JPH05271850A

JPH05271850A - 快削性白色合金

Info

Publication number: JPH05271850A
Application number: JP10244592A
Authority: JP
Inventors: Akira Esashi; 昭江刺; Masao Asako; 正夫浅子; Yoshiaki Osawa; 義昭大沢; Hiroyuki Nakayama; 博幸中山; Ryuichi Yamamoto; 隆一山本
Original assignee: NORINAGA SHINDOUSHIYO KK
Current assignee: NORINAGA SHINDOUSHIYO KK
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1992-03-30
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【構成】銅４５．０〜４８．５重量％、ニッケル１
０．１〜１４重量％、マンガン５〜９重量％、鉛０．５
〜２．５重量％及びアルミニウム０．５〜１．５重量％
を含み、残りが亜鉛及び不可避成分から成る組成におい
て、亜鉛当量に基づいて換算したマトリックス中の銅含
量を６２％以下に調整して成る快削性白色合金である。【効果】本発明合金は、光沢ある白色を呈し、優れた
機械的強度、切削性を有し、かつ熱間加工に際して割れ
を生じることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光沢ある白色を呈し、
優れた機械的強度、切削性及び熱間加工性を有する新規
な快削性白色合金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】洋白のような銅基白色合金は、建築内外
装用材料、装飾、工芸品用材料、機械部品材料、鍵材な
どとして広く用いられているが、その使用目的に応じ、
快削性、熱間加工性、冷間加工性、耐食性、機械的強度
などを改善するために多種多様の組成が提案されてい
る。

【０００３】これらの白色合金は、一般にＭｎ，Ｚｎ，
Ｎｉ及びＣｕを主体とし、これに物性を改善するための
他の金属成分、例えばＡｌ，ＰｂとＣｏやＦｅなどを加
えたもの（特公昭６０−１３４１６号公報、特公昭６１
−１０５４１号公報）、Ａｌ，ＰｂとＢや希土類元素を
加えたもの（特公昭６０−１３４１７号公報）、Ａｌ，
ＰｂとＣａ，Ｓｅ及びＴｅの中の少なくとも１種を加え
たもの（特公昭５９−５２２２２号公報）などである。

【０００４】また、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｎ及びＺｎから成る
銀白色の耐食性銅基合金（特公昭６２−２６１９号公
報）やＮｉ，Ｍｎ，Ｐｂ，Ｚｎ及びＣｕから成る銀白色
の快削性銅基合金（特開平１−１７７３２７号公報）も
知られている。

【０００５】ところで、これらの白色合金において、Ｎ
ｉとＭｎの含有割合がＣｕに比べ大きくなると白色が強
まることが知られているが、Ｃｕの含有割合を小さくす
ると機械的強度の低下をもたらす上に、Ｎｉの量を多く
するとコスト高になり、またＭｎの量を多くすると軟化
焼鈍した際に緑色のＭｎＯを生じ、これの除去が困難に
なるため、その配合量は自ら制限されるのを免れない。

【０００６】他方、Ｐｂは快削性を向上する効果を示す
が、これを添加すると、６００℃以上の温度で熱間加工
したときに割れを生じるという欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した白
色合金において避けることができない問題点を克服し、
光沢ある白色を呈し、しかも良好な機械的強度、切削性
及び熱間加工性をもつ白色合金を提供することを目的と
してなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｍｎ，Ｐｂ及びＺｎを含有する組成の白色合金につ
いて種々検討した結果、亜鉛当量に基づいて換算したＣ
ｕの量を特定範囲に調整した上、Ａｌを添加することに
より、良好な白色光沢を呈し、しかもＰｂ添加に基づく
熱間加工割れを抑制しうることを見出し、この知見に基
づいて本発明をなすに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、銅４５．０〜４８．
５重量％、ニッケル１０．１〜１４重量％、マンガン５
〜９重量％、鉛０．５〜２．５重量％及びアルミニウム
０．５〜１．５重量％を含み、残りが亜鉛及び不可避成
分から成る組成において、亜鉛当量に基づいて換算した
マトリックス中の銅含量を６２％以下に調整して成る快
削性白色合金を提供するものである。

【００１０】本発明合金においては、Ｃｕの含有量を４
５．０〜４８．５重量％の範囲内にすることが必要であ
る。これよりもＣｕが少ないと伸びや冷間加工性が低下
するし、また、これよりもＣｕが多くなると機械的強度
が低下すると同時に光沢ある白色の外観が得られなくな
る。

【００１１】次に、Ｎｉの含有量は１０．１〜１４重量
％の範囲内にすることが必要である。これよりもＮｉが
少ないと、光沢ある白色の外観が得られないし、また、
これ以上量を多くしても色調の向上はみられずコスト高
になるだけである。

【００１２】また、Ｍｎの含有量は５〜９重量％の範囲
内にする必要がある。これよりもＭｎが少ないと色調が
劣化するし、またこれよりもＭｎが多くなると軟化焼鈍
する際、緑色のＭｎＯを生じるが、これは硫酸洗浄その
他によっても除去することができないため、外観が劣化
するのを免れない。

【００１３】これらのＣｕ，Ｍｎ及びＮｉの間の量的関
係としては、ＭｎとＮｉの合計量に対するＣｕの量の重
量比が３以下になるように選ぶのが好ましい。

【００１４】次に、本発明合金においては、快削性を付
与するための成分としてＰｂを０．５〜２．５重量％の
範囲内で添加することが必要である。これよりもＰｂが
少ないと、快削性の付与が不十分になるし、またこれよ
りもＰｂが多くなると熱間加工割れの抑制が困難にな
る。

【００１５】ところで、本発明合金においては、Ｐｂの
添加に起因する熱間加工割れを抑制するために、Ａｌを
０．５〜１．５重量％の範囲で添加するが、このＡｌの
添加の効果は、亜鉛当量に基づいて換算したマトリック
ス中の銅含量（以下銅マトリックス量という）を６２％
以下に調整することによってはじめて発揮される。

【００１６】この銅マトリックス量Ａ′（％）は、次式
にしたがって計算することができる。

【００１７】

【数１】

【００１８】この式においてＡはＣｕの含有量（重量
％）、ＢはＺｎの含有量、ｑは添加各成分元素のそれぞ
れの含有量（重量％）、ｔは各成分元素に固有のＺｎ当
量でＮｉは−１．３、Ｐｂは１．０、Ｍｎは０．６、Ａ
ｌは６．０である。

【００１９】そして、この銅マトリックス量が６２％よ
りも大きい場合には、Ａｌを添加しても熱間加工割れを
抑制することができない。これは、銅マトリックス量が
６２％以下の場合は、ＡｌがＰｂの粒界割れを防ぎ、熱
間加工性の良好なα，β２相合金を形成するが、６２％
よりも大きくなると、このような合金の形成が困難にな
るためであると考えられる。

【００２０】本発明合金は、前記した組成とすることに
より、引張強さ７００Ｎ／ｍｍ^２以上、伸び６％以上と
いう優れた機械的性質が達成され、しかも長期間にわた
って放置しても光沢色調の変化を生じることはない。

【００２１】

【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、各例における物性は以下の方法により測定
したものである。

【００２２】（１）色調；径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの
鋳物試料を長さ１０ｍｍの輪切りに切断し、バフ研摩し
て鏡面状に仕上げて観察した。

【００２３】（２）切削性；径２０ｍｍの鋳物試料より
径１０ｍｍの試片を切り出し、卓上旋盤による旋削を行
い、その際の切削抵抗、切屑形態を比較し、次の基準で
評価した。 ○：切削抵抗が小さく、切屑形態は針状である。 ×：切削抵抗が大きく、切層形態は連続状である。

【００２４】（３）機械的性質；径２００ｍｍ、長さ７
００ｍｍのインゴットを作成し、７５０〜８００℃に加
熱し、厚さ１０ｍｍ、巾１５０ｍｍに押出したのち、３
０〜４０％の冷間加工を行って２ｍｍ厚に仕上げた板の
引張強さ（Ｎ／ｍｍ^２）及び伸び（％）を測定した。

【００２５】（４）熱間加工性；径２０ｍｍの鋳物試料
を長さ３０ｍｍに輪切りにし、７５０〜８００℃に加熱
したのち、厚さ１０ｍｍに熱間鍛造し、円板に生じた欠
陥を観察して、以下の基準により評価した。 ◎：割れが全く認められない。 ○：細かい割れが認められる。 ×：大きい割れが認められる。

【００２６】（５）耐候性；前記（１）で得た鏡面仕上
げのしを１，４４０時間（６０日間）室内に放置したの
ち、その変色と光沢減少の度合を観察し、以下の基準に
より評価した。 ○：全く変化なし ×：変色、光沢減少あり

【００２７】実施例１〜４表１に示す割合でＣｕ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｐｂ，Ａｌ及びＺ
ｎの各粉末を混合し、この混合物を黒鉛るつぼ中に入
れ、電気炉により約１５００℃に加熱し、溶融すること
により、白色合金を製造した。このようにして得られた
白色合金の物性を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】この表から明らかなように、本発明合金は
いずれも優れた光沢白色を呈し、かつ良好な切削性、機
械的性質、熱間加工性、耐候性を示す。

【００３０】比較例１〜３実施例１〜３と同じ組成と銅マトリックス量を有するが
Ａｌを添加しない白色合金を、実施例１〜３と同様の方
法で製造した。得られた白色合金の物性を表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】この表から明らかなように、Ａｌを添加し
ない場合は、切削性、機械的性質、耐候性は良好である
が熱間加工性は不良である。

【００３３】比較例４、５銅マトリックス量が６４％及び６６％である点以外は、
それぞれ実施例１〜４に対応する組成をもつ白色合金を
実施例１〜４と同様の方法で製造した。このようにして
得た白色合金の物性を表３に示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】この表から明らかなように銅マトリックス
量が６２％よりも大きくなると、Ａｌを添加しても熱間
加工性の改善は認められない。

【００３６】比較例６Ｃｕ４７重量％、Ｎｉ１０．５重量％、Ｍｎ７重量％、
残部Ｚｎの組成をもつ白色合金を実施例１〜４と同様の
方法で製造した。このようにして得た白色合金は、色
調、熱間加工性、耐候性は良好であったが、切削性は不
良であった。

【００３７】

【発明の効果】本発明合金は、光沢ある白色を呈し、優
れた機械的強度、切削性を備える上に、熱間加工に際し
て割れを生じることがないので、特に鍵材として好適に
用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅４５．０〜４８．５重量％、ニッケル
１０．１〜１４重量％、マンガン５〜９重量％、鉛０．
５〜２．５重量％及びアルミニウム０．５〜１．５重量
％を含み、残りが亜鉛及び不可避成分から成る組成にお
いて、亜鉛当量に基づいて換算したマトリックス中の銅
含量を６２％以下に調整して成る快削性白色合金。