DE69828062T2

DE69828062T2 - Kupferbasislegierung mit hervorragender korrosions- und spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und verfahren zu eren herstellung

Info

Publication number: DE69828062T2
Application number: DE69828062T
Authority: DE
Inventors: Tadao-Kitz Corporation Chino Factory Mizoguchi; Kozo-Kitz Corporation Chino Factory Itoh; Kazuaki-Kitz Corporation Chino Facto Yajima
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: TW509727B; EP1008664A1; EP1008664A4; US20020011288A1; EP1008664B1; US6395110B2; WO1998045490A1; DE69828062D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und Produkte, die aus der Legierung auf Kupfer-Basis hergestellt sind, und spezieller eine Legierung auf Kupfer-Basis, d.h. ein Material, das eine Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit in Anwesenheit einer korrodierenden wässrigen Lösung erfordert und das als Bearbeitungsmaterial verwendet wird, welches auf einem Gebiet verwendet wird, das eine Heißverarbeitbarkeit, wie eine Heißschmiedbarkeit, erfordert, welches weiter in einem Zustand mit Spannung, wie einem darauf angewendeten Verstemmen, verwendet wird und darüber hinaus umfangreich auf einem Gebiet verwendet wird, das eine Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit sowie eine Entzinkungs-Beständigkeit erfordert, ein Verfahren zu seiner Herstellung und Produkte, die aus der Legierung auf Kupfer-Basis hergestellt sind.
Als Legierungsmaterialien auf Kupfer-Basis sind ein Schmiedemessingbarren (JIS C3771), ein Freischneidemessingbarren (JIS C3604), ein Admiralitätsbronzebarren (JIS C4641), ein Hochfestigkeitsmessingbarren (JIS C6782) und dergleichen allgemein bekannt.
Da diese Legierungen auf Kupfer-Basis verschiedene Mängel aufweisen und sich nicht als zufriedenstellend erweisen, sind bisher verschiedene verbesserte Legierungen auf Kupfer-Basis vorgeschlagen worden.
Die gegenwärtige Anmelderin hat bereits eine Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit und Heißverarbeitbarkeit vorgeschlagen, wie in der JP-A-07-207,387 veröffentlicht.
Obwohl die Legierung dieser Veröffentlichung gute charakteristische Eigenschaften zeigt und eine tatsächliche Brauchbarkeit in einem großen Bereich von Gebieten findet, hat sich im Lauf der Zeit des tatsächlichen Gebrauchs der nachstehend erwähnte problematische Punkt ergeben. Der Wunsch zur Entwicklung einer Verbesserung, die auf die Überwindung der Probleme gerichtet ist, hat deshalb eine wachsende Anerkennung gefunden.
Um diesen Punkt spezieller zu erläutern, unterliegt diese Legierung in einem Test auf Entzinkungs-Korrosion, der in einer Atmosphäre aus einer korrodierenden Flüssigkeit durchzuführen ist, möglicherweise einer lokalen Korrosion. Weiter erleidet diese Legierung auf Kupfer-Basis, wenn sie als Schneidematerial verwendet wird oder in einem Zustand verwendet wird, der Spannung ausgesetzt ist, wie einem Verstemmen, möglicherweise eine Spannungskorrosions-Rissbildung.
Diese Erfindung ist durch eine sorgfältige Untersuchung vollendet worden, die im Licht des oben erwähnten problematischen Punkts vorgenommen wurde. Sie weist als ihr Ziel die Bereitstellung einer Legierung auf Kupfer-Basis, die eine gute Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit in einer Atmosphäre aus einer korrodierenden Flüssigkeit zeigt und eine ausgezeichnete Heißverarbeitbarkeit und Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit besitzt, eines Verfahrens für die Herstellung derselben und von Produkten, die aus der Legierung auf Kupfer-Basis hergestellt sind, auf.
Es ist insbesondere aus der US-A-5507885 der gegenwärtigen Anmelderin bekannt, dass eine Legierung auf Kupfer-Basis, nämlich ein Entzinkungsbeständiges Messing, verschiedene Zusammensetzungen aufweist. Das Messing einer Spezies weist eine Zusammensetzung aus 59,0 bis 62,0 Gew.-% Cu, 0,5 bis 4,5 Gew.-% Pb, 0,05 bis 0,25 Gew.-% P, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Sn, 0,05 bis 0,30 Gew.-% Ni mit oder ohne 0,02 bis 0,15 Gew.-% Ti und dem Rest aus Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen auf. Das Messing einer weiteren Spezies weist eine Zusammensetzung aus 61,0 bis 63,0 Gew.-% Cu, 2,0 bis 4,5 Gew.-% Pb, 0,05 bis 0,25 Gew.-% P, 0,05 bis 0,30 Gew.-% Ni mit oder ohne 0,02 bis 0,15 Gew.-% Ti und dem Rest aus Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen auf.
In einem Aspekt betrifft diese Erfindung eine Legierung auf Kupfer-Basis mit einer Zusammensetzung aus 58,0 bis 61,5 % Cu, 0,5 bis 4,5 % Pb, 0,05 bis 0,10 % P, 2,11 bis 3,0 % Sn, 0,05 bis 0,30 % Ni und dem Rest aus Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen (Gew.-%) und derart, dass das prozentuale Verhältnis von P und Sn der Formel P (%) × 10 = (2,8 bis 3,98) (%) – Sn (%) genügt.
Die Struktur der Legierung auf Kupfer-Basis ist gleichförmig fragmentiert, so dass sie eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Heißverarbeitbarkeit zeigt. Weiter wird die Zugfestigkeit, Härte, Dehnung usw. verbessert, wenn sie einer geeigneten Zieharbeit und Wärmebehandlung unterzogen worden ist. Darüber hinaus weist sie eine ausgezeichnete Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit auf, wenn ihre innere Spannung gründlich entfernt worden ist.
Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Legierung auf Kupfer-Basis mit einer Zusammensetzung aus 58,0 bis 61,5 % Cu, 0,5 bis 4,5 % Pb, 0,05 bis 0,10 % P, 2,11 bis 3,0 % Sn, 0,05 bis 0,30 % Ni, 0,02 bis 0,15 % Ti und dem Rest aus Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen (Gew.-%) und derart, dass das prozentuale Verhältnis von P und Sn der Formel P (%) × 10 = (2,8 bis 3,98) (%) – Sn (%) genügt.
Die Legierung auf Kupfer-Basis wird hergestellt, indem man einen Vorblock bei einer festgelegten Temperatur extrudiert und das Extrusionsprodukt bei einer Temperatur von nicht mehr als der festgelegten Temperatur wärmebehandelt, wodurch ihre Metallzusammensetzung so eingestellt wird, dass der durchschnittliche Kristallkorndurchmesser nicht mehr als im Wesentlichen 20 μm beträgt.
Im Extrusionsschritt wird die Vorblock-Extrusionstemperatur vorzugsweise auf nicht mehr als 680 °C erniedrigt, um die Kristallkörner der Struktur des extrudierten Barrenmaterials gleichförmig zu fragmentieren.
In dem Herstellungsverfahren wird der extrudierte Vorblock einer geeigneten Zieharbeit und Wärmebehandlung oder einem Schmieden und dann einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 475 – 600 °C über eine Zeitspanne im Bereich von 1 bis 5 Stunden unterzogen.
Ein Verfahren zur Herstellung der Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit gemäß dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen betreffenden gegossenen Vorblock extrudiert, das Extrusionsprodukt bei einer Temperatur im Bereich von 475 bis 600 °C über eine Zeitspanne im Bereich von 1 bis 5 Stunden wärmebehandelt und das wärmebehandelte Produkt einer geeigneten Zieharbeit unterzieht.
Die Zieharbeit wird durch eine plastische Verarbeitung bei einem 10- bis 30%-igen Flächenverringerungsverhältnis für den Zweck der Erhöhung der Materialfestigkeit bewirkt.
Nach der plastischen Verarbeitung wird das plastifizierte Produkt weiter bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 400 °C über eine Zeitspanne im Bereich von 1 bis 5 Stunden für den Zweck der Durchführung der Materialeinstellung und der Entfernung von verbleibender Spannung wärmebehandelt.
Durch dieses Herstellungsverfahren wird es möglich gemacht, eine Legierung auf Kupfer-Basis zu erhalten, die eine ausgezeichnete Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit aufweist, da das Verfahren die Materialeinstellung (Zugfestigkeit nicht weniger als 400 N/mm², Dehnung nicht weniger als 25 % und Härte nicht weniger als Hv 100) und die Behandlung für die Entfernung von verbleibender Spannung gründlich durchführt.
Die Legierung auf Kupfer-Basis wurde als Ausgangsmaterial verwendet, um mit Wasser in Kontakt stehende Teile, wie Ventile, Verbindungsstücke, Rohre, Wasserhähne, Zufuhrrohre für die Wasser- und Heißwassereinspeisung usw. oder elektrische oder mechanische Produkte, wie Gas-Haushaltsgeräteteile, Waschmaschinenteile, Klimaanlagenteile usw., herzustellen. Die Ergebnisse waren gut.
Im Fall der oben erwähnte Extrusion der Legierung dieser Erfindung wird durch Erniedrigen der Erwärmungstemperatur des Vorblocks auf eine Höhe von nicht mehr als 680 °C vor der Extrusion, wodurch die Kristallkörner der Struktur des Barrenmaterials gleichförmig auf einen Durchmesser von nicht mehr als 20 μm fragmentiert werden, ermöglicht, dass die herzustellende Legierung auf Kupfer-Basis eine ausgezeichnete Heißverarbeitbarkeit annimmt.
Die oben erwähnte Legierung auf Kupfer-Basis besitzt eine Heißschmiedbarkeit, die einem Pb-haltigen Messing eigen ist, zeigt eine ausgezeichnete Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit und ermöglicht eine Heißverarbeitungsarbeit. Diese Legierung ist sehr wirtschaftlich, da die Verwendung von P für den Zweck der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit eine weitere Erniedrigung der Ausgangsmaterialkosten zur Folge hat.
Eine Zieharbeit und eine Wärmebehandlung, die zusätzlich durchgeführt werden, ermöglichen geeignet, dass die Legierung auf Kupfer-Basis wirksam eine Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit zeigt.
Gemäß dieser Erfindung ist es demgemäß möglich geworden, eine Legierung auf Kupfer-Basis bereitzustellen, die den Effekt einer ausgezeichneten Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit, Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit und Heißverarbeitbarkeit und ebenfalls eine gute Wirtschaftlichkeit zeigt.
Die Legierung auf Kupfer-Basis dieser Erfindung weist neben der ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit, Heißverarbeitbarkeit und Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit, wie oben beschrieben, eine ausgezeichnete Festigkeit auf. Wenn diese Legierung beispielsweise für Ventile, Hähne und deren Teile verwendet wird, welche als Druckgefäße vorgeschriebene Druckbeständigkeitsgrößen benötigen, ermöglicht sie deshalb, dass diese Gefäße verringerte Wanddicken im Vergleich zu Gefäßen aus der herkömmlichen Legierung aufweisen. Weiter erfreut sie sich einer hoch zufriedenstellenden Verarbeitbarkeit im Vergleich zur herkömmlichen Legierung, da sie eine hervorragende Eignung für Schneidearbeit aufweist und deshalb eine Verringerung der Zeit ermöglicht, die für die an ihr durchgeführte Schneidearbeit erforderlich ist, und da sie weiter eine hohe Heißverarbeitbarkeit zeigt und deshalb eine Verringerung der Zeit ermöglicht, die für die daran durchgeführte Verarbeitungsarbeit erforderlich ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Gehalt an P und der Fortschreitungsgeschwindigkeit der Entzinkungs-Korrosion zeigt.
2 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Gehalt an Sn und der Fortschreitungsgeschwindigkeit der Entzinkungs-Korrosion zeigt.
3 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen den Gehalten an P und Sn und der Fortschreitungsgeschwindigkeit der Entzinkungs-Korrosion zeigt.
4 ist eine graphische Darstellung, welche die Tiefe der Entzinkung relativ zu der Haltezeit während der Temperarbeit (durchgeführt bei 500 °C) zeigt.
5 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Extrusionstemperatur und dem Durchmesser der Kristallkörner zeigt.
6 ist eine Tabelle, welche die Ergebnisse eines Tests auf Schmiedbarkeit zeigt.
7 ist eine Tabelle, welche die Ergebnisse eines Tests auf Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit und eines Tests auf Heißschmiedbarkeit zeigt.
8 ist eine Tabelle, welche die Ergebnisse eines Tests auf Spannungskorrosions-Rissbildung und eine Messung von mechanischen Eigenschaften zeigt.
9 ist eine Kopie des Schliffbilds einer Probe, das durch Durchführen eines Entzinkungs-Korrosionstests vom ISO-Typ bei dem Material dieser Erfindung erhalten wurde (Probe Nr. 7, gezeigt in 7).
10 ist eine Kopie des Schliffbilds einer Probe, die erhalten wurde, indem man einen Entzinkungs-Korrosionstest vom ISO-Typ bei dem Material dieser Erfindung durchführte (Probe Nr. 8, gezeigt in 7).
11 ist eine Kopie des Schliffbilds einer Probe, die durch Durchführung eines Entzinkungs-Korrosionstests vom ISO-Typ bei einem Ventilteil erhalten wurde, welches durch Schmieden eines herkömmlichen Messingbarrens von Schmiedegüte, spezifiziert durch JIS C3771, hergestellt wurde.
12 ist eine Kopie des Schliffbilds einer Probe, die durch Durchführen eines Entzinkungs-Korrosionstests vom ISO-Typ bei einem Teil erhalten wurde, das durch Bearbeiten eines herkömmlichen Freischneidemessingbarrens, spezifiziert durch JIS C3604, hergestellt wurde.
13 ist eine Kopie der Photographie des Aussehens eines geschmiedeten Produkts (Ventilteils) unter Verwendung des Materials dieser Erfindung (Probe Nr. 7, gezeigt in 7).
14 ist eine Kopie der Photographie eines geschmiedeten Produkts (Ventilteil) unter Verwendung der Probe Nr. 12, gezeigt in 7, in einem Zustand, der auf der Oberfläche desselben einen Riss aufweist.
15(a) ist eine Kopie der Photographie von zwei Proben des extrudierten Produkts unter Verwendung des Materials dieser Erfindung, wobei eine der Proben keinen Riss aufweist (Extrusion, 515 °C × 3,0 h Tempern → Ziehen → 350 °C × 3,0 h Tempern) und die andere Probe einen Riss aufweist (Extrusion → 550 °C × 3,0 h Tempern → Ziehen), und
15(b) ist ein erklärendes Diagramm der photographierten Proben.
16 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Werkzeug veranschaulicht, das für den Spannungskorrosions-Rissbildungstest verwendet wurde, der unter Druck durchgeführt wurde.
17 ist eine erklärendes Diagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung der Probe (
) der Legierung dieser Erfindung veranschaulicht.
18 ist ein erklärendes Diagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung der Probe (☐) der Legierung dieser Erfindung veranschaulicht.
19 ist ein erklärendes Diagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung der Probe (∧) der Legierung dieser Erfindung veranschaulicht.
Beste Weise zur Ausführung der Erfindung
Der Zusammensetzungsbereich der Legierung auf Kupfer-Basis gemäß dieser Erfindung und die Gründe dafür werden nachstehend beschrieben.
Cu: Obwohl eine Erhöhung der Menge an Cu eine Verbesserung der Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit der Legierung zur Folge hat, weist Cu einen höheren Einheitspreis als Zn auf. In Anbetracht des Wunsches, die Kosten der Ausgangsmaterialien zu senken, und einer ausgezeichneten Heißschmiedbarkeit, welche ein Hauptziel dieser Erfindung bildet, wird das Verhältnis von Cu in der Zusammensetzung der Legierung in einem Bereich von 58,0 bis 61,5 eingestellt. Insbesondere wurde gefunden, dass der Bereich von 60,0 bis 61,5 zufriedenstellende Ergebnisse ergibt.
Pb: Die Legierung enthält Pb für den Zweck, zu ermöglichen, dass ein geschmiedetes Produkt derselben bezüglich der Eignung für eine Schneidearbeit verbessert wird. Wenn das Verhältnis von Pb geringer als 0,5 % ist, erwirbt die erzeugte Legierung keine vollständig zufriedenstellende Eignung für die Schneidearbeit. Wenn Pb in übermäßig große Menge einverleibt wird, weist die erzeugte Legierung Mängel bei der Zugfestigkeit, Dehnung, dem Schlagzähigkeitswert usw. auf. So wird der Bereich für das Verhältnis von Pb bei 0,5 bis 4,5 eingestellt. Insbesondere wurde gefunden, dass der Bereich von 1,7 bis 2,4 zufriedenstellende Ergebnisse ergibt.
P: Die Legierung enthält P für den Zweck des Erwerbs einer verbesserten Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit. Die Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit der Legierung erhöht sich in dem Verhältnis, wie die Menge an zugesetztem P erhöht wird, wie es in 1 gezeigt ist. Wenn jedoch der P-Gehalt zunimmt, wird die zwischen P und Kupfer gebildete Verbindung Cu₃P an der Grenze der Kristallkörner ausgefällt. Da diese Verbindung hart, spröde und für ein Schmelzen während der Heißverarbeitungsarbeit empfänglich ist, zeigt sie die Tendenz zu verursachen, dass die Legierung bei der Extrusionsarbeit oder dem Heißschmieden eine Heißrissbildung erfährt. Der Bereich des Verhältnisses von P wird bei 0,05 bis 0,10 % eingestellt, da dies die Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit erfüllt, welche ein Hauptziel der Legierung dieser Erfindung ist. Insbesondere wurde gefunden, dass der Bereich eines Verhältnisses von 0,07 bis 0,10 %, der keine nachteilige Auswirkung auf die Heißschmiedbarkeit aufweist, zufriedenstellende Ergebnisse ergibt.
Sn: Die Legierung enthält Sn für den Zweck des Erwerbs einer verbesserten Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit. 2 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Sn-Gehalt (%) und der Korrosion zeigt. Insbesondere erweist sich der gleichzeitige Zusatz von Sn und P als wirksamer. 3 ist eine graphische Darstellung, welche die Änderung der Korrosion aufgrund des gleichzeitigen Zusatzes von P und Sn zeigt.
Sn hat einen höheren Einheitspreis als Zn. Es ist deshalb angemessen, das Verhältnis von Sn im Hinblick auf die Kosten der Ausgangsmaterialien zu erniedrigen. In Anbetracht des synergistischen Effekts, den Sn in Kombination mit Cu und P, d.h. den Komponenten, die bei der Beständigkeit gegen eine Entzinkungs-Korrosion wirksam sind, zeigt, ist der Bereich eines Verhältnisses von Sn von 0,5 bis 3,0 % gewählt worden, in dem dieses Element die Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit am günstigsten beeinflusst. Es wurde bestätigt, dass die erzeugte Legierung eine besonders ausgezeichnete Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit aufweist, wenn das Verhältnis von P und Sn, das an der Erfindung beteiligt ist, der Formel P (%) × 10 = (2,8 bis 3,98) (%) – Sn (%) genügt. Weiter ergibt der Bereich eines Verhältnisses von Sn von 1,0 bis 2,5 % besonders günstige Ergebnisse. Insbesondere erweist sich das Verhältnis von P, welches der Formel P (%) × 10 = (2,8 bis 3,2) (%) – Sn (%) genügt, als günstig in Anbetracht der Tatsache, dass die Heißschmiedbarkeit der Legierungen beeinträchtigt wird, wenn das Verhältnis von P übermäßig groß ist, und dass die Legierung eine übermäßige Fällung der y-Phase zeigt, wenn das Verhältnis von Sn übermäßig groß ist.
Ni: Der Gehalt an Ni in der Legierung ist direkt dabei wirksam, zu ermöglichen, dass die Legierung einer Entzinkungs-Korrosion standhält. Dieses Element ermöglicht, dass die Struktur der Legierung in Form eines Blocks gleichförmig fragmentiert wird, und, nachdem der Block durch Extrusion und Schmieden verarbeitet worden ist, ermöglicht, dass die verarbeitete Legierung eine gleichförmig feine Struktur erwirbt und dementsprechend die Wirkung zeigt, dass die Legierung keine Entzinkungs-Korrosion eingeht. Der Bereich des Verhältnisses von Ni ist deshalb auf 0,05 bis 0,30 % eingestellt worden. Insbesondere wurde gefunden, dass der Bereich von 0,05 bis 0,10 % zufriedenstellende Ergebnisse ergibt.
Ti: Die Legierung enthält Ti für den Zweck der Förderung des Effekts der gleichförmigen Fragmentierung ihrer Struktur dank des synergistischen Effekts, der sich zwischen Ti und Ni zeigt. Deshalb ist der Bereich des Verhältnisses von Ti auf 0,02 bis 0,15 % eingestellt worden.
Unvermeidbare Verunreinigungen: Unter dem Gesichtspunkt der Herstellung beträgt das Gesamtverhältnis der unvermeidbaren Verunreinigungen, einschließlich beispielsweise Fe, vorzugsweise nicht mehr als 0,8 %. Dieser Bereich ist handhabbar, ohne dass man auf irgendein spezielles Verfahren zurückgreift, solange das gewöhnliche Messingmaterial innerhalb des Bereichs hergestellt wird, der durch die bekannte JIS-Spezifikation spezifiziert ist.
Nun wird nachstehend das Verfahren zur Herstellung einer Legierung auf Kupfer-Basis beschrieben, bei der die Komponentenelemente in dem Bereich eingestellt sind, der von dieser Erfindung in Betracht gezogen wird.
In diesem Fall kann die Legierung auf Kupfer-Basis, die eine Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit besitzt, mit geringen Kosten hergestellt werden, da die Einstellung der Komponenten die Verwendung von P, einem preiswerten Element, ermöglicht. Dieses Element P ist selbst bei einem winzigen Anwendungsprozentsatz wirksam, einer Entzinkungs-Korrosion standzuhalten, und ist weiter in der Lage, die einzuverleibende Menge des ähnlich wirksamen Elements Sn zu verringern.
Dieses Herstellungsverfahren beginnt mit dem Schritt des Gießens einer Legierung auf Kupfer-Basis, bei der die Komponentenelemente innerhalb des prozentualen Zusammensetzungsbereichs dieser Erfindung eingestellt sind, um einen Rohblock herzustellen. Dann wird im Schritt der Barrenproduktion der Rohvorblock bei einer Erwärmungstemperatur von beispielsweise 700 °C extrudiert und kalt gezogen, um ein Barrenmaterial zu produzieren. Anschließend wird im Schritt des Schmiedens dieses Barrenmaterial bei einer Erwärmungstemperatur im Bereich von 650 bis 800 °C heißgeschmiedet, um ein Produkt zu formen. Weiter wird dieses Produkt des Schmiedens in einem Temperaturbereich von 450 bis 600 °C über eine Zeitspanne im Bereich von 1 bis 5 Stunden wärmebehandelt und luftgekühlt, um gründlich die Einstellung der Legierungsstruktur und die Entfernung von innerer Spannung zu bewirken und dementsprechend eine Legierung auf Kupfer-Basis zu produzieren, die eine ausgezeichnete Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Ein weiteres Herstellungsverfahren umfasst, dass man einen Rohvorblock einer Legierung auf Kupfer-Basis, bei der die Komponentenelemente innerhalb des prozentualen Zusammensetzungsbereichs eingestellt sind, der von dieser Erfindung in Betracht gezogen wird, bei einer Erwärmungstemperatur von beispielsweise 700 °C heiß extrudiert, wodurch ein Barrenmaterial oder ein Bandmaterial hergestellt wird, das Bandmaterial bei einer Temperatur im Bereich von 475 bis 600 °C über eine Zeitspanne von 1 bis 5 Stunden wärmebehandelt und das resultierende heiße Bandmaterial luftkühlt, dann das Bandmaterial einer Ziehbehandlung bei einem Flächenverringerungsverhältnis von 10 bis 25 unterzieht, wodurch eine plastische Verarbeitung bewirkt wird, und weiter das gezogene Band einer Temperbehandlung unterzieht, die bei einer Erwärmungstemperatur von 250 bis 400 °C über eine Zeitspanne von 1 bis 5 Stunden durchgeführt wird und von Luftkühlung gefolgt wird, wodurch eine Materialeinstellung (Zugfestigkeit nicht weniger als 400 N/mm², Dehnung nicht weniger als 25 % und Härte nicht weniger als Hv 100) und gründliche Entfernung von innerer Spannung bewirkt wird. Die Legierung auf Kupfer-Basis, die durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird, weist eine ausgezeichnete Entzinkungs- Korrosionsbeständigkeit auf und zeigt weiter eine hohe Festigkeit und herausragende Beständigkeit gegen Spannungskorrosions-Rissbildung.
4 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse eines Tests auf die Änderung der Tiefe der Entzinkung relativ zu der Haltezeit während der Temperarbeit zeigt.
Der Rohblock der Legierung auf Kupfer-Basis, bei dem die Komponentenelemente im prozentualen Zusammensetzungsbereich gemäß dieser Erfindung eingestellt sind, kann bezüglich der Heißverarbeitbarkeit verbessert werden, indem man diesen Rohblock bei einer möglichst geringen Erwärmungstemperatur extrudiert und dementsprechend die Kristallkörner der Struktur des Barrenmaterials kleiner macht. 5 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Extrusionstemperatur und dem Durchmesser der Kristallkörner zeigt, und 6 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Kristallkörner und der Schmiedbarkeit zeigt.
Durch diese Ergebnisse wird bestätigt, dass, wenn der Vorblock bei einer erniedrigten Erwärmungstemperatur von nicht mehr als 680 °C im Extrusionsschritt extrudiert wird, die Kristallkörner der Strukturen α und β des Barrenmaterials gleichförmig fragmentiert sind und dass aufgrund der gleichförmigen Fragmentierung das erzeugte Legierungsmaterial eine ausgezeichnete Heißverarbeitbarkeit, insbesondere Heißschmiedbarkeit, zeigt. In diesem Fall wird die Heißschmiedbarkeit vollständig zufriedenstellend, wenn die Kristallkörner einen Durchmesser von nicht mehr als etwa 20 μm aufweisen. Die Ergebnisse eines Tests demonstrieren, dass ein Durchmesser von nicht mehr als 15 μm sich als besonders günstig erweist.
Nun werden nachstehend Arbeitsbeispiele der Anwendung von Legierungen auf Kupfer-Basis dieser Erfindung und Vergleichsbeispiele beschrieben. Die Ergebnisse eines Tests auf die Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit und eines Tests auf die Heißschmiedbarkeit, die bei den betreffenden Proben durchgeführt wurden, sind in 7 gezeigt.
Die Proben für die Tests wurden durch das bekannte, oben erwähnte Verfahren hergestellt. Zuerst wurden Barrenmaterialien mit einem Durchmesser von 25 mm hergestellt, indem man Rohvorblöcke mit einem Durchmesser von 250 mm, die durch das kontinuierliche Gießverfahren hergestellt worden waren, unter Verwendung einer Heißextrusionsvorrichtung bei einer Extrusionstemperatur von 700 °C extrudierte. Die Barrenmaterialien wurden anschließend einer Ziehbehandlung bei einem Flächenverringerungsverhältnis von 12,5 % unterzogen.
Tests auf die Schmiedbarkeit: Ein industrielles Ventilteil, das aus dem oben erwähnten Barrenmaterial hergestellt wurde, wurde bezüglich der Formbarkeit durch Schmieden getestet. Das Ventilteil wurde bei einer Schmiedetemperatur von 700 °C heiß geschmiedet und dann visuell überprüft, um das äußere Aussehen und das mögliche Vorhandensein von Rissen oder Falten auf der Oberflächenschicht zu bestätigen. Als Mittel für die Bestätigung wurde ein stereoskopisches Mikroskop verwendet, das zehnfach vergrößern konnte. Was den Formbarkeitsvergleich betrifft, wurde ein geschmiedetes Produkt, welches das bekannte JIS C3771- (Probe Nr. 1) Material verwendete, als Standard des Standes der Technik der Formung verwendet. Die Proben, von denen man fand, dass sie dem Standard gleichwertig waren, wurden mit einer Kreismarkierung, O, angezeigt, und die Proben, von denen man fand, dass sie diesem unterlegen waren, wurden mit einer Kreuzmarkierung, X, angezeigt.
Test auf die Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit: Die Ventilteil-Proben, die nach dem oben erwähnten Schmieden erhalten wurden, wurden einer Wärmebehandlung unterzogen, die aus dem Stehenlassen unter den Bedingungen 550 °C × 5,0 h und Luftkühlung bestanden, um die Einstellung der geschmiedeten Struktur und die Entfernung von innerer Spannung zu bewirken. Der Test auf die Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit wurde auf der Grundlage des Verfahrens des Entzinkungs-Tests vom ISO-Typ durchgeführt. Dieses Verfahren umfasst das Polieren der Oberfläche eines gegebenen Teststücks mit einem Schmirgelpapier Nr. 1000, das Waschen der polierten Probe mit Ethanol, das Eintauchen der gewaschenen Probe in eine wässrige einprozentige Kupfer(II)-chlorid-Lösung bei 75 ± 3 °C auf solche Weise, dass die Menge derselben nicht weniger als 2,5 ml/mm² der Probenoberfläche beträgt, und das 24-stündige Halten der Probe in dem eingetauchten Zustand. Bei der Probe, die der Eintauchbehandlung unterzogen worden war, wurde die Tiefe der Entzinkung ab der Oberfläche gemessen. Die Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit wurde durch die Tiefe der Entzinkung auf einer Dreipunkte-Skala eingestuft, worin ein ⊙ für eine Tiefe von nicht mehr als 75 μm steht, O für eine Tiefe im Bereich von 75 bis 200 μm steht und X für eine Tiefe von nicht weniger als 200 μm steht.
Die Einzelheiten der in 7 gezeigten Testergebnisse werden nachstehend beschrieben.
Die Probe Nr. 1 war bezüglich der Entzinkungs-Beständigkeit mangelhaft, da sie einen übermäßig niedrigen Cu-Gehalt aufwies und praktisch kein P oder Sn enthielt. Die Proben Nr. 2 bis Nr. 4 zeigten eine gute Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit, da sie 0,09 bis 0,10 % P enthielten, zeigten aber eine nicht zufriedenstellende Schmiedbarkeit, da sie einen übermäßig großen Cu-Gehalt aufwiesen. Die Probe Nr.5 war bezüglich der Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit mangelhaft, da sie kein Sn enthielt. Die Probe Nr. 6 war bezüglich der Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit mangelhaft, da sie kein P enthielt. Die Proben Nr. 7 bis Nr. 12 zeigten eine zufriedenstellende Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit, da sie P- und Sn-Gehalte von 2,81 bis 3,98 aufwiesen, wie aus der Formel P (%) × 10 + Sn (%) berechnet. Während die Proben Nr. 7 bis Nr. 10 auch eine ausgezeichnete Schmiedbarkeit aufwiesen, zeigten die Proben Nr. 11 und Nr. 12 aufgrund eins Heißschmiedens Risse, da sie übermäßig hohe P-Gehalte aufwiesen. Die Proben Nr. 13 bis 15 zeigen eine zufriedenstellende Schmiedbarkeit, da sie niedrige Cu-Gehalte aufwiesen, und zeigten keine gute Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit, da sie übermäßig geringe Sn-Gehalte aufwiesen.
Aus den oben erörterten Ergebnissen ist es klar ersichtlich, dass die Proben Nr. 7 bis Nr. 10, welche der Formel P (%) × 10 + Sn (%) = 2,81 bis 3,98 entsprechen, sowohl eine ausgezeichnete Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit als auch Heißschmiedbarkeit zeigten. Da ein übermäßig hoher Sn-Gehalt möglicherweise eine starke Fällung der y-Phase in der Legierungsstruktur hervorruft, wies die Probe Nr. 10 einen Sn-Gehalt von 2,98 % auf.
Es wird deshalb geschlossen, dass die Proben Nr. 7 bis Nr. 10, die der Formel P (%) × 10 + Sn (%) = 2,81 bis 3,98 entsprechen, vollständig zufriedenstellend waren. Insbesondere wurde bestätigt, dass, wenn P (%) = 0,07 bis 0,10, sich die Formel P (%) × 10 + Sn (%) = 2,8 bis 3,2 als günstig erweist.
11 (Probe Nr. 1 in 7) ist eine Kopie der Photographie eines korrodierten Teils, der auf der Probe erschien, welche durch Heißschmieden des bekannten Schmiedemessingbarrens (JIS C3771) erhalten wurde, nachdem die Probe dem Test für Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit vom ISO-6509-Typ unterzogen worden war. Aus der Photographie wird das Auftreten von Schichten einer Entzinkungskorrosion mit einer Tiefe von etwa 1000 μm bis 1400 μm bestätigt. Die Ergebnisse des gleichen Tests, der bei einem Freischneidemessingbarren (JIS C3604) durchgeführt wurde, sind in 12 gezeigt. Aus dieser Figur wird das Auftreten von Schichten einer Entzinkungs-Korrosion mit einer Tiefe von 1000 μm bis 1400 μm ähnlich wie in 11 bestätigt.
9 (Probe Nr. 7 in 7) und 10 (Probe Nr. 8 in 7) sind jeweils eine Kopie der Photographie der Ergebnisse eines Tests auf Korrosion, der gemäß dem Entzinkungs-Korrosionstestverfahren vom ISO 6509-Typ bei einer Probe durchgeführt wurde, die erzeugt wurde, indem man den Schmiedemessingbarren dieser Erfindung einem Heißschmieden und einer Wärmebehandlung unterzog. Man bemerkt aus diesen Ergebnissen klar, dass die Proben praktisch kein Zeichen von Korrosion zeigten und sich bezüglich der Korrosionsbeständigkeit als zufriedenstellend erwiesen, wie es durch Tiefen, die viel kleiner als 75 μm sind, als Kriterium für die Einstufung belegt wird. Die Daten demonstrieren, dass die Legierung dieser Erfindung eine Legierung auf Kupfer-Basis ist, die eine ausgezeichnete Wirkung der Beständigkeit gegenüber einer Entzinkungs-Korrosion zeigen kann.
13 stellt eine Probe des Ventilteils dar, der durch Schmieden der Legierung auf Kupfer-Basis der Probe Nr. 7 (P 0,10 %) dieser Erfindung, gezeigt in 7, bei einer Erwärmungstemperatur von 720 °C erhalten wurde. Das Aussehen wurde durch visuelle Betrachtung und durch die Verwendung eines stereoskopischen Mikroskops überprüft, das zehnfach vergrößern konnte, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Defekten wie Rissen in der Oberflächenschicht zu bestimmen. Durch die Testergebnisse wurde gefunden, dass die Probe zufriedenstellend ist, wie es durch die Abwesenheit jeglichen wahrnehmbaren Zeichens von Defekten wie Rissen belegt wird.
14 stellt eine Probe des Ventilteils dar, das durch Schmieden des Probenmaterials von Vergleichsbeispiel Nr. 12 (P 0,18 %), gezeigt in 7, bei einer Schmiedetemperatur von 720 °C erhalten wurde. Die Probe wies einen Riss in der Oberflächenschicht auf. Das Auftreten dieses Risses beruhte auf einem übermäßig hohen P-Gehalt der Legierung. Die Ergebnisse zeigen an, dass die Heißverarbeitbarkeit unzulänglich wird, wenn der P-Gehalt 0,18 % beträgt.
Die Testbeispiele und Arbeitsbeispiele zur Demonstration der ausgezeichneten Beständigkeit gegen Spannungskorrosions-Rissbildung der Legierung dieser Erfindung werden nachstehend beschrieben.
Wenn die Legierung auf Kupfer-Basis dieser Erfindung zu einem Freischneidematerial hergestellt werden soll, verläuft das Standardverfahren nach der Heißextrusion der Rohblöcke möglicherweise entweder durch den Verlauf „Tempern → Versenden" oder durch den Verlauf „Tempern → Ziehen → Versenden", wie in 17 bis 19 veranschaulicht, abhängig von der Form, Größe und anderen ähnlichen Faktoren des betreffenden Barrenmaterials. Weiter wird nun der Verlauf „Tempern → Ziehen → Tempern → Versenden", der in 19 veranschaulicht ist, von dieser Erfindung vorgeschlagen. Die Barrenmaterialien, die durch die Verfahren unter Verwendung dieser drei verschiedenen Verläufe erzeugt wurden, wurden bezüglich Spannungsrissbildung und anderer Eigenschaften getestet. 8 veranschaulicht die Proben und die beteiligten Verfahren.
Die Verfahren, die für die Herstellung der Proben verwendet wurden, werden nachstehend beschrieben. Für die Tests wurden gerade Barrenmaterialien der Probe (
) mit einem Durchmesser von 16 mm und Bandmaterialien der Proben (☐) und (∧) mit einem Durchmesser von 18,2 mm durch Heißextrusion von Vorblöcken hergestellt, die einen Durchmesser von 250 mm aufwiesen und die gleiche Zusammensetzung wie die Probe Nr. 7 hatten, die in 7 gezeigt ist. Die Probe (
), die in 8 gezeigt ist, wurde erhalten, indem man das Barrenmaterial mit einem Durchmesser von 16 mm, welches das Ergebnis der Heißextrusion war, einer Wärmebehandlung unterzog, die aus einem Stehenlassen bei 550 °C × 3,0 h und einer Luftkühlung bestand. Die Probe (☐) wurde gemäß dem Verfahren von 18 erhalten, indem man das Bandmaterial, welches das Ergebnis der Heißextrusion war, einer Wärmebehandlung unterzog, die aus einem Stehenlassen bei 550 °C × 3,0 h und Luftkühlung bestand, und dann das heiß extrudierte Material zu einem Barren mit einem Durchmesser von 16 mm zog und das gezogene Material zu vorbestimmten Abmessungen verarbeitete und plastisch verarbeitete. Weiter wurde die Probe (∧), die in 8 gezeigt ist, gemäß dem Verfahren von 19 erhalten, indem man das Bandmaterial, welches das Ergebnis der Heißextrusion war, einer Wärmebehandlung unterzog, die aus einem Stehenlassen bei 550 °C × 3,0 h und einer Luftkühlung bestand, dann das Produkt dieser Wärmebehandlung durch das Ziehverfahren zu festgelegten Abmessungen verarbeitete und plastisch verarbeitete und das gezogene Material einer Wärmebehandlung unterzog, die aus einem Stehenlassen bei 350 °C × 3,0 h und einer Luftkühlung bestand. Die Proben (☐) und (∧) wiesen beide ein Flächenverringerungsverhältnis von 22,7 % auf. Die Proben, die durch die oben erwähnten drei Verfahren erzeugt wurden, wurden bezüglich Spannungskorrosions-Rissbildung und mechanischer Eigenschaften getestet.
Die Ergebnisse der Tests und deren Bewertungen sind in 8 gezeigt.
Test auf Spannungskorrosions-Rissbildung: Der Test eines Barrenmaterials, wie es ist, auf eine Spannungskorrosions-Rissbildung wurde gemäß dem Spannungsrisstest durchgeführt, der in JIS H3250 spezifiziert ist. Eine Länge von 80 mm, die von einem gegebenen Proben-Material des oben erwähnten variierenden Verfahrens abgeschnitten wurde, wurde entfettet, getrocknet, dann in einen Exsikkator gegeben, der an seinem Boden eine Schale mit 14%-igem wässrigem Ammoniak aufwies, und zwei Stunden bei Raumtemperatur in der Ammoniakatmosphäre stehengelassen. Die Probe, welche dem Test unterzogen worden war, wurde mit einer wässrigen 10%-igen Schwefelsäure-Lösung gereinigt, weiter mit Wasser gewaschen, gründlich getrocknet und visuell auf der Suche nach einem Oberflächenriss überprüft. Der Test auf Spannungskorrosions-Rissbildung unter Anwendung von Druck wurde durchgeführt, indem man ein Testwerkzeug, das wie in 16 gezeigt aufgebaut war, herrichtete, eine gegebene Probe in das Testwerkzeug gab, die Probe, wie sie in dem Testwerkzeug angeordnet war, in denselben Exsikkator gab, der eine Schale mit 14%-igem wässrigem Ammoniak enthielt, wie er in dem oben erwähnten Test verwendet wurde, die Probe zwei Stunden darin beließ und danach die Probe auf die gleiche Weise wie in dem oben erwähnten Test reinigte und visuell die gereinigte Probe auf der Suche nach einem Oberflächenriss überprüfte. Eine Probe, die ein wahrnehmbares Zeichen eines Risses trug, wurde mit einer Kreuz- (X) Markierung markiert, und eine Probe, die kein wahrnehmbares Zeichen eines Risses trug, wurde mit einem Kreis (O) markiert.
Nun werden die Ergebnisse des Tests der Legierung auf Kupfer-Basis dieser Erfindung auf mechanische Eigenschaften und des Tests derselben auf Spannungskorrosions-Rissbildung und die Bewertungen derselben, die in 8 gezeigt sind, nachstehend beschrieben.
Die Probe (
) in Form eines wie extrudierten Barrenmaterials zeigte keinen Spannungskorrosionsriss, zeigte aber einen Riss in dem Test, der unter Anwendung von Druck durchgeführt wurde. Dieses Verhalten der Probe (
) kann logisch durch die Annahme erklärt werden, dass die Probe bezüglich der Materialfestigkeit so mangelhaft war, dass sie dem angewandten Druck nachgab, winzige plastische Verformungen erfuhr und verbleibende innere Spannung in den winzigen plastischen Verformungen erlitt und schließlich den Riss zeigte.
Das Barrenmaterial der Probe (☐) zeigte in jedem der Tests, die unter Anwendung von Druck durchgeführt wurden, einen Riss. Der Rest der großen inneren Energie, welcher die Probe durch die Zieharbeit ausgesetzt wurde, war für den Riss verantwortlich. Die große innere Spannung, die wegen der hohen Starrheit und schlechten Zähigkeit und wegen der Tatsache, dass innere Spannung bei der Druckanwendung ausgeübt wurde, weiter bestand, gab Anlass zu dem Riss.
Dann zeigte die Probe (∧) weder in dem Test, der an dem Barrenmaterial durchgeführt wurde, noch in dem Test, der unter Druckanwendung durchgeführt wurde, eine Riss. Diese Probe konnte durch die plastische Verarbeitung, die durch die Zieharbeit bewirkt wurde, an Festigkeit gewinnen, und wurde dann durch das anschließende spannungsverringernde Tempern, das innere Spannung entfernen sollte, in ein Material mit hoher Festigkeit überführt. Dieses Material erwarb dementsprechend einen genügend hohen Schwellenwert, um dem Zerbrechen aufgrund einer äußerlich ausgeübten Spannung standzuhalten. So konnte es der Spannung standhalten, die während der Druckanwendung ausgeübt wurde, und zeigte keinen Riss. Die Ergebnisse demonstrieren, dass die Behandlungen, die in dem gleichen Verfahren wie bei der Herstellung der Probe (∧) vorgenommen werden, ein Produkt liefern, das eine ausgezeichnete Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit sowie Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit aufweist. Die Kopie der Photographie, die in 15(a) gefunden wird, zeigt die Ergebnisse des Tests auf Spannungskorrosions-Rissbildung, die über zwei Stunden in 14%-igem wässrigem Ammoniak durchgeführt wurden.
Aus den oben beschriebenen Ergebnissen kann geschlossen werden, dass die Legierung auf Kupfer-Basis gemäß dieser Erfindung, die durch ein Verfahren Extrusion → Wärmebehandlung (Stehenlassen bei 475 bis 660 °C über 1,0 bis 5,0 Stunden und Luftkühlung) → Zieharbeit (Flächenverringerungsverhältnis 10 bis 30 %) → Wärmebehandlung (Stehenlassen bei 250 bis 400 °C über 1,0 bis 3,0 Stunden und Luftkühlung oder Ofenkühlung) hergestellt wird, eine ausgezeichnete Entzinkungs-Korrosionsbeständigkeit sowie Spannungskorrosions-Rissbildungsbeständigkeit aufweist.
Wie oben beschrieben, kann deshalb die Legierung auf Kupfer-Basis gemäß dieser Erfindung in großem Umfang bei mechanischen Elementen, wie Schlauchnippelteilen und anderen ähnlichen Abdichtungsanordnungsteilen, Ventilschäften und -scheiben, die dazu bestimmt sind, Spannung ausgesetzt zu werden und in korrodierenden wässrigen Lösungen verwendet zu werden, angewendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Es wird aus der oben gegebenen Beschreibung klar, dass die Legierung auf Kupfer-Basis dieser Erfindung umfangreich in Materialien beispielsweise für Ventile, Ventilgehäuse, -schäfte, -scheiben und andere Ventilteile, Baumaterialien, Materialien für Maschinenelemente für elektrische, mechanische, Wasser- und Automobiltechniken und Materialien für Anlagenelemente, die Salzwasser handhaben, welche erfordern, dass eine Beständigkeit gegen Entzinkungs-Korrosion geboten wird, verwendet werden können.
Als konkrete Beispiele für die Elemente oder Teile, für welche die Legierung auf Kupfer-Basis dieser Erfindung geeignet als Ausgangsmaterial verwendet werden kann, können mit Wasser in Kontakt tretende Teile von Ventilen und Wasserhähnen, speziell Kugelhähne, hohle Kugeln für Kugelhähne, Ventilklappen, Absperrschieber, Ventile, die keine Schieber oder Klappen sind, Rückschlagventile, Hydranten, Befestigungsrohrstützen für Warmwasserzufuhrleitungen und mit warmem Wasser zu reinigende Toilettensitze, Wasserzufuhrrohre, Verbindungsrohre, Rohrverbindungen, Kühlrohre, elektrische Warmwasser-Zufuhrteile (Gehäuse, Gasdüsen, Pumpenteile, Brenner usw.), Siebe, Teile für Wassermessgeräte, Teile für die Wasserzufuhr, Mediumwasserzufuhr und Abwassersysteme, Ablaufstopfen, Knieausgleichsrohre, Verbindungsflansche für Toilettensitze, Wellen, Verbindungsstücke, Verteilerköpfe, Verzweigungsstopfen, Schlauchnippel, Hilfsklammern für Wasserhähne, Wasserstopp-Stopfen, Anschlüsse für Wasserzufuhr- und -ablaufstopfen, Befestigungsklammern für Sanitärkeramiken, Verbindungsstücke für Duschschläuche, Gashaushaltsgeräte, Türen, Türknöpfe und andere Baumaterialien und elektrische Haushaltsgeräte angeführt werden. Weiter kann die Legierung auf Kupfer-Basis für Ausgangsmaterialien, Zwischenprodukte, Endprodukte und Zusammenstellungen wie z.B. Toilettenartikel, Küchenutensilien, Badezimmeraccessoires, Waschraumutensilien, Möbelteile, Wohnzimmergegenstände, Sprinklerteile, Türteile, Torteile, Verkaufsautomatenteile, Waschmaschinenteile, Klimaanlagenteile, Gasschweißerteile, Wärmeaustauscherteile, Solarwärme-Heißwasserversorgungsteile, Metallwerkzeuge und deren Teile, Lager, Zahnräder, Baumaschinenteile, Teile für Walzgut und Transportmaschinenteile verwendet werden.

Claims

Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zusammensetzung aus 58,0 bis 61,5% Cu, 0,5 bis 4,5% Pb, 0,05 bis 0,10% P, 2,11 bis 3,0% Sn, 0,05 bis 0,30% Ni und dem Rest aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen (Gewichts-%) aufweist und dass das prozentuale Verhältnis von P und Sn der Formel P (%) × 10 = (2,8 bis 3,98) (%) – Sn (%) genügt.
Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zusammensetzung aus 58,0 bis 61,5% Cu, 0,5 bis 4,5% Pb, 0,05 bis 0,10% P, 2,11 bis 3,0% Sn, 0,05 bis 0,30% Ni, 0,02 bis 0,15% Ti und dem Rest aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen (Gewichts-%) aufweist und dass das prozentuale Verhältnis von P und Sn der Formel P (%) × 10 = (2,8 bis 3,98) (%) – Sn (%) genügt.
Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, welche eine Metall-Zusammensetzung aufweist, die so eingestellt ist, dass ein durchschnittlicher Kristallkorn-Durchmesser nicht mehr als im Wesentlichen 20 μm beträgt, indem man einen Vorblock extrudiert und ein Extrusionsprodukt bei einer Temperatur von nicht mehr als einer vorbestimmten Temperatur wärmebehandelt.
Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach Anspruch 3, die ein Barrenmaterial ist, zu dem der Vorblock bei einer Temperatur extrudiert wird, die auf nicht mehr als 680°C erniedrigt wird, und das einen Kristallkorn-Durchmesser aufweist, der gleichförmig fragmentiert ist.
Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, die nach einem Extrusionsverfahren eines Vorblocks einem geeigneten Ziehverfahren und einer geeigneten Wärmebehandlung unterzogen worden ist.
Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, die einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 450 bis 600°C über eine Zeitspanne im Bereich von 1 bis 5 Stunden nach dem Schmieden eines Extrusionsprodukts eines gegossenen Vorblocks unterzogen worden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man einen gegossenen Vorblock extrudiert, ein Extrusionsprodukt bei einer Temperatur im Bereich von 475 bis 600°C über eine Zeitspanne im Bereich von 1 bis 5 Stunden wärmebehandelt und ein resultierendes Produkt einer Zieharbeit bei einem geeigneten Flächenverringerungsverhältnis unterzieht.
Verfahren zur Herstellung einer Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach Anspruch 7, wobei die Zieharbeit durch ein plastisches Verfahren bei einem 10 bis 30%-igen Flächenverringerungsverhältnis zu einer verstärkten Materialfestigkeit bewirkt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei ein Ziehprodukt einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 400°C über eine Zeitspanne im Bereich von 1 bis 5 Stunden unterzogen wird, um eine Materialeinstellung und Entfernung von verbleibender Spannung durchzuführen.
Mit Wasser in Kontakt stehendes Teil, einschließlich Ventilen, Verbindungsstellen, Wasserhähnen und Versorgungseinrichtungen für eine Wasser- oder Warmwasser-Einspeisung, dadurch gekennzeichnet, dass es aus der Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist.
Elektrisches oder mechanisches Produkt einschließlich Gas-Haushaltsgeräteteilen, Waschmaschinenteilen und Klimaanlagenteilen, dadurch gekennzeichnet, dass es aus der Legierung auf Kupfer-Basis mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist.