ES2704430T3 - Aleación de latón que presenta capacidad de reciclaje y resistencia a la corrosión - Google Patents

Abstract

Una aleación de latón que consiste en - 58,0 a 61,9% en masa de Cu, - 1,0 a 2,0% en masa de Sn, - 0,05 a 0,29% en masa de Sb, - 0,0 a 0,3% en masa de Pb y/o 0,0 a 0,3% en masa de Bi, con lo que permite aptitud de reciclaje con una aleación de cobre que contiene Pb y/o Bi: y que también da excelente aptitud de mecanización y excelente resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones, - opcionalmente, 0,05 a 1,5% en masa de Ni, - opcionalmente 0,05 a 0,2% en masa de P - estando compuesto el resto por Zn e impurezas inevitables.

Description

DESCRIPCIÓN

Aleación de latón que presenta capacidad de reciclaje y resistencia a la corrosión

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una aleación de latón, particularmente a una aleación de latón que se usa como material aleado en instrumentos de sistemas de tuberías de agua, como válvulas, acoplamientos etc., y a una parte tratada y una parte humedecida.

Antecedentes de la invención

En años recientes, cuando se fabrican instrumentos de sistemas de tuberías de agua, como válvulas, acoplamientos, etc. por ejemplo, de una aleación de latón, se usa principalmente una aleación de latón exenta de plomo para evitar elución de plomo, que es un metal tóxico, y que contiene otros componentes como alternativa al plomo para asegurar propiedades tales como aptitud de mecanización, resistencia a la corrosión, etc. En este caso, como aleación de latón exenta de plomo, principalmente para instrumentos de sistemas de suministro de agua, se usan predominantemente tres tipos de aleaciones: una aleación a base de bismuto que contiene Bi como aditivo de fácil mecanización, una aleación a base de silicio que contiene Si como aditivo de fácil mecanización y una aleación de latón 40/60 que no contiene aditivo de fácil mecanización y compuesta principalmente de cobre y zinc (denominada en lo sucesivo aleación de latón 40/60).

Como aleación de latón a base de bismuto exenta de plomo, en el documento de patente 1 se sugiere, por ejemplo, un material de aleación de latón exenta de plomo para piezas forjadas. En este material de latón, se mejora la aptitud de mecanización por inclusión de Bi como alternativa al plomo. También, el documento de patente 2 sugiere válvulas de compuerta para sistemas de tuberías de agua, en las que se evita elución de plomo usando una aleación de latón que contiene Bi.

Como aleación de latón a base de silicio exenta de plomo, por ejemplo en los documentos de patentes 3 y 4, se sugieren aleaciones de cobre de fácil mecanización. Estas aleaciones de cobre contienen Si y no incluyen plomo ni cobre para tratar de obtener una aptitud satisfactoria de mecanización.

Sohn et al. describen en Journal of Alloys and Compounds 335 (2002) 281-289 efectos de estaño y níquel sobre el comportamiento de corrosión de aleaciones de Cu-Zn 60/40.

En el documento WO 2012/140977 A1 se describe una aleación a base de cobre que contiene 61,0-63,0% de Cu, 1,3-2,0% de Pb, 1,8-2,8% de Sn, 0,05-0,25% de Sb y 0,04-0,15% de P, siendo el resto Zn e impurezas (los porcentajes son % en masa).

Documentos de la técnica anterior

Documento de patente 1: JP-A número 2005-105405

Documento de patente 2: patente japonesa número 4225540

Documento de patente 3: patente japonesa número 3734372

Documento de patente 4: patente japonesa número 3917304

Compendio de la invención

Problemas a resolver por la invención

Sin embargo, cuando se mezclas aditivos de fácil mecanización, como Bi, Si, etc., en un latón que contenga plomo, se originan diversos efectos por lo que se debe controlar estrictamente su contenido. Por ejemplo, se sabe convencionalmente que el Si es un elemento contraindicado y se debe prestar una atención meticulosa a la contaminación en un proceso de producción y, adicionalmente, la producción en el mismo equipo es muy difícil. En cuanto al Bi, su criterio de control también es estricto y, desde el punto de vista de problemas de fragilidad a una temperatura intermedia, el mezclado de Pb en un latón a base de bismuto, exento de plomo, es más severo que el mezclado de Bi en un latón que contenga plomo.

Por estas razones, las aleaciones preparadas mezclando aditivos de fácil mecanización, como Bi, Si, etc., son problemáticas en cuanto a aptitud de reciclado. Como resultado, las aleaciones de cobre que contengan Bi y Si se sustituyen a veces por un fundidor a un precio significativamente menor que el valor original, después de separarse del sistema de reciclado y esto se refleja en el precio del producto en algunos casos debido al difícil reciclado.

Por el contrario, entre las aleaciones de latón exentas de plomo, una aleación de latón 40/60 se recicla de modo relativamente fácil debido a la no inclusión de Bi y Si. Sin embargo, es problemática en cuanto a resistencia a la corrosión. En general, la problemática resistencia a la corrosión en latones incluye resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones [denominada en lo sucesivo resistencia SCC (del inglés, stress corrosion cracking resistance)] y resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc y, de ellas, la resistencia SCC es especialmente problemática en latones exentos de plomo y frecuentemente menor que en latones que contengan plomo. La razón de esto es que en una aleación de latón que contenga plomo la resistencia SCC está asegurada por Pb mientras que el Pb está apenas contenido en el caso de una aleación de latón 40/60 exenta de plomo.

Además, en el caso de usarla con agua blanda que tenga una corrosividad fuerte, también se requiere resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc y, en el caso de usarla en instrumentos que regulan el caudal mediante una abertura pequeña, también se requiere en algunos casos resistencia a la erosión-corrosión.

Para resolver esto, por ejemplo, un latón naval que tenga resistencia al agua salada mejorada por la adición de aproximadamente 0,5 a 1,5% de Sn y un latón que tenga resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc mejorada por la adición de As a este latón naval se conocen como aleación de latón 40/60 dotada de resistencia a la corrosión. Sin embargo, en ninguna de estas aleaciones la resistencia SCC es menor que la de latones que contengan plomo y en muchos casos no se obtiene una practicabilidad suficiente. Además, se sabe que el As presenta fuerte toxicidad a organismos y la inclusión de este As en un material aleado a usar en instrumentos de sistemas de suministro de agua tiende a no ser aceptable por fabricantes y usuarios en general.

La presente invención ha sido investigada intensamente en vista de las condiciones reales antes descritas que han originado su desarrollo y su objeto es proporcionar una aleación de latón de aptitud de reciclado y resistencia a la corrosión excelentes y que evitan al mismo tiempo la adición de Bi y Si, con lo que se asegura su aptitud de mecanización y se facilita su tratamiento evitando la inclusión requerida de plomo y permitiendo la inclusión de una cantidad pequeña de plomo.

Medios para resolver el problema

La presente invención se refiere a la aleación de latón según la reivindicación 1.

Preferiblemente, en la aleación de latón el contenido de estaño es 1,1 a 2,0% en masa, el contenido de antimonio es 0,05 a 0,29% en masa y el contenido de níquel es 0,05 a 1,5% en masa y se genera interacción por adición de este níquel y el citado antimonio, por lo que se evita segregación de estaño y antimonio en la fase y mejorando la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

Además, se prefiere que el contenido de antimonio en la aleación de latón sea 0,05 a 0,15% en masa y la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones es excelente mientras que se reduce el contenido de antimonio.

Además, se prefiere que el contenido de níquel en la aleación de latón sea 0,10 a 0,25% en masa y se evita la disminución de la ductilidad en caliente mientras que se asegura la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

Además, se prefiere que el contenido de fósforo en la aleación de latón sea 0,05 a 0,15% en masa, con lo que se mejora la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc y la aptitud de mecanización.

Además, se prefiere usar la aleación de latón en una pieza tratada.

Además, la presente invención se refiere a una pieza humedecida que comprende la aleación de latón antes mencionada, en la que la pieza humedecida es preferiblemente una válvula o un grifo de agua.

Efecto de la invención

De acuerdo con la presente invención, incluyendo estaño y antimonio en las proporciones prescritas en lugar de plomo se asegura la aptitud de mecanización y se facilita el tratamiento evitando al mismo tiempo la inclusión requerida de plomo y permitiendo la inclusión de una cantidad pequeña de plomo, se evita la adición de bismuto y silicio cuyo contenido debe ser controlado estrictamente y se mejora la aptitud de reciclaje, se mejora la resistencia a la corrosión, como la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones, la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc, la resistencia a la corrosión-erosión, etc., equivalentes al caso de incluir bismuto y silicio, por lo que se puede estabilizar esta resistencia a la corrosión.

Adicionalmente, incluyendo níquel en la proporción prescrita se genera interacción entre el níquel y antimonio por lo que se mejora aún más la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y se puede estabilizar la resistencia a la corrosión.

Además, añadiendo fósforo se asegura la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc, se puede mejorar la resistencia a la corrosión y se mejora la propiedad de corte puesto que se pueden pulverizar virutas por esta adición de fósforo.

Breve explicación de los dibujos'

La figura 1 es una fotografía que muestra la apariencia de una pieza de ensayo.

La figura 2 es una fotografía amplificada de la microestructura de un material de ensayo de una aleación de latón que contiene antimonio.

La figura 3 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Sb de la figura 2 [EPMA = microanalizador con sonda electrónica (del inglés, electronic probe microanalyzer)].

La figura 4 es una fotografía amplificada de la microestructura de latón naval.

La figura 5 es una fotografía amplificada de la microestructura de un material de ensayo de una aleación de latón que contiene P.

La figura 6 es una fotografía amplificada de la microestructura de una aleación de latón con fines comparativos. La figura 7 es una fotografía de la viruta de un material de ensayo de una aleación de latón que contiene P.

La figura 8 es una fotografía de la viruta de una aleación de latón con fines comparativos.

La figura 9 es una gráfica que muestra las proporciones de puntos de ensayo de SCC roscados del material de latón de la presente invención y de otros materiales de latón.

La figura 10 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Sn en un material 1 de latón exento de plomo.

La figura 11 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Sn en un material 3 de latón exento de plomo.

La figura 12 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Ni en un material 3 de latón exento de plomo.

La figura 13 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Sb en un material 5 de latón exento de plomo.

La figura 14 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Sn en un material 5 de latón exento de plomo.

La figura 15 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Ni en un material 6 de latón exento de plomo.

La figura 16 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Sb en un material 6 de latón exento de plomo.

La figura 17 es una fotografía amplificada que muestra la imagen cartográfica EPMA de Sn en un material 6 de latón exento de plomo.

La figura 18 es una fotografía que muestra una muestra de ensayo SCC roscado de un artículo forjado.

La figura 19 es una fotografía que muestra la apariencia de una pieza de ensayo reforzada por recalcado.

La figura 20 es una vista explicativa que muestra los resultados de un ensayo de corrosión por chorro de salida. Modos de realizar la invención

La presente invención se refiere a la aleación de latón según la reivindicación 1.

A continuación, se ilustran los elementos contenidos en la aleación de latón de la presente invención y los intervalos deseables de su composición y las razones de todo ello.

Sn: 1,0 a 2,0% en masa

El Sn es un elemento que mejora la resistencia a la corrosión, como la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones, la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc, la resistencia a la erosión-corrosión, etc. de una aleación de latón y, en la presente invención, es un elemento esencial para mejorar principalmente la resistencia SCC. Para mejorar la resistencia SCC por originar deposición de fase y por inclusión de Sn, es necesario un contenido de 1,0% en masa o más. Para asegurar una resistencia SCC equivalente o mayor que la de un latón que contenga plomo, como C3771, C3604, etc., es deseable la inclusión con un contenido de 1,1% en masa o más utilizando un efecto sinérgico de Sb y Ni descrito más adelante, y cuando el contenido es 1,4% en masa o más, se puede asegurar resistencia SCC dando mucho valor particularmente a la aptitud de mecanización de una válvula forjada que tenga un calibre relativamente grande, de un artículo forjado fino, etc. Por el contrario, la inclusión de Sn posiblemente endurece una aleación, disminuye propiedades mecánicas (particularmente, el alargamiento) y deteriora así la fiabilidad del producto. Por lo tanto, el contenido de Sn es 2,0% en masa o menos, más preferiblemente 1,8& en masa o menos. Cuando se da mucho valor particularmente a la aptitud de mecanización, el contenido de Sn es 1,3% en masa o menos y para obtener excelente aptitud de mecanización en frío el contenido de Sn es deseablemente 1,6% en masa o menos.

Sb: 0,05 a 0,29% en masa

Se sabe que el Sb es un elemento que mejora la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc y la resistencia SCC de una aleación de latón. En la presente invención, el Sb es un elemento esencial para mejorar y estabilizar la resistencia SCC junto con la inclusión de Sn descrita más adelante y, además, para mejorar notablemente la resistencia SCC por un efecto sinérgico con Ni. Para mejorar la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc y la resistencia SCC, es necesario incluir un contenido de 0,05% en masa y este efecto se consigue con seguridad incluyendo un contenido de 0,07% en masa o más. Por otro lado, puesto que estos efectos se saturan cuando se incluye en exceso, el contenido mínimamente necesario para obtener resistencia a la corrosión es 0,15% en masa, más preferiblemente 0,10% en masa en términos de límite superior.

Además, se sabe que el Sb es un elemento que mejora la aptitud de mecanización de una aleación de latón cuando se incluye en una cantidad de 0,3 a 2,0% en masa y, en la presente invención, bajo la premisa de deposición de fase Y al incluir 1,0% en masa o más de Sn, es posible obtener el efecto de mejora de la aptitud de mecanización (particularmente, la propiedad de triturar virutas por Sb sólido-disuelto en esta fase y incluso aunque el contenido de Sb sea 0,29% en masa o menos. Por esto se puede evitar la disminución del alargamiento por generación de un compuesto intermedio debido a la inclusión de un exceso de Sb. El efecto de mejora de la aptitud de mecanización se obtiene con un contenido de por lo menos 0,07% en masa o más. En los ejemplos descritos más adelante, el contenido de Sb es aproximadamente 0,07 a 0,10% en masa. Puesto que es necesaria una consideración especial en cuanto a inocuidad cuando se incluya más de 0,10% en masa de Sb, valores alrededor del indicado son adecuados como datos válidos que indican resistencia SCC teniendo en cuenta la aptitud de mecanización.

Ni: 0,05 a 1,5% en masa

Se sabe que el Ni es un elemento que mejora las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de una aleación de latón. Aunque existe la idea general de que el Ni tiene efectos sobre la resistencia SCC, se ha clarificado que la resistencia SCC disminuye cuando una aleación compuesta de latón 40/60 Sn (latón naval) contiene Ni en la proporción descrita más adelante. Por el contrario, cuando una aleación compuesta de latón 40/60 Sn Sb contiene Ni, la resistencia SCC se mejora cuando el contenido de Sn está en el intervalo de 1,0 a 2,0% en masa (preferiblemente de 1,1 a 1,6%) y el contenido de Sb está en el intervalo de 0,05 a 0,29% en masa (preferiblemente de 0,08 a 0,10%), esto es, ha resultado evidente la existencia de un efecto sinérgico por Sb y Ni sobre la resistencia SCC. Por esto, es posible mejorar notablemente y estabilizar la resistencia SCC y disminuir el contenido de Sn que reduce el alargamiento. El efecto de mejora de la resistencia SCC se obtiene con un contenido de Ni de 0,05% en masa o más y es más seguro cuando el contenido de Ni es 0,10% en masa o más. Por otro lado, puesto que un contenido en exceso de Ni disminuye la aptitud de mecanización por generación de un compuesto intermetálico duro, el límite superior del contenido de Ni es 1,5% en masa, más preferiblemente 1,0% en masa, y puesto que el Ni es también un elemento que disminuye la ductilidad, es recomendable que el límite superior sea 0,5% en masa, más preferiblemente 0,25% en masa.

Cu: 58,0 a 61,9% en masa

Se producen productos de latón mediante procesos de conformación en caliente (extrusión en caliente, forja en caliente) y conformación en frío (embutición). Además, se requieren propiedades mecánicas, aptitud de mecanización, resistencia a la corrosión, etc. como propiedades del material, dependiendo de su uso.

El contenido de Cu se determina teniendo en cuenta estos factores y debe ser regulado en una situación normal dependiendo de los contenidos de Sn, Ni, Sb y P añadidos a la aleación de latón para diversos fines aunque, en la presente invención, los intervalos de estos componentes se determinan aproximadamente como se describe más adelante.

Se sabe generalmente que la aptitud de mecanización en frío de un redondo de latón se estabiliza y que se puede mecanizar en frío con un contenido de Cu de aproximadamente 58,8% en masa o más. Con respecto a la aptitud de mecanización, se sabe generalmente que es importante regular el contenido de Cu para que la proporción de fase p que indica una facilidad grande de deformación a aproximadamente 600 a 800*C sea 60% o más y menos de 100%. El límite superior del contenido de Cu que satisface dichas condiciones es 63,0% en masa.

De acuerdo con la presente invención, para obtener aptitud estable de mecanización y mejorar la aptitud de mecanización el contenido de Cu es 61,9% en masa. Especialmente cuando se use para forja en caliente, el límite superior debe ser aproximadamente 61,0% en masa y para asegurar aptitud de forja en caliente más excelente el contenido es ventajosamente 60,8% en masa o menos.

Para usarlo en mecanización en frío, el límite inferior del contenido de Cu es ventajosamente 59,2% en masa puesto que se debe asegurar un alargamiento excelente y para obtener una aptitud excelente de mecanización el límite inferior es ventajosamente 61,0% en masa o más. Además, para obtener una resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc el límite superior es ventajosamente 60,0% en masa.

P: 0,05 a 0,2%

El P es un elemento conocido públicamente como elemento que mejora la resistencia a la corrosión del latón por pérdida de recubrimiento de zinc. Cuando haya necesidad de una resistencia estricta a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc hasta la profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc de 200 pm en un ensayo de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc de acuerdo con la norma ISO 6509-1981, es esencial la inclusión de P junto con la inclusión de Sb en la aleación de la presente invención. El efecto de mejora de la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc se obtiene incluyendo P en una proporción de 0,05% en masa o más y, más infaliblemente, es ventajosa una proporción de 0,08% en masa o más. Por otro lado, la inclusión de P en exceso disminuye particularmente la aptitud de mecanización en caliente por generar un compuesto intermetálico duro. Por lo tanto, el límite superior es 0,2% en masa.

El P es un elemento que mejora la aptitud de mecanización (particularmente, la propiedad de triturar virutas) por generar el compuesto intermetálico antes descrito y se obtiene un efecto notable cuando el contenido de P es aproximadamente 0,08% en masa, contenido con el que se genera el compuesto intermetálico. Aunque el efecto de mejora de la aptitud de mecanización se incrementa junto con un incremento del contenido de P, es recomendable que el límite superior sea 0,15% en masa, más preferiblemente 0,10% en masa teniendo en cuenta también la disminución de la aptitud de mecanización antes descrita.

Pb: 0,3% en masa o menos

Si el límite superior de Pb se regula estrictamente, se fuerza usar materiales fundentes limitados, originando un coste mayor de la aleación, por lo que es deseable permitir una cierta cantidad desde el punto de vista de la aptitud de reciclaje. Por otro lado, como el Pb es perjudicial para el organismo humano, es deseable reducir lo máximo posible la cantidad de Pb y es deseable que el límite superior del contenido de Pb sea 0,3% en masa o menos, aunque este límite es variable dependiendo de la forma del producto, suponiendo el cumplimiento de la norma NSF 61, sección 8, anexo F, que es uno de los criterios de elución en agua corriente del grifo. Como la inclusión de Pb está permitida hasta 0,25% en masa, referido al peso medio de componentes humedecidos (componentes en contacto con agua) de acuerdo con la norma NSF61, anexo G, que es una de las regulaciones sobre la inclusión de Pb, es deseable que el límite superior del contenido de plomo sea 0,25% en masa si se cumple con esta regulación. Si se aboliera el contenido de 4% en masa, que es un criterio provisional propuesto por RoHs, existe una posibilidad alta de que el límite superior del contenido de Pb sea 0,1% en masa. Como resultado, cuando se use en piezas eléctricas y electrónicas, deseablemente el límite superior del contenido de Pb es 0,1% en masa. Además, cuando se considera registrar DCA como material antibacteriano, el límite superior del contenido de Pb es deseablemente 0,09% en masa.

Bi: 0,3% en masa o menos

Aunque desde el punto de vista de la aptitud de reciclaje se debe evitar mezclar Bi en un material general que contenga Pb, como C3771 o material similar, si se controla estrictamente el límite superior, se deteriora negativamente la aptitud de reciclaje debido a la misma razón que en el caso del Pb. Es deseable permitir contenidos alrededor de 0,1% en masa en un intervalo en el que el mezclado de C3771 no cause problemas. Además, es recomendable permitir un contenido de Bi de 0,2% en masa en vista de cargar un material de retorno en una cantidad de aproximadamente 50% con respecto al peso de fundente. Por el contrario, el límite superior del contenido de Bi es deseablemente 0,3% en masa dada la fragilidad de cristales eutécticos de Bi-Pb, aunque este límite varía dependiendo del contenido de Pb.

Se mejora la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc incluyendo 0,3% en masa o menos de Bi.

La aleación de latón exenta de plomo de la presente invención, de excelente aptitud de reciclaje y excelente resistencia a la corrosión, está compuesta en base a los elementos antes descritos. En la tabla 1 se resumen intervalos de componentes deseables como componentes químicos prácticos de la aleación de latón e intervalos de componentes deseables para corte por pérdida de recubrimiento de zinc, forja por pérdida de recubrimiento de zinc, corte general y forja general. Los intervalos de los componentes se expresan en % en masa. En la tabla se omite el zinc como material restante y esta cantidad restante incluye también impurezas inevitables.

Tabla 1

Ejemplos

Ejemplo 1

A continuación se verifica la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de la aleación de latón exenta de plomo de la presente invención. Como se ha descrito antes, la resistencia a la corrosión por agrietamiento por tensiones se considera como una resistencia a la corrosión y se realizó el siguiente ensayo para evaluar esta resistencia a la corrosión por tensiones. Se convirtieron materiales con forma de barra (material estirado 026 o más) con una máquina de tratamiento NC en el acoplamiento roscado Rcl/2 de 025x35) mostrado en la figura 1, que se usaron como piezas de ensayo de un material de ensayo y de un material comparativo.

Se controló a 9,8 N m el momento de torsión de roscado de un casquillo de acero inoxidable, se controló a 14% la concentración de amoníaco y se controló la temperatura de la sala de ensayo a aproximadamente 20*C. En este ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones, se preparó una pluralidad de materiales de ensayo o de materiales comparativos a partir del mismo material para los siguientes ensayos y se realizaron los ensayos. En el ensayo de agrietamiento por tensiones se colocó un casquillo roscado en un desecador bajo una atmósfera que contenía 14% de amoníaco. Después se sacó en cualquier momento, se lavó con ácido sulfúrico del 10% y se observó. Se realizó la observación con un microscopio estereoscópico (de 7 aumentos) y se juzgó como O la no generación de grietas, como A la generación de grietas finas (espesor A o más), como ▲ la generación de grietas de espesor 'A o más y como X la generación de grietas que penetran el espesor. Para representar cuantitativamente el criterio después del ensayo, se indica O con tres puntos, A con dos puntos, ▲ con un punto y X con cero puntos. Los valores numéricos obtenidos multiplicando los puntos por los tiempos del ensayo se añaden para todos los niveles y la evaluación se hizo en términos de total de puntos.

Para evaluar la resistencia a la corrosión por tensiones, se usó como material comparativo un material de latón que contenía plomo que originaba una resistencia a la corrosión por tensiones relativamente baja y se usó este material comparativo como criterio. El tiempo del ensayo de agrietamiento por tensiones fue 4, 8, 16, 24 y 48 horas. En la tabla 2 se indica la proporción de los componentes químicos de un material de latón que contenía plomo, en la tabla 3 se indican los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y en la tabla 4 se indican los resultados de la evaluación de puntos. En este ensayo los materiales comparativos se designan materiales comparativos 1 a 4.

Tabla 2

La tabla 2 representa un ejemplo comparativo

Tabla 3

Tabla 4

De los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de materiales de latón que contienen plomo (materiales comparativos 1 a 4) el total de puntos es 144 y se puede calcular que la proporción de puntos es 12,0% en vista de que 1.200 puntos son los puntos llenos y esta proporción se usa como criterio. Esto es, se determina que cuando la proporción de puntos al realizar el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de la aleación de latón exenta de plomo de la presente invención es 12,0% o más, se considera aproximadamente excelente la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

Como resultado del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de materiales de latón que contienen plomo, se generan grietas que penetran el espesor por primera vez en un tiempo de 16 horas y no se generan en un tiempo de 8 horas. Por lo tanto, también se menciona como criterio la no generación de grietas que penetran el espesor en un tiempo de 8 horas al realizar el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y se considera que esto da resistencia SCC estable.

De acuerdo con estos hechos, la aleación de latón de excelente resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones (1) proporciona una proporción de puntos de 12,0% o más cuando se analizan los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones basándose en el análisis antes descrito y (2) no genera grietas que penetren el espesor en un tiempo de 8 horas al realizar el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

Posteriormente, los materiales de ensayo de aleaciones de latón exentas de plomo de la presente invención y de los ejemplos comparativos se sometieron a un ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones. A continuación se indican el método y los resultados del ensayo.

Ejemplo 1-1: Aleación comparativa (1) que contiene Sn

Para confirmar la propiedad de agrietamiento por corrosión por tensiones cuando se añade Sn, como materiales de ensayo se usaron materiales con forma de barra que usan, como base, 1,5% en masa de Sn indicado en el porcentaje de los componentes químicos de la tabla 5. En la tabla 6 se indican los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de estos materiales y la proporción de puntos de los mismos. Este ensayo se realizó en tiempos de 2, 4, 8, 16, 24 y 48 horas.

Tabla 5

Tabla 6

Como resultado del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones antes descrito, las proporciones de puntos de loa materiales de ensayo 1 a 4 y 5 a 8 son, respectivamente, 25,5 y 19,9% y mayor que el 12% del criterio antes descrito de proporción de puntos. Sin embargo, como las grietas que penetran el espesor se generan en un tiempo de 4 horas en cualquiera de las piezas de ensayo números 1 a 8, no se reconoce que estas piezas de ensayo tengan resistencia SCC estable.

Ejemplo 1-2: aleación comparativa (2) que contiene Sn y Bi

Para confirmar la propiedad de agrietamiento por corrosión por tensiones cuando se añade Ni, como materiales de ensayo se usaron materiales con forma de barra que usan, como base, 1,5% en masa de Sn indicado en el porcentaje de los componentes químicos de la tabla 7 y se sometieron estos materiales de ensayo a un ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones. En la tabla 8 se indican los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de estos materiales y la proporción de puntos de los mismos. Este ensayo se realizó en los tiempos de 2, 4, 8, 16, 24 y 48 horas.

Tabla 7

Tabla 8

Como resultado del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones, las proporciones de puntos de loa materiales de ensayo 9 a 12 son 4,9% y las proporciones de puntos de los materiales de ensayo 13 a 16 son 4,6%, que no satisfacen el criterio de las proporciones de puntos de 12,0%. Por lo tanto, no se admite que la resistencia SCC sea excelente. Cuando el contenido de Ni se incrementa de 0,18 a 0,40% en masa, no se mejora la resistencia SCC, esto es, no se observa el efecto de mejora de la resistencia SCC cuando se usa sólo Ni sino que se confirma la disminución de resistencia SCC por adición de Ni.

Ejemplo 1-3: aleación de la invención (1) que contiene Sn y Sb

Posteriormente, para confirmar la propiedad de agrietamiento por corrosión por tensiones cuando se añade Sb, como materiales de ensayo se usaron materiales en forma de barra obtenidos añadiendo Sn 1,5% en masa de Sb indicado en el porcentaje de los componentes químicos en la tabla 9 y se sometieron al ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones. En la tabla 10 se indican los resultados de la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y las proporciones de puntos. Este ensayo se realizó a un nivel de tiempos de ensayo de 4, 8, 16, 24 y 48 horas.

Tabla 9

Tabla 10

Como resultado del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones, las proporciones de puntos de los materiales 17 a 19 son 37,8%, que es mayor que el criterio de las proporciones de puntos de 12,0% en el caso del material de aleación que contiene plomo antes descrita. Se mejora la resistencia SCC y se reconoce el efecto de la adición de Sb en comparación con los materiales de ensayo 1 a 4 y los materiales de ensayo 5 a 8: en los que el contenido de Sn es 1,5% en masa. No se generan grietas que penetren el espesor en un tiempo de 8 horas, por lo que exhiben resistencia SCC estable-

Ejemplo 1-4: aleación de la invención (2) que contiene Sn, Sb y Ni

Para confirmar la propiedad de agrietamiento por corrosión por tensiones cuando se añaden Ni y Sb, como materiales de ensayo se usaron materiales con forma de barra obtenidos añadiendo simultáneamente Ni y Sb al 1,5% en masa de Sn indicado en el porcentaje de los componentes químicos en la tabla 11 y se sometieron al ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones. En la tabla 12 se indican los resultados de la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y las proporciones de puntos. Este ensayo se realizó a un nivel de tiempos de ensayo de 8, 16, 24 y 48 horas.

Tabla 11

Tabla 12

Como resultado del ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones, las proporciones de puntos de los materiales de ensayo números 20 y 21 son 83,3%, es decir, se mejora la resistencia SSC en comparación con el caso de adición de sólo Sb. Por lo tanto, la resistencia SCC se mejora por adición simultánea de Ni y Sb en comparación con la adición de sólo Sb, que se cree se origina por interacción de ambos. No se generan grietas que penetren el espesor en un tiempo de 8 horas, lo cual denota resistencia SCC estable.

Ejemplo 1-5: aleación de la invención (3) que contiene Sn, Sb, Ni y P

Para confirmar la propiedad de agrietamiento por corrosión por tensiones cuando se añaden Ni, Sb y P, como materiales de ensayo se usaron materiales con forma de barra obtenidos añadiendo simultáneamente Ni, Sb y P al material base compuesto de 1,5% en masa de Sn indicado en el porcentaje de los componentes químicos en la tabla 13 y se sometieron al ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones. En la tabla 14 se indican los resultados de la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y las proporciones de puntos. Este ensayo se realizó a un nivel de tiempos de ensayo de 4, 8, 16, 24 y 48 horas.

Tabla 13

Tabla 14

Como resultado del ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones, las proporciones de puntos fueron 63,0 a 88,7& en todos los materiales de ensayo, que están con mucho lejos del criterio del ensayo SCC de 12% en el caso de un material de latón exento de plomo, por lo que los materiales de ensayo exhiben excelente resistencia SCC. Como se ha descrito antes, las proporciones de puntos son 83,3% cuando se añaden Ni y Sb simultáneamente (en el caso de los materiales de ensayo 20 y 21) y la adición de sólo Ni y Sb es suficiente cuando se tiene en cuenta sólo la resistencia SCC. Sin embargo, cuando se requiera adicionalmente resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc, la adición adicional de P será eficaz.

Ejemplo 1-6: aleación de la invención (4) que contiene Sn, Sb, Ni y P

En la tabla 15 se indican los porcentajes de los componentes químicos de materiales de ensayo compuestos de materiales con forma de barra obtenidos añadiendo Ni, Sb y P simultáneamente al material base compuesto de 1,2% en masa de Sn y en la tabla 16 se indican los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y la proporción de puntos de estos materiales de ensayo. Este ensayo se realizó a un nivel de tiempos de 4, 8, 12, 16 y 24 horas. La proporción de puntos es 34,4 a 63,5% que están todas por encima del criterio del ensayo SCC de 12% y no se producen grietas que penetren el espesor en un período de tiempo de 8 horas. Para obtener excelente resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones es preferible una cantidad mayor de Sn. Sin embargo, se confirmó que, aunque la cantidad de Sn sea 1,2% en masa como en este ensayo, se exhibe excelente resistencia SCC en comparación con un material de latón que contenga plomo cuando la cantidad de Cu está en el intervalo de 60,8 a 62,0% en masa.

Tabla 15

Tabla 16

Ejemplo 1-7: aleación de la invención (5) que contiene Sn, Sb, Ni y P

En la tabla 17 se indica el porcentaje de los componentes químicos en los materiales de ensayo compuestos de materiales con forma de barra obtenidos añadiendo Sb y P simultáneamente al material base compuesto de 1,2% en masa de Sn y ajustando el contenido de Ni a 0,4% en masa y en la tabla 18 se indican los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y la proporción de puntos de estos materiales de ensayo. Este ensayo se realizó a un nivel de tiempos de 4, 6, 8, 16 y 24 horas. Se confirmó que la proporción de puntos es 60,2% que es mayor que el criterio del ensayo SCC de 12%, no se generan grietas que penetren el espesor en un período de tiempo de 8 horas y se exhibe excelente resistencia SCC incluso si el contenido de Ni es 0,4% en masa.

Tabla 17

Tabla 18

Como resultado del ensayo SCC roscado realizado como se ha descrito antes, se obtuvieron los resultados del ensayo y las proporciones de puntos indicadas en la figura 9. En el material 1 de aleación de latón exenta de plomo la proporción de puntos fue 25,5% sin adición de Ni ni Sb, en el material 3 de aleación de latón exenta de plomo la proporción de puntos fue 4,9% con adición de 0,2% en masa de Ni, en el material 5 de aleación de latón exenta de plomo la proporción de puntos fue 37,8% con adición de 0,08% en masa de Sb y en el material 6 de aleación de latón exenta de plomo la proporción de puntos fue 83,3% con adición de 0,2% en masa de Ni y 0,08% en masa de Sn.

Es decir, la sola adición de Ni no contribuye a mejorar la resistencia SCC sino que disminuye la resistencia SCC. Cuando se añade sólo Sb, se mejora ligeramente la resistencia SCC. Sin embargo, se producen grietas que penetran el espesor incluso en un tiempo de 16 horas y no se obtiene necesariamente resistencia SCC excelente. Por el contrario, cuando se añaden simultáneamente Ni y Sb, se mejora notablemente la resistencia SCC. Es decir, se confirmó que, en la aleación de latón de la presente invención, se mejora a resistencia SCC no por la sola adición de cada elemento seleccionado de Ni y Sb sino por interacción de Ni y Sb cuando estos se añaden simultáneamente.

La acción por adición simultánea de Ni y Sb fue confirmada por (1) el número de grietas generadas, (2) la proporción de la superficie de fase y, (3) análisis de la imagen cartográfica y (4) análisis cuantitativo.

A continuación se indica el ensayo de medición del número de grietas generadas y los resultados del análisis.

Se observó con microscopio las muestras después de haber realizado el ensayo SCC para comprobar si hay tendencia a generar dependiendo del material. Los resultados de la observación se indican más adelante. Como resultado de la observación hubo tendencia a que la microestructura estuviera compuesta de fase a, fase p y fase y en todos los materiales, que las grietas se generaran de la fase a y de la fase p en todos los materiales, que las grietas generadas pasaran a través de los bordes de los granos a y granos p en todos los materiales y que no hubiera diferencia entre materiales.

Como no se observa ninguna estructura en la que una grieta termine en la fase p como se ha descrito antes, cuando una grieta se genera de la fase p, posiblemente la grieta progresa sin terminarse. Después, en cada material se midió el número de grietas generadas de la fase p. Para medir las grietas generadas de la fase p, se cortó la cara terminal de un tornillo para un tubo de muestra, se llenó con una resina después del ensayo SCC, se pulió y decapó, se hicieron 100 fotografías de cada material a un aumento de 1.000 y se midió el número de grietas generas de la fase p. En la tabla 19 se indican los resultados de la medición del número de grietas generadas de la fase p. Como resultado de la medición se encontró que el número de grietas en el material 6 de aleación de latón exenta de plomo que exhibía una resistencia SSC notablemente excelente era el menor de entre cuatro materiales.

Tabla 19

A continuación se indican los resultados de la medición del porcentaje de la superficie de la fase p.

Se encontró que el número de grietas generadas de la fase p varía dependiendo del material. Como se supone que la proporción de fase p es diferente dependiendo de la composición, en cada material se midió el porcentaje de la superficie de la fase p. En esta medición, se hicieron 10 fotografías de la microestructura de cada material a un aumento de 500 y se determinó el porcentaje de superficie p por recuento de puntos. En la tabla 20 se indican los resultados de esta medición. El porcentaje de superficie de la fase p disminuyó en el siguiente orden: material 6 de aleación de latón exenta de plomo > material 1 de aleación de latón exenta de plomo > material 3 de aleación de latón exenta de plomo, y el porcentaje de superficie de fase p que exhibía excelente resistencia SCC fue el valor más alto (16,5%). Es decir, se clarificó que el número de grietas generadas es pequeño en el material 6 de aleación de latón exenta de plomo aunque la cantidad de fase p es mayor en el material 6 de aleación de latón exenta de plomo.

Tabla 20

A continuación, se indican los resultados del análisis cartográfico. Las figuras 10 a 17 muestran fotografías ampliadas de imágenes cartográficas EPMA de Sn, Ni y Sb en materiales de aleación de latón exenta de plomo.

El análisis cartográfico de cada elemento se realizó con un microanalizador con sonda electrónica (EPMA). Las condiciones del análisis incluían una tensión de aceleración de 15 kV, un tamaño del haz de 1 |jm, una corriente de muestra de 20 nA, un tiempo de toma de muestra de 20 ms y un campo de análisis de 102,4 x 102,4 jm (x3.000).

En la imagen cartográfica la concentración de cada elemento se representa por porcentajes numéricos y colores claros y oscuros indicados en el lado derecho de la fotografía y cuanto menor sea el porcentaje numérico menor será la concentración. Se confirmó que la concentración de Cu es alta en la fase a, la concentración de Zn es alta en la fase p y la concentración de Sn es alta en la fase y. No se puede especificar la localización real de Ni en el material 3 de aleación de latón exenta de plomo ni en el material 6 de aleación de latón exenta de plomo. El Sb tiende a estar en la misma localización que el Sn y se supone que existe en la fase y.

Como resultado del análisis cartográfico, se encontró que la concentración de Sn presente en la fase y varía ligeramente dependiendo del material. Esto es, en el material 1 de aleación de latón exenta de plomo (figura 10) y en el material 3 de aleación de latón exenta de plomo (figura 11), el Sn en la fase y tiene parcialmente brillo, lo cual indica una concentración alta. Por el contrario, en el material 5 de aleación de latón exenta de plomo que contiene Sb añadido (figura 14) y en el material 6 de aleación de latón exenta de plomo que contiene Ni y Sb añadidos (figura 17) no se observan partes parciales con brillo, lo cual indica una concentración baja de Sn en la fase y.

En el resultado del análisis cartográfico de Sb en el material 5 de aleación de latón exenta de plomo, el Sb presente en la fase y tiene más brillo que la circunferencia en algunas partes. Este fenómeno indica que el propio Sb está posiblemente segregado en la fase y, aunque la sola adición de Sb tiene la función de evitar segregación de Sn en la fase y. Por lo tanto, se cree que es una causa para el caso en el que el material 5 de aleación de latón exenta de plomo exhiba resistencia SCC estable y excelente.

En el material 6 de aleación de latón exenta de plomo en la que se han añadido simultáneamente Ni y Sb no se observan localizaciones de concentración alta de Sn ni de concentración alta de Sb por lo que se cree que el Ni evita segregación de Sn y Sb. Por lo tanto, se cree que una razón de la mejora notable de resistencia SCC en comparación con el material 5 de aleación de latón exenta de plomo es función de la dispersión uniforme de Sn y Sb en la fase y

A continuación se indican los resultados del análisis cuantitativo.

Como se encontró por análisis cartográfico que elementos específicos están presentes en sus fases respectivas, se realizó un análisis cuantitativo. El análisis cuantitativo de cada fase se realizó con un espectrómetro de rayos X dispersivos de la longitud de onda. Este análisis se realizó bajo condiciones de una tensión de aceleración de 15 kV y una corriente del haz de 10 nA. En el caso del latón 60/40, se calcula que la región de generación de rayos X se extiende hacia la dirección de la profundidad y el haz se extiende aproximadamente 1 jm cuando la tensión de aceleración es 15 kV en el análisis de puntos. Por lo tanto, se seleccionó y analizó una fase de tamaño relativamente grande. En las tablas 21 a 23 se indican los resultados del análisis cuantitativo de las fases a, p y y, respectivamente. Aquí, el valor analizado no es el propio contenido. El valor del Ni es un valor de referencia que revela su presencia o ausencia.

Tabla 21

Tabla 22

Tabla 23

Los resultados de las respectivas tablas indican que en la fase a la cantidad de Cu está en el intervalo de 61 a 65% en masa, la cantidad de Zn está en el intervalo de 33 a 36% en masa y la cantidad de Sn está en el intervalo de 0,7 a 1,3% en masa y no existe una diferencia notable dependiente del material. En la fase p la cantidad de Cu está en el intervalo de 56 a 68% en masa, la cantidad de Zn está en el intervalo de 39 a 40% en masa y la cantidad de Sn está en el intervalo de 1,5 a 2,4% en masa, esto es, no existe una diferencia notable dependiente del material, como en la fase a. En la fase y la concentración de Sn fue aproximadamente 9% en masa en el material 1 de aleación de latón exenta de plomo y en el material 3 de aleación de latón exenta de plomo que no exhibía una resistencia SCC excelente. En el material 5 de aleación de latón exenta de plomo que tenía una resistencia SCC ligeramente mejor por adición de Sb la concentración de Sn en la fase y disminuyó a aproximadamente 8% en masa. En el material 6 de aleación de latón exenta de plomo que tenía una resistencia SCC notablemente mejor por adición simultánea de Ni y Sb, la concentración de Sn en la fase y disminuyó adicionalmente a aproximadamente 8% en masa. Por lo tanto, se cree que cuando la resistencia SCC es más excelente en este material, la concentración de Sn en la fase y es menor y se evita segregación de Sn.

De acuerdo con los hechos antes descritos, se cree que la adición simultánea de Ni y Sb para evitar segregación de Sn y Sb en la fase y para originar dispersión uniforme y evitar generación de grietas es una razón de la excelente resistencia SCC del material 6 de aleación de latón exenta de plomo.

Ejemplo 2

Posteriormente se verificó mediante un ensayo la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc de la aleación de latón exenta de plomo de la presente invención. Este ensayo contra la pérdida de recubrimiento de zinc se realizó de acuerdo con el método de ensayo de corrosión de una aleación de latón por pérdida de recubrimiento de zinc prescrito en la norma ISO 6509-1981.

Ejemplo 2-1 (material fundido)

Como material de ensayo se usó uno recogido de material fundido producido mediante fundición de metal por moldeo. En la tabla 24 se indican las condiciones de fundición.

Tabla 24

En la tabla 25 se indican los resultados del ensayo contra la pérdida de recubrimiento de zinc antes descrito. Como criterio de evaluación de los resultados del ensayo, se evaluó como 0 la profundidad máxima de corrosión por pérdida del recubrimiento de zinc, se evaluó como O la profundidad de 100 a 200 pm o menos, se evaluó como A la profundidad de 200 a 400 pm y se evaluó como X la profundidad mayor que 400.

Tabla 25

En la tabla 25 la profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc del material comparativo 5 que contenía Cu, Zn y Sn añadidos fue 437 pm y se evaluó como X. El material comparativo 6 obtenido añadiendo P a este material comparativo 5 tiene una profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc de 154 pm y el material de ensayo 7 obtenido añadiendo Sb a este material comparativo 5 tiene una profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc de 118 |jm por lo que se evaluó como O. El material de ensayo 48 que contiene además Sb y P añadidos tiene una profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc de 62 jm por lo que se evaluó como 0. De los resultados antes descritos se confirmó que la adición simultánea de Sb y P es necesaria cuando se requiera una resistencia estricta a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc. De los resultados de los materiales comparativos 7 y 8 y de los materiales de ensayo 48 y 50 que contenían aproximadamente 0,2% en masa de Ni añadido se confirmó que el efecto de añadir una cantidad traza de Ni sobre la propiedad de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc es pequeño.

Además se confirmó que la inclusión de Bi tiene efecto sobre la mejora de la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc puesto que el material de ensayo 51 obtenido añadiendo una cantidad traza de Bi al material de ensayo 48 (profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc: 194 jm ) tiene una profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc de 92 jm .

Ejemplo 2-2: material con forma de barra

A continuación se confirmó mediante un ensayo la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc cuando el material de ensaya estaba compuesto de una barra extrudida (material extrudido 035) como aleación de latón exenta de plomo. En la tabla 26 se indican los resultados del ensayo contra la pérdida de recubrimiento de zinc.

Tabla 26

De acuerdo con los resultados de esta tabla la profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc del material de ensayo 52 que no contenía P fue 445 jm y se evaluó como X. Por el contrario, la profundidad máxima de corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc fue menor que 100 jm en cualquiera de los materiales de ensayo 53, 54, 55 y 56 que contenían P y se confirmó que la resistencia a la corrosión por pérdida de zinc mejora por adición de P bajo la premisa de incluir Cu, Sn y Sb.

Ejemplo 3

Se realizó un ensayo de corte para confirmar el efecto de mejora de la aptitud de mecanización por inclusión de Sb en la aleación de latón exenta de plomo de la presente invención.

Se sabe que una aleación de plomo que no contenga plomo como elemento añadido de mecanización fácil exhibe una propiedad de corte notablemente baja como se ha descrito antes. La propiedad de corte se clasifica aproximadamente de acuerdo con 4 parámetros: valor de la resistencia, vida del utensilio, propiedad de trituración de virutas y grado de la superficie acabada y, de estas, la propiedad de “trituración de virutas (propiedad de tratamiento)” es la más importante en la producción real puesto que cuando es baja, se produce en el proceso de corte mecánico un defecto de bobinado en una máquina y no se produce descarga de virutas.

Ejemplo 3-1: ensayo de corte

Para verificar la mejora en la aptitud de mecanización (particularmente la propiedad de trituración de virutas) por inclusión de Sb, en un ensayo de corte se cortaron un material de ensayo que tenía los componentes químicos indicados en la tabla 27 y un material comparativo y se confirmaron los resultados del corte de estos materiales.

Tabla 27

En el ensayo de corte, se cortó el material en una máquina giratoria horizontal NC y se midió la resistencia al corte en esta operación. Como aparato para medir la resistencia al corte se usó el tipo triaxial de dinamómetro de herramientas kistler. Se evaluó la propiedad de corte por el peso por pieza de viruta. En la tabla 28 se indican las condiciones del ensayo de corte en esta operación.

Tabla 28

Se midieron respectivamente las fuerzas principales, fuerzas de empuje y fuerzas de alimentación cuando se cortaron bajo las condiciones del ensayo de corte antes descrito un material de ensayo que contenía Sb y un material comparativo que no contenía Sb y a partir de estas fuerzas principales, fuerzas de empuje y fuerzas de alimentación, se calculó la fuerza total de resistencia al corte. La fuerza total de resistencia al corte se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

Fuerza total de resistencia al corte = [(fuerza principal)2 (fuerza de empuje)2 (fuerza de alimentación)2]172

En la tabla 29 titulada “Resultados del ensayo de corte” se indican los resultados de las fuerzas principales, fuerzas de empuje y fuerzas de alimentación medidas y el valor de la fuerza total calculada.

Tabla 29

Por la tabla 29 se confirmó que el peso de una pieza de viruta fue 0,178 g en el ejemplo comparativo 9 que no contenía Sb mientras que el peso de una pieza de viruta fue tan bajo como 0,086 g en el material de ensayo 57 que contenía 0,09% de Sb, esto es, por inclusión de una cantidad traza de Sb las virutas resultan más finas y se mejora la aptitud de mecanización.

Ejemplo 3.2: observación de la microestructura

En la tabla 30 se indican los componentes químicos del material de ensayo 57 parecidos al del material de ensayo 57, en la figura 2 se muestra la fotografía amplificada de la microestructura de este material de ensayo y en la figura 3 se muestra la fotografía amplificada de la imagen cartográfica EPMA de Sb de la figura 2. La estructura de los componentes de este material de ensayo 58 es similar a la del material de ensayo 57 y el comportamiento del Sb de ellos es idéntico, por lo que el material de ensayo 58 es sustituido por el material de ensayo 57.

Tabla 30

Cuando se añade 0,09% en masa de Sb la fase y tiene brillo como se muestra en la imagen EPMA de la figura 3, lo cual demuestra la alta concentración de Sb. De este hecho se deduce que el Sb está sólido-disuelto y presente en la fase y, no en el compuesto intermetálico.

Debido al refuerzo por solución sólida la fase y que contiene Sb sólido-disuelto es dura y quebradiza y actúa como origen donde se trituran virutas por lo que se mejora la propiedad de trituración de virutas.

Ejemplo 3-3: aleación comparativa (1)

Se conoce una aleación de latón que es una aleación que contiene 0,3 a 2,0% en masa de Sb, 0,2 a 1,0% en masa de Mn y 0,1 a 1,0% en masa de por lo menos un tercer elemento o más seleccionado de Ti, Ni, B, Fe, Se, Mg, Si, Sn, P y elementos de las tierras raras, en la que en los bordes de los granos de los cristales se genera un compuesto intermetálico duro que contiene Sb, con lo que se mejora la aptitud de mecanización (publicación nacional de solicitud de patente japonesa número 2007-517981). Sin embargo, el material de ensayo 57 no contiene Mn y, adicionalmente, el contenido de Sb es tan bajo como 0,08% en masa y el Sb no está presente en un compuesto intermetálico sino sólido-disuelto en la fase y, por lo que el mecanismo de mejora de su aptitud de mecanización es básicamente diferente.

Ejemplo 3-4: aleación comparativa (2)

En la tabla 31 se indica el porcentaje de los componentes químicos de latón naval y en la figura 4 se muestra la fotografía amplificada de la estructura de este latón naval. En el caso de latón naval, cuando el contenido de Sn es 1,0% en masa o menos, apenas se genera fase y el Sb no puede estar-sólido-disuelto por lo que no se obtiene el efecto de mejora de la aptitud de mecanización.

Tabla 31

Ejemplo 3-5: aleación comparativa (3)

Para verificar el efecto ejercido por el Sb sobre la aptitud de mecanización en una aleación de latón que contenía Bi se realizó un ensayo de corte. En la tabla 2 se indican los componentes químicos de las aleaciones de latón que contenían Bi usadas con el ensayo de corte. El contenido de Bi es 1,0% en masa o más en cualquiera de los materiales comparativos, uno de los cuales no contenía Sb y el otro contenía 0,08% en masa de Sb. En la tabla 33 se indican los resultados del ensayo de corte y en la tabla 34 se indica la tabla del análisis de dispersión de una pieza de viruta.

Tabla 32

Tabla 33

Tabla 34

En los resultados del ensayo de corte, hay tendencia a que las virutas sean algo más finas cuando contienen 0,08% en masa de Sb. Sin embargo, no se reconoce una diferencia estadísticamente significativa puesto que el valor P es 0,135 en la tabla de análisis de la dispersión por lo que se deduce que la tendencia está en la dispersión generada por el experimento y el Sb no influye en la aptitud de mecanización.

En la aleación que contiene 1% en masa o más de Bi como aditivo de fácil mecanización, el efecto de mejora de la aptitud de mecanización ejercido por el Bi es extremadamente mayor que el ejercido por el Sb, como se ha descrito antes, por lo que no se puede reconocer el efecto de mejora de la aptitud de mecanización ejercido por el Sb.

Ejemplo 4

A continuación se confirmó el efecto de mejora de la aptitud de mecanización permitiendo que esté contenido P en una aleación de cobre exenta de plomo.

Ejemplo 4-1: evaluación programada de una válvula

En este caso, se trata toscamente la carcasa de una válvula de bola y, en este ejemplo, como objeto de la evaluación se usó un producto obtenido cortando la circunferencia interior del cuerpo de una válvula de bola (diámetro nominal: 1B) forjada roscada del tipo de dos piezas y se denominó material de ensayo 59 a una aleación de latón que contenía P y material de ensayo 60 a una aleación de latón que no contenía P y se compararon las virutas generadas en el tratamiento. En la tabla 35 se indican los componentes químicos de los materiales de ensayo 59 y 60 y en las figuras 5 y 6 se muestran, respectivamente, las fotografías de la microestructura de los materiales de ensayo 59 y 60.

Tabla 35

El corte del material de ensayo se realizó mediante tratamiento con una herramienta de conformado y en las figuras 7 y 8 se muestran las virutas generadas por este tratamiento. En el material de ensayo 60, las virutas se alargan como se muestra en la figura 8 y existe la posibilidad de generar problemas, como bobinado sobre el eje principal de las virutas que se alargan para detener la rotación. Por otro lado, en el material de ensayo 59, las virutas están relativamente separadas como se muestra en la figura 7 y, en este caso, es posible el tratamiento sin enredar virutas sobre el eje principal. La razón de esto es que el contenido de P es 0,10% en masa, las virutas están separadas por P y se generan compuestos intermetálicos, como Cu, Ni, etc., en el material de ensayo 59 al contrario que en el material de ensayo 60.

Como se muestra en la figura 5, en los bordes de los granos de los cristales se genera un compuesto intermetálico duro y quebradizo debido a la inclusión de 0,10% en masa de P en el material de ensayo 59. Como el compuesto intermetálico a base de P, duro y quebradizo, actúa como origen cuando se separan virutas en el proceso de corte, se mejora la propiedad de trituración de las virutas. En este caso se midieron las fuerzas principales, fuerzas de empuje y fuerzas de alimentación del proceso de corte usando materiales con forma de barra (material estirado) como en el caso antes descrito que contenía Sb y, a partir de dichas fuerzas, se determinó la fuerza total de resistencia al corte. En la tabla 36 se indican los resultados del ensayo de corte.

Tabla 36

En el ensayo de corte indicado en la tabla 36, el peso de una pieza de viruta es 0,310 g en el material de ensayo 60 que no contenía P añadido y 0,110 g en el material de ensayo 59 que contenía 0,10% en masa de P añadido, es decir, la viruta es aproximadamente A más fina, lo cual representa notablemente la influencia ejercida por el compuesto intermetálico.

Ejemplo 4-2: evaluación programada del material con forma de barra

Posteriormente se verificó la aptitud de mecanización por inclusión de P y Sb cuando el contenido de Sn es 1,2% en masa. En la tabla 37 se indica la proporción de los componentes químicos de los materiales de ensayo compuestos de materiales con forma de barra usados en el ensayo de corte y en la tabla 38 se indican los resultados del ensayo de corte. Las condiciones del ensayo de corte son las del ejemplo 3. Cuando se comparan los resultados con el resultado del material comparativo 9 del ejemplo 3, el peso por pieza de viruta es menor en los materiales de ensayo 61 a 63 y se confirma el efecto de mejora de la aptitud de mecanización por P y Sb, aunque el contenido de Sn en los materiales de ensayo 61 a 63 es 1,1 a 1,2% en masa al contrario que el contenido de Sn de 1,5% en masa en el material comparativo 9. Además, cuando el contenido de Ni es 0,2 y 0,4% en masa, no hay ninguna diferencia significativa y el peso por pieza de viruta es menor comparado con el del material comparativo 9.

Tabla 37

Tabla 38

Ejemplo 5

Se realizó el siguiente ensayo para evaluar la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de artículos forjados y de aleaciones de latón exentas de plomo de la presente invención. Se forjó la muestra forjada mostrada en el lado izquierdo de la figura 18 a una temperatura de forja de 760°C y se trató en una máquina de procesamiento NC en 025x34 (acoplamiento roscado Rc 1^ ) mostrada en la figura 18, que se usó como pieza de ensayo para el material de ensayo y el material comparativo. Se controló el par de torsión del roscado a 9,8 Nm, la concentración de amoníaco a 14% y la temperatura de la sala de ensayo a 20°C. En este caso, el método de evaluación de puntos es el mismo que el del ejemplo 1.

Ejemplo 5-1: aleación comparativa (confirmación del valor del criterio)

Para evaluar la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de un material forjado de latón que contenía plomo se usó como material comparativo un material forjado de latón que contenía plomo y se usó como criterio de un material forjado. El tiempo del ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones incluye 4, 8, 16 y 24 horas. En la tabla 40 se indican la proporción de los componentes químicos del material forjado de latón que contiene plomo y en la tabla 41 se indican los resultados de la evaluación de puntos. En este caso, el número de materiales comparativos fue cuatro: materiales comparativos 14 a 17.

Tabla 39

Tabla 40

Tabla 41

De acuerdo con los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de materiales forjados de latón que contenían plomo (materiales comparativos 14 a 17), el total de puntos es 24 y se puede calcular que la proporción de puntos es 3,8% sobre la base de que los puntos llenos son 624, que se usa como criterio. Esto es, cuando la proporción de puntos es 3,8% o más al realizar el ensayo de agrietamiento por corrosión por tensiones del artículo forjado de latón exento de plomo de la presente invención, generalmente se considera excelente la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

Como resultado del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones del material forjado de latón que contiene plomo, se generan grietas que penetran el espesor por primera vez en un tiempo de 8 horas, por lo que no se generan grietas que penetren el espesor en un tiempo de 4 horas al realizar el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y también se considera como criterio la no generación grietas que penetren el espesor en un tiempo de 4 horas al realizar el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y esto se puede considerar que da una resistencia SSC estable.

De acuerdo con estos hechos, la aleación forjada de latón de excelente resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones (1) proporciona una proporción de puntos de 3,8% o más cuando se evalúan los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones en base al criterio antes descrito y (2) no se generan grietas que penetren el espesor en un tiempo de 4 horas al realizar el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones. Por lo tanto, también se considera como criterio la no generación de grietas que penetren el espesor en un tiempo de 4 horas al realizar el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y esto se puede considerar que da una resistencia SCC estable.

Ejemplo 5-2: aleación de la invención

A continuación se realizó el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones de la aleación forjada de latón exenta de plomo de la presente invención. Más adelante se indican el método y los resultados del ensayo.

Se forjó a 760*C una muestra que tenía los porcentajes de componentes químicos indicados en la tabla 42, se transformó con una máquina de tratamiento NC en un acoplamiento roscado RCA A y se realizó el ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones. En la tabla 43 se indican los resultados del ensayo de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones y en la tabla 44 se indican los resultados de la evaluación de puntos. En este caso, el número de materiales ensayados fue cuatro: materiales de ensayo 64 a 67.

Tabla 42

Tabla 43

Tabla 44

Como resultado del ensayo antes descrito de resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones, la proporción de puntos de los materiales de ensayo 64 a 67 es 60,3%, que excede con mucho del 3,8%, que es el criterio antes descrito de la proporción de puntos. No se generan grietas que penetren el espesor incluso en un tiempo de 24 horas, por lo que se confirma la excelente resistencia SCC.

Ejemplo 6

Se confirmó la aptitud de mecanización en caliente de la aleación de latón exenta de plomo de la presente invención mediante un ensayo de ductilidad en caliente del material forjado.

En la tabla 45 se indican los porcentajes de los componentes químicos de los materiales de ensayo y materiales comparativos usados en este ensayo. Se usaron tres materiales de ensayo numerados 68 a 70 y, como material comparativo 18, se usó un material de aleación C3771 que contenía plomo. Los materiales usados estaban en forma de barra de 35 mm de diámetro.

Tabla 45

Ejemplo 6-1 (ensayo de recalcado)

(1) Método de ensayo

Se calentaron muestras de 35 mm de diámetro y 30 mm de longitud en un horno eléctrico a cada temperatura de ensayo y se prensaron las muestras hasta un espesor de 6 mm con una prensa de bisagra de 400 toneladas y se observó y evaluó el estado (presencia o ausencia de grietas) en la periferia exterior de la muestra. En este caso, la ausencia de grietas y arrugas se evaluó como 0, una cantidad pequeña de grietas finas o arrugas se evaluó como A y la presencia de grietas se evaluó como X.

(2) Resultado del ensayo

En la tabla 46 se indican los resultados de la evaluación de la apariencia de una pieza de ensayo de la pieza de recalcado. En esta tabla, los materiales de ensayo 68 y 69 dieron buenos resultados en un intervalo de temperaturas muy amplio en comparación con una barra de latón C3771 para forja general como el material comparativo 18. En el material de ensayo 70 que contiene P añadido se generaron grietas en el lado de temperaturas más bajo de 500 a 620°C y en el lado de temperaturas más alto de 860°C. Sin embargo, los resultados del ensayo fueron excelentes en un intervalo amplio de temperaturas en comparación con los del material C3771.

En la figura 19 se muestran las fotografías de la apariencia de piezas de ensayo de recalcado del material comparativo 18 (C3771) y del material de ensayo 69 (material 6 de latón exento de plomo) como ejemplo típico de la presente invención.

Tabla 46

Ejemplo 6-2: ensayo de resistencia a la deformación en caliente

(1) Método de ensayo

Se calentó una muestra de 10 mm de diámetro y 15 mm de longitud en un horno eléctrico hasta la temperatura de ensayo prescrita y se dejó que una carga de peso constante cayera desde una altura dada para aplicar la carga sobre la muestra calentada y se calculó y evaluó la resistencia a la deformación a partir del espesor de la muestra antes y después del ensayo.

Resistencia a la deformación en caliente (kg/mm2) =

En esta fórmula W representa el peso (kg) de la carga constante, hü representa la altura de caída (mm), V representa el volumen (m3) de la muestra, h0 representa la altura (mm) de la muestra antes de la deformación y h representa la altura (mm) después de la deformación.

(2) Resultado del ensayo

En la tabla 47 se indican los valores de la resistencia a la deformación en caliente de los materiales de ensayo 68 a 70 y del material comparativo 18 a sus respectivas temperaturas.

Por los resultados de esta tabla se confirmó que los valores de la resistencia de todos los materiales de ensayo son algo mayores que el valor de la resistencia del material comparativo (C3771) a cualquier temperatura de calentamiento.

Tabla 47

Ejemplo 7

Con respecto a las propiedades mecánicas de la aleación de latón exenta de plomo de la presente invención, se realizaron ensayos para confirmar la resistencia a la tracción (valor de criterio: 315 MPa o más), alargamiento (valor de criterio 15% o más) y dureza (80 Hv o más).

Como materiales de ensayo y material comparativo se usaron los mismos materiales de ensayo 68 a 70 y el mismo material comparativo 18 que en el ejemplo 6.

Ejemplo 7-1: Resistencia a la tracción

(1) Como muestra de ensayo se usa la muestra de ensayo número 4 y el método de ensayo sigue la norma JIS Z 2241 “Materiales metálicos - Ensayo de tracción - Método”.

(2) Resultado del ensayo

La resistencia a la tracción de cualquiera de los materiales de ensayo 68 a 70 es mayor que la resistencia a la tracción del material comparativo 18 (C3771), esto es, se satisfacen valores no menores que el valor de criterio de 315 MPa. Ejemplo 7-2: Alargamiento

(1) Como muestra de ensayo se usa la muestra de ensayo número 4 y el método de ensayo sigue la norma JIS Z 2241 “Materiales metálicos - Ensayo de tracción - Método”.

(2) Resultado del ensayo

El alargamiento de cualquiera de los materiales de ensayo 68, 69 y 70 es menor que el alargamiento del material comparativo 18. Sin embargo, se satisfacen valores no menores que el valor de criterio de 15%.

Ejemplo 7-3: Dureza

(1) Método de ensayo

El método de ensayo sigue la norma JIS Z 2244 “Ensayo de dureza Vickers - Método de ensayo” y la dureza se midió a una distancia de aproximadamente 1/3 del radio desde la periferia exterior de la sección transversal de un material con forma de barra. Como criterio de dureza se usó el criterio de C3604.

(2) Resultado del ensayo

La dureza de cualquiera de los materiales de ensayo 68 a 70 fue mayor que la dureza del material comparativo 18 y se satisfacen valores no menores que el valor de criterio de 80 Hv.

En la tabla 48 se indican los resultados de los ensayos de propiedades mecánicas relativas a la resistencia a la tracción, alargamiento y dureza.

Tabla 48

Ejemplo 8

Para evaluar la propiedad de resistencia a la erosión-corrosión de un artículo forjado de aleación de latón exenta de plomo de la presente invención se realizó el siguiente ensayo de corrosión de chorro abierto (ensayo de erosióncorrosión). Como materiales de ensayo se usaron el material de ensayo 69 y el material comparativo 18 (C3771) antes descritos y el material de ensayo 61 indicado en la tabla 49.

Tabla 49

(1) Método de ensayo

En la tabla 50 se indican las condiciones del ensayo. En el ensayo de corrosión por chorro abierto se superpusieron mutuamente con un intervalo de 0,4 mm una boquilla con forma de disco circular y una muestra de ensayo y se vertió una solución de ensayo a 4.015°C (solución acuosa de cloruro cúprico) en la abertura a través del orificio de una boquilla que tenía un diámetro de 1,6 mm situada en el centro del disco superior. La solución de ensayo llena el orificio y circula radialmente sobre la superficie de la muestra de ensayo. El caudal de la solución de ensayo es 0,4 l/min y la velocidad real en la boquilla es 3,3 m/s.

Se evaluó la propiedad contra la erosión-corrosión por la pérdida de masa, profundidad máxima de la corrosión y forma de la corrosión.

Tabla 50

(2) Resultado del ensayo

En la figura 20 se muestran los resultados del ensayo de corrosión por chorro abierto. Por los resultados del ensayo mostrados en la figura se confirmó que la pérdida de masa y la profundidad máxima de la corrosión de los materiales de ensayo 69 y 71 son significativamente menores que la del material comparativo 18 por lo que se se reconoce su propiedad excelente contra la erosión-corrosión.

También puede ser permisible lavar por lo menos una parte humedecida de componentes humedecidos (instrumentos de fontanería), como válvulas, grifos de agua, etc. que usan la aleación de latón de la presente invención, por ejemplo, mediante el método descrito en la patente japonesa número 3345569, pata evitar elución de plomo. Específicamente, una parte humedecida se lava con una solución de lavado preparada añadiendo un inhibidor del ácido nítrico con lo que elimina plomo de la capa superficial de la parte humedecida y, simultáneamente, se forma una película sobre la superficie de cobre de la capa superficial para evitar corrosión por ácido nítrico. Como ejemplo del inhibidor antes descrito se usa ácido clorhídrico y/o benzotriazol y es preferible que la concentración de ácido nítrico en la solución de lavado antes descrita sea 0,5 a 7% en peso y que la concentración de ácido clorhídrico en la solución sea 0,05 a 0,7% en peso. También puede ser permisible lavar una sal de níquel adherida a la capa superficial de la parte humedecida de componentes humedecidos (instrumentos de fontanería), como válvulas, válvulas para agua etc. sobre los que se ha realizado el tratamiento de niquelado usando la aleación de latón de la presente invención, por ejemplo, mediante el método descrito en la patente japonesa número 4197269, y lavar y eliminar la sal de níquel antes descrita mediante un proceso de lavado con ácido usando una solución de lavado que contenga ácido nítrico y ácido clorhídrico añadidos como inhibidores bajo temperaturas de tratamiento de 10 a 50°C y tiempos de tratamiento de 20 segundos a 30 minutos para realizar un tratamiento eficaz y realizar eficazmente un tratamiento de eliminación de níquel sobre la capa superficial de la parte humedecida bajo la condición de formar una película sobre la superficie de la parte humedecida con el ácido clorhídrico antes descrito. Es preferible que la concentración de ácido nítrico en la solución de lavado antes descrita sea 0,5 a 7% en peso y que la concentración de ácido clorhídrico en la solución sea 0,05 a 0,7% en peso.

Además, también puede ser permisible tratar por lo menos una parte humedecida de componentes humedecidos (instrumentos de fontanería), como válvulas, grifos de agua, etc. que usan la aleación de latón de la presente invención, por ejemplo, mediante el método descrito en la patente japonesa número 5027340, para evitar elución de cadmio. Específicamente, por lo menos sobre una parte humedecida de un instrumento de fontanería de aleación de cobre que contiene cadmio sólido-disuelto se forma una película a partir de una sustancia orgánica compuesta de un ácido graso insaturado para recubrir zinc sobre la superficie de la parte humedecida de este instrumento de fontanería con lo que evita elución de cadmio sólido-disuelto en zinc. Como ejemplo del ácido antes son preferibles sustancias orgánicas que contienen ácidos grasos monoinsaturados, ácidos grasos diinsaturados, ácidos grasos triinsaturados, ácidos grasos tetrainsaturados, ácidos grasos pentainsaturados y ácidos grasos hexainsaturados. Como ejemplo del ácido graso insaturado antes descrito son preferibles sustancias orgánicas que contengan ácido oleico como ácido graso monoinsaturado o ácido linoleico como como ácido graso diinsaturado. En el caso de usar ácido oleico como ácido graso monoinsaturado es preferible que 0,004% en peso < concentración ácido oleico < 16,00% en peso. Además, es recomendable lavar el instrumento de fontanería antes descrito con un ácido o con una solución alcalina y formar después una película a partir de una sustancia orgánica compuesta del ácido graso insaturado antes descrito.

Aplicabilidad industrial

La aleación de latón de la presente invención, de excelente aptitud de reciclado y excelente resistencia a la corrosión, puede ser aplicada ampliamente en diversos campos que requieran aptitud de mecanización, propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, alargamiento), resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc, resistencia a la erosión-corrosión, resistencia al agrietamiento por grietas de fundición y resistencia a choques, además de aptitud de reciclaje y resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

Además, es posible producir un lingote usando la aleación de latón de la presente invención, que se proporciona en forma de producto intermedio, y moldea la aleación de la presente invención, por ejemplo, mediante moldeo por forja, para proporcionar componentes humedecidos, materiales de construcción, partes eléctricas, partes de máquinas, partes para barcos, equipos relacionados con agua caliente, etc.

Miembros y partes adecuadas a los que se aplican la aleación de latón de excelente aptitud de reciclaje y excelente resistencia a la corrosión son particularmente componentes humedecidos, como válvulas, grifos de agua, etc., es decir, se puede aplicar la aleación de latón de la presente invención a válvulas de bola, bolas huecas para válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de asiento, válvulas de compuerta, vástagos de válvulas, grifos de suministro de agua, equipos de montaje de calentadores de agua, asientos de cisternas de descarga de agua, tuberías de suministro de agua, tuberías de conexión, acoplamientos de tuberías, tuberías de refrigeración, partes de calentadores eléctricos de agua (carcasas, boquillas de gas, partes de bombas, quemadores, etc.), purgadores, partes medidoras de tuberías de agua, partes de tuberías submarinas de agua, tapones de descarga de agua, tuberías con codos, bridas de conexión para cubetas de retretes, pivotes, juntas, cabezales, válvulas de compuerta de la red de abastecimiento de agua, empalmes de mangueras, accesorios metálicos acoplados a grifos de agua, grifos de cierre de tuberías de agua, equipos de suministro y drenaje de agua, acoplamientos metálicos de artículos de gres sanitario, acoplamientos metálicos de empalme para mangueras, aparatos de gas, materiales arquitectónicos, como puertas, pomos, etc., electrodomésticos, adaptadores para cabezales de tuberías de envoltura, partes de refrigeradores de automóviles, partes de aparejos de pesca, partes de microscopios, partes de contadores de tuberías de agua, partes de aparatos de medida, partes de pantógrafos de locomotoras eléctricas y otros miembros y partes. Además, también se puede aplicar la aleación de latón de la presente invención a artículos de tocador, baterías de cocinas, artículos de cuartos de baño, artículos de reposo, partes de mobiliario, partes de salas de estar, muebles, partes de regaderas, partes de puertas, partes de verjas, partes de máquinas de venta automática, partes de lavadoras, partes de acondicionadores de aire, partes de máquinas de soldeo por llama de gas, partes de cambiadores de calor, moldes y partes de estos, partes de maquinaria de construcción, partes de vehículos ferroviarios, partes de equipos de transporte, materiales, productos intermedios, productos finales, conjuntos, etc.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una aleación de latón que consiste en

- 58,0 a 61,9% en masa de Cu,

- 1,0 a 2,0% en masa de Sn,

- 0,05 a 0,29% en masa de Sb,

- 0,0 a 0,3% en masa de Pb y/o 0,0 a 0,3% en masa de Bi, con lo que permite aptitud de reciclaje con una aleación de cobre que contiene Pb y/o Bi: y que también da excelente aptitud de mecanización y excelente resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones,

- opcionalmente, 0,05 a 1,5% en masa de Ni,

- opcionalmente 0,05 a 0,2% en masa de P

- estando compuesto el resto por Zn e impurezas inevitables.

2. La aleación de latón según la reivindicación 1, en donde el contenido de Sn es 1,1 a 2,0% en masa, el contenido de Sb es 0,05 a 0,29% en masa y el contenido de Ni es 0,05 a 1,5% en masa, y se genera interacción por adición de este Ni y el citado Sb, con lo que se evita segregación de Sn y Sb en la fase y para mejorar la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

3. La aleación de latón según la reivindicación 1 o 2, en donde el contenido de Sn es 0,05 a 0,16% en masa y la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones es excelente mientras que se reduce el contenido de Sb.

4. La aleación de latón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el contenido de Ni es 0,10 a 0,25% en masa y se evita la disminución de ductilidad en caliente mientras que se asegura la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensiones.

5. La aleación de latón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el contenido de P es 0,05 a 0,15% en masa, con lo que se mejora la resistencia a la corrosión por pérdida de recubrimiento de zinc y la aptitud de mecanización.

6. Una pieza tratada obtenida mediante moldeo-tratamiento de la aleación de latón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 a usar en una pieza tratada.

7. Una pieza humedecida que comprende la aleación de latón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

8. La pieza humedecida según la reivindicación 7, que es una válvula o un grifo de agua.

9. La pieza humedecida según la reivindicación 8, que comprende una aleación de latón según la reivindicación 2.