ES2856029T3 - Copper alloy for use in a member for hydraulic works - Google Patents

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ES2856029T3 ES15887566T ES15887566T ES2856029T3 ES 2856029 T3 ES2856029 T3 ES 2856029T3 ES 15887566 T ES15887566 T ES 15887566T ES 15887566 T ES15887566 T ES 15887566T ES 2856029 T3 ES2856029 T3 ES 2856029T3
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Takeaki Miyamoto
Masaaki Yamamoto
Syohei MATSUBA
Hiroshi Yamada
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/04Alloys based on copper with zinc as the next major constituent

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Abstract

Una aleación de cobre para usar en un miembro para obras hidráulicas, consistiendo la aleación de cobre en: 0,5 % en masa o menos de Ni; 12 % en masa o más y 21 % en masa o menos de Zn; 1,4 % en masa o más y 3,0 % en masa o menos de Sn, siendo un contenido total de Zn y Sn del 23,5 % en masa o menos; 0,005 % en masa o más y 0,15 % en masa o menos de P; 0,05 % en masa o más y 0,30 % en masa o menos de Pb; y el resto, donde el resto es Cu e impurezas inevitables, donde Bi, Si, Al, Sb, Zr, Fe, Mn, Cr, Mg, Ti, Te, Se y Cd se encuentran entre los elementos que constituyen las impurezas inevitables.A copper alloy for use in a member for hydraulic works, the copper alloy consisting of: 0.5% by mass or less Ni; 12% by mass or more and 21% by mass or less of Zn; 1.4% by mass or more and 3.0% by mass or less of Sn, with a total content of Zn and Sn being 23.5% by mass or less; 0.005% by mass or more and 0.15% by mass or less of P; 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less of Pb; and the remainder, where the remainder is Cu and unavoidable impurities, where Bi, Si, Al, Sb, Zr, Fe, Mn, Cr, Mg, Ti, Te, Se and Cd are among the elements that constitute the unavoidable impurities.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Aleación de cobre para uso en un miembro para obras hidráulicasCopper alloy for use in a member for hydraulic works

Campo técnicoTechnical field

La presente invención se refiere a un material para su uso en un miembro para obras hidráulicas, que está hecho de una aleación de cobre y en el que el nivel de lixiviación de plomo no supera un valor estipulado.The present invention relates to a material for use in a member for hydraulic works, which is made of a copper alloy and in which the level of lead leaching does not exceed a stipulated value.

Antecedentes de la técnicaBackground of the technique

Un metal de bronce fundido (JIS H5120 CAC406), que se ha utilizado convencionalmente para piezas en materiales y equipos para obras hidráulicas y en sistemas de suministro de agua de alimentación, tiene una excelente moldeabilidad, resistencia a la corrosión, maquinabilidad y/o resistencia a la presión del agua y se utiliza para piezas en materiales y equipos para obras hidráulicas y en sistemas de suministro de agua de alimentación, y similares en varios campos. Este metal de bronce fundido (CAC406) contiene de 4,0 a 6,0 % en peso de plomo para tener una alta maquinabilidad y tiene características de fácil trabajabilidad. Sin embargo, este plomo contenido tiene la propiedad de filtrarse en el agua del grifo en contacto con el mismo, lo que no satisface las normativas recientes de cantidad de plomo de lixiviación. Por tanto, para reducir la cantidad de lixiviación de plomo tóxico, se ha examinado una aleación de cobre que contiene un contenido reducido de plomo o una aleación de cobre sin plomo que no contiene plomo.A cast bronze metal (JIS H5120 CAC406), which has been conventionally used for parts in materials and equipment for hydraulic works and in feed water supply systems, has excellent castability, corrosion resistance, machinability and / or strength. to water pressure and is used for parts in materials and equipment for hydraulic works and in feed water supply systems, and the like in various fields. This cast bronze metal (CAC406) contains 4.0 to 6.0% by weight of lead for high machinability and easy workability characteristics. However, this contained lead has the property of leaching into tap water in contact with it, which does not meet recent regulations for the amount of lead from leaching. Therefore, to reduce the amount of toxic lead leaching, a copper alloy containing reduced lead content or a lead-free copper alloy containing no lead has been examined.

Por ejemplo, el documento de patente 1, como se menciona a continuación, divulga una aleación de latón que tiene una composición ajustada que contiene de 8 a 40 % en masa de Zn, de 0,0005 a 0,04 % en masa de Zr, de 0,01 a 0,25 % en masa de P, al menos uno o más tipos de 0,005 a 0,45 % en masa de Pb, de 0,005 a 0,45 % en masa de Bi, de 0,03 a 0,45 % en masa de Se y de 0,01 a 0,45 % en masa de Te, y el resto de Cu e impurezas inevitables. Esta aleación de latón es una aleación en la que se solidifican metales sólidos y metales líquidos mezclados en un estado semisólido y, en el transcurso de su solidificación, cristalizan cristales primarios a granulares o existe una fase sólida a. Además, se divulga que como condiciones de otros elementos, uno o más tipos de 2 a 5 % en masa de Si, de 0,05 a 6 % en masa de Sn, y de 0,05 a 3,5 % en masa de Al pueden estar contenidos y, en particular, Zr con la coexistencia con P es eficaz en la reducción de tamaño en estado semisólido.For example, Patent Document 1, as mentioned below, discloses a brass alloy having an adjusted composition containing from 8 to 40% by mass of Zn, from 0.0005 to 0.04% by mass of Zr , from 0.01 to 0.25% by mass of P, at least one or more types from 0.005 to 0.45% by mass of Pb, from 0.005 to 0.45% by mass of Bi, from 0.03 to 0.45% by mass of Se and from 0.01 to 0.45% by mass of Te, and the remainder of Cu and unavoidable impurities. This brass alloy is an alloy in which solid metals and liquid metals mixed in a semi-solid state are solidified and, in the course of their solidification, primary to granular crystals crystallize or there is a solid phase a. Furthermore, it is disclosed that as conditions of other elements, one or more types of 2 to 5% by mass of Si, 0.05 to 6% by mass of Sn, and 0.05 to 3.5% by mass of Al may be contained and, in particular, Zr with coexistence with P is effective in size reduction in the semi-solid state.

Por otra parte, el documento de patente 2, como se menciona a continuación, divulga una aleación de cobre para su uso en un miembro para obras hidráulicas, conteniendo la aleación de cobre: menos del 0,5 % en masa de Ni de forma limitada; menos que el límite de detección de Pb; 0,2 % en masa o más y 0,9 % en masa o menos de Bi; 12,0 % en masa o más y 20,0 % en masa o menos de Zn; 1,5 % en masa o más y 4,5 % en masa o menos de Sn; y 0,005 % en masa o más y 0,1 % en masa o menos de P; en la que un contenido total de Zn y Sn es del 21,5 % en masa o menos, y el resto son impurezas inevitables y Cu. Además, se propone que esté contenido adicionalmente de 0,0003 a 0,006 % en masa de B.On the other hand, patent document 2, as mentioned below, discloses a copper alloy for use in a member for hydraulic works, the copper alloy containing: less than 0.5% by mass Ni in a limited way ; less than the detection limit of Pb; 0.2% by mass or more and 0.9% by mass or less of Bi; 12.0% by mass or more and 20.0% by mass or less of Zn; 1.5% by mass or more and 4.5% by mass or less of Sn; and 0.005% by mass or more and 0.1% by mass or less of P; wherein a total content of Zn and Sn is 21.5% by mass or less, and the remainder is unavoidable impurities and Cu. Furthermore, it is proposed that it is additionally contained 0.0003 to 0.006% by mass of B.

Documento de la técnica anteriorPrior art document

Documento de patentePatent document

Documento de patente 1: Patente japonesa n.° 5116976Patent Document 1: Japanese Patent No. 5116976

Documento de patente 2: Patente japonesa n.° 5406405Patent Document 2: Japanese Patent No. 5406405

Los documentos US2009/0294087, US2010/0297464 y DE102012013817 también divulgan aleaciones de cobre. Sumario de la invención Documents US2009 / 0294087, US2010 / 0297464 and DE102012013817 also disclose copper alloys. Summary of the invention

Problemas que debe resolver la invenciónProblems to be solved by the invention

Convencionalmente, como aleaciones de cobre que contienen Pb tóxico reducido, se ha utilizado una aleación de cobre que contiene Bi y Si en sustitución de Pb para evitar una reducción de las propiedades, tales como la maquinabilidad y la resistencia a la presión del agua. Por otro lado, en componentes de máquinas no relacionados con la lixiviación de plomo que no sean miembros para obras hidráulicas y similares, a menudo se utiliza un metal de bronce fundido que contiene plomo. En los casos en que dichas aleaciones de cobre se produzcan en la misma línea, si un metal de bronce fundido que contiene plomo se funde y se cuela después de una aleación de cobre sin plomo que contiene Bi y Si, el Bi y el Si de la aleación de cobre sin plomo producida anteriormente permanecen en un horno de fusión y se mezclan en un metal de bronce fundido para su producción. En un producto de metal de bronce fundido en el que estos elementos se mezclan involuntariamente, los defectos del producto pueden aumentar y las propiedades mecánicas pueden reducirse en gran medida y, por lo tanto, los elementos, tales como Bi y Si, se utilizan deseablemente lo menos posible por conveniencia del lugar de producción.Conventionally, as reduced toxic Pb containing copper alloys, a copper alloy containing Bi and Si has been used in substitution for Pb to avoid a reduction in properties such as machinability and resistance to water pressure. On the other hand, in non-lead leaching machine components other than members for hydraulic works and the like, a lead-containing molten bronze metal is often used. In cases where such copper alloys are produced on the same line, if a molten bronze metal containing lead is melted and cast after a lead-free copper alloy containing Bi and Si, the Bi and Si of The lead-free copper alloy produced above remains in a smelting furnace and is mixed into a molten bronze metal for production. In a cast bronze metal product in which these elements are unintentionally mixed, product defects can increase and mechanical properties can be greatly reduced, and therefore elements, such as Bi and Si, are desirably used. as little as possible for the convenience of the place of production.

Asimismo, la aleación del documento de patente 1 tiene el problema de que en un intervalo en el que el contenido de Zn es alto, la corrosión por descincificación es propensa a ocurrir, y tiene una propiedad en la que en un intervalo en el que el contenido de Pb es alto, no se satisface el nivel de lixiviación de plomo. Por otra parte, dado que Bi está contenido, ha habido un problema de reciclaje como se ha descrito anteriormente. Además, si está en un intervalo en el que el contenido de Zn es alto y el contenido de Sn es bajo, Zr está contenido, la mejora en las propiedades se realiza de manera efectiva durante un proceso de colada que tiene un pequeño intervalo de temperatura de solidificación, tal como el de solidificación a partir de un estado semisólido, mientras que si se encuentra en un intervalo en el que el contenido de Zn es bajo y el contenido de Sn es alto, Zr está contenido y en un proceso de colada de un metal, que no está en estado semisólido sino completamente líquido, en un molde, el intervalo de temperatura hasta la solidificación es grande, de modo que se puede generar un compuesto de Zr y se pueden facilitar las cavidades por contracción para reducir las propiedades mecánicas.Also, the alloy of patent document 1 has a problem that in a range in which the Zn content is high, dezincification corrosion is prone to occur, and it has a property that in a range in which the Zn content is high, As long as the Pb content is high, the lead leaching level is not satisfied. On the other hand, since Bi is contained, there has been a recycling problem as described above. Also, if it is in a range where the Zn content is high and the Sn content is low, Zr is contained, the improvement in properties is effectively realized during a casting process that has a small temperature range. solidification, such as solidification from a semi-solid state, whereas if it is in a range in which the Zn content is low and the Sn content is high, Zr is contained and in a casting process of a metal, which is not in a semi-solid state but completely liquid, in a mold, the temperature range until solidification is large, so that a Zr compound can be generated and shrinkage cavities can be facilitated to reduce mechanical properties .

Por otra parte, en la aleación del documento de patente 2, dado que Bi está contenido, ha habido un problema de reciclaje como se ha descrito anteriormente.On the other hand, in the alloy of patent document 2, since Bi is contained, there has been a recycling problem as described above.

En consecuencia, un objeto de la presente invención es proporcionar una aleación de cobre para su uso en un miembro para obras hidráulicas, que tiene propiedades mecánicas y moldeabilidad adecuadas, mientras que no solo inhibe la lixiviación de plomo sino que también mantiene la reciclabilidad.Accordingly, an object of the present invention is to provide a copper alloy for use in a member for hydraulic works, which has adequate mechanical properties and moldability, while not only inhibiting the leaching of lead but also maintaining recyclability.

Medios para resolver los problemasMeans to solve problems

La presente invención ha resuelto los problemas antes mencionados mediante una aleación de cobre para su uso en un miembro para obras hidráulicas, consistiendo la aleación de cobre en: 0,5 % en masa o menos de Ni; 12 % en masa o más y 21 % en masa o menos de Zn; 1,4 % en masa o más y 3,0 % en masa o menos de Sn, siendo un contenido total de Zn y Sn del 23,5 % en masa o menos; 0,005 % en masa o más y 0,15 % en masa o menos de P; 0,05 % en masa o más y 0,30 % en masa o menos de Pb; y el resto, donde el resto es Cu e impurezas inevitables. Preferentemente, Bi está limitado para que sea menor que el límite de detección para que pueda usarse incluso cuando se mezcla con otra aleación en el reciclado. Entretanto, incluso cuando Bi es menor que el límite de detección que se describe a continuación, si Pb es 0,30 % en masa o menos, se pueden presentar efectos de mejora de las propiedades, tales como la maquinabilidad, debido a la adición de Pb, mientras se satisfacen las normativas de cantidad de plomo de lixiviación. Además, los valores de Zn y Sn se ajustan juntos para que sean una mezcla tal que sea capaz de exhibir suficientes propiedades mecánicas sin usar Bi, que tiene una gran influencia en el reciclaje.The present invention has solved the aforementioned problems by a copper alloy for use in a member for hydraulic works, the copper alloy consisting of: 0.5% by mass or less Ni; 12% by mass or more and 21% by mass or less of Zn; 1.4% by mass or more and 3.0% by mass or less of Sn, with a total content of Zn and Sn being 23.5% by mass or less; 0.005% by mass or more and 0.15% by mass or less of P; 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less of Pb; and the rest, where the rest is Cu and unavoidable impurities. Preferably, Bi is limited to be less than the detection limit so that it can be used even when mixed with another alloy in recycling. Meanwhile, even when Bi is less than the detection limit described below, if Pb is 0.30 mass% or less, property improvement effects, such as machinability, may occur due to the addition of Pb, as long as the leachate lead quantity regulations are met. Furthermore, the Zn and Sn values are adjusted together to be such a mixture that it is capable of exhibiting sufficient mechanical properties without using Bi, which has a great influence on recycling.

Por otra parte, Ni es 0,5 % en masa o menos para poder inhibir la aparición de cavidades por contracción.On the other hand, Ni is 0.5% by mass or less to be able to inhibit the occurrence of shrinkage cavities.

Además, esta aleación de cobre puede contener de manera limitada un elemento que puede mezclarse en ella como otra impureza inevitable. Obsérvese que se requiere que su cantidad total caiga dentro de un intervalo tal que no inhiba los efectos de la presente invención, y preferentemente sea inferior al 1,0 % en masa y el contenido de cada uno de dichos elementos sea preferentemente inferior al 0,5 % en masa.Furthermore, this copper alloy may contain in a limited way an element that can be mixed in it as another unavoidable impurity. Note that its total amount is required to fall within a range such that it does not inhibit the effects of the present invention, and is preferably less than 1.0% by mass and the content of each of said elements is preferably less than 0, 5% by mass.

Efectos de la invenciónEffects of the invention

De acuerdo con la presente invención, es posible obtener una aleación de cobre que también tiene una excelente reciclabilidad y tiene buenas propiedades mecánicas al limitar el contenido de Pb y no contener Bi para poder producir un miembro para obras hidráulicas en las que la seguridad está aún más asegurada.According to the present invention, it is possible to obtain a copper alloy that also has excellent recyclability and has good mechanical properties by limiting the Pb content and not containing Bi to be able to produce a member for hydraulic works where safety is still more assured.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La Figura 1 es una vista esquemática del tipo A definido en JISH 5120 para obtener una muestra utilizada en un método de evaluación de ensayo de tracción en los Ejemplos.Figure 1 is a schematic view of type A defined in JISH 5120 to obtain a sample used in a tensile test evaluation method in the Examples.

La Figura 2 es una vista esquemática de una probeta de tipo 4 definida en JISZ 2241 usada en un método de evaluación de ensayo de tracción en los Ejemplos.Figure 2 is a schematic view of a type 4 specimen defined in JISZ 2241 used in a tensile test evaluation method in the Examples.

La Figura 3 es una vista estructural que ilustra la estructura de un ensayo de erosión-corrosión.Figure 3 is a structural view illustrating the structure of an erosion-corrosion test.

Las Figuras 4(a) y 4(b) son vistas que ilustran un molde de ensayo en forma de espiral usado en un ensayo de fluidez en los Ejemplos.Figures 4 (a) and 4 (b) are views illustrating a spiral-shaped test mold used in a flow test in the Examples.

La Figura 5 es una vista estructural de un molde escalonado utilizado en un ensayo de cavidad por contracción en los Ejemplos.Figure 5 is a structural view of a stepped mold used in a shrink cavity test in the Examples.

La Figura 6 muestra fotografías que ilustran los resultados de un ensayo de líquido penetrante en los Ejemplos. Modo para llevar a cabo la invención Figure 6 shows photographs illustrating the results of a liquid penetrant test in the Examples. Mode for carrying out the invention

La presente invención se describirá ahora con detalle. La presente invención se refiere a una aleación de cobre para su uso en un miembro para obras hidráulicas, que contiene Pb de forma limitada y se mezcla sin contener Bi.The present invention will now be described in detail. The present invention relates to a copper alloy for use in a member for hydraulic works, which contains Pb in a limited way and is mixed without containing Bi.

En la aleación de cobre mencionada anteriormente, se requiere que el contenido de Zn sea del 12 % en masa o más, y preferentemente del 13 % en masa o más. El contenido de Zn de menos del 12 % en masa da como resultado la producción de virutas de mecanizado rizadas que reducen la maquinabilidad. Entretanto, se requiere que el contenido de Zn sea del 21 % en masa o menos, y preferentemente sea del 20 % en masa o menos y más preferentemente del 18 % en masa o menos. Un contenido de Zn demasiado alto da como resultado no solo una reducción de las propiedades mecánicas, sino también un aumento del residuo de cinc que complica la colada. In the above-mentioned copper alloy, the Zn content is required to be 12% by mass or more, and preferably 13% by mass or more. Zn content of less than 12% by mass gives as result in the production of curly machining chips that reduce machinability. Meanwhile, the Zn content is required to be 21% by mass or less, and preferably it is 20% by mass or less and more preferably 18% by mass or less. Too high a Zn content results not only in a reduction in mechanical properties, but also in an increase in zinc residue which complicates casting.

En la aleación de cobre mencionada anteriormente, se requiere que el contenido de Sn sea 1,4 % en masa o más, y preferentemente 2,0 % en masa o más. El contenido de Sn de menos del 1,4 % en masa da como resultado la producción de virutas de mecanizado rizadas que reducen la maquinabilidad, de manera similar a los efectos del Zn. Por otra parte, una película de óxido que protege una superficie de un miembro para obras hidráulicas es eliminada por la corriente de agua de modo que la resistencia a la erosión-corrosión en la que progresa la corrosión de la aleación se vuelve insuficiente. Entretanto, se requiere que el contenido de Sn sea del 3,0 % en masa o menos. Esto se debe a que un contenido de Sn demasiado alto da como resultado un alargamiento reducido y/o la aparición de cavidades por contracción durante la colada en arena.In the above-mentioned copper alloy, the Sn content is required to be 1.4% by mass or more, and preferably 2.0% by mass or more. Sn content of less than 1.4% by mass results in the production of crimped machining chips that reduce machinability, similar to the effects of Zn. On the other hand, an oxide film protecting a surface of a member for hydraulic works is removed by the stream of water so that the erosion-corrosion resistance in which the corrosion of the alloy progresses becomes insufficient. Meanwhile, the Sn content is required to be 3.0% by mass or less. This is because too high a Sn content results in reduced elongation and / or shrinkage cavities during sand casting.

En la aleación de cobre mencionada anteriormente, se requiere que un contenido total de Zn y Sn sea del 23,5 % en masa o menos, y preferentemente del 21,0 % en masa o menos. Si una cantidad de Zn sólido solubilizado en Cu es demasiado alta, la solubilidad sólida del Sn se reduce, dando como resultado una mayor concentración de Sn en la fase líquida residual durante la solidificación y, como resultado, es más probable que ocurra la cristalización de la fase p debido a la reacción peritéctica. En última instancia, las fases a ó, compuestas de fases a dispersas en fases ó duras (Cu31Sns), se generan entre dendritas, dando como resulta una reducción en la resistencia a la tracción. Además, la presencia de Bi disperso en las proximidades de las fases a ó, durante su generación, conduce a una reducción sinérgica de las propiedades mecánicas de la aleación. Asimismo, cuando la colada se lleva a cabo en condiciones de baja tasa de solidificación, tal como cuando se produce una colada de pared gruesa o colada en arena, existe un riesgo potencial de que la pieza moldeada resultante pueda desarrollar defectos de pieza moldeada durante la solidificación final, tal como un defecto denominado "sudor de estaño", un estado en el que Sn exuda de la superficie de la aleación como si estuviera sudando, o defectos de cavidad por contracción. Si el contenido total de Zn y Sn supera el 23,5 % en masa, una reducción de las propiedades mecánicas y la aparición de defectos de colada serán ineludibles.In the above-mentioned copper alloy, a total content of Zn and Sn is required to be 23.5% by mass or less, and preferably 21.0% by mass or less. If an amount of solid Zn solubilized in Cu is too high, the solid solubility of Sn is reduced, resulting in a higher concentration of Sn in the residual liquid phase during solidification and, as a result, crystallization of the p phase due to the peritectic reaction. Ultimately, the a or phases, composed of a phases dispersed in hard or phases (Cu 31 Sns), are generated between dendrites, resulting in a reduction in tensile strength. Furthermore, the presence of dispersed Bi in the vicinity of the a or phases, during their generation, leads to a synergistic reduction of the mechanical properties of the alloy. Also, when casting is carried out under conditions of low solidification rate, such as when thick-walled casting or sand casting occurs, there is a potential risk that the resulting casting may develop casting defects during casting. final solidification, such as a so-called "tin sweat" defect, a state in which Sn exudes from the alloy surface as if it were sweating, or shrinkage cavity defects. If the total content of Zn and Sn exceeds 23.5% by mass, a reduction in mechanical properties and the appearance of casting defects will be unavoidable.

En la aleación de cobre mencionada anteriormente, se requiere que un contenido de P sea 0,005 % en masa o más, y preferentemente 0,01 % en masa o más. Dado que el P produce un efecto desoxidante, un contenido de P demasiado bajo reduce el efecto desoxidante durante la colada, dando como resultando no solo una mayor aparición de defectos de gas, sino también una menor fluidez del metal fundido debido a la oxidación del metal fundido. Por otro lado, se requiere que el contenido de P sea 0,15 % en masa o menos, y preferentemente 0,05 % en masa o menos. Si el contenido de agua es demasiado bajo, el P reacciona con el agua en el molde para aumentar la aparición de defectos de gas y defectos de cavidad por contracción en la pieza moldeada resultante, y también se reducen sus propiedades mecánicas. Por otro lado, dado que la aleación de cobre mencionada anteriormente contiene una gran cantidad de Zn, la absorción de gas se reduce debido al efecto de desgasificación del Zn. Esto permite la producción de una pieza moldeada con pequeños defectos de colada, incluso si el contenido de P es bajo en comparación con una aleación de bronce representativa, JIS H5120 CAC406.In the above-mentioned copper alloy, a content of P is required to be 0.005% by mass or more, and preferably 0.01% by mass or more. Since P produces a deoxidizing effect, too low a P content reduces the deoxidizing effect during casting, resulting not only in a greater appearance of gas defects, but also in a lower fluidity of the molten metal due to the oxidation of the metal. molten. On the other hand, the content of P is required to be 0.15% by mass or less, and preferably 0.05% by mass or less. If the water content is too low, the P reacts with the water in the mold to increase the occurrence of gas defects and shrinkage cavity defects in the resulting molding, and its mechanical properties are also reduced. On the other hand, since the above-mentioned copper alloy contains a large amount of Zn, gas absorption is reduced due to the degassing effect of Zn. This enables the production of a molded part with small casting defects, even if the P content is low compared to a representative bronze alloy, JIS H5120 CAC406.

En la aleación de cobre mencionada anteriormente, se requiere que el contenido de Pb sea del 0,05 % en masa o más, y preferentemente del 0,07 % en masa o más. Esto se debe a que, si bien Pb está contenido ligeramente para mejorar en gran medida la maquinabilidad, el contenido de Pb inferior al 0,05 % en masa da como resultado sus efectos insuficientes. Por otro lado, se requiere que el contenido de Pb sea 0,30 % en masa o menos, y preferentemente 0,20 % en masa o menos. El Pb es un elemento cuya lixiviación debe evitarse en la medida de lo posible, y si el contenido de Pb supera el 0,30 % en masa, será difícil satisfacer un valor de referencia de lixiviación en un ensayo de lixiviación.In the above-mentioned copper alloy, the Pb content is required to be 0.05% by mass or more, and preferably 0.07% by mass or more. This is because while Pb is contained slightly to greatly improve machinability, Pb content less than 0.05% by mass results in its insufficient effects. On the other hand, the Pb content is required to be 0.30% by mass or less, and preferably 0.20% by mass or less. Pb is an element whose leaching should be avoided as far as possible, and if the Pb content exceeds 0.30% by mass, it will be difficult to meet a leaching reference value in a leaching test.

En la aleación de cobre mencionada anteriormente, se requiere que el contenido de Ni sea del 0,5 % en masa o menos. El Ni puede no estar contenido pero produce efectos que presentan propiedades mecánicas estables y, al mismo tiempo, produce efectos de inhibición de la aparición de cavidades por contracción, lo que facilita la producción de una pieza moldeada adecuada. Por otro lado, si el contenido de Ni supera el 0,5 % en masa, la maquinabilidad tiende a reducirse.In the above-mentioned copper alloy, the Ni content is required to be 0.5% by mass or less. Ni may not be contained but it produces effects that exhibit stable mechanical properties and, at the same time, produces effects of inhibiting the appearance of cavities by shrinkage, which facilitates the production of a suitable molded part. On the other hand, if the Ni content exceeds 0.5% by mass, the machinability tends to decrease.

La aleación de cobre mencionada anteriormente puede contener otras impurezas como resto, además de Cu, dentro de un intervalo tal que no inhiba los efectos de la presente invención. Obsérvese que el contenido es bajo y restringido hasta el punto de estar contenido como impurezas inevitables que están contenidas inevitablemente en vista de problemas de materias primas y problemas durante la producción. Esto se debe a que, si se incorporan demasiados elementos inesperados en la aleación, existe el riesgo potencial de que se deterioren las propiedades físicas de la aleación.The above-mentioned copper alloy may contain other impurities as a moiety, in addition to Cu, within a range such that it does not inhibit the effects of the present invention. Note that the content is low and restricted to the point of being contained as unavoidable impurities which are inevitably contained in view of raw material problems and problems during production. This is because if too many unexpected elements are incorporated into the alloy, there is a potential risk that the physical properties of the alloy will deteriorate.

Entre los elementos que constituyen las impurezas inevitables antes mencionadas, un contenido de Bi es preferentemente menor que el límite de detección. Dado que Bi no está solubilizado en sólidos en Cu, sino disperso, un mayor contenido de Bi es más propenso a causar una reducción en la resistencia, tal como la resistencia a la tracción. Además, tal Bi disperso conduce a una tendencia a provocar fácilmente la aparición de cavidades por contracción durante la colada en arena. Además, un contenido de Bi demasiado alto da lugar a la aparición de varios deméritos, tales como una reducción en las propiedades mecánicas causada por la mezcla de Bi en una aleación para ser reciclada en el reciclaje de un miembro para obras hidráulicas producidas usando la aleación de cobre mencionada anteriormente, de modo que el miembro para obras hidráulicas debe recogerse por separado.Among the elements constituting the above-mentioned unavoidable impurities, a Bi content is preferably less than the detection limit. Since Bi is not solubilized in solids in Cu, but dispersed, a higher Bi content is more likely to cause a reduction in strength, such as tensile strength. Furthermore, such dispersed Bi leads to a tendency to easily cause cavities by shrinkage during sand casting. Furthermore, too high a Bi content gives rise to the appearance of various demerits, such as a reduction in mechanical properties caused by mixing Bi in an alloy to be recycled in the recycling of a member for hydraulic works produced using the alloy. above mentioned copper, so the member for hydraulic works must be collected separately.

Entre los elementos que constituyen las inevitables impurezas que puede contener la aleación de cobre antes mencionada está el Si. Un contenido de Si demasiado alto da como resultado la facilitación de las cavidades por contracción, por lo que no se puede producir una pieza moldeada adecuada.Among the elements that constitute the inevitable impurities that the aforementioned copper alloy may contain is Si. Too high a Si content results in the facilitation of shrinkage cavities, whereby a suitable molding cannot be produced.

Entre los elementos que constituyen las inevitables impurezas que la aleación de cobre antes mencionada puede contener está el Al. De manera similar a Si, un contenido de Al demasiado alto da como resultado la facilitación de las cavidades por contracción, por lo que no se puede producir una pieza moldeada adecuada.Among the elements that constitute the unavoidable impurities that the aforementioned copper alloy may contain is Al. Similar to Si, too high an Al content results in the facilitation of cavities by shrinkage, so it cannot be produce a suitable molded part.

Entre los elementos que constituyen las inevitables impurezas que puede contener dicha aleación de cobre, un contenido de Sb es preferentemente menor que el límite de detección. Dado que Sb tiende a formar compuestos intermetálicos basados en Cu-Sn-Sb, que tienden a reducir la tenacidad de la aleación, existe el riesgo de que se reduzcan las propiedades mecánicas de la aleación.Among the elements that constitute the unavoidable impurities that said copper alloy may contain, an Sb content is preferably less than the detection limit. Since Sb tends to form intermetallic compounds based on Cu-Sn-Sb, which tend to reduce the toughness of the alloy, there is a risk that the mechanical properties of the alloy will be reduced.

Entre los elementos que constituyen las inevitables impurezas que puede contener dicha aleación de cobre, un contenido de Zr es preferentemente menor que el límite de detección. El contenido de Zr da como resultado la degradación de las propiedades mecánicas y la facilitación de las cavidades por contracción, por lo que no se puede producir una pieza moldeada adecuada.Among the elements that constitute the inevitable impurities that said copper alloy may contain, a Zr content is preferably less than the detection limit. The Zr content results in the degradation of mechanical properties and the facilitation of shrinkage cavities, so that a suitable molding cannot be produced.

Entre los elementos que constituyen las inevitables impurezas que puede contener dicha aleación de cobre, el contenido de cada una de las impurezas inevitables es preferentemente menor que el límite de detección. Ejemplos de tales impurezas incluyen Fe, Mn, Cr, Mg, Ti, Te, Se, Cd. Entre ellos en particular, el contenido de Se y Cd, que se sabe que son tóxicos, es cada uno preferentemente menor que el límite de detección.Among the elements that constitute the unavoidable impurities that said copper alloy may contain, the content of each of the unavoidable impurities is preferably less than the detection limit. Examples of such impurities include Fe, Mn, Cr, Mg, Ti, Te, Se, Cd. Among them in particular, the content of Se and Cd, which are known to be toxic, is each preferably less than the detection limit. .

Obsérvese que, los valores del contenido de los elementos descritos en la presente invención denotan los valores del contenido de los elementos en la pieza moldeada o forjado resultante, no su contenido en las materias primas. El resto de la aleación de cobre antes mencionada es Cu. La aleación de cobre de acuerdo con la presente invención puede producirse mediante un método común para producir una aleación de cobre. Cuando se produce un miembro para obras hidráulicas utilizando la aleación de cobre así obtenida, se puede utilizar un método de colada común (tal como colada en arena). Por ejemplo, un miembro para obras hidráulicas puede prepararse mediante un método en el que una aleación se funde utilizando un horno de aceite, un horno de gas o un horno de fusión por inducción de alta frecuencia, y luego se cuela usando moldes de varias formas.Note that the content values of the elements described in the present invention denote the content values of the elements in the resulting molded or forged part, not their content in the raw materials. The remainder of the aforementioned copper alloy is Cu. The copper alloy according to the present invention can be produced by a common method for producing a copper alloy. When a member for hydraulic works is produced using the copper alloy thus obtained, a common casting method (such as sand casting) can be used. For example, a member for hydraulic works can be prepared by a method in which an alloy is cast using an oil furnace, a gas furnace, or a high frequency induction melting furnace, and then cast using molds in various ways. .

EjemplosExamples

A continuación se describirán ejemplos en los que se produjo realmente la aleación de cobre de la presente invención. En primer lugar, se describirán los métodos de ensayo para la aleación de cobre.Examples in which the copper alloy of the present invention was actually produced will be described below. First, the test methods for copper alloy will be described.

<Ensayo de Propiedades Mecánicas><Mechanical Properties Test>

Una muestra preparada mediante colada en una forma de muestra de tipo A definida en JISH 5120 se procesó en una probeta de tipo 4 definida en JISZ 2241. Cada una de las formas específicas se indica en las Figuras 1 y 2. Entre ellas, una probeta de tipo A en la Figura 1 es una parte rayada en la figura, y la unidad del tamaño es mm. Además, un diámetro dü es de 14 ± 0,5 mm, una longitud de calibre original de la probeta Lo es de 50 mm, una longitud de una parte paralela Lc es de 60 mm o más, y el radio de una parte sobresaliente R es de 15 mm o más. Con respecto a esta probeta, la resistencia a la tracción y el alargamiento se midieron entonces según JIS Z2241. Las propiedades mecánicas de cada una de las probetas se evaluaron basándose en los valores así obtenidos.A sample prepared by casting into a type A sample shape defined in JISH 5120 was processed into a type 4 specimen defined in JISZ 2241. Each of the specific shapes is indicated in Figures 1 and 2. Among them, a specimen Type A in Figure 1 is a hatched part in the figure, and the size unit is mm. Furthermore, a diameter dü is 14 ± 0.5 mm, an original specimen gauge length Lo is 50 mm, a length of a parallel part Lc is 60 mm or more, and the radius of a protruding part R is 15 mm or more. With respect to this specimen, the tensile strength and elongation were then measured according to JIS Z2241. The mechanical properties of each of the specimens were evaluated based on the values thus obtained.

• La resistencia a la tracción se evaluó de la siguiente manera: 195 MPa o más se evaluó como "o"; y menos de 195 MPa se evaluó como "x".• Tensile strength was evaluated as follows: 195 MPa or more was evaluated as "or"; and less than 195 MPa was evaluated as "x".

• El alargamiento se evaluó de la siguiente manera: 15 % o más se evaluó como "o"; y menos del 15 % se evaluó como "x".• Elongation was evaluated as follows: 15% or more was evaluated as "or"; and less than 15% was evaluated as "x".

Obsérvese que, estos valores de umbral son valores de referencia para JIS H5120 CAC406 generalmente utilizados en un miembro para obras hidráulicas.Note that these threshold values are reference values for JIS H5120 CAC406 generally used in a member for hydraulic works.

<Ensayo de erosión-corrosión><Erosion-corrosion test>

Se procesó una muestra preparada mediante colada en un molde de metal que tenía un tamaño de 20 mm de diámetro x 120 mm (longitud) para que tuviera una forma cilíndrica con un tamaño de 16 mm de diámetro, como se ilustra en la Figura 3, para que fuera una probeta 12, se proporciona una boquilla 11 que tiene un diámetro de 1,6 mm en una posición separada de esta probeta 12 por 0,4 mm, la solución 13 de CuCl2 al 1 % se hizo fluir desde la boquilla 11 hacia la muestra a un caudal de 0,4 l/min en la dirección de flujo normal durante 5 horas, y la pérdida de peso (cantidad de abrasión) y se midieron la profundidad máxima de la muestra antes y después del ensayo.A sample prepared by casting into a metal mold having a size of 20mm in diameter x 120mm (length) was processed to have a cylindrical shape with a size of 16mm in diameter, as shown illustrated in Figure 3, to be a specimen 12, a nozzle 11 having a diameter of 1.6 mm is provided in a position separated from this specimen 12 by 0.4 mm, the solution 13 of 1% CuCl 2 flowed from the nozzle 11 into the sample at a flow rate of 0.4 L / min in the normal flow direction for 5 hours, and the weight loss (amount of abrasion) and the maximum depth of the sample was measured before and after rehearsal.

• La cantidad de abrasión se evaluó de la siguiente manera: menos de 150 mg se evaluó como "o"; 150 mg o más y menos de 200 mg se evaluó como "A"; y 200 mg o más se evaluó como "x".• The amount of abrasion was evaluated as follows: less than 150 mg was evaluated as "or"; 150 mg or more and less than 200 mg was evaluated as "A"; and 200 mg or more was evaluated as "x".

• La profundidad máxima se evaluó de la siguiente manera: menos de 100 pm se evaluó como "o"; 100 pm o más y menos de 150 pm se evaluó como "A"; y 150 pm o más se evaluó como "x".• The maximum depth was evaluated as follows: less than 100 pm was evaluated as "or"; 100 pm or more and less than 150 pm was evaluated as "A"; and 150 pm or more was evaluated as "x".

<Ensayo de maquinabilidad y ensayo de perforación><Machinability test and perforation test>

Para cada una de las aleaciones, se llevó a cabo el ensayo de perforación con una máquina perforadora. El ensayo de perforación se llevó a cabo utilizando cada una de las muestras formadas mediante mecanizado a muestras cilindricas de un tamaño de 18 mm de diámetro x 20 mm (altura), y utilizando una máquina perforadora, los tiempos requeridos para perforar un agujero con una profundidad de 5 mm desde una parte profunda del cilindro se midieron en las condiciones de perforación indicadas en la Tabla 1. Los tiempos con resultados de menos de 6 segundos se evaluaron como "o"; los tiempos con resultados de 6 segundos o más y menos de 7 segundos se evaluaron como "A"; y los tiempos con resultados de 7 segundos o más se evaluaron como "x".For each of the alloys, the drilling test was carried out with a drilling machine. The perforation test was carried out using each of the samples formed by machining to cylindrical samples of a size of 18 mm diameter x 20 mm (height), and using a drilling machine, the times required to drill a hole with a depth of 5 mm from a deep part of the cylinder was measured under the drilling conditions indicated in Table 1. Times with results of less than 6 seconds were evaluated as "or"; times with results of 6 seconds or more and less than 7 seconds were evaluated as "A"; and times with results of 7 seconds or more were evaluated as "x".

[Tabla 1][Table 1]

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<Ensayo de fluidez><Fluency test>

Cada una de las aleaciones de cobre de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos se calentó y fundió, y luego se coló usando un molde de ensayo en forma de espiral como se ilustra en las Figuras 4(a) y 4(b), para obtener una probeta en forma de espiral. Dado que cada una de las aleaciones que varían en su contenido de Zn tiene una temperatura diferente a la que comienza la solidificación, es imposible evaluar la fluidez adecuada del metal fundido para cada una de las aleaciones, usando la misma temperatura de vertido. Por lo tanto, se midió la temperatura a la que comienza la solidificación para cada una de las aleaciones, por el método de análisis térmico, y luego la colada se llevó a cabo a una temperatura de 110 °C por encima de la temperatura medida. Después, se midió la longitud de flujo de la parte en forma de espiral de la probeta en forma de espiral asi colada. Las longitudes de flujo con resultados de 300 mm o más se evaluaron como "o"; las longitudes de flujo con resultados de 280 mm o más y menos de 300 mm se evaluaron como "A"; y las longitudes de flujo con resultados de menos de 280 mm se evaluaron como "x".Each of the copper alloys of the Examples and Comparative Examples was heated and melted, and then cast using a spiral-shaped test mold as illustrated in Figures 4 (a) and 4 (b), to obtain a spiral-shaped test tube. Since each of the alloys that vary in their Zn content has a different temperature at which solidification begins, it is impossible to evaluate the adequate fluidity of the molten metal for each of the alloys, using the same pouring temperature. Therefore, the temperature at which solidification begins for each of the alloys was measured by the thermal analysis method, and then the casting was carried out at a temperature of 110 ° C above the measured temperature. Then, the flow length of the spiral-shaped part of the spiral-shaped specimen thus cast was measured. Flow lengths with results of 300 mm or more were evaluated as "or"; flow lengths with results of 280 mm or more and less than 300 mm were evaluated as "A"; and flow lengths with results less than 280 mm were evaluated as "x".

<Ensayo para determinar defectos de colada><Test to determine casting defects>

<Ensayo de liquido penetrante utilizando una muestra escalonada><Liquid penetrant test using a stepped sample>

Para cada una de las aleaciones, se realizó un ensayo de liquido penetrante utilizando una muestra escalonada y se realizó una evaluación de los defectos de la pieza moldeada. "-" en la Tabla indica que la evaluación no se llevó a cabo. Específicamente, el ensayo se llevó a cabo como sigue. Se preparó un molde de CO2 escalonado como se ilustra en la Figura 5 (temperatura de colada a 1120 °C), que estaba provisto de tres partes escalonadas con diferentes espesores de pared de 10, 20 y 30 mm, de modo que el efecto de alimentación se redujo y la pieza moldeada resultante tenia más probabilidades de desarrollar defectos de colada, y la pieza moldeada asi obtenida se cortó en dos por la mitad, y el ensayo de penetración de liquido se llevó a cabo según JIS Z2343 para que se ensayaran las apariciones de defectos de colada y pequeños huecos en este ensayo de liquido penetrante. Aquellos en los que no se observaron indicios de defectos tales como defectos de cavidades por contracción y defectos de gas en una parte que tiene un espesor de 10 y 20 mm se evaluaron como "o"; aquellos en los que no se observaron algunos indicios de defectos en la parte que tiene un espesor de 10 mm pero si se observaron en la parte que tiene un espesor de 20 mm se evaluaron como "A"; y aquellos en los que se observaron algunos indicios de defectos en las partes que tenian un espesor de 10 y 20 mm se evaluaron como "x". No se evaluó una parte que tuviera un espesor de 30 mm.For each of the alloys, a liquid penetrant test was performed using a staggered sample and an evaluation of the defects of the molded part was performed. "-" in the Table indicates that the evaluation was not carried out. Specifically, the test was carried out as follows. A staggered CO 2 mold was prepared as illustrated in Figure 5 (casting temperature at 1120 ° C), which was provided with three staggered parts with different wall thicknesses of 10, 20 and 30 mm, so that the effect The feed rate was reduced and the resulting molded part was more likely to develop casting defects, and the molded part thus obtained was cut in two in half, and the liquid penetration test was carried out according to JIS Z2343 to be tested. the occurrence of casting defects and small voids in this liquid penetrant test. Those in which no evidence of defects such as shrinkage cavity defects and gas defects was observed in a part having a thickness of 10 and 20 mm were evaluated as "or"; those in which some signs of defects were not observed in the part having a thickness of 10 mm but if they were observed in the part having a thickness of 20 mm were evaluated as "A"; and those in which some indications of defects were observed in the parts having a thickness of 10 and 20 mm were evaluated as "x". A part that had a thickness of 30 mm.

<Método de producción><Production method>

Los materiales que contienen cada uno de los elementos se mezclaron y fundieron en un horno de fusión por inducción de alta frecuencia, seguido de colada usando un molde de CO2 para producir muestras cada una con la composición indicada en la Tabla 2. Obsérvese que todos los valores del contenido de los elementos se expresan como % en masa y son valores medidos después de la producción. Además, un material de bronce usado convencionalmente que contiene plomo, JIS H5120 CAC406, se utilizó como Ejemplo Comparativo 12, que se utilizó para la comparación de propiedades físicas. Su contenido también se indica en la Tabla. Se llevaron a cabo los siguientes ensayos para cada una de las aleaciones de cobre resultantes. Obsérvese que "-" en la Tabla indica que es menor que el límite de detección. Obsérvese que, el contenido de cada uno de B, Bi, Sb, Al, Si, y Fe era menor que el límite de detección, en cada uno de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos excepto el Ejemplo Comparativo 11. La evaluación general se llevó a cabo de acuerdo con los siguientes estándares: los que tenían evaluación "o" en todos los ensayos realizados se definieron como "o"; los que tenían al menos una evaluación "A" en cualquiera de los ensayos se definieron como "A"; y los que tenían al menos una "x" evaluación en cualquiera de los ensayos se definieron como "x".The materials containing each of the elements were mixed and melted in a high frequency induction melting furnace, followed by casting using a CO 2 mold to produce samples each with the composition indicated in Table 2. Note that all Element content values are expressed as% by mass and are values measured after production. In addition, a conventionally used lead-containing bronze material, JIS H5120 CAC406, was used as Comparative Example 12, which was used for comparison of physical properties. Its content is also indicated in the Table. The following tests were carried out for each of the resulting copper alloys. Note that "-" in the Table indicates that it is less than the detection limit. Note that, the content of each of B, Bi, Sb, Al, Si, and Fe was less than the detection limit, in each of the Examples and Comparative Examples except Comparative Example 11. The overall evaluation was carried out performed according to the following standards: those with evaluation "or" in all the tests performed were defined as "or"; those who had at least an "A" assessment in any of the trials were defined as "A"; and those with at least one "x" rating in any of the trials were defined as "x".

[Tabla 2][Table 2]

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*: Ejemplo Comparativo [Tabla 3]*: Comparative Example [Table 3]

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*: Ejemplo Comparativo*: Comparative Example

En primer lugar, se describirá el CAC406 del Ejemplo Comparativo 12. CAC406 tiene propiedades mecánicas, tales como una resistencia a la tracción de 195 MPa o más, y un alargamiento de 15 % o más, que son valores definidos en JIS. Por otra parte, dado que CAC406 contiene 5,38 % en masa de Pb, se obtuvieron buenos resultados en el ensayo de perforación. Además, la longitud de flujo medida en el ensayo de fluidez del metal fundido fue de 298 mm, que se evaluó como "A". Por otro lado, dado que contiene de 4 a 6 % en masa de Pb, el Ejemplo Comparativo 12 tiene un problema en la lixiviación del plomo.First, CAC406 of Comparative Example 12. CAC406 has mechanical properties, such as a tensile strength of 195 MPa or more, and an elongation of 15% or more, which are JIS defined values. On the other hand, since CAC406 contains 5.38 mass% Pb, good results were obtained in the drilling test. Furthermore, the flow length measured in the molten metal flow test was 298 mm, which was evaluated as "A". On the other hand, since it contains 4 to 6% by mass of Pb, Comparative Example 12 has a problem in leaching lead.

En primer lugar, el Ejemplo Comparativo 1 y los Ejemplos 1 a 4 se prepararon para que tuvieran un contenido de Zn variable, con el contenido de elementos distintos de Zn lo más cerca posible entre sí. Estos se organizaron en el primer grupo en la Tabla 2 y la Tabla 3 en orden ascendente de contenido de Zn. Con respecto a las propiedades mecánicas, cada uno mostró valores superiores a la resistencia a la tracción de 195 MPa y el alargamiento del 15 %, mientras que en el Ejemplo Comparativo 1 en el que Zn es menos del 12 % en masa, el tiempo necesario para el mecanizado era demasiado largo. Por otro lado, en el Ejemplo 4 en el que el Zn es casi el 21 % en masa, que es el límite superior, se encontró que la maquinabilidad tendía a reducirse.First, Comparative Example 1 and Examples 1 to 4 were prepared to have a variable Zn content, with the content of elements other than Zn as close to each other as possible. These were arranged in the first group in Table 2 and Table 3 in ascending order of Zn content. With respect to mechanical properties, each showed values above the tensile strength of 195 MPa and elongation of 15%, while in Comparative Example 1 in which Zn is less than 12% by mass, the time required for machining it was too long. On the other hand, in Example 4 where the Zn is almost 21% by mass, which is the upper limit, it was found that the machinability tended to be reduced.

A continuación, con el Ejemplo 2 como referencia, el Ejemplo Comparativo 2, los Ejemplos 5, 6 y 7 y el Ejemplo Comparativo 3 se prepararon para que tuvieran un contenido de Sn variable, con el contenido de elementos distintos de Sn lo más cerca posible entre sí. Estos se organizaron en el segundo grupo en la Tabla 2 y la Tabla 3 en orden ascendente del contenido de Sn. En el Ejemplo 5, en el que el contenido de Sn es del 1,43 % en masa, que está cerca del valor límite inferior, la resistencia a la erosión-corrosión tenía una tendencia a reducirse ligeramente, y en el Ejemplo Comparativo 2 en el que el contenido de Sn es del 0,99 % en masa, la resistencia a la erosión-corrosión estaba notablemente ausente. Por otro lado, en el Ejemplo 7 en el que Zn es 4,5 % en masa, la maquinabilidad tenía tendencia a reducirse, y en el Ejemplo Comparativo 3 en el que el contenido de Sn es del 4,92 % en masa que supera el 3,0 % en masa, se produjo un problema de alargamiento y maquinabilidad.Next, with Example 2 as a reference, Comparative Example 2, Examples 5, 6 and 7 and Comparative Example 3 were prepared to have a variable Sn content, with the content of elements other than Sn as close as possible each. These were organized into the second group in Table 2 and Table 3 in ascending order of Sn content. In Example 5, in which the Sn content is 1.43% by mass, which is close to the lower limit value, the erosion-corrosion resistance had a tendency to decrease slightly, and in Comparative Example 2 it was Since the Sn content is 0.99% by mass, the erosion-corrosion resistance was notably absent. On the other hand, in Example 7 where Zn is 4.5% by mass, the machinability had a tendency to decrease, and in Comparative Example 3 where the Sn content is 4.92% by mass that exceeds 3.0% by mass, elongation and machinability problem occurred.

A continuación, los Ejemplos 5, 3 y 4 se organizaron en orden ascendente del contenido total de Zn Sn en la Tabla 2, y se preparó el Ejemplo Comparativo 4 en el que el contenido de Zn Sn supera aún más en comparación con aquellos y supera el 23,5 % en masa, y se ordenaron en el tercer grupo en la Tabla 2 y la Tabla 3 en orden ascendente del contenido total de Zn Sn. En el Ejemplo Comparativo 4, tanto la resistencia a la tracción como el alargamiento se redujeron considerablemente.Next, Examples 5, 3, and 4 were arranged in ascending order of the total Zn Sn content in Table 2, and Comparative Example 4 was prepared in which the Zn Sn content further exceeds compared to those and exceeds 23.5% by mass, and were ranked in the third group in Table 2 and Table 3 in ascending order of the total Zn Sn content. In Comparative Example 4, both tensile strength and elongation were considerably reduced.

A continuación, con el Ejemplo 2 como referencia, el Ejemplo Comparativo 5, los ejemplos 8 y 9 y el Ejemplo Comparativo 6 se prepararon para que tuvieran un contenido de P variable, con el contenido de elementos distintos de P lo más cerca posible entre sí. Estos se organizaron en el cuarto grupo en la Tabla 2 y la Tabla 3 en orden ascendente del contenido de P. En cada uno del Ejemplo Comparativo 5, en el que el contenido de P es inferior al 0,005 % en masa, y en el Ejemplo Comparativo 6, en el que el contenido de P supera el 0,15 % en masa, en consecuencia, se produjo un problema de fluidez. Además, los resultados del ensayo de líquido penetrante se indican en la Figura 6. En el Ejemplo Comparativo 6 en el que el contenido de P supera el 0,15 % en masa, se produjeron por completo cavidades por contracción. Obsérvese que en la fotografía, no se estimaron las partes que tenían un espesor de 30 mm y se examinaron las partes en las que se generan manchas rojas y finas en una parte más fina. En ejemplos distintos al Ejemplo Comparativo 6, en las partes que tienen un espesor de 20 mm o menos, no se encontraron manchas, lo que proporcionó buenos resultados.Next, with Example 2 as a reference, Comparative Example 5, Examples 8 and 9 and Comparative Example 6 were prepared to have a variable P content, with the content of elements other than P as close to each other as possible. . These were arranged into the fourth group in Table 2 and Table 3 in ascending order of P content. In each of Comparative Example 5, in which the P content is less than 0.005% by mass, and in Example Comparative 6, in which the P content exceeds 0.15% by mass, consequently, a flow problem occurred. Furthermore, the results of the liquid penetrant test are indicated in Figure 6. In Comparative Example 6 where the P content exceeds 0.15% by mass, shrinkage cavities were completely produced. Note that in the photograph, the parts having a thickness of 30 mm were not estimated and the parts where red and fine spots are generated in a thinner part were examined. In examples other than Comparative Example 6, in the parts having a thickness of 20 mm or less, no stains were found, which gave good results.

A continuación, con el Ejemplo 2 como referencia, el Ejemplo Comparativo 7, los Ejemplos 10 y 11 y el Ejemplo Comparativo 8 se prepararon para que tuvieran un contenido de Pb variable, con el contenido de elementos distintos de Pb lo más cerca posible entre sí. Estos se organizaron en el quinto grupo en la Tabla 2 y la Tabla 3 en orden ascendente del contenido de Pb. En el Ejemplo Comparativo 7 en el que el contenido de Pb es del 0,03 % en masa, que es inferior al 0,05 % en masa, en consecuencia, se produjo un problema de maquinabilidad.Next, with Example 2 as a reference, Comparative Example 7, Examples 10 and 11 and Comparative Example 8 were prepared to have a variable Pb content, with the content of elements other than Pb as close to each other as possible. . These were organized into the fifth group in Table 2 and Table 3 in ascending order of Pb content. In Comparative Example 7 where the Pb content is 0.03% by mass, which is less than 0.05% by mass, consequently, a machinability problem occurred.

Además, con composiciones similares a la del Ejemplo 2, los Ejemplos 13, 14 y 15 y los Ejemplos Comparativos 9 y 10 se prepararon para que contuvieran Ni. Ninguno de ellos tuvo problemas con las propiedades mecánicas. Sin embargo, en los Ejemplos Comparativos 9 y 10 en los que el contenido de Ni supera el 0,5 % en masa, ocurrió un problema en la maquinabilidad.Furthermore, with compositions similar to Example 2, Examples 13, 14 and 15 and Comparative Examples 9 and 10 were prepared to contain Ni. None of them had problems with mechanical properties. However, in Comparative Examples 9 and 10 where the Ni content exceeds 0.5 mass%, a problem in machinability occurred.

Todavía adicionalmente, con una composición similar a la del Ejemplo 2, el Ejemplo Comparativo 11 se preparó para que contuviera un 0,3 % en masa de Bi. La resistencia a la tracción se redujo en gran medida, por lo que se produjo un problema en las propiedades mecánicas. Por otra parte, este contenido presentaba un problema en vista de la reciclabilidad.Still further, with a composition similar to Example 2, Comparative Example 11 was prepared to contain 0.3 mass% Bi. The tensile strength was greatly reduced, so there was a problem in the mechanical properties. On the other hand, this content presented a problem in view of recyclability.

con el contenido de elementos distintos de Pb lo más cerca posible entre sí. Estos se organizaron en el quinto grupo en la Tabla 2 y la Tabla 3 en orden ascendente del contenido de Pb. En el Ejemplo Comparativo 7 en el que el contenido de Pb es del 0,03 % en masa, que es inferior al 0,05 % en masa, en consecuencia, se produjo un problema de maquinabilidad.with the content of elements other than Pb as close as possible to each other. These were organized into the fifth group in Table 2 and Table 3 in ascending order of Pb content. In Comparative Example 7 where the Pb content is 0.03% by mass, which is less than 0.05% by mass, consequently, a machinability problem occurred.

Además, con composiciones similares a la del Ejemplo 2, los Ejemplos 13, 14 y 15 y los Ejemplos Comparativos 9 y 10 se prepararon para que contuvieran Ni. Ninguno de ellos tuvo problemas con las propiedades mecánicas. Sin embargo, en los Ejemplos Comparativos 9 y 10 en los que el contenido de Ni supera el 0,5 % en masa, ocurrió un problema en la maquinabilidad.Furthermore, with compositions similar to Example 2, Examples 13, 14 and 15 and Comparative Examples 9 and 10 were prepared to contain Ni. None of them had problems with mechanical properties. However, in Comparative Examples 9 and 10 where the Ni content exceeds 0.5 mass%, a problem in machinability occurred.

Todavía adicionalmente, con una composición similar a la del Ejemplo 2, el Ejemplo Comparativo 11 se preparó para que contuviera un 0,3 % en masa de Bi. La resistencia a la tracción se redujo en gran medida, por lo que se produjo un problema en las propiedades mecánicas. Por otra parte, este contenido presentaba un problema en vista de la reciclabilidad. Still further, with a composition similar to Example 2, Comparative Example 11 was prepared to contain 0.3 mass% Bi. The tensile strength was greatly reduced, so there was a problem in the mechanical properties. On the other hand, this content presented a problem in view of recyclability.

Claims (1)

REIVINDICACIONES 1. Una aleación de cobre para usar en un miembro para obras hidráulicas, consistiendo la aleación de cobre en: 0,5 % en masa o menos de Ni; 12 % en masa o más y 21 % en masa o menos de Zn; 1,4 % en masa o más y 3,0 % en masa o menos de Sn, siendo un contenido total de Zn y Sn del 23,5 % en masa o menos; 0,005 % en masa o más y 0,15 % en masa o menos de P; 0,05 % en masa o más y 0,30 % en masa o menos de Pb; y el resto, donde el resto es Cu e impurezas inevitables,1. A copper alloy for use in a member for hydraulic works, the copper alloy consisting of: 0.5% by mass or less Ni; 12% by mass or more and 21% by mass or less of Zn; 1.4% by mass or more and 3.0% by mass or less of Sn, with a total content of Zn and Sn being 23.5% by mass or less; 0.005% by mass or more and 0.15% by mass or less of P; 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less of Pb; and the rest, where the rest is Cu and unavoidable impurities, donde Bi, Si, Al, Sb, Zr, Fe, Mn, Cr, Mg, Ti, Te, Se y Cd se encuentran entre los elementos que constituyen las impurezas inevitables. where Bi, Si, Al, Sb, Zr, Fe, Mn, Cr, Mg, Ti, Te, Se and Cd are among the elements that constitute the unavoidable impurities.
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