Bi置換型快削黄銅の被削性向上

摘要

現在0.05mg/Lである飲料水中への鉛溶出規制上限値が，2003年より0.01mg/Lに強化される。 これを受け，従来の鉛入り快削黄銅の機械加工性を損なわない鉛レスあるいは鉛フリー黄銅材料の開発が要求されており，その開発には鉛をビスマスに置き換えたビスマス置換型快削黄銅が最も容易とみなされてきた。 筆者らはビスマス添加したα＋β黄銅展伸材の被削性に及ぼすビスマスの存在形態の影響について調査し，切りくずを微細に分散させるためには，ビスマス濃度を増加させるよりも，分散ビスマス粒子数を増加させること，換言すると平均ビスマス粒子間距離を低減することが有効であることを報告した。しかしながら，溶融ビスマスと溶融鉛との濡れ特性の差により，ビスマス粒子は鉛粒子と比較して粗大化し易く，ビスマス添加材の被削性は鉛添加材のそれよりも劣る傾向にあった。 ビスマス置換型快削黄銅と従来の鉛入り快削黄銅が混在した場合，ビスマス置換型快削黄銅の機械加工に鉛入り快削黄銅と同じ設備を使用することが想定される。しかしながら，鉛入り快削黄銅の切りくずを設備内から完全に除去することは実操業上困難であり，ビスマス置換型快削黄銅スクラップとして管理したとしても，鉛入り快削黄銅くずの混入が避けられない。 また，現在市場には大量の鉛入り快削黄銅のスクラップが流通しているが，仮に鉛入り快削黄銅がすべてビスマス置換型快削黄銅に置き換わった場合には，それら多量の鉛入り快削黄銅スクラップが使用できなくなる。 本稿では，ビスマス置換型快削黄銅の被削性向上を目的とし，スクラップからの混入が想定される鉛を微量添加したCu－Zn－Bi合金の諸特性について述べた。