(57)【要約】銅合金押出材は、銅合金粉末固化体ビレットを押出し加工して得られるものであって、内部に旧粉末粒界を残存させている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅合金粉末固化体ビレットを押出し加工して得られるものであって、内部に旧粉末粒界を残存させていることを特徴とする、銅合金押出材。
【請求項２】
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子を重量基準で０．１％〜３％含有する、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項３】
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子を重量基準で０．３％〜１％含有する、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項４】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を７７〜８８％、アルミニウムを８．５〜１２％、ニッケルを０．５〜５．５％、鉄を２〜５％、マンガンを０．５〜２％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項５】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を６９〜８０％およびシリコンを１．８〜３．５％含有し、さらに０．３〜３．５％の錫、１〜３．５％のアルミニウム、０．０２〜０．２５％の燐からなる群から選択された１種以上の元素を含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項６】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で亜鉛を２６〜３２％、シリコンを０．５〜１．５％、アルミニウムを３〜４．５％、鉄を０．５〜１．５％、ニッケルを２〜４．５％含有し、残部が銅からなる合金組成を有している、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項７】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６５％、アルミニウムを０．２〜７．５％、鉄を０．１〜４％、マンガンを０．５〜５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項８】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６４％、鉄を０．１〜０．７％、錫を０．２〜２．５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項９】
マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で０．１〜１．５％のチタン、０．１〜１．５％のクロム、０．１〜１．５％のコバルトからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項１０】
マトリクスを構成する銅合金は、さらに、重量基準で０．０２〜４％のビスマス、０．０２〜０．４％のテルル、０．０２〜０．４％のセレン、０．０２〜０．１５％のアンチモンからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項１１】
前記粉末粒子の粒子径が５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項２に記載の銅合金押出材。
【請求項１２】
前記粉末粒子が、旧粉末粒界に沿って分布している、請求項２に記載の銅合金押出材。
【請求項１３】
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、重量基準で鉛を０．３〜４％含有する、請求項１に記載の銅合金押出材。
【請求項１４】
請求項１に記載の銅合金押出材を得るためのビレットであって、銅合金粉末を圧粉成形することによって成形されている、銅合金押出材用ビレット。
【請求項１５】
請求項１に記載の銅合金押出材を引き抜き加工あるいは熱間鍛造加工して得られた、銅合金部材。
【請求項１６】
銅合金粉末を圧粉成形して銅合金粉末固化体ビレットを作製する工程と、前記ビレットに対して押出し加工を施して押出材を得る工程とを備えた、銅合金押出材の製造方法。
【請求項１７】
前記押出し加工の押出比が２０以上５００以下である、請求項１６に記載の銅合金押出材の製造方法。
【請求項１８】
前記圧粉成形に先立ち、銅合金粉末に、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子を添加し、それらを混合する工程を備える、請求項１６に記載の銅合金押出材の製造方法。
【請求項１９】
前記銅合金粉末１００重量部に対して、前記粉末粒子の添加量が０．１〜３重量部である、請求項１８に記載の銅合金押出材の製造方法。
【請求項２０】
前記粉末粒子の粒子径が５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１８に記載の銅合金押出材の製造方法。
【請求項２１】
前記ビレットを４００℃〜８００℃の範囲に加熱して前記押出し加工を行う、請求項１６に記載の銅合金押出材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、快削性を有する高強度銅合金押出材に関するものであり、より好ましくは、環境や人体に有害な鉛やカドミウムを含有しない銅合金押出材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅合金は、自動車部品、電子部品、配管部材（水栓金具・バルブ）などに幅広く使用されているが、今後の適用製品の拡張や市場拡大を考えると、その被削性（機械加工性）と強度の双方を改善・向上させることが重要な課題である。特に、生産性・低コスト化を考えると、銅合金の被削性改善は重要である。【０００３】
一般的に、銅合金の被削性を改善させるのに、鉛の添加が有効であることが知られている。そのような鉛を含む銅合金として、例えば、ＪＩＳ  Ｈ５１１１  ＢＣ６等の青銅系合金や、ＪＩＳ  Ｈ３２５０−Ｃ３６０４，Ｃ３７７１等の黄銅系合金などがある。【０００４】
しかしながら、人体や環境に悪影響のある鉛やカドミウムを含む銅合金を製造する過程で、合金の溶解・鋳造時に発生する金属蒸気中の鉛・カドミウム成分を作業者が吸引することや、水栓金具・バルブなどにそれらの銅合金を用いた場合に飲料水との接触により鉛成分が溶出して人体に吸飲するといった危険性が潜んでいる。【０００５】
このような使用過程において銅合金から鉛やカドミウムが溶出することを抑制するために、例えば、特開２０００−９６２６８号公報や特開２０００−９６２６９号公報においては、表面の鉛を事前に除去する方法を提案している。しかしながら、使用過程で表層部分の摩耗・損傷などによって鉛が表面に出現する可能性もあるため、このような方法では、鉛溶出現象を完全に抑制することはできない。【０００６】
他方、鉛やカドミウムを一切含有しない無鉛快削性銅合金が、例えば、特開２０００−１１９７７５号公報に記載されている。この公報には、引張強さ６００〜８００ＭＰａ程度を有する銅合金が提案されているが、添加元素である珪素（Ｓｉ）はγ相を出現させることで銅合金の被削性を改善するが、素地の銅や鉛に比べて硬質であるためにＪＩＳ  Ｈ３２５０−Ｃ３６０４，Ｃ３７７１等の鉛含有黄銅系合金に比べると、切削抵抗が大きくなり、また工具寿命が短くなるなどの問題がある。【０００７】
被削性・切削性を向上させる方法として、例えば、「銅と銅合金、第４２巻、１号、ｐ．２２３−２２８，２００３年」において、黒鉛粉末粒子を黄銅合金に添加することについて研究報告がある。ここでは、３重量％の黒鉛粉末粒子を黄銅合金の溶湯に添加し、攪拌した後に金型に鋳造し、それを押出して黄銅合金押出材を作製している。本論文においても紹介されているように、黒鉛の比重が銅合金の約１／６以下と小さいため、溶解時に十分に攪拌しても鋳造時には黒鉛粒子が浮遊・偏析する。そのため、鋳造インゴット材において局所的に黒鉛粒子が存在する部分と、黒鉛粒子が全く存在しない領域が混在する。その結果、このようなインゴットを用いて作製した押出材の断面においても年輪状に黒鉛粒子が分散し、黄銅合金の被削性（切削屑の形状）も場所によって大きく異なるといった問題が報告されている。また黒鉛粒子の偏析・凝集によって表層部分に欠陥（空孔）が多数存在し、それらが黄銅材の機械的特性を低下させる。【０００８】
環境や人体に悪影響を及ぼすおそれのある鉛やカドミウムに替わる被削性向上元素を選定し、その元素を添加した際にその元素が合金中に均一に分散して安定した高快削性と優れた機械的特性（特に高強度）とを実現することのできる銅合金の開発が望まれる。特に、銅合金の快削性と高強度化とを両立させるには、被削性向上元素を銅合金中に添加する際に、その元素を合金中に均一に分散させることが重要である。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の目的は、高快削性を有する銅合金押出材を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、適量の被削性向上元素を均一に分散させた銅合金押出材を提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、安定した高快削性と優れた機械的特性とを両立させた銅合金押出材を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、鉛やカドミウムを含有しない高快削性銅合金押出材を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、上記の銅合金押出材を得るための銅合金押出材用ビレットを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、上記の銅合金押出材を引き抜き加工あるいは熱間鍛造加工して得られた銅合金部材を提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、高快削性を有する銅合金押出材を製造するための方法を提供することである。
【００１６】
本発明に従った銅合金押出材は、銅合金粉末固化体ビレットを押出し加工して得られるものであって、内部に旧粉末粒界を残存させていることを特徴とする。
【００１７】
一つの実施形態では、銅合金押出材は、銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子を重量基準で０．１％〜３％含有する。より好ましくは、銅合金押出材は、銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子を重量基準で０．３％〜１％含有する。
【００１８】
一つの実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を７７〜８８％、アルミニウムを８．５〜１２％、ニッケルを０．５〜５．５％、鉄を２〜５％、マンガンを０．５〜２％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。
【００１９】
他の実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を６９〜８０％およびシリコンを１．８〜３．５％含有し、さらに０．３〜３．５％の錫、１〜３．５％のアルミニウム、０．０２〜０．２５％の燐からなる群から選択された１種以上の元素を含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。
【００２０】
さらに他の実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で亜鉛を２６〜３２％、シリコンを０．５〜１．５％、アルミニウムを３〜４．５％、鉄を０．５〜１．５％、ニッケルを２〜４．５％含有し、残部が銅からなる合金組成を有している。
【００２１】
さらに他の実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６５％、アルミニウムを０．２〜７．５％、鉄を０．１〜４％、マンガンを０．５〜５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。
【００２２】
さらに他の実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６４％、鉄を０．１〜０．７％、錫を０．２〜２．５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。
【００２３】
マトリクスを構成する銅合金は、さらに、重量基準で０．１〜１．５％のチタン、０．１〜１．５％のクロム、０．１〜１．５％のコバルトからなる群から選択された１種以上の元素を含有してもよい。
【００２４】
マトリクスを構成する銅合金は、さらに、重量基準で０．０２〜４％のビスマス、０．０２〜０．４％のテルル、０．０２〜０．４％のセレン、０．０２〜０．１５％のアンチモンからなる群から選択された１種以上の元素を含有してもよい。
【００２５】
上記の粉末粒子の粒子径は、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下である。好ましくは、粉末粒子は、旧粉末粒界に沿って分布している。
【００２６】
さらに他の実施形態に係る銅合金押出材は、銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、重量基準で鉛を０．３〜４％含有する。
【００２７】
この発明に従った銅合金押出材用ビレットは、上記のいずれかに記載の銅合金押出材を得るためのビレットであって、銅合金粉末を圧粉成形することによって成形されている。
【００２８】
この発明に従った銅合金部材は、上記のいずれかに記載の銅合金押出材を引き抜き加工あるいは熱間鍛造加工して得られたものである。
【００２９】
この発明に従った銅合金押出材の製造方法は、銅合金粉末を圧粉成形して銅合金粉末固化体ビレットを作製する工程と、このビレットに対して押出し加工を施して押出材を得る工程とを備える。
【００３０】
上記方法において、押出し加工の押出比は、例えば、２０以上５００以下である。
【００３１】
一つの実施形態に係る方法では、上記の圧粉成形に先立ち、銅合金粉末に、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の粉末粒子を添加し、それらを混合する工程を備える。この場合、好ましくは、銅合金粉末１００重量部に対して、粉末粒子の添加量が０．１〜３重量部である。
【００３２】
添加する粉末粒子の粒子径は、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下である。
【００３３】
上記の方法は、例えば、ビレットを４００℃〜８００℃の範囲に加熱して上記の押出し加工を行う。
【００３４】
上述した各構成の技術的意義および作用効果等については、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】各種の切粉の形状を示す写真である。
【図２】図１の切粉の写真の一部を描写した図である。
【図３】銅合金粉体固化ビレットおよび鋳造製銅合金ビレットの組織写真である。
【図４】図３の組織写真に旧粉末粒界を示す線を書き加えた組織写真である。
【図５】ボール盤を模式的に示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明者らは、被削性に優れた高強度銅合金押出材とその製造方法を提案するものである。具体的には、鉛に替わる被削性改善元素として黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムを選定し、この中から少なくとも１種類の粉末粒子を、所定の合金組成を有する銅合金粉末に適正量だけ添加・混合し、その混合粉末を成形固化・押出することで上記の目的を達成しようとするものである。特に、従来技術の課題であった、溶解・鋳造工程における低比重の被削性改善元素粒子と銅合金との偏析・分離の問題を解決する方法として、両者の粉体粒子同士を溶かすことなく、成形固化・押出することで被削性改善元素粒子が銅合金素地中に均一に分散し、その結果、優れた被削性と高い強度・靱性を兼ね備えた銅合金押出材を提供することができる。【００３７】
本発明の詳細、および好ましい実施形態の詳細は、以下の通りである。【００３８】
本発明による銅合金押出材の素地を構成する銅合金粉末を、後述する被削性改善元素粒子と混合した後、金型やモールドに充填した状態で加圧保持することで押出用銅合金粉末固化体ビレットを作製する。このビレットを引き続いて加熱した後、直ちに押出加工によって緻密固化する。その結果、得られた銅合金押出材の内部には、投入原料である銅合金粉末に対応する旧粉末粒界が残存した組織構造が現われる。このような組織構造は、銅合金粉末固化体ビレットを適正な押出比のもとで熱間塑性加工することで実現・制御できることを本発明者らは見出した。【００３９】
図１は、各種の銅合金押出材を切削加工したときに得られた切粉（切削屑）の形状を示す写真である。また、図２は、図１の切粉の写真の一部を描写した図面であり、図２の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ、図１の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に対応している。【００４０】
従来の溶解・鋳造ビレットを用いて得られる銅合金押出材を切削加工した場合、切粉（切削屑）は、図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すように連続的なカール状の形状を有するようになる。それに対して、上記のような旧粉末粒界を素地中に残存させることで、高い強度と靱性（伸び）を維持しながらも、切削加工における切粉（切削屑）の形状が、図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すような連続的なカール状を有するものではなく、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すような比較的短い片状切削屑となる。このような片状切削屑は、切削加工時に排出処理し易く、著しい被削性改善の効果を発現できる。すなわち、銅合金粉末固化体ビレットを適正な押出比で押出し固化することは、従来には見られない、銅合金押出材に対する新しい被削性改善方法である。従来技術である溶解・鋳造ビレットを用いて得られる押出材の内部においては、このような旧粉末粒界は存在し得ないため、同一組成の溶解・鋳造ビレットを用いても、上記のような顕著な被削性の改善効果は認められない。【００４１】
さらに、後述する被削性改善元素粒子を本発明の銅合金押出材の素地中に均一に分散させることで、切削加工時の工具と銅合金素材間の摩擦抵抗（切削抵抗）を低減させ、同時に図１（ａ）および図２（ａ）に示すように切削屑の寸法をさらに小さくできる。従って、工具寿命を長くし、切削時間を短くするといった更なる被削性改善効果を発現し得るものとなる。【００４２】
銅合金粉末の粒子径に関しては、特に制約はないが、金型やモールドへの充填性や圧粉成形性などを考慮すると、粒子径は１０μｍ以上１０ｍｍ以下程度であることが望ましい。銅合金粉末の粒子径が１０μｍを下回ると、粉末粒子が金型の隙間に入り込んで金型同士の焼付きを誘発したり、充填性が低下するといった問題、さらに比表面積が増加するために銅合金粉末間での摩擦抵抗の増大によって圧粉成形性が低下して粉末固化体ビレットに亀裂や欠損が生じるなどの問題が生じる。一方、銅合金粉末の粒子径が１０ｍｍを超えると、金型やモールド内への充填率の低下や圧粉成形性の低下を生じる。【００４３】
銅合金粉末の製造方法については、噴霧法（アトマイズ法）によって銅合金粉末を製造する方法や、溶解鋳造法によって所定の合金組成を有する銅合金インゴットを作製し、切削・粉砕機械加工によって比較的粗大な銅合金粉体や切削屑を製造する方法などが有効である。もちろん一般の切削屑も成形可能である。【００４４】
本発明では、鉛に替わる被削性改善元素粒子として、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子を選定し、上記の銅合金粉末と混合した後、圧粉成形して粉体固化体ビレットを作製する。この場合、被削性改善元素粒子は銅合金粉末同士の間に存在することから、このような粉体固化体ビレットを用いた押出材の素地において、添加した被削性改善元素粒子は銅合金押出材内部の旧粉末粒界に沿って存在する。【００４５】
上記の被削性改善元素粒子は、いずれも、鉛と同様に、銅合金素地には固溶せず、粒状をなして分散することで銅合金の被削性を改善・向上させる効果を有する。なかでも、黒鉛粉末粒子は安価であり、経済性の面において有利である。黒鉛粉末は、天然黒鉛であっても人工黒鉛であってもよく、また形状に関しては、粒状または鱗片状または塊状などでもよい。【００４６】
上記の被削性改善元素粒子を含む銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、その中での被削性改善元素粒子の含有量は重量基準で０．１％〜３％であることが望ましい。０．１％重量以上加えると、上記の切削抵抗を低減させ、また工具寿命を延ばすといった効果や切削加工の短縮といった効果が得られ、同時に切削屑がさらに小さくなるので加工時の切粉の排出処理が容易になる。ただし、３重量％を超えて添加しても、その添加量に見合う上記の効果は得られない。むしろ、銅合金押出材の強度や靱性の低下を招くといった問題が生じる。特に、被削性改善元素粒子の添加量を重量基準で０．３％〜１％とすることで、高強度・高靱性を維持しつつ、被削性を向上させる効果を発現できる。【００４７】
上記の被削性改善元素粒子の粒子径を５μｍ以上３００μｍ以下とすることで、銅合金押出材において、上記の優れた機械的特性と快削性を両立させることができる。５μｍよりも小さい場合、静電引力などによって微細な粒子が凝集して粗大な２次粒子を形成し、それが銅合金中に存在することで強度や靱性の低下を招く。３００μｍを超えると強度・靱性を低下させる。銅合金粉末との混合性や圧粉成形性の観点から、被削性改善元素粒子の粒子径を２０μｍ以上１５０μｍ以下にすることがより好ましい。【００４８】
本発明の銅合金押出材の素地を構成する銅合金成分について説明する。【００４９】
第１実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、重量基準で銅を７７〜８８％、アルミニウムを８．５〜１２％、ニッケルを０．５〜５．５％、鉄を２〜５％、マンガンを０．５〜２％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。【００５０】
アルミニウムの添加により、銅合金の強度、硬度、耐高温酸化性を改善できる。本合金の銅成分範囲では、アルミニウム８．５％未満ではこれらの効果は十分でなく、他方、１２％を超えて含有してもこれらの更なる改善効果は認められず、銅合金の靱性が低下するといった問題が生じる。なお、溶解・鋳造ビレットを用いた場合、４重量％を超えるアルミニウムを添加すると、Ｃｕ−Ａｌ系金属間化合物が粗大化し、かえって銅合金押出材の靱性低下を招く。しかしながら、噴霧法により作製した銅合金粉末を用いた場合、アルミニウムが素地中に強制固溶するために、４重量％を超えて添加してもＣｕ−Ａｌ系金属間化合物は微細な粒状を呈して素地中に均一分散し、その結果、靱性低下を伴うことなく、強度向上に寄与する。また、鋳造インゴットから切削加工によって銅合金粉末を作製した場合、粉末素地に蓄積された加工歪により、素地を形成するα相の結晶粒が再結晶し、その過程でＣｕ−Ａｌ系金属間化合物が微細な粒状化合物となるために、靱性の低下を招くことなく強度が向上する。【００５１】
ニッケルの添加により、銅合金の強度と硬度を向上できる。ニッケルはアルミニウムと共に存在することで、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物を形成し、上記の特性を向上させるが、０．５重量％未満では十分な改善効果はなく、５．５重量％を超えて添加すると、かえって銅合金押出材の靱性低下を招く。【００５２】
鉄も、ニッケルと同様、アルミニウムと共に存在することでＦｅ−Ａｌ系金属間化合物を形成し、銅合金の強度、硬度、耐熱性を向上させる。本合金成分範囲では、添加量が２重量％未満であれば十分な改善効果はなく、５重量％を超えて添加すると、かえって銅合金押出材の靱性低下を招いたり、押出材の表面に亀裂・欠陥の発生を伴う。【００５３】
マンガンは素地に固溶して、これを強化し熱履歴に対して合金組成を安定化する作用がある。マンガンの含有量が０．５％未満では上記作用による効果が得られず、また２％を超えて含有してもそれに見合った改善効果が得られないので、好ましいマンガンの含有量は０．５〜２％である。【００５４】
第２実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、重量基準で銅を６９〜８０％およびシリコンを１．８〜３．５％含有し、さらに０．３〜３．５％の錫、１〜３．５％のアルミニウム、０．０２〜０．２５％の燐からなる群から選択された１種以上の成分を含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。【００５５】
シリコンは、γ相を形成して銅合金押出材の靱性を改善する効果を有すると共に、被削性を改善する。その添加量が１．８重量％未満であれば、上記の改善効果は十分ではなく、他方、本合金成分範囲では３．５重量％を超えて添加すると、銅合金押出材の靱性低下を招く。なお、シリコンの添加による被削性の改善効果に関しては、後述する旧粉末粒界の形成による効果や、黒鉛などの被削性改善元素粒子の添加効果に比べると小さいものであるが、シリコンの添加は、強度、耐摩耗性、耐応力腐蝕割れ性、耐高温酸化性も改善する。【００５６】
錫に関しても、シリコンと同様、γ相を形成して銅合金押出材の切削性の改善効果がある。その添加量が０．３重量％未満であれば、上記の改善効果は十分ではなく、他方、本合金成分範囲では３．５重量％を超えて添加すると、銅合金押出材の靱性低下を招く。なお、錫の添加による被削性の改善効果に関しては、後述する旧粉末粒界の形成による効果や、黒鉛などの被削性改善元素粒子の添加効果に比べると小さいものであり、本発明が規定する銅合金押出材の全てにおいて必ずしも添加すべき必須元素ではない。【００５７】
アルミニウムも、錫と同様に、γ相を形成させる機能があり、被削性を改善するには少なくとも１重量％添加する必要がある。しかし、３．５％を超えて添加しても改善効果が見られず、延性が低下する。【００５８】
燐は、素地を構成するα相の結晶粒微細化の効果を有しており、それにより銅合金押出材の強度が向上すると共に、鍛造などの熱間加工性が改善されることで鍛造部品における欠陥・亀裂などの発生が抑制される。その添加量が０．０２重量％未満であれば上記の効果は十分でなく、また０．２５重量％を超えて添加しても、それに見合った効果は得られず、かえって押出性の低下や押出材の靱性低下などの問題を招く。【００５９】
第３実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、重量基準で亜鉛を２６〜３２％、シリコンを０．５〜１．５％、アルミニウムを３〜４．５％、鉄を０．５〜１．５％、ニッケルを２〜４．５％含有し、残部が銅からなる合金組成を有している。【００６０】
この合金は、耐摩耗性を改善した合金であり、アルミニウムとシリコンはγ相を形成して硬さを増すと同時にニッケルや鉄と金属間化合物を作り固さを増す。本合金成分範囲では、添加元素のそれぞれの下限値以下では、改善効果が不十分で、本合金成分範囲では、添加元素の上限値以上では延性を低下させてしまう。したがって、各元素の添加量の適正範囲は上述の通りである。【００６１】
第４実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、重量基準で銅を５５〜６５％、アルミニウムを０．２〜７．５％、鉄を０．１〜４％、マンガンを０．５〜５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。【００６２】
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％以上の添加により発揮される。しかし、本合金成分範囲では、７．５％を超えて添加すると延性が低下する。【００６３】
また、鉄はアルミニウムと共に共存することでＦｅ−Ａｌ系金属間化合物を形成し、銅合金の強度、硬度、耐熱性を向上させる。本合金成分範囲において、鉄の添加量が０．１重量％未満では十分な改善効果がなく、４重量％を超えて添加すると銅合金押出材の靭性低下を招く。【００６４】
さらにマンガンは、マトリックス中に均一に晶出し、合金の耐摩耗性を改善させる。０．５重量％未満ではその効果がなく、５重量％を超えると改善効果に変化がなくなる。【００６５】
第５実施形態に係る銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、重量基準で銅を５５〜６４％、鉄を０．１〜０．７％、錫を０．２〜２．５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。【００６６】
この銅合金押出材は、鍛造加工や引き抜き加工などの塑性加工性を向上した銅合金である。第５実施形態に係る銅合金押出材には、必要に応じて燐を０．０２〜０．５％含有する。これは耐脱亜鉛性を向上させる効果がある。下限値を下回ると改善効果が十分でなく、上限値を超えると粒界への偏析を生じ、延性が低下する。【００６７】
上記の第１実施形態から第５実施形態に係る銅合金押出材においては、マトリクスを構成する銅合金が、必要に応じて、重量基準で０．１〜１．５％のチタン、０．１〜１．５％のクロム、０．１〜１．５％のコバルトからなる群から選択された１種以上の元素をさらに含有する。これらの元素はいずれも、銅合金の強度や硬度を向上させる効果があり、それぞれの下限値を下回ると改善効果が十分でなく、他方、上限値を超えて添加すると押出性の低下や銅合金押出材の靱性低下を招く。【００６８】
さらに、上記の第１実施形態〜第５実施形態に係る銅合金押出材においては、マトリクスを構成する銅合金が、必要に応じて、重量基準で０．０２〜４％のビスマス、０．０２〜０．４％のテルル、０．０２〜０．４％のセレン、０．０２〜０．１５％のアンチモンからなる群から選択された１種以上の元素を含有する。これらの元素はいずれも、銅合金の被削性を改善する効果があり、それぞれの下限値を下回ると改善効果が十分でなく、他方、上限値を超えて添加すると熱間加工性の低下を招く。【００６９】
次に、本発明に従った銅合金押出材の製造方法について説明する。【００７０】
上述の合金組成を有する銅合金粉末を準備し、これを金型あるいはモールドに充填した後、加圧・成形することで銅合金粉末固化体ビレットを作製する。その際、必要に応じて事前に、銅合金粉末に前記の黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の被削性改善元素粒子を添加・混合する。混合は、ボールミルやＶ型混合機などを用いて乾式で行う。雰囲気については、特に管理・制御する必要はなく、大気中で行ってもよい。またビレットの相対密度に関しては、搬送過程でビレットが損傷しない程度の銅合金粉末同士の結合力が必要であり、例えば、相対密度が８０％以上（空孔率が２０％以下）となるように加圧することが望ましい。【００７１】
上記のようにして作製したビレットを加熱した後、直ちに押出加工を施して緻密な銅合金押出材を得る。このとき、押出材の強度・靱性を確保しながら、前記の旧粉末粒界を形成するために、押出比を２０以上５００以下とする必要がある。押出比が２０未満の場合には、素地を形成する銅合金粉末同士の拡散・結合が十分でないために、強度や靱性の低下を招く。一方、押出比を５００以上にすると、旧粉末粒界の残存が少なくなり、強度や靱性はさらに向上するが、切削加工時に排出される切粉（切削屑）が図１（ｄ）および図２（ｄ）のような連続したカール状となり、被削性の低下を招く。【００７２】
また、ビレットの加熱温度は、４００℃〜８００℃の範囲に管理することが望ましい。４００℃未満であれば、銅合金粉末同士の拡散・結合が十分でないために強度や靱性の低下を招く。一方、８００℃を越えて加熱すると、銅合金の素地を構成する結晶粒の粗大化が生じて、銅合金押出材の引張耐力の低下を招く。また押出材の表面に円周方向に沿った亀裂が発生するといった問題が生じる。【００７３】
なお、本発明の一つの目的は、人体や環境への影響があるとされる鉛やカドミウムを使用せずに、優れた被削性を有する銅合金押出材とその製造方法を提供することにある。一方、欧州・ＲｏＨＳ規制では銅合金中の鉛含有量は４重量％までは適用除外となっているので、本発明に従った銅合金押出材をこれに対応するようにしてもよい。すなわち、本発明の一つの実施形態に係る銅合金押出材は、銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、重量基準で鉛を０．３〜４％含有してもよい。前述の通り、鉛を含むことで優れた快削性を実現できる。その有効な効果を得るには、鉛の添加量を０．３重量％以上にすることが好ましい。他方、４重量％を越えての添加は、先のＲｏＨＳ規制ならびに押出材の強度低下の観点より好ましくない。なお、本発明の多くの実施形態に係る銅合金押出材においては、鉛は必ずしも必要となる添加元素ではない。
【実施例１】
【００７４】
この実施例１は、前述した第１実施形態に係る銅合金押出材に対応するものである。【００７５】
表１に示す組成を有する鋳造製銅合金インゴットを準備し、切削加工によって採取した粉体（長さ０．５〜４mm）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６５０〜７２０℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【００７６】
【表１】
2007013428.tif 000002
【００７７】
上記のようにして得た押出素材から、直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。また切削試験を行い、発生する切削屑の形状を比較した。表１における切粉形状の記号は、図１および図２の記号に対応している。すなわち、ａは、図１（ａ）および図２（ａ）に示す切粉形状であることを意味し、ｂは、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示す形状であることを意味し、ｃは、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示す形状であることを意味し、ｄは図１（ｄ）および図２（ｄ）に示す形状であることを意味している。後述する表２、表３、表４、表５、表６、表７、表８、表９、表１１においても、同様である。【００７８】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
上記のように銅合金粉体を固化したビレットを押出加工して得られた銅合金押出材においては、いずれも排出性に優れた形状（ａあるいはｂ）を有する切粉であり，良好な切削性を示した。【００７９】
また試料Ｎｏ．１〜７では、適正な合金成分を有することで高強度かつ高靭性（高い伸び値）を有する黄銅合金押出材が得られている。ただし、Ｎｏ．８ではＡｌ含有量が６．５重量％と少ないために他の銅合金に比べて強度の減少が生じており、またＮｏ．９ではＡｌ含有量が１２．５重量％と多いために強度は増加するものの伸びの顕著な低下が生じた。
【実施例２】
【００８０】
この実施例２は、前述した第２実施形態に係る銅合金押出材に対応するものである。【００８１】
表２に示す組成を有する鋳造製銅合金インゴットを準備し、切削加工によって採取した粉体（長さ０．８〜４．５ｍｍ）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６６０〜７２５℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【００８２】
【表２】
2007013428.tif 000003
【００８３】
上記のように作製した押出素材から、直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。また切削試験を行い、発生する切削屑の形状を比較した。【００８４】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
上記のように銅合金粉体を固化したビレットを押出加工して得られた銅合金押出材（試料Ｎｏ．１０〜２３）においては、いずれも排出性に優れた形状（ｂ）を有する切粉であり、良好な切削性を示した。【００８５】
一方、鋳造製銅合金インゴットを用いて同一条件下で押出加工によって作製した銅合金押出材（試料Ｎｏ．２４）においては、機械的特性は優れているものの、切削試験において連続したカール状の切粉（形状ｄ）が発生し、被削性の問題が確認された。【００８６】
また、試料Ｎｏ．１０〜２１では、適正な合金成分を有することで高強度かつ高靭性（高い伸び値）を有する黄銅合金押出材が得られている。ただし、試料Ｎｏ．２２ではＳｉ含有量が０．８重量％と少ないために他の銅合金に比べて強度の減少が生じており、また試料Ｎｏ．２３はＡｌ含有量が０．５重量％と少ないために他の銅合金に比べて強度の減少が見られた。
【実施例３】
【００８７】
この実施例３は、前述した第３実施形態に係る銅合金押出材に対応するものである。【００８８】
表３に示す組成を有する鋳造製銅合金インゴットを準備し、切削加工によって採取した粉体（長さ１．１〜４．８ｍｍ）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６４０〜７０５℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【００８９】
【表３】
2007013428.tif 000004
【００９０】
上記のようにして得た押出素材から、直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。また切削試験を行い、発生する切削屑の形状を比較した。【００９１】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
上記のように、銅合金粉体を固化したビレットを押出加工して得られた銅合金押出材においては、いずれも排出性に優れた形状（ｂ）を有する切粉であり、良好な切削性を示した。【００９２】
試料Ｎｏ．２５〜２９では、適正な合金成分を有することで高強度かつ高靭性（高い伸び値）を有する黄銅合金押出材が得られている。特に、試料Ｎｏ．２５では、Ｃｏを０．８重量％含有することで強度が増加することを確認した。ただし、試料Ｎｏ．３０ではＡｌを３．３重量％含有した上に、Ｓｉ含有量が１．６重量％と多いために、強度は増加するものの伸びの顕著な低下が生じており、また試料Ｎｏ．３１ではＳｉ含有量が０．３重量％と少ないために他の銅合金に比べて強度の減少が見られた。
【実施例４】
【００９３】
この実施例４は、前述した第４実施形態に係る銅合金押出材に対応するものである。【００９４】
表４に示す組成を有する鋳造製銅合金インゴットを準備し、切削加工によって採取した粉体（長さ０．５〜４．２ｍｍ）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６６０〜７２５℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【００９５】
【表４】
2007013428.tif 000005
【００９６】
上記のようにして作製した押出素材から、直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。また切削試験を行い、発生する切削屑の形状を比較した。【００９７】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
上記のように、銅合金粉体を固化したビレットを押出加工して得られた銅合金押出材（試料Ｎｏ．３２〜４０）においては、いずれも排出性に優れた形状（ｂ）を有する切粉であり、良好な切削性を示した。【００９８】
一方、鋳造製銅合金インゴットを用いて同一条件下で押出加工によって作製した銅合金押出材（試料Ｎｏ．４１）においては、機械的特性は優れているものの、切削試験において連続したカール状の切粉（形状ｄ）が発生し、被削性の問題が確認された。【００９９】
また、試料Ｎｏ．３２〜３９では、適正な合金成分を有することで高強度かつ高靭性（高い伸び値）を有する黄銅合金押出材が得られている。特に、試料Ｎｏ．３５および試料Ｎｏ．３７では、Ｔｉを０．１〜０．３重量％含有することで、押出材の強度が増加することを確認した。ただし、試料Ｎｏ．４０ではＡｌ含有量が０．３重量％、Ｍｎ含有量が１重量％、Ｆｅ含有量が０．４重量％とそれぞれ少ないために他の銅合金に比べて強度の減少が生じた。
【実施例５】
【０１００】
この実施例５は、前述した第５実施形態に係る銅合金押出材に対応するものである。【０１０１】
表５に示す組成を有する鋳造製銅合金インゴットを準備し、切削加工によって採取した粉体（長さ０．７〜３．９mm）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６４０〜７００℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１０２】
【表５】
2007013428.tif 000006
【０１０３】
上記のようにして作製した押出素材から、直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。また切削試験を行い、発生する切削屑の形状を比較した。【０１０４】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
上記のように、銅合金粉体を固化したビレットを押出加工して得られた銅合金押出材においては、いずれも排出性に優れた形状（ｂ）を有する切粉であり、良好な切削性を示した。【０１０５】
試料Ｎｏ．４２〜５０では、適正な合金成分を有することで高強度かつ高靭性（高い伸び値）を有する黄銅合金押出材が得られている。ただし、試料Ｎｏ．５１ではＣｕとＺｎ以外の元素としてＳｎのみを０．２重量％と少量含むために、他の銅合金に比べて強度の減少が生じた。【０１０６】
ところで、鋳造製銅合金インゴットを用いて同一条件下で押出加工によって作製した銅合金押出材（試料Ｎｏ．５２）においては、機械的性質は問題ないものの、切削試験において連続したカール状の切粉（形状ｄ）が発生し、被削性の問題が確認された。【０１０７】
図３に試料Ｎｏ．４２と試料Ｎｏ．５２の金属写真を示す。（ａ）の本発明による銅合金粉体固化ビレットを用いた場合（試料Ｎｏ．４２）には、矢印で示すように押出材の素地に旧粉末粒界が観察される。一方、（ｂ）の鋳造製銅合金ビレットを用いた場合（試料Ｎｏ．５２）には、（ａ）で見られたような旧粉末粒界は観察されない。図４は、図３の組織写真上に旧粉末粒界を示す線を加えた組織写真である。
【実施例６】
【０１０８】
前述した第１実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；８２．５％，Ａｌ；９．３％，Ｍｎ；０．９％，Ｎｉ；１．７％，Ｆｅ；３．２％，Ｚｎ；残部の組成を有する鋳造製銅合金インゴットより、切削加工によって採取した粉体（長さ０．５〜４ｍｍ）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６８０℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１０９】
なお、比較として、上記と同じ組成を有する鋳造製銅合金インゴットより同一寸法の鋳造ビレットを機械加工によって採取し、これを同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１１０】
上記のようにして作製した押出素材を酸洗いの後に常温で減面率４．５％の条件下で抽伸加工を行った。そして、得られた素材から直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。また光学顕微鏡による各素材の組織観察を併せて行なった。【０１１１】
さらに抽伸加工素材を用いて切削試験を行い、発生する切削屑の形状を比較した。【０１１２】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
表６に引張試験およびビッカース硬さ測定の結果ならびに抽伸加工素材の表面性状を記載した。銅合金粉体固化ビレットと鋳造製銅合金ビレットを用いた場合の押出・抽伸加工後の素材の機械的特性において、両者間での顕著な差異はなく、本発明で提案する製造プロセスにより得られる銅合金粉体を用いた銅合金押出材においても十分な機械的特性を有することを確認した。【０１１３】
【表６】
2007013428.tif 000007
【０１１４】
銅合金粉体固化ビレットと鋳造製銅合金ビレットを用いて得られた押出・抽伸加工素材について切削試験で排出された切削屑を観察した結果、本発明による銅合金粉体固化ビレットから作製した銅合金押出材では、切削屑は分断した排出性ならびに取り扱い性に優れた不連続で比較的小さい形状（ａあるいはｂに相当）であった。これに対して従来の鋳造製銅合金ビレットを用いた押出材では、切粉は連続したカール状を呈しており、排出が困難な形状を有する切削屑（ｄに相当）であった。【０１１５】
以上の結果より、本発明による銅合金粉体固化ビレットから作製した銅合金押出材では、機械的特性を低下させることなく、良好な切削性を有することが確認できた。
【実施例７】
【０１１６】
実施例６で用いた銅合金粉体（長さ０．５〜４ｍｍ）を出発原料とし、これに平均粒径６５μｍの天然黒鉛粒子を添加・混合した後、同様に金型に充填して直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６８０℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１１７】
なお、比較として、上記と同じ組成を有する鋳造製銅合金インゴットより同一寸法の鋳造ビレットを機械加工によって採取し、これを同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１１８】
表７に、黒鉛粒子の添加量を示す。【０１１９】
【表７】
2007013428.tif 000008
【０１２０】
各素材について、実施例６と同一条件下で引張試験および切削試験を行った。その結果を表７に併せて示す。【０１２１】
本発明が規定する、黒鉛粒子を添加・混合した銅合金粉体を圧粉固化したビレットから作製した銅合金押出材では、適正範囲の黒鉛粒子を含有することで、機械的特性を顕著に低下させることなく、より微細な排出性に優れた切削屑が得られることが確認でき、黒鉛粒子の添加による切削性向上を検証した。【０１２２】
なお、３重量％を超える黒鉛粒子の添加においては、押出素材の表面にササクレ状の亀裂ならびに円周方向の割れが確認されており、多量の黒鉛粒子の添加によって銅合金粉体同士の結合性が著しく低下し、その結果、上述のような素材欠陥が発生して強度低下を招いた。
【実施例８】
【０１２３】
実施例７で作製した銅合金押出材について、ドリル切削試験法による被削性の評価を行った。ドリル切削試験法とは、図５の模式図に示すように、ドリルに一定荷重（ここでは２．５８ｋｇの錘を負荷）をかけた状態で銅合金押出材に深さ５ｍｍの穴を加工するのに要する時間を比較し、その時間が短いほど、被削性が良好であることを意味する。【０１２４】
図５において、参照番号１は試料（銅合金押出材）を示し、２はドリルを示し、３は錘を示し、４は紐を示し、１０はボール盤を示し、１１はハンドルを示している。【０１２５】
なお、直径４．５ｍｍΦの高速度鋼製ドリルを用い、ドリルの回転数を４００ｒｐｍ、切り込み量を５ｍｍとして乾式条件下（切削油なし）で切削試験を行った。その結果を表８に示す。【０１２６】
【表８】
2007013428.tif 000009
【０１２７】
比較素材として、重量基準でＣｕ；８２．５％，Ａｌ；９．３％，Ｍｎ；０．９％，Ｎｉ；１．７％，Ｆｅ；３．２％，Ｐｂ；１．６％，Ｚｎ；残部の組成を有する鉛添加鋳造製銅合金ビレットを同一条件で押出して得られた銅合金押出材を用いた。【０１２８】
本発明が規定する、黒鉛粒子を添加・混合した銅合金粉体を圧粉固化したビレットから作製した銅合金押出材では、適正範囲の黒鉛粒子を含有することで、Ｐｂ含有鋳造製銅合金インゴットを用いた押出材よりも優れた被削性を有しており、しかもその被削性は黒鉛粒子の含有量の増加と共に向上する。さらに、切削屑（切粉）の形状に関しても、いずれの鋳造製銅合金インゴットを用いた場合も、連続したカール状の切削屑（ｄ）であったが、本発明による銅合金粉体固化ビレットおよび黒鉛粒子含有銅合金粉体固化ビレットを用いた押出材では、排出性の良好な細かい粒状の切粉（ａあるいはｂ）であった。
【実施例９】
【０１２９】
第２実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；７５．１％，Ｓｉ；２．６％，Ｓｎ；１．１％，Ａｌ；１．２％，Ｐ；０．１％，Ｔｅ；０．０５％，Ｔｉ；０．０５％，Ｚｎ；残部からなる組成を有する鋳造製銅合金インゴットより、切削加工によって採取した粉体（長さ０．８〜３ｍｍ）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で７００℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して表９に示す穴径を有するダイスを用いて作製した。なお、同表中の押出比ｒは、ｒ＝（コンテナ内径／ダイス穴径）２として求めた。【０１３０】
各押出材について、実施例６と同一条件下で引張試験および切削試験を行った。その結果を表９に併せて示す。【０１３１】
【表９】
2007013428.tif 000010
【０１３２】
本発明が規定する適正な押出比を用いて銅合金粉体固化ビレットを押出加工した場合、押出素材が良好な引張強さと被削性（形状ａあるいはｂ）を有する。特に、押出比を２０以上にすることで、押出材の引張強さはさらに向上する。【０１３３】
一方、押出比を８未満とすると、押出材の素地を構成する銅合金粉末同士の結合性が十分でないため、押出材の引張強さの低下を招く。一方、押出比が５００を超えると、押出時の強塑性加工によって銅合金粉体同士の結合が顕著に進行し、その結果、本発明による銅合金押出材の特徴である旧粉末粒界が素地中に残存しなくなり、切削屑（切粉）が連続的にカール状（形状ｃあるいはｄ）を呈するようになる。その結果、押出素材の被削性が低下するといった問題が生じる。なお、押出比が１２０を超えても、高い機械的特性と優れた被削性を両立することが可能であるが、押出に際して高い負荷圧力が必要となるために、大型押出装置が必要となり、またダイスの摩耗損傷といった経済性の課題も伴う場合がある。
【実施例１０】
【０１３４】
実施例９で用いた銅合金粉体（長さ０．８〜３ｍｍ）を出発原料とし、これをプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で表１０に示す各温度で３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１３５】
各押出材について、実施例６と同一条件下で引張試験を行った。その結果を表１０に併せて示す。【０１３６】
【表１０】
2007013428.tif 000011
【０１３７】
本発明が規定する、適正な温度範囲で銅合金粉体固化ビレットを加熱して押出することで、押出素材は良好な機械的特性を有することを確認した。【０１３８】
一方、加熱温度が４００℃を下回る場合、押出時における粉体同士の結合性が十分でなく、素材の内部に空孔が発生して機械的特性の低下を招く。また８５０℃を超えると、銅合金押出材の素地を構成する銅結晶粒が粗大・成長するために押出材の強度や硬度の低下を招く。
【実施例１１】
【０１３９】
第３実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＳｉ；０．８％，Ａｌ；３．１％，Ｎｉ；２．８％，Ｆｅ；１．１％，Ｃｏ；０．６％，Ｚｎ；２７．１％，Ｃｕ；残部からなる組成を有する鋳造製銅合金インゴットより、切削加工によって採取した粉体（長さ０．４〜４．５ｍｍ）を出発原料とし、これに表１１に示す被削性改善元素粒子を添加・混合する。混合処理においては回転ボールミルを用いて乾式条件で行った。【０１４０】
なお、各添加粒子の平均粒径は、窒化ホウ素；３２μｍ，二硫化モリブデン；４２μｍ，フッ化カルシウム；２６μｍである。各混合粉体をプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６５０℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比４９．８の条件下で直径８．５ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１４１】
【表１１】
2007013428.tif 000012
【０１４２】
上記のようにして作製した押出素材から、直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。また実施例６と同様に、切削試験を行い、発生する切削屑の形状を比較した。【０１４３】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
表１１に引張試験結果および切削屑の形状を示す。本発明が規定する被削性改善元素粒子を適正量、銅合金押出材の素地中に分散させることで、機械的特性を低下させることなく、切削屑を小さくでき、被削性を向上することができる。しかしながら、３重量％を超えて添加すると、黒鉛粉末粒子の場合と同様、銅合金押出材の引張強さや伸びが低下するといった問題が生じる。【０１４４】
なお、黒鉛粉末を含めて、各切削性改善元素粒子を２種類以上、銅合金粉末と混合して使用した場合においても、同様の効果が得られることを本発明者らは確認している。
【実施例１２】
【０１４５】
第４実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；６１．４％，Ａｌ；３．４％，Ｍｎ；３．２％，Ｆｅ；２．１％，Ｐｂ；０．９％，Ｚｎ；残部からなる組成を有する鋳造製銅合金インゴットより、切削加工によって採取した粉体（長さ０．７〜３．６ｍｍ）を出発原料とし、これに黒鉛粉末（平均粒子径；４３μｍ）を０．２重量％および０．５重量％をそれぞれ添加・混合した粉体を準備する。各銅合金粉体をプレス機に装着した金型に充填して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長１００ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６６０℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。なお、比較として、上記と同じ組成を有する鋳造製銅合金インゴットより同一寸法の鋳造ビレットを機械加工によって採取し、これを同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１４６】
上記のようにして作製した各押出素材について、実施例６と同様の切削試験および実施例８のドリル切削試験を行った。前者の試験では、発生する切削屑の形状を、後者の試験では、銅合金押出材に深さ５ｍｍの穴を加工するのに要する時間をそれぞれ評価した。その結果を表１２に示す。【０１４７】
【表１２】
2007013428.tif 000013
【０１４８】
従来の鉛添加鋳造銅合金ビレットを用いた場合に比べて、同一組成の粉体固化ビレットを用いた方が、切削屑は、不連続で微細な切粉として優れた排出性を示した。また銅合金粉体に、適正量の黒鉛粉末を添加した結果、切削屑はより微細な切粉として不連続形状で排出され、しかもドリル切削試験での加工時間を短縮することができた。
【実施例１３】
【０１４９】
前述した第２実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；７５．４％，Ｓｉ；３．１％，Ｐ；０．１１％，残部が亜鉛からなる組成を有する溶湯をアトマイズ加工することによって採取した粉体（平均粒子径；７０μｍ）を出発原料とし、これに平均粒径５０μｍの天然黒鉛粒子を重量基準０．５％添加・混合した後、金型に充填して直径５９．８ｍｍφ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で７００℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１５０】
なお、比較材として、上記と同じ組成を有する連続鋳造製銅合金インゴットより同一寸法の鋳造ビレットを機械加工によって採取し、これを同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１５１】
上記のように作製した押出素材を酸洗いの後に常温で減面率１５．３％の条件下で抽伸加工を行ない、その後５１０℃で４．５時間焼鈍して、さらに１２．６％の減面率で抽伸加工を行ない、その後５１０℃で４．５時間焼鈍して、最後に１３．５％の減面率で抽伸を行なって得られた素材から直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。【０１５２】
さらに、ドリル切削試験法による被削性の評価を行なった。ここでは１．５ｋｇの錘を使用した。この試験結果を表１３に示す。溶解製法による材料は、１０回のドリル試験の間に工具が磨耗して加工時間が徐々に増大したが、同一成分による黒鉛添加の粉体固化製法材は加工時間が一定でドリルの磨耗が見られない。また、機械的性質も溶解製法材と遜色のないことが確認された。【０１５３】
【表１３】
2007013428.tif 000014
【実施例１４】
【０１５４】
前述した第５実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；６１．４％，Ｆｅ；０．１％，Ｓｎ；０．２％，残部が亜鉛からなる組成を有する溶湯をアトマイズ加工することによって採取した粉体（平均粒子径；７０μｍ）を出発原料とし、これに平均粒径５０μｍの天然黒鉛粒子を添加・混合した後、同様に金型に充填して直径５９．８ｍｍφ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で７００℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１５５】
なお、比較材として、上記と同じ組成を有する連続鋳造製銅合金インゴットより同一寸法の鋳造ビレットを機械加工によって採取し、これを同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。比較材としてさらに、重量基準でＣｕ；６１．１％，Ｆｅ；０．１％，Ｓｎ；０．２％，鉛３．０％，残部が亜鉛からなる組成を有する鋳造製銅合金インゴットより同一寸法の鋳造ビレットを機械加工により採取し、同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１５６】
上記のように作製した押出素材を酸洗いの後に常温で減面率２６％の条件下で抽伸加工を行ない、その後４６０℃で４．５時間焼鈍して、最後に１３．５％の減面率で抽伸加工を行なって得られた素材から直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。黒鉛の添加量と機械的性質の関係を表１４に示す。【０１５７】
さらに、ドリル切削試験法による被削性の評価を行なった。本材料は実施例８の材料と異なり素地が比較的柔らかいので、ここでは１．０ｋｇの錘を使用した。この試験結果を表１５に示す。これらの結果から、黄銅アトマイズ粉に黒鉛添加して固化したビレットによる押出材から得られる黄銅材は、金属材料の中で最も切削性が良いとされる溶解製法ビレットによる鉛入りの快削黄銅材と比べて、全く遜色のない切削性と機械的性質が得られることが確認できた。【０１５８】
【表１４】
2007013428.tif 000015
【０１５９】
【表１５】
2007013428.tif 000016
【実施例１５】
【０１６０】
前述した第５実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；６１．４％，Ｆｅ；０．１％，Ｓｎ；０．２％，残部が亜鉛からなる組成を有する溶湯をアトマイズ加工することによって採取した粉体（平均粒子径；７０μｍ）を出発原料とし、これに平均粒径５０μｍの天然黒鉛粒子を重量基準で０．５％，平均粒径５０μｍの硫化銅粉末を重量基準で１．２５％添加・混合した後、同様に金型に充填して直径５９．８ｍｍφ、全長９８ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で７００℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１６１】
比較材として，重量基準でＣｕ；６１．４％，Ｆｅ；０．１％，Ｓｎ；０．２％，残部が亜鉛からなる組成を有する溶湯をアトマイズ加工することによって採取した粉体（平均粒子径；７０μｍ）を出発原料とし、これに平均粒径５０μｍの天然黒鉛粒子を重量基準で０．５％添加・混合した後同様に固化ビレットを作製し、同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１６２】
上記のように作製した押出素材を酸洗いの後に常温で減面率２６％の条件下で抽伸加工を行ない、その後４６０℃で４．５時間焼鈍して、最後に１３．５％の減面率で抽伸加工を行なって得られた素材から直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。【０１６３】
さらに、ドリル切削試験法による被削性の評価を行なった。ここでは１．０ｋｇの錘を使用した。これらの試験結果を表１６に示す。黒鉛添加に加えて硫化銅を添加することで、機械的性質を損なわずに切削性をさらに向上できることを確認した。【０１６４】
【表１６】
2007013428.tif 000017
【実施例１６】
【０１６５】
前述した第５実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；６１．４％，Ｆｅ；０．１％，Ｓｎ；０．２％，Ｐｂ；３．０％、残部が亜鉛からなる組成を有する鋳造製銅合金インゴットを準備し、これを鉱物切削油による高速切削加工を行なって採取した粉体（長さ０．５〜８．９mm）を出発原料とし、これを６０℃に加温されたアルカリ性浸漬用脱脂剤浴中で攪拌し、水洗、水切り乾燥を行なって油分が完全に除去されたことを確認した。【０１６６】
この原料を粉砕機にかけて平均粒径を１００μｍにした粉体を静水圧加圧機に装着して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長１２０ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６４０〜７００℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１６７】
なお、比較材として、上記と同じ組成を有する鋳造製銅合金インゴットより同一寸法の鋳造ビレットを機械加工によって採取し、これを同一条件下で押出加工を行い、直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１６８】
上記のように作製した押出素材を酸洗いの後に常温で減面率２６％の条件下で抽伸加工を行ない、その後４６０℃で４．５時間焼鈍して、最後に１３．５％の減面率で抽伸加工を行なって得られた素材から直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。【０１６９】
さらに、ドリル切削試験法による被削性の評価を行なった。ここでは１．０ｋｇの錘を使用した。これらの試験結果を表１７に示す。切粉表面に付着した切削油を完全除去した後，これを投入原料として圧粉・押出工程を経由することで得られた黄銅合金素材は，優れた機械的特性と快削性を有している．【０１７０】
【表１７】
2007013428.tif 000018
【実施例１７】
【０１７１】
前述した第５実施形態に係る銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＣｕ；６１．４％，Ｆｅ；０．１％，Ｓｎ；０．２％，Ｐｂ；３．０％，残部が亜鉛からなる組成を有する鋳造製銅合金インゴットを準備し、これを鉱物切削油による高速切削加工を行なって採取した粉体（長さ０．５〜８．９mm）を出発原料とし、これを６０℃に加温されたアルカリ性浸漬用脱脂剤浴中で攪拌し、水洗、水切り乾燥を行なって油分が完全に除去されたことを確認した。【０１７２】
この原料を粉砕機にかけて平均粒径を１００μｍにした粉体を出発原料とし、これに平均粒径５０μｍの天然黒鉛粒子を０．３％添加・混合した後、静水圧加圧機に装着して加圧・固化することで直径５９．８ｍｍΦ、全長１２０ｍｍの円柱状粉体固化ビレットを作製した。このビレットを窒素ガス雰囲気中で６４０〜７００℃にて３０分間加熱保持し、終了後、直ちに内径６０ｍｍΦの押出用コンテナに充填して押出比３７．５の条件下で直径９．８ｍｍΦの押出素材を作製した。【０１７３】
上記のように作製した押出素材を酸洗いの後に常温で減面率２６％の条件下で抽伸加工を行ない、その後４６０℃で４．５時間焼鈍して、最後に１３．５％の減面率で抽伸加工を行なって得られた素材から直径３．５ｍｍΦ、平行部２０ｍｍの引張試験片を採取し、歪速度５×１０−４／秒の条件で常温にて引張試験を行った。【０１７４】
さらに、ドリル切削試験法による被削性の評価を行なった。ここでは１．０ｋｇの錘を使用した。これらの試験結果を表１８に示す。切粉表面に付着した切削油を完全除去した後、所定量の黒鉛粒子を添加して圧粉・押出工程を経由することで得られた黄銅合金素材は，優れた機械的特性と快削性を有している。【０１７５】
【表１８】
2007013428.tif 000019
【０１７６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明は、安定した高快削性と優れた機械的特性とが要求される銅合金押出材に有利に利用され得る。
【図２】
2007013428.tif 000020
【図５】
2007013428.tif 000021
【図１】
2007013428.tif 000022
【図３】
2007013428.tif 000023
【図４】
2007013428.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月6日(2006.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、
内部に前記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、
前記被削性向上元素粉末粒子が前記旧粉末粒界に沿って分布し、
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子であり、
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記被削性向上元素粉末粒子を重量基準で０．１％〜３％含有する、無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項２】（削除）
【請求項３】銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記被削性向上元素粉末粒子を重量基準で０．３％〜１％含有する、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項４】マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を７７〜８８％、アルミニウムを８．５〜１２％、ニッケルを０．５〜５．５％、鉄を２〜５％、マンガンを０．５〜２％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項５】マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を６９〜８０％およびシリコンを１．８〜３．５％含有し、さらに０．３〜３．５％の錫、１〜３．５％のアルミニウム、０．０２〜０．２５％の燐からなる群から選択された１種以上の元素を含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項６】マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で亜鉛を２６〜３２％、シリコンを０．５〜１．５％、アルミニウムを３〜４．５％、鉄を０．５〜１．５％、ニッケルを２〜４．５％含有し、残部が銅からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項７】マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６５％、アルミニウムを０．２〜７．５％、鉄を０．１〜４％、マンガンを０．５〜５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項８】マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６４％、鉄を０．１〜０．７％、錫を０．２〜２．５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項９】マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で０．１〜１．５％のチタン、０．１〜１．５％のクロム、０．１〜１．５％のコバルトからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項１０】マトリクスを構成する銅合金は、さらに、重量基準で０．０２〜４％のビスマス、０．０２〜０．４％のテルル、０．０２〜０．４％のセレン、０．０２〜０．１５％のアンチモンからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項１１】前記粉末粒子の粒子径が５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項１２】（削除）
【請求項１３】（削除）
【請求項１４】請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材を得るためのビレットであって、銅合金粉末と被削性向上元素粉末粒子との混合粉体を圧粉成形することによって成形されている、無鉛快削性銅合金押出材用ビレット。
【請求項１５】請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材を引き抜き加工あるいは熱間鍛造加工して得られた、無鉛快削性銅合金部材。
【請求項１６】マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合し、この混合粉末を圧粉成形して銅合金粉末固化体ビレットを作製する工程と、
前記ビレットに対して押出比が２０以上５００以下の押出し加工を施して押出材を得る工程とを備えた、無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項１７】（削除）
【請求項１８】前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子である、請求項１６に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項１９】前記銅合金粉末１００重量部に対して、前記粉末粒子の添加量が０．１〜３重量部である、請求項１８に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項２０】前記粉末粒子の粒子径が５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１８に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項２１】前記ビレットを４００℃〜８００℃の範囲に加熱して前記押出し加工を行う、請求項１６に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月5日(2007.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、
内部に前記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、
前記被削性向上元素粉末粒子が前記旧粉末粒界に沿って分布し、
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子であり、
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記被削性向上元素粉末粒子を重量基準で０．１％〜３％含有する、無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項２】
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記被削性向上元素粉末粒子を重量基準で０．３％〜１％含有する、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項３】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を７７〜８８％、アルミニウムを８．５〜１２％、ニッケルを０．５〜５．５％、鉄を２〜５％、マンガンを０．５〜２％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項４】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を６９〜８０％およびシリコンを１．８〜３．５％含有し、さらに０．３〜３．５％の錫、１〜３．５％のアルミニウム、０．０２〜０．２５％の燐からなる群から選択された１種以上の元素を含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項５】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で亜鉛を２６〜３２％、シリコンを０．５〜１．５％、アルミニウムを３〜４．５％、鉄を０．５〜１．５％、ニッケルを２〜４．５％含有し、残部が銅からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項６】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６５％、アルミニウムを０．２〜７．５％、鉄を０．１〜４％、マンガンを０．５〜５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項７】
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６４％、鉄を０．１〜０．７％、錫を０．２〜２．５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項８】
マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で０．１〜１．５％のチタン、０．１〜１．５％のクロム、０．１〜１．５％のコバルトからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項９】
マトリクスを構成する銅合金は、さらに、重量基準で０．０２〜４％のビスマス、０．０２〜０．４％のテルル、０．０２〜０．４％のセレン、０．０２〜０．１５％のアンチモンからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項１０】
前記粉末粒子の粒子径が５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項１１】
請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材を得るためのビレットであって、銅合金粉末と被削性向上元素粉末粒子との混合粉体を圧粉成形することによって成形されている、無鉛快削性銅合金押出材用ビレット。
【請求項１２】
請求項１に記載の無鉛快削性銅合金押出材を引き抜き加工あるいは熱間鍛造加工して得られた、無鉛快削性銅合金部材。
【請求項１３】
マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合し、この混合粉末を圧粉成形して銅合金粉末固化体ビレットを作製する工程と、
前記ビレットに対して押出比が２０以上５００以下の押出し加工を施して押出材を得る工程とを備えた、無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項１４】
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、硫化銅およびフッ化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の粉末粒子である、請求項１３に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項１５】
前記銅合金粉末１００重量部に対して、前記粉末粒子の添加量が０．１〜３重量部である、請求項１４に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項１６】
前記粉末粒子の粒子径が５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１４に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【請求項１７】
前記ビレットを４００℃〜８００℃の範囲に加熱して前記押出し加工を行う、請求項１３に記載の無鉛快削性銅合金押出材の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、
内部に前記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、
前記被削性向上元素粉末粒子が前記旧粉末粒界に沿って分布し、
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛であり、
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を７７〜８８％、アルミニウムを８．５〜１２％、ニッケルを０．５〜５．５％、鉄を２〜５％、マンガンを０．５〜２％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有しており、
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する、無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項２】
マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、
内部に前記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、
前記被削性向上元素粉末粒子が前記旧粉末粒界に沿って分布し、
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛であり、
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を６９〜８０％およびシリコンを１．８〜３．５％含有し、さらに０．３〜３．５％の錫、１〜３．５％のアルミニウム、０．０２〜０．２５％の燐からなる群から選択された１種以上の元素を含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有しており、
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する、無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項３】
マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、
内部に前記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、
前記被削性向上元素粉末粒子が前記旧粉末粒界に沿って分布し、
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛であり、
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で亜鉛を２６〜３２％、シリコンを０．５〜１．５％、アルミニウムを３〜４．５％、鉄を０．５〜１．５％、ニッケルを２〜４．５％含有し、残部が銅からなる合金組成を有しており、
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する、無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項４】
マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、
内部に前記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、
前記被削性向上元素粉末粒子が前記旧粉末粒界に沿って分布し、
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛であり、
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６５％、アルミニウムを０．２〜７．５％、鉄を０．１〜４％、マンガンを０．５〜５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有しており、
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する、無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項５】
マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、
内部に前記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、
前記被削性向上元素粉末粒子が前記旧粉末粒界に沿って分布し、
前記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛であり、
マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６４％、鉄を０．１〜０．７％、錫を０．２〜２．５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有しており、
銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、前記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する、無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項６】
マトリクスを構成する銅合金は、さらに、重量基準で０．１〜１．５％のチタン、０．１〜１．５％のクロム、０．１〜１．５％のコバルトからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１〜５のいずれかに記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項７】
マトリクスを構成する銅合金は、さらに、重量基準で０．０２〜４％のビスマス、０．０２〜０．４％のテルル、０．０２〜０．４％のセレン、０．０２〜０．１５％のアンチモンからなる群から選択された１種以上の元素を含有する、請求項１〜５のいずれかに記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【請求項８】
前記黒鉛粉末粒子の粒子径が５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の無鉛快削性銅合金押出材。
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月7日(2007.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の目的は、鉛やカドミウムを含有しない高快削性銅合金押出材を提供することである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
一つの実施形態では、無鉛快削性銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られるものであって、内部に上記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、上記被削性向上元素粉末粒子が上記旧粉末粒界に沿って分布している。上記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛である。マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を７７〜８８％、アルミニウムを８．５〜１２％、ニッケルを０．５〜５．５％、鉄を２〜５％、マンガンを０．５〜２％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、上記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
他の実施形態に係る無鉛快削性銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られるものであって、内部に上記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、上記被削性向上元素粉末粒子が上記旧粉末粒界に沿って分布している。上記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛である。マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を６９〜８０％およびシリコンを１．８〜３．５％含有し、さらに０．３〜３．５％の錫、１〜３．５％のアルミニウム、０．０２〜０．２５％の燐からなる群から選択された１種以上の元素を含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、上記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
さらに他の実施形態に係る無鉛快削性銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られるものであって、内部に上記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、上記被削性向上元素粉末粒子が上記旧粉末粒界に沿って分布している。被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛である。マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で亜鉛を２６〜３２％、シリコンを０．５〜１．５％、アルミニウムを３〜４．５％、鉄を０．５〜１．５％、ニッケルを２〜４．５％含有し、残部が銅からなる合金組成を有している。銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、上記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに他の実施形態に係る無鉛快削性銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られるものであって、内部に上記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、上記被削性向上元素粉末粒子が上記旧粉末粒界に沿って分布している。上記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛である。マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６５％、アルミニウムを０．２〜７．５％、鉄を０．１〜４％、マンガンを０．５〜５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、上記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
さらに他の実施形態に係る無鉛快削性銅合金押出材は、マトリクスを構成する銅合金粉末と、鉛成分に替わる被削性向上元素の粉末粒子とを混合した粉末固化体ビレットを押出し加工して得られる無鉛快削性銅合金押出材であって、内部に上記銅合金粉末の旧粉末粒界を残存させており、上記被削性向上元素粉末粒子が上記旧粉末粒界に沿って分布している。上記被削性向上元素粉末粒子は、黒鉛である。マトリクスを構成する銅合金全体を１００重量％とした場合、マトリクスを構成する銅合金は、重量基準で銅を５５〜６４％、鉄を０．１〜０．７％、錫を０．２〜２．５％含有し、残部が亜鉛からなる合金組成を有している。銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、マトリクス中に、上記黒鉛粉末粒子を重量基準で０．２％〜２．２％含有する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明者らは、被削性に優れた高強度銅合金押出材とその製造方法を提案するものである。具体的には、鉛に替わる被削性改善元素として黒鉛を選定し、この黒鉛の粉末粒子を、所定の合金組成を有する銅合金粉末に適正量だけ添加・混合し、その混合粉末を成形固化・押出することで上記の目的を達成しようとするものである。特に、従来技術の課題であった、溶解・鋳造工程における低比重の被削性改善元素粒子と銅合金との偏析・分離の問題を解決する方法として、両者の粉体粒子同士を溶かすことなく、成形固化・押出することで被削性改善元素粒子が銅合金素地中に均一に分散し、その結果、優れた被削性と高い強度・靱性を兼ね備えた銅合金押出材を提供することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
本発明では、鉛に替わる被削性改善元素粒子として、黒鉛の粉末粒子を選定し、上記の銅合金粉末と混合した後、圧粉成形して粉体固化体ビレットを作製する。この場合、被削性改善元素粒子は銅合金粉末同士の間に存在することから、このような粉体固化体ビレットを用いた押出材の素地において、添加した被削性改善元素粒子は銅合金押出材内部の旧粉末粒界に沿って存在する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
上記の被削性改善元素粒子を含む銅合金押出材全体を１００重量％とした場合、その中での被削性改善元素粒子としての黒鉛の含有量は重量基準で０．２％〜２．２％であることが望ましい。０．２％重量以上加えると、上記の切削抵抗を低減させ、また工具寿命を延ばすといった効果や切削加工の短縮といった効果が得られ、同時に切削屑がさらに小さくなるので加工時の切粉の排出処理が容易になる。ただし、２．２重量％を超えて添加しても、その添加量に見合う上記の効果は得られない。むしろ、銅合金押出材の強度や靱性の低下を招くといった問題が生じる。特に、被削性改善元素粒子の添加量を重量基準で０．３％〜１％とすることで、高強度・高靱性を維持しつつ、被削性を向上させる効果を発現できる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
なお、本発明の一つの目的は、人体や環境への影響があるとされる鉛やカドミウムを使用せずに、優れた被削性を有する銅合金押出材とその製造方法を提供することにある。一方、欧州・ＲｏＨＳ規制では銅合金中の鉛含有量は４重量％までは適用除外となっているので、本発明に従った銅合金押出材をこれに対応するようにしてもよい。
【実施例１】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
【表７】
2007013428.tif 000025
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
【表８】
2007013428.tif 000026
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
被削性改善元素粉末粒子として黒鉛以外のものを添加する参考例を以下に記載する。銅合金押出材に属する成分として、重量基準でＳｉ；０．８％，Ａｌ；３．１％，Ｎｉ；２．８％，Ｆｅ；１．１％，Ｃｏ；０．６％，Ｚｎ；２７．１％，Ｃｕ；残部からなる組成を有する鋳造製銅合金インゴットより、切削加工によって採取した粉体（長さ０．４〜４．５ｍｍ）を出発原料とし、これに表１１に示す被削性改善元素粒子を添加・混合する。混合処理においては回転ボールミルを用いて乾式条件で行った。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
なお、切削条件は次の通りであった。
素材の切削速度：２５ｍ／分
切り込み量：１．２５ｍｍ
送り量：０．０５ｍｍ／回転
切削工具（刃具）の材質：超硬
切削油：油性使用
表１１に引張試験結果および切削屑の形状を示す。表１１に示す被削性改善元素粒子を適正量、銅合金押出材の素地中に分散させることで、機械的特性を低下させることなく、切削屑を小さくでき、被削性を向上することができる。しかしながら、３重量％を超えて添加すると、黒鉛粉末粒子の場合と同様、銅合金押出材の引張強さや伸びが低下するといった問題が生じる。
【国際調査報告】
2007013428.tif 000027
2007013428.tif 000028
2007013428.tif 000029
2007013428.tif 000030
2007013428.tif 000031
2007013428.tif 000032