JP2000119774A

JP2000119774A - 快削性銅合金

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Publication number: JP2000119774A
Application number: JP10287921A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Oishi; 恵一郎大石
Original assignee: SANBO COPPER ALLOY CO Ltd
Current assignee: SANBO COPPER ALLOY CO Ltd
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 2000-04-25
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: TW577931B; EP1038981A4; DE69833582T2; KR20010033101A; CA2303512A1; DE69835912D1; WO2000022181A1; EP1502964B1; CA2303512C; KR100375426B1; DE69835912T2; AU1054099A; DE69833582D1; DE69828818D1; EP1038981B1; EP1038981A1; DE69828818T2; EP1502964A1; JP3917304B2; EP1508626A1

Abstract

(57)【要約】【課題】鉛の含有量を従来の快削性銅合金に比して大
幅に低減させつつも、工業的に充分満足しうる被削性を
確保しうる快削性銅合金を提供する。【解決手段】快削性銅合金は、銅６９〜７９重量％、
珪素２．０〜４．０重量％及び鉛０．０２〜０．４重量
％を含有し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成をなすも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉛成分を殆ど含有
しない快削性銅合金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被削性に優れた銅合金として、一般に、
ＪＩＳＨ５１１１ＢＣ６等の青銅系合金やＪＩＳ
Ｈ３２５０−Ｃ３６０４，Ｃ３７７１等の黄銅系合金が
知られている。これらは１．０〜６．０重量％程度の鉛
を含有することによって被削性を向上させたものであ
り、従来からも、切削加工を必要とする各種製品（例え
ば、上水道用配管の水栓金具，給排水金具，バルブ等）
の構成材として重宝されている。

【０００３】ところで、鉛はマトリックスに固溶せず、
粒状をなして分散することによって、被削性を向上させ
るものであるが、鉛含有量が１重量％に満たない場合に
は、切屑が図１（Ｄ）の如く螺旋状に連なった状態で生
成してバイトに絡み付く等の種々のトラブルを生じる。
一方、鉛含有量が１．０重量％以上であれば、切削抵抗
の軽減等を充分に図ることができるが、鉛含有量が２．
０重量％に満たない場合には切削表面が粗くなる。した
がって、工業的に満足しうる被削性を確保するために
は、鉛含有量を２．０重量％以上としておくのが普通で
ある。一般に、高度の切削加工が要求される銅合金展伸
材においては約３．０重量％以上の鉛が含有されてお
り、青銅系の鋳物においては約５重量％の鉛が含有され
ている。例えば、上記したＪＩＳＨ５１１１ＢＣ６
では鉛含有量が約５．０重量％である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、鉛は人体や環
境に悪影響を及ぼす有害物質であるところから、近時に
おいては、その用途が大幅に制限される傾向にある。例
えば、合金の溶解，鋳造等の高温作業時に発生する金属
蒸気には鉛成分が含まれることになり、或いは飲料水等
との接触により水栓金具や弁等から鉛成分が溶出する虞
れがあり、人体や環境衛生上問題がある。そこで、近
時、米国等の先進国においては銅合金における鉛含有量
を大幅に制限する傾向にあり、わが国においても鉛含有
量を可及的に低減した快削性銅合金の開発が強く要請さ
れている。

【０００５】本発明は、かかる世界的な傾向及び要請に
応えるべくなされたもので、鉛の含有量を従来の快削性
銅合金に比して大幅に低減させつつも、工業的に充分満
足しうる被削性を確保しうる快削性銅合金を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成すべく、次のような快削性銅合金を提案する。

【０００７】すなわち、第１発明においては、被削性に
優れた銅合金として、銅６９〜７９重量％と珪素２．０
〜４．０重量％と鉛０．０２〜０．４重量％とを含有
し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成をなす快削性銅合
金（以下「第１発明合金」という）を提案する。

【０００８】鉛はマトリックスに固溶せず、粒状をなし
て分散することによって、被削性を向上させるものであ
る。一方、珪素は金属組織中にγ相（場合によってはκ
相）を出現させることにより、被削性を改善するもので
ある。このように、両者は合金特性における機能を全く
異にするものであるが、被削性を改善させる点では共通
する。かかる点に着目して、第１発明合金は、珪素を添
加することにより、工業的に満足しうる被削性を確保し
つつ、鉛含有量の大幅な低減を可能としたものである。
すなわち、第１発明合金は、珪素の添加によるγ相形成
により被削性を改善したものである。

【０００９】而して、珪素の添加量が２．０重量％未満
では、工業的に満足しうる被削性を確保するに充分なγ
相の形成が行われない。また、被削性は珪素添加量の増
大に伴って向上するが、４．０重量％を超えて添加して
も、その添加量に見合う被削性改善効果はない。ところ
で、珪素は融点が高く比重が小さいため又酸化し易いた
め、合金溶融時に珪素単体で炉内に装入すると、当該珪
素が湯面に浮くと共に、溶融時に酸化されて珪素酸化物
ないし酸化珪素となり、珪素含有銅合金の製造が困難と
なる。したがって、珪素含有銅合金の鋳塊製造にあって
は、通常、珪素添加をＣｕ−Ｓｉ合金とした上で行うこ
とになり、製造コストが高くなる。このような合金製造
コストを考慮した場合にも、被削性改善効果が飽和状態
となる量（４．０重量％）を超えて珪素を添加すること
は好ましくない。また、実験によれば、珪素を２．０〜
４．０重量％添加したときにおいて、Ｃｕ−Ｚｎ系合金
本来の特性を維持するためには、亜鉛含有量との関係を
も考慮した場合、銅含有量は６９〜７９重量％の範囲と
しておくことが好ましいことが判明した。このような理
由から、第１発明合金にあっては、銅及び珪素の含有量
を夫々６９〜７９重量％及び２．０〜４．０重量％とし
た。なお、珪素の添加により、被削性が改善される他、
鋳造時の湯流れ性，強度，耐摩耗性，耐応力腐蝕割れ
性，耐高温酸化性も改善される。また、延性，耐脱亜鉛
腐蝕性も或る程度改善される。

【００１０】一方、鉛の添加量は、次の理由から０．０
２〜０．４重量％とした。すなわち、第１発明合金で
は、上記した如き機能を有する珪素を添加したことによ
り、鉛添加量を低減しても被削性を確保できるが、特
に、従来の快削性銅合金より優れた被削性を得るために
は、鉛を０．０２重量％以上添加する必要がある。しか
し、鉛添加量が０．４重量％を超えると、却って切削表
面が粗くなると共に、熱間での加工性（例えば、鍛造
性）が悪くなり、冷間での延性も低下する。そして、鉛
添加量が０．４重量％以下の微量であれば、わが国を含
めた先進各国において近い将来制定されるであろう鉛含
有量規制が如何に厳格なものであったとしても、その規
制を充分にクリアすることができると考えられる。な
お、後述する第２〜第１１発明合金においても、上記し
た理由から、鉛の添加量は０．０２〜０．４重量％とさ
れている。

【００１１】また、第２発明においては、同じく被削性
に優れた銅合金として、銅６９〜７９重量％と、珪素
２．０〜４．０重量％と、鉛０．０２〜０．４重量％
と、ビスマス０．０２〜０．４重量％、テルル０．０２
〜０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４重量％から
選択された１種の元素とを含有し、且つ残部が亜鉛から
なる合金組成をなす快削性銅合金（以下「第２発明合
金」という）を提案する。

【００１２】すなわち、第２発明合金は、第１発明合金
にビスマス０．０２〜０．４重量％、テルル０．０２〜
０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４重量％の１つ
を更に含有させた合金組成をなすものである。

【００１３】ビスマス、テルル又はセレンは、鉛と同様
に、マトリックスに固溶せず、粒状をなして分散するこ
とによって、被削性を向上させる機能を発揮するもので
あり、鉛の添加量不足を補いうるものである。したがっ
て、これらの何れかを珪素及び鉛と共添させると、珪素
及び鉛の添加による被削性改善限度を超えて被削性を更
に向上させることが可能となる。第２発明合金では、か
かる点に着目して、第１発明合金における被削性を更に
改善すべく、ビスマス、テルル及びセレンのうちの１つ
を添加させることとした。特に、珪素及び鉛に加えてビ
スマス、テルル又はセレンを添加することにより、複雑
な形状を高速で切削加工する場合にも、高度の被削性を
発揮する。しかし、ビスマス、テルル又はセレンの添加
による被削性向上効果は、各々の添加量が０．０２重量
％未満では発揮されない。一方、これらは銅に比して高
価なものであるから、０．４重量％を超えて添加して
も、被削性は僅かながらも添加量の増加に応じて向上す
るものの、経済的に添加量に見合う程の効果は認められ
ない。また、添加量が０．４重量％を超えると、熱間で
の加工性（例えば、鍛造性等）が悪くなり、冷間での加
工性（延性）も低下する。しかも、ビスマス等の重金属
について仮に鉛同様の問題が生じる可能性があったとし
ても、０．４重量％以下の微量添加であれば、格別の問
題を生じる虞れもないと考えられる。これらの点から、
第２発明合金では、ビスマス、テルル又はセレンの添加
量を０．０２〜０．４重量％とした。なお、鉛とビスマ
ス、テルル又はセレンとを共添させる場合、両者の合計
添加量は０．４重量％以下となるようにしておくことが
好ましい。けだし、合計添加量が０．４重量％を僅かで
も超えると、それらの単独添加量が０．４重量％を超え
る場合ほどではないが、熱間での加工性や冷間での延性
が低下し始め、或いは切屑形態が図１（Ｂ）から同図
（Ａ）へと移行する虞れがあるからである。ところで、
ビスマス、テルル又はセレンは上記した如く珪素と異な
る機能により被削性を向上させるものであるから、これ
らの添加により銅及び珪素の適正含有量は影響されな
い。したがって、第２発明合金における銅及び珪素の含
有量は第１発明合金と同一とした。

【００１４】また、第３発明においては、同じく被削性
に優れた銅合金として、銅７０〜８０重量％と、珪素
１．８〜３．５重量％と、鉛０．０２〜０．４重量％
と、錫０．３〜３．５重量％、アルミニウム１．０〜
３．５重量％及び燐０．０２〜０．２５重量％から選択
された１種以上の元素とを含有し、且つ残部が亜鉛から
なる合金組成をなす快削性銅合金（以下「第３発明合
金」という）を提案する。

【００１５】錫は、Ｃｕ−Ｚｎ系合金に添加した場合、
珪素と同様に、γ相を形成して被削性を向上させるもの
である。例えば、錫は、５８〜７０重量％のＣｕを含有
するＣｕ−Ｚｎ系合金において１．８〜４．０重量％添
加させることにより、珪素が添加されておらずとも、良
好な被削性を示す。したがって、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｚｎ系合
金に錫を添加させることにより、γ相の形成を促進させ
ることができ、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金の被削性を更に
向上させることができる。錫によるγ相の形成は１．０
重量％以上で行なわれ、３．５重量％に達すると飽和状
態となる。なお、錫の添加量が３．５重量％を超える
と、γ相の形成効果が飽和状態となるばかりでなく、却
って延性が低下する。また、錫の添加量が１．０重量％
未満ではγ相の形成効果が少ないものの、添加量が０．
３重量％以上であれば、珪素により形成されるγ相を分
散させて均一化させる効果があり、このようなγ相の分
散効果によっても被削性が改善される。すなわち、錫の
添加量が０．３重量％以上であれば、その添加により被
削性が改善されることになる。

【００１６】また、アルミニウムも、錫と同様に、γ相
形成を促進させる機能を有するものであり、錫と共に或
いはこれに代えて添加することにより、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｚ
ｎ系合金の被削性を更に向上させることができる。アル
ミニウムには、被削性の他、強度，耐摩耗性，耐高温酸
化性を改善させる機能や合金比重を低下させる機能もも
あるが、被削性改善機能が発揮されるためには、少なく
とも１．０重量％添加させる必要がある。しかし、３．
５重量％を超えて添加しても、添加量に見合った被削性
改善効果はみられないし、錫と同様に延性の低下を招来
する。

【００１７】また、燐には、錫やアルミニウムのような
γ相の形成機能はないが、珪素の添加により又はこれと
錫，アルミニウムの一方若しくは両方を共添させること
により生成したγ相を均一に分散して、γ相分布を良好
なものとする機能があり、かかる機能によってγ相形成
による被削性の更なる向上を図ることができる。また、
燐の添加により、γ相の分散化と同時にマトリックスに
おけるα相の結晶粒を微細化して、熱間加工性を向上さ
せ、強度，耐応力腐蝕割れ性も向上させる。さらに、鋳
造時の湯流れ性を著しく向上させる効果もある。このよ
うな燐添加による効果は０．０２重量％未満の添加では
発揮されない。一方、燐の添加量が０．２５重量％を超
えると、添加量に見合った被削性改善等の効果は得られ
ないし、過剰添加により却って熱間鍛造性，押出性の低
下を招来する。

【００１８】第３発明合金では、かかる点に着目して、
Ｃｕ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｚｎ系合金（第１発明合金）に、錫
０．３〜３．５重量％、アルミニウム１．０〜３．５重
量％及び燐０．０２〜０．２５重量％のうち少なくとも
１つを添加させることより、被削性の更なる向上を図っ
ている。

【００１９】ところで、錫、アルミニウム又は燐は、上
記した如くγ相の形成機能又はγ相の分散機能により被
削性を改善させるものであり、γ相による被削性改善を
図る上で、珪素と密接な関係を有するものである。した
がって、珪素に錫、アルミニウム又は燐を共添させた第
３発明合金では、第１発明合金の珪素に置き換えて被削
性を向上させる機能が発揮され、γ相とは関係なく被削
性を改善させる機能（マトリックスに粒状をなして分散
することにより被削性を向上させる機能）を発揮するビ
スマス、テルル又はセレンを添加した第２発明合金に比
して、珪素の必要添加量が少なくなる。すなわち、珪素
添加量が２．０重量％未満であっても、１．８重量％以
上であれば、錫、アルミニウム又は燐の共添により、工
業的に満足しうる被削性を得ることができる。しかし、
珪素の添加量が４．０重量％以下であっても、３．５重
量％を超えると、錫、アルミニウム又は燐を共添するこ
とにより、珪素添加による被削性改善効果は飽和状態と
なる。かかる点から、第３発明合金では、珪素の添加量
を１．８〜３．５重量％とした。また、かかる珪素の添
加量との関係及び錫、アルミニウム又は燐を添加させる
こととの関係から、銅配合量の上下限値は第２発明合金
より若干大きくして、その好ましい含有量を７０〜８０
重量％とした。

【００２０】また、第４発明においては、同じく被削性
に優れた銅合金として、銅７０〜８０重量％と、珪素
１．８〜３．５重量％と、鉛０．０２〜０．４重量％
と、錫０．３〜３．５重量％、アルミニウム１．０〜
３．５重量％及び燐０．０２〜０．２５重量％から選択
された１種以上の元素と、ビスマス０．０２〜０．４重
量％、テルル０．０２〜０．４重量％及びセレン０．０
２〜０．４重量％から選択された１種の元素とを含有
し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成をなす快削性銅合
金（以下「第４発明合金」という）を提案する。

【００２１】すなわち、第４発明合金は、第３発明合金
にビスマス０．０２〜０．４重量％、テルル０．０２〜
０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４重量％の何れ
かを更に含有させた合金組成をなすものであり、これら
を添加させる理由及び添加量の決定理由は第２発明合金
について述べたと同様である。

【００２２】また、第５発明においては、被削性に加え
て耐蝕性にも優れた銅合金として、銅６９〜７９重量％
と、珪素２．０〜４．０重量％と、鉛０．０２〜０．４
重量％と、錫０．３〜３．５重量％、燐０．０２〜０．
２５重量％、アンチモン０．０２〜０．１５重量％及び
砒素０．０２〜０．１５重量％から選択された１種以上
の元素とを含有し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成を
なす快削性銅合金（以下「第５発明合金」という）を提
案する。

【００２３】すなわち、第５発明合金は、第１発明合金
に錫０．３〜３．５重量％、燐０．０２〜０．２５重量
％、アンチモン０．０２〜０．１５重量％及び砒素０．
０２〜０．１５重量％の少なくとも１つを更に含有させ
た合金組成をなすものである。

【００２４】錫には、被削性改善機能の他、耐蝕性（耐
脱亜鉛腐蝕性，耐漬食性）及び鍛造性を向上させる機能
がある。すなわち、α相マトリックスの耐蝕性を向上さ
せ、γ相の分散化により耐蝕性、鍛造性及び耐応力腐蝕
割れ性の改善を図ることができる。第５発明合金では、
錫のかかる機能により耐蝕性の改善を図り、被削性の改
善は主として珪素添加効果により図っている。したがっ
て、珪素及び銅の含有量は第１発明合金と同一としてあ
る。一方、耐蝕性，鍛造性の改善機能を発揮させるため
には、錫の添加量を少なくとも０．３重量％とする必要
がある。しかし、錫添加による耐蝕性，鍛造性の改善機
能は、３．５重量％を超えて添加しても、添加量に見合
うだけの効果が得られず、経済的にも無駄である。

【００２５】また、燐は、上記した如くγ相を均一分散
化させる共にマトリックスにおけるα相の結晶粒を細分
化させることにより、被削性改善機能の他、耐蝕性（耐
脱亜鉛腐食性，耐漬食性）、鍛造性、耐応力腐蝕割れ性
及び機械的強度を向上させる機能を発揮するものであ
る。第５発明合金では、燐のかかる機能により耐蝕性等
の改善を図り、被削性の改善は主として珪素添加効果に
より図っている。燐添加による耐蝕性等の改善効果は、
微量の燐添加により発揮されるものであり、０．０２重
量％以上の添加で発揮される。しかし、０．２５重量％
を超えて添加しても、添加量に見合った効果が得られな
いばかりか、熱間鍛造性，押出性が却って低下する。

【００２６】また、アンチモン及び砒素も、燐と同様
に、微量（０．０２重量％以上）で耐脱亜鉛腐食性等を
向上させるものである。しかし、０．１５重量％を超え
て添加しても、添加量に見合う効果が得られないばかり
か、燐の過剰添加と同様に、熱間鍛造性，押出性が却っ
て低下する。

【００２７】これらのことから、第５発明合金では、第
１発明合金におけると同量の銅、珪素及び鉛に加えて、
耐蝕性向上元素として錫、燐、アンチモン及び砒素の少
なくとも１つを上記した範囲内で添加させることによ
り、被削性のみならず、耐蝕性等をも向上させることが
できるのである。なお、第５発明合金にあっては、錫及
び燐は、主として、アンチモン及び砒素と同様の耐蝕性
改善元素として機能するため、珪素及び微量の鉛以外に
被削性改善元素を添加しない第１発明合金と同様に、銅
及び珪素の配合量は、夫々、６９〜７９重量％及び２．
０〜４．０重量％としてある。

【００２８】また、第６発明においては、同じく被削性
及び耐蝕性に優れた銅合金として、銅６９〜７９重量％
と、珪素２．０〜４．０重量％と、鉛０．０２〜０．４
重量％と、錫０．３〜３．５重量％、燐０．０２〜０．
２５重量％、アンチモン０．０２〜０．１５重量％及び
砒素０．０２〜０．１５重量％から選択された１種以上
の元素と、ビスマス０．０２〜０．４重量％、テルル
０．０２〜０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４重
量％から選択された１種の元素とを含有し、且つ残部が
亜鉛からなる合金組成をなす快削性銅合金（以下「第６
発明合金」という）を提案する。

【００２９】すなわち、第６発明合金は、第５発明合金
にビスマス０．０２〜０．４重量％、テルル０．０２〜
０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４重量％の何れ
か１つを更に含有させた合金組成をなすものであり、第
２発明合金と同様に、珪素及び鉛に加えてビスマス、テ
ルル及びセレンの何れか１つを添加することにより被削
性を改善すると共に、第５発明合金と同様に、錫、燐、
アンチモン及び砒素のうちから選択した少なくとも１つ
を添加することにより耐蝕性等を改善したものである。
したがって、銅、珪素、鉛、ビスマス、テルル及びセレ
ンの添加量については第２発明合金と同一とし、錫、
燐、アンチモン及び砒素の添加量については第５発明合
金と同一とした。

【００３０】また、第７発明においては、被削性に加え
て高力性，耐摩耗性に優れた銅合金として、銅６２〜７
８重量％と、珪素２．５〜４．５重量％と、鉛０．０２
〜０．４重量％と、錫０．３〜３．０重量％、アルミニ
ウム０．２〜２．５重量％及び燐０．０２〜０．２５重
量％から選択された１種以上の元素と、マンガン０．７
〜３．５重量％及びニッケル０．７〜３．５重量％から
選択された１種以上の元素とを含有し、且つ残部が亜鉛
からなる合金組成をなす快削性銅合金（以下「第７発明
合金」という）を提案する。

【００３１】マンガン又はニッケルは、珪素と結合して
Ｍｎ_XＳｉ_Y又はＮｉ_XＳｉ_Yの微細金属間化合物を形
成して、マトリックスに均一に析出し、それにより耐摩
耗性，強度を向上させる。したがって、マンガン及びニ
ッケルの一方又は両方を添加することにより、高力性，
耐摩耗性が改善される。かかる効果は、マンガン及びニ
ッケルを夫々０．７重量％以上添加することに発揮され
る。しかし、３．５重量％を超えて添加しても、効果が
飽和状態となり、添加量に見合う効果が得られない。珪
素は、マンガン又はニッケルの添加に伴い、これらとの
金属間化合物形成に要する消費量を考慮して、２．５〜
４．５重量％を添加させることとした。

【００３２】また、錫、アルミニウム及び燐の添加によ
り、マトリックスのα相が強化され、被削性も改善され
る。錫及び燐は、α相，γ相の分散により強度，耐摩耗
性を向上させ、被削性も向上させる。錫は、０．３重量
％以上の添加により強度及び被削性を向上させるが、
３．０重量％を超えて添加すると延性が低下する。した
がって、高力性，耐摩耗性の改善を図る第７発明合金に
おいては、被削性改善効果も考慮して、錫の添加量を
０．３〜３．０重量％とした。また、アルミニウムは、
耐摩耗性改善に寄与し、マトリックスの強化機能は０．
２重量％以上の添加により発揮される。しかし、２．５
重量％を超えて添加すると、延性が低下する。したがっ
て、被削性改善効果も考慮して、アルミニウムの添加量
は０．２〜２．５重量％とした。また、燐の添加によ
り、γ相の分散化と同時にマトリックスにおけるα相の
結晶粒を微細化して、熱間加工性を向上させ、強度，耐
摩耗性も向上させる。しかも、鋳造時の湯流れ性を著し
く向上させる効果もある。このような効果は、燐を０．
０２〜０．２５重量％の範囲で添加することにより奏せ
られる。なお、銅の配合量については、珪素添加量との
関係及びマンガン，ニッケルが珪素と結合する関係か
ら、６２〜７８重量％とした。

【００３３】さらに、第８発明においては、被削性に加
えて耐高温酸化性に優れた銅合金として、銅６９〜７９
重量％、珪素２．０〜４．０重量％、鉛０．０２〜０．
４重量％、アルミニウム０．１〜１．５重量％及び燐
０．０２〜０．２５重量％を含有し、且つ残部が亜鉛か
らなる合金組成をなす快削性銅合金（以下「第８発明合
金」という）を提案する。

【００３４】アルミニウムは、強度，被削性，耐摩耗性
を改善させる他、耐高温酸化性を改善させる元素であ
る。また、珪素も、上記した如く、被削性，強度，耐摩
耗性，耐応力腐蝕割れ性を改善させる他、耐高温酸化性
を改善する機能を発揮する。アルミニウムによる耐高温
酸化性の改善は、珪素との共添によって、０．１重量％
以上の添加で行なわれる。しかし、アルミニウムを１．
５重量％を超えて添加しても、添加量に見合う耐高温酸
化性改善効果はみられない。かかる点から、アルミニウ
ムの添加量は０．１〜１．５重量％とした。

【００３５】燐は、合金鋳造時における湯流れ性を向上
させるために添加される。また、燐は、かかる湯流れ性
の他、上記した被削性，耐脱亜鉛腐蝕性に加えて、耐高
温酸化性をも改善する。このような燐の添加効果は０．
０２重量％以上で発揮される。しかし、０．２５重量％
を超えて添加しても、添加量に見合う効果はみられず、
却って合金の脆性化を招くことになる。かかる点から、
燐の添加量は、０．０２〜０．２５重量％とした。

【００３６】また、珪素は、上記した如く被削性を改善
させるために添加されるものであるが、燐と同様に湯流
れ性を向上させる機能も有するものである。珪素による
湯流れ性の向上は２．０重量％以上の添加により発揮さ
れ、被削性を向上させるに必要な添加範囲と重複する。
したがって、珪素の添加量は、被削性の改善を考慮し
て、２．０〜４．０重量％とした。

【００３７】また、第９発明においては、同じく被削性
及び耐高温酸化性に優れた銅合金として、銅６９〜７９
重量％と、珪素２．０〜４．０重量％と、鉛０．０２〜
０．４重量％と、アルミニウム０．１〜１．５重量％
と、燐０．０２〜０．２５重量％と、ビスマス０．０２
〜０．４重量％、テルル０．０２〜０．４重量％及びセ
レン０．０２〜０．４重量％から選択された１種の元素
とを含有し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成をなす銅
合金（以下「第９発明合金」という）を提案する。

【００３８】すなわち、第９発明合金は、第８発明合金
にビスマス０．０２〜０．４重量％、テルル０．０２〜
０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４重量％の何れ
かを更に含有させた合金組成をなすものであり、前記し
た如く鉛同様の被削性を改善する元素であるビスマス等
を添加することにより、第８発明合金と同様の耐高温酸
化性を確保しつつ、被削性の更なる改善を図ったもので
ある。

【００３９】また、第１０発明においては、同じく被削
性及び耐高温酸化性に優れた銅合金として、銅６９〜７
９重量％と、珪素２．０〜４．０重量％と、鉛０．０２
〜０．４重量％と、アルミニウム０．１〜１．５重量％
と、燐０．０２〜０．２５重量％と、クロム０．０２〜
０．４重量％及びチタン０．０２〜０．４重量％から選
択された１種以上の元素とを含有し、且つ残部が亜鉛か
らなる合金組成をなす快削性銅合金（以下「第１０発明
合金」という）を提案する。

【００４０】クロム及びチタンは耐高温酸化性を向上さ
せる機能を有するものであり、その機能は、特に、アル
ミニウムとの共添による相乗効果によって顕著に発揮さ
れる。かかる機能は、これらを単独添加すると共添する
とに拘わらず、夫々、０．０２重量％以上で発揮され、
０．４重量％で飽和状態となる。このような点から、第
１０発明合金においては、第８発明合金にクロム０．０
２〜０．４重量％及びチタン０．０２〜０．４重量％の
少なくとも１つを更に含有させた合金組成をなすものと
して、第８発明合金の耐高温酸化性を更に向上させるべ
く図っている。

【００４１】また、第１１発明においては、同じく被削
性及び耐高温酸化性に優れた銅合金として、銅６９〜７
９重量％と、珪素２．０〜４．０重量％と、鉛０．０２
〜０．４重量％と、アルミニウム０．１〜１．５重量％
と、燐０．０２〜０．２５重量％と、クロム０．０２〜
０．４重量％及びチタン０．０２〜０．４重量％から選
択された１種以上の元素と、ビスマス０．０２〜０．４
重量％、テルル０．０２〜０．４重量％及びセレン０．
０２〜０．４重量％から選択された１種の元素とを含有
し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成をなす快削性銅合
金（以下「第１１発明合金」という）を提案する。

【００４２】すなわち、第１１発明合金は、第１０発明
合金にビスマス０．０２〜０．４重量％、テルル０．０
２〜０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４重量％の
何れか１つを更に含有させた合金組成をなすものであ
り、前記した如く珪素と異なる機能により被削性を改善
する鉛同様元素であるビスマス等を添加することによ
り、第１０発明合金と同様の耐高温酸化性を確保しつ
つ、被削性の更なる改善を図ったものである。

【００４３】また、第１２発明においては、上記した各
発明合金に４００〜６００℃で３０分〜５時間の熱処理
を施しておくことより、その被削性を更に改善した快削
性銅合金（以下「第１２発明合金」という）を提案す
る。

【００４４】第１〜第１１発明合金は珪素等の被削性改
善元素を添加したものであり、かかる元素の添加により
優れた被削性を有するものであるが、かかる添加元素の
機能による被削性は熱処理によって更に向上する場合が
ある。例えば、第１〜第１１発明合金における銅濃度が
高いものであって、γ相が少なく且つκ相が多いものの
については、熱処理によりκ相がγ相に変化して、γ相
が微細に分散析出することにより、被削性が更に改善さ
れる。また、実際の鋳物，展伸材，熱間鍛造品の製造を
想定した場合、鋳造条件や熱間加工（熱間押出，熱間鍛
造等）後の生産性，作業環境等の条件によって、それら
の材料が強制空冷，水冷される場合がある。かかる場
合、第１〜第１１発明合金において、特に、銅濃度が低
いものでは、γ相が若干少なく且つβ相を含んでいる
が、熱処理を施すと、これによりβ相がγ相に変化する
と共にγ相が微細に分散析出することになり、被削性が
改善される。しかし、何れの場合においても、熱処理温
度が４００℃未満であれば、上記した相変化速度が遅く
なり、熱処理に極めて長時間を要するため、経済的にも
実用できない。逆に、６００℃を超えると、却ってκ相
が増大し或いはβ相が出現するため、被削性の改善効果
が得られない。したがって、実用性をも考慮した場合、
被削性改善のためには、４００〜６００℃の条件で３０
分〜５時間の熱処理を行なうことが好ましい。

【００４５】

【実施例】実施例として、表１〜表１５に示す組成の鋳
塊（外径１００ｍｍ，長さ１５０ｍｍの円柱形状のも
の）を熱間（７５０℃）で外径１５ｍｍの丸棒状に押出
加工して、第１発明合金Ｎｏ．１００１〜Ｎｏ．１００
７、第２発明合金Ｎｏ．２００１〜Ｎｏ．２００６、第
３発明合金Ｎｏ．３００１〜Ｎｏ．３０１０、第４発明
合金Ｎｏ．４００１〜Ｎｏ．４０２１、第５発明合金Ｎ
ｏ．５００１〜Ｎｏ．５０２０、第６発明合金Ｎｏ．６
００１〜Ｎｏ．６０４５、第７発明合金Ｎｏ．７００１
〜Ｎｏ．７０２９、第８発明合金Ｎｏ．８００１〜Ｎ
ｏ．８００８、第９発明合金Ｎｏ．９００１〜Ｎｏ．９
００６、第１０発明合金Ｎｏ．１０００１〜Ｎｏ．１０
００８及び第１１発明合金Ｎｏ．１１００１〜Ｎｏ．１
１０１１を得た。また、表１６に示す組成の鋳塊（外径
１００ｍｍ，長さ１５０ｍｍの円柱形状のもの）を熱間
（７５０℃）で外径１５ｍｍの丸棒状に押出加工した
上、その押出材を表１６に示す条件で熱処理して、第１
２発明合金Ｎｏ．１２００１〜Ｎｏ．１２００４を得
た。すなわち、Ｎｏ．１２００１は第１発明合金Ｎｏ．
１００６と同一組成をなす押出材を５８０℃，３０分の
条件で熱処理したものであり、Ｎｏ．１２００２はＮ
ｏ．１００６と同一組成をなす押出材を４５０℃，２時
間の条件で熱処理したものであり、Ｎｏ．１２００３は
第１発明合金Ｎｏ．１００７と同一組成をなす押出材を
Ｎｏ．１２００１と同一条件（５８０℃，３０分）で熱
処理したものであり、Ｎｏ．１２００４はＮｏ．１００
７と同一組成をなす押出材をＮｏ．１２００２と同一条
件（４５０℃，２時間）で熱処理したものである。

【００４６】また、比較例として、表１７に示す組成の
鋳塊（外径１００ｍｍ，長さ１５０ｍｍの円柱形状のも
の）を熱間（７５０℃）で押出加工して、外径１５ｍｍ
の丸棒状押出材（以下「従来合金」という）Ｎｏ．１３
００１〜Ｎｏ．１３００６を得た。なお、Ｎｏ．１３０
０１は「ＪＩＳＣ３６０４」に相当するものであり、
Ｎｏ．１３００２は「ＣＤＡＣ３６０００」に相当す
るものであり、Ｎｏ．１３００３は「ＪＩＳＣ３７７
１」に相当するものであり、Ｎｏ．１３００４は「ＣＤ
ＡＣ６９８００」に相当するものである。また、Ｎ
ｏ．１３００５は「ＪＩＳＣ６１９１」に相当するも
のであり、ＪＩＳに規定される伸銅品の中で強度，耐磨
耗性に最も優れるアルミニウム青銅である。また、Ｎ
ｏ．１３００６は「ＪＩＳＣ４６２２」に相当するも
のであり、ＪＩＳに規定される伸銅品の中で耐蝕性に最
も優れるネーバル黄銅である。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】

【表４】

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】

【表７】

【００５４】

【表８】

【００５５】

【表９】

【００５６】

【表１０】

【００５７】

【表１１】

【００５８】

【表１２】

【００５９】

【表１３】

【００６０】

【表１４】

【００６１】

【表１５】

【００６２】

【表１６】

【００６３】

【表１７】

【００６４】そして、第１〜第１２発明合金の被削性を
従来合金との比較において確認すべく、次のような切削
試験を行い、切削主分力、切屑状態及び切削表面形態を
判定した。

【００６５】すなわち、上記の如くして得られた各押出
材の外周面を、真剣バイト（すくい角：−８°）を取り
付けた旋盤により、切削速度：５０ｍ／分，切込み深さ
（切削代）：１．５ｍｍ，送り量：０．１１ｍｍ／ｒｅ
ｖ．の条件で切削し、バイトに取り付けた３分力動力計
からの信号を重歪測定器により電圧信号に変換してレコ
ーダで記録し、これを切削抵抗に換算した。ところで、
切削抵抗の大小は３分力つまり主分力、送り分力及び背
分力によって判断されるが、ここでは、３分力のうち最
も大きな値を示す主分力（Ｎ）をもって切削抵抗の大小
を判断することとした。その結果は、表１８〜表３３に
示す通りであった。

【００６６】また、切削により生成した切屑の状態を観
察し、その形状によって図１（Ａ）〜（Ｄ）に示す如く
４つに分類して、表１〜表１５に示した。ところで、切
屑が、（Ｄ）図に示す如く、３巻以上の螺旋形状をなし
ている場合には、切屑の処理（切屑の回収や再利用等）
が困難となる上、切屑がバイトに絡み付いたり、切削表
面を損傷させる等のトラブルが発生して、良好な切削加
工を行なうことができない。また、切屑が、（Ｃ）図に
示す如く、半巻程度の円弧形状から２巻程度の螺旋形状
をなしている場合には、３巻以上の螺旋形状をなす場合
のような大きなトラブルは生じないものの、やはり切屑
の処理が容易ではなく、連続切削加工を行う場合等にあ
ってはバイトへの絡み付きや切削表面の損傷等を生じる
虞れがある。しかし、切屑が、（Ａ）の如き微細な針形
状片や（Ｂ）の如き扇形状片又は円弧形状片に剪断され
る場合には、上記のようなトラブルが生じることがな
く、（Ｃ）図や（Ｄ）図に示すもののように嵩張らない
ことから、切屑の処理も容易である。但し、切屑が
（Ａ）図のような微細形状に剪断される場合には、旋盤
等の工作機械の摺動面に潜り込んで機械的障害を発生し
たり、作業者の手指，目に刺さる等の危険を伴うことが
ある。したがって、被削性を判断する上では、（Ｂ）図
に示すものが最良であり、（Ａ）図に示すものがこれに
続き、（Ｃ）図や（Ｄ）図に示すものは不適当とするの
が相当である。表１８〜表３３においては、（Ｂ）に示
す最良の切屑状態が観察されたものを「◎」で、（Ａ）
図に示すやや良好な切屑状態が観察されたものを「○」
で、（Ｃ）図に示す不良な切屑状態が観察されたものを
「△」で、（Ｄ）に示す最悪の切屑状態が観察されたも
のを「×」で示した。

【００６７】また、切削後において、切削表面の良否を
表面粗さにより判定した。その結果は、表１８〜表３３
に示す通りであった。ところで、表面粗さの基準として
は最大高さ（Ｒmax ）が使用されることが多く、黄銅製
品の用途にもよるが、一般に、Ｒmax ＜１０μｍであれ
ば極めて被削性に優れると判断することができ、１０μ
ｍ≦Ｒmax ＜１５μｍであれば工業的に満足しうる被削
性を得ることができたものと判断でき、Ｒmax ≧１５μ
ｍの場合には被削性に劣るものと判断できる。表１８〜
表３３においては、Ｒmax ＜１０μｍの場合を「○」
で、１０μｍ≦Ｒmax ＜１５μｍの場合を「△」で、Ｒ
max ≧１５μｍの場合を「×」で示した。

【００６８】表１８〜表３３に示す切削試験の結果から
明らかなように、第１発明合金Ｎｏ．１００１〜Ｎｏ．
１００７、第２発明合金Ｎｏ．２００１〜Ｎｏ．２００
６、第３発明合金Ｎｏ．３００１〜Ｎｏ．３０１０、第
４発明合金Ｎｏ．４００１〜Ｎｏ．４０２１、第５発明
合金Ｎｏ．５００１〜Ｎｏ．５０２０、第６発明合金Ｎ
ｏ．６００１〜Ｎｏ．６０４５、第７発明合金Ｎｏ．７
００１〜Ｎｏ．７０２９、第８発明合金Ｎｏ．８００１
〜Ｎｏ．８００８、第９発明合金Ｎｏ．９００１〜Ｎ
ｏ．９００６、第１０発明合金Ｎｏ．１０００１〜Ｎ
ｏ．１０００８、第１１発明合金Ｎｏ．１１００１〜Ｎ
ｏ．１１０１１及び第１２発明合金Ｎｏ．１２００１〜
Ｎｏ．１２００４は、その何れにおいても、鉛を大量に
含有する従来合金Ｎｏ．１３００１〜Ｎｏ．１３００３
と同等の被削性を有するものである。特に、切屑の生成
状態に限っては、鉛含有量が０．１重量％以下である従
来合金Ｎｏ．１３００４〜Ｎｏ．１３００６に比しては
勿論、鉛を大量に含有する従来合金Ｎｏ．１３００１〜
Ｎｏ．１３００３に比しても、良好な被削性を有する。
また、第１発明合金Ｎｏ．１００６及びＮｏ．１００７
に比して、これを熱処理した第１２発明合金Ｎｏ．１２
００１〜Ｎｏ．１２００４は同等以上の被削性を有して
おり、合金組成等の条件によっては、熱処理により第１
〜第１１発明合金の被削性を更に向上させ得ることが理
解される。

【００６９】次に、第１〜第１２発明合金の熱間加工性
及び機械的性質を、従来合金との比較において確認すべ
く、次のような熱間圧縮試験及び引張試験を行った。

【００７０】すなわち、上記の如くして得られた各押出
材から同一形状（外径１５ｍｍ，長さ２５ｍｍ）の第１
及び第２試験片を切り出した。そして、熱間圧縮試験に
おいては、各第１試験片を７００℃に加熱して３０分間
保持した上、軸線方向に７０％の圧縮率で圧縮（第１試
験片の高さ（長さ）が２５ｍｍから７．５ｍｍになるま
で圧縮）して、圧縮後の表面形態（７００℃変形能）を
目視判定した。その結果は、表１８〜表３３に示す通り
であった。変形能の判定は試験片側面におけるクラック
の状態から目視により行い、表１８〜表３３において
は、クラックが全く生じなかったものを「○」で、小さ
なクラックが生じたものを「△」で、大きなクラックが
生じたものを「×」で示した。また、各第２試験片を使
用して、常法による引張試験を行ない、引張強さ（Ｎ／
ｍｍ²）及び伸び（％）を測定した。

【００７１】表１８〜表３３に示す熱間圧縮試験及び引
張試験の結果から、第１〜第１２発明合金は、従来合金
Ｎｏ．１３００１〜Ｎｏ．１３００４及びＮｏ．１３０
０６と同等若しくはそれ以上の熱間加工性及び機械的性
質を有するものであり、工業的に好適に使用できるもの
であることが確認された。特に、第７発明合金について
は、ＪＩＳに規定される伸銅品の中で強度に最も優れる
アルミニウム青銅である従来合金Ｎｏ．１３００５と同
等の機械的性質を有するものであり、高力性に優れるこ
とが理解される。

【００７２】また、第１〜第６発明合金及び第８〜第１
２発明合金の耐蝕性及び耐応力腐蝕割れ性を、従来合金
との比較において確認すべく、「ＩＳＯ６５０９」に
定める方法による脱亜鉛腐蝕試験及び「ＪＩＳＨ３２
５０」に規定される応力腐蝕割れ試験を行った。

【００７３】すなわち、「ＩＳＯ６５０９」の脱亜鉛
腐蝕試験においては、各押出材から採取した試料を、暴
露試料表面が当該押出材の押出し方向に対して直角とな
るようにしてフェノール樹脂材に埋込み、試料表面をエ
メリー紙により１２００番まで研磨した後、これを純水
中で超音波洗浄して乾燥した。かくして得られた被腐蝕
試験試料を、１．０％の塩化第２銅２水和塩（ＣｕＣｌ
₂・２Ｈ₂Ｏ）の水溶液（１２．７ｇ／ｌ）中に浸漬
し、７５℃の温度条件下で２４時間保持した後、水溶液
中から取出して、その脱亜鉛腐蝕深さの最大値（最大脱
亜鉛腐蝕深さ）を測定した。その結果は、表１8 〜表２
５及び表２８〜表３３に示す通りであった。

【００７４】表１8 〜表２５及び表２８〜表３３に示す
脱亜鉛腐蝕試験の結果から理解されるように、第１〜第
４発明合金及び第８〜第１２発明合金は、大量の鉛を含
有する従来合金Ｎｏ．１３００１〜Ｎｏ．１３００３に
比して優れた耐蝕性を有し、特に、被削性と共に耐蝕性
の向上を図った第５及び第６発明合金については、ＪＩ
Ｓに規定される伸銅品の中で耐蝕性に最も優れるネーバ
ル黄銅である従来合金Ｎｏ．１３００６に比しても極め
て優れた耐蝕性を有することが確認された。

【００７５】また、「ＪＩＳＨ３２５０」の応力腐蝕
割れ試験においては、各押出材から長さ１５０ｍｍの試
料を切り出し、各試料を、その中央部を半径４０ｍｍの
円弧状治具に当てた状態で、その一端部が他端部に対し
て４５°となるように折曲させて、試験片とした。この
ようにして引張残留応力を付加された各試験片を脱脂，
乾燥処理した上、１２．５％のアンモニア水（アンモニ
アを等量の純水で薄めたもの）を入れたデシケータ内の
アンモニア雰囲気（２５℃）中に保持させた。すなわ
ち、各試験片をデシケータ内におけるアンモニア水面か
ら約８０ｍｍ上方の位置に保持する。そして、試験片の
アンモニア雰囲気中における保持時間が、２時間，８時
間，２４時間を経過した時点で、試験片をデシケータか
ら取り出して、１０％の硫酸で洗浄した上、当該試験片
の割れの有無を拡大鏡（倍率：１０倍）で視認した。そ
の結果は、表１8 〜表２５及び表２８〜表３３に示す通
りであった。これらの表においては、アンモニア雰囲気
中での保持時間が２時間である場合に明瞭な割れが認め
られたものについては「××」で、２時間経過時におい
ては割れが認められなかったが、８時間経過時において
は明瞭な割れが認められたものについては「×」で、８
時間経過時においては割れが認められなかったが、２４
時間経過時においては明瞭な割れが認められたものにつ
いては「△」で、２４時間経過時においても割れが全く
認められなかったものについては「○」で示した。

【００７６】表１8 〜表２５及び表２８〜表３３に示す
応力腐蝕割れ試験の結果から理解されるように、被削性
と共に耐蝕性の向上を図った第５及び第６発明合金につ
いては勿論、耐蝕性については格別の配慮をしていない
第１〜第４発明合金及び第８〜第１２発明合金について
も、亜鉛を含まないアルミニウム青銅である従来合金Ｎ
ｏ．１３００５と同等の耐応力腐蝕割れ性を有し、ＪＩ
Ｓに規定される伸銅品の中で耐蝕性に最も優れるネーバ
ル黄銅である従来合金Ｎｏ．１３００６より優れた耐応
力腐蝕割れ性を有することが確認された。

【００７７】また、第８〜第１１発明合金の耐高温酸化
性を、従来合金との比較において確認すべく、次のよう
な酸化試験を行った。

【００７８】すなわち、各押出材Ｎｏ．８００１〜Ｎ
ｏ．８００８、Ｎｏ．９００１〜Ｎｏ．９００６、Ｎ
ｏ．１０００１〜Ｎｏ．１０００８、Ｎｏ．１１００１
〜Ｎｏ．１１０１１及びＮｏ．１３００１〜１３００６
から、外径が１４ｍｍとなるように表面研削され且つ長
さ３０ｍｍに切断された丸棒状の試験片を得て、各試験
片の重量（以下「酸化前重量」という）を測定した。し
かる後、各試験片を、磁性坩堝に収納した状態で、５０
０℃に保持された電気炉内に放置した。そして、放置時
間が１００時間を経過した時点で電気炉から取り出し
て、各試験片の重量（以下「酸化後重量」という）を測
定した上、酸化前重量と酸化後重量とから酸化増量を算
出した。ここに、酸化増量とは、試験片の表面積１０ｃ
ｍ²当たりの酸化による増加重量（ｍｇ）の程度を示す
ものであり、「酸化増量（ｍｇ／１０ｃｍ²）＝（酸化
後重量（ｍｇ）−酸化前重量（ｍｇ））×（１０ｃｍ²
／試験片の表面積（ｃｍ²）」の式から算出されたもの
である。すなわち、各試験片の酸化後重量は酸化前重量
より増加しているが、これは高温酸化によるものであ
る。つまり、高温に晒されると、酸素と銅，亜鉛，珪素
とが結合してＣｕ₂Ｏ，ＺｎＯ，ＳｉＯ₂となり、その
酸素増分により重量が増加するのである。したがって、
この増加重量の程度（酸化増量）が小さい程、耐高温酸
化性に優れているということができ、表２８〜表３１及
び表３３に示す結果となった。

【００７９】表２３〜表３１及び表３３に示す酸化試験
の結果から明らかなように、第８〜第１１発明合金の酸
化増量は、ＪＩＳに規定される伸銅品の中でも高度の耐
高温酸化性を有するアルミニウム青銅である従来合金Ｎ
ｏ．１３００５と同等であり、他の従来合金よりは極め
て小さくなっている。したがって、第８〜第１１発明合
金が、被削性に加えて、耐高温酸化性にも極めて優れた
ものであることが確認された。

【００８０】

【表１８】

【００８１】

【表１９】

【００８２】

【表２０】

【００８３】

【表２１】

【００８４】

【表２２】

【００８５】

【表２３】

【００８６】

【表２４】

【００８７】

【表２５】

【００８８】

【表２６】

【００８９】

【表２７】

【００９０】

【表２８】

【００９１】

【表２９】

【００９２】

【表３０】

【００９３】

【表３１】

【００９４】

【表３２】

【００９５】

【表３３】

【００９６】また、第２の実施例として、表９〜表１１
に示す組成の鋳塊（外径１００ｍｍ，長さ２００ｍｍの
円柱形状のもの）を熱間（７００℃）で外径３５ｍｍの
丸棒状に押出加工して、第７発明合金Ｎｏ．７００１ａ
〜Ｎｏ．７０２９ａを得た。また、第２の比較例とし
て、表１７に示す組成の鋳塊（外径１００ｍｍ，長さ２
００ｍｍの円柱形状のもの）を熱間（７００℃）で押出
加工して、外径３５ｍｍの丸棒状押出材（以下「従来合
金」という）Ｎｏ．１３００１ａ〜Ｎｏ．１３００６ａ
を得た。なお、Ｎｏ．７００１ａ〜Ｎｏ．７０２９ａ及
びＮｏ．１３００１ａ〜Ｎｏ．１３００６ａは、夫々、
前記した銅合金Ｎｏ．７００１〜Ｎｏ．７０２９及びＮ
ｏ．１３００１〜Ｎｏ．１３００６と同一の合金組成を
なすものである。

【００９７】そして、第７発明合金Ｎｏ．７００１ａ〜
Ｎｏ．７０２９ａの耐摩耗性を、従来合金Ｎｏ．１３０
０１ａ〜Ｎｏ．１３００６ａとの比較において確認すべ
く、次のような摩耗試験を行った。

【００９８】すなわち、上記の如くして得られた各押出
材から、その外周面を切削した上、穴明け加工及び切断
加工を施すことにより、外径３２ｍｍ，厚さ（軸線方向
長さ）１０ｍｍのリング状試験片を得た上、各試験片を
回転自在な軸に嵌合固定して、これと軸線を平行とする
外径４８ｍｍのＳＵＳ３０４製ロールに５０ｋｇの荷重
を掛けて押圧接触させた状態に保持させる。しかる後、
ＳＵＳ３０４製ロール及びこれに転接する試験片を、当
該試験片の外周面にマルチオイルを滴下しつつ、同一回
転数（２０９ｒ．ｐ．ｍ．）で回転駆動させる。そし
て、当該試験片の回転数が１０万回に達した時点で、Ｓ
ＵＳ３０４製ロール及び試験片の回転を停止して、各試
験片の回転前後における重量差つまり摩耗減量（ｍｇ）
を測定した。かかる摩耗減量が少ない程、耐摩耗性に優
れた銅合金ということができるが、その結果は、表３４
〜表３６に示す通りであった。

【００９９】表３４〜表３６に示す摩耗試験の結果から
明らかなように、第７発明合金Ｎｏ．７００１ａ〜Ｎ
ｏ．７０２９ａは、従来合金Ｎｏ．１３００１〜Ｎｏ．
１３００４及びＮｏ．１３００６に比しては勿論、ＪＩ
Ｓに規定される伸銅品の中で耐磨耗性に最も優れるアル
ミニウム青銅である従来合金Ｎｏ．１３００５に比して
も、耐摩耗性が優れることが確認された。したがって、
上記した引張試験の結果をも考慮して総合的に判断した
場合、第７発明合金は、被削性に加えて、ＪＩＳに規定
される伸銅品の中で耐磨耗性に最も優れるアルミニウム
青銅と同等以上の高力性，耐摩耗性を有するものである
ということができる。

【０１００】

【表３４】

【０１０１】

【表３５】

【０１０２】

【表３６】

【０１０３】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、第１〜第１２発明合金は、被削性改善元素である鉛
の含有量が極く微量（０．０２〜０．４重量％）である
にも拘わらず、極めて被削性に富むものであり、鉛を大
量に含有する従来の快削性銅合金の代替材料として安全
に使用できるものであり、切屑の再利用等を含めて環境
衛生上の問題が全くなく、鉛含有製品が規制されつつあ
る近時の傾向に充分対応することができる。

【０１０４】さらに、第５及び第６発明合金は、被削性
に加えて耐蝕性にも優れるものであり、耐蝕性を必要と
する切削加工品，鍛造品，鋳物製品等（例えば、給水
栓，給排水金具，バルブ，ステム，給湯配管部品，シャ
フト，熱交換器部品等）の構成材として好適に使用する
ことができるものであり、その実用的価値極めて大なる
ものである。

【０１０５】また、第７発明合金は、被削性に加えて高
力性，耐摩耗性にも優れるものであり、高力性，耐摩耗
性を必要とする切削加工品，鍛造品，鋳物製品等（例え
ば、軸受，ボルト，ナット，ブッシュ，歯車，ミシン部
品，油圧部品等）の構成材として好適に使用することが
できるものであり、その実用的価値極めて大なるもので
ある。

【０１０６】また、第８〜第１１発明合金は、被削性に
加えて耐高温酸化性にも優れるものであり、耐高温酸化
性を必要とする切削加工品，鍛造品，鋳物製品等（例え
ば、石油・ガス温風ヒータ用ノズル，バーナヘッド，給
湯器用ガスノズル等）の構成材として好適に使用するこ
とができるものであり、その実用的価値極めて大なるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】切屑の形態を示す斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅６９〜７９重量％、珪素２．０〜４．
０重量％及び鉛０．０２〜０．４重量％を含有し、且つ
残部が亜鉛からなる合金組成をなすことを特徴とする快
削性銅合金。
【請求項２】錫０．３〜３．５重量％、燐０．０２〜
０．２５重量％、アンチモン０．０２〜０．１５重量％
及び砒素０．０２〜０．１５重量％から選択された１種
以上の元素を更に含有することを特徴とする、請求項１
に記載する快削性銅合金。
【請求項３】銅７０〜８０重量％と、珪素１．８〜
３．５重量％と、鉛０．０２〜０．４重量％と、錫０．
３〜３．５重量％、アルミニウム１．０〜３．５重量％
及び燐０．０２〜０．２５重量％から選択された１種以
上の元素とを含有し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成
をなすことを特徴とする快削性銅合金。
【請求項４】銅６２〜７８重量％と、珪素２．５〜
４．５重量％と、鉛０．０２〜０．４重量％と、錫０．
３〜３．０重量％、アルミニウム０．２〜２．５重量％
及び燐０．０２〜０．２５重量％から選択された１種以
上の元素と、マンガン０．７〜３．５重量％及びニッケ
ル０．７〜３．５重量％から選択された１種以上の元素
とを含有し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成をなすこ
とを特徴とする快削性銅合金。
【請求項５】銅６９〜７９重量％、珪素２．０〜４．
０重量％、鉛０．０２〜０．４重量％、アルミニウム
０．１〜１．５重量％及び燐０．０２〜０．２５重量％
を含有し、且つ残部が亜鉛からなる合金組成をなすこと
を特徴とする快削性銅合金。
【請求項６】クロム０．０２〜０．４重量％及びチタ
ン０．０２〜０．４重量％から選択された１種以上の元
素を更に含有することを特徴とする、請求項５に記載す
る快削性銅合金。
【請求項７】ビスマス０．０２〜０．４重量％、テル
ル０．０２〜０．４重量％及びセレン０．０２〜０．４
重量％から選択された１種の元素を更に含有することを
特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項５
又は請求項６に記載する快削性銅合金。
【請求項８】４００〜６００℃で３０分〜５時間熱処
理したことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７に記載
する快削性銅合金。