JP4489701B2 - Copper base alloy - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、バルブ、コック、継手等の水道用配管器材などに適する銅基合金であって、高温下における機械的性質、とりわけ引張強度の低下を改善した銅基合金に関する。   The present invention relates to a copper-based alloy suitable for water pipe equipment such as valves, cocks and joints, for example, and relates to a copper-based alloy which has improved mechanical properties at high temperatures, particularly reduced tensile strength.

一般に、青銅鋳物(CAC406)は、鋳造性、耐食性、被削性、耐圧性に優れ、しかも、溶融時の湯流れが良好であるため、ある程度の複雑な形状の鋳造に適しており、一般に、バルブ、コック、継手等の水道用配管器材などにも多く用いられている。   In general, the bronze casting (CAC406) is excellent in castability, corrosion resistance, machinability, pressure resistance, and has a good hot water flow at the time of melting. It is also widely used for plumbing equipment for waterworks such as valves, cocks and joints.

ところが、昨今、青銅中に含まれるPb(鉛)が人体に悪影響を及ぼすとして大きな社会問題となっており、世界的にもPbの水道水中への浸出量が厳しく規制されつつある。
そこで、このような状況に基づいて、新たに有用なPbレス銅合金の開発が急務となり、そのなかで、Bi系、Bi−Sb系、Bi−Se系等の各種の材料が開発されている。
However, recently, Pb (lead) contained in bronze has become a major social problem because it adversely affects the human body, and the amount of Pb leached into tap water is being severely regulated worldwide.
Therefore, based on such a situation, development of a new useful Pb-less copper alloy is urgently required, and various materials such as Bi-based, Bi-Sb-based, and Bi-Se-based materials have been developed. .

例えば、特公平5−63536号公報では、銅合金中の鉛に代えてBiを添加して切削性を上げ、脱亜鉛を防止した鉛レス銅合金が提案されている。   For example, Japanese Patent Publication No. 5-63536 proposes a lead-less copper alloy in which Bi is added instead of lead in the copper alloy to improve machinability and prevent dezincing.

また、特許第2889829号公報では、切削性向上のためのBi添加による鋳造時のポロシティ発生を、Sbの添加により抑制し、機械的強度を上げた無鉛青銅が提案されている。   Japanese Patent No. 2889829 proposes lead-free bronze in which the generation of porosity due to the addition of Bi for improving the machinability is suppressed by the addition of Sb and the mechanical strength is increased.

さらに、米国特許第5614038号明細書では、SeとBiの添加により、特にZn−Se化合物を析出させ、機械的性質及び切削性や鋳造性をCAC406と実質同等とした青銅合金が提案されている。   Furthermore, US Pat. No. 5,614,038 proposes a bronze alloy in which, by adding Se and Bi, a Zn—Se compound is precipitated, and mechanical properties, machinability and castability are substantially equivalent to those of CAC406. .

これらPbレス銅合金は、その量産時において、従来のCAC406の製造と鋳造設備を共用して製造しているところが多く、このような場合、炉及び取鍋等からのPbの混入が考えられる。   In many cases, these Pb-less copper alloys are manufactured in common with the production of the conventional CAC406 and the casting equipment at the time of mass production. In such a case, it is conceivable that Pb is mixed from a furnace, a ladle or the like.

また、上記Pbレス銅合金は、市販のインゴットや、コスト及び環境に配慮して、スクラップ等のリサイクル材を用いて製造されるが、これらの材料には不可避不純物としてのPbの混入が避けられない。   The Pb-less copper alloy is manufactured by using commercially available ingots and recycled materials such as scrap in consideration of cost and the environment. However, Pb as an inevitable impurity can be avoided in these materials. Absent.

従って、上記Pbレス銅合金は、鋳造設備をPbレス銅合金専用としても、不可避不純物レベルでの0.4質量%以下のPbの含有を許容しているのが現状である。
特公平5−63536号公報 特許第2889829号公報 米国特許第5614038号明細書
Therefore, the Pb-less copper alloy is currently allowed to contain 0.4 mass % or less of Pb at an inevitable impurity level even if the casting equipment is dedicated to the Pb-less copper alloy.
Japanese Patent Publication No. 5-63536 Japanese Patent No. 2889829 US Pat. No. 5,614,038

特公平5−63536号公報、特許第2889829号公報、米国特許第5614038号明細書のように、Pbの代替元素として、Biを添加したPbレス青銅鋳物において、上述のような微量のPbを含有している場合、鋳物材料が100℃を超えるような高温下に曝されると、機械的性質、とりわけ引張強度が低下するおそれがある。   As described in Japanese Patent Publication No. 5-63536, Japanese Patent No. 2889829, and US Pat. No. 5,614,038, Pb-less bronze castings containing Bi as an alternative element for Pb contain a small amount of Pb as described above. If the casting material is exposed to a high temperature exceeding 100 ° C., the mechanical properties, particularly the tensile strength, may be lowered.

これは、Pbの代替成分として、Biを添加したPbレス青銅鋳物にPbが微量でも含有している場合、Cuに固溶しないBi及びPbが低融点のBi−Pb2元系共晶物として結晶粒界、及び結晶粒内に存在し、ここが高温下において局部的に弱い部分となり、引張強度が低下するためである。   This is because, as an alternative component of Pb, when a Pb-less bronze casting containing Bi is contained even in a small amount, Bi and Pb that do not form a solid solution in Cu are crystallized as a Bi-Pb binary eutectic having a low melting point. This is because it exists in the grain boundaries and in the crystal grains, and this becomes a locally weak part at high temperature, and the tensile strength decreases.

ここで、共晶とは融液中からαとβの結晶が同時に晶出してできる組織であり、その結晶粒は非常に微細で、αとβが混ざり合った組織である。   Here, the eutectic is a structure formed by simultaneously crystallizing α and β crystals from the melt. The crystal grains are very fine and α and β are mixed.

上記引張強度の低下は、実際の水道用配管器材の使用に影響を及ぼすものではないが、市場では、よりCAC406に近い機械的性質を得られるPbレス青銅鋳物の供給が求められている。   The decrease in tensile strength does not affect the actual use of plumbing equipment for water supply, but the market demands the supply of Pb-less bronze castings that can obtain mechanical properties closer to those of CAC406.

本発明は、上記の実情に鑑みて開発に至ったものであり、その目的とするところは、単独若しくは互いに結合した状態のBi、Pbとの合金又は金属間化合物を合金組織中に形成することで、高温下での引張強度の低下を改善し、機械的性質を更にCAC406に近づけたPbレスの銅基合金を提供することにある。   The present invention has been developed in view of the above circumstances, and its object is to form an alloy or an intermetallic compound with Bi or Pb alone or in combination with each other in an alloy structure. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a Pb-less copper-based alloy that improves the decrease in tensile strength at high temperatures and has mechanical properties closer to those of CAC406.

上記の目的を達成するため、本発明は、Sn2.8〜6.0(質量%)、Zn1.0〜12.0(質量%)、Bi0.1〜3.0(質量%)、P0.01〜0.5(質量%)、Te0.01〜1.0(質量%)、Pb0.25以下(質量%)を含有し、残部Cuと不可避不純物からなり、合金組織中にBi−Pb2元系共晶物より融点の高いPb−Te金属間化合物を形成することにより、合金組織中におけるBi−Pb2元系共晶物の発生を抑制し、高温下における引張強度を改善した銅基合金である。 In order to achieve the above object, the present invention provides Sn 2.8 to 6.0 (mass%), Zn 1.0 to 12.0 (mass%), Bi 0.1 to 3.0 (mass%), P0. It contains 01 to 0.5 (mass%), Te 0.01 to 1.0 (mass%), Pb 0.25 or less (mass%), consists of the balance Cu and inevitable impurities , and Bi- Pb binary in the alloy structure. by forming the system co Akirabutsu high melting point Pb-Te intermetallic compound than to suppress the generation of Bi-Pb2 ternary copolymer Akirabutsu in alloy structure and improves the tensile strength that put in a high temperature copper It is a base alloy.

上記銅基合金において、Se0.05〜1.2(質量%)を含有した銅基合金である。 In the said copper base alloy, it is a copper base alloy containing Se0.05-1.2 (mass%) .

本発明によると、単独若しくは互いに結合した状態のBi、Pbと、合金又は金属間化合物を形成する添加元素を加えることにより、合金組織中にBi−Pb2元系共晶物の発生を抑制することで、高温下における機械的性質、とりわけ引張強度の低下を改善することが可能となった。   According to the present invention, Bi or Pb alone or in a state of being bonded to each other and an additive element forming an alloy or an intermetallic compound are added to suppress the generation of Bi-Pb binary eutectic in the alloy structure. Thus, it is possible to improve the mechanical properties at high temperatures, especially the decrease in tensile strength.

本発明の銅基合金において、単独若しくは互いに結合した状態で存在するBi、Pbと、合金又は金属間化合物を形成する添加元素の添加意義について説明する。   In the copper-based alloy of the present invention, the significance of adding Bi and Pb, which are present alone or in a state of being bonded to each other, and additive elements that form an alloy or an intermetallic compound will be described.

合金に添加元素であるTeを加えると、合金組織中にPb−Te金属間化合物(又は合金)が形成され、合金組織中におけるBi−Pb2元系共晶物の発生を抑制する。   When Te which is an additive element is added to the alloy, a Pb—Te intermetallic compound (or alloy) is formed in the alloy structure, and the generation of Bi—Pb binary eutectic in the alloy structure is suppressed.

これは、添加元素であるTeを含有することで、鋳物の凝固過程において、合金組織中にBi−Pb2元系共晶物が晶出するよりも早く、Bi−Pb2元系共晶物より融点の高いPb−Te金属間化合物(又は合金)が形成され、合金組織中にBi−Pb2元系共晶物を形成するBi、Pbが減少するためであり、これにより、Bi−Pb2元系共晶物の発生を抑制し、高温下での機械的性質の向上を実現させている。   This is because the inclusion of Te, which is an additive element, is faster than the Bi—Pb binary eutectic in the alloy solidification process than the Bi—Pb binary eutectic in the alloy structure. Pb—Te intermetallic compounds (or alloys) having a high content are formed, and Bi and Pb forming Bi—Pb binary eutectics in the alloy structure are reduced. As a result, the Bi—Pb binary system It suppresses the generation of crystallites and realizes improved mechanical properties at high temperatures.

特に、好ましい銅基合金としては、Cu−Sn−Zn−Bi系、及びCu−Sn−Zn−Bi−Se系の銅基合金であり、この銅基合金は、以下に示す成分元素を含有する形態を採用しており、各成分範囲とその理由を具体的に詳述する。   Particularly preferable copper-based alloys are Cu-Sn-Zn-Bi-based and Cu-Sn-Zn-Bi-Se-based copper-based alloys, and the copper-based alloys contain the following component elements. The form is adopted, and each component range and the reason will be specifically described in detail.

Sn:2.8〜6.0質量
α相に固溶し、強度、硬さの向上、及びSnOの保護皮膜の形成により、耐磨耗性と耐食性を向上させるために含有する。Snは実用成分範囲において、含有量を増やすにつれて、切削性を低下する元素である。従って、含有量を抑えつつ、更には耐食性を低下させない範囲で、機械的性質を確保することが必要となる。より好ましい範囲として、Snの含有量の影響を受けやすい伸びの特性に注目し、鋳造条件が若干異なっても、最も特性の良い4.0質量%付近の伸びを確実に得られる範囲として、3.5〜4.5質量%を見出した。
Sn: 2.8 to 6.0% by mass
It is contained in order to improve wear resistance and corrosion resistance by solid solution in the α phase and improvement of strength and hardness, and formation of a protective film of SnO 2 . Sn is an element that decreases the machinability as the content increases in the practical component range. Therefore, it is necessary to secure the mechanical properties within a range that does not decrease the corrosion resistance while suppressing the content. As a more preferable range, paying attention to the characteristics of elongation that is easily affected by the Sn content, even if the casting conditions are slightly different, the range in which the elongation with the best characteristics around 4.0% by mass can be reliably obtained is 3 .5 to 4.5% by mass was found.

Zn:1.0〜12.0質量
切削性に影響を与えずに、硬さや機械的性質、とりわけ伸びを向上させる元素として有効である。高温特性改善に有効な含有量は、Bi、Pbと合金又は金属間化合物を形成するTe等の添加元素とSeの含有量を考慮すると、1.0質量%以上が有効である。また、Znは溶湯中へのガス吸収によるSn酸化物の発生を抑制し、溶湯の健全性にも有効であるので、この作用を発揮させるために4.0質量%以上の含有が有効である。より実用的には、BiやSeの抑制分を補う観点から5.0質量%以上の含有が望ましい。一方、Znは蒸気圧が高いので、作業環境の確保や、鋳造性を考慮すると、12.0質量%以下の含有が望ましい。経済性も考えると、とりわけ約8.0質量%が最適である。
Zn: 1.0-12.0 mass %
It is effective as an element that improves hardness and mechanical properties, particularly elongation, without affecting the machinability. In consideration of the content of Se and additive elements such as Te that form an alloy or an intermetallic compound with Bi and Pb, the effective content for improving high temperature characteristics is 1.0% by mass or more. In addition, Zn suppresses generation of Sn oxides due to gas absorption into the molten metal, and is effective for the soundness of the molten metal. Therefore, the inclusion of 4.0% by mass or more is effective for exerting this effect. . More practically, it is desirable to contain 5.0% by mass or more from the viewpoint of compensating for the suppression of Bi and Se. On the other hand, since Zn has a high vapor pressure, it is desirable that the content be 12.0% by mass or less in consideration of ensuring the working environment and castability. Considering the economic efficiency, about 8.0% by mass is particularly optimal.

Bi:0.1〜3.0質量
0.1質量%以上の含有が切削性を向上させるために有効である。鋳造の凝固過程で鋳造品に発生するポロシティに入り込み、引け巣等の鋳造欠陥の発生を抑制し、鋳物の健全性を確保するためには、0.6質量%以上含有することが有効である。一方、必要とされる機械的性質を確保するためには、3.0質量%以下とすることが有効であり、とりわけ1.7質量%以下とすることが含有量を抑えつつ、機械的性質を十分確保するために有効である。実用的には、Seの含有と共にBiを0.1〜2.4質量%含有することが好ましく、Seの最適含有量も考慮すると、約1.3質量%が最適である。
Bi: 0.1-3.0 mass %
Containing 0.1% by mass or more is effective for improving the machinability. It is effective to contain 0.6% by mass or more in order to enter the porosity generated in the casting product during the solidification process of casting, suppress the occurrence of casting defects such as shrinkage and ensure the soundness of the casting. . On the other hand, in order to ensure the required mechanical properties, it is effective to be 3.0% by mass or less, and in particular, it is 1.7% by mass or less while suppressing the content while reducing the mechanical properties. It is effective to ensure sufficient. Practically, it is preferable that 0.1 to 2.4% by mass of Bi is contained together with the content of Se, and about 1.3% by mass is optimal considering the optimal content of Se.

Se:0.05〜1.2質量
銅合金中にBi−Se、Zn−Se、Cu−Seの金属間化合物として存在し、Biと同様に切削性や鋳物の健全性の確保に寄与する成分である。従って、Seの含有は、Biの含有量を抑えつつ、機械的性質や鋳物の健全性に有効である。その含有量の上限値は、経済性の観点から1.2質量%とした。また、Seは微量の含有でも鋳物の健全性の確保に寄与するが、その作用を確実に得るためには、0.05質量%以上の含有が有効であり、この値を下限値とした。とりわけ約0.2質量%が最適である。
Se: 0.05-1.2 mass %
It exists as an intermetallic compound of Bi—Se, Zn—Se, and Cu—Se in the copper alloy, and is a component that contributes to ensuring the machinability and the soundness of the casting as in the case of Bi. Therefore, the inclusion of Se is effective for the mechanical properties and the soundness of the casting while suppressing the Bi content. The upper limit of the content was set to 1.2% by mass from the viewpoint of economy. Further, Se contributes to securing the soundness of the casting even if contained in a trace amount, but in order to reliably obtain the action, the content of 0.05% by mass or more is effective, and this value is set as the lower limit. In particular, about 0.2% by mass is optimal.

Te:0.01〜1.0質量
Teは、マトリックス中に固溶することなく、分散することによって、切削性を向上させる成分である。しかし、Teによる切削性向上効果は0.01質量%未満では発揮されない。また、金属間化合物TePb(融点約917℃)を晶出させ、Bi−Pb2元系共晶物の発生を抑制するためには、0.05質量%以上の含有が好ましいが、1.0質量%を超えての含有は経済性が悪く、含有量に見合うだけの引張強度の低下の改善にはならない。これらの点から、Teの含有量を0.01〜1.0質量%とし、好ましくは0.05〜0.5質量%とした。
Te: 0.01-1.0 mass %
Te is a component that improves the machinability by being dispersed without dissolving in the matrix. However, the effect of improving the machinability by Te is not exhibited at less than 0.01% by mass . Further, in order to crystallize the intermetallic compound TePb (melting point: about 917 ° C.) and suppress the generation of Bi—Pb binary eutectic, the content is preferably 0.05% by mass or more, but 1.0% by mass. Containing more than 1% is not economical and does not improve the decrease in tensile strength commensurate with the content. From these points, the content of Te is set to 0.01 to 1.0% by mass , preferably 0.05 to 0.5% by mass .

P:0.01〜0.5質量
溶湯の脱酸を促進し、健全な鋳物を製作することを目的として、0.01〜0.5質量%を含有する。過剰の含有は固相線が低下し偏析を起こしやすい。脱酸剤としてPを添加する場合、合金へのP含有量は通常、0.015〜0.03質量%であるが、Bi−Pb2元系共晶物(融点約125℃)よりも高融点である金属間化合物Pbを晶出させ、Bi−Pb2元系共晶物の生成を抑制し、高温下における引張強度の低下を改善するためには、0.05〜0.1質量%の含有が好ましい。
P: 0.01 to 0.5% by mass
It contains 0.01-0.5 mass % for the purpose of promoting deoxidation of a molten metal and producing a sound casting. Excessive inclusion tends to lower the solidus and cause segregation. When P is added as a deoxidizer, the P content in the alloy is usually 0.015-0.03% by mass , but it has a higher melting point than the Bi-Pb binary eutectic (melting point: about 125 ° C.). In order to crystallize the intermetallic compound Pb 3 P 2 , suppress the formation of Bi—Pb binary eutectic, and improve the decrease in tensile strength at high temperatures, 0.05 to 0.1 mass % Content is preferred.

Pb:0.25質量%以下
不純物レベルでもPbが0.3〜0.4質量%含有されるおそれがあるため、Pbを積極的に含有させない不可避不純物の範囲として、0.25質量%以下とした。
Pb: 0.25% by mass or less Pb may be contained in an impurity level of 0.3 to 0.4% by mass , so the range of inevitable impurities not actively containing Pb is 0.25% by mass or less. did.

上記したTeの他、本発明の銅基合金において、Bi−Pb2元系共晶物の発生を抑制することを目的に含有される添加元素は、Te、P、Zr、Ti、Co、In、Ca、B、及びミッシュメタル等からなる群より1種又は2種以上選択することが可能であり、その含有量は0.01〜1.0質量%が好ましい。 In addition to Te described above, in the copper-based alloy of the present invention, the additive elements contained for the purpose of suppressing the generation of Bi-Pb binary eutectic are Te, P, Zr, Ti, Co, In, One or more types can be selected from the group consisting of Ca, B, Misch metal, and the like, and the content is preferably 0.01 to 1.0% by mass .

上記添加元素を含有することで、鋳物の凝固過程において、合金組織中にBi−Pb2元系共晶物が晶出するよりも早く、Bi−Pb2元系共晶物より融点の高いBi−M金属間化合物(又は合金)、Pb−M金属間化合物(又は合金)、或いはBi−Pb−M金属間化合物(又は合金)等が形成され、合金組織中にBi−Pb2元系共晶物を形成するBi、Pbが減少するためであり、これにより、Bi−Pb2元系共晶物の発生が抑制される。   By containing the above additive element, Bi-Pb binary eutectic has a higher melting point than Bi-Pb binary eutectic before the Bi-Pb binary eutectic crystallizes in the alloy structure in the solidification process of the casting. An intermetallic compound (or alloy), a Pb-M intermetallic compound (or alloy), or a Bi-Pb-M intermetallic compound (or alloy) is formed, and a Bi-Pb binary eutectic is formed in the alloy structure. This is because Bi and Pb to be formed are reduced, thereby suppressing the generation of Bi-Pb binary eutectic.

なお、上記Mは上記添加元素のことであり、上述のように、Bi−Pb2元系共晶物の発生が抑制されることで、高温下での機械的性質を向上させる。また、Sbを0.05〜0.5質量%含有した銅基合金についても、前記添加元素を添加することにより、Bi−Pb2元系共晶物の発生を抑制し、高温特性改善の効果がある。その他、本発明の銅基合金における不可避不純物としては、Fe(0.3質量%以下)、Al(0.01質量%以下)、Si(0.01質量%以下)が挙げられる。 In addition, said M is said additive element, As mentioned above, the mechanical property under high temperature is improved by suppressing generation | occurrence | production of Bi-Pb binary eutectic. Moreover, also about the copper base alloy containing 0.05-0.5 mass % of Sb, generation | occurrence | production of Bi-Pb binary system eutectic is suppressed by adding the said additional element, and the effect of a high temperature characteristic improvement is effective. is there. In addition, Fe (0.3 mass % or less), Al (0.01 mass % or less), Si (0.01 mass % or less) are mentioned as an inevitable impurity in the copper base alloy of this invention.

本発明における鉛レス銅基合金のうち、添加元素としてTe、Zrを含有したCu−Sn−Zn−Bi−Se系およびCu−Sn−Zn−Bi系青銅鋳物の引張試験を行い、その試験結果を説明する。引張試験は、試験片をCO鋳型を用いて鋳込み温度1130℃でJIS A号方案に鋳造後、切削加工により製作したJIS Z2201に規定の4号試験片とし、アムスラー引張試験機を用いて行った。なお、引張試験は各試料n=4で行い、試験結果はその平均値である。 Ten lead tests of Cu-Sn-Zn-Bi-Se-based and Cu-Sn-Zn-Bi-based bronze castings containing Te and Zr as additive elements among the lead-less copper-based alloys in the present invention were conducted, and the test results Will be explained. The tensile test is performed using an Amsler tensile tester using a CO 2 mold at a casting temperature of 1130 ° C., cast into JIS A plan, and then using a No. 4 test piece as specified in JIS Z2201 manufactured by cutting. It was. In addition, a tensile test is performed by each sample n = 4, and a test result is the average value.

引張試験は以下の3つの条件で行った。   The tensile test was performed under the following three conditions.

(試験1)
Teの含有量:0.04〜1.48質量%(本発明)、試験温度:室温(22℃)、100℃および150℃とした。試料の組成を表1に示す。この試験1で、Te含有の効果を確認する。
(Test 1)
Te content: 0.04 to 1.48% by mass (invention), test temperature: room temperature (22 ° C.), 100 ° C. and 150 ° C. The composition of the sample is shown in Table 1. In Test 1, the effect of containing Te is confirmed.

Figure 0004489701
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(試験2)
Teの含有量:0.04〜0.17質量%(本発明)、Seの含有量:0〜1.2質量%、試験温度:150℃とした。試料の組成を表2に示す。この試験2で、Teの含有による効果を、Seの含有量を変えた試料にて確認する。
(Test 2)
Te content: 0.04 to 0.17 mass % (present invention), Se content: 0 to 1.2 mass %, test temperature: 150 ° C. The composition of the sample is shown in Table 2. In Test 2, the effect of the Te content is confirmed with a sample in which the Se content is changed.

Figure 0004489701
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(試験3)
Teの含有量:0.09〜0.22質量%(本発明)、Seの含有量:0〜0.83質量%、Znの含有量:1.02〜8.53質量%、試験温度:150℃とした。試料の組成を表3に示す。この試験3で、低Znへの適用を確認する。
(Test 3)
Te content: 0.09 to 0.22 mass % (invention), Se content: 0 to 0.83 mass %, Zn content: 1.02 to 8.53 mass %, test temperature: The temperature was 150 ° C. The composition of the sample is shown in Table 3. In this test 3, application to low Zn is confirmed.

Figure 0004489701
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試験1の結果を表4及び第1図に示す。この結果からTeを0.04質量%、0.11質量%、0.16質量%、0.50質量%、0.99質量%、1.48質量%含有することにより、100℃では標準175.7N/mmと比較して、それぞれ198.3N/mm、210.1N/mm、218.6N/mm、215.9N/mm、202.3N/mm、197.7N/mmと引張強度が向上しており、150℃においても標準155.4N/mmと比較すると、それぞれ168.0N/mm、185.5N/mm、209.7N/mm、208.5N/mm、195.1N/mm、194.8N/mmと引張強度が向上した。このことから、Teを含有させることにより、室温で十分な引張強度を有し、更には高温での引張強度を改善できる。しかし、1.0質量%を超えての含有は経済性が悪いため、含有量を1質量%以下とした。表4及び第1図に示すように、Te0.16質量%において、高温での引張強度が最も高くなる。 The results of Test 1 are shown in Table 4 and FIG. From this result, it is standard 175 at 100 ° C. by containing Te 0.04 mass %, 0.11 mass %, 0.16 mass %, 0.50 mass %, 0.99 mass %, and 1.48 mass %. compared to .7N / mm 2, respectively 198.3N / mm 2, 210.1N / mm 2, 218.6N / mm 2, 215.9N / mm 2, 202.3N / mm 2, 197.7N / mm 2 and has a tensile strength enhancing and also compared to a standard 155.4N / mm 2 at 0.99 ° C., respectively 168.0N / mm 2, 185.5N / mm 2, 209.7N / mm 2, 208. 5N / mm 2, 195.1N / mm 2, 194.8N / mm 2 and tensile strength is improved. From this, by containing Te, it has sufficient tensile strength at room temperature, and can further improve the tensile strength at high temperature. However, since the content exceeding 1.0 mass % is not economical, the content is set to 1 mass % or less. As shown in Table 4 and FIG. 1, the tensile strength at a high temperature becomes the highest at 0.16% by mass of Te.

Figure 0004489701
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試験2の結果を表5及び第2図に示す。なお、Se=0、0.2質量%、0.4質量%、0.6質量%、1.2質量%はいずれも狙い値である。この結果から、Se=0のとき、Teを0、0.06質量%、0.11質量%、0.14質量%含有させた試料No.8、13、18、23において、引張強度は、それぞれ104.7N/mm、109.1N/mm、118.9N/mm、124.6N/mmと引張強度が若干向上した。Se=0.2のとき、Teを0、0.06質量%、0.10質量%、0.14質量%含有させた試料No.9、14、19、24において、引張強度は、それぞれ150.0N/mm、150.7N/mm、161.8N/mm、167.3N/mmとSe=0の場合より引張強度が向上した。同様にSe=0.4のとき、Teを0、0.04質量%、0.12質量%、0.15質量%含有させた試料No.10、15、20、25において、引張強度は、それぞれ146.7N/mm、148.2N/mm、185.5N/mm、204.7N/mmであり、Se=0.6のとき、Teを0、0.05質量%、0.10質量%、0.17質量%含有させた試料No.11、16、21、26においては、それぞれ159.6N/mm、156.4N/mm、188.0N/mm、204.4N/mmであり、Se=1.2のとき、Teを0、0.06質量%、0.11質量%、0.15質量%含有させた試料No.12、17、22、27においては、それぞれ163.5N/mm、176.6N/mm、201.2N/mm、215.3N/mmであり、Teの含有量の増加に伴い引張強度が向上した。このことは、Teの含有に加え、Seの含有量を増すことにより、高温での引張強度が改善されていることを示すものである。 The results of Test 2 are shown in Table 5 and FIG. In addition, Se = 0, 0.2 mass %, 0.4 mass %, 0.6 mass %, and 1.2 mass % are all target values. From this result, when Se = 0, Sample No. containing Te, 0, 0.06 mass %, 0.11 mass %, and 0.14 mass % was contained. In 8,13,18,23, tensile strength, respectively 104.7N / mm 2, 109.1N / mm 2, 118.9N / mm 2, 124.6N / mm 2 and tensile strength was slightly improved. When Se = 0.2, sample No. 1 containing Te, 0, 0.06 mass %, 0.10 mass %, and 0.14 mass % was used. In 9, 14, 19, and 24, the tensile strength is 150.0 N / mm 2 , 150.7 N / mm 2 , 161.8 N / mm 2 , 167.3 N / mm 2, and the tensile strength is higher than Se = 0. Improved. Similarly, when Se = 0.4, sample No. 1 containing Te, 0, 0.04 mass %, 0.12 mass %, and 0.15 mass % was used. 10, 15, 20, and 25, the tensile strengths are 146.7 N / mm 2 , 148.2 N / mm 2 , 185.5 N / mm 2 , and 204.7 N / mm 2 , respectively, and Se = 0.6 Sample No. 1 containing Te, 0, 0.05 mass %, 0.10 mass %, 0.17 mass %. In 11,16,21,26, respectively 159.6N / mm 2, 156.4N / mm 2, 188.0N / mm 2, a 204.4N / mm 2, when Se = 1.2, Te No. 0, 0.06% by mass , 0.11% by mass , and 0.15% by mass were added. 12, 17, 22, and 27 are 163.5 N / mm 2 , 176.6 N / mm 2 , 201.2 N / mm 2 , and 215.3 N / mm 2 , respectively, and the tensile increases as the Te content increases Strength improved. This indicates that the tensile strength at high temperature is improved by increasing the Se content in addition to the Te content.

Figure 0004489701
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とりわけ、第2図に示すように、Seを0.2質量%含有することにより、高温下における引張強度が、Seを全く含有しない供試品に対して約50%向上し、Teを0.05質量%以上含有することにより、高温下における引張強度は更に向上する。Seの含有量が増えるに伴って、高温下における引張強度も向上するが、その増加傾向は緩やかなものとなる。本実施例においては、経済性の観点からSeの含有量の上限値を1.2質量%としているが、引張強度の向上割合を考慮すると、0.4質量%を上限とするのが好ましく、とりわけ、0.2質量%が最適である。 In particular, as shown in FIG. 2, by containing 0.2% by mass of Se, the tensile strength at high temperature is improved by about 50% with respect to the specimen containing no Se at all, and Te is reduced to 0. By containing 05% by mass or more, the tensile strength at high temperature is further improved. As the Se content increases, the tensile strength at high temperatures also improves, but the increasing tendency becomes gradual. In this example, the upper limit of the content of Se is set to 1.2% by mass from the viewpoint of economy, but considering the improvement rate of tensile strength, it is preferable to set the upper limit to 0.4% by mass , In particular, 0.2% by mass is optimal.

試験3の結果を表6、及び第3図乃至第5図に示す。なお、Zn=2質量%、4質量%および8質量%、Se=0、0.3質量%および0.6質量%はいずれも狙い値である。この結果から、Zn=2の水準では、Se=0のとき、Teを0、0.12質量%、0.21質量%含有した試料No.28〜No.30における引張強度は、それぞれ121.4N/mm、150.7N/mm、155.5N/mmであり、Se=0.3のとき、Teを0、0.10質量%、0.21質量%含有した試料No.31〜No.33における引張強度は、それぞれ170.4N/mm、198.7N/mm、200.4N/mmであり、Se=0.6のとき、Teを0、0.09質量%、0.22質量%含有した試料No.34〜No.36における引張強度は、それぞれ154.1N/mm、198.0N/mm、215.8N/mmであり、Se、Te含有量の増加に伴い引張強度が向上した。また、Zn=4質量%(試料No.37〜No.45)、8質量%(試料No.46〜No.54)の水準でも、同様にSe=0ではTe含有量の増加に伴う引張強度の向上はSe=0.3質量%及び0.6質量%の場合に比べて少ないが、Se=0.3質量%及び0.6質量%の場合は、Se、Te含有量の増加に伴い引張強度が向上した。このことは、試験2と同様、Teの含有に加え、Seの含有量を増すことにより、高温での引張強度が改善されていることを示すものである。表6、第3図乃至第5図に示すように、Znの含有量が低くとも、本発明の適用の効果がある。 The results of Test 3 are shown in Table 6 and FIGS. Incidentally, Zn = 2 wt%, 4 wt% and 8 wt%, Se = 0, 0.3 wt% and 0.6 wt% is aimed value none. From this result, the level of Zn = 2, when Se = 0, the Te 0,0.12 wt%, the sample contained 0.21 mass% No. 28-No. Tensile strength at 30, respectively 121.4N / mm 2, 150.7N / mm 2, a 155.5N / mm 2, when Se = 0.3, 0,0.10 wt% of Te, 0. Sample No. 21 containing 21% by mass 31-No. Tensile strength at 33 each 170.4N / mm 2, 198.7N / mm 2, a 200.4N / mm 2, when Se = 0.6, 0,0.09 wt% of Te, 0. Sample No. 22 containing 22% by mass 34-No. Tensile strength at 36, respectively 154.1N / mm 2, 198.0N / mm 2, a 215.8N / mm 2, Se, improved with the tensile strength to increase in the Te content. Further, even at the level of Zn = 4% by mass (sample No. 37 to No. 45) and 8% by mass (sample No. 46 to No. 54), similarly, when Se = 0, the tensile strength associated with the increase in Te content. improvement of is less than in the case of Se = 0.3 wt% and 0.6 wt%, in the case of Se = 0.3 wt% and 0.6 wt%, with Se, the increase in the Te content Tensile strength improved. This indicates that the tensile strength at high temperature is improved by increasing the Se content in addition to the Te content, as in Test 2. As shown in Table 6 and FIGS. 3 to 5, even if the Zn content is low, the effect of applying the present invention is obtained.

Figure 0004489701
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上の試験から、Teの含有は高温での引張強度を改善することができ、更にはSeとの交互作用によっても、高温での引張強度を改善できることが判明した From tests on more than the inclusion of Te can improve the tensile strength at high temperatures, even by interaction with Se, it was found to be able to improve the tensile strength at high temperatures.

次に、Te添加による切削性能を評価するため、切削試験を行った。
切削試験は従来材、Teを含有した本発明実施品、CAC406について行った。化学成分値を表7に示す。
Next, a cutting test was performed in order to evaluate the cutting performance by adding Te.
The cutting test was performed on the conventional material, the present invention product containing Te, and CAC406. Chemical component values are shown in Table 7 .

Figure 0004489701
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切削試験条件は、加工径φ30、送り量0.2mm/rev、切込量3.0mm、回転数1800rpm、切削速度170m/min、切削状態ドライで行い、評価はCAC406の切削抵抗を100としたとき、各試料の切削抵抗を切削性指数として表し評価した。以下に切削性指数の求め方を示す。   The cutting test conditions were a processing diameter of φ30, a feed amount of 0.2 mm / rev, a cutting amount of 3.0 mm, a rotation speed of 1800 rpm, a cutting speed of 170 m / min, and a cutting state dry. At the time, the cutting resistance of each sample was evaluated as a machinability index. The method for obtaining the machinability index is shown below.

切削性指数=(CAC406の切削抵抗値)/(各試料の切削抵抗値)×100
切削性試験の結果を表8及び第6図に示す。この結果から、比較例の切削性指数は84.4、Teを0.51質量%含有させた試料は95.1であり、Teを含有させることにより切削性が大幅に改善されている。
Machinability index = (cutting resistance value of CAC406) / (cutting resistance value of each sample) × 100
The results of the machinability test are shown in Table 8 and FIG . From this result, the machinability index of the comparative example is 84.4, and the sample containing 0.51% by mass of Te is 95.1. By containing Te, the machinability is greatly improved.

Figure 0004489701
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次に、本発明における銅基合金のうち、添加元素としてPを含有したCu−Sn−Zn−Bi−Se系青銅合金の試験例を含んだ実施例、及び添加元素としてTeを含有したCu−Sn−Zn−Bi−Se系青銅合金の試験例を含んだ実施例を説明する。
Cu−Sn−Zn−Bi−Se系青銅合金をベースに、添加元素として、Pを0.05〜0.09質量%含有した青銅鋳物と、Teを0.1〜0.21質量%含有した青銅鋳物を用意し、この青銅鋳物に高温シャルピー衝撃試験を行い、その試験結果を説明する。なお、前記青銅鋳物に含まれるPbの含有量は、0.2質量%以下とした。
Next, among the copper-based alloys in the present invention, an example including a test example of a Cu—Sn—Zn—Bi—Se bronze alloy containing P as an additive element, and Cu— containing Te as an additive element Examples including test examples of Sn—Zn—Bi—Se bronze alloys will be described.
The Cu-Sn-Zn-Bi- Se -based bronze alloy based, as an additive element, and bronze castings containing P 0.05-.09 wt%, and contained Te .1 to 0.21 wt% A bronze casting is prepared, a high-temperature Charpy impact test is performed on the bronze casting, and the test results are described. In addition, content of Pb contained in the said bronze casting was made into 0.2 mass % or less.

シャルピー衝撃試験は、試験片をCO鋳型を用いて鋳込み温度1130℃で鋳造後、切削加工により製作したJIS Z2202に規定の3号試験片とし、試験機にはJIS B7722に規定のシャルピー衝撃試験機(300J)を用いて行った。また、試験にはオイルバスを使用し、試験片を高温オイルにより100℃に昇温後、10分間保持し、オイルバスから取り出した後、5秒以内でシャルピー衝撃試験を行った。 In the Charpy impact test, the test piece was cast at a casting temperature of 1130 ° C. using a CO 2 mold, and then made into a No. 3 test piece as defined in JIS Z2202, and the tester used was a Charpy impact test as defined in JIS B7722. Machine (300J). In addition, an oil bath was used for the test, and the test piece was heated to 100 ° C. with high-temperature oil, held for 10 minutes, taken out from the oil bath, and a Charpy impact test was performed within 5 seconds.

表9に、各試験片の化学成分値を示し、表10に、標準サンプル(試料No.64)の衝撃値を100%として、Pを0.05質量%(試料No.62)、0.09質量%(試料No.63)含有した試料の衝撃値(対標準比率)を示す。なお、これら試料No.62〜No.64のデータをグラフ化したものを第7図に示す。 Table 9 shows the chemical component value of each test piece. Table 10 shows that the impact value of the standard sample (Sample No. 64) is 100%, P is 0.05% by mass (Sample No. 62), 0. The impact value (vs. standard ratio) of the sample containing 09 mass % (sample No. 63) is shown. These sample Nos. 62-No. FIG . 7 shows a graph of 64 data.

Figure 0004489701
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また、表10に、標準サンプル(試料No.67)の衝撃値を100%として、Teを0.1質量%(試料No.65)、0.21質量%(試料No.66)含有した試料の衝撃値を示す。なお、これら試料No.65〜No.67のデータをグラフ化したものを第8図に示す。 Further, in Table 10 , a sample containing 0.1 mass % (sample No. 65) and 0.21 mass % (sample No. 66) of Te, assuming that the impact value of the standard sample (sample No. 67) is 100%. The impact value is shown. These sample Nos. 65-No. FIG . 8 shows a graph of 67 data.

Figure 0004489701
Figure 0004489701

第7図に示すように、Pを0.05質量%含有すると、衝撃値が標準サンプルに比べて126%向上し、Pを0.09質量%含有すると、衝撃値が標準サンプルに比べて273%向上した。従って、Pの含有に伴って、合金の衝撃値が向上することが判明した。
また、第8図に示すように、Teを0.1質量%含有すると、衝撃値が標準サンプルに比べて175%向上し、Teを0.21質量%含有すると、衝撃値が標準サンプルに比べて248%向上した。従って、Pの含有と同様、Teの含有に伴って、合金の衝撃値が向上することが判明した。
As shown in FIG. 7 , when P is contained by 0.05 mass %, the impact value is improved by 126% compared to the standard sample, and when P is contained by 0.09 mass %, the impact value is 273 compared with the standard sample. % Improved. Therefore, it has been found that the impact value of the alloy improves with the inclusion of P.
Further, as shown in FIG. 8 , when Te is contained by 0.1% by mass , the impact value is improved by 175% compared to the standard sample, and when Te is contained by 0.21% by mass , the impact value is compared with the standard sample. Improved by 248%. Therefore, it was found that the impact value of the alloy is improved with the inclusion of Te, as is the case with the inclusion of P.

高温衝撃試験の結果、標準サンプルと比較すると、Pの含有が平均して200%、Teの含有が平均して212%の衝撃値の向上を示した。   As a result of the high-temperature impact test, when compared with the standard sample, the impact value was improved by an average of 200% for P and 212% for Te.

なお、同表、同図に表されているBi−Pb共晶物の面積比率については、後述する。
さらに、各試験片に、EDX定量分析、及びマッピングを行った。
In addition, the area ratio of the Bi-Pb eutectic represented in the same table and the same figure is mentioned later.
Further, EDX quantitative analysis and mapping were performed on each test piece.

マッピングとは、特定の元素がどの場所に存在するかを分析するものであり、元素が集中的に存在している部分を黄色で表示するものである。各分析は、シャルピー衝撃試験後の試験片について、その破断面を避けて切断した切断面に対して行なった。新たな標準サンプル(比較例)の金属組織写真(倍率400倍)を第9図に示し、第9図の金属組織写真における各元素のマッピングを第10図に示す。 The mapping is to analyze where a specific element exists, and displays a portion where the element is concentrated in yellow. Each analysis was performed on the cut surface obtained by cutting the test piece after the Charpy impact test while avoiding the fracture surface. Shows a metal structure photograph of a new standard sample (Comparative Example) a (magnification 400 times) in FIG. 9 shows a mapping of each element in the metal structure photograph of FIG. 9 in FIG. 10.

また、この標準サンプル(比較例)の化学成分値を表11に示し、第9図の金属組織写真に表した領域1〜3におけるEDX定量分析結果を表12に示す。 The chemical component values of this standard sample (comparative example) are shown in Table 11 , and the EDX quantitative analysis results in regions 1 to 3 shown in the metal structure photograph of FIG. 9 are shown in Table 12 .

Figure 0004489701
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第10図及び表12から明らかであるように、第10図に示す標準サンプルのマッピング結果から、BiとPbは領域1において共存していることが判明し、表12に示すEDX定量分析結果から、BiとPbは領域1において集中してBi−Pb2元系共晶物を作っていることが判明した。 As is clear from FIG. 10 and Table 12, it is found from the standard sample mapping results shown in FIG. 10 that Bi and Pb coexist in region 1, and from the EDX quantitative analysis results shown in Table 12. , Bi and Pb were found to be concentrated in region 1 to form a Bi-Pb binary eutectic.

ここで、合金とは、2種類以上の金属元素が固体状態で溶け合った状態をいう。さらに、金属間化合物とは、合金の中でも2つ以上の成分金属が、互いに比較的簡単な原子数の割合で結合してできる化合物のことをいう。   Here, the alloy means a state in which two or more kinds of metal elements are melted in a solid state. Furthermore, an intermetallic compound refers to a compound formed by bonding two or more component metals in an alloy at a relatively simple atomic ratio.

次に、Teを0.21質量%含有した試料No.66の金属組織写真(倍率400倍)を第11図に示し、第11図の金属組織写真における各元素のマッピングを第12図に示す。また、第11図の金属組織写真に表した領域1〜5におけるEDX定量分析結果を表13に示す。 Next, Sample No. containing 0.21% by mass of Te was used. 66 shows a metal structure photograph (magnification 400 times) of FIG. 11, and FIG . 12 shows mapping of each element in the metal structure photograph of FIG . Table 13 shows the results of quantitative EDX analysis in regions 1 to 5 shown in the metallographic photograph of FIG .

Figure 0004489701
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第12図及び表13から明らかであるように、第12図に示すマッピング結果から、TeとPbは領域1、3、4、5において共存していることが判明し、表13に示すEDX定量分析結果から、TeとPbは上記領域、とりわけ、領域5において集中的にTe−Pb金属間化合物を作っていることが判明した。 As is evident from Figure 12 and Table 13, the mapping results shown in FIG. 12, Te and Pb was found to coexist in the area 1, 3, 4, 5, EDX quantitative shown in Table 13 From the analysis results, it has been found that Te and Pb intensively form Te—Pb intermetallic compounds in the above-mentioned region, particularly in region 5.

また、Bi−Pb2元系共晶物の面積比率を測定するため、組織観察写真を取り込み、画像解析ソフトにより解析を行った。   Further, in order to measure the area ratio of the Bi—Pb binary eutectic, a structure observation photograph was taken and analyzed by image analysis software.

面積比率とは、画像として取り込んだ視野の面積に対して、目的物(Bi−Pb2元系共晶物相)が占める面積の割合をいう。   The area ratio refers to the ratio of the area occupied by the object (Bi-Pb binary eutectic phase) to the area of the visual field captured as an image.

Bi−Pb2元系共晶物相の特定は、EDX定量分析結果と金属組織写真を比較して行なった。金属組織写真は倍率400倍で撮影し、面積比率は各試料で20視野の平均値を算出した。   The Bi-Pb binary eutectic phase was identified by comparing EDX quantitative analysis results with metallographic photographs. The metal structure photograph was taken at a magnification of 400 times, and the area ratio was calculated as an average value of 20 fields for each sample.

標準サンプル(試料No.64)、P0.05質量%含有した試料No.62、及びP0.09質量%含有した試料No.63の面積比率を測定した組織観察写真(画像処理前、及び画像処理後)を第13図に示す。なお、添加元素としてPを含有した場合のBi−Pb2元系共晶物の面積比率を測定した結果を表10に示す。 Standard sample (Sample No. 64), Sample No. containing P 0.05% by mass 62 and the sample No. containing 0.09 mass % P. FIG . 13 shows tissue observation photographs (before image processing and after image processing) in which the area ratio of 63 is measured. Table 10 shows the results of measuring the area ratio of the Bi—Pb binary eutectic when P is added as an additive element.

また、標準サンプル(試料No.67)、Te0.1質量%含有した試料No.65、及びTe0.21質量%含有した試料No.66の面積比率を測定した組織観察写真(画像処理前、及び画像処理後)を第14図に示す。なお、添加元素としてTeを含有した場合のBi−Pb2元系共晶物の面積比率を測定した結果を表10に示す。 Further, a standard sample (sample No. 67), a sample No. containing 0.1% by mass of Te. 65, and sample No. containing Te 0.21% by mass . FIG . 14 shows tissue observation photographs (before and after image processing) in which the area ratio of 66 is measured. Table 10 shows the results of measuring the area ratio of the Bi—Pb binary eutectic when Te is added as an additive element.

表10に示すように、標準サンプル(試料No.64)のBi−Pb相の面積比率は0.268%であり、Pを含有したときのBi−Pb相の面積比率は、P0.05質量%含有で0.103%、P0.09質量%含有で0.104%であった。なお、これら試料No.62〜No.64のデータをグラフ化したものを第7図に示す。 As shown in Table 10 , the area ratio of the Bi-Pb phase of the standard sample (Sample No. 64) is 0.268%, and the area ratio of the Bi-Pb phase when P is contained is P0.05 mass. % Containing 0.103% and P containing 0.09% by mass , 0.104%. These sample Nos. 62-No. FIG . 7 shows a graph of 64 data.

また、表10に示すように、標準サンプル(試料No.67)のBi−Pb相面積比率は0.212%であり、Te0.1質量%含有で0.052%、Te0.21質量%含有で0.035%であった。なお、これら試料No.65〜No.67のデータをグラフ化したものを第8図に示す。 Further, as shown in Table 10, Bi-Pb-phase area ratio of the standard sample (Sample No.67) is 0.212% 0.052% in content Te0.1 wt%, containing Te0.21 wt% And 0.035%. These sample Nos. 65-No. FIG . 8 shows a graph of 67 data.

第7図及び第8図に示すように、添加元素として、P及びTeを含有することで、Bi−Pb相の面積比率が0.2%以下に抑制されていることが判明した。とりわけBi−Pb2元系共晶物の発生を0.1%以下に抑制すると、標準サンプル比較で衝撃値が約130%と向上することが判明した。 As shown in FIGS. 7 and 8 , it was found that the area ratio of the Bi—Pb phase was suppressed to 0.2% or less by containing P and Te as additive elements. In particular, it was found that when the generation of Bi—Pb binary eutectic is suppressed to 0.1% or less, the impact value is improved to about 130% compared to the standard sample.

上記した高温衝撃試験、EDX定量分析、マッピング、及びBi−Pb2元系共晶物の面積比率の測定から、P及びTeを含有することにより、合金組織中にP−Pb金属間化合物、Te−Pb金属間化合物等を作り、Bi−Pb2元系共晶物の発生を抑制し、さらに、これらの金属間化合物の融点が高いことから、高温の衝撃値が向上したことが判明した。   From the above-mentioned high temperature impact test, EDX quantitative analysis, mapping, and measurement of the area ratio of the Bi-Pb binary eutectic, by containing P and Te, P-Pb intermetallic compound, Te- It was found that high-temperature impact values were improved because Pb intermetallic compounds and the like were prepared to suppress the generation of Bi-Pb binary eutectics, and the melting points of these intermetallic compounds were high.

なお、本発明の銅基合金は、上記した青銅合金に限定されるものではなく、さらに、黄銅系の合金、例えば、熱間鍛造用黄銅の場合には、Cu59.0〜62.0質量%、Sn0.5〜1.5質量%、Bi1.0〜2.0質量%、Se0.03〜0.20質量%、Fe0.05〜0.20質量%、P0.05〜0.10質量%の成分範囲を含有し、切削加工用黄銅の場合には、Cu61.0〜63.0質量%、Sn0.3〜0.7質量%、Bi1.5〜2.5質量%、Se0.03〜0.20質量%、Fe0.1〜0.30質量%、P0.05〜0.10質量%の成分範囲を含有する鉛レス銅基合金等にも適用可能である。
さらに、上記実施例においては、Te、P等の添加元素を加えることにより、合金組織中におけるBi−Pb2元系共晶物の発生を抑制するようにしているが、銅基合金の鋳造過程において、スクラップ等のリターン材の使用量を減らし、Pbの含有量を不可避不純物としての上限値である0.2質量%よりも更に低く調整することにより抑制してもよい。
The copper-based alloy of the present invention is not limited to the above-described bronze alloy. Further, in the case of a brass alloy, for example, brass for hot forging, 59.0 to 62.0% by mass of Cu. , Sn 0.5 to 1.5 mass %, Bi 1.0 to 2.0 mass %, Se 0.03 to 0.20 mass %, Fe 0.05 to 0.20 mass %, P 0.05 to 0.10 mass % the containing component range, in the case of cutting a brass, Cu61.0~63.0 mass%, Sn0.3~0.7 wt%, Bi1.5~2.5 wt%, Se0.03~ 0.20 wt%, Fe0.1~0.30 wt%, is also applicable to leadless copper base alloys containing component range of P0.05~0.10 mass%.
Further, in the above embodiment, the addition of Te, P and other additive elements suppresses the generation of Bi—Pb binary eutectic in the alloy structure. The amount of return material such as scrap may be reduced, and the content of Pb may be suppressed by adjusting it to be lower than the upper limit of 0.2% by mass as an inevitable impurity.

発明の銅基合金は、バルブ、継手、管、水栓、給水・給湯用品等の水接触製品を加工成形したり、ガス器具、洗濯機、空調機等の電気・機械製品を加工成形したりするのに適している。 The copper-based alloy of the present invention is used to process and mold water contact products such as valves, joints, pipes, faucets, water and hot water supplies, and to process and mold electrical and mechanical products such as gas appliances, washing machines and air conditioners. It is suitable for.

その他、本発明の銅基合金を材料として好適な部材・部品は、特に、バルブや水栓等の水接触部品、即ち、ボールバルブ、ボールバルブ中の空用ボール、バタフライバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ、給水栓、給湯器や温水洗浄便座等の取付金具、給水管、接続管及び管継手、冷媒管、電気温水器部品(ケーシング、ガスノズル、ポンプ部品、バーナなど)、ストレーナ、水道メータ用部品、水中下水道用部品、排水プラグ、エルボ管、ベローズ、便器用接続フランジ、スピンドル、ジョイント、ヘッダー、分岐栓、ホースニップル、水栓付属金具、止水栓、給排水配水栓用品、衛生陶器金具、シャワー用ホースの接続金具、ガス器具、ドアやノブ等の建材、家電製品、サヤ管ヘッダー用アダプタ、自動車クーラー部品、釣り具部品、顕微鏡部品、水道メーター部品、計量器部品、鉄道パンタグラフ部品、その他の部材・部品に広く応用することができる。更には、トイレ用品、台所用品、浴室品、洗面所用品、家具部品、居間用品、スプリンクラー用部品、ドア部品、門部品、自動販売機部品、洗濯機部品、空調機部品、ガス溶接機用部品、熱交換器用部品、太陽熱温水器部品、金型及びその部品、ベアリング、歯車、建設機械用部品、鉄道車両用部品、輸送機器用部品、素材、中間品、最終製品及び組立体等にも広く適用できる。   Other members / parts suitable for the copper base alloy of the present invention are water contact parts such as valves and faucets, that is, ball valves, empty balls in ball valves, butterfly valves, gate valves, globes. Fittings such as valves, check valves, water faucets, water heaters and hot water flush toilet seats, water supply pipes, connection pipes and fittings, refrigerant pipes, electric water heater parts (casing, gas nozzle, pump parts, burners, etc.), strainers, water supply Meter parts, submersible sewage parts, drainage plugs, elbow pipes, bellows, toilet flanges, spindles, joints, headers, branch plugs, hose nipples, faucet fittings, stop cocks, water supply / drainage plugs, sanitary ware Fittings, shower hose connection fittings, gas appliances, building materials such as doors and knobs, home appliances, adapters for Saya pipe headers, automotive coolers , Fishing parts, microscope parts, water meter parts, meter parts, can be widely applied to railway pantograph components, other components and parts. Furthermore, toilet articles, kitchen articles, bathroom articles, toilet articles, furniture parts, living room articles, sprinkler parts, door parts, gate parts, vending machine parts, washing machine parts, air conditioner parts, gas welder parts Widely used in parts for heat exchangers, solar water heater parts, molds and parts, bearings, gears, parts for construction machinery, parts for railway vehicles, parts for transportation equipment, materials, intermediate products, final products and assemblies Applicable.

第1図は、引張試験1の試験結果を示したグラフである。
第2図は、引張試験2の試験結果を示したグラフである。
第3図は、引張試験3の試験結果を示したグラフである。
第4図は、引張試験3の試験結果を示したグラフである。
第5図は、引張試験3の試験結果を示したグラフである。
第6図は、切削性試験の試験結果を示したグラフである。
第7図は、試料No.62〜No.64のシャルピー衝撃試験結果、及びBi−Pb面積比率を示したグラフである。
第8図は、試料No.65〜No.67のシャルピー衝撃試験結果、及びBi−Pb面積比率を示したグラフである。
第9図は、標準サンプル(比較例)の金属組織写真(倍率400倍)である。
第10図は、第9図の金属組織写真における各元素のマッピングである。
第11図は、Teを0.21質量%含有した試料No.66の金属組織写真(倍率400倍)である。
第12図は、第11図の金属組織写真における各元素のマッピングである。
第13図は、試料No.62〜No.64の面積比率を測定した組織観察写真(画像処理前、及び画像処理後)である。
第14図は、試料No.65〜No.67の面積比率を測定した組織観察写真(画像処理前、及び画像処理後)である。
FIG. 1 is a graph showing the test results of tensile test 1.
FIG. 2 is a graph showing the test results of tensile test 2.
FIG. 3 is a graph showing the test results of tensile test 3.
FIG. 4 is a graph showing the test results of tensile test 3.
FIG. 5 is a graph showing the test results of tensile test 3.
FIG. 6 is a graph showing the test results of the machinability test.
FIG . 62-No. It is the graph which showed the Charpy impact test result of 64, and the Bi-Pb area ratio.
FIG . 65-No. It is the graph which showed the Charpy impact test result of 67, and the Bi-Pb area ratio.
FIG. 9 is a metallographic photograph (400 times magnification) of a standard sample (comparative example).
Figure 10 is a mapping of each element in the metal structure photograph of FIG. 9.
FIG. 11 shows a sample No. containing 0.21% by mass of Te. 66 is a metallographic photograph of 66 (400 times magnification).
Figure 12 is a mapping of each element in the metal structure photograph of Figure 11.
FIG. 13 shows Sample No. 62-No. It is the structure | tissue observation photograph (Before image processing and after image processing) which measured the area ratio of 64. FIG.
FIG. 14 shows sample no. 65-No. It is the structure | tissue observation photograph which measured the area ratio of 67 (before image processing and after image processing).

Claims (2)

Sn2.8〜6.0(質量%)、Zn1.0〜12.0(質量%)、Bi0.1〜3.0(質量%)、P0.01〜0.5(質量%)、Te0.01〜1.0(質量%)、Pb0.25以下(質量%)を含有し、残部Cuと不可避不純物からなり、合金組織中にBi−Pb2元系共晶物より融点の高いPb−Te金属間化合物を形成することにより、合金組織中におけるBi−Pb2元系共晶物の発生を抑制し、高温下における引張強度を改善したことを特徴とする銅基合金。 Sn2.8-6.0 (mass%), Zn1.0-12.0 (mass%), Bi0.1-3.0 (mass%), P0.01-0.5 (mass%), Te0. Pb-Te metal containing 01-1.0 (mass%), Pb 0.25 or less (mass%), consisting of the balance Cu and inevitable impurities, and having a higher melting point than Bi-Pb binary eutectic in the alloy structure by forming between compounds, copper base alloy, characterized in that to suppress the generation of Bi-Pb2 ternary copolymer Akirabutsu in alloy structure and improves the tensile strength that put at a high temperature. 請求項1の銅基合金において、Se0.05〜1.2(質量%)を含有したことを特徴とする銅基合金 The copper base alloy according to claim 1, wherein Se 0.05 to 1.2 (% by mass) is contained .
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3830946B2 (en) * 2003-12-03 2006-10-11 株式会社キッツ Bronze alloy and ingot and wetted parts using the alloy
WO2007026780A1 (en) 2005-08-30 2007-03-08 Kitz Corporation Bronze low-lead alloy
US8746535B2 (en) * 2010-09-30 2014-06-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Tissue thickness compensator comprising detachable portions
KR101088697B1 (en) * 2011-05-23 2011-12-01 창영산업주식회사 Alloy for bearing and bearing prepared from the same
EP2913414B1 (en) * 2012-10-31 2018-10-10 Kitz Corporation Brass alloy exhibiting excellent recyclability and corrosion resistance
JP5406405B1 (en) * 2013-06-12 2014-02-05 株式会社栗本鐵工所 Copper alloy for water supply components
CN105525126A (en) * 2015-12-15 2016-04-27 苏州华安矿业科技有限公司 Ultrasonic atomizing nozzle
CN105463244A (en) * 2015-12-15 2016-04-06 苏州华安矿业科技有限公司 Mining porous nozzle
CN107584123A (en) * 2017-08-21 2018-01-16 东睦新材料集团股份有限公司 A kind of preparation method of copper-base pantograph slide plate blank
CN111394610B (en) * 2020-04-29 2021-03-23 福建紫金铜业有限公司 Production process of copper plate and strip materials of VC (polyvinyl chloride) uniform-temperature plates for 5G

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253350A (en) * 1985-05-04 1986-11-11 Daido Steel Co Ltd Manufacture of free-cutting oxygen-free copper
JPS6247443A (en) * 1985-08-23 1987-03-02 Daido Steel Co Ltd Free-cutting copper
JPS62253743A (en) * 1986-04-24 1987-11-05 Daido Steel Co Ltd Free-cutting oxygen-free copper
JP2004176163A (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Nikko Metal Manufacturing Co Ltd Copper alloy

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2891819B2 (en) * 1992-03-31 1999-05-17 日立アロイ株式会社 Corrosion resistant copper alloy
EP0695372B1 (en) * 1993-04-22 1999-03-31 Federalloy, Inc. Plumbing fixtures and fittings
US5413756A (en) * 1994-06-17 1995-05-09 Magnolia Metal Corporation Lead-free bearing bronze
US5614038A (en) * 1995-06-21 1997-03-25 Asarco Incorporated Method for making machinable lead-free copper alloys with additive
JP2000129375A (en) * 1998-08-18 2000-05-09 Kitz Corp Bronze alloy
JP2002088427A (en) * 2000-09-14 2002-03-27 Kitz Corp Bronze alloy
JP3690746B2 (en) * 2002-09-09 2005-08-31 株式会社キッツ Copper alloy and ingot or wetted parts using the alloy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253350A (en) * 1985-05-04 1986-11-11 Daido Steel Co Ltd Manufacture of free-cutting oxygen-free copper
JPS6247443A (en) * 1985-08-23 1987-03-02 Daido Steel Co Ltd Free-cutting copper
JPS62253743A (en) * 1986-04-24 1987-11-05 Daido Steel Co Ltd Free-cutting oxygen-free copper
JP2004176163A (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Nikko Metal Manufacturing Co Ltd Copper alloy

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