために溶解するまでに時間を要する
こと、粉末状であるために攪拌中に飛散及び坩堝壁に付
着するなど作業性が悪いこと等の不具合を解決するため
に、錫と酸化錫からなる母合金のインゴットをあらかじ
め作製し、該インゴットを銅その他必要とする材料との
添加配合していた。

しかしながら、錫と酸化錫との反応性が良くないため、
母合金の製作には時間がかかり、このため錫が蒸発して
損失するほか、作業環境が悪化するなど、問題点もあっ
た。また、酸化錫は、他の成分に比べ単位重量あたりの
価格が高価であり、製品の価格が従来のものに比べ非常
に高価なものとなった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、
従来の光沢のある梨地調を呈する金属工芸鋳物の作業性
を著しく改善し、より安価に提供することを目的とする
ものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この問題点を解決した、本願発明の梨地調を呈する金属
工芸鋳物の製造方法は、酸化銅0.2〜10.0重量％、錫0.2
〜10.0重量％、及び亜鉛、鉛、砒素、ニッケル、銀、金
からなる群より選択された１種または２種以上を、上記
の錫と併せて総量で40.0重量％以下を含有し、残りが銅
と不可避不純物からなる合金を溶解・鋳造・研磨工程後
に着色することを特徴とする。

上記銅合金中の錫の一部は、溶解中の反応により酸化銅
を還元し、酸化錫として溶湯中に存在する。この溶湯を
鋳造し研磨した後、小量の硫酸銅、緑青等を混合した水
溶液の煮液中に一定時間浸漬する方法、あるいは小量の
酢酸、硫酸銅、緑青等の水溶液中に浸漬する方法をとる
着色過程で、溶湯凝固時に析出した酸化錫を含む相と他
の相との着色される色調が異なり、その結果鋳造品全体
にわたって析出した、酸化錫を含む相の微細な斑点状模
様が浮き上がり、酸化錫と錫の母合金を添加するものと
同様の、美麗な梨地調の外観を呈するという知見を得た
のである。

溶湯を攪拌しながら酸化銅を添加配合して、溶湯中に均
一分散させ、溶湯中の反応により錫を酸化し、酸化錫を
含有した銅合金の溶製を行うが、溶湯中の錫の濃度が低
く、粉末状であるため攪拌中に飛散及び坩堝壁に付着す
る等の不具合から、酸化銅と錫の反応が進行しにくい。

このため錫と酸化銅からなる母合金のインゴットをあら
かじめ作製し、この時点ですでに錫を酸化しておき、該
インゴットを銅その他必要とする材料と添加配合するこ
とが望ましい。

ところで、このインゴット製造の反応は、発熱反応のた
め反応性に優れており、母合金インゴット製造時の作業
性は非常によい。

酸化銅により錫を酸化して得られた酸化錫を含有した銅
合金の溶湯は、鋳造後において、溶湯温度が低下し、や
がて凝固する。凝固速度は砂型や金型、鋳造の種類によ
って異なるが、何れも溶湯の冷却過程で初晶の酸化錫を
含む相が析出し、その後他の相が析出し、やがて凝固が
終了する。その結果、このような凝固過程を経て鋳造品
は、微細な酸化錫を含む相が鋳造品全体にわたって分散
した状態となる。

酸化銅が0.2重量％未満であると酸化錫の凝固時の析出
量が少なく、所望する梨地調が発現せず、また10重量％
を超えて含有すると、鋳造品中の酸化物量が多くなるた
め、硬くて脆くなり、被削性が低下するため、酸化銅含
有量は0.2〜10重量％と限定した。

錫は酸化銅との母合金中で酸化錫を生成する為に必要で
あり、錫が0.2重量％未満であると酸化錫の凝固時の析
出量が少なく、所望する梨地調が発現しない。一方で亜
鉛、鉛と同様に銅と比べ融点が低いことから、銅合金の
溶解温度を下げるとともに、溶湯の湯回り性を向上させ
る。また、10.0重量％を超えると、酸化錫の場合と同様
に硬くて脆くなり、被削性も低下する。それ故、錫含有
量は、0.2〜10.0重量％と限定した。

亜鉛及び鉛は、酸化錫その他必要とする合金組成の残分
として、適宜添加量が決められる。

砒素は、銅合金中に含有すると、着色液、すなわち少量
の硫酸銅、緑青等を混合した水溶液の煮液中に所定時間
浸漬する着色する方法では、表面を黒色調にする効果が
ある。その着色効果により、必要に応じ、銅80重量％砒
素20重量％の母合金にて添加配合される。砒素0.2重量
％未満でると着色性が悪く黒色化度が低下し、1.5重量
％を超えると黒色化度が高いために梨地調が損なわれ
る。好ましくは0.2〜1.5重量％である。

ニッケル、銀、金等は、銅合金に含有することにより美
麗な金属工芸品が得られる。それぞれ洋白、朧銀、赤銅
と称され、各々一般的に利用されている銅基合金であ
る。

以上，、亜鉛、鉛、砒素、ニッケル、銀、金からなる群
より選択された１種または２種以上の材料及び錫が、全
体で40.0重量％を超えて銅合金中に含有した場合には、
着色性が悪くなり、その結果梨地調の発現性が損なわれ
る。

［実施例］ 次に本発明の一実施例について説明する。

表１に示した組成の合金を小型高周波電気炉にて溶解
し、砂型に鋳込み、厚さ5mm×50mmφの供試材を得、鋳
肌面を1mm面削りした。次いで研磨、脱脂後に水1000cc
中に各々2ｇの硫酸銅と緑青を混合した80〜90℃の煮液
中に供試材を15分間浸漬して梨地調の発現状態を目視観
察することによって評価した。梨地調の発現性の度合を
◎、○、×の３種類に分類し、明確に発現したものを
◎、発現したものを○、発現しなかったものを×とした
結果を比較合金組成とともに併せて表１に示した。

その結果は表１に示す通りであり、本発明に係る梨地調
を呈す銅合金No.１〜７及び１２は何れも酸化錫の析出
による斑点模様が認められ、梨地調を呈した。なお比較
例No.８〜１１は梨地調を呈しなかった。

［発明の効果］ 以上の説明から容易に理解されるように、本願発明の梨
地調を呈する金属工芸鋳物の製造方法によれば、黄銅
系、青銅系のみならずニッケル、銀、金を含有する銅合
金にも美麗な梨地調を発現することが可能となり、しか
も従来よりも安価であるため、仏具、花器、茶道、デス
クウェア等の金属工芸鋳物での有用性は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 徳朗 富山県高岡市二上町150番地 富山県工業 技術センター内 (56)参考文献 特開 昭56−96042（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−2017（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％にて (1)酸化銅0.2〜10.0％ (2)錫0.2〜10.0％ (3)亜鉛、鉛、砒素、ニッケル、銀、金からなる群より
   選択された１種または２種以上を、上記の錫と併せて総
   量で40.0％以下 (4)残部が銅と不可避不純物 からなる合金を溶解・鋳造・研磨工程後に着色すること
   を特微とする梨地調を呈する金属工芸鋳物の製造方法。