JPS61253153A - 熱間加工可能なリン青銅の鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱間加工可能なリン青銅の鋳造法に関するもの
である。

（従来技術とその問題点） リン青銅は高強度で、がっ、耐蝕性、メッキ性およびハ
ンダ付は性が良好で、特に池の銅合金に比してバネ限界
値が大きいため、端子、コネクター材、バネ材として広
く使用されている。しかしながら、従来のリン青Ｓ＠ｖ
Ｊｉ５Ｌ中には、低融、くのＣｕ−Ｐ相が存在している
ので、熱間圧延を行なうと、熱間脆性を示し、圧延表面
および端面に割れが発生する。しかも、この熱開圧延割
れはＳｎお上びＰの含有量の増加に伴って著しくなる。

このｒこめ、リン青銅鋳塊を薄板に加工するには、ｎ塊
に冷間圧延と焼鈍を繰り返し施す工程が採用されてきた
。この工程は焼鈍を河回ら繰り返すという点で、通常の
熱間圧延を含む５！遣工程と比較して多大のエネルギー
を消費することになる。

（本発明の着眼点） 本発明者は、上記従来法の欠点に鑑み、リン青銅に熱間
加工性を付与すべく、その組成、溶解鋳造条件および熱
間加工条件等について鋭意研究の結果、熱間加工性の向
上に対しては、微量遷移元素の添加による粒界の強化お
よび鋳塊結晶粒の微細化が有効であり、さらに、鋳塊結
晶粒を微細化する方法としては、微細化効果のある元素
の添加、鋳造時の溶湯の温度管理および電磁攪拌鋳造等
の方法が提案されるが、リン青銅の熱間加工性の向上に
は、合金成分の化学組成を全く変更せず、鋳塊結晶粒の
微細化、マクロ偏析の抑制、引巣の防止、ｉ塊の残留応
力の減少および含有ガス量の減少を図ることのできる電
磁撹拌鋳造法を採用するのが望ましいことを見出し１、
本発明を完成するに至った。

（本発明の要旨） 即ち、本発明は８口：　３．０〜９．０国Ｌ％、Ｐ：　
０．０３−０．２　ｗｔ％、残部Ｃｕおよび不純物から
なる溶湯に、鋳型内表面から内部深さ２０１１１Ｉｎに
至る空間において、平均磁束密度が２００波数で２〜６
ｔ）Ｈｚ）の交番磁界を加え、連続的に鋳造する熱間加
工可能なリン青銅の債遣法にある。

本発明において、リン青銅成分Ｓｎは引張強さ、伸びお
よびバネ限界値を高める元素であるが、含有ｆｉ　３．
０　ｗｔ％未満では充分な引張強さ、伸びおよびバネ限
界値が得られない。他方、９．Ｏｕｔ％を越えて含有さ
れると、熱間脆性が現れる。

したがって、Ｓｎ　３．０〜９．０ｗＬ％が適当である
。

リン青銅成分Ｐｉ、を溶湯の脱酸効果および湯流れ性の
改善効果を有する元素であるが、その含有量がＯ、（、
＋　３　ｗＬ％未満ではその効果が不十分で、鋳塊が不
健全となりやすく、また、　０，２０ｉｕｔ％を越えて
含有されると、低融点の金属間化合物であるところのＣ
ｕ　＝　Ｐ　（Ｃｕ　−Ｃｕ　＝　Ｐ集品温度７１４°
Ｃ）等が出現し、熱間脆性を示すようになるため、その
含有量はＰｏ、０３〜０．２０１％が適当である。

電磁攪拌条件としては、まず周波数の設定であるが、金
属溶湯を電磁撹拌する場合、溶湯に働く撹拌力Ｆ、磁束
密度Ｂおよび交番磁界の周波数ｒの間には、一般に、 Ｆ　−８２Ｆ・・・・・・・・・・・・　■の関係が成
り立つ。即ち、同−攪拌力を得るに必要な磁束密度は周
波数の低下とともに増大する。

一方、磁場の浸透深さｄと周波数ｆの開には、ｄ−ｃｆ
’　　・・・・・・・・・・・・　■の関係が成立する
。即ち、周波数の小さい磁場程その浸透の深さが大とく
なる。交番磁界の周波数２１−１７．未満では溶湯撹拌
のｒこめに天外な磁束密度が必要となり、磁場発生用の
コイルおよびコアが大型化して一磯あたりの占有面積が
犬となり、作業性が大幅に低下するなどの不具合が生ず
る。また、磁場の周波数が６０Ｈｚより大きくなると、
磁場の浸透の深さが減少するため、その減少分を補うの
に大きな磁束密度が必要となり、コイル駆動用の電源が
巨大化する。しｒこがって、交番磁界の周波数としては
、２〜６０　Ｈｚが適当である。

次１：、磁束密度ヵ、２００〜カツエ未満（６０Ｈｚで
、２６ガウス、２Ｈｚでは１４１ガウス）のときは、溶
湯に作用する撹拌力が小さいため、溶湯が十分攪拌でき
ず、鋳塊結晶粒の微細化効果が得られない。また、磁束
密度が１９４Ｏｆ’２ガウスより大きい（６０Ｈ２で２
５０ガウス、２Ｈｚで１３７０がウス）ときは、結晶粒
の微細化効果が飽和すること、また、溶湯流動速度が大
きすぎ、かえって又ラグおよび７ランクス等を巻き込む
おそれがある。したがって、磁束密度としては、２００
〜１９４０ｆ’ｆｆウス（ｒは交番磁界の周波数）が適
当である。

上述の条件下に電磁撹拌されて連続的に鋳造される本発
明に係るリン青銅は熱間加工性、冷間加工性ともに非常
に良好であるが、熱間加工の場合は熱間加工温度は７０
０〜８　ｆ）　Ｏ’Ｃが適当である。

すなわち、７００℃未満で圧延すると、鋳塊の変形抵抗
が大きいので、加工性が悪く、また、圧延機に対する負
荷が大きくなる。他方、８（）０°Ｃを越える温度で圧
延すると、熱間脆性が現れ、粒界割れが発生し易くなる
からである。

以下、本発明を実施例に基いて詳細に説明する。

（実施例） 図に示す電磁撹拌鋳造装置により、下記第１表に示すリ
ン青銅成分、電磁攪拌条件の下、１２００°Ｃの鋳造温
度で鋳遺し、断面積６０１圃ＬＸ　１００　ｍｌの鋳塊
を得る。鋳塊は長さ約１５０ｍｍに切断し、厚さ５５關
まで固剤し、欠陥のないことを蛍光探傷検査にて確認し
て熱間圧延に供した。　これを７７５°Ｃに約３０分保
持後、５５→５０→４７→３０〜＋２４−＋１９−１１
５ｍｍの順序で厚さ１５ｍ＋ｎまで熱間圧延し、全工程
を通じて熱間加工性の評価を行なった。　なお、図にお
いて、０）は溶湯で、タンディシュ装置（２）からノズ
ル（３）を介して鋳型（４）に注入しつつ、ダミーヘッ
ド（７）を降下させ、該鋳型外周を取り囲む電磁撹拌フ
ィル（６）にて溶湯を撹拌しつつ、冷却水路（５）にて
冷却して鋳造するようになっている。

第１表に示すように、従来法による市販のリン青銅（比
較材Ｎｏ、５．６）はいずれも熱間途中で激しい割れを
生じ、熱間圧延が不可能となるが、鋳造時に電磁攪拌を
した本発明に係るリン青銅（Ｎｏ。

１〜４）は良好な熱間加工性を示した。

（本発明の作用効果） 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、８口　
３．０〜９．０ｕ＋ｔ　　％、　Ｐｏ、０３〜０．２ｕ
＋Ｌ％、残部Ｃｕおよび不純物からなるリン青銅の溶湯
に、所定の電磁撹拌を行ないつつ、連続的に鋳造するこ
とにより、従来のリン青銅鋳造材に比して組織が微細な
等軸品となり、マクロ偏析が少なく、健全性も大幅に改
善された鋳塊となり、非常に良好な熱間加工性を有する
ようになる。したがって、従来のように薄板加工をする
際に、冷間圧延と焼鈍を繰り返すという非能率的な工程
を経ることなく、また、エネルギーの節約となるので、
実際面ではその経済的価値は頗る大である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法を実施するに適する電磁攪拌装置の概要
図である。 （１）は溶湯、　（２）はタンディシュ装置、（３）は
ノズル、　（・４）は鋳型、　（５）は冷却水路、（６
）は電磁撹拌フィル、　（７）は底板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｎ：３．０〜９．０ｗｔ％、Ｐ：０．０３〜０
   ．２ｗｔ％、残部Ｃｕおよび不純物からなる溶湯に、鋳
   型内表面から内部深さ２０ｍｍに至る空間において、平
   均磁束密度が２００ｆ＾−＾１＾／＾２〜１９４０ｆ＾
   −＾１＾／＾２ガウス（ｆは交番磁界の周波数で２〜６
   ０Ｈｚ）の交番磁界を加え、連続的に鋳造することを特
   徴とする熱間加工可能なリン青銅の鋳造法。