次世代型鉛フリー青銅誕生！

（前）関西大学　化学生命工学部
　　　化学・物質工学科　　　教授　　　小林　武
鉛は人体および環境に悪影響を及ぼす有害物質として使用制限が厳しくなっている。ことにEU連合においてはELV指令、RoHS指令などによって法規制され、その使用料は制限されている。銅合金においてはその使用料に多少はあるものの、鉛を含む合金が多い。今までに鉛の代替元素としてBiあるいはBiとSeが用いられているが、これら両元素はレアメタル（希少金属）であり、資源の枯渇ならびに経済性を考慮するならば、他の汎用元素に置換する必要がある。
　そこで本開発研究では、Sに着目し、銅合金溶湯中にSを添加し、In-situで固体潤滑性を有するCu2Sを主に生成させ、これを均一に分散させることに成功した。すなわち、銅合金中にNiを添加し熱力学的にSの活量を低減し、硫化物の生成を低温まで遅延させ初晶樹枝状晶Cuの晶出後、Cu-Cu₂S系二元状態図の偏晶反応でS濃度の高い微細粒状の液相（L2相）を分離させ、この液相が低温でCu₂S（固相）となり、Cu₂Sが浮上分離することなく、均一にCu₂Sを分解させた世界に類を見ない新しい青銅鋳物の開発に成功した。この開発合金は鋳造性、機械的性質、切削性はJISCAC406合金と同等もしくはそれ以上である。この開発合金はJIS、CAC411合金として規格化されている。