JPH06240389A - 特殊合金系金色材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装飾品などに用いる金色の銅合金であって、
安価で、金色の度合いが高く、加工が容易で、しかも機
械的特性に優れたものを提供する。 【構成】 Ｚｎ：８〜１５％，Ｎｉ：１〜５％，Ｓｎ：
１〜５％，Ｍｎ：０．１〜１％，Ｃｕ９０％以下の含有
重量％よりなるα相の特殊銅合金系金色材とする。また
は、Ｚｎ：８〜１５％，Ｎｉ：１〜５％，Ｓｎ：１〜５
％，Ｍｎ：０．１〜１％，Ｃｕ９０％以下の含有重量％
よりなり、固溶体硬化により引張り強さ及び硬さを改善
されたα相の特殊銅合金系金色材とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装飾品などに用いる金
色をした銅合金に関し、安価で、金色の度合いが高く、
加工が容易で、機械的特性に優れた銅合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金色をした銅合金で、装飾品、建
築金具、照明器具部品、及び食器などに使用するもの
は、黄銅（Ｃｕ６５％Ｚｎ３５％）またはＣｕ−Ｚｎ系
にＡｕ，Ａｇ，Ｓｎなどの成分を適宜組み合わせるもの
であった（例えば特開昭５６−６９３３８）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｕや
Ａｇなどを含むものは高価な合金になってしまう。ま
た、金色の度合いを高くするために、例えばＺｎを多く
含むと（正確には３８％以上含むと）合金がα相から２
相になり、加工の際に高い温度で焼鈍しなければならず
設備コストなどが高くついてしまうものであった。ま
た、Ｃｕに含まれる他の金属成分を少なくしα相にする
と、今度は引張り強さや硬さといった機械的特性が劣る
傾向にあった。

【０００４】本発明は、以上の問題点を解決するために
成されたもので、安価で、加工が容易であり、金色の度
合いがピンクゴールド１４或いはホワイトゴールド１４
以上で、機械的特性に優れた特殊銅合金系金色材を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、この出願の第１発明は、Ｚｎ：８〜１５％，Ｎ
ｉ：１〜５％，Ｓｎ：１〜５％，Ｍｎ：０．１〜１％，
Ｃｕ９０％以下の含有重量％よりなるα相の特殊銅合金
系金色材である。第２発明は、Ｚｎ：８〜１５％，Ｎ
ｉ：１〜５％，Ｓｎ：１〜５％，Ｍｎ：０．１〜１％，
Ｃｕ９０％以下の含有重量％よりなり、固溶体硬化によ
り引張り強さ及び硬さを改善されたα相の特殊銅合金系
金色材である。

【０００６】

【作用】第１発明及び第２発明は、成分から明らかなよ
うにα相の合金であり、２相の合金に比べ加工が容易で
ある。また高価なＡｕやＡｇを含まない。金色の度合い
は、図４に示すように、優れている。また機械的特性
は、図２及び図３に示すように、優れている。

【０００７】Ｚｎは、８％以下では金色の度合い及び機
械的特性に与える影響が小さく、１５％以上では耐蝕性
の劣化の原因となる。Ｎｉは、金色の度合いに効果があ
るが、１％以下ではその効果が認められず、５％以上で
は合金を２相としてしまう。Ｓｎも同様の理由により１
％以上で５％以下とする。Ｍｎは、Ｎｉ及びＳｎの添加
効果が大であり、限定範囲として０．１〜１．０％とす
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例である３通りの合金
〜の成分を従来の合金の成分と比較表１に示して説明
する。

【０００９】

【表１】

【００１０】表１に示すように本実施例の３つの合金
〜はその成分重量％から解るように、全てα相合金で
ある。特に、ＮｉやＳｎの％が押さえられ２相合金にな
らないよう配慮されている。

【００１１】一般に、金色の銅合金からなる線、板など
は素材インゴットの段階で、即ち製品化をおこなう前
に、圧延加工や焼鈍により機械的な性質、形状、寸法、
及び組織を均一化する中間加工を行う。その後、再び焼
鈍して製品化加工を行う。銅合金などの合金には、周知
のように、α合金と２相合金があるが、これらは成分に
より決まる。

【００１２】α合金は、冷間加工が容易であり、通常圧
延加工率が大で、焼鈍などの特殊な熱処理を必要としな
い。これに対し２相合金は焼鈍などの特殊な熱処理をし
なければ加工が困難である。例えば、２相の金色の銅合
金は、８５０℃〜９５０℃の高温で焼鈍を行う中間加工
を経て、製品化加工の際には更に８００℃〜１０００℃
のより高温で焼き入れ、６０〜９０分の長時間の焼戻し
をする焼鈍を経て加工を行わねばならない。これに対し
α相の金色の銅合金は、素材インゴットからの中間加工
は冷間加工が行え、製品化加工前にも６００℃〜７００
℃の比較的低温で１０〜３０分の空冷をして焼鈍を行え
ばよい。

【００１３】従って、従来のように例えばＺｎを多く含
むＣｕ−Ｚｎ銅合金（正確にはＺｎを３８重量％以上含
む合金）は焼鈍が面倒で高価な設備を必要としコスト高
となる。これに対し本実施例の銅合金は、初めの中間加
工は冷間加工で済み、製品化加工の際の焼鈍も比較的低
温の焼き入れ、短時間の焼戻しでよい。よって、素材イ
ンゴットから種々の形状に塑性加工することが容易に行
える。ひいては、プレス性、深絞り性にも優れる。

【００１４】また、ＡｕやＡｇなどの非常に高価な金属
は含まず、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｍｎなどは比較的少量となって
おり、安価な銅合金とすることができる。次に、比較合
金〜との機械的特性の比較を表２に示して行う。

【００１５】

【表２】

【００１６】この比較は、各合金〜とも、同一の質
別１／２Ｈ材（ＪＩＳで規定された合金の質）となるよ
うに加工を行った後に比較実験を行ったものである。こ
れら比較合金〜もα相銅合金であり加工は比較的容
易であるが、本実施例の銅合金は更に機械的特性も優れ
ている。即ち、引張り強さや硬度の値が比較合金に比べ
高い。

【００１７】この機械的特性は、表３に示すように１度
圧延加工などの中間加工により金属に固溶体硬化を生じ
させることで、更に改善される。

【００１８】

【表３】

【００１９】表３は各合金〜とも焼鈍等の加工をお
こなわないままの状態から比較実験をしたものである。
特に黄銅（Ｃｕ６５％Ｚｎ３５％）に比べ、冷間加工
率に対する引張り強さまたは硬度の増加が大きい。ま
た、本実施例のの銅合金は、アルミ青銅の機械的
特性を超えるものとなっている。

【００２０】このように機械的特性が優れることで、従
来強度が必要な金具などではステンレスに金メッキを施
し使用していたものに対し、本実施例の合金をそのまま
使用することも可能な場合が生じる。

【００２１】尚、従来においては機械的特性を向上させ
るためＮｉやＳｎの重量％を増加させていたが、この増
加により金属はα＋θの２相になるため、加工を行うに
際しては特殊な熱処理が必要となる。これに対し本実施
例は前記したようにα相の範囲であり、機械的特性に優
れているにもかかわらず前記特殊な熱処理は不要とな
る。

【００２２】本実施例の金色の度合いは、表４に
示すように優れている。

【００２３】

【表４】

【００２４】表４における判定は、◎○□△の順に優れ
ている。実施例である銅合金は１８金と同等の金色の
度合いを有し、銅合金は１４金と同等の金色の度合い
を有する。また、比較的金色の度合いが低い本実施例の
銅合金であっても、ピンクゴールド１４（Ａｕ５５
％，Ｃｕ３１％，Ｎｉ４％）と同等であり、ホワイトゴ
ールド１４（Ａｕ５８％，Ｃｕ１５％，Ｎｉ１５％）よ
りも優れている。尚、これらの合金は全て圧延加工した
し＃１０００バフ研磨した後に比較した。

【００２５】また、本実施例の銅合金は耐蝕性において
黄銅、アルミ青銅に対し同等またはそれ以上の性質を有
する。

【００２６】更に、本実施例の銅合金は、表５に示すよ
うに直接金メッキ性に優れている。

【００２７】

【表５】

【００２８】即ち、従来の黄銅はＣｕまたはＮｉメッ
キを前処理として行った後でなければ金メッキができに
くいものであったが、このようにして行った金メッキの
出来具合いに対し、本実施例の銅合金に直接金メッ
キを施したものは同等の出来具合いであった。そして、
本実施例の銅合金においては、それ以上の出来具合い
を示した。これらに比べ従来の青銅の金メッキは劣る
ものであった。

【００２９】合金の表面に金メッキをする際にも、経年
変化を考えると合金自体が金色をしていることが望まし
い。そして、金メッキ前に前処理のメッキが必要でなけ
れば、その分だけ工数が少なくなり、コストダウンがは
かれる。また、Ｎｉアレルギーにより女性の皮膚にトラ
ブルを生じることがあるが、Ｎｉメッキによる前処理が
必要でなくなれば、そのようなトラブルも防止できる。

【００３０】以上の実施例は３つの銅合金につい
て説明したが、本発明はこれらの銅合金の成分に限るこ
となく、特許請求の範囲の成分の重量％により同等の効
果、或いはそれ以上の効果を得ることができる。

【００３１】特にＺｎは、鋳造性、加工性の向上及び金
色の色彩の選択に有効である。但し、８％以下では色
彩、機械的特性に大きな影響を与えることがなくなる。
また、１５％以上では特に耐蝕性の劣化の原因となる。
従って限定範囲として８〜１５％とする。

【００３２】Ｎｉは、耐蝕性、靱性の向上と、金色の度
合いを高める効果がある。但し、１％以下ではその効果
が認められない。また、Ｓｎの％との組み合わせにもよ
るが、Ｎｉが５％以上になるとα＋θの２相合金とな
り、加工の前に特殊な熱処理を必要とするなど加工性が
悪くなる。よって限定範囲を１〜５％とする。

【００３３】Ｓｎは、耐蝕性、機械的特性の改善及び溶
接性の向上と金色の度合い向上にも有効である。但し１
％以下では有効性が認められない。前記Ｎｉの場合と同
様、Ｎｉの％との組み合わせにもよるが、Ｓｎが５％以
上となると加工性が悪くなるので、５％以下とする。

【００３４】Ｍｎは、脱酸及び鋳造性に効果がある。ま
た、耐蝕性、機械的特性の改善にも効果があるが、Ｎｉ
及びＳｎの添加効果が大であり、限定範囲として０．１
〜１．０％とする。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の特殊銅合
金系金色材によれば、ＡｕやＡｇを含まず安価であり、
α相金属であることから加工が容易であり、しかもピン
クゴールド１４及びホワイトゴールド１４以上の金色度
合いを有し、黄銅などに比べ引張り強さ及び硬さに優れ
ている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｚｎ：８〜１５％，Ｎｉ：１〜５％，Ｓ
   ｎ：１〜５％，Ｍｎ：０．１〜１％，Ｃｕ９０％以下の
   含有重量％よりなるα相の特殊銅合金系金色材。
2. 【請求項２】 Ｚｎ：８〜１５％，Ｎｉ：１〜５％，Ｓ
   ｎ：１〜５％，Ｍｎ：０．１〜１％，Ｃｕ９０％以下の
   含有重量％よりなり、固溶体硬化により引張り強さ及び
   硬さを改善されたα相の特殊銅合金系金色材。