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黄銅管材及び黄銅板材 - 東陶機器株式会社
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発明の名称 黄銅管材及び黄銅板材
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−240926(P2001−240926A)
公開日 平成13年9月4日(2001.9.4)
出願番号 特願2000−56416(P2000−56416)
出願日 平成12年3月1日(2000.3.1)
代理人
発明者 内田 亨 / 中村 克昭
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 γ相の面積占有比率が1〜20%である研磨性に優れた黄銅管材。
【請求項2】 γ相の面積占有比率が1〜20%である研磨性に優れた黄銅板材。
【請求項3】 γ相の長軸径と短軸径の比率の平均が11以下である研磨性に優れた黄銅管材。
【請求項4】 γ相の長軸径と短軸径の比率の平均が11以下である研磨性に優れた黄銅板材。
【請求項5】 γ相の中心点間距離の平均が25μm以下である研磨性、曲げ加工性に優れた黄銅材。
【請求項6】 γ相の面積占有比率が1〜20%である請求項5記載の研磨性、曲げ加工性に優れた黄銅材。
【請求項7】 γ相の長軸径と短軸径の比率の平均が11以下である請求項5または6記載の研磨性、曲げ加工性に優れた黄銅材。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は黄銅材、特に黄銅管材、黄銅板材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、切削性向上のために結晶組織中にγ相を析出させる技術として、特公49−23970に示されるものがあるが、これはγ相を析出させる熱処理条件のみの記載であり、γ相量やγ相の分布状態についての記述はなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特に黄銅管材、黄銅板材では、後加工で曲げ加工を行うのが一般的であり、ある程度の伸びを確保する必要があったが、上記のようにγ相を析出させた場合、伸びに対してどのような影響を与えるかは十分解明されていなかった。そしてこれは、高研摩性の黄銅管材、板材等の実用化のためには、大きな課題であった。
【0004】本発明は、γ相を析出させて研磨性向上を図る黄銅材、特に黄銅管材、黄銅板材において、研磨性を向上させるとともに、曲げ加工性についても良好な特性値を保つことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本出願人は、黄銅管材、板材等の実用化のためには、少なくとも伸びを30%程度確保することが必要であるとして、γ相と研磨性、伸びとの関連性について鋭意研究を行った。
【0006】その結果、高研磨性黄銅管材、板材において、実用材料としての伸びを確保するには、γ相の面積占有比率が1〜20%、あるいはγ相の長軸径と短軸径の比率の平均が11以下であることが必要であることを究明した。
【0007】以上の面積占有比率、長軸径と短軸径の比率をパラメータとした場合には、研磨性と伸びは反比例関係にあった。
【0008】さらに本出願人が研究を行ったところ、γ相の中心点間距離をパラメータにした場合には、研磨性と伸びが比例関係にあることを知見した。
【0009】すなわち、γ相の中心点間距離の平均が25μm以下である場合には、研磨性、曲げ加工性ともに優れた黄銅材が得られたのである。好適には、γ相の面積占有比率が1〜20%、γ相の長軸径と短軸径の比率の平均が11以下の結晶組織を併せ持つことが望ましい。また、管材、板材に適用することが好ましい。
【0010】以上示した黄銅材、管材、板材を得るためには、Znの含有量が33.5〜43wt%、Sn含有量が0.5〜2.0wt%の組成を有することが好ましい。
【0011】また、以上の構成によれば、研磨性、伸びだけではなく、切削性を確保するばかりか、γ相に依存して強度を確保し、複数相の存在に依存して耐SCCを確保し、Sn添加に依存して耐食性を確保することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を説明する。まず、図1は、比較例(C2700)と実施例1〜10の各成分、製法を示している。
【0013】各実施例の中には同じ成分のものが多数存在するが、γ相が研磨性に及ぼす影響を調査するため、製法に記載しているとおり、熱処理条件を種々に変化させている。
【0014】図2は、実施例2の製法をより詳しく工程フローに示したものである。図は管材の場合を示しているが、各実施例は、管材、板材の何れであっても良い。
【0015】図3は、各実施例のγ相条件(比率、形状、相間距離)を示している。ここでγ相形状は長軸径/短軸径の比率とし、相間距離はγ相の中心点間距離の平均値とした。
【0016】図4は、比較例、各実施例の試験結果である。
【0017】研磨性は、試料用自動研磨装置(ビューラーECOMET IV)により同条件下で研磨した時の表面の仕上がり速さで評価した。
【0018】<#600研磨> 研磨盤回転数150rpm、試料押付け圧力6.9KPa、研磨紙#600、試料初期表面#80仕上げ、の条件で行った。
【0019】<バフ研磨> 研磨盤回転数200rpm、試料押付け圧力6.9KPa、研磨粉Al2O3;0.3μm、試料初期表面#600仕上げ、の条件で行った。
【0020】また、切削性については、後述するような切削試験を行った結果、快削黄銅棒(JIS C−3604)を基準とした切削抵抗指数で示した。
【0021】切削試験では、図5に示すように、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。各実施例の切削抵抗指数は、各実施例の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。)。
【0022】耐食性は日本伸銅協会技術標準による脱亜鉛腐食試験(JBMA T-303)で最大脱亜鉛深さが加工方向と直角な場合で70μm以下を○とし、70μmを越えるものを×とした。
【0023】図6は、比較例と各実施例について、γ相比率に対する、研磨性指数と伸びの関係を示したものである。
【0024】ここで、研磨性指数(右側の軸)は、従来材(C2700)を基準(1)にしたときの指数であり、値が大きい程研磨性が良いことを示す。なお、実施例と比較例の比較は、図4のバフ研磨仕上がり時間より行った。
【0025】図6よりγ相が増えるほど、研磨性は向上することがわかる。しかし、硬くて脆いγ相が増えると、研磨性、強度が向上する反面、伸びが著しく低下してしまう。冷間で加工を施すことが多い管材、板材では、伸びの低下は大きな問題となる。
【0026】管材等において通常実施する曲げ、転造、バルジ、ハ゛ーリンク゛加工等を冷間で行うためには30%以上の伸びを確保することが望ましい。
【0027】したがって、図6より伸び30%以上とすると、γ相比率の上限は20%となる。
【0028】γ相1%でも従来材(C2700)に比べて優れた研磨性を示しているが、1%未満になると続く図7、8の条件を満たすのが困難になる(特に図8のγ相間距離の最適範囲)。
【0029】図7は、比較例と各実施例について、γ相形状(長軸径/短軸径の比率)に対する、研磨性指数と伸びの関係を示したものである。
【0030】図7よりγ相の形状(長軸/短軸の比率)は細長いほど(比率の値が大きいほど)、研磨性は向上することがわかる。しかし、図6で記述したように冷間加工を施すこと考慮すると30%以上の伸びを確保することが望まれる。したがって、図7より伸び30%以上とすると、γ相形状の上限は11となる。
【0031】図8は、比較例と各実施例について、γ相間距離に対する、研磨性指数と伸びの関係を示したものである。
【0032】図8よりγ相間距離は小さいほど研磨性は向上することがわかる。一方、γ相間距離が大きくなると、研磨性が低下すると共に伸びも低下してしまう。図6で記述したように冷間加工を施すことを考慮すると、伸びは30%以上確保することが望まれる。したがって図8より、伸び30%以上とすると、γ相間距離は25μm以下となる。
【0033】なお、γ相間距離25μmであれば、研磨性についても従来材(C2700)よりも優れた状態を維持できる。




 

 


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