JP3483774B2 - 耐食性及び被削性に優れた銅基合金を用いた温水関連機器、電気・機械部品 - Google Patents

耐食性及び被削性に優れた銅基合金を用いた温水関連機器、電気・機械部品

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JP3483774B2
JP3483774B2 JP22655298A JP22655298A JP3483774B2 JP 3483774 B2 JP3483774 B2 JP 3483774B2 JP 22655298 A JP22655298 A JP 22655298A JP 22655298 A JP22655298 A JP 22655298A JP 3483774 B2 JP3483774 B2 JP 3483774B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、腐食水溶液存在下で使
用しても黄銅の脱亜鉛腐食への優れた耐食性及び被削性
に優れた銅基合金を用いた温水関連機器、電気・機械部
品に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、Pb入り黄銅は、切削加工性な
どの優れた性質から広く使用されているが、腐食液雰囲
気中で脱亜鉛腐食を起こす欠点がある。そのために限ら
れた用途においてのみ使用されているのが実情である。
従来より使用されてきた耐脱亜鉛腐食黄銅は、満足な耐
脱亜鉛腐食性を示さないものであったり、SnやFeな
どの製造上不可避不純物を極力低く抑えるため、原材料
コストが高いバージン配合などをしなければならない等
の課題を有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した実
情に鑑み、鋭意検討の結果開発に至ったものであり、そ
の目的とするところは、Pb入り黄銅本来の切削加工性
を有し、原材料コストを低減することができ、しかも、
優れた耐脱亜鉛腐食性を有した銅基合金を提供すると共
に、温水関連機器、電気・機械部品に好適な銅基合金を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、Cu61.0〜63.0%、Pb2.0〜4.5%、P0.05〜0.25
%、Ni0.05〜0.30%を含有し、残りがZnと不可避不
純物からなる組成(以上重量%)を有した銅基合金を材
料として温水関連機器を製造するようにしたことを特徴
とする耐食性及び被削性に優れた銅基合金を用いた温水
関連機器である。また、請求項2における発明は、Cu
61.0〜63.0%、Pb2.0〜4.5%、P0.05〜0.25%、Ni
0.05〜0.30%を含有し、残りがZnと不可避不純物から
なる組成(以上重量%)を有した銅基合金を材料として
電気・機械部品を製造するようにしたことを特徴とする
耐食性及び被削性に優れた銅基合金を用いた電気・機械
部品である た、請求項における発明は、Cu61.0
〜63.0%、Pb2.0〜4.5%、P0.05〜0.25%、Ni0.05
〜0.30%、Ti0.02〜0.15%を含有し、残りがZnと不
可避不純物からなる組成(以上重量%)を有した銅基合
金を材料として温水関連機器を製造するようにした銅基
合金を用いた温水関連機器である。
【0005】上記した本発明における銅基合金の組成範
囲とその理由を具体的に説明する。 Cu:Cu量を増加させる程、耐脱亜鉛腐食性は高まる
が、CuはZnよりも材料単価が高価であるので低く抑
える必要がある。後に述べる耐脱亜鉛腐食性を向上させ
るために添加したP量との関係から満足な耐脱亜鉛腐食
性を示すCuの範囲を61.0〜63.0%とした。その中で
も、62.2〜62.6%の範囲が好ましい。
【0006】Pb:Pbは、本発明の主用途である切削
加工性を向上させるために添加した。Pbは0.5%以下
では効力を発揮せず、また、4.5%以上になると引張り
強さ、伸び及び衝撃値が低下するので、Pbの範囲を2.
0〜4.5%とした。その中でも、2.1〜4.2%の範囲が好ま
しい。
【0007】P:Pは、黄銅の耐脱亜鉛腐食性を向上さ
せるために添加した。表1及び表2に示すように添加す
る程、耐脱亜鉛腐食性は向上するが、添加したPの一部
が堅くて脆いCu3P相として合金中に存在してしまう
ため、添加量を低く抑える必要がある。そこで、満足な
耐脱亜鉛腐食性を示す本発明におけるPの範囲を0.05〜
0.25%とした。その中でも、0.07〜0.2%の範囲が好ま
しい。
【表1】
【表2】 なお、表1のサンプルは、Cu、Pb、Ni、Ti、Z
n量を略一定にした鋳物サンプルであり、脱亜鉛試験
は、ISO規格脱亜鉛試験法で行った。
【0008】Ni:Niは、添加することにより直接耐
脱亜鉛腐食性に効果がある。また、一方で鋳塊状態での
組織を微細化し、組織の均一細分化が可能であり、その
後の押出等の加工により均一に細かく分散し、耐脱亜鉛
腐食性に効果がある。そこで、Niの組成範囲を0.05〜
0.30%とした。その中でも、0.05〜0.15%の範囲が好ま
しい。
【0009】Ti:Niとの相乗効果で組織の均一細分
化の効果を助長させるため添加した。Ti組成範囲を0.
02〜0.15%とした。その中でも、0.02〜0.08%の範囲が
好ましい。
【0010】なお、製造上、不可避不純物のFeやSn
などがあるが、合計して0.8%以下であればよい。この
範囲は、通常公知のJIS規格成分範囲内で一般黄銅を
製造している限り、特別なことをしなくても可能であ
り、また、これは原材料コストを低く抑えることにな
る。本発明における製造法の一例を示すと、上記した組
成合金鋳塊をビレット加熱温度700℃で押出・抽伸後、
熱処理により十分に棒製品内部応力を除去することによ
り製造される。
【0011】
【実施例】本発明における耐食性及び被削性に優れた銅
基合金を適用した好ましい実施例を比較例と共に詳述す
る。表3に、切削性試験、耐脱亜鉛腐食性試験の結果を
示す。各サンプル共、250mm径ビレットから20Фの棒に
押出温度700℃で押出し、断面減少率20%で抽伸後、450
℃×2.0Hrの条件で熱処理し、十分に棒製品内部応力
除去したものである。切削性試験は、各サンプル共、一
定の試験方法で行い、切粉の状態が細かく分断したもの
を○印、切粉がつながったものを×印と示した。脱亜鉛
試験は、ISO規格脱亜鉛試験と同様の75±3℃の2.5ml
(1%Cucl2水溶液)/試験片暴露面積(mm2)に浸
漬し、その脱亜鉛深さを測定した。脱亜鉛深さが75μm
以下を◎印、75μm〜200μmを○印、200μm以上を×印
として示した。
【0012】
【表3】 表3中におけるNo.1は、公知のJISC3604で
あり、Cu量が低く、Pを添加しないため耐脱亜鉛腐食
性が劣る。図1は、このサンプルNo.1をISOー650
9法脱亜鉛試験により実施した脱亜鉛腐食部の写真(×
50)を示す。この写真によると、1100μm程度の脱亜
鉛腐食部1が確認された。No.2は、Cu量が多いた
め切削性が劣る。No.3、No.7は、Pを添加してい
ないため耐脱亜鉛腐食性が劣る。No.8は、Cu量が
低いため耐脱亜鉛腐食性が劣る。本発明におけるNo.
4、No.5、No.6は、切削性、耐脱亜鉛腐食性にも
優れている。図2は、サンプルNo.4、No.5、N
o.6をISOー6509法脱亜鉛試験により実施した脱亜
鉛腐食部の写真(×200)を示す。この写真による
と、20μm程度の脱亜鉛腐食部2しか確認されず、耐脱
亜鉛腐食性にも優れていることが確認された。また、第
3図は、表3中におけるNo.1の従来材の顕微鏡組織
写真(×200)を示し、第4図は、第一発明における
黄銅棒の顕微鏡組織写真(×200)であり、鋳塊組織
が細分化されているのが確認された。
【0013】本発明における銅基合金において、Cu6
1.0〜63.0%、Pb2.0〜4.5%、P0.05〜0.25%にNi
0.05〜0.30%、Ti0.02〜0.15%を添加すると、第5図
の黄銅棒の顕微鏡組織写真(×200)に示すように、
より鋳塊組織が細分化され、より耐脱亜鉛腐食効果が表
れることを確認した。
【0014】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
における銅基合金は、ステム、弁座、ジスク等のバルブ
部品、建築資材や電気・機械部品、給湯機器などの温水
関連機器や塩水ラインなどのように、脱亜鉛腐食が発生
しやすい機器などの部材・部品或はその他の機器類に広
く適用することができる。また、本発明の銅基合金は、
優れた切削加工性を有し、かつコストの低減を図ること
ができるため経済性にも富み、しかも、耐食性及び被削
性に顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例であるサンプルNo.1をISOー6509
法脱亜鉛試験により実施した脱亜鉛腐食部写真(×5
0)である。
【図2】本発明におけるサンプルNo.4、No.5をI
SOー6509法脱亜鉛試験により実施した脱亜鉛腐食部写
真(×200)である。
【図3】従来材であるサンプルNo.1の顕微鏡組織写
真(×200)である。
【図4】本発明における黄銅棒の顕微鏡組織写真(×2
00)である。
【図5】本発明における黄銅棒の顕微鏡組織写真(×2
00)である。
【符号の説明】
2 脱亜鉛腐食部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 和彦 長野県茅野市宮川字小早川7377番地 株 式会社キッツ 茅野工場内 (56)参考文献 特開 平1−272734(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 9/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cu61.0〜63.0%、Pb2.0〜4.5%、P
    0.05〜0.25%、Ni0.05〜0.30%を含有し、残りがZn
    と不可避不純物からなる組成(以上重量%)を有した銅
    基合金を材料として温水関連機器を製造するようにした
    ことを特徴とする耐食性及び被削性に優れた銅基合金を
    用いた温水関連機器。
  2. 【請求項2】 Cu61.0〜63.0%、Pb2.0〜4.5%、P
    0.05〜0.25%、Ni0.05〜0.30%を含有し、残りがZn
    と不可避不純物からなる組成(以上重量%)を有した銅
    基合金を材料として電気・機械部品を製造するようにし
    たことを特徴とする耐食性及び被削性に優れた銅基合金
    を用いた電気・機械部品。
  3. 【請求項3】 Cu61.0〜63.0%、Pb2.0〜4.5%、P
    0.05〜0.25%、Ni0.05〜0.30%、Ti0.02〜0.15%を
    含有し、残りがZnと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有した銅基合金を材料として温水関連機器を
    製造するようにしたことを特徴とする耐食性及び被削性
    に優れた銅基合金を用いた温水関連機器。
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