三菱マテリアル銅加工事業

三菱マテリアル銅加工事業

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PRODUCTS INFORMATION

製品情報

GloBrass
ECO BRASS®鉛フリー快削黄銅(鉛レス快削真鍮)

GloBrass
ECO BRASS
RoHS指令、ELV指令に準拠、水道水質基準などに対応
規格番号
ECO BRASS®
JIS
C6931, C6932, CAC804
CDA
C69300, C69310, C87850, C87870
EN
CW724R, CB768S

鉛フリー快削黄銅GloBrass、ECO BRASS®は、RoHS指令、ELV指令、水道水質基準などに適応した人と環境に優しいエコマテリアルです。

GloBrassは一般黄銅をベースにして開発した新製品であり、かつ良好な切削加工性を有しています。また高強度と良好な加工性を両立し、細棒も提供できます。従って鉛含有快削黄銅が用いられるようなボリュームゾーンに適用でき、代替材として最適です。

ECO BRASS®はオーステナイト系ステンレス(JIS:SUS304)と同等の強度を持っています。切削加工性や耐水素脆化性に優れる為、ステンレスの代替材として魅力的です。

またGloBrass、ECO BRASS®を加工後、発生したスクラップを適正価格で買い取ります。

GloBrass、ECO BRASS

RoHS指令、ELV指令、水道水質基準の規制内容

GloBrass、ECOBRASS®の鉛含有量は0.09%以下であり、欧州のELV指令、RoHS指令、また飲料水などの各種規制に適応しています。
鉛含有量に厳しい基準を持つ米国の飲料水規格NSF61(鉛溶出量5ppb)にも対応しています。人体に与える影響が小さいSiを添加することにより、合金特性を向上させており、環境負荷物質をほとんど使用していません。

施行時期 地域 規制名称 分野 内容
2003年4月 日本 平成14年厚生労働省令第43号 水道 鉛に関する水質基準を0.05mg/Lから0.01mg/Lに改正
2003年7月 欧州 ELV指令 自動車 鉛の含有量0.1%以下(特例で4.0%の鉛含有を認可)
2006年7月 欧州 RoHS指令 電子機器 鉛の含有量0.1%以下(特例で4.0%の鉛含有を認可)
2011年4月 米国 NSF14 水道 耐脱亜鉛腐食性、耐応力腐食割れ性による規制
2012年7月 米国 NSF61 水道 鉛溶出規制(15ppb→5ppb)
2014年1月 米国 S3874 水道 水栓金具類の鉛含有量規制(加重平均 0.25%)
※ 鉛の規制を除外しているが、定期的に除外項目を見直している。

RoHS指令、適用除外項目の更新スケジュール

鉛規制の適用除外について、欧州委員会が継続有無を定期的に検討しています。ELV指令についても同様に検討されています。
最新情報はOEKOのウェブサイト (https://rohs.exemptions.oeko.info) に掲載されています。

グローバル材料

ECO BRASS®は世界No.1の販売実績を誇る鉛フリー快削黄銅であり、2019年度、世界累積販売量は30万トンに到達しました。
ECO BRASS®はJIS、ASTM、EN規格に登録されています。累積販売量の約7割が欧米であり、全世界で認知されている素材です。
新製品のGloBrassについても、ASTM規格に登録する為の準備を進めています。
※当社以外の販売量を含む。

注)当社以外の販売量を含む

合金の位置付け・用途

GloBrassは一般黄銅をベースに開発した新製品です。高強度と良好な加工性を有し、細棒も提供できます。従って鉛含有快削黄銅が用いられるような小物部品(ボリュームゾーン)に適用できます。

ECO BRASS®シリーズは、軸となるECO BRASS®、耐エロージョン性※1に優れたSnECO®、耐コロージョン性※2に優れたECO-CRの3種類を規格化しています。鉛含有快削黄銅に比べて、高強度、優れた耐摩耗性、耐腐食性を有しています。ソレノイドバルブなどの車載部品、電気部品、水栓金具の採用例があり、幅広く使用されています。

素材の提案事例

水栓金具 : 水道メーター、水栓継手、節水ノズル、スプリンクラーヘッド
車載部品 : ソレノイドバルブ、ターボチャージャーのベアリング、ブレーキ部品、リリーフバルブ、温度センサー、インサートナット、タイヤバルブ
電気部品 : エアコンの二方弁・三方弁・フレアナット、コネクタ端子
時計 : リューズ、ケース

合金名 耐コロージョン性 耐エロージョン性 用途
水栓金具 車載部品 電気部品
GloBrass
ECO BRASS®
SnECO® (流速が速い) - -
ECO-CR - -
鉛含有快削黄銅 C3604
低鉛黄銅 C6820
※1 耐エロージョン性 : 高速流体の衝突などによる物理的作用による浸食に対する耐性
※2 耐コロージョン性 : 化学的腐食に対する耐性

性能比較

GloBrassは、鉛含有快削黄銅よりも、様々な特性で優れています。導電率はリン青銅(13%IACS)よりも高い数値を示し、信号系コネクタ端子材として使用できます。
ECO BRASS®シリーズは、耐食性、耐摩耗性に優れており、オーステナイト系ステンレスに匹敵する強度を有しています。

合金名 引張強度 耐摩耗性 耐食性 切削性 鍛造性 鋳造性 導電率
(%IACS)
GloBrass 16
ECO BRASS® 8
SnECO® 8
ECO CR 8
鉛含有快削黄銅 C3604 - - 26
鉛含有快削黄銅 C3771 - 27
低鉛黄銅 C6820 31
ステンレス(SUS304) - 2

ECO BRASS®シリーズの化学成分・規格

ECO BRASS®シリーズの規格登録番号と化学成分を示します。

(重量%)

合金名 形状 合金No. Cu Si P Sn Pb※1 Cd※1 Zn
CDA JIS EN
ECO BRASS® C69300 C6932 CW724R 75.5 3.0 0.08 <0.1 <0.09 <0.0075 残部※2
鋳物 C87850 CAC804 CB768S 76.0 3.0 0.08 <0.1 <0.09 <0.0075 残部※2
SnECO® C69310 C6931 - 76.0 3.0 0.08 0.5 <0.09 <0.0075 残部※2
鋳物 C87870 CAC804 - 76.0 3.0 0.08 0.5 <0.09 <0.0075 残部※2
ECO-CR - - CW724R 76.3 3.2 0.09 0.2 <0.09 <0.0075 残部※2
GloBrass® - - - 62.5 1.0 0.07 <0.2 <0.1 <0.0075 残部※2
※1 RoHS・ELV指令最大許容量 Pb≦0.1、Cd≦0.01
※2 不可避不純物および微量添加元素を含む

形状

GloBrass、ECO BRASS®シリーズの製品形状を示します。ニーズに沿った様々な形状で提供します。

 
鍛造品
鋳造用
インゴット
連続
鋳造棒
連続
鋳造管
GloBrass - -
ECO BRASS®
SnECO®
ECO-CR - -

物理的性質

GloBrass、ECO BRASS®の物理的性質を示します。

(代表値)

特性 GloBrass ECO BRASS® 鉛含有快削黄銅
C3604
青銅鋳物
CAC406
密度
g/cm3
8.3 8.3 8.5 8.8
熱伝導度
W/m・K
73 35 114 70
導電率
%IACS
16 8 26 15
線膨張係数
×10-6/℃
19 20 21 18
液相温度
880 890 900 1010
固相温度
865 855 885 860

機械的性質(実績例:LD方向)

GloBrassはC3604に対して約1.3倍の強度を有しています。またECO BRASS®の強度はSUS304に匹敵します。

※Φ20mm代表値
特性 GloBrass ECO BRASS® 鉛含有快削黄銅
C3604
オーステナイト系ステンレス
SUS304
引張強さ
MPa
625 650 435 660
0.2%耐力
MPa
470 420 295 310
伸び
%
20 20 25 55
硬さ
HV
(185) (200) (140) (160)
鋳物 ※代表値
特性 ECO BRASS® 青銅鋳物
CAC406
引張強さ
MPa
400 220
0.2%耐力
MPa
170 -
伸び
20 15

GloBrass、ECO BRASS®の切削性

C3604では、軟質で低融点なPb粒子に応力集中し、切屑が分断されます。低鉛黄銅C6820では、切屑分断の起点となる応力集中が生じ難く、 切屑が繋がってしまいます。
一方、GloBrassは、α・β相で構成され、切削時にβ相に応力集中し、切屑が分断します。ECO BRASS®は、α・κ・γの3相で 構成され、切削時に硬質なκ・γ相に応力集中し、切屑が分断します。

またGloBrass、ECO BRASS®は、低融点金属を含有しないので、乾式切削(ドライ切削)も可能です。
C3604と同じ加工条件で切屑が分断しない場合、切削速度を下げて、送りを上げて下さい。またチッピング等の工具刃先損傷を生じた場合、 ステンレス加工用工具など、刃先にホーニング(微小R)を施した工具に変更してください。

切削性のメカニズム
 
GloBrass
ECO BRASS®
鉛含有快削黄銅 C3604
低鉛黄銅 C6820
金属組織
切屑外観
加工条件:乾式切削、切削速度40m/min、切り込み1.0mm 、送り0.1mm/rev、ノーズR:0.4mm

GloBrass、ECO BRASS®の切削加工事例

外径・端面旋削、ドリル・ねじ切り・突っ切り加工の切削事例を示します。GloBrass、ECO BRASS®は、トラブルを生じやすいドリル・ねじ切り加工でも、鉛快削黄銅C3604と同じ条件で切削を行うことができました。またステンレスSUS303よりも、短いサイクルタイムで加工することができました。

切削加工の動画はこちら(https://youtu.be/X2Ie3rsLKu0

GloBrass、ECO BRASS®の切削加工事例

Φ20mm丸棒から切削加工した部品(写真はGloBrass)

Φ20丸棒から切削加工した部品(写真はGloBrass)
加工条件
工程 切削工具 GloBrass、ECO BRASS®
C3604
(乾式切削)
SUS303
(湿式切削)
ホルダー インサート 回転数
(min-1)
周速
(m/min)
送り
(mm/rev)
回転数
(min-1)
周速
(m/min)
送り
(mm/rev)
1 端面 SDJCR1212M11 DCMT11T304-LM
(VP15TF)
2122 120 0.1 1768 100 0.1
2 リーディングドリル DLE1000S100P090 - 2785 70 0.07 1194 30 0.05
3 ドリル MVS0800X05S080 - 3183 80 0.1 2387 60 0.1
4 外径 SDJCR1212M11 DCMT11T304-LM
(VP15TF)
1989 100 0.1 1592 80 0.1
5 ネジM16 MMTER1212H16-C MMT16ERG60-S
(VP15TF)
700 - 2 700 - 2
6 外径 SDJCR1212M11 DCMT11T304-LM
(VP15TF)
1768 100 0.1 1415 80 0.1
7 突っ切り GYSR1212JX00-D13 GY2M0200D020N-GS
(VP20RT)
2000 - 0.1 2000 - 0.1
※ 三菱マテリアル(株)は切削工具の製造販売メーカーです。
詳細は加工事業カンパニーのウェブサイトをご覧ください。(http://carbide.mmc.co.jp/

GloBrass、ECO BRASS®の熱間鍛造性

鍛造用黄銅C3771に比べて、GloBrassの変形抵抗は非常に低く、割れが発生していません。GloBrassは良好な熱間鍛造性を有し、 最適な鍛造温度は580~650℃です。一方、C3771は、620℃以下、及び820℃で割れを生じました。
またECO BRASS®の推奨鍛造温度は、変形抵抗が小さい700~760℃の範囲です。

鍛造例
鍛造後の外観
鍛造グラフ

GloBrass、ECO BRASS®の耐摩耗性

潤滑下のアムスラー摩耗試験でGloBrass、ECO BRASS®とC3604の摩耗量を比較しました。
GloBrass、ECO BRASS®の摩耗量は、C3604に比べて非常に少なく、優れた耐摩耗性を有しています。

潤滑条件:シリコンオイル
滴下+油浴

ECO BRASS®の耐脱亜鉛腐食性

ECO BRASS®は、合金中にZn成分が少ないことと、マトリックス中に電気化学的に卑なβ相が存在しないので、優れた耐脱亜鉛腐食性を有しています。

ECO BRASS®の耐応力腐食割れ性

応力腐食割れは、黄銅材が抱える問題点です。ECO BRASS® は、Zn 含有量を低減し、応力腐食割れ抑制元素であるシリコンを3%添加することによって、この問題を解決しました。

SnECO®の耐エロージョン・コロージョン性

ECO BRASS®は、エロージョンコロージョンに対しても優れた特性を有しています。特にSnECO® (C6931)は、Snの添加によってCAC406と同等の特性を得ることが出来ました。

隙間噴流試験

高耐食エコブラスECO-CRの耐コロージョン性

高耐食エコブラスECO-CRは、ECO BRASS®より耐食性に優れています。厳しい腐食環境下で、ECO BRASS®に局部的な腐食を生じた場合、ECO-CRを推奨します。

C3604
ECO-CR

ISO6509 脱亜鉛腐食試験結果

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