JPH11140567A - 黄銅成形体、金属成形体 - Google Patents
黄銅成形体、金属成形体Info
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- JPH11140567A JPH11140567A JP32699697A JP32699697A JPH11140567A JP H11140567 A JPH11140567 A JP H11140567A JP 32699697 A JP32699697 A JP 32699697A JP 32699697 A JP32699697 A JP 32699697A JP H11140567 A JPH11140567 A JP H11140567A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 押し出し成形以外の結晶粒径微細化方法を提
案するる。 【解決手段】 見掛け上のＺｎ当量が３７〜４６ｗｔ％
の黄銅粉末を準備する第１の工程と、この黄銅粉末を所
定形状に成形し、焼結させる第２の工程と、を経ること
により、平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０
μｍ以下の黄銅成形体を得ることができる。
案するる。 【解決手段】 見掛け上のＺｎ当量が３７〜４６ｗｔ％
の黄銅粉末を準備する第１の工程と、この黄銅粉末を所
定形状に成形し、焼結させる第２の工程と、を経ること
により、平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０
μｍ以下の黄銅成形体を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属成形体、特に黄
銅成形体に関る。
銅成形体に関る。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、加工時の特性である熱間延
性、切削性に優れた黄銅材料、製品使用時の特性である
耐食性、耐ＳＣＣ性、強度に優れた黄銅材料について、
ＰＣＴ／ＪＰ９７／０３１５２にて先に提案している。
性、切削性に優れた黄銅材料、製品使用時の特性である
耐食性、耐ＳＣＣ性、強度に優れた黄銅材料について、
ＰＣＴ／ＪＰ９７／０３１５２にて先に提案している。
【０００３】そして、このような特性を得るための実施
形態としては、結晶粒径の適正化、α、β、γ相の面積
比率、配置の適正化等の緻密な制御を行っており、結晶
粒径の適正化のための実現手段として、押し出し成形時
の断面減少率制御を提案している。
形態としては、結晶粒径の適正化、α、β、γ相の面積
比率、配置の適正化等の緻密な制御を行っており、結晶
粒径の適正化のための実現手段として、押し出し成形時
の断面減少率制御を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、押し出し成
形以外の結晶粒径微細化方法を提案するものである。
形以外の結晶粒径微細化方法を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は、見掛け上のＺｎ含有量が３７〜４６ｗｔ％の黄
銅粉末を準備する第１の工程と、この黄銅粉末を所定形
状に成形し、焼結させる第２の工程と、を経ることによ
り、平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ
以下の黄銅成形体を得ることができる。
発明は、見掛け上のＺｎ含有量が３７〜４６ｗｔ％の黄
銅粉末を準備する第１の工程と、この黄銅粉末を所定形
状に成形し、焼結させる第２の工程と、を経ることによ
り、平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ
以下の黄銅成形体を得ることができる。
【０００６】第１の工程の実施形態としては、単に見掛
け上のＺｎ含有量が３７〜４６ｗｔ％の粉末黄銅を準備
するだけでも良く、黄銅原料を溶解し、その後、アトマ
イズ法、ミル破砕法、ＭＡ法の粉末製造工程を含むよう
にしても良い。また、準備する黄銅粉末の平均結晶粒径
は１μｍ以下であると、成形体の平均結晶粒径を１５μ
ｍ以下に容易にすることができる。
け上のＺｎ含有量が３７〜４６ｗｔ％の粉末黄銅を準備
するだけでも良く、黄銅原料を溶解し、その後、アトマ
イズ法、ミル破砕法、ＭＡ法の粉末製造工程を含むよう
にしても良い。また、準備する黄銅粉末の平均結晶粒径
は１μｍ以下であると、成形体の平均結晶粒径を１５μ
ｍ以下に容易にすることができる。
【０００７】第２の工程の実施形態としては、黄銅粉末
と潤滑剤を混合し、その後混合された黄銅粉末を金型内
に充填し、プレスにより圧縮成形する工程を含むように
しても良い。潤滑剤は、金型内に充填する際に金型壁面
と粉末粒子との摩擦・摩耗を緩和するものであって、
０．５〜１ｗｔ％のステアリン酸亜鉛を含むことが好ま
しい。
と潤滑剤を混合し、その後混合された黄銅粉末を金型内
に充填し、プレスにより圧縮成形する工程を含むように
しても良い。潤滑剤は、金型内に充填する際に金型壁面
と粉末粒子との摩擦・摩耗を緩和するものであって、
０．５〜１ｗｔ％のステアリン酸亜鉛を含むことが好ま
しい。
【０００８】また、第２の工程は、所定形状に成形され
た黄銅粉末を溶融点以下で加熱することにより、黄銅粉
末粒子を拡散結合させる焼結工程を含むことが好まし
く、７００〜９００℃を３０分〜２時間維持することが
好適である。
た黄銅粉末を溶融点以下で加熱することにより、黄銅粉
末粒子を拡散結合させる焼結工程を含むことが好まし
く、７００〜９００℃を３０分〜２時間維持することが
好適である。
【０００９】さらなる実施形態としては、第２の工程
後、冷却速度を制御して冷却後の結晶構造を制御する第
３の工程を有することができるが、具体的な冷却速度と
しては、４００℃以下になるまでの冷却速度が、０．４
Ｋ／ｓｅｃ以上であることが望ましい。なぜならば、冷
却速度が遅いと冷却中に結晶粒径が粗大化するからであ
る。
後、冷却速度を制御して冷却後の結晶構造を制御する第
３の工程を有することができるが、具体的な冷却速度と
しては、４００℃以下になるまでの冷却速度が、０．４
Ｋ／ｓｅｃ以上であることが望ましい。なぜならば、冷
却速度が遅いと冷却中に結晶粒径が粗大化するからであ
る。
【００１０】具体的な結晶構造としては、冷却後に熱間
又は温間加工の温度域に再加熱した場合、α＋β相、β
相の面積比率が３０〜８０％、平均結晶粒径が１５μｍ
以下、好ましくは１０μｍ以下であって、α、β相が均
一に分散している結晶構造を実現することができる。こ
の結晶構造によれば、冷却後に、熱間又は温間加工の温
度域、好ましくは４８０〜７５０℃の温度域に再加熱し
た場合、０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で１６０％
の歪みを与えて破損の無いこと、０．００８３／ｓｅｃ
の歪み速度で５０％の歪みを与えて破損の無いこと、
０．０８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与えて
破損の無いこと、の少なくとも一つの特性を満たすこと
ができる。
又は温間加工の温度域に再加熱した場合、α＋β相、β
相の面積比率が３０〜８０％、平均結晶粒径が１５μｍ
以下、好ましくは１０μｍ以下であって、α、β相が均
一に分散している結晶構造を実現することができる。こ
の結晶構造によれば、冷却後に、熱間又は温間加工の温
度域、好ましくは４８０〜７５０℃の温度域に再加熱し
た場合、０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で１６０％
の歪みを与えて破損の無いこと、０．００８３／ｓｅｃ
の歪み速度で５０％の歪みを与えて破損の無いこと、
０．０８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与えて
破損の無いこと、の少なくとも一つの特性を満たすこと
ができる。
【００１１】具体的な結晶構造の他の実施形態として
は、冷却後に、α＋β相、β相の面積比率が１５％以
上、好ましくは２０％以上であるとともに、α、β相の
平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下
の結晶構造を実現することができる。この結晶構造によ
れば、冷却後に、円筒形試料を１４％アンモニア水溶液
上のアンモニア雰囲気中に荷重を加えながら２４時間暴
露したとき、前記試料が割れない最大応力が１８０Ｎ／
ｍｍ２以上の特性、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−３６０４
に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵抗指数が８０以
上、かつ０．２％耐力又は降伏応力が２５０Ｎ／ｍｍ２
以上の特性、の２つの特性のうち少なくとも１つの特性
を満たすことができる。
は、冷却後に、α＋β相、β相の面積比率が１５％以
上、好ましくは２０％以上であるとともに、α、β相の
平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下
の結晶構造を実現することができる。この結晶構造によ
れば、冷却後に、円筒形試料を１４％アンモニア水溶液
上のアンモニア雰囲気中に荷重を加えながら２４時間暴
露したとき、前記試料が割れない最大応力が１８０Ｎ／
ｍｍ２以上の特性、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−３６０４
に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵抗指数が８０以
上、かつ０．２％耐力又は降伏応力が２５０Ｎ／ｍｍ２
以上の特性、の２つの特性のうち少なくとも１つの特性
を満たすことができる。
【００１２】また、第１の工程で準備した黄銅粉末がＳ
ｎを０．９〜７ｗｔ％含有する場合には、冷却後に、熱
間又は温間加工の温度域、又は３００〜５００℃、好ま
しくは４００〜５００℃の温度域に再加熱した場合、α
＋β＋γ相、α相の面積比率が４４〜６５％、β相の面
積比率が１０〜５５％、γ相の面積比率が１〜２５％、
α、β、γ相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましく
は１０μｍ以下であって、α、β、γ相が分散して存在
する結晶構造を実現することができる。この結晶構造に
よれば、冷却後に４５０℃に再加熱した場合、０．００
０８３／ｓｅｃの歪み速度で５０％の歪みを与えて破損
の無いこと、０．００８３／ｓｅｃの歪み速度で２５％
の歪みを与えて破損の無いこと、０．０８３／ｓｅｃの
歪み速度で３０％の歪みを与えて破損の無いこと、の少
なくとも一つの特性を満たすことができる。
ｎを０．９〜７ｗｔ％含有する場合には、冷却後に、熱
間又は温間加工の温度域、又は３００〜５００℃、好ま
しくは４００〜５００℃の温度域に再加熱した場合、α
＋β＋γ相、α相の面積比率が４４〜６５％、β相の面
積比率が１０〜５５％、γ相の面積比率が１〜２５％、
α、β、γ相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましく
は１０μｍ以下であって、α、β、γ相が分散して存在
する結晶構造を実現することができる。この結晶構造に
よれば、冷却後に４５０℃に再加熱した場合、０．００
０８３／ｓｅｃの歪み速度で５０％の歪みを与えて破損
の無いこと、０．００８３／ｓｅｃの歪み速度で２５％
の歪みを与えて破損の無いこと、０．０８３／ｓｅｃの
歪み速度で３０％の歪みを与えて破損の無いこと、の少
なくとも一つの特性を満たすことができる。
【００１３】特に、第３の工程において、４００℃以下
になるまでの冷却速度が５〜１０００Ｋ／ｓｅｃである
場合には、冷却後に、α＋β相、β相の面積比率が１５
％以上、好ましくは２０％以上であるとともに、α、β
相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ
以下であって、β相中のＳｎ濃度が１．５ｗｔ％以上の
結晶構造を実現できる。
になるまでの冷却速度が５〜１０００Ｋ／ｓｅｃである
場合には、冷却後に、α＋β相、β相の面積比率が１５
％以上、好ましくは２０％以上であるとともに、α、β
相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ
以下であって、β相中のＳｎ濃度が１．５ｗｔ％以上の
結晶構造を実現できる。
【００１４】また、第３の工程において、４００℃以下
になるまでの冷却速度が０．４〜５Ｋ／ｓｅｃの場合に
は、冷却後に、α＋γ相、γ相の面積比率が３〜３０
％、好ましくは５〜３０％であるとともに、α相の平均
結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、γ
相の平均結晶粒径（短径）が８μｍ以下、好ましくは５
μｍ以下であって、さらにはγ相中のＳｎ濃度が８ｗｔ
％以上であって、α相の粒界にγ相が散在している結晶
構造を実現できる。
になるまでの冷却速度が０．４〜５Ｋ／ｓｅｃの場合に
は、冷却後に、α＋γ相、γ相の面積比率が３〜３０
％、好ましくは５〜３０％であるとともに、α相の平均
結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、γ
相の平均結晶粒径（短径）が８μｍ以下、好ましくは５
μｍ以下であって、さらにはγ相中のＳｎ濃度が８ｗｔ
％以上であって、α相の粒界にγ相が散在している結晶
構造を実現できる。
【００１５】さらに、第３の工程において、４００℃以
下になるまでの冷却速度が０．４〜１０Ｋ／ｓｅｃであ
る場合には、冷却後に、α＋β＋γ相、α相の面積比率
が４０〜９４％、β、γ相の面積比率が共に３〜３０％
であるとともに、α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以
下、好ましくは１０μｍ以下、γ相の平均結晶粒径（短
径）が８μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であって、さ
らにはγ相中のＳｎ濃度が８ｗｔ％以上であって、γ相
がβ相を包囲している結晶構造を実現できる。
下になるまでの冷却速度が０．４〜１０Ｋ／ｓｅｃであ
る場合には、冷却後に、α＋β＋γ相、α相の面積比率
が４０〜９４％、β、γ相の面積比率が共に３〜３０％
であるとともに、α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以
下、好ましくは１０μｍ以下、γ相の平均結晶粒径（短
径）が８μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であって、さ
らにはγ相中のＳｎ濃度が８ｗｔ％以上であって、γ相
がβ相を包囲している結晶構造を実現できる。
【００１６】以上の結晶構造によれば、冷却後に、円筒
形試料を１４％アンモニア水溶液上のアンモニア雰囲気
中に荷重を加えながら２４時間暴露したとき、前記試料
が割れない最大応力が１８０Ｎ／ｍｍ２以上の特性を満
たすことができる。
形試料を１４％アンモニア水溶液上のアンモニア雰囲気
中に荷重を加えながら２４時間暴露したとき、前記試料
が割れない最大応力が１８０Ｎ／ｍｍ２以上の特性を満
たすことができる。
【００１７】また、冷却後に、０．２％耐力又は降伏応
力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上の特性、日本工業規格ＪＩＳ
Ｃ−３６０４に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵抗
指数が８０以上の特性、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ
Ｔ−３０３に従う脱亜鉛腐食試験を行なったとき、最
大脱亜鉛深さ７０μｍ以下の耐食性を満たす特性、の３
つの特性のうち少なくとも２つの特性を満たすこともで
きる。
力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上の特性、日本工業規格ＪＩＳ
Ｃ−３６０４に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵抗
指数が８０以上の特性、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ
Ｔ−３０３に従う脱亜鉛腐食試験を行なったとき、最
大脱亜鉛深さ７０μｍ以下の耐食性を満たす特性、の３
つの特性のうち少なくとも２つの特性を満たすこともで
きる。
【００１８】以上の第２の工程を経た黄銅成形体として
は、棒材、板材、管材の他、最終製品形状を実施形態と
して採ることができる。
は、棒材、板材、管材の他、最終製品形状を実施形態と
して採ることができる。
【００１９】また、本発明は、金属粉末を準備する第１
の工程と、この金属粉末を所定形状に成形し、焼結させ
る第２の工程と、焼結後の冷却速度を制御することによ
って、冷却後の結晶構造を制御する第３の工程と、を経
ることにより金属成形体を得ることができる。
の工程と、この金属粉末を所定形状に成形し、焼結させ
る第２の工程と、焼結後の冷却速度を制御することによ
って、冷却後の結晶構造を制御する第３の工程と、を経
ることにより金属成形体を得ることができる。
【００２０】第２の工程後には、平均結晶粒径が１５μ
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であることが好まし
く、第３の工程では、結晶構造制御として結晶粒径制
御、結晶相比率制御を行うことが好ましい。
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であることが好まし
く、第３の工程では、結晶構造制御として結晶粒径制
御、結晶相比率制御を行うことが好ましい。
【００２１】また、このような金属成形体としては、銅
合金成形体、特に黄銅成形体が望ましい。
合金成形体、特に黄銅成形体が望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下詳説す
る。図１は、本実施形態に係る黄銅成形体の製造工程を
示しており、まずステップ１にて、見掛け上のＺｎ含有
量が３７〜４６ｗｔ％で、Ｓｎを０．９〜７ｗｔ％含有
し、平均結晶粒径が１μｍ以下の黄銅粉末を準備する。
る。図１は、本実施形態に係る黄銅成形体の製造工程を
示しており、まずステップ１にて、見掛け上のＺｎ含有
量が３７〜４６ｗｔ％で、Ｓｎを０．９〜７ｗｔ％含有
し、平均結晶粒径が１μｍ以下の黄銅粉末を準備する。
【００２３】ここで、「見掛け上のＺｎ含有量」という
用語は、ＡをＣｕ含有量〔ｗｔ％〕、ＢをＺｎ含有量
〔ｗｔ％〕、ｔを添加した第３元素（例えばＳｎ）のＺ
ｎ当量、Ｑをその第３元素の含有量〔ｗｔ％〕としたと
き、「｛（Ｂ＋ｔ・Ｑ）／（Ａ＋Ｂ＋ｔ・Ｑ）｝×１０
０」の意味で用いる。
用語は、ＡをＣｕ含有量〔ｗｔ％〕、ＢをＺｎ含有量
〔ｗｔ％〕、ｔを添加した第３元素（例えばＳｎ）のＺ
ｎ当量、Ｑをその第３元素の含有量〔ｗｔ％〕としたと
き、「｛（Ｂ＋ｔ・Ｑ）／（Ａ＋Ｂ＋ｔ・Ｑ）｝×１０
０」の意味で用いる。
【００２４】また、ステップ１の前工程として、黄銅原
料を溶解し、その後、アトマイズ法、ミル破砕法、ＭＡ
法の粉末製造工程を入れても良い。このような粉末製造
工程を用いると、平均結晶粒径は１μｍ以下の黄銅粉末
が容易に得ることができる。
料を溶解し、その後、アトマイズ法、ミル破砕法、ＭＡ
法の粉末製造工程を入れても良い。このような粉末製造
工程を用いると、平均結晶粒径は１μｍ以下の黄銅粉末
が容易に得ることができる。
【００２５】次に、ステップ２では、準備した黄銅粉末
を０．５〜１ｗｔ％のステアリン酸亜鉛からなる潤滑剤
と混合し、ステップ３で混合された粉末を金型内に充填
し、プレスにより圧縮成形する。ここで、潤滑剤は金型
内に充填する際に金型壁面と粉末粒子との摩擦・摩耗を
緩和するものである。また、金型形状は棒材、板材、管
材の他、塑性加工及び４００度以上の加熱がされない最
終製品形状であっても良い。
を０．５〜１ｗｔ％のステアリン酸亜鉛からなる潤滑剤
と混合し、ステップ３で混合された粉末を金型内に充填
し、プレスにより圧縮成形する。ここで、潤滑剤は金型
内に充填する際に金型壁面と粉末粒子との摩擦・摩耗を
緩和するものである。また、金型形状は棒材、板材、管
材の他、塑性加工及び４００度以上の加熱がされない最
終製品形状であっても良い。
【００２６】続いて、ステップ４では、所定形状に成形
された黄銅粉末を溶融点以下で加熱することにより、黄
銅粉末粒子を拡散結合させるが、温度条件としては、７
００〜９００℃を３０分〜２時間維持することが好適で
ある。これによって平均結晶粒径１０μｍ以下の黄銅焼
結体を得るのであるが、この平均結晶粒径は黄銅粉末の
初期粒径や、焼結時の温度条件によって制御することが
できる。
された黄銅粉末を溶融点以下で加熱することにより、黄
銅粉末粒子を拡散結合させるが、温度条件としては、７
００〜９００℃を３０分〜２時間維持することが好適で
ある。これによって平均結晶粒径１０μｍ以下の黄銅焼
結体を得るのであるが、この平均結晶粒径は黄銅粉末の
初期粒径や、焼結時の温度条件によって制御することが
できる。
【００２７】そしてステップ５では、焼結後の冷却速度
を制御することによって任意の結晶構造を得るが、ステ
ップ４で得た結晶粒径を粗大化させないために、４００
℃以下になるまでの冷却速度を０．４Ｋ／ｓｅｃ以上に
している。
を制御することによって任意の結晶構造を得るが、ステ
ップ４で得た結晶粒径を粗大化させないために、４００
℃以下になるまでの冷却速度を０．４Ｋ／ｓｅｃ以上に
している。
【００２８】最後のステップ６では、後処理として切削
や研磨等の機械加工や、焼結体を押型に入れて再圧縮し
て寸法矯正するサイジング等を行う。
や研磨等の機械加工や、焼結体を押型に入れて再圧縮し
て寸法矯正するサイジング等を行う。
【００２９】以上示した本実施形態は、鋳造により成形
体を製造する方法に比べて、圧縮成形を用いることや、
７００〜９００℃の温度条件からして、棒材、板材、管
材等の形状を精密に成形できるとともに、後処理での切
削加工等が少なくて済む利点を有する。
体を製造する方法に比べて、圧縮成形を用いることや、
７００〜９００℃の温度条件からして、棒材、板材、管
材等の形状を精密に成形できるとともに、後処理での切
削加工等が少なくて済む利点を有する。
【００３０】本実施形態はまた、本出願人がＰＣＴ／Ｊ
Ｐ９７／０３１５２にて先に提案した、加工時の特性で
ある熱間延性、切削性に優れ、かつ製品使用時の特性で
ある耐食性、耐ＳＣＣ性、強度に優れた黄銅成形体を容
易に得ることができる利点も有する。
Ｐ９７／０３１５２にて先に提案した、加工時の特性で
ある熱間延性、切削性に優れ、かつ製品使用時の特性で
ある耐食性、耐ＳＣＣ性、強度に優れた黄銅成形体を容
易に得ることができる利点も有する。
【００３１】すなわち、先の出願にて提案した特性を得
るための実施形態としては、結晶粒径の適正化（微細
化）、α、β、γ相の面積比率、配置の適正化等の緻密
な制御があるが、本実施形態は、このうち結晶粒径の微
細化に大きく寄与しているのである。具体的な結晶構造
のいくつかの例を以下に示す。
るための実施形態としては、結晶粒径の適正化（微細
化）、α、β、γ相の面積比率、配置の適正化等の緻密
な制御があるが、本実施形態は、このうち結晶粒径の微
細化に大きく寄与しているのである。具体的な結晶構造
のいくつかの例を以下に示す。
【００３２】［結晶構造１］ 冷却後に、熱間又は温間
加工の温度域まで再加熱した場合、α＋β相、β相の面
積比率が３０〜８０％、平均結晶粒径が１５μｍ以下、
好ましくは１０μｍ以下であって、α、β相が均一に分
散している結晶構造を得た。この結晶構造によれば、熱
間又は温間加工の温度域、好ましくは４８０〜７５０℃
の温度域で、０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で１６
０％の歪みを与えて破損の無いこと、０．００８３／ｓ
ｅｃの歪み速度で５０％の歪みを与えて破損の無いこ
と、０．０８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与
えて破損の無いこと、の少なくとも一つの特性を満たす
ことができる。尚、この特性についての試験片の形状、
寸法（標点間距離１２ｍｍ、外径φ２．５mm）を図２
に、試験条件を図３に示す。使用した引っ張り試験機は
機械式を用い、加熱は電気ヒータで、雰囲気は大気中と
した。
加工の温度域まで再加熱した場合、α＋β相、β相の面
積比率が３０〜８０％、平均結晶粒径が１５μｍ以下、
好ましくは１０μｍ以下であって、α、β相が均一に分
散している結晶構造を得た。この結晶構造によれば、熱
間又は温間加工の温度域、好ましくは４８０〜７５０℃
の温度域で、０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で１６
０％の歪みを与えて破損の無いこと、０．００８３／ｓ
ｅｃの歪み速度で５０％の歪みを与えて破損の無いこ
と、０．０８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与
えて破損の無いこと、の少なくとも一つの特性を満たす
ことができる。尚、この特性についての試験片の形状、
寸法（標点間距離１２ｍｍ、外径φ２．５mm）を図２
に、試験条件を図３に示す。使用した引っ張り試験機は
機械式を用い、加熱は電気ヒータで、雰囲気は大気中と
した。
【００３３】［結晶構造２］ 冷却後に、α＋β相、β
相の面積比率が１５％以上、好ましくは２０％以上であ
るとともに、α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、
好ましくは１０μｍ以下の結晶構造を得た。この結晶構
造によれば、（１）円筒形試料を１４％アンモニア水溶
液上のアンモニア雰囲気中に荷重を加えながら２４時間
暴露したとき、前記試料が割れない最大応力が１８０Ｎ
／ｍｍ２以上の特性、（２）日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−
３６０４に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵抗指数が
８０以上、かつ０．２％耐力又は降伏応力が２５０Ｎ／
ｍｍ２以上の特性、の２つの特性のうち少なくとも１つ
の特性を満たすことができる。
相の面積比率が１５％以上、好ましくは２０％以上であ
るとともに、α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、
好ましくは１０μｍ以下の結晶構造を得た。この結晶構
造によれば、（１）円筒形試料を１４％アンモニア水溶
液上のアンモニア雰囲気中に荷重を加えながら２４時間
暴露したとき、前記試料が割れない最大応力が１８０Ｎ
／ｍｍ２以上の特性、（２）日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−
３６０４に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵抗指数が
８０以上、かつ０．２％耐力又は降伏応力が２５０Ｎ／
ｍｍ２以上の特性、の２つの特性のうち少なくとも１つ
の特性を満たすことができる。
【００３４】このうち切削抵抗指数について図４を用い
て詳説すると、切削試験では、旋盤で丸棒状の試料１の
周面を１００〔ｍ／ｍｉｎ〕と４００〔ｍ／ｍｉｎ〕の
２つの異なる速度で切削しつつ、主分力Ｆｖを測定し
た。切削抵抗指数は、主分力に対する切削性が最も良い
といわれる快削黄銅棒（日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−３６
０４）の主分力の百分率である。（切削速度毎の切削抵
抗指数を平均した。）尚、以上の結晶構造１、２は、Ｓ
ｎを０．９〜７ｗｔ％含有しなくても得ることができ
る。
て詳説すると、切削試験では、旋盤で丸棒状の試料１の
周面を１００〔ｍ／ｍｉｎ〕と４００〔ｍ／ｍｉｎ〕の
２つの異なる速度で切削しつつ、主分力Ｆｖを測定し
た。切削抵抗指数は、主分力に対する切削性が最も良い
といわれる快削黄銅棒（日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−３６
０４）の主分力の百分率である。（切削速度毎の切削抵
抗指数を平均した。）尚、以上の結晶構造１、２は、Ｓ
ｎを０．９〜７ｗｔ％含有しなくても得ることができ
る。
【００３５】［結晶構造３］ 冷却後に、熱間又は温間
加工の温度域、又は３００〜５００℃、好ましくは４０
０〜５００℃の温度域まで加熱した場合、α＋β＋γ
相、α相の面積比率が４４〜６５％、β相の面積比率が
１０〜５５％、γ相の面積比率が１〜２５％、α、β、
γ相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μ
ｍ以下であって、α、β、γ相が分散して存在する結晶
構造が得られる。この結晶構造によれば、４５０℃にお
いて、０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で５０％の歪
みを与えて破損の無いこと、０．００８３／ｓｅｃの歪
み速度で２５％の歪みを与えて破損の無いこと、０．０
８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与えて破損の
無いこと、の少なくとも一つの特性を満たすことができ
る。尚、この特性についての試験方法は、図２、図３に
示したものと同じである。
加工の温度域、又は３００〜５００℃、好ましくは４０
０〜５００℃の温度域まで加熱した場合、α＋β＋γ
相、α相の面積比率が４４〜６５％、β相の面積比率が
１０〜５５％、γ相の面積比率が１〜２５％、α、β、
γ相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μ
ｍ以下であって、α、β、γ相が分散して存在する結晶
構造が得られる。この結晶構造によれば、４５０℃にお
いて、０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で５０％の歪
みを与えて破損の無いこと、０．００８３／ｓｅｃの歪
み速度で２５％の歪みを与えて破損の無いこと、０．０
８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与えて破損の
無いこと、の少なくとも一つの特性を満たすことができ
る。尚、この特性についての試験方法は、図２、図３に
示したものと同じである。
【００３６】［結晶構造４］ ４００℃以下になるまで
の冷却速度が５〜１０００Ｋ／ｓｅｃである場合には、
冷却後に、α＋β相、β相の面積比率が１５％以上、好
ましくは２０％以上であるとともに、α、β相の平均結
晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であっ
て、β相中のＳｎ濃度が１．５ｗｔ％以上の結晶構造を
得た。
の冷却速度が５〜１０００Ｋ／ｓｅｃである場合には、
冷却後に、α＋β相、β相の面積比率が１５％以上、好
ましくは２０％以上であるとともに、α、β相の平均結
晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であっ
て、β相中のＳｎ濃度が１．５ｗｔ％以上の結晶構造を
得た。
【００３７】［結晶構造５］ ４００℃以下になるまで
の冷却速度が０．４〜５Ｋ／ｓｅｃの場合には、冷却後
に、α＋γ相、γ相の面積比率が３〜３０％、好ましく
は５〜３０％であるとともに、α相の平均結晶粒径が１
５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、γ相の平均結晶
粒径（短径）が８μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であ
って、さらにはγ相中のＳｎ濃度が８ｗｔ％以上であっ
て、α相の粒界にγ相が散在している結晶構造を得た。
の冷却速度が０．４〜５Ｋ／ｓｅｃの場合には、冷却後
に、α＋γ相、γ相の面積比率が３〜３０％、好ましく
は５〜３０％であるとともに、α相の平均結晶粒径が１
５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、γ相の平均結晶
粒径（短径）が８μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であ
って、さらにはγ相中のＳｎ濃度が８ｗｔ％以上であっ
て、α相の粒界にγ相が散在している結晶構造を得た。
【００３８】［結晶構造６］ ４００℃以下になるまで
の冷却速度が０．４〜１０Ｋ／ｓｅｃである場合には、
冷却後に、α＋β＋γ相、α相の面積比率が４０〜９４
％、β、γ相の面積比率が共に３〜３０％であるととも
に、α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましく
は１０μｍ以下、γ相の平均結晶粒径（短径）が８μｍ
以下、好ましくは５μｍ以下であって、さらにはγ相中
のＳｎ濃度が８ｗｔ％以上であって、γ相がβ相を包囲
している結晶構造を得た。
の冷却速度が０．４〜１０Ｋ／ｓｅｃである場合には、
冷却後に、α＋β＋γ相、α相の面積比率が４０〜９４
％、β、γ相の面積比率が共に３〜３０％であるととも
に、α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましく
は１０μｍ以下、γ相の平均結晶粒径（短径）が８μｍ
以下、好ましくは５μｍ以下であって、さらにはγ相中
のＳｎ濃度が８ｗｔ％以上であって、γ相がβ相を包囲
している結晶構造を得た。
【００３９】以上の結晶構造４〜６によれば、円筒形試
料を１４％アンモニア水溶液上のアンモニア雰囲気中に
荷重を加えながら２４時間暴露したとき、前記試料が割
れない最大応力が１８０Ｎ／ｍｍ２以上の耐ＳＣＣ性に
優れた特性を満たすことができる。この耐ＳＣＣ性試験
は、図５に示すように、ガラスデジケータ２内で円筒状
の試料３に垂直に荷重を加えた状態で、ＮＨ３蒸気雰囲
気中に２４時間暴露した後、割れの発生を調査した。
料を１４％アンモニア水溶液上のアンモニア雰囲気中に
荷重を加えながら２４時間暴露したとき、前記試料が割
れない最大応力が１８０Ｎ／ｍｍ２以上の耐ＳＣＣ性に
優れた特性を満たすことができる。この耐ＳＣＣ性試験
は、図５に示すように、ガラスデジケータ２内で円筒状
の試料３に垂直に荷重を加えた状態で、ＮＨ３蒸気雰囲
気中に２４時間暴露した後、割れの発生を調査した。
【００４０】また、（１）０．２％耐力又は降伏応力が
２５０Ｎ／ｍｍ２以上の特性、（２）日本工業規格ＪＩ
Ｓ Ｃ−３６０４に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵
抗指数が８０以上の特性、（３）日本伸銅協会技術標準
ＪＢＭＡ Ｔ−３０３に従う脱亜鉛腐食試験を行なった
とき、最大脱亜鉛深さ７０μｍ以下の耐食性を満たす特
性、の３つの特性のうち、少なくとも２つの特性を満た
すこともできる。
２５０Ｎ／ｍｍ２以上の特性、（２）日本工業規格ＪＩ
Ｓ Ｃ−３６０４に従う快削黄銅棒を基準とした切削抵
抗指数が８０以上の特性、（３）日本伸銅協会技術標準
ＪＢＭＡ Ｔ−３０３に従う脱亜鉛腐食試験を行なった
とき、最大脱亜鉛深さ７０μｍ以下の耐食性を満たす特
性、の３つの特性のうち、少なくとも２つの特性を満た
すこともできる。
【図１】本発明の実施形態に係る黄銅成形体の製造工程
【図２】同実施形態の高温引張り試験片形状
【図３】同実施形態の高温引張り試験条件
【図４】同実施形態の切削試験の説明図
【図５】同実施形態の耐応力腐食割れ性試験の説明図
１…切削性試験用の試料 ２…ガラスデジケータ ３…耐応力腐食割れ性試験用の試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｋ ６４０ ６４０Ａ ６８３ ６８３ ６８４ ６８４Ａ ６８５ ６８５Ａ ６８７ ６８７ ６９２ ６９２Ａ ６９４ ６９４Ａ ６９４Ｂ
Claims (33)
- 【請求項１】 見掛け上のＺｎ含有量が３７〜４６ｗｔ
％の黄銅粉末を準備する第１の工程と、 この黄銅粉末を所定形状に成形し、焼結させる第２の工
程と、を経て製造された黄銅成形体であって、平均結晶
粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下である黄
銅成形体。 - 【請求項２】 前記第１の工程が、黄銅原料を溶解し、
黄銅粉末を製造する粉末製造工程を含む請求項１記載の
黄銅成形体。 - 【請求項３】 前記粉末製造工程が、アトマイズ法、ミ
ル破砕法、ＭＡ法の何れかである請求項２記載の黄銅成
形体。 - 【請求項４】 前記黄銅粉末の平均結晶粒径が１μｍ以
下である請求項１〜３の何れか記載の黄銅成形体。 - 【請求項５】 前記第２の工程が、前記黄銅粉末と潤滑
剤を混合し、その後混合された前記黄銅粉末を金型内に
充填し、プレスにより圧縮成形する工程を含む請求項１
〜４の何れか記載の黄銅成形体。 - 【請求項６】 前記潤滑剤が、０．５〜１ｗｔ％のステ
アリン酸亜鉛を含む請求項１〜５の何れか記載の黄銅成
形体。 - 【請求項７】 前記第２の工程が、所定形状に成形され
た前記黄銅粉末を溶融点以下で加熱することにより、前
記黄銅粉末粒子を拡散結合させる焼結工程を含む請求項
１〜５の何れか記載の黄銅成形体。 - 【請求項８】 前記焼結工程が、７００〜９００℃を３
０分〜２時間維持するものである請求項７記載の黄銅成
形体。 - 【請求項９】 前記第２の工程後、冷却速度を制御して
冷却後の結晶構造を制御する第３の工程を有する請求項
８記載の黄銅成形体。 - 【請求項１０】 前記第３の工程が、４００℃以下にな
るまで０．４Ｋ／ｓｅｃ以上で冷却してなる請求項９記
載の黄銅成形体。 - 【請求項１１】 冷却後に熱間又は温間加工の温度域に
再加熱した場合、α＋β相、β相の面積比率が３０〜８
０％、平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μ
ｍ以下であって、α、β相が均一に分散している結晶構
造を有する請求項１０記載の黄銅成形体。 - 【請求項１２】 冷却後に、熱間又は温間加工の温度
域、好ましくは４８０〜７５０℃の温度域に再加熱した
場合、 ０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で１６０％の歪みを
与えて破損の無いこと、 ０．００８３／ｓｅｃの歪み速度で５０％の歪みを与え
て破損の無いこと、 ０．０８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与えて
破損の無いこと、 の少なくとも一つの特性を満たす請求項１０記載の黄銅
成形体。 - 【請求項１３】 冷却後に、α＋β相、β相の面積比率
が１５％以上、好ましくは２０％以上であるとともに、
α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１
０μｍ以下の結晶構造を有する請求項１０記載の黄銅成
形体。 - 【請求項１４】 冷却後に、円筒形試料を１４％アンモ
ニア水溶液上のアンモニア雰囲気中に荷重を加えながら
２４時間暴露したとき、前記試料が割れない最大応力が
１８０Ｎ／ｍｍ２以上の特性、 日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−３６０４に従う快削黄銅棒を
基準とした切削抵抗指数が８０以上、かつ０．２％耐力
又は降伏応力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上の特性、 の２つの特性のうち、少なくとも１つの特性を満たす請
求項１０記載の黄銅成形体。 - 【請求項１５】 前記第１の工程で準備した黄銅粉末
が、Ｓｎを０．９〜７ｗｔ％含有してなる請求項１〜１
０の何れか記載の黄銅成形体。 - 【請求項１６】 冷却後に、熱間又は温間加工の温度
域、又は３００〜５００℃、好ましくは４００〜５００
℃の温度域に再加熱した場合、 α＋β＋γ相、α相の面積比率が４４〜６５％、β相の
面積比率が１０〜５５％、γ相の面積比率が１〜２５
％、α、β、γ相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ま
しくは１０μｍ以下であって、α、β、γ相が分散して
存在する結晶構造を有する請求項１０かつ１５記載の黄
銅成形体。 - 【請求項１７】 冷却後に４５０℃に再加熱した場合、 ０．０００８３／ｓｅｃの歪み速度で５０％の歪みを与
えて破損の無いこと、 ０．００８３／ｓｅｃの歪み速度で２５％の歪みを与え
て破損の無いこと、 ０．０８３／ｓｅｃの歪み速度で３０％の歪みを与えて
破損の無いこと、 の少なくとも一つの特性を満たす請求項１０かつ１５記
載の黄銅成形体。 - 【請求項１８】 前記第３の工程が、４００℃以下にな
るまで５〜１０００Ｋ／ｓｅｃで冷却してなる請求項１
０かつ１５記載の黄銅成形体。 - 【請求項１９】 冷却後に、α＋β相、β相の面積比率
が１５％以上、好ましくは２０％以上であるとともに、
α、β相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１
０μｍ以下であって、β相中のＳｎ濃度が１．５ｗｔ％
以上の結晶構造を有する請求項１８記載の黄銅成形体。 - 【請求項２０】 前記第３の工程が、４００℃以下にな
るまで０．４〜５Ｋ／ｓｅｃで冷却してなる請求項１０
かつ１５記載の黄銅成形体。 - 【請求項２１】 冷却後に、α＋γ相、γ相の面積比率
が３〜３０％、好ましくは５〜３０％であるとともに、
α相の平均結晶粒径が１５μｍ以下、好ましくは１０μ
ｍ以下、γ相の平均結晶粒径（短径）が８μｍ以下、好
ましくは５μｍ以下であって、さらにはγ相中のＳｎ濃
度が８ｗｔ％以上であって、α相の粒界にγ相が散在し
ている結晶構造を有する請求項２０記載の黄銅成形体。 - 【請求項２２】 前記第３の工程が、４００℃以下にな
るまで０．４〜１０Ｋ／ｓｅｃで冷却してなる請求項１
０かつ１５記載の黄銅成形体。 - 【請求項２３】 冷却後に、α＋β＋γ相、α相の面積
比率が４０〜９４％、β、γ相の面積比率が共に３〜３
０％であるとともに、α、β相の平均結晶粒径が１５μ
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、γ相の平均結晶粒径
（短径）が８μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であっ
て、さらにはγ相中のＳｎ濃度が８ｗｔ％以上であっ
て、γ相がβ相を包囲している結晶構造を有する請求項
２２記載の黄銅成形体。 - 【請求項２４】 冷却後に、円筒形試料を１４％アンモ
ニア水溶液上のアンモニア雰囲気中に荷重を加えながら
２４時間暴露したとき、前記試料が割れない最大応力が
１８０Ｎ／ｍｍ２以上の特性を満たす請求項１８〜２３
の何れか記載の黄銅成形体。 - 【請求項２５】 冷却後に、０．２％耐力又は降伏応力
が２５０Ｎ／ｍｍ２以上の特性、 日本工業規格ＪＩＳ Ｃ−３６０４に従う快削黄銅棒を
基準とした切削抵抗指数が８０以上の特性、 日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ Ｔ−３０３に従う脱亜
鉛腐食試験を行なったとき、最大脱亜鉛深さ７０μｍ以
下の耐食性を満たす特性、 の３つの特性のうち、少なくとも２つの特性を満たす請
求項１８〜２３の何れか記載の黄銅成形体。 - 【請求項２６】 前記第２の工程を経た黄銅成形体は、
棒材、板材、管材の何れか１つである請求項１〜２５の
何れか記載の黄銅成形体。 - 【請求項２７】 前記第２の工程を経た黄銅成形体は、
その後塑性加工及び４００度以上の加熱がされない最終
製品形状である請求項１〜２５の何れか記載の黄銅成形
体。 - 【請求項２８】 金属粉末を準備する第１の工程と、 この金属粉末を所定形状に成形し、焼結させる第２の工
程と、 焼結後の冷却速度を制御することによって、冷却後の結
晶構造を制御する第３の工程と、を経て製造された金属
成形体。 - 【請求項２９】 前記第２の工程後に、平均結晶粒径が
１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の結晶構造を得
てなる請求項２８記載の金属成形体。 - 【請求項３０】 前記第３の工程では、焼結後の冷却速
度を制御することによって、冷却後の結晶粒径を制御し
てなる請求項２８又は２９記載の金属成形体。 - 【請求項３１】 前記第３の工程では、 焼結後の冷却速度を制御することによって、冷却後の結
晶相比率を制御してなる請求項２８〜３０の何れか記載
の金属成形体。 - 【請求項３２】 前記金属成形体が、銅合金成形体であ
る請求項２８〜３１の何れか記載の金属成形体。 - 【請求項３３】 前記金属成形体が、黄銅成形体である
請求項３２記載の金属成形体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32699697A JPH11140567A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 黄銅成形体、金属成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32699697A JPH11140567A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 黄銅成形体、金属成形体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140567A true JPH11140567A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18194153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32699697A Pending JPH11140567A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 黄銅成形体、金属成形体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140567A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111961887A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-20 | 黑龙江北鸥卫浴用品有限公司 | 一种黄铜的熔炼方法 |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP32699697A patent/JPH11140567A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111961887A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-20 | 黑龙江北鸥卫浴用品有限公司 | 一种黄铜的熔炼方法 |
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