JP2017508073A - 向上した耐脱亜鉛性および機械加工性を有する真鍮 - Google Patents
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Abstract
Description
目的はさらに、この真鍮合金が、ヒ素を含む、またはヒ素のみを含む真鍮合金よりも向上した耐脱亜鉛性を有することである。
目的はさらに、本真鍮合金の鉛含有量が≦1.0重量%、好ましくは≦0.10重量%のPbであるべきことである。
本発明は、向上した(i)耐脱亜鉛性、(ii)機械加工性、および(iii)粒間粒界腐食に対する保護作用を有する、本質的にヒ素を含まないα−β真鍮合金に関する。
a.炉内のベース合金にSbおよびPを添加する工程と、
b.スメルトを型内に流し込む工程と、
c.鋳造真鍮合金を、500℃〜550℃で1〜2時間熱処理する工程と
を含む方法によって製造される。
安定化できるのはα相のみのため、脱亜鉛作用および粒間粒界腐食に対抗するために、β相の含有量を最小限にすることが重要である。阻害剤Sbを伴う熱処理はβ相の量を低下させ、ならびに合金添加剤Pが切削力を低下させる。
a.炉内のベース合金にSbおよびPを添加する工程と、
b.スメルトを型内に流し込む工程と、
c.鋳造真鍮合金を、500℃〜550℃で1〜2時間熱処理する工程と
によって製造される。
好ましい実施形態によれば、本質的にヒ素を含まない本真鍮合金は、550℃で2時間熱処理することによって製造され、この熱処理がβ相の量を<5%、好ましくは≦1%にまで低下させ、ならびに合金添加剤Pが10%低い切削力にまで切削力を低下させる。
a.所定量のCu、Zn、Pb、ならびに真鍮合金中に含まれるべきFeおよびAl等の他の合金添加剤を場合により含む炉内のベース合金にSbおよびPを添加する工程と、
b.スメルトを型内に流し込む工程と、
c.鋳造真鍮合金を、500℃〜550℃で1〜2時間、好ましくは550℃で2時間熱処理する工程と
を含む方法によって製造される。
ノルディックブラスガサム社(Nordic Brass Gusum(NBG))によって製造されたベース合金
試験合金1〜11を本出願において試験したが、これらは、As、Sb、およびPの含有量が可能な限りゼロに近い、プロトタイプ名752を有するベース合金を用いて生成した。752の化学組成を重量%単位で表1に示し、ここで「NBG標準値」は達成されることが所望されるベース合金の化学組成を示し、一方で「最小値」および「最大値」は許容誤差を示す。また、測定されたベース合金の組成も示す。
試験合金を、As、Sb、および/またはPを炉(ライボルト社(Leybold))内のベース合金に添加することによって、2kgのインゴットの形態で生成した。ここでは、合金は、インダクタンスコイル内に配置した坩堝(モーガン・クルーシブル社(Morgan crucible))内で溶融させた。合金は、炉上方の換気装置を用いて空気の存在下で溶融させ、次いで、坩堝をコイルと共に傾けることによって型内にスメルトを流し込んだ。型の寸法は、40×40mm(高さ、300mm)であった。
試験合金1〜11を、鋳造試料プレートおよび熱処理試料プレートの両方の形態で、腐食に曝露する。該熱処理は、550℃で2時間行い、炉から取り出した後、試料は水中で迅速に反応停止させた(最大5分間の遅延を伴った)。先に示されているように、熱処理の目的は、試験合金中のβ相を低減することである。
腐食試験後、試料プレートの摩擦および研磨による金属組織検査のために、ネイルポリッシュの覆いに対して垂直に断面を調製した。200倍および500倍の倍率を用いた測定での光学顕微鏡検査で、腐食を決定した。
腐食した断面のβ相の量を決定し、結果を表4に示す。
比較実験は、熱処理が、全ての試験合金においてβ相の量を著しく減少させたことを示す。結果により、5%未満のβ相の値が、連続的なネットワークが形成されている可能性の低さを必然的に伴い、10%超のβ相の含有量が、連続的なネットワークの形成を必然的に伴うことが示される。これは、鋳造および熱処理試験合金10の両方の微細構造を例証している図1において明らかに示されている。試験結果は、β相を可能な限り減少させるために熱処理が必要であることを強調している。
試験合金1〜11のCuCl2曝露の結果を表5に示し、ここでは、腐食がα相および/またはβ相において起こったかどうか、ならびに脱亜鉛作用がどれだけの深度(μm)(AD−脱亜鉛作用の深度)で存在するかが分かる。図2は、代表的な試験合金に対する腐食の程度を示す、試験プレートの断面図を例証する。
要するに、結果から、(i)熱処理および(ii)AsまたはSbの存在が、耐脱亜鉛性を得るため、ならびに粒間粒界腐食に対抗するために必要であることが示唆される。
試験合金の切削力について行われた分析は、合金10の予期しない技術的効果を示した。合金10は、良好な機械的特性を有し、また合金1よりも10%低い切削力を有した。
Claims (28)
- 向上した耐脱亜鉛性、機械加工性、および粒間粒界腐食に対する保護作用を有する真鍮合金であって、
a.62〜68重量%のCuと、
b.0.02〜1.00重量%のPbと、
c.<0.02重量%のAsと、
d.0.01〜0.06重量%のPおよび/または0.01〜0.06重量%のSbと、
e.残部のZnとを含み、
<5%のβ相、好ましくは≦1%のβ相を含むことを特徴とする、真鍮合金。 - 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項1に記載の真鍮合金。
- 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.01重量%のPと、0.02重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項1に記載の真鍮合金。
- 63.0〜64.0重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項1または2に記載の真鍮合金。
- 63.0〜64.0重量%のCuと、0.80〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項1、2、および4のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 0.07〜0.12重量%のFeと、0〜0.05重量%または0.45〜0.70重量%のAlとをさらに含む、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 63.5重量%のCuと、35.0重量%のZnと、0.9重量%のPbと、0重量%のAsと、0.10重量%のFeと、0.50重量%のAlと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbとを含む、請求項1、2、4乃至6のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 63.5重量%のCuと、35.0重量%のZnと、0.9重量%のPbと、0重量%のAsと、0.10重量%のFeと、0.50重量%のAlと、0.03重量%のPと、0.03重量%のSbとを含む、請求項1、2、4乃至7のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 0〜0.200重量%のNi、0〜0.100重量%のMn、0〜0.02重量%のSi、および/または0.0004〜0.0006重量%のBをさらに含む、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0.01重量%のAsと、0.02重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項1に記載の真鍮合金。
- 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0.01重量%のAsと、0.02重量%のSbと、0.015重量%のPと、残部のZnとを含む、請求項1に記載の真鍮合金。
- a.炉内のベース合金にSbおよび/またはPを添加する工程と、
b.工程aで得たスメルトを、型内に流し込む工程と、
c.工程bで得た鋳造真鍮合金を、500℃〜550℃で1〜2時間熱処理する工程と
を特徴とする、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の真鍮合金を製造する方法。 - 前記真鍮合金を、550℃で2時間熱処理することを特徴とする、請求項12に記載の真鍮合金を製造する方法。
- 向上した耐脱亜鉛性、機械加工性、および粒間粒界腐食に対する保護作用を有する真鍮合金であって、
a.62〜68重量%のCuと、
b.0.02〜1.00重量%のPbと、
c.<0.02重量%のAsと、
d.0.01〜0.06重量%のPおよび/または0.01〜0.06重量%のSbと、
e.残部のZnとを含み、
請求項12または13に記載の方法を用いて製造される、真鍮合金。 - 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項14に記載の真鍮合金。
- 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.01重量%のPと、0.02重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項14に記載の真鍮合金。
- 63.0〜64.0重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項14または15に記載の真鍮合金。
- 63.0〜64.0重量%のCuと、0.80〜1.00重量%のPbと、0重量%のAsと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項14、15、および17のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 0.07〜0.12重量%のFeと、0〜0.05重量%または0.45〜0.70重量%のAlとをさらに含む、請求項14乃至18のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 63.5重量%のCuと、35.0重量%のZnと、0.9重量%のPbと、0重量%のAsと、0.10重量%のFeと、0.50重量%のAlと、0.02〜0.06重量%のPと、0.02〜0.06重量%のSbとを含む、請求項14、15、17乃至19のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 63.5重量%のCuと、35.0重量%のZnと、0.9重量%のPbと、0重量%のAsと、0.10重量%のFeと、0.50重量%のAlと、0.03重量%のPと、0.03重量%のSbとを含む、請求項14、15、17乃至20のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 0〜0.200重量%のNi、0〜0.100重量%のMn、0〜0.02重量%のSi、および/または0.0004〜0.0006重量%のBをさらに含む、請求項14乃至21のいずれか1項に記載の真鍮合金。
- 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0.01重量%のAsと、0.02重量%のSbと、残部のZnとを含む、請求項14に記載の真鍮合金。
- 62〜68重量%のCuと、0.02〜1.00重量%のPbと、0.01重量%のAsと、0.02重量%のSbと、0.015重量%のPと、残部のZnとを含む、請求項14に記載の真鍮合金。
- 水と接触する環境における、請求項1乃至11および14乃至24のいずれか1項に記載の真鍮合金の使用。
- 前記環境が、好ましくは混合栓、バルブ、および継手の形態の、建築設備器具である、請求項15に記載の使用。
- 請求項1乃至11および14乃至24のいずれか1項に記載の真鍮合金を使用して製造された物品。
- 請求項6乃至9および19乃至22のいずれか1項に記載の真鍮合金の切削力を減少させるための、Pの使用。
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