专利名称：：铜合金系水道用构件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种铜合金制的、适用于铅浸出在规定值以下的水道用构件的材料。
背景技术：
：至今为止，用于水道用资材、器材和给水装置的零件的铸造熔制铜合金CAC406含有4.06.0质量％的铅，铅溶出到自来水中的现象非常多见。因此，为了削减有害铅的溶出量，正在研究制造一种降低其铅含量，或者不使用铅的无铅铜合金。然而，降低铅含量或者不使用铅的话，会导致铜合金的铸造性和切削性、耐压性下降，例如用于阀门时会成为发生漏水等的要因。因此，正在研究一种不仅仅削减铅含量的，与使用铅的合金相比，尽可能地抑制了耐压性等功能下降的合金。作为这种合金，如特许文献1所示，例如有通过添加铋和硒提高切削性的合金。另外，如特许文献2所示，还有为了满足强度及浸出特性而添加硅和镁的合金。特许文献1:特开2004-68096号公报特许文献2:特开2004-52106号公报然而，由于硒也具有毒性，因此将含有大量硒的、特许文献l所述的合金用于水道用构件时，会担心其有害性。另外，含有硅的合金会生成羊毛状的硅酸盐，助长微小孔隙(Micr叩orosity)的发生，成为耐压性下降的要因，再者，镁容易形成氧化镁等氧化物，氧化镁分散在材料中会使延伸率下降，从而导致出现熔汤流动性受到显著阻碍等问题。另一方面，资源的有效利用已经成为世界性的需求，为了有效利用金属资源，正在大力推动再生循环材料的利用。然而，源自至今为止的金属制品的再生循环材料，不可避免地混有微量的作为杂质的铅，该铅过去一直被普遍使用，制成的合金中必定会含有微量的铅。
发明内容因此，本发明的目的在于，提供一种铜合金的水道用构件，将该铜合金的铅含量和金属溶出量控制为微量，同时使其机械性质、铸造性、切削性、耐压性等与现有的含铅铜合金保持同等水平。本发明通过用含有2.0质量％以上、5.9质量％以下的锡；1.5质量％以上、5.0质量％以下的镍；5.0质量％以上、12.1质量°/。以下的锌；0.4质量%以上、3.3质量％以下的铋；0.009质量°/。以上、0.15质量％以下的磷的铜合金制造水道用构件，可以解决上述的问题。用于本发明的水道用构件的铜合金，铅含量为在用作材料的再循环材料中作为杂质的含量的程度，可以将铅溶出量控制为很低。另外，通过加入规定量的锡、镍、锌、磷、铋，即使铅含量少，也可以维持铸造性、机械性质、耐压性、浸出特性、切削性，能够优选用于水道用构件。1(a)是表示实施例的熔汤流动性试验中使用的旋涡试验形状框架的形状图；(b)是表示(a)所示的旋涡试验形状框架的A-A线截面图。图2是表示熔汤流动性试验的标准材的标准直线与其他例子的数据的曲线图。图3是表示熔汤补给效果少的台阶状的铸模的形状图。图4(a)是表示显示台阶状供试材的浸透探伤试验结果的各个截面的照片。图4(b)是表示显示台阶状供试材的浸透探伤试验结果的各个截面的照片。图4(c)是表示显示台阶状供试材的浸透探伤试验结果的各个截面的照片。4(d)是表示显示台阶状供试材的浸透探伤试验结果的各个截面的照片。图4(e)是表示显示台阶状供试材的浸透探伤试验结果的各个截面的照片。图5是表示根据切削性试验的切削粉的形状进行判定的方法的图表。图6(a)是表示实施例及比较例的切削性试验的切削粉的形状照片。图6(b)是表示实施例及比较例的切削性试验的切削粉的形状照片。图6(c)是表示实施例及比较例的切削性试验的切削粉的形状照片。图6(d)是表示实施例及比较例的切削性试验的切削粉的形状照片。图6(e)是表示实施例及比较例的切削性试验的切削粉的形状照片。图7(a)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(b)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(c)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(d)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(e)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(f)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(g)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(h)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。图7(i)是表示通过EPMA进行的映像分析结果的照片。具体实施例方式以下，对本发明进行详细说明。本发明涉及由铜合金构成的铜合金系水道用构件，该铜合金含有规定量的锡、镍、锌、铋、磷，余量由铜和杂质构成，杂质中含有的铅和硅在规定量以下。首先，对构成用于该水道用构件的铜合金的各种元素进行说明。上述铜合金需要含有2.0质量％以上的锡，优选含量为2.4质量％以上。锡含量越高铜合金的拉伸强度越大，从延伸率呈下降趋势的机械性质的观点来看，当锡含量小于2.0质量％时，会出现不能获得稳定的拉伸强度的情况。另一方面，锡含量有必要在5.9质量％以下，优选为5.2质量％以下。超过5.9质量％时，会出现铜合金的延伸率下降过度的情况。此外，本发明中的机械性质是指拉伸强度和延伸率，机械性质好是指拉伸强度高，延伸率高。上述铜合金中的镍含量为1.5质量％以上，优选为2.0质量％以上。低于1.5质量％时，容易产生铸造缺陷和微小孔隙，使一部分的成分浸出变得不可忽视。另一方面，镍含量需要在5.0质量％以下，优选为4.1质量％以下。超过5.0质量％时，会导致延伸率过度下降。镍与作为主成分的铜形成全率固溶体，结晶构造由与铜相同的面心立方格子构成，因此适宜用作基底材的一部分。另外，对于缓和凝固时在固液界面上的液相一侧的锡浓度有很大的效果，不仅防止偏析，而且具有减少铸造缺陷，提高耐压性的效果。再者，由于锡和磷形成化合物，生成于树枝状晶体间隙中，因此具有填补微小孔隙的作用，同时，该化合物还起到断屑槽(ChipBreaker)的作用，具有形成微细切断的剪断型切削粉的功能。上述铜合金的锌含量必须为5.0质量％以上，优选为6.0质量％以上。另一方面，必须为12.1质量％以下，优选为10.1质量％以下。锌具有脱氧效果，可以提高熔汤流动性，使机械性质保持稳定。当铜合金中的锌含量在上述的上限和下限之间时，大致表现出相同的强度，对机械性质的影响小，但当锌含量低于5.0质量％时，不仅上述铜合金的熔汤流动性变得不充分，还会产生微小孔隙。另一方面，当锌含量超过12.1质量％时，延伸率的下降变得不可忽视，另外，在制造过程中，因锌渣造成的铸造缺陷增加的可能性升高，再者，当锌的浸出量变多，超过锌的浸出标准值时，不仅使脱锌腐蚀的危险性升高，还会使该铜合金变得不能用于水道用构件。上述铜合金的铋含量应该为0.4质量％以上。另一方面，应该为3.3质量％以下，优选为2.0质量％以下。铋不能固溶于实用范围内的母材中，而存在于结晶粒界和晶粒内，因此可以抑制青铜铸造物中特有的凝固形态造成的铸造缺陷，另外，合金中含有铋时，具有提高切削加工性的效果。铋含量低于0.4质量％时，有可能导致其效果不充分。另一方面，通过增加铋含量，虽然拉伸强度不会下降，但延伸率呈下降趋势，当铋含量超过2.0质量％变得过剩时，不仅延伸率会变差，而且也容易产生微小孔隙等，超过3.3质量％时，延伸率变得过低，微小孔隙的产生变得不可忽视。另外，当锡含量为5.1质量％以上，5.2质量％以下时，即使铋含量超过2.0质量％，也可以比较好地抑制延伸率的下降和微小孔隙的产生等。但是，当锡含量变得更少时，会容易出现这些缺陷，因此，在锡含量为2.0质量％以上，6.0质量％以下的范围时，为了抑制这些缺陷，铋的优选含量为0.4质量％以上、2.0质量°/。以下。上述铜合金的磷含量应该为0.009质量％以上，优选为0.014质量％以上。另一方面，磷含量应该为0.15质量％以下，优选为0.10质量％以下。进行熔解和铸造时，磷起到脱氧剂的作用，具有提高铸造时的熔汤流动性和铸造物的完整性的效果。当其含量低于0.009质量％时，其效果不够充分，使容易产生铸造缺陷等的可能性变高。另一方面，磷含量超过0.15质量％时，磷与铸模的水分发生反应，导致产生铸造缺陷的可能性变高。另外，在本发明使用的合金中，优选为镍在锡及磷之间产生的镍化合物在材料截面中所占的面积率为0.04%以上。低于0.04%时，铋填补的微小孔隙的、填补铋周围的效果有可能变得不够充分。另一方面，优选为1.95%以下。超过1.95%时，不仅存在填补空隙的可能性，而且还存在镍化合物自身的物性对合金整体造成的影响变得不能忽视。再者，铋和上述镍化合物总共在材料截面中所占的面积率的合计，优选为0.72质量％以上。低于0.72质量％时，可能使填补微小孔隙的效果变得不充分。另一方面，优选为5.95质量％以下。超过5.95质量％时，可能使它们对合金整体的物性产生的效果变得不可忽视。上述铜合金除了上述的成分和剩余成分的铜以外，还可以含有杂质。该杂质是指制造上述铜合金时，例如考虑到环保问题而使用再生循环材料的情况下，必然包含其中的物质。当然该杂质的含量越少越好。作为该杂质包含的成分，可以例举出铅和硅等。上述铜合金中的铅含量，优选为0.2质量％以下，在此范围内铅含量越低越好。铅对人体的影响大，作为本发明涉及的水道用构件使用时，需要尽可能地抑制铅向自来水中的浸出量。超过0.2质量％时，变得难以满足通过JWWAZ108-浸出试验方法获得的浸出标准值。另外铅含量增加过多时，拉伸强度和延伸率变得过低，也有可能产生铸造缺陷等问题。此外，铅含量为0最为理想，但为了对资源进行有效利用，采用再生循环材料制造铜合金时，铅含量为0是不现实的。上述铜合金的硅含量优选为低于0.01质量％。硅具有提高铜合金的熔汤流动性的效果，相反凝固时会生成羊毛状的氧化硅，不仅会使熔汤的补给性下降，还具有在固液界面上使液相一侧的锡浓度升高的效果。由此，助长树脂状晶体间或粒界上产生众多微细的铸造缺陷，还会成为漏水的原因。再者，铜合金中含有硅时，会显著降低上述铜合金的延伸率。含有O.Ol质量％以上时，这些不良效果变得不可忽视。因此，以尽可能不含硅为优，如果硅含量低于0.01质量％，这些不良效果几乎不会出现。此外，本发明中规定的各种成分的质量混合比，并非制造阶段的原料的混合比，而是将原料熔融后获得的合金中的成分的质量混合比。此外，一般情况下，由于青铜铸造物的凝固温度范围大，因此形成杂乱型(mussy)的凝固状态。不含铅的青铜铸造物，在树枝状晶体间隙中容易生成缩孔。作为水道用部件的材料使用时，这种性质会阻碍耐压性，成为漏水的主要原因。特别是厚壁的情况下，由于铸造时的冷却速度变慢，这种倾向尤为显著。与此相对，在铅含量多的铜合金中，铅凝集在上述的树枝状晶体间隙中，起到抑制微小孔隙的产生的作用。在本发明的铜合金中，可以通过铋、镍-锡化合物、镍-磷化合物对铅的作用进行补充。通过添加规定量的镍及铋，可以抑制在厚壁中心部产生的微小孔隙。再者，通过添加规定量的磷，使其与熔汤中的成为气体缺陷的氧发生反应生成P205，可以使熔汤健全化，抑制微小孔隙的产生。此外，硅含量多时，会产生即使通过镍等也不能补救的铸造缺陷。上述的铜合金的剩余成分为铜。包含上述的元素成分的合金，可以通过一般的铜合金的制造方法制成，由该铜合金构成的铜合金系水道用构件，可以通过一般的铸造方法制造而成。作为该方法，可以例举出通过高频感应熔解炉进行熔解的方法。构成本发明的铜合金系水道用构件的铜合金，仅含有作为杂质程度量的铅，即使与含铅量多的铜合金相比，也可以表现出良好的熔汤流动性、机械性质、浸出特性、切削性，而且铸造缺陷少，因此，作为水道用构件，具有铅浸出量少、切削加工性和耐压性优良的特性。具体地说，用现有的CAC406合金作为比较材时，显示切削性的被削性系数至少在70以上，根据配合比的不同，还会表现出更高的被削性系数。被削性系数，是通过佐藤工机(株)制造的AST式切削工具动力计AST-TTH测量出施加在车刀上的切向分力Pl(圆周方向的力)、轴向分力P2(送给方向的力)、径向分力P3(工具的轴方向的力)的3个应力，另外，也同样测量出比较材CAC406的3个应力，然后通过下述公式(1)算出。此外，下述公式(1)中的"3合力"是指通过下述公式(2)算出的值。(被削性系数户(比较材的3合力)/(各个材料的3合力)XIOO(1)(3合力)={(切向分力)2+(轴向分力)2+(径向分力)2}1/2(2)另外，在实施例中，切削速度从100到400m/min，切入量l.Omm、进给量0.1mm/rev的条件下，表面粗度为0.61.1um，在相同条件下，CAC406的表面粗度为0.81.0um，其表面粗度大致相等。此外，表面粗度越小表示表面越光滑，数值越小越好。不仅满足这些数值，而且切削形状变为涡旋状、折断的切削粉状或者剪断型切屑状，不会变为直线或螺旋巻、圆筒巻的形状。其次，本发明的铜合金的熔汤流动性，优选为在铸造铜合金时，在一般的铸造温度范围内，通过使温度高于原来的温度，而发挥出与原来的含铅铜合金相同或更好的熔汤流动性，更优的是在与原来相同的温度下，发挥出同等以上的熔汤流动性。此外，为了发挥出这样的熔汤流动性，铸造温度范围优选为1100°C1200°C。另外，本发明的铜合金优选具有与现有的含铅铜合金大致同等以上的机械性质，该机械性质是指按照JISZ2241测量的拉伸强度和延伸率。具体地说，拉伸强度为195MPa以上，延伸率为15%以上。再者，关于铸造缺陷，在JISZ2343的浸透探伤试验中，厚壁中心部没有确认到缺陷显示图样，可以通过与现有的含铅铜合金即CAC406相同的铸造方法进行生产。再者，对于浸出特性等，也通过JWWAZ108-浸出试验方法以及在JWWAZ110-浸出液中的分析方法进行测量，测出的铅浸出量为O.lmg/1以下，锌为10mg/l以下，铜为O.lmg/1以下，镉为0.001mg/l以下，满足必要的标准值，且CAC406的铅浸出量低于0.38mg/l。镉的浸出量低于0.0004mg/l，比现有的含铅铜合金更加安全。采用本发明的铜合金的铜合金系水道用构件，是指以为主体，以及其他的必须抑制铅损害的构件等。具体可以举出在阀门类中，用于闸门阀、修补阀、止回阀、球心阀、电磁阀、止水拴、鞍状阀(SaddleValve)、吸水管阀等的管、阀体、轴承等，量水器中可以举出量水器壳主体，另外还可以举出配管用接头，给、止水拴，泵零件等。实施例以下，以实施例对本发明进行更具体的说明。混合各种材料，用高频感应熔解炉进行熔制后，通过C02铸模进行铸造，在表1表6所示的配合率的各个例子中，制成供试材。另外，作为比较例1，采用至今为止使用的含铅青铜材料CAC406作为标准材，将其作为物性的比较对象。对各自制备的铜合金进行下述的试验。complextableseeoriginaldocumentpage8<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>〈熔汤流动性试验〉向图1所示的涡旋试验形状铸模内，以1100℃1200℃的浇注温度注入加热熔解后的各个实施例及比较例中的铜合金。涡旋试验形状，框架的最初四分之一与半径95mm的圆弧状相连，将其框架部分8等分，每18.65mm刻有度数。接着的四分之一周长呈半径89mm的圆弧状，每17.47mm刻有度数。以下同样，图中括弧中的数字表示其内侧的框架上的刻度的宽度(mm)，带圆圈的数字表示第几个刻度。进行试验时，通过向第1个刻度的内侧的框架和框架之间注入熔解的铜合金，读取最终到达地点的外侧的框架的刻度。在浇注温度1100℃下对标准材CAC406(比较例1)进行试验时，到达的刻度为12.0点，在浇注温度1180℃下进行试验时，到达的刻度为21.0点。各种铜合金的测量值如表7所示。标绘在由浇注温度的线性轴和刻度的线性轴构成的平面上时，连接CAC406的值获得的刻度比下述公式(3)的直线的刻度还大，即将位于比图2中的直角三角形更高的点的评估为"〇"；将比CAC406的直线刻度更小的，但接近1200℃的浇注温度下刻度达到12.0点以上的评估为将即使在接近1200℃的浇注温度，刻度低于12.0点的，从实际作业的观点来看，将其评估为"X"。这些结果如下述的各种铜合金的表所示。此外，X表示浇注温度；Y表示刻度的标准值。<table>complextableseeoriginaldoumentpage15</column></row><table>Y=0.1125XX-ll1.75(3)〈机械性质试验〉关于各个合金，铸造JISH5120所述的A号供试材后，按照JISZ2201对4号试验片进行机械加工，按照JISZ2241对拉伸强度和延伸率进行了测量。其结果如表8所示，评估如表1表6所示。与标准材的比较例1相比，拉伸强度(MPa)和延伸率(％)均优的判定为"〇"；两者均劣于<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>比较例1的判定为"x"。〈台阶状供试材的浸透探伤试验〉对于各个合金，制成厚度变化呈20、30、40mm的3阶段变化的、如图3所示的减少押汤效果，容易产生铸造缺陷的形状的、台阶状的C02铸模，对由此铸模制备的铸件的中心部进行切断，按照JISZ2343浸透探伤试验要求进行试验，对该浸透探伤试验中的铸造缺陷及微小孔隙的发生情况进行了观察。其判定结果如各表所示。判定方法是在厚壁中心部不能确认到缺陷显示图样，可以通过与作为标准材的JIS材CAC406同样的铸造方法进行生产的判定为"〇"；虽然在厚壁中心部确认到缺陷显示图样,但可以通过同样的铸造方法进行生产的判定为"△"。但是，存在因铸造品形状和铸造条件导致产生缺陷的情况，因此应该考虑制造方法等。另外，将其他结果的判定为"X"。其结果如各表所示。此外，图4(a)(e)所示为选择的实施例和比较例的截面照片。其中，在实施例3、20、23、25、26、27、28、31、32、33、34、36、39和比较例12中的截面外周范围观察到的污痕状显示图样，是观察面以外残留的浸透液发色引起的，与铸造缺陷无关。〈浸出试验〉按照日本水道协会制定的JWWAZ108-浸出试验方法-以及在JWWAZ110-浸出液-的分析方法，进行了试验。其结果如表9所示，综合评估如表1表6所示。在试验片和浸出溶液的接触面积比为1000cmV升的条件下实施。但是，仅对实施例27苛以严格的浸出试验条件，在接触面积比为2000cmV升的条件下实施，对浸出量进行了调査。此外，对于铅、锌、铜的浸出值，采用将标准值的上限补正为IOO倍时的值进行判定。但对于铅，当浸出值超过0.001mg/升的标准值时，可以将其作为实际的判断值，将乘以100分之1的值作为补正值一并标注。另外，对于锌和铜的超过标准值的例子，也将乘以100分之1的值作为补正值一并标注。这些补正值要达成规定的标准值是极其困难的，因此被作为进行一般判断的标准。铅满足无补正值的条件(O.OOlmg/升以下)，对于除此以外的项目，将至少满足具有补正值的条件的判定为"〇"；对于铅，虽然不满足无补正值的条件，但满足除此之外的条件的判定为"△"，将即使具有补正值但不满足条件的判定为"X"。此外，含铅46质量％的比较例1，即使补正也不能满足铅的浸出标准。另外，比较例58以及13、14因为不满足色度的条件，所以判定为"X"。[表9]<table>complextableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>使用超硬的工具，以400(m/min)的切削速度，l.Omm的切深量，0.1mm/rev的进给量，对各种铜合金进行旋盘加工，对其影响进行了调查。评估方法是对被削性系数、表面粗度、切削粉的形状进行了判断。其结果如各表所示。另外，对表现出理想的切削性的合金的比较例1的合金(CAC406)的表面粗度和切削粉的形状也进行了评估。其结果如表10以及表1表6所示。此外，在实施例27及比较例1中，还在将切削速度变更为100(m/min)和200(m/min)的条件下进行了测量，结果发现切削速度的差异引起的变化小。<table>complextableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>测量被削性系数时，采用上述公式(1)及(2)，作为AST式切削工具动力计，采用佐藤工机(株)制造的AST-TTH，测量出各个实施例的3个应力(3合力)和比较材即CAC406的3个应力(3合力)后进行了计算。该被削性系数为70以上的话判定为良好。比较例10、13、15的被削性系数低于70，切削抵抗变大，必须降低切削速度，导致生产性下降。通过表面粗度计(MitutoyoCorporation制造的Surftest-4)对表面粗度进行测量，将测得的值与比较材即CAC406(比较例子1)的表面粗度进行了比较。在所有的切削速度中，各个实施例的铜合金的表面粗度最大也仅大于比较材0.3um左右，均可以获得与比较材同等的效果。结果如各表所示。另外，如图5所示，通过切削粉的形状进行的判定，是通过形状进行分类而进行的判定。各个实施例的切削粉的形状如图6(a)(e)所示。即，良好用"〇"表示；不良用"X"表示。此外，实施例7的铋含量为0.6质量％，实施例21的铋含量为1.0质量％，这些均呈折断的切削粉状。在铋含量为1.6质量％的实施例25和铋含量为1.7质量％的实施例23中，进行高速切削时变为折断的切削粉状，在铋含量为3.3质量％的实施例26中，呈理想的剪断型切削粉状。另外，切削粉的铋含量越高，越能形成理想的切削粉形状。但是，与实施例25相比，铋含量高于其0.1质量％的实施例23却呈折断的切削粉形状。相反，实施例25的铋含量虽然较实施例23少0.1质量％，但却呈理想的剪断型切削粉状。这是因为与实施例23相比，锡含量达2倍多的实施例25，能够生成更多的镍-锡化合物，意味着与铋同样，能够起到断屑槽的作用。另一方面，比较例13及15形成螺旋巻切削粉，由于切削粉呈相连形状，有可能导致切削工具的温度上升，从而降低工具寿命。此外，实施例27和比较例1的标注数值表示切削速度(m/min)，除此之外均为400(m/min)。(关于锌含量的探讨)如表1所示，使锌的含量大幅变动，除此之外的元素含量尽量不发生变动，制成各种质量比的铜合金，然后进行上述的测量。此外，将比较例2及实施例15的锡含量设为2.5质量％左右，将比较例3、4及实施例69的锡含量设为5.0质量％左右。在任何一种情况下，锌含量低于5.0质量%的比较例2及比较例3的熔汤流动性和浸透探伤的结果都是"X"。另外，在增加了锌含量的比较例4中，机械性质出现了问题。此外，以下表中各个元素的单位为质量％，拉伸强度为(MPa)，延伸率为(％)。(关于镍含量的探讨)如表2所示，使镍含量大幅变动，尽可能不使除此以外的元素含量发生变动，制成各种质量比的铜合金，进行上述的测量。此外，将比较例57、实施例2以及实施例1013的锡含量设为2.5质量％左右，将比较例810、实施例7以及实施例1417的锡含量设为5.0质量％左右。在镍含量低于1.5质量％的比较例5、6、8、9中，与锡含量无关都产生了微小孔隙，再者，在镍含量变少的比较例5及8中，即使在浸出试验中也出现了问题。另一方面，在镍含量超过5.0质量％的比较例7及10中，延伸率下降过度，另外，在锡含量多的比较例10中，切削性也出现了问题。(关于锡含量的探讨)如表3所示，使锡含量大幅变动，尽可能不使除此以外的元素含量发生变动，制成各种质量比的铜合金，进行上述的测量。在锡含量低于2.0质量％的比较例11中，产生了微小孔隙，另一方面，在锡含量超过5.9质量％的实施例12中，延伸率变得过于不足。(关于铋含量的探讨)如表4所示，使铋含量大幅变动，尽可能不使除此以外的元素含量发生变动，制成各种质量比的铜合金，进行上述的测量。此外，将比较例13及14、实施例2、实施例2124的锡含量设为2.5质量％左右，将比较例15及16、实施例7、实施例25及26的锡含量设为5.0质量％左右。在锡含量低于0.4质量％的比较例13及15中，切削性出现问题，另外，在比较例13中产生了微小孔隙，在比较例15中出现了熔汤流动性的问题。另一方面，在锡含量为5质量％的实施例26中，即使含有3.3质量％的铋，也表现出良好的性质，但在锡含量为2.4质量％的比较例14中间，当铋含量为2.4质量％时，熔汤流动性和机械性质均出现了问题，可知铋的许容量因锡含量的不同而相异。(关于磷含量的探讨)如表5所示，使磷含量大幅变动，尽可能不使除此以外的元素含量发生变动，制成各种实施例的铜合金，进行上述的测量。此外，将比较例17、实施例2、实施例2730的锡含量设为2.5质量％左右，将实施例3136的锡含量设为3.5质量％左右，将比较例18及19、实施例7、实施例37及38的锡含量设为5.0质量％左右。在磷含量低于0.009质量％的比较例17及18中，产生了微小孔隙等。另一方面，在磷含量超过0.15质量％的比较例19中，延伸率下降过度，在机械性质上也出现问题。此外，为了进行比较，将表5中的实施例27的值标记为切削速度400m/min。(大量杂质的探讨)如表6所示，制成铅含量为0.2质量％的实施例39和铅含量为0.5质量％的比较例20的铜合金，进行上述的测量。结果，在铅含量为0.2质量%的实施例39中，其结果均满足标准，但在比较例20中却出现了问题，微小孔隙等己经恶化到不可忽视的地步。另外，如表6所示，制成硅含量分别为检测界限以上的0.02质量％、0.25质量％的比较例2123的铜合金，进行上述的测量。在硅含量为0.02质量％的比较例21中，熔汤流动性恶化，在硅含量为0.25质量％的比较例22及23中，均产生了微小孔隙等。(EPMA金属结构解析)用(株)岛津制作所制造的EPMA-8705，对选择的实施例的合金的各元素进行映像分析，通过金属结构解析，对各种元素的分布和化合物的产生进行了确认。调査的元素为铜、镍、锡、锌、磷、铋，对各自的分布状态、化合物形态进行了调查。作为调查对象，是从上述实施例中对镍、锡、铋、磷进行的检讨中所用的实施例范围中选出的。图7(a)(0所示为它们在360倍下映像分析结果。将其与元素成分量进行对比时，可知因为含有镍，可以形成镍-锡化合物、镍-磷化合物。通过KEYENCE公司制造的GRADINGANALYSIS,对这些镍化合物和被认为更容易对微小孔隙的量产生影响的铋的面积率进行了测量。具体地说，通过设备附属的数据处理软件，将上述EPMA-8705的分析结果导入图像中，通过该软件，将镍和磷、镍和锡、铋单体，以及分别合成后重叠的部分的图像制成数字数据，以该数据为基础通过上述的GRADINGANALYSIS进行解析。其解析结果如表11所示。<table>complextableseetheoriginalpage23</column></row><table>在对镍、锡以及磷的含量进行探讨时，当各种探讨元素的含有率增加时，镍-锡化合物、镍-磷化合物所占的面积率也会增加。为了对这些化合物进行更详细的探讨，在实施例13、实施例23以及实施例26中，再进行扩大，以2000倍的倍率进行映像分析，此时在铋的近旁析出有镍、锡、磷化合物，表明这些化合物起到了填补微小孔隙的作用。权利要求1.一种由铜合金构成的铜合金系水道用构件，其特征在于，该铜合金含有2.0质量％以上5.9质量％以下的锡；1.5质量％以上5.0质量％以下的镍；5.0质量％以上12.1质量％以下的锌；0.4质量％以上3.3质量％以下的铋；0.009质量％以上0.15质量％以下的磷，余量为铜和杂质。2.根据权利要求1所述的铜合金系水道用构件，其特征在于，作为上述杂质，上述铜合金中的铅含量为0.2质量％以下，且硅的含量低于0.01质量％。3.根据权利要求1或2所述的铜合金系水道用构件，其特征在于，铋的含量为0.4质量％以上、2.0质量％以下。4.根据权利要求1或2所述的铜合金系水道用构件，其特征在于，锡的含量为5.1质量％以上、5.2质量％以下。全文摘要本发明提供一种铜合金构成的水道用构件，该铜合金在将铅含量控制为微量的同时，可以保持与现有的含铅铜合金同等的机械性质、铸造性、切削性、耐压性等。制造一种铜合金，其特征在于，含有2.0质量％以上、5.9质量％以下的锡；1.5质量％以上、5.0质量％以下的镍；5.0质量％以上、12.1质量％以下的锌；0.4质量％以上、3.3质量％以下的铋；0.009质量％以上、0.15质量％以下的磷，余量为铜和杂质。文档编号C22C9/04GK101203623SQ200680022269公开日2008年6月18日申请日期2006年6月20日优先权日2005年6月21日发明者前殿裕章,山本匡昭,平井良政申请人:株式会社栗本铁工所