众所周知、与一般的金属材料一样，通过晶粒的微细化，提高铜合金 的屈服强度。根据霍尔-佩奇公式，铜合金的强度与粒径(本文中是指晶 粒的粒径)的倒数的平方根成比例上升。
而且，铜合金粒径发生微细化的基本方法，一般分为，(A)在铜合金 熔融固化时晶粒发生微细化，及(B)通过对熔融固化后的铜合金(扁坯等铸 块、压铸件等铸件、熔融铸件等)进行压延等变形加工或加热处理，畸变 能等所得贮存能成为驱动力使晶粒微细化。在(A)、(B)中的任意方法中， 锆(Zr)均被认为是对晶粒的微细化有效的元素。
然而，在方法(A)中，由于在熔融固化阶段中，Zr对晶粒微细化的作 用往往受其他元素及其含量的影响，因而，晶粒的微细程度无法达到所期 望的水平。因而，一般采用方法(B)，即对熔融固化后的铸块、铸件等进 行热处理，然后再附加变形(distortion addition)，使晶粒微细化。
日本专利公开昭38-20467号公报，公开了对含有Zr、P、Ni等的铜合 金进行熔融热处理，然后以75％的加工率进行冷加工后检测平均晶粒径， 结果发现，晶粒的微细化与Zr的含量的增加成正比，例如，平均晶粒径为： 280μm(不含有Zr时)，170μm(含有Zr：0.05mass％)、50μm(含有 Zr：0.13mass％)、29μm(含有Zr：0.22mass％)、6μm(含有Zr：0.89mass％)。 而且，为了避免因Zr含量过多而带来的负面影响，该公报中建议将Zr的含 量规定为0.05～0.3mass％。
另外，根据日本专利申请公开2004-100041号公报，铸造添加0.15～ 0.5mass％Zr的铜合金后，进行熔融热处理及为了附加变形的变形加工，微 细化的程度就会达到平均晶粒径为约20μm以下的水平。
然而，如上述(B)的方法，为使粒径微细化，铸造后对这些进行处理 及加工，会导致成本的上升。而且，有时候因铸件产品的形状，而无法进 行为了附加变形的变形加工。因此，应优选按上述(A)的方法，在铜合金 熔融固化时进行晶粒的微细化。然而，如果采用(A)的方法，如上所述， 由于在熔融固化阶段中，Zr对晶粒微细化的作用受其他元素及其含有量的 影响很大，因此即使增加Zr的含有量，也未必能够得到与其增加量相对应 的晶粒微细化效果。而且，由于Zr与氧的亲和能力非常强，因而当在大气 中熔解，添加Zr时，Zr很容易被氧化，成品率也非常低。因此，即使铸造 后的产品中含有的量甚微，在浇注过程中也必须加入大量的原料。另一方 面，熔解过程中生成的氧化物的量过于多，则在浇铸时氧化物易于混入， 从而有可能会产生铸件缺陷。为避免氧化物的生成，可以采用真空或惰性 气体的环境中进行熔解、铸造，但是会导致成本上升。而且，Zr是一昂贵 的元素，因而从经济上的观点来考虑，添加量越少越好。
因此，铜合金，不仅要尽可能减少Zr含有量，同时，在铸造工序的熔 融固化后的阶段，平均晶粒径还要微细化。
而且，Cu-Zn-Si系铜合金的场合，虽然Si能够提高机械特性等，但 是同时存在一些问题，即，在进行熔融固化时易于产生裂纹、空穴，缩孔 变大、易于出现砂眼等铸造缺陷。以上问题的主要原因在于，随着Si含量 的增加，凝固温度范围(液相线温度及固相线温度之差)变宽，而且热传导 性降低。另外，通过观察以往的Cu-Zn-Si系铜合金的凝固组织，发现枝 晶形成为树状支化图案，枝晶臂阻碍了生成的气泡释放于大气中，造成铸 件内残留有砂眼、在局部产生大的缩孔。

本发明鉴于上述问题而作，其目的在于，通过晶粒的微细化来提供能 够大幅地提高铸造性、诸机械特性、耐蚀性、切削加工性、加工性等铜合 金特性的Cu-Zn-Si系铜合金，同时提供制造该铜合金的方法。
本发明为了实现上述目的，提出如下的铜合金及其制造方法。
即，本发明的第1提案为，基本上由Cu：69～88mass％(70～84mass％为 理想、71.5～79.5mass％更为理想，73～79mass％为最适宜)、Si：2～ 5mass％(2.2～4.8mass％为理想，2.5～4.5mass％更为理想，2.7～3.7mass％ 为最适宜)、Zr：0.0005～0.04mass％(0.0008～0.029mass％为理想，0.001～ 0.019mass％较为理想，0.0025～0.014mass％更为理想，0.004～ 0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～0.25mass％(0.02～0.2mass％为理想， 0.03～0.16mass％更为理想，0.04～0.12mass％为最适宜)及Zn：剩余部分 构成，并满足下述条件(1)～(7)的铜合金(以下称为[第1铜合金])。该第1 铜合金除满足上述条件外，最好应满足下述的(10)～(15)的条件。第1铜 合金需要进行切削加工时，除满足这些条件(1)～(7)和(10)～(15)以外， 最好也满足(17)的条件。
本发明的第2提案为，在第1铜合金的构成元素中进一步包含从Sn、As及Sb中选择的至少1种元素的铜合金，即基本上由Cu：69～88mass％(70～ 84mass％为理想，71.5～79.5mass％更为理想，73～79mass％为最适宜)、Si： 2～5mass％(2.2～4.8mass％为理想，2.5～4.5mass％更为理想，2.7～ 3.7mass％为最适宜)、Zr：0.0005～0.04mass％(0.0008～0.029mass％为理 想，0.001～0.019mass％较为理想，0.0025～0.014mass％更为理想，0.004～ 0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～0.25mass％(0.02～0.2mass％为理想， 0.03～0.16mass％更为理想，0.04～0.12mass％为最适宜)、选自Sn：0.05～ 1.5mass％(0.1～0.9mass％为理想，0.2～0.7mass％更为理想，0.25～ 0.6mass％为最适宜)、As：0.02～0.25mass％(0.03～0.15mass％为理想)及 Sb：0.02～0.25mass％(0.03～0.15mass％为理想)中的至少一种元素、及Zn： 剩余部分构成，并满足下述条件(1)～(7)的铜合金(以下称为[第2铜合 金])。该第2铜合金除满足上述条件(1)～(7)外，最好满足下述的(10)～ (15)的条件。而且，第2铜合金需要进行切削加工时，除这些条件(1)～(7) 和(10)～(15)以外，最好也满足(17)的条件。
本发明的第3提案为，在第1铜合金的构成元素中进一步包含从Al、Mn及Mg中选择的至少1种元素的铜合金，即基本上由Cu：69～88mass％(70～ 84mass％为理想，71.5～79.5mass％更为理想，73～79mass％为最适宜)、Si： 2～5mass％(2.2～4.8mass％为理想，2.5～4.5mass％更为理想，2.7～ 3.7mass％为最适宜)、Zr：0.0005～0.04mass％(0.0008～0.029mass％为理 想，0.001～0.019mass％较为理想，0.0025～0.014mass％更为理想，0.004～ 0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～0.25mass％(0.02～0.2mass％为理想， 0.03～0.16mass％更为理想，0.04～0.12mass％为最适宜)、选自Al：0.02～ 1.5mass％(0.1～1.2mass％为理想)、Mn：0.2～4mass％(0.5～3.5mass％为理 想)、Mg：0.001～0.2mass％中选择的至少一种元素、及Zn：剩余部分构成， 并满足下述条件(1)～(7)的铜合金(以下称为[第3铜合金])。该第3铜合金 除满足上述条件(1)～(7)外，最好满足下述的(10)～(15)的条件。而且， 第3铜合金需要进行切削加工时，除这些条件(1)～(7)、(10)～(15)以外， 最好也满足(17)的条件。
本发明的第4提案为，在第1铜合金的构成元素中进一步包含从Sn、As及Sb中选择的至少1种元素和从Al、Mn及Mg中选择的至少1种元素的铜合 金，即，基本上由Cu：69～88mass％(70～84mass％为理想，71.5～79.5mass％ 更为理想，73～79mass％为最适宜)、Si：2～5mass％(2.2～4.8mass％为理 想，2.5～4.5mass％更为理想，2.7～3.7mass％为最适宜)、Zr：0.0005～ 0.04mass％(0.0008～0.029mass％为理想，0.001～0.019mass％较为理想， 0.0025～0.014mass％更为理想，0.004～0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～ 0.25mass％(0.02～0.2mass％为理想，0.03～0.16mass％更为理想，0.04～ 0.12mass％为最适宜)、从Sn：0.05～1.5mass％(0.1～0.9mass％为理想， 0.2～0.7mass％更为理想，0.25～0.6mass％为最适宜)、As：0.02～ 0.25mass％(0.03～0.15mass％为理想)及Sb：0.02～0.25mass％(0.03～ 0.15mass％为理想)中选择的至少一种元素、从Al：0.02～1.5mass％(0.1～ 1.2mass％为理想)、Mn：0.2～4mass％(0.5～3.5mass％为理想)及Mg：0.001～ 0.2mass％中选择的至少一种元素、和Zn：剩余部分构成，并满足下述条件 (1)～(7)的铜合金(以下称为[第4铜合金])。该第4铜合金除满足上述条件 (1)～(7)外，最好满足下述的(10)～(15)的条件。而且，第4铜合金需要 进行切削加工时，除这些条件(1)～(7)、(10)～(15)以外，最好也满足 (17)的条件。
本发明的第5提案为，在第1铜合金的构成元素中进一步包含从Pb、Bi、 Se及Te中选择的至少1种元素的铜合金，即，基本上由Cu：69～ 88mass％(70～84mass％为理想，71.5～79.5mass％更为理想，73～79mass％ 为最适宜)、Si：2～5mass％(2.2～4.8mass％为理想，2.5～4.5mass％更为 理想，2.7～3.7mass％为最适宜)、Zr：0.0005～0.04mass％(0.0008～ 0.029mass％为理想，0.001～0.019mass％较为理想，0.0025～0.014mass％ 更为理想，0.004～0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～0.25mass％(0.02～ 0.2mass％为理想，0.03～0.16mass％更为理想，0.04～0.12mass％为最适 宜)、从Pb：0.005～0.45mass％(0.005～0.2mass％为理想，0.005～0.1mass％ 更为理想)、Bi：0.005～0.45mass％(0.005～0.2mass％为理想，0.005～ 0.1mass％更为理想)、Se：0.03～0.45mass％(0.05～0.2mass％为理想， 0.05～0.1mass％更为理想)及Te：0.01～0.45mass％(0.03～0.2mass％为理 想，0.05～0.1mass％更为理想)中选择的至少一种元素、和Zn：剩余部分 构成，并满足下述条件(1)～(8)的铜合金(以下称为[第5铜合金])。该第5 铜合金除满足上述条件(1)～(8)外，最好满足下述的(9)～(16)的条件。 而且，第5铜合金需要进行切削加工时，除这些条件(1)～(8)、(9)～(16) 以外，最好也满足(17)的条件。
本发明的第6提案为，在第5铜合金的构成元素中进一步包含从Sn、As及Sb中选择的至少1种元素的铜合金，即基本上由Cu：69～88mass％(70～ 84mass％为理想，71.5～79.5mass％更为理想，73～79mass％为最适宜)、Si： 2～5mass％(2.2～4.8mass％为理想，2.5～4.5mass％更为理想，2.7～ 3.7mass％为最适宜)、Zr：0.0005～0.04mass％(0.0008～0.029mass％为理 想，0.001～0.019mass％较为理想，0.0025～0.014mass％更为理想，0.004～ 0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～0.25mass％(0.02～0.2mass％为理想， 0.03～0.16mass％更为理想，0.04～0.12mass％为最适宜)、Pb：0.005～ 0.45mass％(0.005～0.2mass％为理想，0.005～0.1mass％更为理想)、Bi： 0.005～0.45mass％(0.005～0.2mass％为理想，0.005～0.1mass％更为理 想)、Se：0.03～0.45mass％(0.05～0.2mass％为理想，0.05～0.1mass％更 为理想)及Te：0.01～0.45mass％(0.03～0.2mass％为理想，0.05～0.1mass％ 更为理想)中选择的至少一种元素、从Sn：0.05～1.5mass％(0.1～0.9mass％ 为理想，0.2～0.7mass％更为理想，0.25～0.6mass％为最适宜)、As：0.02～ 0.25mass％(0.03～0.15mass％为理想)及Sb：0.02～0.25mass％(0.03～ 0.15mass％为理想)中选择的至少一种元素、和Zn：剩余部分构成，并满足 下述条件(1)～(8)的铜合金(以下称为[第6铜合金])。该第6铜合金除满足 上述条件(1)～(8)外，最好满足下述的(9)～(16)的条件。而且，第6铜合 金需要进行切削加工时，除这些条件(1)～(8)、(9)～(16)以外，最好也 满足(17)的条件。
本发明的第7提案为，在第5铜合金的构成元素中进一步包含从Al、Mn及Mg中选择的至少1种元素的铜合金，即基本上由Cu：69～88mass％(70～ 84mass％为理想，71.5～79.5mass％更为理想，73～79mass％为最适宜)、Si： 2～5mass％(2.2～4.8mass％为理想，2.5～4.5mass％更为理想，2.7～ 3.7mass％为最适宜)、Zr：0.0005～0.04mass％(0.0008～0.029mass％为理 想，0.001～0.019mass％较为理想，0.0025～0.014mass％更为理想，0.004～ 0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～0.25mass％(0.02～0.2mass％为理想， 0.03～0.16mass％更为理想，0.04～0.12mass％为最适宜)、Pb：0.005～ 0.45mass％(0.005～0.2mass％为理想，0.005～0.1mass％更为理想)、Bi： 0.005～0.45mass％(0.005～0.2mass％为理想，0.005～0.1mass％更为理 想)、Se：0.03～0.45mass％(0.05～0.2mass％为理想，0.05～0.1mass％更 为理想)、Te：0.01～0.45mass％(0.03～0.2mass％为理想，0.05～0.1mass％ 更为理想)、从Al：0.02～1.5mass％(0.1～1.2mass％为理想)、Mn：0.2～ 4mass％(0.5～3.5mass％为理想)及Mg：0.001～0.2mass％中选择的至少一种 元素、及Zn：剩余部分构成，并满足下述条件(1)～(8)的铜合金(以下称 为[第7铜合金])。该第7铜合金除满足上述条件(1)～(8)外，最好满足下 述的(9)～(16)的条件。而且，第7铜合金需要进行切削加工时，除这些条 件(1)～(8)、(9)～(16)以外，最好也满足(17)的条件。
本发明的第8提案为，在第5铜合金的构成元素中进一步包含从Sn、As及Sb中选择的至少一种元素和从Al、Mn及Mg中选择的至少1种元素的铜合 金，即基本上由Cu：69～88mass％(70～84mass％为理想，71.5～79.5mass％ 更为理想，73～79mass％为最适宜)、Si：2～5mass％(2.2～4.8mass％为理 想，2.5～4.5mass％更为理想，2.7～3.7mass％为最适宜)、Zr：0.0005～ 0.04mass％(0.0008～0.029mass％为理想，0.001～0.019mass％较为理想， 0.0025～0.014mass％更为理想，0.004～0.0095mass％为最适宜)、P：0.01～ 0.25mass％(0.02～0.2mass％为理想，0.03～0.16mass％更为理想，0.04～ 0.12mass％为最适宜)、Pb：0.005～0.45mass％(0.005～0.2mass％为理想， 0.005～0.1mass％更为理想)、Bi：0.005～0.45mass％(0.005～0.2mass％为 理想，0.005～0.1mass％更为理想)、Se：0.03～0.45mass％(0.05～0.2mass％ 为理想，0.05～0.1mass％更为理想)及Te：0.01～0.45mass％(0.03～ 0.2mass％为理想，0.05～0.1mass％更为理想)、从Sn：0.05～ 1.5mass％(0.1～0.9mass％为理想，0.2～0.7mass％更为理想，0.25～ 0.6mass％为最适宜)、As：0.02～0.25mass％(0.03～0.15mass％为理想)及 Sb：0.02～0.25mass％(0.03～0.15mass％为理想)中选择的至少一种元素、 从Al：0.02～1.5mass％(0.1～1.2mass％为理想)、Mn：0.2～4mass％(0.5～ 3.5mass％为理想)及Mg：0.001～0.2mass％中选择的至少一种元素及Zn：剩 余部分构成，并满足下述条件(1)～(8)的铜合金(以下称为[第8铜合金])。 该第8铜合金除满足上述条件(1)～(8)外，最好满足下述的(9)～(16)的条 件。而且，第8铜合金需要进行切削加工时，除这些条件(1)～(8)、(9)～ (16)以外，最好也满足(17)的条件。
除此之外，在以下的说明中，[a]表示元素a的含量值，元素a的含有 量以[a]mass％表示。例如，Cu的含有量以[Cu]mass％予以表示。另外，[b] 表示根据相b的面积比的含有量值，因而相b的含有量(面积比)以[b]％表 示。例如，α相的含有量(面积比)以[α]％表示。而且，各相b的含有量 或面积比通过图像分析进行测定，具体地通过以图像处理软件 [WinROOF](TECH-JAM株式会社)进行二值化而求出来的，并且为在三视场 测定得到的面积比的平均值。
应满足的条件：
f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([Sn]+ [As]+[Sb])-1.8[Al]+2[Mn]+[Mg]＝61～71(f0＝62～69.5为理想， f0＝62.5～68.5更为理想，f0＝64～67为最适宜)。而且，在式f0中，对于 未含有的元素a，[a]＝0。
(2)f1＝[P]/[Zr]＝0.7～200(f1＝1.2～100为理想，f1＝2.3～50更为理 想，f1＝3.5～30 为最适宜)。
(3)f2＝[Si]/[Zr]＝75～5000(f2＝120～3000为理想，f2＝180～1500更为 理想，f2＝300～ 900为最适宜)。
(4)f3＝[Si]/[P]＝12～240(f3＝16～160为理想，f3＝20～120更为理想， f3＝25～80为最 适宜)。
(5)含有α相和κ相及/或γ相，且f4＝[α]+[κ]+[γ]≥85(f4≥95为 理想)。而且，
在式f4中，对于未含有的相b，[b]＝0。
(6)f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]＝5～95(f5＝10～70为理想，f5＝15～60 更为理想，f5＝ 20～45为最适宜)。而且，在式f5中，对于未含有的相b，[b]＝0。
(7)在熔融固化时宏观组织上的平均晶粒径应为200μm以下(150μm 以下为理想，100μm以下更为理想，50μm以下为最适宜)。其中，在熔融 固化时的宏观组织(或微观组织)上的平均晶粒径，是指在通过铸造(包括 利用金属型铸造、砂型铸造、水平连铸、上铸(上引铸造)、半固体金属铸 造、半固体金属锻造、熔融锻造等以往公知的各种铸造法)或焊接、熔融 切割而熔融固化后一概不进行变形加工(挤压及压延等)或加热处理等的 状态下的宏观组织(或微观组织)上的晶粒径的平均值。而且，本说明书所 使用的[铸件]或[铸造物]的用语意味着全部或部分溶解后凝固的物质，除 压延或挤压铸锭、扁坯、钢坯以外，还可以举出如砂型铸件、金属型铸件、 低压铸造铸件、压铸件、脱蜡铸造、半固态铸造(例如，触融压铸、流变 铸造、半固体金属铸件、模压铸件、离心铸件、和连续铸造铸件(例如， 通过水平连铸、上铸、上引铸造制成的棒材、空心棒材、异型棒材、异型 空心棒材、线圈材料、线材等)、或通过熔融锻造(直接锻造)、金属喷镀、 堆焊(build-up spraying)、加衬里、覆盖而形成的铸件。另外，从广义 来说，焊接也应该理解为包含在铸造里，因为，焊接是将基材的一部分熔 化，然后使其凝固、结合。
(8)f6＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+3([pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2≥ 62(f6≥63.5为理想)，且 f7＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]-3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2≤68.5(f7≤ 67为理想)。而且，在式f6、f7中，对于未含有的元素a，[a]＝0。
(9)f8＝[γ]+[κ]+ 0.3[μ]-[β]+25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2≥10(f8≥20为理 想)，且f9＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]- 25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2≤70(f9≤50为理想)。而且，在式f8、 f9中，对于未含有的元素a或未含有的相b，[a]＝0或[b]＝0。
(10)熔融固化时生成的初晶为α相。
(11)熔融固化时发生包晶反应。
(12)熔融固化时，形成枝晶网被分割的结晶结构，且晶粒的二维形状 呈圆状、近似于圆形的非圆状、椭圆状、十字状、针状或者多边形。
(13)基体的α相被精细分割，且其κ相及/或γ相均匀地分布。
(14)在固相比30～80％的半熔融状态下，形成枝晶网至少被分割的结 晶组织，且固相的二维形状呈圆状、近似于圆形的非圆状、椭圆状、十字 状、或者多边形。
(15)在固相比60％的半熔融状态下，固相的平均晶粒径为150μm以下 (100μm以下为理想，50μm以下更为理想，40μm以下为最适宜)，及/或 该固相的平均最大长度为200μm以下(150μm以下为理想，100μm以下更 为理想，80μm以下为最适宜)。
(16)含有Pb或Bi时，微细且大小均匀的Pb粒子或者Bi粒子均匀地分散 于基体内。具体地讲，Pb粒子或Bi粒子的平均晶粒径在1μm以下为理想 (但，最大晶粒径不超过3μm(2μm为理想)为佳)。
(17)利用车床，用前角为-6°、刀尖半径为0.4mm的车刀，以80～ 160m/min切削速度、1.5mm切削深度、0.11mm/rev进给速度，干式切削时 所形成的切屑呈梯形或三角形的小片状(small segement shape)(图 5(A))、长度为25mm以下的带状(图5(B))或者针状(图5(C))。
而且，在第1～第8铜合金中，为确保作为工业用材料的耐蚀性(耐脱 锌腐蚀性、耐应力腐蚀裂纹性)及机械特性，作为每种铜合金的主要元素 的Cu的含有量应为69mass％以上。但，Cu含量超过88mass％时，会使强度、 耐磨性降低，并对后述的因同时添加Zr及P而引起的晶粒微细化效果造成 障碍。考虑到这些问题，有必要将Cu含有量控制为69～88mass％，70～ 84mass％为理想，71.5～79.5mass％较为理想，73～79mass％为最适宜。而 且，为促进晶粒微细化，也应重视与所包含的其他元素之间的关系，且满 足(1)的条件。即，Cu及其他构成元素的含有量之间应满足以下关系式：
f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([ Sn]+[As]+[Sb])-1.8[Al]+2[Mn]+[Mg]＝61～71，并且f0＝62～69.5为理想， f0＝62.5～68.5更为理想，f0＝64～67为最适宜。而且，f0值的下限值是关 系到初晶是否为α相的值，而f0的上限值是关系到是否发生包晶反应的 值。
在第1～第8铜合金中，Zn与Cu、Si共同作为每种铜合金的主要元素， 除降低合金的堆垛层错能、引起包晶反应、具有熔融固化物的晶粒微细化 作用、增强熔融金属的流动性并降低熔点的作用、防止Zr的氧化损失的作 用、提高耐蚀性及提高切削加工性的作用外，也具有提高拉伸强度、屈服 强度、冲击强度及疲劳强度等机械强度的功效。考虑到这方面，将Zn的含 有量规定为减去各构成元素之含有量的剩余部分。
在第1～第8铜合金中，与Zr、P、Cu及Zn共同添加Si，Si起降低合金 的堆垛层错能、扩大包晶反应的组成范围的作用，并发挥显著的晶粒微细 化效果。Si添加量为2％以上时，即能够发挥该效果。然而，如果添加超过 5％的Si，会使因与Cu、Zn共同添加而引起晶粒的微细化作用处于饱和，或 相反地处于低下状态，还会带来降低延展性的后果。而且，Si的含量超过 5％时，不仅会使热传导性降低，凝固温度的范围也变宽，进而存在铸造性 变差的可能性。另外，具有提高熔融金属的流动性、防止熔融金属的氧化、 降低熔点的作用。而且，具有提高耐蚀性、尤其耐脱锌腐蚀性、耐应力腐 蚀裂纹性的作用。Si还具有提高切削加工性，提高拉伸强度、屈服强度、 冲击强度、疲劳强度等机械性能的作用。这些作用对铸件的晶粒微细化带 来协同效应。为有效发挥这些Si添加功能，应以满足(1)作为条件，有必 要将Si的含有量控制为2～5mass％，2.2～4.8mass％为理想，2.5～4.5mass％ 更为理想，2.7～3.7mass％为最适宜。
第1～第8铜合金中，Zr及P是，以促进铜合金晶粒的微细化、尤其熔融 固化时的晶粒微细化为目的而共同添加的元素。即，单独的Zr及P元素， 与其他的一般添加元素同样，对铜合金晶粒的微细化的作用极小，但在共 存的状态下，极为有效地发挥晶粒的微细化功能。
对于Zr，其含量在0.0005mass％以上时发挥这样的晶粒的微细化作用， 在0.0008mass％以上时有效地发挥，在0.001mass％以上时显著地发挥，在 0.0025mass％以上时更显著地发挥，在0.004mass％以上时极其显著地发挥； 对于P，其含量在0.01mass％以上时发挥这样的晶粒的微细化功能，在 0.02mass％以上时显著地发挥，在0.03mass％以上时更显著地发挥，在 0.04mass％以上时极其显著地发挥。
另一方面，Zr的添加量达到0.04mass％，同时P的添加量也达到 0.25mass％时，与其他构成元素的种类、含有量无关地，因Zr及P的共同添 加而带来的晶粒微细化功能会处于饱和状态。因此，有必要将有效发挥相 关功能所必需的Zr及P的添加量规定为，Zr为0.04mass％以上，P为 0.25mass％以上。而且，Zr及P，只要其添加量为在上述的范围内设定的微 量，则不会对由其他构成元素发挥出的合金特性造成障碍，例如，即使铜 合金含有Sn时，Zr及P也能够通过晶粒的微细化，将优先分配于γ相的高 Sn浓度部分不以连续的形式在基体内均匀地进行分布，其结果不仅能够防 止铸造裂纹，可得到具有低孔隙度、缩孔、砂眼、显微孔隙度的健全的铸 件，而且可以提高铸造后进行的冷拉伸或冷拉拔的加工性，进一步地提高 该合金的特性。从工业上应添加极微量Zr的观点上，即便添加超过 0.019mass％的Zr，也不会进一步发挥晶粒的微细化效果，超过0.029mass％， 反而有损于晶粒的微细化效果，超过0.04mass％，明显地丧失晶粒的微细 化效果。
另外，Zr是与氧的亲和力非常强的元素，因此在大气中熔融或把切屑 作为原料使用时，易于生成Zr的氧化物和硫化物，添加过量的Zr时，熔融 金属的粘度将增大，因而铸造过程中混入氧化物、硫化物而产生铸造缺陷， 易于产生砂眼或显微孔隙度。尽管为避免这种现象，可在真空或完全为惰 性气体的环境下进行熔化和铸造，但这种情况下，通用性丧失，对于将Zr专门作为微细化元素而添加的铜合金，其成本大幅度增加。考虑到该问题， 为避免生成氧化物、硫化物，Zr的添加量最好控制在0.029mass％以下， 0.019mass％以下较为理想，0.014mass％以下更为理想，0.0095mass％为最 适宜。而且，如果将Zr的含量控制在此范围，即使把该铜合金在未新近添 加原始材料的状态下作为再利用材料在大气中熔化时(或者使用仅由该再 利用材料组成的原料进行铸造时)，Zr的氧化物及硫化物的生成量也会减 少，因而能够再度得到由微细晶粒构成的健全的第1～第8铜合金。
因此，有必要将Zr的添加量控制在0.0005～0.04mass％，0.0008～ 0.029mass％为理想，0.001～0.019mass％较为理想，0.0025～0.014mass％ 更为理想，0.004～0.0095mass％为最适宜。
如上所述，P元素通过与Zr元素共同添加而发挥晶粒的微细化功能， 同时对耐蚀性、铸造性等带来影响。因而，除通过与Zr共同添加而发挥的 晶粒的微细化功能外，再考虑到对耐蚀性、铸造性等带来的影响，有必要 将P的添加量控制在0.01～0.25mass％，0.02～0.2mass％为理想，0.03～ 0.16mass％较为理想，0.04～0.12mass％为最适宜。P与Zr之间的关系虽然 重要，但是即使添加量超过0.25mass％，微细化效果也不明显，相反地损 害延展性，因而不可取。
因此，只通过在上述的范围内各自决定Zr及P的含量，无法发挥通过 共同添加Zr及P而产生的晶粒的微细化效果，需要满足它们的相互含量的 条件(2)。尽管晶粒的微细化可通过从熔融液晶析的初晶α相的成核速度 远远超出枝晶的成长速度而予以实现，但为了使该现象发生，只通过各自 决定Zr及P的添加量的方法不够充分，有必要考虑共同添加比例 (f1＝[P]/[Zr])。通过把Zr及P的含有量决定在适宜范围内的适宜添加比 例，就可通过Zr及P的共同添加功能或相互作用，能够显著地促进初晶α 相的结晶化，其结果，该α相的成核远远超出枝晶的生长。当Zr及P的含 量在适宜范围内且配合比例([p]/[Zr])为化学计量比时，通过添加几个 ppm程度的微量Zr，在α相的结晶中生成Zr、P的金属互化物(例如，ZrP， ZrP1-X等)，该α相的成核速度随[P]/[Zr]的值f1达到0.7～200而提高，当 f1＝1.2～100时进一步提高，因f1＝2.3～50而明显地提高，因f1＝3.5～30 而飞跃提高。即，Zr及P的共同添加比例为谋求晶粒微细化的重要因素， f1在上述的范围内时，熔融固化时的结晶成核将明显地超出结晶生长。而 且，为使晶粒的微细化，Zr和Si、P和Si的共同添加比例(f2＝[Si]/[Zr] 及f3＝[Si]/[P])也非常重要、应予以考虑。
随着熔融固化的进行固相的比例逐渐增大，开始频繁地进行结晶生 长，部分晶粒开始融合。通常α相的晶粒逐渐变大。其中，如果在熔融物 质固化的过程中发生包晶反应，则未固化的残留熔融液和固相α相进行固 液反应，因而固相的α相被消耗的同时生成β相。结果，α相被β相包裹 住，α相晶粒自身的大小也随之变小，且该形状也变成不带角的椭圆状。 固相一旦变成如此微细的椭圆状，则易于进行脱气，并具备对固化时伴随 凝固收缩而产生裂纹的耐性的同时，顺利地收缩，因而有利于提高常温下 的强度、耐蚀性等各种特性。若固相为微细的椭圆状，则具有良好的流动 性且适于使用半固体金属凝固法，若在凝固的最终阶段残留微细椭圆状的 固相和熔融液，则即使复杂形状的模具，固相和熔融液也会被充分地供给 到各个角落，因而得到具有良好形状的铸件。即，甚至可达到近净成形。 而且，是否与包晶反应相关，从实用观点看，在不同于平衡状态，一般在 比平衡状态更宽的组成范围内发生。其中，关系式f0起重要的作用，f0的 上限值主要与熔融固化后晶粒的大小和能够参与包晶反应的标准相关。f0 的下限值主要与熔融固化后的结晶大小和初晶是否为α相的边界值相关。 伴随f0的值取上述的理想范围(f0＝62～69.5)、更理想的范围(f0＝62.5～ 68.5)、最适宜范围(f0＝64～67)的值，初晶α相的量随之增多，在非平衡 反应中产生的包晶反应变得异常活跃，结果常温下得到的晶粒变得更小。
这一系列的熔融固化现象理所当然取决于冷却速度。即，在冷却速度 约为105摄氏度/秒以上的急速冷却过程中，没有时间进行结晶的成核，因 而存在晶粒无法微细化的问题。相反地，在冷却速度约为10-3℃/秒以下的 缓慢的冷却速度下，会促进晶粒成长或晶粒融合，因而存在晶粒无法进行 微细化的问题。另外，接近于平衡状态，因而与包晶反应相关的组成范围 变小。熔融固化阶段的理想的冷却速度应为10-2～104℃/秒的范围，最佳 范围应为10-1～103℃/秒。即使在这些冷却速度的范围内，越接近上限的 冷却速度则晶粒微细化的组成领域随之变宽，晶粒也越来越微细化。在包 晶反应中生成的β相中，存在抑制晶粒生长的因素，而且在高温下β相不 会被消耗掉，而是保留在金属组织内，并且因固相反应，沉积、生成κ相 及/或γ相，因此这些相占了整个组织的大的部分，不仅抑制了结晶生长， 而且使α晶粒越来越微细化。满足这些的条件式为：f4＝[α]+[γ]+[κ] 及f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]。伴随f5满足上述的理想范围(f5＝10～ 70)、更理想的范围(f5＝15～60)、最适宜范围(f5＝20～45)，则晶粒随之 微细化。条件(8)中，f6、f7是与f0类似的计算公式，条件(9)中的f8是与 f5类似的计算公式，因此，满足(8)、(9)的条件即意味满足对f0的条件(1) 及对f5的条件(6)。此外，本发明所特定的组成范围内的Cu-Zn-Si系合 金中形成的κ相及γ相是富Si的硬质相。这些κ相及γ相成为进行切削加 工时应力集中的源，会生成厚度较薄的挤裂切屑(cutting chips of a shear type)，可得到被截断的切屑，并同时显示较低的切削抵抗值。因 此，即使不含有作为改善切削加工性的元素即软质Pb粒子及Bi粒子(即不 含有改善切削加工性的Pb、Bi等元素)，只要κ相和γ相均匀地分布，便 能够得到满足工业要求的切削加工性。条件(1)是不依赖此类Pb等改善切 削加工性元素而发挥切削加工性能的改善效果的条件，即对f5的条件(6)。 然而，近年来，对高速切削的要求不断提高，通过κ相、γ相及软质的Pb粒子、Bi粒子均匀地分散并共存于基体内，尤其在高速切削条件下发挥飞 跃的协同效应。为了发挥这样的共同添加效果，不仅要满足条件(8)，优 选也要满足条件(9)。
从上述可以了解到，在第1～第8铜合金中，通过至少满足(1)～(6)的 条件，即使对熔融固化物也能够谋求与热加工材料或重结晶材料同等的晶 粒微细化，而且通过满足(10)的条件，能够更进一步地谋求晶粒的微细化。 第5～第8铜合金中，通过满足(8)的条件(最好也应满足(9)的条件)，能够 通过添加微量的Pb等元素谋求切削加工性的提高以及晶粒的微细化。另 外，当κ相、γ相中的Si浓度高于α相，当这3相的浓度达不到100％时， 剩余部分一般包含β相、μ相及δ相中的至少一个相。
在第5～第8铜合金中，如周知的那样，Pb、Bi、Se、Te元素不仅提高 切削加工性，同时，也提高轴承等摩合啮合部件与配合部件之间的一致性 及滑动性，即发挥卓越的耐磨性。为发挥出该功能，就必需添加大量的Pb等，但与晶粒微细化相伴地通过满足(8)的条件，即使不大量地添加Pb等 元素，也能够通过在上述的微量范围内添加而确保满足工业要求的切削加 工性。为了进一步通过微量添加Pb等提高切削加工性，除满足(8)的条件 外，也应满足(9)、(16)的条件。通过满足这些条件，与晶粒的微细化相 伴地，能够通过Pb等粒子的进一步的微细化及大小均匀地分散、配置在基 体内，不必添加大量的Pb元素的情况下也能够提高切削加工性。此效果与 在本发明组成范围内形成的有利于切削加工性的硬质κ相、γ相及未固熔 软质的Pb、Bi的存在相伴，尤其在高速切削条件下能够显著地发挥出来。 一般采用，单独添加Pb、Bi、Se、Te元素或以Pb及Te、Bi及Se或Bi及Te中 的任一组合共同添加的方法。从这些观点出发，作为满足(8)等条件，有 必要将Pb的添加量控制在0.005～0.45mass％，0.005～0.2mass％为理想， 0.005～0.1mass％更为理想。而且，Bi的添加量应控制在0.005～ 0.45mass％，0.005～0.2mass％为理想，0.005～0.1mass％更为理想。而且， Se的添加量应控制在0.03～0.45mass％，0.05～0.2mass％为理想，0.05～ 0.1mass％更为理想。而且，Te的添加量应控制在0.01～0.45mass％，0.03～ 0.2mass％为理想，0.05～0.1mass％更为理想。
然而，Pb、Bi在常温下不固溶，其不仅以Pb粒子或Bi粒子的形式存在， 在熔融固化阶段的熔融状态下也以粒子状分布并存在于固相之间，这些 Pb、Bi粒子的数目越多则在熔融固化阶段越容易产生裂纹(与由凝固收缩 相伴的拉伸应力的产生所引起)。而且，Pb、Bi在固化后，也主要以熔融 状态下存在于晶界。因此，这些粒子一多起来，就容易产生高温裂纹。为 了解决相关问题的有效的方法是，通过将晶粒微细化缓和应力(以及增大 晶界面积)，并进一步减小Pb、Bi粒子的大小且均匀地予以分布。Pb、Bi除对切削加工性以外，如上述对铜合金的特性也带来坏的影响。对于常温 下的延展性，也因应力集中于Pb、Bi粒子而对延展性造成损害(晶粒大时， 延展性受到几何性破坏是众所周知的常识)。对于这些问题，通过晶粒微 细化能够解决。
在第2、第4、第6及第8铜合金中，添加Sn、As、Sb元素的主要目的在 于提高耐气蚀及耐蚀性(尤其是，耐脱锌腐蚀性)。为了发挥此种功能，Sn的添加量应为0.05mass％以上，Sb及As的添加量应为0.02mass％以上。然 而，添加超过一定量的Sn、As、Sb也得不到与相应添加量相称的效果，反 而降低延展性。另外，Sn单独对微细化效果的影响微乎其微，但在Zr及P的存在下能够发挥晶粒的微细化功能。Sn是用以提高机械特性(强度等)、 耐蚀性、耐磨性的元素，它还具有扩大能够截断枝晶臂以产生包晶反应的 Cu或Zn的组成范围因而更有效地进行包晶反应的功能，而且能够减少合金 的堆垛层错能，结果能够更有效地实现晶粒的粒状化及微细化。Sn是低熔 点金属，即使添加少量也形成Sn的浓相或浓缩部分，因而阻碍铸造性。但， 在添加Zr、P的情况下添加Sn，则通过与Sn的晶粒的微细化效果相伴晶粒 微细化，即便形成Sn的浓缩部分，其浓相也均匀地分散，因而不显著影响 铸造性及延展性，显示出卓越的耐气蚀性。为了发挥该耐气蚀效果，有必 要将Sn的添加量控制在0.05％以上，0.1％以上为理想，0.25％以上更为理想。 另一方面，Sn的添加量超过1.5％时，不管晶粒的微细化程度如何，铸造性 上及在常温下的延展性上会出现问题，因而0.9％以下为理想，0.7％以下更 为理想，0.6％以下为最适宜。因此，Sn的添加量应控制在0.05～1.5mass％， 0.1～0.9mass％为理想，0.2～0.7mass％更为理想，0.25～0.6mass％为最适 宜。此外，考虑到对人体产生恶劣影响的有毒性，有必要将As、Sb的添加 量控制在0.02～0.25mass％，0.03～0.15mass％为理想。
在第3、第4、第7及第8铜合金，添加Al、Mn、Mg的主要目的在于提高 强度、熔融金属的流动性、脱氧、脱硫效果、在高流速下的耐气蚀及耐磨 性。而且，Al在铸件的表面形成强硬的Al-Sn耐蚀性薄膜，因而提高耐磨 性。Mn也具有在其自身与Sn之间形成耐蚀性薄膜的效果。Mn与合金中的Si结合后形成Mn-Si的金属互化物(原子比为1∶1或2∶1)，因而具有提高合金 的耐磨性的效果。可是，作为铜合金原料的一部分较多地使用废料(废弃 传热管等)，并且这种废料中含有S成分(硫磺成分)的情况较多，熔融金属 中含有的S成分，则作为晶粒微细化元素的Zr会形成硫化物，因而有可能 丧失Zr的有效的晶粒微细化功能，而且会降低熔融金属的流动性，易于产 生砂眼、裂纹等铸造缺陷。Mg除具有提高耐蚀性的功能以外，将含有这种 S成分的废料作为合金原料使用时，也具有提高铸造时熔融金属的流动性 的功能。而且，Mg能够以更无害的MgS形式除掉S成分，即使该MgS成分残 留在合金中也不会对耐蚀性造成影响，并能够有效地防止因原料中含有S成分而造成的耐蚀性低下。而且，在原料中含有S成分时，S成分容易存在 于结晶晶界并引起晶间腐蚀，但通过添加Mg成分，能够有效地防止晶间腐 蚀。尽管Al、Mn亚于Mg，但也具有除掉熔融金属中的S成分的作用。熔融 金属中的氧含量一多起来，Zr形成氧化物进而会丧失晶粒的微细化功能， 而Mg、Al、Mn发挥防止形成此类Zr的氧化物的功能。考虑到这一点，将Al、 Mn、Mg的含量规定为上述的范围内。另外，因熔融金属中的S浓度增大而 存在Zr被S消耗掉的隐患，在装入Zr之前，在熔融金属中含有0.001mass％ 以上的Mg，则熔融金属中的S成分以MgS形式被除掉或固定下来，因而不会 发生该问题。但，如果超过0.2mass％过量添加Mg，则Mg与Zr同样氧化，从 而熔融金属的粘性提高，导致由于氧化物的混入等而产生的铸造缺陷。考 虑到这些问题和提高强度、耐气蚀、耐磨性的效果，有必要将Al的添加量 控制在0.02～1.5mass％，0.1～1.2mass％为理想。另外，同时考虑到合金 中由于形成Si与MnSi的金属互化物(原子为1∶1或2∶1)而提高耐磨性的效 果，有必要将Mn的添加量控制在0.2～4mass％，0.5～3.5mass％为理想。Mg的添加量应为0.001～0.2mass％。
在于第1～第8铜合金，通过添加Zr及P实现晶粒的微细化，并通过满 足(7)的条件，即通过将熔融固化时的在宏观组织上的平均晶粒径控制在 200μm以下(150μm以下为理想，100μm以下更为理想，在微观组织中50 μm以下为最适宜)，不但能够得到高质量的铸件，而且能够提供利用水平 连铸、上铸(上引铸造)等连续铸造的铸件并予以实用。晶粒未微细化时， 为消除铸件所特有的枝晶组织，截断并细分化κ相、γ相等，则需要经过 几次热处理，而且因晶粒的粗大化而导致表面状态的恶化，但如上述晶粒 已经过微细化时，偏析也只不过是微观上的现象，因而没有必要进行热处 理，表面也处于良好的状态。而且，因κ相、γ相主要存在于与α相之间 的相边界，晶粒越微小且均匀地分散，则其相长度变得越短，因此，不需 要用来截断κ相、γ相的特别的处理工序，即使需要也能够最大限度地减 少该处理工序。如此地，通过大幅度削减制造过程的工序数目，能够尽可 能地减少制造成本。而且，通过满足(7)的条件，不再引发如下的问题， 因而发挥铜合金的卓越的特性。即，κ相、γ相的分布不均匀时，由于与 基体的α相之间的强度差而容易产生裂纹，并有损常温下的延展性。另外， Pb或Bi粒子原本存在于与α相之间的边界或存在于晶界，因而相较大时易 于产生凝固裂纹，且有损常温下的延展性。
而且，只要满足(13)的条件(在第5～第8铜合金中，还要满足(16)的 条件)，且κ相、γ相及Pb、Bi粒子以大小均匀的微细形状均匀地分布在 基体内，则必然提高冷加工性，因此，第1～第8铜合金铸件适于需要进行 堵缝的用途(例如，设置软管螺纹接套的施工中进行堵缝)。
另外，在第1～第8铜合金的铸件中，在原材料中经常会使用废料，但 使用废料时，实用上允许不可避免地含有不纯物。但，废料为镀镍材料等 的情况下，作为不可避免的不纯物含有Fe及/或Ni时，有必要限制这些的 含有量。即，这些不纯物的含量增加，对晶粒的微细化有用的Zr及P就会 被Fe及/或Ni所消耗掉，即便已添加过量的Zr、P，也会发生阻碍晶粒的微 细化的不良现象。因此，当含有Fe及Ni中的任一元素时，该含量优选被限 制为0.3mass％以下(0.2mass％以下为理想，0.1mass％以下更为理想， 0.05mass％以下为最适宜)。如果共同含有Fe及Ni时，其合计含量优选被限 制为0.35mass％以下(0.25mass％以下为理想，0.15mass％以下更为理想， 0.07mass％以下为最适宜)。
在最佳实施方式中，第1～第8铜合金，例如，作为在铸造工程中得到 的铸件或将其进一步进行一次以上塑性加工而得到的塑性加工物所提供。
所提供的铸件可以是，例如，利用水平连铸法、上铸法或上引法进行 铸造的线材、棒材或厚壁管材，或是近净成形的铸件。也可以是铸件、半 固体金属铸件、半固体金属成形物、熔融锻造物或压铸件成形物。这时， 优选满足(14)、(15)的条件。如果在半熔融状态下的固相为粒状化，半固 体金属铸造性必然优异，能够良好的进行半固体金属铸造。而且，在最终 凝固阶段的含有固相的熔融液的流动性，主要依赖于在半熔融状态下的固 相形状及液相的粘性或液相的组成，但对于铸造的成形性能的良否(在要 求高精度及复杂的形状时，是否也能够铸造出健全的铸件)，前者(固相的 形状)的影响度较大。即，在半熔融状态下固相开始形成枝晶网时，含有 此固相的熔融液难以供给到各个角落，因而降低铸造的成形性，难以铸造 出高精度及复杂形状的铸件。另一方面，在半熔融状态下的固相已粒状化， 其越接近于球状(二维形状为圆形)，且粒径越小，则越有利于提高包括半 固体金属铸造性的铸造性，因而能够得到健全的高精度及复杂形状的铸件 (必然能够得到高精度的半熔融铸件)。因此，通过了解半熔融状态下的固 相的形状，就可以评价半固体金属铸造性，并根据半固体金属铸造性的良 否，判断除此以外的铸造性(复杂形状铸造性、精密铸造性及熔融锻造性) 的良否。一般在固相比为30～80％的半熔融状态下，至少形成枝晶网被截 断的结晶组织，且固相的二维形状呈近似于圆形的非圆状、椭圆状、十字 状、针状或者多边形时，能够判断为半固体金属铸造性良好，而且，尤其 在固相比为60％的半熔融状态下，在该固相的平均晶粒径为150μm以下 (100μm以下为理想，50μm以下更为理想，40μm以下为最适宜)及固相的 平均最大长度为300μm以下(150μm以下为理想，100μm以下更为理想， 80μm以下为最适宜)这两种情况中的至少一种情况下(尤其在椭圆状，长 边与宽边之平均比为3∶1以下(2∶1为理想)的情况下)，能够判断为半固体 金属铸造性优异。
另外，所提供的塑性加工物可以是，例如，热挤压加工物、热锻造加 工物或热压延加工物等。所提供的上述塑性加工物也可以是，经过拉伸加 工或拉拔加工的线材、棒材或厚壁管材。而且，所提供的塑性加工物是经 过切削加工得到的塑性加工物即切削加工物时，优选满足(17)的条件，即 利用车床，用前角为-6°、刀尖半径为0.4mm的车刀，以80～160m/min切 削速度、1.5mm切削深度、0.11mm/rev进给速度，干式切削时所形成的切 屑最好呈梯形或三角形的小片状、长度为25mm以下的带状或者针状。这样 容易进行切屑的处理(切屑的回收及再利用等)，能够避免切屑缠附在车刀 上破坏切削表面等的现象，进行良好的切削加工。
具体地说，第1～第8铜合金是，作为以与水总是或临时接触的状态下 使用的触水零件所提供。例如，螺纹接套、软管螺纹接套、管套、弯头、 岐形管接头、栓塞、轴衬、管套节、接合件、法兰、断流阀、过滤器、泄 水阀、闸阀、止回阀、球形阀、隔膜阀、节流阀、球阀、针形阀、微型阀、 放空阀、主旋塞阀、转向旋塞、填料旋塞、双旋塞、三向旋塞、四向旋塞、 煤气旋塞、球阀、安全阀、溢流阀、减压阀、电磁阀、蒸汽疏水阀、水表、 流量计、供水栓、洒水栓、止水栓、万向水栓、混合栓、分水栓、自来水 龙头、分流栓、止逆阀、分枝阀、冲洗阀、切换旋塞、淋浴器、淋浴器用 挂架、栓塞、内六角直通接头、洒水喷嘴、自动喷水灭火装置、供热水器 用传热管、热交换器用传热管、锅炉用传热管、疏水阀、消火栓阀、送水 口、叶轮、叶轮轴或泵壳，或者这些的构成材料。而且，第1～第8铜合金 也可以作为与配合部件总是或暂时接触的状态下进行相对运动的磨合部 件所提供。磨合部件为，例如，齿轮、滑动轴瓦、气缸、活塞瓦、轴承、 轴承零件、轴承部件、轴、滚子、旋转接头零件、螺栓、螺母或螺旋轴， 或者这些的构成部件。也可以作为压力传感器、温度传感器、连接器、压 缩机零件、汽化器零件、电缆固定件、手机天线零件或端子等所提供。
另外，本发明提出，有利于提高切削加工性能、强度、耐磨性及耐蚀 性的铜合金铸件的铸造方法，其特征为，在制造上述第1～第8铜合金的铸 造工程中，通过在进行浇铸之前或原料熔化的最终阶段，以铜合金材料中 含有Zr的形式添加Zr(以更好、更稳定地进行晶粒的微细化作为目的添加 的物质)，使得进行铸造时不以氧化物及/或硫化物的形式添加Zr。作为含 有Zr的上述铜合金材料，Cu-Zn合金或Cu-Zn-Zr合金或以这些合金作为 基质进一步含有从P、Mg、Al、Sn、Mn及B中选择的至少一种元素的合金是 优选的。
即，在铸造第1～第8铜合金或铸造其构成材料(被塑性加工材料)的铸 造工程中，通过以具有粒状物、薄板状物、棒状物或线状物的形状的中间 合金物(铜合金物)的形式，在进行浇铸之前添加Zr，尽可能地减少添加Zr时的损失，且避免发生因铸造时以氧化物及/或硫化物的形式添加Zr而不 能确保发挥晶粒微细化效果所必需且充分的Zr量的情况。并且，如此在进 行浇铸之前添加Zr时，因Zr的熔点高出该铜合金的熔点800～1000℃，最 好使用具有粒状物(晶粒径：2～50mm左右)、薄板状物(厚度：1～10mm左 右)、棒状物(直径：2～50mm左右)或线状物形状的中间合金的低熔点合金 物，其接近于该铜合金的熔点且含有很多必需成分(例如：含有0.5～ 65mass％Zr的Cu-Zn合金或Cu-Zn-Zr合金或以这些合金作为基质进一步 含有从P、Mg、Al、Sn、Mn及B中选择的至少一种元素(各元素的含有量： 0.1～5mass％)的合金)。尤其，为了降低熔点因而易于熔化的同时避免Zr的氧化所引起的损失，最好以含有0.5～35mass％的Zr及15～50mass％的Zn的Cu-Zn-Zr合金(使用含量为1～15mass％的Zr及25～45mass％的Zn的 Cu-Zn-Zr合金更为理想)作为基质的合金形式使用。尽管，取决于自身与 共同加入的P的混合比，Zr是障碍作为铜合金的本质性特征的电、热传导 性的元素，但不作为氧化物、硫化物形式的Zr量低于0.04mass％，尤其是 低于0.019mass％时，几乎不会因添加Zr而导致电、热传导性的低下，即使 电、热传导性降低，其降低率与不添加Zr时相比也极小。
另外，为得到满足条件(7)的第1～第8铜合金，优选适当地调整铸造 条件、尤其是浇铸温度及冷却速度。对于浇铸温度，优选设定为相对于该 铜合金的液相线温度高出20～250℃的温度(25～150℃为理想)。即，浇铸 温度的范围优选是，(液相线温度+20℃)≤浇铸温度≤(液相线温度+250 ℃)，(液相线温度+20℃)≤浇铸温度≤(液相线温度+150℃)更为理想。 一般情况下，考虑合金成分的影响的同时，浇铸温度应为1150℃以下，1100 ℃以下为理想，1050℃以下更为理想。只要熔融金属能够填充到模具的每 个角落，就不必特别地限制浇铸温度的下限。但，浇铸温度越低，则越倾 向于晶粒的微细化。在此应理解，这些温度条件因合金的各构成元素的量 而异。
本发明的铜合金，因在熔融固化阶段进行晶粒的微细化，所以提高了 对凝固时的收缩的耐性，并减少了铸造裂纹的产生。而且，能够使凝固过 程中产生的孔穴、孔隙等轻易地向外部排除，因而可得到没有铸造缺陷的 (无孔隙等铸造缺陷，不形成枝晶网，因而是表面光滑且缩孔尽可能地浅 的铸件)健全的铸件。因此，利用本发明，可以提供极具实用性的铸件或 将其塑性加工的塑性加工物。
而且，凝固过程中沉积的晶粒不具有铸造组织所特有的典型的树枝形 状，而是枝臂被截断的形状，优选呈圆形、椭圆形、多边形、十字形的形 状。因此，提高了熔融金属的流动性，而且即使使用薄壁复杂形状的模具 时，熔融金属也能够填充到各个角落。
本发明的铜合金，能够通过晶粒的微细化、α相以外的相(因Si产生 的κ相、γ相)及Pb粒子等的均匀分散，大幅地提高借助构成元素发挥的 切削加工性、强度、耐磨性、滑动性、及耐蚀性，因而能够应用于总是或 临时地与自来水接触的状态下使用的触水零件(例如，自来水管道的阀栓 零件；阀门、旋塞类；接头、法兰类；阀栓零件、住宅设备机器、排水器 具类；连接件、供热水器零件等)、与配合部件(回转轴等)经常或临时接 触的状态下相对运动的磨合部件(例如，轴承，齿轮、气缸、滚动轴承保 持架、叶轮、阀门、开闭阀、泵类零件、轴承等)、压力传感器、温度传 感器、连接器、压缩机部件、涡旋式压缩机部件、高压阀、空调用阀、开 闭阀、汽化器部件、电缆固定件、手机天线零件、端子等或这些的构成元 件等领域。
另外，利用本发明，则不会出现因Zr以氧化物及/或硫化物的形式被 添加而引起的不良现象，通过Zr及P的共同添加效果来实现晶粒微细化， 因而能够有效、更好地铸造出上述铜合金铸件。
附图说明
图1是实施例中的No.79铜合金的侵蚀面(切断面)图像，图1(A)表示 宏观组织，图1(B)表示微观组织。
图2是比较例中的No.228铜合金的侵蚀面(切断面)图像，图2(A)表示 宏观组织，图2(B)表示微观组织。
图3是关于实施例中的No.4铜合金，在半固体金属铸造性试验中的半 熔融固态显微镜图像。
图4是关于比较例中的No.202铜合金，在半固体金属铸造性试验中的 半熔融固态显微镜图像。
图5是在切削试验中生成的切屑形状的透视图。
图6是铸件C、D、C1或D1(水表主体)的透视图。
图7是切断图6中所示铸件C、D、C1或D1(水表主体)底部的俯视图。
图8是作为实施例的No.72铜合金的铸件C的内侧重要部(相当于图7的 M部的收缩部)的放大俯视图。
图9是作为实施例的No.72铜合金的铸件C的重要部剖视图(相当于图7 的N-N线剖视图)。
图10是作为实施例的No.73铜合金的铸件C的内部重要部(相当于图7 的M部的收缩部)的放大俯视图。
图11是作为实施例的No.73铜合金的铸件C的重要部剖视图(相当于图 7的N-N线剖视图)。
图12是作为比较例的No.224铜合金的铸件C1的内部重要部(相当于图 7的M部的收缩部)的放大俯视图。
图13是作为实施例的No.224铜合金的铸件C1的重要部剖视图(相当于 图7的N-N线剖视图)。

以实施例而言，将表1至表8所示的铜合金No.1至No.92，作为铸件A、 B、C、D、E、F及塑性加工物G而获得。而且，以比较例而言，将表9至表 12所示的铜合金No.201至No.236，作为铸件A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1 及塑性加工物G2而获得。
铸件A(铜合金No.1至No.46)及A1(铜合金No.201至No.214)，是使用在 熔化炉(熔制能力：60kg)中附设水平连铸机而成的铸造装置，以低速 (0.3m/分)连续铸造的直径为40mm的棒材。另外，铸件B(铜合金No.47至 No.52)及B1(铜合金No.217、No.218)，是使用在熔化炉(熔制能力：60kg) 上附设水平连铸机而成的铸造装置，以低速(1m/分)连续铸造的直径为8mm 的棒材。但是，不管何种情况，铸造都使用石墨模具，并随时调整添加元 素使之成为规定成份，同时进行连续铸造。而且，上述铸件A、B、A1、B1 的铸造工序中，在浇铸时，以Cu-Zn-Zr合金(含有3mass％Zr)的形式添加Zr， 同时将浇铸温度设定为比该铸件的构成材料的液相线温度高100℃。而且， 铸件A1(铜合金No.215、No.216)，是市销的直径为40mm的水平连铸棒 (No.215相当于CAC406C)。
铸件C(铜合金No.53至No.73)、D(铜合金No.74至No.78)、C1(铜合金 No.219至No.224)及D1(铜合金No.225、No.226)，都是通过实际操作的低 压铸造(熔融金属温度：1005℃±5℃，压力：390mbar，加压时间：4.5秒， 保持时间：8秒)而获得的，如图6所示的，具有一对水表本体的铸件。另 外，铸件C、C1是使用金属模而铸造，而铸件D、D1，是使用砂型而铸造。
铸件E(铜合金No.79至No.90)及E1(铜合金No.228至No.233)，是用电 炉熔解原料之后，通过向预热至200℃的铁制铸造模中浇铸该熔融金属而 获得的圆柱状(直径：40mm，长度：280mm)的铸块。
铸件F(No.91)及F1(No.234)，是通过实际操作的低压铸造而获得的大 型铸件(厚度：190mm，宽度：900mm，长度：3500mm的铸锭)。
塑性加工物G(铜合金No.92)，是将铸块(240mm直径的钢坯)热挤压而 获得的直径为100mm的棒材。而且，塑性加工物G1(铜合金No.235，No.236)， 都是市销的挤压—拉伸棒(40mm直径)。而且，铜合金No.235，相当于JIS C3604，而No.236，相当于JIS C3771。尚且，在以下的说明中，将铸件A、 B、C、D、E、F及塑性加工物G称为“实施例铸件”，而将铸件A1、B1、C1、 D1、E1、F1、G1及塑性加工物G2称为“比较例铸件”。
而且，从实施例铸件A、B、C、D、E、F、G及比较例铸件A1、B1、C1、 D1、E1、F1、G1、G2中选取JIS Z 2201中规定的10号试验片。对这些试验 片，通过阿姆斯勒万能材料试验机进行拉伸试验，测量拉伸强度(N/mm2)、 0.2％屈服强度(N/mm2)、延伸率(％)以及疲劳强度(N/mm2)。其结果，如表 13至表18所示，证实了实施例铸件的拉伸强度等机械性质优异。而且，对 于铸件C、D、C1、D1，从图6所示的铁水流道部K中选取试验片。
而且，为比较确认实施例铸件和比较例铸件的切削加工性，进行如下 的切削试验并测量切削主分力(N)。
即，利用安装真锋车刀(前角：-6°、刀尖R：0.4mm)的车床，以80m/ 分的切削速度、1.5mm的切削深度、0.11mm/rev的进给速度的条件，及以 160m/分的切削速度、1.5mm的切削深度、0.11mm/rev的进给速度的条件， 分别干式切削从实施例铸件A、B、E、G及比较例铸件A1、B1、E1、G1中选 取的试验材料的外周面，并用安装在车刀侧的三分量测力计测量，并换算 为切削主分力。其结果，如表13至表18所示。
而且，在上述切削试验中观察所形成的切屑形状，按其形状分类成7 种，即(a)呈梯形或者三角形的小片状(图5(A))；(b)长度为25mm以下的带 状(同图5(B))；(c)针状(同图5(C))；(d)长度为75mm以下的带状(除 (b))(同图5(D)；(e)三圈以下的螺旋状(同5图(E))；(f)长度超过75mm的 带状(同图5(F))；(g)超过三圈的螺旋状(同图5(G))，以此判断切削加工 性，并表示在表13至表18中。在这些图表中，切屑形状为(a)的用“◎”、 (b)的用“○”、(c)的用“●”、(d)的用“□”、(e)的用“△”、(f) 的用“×”、(g)的用“××”，各自表示。而且，切屑呈(f)、(g)的形 状时，切屑处理(切屑的回收及再利用等)成为困难，而且出现切屑缠绕在 车刀上或者损伤切削表面等问题，因此不能进行良好的切削加工。而且， 切屑呈(d)(e)的形状时，虽然不产生如(f)、(g)的大问题，但是切屑的处 理并不容易，而且在进行连续切削加工等时，可能产生切屑缠绕在车刀上 和切削表面损伤等问题。但是，切屑呈(a)至(c)的形状时，不产生如上述 的问题，切屑不会如(f)(g)那样增大(即切屑体积不增大)，从而切屑处 理也较容易。但是，对于(c)，根据切削条件的不同，经常发生切屑进入 到车床等作业机械的滑动面而引起的机械性故障，或者有可能刺伤操作员 的手指、眼睛等。因此，判断切削加工性的观点上可以认为(a)最理想， (b)其次，(c)良好，(d)比较良好，(e)在允许限度内，(f)不合适，(g)最 不合适。通过这些切削主分力及切屑形状，证实了实施例铸件具有优异的 切削加工性。
而且，为了比较确认实施例铸件及比较例铸件的耐磨性，进行了如下 的磨损试验。
首先，从实施例铸件A、E及比较例铸件A1、E1、G1中选取，通过对其 进行切削加工和开孔加工等制作外径为32mm、厚度为(轴线方向的长 度)10mm的环状试验片。其次，将该试验片嵌合固定在旋转轴上，同时在 环状试验片的外周面，以施加50kg负荷的状态下转接SUS304制滚轮(外径 48mm)之后，在试验片的外周面，一边滴下多效能机械油，一边以209r.p.m. 转动旋转轴。当试验片的旋转数达到10万圈时，停止试验片的旋转，测量 试验片的旋转前后的重量差，也就是，磨损减量(mg)。所涉及的磨损减量 越少，越说明是耐磨性优异的铜合金。其结果，如表19、表20及表22至24 所示。证实了实施例铸件具有优异的耐磨性和滑动性能。
而且，为了比较确认实施例铸件及比较例铸件的耐蚀性，进行了如下 的冲蚀试验I至III和在“ISO 6509”中规定的脱锌腐蚀试验及在“JIS H3250”中规定的应力腐蚀裂纹试验。
即，在冲蚀试验I至III中，对从实施例铸件A、C、D、E及比较例铸件 A1、E1、G1中选取的试验材料，从其轴线的垂直方向，用口径1.9mm的喷 嘴以11m/秒的流速喷射试验液(30℃)进行冲蚀试验，并测量经过规定时间 T之后的腐蚀减量(mg/cm2)。作为试验液，在试验I、II、III中分别使用了， 3％食盐水、在3％食盐水里混合CuCl2·2H2O(0.13g/L)的混合食盐水、在 次氯酸钠溶液(NaClO)里添加微量盐酸(HCl)的混合液。腐蚀减量，是试验 开始前的试验材料重量与T时间冲击试验液之后的试验材料重量的每1cm2 的量差(mg/cm2)。冲击时间，在试验I至III中都是T＝96。冲蚀试验I至III 的结果，如表19至表24所示。
而且，在“ISO 6509”的脱锌腐蚀试验中，将从实施例铸件A、C、D、 E及比较例铸件A1、E1、G1中选取的试验材料连接到酚醛树脂中，使暴露 的试验材料表面与延伸方向成直角，用1200号砂纸将样品表面研磨，在纯 净水中用超声波洗净并干燥。而且，将这样获得的腐蚀试验材料，浸渍在 1.0％的二水合氯化铜(CuCl2·2H2O)水溶液中，以75℃的温度条件下保持 24小时之后，从水溶液中取出并测量其脱锌腐蚀深度的最大值，也就是最 大脱锌腐蚀深度(μm)。其结果，如表19至表24所示。
而且，在“JIS H3250”的应力腐蚀裂纹试验中，将从铸件B、B1中选 取的板状试验材料(宽度：10mm、长度：60mm、厚度：5mm)，弯曲(附加残 留拉伸应力)成45°的V字形(弯曲部半径R：5mm)，同时实施脱脂、干燥处 理之后，在加入12.5％的氨水(用等量的纯净水稀释的氨)的干燥器内氨环 境下(25℃)保持。然后，经规定的保持时间(暴露时间)，从干燥器中取出 试验材料，用10％的硫酸洗净之后，用放大镜(10倍)观察判断该试验材料 有无裂纹。其结果，如表21至表23所示。在该图表中，对于虽然在氨氛围 中保持8小时之后并没看见裂纹，但经过24小时之后看见明显的裂纹的用 “△”、而经过24小时之后也无裂纹的用“○”表示。从这些耐蚀性试验 的结果中，证实了实施例铸件具有优异的耐蚀性。
而且，为了比较评价实施例铸件和比较例铸件的冷加工性，进行了如 下的冷压缩试验。
即，从铸件A、B、A1中选取，用车床切削成直径为5mm、长度为7.5mm 的圆柱状试验材料，并用阿姆斯勒万能材料试验机压缩此试验材料。根据 有无因与压缩率(加工率)相关而产生的裂纹来评价冷压缩加工性。其结 果，如表19至表21及表23所示。在这些图表中，压缩率为30％的情况下产 生裂纹的视为冷压缩加工性差，用“×”表示。压缩率为40％的情况下没 有产生裂纹的视为冷压缩加工性优异，用“○”表示。而且，虽然在压缩 率为30％的情况下没有产生裂纹，但在压缩率为40％的情况下产生裂纹的 视为具有良好的冷压缩加工性，用“△”表示。该冷压缩加工性的良否， 可以作为堵缝性良否评价，评价为“○”的，可以进行简单且高精度的堵 缝。评价为“△”的，可以进行一般的堵缝。而评价为“×”的，不可能 进行适当的堵缝。实施例铸件，只有一部分是“△”而大部分是“○”， 从而证实了其具有优异的冷压缩加工性，也就是堵缝性。
而且，为了比较评价实施例铸件和比较例铸件的热锻造性，进行了如 下的高温压缩试验。即，从铸件A、E、E1及塑性加工物G1中选取，用车床 切削成直径为15mm、高度为25mm的圆柱状试验材料，并将该试验材料在温 度700℃中保持30分钟之后，改变加工率进行热压缩加工，根据加工率与 裂纹的关系评价了热锻造性。其结果，如表20、表22及表24所示，证实了 实施例铸件具有优异的热锻造性。在这些图表中，在80％的加工率下没有 产生裂纹的视为热锻造性优异，用“○”表示。在80％的加工率下产生略 微的裂纹，而在65％的加工率下没有产生裂纹视为具有良好的热锻造性， 用“△”表示，而在65％的加工率下产生明显裂纹的视为热锻造性差，用 “×”表示。
而且，为了比较确认关于实施例铸件和比较例铸件的冷拉拔性，以如 下的基准判断拉拔性。即，对棒状铸件B、B1(直径8mm)进行冷拉拔加工， 将通过一次拉拔加工(加工率为36％)，能够拉拔至直径为6.4mm，且没产 生裂纹的判定为具有优异的冷拉拔性。而通过一次拉拔加工(加工率为 23.4％)，能够拉拔至直径为7.0mm，且没产生裂纹的判定为具有一般的冷 拉拔性，而对于在一次拉拔加工中，拉拔至直径7.0mm时，产生裂纹的判 定为冷拉拔性差。其结果，如表21及表23所示。判定为冷拉拔性优异的用 “○”表示，判定为具有一般的冷拉拔性的用“△”表示，而判定为冷拉 拔性差的用“×”表示。从表21及表23中，证实了实施例铸件，比起比较 例铸件具有优异的冷拉拔性。
另外，对于实施例铸件和比较例铸件判定了铸造性。
第一，通过进行如下的铸造性判定试验，判定了铸件B、BI的铸造性 的优与劣。即，在铸造性判定试验中，一边使铸造速度在2m/分及1m/分的 高低两个阶段变化，一边使用与在实施例中获得铸件B时(或在比较例中获 得的铸件B1时)所用装置相同的装置，在同一条件下，连续铸造直径为8mm 的线材(棒材)，并根据获得无缺陷线材的铸造速度的高低判定铸造性的优 与劣。其结果，如表21及表23所示。以2m/分的高速铸造获得无缺陷线材 的视为具有优异的铸造性，用“○”表示。通过高速铸造不能获得无缺陷 的线材，但通过1m/分的低速铸造可以获得无缺陷线材的视为具有一般的 铸造性，用“△”表示。而，通过低速铸造(1m/分)也不能获得无缺陷的 铸造线材B-1的视为铸造性差，用“×”表示。
第二，切断铸件C、C1的底部L(图6参照)，观察其切断部分内侧的收 缩部M(图7参照)。根据有无缺陷及收缩的深度评价铸造。其结果，如表21 至表23所示。在这些图表中，收缩部M没有缺陷，且收缩也很浅的视为铸 造性优异，用“○”表示，收缩部M没有明显的缺陷，且收缩也不那么深 的视为铸造性良好，用“△”表示，而收缩部M有着明显的缺陷，且收缩 也很深的视为铸造性差，用“×”表示。图8至图13是表示收缩部M的一例。 即，图8是实施例的No.72铜合金的收缩部M的剖视图。图9是该收缩部M的 放大俯视图。而且，图10是实施例的No.73铜合金的收缩部M的剖视图。图 11是该收缩部M的放大俯视图。图12是比较例的No.224铜合金的收缩部M的 剖视图。图13是该收缩部M的放大俯视图。从图8至图13中可清楚地了解， 虽然对于铜合金No.72及No.73，收缩部M的表面极其光滑且无缺陷，但是， 在于铜合金No.224，收缩部M有着明显的缺陷且收缩也很深。另外，从图8 至图13中也可以看出，因为铜合金No.224除了不含Zr以外，其他成分与铜 合金No.72及No.73大致相同，所以可通过共同添加Zr及P来谋求晶粒的微 细化，其结果提高铸造性的事实。
第三，为了比较评价对于实施例铸件和比较例铸件的半固体金属铸造 性，进行了如下的半固体金属铸造性试验。
即，向坩锅里加入制造铸件A、A1、E1时使用的原料，并升温至半熔 融状态(固相比：约60％)为止，在其温度保持5分钟之后，急速冷却(水冷)。 然后，调查在半熔融状态下的固相形状，评价半固体金属铸造性。其结果， 如表19、表23及表24所示。证实了实施例铸件即满足条件(14)(15)的，又 具有优异的半固体金属铸造性。在这些图表中，将该固相的平均晶粒径为 150μm以下或者晶粒的最大长度的平均为300μm以下的，视为具有优异的半 固体金属铸造性，用“○”表示。该固相的晶粒，虽然不满足这种条件， 但是没有形成明显的枝晶网的，评价为具有满足工业要求的良好的半固体 金属铸造性，用“△”表示。形成枝晶网的，评价为半固体金属铸造性差， 用“×”表示。给出了表示实施例铸件满足条件(14)、(15)的实例。即， 图3是关于实施例铸件的No.4铜合金的半固体金属铸造性试验的半熔融固 态显微镜图像，显然满足条件(14)、(15)的。另外，图4是关于比较例铸 件No.202的半固体金属铸造性试验的半熔融固态显微镜图像，不能满足条 件(14)、(15)的。
而且，关于实施例铸件A～G及比较例铸件A1～G1，测量了其溶解固化 时的平均晶粒径(μm)。即，切断实施例铸件及比较例铸件，用硝酸侵蚀 其切断面之后，测量其侵蚀面上出现的宏观组织上的结晶粒的平均直径 (平均晶粒径)。另外，关于铸件C、D、C1、D1，切断水表主体的进出口部 J(图6参照)，用硝酸侵蚀其切断面之后，与上述同样测量其侵蚀面上出现 的结晶粒的平均直径。此测量，是基于JIS H0501的伸铜品(drawn copper product)平均晶粒度测定比较法进行。用硝酸侵蚀切断面之后，粒径超过 0.5mm的用肉眼观察，0.5mm以下的放大7.5倍后观察，而对小于0.1mm的， 用过氧化氢和氨水的混合液侵蚀之后，用光学显微镜放大至75倍后观察。 其结果，如表13至表18所示，实施例铸件都满足条件(7)的。而且，也证 实了对于实施例铸件，其熔融固化时的初晶都是α相。
而且，对于实施例铸件，也证实了是满足条件(12)、(13)的。在图1 及图2中举其一例。图1是关于实施例铸件No.79铜合金的宏观组织图像(同 图1(A))及微观组织图像(同图1B)。图2是关于比较例铸件No.228铜合金的 宏观组织图像(同图2(A))及微观组织图像(同图2B)。从图1及图2中，清楚 地了解到比较例铸件No.228虽然不满足条件(12)、(13)的，但是实施例铸 件No.79满足条件(12)、(13)。
从以上的情况中，证实了实施例铸件，在上述的范围内含有各构成元 素，并且通过满足条件(1)～(7)的(对于第5至第8铜合金还要满足条件(8) 的)，与不满足这些条件的至少一部分的比较例铸件相比，大幅提高了切 削加工性、机械特性(强度、延伸性等)、耐磨性、铸造性、半固体金属铸 造性、冷压缩加工性、热铸造性及耐蚀性。而且，证实了这些特性，如果 在上述条件之外还满足(10)～(15)的条件(对于第5至第8铜合金还要满足 条件(9)、(16))，能更有效得到提高。对于大型铸件F(No.91)也同样，证 实了共同添加Zr，P而引起的晶粒的微细化效果及与此相伴的特性提高效 果。但是，对于除了不含Zr以外，组成与铜合金No.91大致相同的大型铸 件(No.234)，没有这些效果，而且与小型铸件的相差也很明显。
而且，对于含有Pb的铸件C、C1、D1，基于“JIS S3200-7：2004自 来水器具—浸出性能试验”进行了Pb熔出试验。即，在此试验中，将适量 添加次氯酸钠熔液、碳酸氢钠熔液及氯化钙熔液的水中作为浸出液使用氢 氧化钠熔液调整pH的水(水质：pH7.0±0.1，硬度：45±5mg/L，碱度： 35±5mg/L，残留氯：35±0.1mg/L)，且对铸件C、C1、D1，进行规定的清 洗处理及调节处理之后，往该铸件C、C1、或D1的中空部，即水表主体部 分(图6)注满23℃的浸出液并密封，并维持此液温静置16小时之后，选 取水表(参照图6)中的浸出液，测量该浸出液中含有的Pb量，即Pb熔出量 (mg/L)。其结果，如表21、表23及表24所示，证实了在实施例铸件中的Pb熔出量极其少，因此，能够毫无问题地用于水表等触水零件上。
而且，从铜合金No.54的铸件C中选取铁水流道部K(参照图6)，将此作 为原料(Zr：0.0063mass％)铸造了铜合金。即，将该铁水流道部K，在木炭 的覆盖下，以970℃的温度再熔融并保持5分钟。之后，将熔融时的Zr的氧 化损失量估计为0.001mass％，追加添加与其Zr氧化损失量相抵的含有3 mass％Zr的Cu-Zn-Zr合金，并注入金属模内。其结果，对于所获得的铸件， Zr含有量与原料铜合金No.54大致相同(0.0061mass％)，测量平均晶粒径的 结果，与原料铜合金No.54大致相同是25μm。此试验证实了本发明的铜合 金，将其铸件中形成的铁水流道部K等剩余部分乃至不必要部分，在完全 不降低晶粒的微细化效果的情况下，作为再生原料能有效地利用。因此， 可以将铁水流道部K等剩余部分乃至不必要部分，作为补充原料投入到连 续作业中使用。因而，能极高效率且又经济的进行连续作业。
表1   铜合金   合金成分(mass％)   No.   Cu   Zn   Si   Zr   P   Pb   不纯物   Fe   Ni   实   施   例   1   A   76.2   20.68   3.05   0.0007   0.07   2   A   75.8   21.10   3.03   0.0018   0.07   3   A   76.1   20.80   3.03   0.0058   0.06   4   A   75.8   21.09   3.03   0.0094   0.07   5   A   76.4   20.49   3.04   0.014   0.06   6   A   76.6   20.20   3.1   0.018   0.08   7   A   76   20.84   3.04   0.028   0.09   8   A   76   20.83   3.04   0.037   0.09   9   A   76.1   20.79   3.02   0.003   0.09   10   A   74.5   22.60   2.8   0.01   0.09   11   A   77.2   19.42   3.3   0.009   0.07   12   A   81.6   14.47   3.85   0.017   0.06   13   A   79.2   18.00   2.7   0.021   0.08   14   A   78   18.88   3.04   0.009   0.07   15   A   75.8   21.01   3.03   0.017   0.08   0.06   16   A   75.7   21.06   3.05   0.016   0.09   0.04   0.04   17   A   75.8   21.02   3.06   0.017   0.08   0.018   0.009   18   A   76   20.87   3.05   0.009   0.07   0.002   19   A   76   20.89   3.03   0.009   0.07   0.006   20   A   76.1   20.76   3.05   0.009   0.07   0.012   21   A   76.3   20.55   3.05   0.01   0.07   0.018   22   A   76.3   20.55   3.03   0.009   0.07   0.04   23   A   76.2   20.59   3.05   0.009   0.07   0.08
表2   铜合金   合金成分(mass％)   No.   类型   Cu   Zn   Si   Zr   P   Pb   Sn   Sb   Al   Mn   Mg   实   施   例   24   A   76.2   20.50   3.04   0.009   0.07   0.18   25   A   76.1   20.49   3.02   0.008   0.07   0.31   26   A   78.2   18.66   3.05   0.009   0.07   0.01   27   A   78   18.85   3.05   0.009   0.07   0.018   28   A   78.1   18.65   3.04   0.008   0.08   0.12   29   A   78   18.59   3.04   0.008   0.08   0.28   30   A   73.2   23.90   2.75   0.008   0.07   0.07   31   A   73.2   23.85   2.76   0.009   0.08   0.1   32   A   78.8   17.39   3.7   0.009   0.08   0.018   33   A   77.2   19.30   3.4   0.009   0.07   0.019   34   A   76.8   19.75   3.07   0.009   0.07   0.3   35   A   77.2   19.08   3.14   0.008   0.07   0.5   36   A   76.8   19.98   3.04   0.009   0.06   0.11   37   A   78.1   17.59   3.12   0.014   0.08   1.1   38   A   72.5   20.39   3.95   0.012   0.15   0.3   2.7   39   A   76   18.20   3.68   0.016   0.1   1.1   0.9   40   A   77.5   17.95   3.13   0.022   0.1   1.3   41   A   76.8   19.91   3.2   0.0007   0.08   0.008   42   A   76.5   20.26   3.12   0.0017   0.08   0.035   43   A   77.2   19.10   3.06   0.005   0.12   0.015   0.5   44   A   76.5   20.08   3.03   0.011   0.09   0.09   0.2   45   A   77.8   18.30   3.22   0.011   0.08   0.09   0.5   46   A   74.5   18.05   3.98   0.0055   0.09   0.4   0.04   2.9   0.032
表3   铜合金   合金成分(mass％)   No.   类型   Cu   Zn   Si   Zr   P   Pb   Bi   Se   Sn   实   施   例   47   B   76   20.88   3.04   0.009   0.07   48   B   77.8   18.96   3.18   0.009   0.06   49   B   76   20.89   3.01   0.038   0.06   50   B   78.1   18.85   2.96   0.01   0.08   51   B   76   20.86   3.05   0.009   0.06   0.018   52   B   77   19.38   3.05   0.009   0.06   0.5   53   C   76   20.88   3.05   0.0019   0.07   54   C   76   20.93   3   0.0063   0.06   55   C   76.2   20.70   3.03   0.0092   0.06   56   C   76.2   20.72   3   0.013   0.07   57   C   76.3   20.52   3.06   0.039   0.08   58   C   82.5   13.51   3.94   0.019   0.035   59   C   75.9   21.01   3.01   0.009   0.07   60   C   76   20.84   3.02   0.008   0.07   0.06   61   C   75.8   20.76   3.01   0.016   0.05   0.19   0.17   62   C   76   20.82   3.1   0.008   0.07   0.006   63   C   75.9   20.98   3.03   0.009   0.07   0.013   64   C   76.4   20.44   3.05   0.01   0.08   0.018   65   C   76.4   20.33   3.1   0009   0.08   0.08   66   C   76.1   20.56   3.08   0.008   0.07   0.18   67   C   76   20.58   3.04   0.008   0.06   0.31   68   C   76.2   20.65   3.08   0.009   0.06   0.003   69   C   78.8   18.28   2.81   0.01   0.08   0.018   70   C   76.9   19.66   3.04   0.008   0.09   0.3
表4   铜合金   合金成分(mass％)   No.   Cu   Zn   Si   Zr   P   Pb   Bi   Se   Te   Sn   Sb   As   Al   Mn   实   施   例   71   C   77.8   18.76   2.85   0.008   0.08   0.5   72   C   76.7   20.15   3.06   0.008   0.08   73   C   76.6   20.25   3.07   0.004   0.08   74   D   76.4   20.50   3.02   0.0064   0.07   75   D   76   20.92   3   0.0093   0.07   76   D   81.4   14.50   4.05   0.02   0.035   77   D   76.9   19.64   3.08   0.009   0.07   0.3   78   D   77.4   18.87   3.14   0.009   0.08   0.5   79   E   76.1   20.77   3.05   0.0061   0.07   80   E   76.2   20.58   3.08   0.0075   0.07   0.06   81   E   75.6   20.97   2.99   0.018   0.05   0.19   0.18   82   E   74.9   21.95   2.89   0.0035   0.11   0.15   83   E   78.8   17.28   3.76   0.0035   0.13   0.03   84   E   76.5   20.23   3.11   0.0015   0.03   0.13   85   E   75.2   21.19   3.12   0.0035   0.09   0.4   86   E   70.9   20.88   4.48   0.0085   0.13   3.6   87   E   82.1   12.60   3.8   0.014   0.04   0.25   1.2   88   E   73.2   20.76   3.82   0.0095   0.12   0.19   1.9   89   E   74.8   20.16   3.5   0.018   0.08   0.14   0.04   0.2   1.1   90   E   75   19.92   3.5   0.018   0.08   0.18   0.1   1.2   91   F   75.8   21.00   3.1   0.019   0.08   92   G   75.8   21.11   3.02   0.006   0.06
表5   铜合金   合金成分及金属组织(相组织)   No.   类型   f0   f1   f2   f3   f6   f7   f8   f9   f4   [α]   [β] [γ]+[κ ]   [μ]   f5   实   施   例   1   A   65.3   100.   0   4357   44   65.3   65.3   27.0   27.0   100   73   0 27   27   2   A   65.0   38.9   1683   43   65.0   65.0   25.0   25.0   100   75   0 25   25   3   A   65.3   10.3   522   51   65.3   65.3   25.0   25.0   100   75   0 25   25   4   A   65.0   7.4   322   43   65.0   65.0   25.0   25.0   100   75   0 25   25   5   A   65.6   4.3   217   51   65.6   65.6   26.0   26.0   100   74   0 26   26   6   A   65.5   4.4   172   39   65.5   65.5   27.0   27.0   100   73   0 27   27   7   A   65.1   3.2   109   34   65.1   65.1   25.0   25.0   100   75   0 25   25   8   A   65.1   2.4   82   34   65.1   65.1   26.0   26.0   100   74   0 26   26   9   A   65.3   30.0   1007   34   65.3   65.3   25.0   25.0   100   75   0 205   25   10   A   64.4   9.0   280   31   64.4   64.4   21.0   21.0   100   79   0 21   21   11   A   65.4   7.8   367   47   65.4   65.4   40.0   40.0   100   60   0 40   40   12   A   67.9   3.5   226   64   67.9   67.9   70.0   70.0   100   30   0 70   70   13   A   69.5   3.8   129   34   69.5   69.5   10.5   10.5   95   86   0 9   5   10.5   14   A   67.2   7.8   338   43   67.2   67.2   18.3   18.3   99   81   0 18   1   18.3   15   A   65.0   4.7   178   38   65.0   65.0   25.0   25.0   100   75   0 25   25   16   A   64.8   5.6   191   34   64.8   64.8   26.0   26.0   100   74   0 26   26   17   A   64.9   4.7   180   38   64.9   64.9   25.0   25.0   100   75   0 25   25   18   A   65.1   7.8   339   44   65.3   65.0   27.1   24.9   100   74   0 26   0   26   19   A   65.2   7.8   337   43   65.4   65.0   27.9   24.1   100   74   0 26   0   26   20   A   65.2   7.8   339   44   65.5   64.9   28.7   23.3   100   74   0 26   0   26   21   A   65.4   7.0   305   44   65.8   65.0   29.4   22.6   100   74   0 26   0   26   22   A   65.5   7.8   337   43   66.1   64.9   31.0   21.0   100   74   0 26   0   26   23   A   65.4   7.8   339   44   66.2   64.5   33.1   18.9   100   74   0 26   0   26   f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([Sn]+[As]+[Sb])-1.8[Al]+2[Mn]+[Mg]   f1＝[P]/[Zr] f2＝[Si]/[Zr] f3＝[Si]/[P] f4＝[α]+[γ]+[κ] f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]   f6＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f7＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]-3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f8＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]+25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f9＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]-25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te]1/2
表6   铜合金   合金成分及金属组织(相组织)   No.   类型   f0   f1   f2   f3   f6   f7   f8   f9   f4   [α]   [β] [γ]+[ κ] [μ]   f5   实施例   24   A   65.4   7.8   338   43   66.7   64.2   36.6   15.4   100   74   0 26 0   26   25   A   65.5   8.8   378   43   67.1   63.8   38.9   11.1   100   75   0 25 0   25   26   A   67.3   7.8   339   44   67.6   67.0   20.8   15.8   99   81   0 18 1   18.3   27   A   67.1   7.8   339   44   67.5   66.7   21.7   14.9   99   81   0 18 1   18.3   28   A   67.3   10.0   380   38   68.3   66.2   27.0   9.6   99   81   0 18 1   18.3   29   A   67.3   10.0   380   38   68.8   65.7   31.5   5.1   99   81   0 18 1   18.3   30   A   63.4   8.8   344   39   64.2   62.6   20.6   7.4   98   82   2 16 0   14   31   A   63.4   8.9   307   35   64.3   62.4   21.9   6.1   98   82   2 16 0   14   32   A   65.6   8.9   411   46   66.0   65.2   58.4   51.6   100   45   0 55 0   55   33   A   65.1   7.8   378   49   65.5   64.7   42.4   35.6   100   61   0 39 0   39   34   A   65.7   7.8   341   44   65.7   65.7   26.0   26.0   100   74   0 26 0   26   35   A   65.8   8.8   393   45   65.8   65.8   34.0   34.0   100   66   0 34 0   34   36   A   65.9   6.7   338   51   65.9   65.9   25.0   25.0   100   75   0 25 0   25   37   A   66.4   5.7   223   39   66.4   66.4   35.0   35.0   100   65   0 35 0   35   38   A   63.1   12.5   329   26   63.1   63.1   29.0   29.0   100   71   0 29   29   39   A   62.6   6.3   230   37   62.6   62.6   34.0   34.0   100   66   0 34   34   40   A   63.9   4.5   142   31   63.9   63.9   44.0   44.0   100   56   0 44   44   41   A   65.4   114.3   4571   40   65.4   65.4   26.3   26.3   99   73   0 26 1   26.3   42   A   65.4   47.1   1835   39   65.4   65.4   30.0   30.0   100   70   0 30   30   43   A   65.9   24.0   612   26   66.3   65.5   37.1   30.9   100   66   0 34   34   44   A   65.6   8.2   275   34   66.5   64.7   36.5   21.5   100   71   0 29   29   45   A   65.3   7.3   293   40   65.3   65.3   42.0   42.0   100   58   0 42   42   46   A   65.9   16.4   724   44   65.9   65.9   29.0   29.0   100   71   0 29   29   f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([Sn]+[As]+[Sb])-1.8[Al]+2[Mn]+[Mg]   f1＝[P]/[Zr] f2＝[Si]/[Zr] f3＝[Si]/[P] f4＝[α]+[γ]+[κ] f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]   f6＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f7＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]-3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f8＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]+25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f9＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]-25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te)1/2
表7   铜合金   合金成分及金属组织(相组织)   No   类型   f0   f1   f2   f3   f6   f7   f8   f9   f4   [α]   [β] [γ]+[ κ]   [μ]   f5   实   施   例   47   B   65.2   7.8   300   43   65.2   65.2   26.0   26.0   100   74   0 26   26   48   B   66.5   6.7   303   53   66.5   66.5   29.0   29.0   100   71   0 29   29   49   B   65.3   1.6   79   50   65.3   65.3   25.0   25.0   100   75   0 25   25   50   B   67.5   8.0   305   37   67.5   67.5   18.6   18.6   98   80   0 18   2   18.6   51   B   65.2   6.7   304   51   65.6   64.8   29.4   22.7   100   74   0 26   26   52   B   65.9   6.7   339   51   65.9   65.9   28.0   28.0   100   72   0 28   28   53   C   65.1   36.8   1605   44   65.1   65.1   26.0   26.0   100   74   0 26   26   54   C   65.3   9.5   476   50   65.3   65.3   25.0   25.0   100   75   0 25   25   55   C   65.4   6.5   329   51   65.4   65.4   26.0   26.0   100   74   0 26   26   56   C   65.5   5.4   231   43   65.5   65.5   25.0   25.0   100   75   0 25   25   57   C   65.4   2.1   78   38   65.4   65.4   27.0   27.0   100   73   0 27   27   58   C   68.6   1.8   207   113   68.6   68.6   81.5   81.5   95   15   0 80   5   81.5   59   C   65.2   7.8   300   43   65.2   65.2   26.0   26.0   100   74   0 26   26   60   C   65.3   8.8   378   43   65.9   64.6   31.5   20.5   100   74   0 26   0   26   61   C   65.3   3.1   188   60   66.9   63.7   38.4   11.6   100   75   0 25   0   25   62   C   64.9   8.8   388   44   65.2   64.7   28.9   25.1   100   73   0 27   27   63   C   65.1   7.8   337   43   65.4   64.7   28.9   23.1   100   74   0 26   26   64   C   65.5   8.0   305   38   65.9   65.1   28.4   21.6   100   75   0 25   25   65   C   65.4   8.9   344   39   66.2   64.5   34.1   19.9   100   73   0 27   27   66   C   65.2   8.8   385   44   66.5   63.9   37.6   16.4   100   73   0 27   27   67   C   65.3   7.5   380   51   67.0   63.7   39.9   12.1   100   74   0 26   26   68   C   65.2   6.7   342   51   65.4   65.1   28.4   25.6   100   73   0 27   27   69   C   68.7   8.0   281   35   69.1   68.3   16.4   9.6   100   87   0 13   13   70   C   65.8   11.3   380   34   65.8   65.8   28.0   28.0   100   72   0 28   28   f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([Sn]+[As]+[Sb])-1.8[Al]+2[Mn]+[Mg]   f1＝[P]/[Zr] f2＝[Si]/[Zr] f3＝[Si]/[P] f4＝[α]+[γ]+[κ] f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]   f6＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f7＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]-3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f8＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]+25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f9＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]-25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2
  铜合金   合金成分及金属组织(相组织)   N   o.   类型   f0   f1   f2   f3   f6   f7   f8   f9   f4   [α]   [β] [γ]+[ κ] [μ]   f5   实   施   例   71   C   67.3   10   356   36   67.3   67.3   20.0   20.0   100   80   0 20   20   72   C   10.0   383   38   73   C   20.0   768   38   74   D   65.6   10.9   472   43   65.6   65.6   25.0   25.0   100   75   0 25   25   75   D   65.3   7.5   323   43   65.3   65.3   25.0   25.0   100   75   0 25   25   76   D   67.1   1.8   203   116   67.1   67.1   89.5   89.5   95   7   0 88 5   89.5   77   D   65.8   7.8   342   44   65.8   65.8   26.0   26.0   100   74   0 26 0   26   78   D   65.9   8.9   349   39   65.9   65.9   34.0   34.0   100   66   0 34 0   34   79   E   65.2   11.5   500   44   65.2   65.2   26.0   26.0   100   74   0 26   26   80   E   65.2   9.3   411   44   65.9   64.6   32.5   21.5   100   73   0 27 0   27   81   E   65.2   2.8   166   60   66.8   63.5   38.6   11.4   100   75   0 25 0   25   82   E   64.4   31.4   826   26   64.4   64.4   22.0   22.0   100   78   0 22 0   22   83   E   65.2   37.1   1074   29   65.2   65.2   54.0   54.0   100   46   0 54   54   84   E   65.5   20.0   2073   104   65.5   65.5   30.0   30.0   100   70   0 30   30   85   E   64.8   25.7   891   35   64.8   64.8   26.0   26.0   100   74   0 26   26   86   E   62   15.3   527   34   62.0   62.0   30.0   30.0   100   70   0 30   30   87   E   66.6   2.9   271   95   68.0   65.3   95.2   72.8   100   16   0 84   84   88   E   63.4   12.6   402   32   64.7   62.1   44.9   23.1   100   66   0 34   34   89   E   64.2   4.4   194   44   65.5   63.0   41.1   20.9   100   69   0 31   31   90   E   64.8   4.4   194   44   66.0   63.7   39.5   20.5   100   70   0 30   30   91   F   0.0   0.0   0.0   0.0   92   G   65.1   10   503   50   65.1   65.1   25.0   25   100   75   0 25   25   f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([Sn]+[As]+[Sb])-1.8[Al]+2[Mn]+[Mg]   f1＝[P]/[Zr] f2＝[Si]/[Zr] f3＝[Si]/[P] f4＝[α]+[γ]+[κ] f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]   f6＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f7＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]-3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f8＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]+25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f9＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]-25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2
表9   铜合金   合金成分(mass％)   No.   类型   Cu   Zn   Si   Zr   P   Pb   Bi   Sn   比   较   例   201   A1   76.5   20.47   3.03   202   A1   75.9   20.99   3.04   0.0002   0.07   203   A1   75   21.87   3   0.05   0.08   204   A1   75.6   21.29   3.1   0.005   0.005   205   A1   78.8   18.90   2.2   0.028   0.07   206   A1   78.1   18.83   3.05   0.009   0.008   207   A1   73   24.16   2.76   0.0002   0.07   0.01   208   A1   69.4   27.83   2.65   0.017   0.1   209   A1   79.6   18.24   2.1   0.003   0.06   210   A1   68.5   29.31   2.1   0.013   0.08   211   A1   79.9   16.06   4.04   212   A1   73.8   23.44   2.53   0.15   0.08   213   A1   69.3   28.74   1.9   0.008   0.05   214   A1   70.1   27.03   2.77   0.018   0.08   215   A1   84.6   5.57   0.03   5.2   4.6   216   A1   86.3   6.40   2.7   4.6   217   B1   78   18.96   2.96   0   0.08   218   B1   77.1   19.27   3.06   0.0003   0.07   0.5   219   C1   82.5   15.15   2.25   0.006   0.09   220   C1   80.3   15.68   4.02   221   C1   76.2   20.07   3.1   0.01   0.07   0.55   222   C1   76.4   20.45   3.05   0.0002   0.08   0.018   223   C1   77.8   18.77   2.86   0.0003   0.07   0.5
表10   铜合金   合金成分(mass％)   No.   类型   Cu   Zn   Si   Zr   P   Pb   Sn   Impurit   Fe   Ni   比   较   例   224   C1   76.6   20.27   3.05   0.08   225   D1   76.2   20.79   3.01   226   D1   84.8   5.50   4.8   4.9   227   E1   70.3   27.09   2.5   0.012   0.1   228   E1   76   20.96   3.04   229   E1   73   22.91   3.98   0.015   0.1   230   E1   85.8   8.59   5.5   0.011   0.1   231   E1   76.6   19.83   3.11   0.018   0.09   0.35   232   E1   75.8   20.74   3.05   0.018   0.08   0.31   233   E1   75.8   20.64   3.05   0.018   0.08   0.13   0.28   234   F1   75.8   21.02   3.1   0.08   235   G1   60.9   35.80   3.1   0.2   236   G1   58.8   38.90   2   0.3
表11   铜合金   合金成分及金属组织(相组织)   No.   类型   f0   f1   f2   f3   f6   f7   f8   f9   f4   [α]   [β] [γ]+[ κ]   [μ]   f5   比   较   例   201   A1   65.9   65.9   65.9   25.0   25.0   100   75   0 25   25   202   A1   65.1   350.0   15200   43   65.1   65.1   25.0   25.0   100   75   0 25   25   203   A1   64.3   1.6   60   38   64.3   64.3   24.0   24.0   100   76   0 24   24   204   A1   64.7   1.0   620   620   64.7   64.7   29.0   29.0   100   71   0 29   29   205   A1   70.9   2.5   79   31   70.9   70.9   3.0   3.0   100   97   0 3   0   3   206   A1   67.4   0.9   339   381   67.4   67.4   18.3   18.3   99   81   0 18   1   18.3   207   A1   63.1   350.0   13800   39   63.4   62.8   16.5   11.5   98   82   2 16   0   14   208   A1   59.8   5.9   156   27   59.8   59.8   -12.0   -12.0   70   52   30 18   -12   209   A1   72.1   20.0   700   35   72.1   72.1   2.5   2.5   95   94   0 1   5   2.5   210   A1   60.9   6.2   162   26   60.9   60.9   -9.0   -9.0   85   79   15 6   -9   211   A1   65.8   65.8   65.8   86   86   100   14   0 86   86   212   A1   64.7   0.5   17   32   64.7   64.7   14.0   14.0   100   86   0 14   14   213   A1   62.5   6.3   238   38   62.5   62.5   -5.0   -5.0   95   95   5 0   -5   214   A1   60.2   4.4   154   35   60.2   60.2   -12.0   -12.0   75   62   25 13   -12   215   A1   84.8   91.7   78.0   57.0   -57.0   0   216   A1   85.4   89.8   80.9   36.7   -36.7   0   217   B1   67.4   37   67.4   67.4   18.6   18.6   98   80   0 18   2   18.6   218   B1   65.9   233.3   10200   44   65.9   65.9   27.0   27.0   100   73   0 27   27   219   C1   74.4   15.0   375   25   74.4   74.4   0.0   0.0   100   100   0 0   0   220   C1   66.2   66.2   66.2   85.0   85.0   100   15   0 85   85   221   C1   65.4   7.0   310   44   67.6   63.2   46.5   9.5   100   72   0 28   28   222   C1   65.5   400   15250   38   65.9   65.1   29.4   22.6   100   74   0 26   26   223   C1   67.3   233.3   9533   41   67.3   67.3   20.0   20.0   100   80   0 20   20   f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([Sn]+[As]+[Sb])-1.8[AI]+2[Mn]+[Mg]   f1＝[P]/[Zr] f2＝[Si]/[Zr] f3＝[Si]/[P] f4＝[α]+[γ]+[κ] f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]   f6＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f7＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]-3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f8＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]+25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f9＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]-25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2
表12   铜合金   合金成分及金属组织(相组织)   No.   类型   f0   f1   f2   f3   f6   f7   f8   f9   f4   [α]   [β] [γ]+[ κ]   [μ]   f5   比   较   例   224   C1   38   225   D1   65.7   65.7   65.7   25.0   25.0   100   75   0 25   25   226   D1   84.8   91.3   78.2   54.8   -54.8   0   227   E1   61.3   8.3   208   25   61.3   61.3   4.0   4.0   90   78   9 13   4   228   E1   65.4   65.4   65.4   26.0   26.0   100   74   0 26   26   229   E1   58.8   6.7   265   40   58.8   58.8   -24.0   -24.0   65   54   35 11   -24   230   E1   66.3   9.1   500   55   66.3   66.3   89.0   89.0   90   4   0 86   10   89   231   E1   65.4   5.0   173   35   65.4   65.4   29.0   29.0   100   71   0 29   29   232   E1   64.9   4.4   169   38   64.9   64.9   26.0   26.0   10   74   0 26   26   233   E1   64.9   4.4   169   38   64.9   64.9   26.0   26.0   100   74   0 26   26   234   F1   235   G1   62.4   67.6   57.1   44.0   -44.0   0   236   G1   59.7   63.9   55.4   35.4   -35.4   0   f0＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+0.5([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])-0.5([Sn]+[As]+[Sb])-1.8[AI]+2[Mn]+[Mg]   f1＝[P]/[Zr] f2＝[Si]/[Zr] f3＝[Si]/[P] f4＝[α]+[γ]+[κ] f5＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]   f6＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]+3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f7＝[Cu]-3.5[Si]-3[P]-3([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f8＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]+25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2   f9＝[γ]+[κ]+0.3[μ]-[β]-25([Pb]+0.8([Bi]+[Se])+0.6[Te])1/2
表13   铜合金   平均晶粒径   切削加工性   拉伸强度   (N/mm2)   屈服强度   (N/mm2)   延伸率(％)   疲劳强度   (N/mm2)   No.   类型   切削形状   切削主应力(N)   (μm)   80m/   min   160m/   min   80m/   min   160m/   min   实   施   例   1   A   85   2   A   40   3   A   25   ◎   ○   532   245   44   253   4   A   15   ◎   ○   535   268   45   258   5   A   25   ◎   ○   523   256   44   254   6   A   30   ◎   ○   7   A   55   492   219   42   8   A   90   9   A   40   498   236   30   10   A   25   ◎   ○   11   A   20   12   A   65   13   A   80   14   A   45   ○   △   122   133   15   A   65   485   206   39   16   A   70   17   A   30   18   A   20   ◎   ○   115   127   19   A   20   ◎   ○   111   118   20   A   20   ◎   ○   110   118   21   A   20   ◎   ◎   110   117   22   A   20   ◎   ◎   109   116   23   A   20   ◎   ◎   108   114   530   266   43   254
表14   铜合金   平均晶粒径   切削加工性   拉伸强度   (N/mm2)   屈服强度   (N/mm2)   延伸率(％)   疲劳强度   (N/mm2)   No.   类型   切削形状   切削主应力(N)   (μm)   80m/   min   160m/   min   80m/   min   160m/   min   实   施   例   24   A   20   ◎   ◎   106   112   25   A   20   ●   ◎   104   109   522   251   38   26   A   45   ○   ○   115   124   27   A   45   ◎   ○   114   123   28   A   45   ◎   ○   111   119   29   A   45   ◎   ◎   109   115   30   A   40   ○   ○   114   124   31   A   40   ◎   ○   110   118   32   A   35   ◎   ○   113   122   33   A   25   ◎   ◎   111   119   34   A   15   528   272   40   262   35   A   20   ◎   ○   116   127   520   260   34   36   A   20   ◎   ○   117   129   37   A   20   443   256   13   38   A   25   ○   △   642   302   30   304   39   A   45   40   A   30   ○   △   554   256   33   41   A   60   42   A   20   43   A   20   ◎   ○   114   123   525   261   34   252   44   A   20   ◎   ◎   111   116   45   A   15   46   A   15   612   288   32
表15   铜合金   平均晶粒径   切削加工性   拉伸强度   (N/mm2)   屈服强度   (N/mm2)   延伸率   (％)   疲劳强度   (N/mm2)   No.   类型   切削形状   切削主应力(N)   (μm)   80m/   min   160m/   min   80m/   min   160m/   min   实   施   例   47   B   15   ◎   ○   115   128   720   640   17   336   48   B   15   ◎   ○   116   128   735   655   15   49   B   150   698   599   14   50   B   25   ○   ○   119   134   705   613   19   51   B   15   ◎   ◎   110   117   715   632   16   52   B   15   ◎   ○   117   129   730   651   15   53   C   35   501   234   30   54   C   20   524   262   32   55   C   15   534   278   34   56   C   25   515   250   33   57   C   80   468   203   28   58   C   80   546   245   27   59   C   15   526   257   32   60   C   25   522   252   40   61   C   25   62   C   15   521   250   33   63   C   15   64   C   20   525   255   32   65   C   15   66   C   20   67   C   15   521   250   31   68   C   20   69   C   70   70   C   20
表16   铜合金   平均晶粒径   切削加工性   拉伸强度   (N/mm2)   屈服强度   (N/mm2)   延伸率   (％)   疲劳强度   (N/mm2)   No.   类型   切削形状   切削主应力(N)   (μm)   80m/   min   160m/   min   80m/   min   160m/   min   实   施   例   71   C   30   488   235   34   72   C   20   528   289   32   73   C   22   523   285   33   74   D   30   514   240   34   75   D   20   516   254   36   76   D   80   522   235   26   77   D   15   78   D   20   79   E   25   520   256   33   80   E   25   ◎   ◎   109   116   518   248   28   81   E   25   ◎   ◎   107   113   82   E   25   83   E   30   ○   △   84   E   50   85   E   30   ◎   ○   86   E   65   87   E   55   88   E   20   ◎   ○   89   E   30   ◎   ○   116   124   598   276   26   272   90   E   30   ◎   ○   117   126   91   F   50   477   245   27   92   G   15   536   284   38
表17  铜合金  平均  晶粒径 切削加工性  拉伸强度  (N/mm2)  屈服强度  (N/mm2)  延伸率  (％)  疲劳强度  (N/mm2)  No.   类型 切削形状 切削主应力(N)  (μm) 80m/ min  160m/  min  80m/  min  160m/  min   比   较   例  201  A1  1500  435  170  36  156  202  A1  600 ◎ △  433  174  34  254  203  A1  220  440  188  32  176  204  A1  350 ◎ △  205  A1  100 × ×× 175  203  206  A1  400 □ × 130  152  207  A1  600 □ × 122  142  208  A1  600 × ×× 173  201  209  A1  300 ×× ×× 179  212  210  A1  400  211  A1  1200  212  A1  200 △ ×× 135  178  213  A1  250 ×× ×× 205  226  214  A1  500  215  A1  1000 ● ◎ 99  110  296  95  25  216  A1  1200 ◎ ○ 110  121  282  94  21  217  B1  450 △ △ 128  147  650  558  15  218  B1  350 ○ △ 126  142  684  572  6  219  C1  300  220  C1  1000  221  C1  20  222  C1  600  418  184  23  223  C1  500  394  178  25
表18   铜合金   平均   晶粒径   (μm)   切削加工性   拉伸强度   (N/mm2)   屈服强度   (N/mm2)   延伸率   ％)   疲劳强度   (N/mm2)   No.   类型   切削形状   切削主应力   (N)   80m/   min   160m/   min   80m/   min   160m/   min   比   较   例   224   C1   400   441   194   30   225   D1   2000   412   166   22   226   D1   1200   232   80   22   227   E1   90   ×   ×   228   E1   1500   426   170   24   229   E1   800   230   E1   200   ×   ××   231   E1   400   △   □   430   174   25   232   E1   350   438   188   26   233   E1   350   234   F1   2500   408   162   25   235   G1   25   ●   ●   96   101   387   165   39   236   G1   35   ●   ◎   102   109   398   175   36
表19   铜合金   最大腐蚀   深度   (μm)   腐蚀减量(mg/cm2)   热锻造性   耐磨性   冷压缩加工性   半固体金   属铸造性   No.   类型   中蚀试验   磨损减量   (mg)   I   II   III   实   施   例   1   A   △   2   A   △   3   A   10以下   28   42   148   ○   ○   ○   4   A   10以下   27   43   149   ○   ○   ○   5   A   ○   ○   6   A   2   27   7   A   8   A   10以下   28   43   152   △   9   A   10   A   △   11   A   ○   ○   ○   12   A   10以下   25   41   149   △   △   13   A   10以下   △   14   A   15   A   16   A   17   A   18   A   19   A   20   A   21   A   22   A   23   A   ○   ○   ○
表20   铜合金   最大腐蚀深度   (μm)   腐蚀减量(mg/cm2)   热锻造性   耐磨性   冷压缩加工性   No.   类型   冲蚀试验   磨损减量(mg)   I   II   III   实   施   例   24   A   10以下   26   44   152   ○   28   ○   25   A   △   △   26   A   27   A   28   A   △   △   29   A   30   A   31   A   32   A   33   A   34   A   10以下   20   35   126   ○   35   A   119   34   124   ○   36   A   10以下   27   41   139   37   A   10以下   16   33   121   38   A   1.4   39   A   2.5   40   A   1   11   41   A   10以下   42   A   43   A   10以下   19   35   124   ○   44   A   10以下   21   27   134   45   A   1   16   46   A   30以下   23   37   141   1.8
表21   铜合金   Pb熔出量   (mg/L)   最大腐   蚀深度   (μm)   腐蚀减量   (mg/cm2)   应力腐蚀   龟裂性   拉拔性   冷压缩加工性   铸造性   No.   类型   冲蚀试验   铸件   B   铸件   C   I   II   III   实   施   例   47   B   10以下   ○   ○   ○   ○   B   48   B   ○   ○   ○   ○   B   49   B   ○   △   △   △   B   50   B   ○   ○   ○   ○   B   51   B   ○   ○   ○   ○   B   52   B   ○   ○   ○   ○   B   53   C   ○   54   C   10以下   28   42   147   ○   55   C   10以下   27   42   146   ○   56   C   ○   57   C   △   58   C   10以下   25   40   149   △   59   C   0.001以下   10以下   28   43   148   ○   60   C   ○   61   C   ○   62   C   0.001以下   ○   63   C   0.001以下   ○   64   C   0.002   ○   65   C   0.006   ○   66   C   0.009   10以下   27   52   150   ○   67   C   0.014   ○   68   C   0.001以下   ○   69   C   0.009   △   70   C   10以下   21   34   124   ○
表22   铜合金   最大腐蚀深度   (μm)   腐蚀减量(mg/cm2)   热锻造性   耐磨性   铸造性   No.   类型   冲蚀试验   磨损减量   (mg)   铸件B   铸件C   I   II   III   实   施   例   71   C   119   34   125   ○   72   C   73   C   74   D   10以下   28   43   150   75   D   10以下   28   45   149   76   D   10以下   24   43   153   77   D   10以下   22   37   126   78   D   220   34   126   79   E   80   E   10以下   26   43   150   ○   81   E   82   E   224   38   132   83   E   10以下   84   E   10以下   85   E   ○   ○   18   86   E   1.5   87   E   1   12   88   E   2.3   89   E   2.2   90   E   2.4   91   F   92   G
表23   铜合金   Pb熔出量   (mg/L)   最大腐   蚀深度   (μm)   腐蚀减量   (mg/cm2)   应力腐   蚀龟裂   性   热锻   造性   耐磨   性   拉拔性   冷压缩   加工性   铸造性   半固体金属   铸造性   No.   类型   冲蚀测试   磨损   减量   (mg)   铸件B1   铸件C1   I   II   III   比   较   例   201   A1   ×   202   A1   △   △   △   ×   203   A1   △   ×   204   A1   180   36   52   178   205   A1   10以下   26   44   143   △   280   206   A1   207   A1   208   A1   250   209   A1   △   210   A1   300   45   63   256   211   A1   212   A1   213   A1   250   42   57   215   320   ×   214   A1   400   48   71   303   215   A1   10以下   18   33   118   216   A1   10以下   18   34   120   217   B1   ○   △   ×   218   B1   △   ×   ×   ×   △   219   C1   ×   ×   220   C1   ×   221   C1   0.031   ○   222   C1   0.003   △   223   C1   ×
表24   铜合金   Pb熔出量   (mg/L)   最大腐蚀   深度   (μm)   腐蚀减量(mg/cm2)   热锻造性   耐磨性   半固体金   属铸造性   No.   类型   冲蚀试验   磨损减量(mg)   I   II   III   比   较   例   224   C1   225   D1   226   D1   0.34   227   E1   ×   228   E1   229   E1   ×   230   E1   ×   231   E1   60   31   47   162   △   232   E1   233   E1   234   F1   235   G1   800   64   118   423   ×   600   236   G1   1000   67   116   445   ○   520
工业上的利用可能性
本发明的铜合金，具体而言，可适用于如下的用途。
1.要求具备可铸造性、导电性、热传导性、高机械性质的一般机械 部件。
2，要求具备高度的导电性、导热性的电接头、连接器和要求易于钎 焊、焊接的电子部件。
3，要求易于铸造的计量器部件。
4，要求具有机械特性优异的供排水配件、建筑用配件、日用品·杂 货品。
5，要求高强度、高硬度及优异的耐蚀性、韧性的船用螺旋桨、轴、 轴承、阀座、阀杆、紧固件、夹钳、连接件、门把捏手、管道卡箍、凸轮。
6，要求高强度、高硬度、高耐磨性的阀门、轴杆、轴衬、蜗轮、摇 臂、气缸部件、阀座、不锈钢轴承、泵轮。
7，要求具备耐压性、耐磨性、切削加工性、铸造性的阀门、泵体、 叶轮、桨轮、供水阀、混合水龙头、接头、自动喷水灭火装置、旋塞、 水表、止水阀、传感器部件、涡旋压缩机部件、高压阀、套筒压力容器。
8，要求优异的硬度及耐磨性的滑动部件、液压气缸、气缸、歯轮、 钓具卷轴、飞机固定器。
9，要求优异的强度、耐蚀性、耐磨性的螺栓、螺母、管道连接器。
10，适于简单形状的大型铸件，且要求高强度及耐蚀性、耐磨性的化 工机械部件、工业用阀门。
11，要求结合强度、加厚、加衬里、覆盖层、耐蚀性、铸造性的淡水 装置，即焊接管、供水管、热交换器管、热交换器的管板、煤气管道用管、 弯头、海上建筑材料、焊接部件、焊接材料。
12，接触水的金属件(连接器、法兰盘类)
螺纹接套、软管螺纹接套、管套、弯头、岐形管接头、栓塞、轴衬、 管套节、接合件、法兰。
13，触水零件(阀门、旋塞类)
断流阀、过滤器、泄水阀、闸阀、止回阀、球阀、隔膜阀、节流阀、 球阀、针形阀、微型阀、放空阀、主旋塞、转向旋塞、填料旋塞、双向旋 塞、3向旋塞、4向旋塞、煤气旋塞、球阀、安全阀、溢流阀、减压阀、电 磁阀、蒸汽疏水阀、量水仪(水表、流量计)。
14，触水零件件(水栓零件件)
水栓(供水拴、洒水拴、止水栓、万向水栓、混合拴、分水栓)、水龙 头、分流拴、止逆阀、分流阀、冲洗阀、切换旋塞、淋浴器、淋浴器挂架、 栓塞、内六角直通接头、洒水喷嘴、自动喷水灭火装置。
15，触水零件(住宅设备器械、排水器具类)
疏水阀、消火栓阀、送水口。
16，泵类
叶轮、机壳、连接件、滑动轴瓦。
17，与汽车相关的器械
阀门、接头类、压力开关传感器、温度传感器(感温体)、连接器类、 轴承部件、压缩机部件、汽化器部件、电缆固定件。
18，家电部件
手机天线部件，端子、连接器，丝杠，马达轴承(流体轴承)，复印机 辊筒，空调用阀门、接头、螺母，传感器部件。
19，摩合部件
油压缸、气缸的活塞瓦，轴瓦、滑动部件，电线固定件，高压阀、接 头，齿轮、传动装置、轴，轴承部件，泵、轴承，闸瓦、盖形螺母、水箱 供水拴部件。