JP4276735B2

JP4276735B2 - 超快削黄銅

Info

Publication number: JP4276735B2
Application number: JP14879999A
Authority: JP
Inventors: 昭江刺
Original assignee: 株式会社キッツメタルワークス
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: JP2000336441A

Description

【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ＪＩＳＨ３２５０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、ＢＮＦＲｅｐｏｒｔＤｒａｆｔＰａｐｅｒＮｏ．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１００℃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０．０２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

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。