JP2022151475A

JP2022151475A - スズ黄銅合金及びその製造方法

Info

Publication number: JP2022151475A
Application number: JP2021096357A
Authority: JP
Inventors: リウ、ホンチン; Hongqin Liu; マー、リー; Li Ma; シュイ、チリン; Jiling Xu; リー、イー; Yi Li; ポン、リチュン; Lijun Peng; チャオ、ミンリャン; Minliang Zhao; チアン、チアオフ; Qiaofu Jiang; ワン、チンユイ; Qingyu Wang
Original assignee: Shanghai Wuxing Copper Co Ltd
Current assignee: Shanghai Wuxing Copper Co Ltd
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-10-07
Anticipated expiration: 2041-06-09
Also published as: JP7258079B2; DE102021116817A1; CN113073229A; CN113073229B

Abstract

【課題】スズ黄銅合金及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は合金の技術分野に属し、特にスズ黄銅合金及びその製造方法に関する。本発明は、質量パーセントでＮｉ０．２５～０．５０％、Ｆｅ０．１５～０．５０％、Ｐ０．０２～０．０８％、Ｓｎ０．３～１．５％、Ｃｕ６４～８０％、残量のＺｎ元素を含むスズ黄銅合金を提供する。実験結果は、本発明によって提供されるスズ黄銅合金の引張強度が５６０～７２０ＭＰａ、降伏強度が５２０～６８０ＭＰａ、伸長率が１～１５％、導電率が２２～２７％ＩＡＣＳ、１５０℃で１０００時間抗応力緩和率が７０～８０％、９０°曲げ後のストリップ横断面方向に亀裂のない場合の最小Ｒ／Ｔ値が０．５、９０°曲げ後のストリップ縦断面方向に亀裂のない場合の最小Ｒ／Ｔ値が１．５であり、脱亜鉛率＜１０％、耐腐食であることを示している。【選択図】なし

Description

本発明は合金の技術分野に属し、特にスズ黄銅合金及びその製造方法に関する。

スズリン青銅合金は、高強度、優れた弾性、耐食性、耐摩耗性、耐疲労性、耐磁性、容易なろう付け、および優れた加工性能という利点があり、電子通信、電気機器、メーター、機械産業に広く使用され、端子コネクタ、リレー、接触器、接触子、スプリング、ヒューズプロテクター、トランスファースイッチ等のコネクタ、およびすべり軸受、摩擦板等の弾性部品を製造し、現在最も広く使用されている銅合金弾性材料である。

現代の科学技術の発展に伴い、弾性部品用のスズリン青銅合金材料の需要がますます増加しており、品質要件も絶えず改善され、スズリン青銅の総合な性能、特にスズリン青銅合金の強度と導電性能について、より高い要件を提案する。現在、リン青銅の弾性性能を改善する一般的な方法は、Ｓｎの添加量を増やすことであり、従来製造されていたスズリン青銅は４％以上のＳｎを含んでいるが、金属Ｓｎは高価であり、Ｓｎ含有量の増加により、材料の全体的なコストが上昇し、銅合金中のＳｎ含有量が高い場合、Ｓｎは銅において、偏析を形成するのが非常に簡単であり、一般的に、水平連続鋳造＋均質化焼鈍しか製造に使用できず、製造効率と全体的な歩留まりは両方とも低い。

そのため、新しいタイプの銅ベースの弾性合金材料を開発し、同等の機械的特性を前提として、より優れた導電性能と一定の耐食性能を備えていると同時に、原材料と製造コストが比較的低く、現在広く使用されているスズリン青銅合金ストリップ材料を代替できることは、銅加工産業の技術的向上と高性能銅合金システムの強化と開発にとって非常に重要である。

以上の課題を考慮して、本発明は、低コスト、高機械的特性、優れた導電性および優れた耐食性の特徴を有するスズ黄銅合金及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の発明の目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段を提供する。

本発明は、質量パーセントでＮｉ０．２５～０．５０％、Ｆｅ０．１５～０．５０％、Ｐ０．０２～０．０８％、Ｓｎ０．３～１．５％、Ｃｕ６４～８０％、残量のＺｎ元素を含むスズ黄銅合金を提供する。

好ましくは、強化元素をさらに含み、前記強化元素はＭｇ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓｒのうちの２種類であり、いずれか１種の前記強化元素の質量パーセントは、独立して、スズ黄銅合金の０．００５～０．０１％である。

好ましくは、前記スズ黄銅合金は、Ｃｕｂｅのテクスチャが５～１０ｖｏｌ．％、Ｂｒａｓｓのテクスチャが５～１０ｖｏｌ．％、Ｃｏｐｐｅｒのテクスチャが４０～６０ｖｏｌ．％、Ｓのテクスチャが２０～４０ｖｏｌ．％である。

本発明は、合金原料を、順に製錬および鋳造して合金インゴットを得るステップと、前記合金インゴットに対して、熱間圧延、フライス加工、粗圧延、第１焼鈍、中間圧延、第２焼鈍、中間仕上げ圧延、第１段階式焼鈍、第１仕上げ圧延、第２段階式焼鈍、第２仕上げ圧延、および最終焼鈍を順次行い、前記スズ黄銅合金を得るステップと、を含む、上記技術的解決手段に記載のスズ黄銅合金の製造方法も提供する。

好ましくは、前記熱間圧延の前に、前記合金インゴットの予熱と保温も含み、前記予熱と保温の温度は８００～９５０℃、予熱と保温時間は４時間、前記熱間圧延の最終圧延温度は６００～７５０℃、前記熱間圧延の総変形率は８０～９５％である。

好ましくは、前記粗圧延の総変形率は７５～９５％、前記第１焼鈍の保温温度は６００～７００℃、保温時間は４～８時間である。

好ましくは、前記中間圧延の総変形率は６０～８０％、前記第２焼鈍の保温温度は４００～５００℃、保温時間は４～８時間である。

好ましくは、前記中間仕上げ圧延の総変形率は４０～６０％、前記第１段階式焼鈍には、第１回の１段階焼鈍と第１回の２段階焼鈍が含まれ、前記第１回の１段階焼鈍の保温温度は２７５～３７５℃、保温時間は２～６時間、前記第１回の２段階焼鈍の保温温度は３５０～４５０℃、保温時間は２～６時間である。

好ましくは、前記第１仕上げ圧延の総変形率は３０～５０％、前記第２段階式焼鈍には、第２回の１段階焼鈍と第２回の２段階焼鈍が含まれ、前記第２回の１段階焼鈍の保温温度は２５０～３５０℃、保温時間は２～６時間、前記第２回の２段階焼鈍の保温温度は３３０～４５０℃、保温時間は２～６時間である。

好ましくは、前記第２仕上げ圧延の総変形率は１０～４０％、前記最終焼鈍の保温温度は２００～３００℃、保温時間は４～８時間である。

本発明は、質量パーセントでＮｉ０．２５～０．５０％、Ｆｅ０．１５～０．５０％、Ｐ０．０２～０．０８％、Ｓｎ０．３～１．５％、Ｃｕ６４～８０％、残量のＺｎ元素を含むスズ黄銅合金を提供する。本発明において、Ｃｕはマトリックス元素であり、Ｎｉはマトリックスに固溶しており、固溶強化効果があり、脱亜鉛腐食を抑制するのに有利であり、Ｓｎはマトリックスにも固溶し、脱亜鉛腐食を効果的に抑制することができ、Ｓｎはα相領域を減少させるため、Ｎｉはα相領域を効果的に拡大できるため、ＳｎとＮｉの２つの元素は相乗的に作用して、脆性および非腐食性のβ相領域を形成する傾向を回避し、マトリックス中のＦｅの固溶度は高くなく、室温で析出した後、ＦｅはＰ元素との親和性が高いので、Ｆｅ_ＸＰ_Ｙ相の一部を形成して、結晶粒微細化の効果を実現し、スズ黄銅合金の総合的な機械的性質を改善することに有利である。本発明において、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎなどの合金元素は、従来のＱＳｎ６．５－０．１青銅合金と同等の機械的性質に基づき、ＱＳｎ６．５－０．１青銅よりも導電率が高く、コストが低く、通常の黄銅より耐食性が優れることに有利である。

実験結果は、本発明によって提供されるスズ黄銅合金の引張強度が５６０～７２０ＭＰａ、降伏強度が５２０～６８０ＭＰａ、伸長率が１～１５％、導電率が２２～２７％ＩＡＣＳ、１５０℃で１０００時間の抗応力緩和率が７０～８０％、９０°曲げ後のストリップ横断面方向に亀裂がない場合の最小Ｒ／Ｔ値が０．５、９０°曲げ後のストリップ縦断面方向に亀裂がない場合の最小Ｒ／Ｔ値が１．５であることを示している。

本発明は、合金原料を、順に製錬および鋳造して合金インゴットを得るステップと、前記合金インゴットに対して、熱間圧延、フライス加工、粗圧延、第１焼鈍、中間圧延、第２焼鈍、中間仕上げ圧延、第１段階式焼鈍、第１仕上げ圧延、第２段階式焼鈍、第２仕上げ圧延、および最終焼鈍を順次行い、前記スズ黄銅合金を得るステップと、を含む、上記技術的解決手段に記載のスズ黄銅合金の製造方法も提供する。本発明において、第１段階式焼鈍は、蓄積されたエネルギーを十分に放出して材料の再結晶温度を上昇させるのに有利であり、第２段階式焼鈍は、均一な細粒構造の形成に有利である。本発明では、変形熱処理技術および合金元素間の相乗効果の原理を使用して銅合金の組成および微細構造を調整し、超微細結晶粒構造が得られ、これに基づいて、テクスチャの種類や組成を調整し、総合的な性能が複雑で優れたスズ黄銅系合金が得られる。

質量百分率で、本発明の前記スズ黄銅合金は、０．２５～０．５０％のＮｉ、好ましくは０．３０～０．４５％、より好ましくは０．３５～０．４０％のＮｉを含む。本発明において、Ｎｉは、マトリックスの強度と脱亜鉛腐食耐性を向上させ、α相領域を拡大するのに有利である。

質量百分率で、本発明のスズ黄銅合金は、０．１５～０．５０％のＦｅ、好ましくは０．２０～０．４５％、より好ましくは０．２５～０．４０％のＦｅを含む。本発明において、マトリックス中のＦｅの固溶度は室温で非常に小さいので、析出強化の役割を果たす。

質量百分率で、本発明のスズ黄銅合金は、０．０２～０．０８％のＰ、好ましくは０．０２５～０．０７５％、より好ましくは０．０３～０．０７％のＰを含む。本発明において、Ｐと析出したＦｅとは鉄－リン化合物を形成し、スズ黄銅合金の強度をさらに高めるのに有利である。

質量百分率で、本発明の前記スズ黄銅合金は、０．３～１．５％のＳｎ、好ましくは０．４～１．４％、より好ましくは０．５～１．３％のＳｎを含む。本発明において、Ｓｎは、材料の耐疲労性を高め、脱亜鉛腐食耐性を高めるのに有利である。ＳｎとＮｉの間の相互作用により、単相領域を維持する。

質量百分率で、本発明のスズ黄銅合金は、６４～８０％のＣｕ、好ましくは６５～７８％、より好ましくは６６～７７％のＣｕを含む。本発明において、Ｃｕはスズ黄銅合金の主元素である。

本発明において、前記スズ黄銅合金は、好ましくは、強化元素をさらに含み、前記強化元素は、好ましくは、Ｍｇ、Ｓｉ、ＭｎおよびＳｒのうちの２種類である。本発明において、前記強化元素のいずれかの１種の質量百分率含有量は、好ましくは、独立して、スズ黄銅合金の０．００５～０．０１％、より好ましくは、０．００６～０．００９％である。本発明において、前記強化元素は、固溶強化または析出強化により、スズ黄銅合金の合金強度、耐疲労性、耐食性を向上させる。

質量百分率で、本発明のスズ黄銅合金は、残量のＺｎを含む。本発明において、Ｚｎはマトリックス元素である。

本発明において、前記スズ黄銅合金は、好ましくは、Ｃｕｂｅテクスチャ、Ｂｒａｓｓテクスチャ、Ｃｏｐｐｅｒテクスチャ、およびＳテクスチャを含む。本発明において、前記スズ黄銅合金では、Ｃｕｂｅのテクスチャは、好ましくは５～１０ｖｏｌ．％、Ｂｒａｓｓのテクスチャは、好ましくは５～１０ｖｏｌ．％、Ｃｏｐｐｅｒのテクスチャは、好ましくは４０～６０ｖｏｌ．％、Ｓのテクスチャは、好ましくは２０～４０ｖｏｌ．％である。

本発明において、前記スズ黄銅合金の平均結晶粒径は、好ましくは２～５μｍである。

本発明において、前記スズ黄銅合金の引張強度は、好ましくは５６０～７２０ＭＰａ、降伏強度は、好ましくは５２０～６８０ＭＰａ、伸長率は、好ましくは１～１５％、導電率は、好ましくは１５～３０％ＩＡＣＳ、１５０℃で１０００時間の抗応力緩和率は、好ましくは７０～８０％、９０°曲げ後のストリップ横断面方向に亀裂がない場合のＲ／Ｔの最小値は、好ましくは０．５、９０°曲げ後の縦断面方向に亀裂がない場合のＲ／Ｔの最小値は、好ましくは１．５である。

本発明は、合金原料を、順に製錬および鋳造して合金インゴットを得る。

本発明において、前記合金原料には、好ましくは、電解銅、電解ニッケル、銅－鉄中間合金、銅－リン中間合金、純スズ、純亜鉛、および強化元素合金が含まれる。前記強化元素合金には、銅－マグネシウム中間合金、銅－シリコン中間合金、銅－マンガン中間合金、銅－ストロンチウム中間合金のうちの２種類が含まれる。本発明において、前記銅－鉄中間合金の組成は、好ましくはＣｕ３０Ｆｅであり、前記銅－リン中間合金の組成は、好ましくはＣｕ１５Ｐである。本発明において、前記銅－マグネシウム中間合金の組成は、好ましくはＣｕ２０Ｍｇ、前記銅－シリコン中間合金の組成は、好ましくはＣｕ１０Ｓｉ、前記銅－マンガン中間合金の組成は、好ましくはＣｕ３０Ｍｎ、前記銅－ストロンチウム中間合金の組成は、好ましくはＣｕ２０Ｓｒである。

本発明において、前記製錬装置は、好ましくは、電力周波数誘導炉である。本発明において、前記溶錬の温度は、好ましくは１２５０～１３００℃、より好ましくは１２６０～１２９０℃である。本発明において、前記製錬は、好ましくは、電解銅および電解ニッケルを溶融した後、次いで、得られた製錬システムに他の合金原料を添加する。本発明において、合金溶湯は、製錬によって得られる。

本発明において、前記鋳造の温度は、好ましくは１１５０～１２００℃、より好ましくは１１６０～１１９０℃である。前記鋳造前に、本発明は好ましくは前記合金溶湯を保温する。前記保温温度は、好ましくは鋳造温度、保温時間は、好ましくは３０ｍｉｎである。

合金インゴットが得られた後、本発明は、前記合金インゴットに対して、熱間圧延、フライス加工、粗圧延、第１焼鈍、中間圧延、第２焼鈍、中間仕上げ圧延、第１段階式焼鈍、第１仕上げ圧延、第２段階式焼鈍、第２仕上げ圧延及び最終焼鈍を順次行い、前記スズ黄銅合金を得る。

前記熱間圧延の前に、本発明は、好ましくは前記合金インゴットを予熱保温することも含み、前記予熱保温の温度は、好ましくは８００～９５０℃、より好ましくは８２０～９３０℃、予熱保温の時間は、好ましくは４時間である。本発明において、前記予熱・保温装置は、好ましくはステッピングボックス炉である。本発明において、前記熱間圧延の最終圧延温度は、好ましくは６００～７５０℃、より好ましくは６２０～７３０℃である。本発明において、前記熱間圧延の総変形率は、好ましくは８０～９５％、より好ましくは８２～９３％である。本発明において、前記熱間圧延のパス数は、好ましくは１３～１７パス、より好ましくは１４～１６パスである。前記熱間圧延におけるパスあたりの変形率は、好ましくは９～２５％、より好ましくは１２～２２％である。前記熱間圧延後、本発明は、好ましくは得られた熱間圧延製品を急冷する。本発明は、前記急冷を特に限定するものではなく、特に水冷など、当業者に周知の急冷を使用すればよい。

本発明は、前記フライス加工を特に限定するものではなく、当業者に周知のフライス加工を使用すればよい。本発明は、フライス加工により、熱間圧延によって得られた熱間圧延製品の表面の酸化および欠陥を除去する。

本発明において、前記粗圧延の総変形率は、好ましくは７５～９５％、より好ましくは７７～９３％である。本発明において、前記粗圧延のパス数は、好ましくは７～１０パス、より好ましくは８～９パスである。前記粗圧延におけるパスあたりの変形率は、好ましくは１５～３２％、より好ましくは１８～３０％である。

本発明において、前記第１焼鈍の保温温度は、好ましくは６００～７００℃、より好ましくは６２０～６８０℃である。保温時間は、好ましくは４～８時間、より好ましくは４．５～７．５時間である。本発明において、前記第１焼鈍を行うための装置は、好ましくはベル型焼鈍炉である。前記第１焼鈍後、本発明は、好ましくは、得られた第１焼鈍合金に対して第１酸洗いを行う。本発明において、前記第１酸洗いにおける酸洗い液は、好ましくは硫酸を含み、前記硫酸の質量百分率濃度は、好ましくは３～８％である。本発明は、それが表面油汚れおよび酸化を除去することができる限り、前記第１酸洗いを特に制限しない。

本発明において、前記中間圧延の総変形率は６０～８０％、より好ましくは６５～７５％である。本発明において、前記中間圧延のパス数は、好ましくは４～６パス、より好ましくは５～６パスである。前記中間圧延におけるパスあたりの変形率は、好ましくは１５～３２％、より好ましくは１８～３０％である。

本発明において、前記第２焼鈍の保温温度は、好ましくは４００～５００℃、より好ましくは４２０～４８０℃である。保温時間は、好ましくは４～８時間、より好ましくは４．５～７．５時間である。本発明において、前記第２焼鈍を行うための装置は、好ましくはベル型焼鈍炉である。前記第２焼鈍後、本発明は、好ましくは、得られた第２焼鈍合金に対して第２酸洗いを行う。本発明において、前記第２酸洗いにおける酸洗い液は、好ましくは硫酸を含み、前記硫酸の質量百分率濃度は、好ましくは３～８％である。本発明は、それが表面油汚れおよび酸化を除去することができる限り、前記第２酸洗いを特に制限しない。

本発明において、前記中間仕上げ圧延の総変形率は、好ましくは４０～６０％、より好ましくは４５～５５％である。本発明において、前記中間仕上げ圧延のパス数は、好ましくは３～５パス、より好ましくは４～５パスである。前記中間仕上げ圧延におけるパスあたりの変形率は、好ましくは１５～３２％、より好ましくは１８～３０％である。

本発明において、前記第１段階式焼鈍には、第１回の１段階焼鈍と第１回の２段階焼鈍が含まれ、前記第１回の１段階焼鈍の保温温度は、好ましくは２７５～３７５℃、より好ましくは３００～３５０℃であり、保温時間は、好ましくは２～６時間、より好ましくは２．５～５．５時間である。前記第１回の２段階焼鈍の保温温度は、好ましくは３５０～４５０℃、より好ましくは３７５～４２５℃であり、保温時間は、好ましくは２～６時間、より好ましくは２．５～５．５時間である。本発明において、前記第１段階式焼鈍における第１回の２段階焼鈍の保温温度は、好ましくは、第１回の１段階焼鈍の保温温度から上昇して得られ、前記温度上昇速度は、好ましくは０．５～２．５℃／ｍｉｎ、より好ましくは０．８～２℃／ｍｉｎ、最も好ましくは１℃／ｍｉｎである。本発明において、前記第１段階式焼鈍を行うための装置は、好ましくはベル型焼鈍炉である。本発明において、前記第１段階式焼鈍は、前のプロセスでの完全な軟化焼鈍によって引き起こされた粗い構造を排除し、比較的細かい粒子構造を形成し、沈殿相の析出を促進するのに有利である。

前記第１段階式焼鈍後、本発明は、好ましくは、得られた第１段階式焼鈍合金に対して第３酸洗いを行う。本発明において、前記第３酸洗いにおける酸洗い液は、好ましくは硫酸を含み、前記硫酸の質量百分率濃度は、好ましくは３～８％である。本発明は、それが表面油汚れおよび酸化を除去することができる限り、前記第３酸洗いを特に制限しない。

本発明において、前記第１仕上げ圧延の総変形率は、好ましくは３０～５０％、より好ましくは３５～４５％である。本発明において、前記第１仕上げ圧延のパス数は、好ましくは２～５パス、より好ましくは３～４パスである。前記第１仕上げ圧延におけるパスあたりの変形率は、好ましくは１２～３２％、より好ましくは１８～３０％である。

本発明において、前記第２段階式焼鈍には、第２回の１段階焼鈍と第２回の２段階焼鈍が含まれ、前記第２回の１段階焼鈍の保温温度は、好ましくは２５０～３５０℃、より好ましくは２７５～３２５℃であり、保温時間は、好ましくは２～６時間、より好ましくは２．５～５．５時間である。前記第２回の２段階焼鈍の保温温度は、好ましくは３３０～４５０℃、より好ましくは３４５～４３５℃であり、保温時間は、好ましくは２～６時間、より好ましくは２．５～５．５時間である。本発明において、前記第２段階式焼鈍における第２回の２段階焼鈍の保温温度は、好ましくは、第２回の１段階焼鈍の保温温度から上昇して得られ、前記温度上昇速度は、好ましくは０．５～２．５℃／ｍｉｎ、より好ましくは１～２℃／ｍｉｎ、最も好ましくは１．５℃／ｍｉｎである。本発明において、前記第２段階式焼鈍を行うための装置は、好ましくはベル型焼鈍炉である。本発明において、前記第２段階式焼鈍は、微細結晶粒構造を安定させ、結晶粒径をより小さく、より均一にするのに有利である。

本発明において、前記第２仕上げ圧延の総変形率は、好ましくは１０～４０％、より好ましくは１５～３５％である。本発明において、前記第２仕上げ圧延のパス数は、好ましくは１～３パス、より好ましくは２～３パス、最も好ましくは２パスであり、前記第２仕上げ圧延におけるパスあたりの変形率は、好ましくは１０～３２％、より好ましくは１２～３０％である。

本発明において、前記最終焼鈍の保温温度は、好ましくは２００～３００℃、より好ましくは２２０～２８０℃であり、保温時間は、好ましくは４～８時間、より好ましくは５～７時間である。本発明において、前記最終焼鈍を行うための装置は、好ましくはベル型焼鈍炉である。

本発明をさらに説明するために、本発明によって提供されるスズ黄銅合金およびその製造方法を、実施例とともに以下に詳細に説明するが、それらは、本発明の保護の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。明らかに、説明する実施例は、すべての実施例ではなく、本発明の実施例の一部にすぎない。本発明の実施例に基づいて、創造的な作業なしに当業者によって得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。

実施例１
表１に従って、合金原料を配合し、電解銅と電解ニッケルを電源周波数誘導炉に添加し、上記の材料をすべて熔融した後、得られた製錬システムに銅－リン中間合金、銅－鉄中間合金、銅－マグネシウム中間合金、銅－シリコン中間合金、純スズおよび純亜鉛を添加し、合金原料が完全に熔融するまで１３００℃で保温した後、１２００℃で３０分間保温した後、鋳造して合金インゴットを得て、
得られた合金インゴットをステッピングボックス炉に入れ、９５０℃で４時間保温した後、熱間圧延を行い、最終圧延温度を７５０℃に制御し、熱間圧延の総変形率は９２％であり、室温まで水冷した後、フライス加工し、フライス加工後の合金を粗圧延し、総粗圧延加工率は８０％であり、粗圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、７００℃で４時間保温して第１焼鈍を行い、得られた第１焼鈍合金を酸洗いした後、中間圧延を行い、ここで、中間圧延の総変形量は７０％であり、中間圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、５００℃で４時間保温して第２焼鈍を行い、得られた第２焼鈍合金を酸洗いした後、中間仕上げ圧延を行い、ここで、中間仕上げ圧延の総変形量は５０％であり、中間仕上げ圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、３７５℃で６時間保温した後、１℃／ｍｉｎの速度で４５０℃に温度が上昇した後、４５０℃で２時間保温して第１段階式焼鈍を行い、得られた第１段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第１仕上げ圧延を行い、ここで、第１仕上げ圧延の総変形量は５０％であり、第１仕上げ圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、３５０℃で２時間保温した後、１℃／ｍｉｎの速度で４２０℃まで温度上昇し、４２０℃で２時間保温して第２段階式焼鈍を行い、得られた第２段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第２仕上げ圧延を行い、ここで、第２仕上げ圧延の総変形量は１８％であり、第２仕上げ圧延で得られた合金ストリップをベル型焼鈍炉に入れ、２９０℃で８時間保温して最終焼鈍を行い、前記スズ黄銅合金を得た。

実施例２
表１に従って、合金原料を配合し、電解銅と電解ニッケルを電源周波数誘導炉に添加し、上記の材料をすべて熔融した後、得られた製錬システムに銅－リン中間合金、銅－鉄中間合金、銅－マグネシウム中間合金、銅－マンガン中間合金、純スズおよび純亜鉛を添加し、１２５０℃で保温した後、１１５０℃で３０分間保温した後、鋳造して合金インゴットを得て、
得られた合金インゴットをステッピングボックス炉に入れ、８００℃で４時間保温した後、熱間圧延を行い、最終圧延温度を６００℃に制御し、熱間圧延の総変形率は９０％であり、室温まで水冷した後、フライス加工し、フライス加工後の合金を粗圧延し、総粗圧延加工率は７５％であり、粗圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、６００℃で８時間保温して第１焼鈍を行い、得られた第１焼鈍合金を酸洗いした後、中間圧延を行い、ここで、中間圧延の総変形量は６０％であり、中間圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、４００℃で８時間保温して第２焼鈍を行い、得られた第２焼鈍合金を酸洗いした後、中間仕上げ圧延を行い、ここで、中間仕上げ圧延の総変形量は４０％であり、中間仕上げ圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、２７５℃で２時間保温した後、１．５℃／ｍｉｎの速度で３５０℃に温度が上昇した後、３５０℃で６時間保温して第１段階式焼鈍を行い、得られた第１段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第１仕上げ圧延を行い、ここで、第１仕上げ圧延の総変形量は３０％であり、第１仕上げ圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、２５０℃で６時間保温した後、１．５℃／ｍｉｎの速度で３４０℃まで温度上昇し、３４０℃で６時間保温して第２段階式焼鈍を行い、得られた第２段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第２仕上げ圧延を行い、ここで、第２仕上げ圧延の総変形量は２０％であり、第２仕上げ圧延で得られた合金ストリップをベル型焼鈍炉に入れ、２７０℃で４時間保温して最終焼鈍を行い、前記スズ黄銅合金を得た。

実施例３
表１に従って、合金原料を配合し、電解銅と電解ニッケルを電源周波数誘導炉に添加し、上記の材料をすべて熔融した後、得られた製錬システムに銅－リン中間合金、銅－鉄中間合金、銅－ストロンチウム中間合金、銅－シリコン中間合金、純スズおよび純亜鉛を添加し、１２７０℃で保温した後、１１７０℃で３０分間保温した後、鋳造して合金インゴットを得て、
得られた合金インゴットをステッピングボックス炉に入れ、８５０℃で４時間保温した後、熱間圧延を行い、最終圧延温度を６５０℃に制御し、熱間圧延の総変形率は８８％であり、室温まで水冷した後、フライス加工し、フライス加工後の合金を粗圧延し、総粗圧延加工率は８５％であり、粗圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、６５０℃で６時間保温して第１焼鈍を行い、得られた第１焼鈍合金を酸洗いした後、中間圧延を行い、ここで、中間圧延の総変形量は７０％であり、中間圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、４５０℃で６時間保温して第２焼鈍を行い、得られた第２焼鈍合金を酸洗いした後、中間仕上げ圧延を行い、ここで、中間仕上げ圧延の総変形量は５０％であり、中間仕上げ圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、３００℃で４時間保温した後、２℃／ｍｉｎの速度で４００℃に温度が上昇した後、４００℃で４時間保温して第１段階式焼鈍を行い、得られた第１段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第１仕上げ圧延を行い、ここで、第１仕上げ圧延の総変形量は４０％であり、第１仕上げ圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、３００℃で４時間保温した後、２℃／ｍｉｎの速度で４００℃まで温度上昇し、４００℃で４時間保温して第２段階式焼鈍を行い、得られた第２段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第２仕上げ圧延を行い、ここで、第２仕上げ圧延の総変形量は２５％であり、第２仕上げ圧延で得られた合金ストリップをベル型焼鈍炉に入れ、２５０℃で６時間保温して最終焼鈍を行い、前記スズ黄銅合金を得た。

実施例４
表１に従って、合金原料を配合し、電解銅と電解ニッケルを電源周波数誘導炉に添加し、上記の材料をすべて熔融した後、得られた製錬システムに銅－リン中間合金、銅－鉄中間合金、銅－マンガン中間合金、銅－ストロンチウム中間合金、純スズおよび純亜鉛を添加し、１２７０℃で保温した後、１２００℃で３０分間保温した後、鋳造して合金インゴットを得て、
得られた合金インゴットをステッピングボックス炉に入れ、９００℃で４時間保温した後、熱間圧延を行い、最終圧延温度を７００℃に制御し、熱間圧延の総変形率は９３％であり、室温まで水冷した後、フライス加工し、フライス加工後の合金を粗圧延し、総粗圧延加工率は８０％であり、粗圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、６５０℃で８時間保温して第１焼鈍を行い、得られた第１焼鈍合金を酸洗いした後、中間圧延を行い、ここで、中間圧延の総変形量は７５％であり、中間圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、４７５℃で６時間保温して第２焼鈍を行い、得られた第２焼鈍合金を酸洗いした後、中間仕上げ圧延を行い、ここで、中間仕上げ圧延の総変形量は４０％であり、中間仕上げ圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、３５０℃で４時間保温した後、１℃／ｍｉｎの速度で４２０℃に温度が上昇した後、４２０℃で４時間保温して第１段階式焼鈍を行い、得られた第１段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第１仕上げ圧延を行い、ここで、第１仕上げ圧延の総変形量は４０％であり、第１仕上げ圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、３５０℃で４時間保温した後、１℃／ｍｉｎの速度で４２０℃まで温度上昇し、４２０℃で４時間保温して第２段階式焼鈍を行い、得られた第２段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第２仕上げ圧延を行い、ここで、第２仕上げ圧延の総変形量は２０％であり、第２仕上げ圧延で得られた合金ストリップをベル型焼鈍炉に入れ、２７５℃で５時間保温して最終焼鈍を行い、前記スズ黄銅合金を得た。

実施例５
表１に従って、合金原料を配合し、電解銅と電解ニッケルを電源周波数誘導炉に添加し、上記の材料をすべて熔融した後、得られた製錬システムに銅－リン中間合金、銅－鉄中間合金、銅－マグネシウム中間合金、銅－マンガン中間合金、純スズおよび純亜鉛を添加し、１２５０℃で保温した後、１２００℃で３０分間保温した後、鋳造して合金インゴットを得て、
得られた合金インゴットをステッピングボックス炉に入れ、９２５℃で４時間保温した後、熱間圧延を行い、最終圧延温度を７２０℃に制御し、熱間圧延の総変形率は８８％であり、室温まで水冷した後、フライス加工し、フライス加工後の合金を粗圧延し、総粗圧延加工率は８５％であり、粗圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、６００℃で８時間保温して第１焼鈍を行い、得られた第１焼鈍合金を酸洗いした後、中間圧延を行い、ここで、中間圧延の総変形量は７０％であり、中間圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、４５０℃で６時間保温して第２焼鈍を行い、得られた第２焼鈍合金を酸洗いした後、中間仕上げ圧延を行い、ここで、中間仕上げ圧延の総変形量は５０％であり、中間仕上げ圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、３５０℃で４時間保温した後、１．５℃／ｍｉｎの速度で４５０℃に温度が上昇した後、４５０℃で６時間保温して第１段階式焼鈍を行い、得られた第１段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第１仕上げ圧延を行い、ここで、第１仕上げ圧延の総変形量は５０％であり、第１仕上げ圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、３００℃で３時間保温した後、１℃／ｍｉｎの速度で４２０℃まで温度上昇し、４２０℃で４時間保温して第２段階式焼鈍を行い、得られた第２段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第２仕上げ圧延を行い、ここで、第２仕上げ圧延の総変形量は３５％であり、第２仕上げ圧延で得られた合金ストリップをベル型焼鈍炉に入れ、２８０℃で６時間保温して最終焼鈍を行い、前記スズ黄銅合金を得た。

実施例６
表１に従って、合金原料を配合し、電解銅と電解ニッケルを電源周波数誘導炉に添加し、上記の材料をすべて熔融した後、得られた製錬システムに銅－リン中間合金、銅－鉄中間合金、銅－ストロンチウム中間合金、銅－シリコン中間合金、純スズおよび純亜鉛を添加し、１２５０℃で保温した後、１２００℃で３０分間保温した後、鋳造して合金インゴットを得て、
得られた合金インゴットをステッピングボックス炉に入れ、９００℃で４時間保温した後、熱間圧延を行い、最終圧延温度を６５０℃に制御し、熱間圧延の総変形率は９３％であり、室温まで水冷した後、フライス加工し、フライス加工後の合金を粗圧延し、総粗圧延加工率は８０％であり、粗圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、６５０℃で６時間保温して第１焼鈍を行い、得られた第１焼鈍合金を酸洗いした後、中間圧延を行い、ここで、中間圧延の総変形量は６０％であり、中間圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、４５０℃で８時間保温して第２焼鈍を行い、得られた第２焼鈍合金を酸洗いした後、中間仕上げ圧延を行い、ここで、中間仕上げ圧延の総変形量は６０％であり、中間仕上げ圧延後の合金をベル型焼鈍炉に入れ、３００℃で４時間保温した後、１℃／ｍｉｎの速度で４００℃に温度が上昇した後、４００℃で６時間保温して第１段階式焼鈍を行い、得られた第１段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第１仕上げ圧延を行い、ここで、第１仕上げ圧延の総変形量は４０％であり、第１仕上げ圧延で得られた合金をベル型焼鈍炉に入れ、３３０℃で３時間保温した後、１℃／ｍｉｎの速度で４００℃まで温度上昇し、４００℃で４時間保温して第２段階式焼鈍を行い、得られた第２段階式焼鈍合金を酸洗いした後、第２仕上げ圧延を行い、ここで、第２仕上げ圧延の総変形量は３０％であり、第２仕上げ圧延で得られた合金ストリップをベル型焼鈍炉に入れ、２５０℃で６時間保温して最終焼鈍を行い、前記スズ黄銅合金を得た。

比較例１
比較例１により提供されるグレードＱＳｎ６．５－０．１青銅の製造プロセスは以下の通りである。

表１に従って、合金原料を配合し、１２５０℃で合金原料を熔融した後、水平連続鋳造法を使用して１２２０℃で鋳造し、厚さ１５．５ｍｍのストリップビレットを得た。
得られたストリップビレットをベル型炉に入れ、１．８℃／ｍｉｎの速度で６６０℃まで温度が上昇した後、６６０℃で９時間保温して均質化焼鈍を行い、焼鈍が終了した後、フライス加工に移し、１４ｍｍの厚さにフライス加工して、フライス加工材料を得て、得られたフライス加工材料を変形率約７８．５％で粗圧延し、３．０ｍｍの厚さに圧延し、次に、温度を１．５℃／ｍｉｎの速度で５５０℃に上昇させ、５５０℃で６時間保温して第１軟化焼鈍を行い、洗浄し、第１軟化焼鈍材料を得て、得られた第１軟化焼鈍材料に対して、変形率６６％の粗間中間圧延を行い、厚さ１．０ｍｍまで圧延した後、１．５℃／ｍｉｎの速度で５１０℃まで温度を上昇させ、そして、５１０℃で６時間保温し第２軟化焼鈍と洗浄を行い、第２軟化焼鈍材料を得て、得られた第２軟化焼鈍材料に対して、変形率５５％の中間圧延を行い、厚さ０．４５ｍｍまで圧延した後、１．５℃／ｍｉｎの速度で４６０℃まで温度を上昇させ、そして、４６０℃で５．５時間保温して第３軟化焼鈍と洗浄を行い、第３軟化焼鈍材料を得て、得られた第３軟化焼鈍材料に対して、変形率５１％の第１仕上げ圧延を行い、厚さ０．２２ｍｍまで圧延した後、１．５℃／ｍｉｎの速度で４００℃まで温度を上昇させ、そして、４００℃で５時間保温し第４軟化焼鈍と洗浄を行い、第４軟化焼鈍材料を得て、得られた第４軟化焼鈍材料に対して、変形率３２％の第２仕上げ圧延を行い、厚さ０．１５ｍｍまで圧延した後、１℃／ｍｉｎの速度で２３０℃まで温度を上昇させ、そして、２３０℃で３．５時間保温して応力焼鈍と洗浄を行い、ＱＳｎ６．５－０．１ブロンズを得た。

比較例２
市販のＣ２６００黄銅合金、その組成はＧＢ／Ｔ５２３１－２０１２のＨ７０グレードの要件を満たしている。

実施例１から６で得られたスズ黄銅合金の微細構造を観察し、試験結果を表２に示す。

表２から、本発明により提供されるスズ黄銅合金の平均結晶粒径は２～５μｍであり、結晶粒は細かく、前記スズ黄銅合金のＣｕｂｅテクスチャは５～１０ｖｏｌ．％、Ｂｒａｓｓテクスチャは５～１０ｖｏｌ．％、Ｃｏｐｐｅｒテクスチャは４０～６０ｖｏｌ．％、Ｓテクスチャは２０～４０ｖｏｌ．％であることが分かる。

ＧＢ／Ｔ３４５０５－２０１７に従って、実施例１～６で得られたスズ黄銅合金および比較例１のスズリン青銅合金の引張強度、降伏強度、および伸長率性能をテストした。ＧＢ／Ｔ３０４８．２－２００７に従って、実施例１～６で得られたスズ黄銅合金および比較例１のスズリン青銅合金の導電率をテストした。ＧＢ／Ｔ３９１５２－２０２０に従って、実施例１～６で得られたスズ黄銅合金および比較例１のスズリン青銅合金の応力緩和抵抗性能をテストした。試験結果は表３に示される。

表３から、本発明により提供されるスズ黄銅合金は、引張強度５６０～７２０ＭＰａ、降伏強度５２０～６８０ＭＰａ、伸長率１～１５％、１５０℃１０００時間の抗応力緩和率７０～８０％、９０°曲げ後のストリップの横断面方向に亀裂がない場合のＲ／Ｔの最小値は０．５、９０°曲げ後のストリップの縦断面方向に亀裂がない場合のＲ／Ｔの最小値は１．５、優れた機械的特性を備え、導電率は２２～２７％ＩＡＣＳ、優れた導電性能を有することが分かる。

ＧＢ／Ｔ１０１１９－２００８に従って、実施例１～６で得られたスズ黄銅合金および比較例２の黄銅合金に対して、脱亜鉛腐食試験を行った。その試験結果は表４に示される。

表４から、本発明によって提供されるスズ黄銅合金は、通常の黄銅Ｃ２６００と比較して、脱亜鉛率が１０％未満であり、結晶に沿った局所脱亜鉛だけが発生したので、耐食性に優れている。

上記は、本発明の好ましい実施形態にすぎない。当業者にとって、本発明の原理から逸脱することなく、いくつかの改善および修正を行うことができ、これらの改善および修正もまた、本発明の保護範囲と見なされるべきであることを指摘すべきである。

Claims

スズ黄銅合金であって、
質量パーセントでＮｉ０．２５～０．５０％、Ｆｅ０．１５～０．５０％、Ｐ０．０２～０．０８％、Ｓｎ０．３～１．５％、Ｃｕ６４～８０％、残量のＺｎ元素を含むことを特徴とするスズ黄銅合金。
強化元素をさらに含み、前記強化元素はＭｇ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓｒのうちの２種類であり、
前記強化元素のいずれかの１種の質量パーセントは、独立して、スズ黄銅合金の０．００５～０．０１％であることを特徴とする請求項１に記載のスズ黄銅合金。
前記スズ黄銅合金は、Ｃｕｂｅのテクスチャが５～１０ｖｏｌ．％、Ｂｒａｓｓのテクスチャが５～１０ｖｏｌ．％、Ｃｏｐｐｅｒのテクスチャが４０～６０ｖｏｌ．％、Ｓのテクスチャが２０～４０ｖｏｌ．％であることを特徴とする請求項１に記載のスズ黄銅合金。
合金原料を、順に製錬および鋳造して合金インゴットを得るステップと、
前記合金インゴットに対して、熱間圧延、フライス加工、粗圧延、第１焼鈍、中間圧延、第２焼鈍、中間仕上げ圧延、第１段階式焼鈍、第１仕上げ圧延、第２段階式焼鈍、第２仕上げ圧延、および最終焼鈍を順次行い、前記スズ黄銅合金を得るステップと、を含む請求項１～３のいずれか一項に記載のスズ黄銅合金の製造方法。
前記熱間圧延の前に、前記合金インゴットの予熱と保温も含み、前記予熱と保温の温度は８００～９５０℃、予熱と保温時間は４時間、前記熱間圧延の最終圧延温度は６００～７５０℃、前記熱間圧延の総変形率は８０～９５％であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
前記粗圧延の総変形率は７５～９５％、前記第１焼鈍の保温温度は６００～７００℃、保温時間は４～８時間であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
前記中間圧延の総変形率は６０～８０％、前記第２焼鈍の保温温度は４００～５００℃、保温時間は４～８時間であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
前記中間仕上げ圧延の総変形率は４０～６０％、前記第１段階式焼鈍には、第１回の１段階焼鈍と第１回の２段階焼鈍が含まれ、前記第１回の１段階焼鈍の保温温度は２７５～３７５℃、保温時間は２～６時間、前記第１回の２段階焼鈍の保温温度は３５０～４５０℃、保温時間は２～６時間であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
前記第１仕上げ圧延の総変形率は３０～５０％、前記第２段階式焼鈍には、第２回の１段階焼鈍と第２回の２段階焼鈍が含まれ、前記第２回の１段階焼鈍の保温温度は２５０～３５０℃、保温時間は２～６時間、前記第２回の２段階焼鈍の保温温度は３３０～４５０℃、保温時間は２～６時間であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
前記第２仕上げ圧延の総変形率は１０～４０％、前記最終焼鈍の保温温度は２００～３００℃、保温時間は４～８時間であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。