WO2020129156A1 - 無鉛快削りん青銅棒線材及び無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法 - Google Patents

無鉛快削りん青銅棒線材及び無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法 Download PDF

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lead
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良政 平井
耕平 小川
達哉 大塚
藤井　隆
昭央 清水
祥人 松木
安志知 五日市
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株式会社栗本鐵工所
株式会社藤井製作所
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    • C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C—ALLOYS
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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
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    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working

Definitions

  • the present invention relates to a lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire and a method for manufacturing a lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire that achieves high strength and is excellent in machinability.
  • Phosphor bronze is a Cu (copper)-Sn (tin)-P (phosphorus)-based alloy, and various characteristics are created depending on the Sn content. Phosphor bronze is tough, has excellent corrosion resistance, wear resistance, and solderability, and is suitable for a wide range of applications.
  • Free-cutting phosphor bronze is an alloy that improves the machinability of phosphor bronze by adding Pb (lead) to phosphor bronze, and is used for machine screws, bearings, bushes, bolts, nuts, ballpoint pen parts, etc.
  • Pb is a specific harmful substance that may adversely affect the central nervous system of humans
  • Patent Document 1 As the lead-free copper alloy, in Patent Document 1, Sn is contained in 0.5 to 11.0 mass%, P is contained in 0.03 to 0.35 mass%, S is contained in 0.02 to 1.0 mass%, and the balance is Cu. Further, a copper alloy wrought material having a component composition composed of unavoidable impurities (for example, refer to paragraph (0030) of the present invention, “Invention Example 8”).
  • Patent Document 2 describes a copper alloy containing Sn, S (sulfur), Fe (iron), and P in addition to Cu
  • Patent Document 3 describes a copper alloy including Cu.
  • Sn, Zn (zinc), Ni (nickel), S, P containing copper alloys are described.
  • the copper alloy wrought material disclosed in Patent Document 1 has a problem that the strength (for example, bending strength, header workability, wear resistance, etc.) required for parts using phosphor bronze cannot be obtained. There is.
  • Patent Documents 2 and 3 are castings. Castings are not applicable to wrought materials because they have significantly different functions and uses from wrought materials. Further, in Patent Documents 2 and 3, there is no disclosure of a technique relating to cold working or the like for obtaining a wrought material, and there is no suggestion to wrought the obtained copper alloy.
  • Bi bismuth
  • the purpose of the present invention is to obtain a high strength required for parts using phosphor bronze, also excellent in machinability, the cutting waste is not connected and fine, sufficient precision machining is also possible.
  • An object of the present invention is to provide a lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire and a method for manufacturing a lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire.
  • the inventor of the present invention has conducted extensive studies in order to solve the above problems, and as a result, has found that Sn is 1.5 to 7.0 mass %, Ni is 0.5 to 7.0 mass %, and S is 0.02. -0.6 mass%, 0.01-0.35 mass% P, the balance is Cu and lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire which is unavoidable impurities. Invented.
  • Sn is 1.5 to 7.0 mass %
  • Ni is 0.5 to 7.0 mass %
  • S is 0.02 to 0.6 mass %.
  • the content of P is 0.01 to 0.35% by mass, and the balance is Cu and inevitable impurities.
  • Sn is 1.5 to 7.0 mass %
  • Ni is 0.5 to 7.0 mass %
  • S is 0.02 to 0.6 mass %.
  • the content of Fe is 0.9 mass% or less (not including 0 mass %)
  • P is 0.01 to 0.35 mass %
  • the balance is Cu and inevitable impurities.
  • the first method for producing a lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire according to the present invention is such that Sn is 1.5 to 7.0 mass %, Ni is 0.5 to 7.0 mass %, and S is 0.02 to 0.0 mass %. 6% by mass, 0.01 to 0.35% by mass of P, and the balance being Cu and unavoidable impurities, which is characterized by cold working.
  • Sn is 1.5 to 7.0 mass %
  • Ni is 0.5 to 7.0 mass %
  • S is 0.02 to 0.0 mass %.
  • the lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention can obtain high strength required for parts using phosphor bronze, and also has excellent machinability, and thus requires precision such as thin parts and fine parts. Processing is also possible.
  • the lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention has better conductivity than the conventional free-cutting phosphor bronze, it can be used for applications that were previously impossible in terms of performance.
  • the first lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention comprises Sn in an amount of 1.5 to 7.0% by mass, Ni in an amount of 0.5 to 7.0% by mass, and S in an amount of 0.02 to 0.6% by mass. , P in an amount of 0.01 to 0.35% by mass, and the balance being Cu and inevitable impurities.
  • the Sn content is 1.5 to 7.0 mass% because the Sn content of less than 1.5 mass% provides the strength required for a component. Because I can't. Further, if the Sn content exceeds 7.0 mass %, cracking occurs and plastic working becomes difficult.
  • the Sn content is preferably 3.5 to 6.5 mass %. This is because when Sn is contained in an amount of 3.5 to 6.5% by mass, an extremely high-strength rod wire can be obtained.
  • the Ni content is 0.5 to 7.0% by mass because the strength is insufficient when the Ni content is less than 0.5% by mass, and the strength when forming a component Is not enough. Further, if the Ni content exceeds 7.0 mass %, the plastic workability deteriorates.
  • the Ni content is more preferably 0.7% by mass or more, and further preferably 0.9% by mass or more.
  • the Sn content is C Sn [mass %] and the Ni content is C Ni [from the viewpoint of obtaining excellent strength, conductivity and machinability as well as improving plastic workability.
  • Mass % it is preferable that the relationship of 2.5 mass% ⁇ 1.3C Sn +C Ni ⁇ 9.5 mass% be satisfied, and 3.5 mass% ⁇ from the viewpoint of improving the conductivity. It is more preferable that the relationship of 1.3 C Sn +C Ni ⁇ 8.5 mass% is established.
  • the content of S is 0.02 to 0.6% by mass, because the content of S is less than 0.02% by mass, the machinability required for cutting is obtained. This is because the shavings are connected for a long time. Further, if the content of S exceeds 0.6% by mass, a uniform molten metal cannot be obtained when the casting copper alloy is melt-cast, and a normal alloy cannot be produced.
  • the P content is 0.01 to 0.35% by mass, because if the P content is less than 0.01% by mass, the deoxidizing effect during dissolution becomes insufficient. Is. Further, if the P content exceeds 0.35 mass %, the plastic workability deteriorates. Note that the P content is preferably 0.25% by mass or less because more stable plastic workability can be obtained.
  • the elements that can be contained as impurities in the present invention include silver, carbon, zirconium, manganese, bismuth, indium, selenium, aluminum, oxygen, boron, tungsten, zinc, antimony, silicon, lead and the like.
  • the content of each of these is preferably less than 0.05% by mass, and more preferably less than the detection limit.
  • the second lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention comprises Sn in an amount of 1.5 to 7.0% by mass, Ni in an amount of 0.5 to 7.0% by mass, and S in an amount of 0.02 to 0.6% by mass. , Fe of 0.9% by mass or less (not including 0% by mass), P of 0.01 to 0.35% by mass, and the balance of Cu and unavoidable impurities.
  • the content of Fe is less than 0.9% by mass (not including 0% by mass), when Fe is contained, there are few defects when melt-casting the copper alloy for processing. This is because a good quality material can be efficiently obtained, but if the Fe content exceeds 0.9 mass %, the machinability deteriorates.
  • the Fe content is preferably 0.5 mass% or less because more stable machinability can be obtained.
  • the lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention has good weldability, continuous wire drawing is possible by welding a coil with a small single weight.
  • the method for obtaining the lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention is not particularly limited, and a known method can be used, but cold working is preferable.
  • the first method for producing a lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire according to the present invention is such that Sn is 1.5 to 7.0 mass %, Ni is 0.5 to 7.0 mass %, and S is 0.02 to 0.0 mass %. 6% by mass, 0.01 to 0.35% by mass of P, and the balance being Cu and unavoidable impurities, a cold working copper alloy.
  • the second method for producing a lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire according to the present invention is such that Sn is 1.5 to 7.0 mass %, Ni is 0.5 to 7.0 mass %, and S is 0.02 to. 0.6% by mass, 0.9% by mass or less of Fe (not including 0% by mass), 0.01 to 0.35% by mass of P, and the balance being Cu and unavoidable impurities. Is cold-worked.
  • cold working examples include cold rolling, cold forging, and cold wire drawing.
  • the number of cold workings is not particularly limited, but is preferably 4 or more in order to obtain a uniform structure. Annealing is preferably carried out after the cold working.
  • an ingot was prepared by a die casting method at a melting temperature of 1200° C., and then cold rolling with a working rate of about 20% and about 650° C. The annealing was repeated, and the fourth cold rolling process was performed. Then, lead-free free-cutting phosphor bronze rod wires 1 to 11 of the present invention as examples and lead-free free-cutting phosphor bronze rod wires R1 to R3, R5, R7 and lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire R6 as comparative examples were obtained. It was
  • alloy material R4 As well, after the melting temperature was set to 1200° C. and an ingot was produced by a die casting method, cold rolling at a working rate of about 20% and annealing at about 650° C. were repeated, but the alloy material R4 broke. No lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire was obtained. From this result, it became clear that plastic working is difficult when the Sn content exceeds 7.0 mass %.
  • lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire rods 1 to 11 (Examples 1 to 11), lead-free free-cutting phosphor bronze rod wire rods R1 to R3, R5, R7 (Comparative Examples 1 to 3, 5, 7), leaded free-cutting rod
  • test pieces having a diameter of 20 mm and a length of 50 mm were prepared, and designated as test pieces 1 to 11 and test pieces R1 to R3 and R5 to R7.
  • Test Example 1 Hardness Test For each of the test pieces 1 to 11 (Examples 1 to 11) and the test pieces R1 to R3 (Comparative Examples 1 to 3), ARK24129 manufactured by Akashi Co., Ltd. (currently Mitsutoyo Co., Ltd.) was used. By using a steel ball having a diameter of 1/16 inch (1.588 mm), a preliminary load of 10 kgf was first applied, and then 90 kgf was added, so that a total test load of 100 kgf was applied. After 30 seconds, the preload (10 kgf) was restored.
  • the Rockwell hardness (HRB) was calculated from 130 to 500 h from the difference in the depth of the depression (h scale of the dial gauge, 0.002 mm for the scale) in the state of preloading twice before and after.
  • Table 2 shows the measurement results of the Rockwell hardness (HRB) of the test pieces 1 to 11 and the test pieces R1 to R3.
  • test pieces 1 to 11 having an Sn content of 1.5 to 7.0 mass% and a Ni content of 0.5 to 7.0 mass% (Examples) Regarding 1 to 11)
  • HRB Rockwell hardness
  • the high hardness required for parts using phosphor bronze is obtained.
  • bending strength and header workability It can be predicted that the wear resistance is excellent.
  • the Rockwell hardness (HRB) is more than 80 in all cases. I understood it. From this result, it became clear that the free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention having a Sn content of 3.5 to 6.5 mass% has very high strength.
  • Test Example 2 Machinability test For each of the test pieces 1 to 11 (Examples 1 to 11) and the test pieces R5 to R7 (Comparative Examples 5 to 7), a general-purpose lathe LPT-35C manufactured by Wasino Machinery Co., Ltd. was used. The number of revolutions was 450 rpm, the feed pitch was 0.75 mm, and the cutting depth was 0.5 mm.
  • Table 3 shows the measurement results of the weight of 10 cutting chips for each of the test pieces 1 to 11 and R5 to R7.
  • test piece R7 Japanese Industrial Standard JIS H 3270 C5191
  • the cutting waste was completely connected and the weight of 10 cutting scraps could not be measured because there were less than 10 cutting scraps. ..
  • Test Example 3 Conductivity Test
  • Each of the test pieces 1 to 11 (Examples 1 to 11) and the test piece R7 (Comparative Example 7) was directly contacted with a measurement terminal using SIGMATEST 2.069 manufactured by FOERSTER. The conductivity was measured. Specifically, after calibrating with the attached standard test piece (pure copper, nickel silver), the cross section of each test piece was measured 3 times, and the average value was used as the measured value. Table 4 shows the measurement results of the electrical conductivity of the test pieces 1 to 11 and the test piece R7.
  • the electrical conductivity of the test piece R7 (Comparative Example 7) was 13.0, but the electrical conductivity of the test pieces 1 to 11 (Examples 1 to 11) was It was over 13.5, and it was found that the free-cutting phosphor bronze rod wire of the present invention had better conductivity than the conventional free-cutting phosphor bronze rod wire.

Abstract

無鉛快削りん青銅棒線材は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部をＣｕ及び不可避的不純物からなる。

Description

無鉛快削りん青銅棒線材及び無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法
　本発明は、高い強度が得られると共に、被削性にも優れる、無鉛快削りん青銅棒線材及び無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法に関する。
　りん青銅は、Ｃｕ（銅）－Ｓｎ（すず）－Ｐ（リン）系の合金で、Ｓｎの含有量により、種々の特性が生まれる。りん青銅は、強靱であり、耐食性、耐摩耗性、半田付け性に優れ、広範囲の用途に適している。
　快削りん青銅は、りん青銅にＰｂ（鉛）を添加することにより、りん青銅の被削性を改善した合金で、小ねじ、軸受、ブッシュ、ボルト、ナット、ボールペン部品などに用いられる。
　ここで、Ｐｂは、人の中枢神経系に悪影響を及ぼす可能性がある特定有害物質であるため、Ｐｂの含有量は少なければ少ない程望ましい。
　また、快削りん青銅は、りん青銅にＰｂを添加することにより、りん青銅の被削性を改善したものであるため、Ｐｂの含有量が少なくなれば、当然、被削性が低下する。精密な切削加工を行うという観点からすれば、Ｐｂは、少なくとも３．５質量％は必要であると考えられる。
　電子・電気機器における特定有害物質の使用制限についての欧州連合による指令（ＲｏＨＳ指令）では、Ｐｂが１０００ｐｐｍを超えて含まれた電子・電気機器は、欧州連合で上市することができないとされているが、銅合金は、適切な代替手段がないため、４質量％まで適用が免除されている。
　ところが、近い将来、適用免除が撤廃される可能性もあるため、Ｐｂの含有量が１０００ｐｐｍ（０．１質量％）を超えない代替材の開発が喫緊の課題とされている。
　無鉛銅合金としては、特許文献１には、Ｓｎを０．５～１１．０ｍａｓｓ％、Ｐを０．０３～０．３５ｍａｓｓ％、Ｓを０．０２～１．０ｍａｓｓ％含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する銅合金展伸材（例えば、特許文献１の（００３０）段落「本発明例８」参照。）が記載されている。
　また、鋳物用無鉛銅合金としては、特許文献２には、Ｃｕの他、Ｓｎ、Ｓ（硫黄）、Ｆｅ（鉄）、Ｐを含む銅合金が記載され、特許文献３には、Ｃｕの他、Ｓｎ、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｓ、Ｐを含む銅合金が記載されている。
特許第５９１６４６４号公報 特許第４６５８２６９号公報 特許第５３３５５５８号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された銅合金展伸材では、りん青銅を用いた部品に必要とされる強度（例えば、曲げ強度、ヘッダー加工性、耐摩耗性など）が得られないという問題点がある。
　特許文献２及び特許文献３に開示された銅合金は、いずれも鋳物である。鋳物は、展伸材とは機能及び用途が大きく異なるため、展伸材に応用できるものではない。また、特許文献２及び特許文献３には、展伸材を得るための冷間加工等に関する技術の開示はなく、得られた銅合金を展伸する示唆すらもない。
　切削性を向上させるため、Ｐｂの代わりにＢｉ（ビスマス）を添加することも行われているが、展伸中に割れやすく、冷間圧延、冷間伸線などの塑性加工ができないため、所望の棒線材に加工できないという問題点がある。
　本発明の目的とするところは、りん青銅を用いた部品に必要とされる高い強度が得られると共に、被削性にも優れ、切削屑が繋がらず細かくなり、精密加工も十分可能となる、無鉛快削りん青銅棒線材及び無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法を提供することにある。
　本発明の発明者は、前記課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である無鉛快削りん青銅棒線材などにより、上記目的を達成することを見出し、本発明をするに至った。
　即ち、本発明の第一の無鉛快削りん青銅棒線材は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部をＣｕ及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
　また、本発明の第二の無鉛快削りん青銅棒線材は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｆｅを０．９質量％以下（０質量％を含まない）、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であることを特徴とする。
　本発明の第一の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である加工用銅合金を、冷間加工してなることを特徴とする。
　本発明の第二の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｆｅを０．９質量％以下（０質量％を含まない）、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である加工用銅合金を、冷間加工してなることを特徴とする。
　本発明の無鉛快削りん青銅棒線材は、りん青銅を用いた部品に必要とされる高い強度が得られると共に、被削性にも優れるため、肉薄部品や微細部品等、精度を必要とする加工も可能になる。
　また、本発明の無鉛快削りん青銅棒線材は、従来の快削りん青銅よりも導電性がよいため、今まで性能的に不可能だった用途への使用も可能になる。
　本発明の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法を用いることにより、りん青銅を用いた部品に必要とされる高い強度が得られると共に、被削性にも優れる、本発明の無鉛快削りん青銅棒線材が製造できる。
　本発明の第一の無鉛快削りん青銅棒線材は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である。
　本発明において、Ｓｎの含有量が１．５～７．０質量％であるのは、Ｓｎの含有量が１．５質量％未満であると、部品にした場合に必要とされる強度が得られないからである。また、Ｓｎの含有量が７．０質量％を超えると、割れが生じ、塑性加工が困難となるからである。
　ここで、Ｓｎの含有量は、３．５～６．５質量％が好ましい。Ｓｎが３．５～６．５質量％含まれていると、非常に高強度な棒線材が得られるからである。
　本発明において、Ｎｉの含有量が０．５～７．０質量％であるのは、Ｎｉの含有量が０．５質量％未満であると、強度が不十分で、部品にする際の強度が足りないからである。また、Ｎｉの含有量が７．０質量％を超えると、塑性加工性が悪くなるからである。
　なお、上記効果を確実に得るとの観点から、Ｎｉの含有量は、０．７質量％以上がより好ましく、０．９質量％以上がさらに好ましい。
　本発明においては、優れた強度、導電率及び被削性を得るとともに、塑性加工性も向上させるとの観点から、Ｓｎの含有量をＣＳｎ［質量％］、Ｎｉの含有量をＣＮｉ［質量％］とした場合に２．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦９．５質量％の関係が成立することが好ましく、導電率を向上させるとの観点から、３．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦８．５質量％の関係が成立することがさらに好ましい。
　本発明において、Ｓの含有量が０．０２～０．６質量％であるのは、Ｓの含有量が０．０２質量％未満であると、切削加工に必要とされる被削性が得られず、削り屑が長く繋がるからである。また、Ｓの含有量が０．６質量％を超えると、加工用銅合金を溶解鋳造する際に均一な溶湯が得られず、正常な合金を作ることができないからである。
　本発明において、Ｐの含有量が０．０１～０．３５質量％であるのは、Ｐの含有量が０．０１質量％未満であると、溶解時の脱酸効果が不十分になるからである。また、Ｐの含有量が０．３５質量％を超えると、塑性加工性が悪くなるからである。なお、Ｐの含有量は、０．２５質量％以下であると、より安定した塑性加工性が得られるため、好ましい。
　本発明において不純物として含まれ得る元素としては、銀、炭素、ジルコニウム、マンガン、ビスマス、インジウム、セレン、アルミニウム、酸素、ホウ素、タングステン、亜鉛、アンチモン、シリコン、鉛などが挙げられる。これらの含有量は、いずれも、０．０５質量％未満であることが好ましく、検出限界未満であることがより好ましい。
　本発明の第二の無鉛快削りん青銅棒線材は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｆｅを０．９質量％以下（０質量％を含まない）、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である。
　本発明において、Ｆｅの含有量が０．９質量％（０質量％を含まない）未満であるのは、Ｆｅを含有させた場合には、加工用銅合金を溶解鋳造する際、欠陥の少ない良質な素材を効率的に得ることができるからであるが、Ｆｅの含有量が０．９質量％を超えると、切削性が悪くなるからである。なお、Ｆｅの含有量は、０．５質量％以下であると、より安定した切削性が得られるため、好ましい。
　また、本発明の無鉛快削りん青銅棒線材は、溶接性が良好であるため、少ない単重のコイルを溶接することにより連続した伸線が可能となる。
　本発明の無鉛快削りん青銅棒線材を得る方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができるが、冷間加工を行うことが好ましい。
　本発明の第一の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である加工用銅合金を、冷間加工してなる。
　また、本発明の第二の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法は、Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｆｅを０．９質量％以下（０質量％を含まない）、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である加工用銅合金を、冷間加工してなる。
　冷間加工としては、例えば、冷間圧延加工、冷間鍛造加工、冷間伸線加工などが挙げられる。冷間加工の回数は特に限定されないが、均一な組織を得るためには、４回以上が好ましい。冷間加工の後には、焼き鈍しを行うことが好ましい。
　以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
　（試験片の作製）
　まず、Ｓｎの添加量、Ｎｉの添加量、Ｆｅの添加量、Ｓの添加量、Ｐの添加量を適宜変化させ、残りをＣｕ及び不可避的不純物として加えた後、混合して、合金材料１～１１、合金材料Ｒ１～Ｒ７を作成し、成分を分析した。合金材料１～１１、合金材料Ｒ１～Ｒ７の成分分析の結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、合金材料１～１１、合金材料Ｒ１～Ｒ７それぞれについて、溶解温度を１２００℃として、金型鋳造方法によりインゴットを作製した後、加工率２０％程度の冷間圧延加工と６５０℃前後の焼き鈍しを繰り返し、４回目の冷間圧延加工を行った。そして、実施例となる本発明の無鉛快削りん青銅棒線材１～１１及び比較例となる無鉛快削りん青銅棒線材Ｒ１～Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７、有鉛快削りん青銅棒線材Ｒ６を得た。
　なお、合金材料Ｒ４についても、溶解温度を１２００℃として、金型鋳造方法によりインゴットを作製した後、加工率２０％程度の冷間圧延加工と６５０℃前後の焼き鈍しを繰り返したが、破断したため、無鉛快削りん青銅棒線材が得られなかった。この結果から、Ｓｎの含有量が７．０質量％を超える場合には、塑性加工が困難であることが明らかとなった。
　次いで、無鉛快削りん青銅棒線材１～１１（実施例１～１１）、無鉛快削りん青銅棒線材Ｒ１～Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７（比較例１～３，５，７）、有鉛快削りん青銅棒線Ｒ６（比較例６）のそれぞれについて、直径２０ミリメートル、長さ５０ミリメートルの試験片を作成し、試験片１～１１、試験片Ｒ１～Ｒ３，Ｒ５～Ｒ７とした。
　（試験例１）硬さ試験
　試験片１～１１（実施例１～１１）、試験片Ｒ１～Ｒ３（比較例１～３）のそれぞれについて、株式会社アカシ（現株式会社ミツトヨ）製のＡＲＫ２４１２９を用いて、直径１／１６ｉｎ（１．５８８ｍｍ）の鋼球を用い、まず、予備荷重１０ｋｇｆをかけ、次いで９０ｋｇｆを追加し、合計１００ｋｇｆの試験荷重がかかるようにした。そして、３０秒後、予備荷重（１０ｋｇｆ）の状態に戻した。このようにして前後２回の予備荷重の状態におけるくぼみの深さの差（ダイヤルゲージのｈ目盛、１目盛は０．００２ｍｍ）から、１３０－５００ｈによってロックウェル硬さ（ＨＲＢ）を求めた。試験片１～１１、試験片Ｒ１～Ｒ３についてのロックウェル硬さ（ＨＲＢ）の測定結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、Ｓｎの含有量が１．５～７．０質量％であり、かつＮｉの含有量が０．５～７．０質量％である、試験片１～１１（実施例１～１１）については、ロックウェル硬さ（ＨＲＢ）が、いずれも７４以上であるため、りん青銅を用いた部品に必要となる高い硬度が得られており、例えば、曲げ強度、ヘッダー加工性、耐摩耗性などに優れることが予測できる。一方、Ｓｎの含有量が１．５質量％未満である試験片Ｒ３（比較例３）、Ｎｉの含有量が０．５質量％未満である試験片Ｒ１（比較例１）及び試験片Ｒ２（比較例２）については、ロックウェル硬さ（ＨＲＢ）が、いずれも７４未満で、りん青銅を用いた部品に要求される強度が得られないことがわかった。
　また、Ｓｎの含有量が３．５～６．５質量％である、試験片８～１１（実施例８～１１）については、ロックウェル硬さ（ＨＲＢ）が、いずれも８０を超えていることがわかった。この結果から、Ｓｎの含有量が３．５～６．５質量％である本発明の快削りん青銅棒線材は、非常に高い強度を備えていることが明らかとなった。
　（試験例２）切削性試験
　試験片１～１１（実施例１～１１）、試験片Ｒ５～Ｒ７（比較例５～７）のそれぞれについて、ワシノ機械株式会社製の汎用旋盤ＬＰＴ－３５Ｃを用い、回転数４５０ｒｐｍ、送りピッチ０．７５ｍｍ、切り込み深さ０．５ｍｍで面削した。
　そして、面削の際に発生した切削屑１０個の重量を株式会社島津製作所製の電子天秤ＡＵＸ１２０で計測した。試験片１～１１，Ｒ５～Ｒ７についての切削屑１０個の重量の計測結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、試験片１～１１（実施例１～１１）については、いずれも、切削屑が繋がらず細かくなっており、切削屑１０個の重量も０．３ｇ未満であり、鉛が含まれていなくても、被削性に優れていることがわかった。それに対し、Ｓが含まれていない試験片Ｒ５については、切削屑が長く繋がっており、切削屑１０個の重量も２０ｇを超えていた。
　なお、鉛が含まれている試験片Ｒ６（日本工業規格　ＪＩＳ　Ｈ　３２７０　Ｃ５３４１）であっても、切削屑が繋がっており、切削屑１０個の重量も２ｇを超えていた。この結果から、本発明の無鉛快削りん青銅棒線材の被削性は、有鉛快削りん青銅棒線材の被削性よりもかなり優れていることが明らかとなった。
　また、試験片Ｒ７（日本工業規格　ＪＩＳ　Ｈ　３２７０　Ｃ５１９１）については、切削屑が完全に繋がっており、切削屑が１０個未満であったため、切削屑１０個の重量を測定することができなかった。
　（試験例３）導電率試験
　試験片１～１１（実施例１～１１）、試験片Ｒ７（比較例７）のそれぞれについて、ＦＯＥＲＳＴＥＲ製　ＳＩＧＭＡＴＥＳＴ２．０６９を用いて、測定端子にて直接接触させて導電率を測定した。具体的には、付属の標準試験片（純銅・洋白）にて校正した後、各試験片の断面を３回測定し、平均値を測定値とした。試験片１～１１、試験片Ｒ７についての導電率の測定結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、試験片Ｒ７（比較例７）については、導電率が１３．０であったが、試験片１～１１（実施例１～１１）については、導電率が、いずれも１３．５を超えており、本発明の快削りん青銅棒線材は、従来の快削りん青銅棒線材よりも導電性がよいことがわかった。
　また、Ｓｎの含有量ＣＳｎ［質量％］とＮｉの含有量ＣＮｉ［質量％］が、３．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦８．５質量％の関係を満たす、試験片１～３，５～９（実施例１～３，５～９）については、導電率が、いずれも１６を超えていた。この結果から、３．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦８．５質量％の関係を満たす本発明の快削りん青銅棒線材は、特に、導電性に優れることが明らかとなった。

Claims (10)

  1. 　Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であることを特徴とする無鉛快削りん青銅棒線材。
  2. 　Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｆｅを０．９質量％以下（０質量％を含まない）、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であることを特徴とする無鉛快削りん青銅棒線材。
  3. 　前記Ｓｎの含有量をＣＳｎ［質量％］、前記Ｎｉの含有量をＣＮｉ［質量％］とした場合に２．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦９．５質量％の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無鉛快削りん青銅棒線材。
  4. 　前記Ｓｎの含有量をＣＳｎ［質量％］、前記Ｎｉの含有量をＣＮｉ［質量％］とした場合に３．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦８．５質量％の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の無鉛快削りん青銅棒線材。
  5. 　前記Ｓｎの含有量は、３．５～６．５質量％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無鉛快削りん青銅棒線材。
  6. 　Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である加工用銅合金を、冷間加工してなることを特徴とする無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法。
  7. 　Ｓｎを１．５～７．０質量％、Ｎｉを０．５～７．０質量％、Ｓを０．０２～０．６質量％、Ｆｅを０．９質量％以下（０質量％を含まない）、Ｐを０．０１～０．３５質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物である加工用銅合金を、冷間加工してなることを特徴とする無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法。
  8. 　前記Ｓｎの含有量をＣＳｎ［質量％］、前記Ｎｉの含有量をＣＮｉ［質量％］とした場合に２．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦９．５質量％の関係を満たすことを特徴とする請求項６又は７に記載の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法。
  9. 　前記Ｓｎの含有量をＣＳｎ［質量％］、前記Ｎｉの含有量をＣＮｉ［質量％］とした場合に３．５質量％≦１．３ＣＳｎ＋ＣＮｉ≦８．５質量％の関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法。
  10. 　前記Ｓｎの含有量は、３．５～６．５質量％であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009179864A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Kobe Steel Ltd 耐応力緩和特性に優れた銅合金板
CN102321827A (zh) * 2011-09-25 2012-01-18 宁波市鄞州锡青铜带制品有限公司 一种高导电率低锡青铜带的制备方法
JP2013199699A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Furukawa Electric Co Ltd:The 無鉛快削りん青銅展伸材、銅合金部品および無鉛快削りん青銅展伸材の製造方法
JP2019014946A (ja) * 2017-07-07 2019-01-31 株式会社藤井製作所 無鉛快削りん青銅棒線材及び無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009179864A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Kobe Steel Ltd 耐応力緩和特性に優れた銅合金板
CN102321827A (zh) * 2011-09-25 2012-01-18 宁波市鄞州锡青铜带制品有限公司 一种高导电率低锡青铜带的制备方法
JP2013199699A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Furukawa Electric Co Ltd:The 無鉛快削りん青銅展伸材、銅合金部品および無鉛快削りん青銅展伸材の製造方法
JP2019014946A (ja) * 2017-07-07 2019-01-31 株式会社藤井製作所 無鉛快削りん青銅棒線材及び無鉛快削りん青銅棒線材の製造方法

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