(57)【要約】【課題】Ｍｎを銅合金溶湯に歩留まりよく添加してＭｎ含有銅合金を溶解する方法を提供する。【解決手段】銅合金原料の一部を溶解し、得られた銅合金溶湯にＭｎ原料を添加したのち、Ｍｎ原料が溶融する前に前記Ｍｎ原料を被覆するように残りの銅合金原料を添加して溶解するＭｎ含有銅合金の溶解方法であって、前記残りの銅合金原料は小塊状の細かな銅合金原料または溶融状態である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅合金原料の一部を溶解し、得られた銅合金溶湯にＭｎ原料を添加したのち、Ｍｎ原料が溶融する前に前記Ｍｎ原料を被覆するように残りの銅合金原料を添加して溶解することを特徴とするＭｎ含有銅合金の溶解方法。
【請求項２】
前記残りの銅合金原料は小塊状の細かな銅合金原料であって、この細かな小塊状の残りの銅合金原料をＭｎ原料が溶融する前に前記Ｍｎ原料を被覆するように添加したのち溶解することを特徴とする請求項１記載のＭｎ含有銅合金の溶解方法。
【請求項３】
前記残りの銅合金原料は溶融状態であって、この溶融状態の残りの銅合金原料をＭｎ原料が溶融する前に前記Ｍｎ原料を被覆するように添加して溶解することを特徴とする請求項１記載のＭｎ含有銅合金の溶解方法。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のＭｎ含有銅合金の溶解方法で得られたＭｎ含有銅合金溶湯を鋳造することを特徴とするＭｎ含有銅合金インゴットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｍｎを銅合金溶湯に歩留まりよく添加してＭｎ含有銅合金を溶解する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、酸化しやすい金属または酸素の混入を好まない金属の溶湯を作製するには真空または不活性ガス雰囲気中で溶解する。しかし、真空または不活性ガス雰囲気中で溶解するには大きな設備を必要とするところからコストがかかる。そのために、一般に酸化しやすい金属または酸素の混入を好まない金属を大量に溶解するには大気中で溶湯の表面をフラックスなどで被覆して溶解している。しかし、フラックスを使用するとフラックスの除去および廃棄などの作業面で多くの問題がある。そのために再使用できる蓋または中空体を溶湯の上に浮かべて溶解する方法が提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、フラックスを使用せずに歩留まりよく酸化しやすい成分を添加して銅合金溶湯を製造するには、まず酸化し難い元素を添加し溶解して銅合金溶湯を作製し、銅合金溶湯の出湯直前に酸化しやすい成分を添加して酸化しやすい成分を歩留まりよく銅合金溶湯に添加する方法も知られている。したがって、酸化しやすい成分の内の一つであるＭｎを含む銅合金溶湯を製造するには、まずＭｎ以外の成分を添加して銅合金溶湯を作製し、出湯直前にＭｎをこの銅合金溶湯に添加することによりＭｎを酸化消耗させることなく歩留まりよくＭｎを添加し、Ｍｎ含有銅合金溶湯を製造していた。
【特許文献１】特開２００３−３２８０４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、出湯直前にＭｎを銅合金溶湯に添加する方法は、Ｍｎが銅合金溶湯に十分溶解せずに出湯する恐れがあり、Ｍｎを十分に歩留まりよく添加できないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、従来よりも一層安価でかつ簡単にＭｎを歩留まりよく添加してＭｎを十分に歩留まらせたＭｎ含有銅合金を溶解する方法を開発すべく研究を行った。その結果、
（イ）溶解しようとする銅合金原料の一部を溶解し、得られた銅合金溶湯にＭｎ原料を添加したのち、Ｍｎ原料が溶融する前に前記Ｍｎ原料を被覆するように残りの銅合金原料をナゲット屑などの細かな銅合金原料として添加し溶解すると、Ｍｎ原料がナゲット屑などの細かな銅合金原料に覆われて溶解するのでＭｎの酸化による消耗が少なくなってＭｎを歩留まりよく十分に銅合金溶湯に溶解させることができる、
（ロ）前記残りの銅合金原料はあらかじめ溶解しておいた銅合金溶湯原料であってもよい、などの研究結果が得られたのである。
【０００６】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）銅合金原料の一部を溶解し、得られた銅合金溶湯にＭｎ原料を添加したのち、Ｍｎ原料が溶融する前に前記Ｍｎ原料を被覆するように残りの銅合金原料を添加して溶解するＭｎ含有銅合金の溶解方法、
（２）前記残りの銅合金原料は小塊状の細かな銅合金原料であって、この細かな小塊状の残りの銅合金原料をＭｎ原料が溶融する前にかつ前記Ｍｎ原料を被覆するように添加したのち溶解する前記（１）記載のＭｎ含有銅合金の溶解方法、
（３）前記残りの銅合金原料は溶融状態であって、この溶融状態の残りの銅合金原料をＭｎ原料が溶融する前にかつ前記Ｍｎ原料を被覆するように添加して溶解する前記（１）記載のＭｎ含有銅合金の溶解方法、に特徴を有するものである。
【０００７】
この発明のＭｎ含有銅合金の溶解方法において、「Ｍｎ含有銅合金」とはＭｎを０．２〜５質量％含む銅合金であればいかなる銅合金であっても良く、このＭｎ含有銅合金は一般に知られており、例えばＪＩＳ規格などでも規定されていて機械部品などに広く使用されている。ＪＩＳ規格にも規定されている前記Ｍｎ含有銅合金の代表的なものは以下に示される成分組成を有している。
Ｃ６１４０（Ｐｂ：０．０１％以下、Ｆｅ：１．５〜３．５％、Ｚｎ：０．２％以下、Ａｌ：６．８〜８．０％、Ｍｎ：１．０％以下、残部：Ｃｕ）、Ｃ６１６１（Ｆｅ：２．０〜４．０％、Ａｌ：７．０〜１０．０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０％、Ｎｉ：０．５０〜２．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６１９１（Ｆｅ：３．０〜５．０％、Ａｌ：８．５〜１１．０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０％、Ｎｉ：０．５０〜２．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６２４１（Ｆｅ：３．０〜５．０％、Ａｌ：９．０〜１２．０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０％、Ｎｉ：０．５０〜２．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６２８０（Ｆｅ：１．５〜３．５％、Ａｌ：８．０〜１１．０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０％、Ｎｉ：４．０〜７．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６３０１（Ｆｅ：３．５〜６．０％、Ａｌ：８．５〜１０．５％、Ｍｎ：０．５０〜２．０％、Ｎｉ：４．０〜７．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６７１１（Ｐｂ：０．１〜１．０％、Ｓｎ０．７〜１．５％、Ｚｎ：３１．５〜３８．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６７１２（Ｐｂ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：３６．０〜４１．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６７８２（Ｐｂ：０．５０％以下、Ｆｅ：０．１０〜１．０％、Ｚｎ：３３．５〜４３．２％、Ａｌ：０．２０〜２．０％、Ｍｎ：０．５０〜２．５％、残部：Ｃｕ）、Ｃ６７８３（Ｐｂ：０．５０％以下、Ｆｅ：０．２０〜１．５％、Ｚｎ：３４．０〜４３．６％、Ａｌ：０．２０〜２．０％、Ｍｎ：１．０〜３．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ７０６０（Ｐｂ：０．０５％以下、Ｆｅ：１．０〜１．８％、Ｚｎ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．２０〜１．０％、Ｎｉ：９．０〜１１．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ７１００（Ｐｂ：０．０５％以下、Ｆｅ：０．５０〜１．０％、Ｚｎ：０．５％以下、Ｍｎ：０．２０〜１．０％、Ｎｉ：１９．０〜２３．０％、残部：Ｃｕ）Ｃ７１５０（Ｐｂ：０．０５％以下、Ｆｅ：０．４０〜１．０％、Ｚｎ：０．５％以下、Ｍｎ：０．２０〜１．０％、Ｎｉ：２９．０〜３３．０％、残部：Ｃｕ）、Ｃ７１６４（Ｐｂ：０．０５％以下、Ｆｅ：１．７〜２．３％、Ｚｎ：０．５％以下、Ｍｎ：１．５〜２．５％、Ｎｉ：２９．０〜３２．０％、残部：Ｃｕ）。
【０００８】
この発明は、銅合金原料の一部を溶解し、得られた銅合金溶湯にＭｎ原料を添加したのち、残りの銅合金原料を添加して溶解するＭｎ含有銅合金の溶解方法に関するものであるが、前記「残りの銅合金原料」は添加したＭｎを十分に被覆できる量の銅合金原料であればよい。したがって、一層具体的には、この発明において、前記「銅合金原料の一部」とは溶解に使用する全銅合金原料の２０〜８０％の銅合金原料であり、前記「残りの銅合金原料」とは全銅合金原料の８０〜２０％銅合金原料であることが好ましい。「残りの銅合金原料」が２０％未満になると添加したＭｎを十分に被覆できなくなることがあるからである。
この発明において、一部の銅合金原料の銅合金溶湯にＭｎ原料を添加したのち、添加する残りの銅合金原料は小塊状の細かな銅合金原料であることがＭｎ原料を被覆しやすいことから好ましく、この小塊状の細かな銅合金原料は、銅または銅合金スクラップなどを細かく切断または粉砕したもの、切削時に発生する切削金属片などであることが好ましい。
この発明のＭｎ含有銅合金の溶解方法で溶解して得られたＭｎ含有銅合金溶湯は通常の方法で鋳造してビレットなどのインゴットを作製することができる。したがって、この発明は、Ｍｎ含有銅合金溶湯を鋳造する方法を含むものであり、
（４）前記（１）、（２）または（３）記載のＭｎ含有銅合金の溶解方法で得られたＭｎ含有銅合金溶湯を鋳造するＭｎ含有銅合金インゴットの製造方法、に特徴を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によると、真空溶解炉を使用せずまたフラックスを使用することなくＭｎを酸化消耗させることなく歩留まりよく添加してＭｎ含有銅合金溶湯を大気中で大量に製造することができ、産業上優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
目標組成がＡｌ：１０質量％、Ｎｉ：５．０質量％、Ｆｅ：４．４質量％、Ｍｎ：１．４質量％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金ビレットを作製すべく原料として、銅ナゲット屑：４００ｋｇ、電気銅：４３３ｋｇ、銅合金リサイクル原料（切粉屑、塊屑）：１０００ｋｇ、アルミニウム原料：１１１ｋｇ、ニッケル原料：５２ｋｇ、鉄原料：４５ｋｇ、マンガン原料：１５ｋｇを用意した。
【００１１】
実施例
電気銅：４３３ｋｇ、銅合金リサイクル原料：１０００ｋｇ、アルミニウム原料：１１１ｋｇ、ニッケル原料：５２ｋｇおよび鉄原料：４５ｋｇを配合し、これを同時に溶解し、これら原料が溶落したのちマンガン原料：１５ｋｇを添加し、添加直後のマンガンが溶ける前の段階でマンガンを覆うように残りの銅原料である銅ナゲット屑：４００ｋｇを投入し溶解して、銅ナゲット屑が溶落した後、出湯することにより銅合金ビレットを作製する本発明法を実施した。この本発明法で得られたビレットの蛍光Ｘ線による代表的なレードル分析を行い、その結果を表１に示した。
【００１２】
従来例
電気銅：４３３ｋｇ、銅合金リサイクル原料：１０００ｋｇ、銅ナゲット屑：４００ｋｇ、アルミニウム原料：１１１ｋｇ、ニッケル原料：５２ｋｇおよび鉄原料：４５ｋｇを配合し、これを同時に溶解し、これら原料が溶落したのちマンガン原料：１５ｋｇを添加し溶解した後、出湯することにより銅合金ビレットを作製する従来法を実施した。この従来方法で製造したビレットの蛍光Ｘ線による代表的なレードル分析を行い、その結果を表１に示した。
【００１３】
【表１】
2008208409.tif 000002
【００１４】
表１に示される結果から、本発明法で得られたビレットの成分組成は、従来法で得られたビレットの成分組成に比べて特にＭｎ含有量が目標値に一層近いことから、この発明の方法は従来法に比べてＭｎを歩留まりよく添加できることが分かる。
【００１５】
なお、この発明は、銅または銅合金にＭｎを添加して溶解するＭｎ含有銅合金の溶解方法に関するものであるが、添加する元素はＭｎに限らず溶解時に酸化してスラグとなりやすいＭｎ以外の金属を銅または銅合金に添加して溶解する方法にも適用することができる。