JPH09202931A - 装飾用の銅合金及びその製造方法 - Google Patents
装飾用の銅合金及びその製造方法Info
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- JPH09202931A JPH09202931A JP1224296A JP1224296A JPH09202931A JP H09202931 A JPH09202931 A JP H09202931A JP 1224296 A JP1224296 A JP 1224296A JP 1224296 A JP1224296 A JP 1224296A JP H09202931 A JPH09202931 A JP H09202931A
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Abstract
る金属製の装飾用素材に於て、金属アレルギーの主要因
となるニッケルを含ま無いことにより、安全な装飾用の
銅合金を提供する。また、本発明の装飾用の銅合金は、
洋白並みの機械的特性を生じさせる。また、装飾用合金
として好ましい洋白のような白色系合金を形成する事が
できる。 【解決手段】 Al2.0〜6.0wt%、Mn7.0
〜20.0wt%、Fe0.5〜2.5wt%、Zn
3.0〜15.0wt%を含有する。また、これらにS
iまたはTiの、1種若しくは2種を0.1〜1.5w
t%添加する。そして、残部を不可避的な不純物を除く
銅とする。このような銅合金を、熱間塑性加工を加えさ
らに冷間塑性加工率10%〜60%施す事ものである。
Description
ム、ピアス、ネックレス、ペンダント、指輪等の皮膚と
直接接触する金属製の装飾用素材に於て、金属アレルギ
ーの心配がなく、且つ装飾用材料としての機械的特性を
備えた装飾用の銅合金に関するもので、ニッケルを用い
る事がないものである。
ス、ネックレス、ペンダント、指輪等の形成には、ニッ
ケルを含有した洋白、ステンレス等が用いられている。
これらの、ニッケルは、洋白、ステンレスの主要成分と
して含有されており、その材料は時計、メガネフレー
ム、ピアス、ネックレス、ペンダント、指輪等に幅広く
使用されている。
るニッケルは素材の強度、耐食性、バネ性などの特性を
向上させるために、従来は欠かせない元素であった。ま
た、装飾用銅合金としては洋白材が、強度、耐食性、バ
ネ性などに優れており、銅合金固有の加工性および装飾
用材料としての経済性も兼ね備えており、現在もかなり
使用されている。
り洋白材で形成した時計、メガネフレーム、ピアス、ネ
ックレス、ペンダント、指輪等の装飾部品は、材料に含
まれているニッケルが、人体の皮膚に触れると重大な接
触アレルギーを引き起こすことが、問題になっている。
そこで、金属アレルギーの心配がなく洋白並みまたはそ
れ以上の特性を持った、装飾用合金が望まれている。
して、Ti合金が使用されているが、高価な金属である
とともに装飾用材料としての加工性に問題がある。Ti
合金は特に切削性、曲げ加工性、塑性加工性等に於て銅
合金と比較して劣るものである。
に、洋白と同等またはそれ以上の装飾用金属としての機
械的特性を持った銅合金が開発できないかという課題に
取り組んだ。
については、装飾用銅合金として必要な目標の特性値を
以下の通りとした。
題を解決するため、Al2.0〜6.0wt%、Mn
7.0〜20.0wt%、Fe0.5〜2.5wt%、
Zn3.0〜15.0wt%、を含有するとともにSi
またはTiの、1種若しくは2種を0.1〜1.5wt
%含有し、残部が不可避的な不純物を除く銅よりなる装
飾用の銅合金に係るものである。
6.0wt%、Mn7.0〜20.0wt%、Fe0.
5〜2.5wt%、Zn3.0〜15.0wt%を含有
するとともにSiまたはTiの、1種若しくは2種を
0.1〜1.5wt%含有し、残部が不可避的な不純物
を除く銅よりなる銅合金を、熱間塑性加工を加えさらに
冷間塑性加工率10%〜60%施す事を特徴とするもの
である。
6.0wt%、Mn7.0〜20.0wt%、Fe0.
5〜2.5wt%、Zn3.0〜15.0wt%を含有
するとともにSiまたはTiの、1種若しくは2種を
0.1〜1.5wt%含有し、残部が不可避的な不純物
を除く銅よりなる銅合金を、熱間塑性加工を加えさらに
冷間塑性加工率10%〜60%施す事により、引張強さ
600〜1,000N/mm2、ヤング率12,000
〜13,000kgf/mm2、硬さHv180〜27
0の機械的性質を備える事を特徴とするものである。
ニッケルを含まず、しかも洋白並みの機械的特性を生じ
させる方法として、ニッケルの代わりにCuにAlを主
として添加元素とした。装飾用合金としての洋白のよう
な白色系合金を形成する事を目的として、Mnを銅合金
としては多く添加する事を試みた。また、組織を微細化
し強度を出す目的でFeを添加した。また、展伸材とし
ての延性も出すためにZnも添加した。
について説明する。Alは比重を上げずに機械的性質の
向上を図るとともに、装飾用の金属として大切な耐食性
を維持する事ができる。その含有量が6.0wt%を超
えると材料が脆くなるとともに加工性が悪くなり、メガ
ネフレーム等として使用する場合は、製造工程中に発生
するろう付け作業のろう付け性を悪くする。またAlの
添加量が2.0wt%未満だと機械的強度や耐食性が悪
くなる。
上させるとともに、耐熱性の向上にも寄与する。、更
に、他の添加元素と化合しバネ性を向上させる。その添
加量が20wt%を超えると、冷間塑性加工性を悪くす
るとともに機械的性質の伸びが無くなるし、耐熱性が悪
くなってくる。逆に、Mnの添加量が7wt%未満だ
と、目標の機械的性質を満足させることができない。ま
た、Mnを15〜20wt%と多めに含有させることに
より、形成される素材は白色の合金となり、装飾効果を
増し、商品価値を高めることができる。
もに、機械的性質を向上する効果を有している。また、
Feは装飾用合金として重要なメッキの付着性を良くす
る事ができる。また、Feの添加量が2.5wt%を超
えると耐食性が悪くなり、0.5wt%未満だと合金の
組織を微細化したり機械的性質を向上する効果を生じさ
せる事ができない。
に、熱間、冷間塑性加工性を良好とする事ができる。そ
して、15wt%を超えて添加すると他の添加元素との
関係で、材質が脆くなって冷間加工性を悪くする。その
添加量が3.0wt%未満だと上記の効果を生じる事が
できない。
元素と化合物を作り、機械的強度を向上させるとともに
バネ性を良好とする。
し、他の元素と化合物を作り、機械的強度を上げる効果
がある。SiとTiは、単独で又は合計で1.5wt%
を超えて添加すると機械的性質の伸びが悪くなる。ま
た、その添加量が0.1wt%未満であると上記の効果
を発生する事ができない。そして、SiとTiはその一
方または双方を添加すれば上記の効果を生じる事が可能
となる。
加工を加え、冷間塑性加工を10%〜60%施した材料
は、ニッケル、クロム等のアレルギー発生要因の金属元
素を含有しないため、金属アレルギーの心配が無く、し
かも当初の目標の機械的性質及び耐食性を兼ね備えた装
飾用の銅合金を得ることができるものである。
り強さ、硬さ、ヤング率、キャス試験結果を示すもので
ある。
1〜22の各材料をそろえた供試材を、高周波誘導炉に
て黒鉛るつぼ中で所定のフラックスを用い大気溶解させ
た後、この溶湯を金型圧力鋳造にて、φ80×200m
mLの試料を得た。
mの棒材を面削加工後、700〜800度℃にて溶体化
処理を行い、ロール圧延機(角溝ロール)による冷間圧
延(圧下率15〜50%)とガス加熱型台車炉による熱
処理(550〜800℃ 1〜3時間)とを数回繰返し
てφ9.0mmとし中間加工材を得た。
冷間線引き加工し、面削仕上げにてφ7.0×高さ7.
0mmの耐熱特性(高温硬さ測定)を調査する試料を得
た。
料は、前記の中間加工材をφ4.5mmまで冷間線引き
加工し、連続式光輝焼鈍炉により熱処理を施したものを
圧下率53%にて、厚み1.5mm×幅5.0mm×長
さ50mmの平角材を得た。
造した平角材を表面研磨し、パラジウムメッキを0.5
μm施したものを用いた。
間線引き加工(圧下率15〜60%)と、連続式光輝焼
鈍炉による熱処理(550〜800℃ 10〜30分)
とを繰返して、φ1.6mmの線材を製造した。この線
材について、引張強さ、ビッカース硬さを評価した。
について述べる。
とく、引張強さ(N/mm2)、硬さ(HVI)、ヤング率
(kgf/mm2)の機械的性質は目標とする範囲をいず
れも満足している。また、装飾用材料の基準であるキャ
ス試験(JIS H 8502)結果は、いずれもレイティ
ングNo9.0以上である。
比較例12はMnの添加量で本発明の許容範囲を超える
ものである。その結果、比較例11、12は表2に示す
如く引張強さ、硬さは満足しているが、ヤング率につい
ては目標値を満たしていないし、バネ性の低い材料であ
った。キャス試験については、目標とする機械的性質を
満足していないため行っていない。
Tiを添加していない例である。そして、この内でAl
の添加量が低い比較例13は、表2に示すごとく、硬
さ、ヤング率が目標とする範囲を満たしていない。ま
た、比較例14は引張強さ、硬さ、ヤング率共に目標と
する範囲を満たしていないし、キャス試験結果も悪い。
尚、比較例13および15は比較例14と同じくZn、
Si及びTiを添加しておらず、比較例14と同様の結
果が予想されるためキャス試験は行っていない。
の低い例である。この比較例16〜18は引張強さ、硬
さ(比較例17を除く)は満足しているが、ヤング率が低
くバネ性の低いものとなっている。また、キャス試験の
結果も悪く耐食性も劣っている。そして、比較例18に
ついては、比較例15〜17と同様の結果が予想される
ためキャス試験は行っていない。
ついて調査した例である。この比較例19、20は、Z
nを含有し、Si、Tiを含有しないもので、機械的特
性については満足しているが、キャス試験においては、
あまり良い結果が得られなかった。特に比較例19につ
いては、Znの含有量が2.0wt%と低い例で、ヤン
グ率は目標とする数値に若干達せず、キャス試験におい
ては、Zn含有量の多い比較例22よりも耐食性が劣っ
ていた。
影響について調査した例である。この比較例は、Znを
含有せず、Si、Tiを含有しているもので、比較例1
9、20と同様に機械的特性については満足している
が、キャス試験においては、あまり良い結果が得られな
かった。ここで比較例21については、Tiの含有量が
本発明の許容範囲を超えているが、材料加工時において
特に塑性加工性が悪い事がわかった。
ている洋白である。機械的性質およびキャス試験も問題
無いが、ニッケルをかなりの量を含んでいるため、装飾
用材料に用いた場合に金属アレルギーを発生する可能性
が高いものである。
ガネフレーム、ピアス、ネックレス、ペンダント、指輪
等の皮膚と直接接触する金属製の装飾用素材に於て、金
属アレルギーの主要因となるニッケル等を含ま無いこと
により、金属アレルギーの無い安全な装飾用の銅合金を
提供することができる。また、本発明の装飾用の銅合金
は、洋白並みの機械的特性を生じさせる事ができ、また
装飾用合金として好ましい洋白のような白色系合金を形
成する事ができるものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 Al2.0〜6.0wt%、Mn7.0
〜20.0wt%、Fe0.5〜2.5wt%、Zn
3.0〜15.0wt%を含有するとともにSiまたは
Tiの、1種若しくは2種を0.1〜1.5wt%含有
し、残部が不可避的な不純物を除く銅よりなる装飾用の
銅合金。 - 【請求項2】 Al2.0〜6.0wt%、Mn7.0
〜20.0wt%、Fe0.5〜2.5wt%、Zn
3.0〜15.0wt%を含有するとともにSiまたは
Tiの、1種若しくは2種を0.1〜1.5wt%含有
し、残部が不可避的な不純物を除く銅よりなる銅合金
を、熱間塑性加工を加えさらに冷間塑性加工率10%〜
60%施す事を特徴とする装飾用の銅合金の製造方法。 - 【請求項3】 Al2.0〜6.0wt%、Mn7.0
〜20.0wt%、Fe0.5〜2.5wt%、Zn
3.0〜15.0wt%を含有するとともにSiまたは
Tiの、1種若しくは2種を0.1〜1.5wt%含有
し、残部が不可避的な不純物を除く銅よりなる銅合金
を、熱間塑性加工を加えさらに冷間塑性加工率10%〜
60%施す事により、引張強さ600〜1,000N/
mm2、ヤング率12,000〜13,000kgf/
mm2、硬さHv180〜270の機械的性質を備えた
装飾用の銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1224296A JP2886818B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 装飾用の銅合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09202931A true JPH09202931A (ja) | 1997-08-05 |
JP2886818B2 JP2886818B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=11799906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1224296A Expired - Lifetime JP2886818B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 装飾用の銅合金の製造方法 |
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-
1996
- 1996-01-26 JP JP1224296A patent/JP2886818B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2886818B2 (ja) | 1999-04-26 |
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