专利名称：：极具铸造性的无铅易切削加工性黄铜的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种不含铅的即无铅的黄铜，尤其涉及一种因不含铅而优选使用于水龙头零件等的极具切削性、铸造性及机械特性等的铸造用黄铜。
背景技术：
：水龙头零件通常以黄铜或青铜为材料来制造，为了提高其切削性在黄铜中添加23%，青铜中添加46。/。左右的铅(Pb)。然而近年，开始担心Pb对人体、环境等的影响，各国积极开展关于Pb的限制活动。例如，在美国加利福尼亚州，从2010年1月开始，使水龙头的Pb含有量在0.25。/。以下的限制开始生效。而且，据闻针对Pb的浸出量将来也会限制至5ppm左右。在美国以外的国家，该限制活动也很显著，要求开发对应于上述Pb含有量或Pb浸出量的限制的材料。在日本特开平7-310133号公报(专利文献l)中，由于铋(Bi)在黄铜中显示与Pb类似的特性，所以提出了取代Pb添加Bi的黄铜。而且，在日本特开2005-290475号公报(专利文献2)中，公开了在添加了Bi的类中，为了改善其切削性添加蹦(B)、镍(Ni)等。另外，在日本特开2001-59123号公报(专利文献3)中，公开了在添加了Bi的类中，通过添加铁(Fe)能够使结晶细化的见解。但是，上述现有技术所公开的类在其铸造性，尤其是铸造时的破裂方面留有改善的余地。因此，可以说依然存在对不含Pb，且极具切削性、铸造性及机械特性等的黄铜的需求。专利文献1:日本特开平7-310133号公报专利文献2:日本特开2005-290475号公报专利文献3:日本特开2001-59123号公报
发明内容本发明等这次获得了通过在取代Pb添加Bi的黄铜中，以规定的相关量添加B及Si，能够得到可有效地防止铸造破裂，并且极具切削性、机械特性及耐腐蚀性等的黄铜的见解。而且，获得了为了黄铜的特性改善而通常添加的Ni、Al、Sn等添加元素对铸造破裂产生影响，对该影响通过以规定的相关量添加B及Si能够防止铸造破裂的见解。本发明是基于上述见解而进行的。从而，本发明的目的是提供一种不含铅且极具切削性、铸造性及机械特性等的黄铜。另外，本发明所涉及的黄铜的特征为，结晶组织为oi+P比例在85。/。以上，使Cu在55wt%以上75wt。/。以下，使Bi在0.3wt0/。以上4.0wt。/。以下，令B及Si分别为ywt。/。及xwt。/。时，是满足以下关系的量，0^x^2.0、0Sy^0.3及y〉-0.15x+0.015ab(这里，a在Bi为0.3芸Bi〈0.75wt0/0、0.75^Bi<1.5wt%、1.5SBi^4.0wt。/o时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt%以上小于39wt%以及39wt。/。以上小于41wt。/o时为l，在表观的Zn含有量为41wt。/。以上小于43wt。/。以及43wt。/。以上45wt。/。以下时为0.75)，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。图l是表示对铸造破裂性进行评价，在两端约束式试验法中使用的金属型l的形状的图。图中，l表示金属型，2表示绝热材料，另外3表示两端约束部。具体实施方式a相財目本发明所涉及的黄铜为，a相和財目的合计比例在85。/。以上，优选在90%以上。通过成为以a相和P相为主体的结晶组织，能够实现具有良好铸造性的黄铜。而且，本发明优选避免初晶a相的树枝状结晶。另外，在本发明中，(x相和(3相的合计比例以结晶断面中的面积比为基准，例如对由光学显微镜拍摄的结晶组织照片进行图像处理，能够求出a相和(3相的合计面积比例。Si本发明所涉及的黄铜在0.3wt。/。以上4.0wt。/。以下的范围内包括Bi。由于Bi在黄铜中显示与Pb类似的特性，所以取代Pb赋予与其相同的切削性。在本发明中，为了得到良好的切削性Bi为0.3wt。/。以上。另一方面，如果Bi过量，则存在产生Bi凝聚的倾向，由于该凝聚的部分可能会成为铸造破裂的起点，所以其上限为4.0wt%。根据本发明的优选方式，Bi的优选下限值在0.5wt。/。以上，如果考虑切削性，则尤其优选为1.0wt。/。，而且优选上限值在3.0wty。以下，尤其优选为2.0wt。/。以下。另外，根据本发明，即使完全不含有Pb也可实现良好的切削性。优选完全不含有Pb，假设含有，也仅限于其作为不可避免的杂质的存在。B及Si在本发明中，B促进结晶(尤其初晶p相)的细化，结果Bi细小分散，能够有效地防止铸造时的破裂。而且，Si固溶在(3相中，推测具有缓和成为铸造破裂的起点的Bi与財目的界面的破断的作用。而且，本发明所涉及的黄铜因该细化的结果对于机械特性也表现出良好的性能。本发明所涉及的黄铜含有B及Si。其量以B及Si分别为ywt。/。及xwty。时，是满足0^yS0.3及0芸x^2.0，且y〉-0.15x+0.015ab的关系的量。这里，根据上述的Bi的添加量及后述的表观的Zn含有量，恰当的B及Si的量会改变，因此，系数a及b表示其修正系数。具体为，系数a随Bi的量变化，在Bi为0.3^Bi〈0.75wt。/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wt。/。时，分别为0.2、0.85及1。而且，系数b随表观的Zn的量变化，在表观的Zn含有量为37wt。/。以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt。/。时为1，在Zn含有量为41wt。/。以上小于43wt。/。以及43wt。/o以上45wt。/o以下时为0.75。根据本发明的优选方式，y及x优选0^y^0.03及0^x^l.8的范围，尤其优选0Sy^0.01及0^x^l.5的范围，且满足y〉-0.15x+0.015ab的关系的量。虽然为了实现使结晶细化的效果需要添加上述下限值的B，但是添加过量的B可能会导致合金延伸性的恶化，因此，其上限为0.3wt。/。以下，优选为0.03wt。/。，尤其优选为0.01wt。/。以下。而且，B与Fe、Cr等形成金属间化合物，形成麻点，在铸造后的成形品的表面加工时可能会产生问题。从而在表面要求平滑性吋，优选减小B的添加量及/或减小Fe、Cr等的含有量，具体为，B在0.005wt。/。以下，尤其优选0.003wt。/。以下，Fe、Cr等优选少于0.1wt。/。。而且，Si如后所述，Guillet提倡的Zn当量为lO,表观的Zn含有量增加，结晶组织中可能会析出Y或K这样的异相。于是，根据本发明的一个方式，Si的添加量为2.0wt。/。以下，优选上限小于1.5wt。/。。在本说明书中，表观的Zn含有量意味着通过Gumet提倡的以下等式算出的量。该等式基于Zn以外的添加元素显示与Zn的添加相同的倾向这样的想法。表观的Zn含有量呵(B+tq)/(A+B+tq)]xl00式中，A=Cu%，B=Zn°/。，t是添加元素的Zn当量，q意味着添加元素的添加量％。另夕卜，各元素的Zn当量为，Si=10、Al=6、Sn=2、Pb=l、Fe=0.9、Mn=0.5、Ni=-1.3。Bi的Zn当量还没有明确地规定，在本说明书中，参考文献等后以0.6进行计算。而且，由于除此以外的元素，其添加量微小，对Zn当量的值的影响也很小，所以为"1"。Cu、Zn及其他成分本发明所涉及的黄铜含有铜(Cu)55wt。/。以上75wt。/。以下。如果Cu高于上述范围，则可能会发生初晶a相的树枝状结晶所引起的裂纹。而且，如果Cu低于上述范围，则虽然很难受到a相的影响，但是可能会降低作为黄铜的性能。根据本发明的优选方式，Cu的优选下限为58wt。/。，优选上限为70对％。另外，如果能够使表观的Zn含有量为3745wt。/。，对结晶相将a+p的比例调节至85%以上，则也能以上述范围的上限部分来利用Cu量，因此，Cu量的上限变多。本发明所涉及的黄铜为，由上述成分组成的部分的剩余部分实际上由锌(Zn)组成。本发明所涉及的黄铜为了改进黄铜的特性，可以含有各种各样的添加成分。而且，虽然在本发明中不是排尽不可避免的杂质的存在，但是优选使它们尽量少。根据本发明的一个方式，为了提高强度、耐腐蚀性等可添加Ni。为了更有效地得到Ni的添加所引起的强度、耐腐蚀性的提高，优选添加Ni0.3wt。/。以上，另一方面，从铸造破裂的观点出发优选避免过量的Ni，其上限优选为Z.Owt。/。以下。而且，根据本发明的优选方式，Ni的添加量和与其对应的B及Si的量如下所示分为各种情况。令B及Si分别为ywtn/o及xwt。/o时，是满足以下关系的量，0.1^Ni〈0.3wto/o时，(1)0.05ab芸xS0.3ab日寸，0.00lab巨y^0.3(2)0.3ab〈x刍0.5ab时，-0.005x+0.0025ab<y^0.3(3)0,5ab〈x^2.0时，0Sy^0.30.3^Ni〈1.0wt。/o时，(1)0.05ab^x^0.187ab时，-0,15x+0.03ab<y^0,3(2)0.187ab〈x^0.3ab时，0.002abSy^0.3(3)0.3ab〈x^0.5ab时，-0.0075x+0.00425ab<y^0.3(4)0.5ab〈x^0.75ab时，-0.002x+0.0015ab<y^0.3(5)0.75ab〈x^l.75ab时，O^y^O.3(6)1.75ab〈x^2.0时，0.004x-0.007(2-ab)<y^0.31.0^NiS2.0wt。/o时，(1)0.05ab^x^0.2ab时，0.02ab<y^0.3(2)0.2ab〈x^0.3ab时，-0.05x+0.03ab<y^0.3(3)0.3ab〈x^0.5ab时，0.015ab<y^0.3(4)0.5ab<x^l.Oab时，-0.026x+0.028ab<y^0.3(5)1.0atKx^l.5ab时，0.01lx-0.009(2-ab)<yS0.3(6)1.5ab<x^2.0时，0.0075ab<y^0.3(这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/。、0.75〇Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wt%时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wtQ/。以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt。/。时为l，在表观的Zn含有量为41wt。/。以上小于43wt。/。以及43wt。/。以上45wt。/。以下时为0.75)。而且，根据本发明的其它方式，为了提高流动性、表面性状等可添加A1。为了更有效地得到A1添加所引起流动性、表面性状等的提高，优选添加A10.3wt。/。以上，另一方面，从铸造破裂的观点出发优选避免过量的A1，其上限优选为2.0wty。以下。而且，根据本发明的优选方式，A1的添加量和与其对应的B、Si的量如下所示分为各种情况。令B及Si分别为ywt。/。及xwt。/。时，是满足以下关系的量，0.1^Al〈0.3wto/o时，G)0gy^0.3、0^x^2.0、y>-0.15x+0.015ab0.3SAK1.0wt。/o时，(1)0^x^0,0733ab时，-0.15x+0.015ab<y^0.3(2)0.0733ab<xS0.3ab时，0.004ab<yS0.3(3)0.3ab〈x^0.5ab时，-0.0175x+0.00925ab<y^0.3(4)0.5ab〈x^l.0ab时，-0.001x+0.001ab<y^0.3(5)1.0atKx^l.5ab时，0<yS0.3(6)1.5ab〈xS2.0时，0.002x-0.003(2-ab)<y^0.3(1)0.05ab^x^0.3ab时，0.004ab〈y^03(2)0.3ab〈x^0.5ab时，-0.01x+0.007ab<yS0.3(3)0.5ab<x^l.Oab时，-0.004x+0.004ab<y^0.3(4)1.0ab〈x^l.5ab时，0.00lx-0.001(2-ab)<yS0.3(5)1.5ab〈xS2.0时，0.0005ab<y^0.3(这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wt%时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt%以上小于39城％以及39wt。/。以上小于41wt。/。时为l，在表观的Zn含有量为41wt。/。以上小于43wt。/。以及43wt。/。以上45wt。/。以下时为0.75)。另外，根据本发明的其它方式，虽然为了提高耐腐蚀性可添加Sn，但是，在本发明所涉及的黄铜中，Sn也可能会使铸造破裂容易发生。为了更有效地得到Sn的添加所引起的耐腐蚀性的提高，优选添加Sn0.3wt。/。以上，另一方面，过量的Sn可能会引起铸造破裂，其上限优选为3.0wt。/。以下。而且，根据本发明的优选方式，Sn的添加量和与其对应的B、Si的量如下所示分为各种情况。令B及Si分别为ywt。/。及xwtn/。时，是满足以下关系的量，0.1^Sn0.3wt。/o时，(1)0SxS0.1188ab时，陽0.16x+0.02ab〈y^0.3(2)0.1188ab〈x^0.3ab时，O.OOlab^y^O.3(3)0.3abKx^0.4ab时，-0.01x+0.004ab<y^0.3(争4ab〈x^2.0时，0%^0.30.3^SiKl.5wto/o时，(1)0^x^0.225ab时，-0.08x+0.02ab<y^0.3(2)0.225ab〈xS0.3ab时，0.002ab^y^0.3(3)0.3ab〈x^0.5ab时，-0.0075x+0.00425ab<yS0.3(4)0.5ab〈x^l.0ab时，0.0005ab<y^0.3(5)1.Oab〈xS1.25ab时，-0.002x+0.0025ab<yS0.3(6)1,25ab〈x^l.75ab时，O^y^O.3(7)1.75ab〈x^2.0时，0.002x-0.0035(2-ab)<yS0.31.5^Sn^3.0wto/o时，(1)0^x^0.lab时，0.025ab〈y^0.3(2)0.1ab〈x^0.3ab时，-0.105x+0.0355ab<y^0.3(3)0.3ab〈xS0.5ab时，0.004ab〈yS0.3(4)0.5ab〈x^l.0ab时，0.007x+0.0005ab<y^0.3(5)1.0ab〈x^2.0日寸，0.045x-0.0375(2-ab)<y^0.3(这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/0、0.75^Bi<1.5wt%、1,5^Bi芸4.0wt0/。时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt。/。以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于"wt。/。时为l，在表观的Zn含有量为41wt。/。以上小于43wt。/。以及43wt。/o以上45wty。以下时为0.75)。另夕卜，Ni、Al、Sn共存时，根据共存的元素的各自的添加量，在全部满足如上所述规定的范围的范围内设定即可。在本发明所涉及的黄铜中，为了提高强度添加Mn时，生成Mn和Si的金属间化合物而消耗Si，因此，可能会发生铸造破裂。不利用Mn时，为了抑制对铸造破裂性的影响，使其上限为小于0.3wt。/。。另一方面，在有效地利用添加Mn所引起的强度提高的情况下，则只要充分提高Si的添加量即可。S卩，添加Mn0.3wt。/。以上时，通过满足上述的规定范围且0.7〈Si^2.0wt。/。，可抑制添加Mn所引起的对铸造破裂性的影响。另外，过量添加Mn会增加金属间化合物的量，使切削性降低，因此，其上限为4.0wt。/。。在本发明所涉及的黄铜中，也可以根据目的选择添加元素来添加其它成分，例如通过微量的添加有益于耐腐蚀性提高的Sb、P等，作为细化剂，改善铸造破裂，可期待提高强度的Fe等。上述成分根据其添加量，可能会对铸造性产生影响，但是通过调节B和Si，能够抑制该影响。即，在发生铸造破裂的类中，通过在上述的范围内进一步增加B量，或相反进一步增加Si量，或者增加两者，能够抑制该影响。用途本发明所涉及的黄铜不含铅，另一方面其切削性、铸造性及机械特性具有与含铅的黄铜同样或者更好的性能，因此，优选使用于水龙头零件材料。具体为，优选使用为水龙头零件、排水零件及阀等的材料。制造方法以本发明所涉及的黄铜为材料的成形品因其良好的铸造性，通过金属型铸造、砂型铸造中的任意一个都能进行制造，但是在金属型铸造中更能享受其良好的铸造性的效果。而且，本发明所涉及的黄铜因其切削性也很好，铸造后也可进行切削加工。而且，本发明所涉及的黄铜也可作为连续铸造后推压成形的切削用棒料或锻造用棒料，还可作为通过拉伸成形的线材。实施例通过以下的实施例更加详细地说明本发明，但是本发明并不局限于这些实施例。评价试验以下的实施例中的各评价试验的详细内容如下所不。a)铸造破裂性试验通过两端约束式试验法对铸造破裂性进行了评价。使用的金属型l的形状如图1所示。图1中，在中央部设置绝热材料2，使中央部的冷却比两端约束部3慢，而且约束两端距离(2L)为100mm，绝热材料长度(21)为70mm。试验是通过调査，使约束部急速冷却两端被约束，在该状态下进一步于中央部开始凝固，通过产生的凝固收缩应力，在作为最终凝固部的试验片中央部是否产生破裂来进行的。结果没有破裂时判定为，虽然产生局部破裂但是没有达到断裂时判定为〇，产生破裂并断裂时判定为X。(2)切削性试验通过金属型铸造制作直径35mm、长度100mm的铸块，对外径部进行旋削加工来评价切削性。具体为，切削性通过针对黄铜铸件3类(JISCAC203)的切削阻力指数来进行评价。切削条件为，周速为80175m/min，进给量为0.070.14mm/rev.，进刀量为0.25lmm，切削阻力指数通过下述等式进行计算。切削阻力指数(％)=CAC203的切削阻力/试验件的切削阻力xl00结果切削阻力指数为70%以上判定为，50%以上小于70%判定为〇，小于50%判定为乂。(3)机械特性试验通过金属型铸造制作直径35mm、长度100mm的铸块，机械加工成JISZ220114A号试验片并进行拉伸试验。即，测定0.2%耐力、拉伸强度及断裂伸长，以0.2%耐力为100N/mm2以上、拉伸强度为245N/mm2以上及断裂伸长为20。/。以上为判定基准。满足全部3个项目时判定为，满足2个项冃时判定为0，仅满足l个项目以下时判定为X。W)耐腐蚀性试验得到通过金属型铸造制作的直径35mm、长度100mm的铸块，将其作为试验片，以日本伸铜协会技术标准JBMAT-303-2007为标准进行了试验。最大侵蚀深度在150)im以下判定为O，超过150^im在30(^m以下判定为O，超过300nm判定为X。(5)结晶相比例的测定对由光学显微镜拍摄的结晶组织照片进行图像处理，求出a相及p相的面积比例。例1437:铸造了在下述表中所记载的组成的黄铜。SP，以电解Cu、电解Zn、电解铋、电解Pb、电解Sn、Cu-30。/。Ni母合金、电解A1、Cu-15。/。Si母合金、Cu-2。/。B母合金、Cu-30。/。Mn母合金、Cu-10。/。Cr母合金、Cu-15。/。P母合金及Cu-10。/。Fe母合金等为原料，通过高频溶解炉进行成分调节的同时溶解，首先，在两端约束试验金属型中进行铸造并评价了铸造破裂性。接下来，在圆筒形金属型中进行铸造以制作直径35mm、长度100mm的铸块，以铸块为试样进行了切削性及机械特性、耐腐蚀性的评价、结晶相比例的测定。其评价结果如以下表所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表9<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表IO<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表12<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表14<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>表15<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表16<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>表17<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>O表18<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>表19<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>表20<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>表-No.21<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>表22<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>例14对于在Cu/Z『60/40的黄铜中添力n2。/。Pb的黄铜，不发生铸造破裂。但是，代替易切削加工性成分Pb添加Bi时发生了铸造破裂。虽然Bi与Pb同样改善切削性，但是明显容易发生铸造破裂。例510虽然添加了Bi的黄铜的铸造破裂可通过添加B和Si来防止，但是如例5所示，Cu超过75wt。/。时变为容易发生铸造破裂。另一方面，虽然即使Cu降低至55wt。/0也没有发现铸造破裂的发生，但是因Zn增加p相的比例增大，发现了材料延展性的降低。从而，为了得到良好的铸造破裂性使Cu为75wt。/。以下，而且为了也同时得到良好的机械特性使Cu为55wt。/。以上。例1116如果提高B和Si的添加量则防止铸造破裂的效果更高。但是，如果过量地添加B，则材料成硬质且变脆。即，切削阻力变高的同时材料的延展性降低。如果考虑到对切削性、机械特性等的影响，贝!JB添加量为0.3wt。/。以下，优选为O.CGwt。/0以下，尤其优选为0.01wt。/。以下。例1710QBi添加量越多则切削性越高，通过添加0.3^%以上取得了效果。但是由于是昂贵的元素，所以过量地添加时材料费用变高，因此，优选抑制在4%以下。而且，由于Bi成为铸造破裂发生的起点，所以根据添加量铸造破裂发生的容易程度发生变化。添加量越多则铸造破裂发生的危险性越高，因此，为了防止破裂优选增加B和Si添加量。Bi添加量小于1.5。/。时，为了防止破裂可减少所需的B和Si添加量，如果以Bi为1.5^Bi芸4wtQ/。时所需的B、Si添加量为基准，则Bi为0.3^BiO.75wt。/。时为0.2倍，0.75^Bi〈1.5wt。/。时为M5倍的添加量可防止铸造破裂。例101147例101107显示通过使表观的Zn当量为3745wt。/。可得到良好的铸造性。Zn当量小于37wty。时，产生初晶ot相的树枝状结晶，变为容易发生铸造破裂。另一方面，Zn当量超过45wtQ/。时p相的比例增大，材料的延展性降低。而且，例108147显示根据表观的Zn当量铸造破裂发生的容易程度也发生变化。表观的Zn当量高则很难发生铸造破裂，从而可减少为了防止铸造破裂所需的B和Si的添加量。如果以表观的Zn含有量在39wt。/。以上小于41wt。/。时所需的B和Si添加量为基准，则在37wt。/。以上小于39wt。/。时为l倍，在41以上小于43wt0/。及在43wt。/o以上45wt。/。以下时为0.75倍的添加量可防止铸造破裂。例148226虽然没有发现八1的0.1%以上小于0.3%的添加对铸造破裂的影响，但是变为0.3%以上时变为容易发生铸造破裂，需要提高B和Si量。而且，如果提高B和Si添加量，则可增加添加的A1的量，但是过量添加A1时材料的延展性降低，因此，需要将A1抑制至添加2M以下。例227320Sn添加0.1。/。以上有可能对铸造破裂产生影响，尤其是Sn变为1.5。/。以上时变为容易发生铸造破裂，可通过提高B和Si添加量对此进行抑制。例321417Ni添加0.P/。以上有可能对铸造破裂产生影响，尤其是添加Ni时通过添加Si可排除该影响。与Al或Sn同样，Ni也是随着添加量增加变为容易发生铸造破裂，对此优选提高B和Si添加量。例418429虽然Mn对铸造破裂产生影响，但是只要小于0.3wt。/。，就能排除其影响。在添加Mn0.3wt。/。以上时，优选使Si添加量提高至0.7wt。/。以上。例418447这些例显示容许不可避免的杂质的存在，通过提高B和Si的添加量，不可避免的杂质的容许量变高。虽然Sb使铸造破裂容易发生，但是通过提高B或Si，可实现添加0.2%以下。而且同样可实现Fe为添加P/。以下，Pb为添加0.5。/。以下，P为添加0.2%以下。如果提高B和Si的添加量至例示以上，则显示可更多地添加上述元素。例44846Q如果提高B和Si的添加量，则可有效地防止铸造破裂，但是如果过量地添加则导致切削性、机械特性等的恶化。例448460所示的组成是能够均衡保持铸造性、切削性及机械特性的例。例461483如上所述，B与Fe、Cr等容易形成化合物，如果形成那样的化合物则在研磨等表面加工时成为外观不良的主要原因。从而，对于进行最后研磨的装饰部件等，优选在尽量减少Fe、Cr等的含有量的同时，也尽可能地减少B的添加量。虽然如果减少B则变为容易发生铸造破裂，但是另一方面可通过提高Si添加量来防止铸造破裂。例461483所示的组成是能够不使切削性、机械特性恶化，可得到良好的铸造性和表面加工性的例。例484508通过Sn的添加可使耐腐蚀性提高。通过添加Snl。/。以上可得到良好的耐腐蚀性。而且，如例488491所示，通过提高Cu可提高耐腐蚀性。如例492、493所示，如果提高Cu并添加Sn，则能够大幅度地提高耐腐蚀性，如例494508所示的组成是能够不使切削性、机械特性及表面加工性恶化，可得到良好的铸造性和耐腐蚀性性的例。另外，除例5以外的上述例l508的a+卩相的相比例全部在85。/。以上。权利要求1.一种黄铜，其特征在于，结晶组织为α相和β相的合计比例在85％以上，使Cu在55wt％以上75wt％以下，使Bi在0.3wt％以上4.0wt％以下，令B及Si分别为ywt％及xwt％时，是满足以下关系的量，0≤x≤2.0、0≤y≤0.3及y＞-0.15x+0.015ab这里，a在Bi为0.3≤Bi＜0.75wt％、0.75≤Bi＜1.5wt％、1.5≤Bi≤4.0wt％时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt％以上小于39wt％以及39wt％以上小于41wt％时为1，在41wt％以上小于43wt％以及43wt％以上45wt％以下时为0.75，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。2.—种黄铜，其特征在于，结晶组织为01相和(3相的合计比例在85%以上，使Cu在55wt%以上75wt%以下，使Bi在0.3wt%以上4.0wt。/。以下，使Ni在O.1wt%以上小于0.3城％，令B及Si分别为ywt。/。及xwt。/。时，是满足以下关系的量，(1)0.05ab^x^0.3ab日寸，0.00lab纟y^0.3(2)0.3ab〈x^0.5ab时，-0.005x+0.0025ab<y^0.3，还有(3)0.5ab〈x^2.0时，0%^0.3这里，a在Bi为0,3^Bi〈0.75wt0/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^BiS4.0wt。/o时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt。/Q以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt。/。时为1，在41wt%以上小于43wt。/。以及43wt%以上45wt%以下时为0.75,另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。3.—种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和(3相的合计比例在85。/。以上，使Cu在55wt%以上75wt%以下，使Bi在0.3wt。/o以上4.0wt。/。以下，使Ni在0.3wt%以上小于1.Owt%，令B及Si分别为ywt。/。及xwty。时，是满足以下关系的量，(1)0.05ab^x^0.187ab时，-0.15x+0.03ab<y^0.3(2)0.187ab〈x^0.3ab时，0.002abSy^0.3(3)0.3ab〈x^0.5ab时，-0.0075x+0.00425ab<y^0.3(4)0.5ab〈x^0.75ab时，-0.002x+0.0015ab<y^0.3(5)0.75ab〈x^l.75ab时，0%^0.3，还有(6)1.75ab〈x^2.0时，0,004x-0.007(2-ab)<yS0.3这里，a在Bi为0.3^Bi〈O.75wt0/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wto/o时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt%以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt%时为1，在41wt%以上小于43wt%以及43wt。/。以上45wt。/。以下时为0.75，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。4.一种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和p相的合计比例在85。/o以上，使Cu在55wt%以上75wt%以下，使Bi在0.3wt。/。以上4.0wt。/。以下，使Ni在1.Owt%以上2.0wt。/。以下，令B及Si分别为ywt。/。及xwt。/。时，是满足以下关系的量，(1)0.05abSx^0.2ab时，0.02ab<y^0.3(2)0.2alXx^0.3ab时，-0.05x+0.03ab<y^0.3(3)0.3ab〈xS0.5ab时，0.015ab<y^0.3(4)0.5ab<xS1.Oab时，-0.026x+0.028ab<yS0.3(5)1.0ab〈x^l.5ab时，0.01lx-0.009(2-ab)<y^0.3，还有(6)1.5ab〈x^2.0时，0.0075ab<y^0.3这里，a在Bi为0.3SBi〈0.75wt0/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wt。/o时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt%以上小于39wt%以及39wt%以上小于41wt%时为1，在41wt%以上小于43wt%以及43wt%以上45wt°/。以下时为0.75，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。5.—种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和(3相的合计比例在85%以上，使Cu在55wt。/。以上75wt。/。以下，使Bi在0.3wt。/。以上4.0wt。/。以下，使A1在0.1wt%以上小于0.3wt%，令B及Si分别为ywt。/。及xwt。/。时，是满足以下关系的量，0^y^0.3、0芸x^2.0、y>-0.15x+0.015ab这里，a在Bi为0.3,〈0.75wt0/0、0.75^Bi<].5wt%、1.5^Bi^4.0wto/o日寸，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt%以上小于39wt%以及39wt%以上小于41wt%时为1，在41wt%以上小于43wt%以及43wt%以上45wt%以下时为0.75，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。6.—种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和P相的合计比例在85%以上，使Cu在55wt%以上75wt%以下，使Bi在0.3wt。/。以上4.0wt。/。以下，使Al在0.3wt%以上小于1.0wt%，令B及Si分别为ywtn/。及xwty。时，是满足以下关系的量，(1)0Sx^0.0733ab时，-0.15x+0.015ab<y^0.3(2)0.0733ab〈x^0.3ab时，0.004ab〈y^0.3(3)0.3ab〈x^0.5ab时，-0.0175x+0.00925ab<y^0.3(4)0.5ab<xS1.Oab时，-0.00lx+0.00lab〈yS0.3(5)1.0ab〈x^l.5ab时，0<y^0.3，还有(6)1.5ab〈x^2.0时，0.002x-0.003(2-ab)<y^0.3这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wto/。时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt。/。以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt。/。时为1，在41wt%以上小于43wt%以及43wt。/。以上45wt。/。以下时为0.75,另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。7.—种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和p相的合计比例在85%以上，使Cu在55wt%以上75wt%以下，使Bi在0.3wt%以上4.0wt。/。以下，使A1在1.Owt%以上2.Owt%以下，令B及Si分别为ywt。/。及xwtn/。时，是满足以下关系的量，(1)0.05ab^x^0.3ab时，0.004ab<y^0.3(2)0.3ab〈xS0.5ab时，冒0.01x+0.007ab〈y^0.3(3)0.5ab〈x^l.0ab时，-0.004x+0.004ab<y^0.3(4)1.0ab〈x^l.5ab时，0.001x-0.001(2-ab)<y^0.3，还有(5)1.5ab〈x^2.0时，0.0005ab〈y^0.3这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/0、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wt。/。日寸，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt%以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt%时为1，在41wt%以上小于43wt%以及43wt%以上45wt%以下时为0.75，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。8.—种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和P相的合计比例在85。/。以上，使Cu在55wt。/。以上75wt。/。以下，使Bi在0.3wt。/。以上4.0wty。以下，使Sn在O.1wt%以上小于0.3wt%，令B及Si分别为ywt。/。及xwty。时，是满足以下关系的量，(1)0^x^0.1188ab时，-0.16x+0.02ab<y^0.3(2)0.1188ab〈x^0.3ab时，O.OOlab^y^O.3(3)0.3ab〈xS0.4ab时，-0.01x+0,004ab<yS0.3(4)0.4ab〈x^2.0时，O^y^O.3这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wt。/o时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wtQ/D以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt%时为1，在41wt%以上小于43wt%以及43wtQ/。以上45wt%以下时为0.75,另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。9.一种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和(3相的合计比例在85%以上，使Cu在55wt。/。以上75wt。/。以下，使Bi在0.3wt%以上4.0wt。/。以下，使Sn在0.3wt。/。以上小于1.5wt°/0，令B及Si分别为ywt。/。及xwt。/。时，是满足以下关系的量，(1)0^xS0.225ab时，-0.08x+0.02ab<y^0.3(2)0.225ab〈xS0.3ab时，0.002abSyS0.3(3)0.3ab〈xS0.5ab时，-0.0075x+0.00425ab<y^0.3(4)0.5ab<xSl.Oab时，0.0005ab<y^0.3(5)1.0ab〈x^l.25ab时，-0.002x+0.0025ab<y^0.3(6)1.25ab〈x^l,75ab时，0%急3，还有(7)1.75ab〈x^2.0时，0.002x-0.0035(2-ab)<y^0.3这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/0、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wto/。时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt%以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt%时为1，在41wt%以上小于43wt。/。以及43wt%以上45wt。/。以下吋为0.75，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。10.—种黄铜，其特征在于，结晶组织为a相和(3相的合计比例在85%以上，使Cu在55wt。/。以上75wt。/。以下，使Bi在0.3wt0/。以上4.0wto/。以下，使Sn在1.5wt%以上3.0wt%以下，令B及Si分别为ywt。/。及xwt。/。时，是满足以下关系的量，(1)0^x^0.1ab时，0.025ab<y^0.3(2)0.1ab〈x^0.3ab时，画0.105x+0.0355ab〈y^0.3(3)0.3ab〈x^0.5ab时，0.004ab〈y^0.3(4)0.5ab〈x^l.0ab时，0.007x+0.0005ab<y^0.3，还有(5)1.0ab〈x^2.0时，0.045x-0.0375(2-ab)<yS0.3这里，a在Bi为0.3^Bi〈0.75wt0/。、0.75^Bi<1.5wt%、1.5^Bi^4.0wto/o时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt。/。以上小于39wt。/。以及39wt。/。以上小于41wt。/。时为l，在41wt。/。以上小于43wt。/。以及43wt。/。以上45wt。/。以下时为0.75，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。11.根据权利要求1至10中任意一项所述的黄铜，其为，使Mn为0.3wtQ/。以上、4.0wt。/。以下，使Si为0.7wt。/o以上、2.0wt。/o以下。12.根据权利要求1至10中任意一项所述的黄铜，其为，使Mn为小于0.3wt。/。。13.—种水龙头零件，由权利要求1至12中的任意一项所述的黄铜构成。14.根据权利要求13所述的水龙头零件，其为，通过金属型铸造。全文摘要本发明公开了一种不含铅，且极具切削性、铸造性及机械特性等的黄铜。该黄铜的特征为，结晶组织为α相和β相的合计比例在85％以上，使Cu在55wt％以上75wt％以下，使Bi在0.3wt％以上4.0wt％以下，令B及Si分别为ywt％及xwt％时，是满足以下关系的量，0≤x≤2.0、0≤y≤0.3及y＞-0.15x+0.015ab(这里，a在Bi为0.3≤Bi＜0.75wt％、0.75≤Bi＜1.5wt％、1.5≤Bi≤4.0wt％时，分别为0.2、0.85及1，b在表观的Zn含有量为37wt％以上小于39wt％以及39wt％以上小于41wt％时为1，在41wt％以上小于43wt％以及43wt％以上45wt％以下时为0.75)，另外，剩余部分实际上由Zn和不可避免的杂质组成。文档编号F16K27/00GK101407872SQ200810090868公开日2009年4月15日申请日期2008年7月1日优先权日2007年10月10日发明者内田亨申请人:Toto株式会社