CN102959108A - 铜锌合金产品及铜锌合金产品的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铜锌合金产品，其含有大于35wt%且在43wt%以下的锌、具有α相和β相的两相组织。另外，铜锌合金的β相的比率被控制为大于10%且不足40%，α相和β相晶粒通过冷加工压扁成扁平状并配置成层状。这样的铜锌合金产品能够减少铜含量并实现材料成本的削减，另外，通过适当控制β相的比率，能够适当确保强度和冷加工性。另外，通过将压扁成扁平状的α相和β相晶粒配置成层状，该铜锌合金产品的耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性优异。

Description

铜锌合金产品及铜锌合金产品的制造方法

技术领域

本发明涉及廉价、耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性优异的铜锌合金产品及该铜锌合金产品的制造方法，特别是涉及成为拉链用的链牙及止挡件等拉链构成部件的铜锌合金产品及该铜锌合金产品的制造方法。

背景技术

铜锌合金的加工性优异，目前，在各种各样的领域中被广泛利用。一般来说，对于铜锌合金而言，由于与铜基材相比，锌基材的价格更廉价，因此，通过使锌含量增加，能够降低材料成本。另外，如果锌含量为43wt%以下的范围，则可以进行压下率为80%以上的冷加工，通过在该冷加工中产生的加工应变能够使强度提高，锌含量越高，该加工应变的效果越提高。

另外，已知铜锌合金根据其锌含量呈现固有的合金色调。例如，含有15wt%的锌的铜锌合金(通常称为低锌黄铜)的色调成为带有红色的金色。另外，含有30wt%的锌的铜锌合金(通常称为七三黄铜)的色调成为带有黄色的金色，含有40wt%的锌的铜锌合金(通常称为蒙茨黄铜)的色调成为带有与低锌黄铜相同那样的红色的金色。

关于这样的铜锌合金，为了更进一步提高强度及耐腐蚀性等性质，目前，正进行着各种各样的研究开发，逐步实用化。

例如特开2000-129376号公报(专利文献1)中公开了不使加工性恶化而使强度提高的铜锌合金。

该专利文献1记载的铜锌合金含有60wt%以上且不足65wt%的铜。另外，该铜锌合金的金属组织消除不可避免地残存的粗大β相及未再结晶α相，通过由细微的α相和β相构成的两相混合组织构成。根据专利文献1，铜含量为65wt%以上时，不能提高强度，不足60wt%时，加工性变得不充分。

另外，在专利文献1中，所谓由细微的α相和β相构成的两相混合组织是指0.1～2μm的β相和α相晶界相接而存在的状态。另外，所谓不可避免地存在的β相是在低温退火前存在的β相或在低温退火中由加工组织一部分产生的成长为粗大的β相，所谓未再结晶α相是指在低温退火处理中，在加工组织变为两相混合组织的中途，一部分加工组织残存的相。

在制造这样的专利文献1的铜锌合金时，首先，将成为规定组成的原料熔化、铸造，再进行热加工，之后，对得到的合金施加冷加工率50%以上的冷加工。

施加冷加工率50%以上的冷加工后，对该合金进行低温退火。由此，消除加工应变，同时使β相结晶。该情况下，根据专利文献1，低温退火温度低时，β相结晶花费时间，低温退火温度高时，再结晶α相出现而不能得到充分的强度，因此，优选将低温退火温度设定为200～270℃左右。根据专利文献1，进行所述低温退火制造的铜锌合金能够在不使压弯性等加工性恶化的情况下使强度提高。

另一方面，例如特开2000-355746号公报(专利文献2)中公开了如下铜锌合金，即，锌含量为37～46wt%，常温下具有α＋β的结晶组织，该常温下的结晶组织的β相的面积比率为20%以上且α相和β相的平均结晶粒径为15μm以下，并且记载了该类型的铜锌合金的切削性及强度优异。

另外，根据专利文献2，这样的铜锌合金按如下制造，即，将锌含量为37～46wt%的铜锌合金材料在480～650℃的范围内的温度下进行热挤压后，以0.4℃／sec以上冷却到成为400℃以下。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：特开2000-129376号公报

专利文献2：特开2000-355746号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，铜锌合金在各种各样的领域中被广泛利用，例如也被大量用于拉链用的链牙及止挡件等拉链构成部件。铜锌合金制的链牙及止挡件按如下制作，例如在将具有规定的截面形状的线材切割成规定厚度后或将具有规定厚度的板材冲裁后，对该得到的各部件进行冲压加工等，形成啮合头部。然后，通过将得到的链牙及止挡件夹紧在拉链用的拉链布带上，将其安装于拉链布带的侧缘部。

但是，在将铜锌合金制的链牙及止挡件夹紧在拉链布带上时，链牙及止挡件发生塑性变形，因此，在安装于拉链布带上的链牙及止挡件中存在产生由残留应力引起的自然裂纹或产生应力腐蚀裂纹的问题。

在此，所谓自然裂纹是将内部存在拉伸残留应力的铜锌合金暴露在氨气等腐食环境下时，在产品(链牙及止挡件)的外表面产生裂纹的现象。另外，所谓应力腐蚀裂纹是在拉伸应力和腐食环境的相互作用下，在产品表面产生龟裂，该龟裂随着时间的推移而发展的现象。

已知这样的自然裂纹及应力腐蚀裂纹的问题在锌含量大于15wt%的铜锌合金中容易产生，例如即使在使用所述专利文献1中记载的那样的锌含量为大概35～40wt%的铜锌合金或所述专利文献2中记载的那样的锌含量为37～46wt%的铜锌合金制作拉链构成部件的情况下，也不能消除自然裂纹及应力腐蚀裂纹的问题。

另外，目前，作为自然裂纹及应力腐蚀裂纹的防止对策，已知有添加第三元素或进行消除加工应变的退火处理。

例如，关于第三元素的添加，已知通过对铜锌合金以数%的量添加锡等第三元素，得到耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性优异的铜锌合金。

但是，确认有自然裂纹及应力腐蚀裂纹防止效果的任一第三元素均是比锌贵的元素，因此，存在导致材料成本增大的问题。另外，由于对铜锌合金添加锡等第三元素，使铜锌合金的冷加工性降低，伴随有不能进行高压下率的冷加工的弊端。

另一方面，在通过进行退火处理，提高铜锌合金的耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性的情况下，通过该退火处理，在铜锌合金中产生的加工应变消失。因此，铜锌合金的强度降低，存在例如不能充分得到作为拉链构成部件所需要的强度的问题。

本发明是鉴于所述以往的课题而研发的，其具体目的在于，提供一种铜锌合金产品及该铜锌合金产品的制造方法，该铜锌合金产品可以通过增加锌含量来削减材料成本，耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性优异，还具备冷加工性和适当的强度。

用于解决课题的手段

为了实现所述目的，通过本发明提供的铜锌合金产品，作为基本的构成，含有大于35wt%且在43wt%以下的锌，由具有α相和β相的两相组织的铜锌合金构成，其最主要的特征在于，所述铜锌合金的β相的比率被控制为大于10%且不足40%，所述α相和β相的晶粒通过冷加工压扁成扁平状并配置成层状。

本发明的铜锌合金产品中，优选扁平状的所述β相晶粒在与龟裂发展的方向交叉的方向形成为层状，所述龟裂由残留应力引起的自然裂纹或应力腐蚀裂纹产生。

另外，本发明的铜锌合金产品中，优选扁平状的所述α相和β相的晶粒沿着所述铜锌合金产品的外表面配置。在该情况下，扁平状的所述β相晶粒形成为以截面看与所述外表面平行的方向的长边长度相对于与所述外表面正交的方向的短边长度的比例为2以上。

另外，本发明的铜锌合金产品优选为半成品。

或者，本发明的铜锌合金产品优选为拉链构成部件。在该情况下，优选所述拉链构成部件是具有啮合头部、从所述啮合头部延伸设置的躯干部、从所述躯干部分支而延伸设置的一对腿部的链牙，沿着一对所述腿部的相对的腿部内侧面配置扁平状的所述α相和β相。另外，优选在所述躯干部配置从所述腿部内侧面连续的股部内侧面，沿所述躯干部的所述股部内侧面配置扁平状的所述α相和β相。

优选所述拉链构成部件为安装于拉链的拉链布带上的止挡件，沿着所述止挡件的与所述拉链布带接触的内侧面配置扁平状的所述α相和β相。

接着，根据本发明提供的铜锌合金产品的制造方法的最主要的特征在于，包括：将含有大于35wt%且在43wt%以下的锌、具有α相和β相的两相组织的铜锌合金中的所述β相的比率控制为大于10%且不足40%的工序；以50%以上的加工率对所述β相的比率得到控制的所述铜锌合金实施冷加工的工序。

本发明的铜锌合金产品的制造方法优选包括在控制所述β相的比率的工序中对所述铜锌合金实施热处理。

另外，本发明的铜锌合金产品的制造方法优选通过所述冷加工将扁平状的所述β相的晶粒在与龟裂发展的方向交叉的方向形成为层状，所述龟裂由残留应力引起的自然裂纹或应力腐蚀裂纹产生。

另外，本发明的铜锌合金产品的制造方法优选包括通过所述冷加工将所述β相晶粒形成为以截面看与所述铜锌合金产品的外表面平行的方向的长边长度相对于与所述铜锌合金产品的外表面正交的方向的短边长度的比例为规定大小。在该情况下，进一步优选将所述β相晶粒形成为以截面看所述长边长度相对于所述短边长度的比例为2以上。

在本发明的铜锌合金产品的制造方法中，优选制造半成品作为所述铜锌合金产品。

或者，优选由所述铜锌合金形成长的线材或板材，将所述线材或所述板材进行切断或冲裁，由此，制造拉链构成部件作为所述铜锌合金产品，特别优选制造链牙或止挡件作为所述拉链构成部件。

发明效果

本发明的铜锌合金产品由含有大于35wt%且在43wt%以下的锌、具有α相(面心立方结构)和β相(体心立方结构)的两相组织的铜锌合金构成。这样，通过将锌含量设为大于35wt%，能够可靠地形成铜锌合金中的β层并控制该β层的比率，还能够减少铜锌合金中的铜含量，实现材料成本的削减。另一方面，通过将锌含量设为43wt%以下，可稳定形成α相和β相的两相组织，能够提高铜锌合金的冷加工性。

另外，本发明的铜锌合金产品将β相的比率控制为大于10%且不足40%，优选控制为15%以上且不足40%。在此，铜锌合金中的β相是比α相硬的组织，通过增大β相的比例，能够提高铜锌合金的强度，但另一方面，使铜锌合金的冷加工性降低。另外，如后所述，在本发明中由于压扁成扁平状的β相的存在，能够提高铜锌合金产品的耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性。

因此，将本发明的铜锌合金产品中的β相的比率设为10%以下时，铜锌合金产品的强度降低，并且不能充分得到使耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性提高的效果。另外，将β相比率设为40%以上时，铜锌合金变脆，导致冷加工性降低。另外，不能充分得到使耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性提高的效果。因此，通过将铜锌合金中的β相的比率控制为大于10%且不足40%，能够适当确保铜锌合金的强度和冷加工性。

进一步，在本发明的铜锌合金产品中，α相晶粒和β相晶粒通过冷加工压扁成扁平状并配置成层状。另外，本发明中所说的层状是说多个扁平状的β相晶粒具有方向性地并排配置，优选多个扁平状的β相晶粒从外表面直到产品内部重叠配置。

通常，铜锌合金产品的自然裂纹或应力腐蚀裂纹由于龟裂在晶界及α相晶粒内发展而产生。因此，如本发明这样，将压扁成扁平状的α相和β相晶粒配置成层状，由此，即使产品表面产生龟裂，也由于扁平状的硬的β相以壁这样的方式层状地存在，因此，可有效地抑制产生的龟裂的发展，可防止在铜锌合金产品中产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹。

特别是在本发明中，扁平状的β相晶粒在与残留应力引起的自然裂纹或应力腐蚀裂纹产生的龟裂发展的方向交叉的方向配置成层状，由此，能够进一步有效地抑制龟裂的发展。

在这样的本发明的铜锌合金产品中，压扁成扁平状的α相和β相晶粒沿着该产品的外表面配置，由此，能够更有效地抑制在产品表面产生的龟裂的发展。

特别是在该情况下，扁平状的β相晶粒形成为以截面看与外表面平行的方向的长边长度相对于与外表面交叉的方向、优选正交的方向的短边长度的比例为2以上、优选为4以上，由此，可提高抑制龟裂的发展的效果，可更稳定地防止自然裂纹及应力腐蚀裂纹的产生。

另外，此处所说的所谓长边长度相对于短边长度的比例是说在观察铜锌合金产品的截面时，由与外表面正交的方向的短边和与外表面平行的方向的长边形成的长方形包围β相晶粒的情况下的长宽比(即，长边／短边的值)。

这样的本发明的铜锌合金产品优选作为在得到例如拉链构成部件等成品之前制造的线材及板材等半成品使用。由此，能够对本发明的半成品进行例如加工率(压下率)50%以上的冷加工、再进行加工率(压下率)80%以上的冷加工制造成品。另外，在该情况下，可削减得到的成品的材料成本，并且，能够提高成品的耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性。

另外，本发明的铜锌合金产品特别优选作为通常进行加工率50%以上的冷加工的拉链构成部件使用。

另外，此处所说的所谓加工率为截面面积的减少率，因此上限没有特别限定。如果特意设定加工率的上限，由于加工率不可能成为100%，因此，该上限设为不足100%，优选设为99%以下。

在例如拉链构成部件是具有啮合头部、从啮合头部延伸设置的躯干部、从躯干部分支而延伸设置的一对腿部的链牙的情况下，将链牙进行夹紧加工安装在拉链布带上时，目前存在在链牙的腿部的相对的腿部内侧面及从腿部内侧面连续的股部内侧面容易产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹的问题。

然而，本发明的铜锌合金产品为链牙，如果沿着该链牙的腿部内侧面配置扁平状的α相和β相，即使将链牙进行夹紧加工安装于拉链布带上，也可有效地防止在腿部内侧面产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹。进一步，如果沿着躯干部的股部内侧面配置扁平状的α相和β相，也可有效地防止在股部内侧面产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹。

另外，在拉链构成部件为安装于拉链的拉链布带上的止挡件的情况下，如果沿着止挡件的与拉链布带接触的内侧面配置扁平状的α相和β相，即使将该止挡件进行夹紧加工安装于拉链布带上，也可有效地防止在止挡件的内侧面产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹。

接着，本发明的铜锌合金产品的制造方法包括：将含有大于35wt%且在43wt%以下的锌、具有α相和β相的两相组织的铜锌合金中的β相的比率控制为大于10%且不足40%、优选控制为15%以上且不足40%的工序；以50%以上的加工率对β相的比率得到控制的铜锌合金实施冷加工的工序。

根据这样的本发明的制造方法，通过使用含有大于35wt%且在43wt%以下的锌的铜锌合金，能够容易地消减铜锌合金产品的材料成本。另外，通过将该铜锌合金中的β相的比率控制为大于10%且不足40%，可适当确保锌合金的强度和冷加工性。

另外，通过以50%以上的加工率对β相的比率得到控制的铜锌合金实施冷加工，可将铜锌合金中存在的α相晶粒和β相晶粒压扁成扁平状并配置成层状，因此，可制造耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性优异的铜锌合金产品。

在这样的本发明的铜锌合金产品的制造方法中，在控制铜锌合金中的β相的比率的工序中，通过对铜锌合金实施热处理，可将铜锌合金中的β相的比率稳定控制为大于10%且不足40%。

另外，在本发明的铜锌合金产品的制造方法中，通过所述冷加工，将扁平状的β相晶粒在与残留应力引起的自然裂纹或应力腐蚀裂纹产生的龟裂发展的方向交叉的方向形成为层状，由此，可稳定制造耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性极其优异的铜锌合金产品。

另外，在本发明的铜锌合金产品的制造方法中，通过所述冷加工，将β相晶粒形成为以截面看与产品外表面平行的方向的长边长度相对于与产品外表面正交的方向的短边长度的比例为规定大小、优选所述比例为2以上、更优选为4以上。由此，能够进一步提高制造的铜锌合金产品的耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性。

根据这样的本发明的铜锌合金产品的制造方法，能够制造半成品作为铜锌合金产品。根据本发明制造的半成品可以实施例如加工率50%以上的冷加工，另外，由于材料成本的削减，从该半成品得到的成品是廉价的，耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性优异。

另外，根据本发明的铜锌合金产品的制造方法，通过用铜锌合金形成长的线材或板材，并将该线材或板材进行切断或冲裁，能够合适地制造链牙及止挡件等拉链构成部件作为铜锌合金产品。由此，制造的拉链构成部件即使实施夹紧加工等冷加工，也可有效地防止自然裂纹及应力腐蚀裂纹的产生。

附图说明

图1是拉链的正面图；

图2是对将链牙及上下止挡件向拉链布带安装进行说明的说明图；

图3是示意性地表示配置扁平状的β相晶粒的位置的示意图；

图4是示意性地表示形成于链牙的股部内侧面的表层部的β相晶粒的示意图；

图5是对β相的各晶粒的长边长度和短边长度进行说明的说明图；

图6是示意性地表示形成于链牙的腿部内侧面的表层部的β相晶粒的示意图；

图7是对β相的各晶粒的长边长度和短边长度进行说明的说明图；

图8是对相对于轧制方向，与外表面正交的方向、与外表面平行的方向、各切断面的方向概念性地进行说明的说明图；

图9是观察与实施例2的试验片的轧制面正交且与轧制方向正交的切断面组织的光学显微镜照片的副本；

图10是观察与实施例2的试验片的轧制面正交且与轧制方向平行的切断面组织的光学显微镜照片的副本；

图11是观察与实施例2的试验片的轧制面平行的切断面组织的光学显微镜照片的副本；

图12是观察实施例1的链牙的腿部内侧面附近的组织的光学显微镜照片的副本；

图13是观察实施例1的链牙的股部内侧面附近的组织的光学显微镜照片的副本。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。另外，本发明不受下面说明的实施方式的任何限定，只要具有与本发明实质相同的构成且实现同样的作用效果，就可以进行各种各样的变更。

例如，在下面的实施方式中，对制造拉链构成部件作为铜锌合金产品的情况进行说明，但本发明对拉链构成部件以外的铜锌合金产品及得到成品之前的半成品(例如后述的长的线材等)也同样可以适用。

本实施方式的拉链构成部件为构成拉链的铜锌合金制的部件，例如，包含链牙、上止挡件、下止挡件、分离嵌插件及拉头等。

在此，例如图1所示，拉链1具有：左右一对拉链链带2，其在拉链布带3的相对的带侧缘部排列设置多个链牙10形成牙列4；上止挡件5及下止挡件6，其沿着牙列4安装于左右拉链链带2的上端部及下端部；拉头7，其沿着牙列4可滑动地配置。

在该情况下，如图2所示，各链牙10按如下制造，即，以规定的厚度切割称为Y型材的截面大致为Y字形状的线材20，对该切割的牙材料21进行冲压加工等，形成啮合头部10a。

此时得到的链牙10具有：利用冲压加工等形成的啮合头部10a、从啮合头部10a向一个方向延伸设置的躯干部10b、从躯干部10b分支成两股而延伸设置的一对腿部10c。然后，在一对腿部10c之间插入包含拉链布带3的芯绳部3a的牙安装部的状态下，两腿部10c在相互接近的方向(内侧)被夹紧进行塑性变形，由此，将链牙10以规定间隔安装于拉链布带3上。

拉链1用的上止挡件5按如下制造，即，以规定厚度切割截面为矩形的矩形材5a，对得到的切断片进行弯曲加工，成形为截面大致为U字状。另外，通过在上止挡件5的内周侧的空间部插入拉链布带3的牙安装部的状态下夹紧进行塑性变形，将上止挡件5分别安装于左右拉链布带3上。

拉链1用的下止挡件6通过以规定的厚度切割截面为大致H形状(或大致为×形状)的异形线材6a来制造。另外，通过在左右内周侧的空间部分别插入左右拉链布带3的牙安装部的状态下夹紧进行塑性变形，将下止挡件6横跨安装于左右拉链布带3上。

在这样的拉链1中，如上所述，在安装于拉链布带3上时，本实施方式的拉链构成部件特别优选作为被实施了夹紧加工的链牙10及上下止挡件5、6应用。另外，下面，主要对本发明优选应用的铜锌合金制的链牙10进行说明。

本实施方式的链牙10利用包含铜、锌、不可避免的杂质的铜锌合金构成。在此，所谓不可避免的杂质是说存在于原料中或在制造工序中不可避免地混入的杂质，即在不会对铜锌合金产品的特性造成影响的程度所允许的微量杂质。

对于作为该链牙10的材料使用的铜锌合金，以该合金中的锌含量成为大于35wt%且在43wt%以下的方式调节，具有面心立方晶格的α相和体心立方晶格的β相的两相组织。

在此，铜锌合金的锌含量设为35wt%以下时，在合金中未形成β相或即使形成β相，也难以将β相的比率控制为以下这样的范围。另外，在铜锌合金中的锌含量小的情况下，该铜锌合金中所包含的铜含量必然变大，因此，链牙10的材料成本随着铜含量变大而增大。另一方面，铜锌合金中的锌含量大于43wt%时，铜锌合金成为β相的单相组织而变脆，因此，铜锌合金的冷加工性变差，容易产生脆性破坏。

另外，通过将铜锌合金的锌含量控制在所述范围，链牙10可以呈现与由锌含量为15wt%左右的铜锌合金构成的以往的链牙10相同的色调(即，带有红色的金色色调)。具体而言，在Lab表色系统中，铜锌合金的色调的L值为60以上90以下，a值为0以上5以下，b值为15以上35以下。由此，即使使用本实施方式的链牙10构成拉链1，该拉链1也具备与以往相同的色彩，因此，也不会对拉链1的使用者带来不舒适的感觉。

另外，该链牙10中所使用的铜锌合金的β相的比率控制为大于10%且不足40%，优选控制为15%以上且不足40%。在此，如β相的比率成为10%以下，则不能充分得到后述那样的提高耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性的效果。另一方面，将β相的比率设为40%以上时，铜锌合金变脆，铜锌合金的冷加工性降低。

另外，在本实施方式的链牙10中，在铜锌合金的至少一部分的结晶组织中，α相晶粒和β相晶粒被压扁成扁平状并配置成层状。在该情况下，如图3中对链牙中的压扁成扁平状的β相的配置易于解释地示意性地表示的那样，在切割链牙10之前的Y型材中构成外周面的外表面的附近区域，用细线示意性地表示的扁平状的β相的晶粒15至少沿该外表面配置成层状。

另外，为了易于解释扁平状的β相晶粒15，虽然在图3中表示为比实际的尺寸大，但是，实际的β相晶粒以比图3中表示的尺寸小的尺寸而形成(例如，参照图12及图13)。另外，此处所说的外表面是暴露在外侧的表面，在腿部10c的内侧相对配置的腿部内侧面10d及形成于啮合头部10a处的啮合凹部内的内周面也包含于在此所说的外表面中。另外，该链牙10上形成的扁平状的α相晶粒也配置于与配置扁平状的β相晶粒的区域大致相同的区域。

特别是在本实施方式的链牙10的情况下，其特征在于，扁平状的β相晶粒至少形成于腿部10c的相对的腿部内侧面10d附近(表层部)，也优选配置于以从该腿部内侧面10d连续的方式形成的躯干部10b的股部内侧面10e附近(表层部)。

即，对于以往的链牙10而言，通常在安装于拉链布带3上时，在常温下进行夹紧固定，因此，安装后的链牙10中，在上述那样的腿部内侧面10d及股部内侧面10e附近产生起因于腿部10c的塑性变形的拉伸残留应力，因此，在这样的腿部内侧面10d及股部内侧面10e处容易产生自然裂纹。

另外，在拉伸安装于拉链布带3上的链牙10时等的情况下，在直接咬入拉链布带3的腿部内侧面10d及股部内侧面10e处容易受到拉伸应力，因此，容易在腿部内侧面10d及股部内侧面10e处产生应力腐蚀裂纹。

对此，在本实施方式的链牙10中，在以往容易产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹的腿部内侧面10d及股部内侧面10e的至少附近的区域(表层部)，扁平状的硬的β相晶粒配置成层状。由此，即使因残留应力等，自链牙10的腿部内侧面10d及股部内侧面10e产生龟裂，也由于形成层状的多个扁平状的β相以在与自然裂纹或应力腐蚀裂纹产生的龟裂发展的方向交叉的方向、优选正交的方向变长的方式配置，因此，能够分散龟裂或阻碍龟裂的发展。因此，可防止开裂(龟裂)变大(变深)，可防止产生损坏链牙10的质量的那样的自然裂纹及应力腐蚀裂纹。

特别是在本实施方式中，在观察链牙10的腿部10c及躯干部10b的截面中的结晶组织时，扁平状的β相晶粒沿着链牙10的外表面(腿部内侧面10d或股部内侧面10e)配置，而且，与该外表面正交的方向的短边长度和与该外表面平行的方向的长边长度的比例，即由与外表面正交的方向的短边和与外表面平行的方向的长边形成的长方形的长宽比(长边／短边的值)以成为2以上、优选成为4以上的方式形成。

另外，所谓与外表面正交的方向是指在以截面观察链牙10的结晶组织的情况下，以链牙10的外表面为基准时的合金的深度方向，例如在该外表面为曲面的情况下，是说相对于该曲面的切线方向大致正交的方向。另一方面，所谓与外表面平行的方向是指在以截面观察链牙10的结晶组织的情况下，沿着链牙10的外表面的方向，例如在该外表面为曲面的情况下，是说与该曲面的切线方向大致平行的方向。另外，与外表面正交的方向和与外表面平行的方向未必需要相互正交，交叉的角度也可以以含有误差的程度偏离90°。

在此，参照图4～图7对与外表面正交的方向的短边长度和与该外表面平行的方向的长边长度的比例进行更具体地说明。图4是示意性地表示从形成于后述的图13中的链牙10的股部内侧面10e的表层部的β相晶粒中任意选择的3个晶粒的图，图6是示意性地表示从形成于后述的图12中的链牙10的腿部内侧面10d的表层部的β相晶粒中任意选择的3个晶粒的图。

形成于链牙10的股部内侧面10e的表层部的图4所示的β相晶粒31、32、33及形成于腿部内侧面10d的表层部的图6所示的β相晶粒34、35、36沿着链牙10的外表面配置，如图5及图7所示，可以分别规定与链牙10的外表面平行的方向的长边长度a和与外表面正交的方向的短边长度b。

即，当观察β相晶粒31时，将连结该晶粒31的长边方向(与外表面平行的方向)的一端部和另一端部之间的线段的尺寸规定为长边长度a。另外，在对该晶粒31测定与外表面正交的方向(相对于外表面的深度方向)的晶界间的尺寸时，将该晶界间的尺寸成为最大的部分的尺寸规定为短边长度b。

这样，在规定长边长度a及短边长度b的情况下，“长边长度a／短边长度b”的值成为晶粒31的长宽比。另外，对β相晶粒32～36也如图5及图7所示那样，与β相晶粒31同样规定长边长度a及短边长度b。另外，如图5及图7所示，对各β相晶粒31～36而言，由于配置其晶粒的位置不同，沿股部内侧面10e及腿部内侧面10d的方向各异，因此，各β相晶粒31～36的长边长度a及短边长度b的方向也各不相同。

另外，在本发明中，观察结晶组织时的链牙10的截面方向可以任意设定。在该情况下，与外表面正交的方向和该截面方向的朝向无关，设定为一方向，但是，与外表面平行的方向根据该截面方向的朝向而改变。

例如图8中示意性地表示了铜锌合金片25，所谓链牙10的与外表面正交的方向是与冷加工中轧制的轧制面29正交的方向22，相对于一个轧制面29，该正交方向基本上设定为成为深度方向一方的方向。另一方面，所谓与外表面平行的方向为与轧制面29平行的方向，如果是轧制面29内的方向，则包含例如与轧制方向平行的方向23、与轧制方向正交的方向24、向轧制方向倾斜的方向等。

因此，在本实施方式中，在以与轧制面29正交的任意面切断链牙10的情况下，该切断面26(或切断面27)中，β相晶粒的短边长度和长边长度的比例形成为2以上。特别是在本实施方式中，一个切断面26(或切断面27)和与该切断面26(或切断面27)正交的切断面27(或切断面26)的双方中，优选短边长度和长边长度的比例形成为2以上。

即，在例如冷加工中与轧制的轧制面正交且在与轧制方向平行的方向切断链牙10的情况下，与该轧制方向平行的切断面中，β相晶粒的短边长度和长边长度的比例形成为2以上，且在与轧制面正交且与轧制方向也正交的方向切断该链牙10的情况下，在与该轧制方向正交的切断面中，也优选β相晶粒的短边长度和长边长度的比例形成为2以上。

这样，在一个切断面中、优选在两个以上的切断面中，如果扁平状的β相晶粒的短边长度和长边长度的比例具有2以上、优选4以上的关系，则通过将该β相晶粒配置成层状，可有效地阻碍龟裂从链牙10的腿部内侧面10d及股部内侧面10e向深处发展，可提高链牙10的耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性。

因此，例如为了以例如80%以上的加工率实施冷加工制造本实施方式的链牙10，即使在该链牙10中产生残留应力的情况下，也可稳定防止在该链牙10上产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹。

另外，在本实施方式的链牙10中，如图3所示那样，不仅在腿部内侧面10d及股部内侧面10e，而且在啮合头部10a、躯干部10b及腿部10c的各外侧面10f及与两腿部10c的前端相对配置的前端面10g处，扁平状的β相晶粒均配置成层状。因此，在该链牙10中，不仅在容易产生残留应力的腿部内侧面10d及股部内侧面10e，而且在啮合头部10a、躯干部10b及腿部10c的各外侧面及两腿部10c的前端面均可有效地防止自然裂纹及应力腐蚀裂纹产生。

另外，在本实施方式的链牙10中，配置扁平状的α相晶粒及扁平状的β相晶粒的区域不限定于链牙10的外表面附近的区域(表层部)，也可以在距链牙10的外表面深的区域配置扁平状的α相晶粒及扁平状的β相晶粒。

接着，对制造上述的本实施方式的链牙10的方法进行说明。

首先，铸造具有规定的截面面积的铜锌合金的坯段。此时，坯段以锌含量成为大于35wt%且在43wt%以下的方式调节铜锌合金的组成进行铸造。此时铸造的坯段具有α相和β相的两相组织。

接着，通过对得到的坯段进行热处理，对铜锌合金中的α相和β相的比率进行控制，使β相的比率成为大于10%且不足40%、优选成为15%以上不足40%。在该情况下，对坯段进行的热处理的条件可以根据铜锌合金的组成任意设定。另外，例如能在铸造坯段的同时将铜锌合金中的β相比率控制在所述范围的情况下，可以省略进行上述那样的热处理。

控制坯段中的β相的比率后，以例如加工率成为50%以上的方式对该坯段进行冷挤压加工等冷加工，由此，制作成为半成品的长的线材。另外，本发明中，冷加工以不足铜锌合金的再结晶温度的温度进行，优选以200℃以下的温度、特别优选以100℃以下的温度进行。

这样，通过对铜锌合金的坯段进行冷加工制作长的线材，在得到的长的线材中，铜锌合金中的α相晶粒和β相晶粒成为压扁成扁平状并配置成层状的状态。特别是在该情况下，α相晶粒和β相晶粒通过进行冷加工，具有以沿着加工方向(轧制方向)的方式延长的扁平形状。

然后，使实施了冷加工的长线材通过多个轧辊，以线材的横截面成为大致Y形状的方式进行冷加工，由此，形成所述的Y型材20。由此，可以进一步将铜锌合金中的α相晶粒和β相晶粒压扁成扁平状，例如沿着链牙10的腿部内侧面10d及股部内侧面10e致密地配置扁平状的β相晶粒。在该情况下，观察得到的长的Y型材20的纵截面时，沿着Y型材20的外周面配置的扁平状的β相晶粒以长边长度相对于短边长度的比例成为2以上的方式形成。

然后，以规定的厚度切割所述Y型材20，利用例如特开2006-247026号公报中说明的装置由成形冲头和成形模具对该切割的牙材料21进行冲压加工等，形成啮合头部10a，由此，可稳定制造本实施方式的链牙10。

在此，在制造Y型材20的工序中，只要是以加工率50%以上进行Y字形状的冷加工，对坯段进行拉丝后，为了控制β相的比率，也可以实施热处理。另外，此时的半成品为Y型材。

另外，在所述的实施方式中，主要对链牙10进行了说明，但如上所述，本发明也同样可以适用于上止挡件5、下止挡件6、分离嵌插件及拉头7。

例如，在上止挡件5的情况下，首先，铸造具有与链牙10相同组成的铜锌合金制的坯段，对该坯段实施热处理，控制铜锌合金中的β相的比率。接着，通过对得到的坯段进行冷加工，制作截面为矩形的矩形材5a(半成品)。然后，如图2所示那样，以规定的厚度切割得到的矩形材5a，对得到的切断片进行弯曲加工，成形为截面大致U字状，由此，可以制造上止挡件5。

另一方面，在下止挡件6的情况下，首先，铸造具有与链牙10或上止挡件5相同组成的铜锌合金制的坯段，对该坯段实施热处理，控制铜锌合金中的β相的比率。接着，通过对得到的坯段进行冷加工，制作截面为大致H形状(或大致×形状)的异形线材6a(半成品)。然后，如图2所示那样，以规定的厚度切割得到的异形线材6a，由此，可以制造下止挡件6。

如上述那样操作得到的上止挡件5及下止挡件6当安装在拉链布带3上时，沿着与拉链布带3接触的内侧面，致密地配置长边长度相对于短边长度的比例成为2以上的扁平状的β相晶粒，因此，与链牙10一样，可稳定防止在这些上下止挡件5、6中产生自然裂纹及应力腐蚀裂纹。

实施例

下面，通过示出实施例及比较例对本发明进行更具体地说明，但本发明并不受这些例子的任何限定。

首先，根据下面详细叙述的条件，制作实施例1～4及比较例1～5的试验片，对得到的各试验片进行关于耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、冷加工性及强度的评价。

首先，利用高频真空熔化装置，在氩气氛中熔化按照下述的表1及表2所示规定组成称重的铜和锌，制作直径40mm的铸锭，用该得到的直径40mm的铸锭制作直径8mm的挤压材料，进一步，对得到的挤压材料实施冷加工直到板厚成为1.1mm以上5.0mm以下的范围的规定的板形状。

接着，在400℃以上700℃以下的范围对挤压材料进行热处理，以使铜锌合金中的β相的比率成为下述的表1及表2所示的规定值。之后，对实施热处理消除了加工应变的板状的挤压材料，以表1及表2所示的规定的加工率实施只从上下方向进行轧制加工的冷轧，制造长的板材。然后，从得到的板材切出厚度(上下方向的尺寸)1mm×宽度(左右方向的尺寸)5mm×长度(轧制方向的尺寸)的试验片。

另外，对于得到的各试验片，用其截面照片观察顶面附近区域的铜锌合金组织。此时，如图8所示那样，对试验片25观察了与轧制面29正交且与轧制方向正交的切断面26、与轧制面29正交且与轧制方向平行的切断面27以及与轧制面29平行的切断面28中的铜锌合金组织。另外，同时测量切断面27中观察的β相晶粒的短边长度和长边长度，求得长边长度相对于短边长度的比例(长边长度／短边长度的值)。

另外，对实施例及比较例的各试验片按如下进行耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、冷加工性及强度的评价。

关于耐自然裂纹性的评价，用基于JBMA-T301(日本伸铜协会技术标准)的促进试验方法进行评价，将在氨暴露后产生的自然裂纹(龟裂)的长度为150μm以下的试验片评价为“○”，将超过150μm的试验片评价为“×”。

关于耐应力腐蚀裂纹性的评价，首先，通过将各试验片分别保持于三点弯曲夹具，从下面侧支承试验片的长度方向的两端部，同时，从上面侧向下方挤压长度方向的中央部，对各试验片施加规定的应力。进一步，依据日本伸铜协会技术标准JBMA-01，将保持在三点弯曲夹具的状态下的试验片在干燥器内实施氨暴露。然后，比较暴露前后的拉伸强度，对于耐应力腐蚀裂纹性，将强度降低率50%以上的试样评价为“○”，将不足50%的试样评价为“×”。

关于冷加工性的评价，在目视观察以规定的加工率实施冷轧的试验片时，将未产生开裂(龟裂)的试验片评价为“○”，将产生开裂(龟裂)的试验片评价为“×”。关于强度的评价，进行维氏硬度测定的结果，将硬度为Hv80以上的试验片评价为“○”，将硬度为不足Hv80的试验片评价为“×”。

下述表1及表2中表示实施例及比较例的各试验片的制作条件，并且表示求得β相晶粒的长边长度相对于短边长度的比例的结果和耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、冷加工性及强度的评价结果。另外，对于实施例2的试验片，利用扫描电子显微镜观察所述的切断面26～28的铜锌合金组织的照片的副本分别示于图9～图11。另外，图9～图11所示的照片的副本中，带阴影的部分表示β相的晶粒。

[表1]

[表2]

如所述表1所示那样，实施例1～实施例4的试验片的锌含量均为大于35wt%，因此，可期待铜锌合金中的铜含量的减少引起的成本削减的效果。另外，实施例1～实施例4的试验片虽然是未实施退火处理、以50%以上的加工率进行冷轧的试验片，但是在试验片的表面未观察到龟裂，判定冷加工性优异。

另外，对于实施例1～实施例4的试验片，在所述的切断面26及切断面27观察压接面附近区域的组织时，如图9及图10所示那样，可确认任一试验片中扁平状的β相晶粒均配置成层状。另外，还确认实施例1～实施例4的试验片在耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性及强度方面均足够优异。

另外，在Lab表色系统中判定实施例1～实施例4的试验片的色调时，任一试验片的L值均为60以上90以下，a值为0以上5以下，b值为15以上35以下，确认具备与以往的链牙相同的色彩。

另一方面，如所述表2所示那样，虽然比较例1的试验片的锌含量调节为规定的范围，但是，铜锌合金中的β相的比率为10%以下。因此，在比较例1的试验片中，确认不能充分得到由扁平状的β相晶粒得到的耐自然裂纹性的提高效果。

比较例2的试验片的锌含量为大于43wt%，因此，在铜锌合金中β相大量存在，且β相的比率成为40%以上。这样，由于β相的比率变大，铜锌合金的冷加工性降低，确认由于10%程度的加工率的冷加工，在铜锌合金中产生龟裂(脆性破坏)。

进一步，由于比较例2的试验片不能进行50%以上的加工率的冷加工，因此，不能将β相晶粒压扁成扁平状，β相晶粒的长边长度相对于短边长度的比例比2小。因此，不能充分得到由扁平状的β相晶粒得到的耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性的提高效果。

比较例3的试验片是以与以往通常制造的链牙大致相同的条件制作的试验片。该比较例3的试验片的耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、冷加工性及强度可以承受拉链的使用，但由于锌含量小，铜含量大，因此，具有材料成本变高的问题。

比较例4～比较例5的试验片均具有α相的单相组织，耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性及强度的任一性质都差。

接着，根据所述的表1所示的实施例1及4的条件及表2所示的比较例3及5的条件制造链牙，对得到的各链牙进行关于耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、冷加工性及强度的评价。

具体而言，首先，熔化按照表1及表2所示的规定组成称重的铜和锌铸造坯段，在常温下进行拉丝加工，由此，制作长线材。接着，对长线材实施热处理，以成为表1及表2所示的值的方式控制铜锌合金中的β相的比率。

接着，使制作的长线材通过多个轧辊，以线材的横截面成为大致Y形状的方式在常温下加工，由此，成形Y型材20，然后，以规定的厚度切割得到的Y型材20，利用成形冲头和成形模具对该切割的牙材料21进行冲压加工，制造链牙10。

接着，用截面照片观察了实施例1、4及比较例3、5的链牙10的腿部内侧面10d附近区域的组织。另外，使用上述的方法对实施例1、4及比较例3、5的链牙10进行关于耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、冷加工性及强度的评价。

在此，对于实施例1的链牙10，利用扫描电子显微镜观察腿部内侧面10d附近区域的组织和股部内侧面10e附近区域的组织的照片的副本分别示于图12和图13。另外，在图12及图13所示的照片的副本中，可看到黑色的部分为β相晶粒。

在从坯段制造链牙10时，虽然实施例1及实施例4的链牙10未实施退火处理，以50%以上的加工率进行冷加工并进行塑性变形，但是在链牙10的表面未观察到龟裂，与试验片的评价结果一样，判定为冷加工性优异。

另外，对实施例1及实施例4的链牙10观察腿部内侧面10d的附近区域及股部内侧面10e的附近区域的组织时，如图12及图13所示那样，确认任一链牙10中扁平状的β相晶粒均配置成层状。另外，与试验片的评价结果一样，也确认实施例1及实施例4的链牙10的耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性及强度足够优异。

另一方面，与试验片的评价结果一样，比较例3的链牙的耐自然裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、冷加工性及强度可以承受拉链的使用，但由于锌含量小，铜含量大，因此，具有材料成本高的问题。

比较例5的链牙具有α相的单相组织，耐自然裂纹性及耐应力腐蚀裂纹性差。

符号说明

1           拉链

2           拉链链带

3           拉链布带

3a          芯绳部

4           牙列

5           上止挡件

5a          矩形材

6           下止挡件

6a          异形线材

7           拉头

10          链牙

10a         啮合头部

10b         躯干部

10c         腿部

10d         腿部内侧面

10e         股部内侧面

10f         外侧面

10g         前端面

15          β相晶粒

20          线材(Y型材)

21          牙材料

22          与轧制面正交的方向

23          与轧制方向平行的方向

24          与轧制方向正交的方向

25          试验片(合金片)

26          切断面

27          切断面

28          切断面

29          轧制面

31～36      β相晶粒

Claims (17)

1.一种铜锌合金产品，含有大于35wt%且在43wt%以下的锌，由具有α相和β相的两相组织的铜锌合金构成，其特征在于，所述铜锌合金的β相的比率被控制为大于10%且不足40%，所述α相和β相的晶粒通过冷加工压扁成扁平状并配置成层状。

2.权利要求1所述的铜锌合金产品，其中，扁平状的所述β相的晶粒在与龟裂发展的方向交叉的方向形成为层状，所述龟裂由残留应力引起的自然裂纹或应力腐蚀裂纹产生。

3.权利要求1所述的铜锌合金产品，其中，扁平状的所述α相和β相的晶粒沿着所述铜锌合金产品的外表面配置。

4.权利要求3所述的铜锌合金产品，其中，扁平状的所述β相的晶粒形成为以截面看与所述外表面平行的方向的长边长度相对于与所述外表面正交的方向的短边长度的比例为2以上。

5.权利要求1所述的铜锌合金产品，其中，所述铜锌合金产品为半成品(5a，6a，20)。

6.权利要求1所述的铜锌合金产品，其中，所述铜锌合金产品为拉链构成部件(5，6，10)。

7.权利要求6所述的铜锌合金产品，其中，所述拉链构成部件为链牙(10)，所述链牙(10)具有：啮合头部(10a)、从所述啮合头部(10a)延伸设置的躯干部(10b)、和从所述躯干部(10b)分支而延伸设置的一对腿部(10c)，其中，沿着一对所述腿部(10c)的相对的腿部内侧面(10d)配置有扁平状的所述α相和β相。

8.权利要求7所述的铜锌合金产品，其中，在所述躯干部(10b)配置从所述腿部内侧面(10d)连续的股部内侧面(10e)，沿着所述躯干部(10b)的所述股部内侧面(10e)配置扁平状的所述α相和β相。

9.权利要求6所述的铜锌合金产品，其中，所述拉链构成部件为安装于拉链(1)的拉链布带(3)上的止挡件(5，6)，沿着所述止挡件(5，6)的与所述拉链布带(3)接触的内侧面配置扁平状的所述α相和β相。

10.一种铜锌合金产品的制造方法，其特征在于，包括：

将含有大于35wt%且在43wt%以下的锌、具有α相和β相的两相组织的铜锌合金中的所述β相的比率控制为大于10%且不足40%的工序；和

以50%以上的加工率对所述β相的比率得到控制的所述铜锌合金实施冷加工的工序。

11.权利要求10所述的铜锌合金产品的制造方法，其中，包括在控制所述β相的比率的工序中对所述铜锌合金实施热处理。

12.权利要求10所述的铜锌合金产品的制造方法，其中，包括通过所述冷加工将扁平状的所述β相的晶粒在与龟裂发展的方向交叉的方向形成为层状，所述龟裂由残留应力引起的自然裂纹或应力腐蚀裂纹产生。

13.权利要求10所述的铜锌合金产品的制造方法，其中，包括通过所述冷加工将所述β相晶粒形成为以截面看与所述铜锌合金产品的外表面平行的方向的长边长度相对于与所述铜锌合金产品的外表面正交的方向的短边长度的比例为规定大小。

14.权利要求13所述的铜锌合金产品的制造方法，其中，包括将所述β相晶粒形成为以截面看所述长边长度相对于所述短边长度的比例为2以上。

15.权利要求10所述的铜锌合金产品的制造方法，其中，包括制造半成品(5a，6a，20)作为所述铜锌合金产品。

16.权利要求10所述的铜锌合金产品的制造方法，其中，包括由所述铜锌合金形成长的线材(20)或板材，并将所述线材(20)或所述板材进行切断或冲裁，由此制造拉链构成部件(5，6，10)作为所述铜锌合金产品。

17.权利要求16所述的铜锌合金产品的制造方法，其中，包括制造链牙(10)或止挡件(5，6)作为所述拉链构成部件(5，6，10)。

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