JP3878640B2 - 耐熱性銅合金材 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器（瞬間湯沸器，給湯器，温水器，空調機，冷凍機，ラジエータ等の熱交換器又は給湯システム，空調システム，冷凍システム等に装備される熱交換器等）に使用される伝熱管や配管（給水管，給湯管，ガス配管）、その他の各種機器（電気的，化学的装置等）に使用される配管又はこれらの付属部品（フィン等），機器（冷暖房切換用四方弁等）等を構成する管材，板材，棒材，線材，加工材（鑞付け等により所定形状に加工したもの）として好適に使用される耐熱性銅合金材に関するものである。

一般に、瞬間湯沸器，給湯器，空調機，冷凍機等の熱交換器における伝熱管、フィン、フランジ又は胴板等は、耐熱性に優れた燐脱酸銅（ＪＩＳ Ｃ１２２０）からなる管材（継目無銅合金管）又は板材を使用して製作され、その製作時には、鑞付け材として燐銅鑞（ＪＩＳ Ｚ３２６４ ＢＣｕＰ−２）等を使用した鑞付けが行なわれるが、燐銅鑞の融点が固相線温度：７１０℃，液相線温度：７９５℃であることから、伝熱管等は鑞付けを行なう際に約８００℃に加熱されることになる。
しかし、燐脱酸銅製の伝熱管等にあっては、鑞付けにより局部的又は全体的に８００℃前後の高温に加熱された場合、燐脱酸銅の結晶粒が粗大化することになるため、燐脱酸銅におけるマトリックス強度が低いこととも相俟って、加熱後（鑞付け後又は溶接後）の機械的強度（例えば、引張強さ，耐力，伸び，疲労強さ，硬さ等）が著しく低下することになる。このような燐脱酸銅材における結晶粒の粗大化による機械的強度の低下は、伝熱管等の素材製作条件によって多少異なるものの、一般には６００〜７００℃以上に加熱された場合に顕著に認められる。したがって、燐脱酸銅製の伝熱管等を使用した瞬間湯沸器，給湯器等の熱交換器にあっては、伝熱管等の機械的強度が製作段階で低下しているため、当然に耐久性に問題があった。例えば、瞬間湯沸器，給湯器，空調機等の伝熱管にあっては、その使用により伝熱管が頻繁に熱膨張と熱収縮とを繰り返すため、それによる繰り返し荷重により伝熱管が局部的に疲労破壊する等の虞れがあり、製品寿命が短い。かかる耐久性の問題は、特に、ＨＣＦＣ系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管にあって著しく、燐脱酸銅製の伝熱管はこれを使用することができない。すなわち、近時、給湯器，空調機等の熱交換器における熱媒体ガスとして、地球温暖化ガスの排出やオゾン層破壊を防止すべく、従来のＨＣＦＣ系フロンに代えて、ＣＯ_２やＨＦＣ系フロン等が使用される傾向にあるが、このようなＣＯ_２，ＨＦＣ系フロン等を熱媒体として使用した場合の凝縮圧力は、ＨＣＦＣ系フロンを使用した場合に比して大きくする必要がある。したがって、ＨＣＦＣ系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管にあっては高凝縮圧力が周期的に作用するため、伝熱管として燐脱酸銅製のものを使用した場合には、その耐圧つまり伝熱管構成材の耐力（０．２％耐力）又は降伏応力が不足し、長期使用により伝熱管の亀裂発生や伝熱管の寸法変化を生じる虞れがある。このような問題は、板材を使用した胴板等についても同様に生じる。例えば、給湯器，湯沸器等の熱交換器に使用される胴板については、使用時における膨張と不使用時における収縮とによる繰り返し応力が作用する結果、局部的に疲労破壊を生じて、火災事故を引き起こす等の虞れがある。また、給湯器，空調機等の伝熱管に設けられるフィンについては、それが製造段階で機械的強度（特に耐力）が著しく低下しているために、僅かな外力が作用することによって（例えば、メンテナンス時や清掃時等において手や清掃具等が僅かに触れることによって）容易に変形する虞れがあり、フィンの変形により熱交換器の熱効率が大きく損なわれることになる。また、鑞付けされた燐脱酸銅製の部材や部品（給水管，給湯管，ガス配管，電気機器配管，化学機器配管等）においては、鑞付け後に著しい強度低下があるため、必要以上に肉厚を厚くしておく必要があり、また使用時やメンテナンス時において僅かな外力により変形して種々のトラブル（水漏れ，作動不良等）を招く虞れがあった。また、結晶粒が粗大化することによって、応力腐食割れ感受性、孔食感受性及び蟻の巣状腐食感受性が高くなり、また一般的な耐食性も悪くなるため、これらに起因する使用中のトラブルも多い。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、鑞付け等により高温度に加熱（ないし熱処理）されることがあり且つＨＣＦＣ系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管等のように、高耐力，高熱伝導性を必要とする製品，部品の構成材（管材，板材等）としても、好適に使用することができる耐熱性銅合金材を提供することを目的とするものである。
本発明では、この目的を達成すべく、請求項１に記載する合金組成をなす耐熱性銅合金材（以下「第１発明合金材」という）、請求項２に記載する合金組成をなす耐熱性銅合金材（以下「第２発明合金材」という）、請求項３に記載する合金組成をなす耐熱性銅合金材（以下「第３発明合金材」という）及び請求項４に記載する合金組成をなす耐熱性銅合金材（以下「第４発明合金材」という）を提案する。これらの発明合金材は、何れも、管材、板材、棒材、線材又はこれらを所定形状に加工（鑞付け，溶接，切削，プレス等）した加工材として提供される。なお、以下の説明において、括弧付きの元素記号は、当該元素の含有量値を示すものである。
すなわち、第１発明合金材は、０．１５〜０．３３ｍａｓｓ％（好ましくは０．１６〜０．３０ｍａｓｓ％、より好ましくは０．１７〜０．２８ｍａｓｓ％）のＣｏと０．０４１〜０．０８９ｍａｓｓ％（好ましくは０．０４３〜０．０８０ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４５〜０．０７４ｍａｓｓ％）のＰと０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％（好ましくは０．０３〜０．１９ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４〜０．１５ｍａｓｓ％）のＳｎと０．０１〜０．４０ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０２〜０．１５ｍａｓｓ％）のＺｎとを、Ｃｏの含有量［Ｃｏ］ｍａｓｓ％とＰの含有量［Ｐ］ｍａｓｓ％とＳｎの含有量［Ｓｎ］ｍａｓｓ％とＺｎの含有量［Ｚｎ］ｍａｓｓ％との間に以下の（１）（２）の関係を有するように含有し且つ残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金組成をなすものである。
また、第２発明合金材は、０．１１〜０．３１ｍａｓｓ％（好ましくは０．１３〜０．２８ｍａｓｓ％、より好ましくは０．１５〜０．２６ｍａｓｓ％）のＣｏと０．０４１〜０．０８９ｍａｓｓ％（好ましくは０．０４３〜０．０８０ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４５〜０．０７４ｍａｓｓ％）のＰと０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％（好ましくは０．０３〜０．１９ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４〜０．１５ｍａｓｓ％）のＳｎと０．０１〜０．４０ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０２〜０．１５ｍａｓｓ％）のＺｎと０．０１〜０．１７ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．１４ｍａｓｓ％）のＮｉ及び／又は０．０１〜０．１５ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．１２ｍａｓｓ％）のＦｅとを、Ｃｏの含有量［Ｃｏ］ｍａｓｓ％とＰの含有量［Ｐ］ｍａｓｓ％とＳｎの含有量［Ｓｎ］ｍａｓｓ％とＺｎの含有量［Ｚｎ］ｍａｓｓ％とＮｉの含有量［Ｎｉ］ｍａｓｓ％とＦｅの含有量［Ｆｅ］ｍａｓｓ％との間に以下の（１）〜（６）の関係を有するように含有し且つ残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金組成をなすものである。
さらに、第３発明銅合金材は第１発明合金材の合金組成に、また第４発明合金材は第２発明合金材の合金組成に、夫々、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｙの何れかを更に含有させたものである。
すなわち、第３発明合金材は、０．１５〜０．３３ｍａｓｓ％（好ましくは０．１６〜０．３０ｍａｓｓ％、より好ましくは０．１７〜０．２８ｍａｓｓ％）のＣｏと０．０４１〜０．０８９ｍａｓｓ％（好ましくは０．０４３〜０．０８０ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４５〜０．０７４ｍａｓｓ％）のＰと０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％（好ましくは０．０３〜０．１９ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４〜０．１５ｍａｓｓ％）のＳｎと０．０１〜０．４０ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０２〜０．１５ｍａｓｓ％）のＺｎと０．０１〜０．２０ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．１０ｍａｓｓ％）のＭｎ又は０．００１〜０．１０ｍａｓｓ％（好ましくは０．００１〜０．０４ｍａｓｓ％）のＭｇ、Ｚｒ若しくはＹとを、Ｃｏの含有量［Ｃｏ］ｍａｓｓ％とＰの含有量［Ｐ］ｍａｓｓ％とＳｎの含有量［Ｓｎ］ｍａｓｓ％とＺｎの含有量［Ｚｎ］ｍａｓｓ％とＭｎの含有量［Ｍｎ］ｍａｓｓ％とＭｇの含有量［Ｍｇ］ｍａｓｓ％とＹの含有量［Ｙ］ｍａｓｓ％とＺｒの含有量［Ｚｒ］ｍａｓｓ％との間に以下の（１）（２）の関係を有するように含有し、且つ残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金組成をなすものである。
また、第４発明合金材は、０．１１〜０．３１ｍａｓｓ％（好ましくは０．１３〜０．２８ｍａｓｓ％、より好ましくは０．１５〜０．２６ｍａｓｓ％）のＣｏと０．０４１〜０．０８９ｍａｓｓ％（好ましくは０．０４３〜０．０８０ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４５〜０．０７４ｍａｓｓ％）のＰと０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％（好ましくは０．０３〜０．１９ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０４〜０．１５ｍａｓｓ％）のＳｎと０．０１〜０．４０ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０２〜０．１５ｍａｓｓ％）のＺｎと０．０１〜０．１７ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．１４ｍａｓｓ％）のＮｉ及び／又は０．０１〜０．１５ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．１２ｍａｓｓ％）のＦｅと０．０１〜０．２０ｍａｓｓ％（好ましくは０．０２〜０．１０ｍａｓｓ％）のＭｎ又は０．００１〜０．１０ｍａｓｓ％（好ましくは０．００１〜０．０４ｍａｓｓ％）のＭｇ、Ｚｒ若しくはＹとを、Ｃｏの含有量［Ｃｏ］ｍａｓｓ％とＰの含有量［Ｐ］ｍａｓｓ％とＳｎの含有量［Ｓｎ］ｍａｓｓ％とＺｎの含有量［Ｚｎ］ｍａｓｓ％とＮｉの含有量［Ｎｉ］ｍａｓｓ％とＦｅの含有量［Ｆｅ］ｍａｓｓ％とＭｎの含有量［Ｍｎ］ｍａｓｓ％とＭｇの含有量［Ｍｇ］ｍａｓｓ％とＹの含有量［Ｙ］ｍａｓｓ％とＺｒの含有量［Ｚｒ］ｍａｓｓ％との間に以下の（１）〜（６）の関係を有するように含有し、且つ残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金組成をなすものである。
（１） ２．４≦Ａ１≦５．２（好ましくは２．７≦Ａ１≦４．７、より好ましくは３．０≦Ａ１≦４．２）であること。なお、Ａ１＝（［Ｃｏ］＋０．８［Ｎｉ］＋０．８［Ｆｅ］−０．０２）／［Ｐ］である。但し、Ｎｉ，Ｆｅを含有しない第１及び第２発明合金材にあってはＡ１＝（［Ｃｏ］−０．０２）／［Ｐ］（［Ｎｉ］＝［Ｆｅ］＝０）である。
（２） ０．２０≦Ａ２≦０．５４（好ましくは０．２３≦Ａ２≦０．４９、より好ましくは０．２５≦Ａ２≦０．４５）であること。なお、Ａ２＝［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］＋０．９［Ｎｉ］＋１．５［Ｆｅ］＋［Ｍｎ］＋［Ｍｇ］＋［Ｙ］＋３［Ｚｒ］である。但し、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｙ，Ｚｒを含有しない第１発明合金材にあっては、Ａ２＝［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］（［Ｎｉ］＝［Ｆｅ］＝［Ｍｎ］＝［Ｍｇ］＝［Ｙ］＝［Ｚｒ］＝０）である。また、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｙ，Ｚｒを含有しない第２発明合金材にあっては、Ａ２＝［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］＋０．９［Ｎｉ］＋１．５［Ｆｅ］（［Ｍｎ］＝［Ｍｇ］＝［Ｙ］＝［Ｚｒ］＝０）である。また、Ｎｉ，Ｆｅを含有しない第３発明合金材にあっては、Ａ２＝［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］＋［Ｍｎ］＋［Ｍｇ］＋［Ｙ］＋３［Ｚｒ］（［Ｎｉ］＝［Ｆｅ］＝０）である。
（３） ０．１５≦Ａ３≦０．３５（好ましくは０．１６≦Ａ３≦０．３２、より好ましくは０．１７≦Ａ３≦０．３０）であること。なお、Ａ３＝［Ｃｏ］＋０．８［Ｎｉ］＋０．８［Ｆｅ］である。
（４） １．２［Ｎｉ］＜［Ｃｏ］
（５） １．５［Ｆｅ］＜［Ｃｏ］
（６） ［Ｎｉ］＋［Ｆｅ］＜［Ｃｏ］
Ｃｏは伝熱管等の製作時又は使用時における高温加熱条件下（例えば、鑞付け時における約８００℃の加熱条件下）での結晶粒の粗大化を抑制するための必須元素である。すなわち、Ｃｏの添加により、高温（６００〜７００℃以上）に加熱されたときにおける結晶粒の成長を良好に抑制して、金属組成を微細に保持させることができ、且つ高温加熱後の合金の耐疲労性が向上される。而して、このようなＣｏ添加による効果は、その添加量が０．１５ｍａｓｓ％未満であるときは、充分に発揮されない。但し、第２又は第４発明合金材における如く、Ｎｉ，Ｆｅの一方又は両方を共添させる場合には、後述するように、Ｎｉ，Ｆｅが上記効果を発揮する上でＣｏ代替元素として機能するものであることから、Ｃｏ添加量が０．１５ｍａｓｓ％未満であっても、０．１１ｍａｓｓ％以上であれば、上記効果が充分に発揮される。かかるＣｏ添加による効果は、そのＣｏ添加量を０．１６ｍａｓｓ％以上（Ｎｉ，Ｆｅを共添させる場合には０．１３ｍａｓｓ％以上）としておくことにより顕著に発揮され、０．１７ｍａｓｓ％以上（Ｎｉ，Ｆｅを共添させる場合には０．１５ｍａｓｓ％以上）としておくことにより、より顕著に発揮される。一方、Ｃｏ添加による効果には限度があり、必要以上の添加は無意味であり、添加量に見合う効果を得ることができないし、却って、銅合金本来の特性（熱伝導性等）を損なう虞れがある。すなわち、Ｃｏを０．３３ｍａｓｓ％（Ｎｉ，Ｆｅを共添させる場合には０．３１ｍａｓｓ％）を超えて添加しても、それに見合うだけの効果が得られないばかりか、熱間での変形抵抗が高くなり、また冷間での加工性も低下して、却って銅合金本来の特性（熱伝導性等）が低下することなる。勿論、Ｃｏは非常に高価なものであるから、これを必要以上に添加することは、経済的にも問題がある。このような問題を生じることなく、Ｃｏ添加による上記効果を有効に発揮させるためには、Ｃｏ添加量を０．３０ｍａｓｓ％以下（Ｎｉ，Ｆｅを共添させる場合には０．２８ｍａｓｓ％以下）としておくことが好ましく、０．２８ｍａｓｓ％以下（Ｎｉ，Ｆｅを共添させる場合には０．２６ｍａｓｓ％以下）としておくのが最適である。
Ｐは、Ｃｏと同様に、高温加熱による結晶粒の成長抑制機能を発揮するものであるが、その機能は、Ｃｏとの共添によって飛躍的に向上される。したがって、Ｃｏに加えてＰを添加しておくことにより、高温加熱による結晶粒の成長を極めて効果的に抑制して、加熱後も微細な結晶状態を確実に維持する。而して、かかるＰの添加による効果は、その添加量が０．０４１ｍａｓｓ％未満では有効に発揮されず、さほど期待できない。かかる効果が発揮されるためには、Ｐ添加量を０．０４１ｍａｓｓ％以上とする必要があり、十分に発揮されるためには０．０４３ｍａｓｓ％以上とすることが好ましく、０．０４５ｍａｓｓ％以上としておくのが最適である。しかし、０．０８９ｍａｓｓ％を超えて添加しても、その添加量に見合う効果は得られないばかりか、却って銅合金本来の特性（熱伝導性等）が低下することになり、しかも熱間や冷間での加工性も低下することになる。これらの特性を十分に担保するためには、Ｐ添加量を０．０８９ｍａｓｓ％以下としておくことが必要であり、０．０８０ｍａｓｓ％以下としておくことが好ましく、０．０７４ｍａｓｓ％以下としておくのが最適である。
Ｓｎは、マトリックスへの固溶強化によりマトリックスの耐熱性強化を図り、上記したＣｏ及びＰによる結晶粒の成長抑制作用及び微細化作用を向上させると共にＣｏ，Ｐの析出速度を増大させ得て、高温加熱後における機械的強度を向上させるものである。さらに、Ｓｎは耐食性を向上させるために添加するものでもあり、Ｓｎを添加しておくことにより、応力腐食割れ，孔食，蟻の巣状腐食を始めとする腐食を可及的に防止することができる。かかるＳｎ添加による効果が十分に発揮されるためには、その添加量を０．０２ｍａｓｓ％以上としておくことが必要であり、０．０３ｍａｓｓ％以上としておくことが好ましく、０．０４ｍａｓｓ％以上としておくのが最適である。一方、Ｓｎ添加量が０．２５ｍａｓｓ％を超えると、機械的強度は添加量に応じてある程度向上するものの、熱伝導性が低下することになり、また熱間での変形抵抗が高くなり、冷間での加工性も低下する。熱伝導性を低下させることなくＳｎ添加効果を発揮させるためには、Ｓｎ添加量を０．２５ｍａｓｓ％以下としておくことが必要であり、０．１９ｍａｓｓ％以下としておくことが好ましく、０．１５ｍａｓｓ％以下としておくのが最適である。
Ｚｎは、マトリックスの強化により機械的強度の向上を図るために添加する。すなわち、結晶粒が如何に微細であっても、マトリックス自体の強度が低い場合には、当然に合金全体としての機械的強度は低いものとなるため、Ｚｎはかかるマトリックスの強化を図るために添加する。この点は、Ｓｎも同様であるが、Ｚｎの添加は、更に、鑞付け性を向上させる効果を奏する。すなわち、Ｚｎを添加することにより、燐銅鑞（ＪＩＳ Ｚ３２６４）等の鑞付け材との濡れ性を向上させることができるのである。また、Ｚｎは、Ｓｎと同様に、応力腐食割れ，孔食，蟻の巣状腐食を始めとする腐食に対する耐食性を向上させる作用を有する。而して、かかるＺｎ添加の効果を発揮させるためには、その添加量が０．０１ｍａｓｓ％以上としておくことが必要であり、０．０２ｍａｓｓ％以上としておくことが好ましい。一方、Ｚｎ添加量が０．４０ｍａｓｓ％を超えると、熱伝導性が低下すると共に応力腐食割れに対する感受性が高くなる。このような問題を生じさせないためには、Ｚｎ添加量を０．４０ｍａｓｓ％以下としておく必要があり、０．２５ｍａｓｓ％以下としておくことが好ましく、０．１５ｍａｓｓ％以下としておくのが最適である。
Ｆｅ，Ｎｉは、Ｃｏと同様の結晶粒抑制効果を発揮するものであり、その効果はＣｏよりやや劣るものの、Ｃｏの代替元素として機能しうるものである。したがって、Ｃｏと共添することにより、高価なＣｏの添加量を可及的に減じつつ上記効果を十分に発揮させることができる。すなわち、Ｎｉ，Ｆｅは、マトリックスへのＣｏ固溶限度を減少せしめて、上記したＣｏ機能を少ないＣｏ添加量で有効に発揮させる役割を果たし、Ｃｏの必要添加量低減による経済的効果を発揮する。また、Ｃｏの固溶量を減少させることにより熱伝導性，熱間加工性を高める効果もある。而して、かかるＮｉ，Ｆｅの添加による効果は、Ｎｉ又はＦｅの添加量が０．０１ｍａｓｓ％以上で発揮され、０．０２ｍａｓｓ％以上の添加でより顕著に発揮されることになる。しかし、Ｎｉについては０．１７ｍａｓｓ％を超えて添加しても、またＦｅについては０．１５ｍａｓｓ％を超えて添加しても、添加量に見合う効果が認められないし、却って熱伝導性が低下する等の問題を生じる。このような問題を生じさせないためには、Ｎｉについてはその添加量が０．１７ｍａｓｓ％以下であることが必要であり、０．１４ｍａｓｓ％以下であることが好ましく、またＦｅについてはその添加量０．１５ｍａｓｓ％以下であることが必要であり、０．１２ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。
ところで、当該発明合金材の製造原料の一部としてそのスクラップ材（廃棄伝熱管等）が使用されることが多いが、かかるスクラップ材にはＳ成分（硫黄成分）が含まれていることが多く、熱間加工性に悪影響を及ぼすといった問題がある。しかし、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｙ，Ｚｒの何れかを添加させておくと、Ｓ成分を含有する原料を使用した場合にも、Ｓ成分と結合した析出物（ＭｇＳ，ＺｒＳ等）を形成するため、上記問題の発生を防止することができる。第３又は第４発明合金材においては、このような理由からＭｎ，Ｍｇ，Ｙ，Ｚｒの何れかを含有させることとしている。Ｍｎ，Ｍｇ，Ｙ，Ｚｒの添加による上記析出物の形成効果（Ｓ成分に熱間加工性への悪影響の排除効果）は、Ｍｎについては０．０１ｍａｓｓ％以上の添加によって発揮され、Ｍｇ，Ｙ，Ｚｒについては０．００１ｍａｓｓ％以上の添加によって発揮される。しかし、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｙ，Ｚｒを必要以上に添加することは、添加量に見合った効果を得られないばかりか、却って熱伝導性を低下させる等の弊害を生じることから、添加量の上限は、Ｍｎについては０．２０ｍａｓｓ％（好ましくは０．１０ｍａｓｓ％）とし、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｙ，Ｚｒについては０．１０ｍａｓｓ％（好ましくは０．０４ｍａｓｓ％）としておくのが適当である。
基本元素たるＣｕ以外の添加元素については、それらの含有量を上記した範囲で決定しておくが、その決定に当たっては、添加元素相互の関係を考慮する必要があり、本発明の目的を達成するためには、添加元素の含有量相互に前記（１）〜（６）の関係が成立する必要がある。すなわち、各添加元素の含有量は、他の添加元素との間に（１）〜（６）の関係を有すること条件として、前記した範囲内で決定する必要がある。
第１に、Ｃｏ添加及びＰ添加による機能は前述した如く相互に密接な関係を有するものであり、Ｃｏ，Ｐの共添による効果のバランスをとる必要があるが、そのためには、それらの含有量を上記した範囲で個々に独立して決定することによっては不十分であり、両含有量の比率が一定範囲となるように決定しておくことが必要である。また、Ｎｉ，Ｆｅについても、これらがＣｏと同様機能を発揮するものでありＣｏの代替元素として機能するものであることから、それらの含有量はＣｏと同様にＰとの関係を考慮して決定する必要がある。すなわち、Ｃｏ含有量又はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ含有量とＰ含有量とは、それらの間に（１）の関係が成立するように決定する必要があり、Ａ１＜２．４の場合には、Ｃｏ，Ｎｉ，ＦｅとＰとの共添効果が不十分であり、また銅合金本来の特性である熱伝導性が損なわれて、冷間での加工性も悪くなる。かかる効果（Ｃｏ，Ｎｉ，ＦｅとＰとの共添効果）が十分に発揮されるためにはＡ１≧２．４であることが必要であり、Ａ１≧２．７であることが好ましく、Ａ１≧３．０であるのが最適である。逆に、Ａ１＞５．２であると、当該共添効果が飽和となるばかりか、却って銅合金本来の特性（熱伝導性等）に悪影響を及ぼすことになる。したがって、Ａ１≦５．２であることが必要であり、銅本来の特性をも考慮すれば、Ａ１≦４．７であることが好ましく、Ａ１≦４．２としておくのが最適である。
第２に、Ｎｉ，ＦｅはＣｏと代替元素として機能するものであるが、その機能はＣｏの必要含有量の一部を代替するにすぎず、Ｃｏの必要含有量を低減させるものにすぎないから、Ｎｉ，Ｆｅの含有量は、Ｃｏの含有量との関係を考慮して決定すべきである。したがって、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅの含有量は、機能の寄与程度を考慮した総量Ａ３及び相互関係が（３）〜（６）の条件を満たすように決定すべきである。すなわち、Ａ３＜０．１５であると、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅの添加効果（高温加熱時における結晶粒の成長抑制効果等）が十分に発揮されないし、Ａ３＞０．３５であると、添加量に見合う効果が得られないばかりか、銅合金本来の特性を低下させる虞れがあり、また熱間押出し性が低下すると共に、曲げ等を始めとする冷間加工性が損なわれる。したがって、これらの問題を生じさせることなく添加効果を十分に発揮させるためには、０．１５≦Ａ３≦０．３５であることが必要であり、０．１６≦Ａ３≦０．３２であることが好ましく、０．１７≦Ａ３≦０．３０としておくのが最適である。また、Ｎｉ，Ｆｅの添加機能は、Ｃｏの添加機能を上回るものでないから、Ｎｉ，ＦｅをＣｏ添加量より一定以上に多くして添加しておくことはＮｉ，Ｆｅの共添効果を却って低下させることになる。したがって、Ｃｏに対する添加効果の寄与程度を考慮して、Ｎｉ，Ｆｅの何れか一方を添加する場合には（４）又は（５）の条件を満足することが必要であり、Ｎｉ及びＦｅを共添させる場合には（４）〜（６）の条件を満足することが必要であるとした。
第３に、基本元素Ｃｕ以外の添加元素は、それらの添加効果の寄与度を考慮した総量Ａ２が熱伝導性，熱間押出し性，曲げ加工性，成形性，鑞付け性，鑞付け後の強度に影響を及ぼすことから、それらの添加量はかかる点を考慮して（２）の条件を満足するように決定しておく必要がある。すなわち、Ａ２＞０．５４であると、熱伝導性，熱間押出し性，曲げ加工性，成形性が低下する。したがって、熱伝導性，熱間押出し性，曲げ加工性，成形性を確保するためには、Ａ２≦０．５４であることが必要であり、熱伝導性，熱間押出し性，曲げ加工性，成形性の低下を確実に防止するためにはＡ２≦０．４９であることが好ましく、Ａ２≦０．４５としておくのが最適である。一方、Ａ２＜０．２０であると、十分な鑞付け後の強度を得ることができない。したがって、鑞付け後の強度を十分に確保するためには、Ａ２≧０．２０であることが必要であり、Ａ２≧０．２３であることが好ましく、Ａ２≧０．２６としておくのが最適である。
ところで、不可避不純物として含まれる酸素は、その含有量が一定以上であると水素脆化の原因となることから、酸素含有量は０．００７ｍａｓｓ％以下に抑制しておくことが必要であり、０．００４ｍａｓｓ％以下としておくことが好ましい。かかる酸素含有量の低減は、製造条件によって図りうることは勿論であるが、Ｐの添加効果によっても図られる。したがって、第１〜第４発明合金材においても、Ｐ添加量を酸素含有量が０．００７ｍａｓｓ％以下（好ましくは０．００４ｍａｓｓ％以下）となるように決定しておくことが好ましい。
また、第１〜第４発明合金材は、耐力を必要とする鑞付け製品，部品（例えば、ＨＣＦＣ系フロン以外の熱媒体ガス（ＣＯ_２，ＨＦＣ系フロン等）を使用する熱交換器の伝熱管、又は使用時やメンテナンス時において僅かな外力によって変形し易いフィン材，給水管等）の構成材として使用する場合、上記合金組成を決定するに当たっては、鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理（例えば、８００℃で１０分間の加熱処理）した後における０．２％耐力（永久ひずみが０．２％になるときの強度）が５５Ｎ／ｍｍ^２以上（好ましくは７５Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは９０Ｎ／ｍｍ^２以上）となるように決定しておくことが好ましい。なお、銅合金材の鑞付けは、一般に、硬鑞付けといわれるもので、ＪＩＳ Ｚ３２６４に規定される如く、燐銅鑞，銀鑞を使用して８００℃前後での鑞付け温度（鑞付け時間は、一般に、１０分程度）で行われるものである。鑞付けにあっては、鑞付け材が溶ける温度まで被鑞付け材も加熱されることになり、鑞付けされる銅合金材（被鑞付け材）は鑞付け温度と同程度に加熱されることになる。したがって、本発明においては、銅合金材の鑞付け処理とこれと同等条件（８００℃前後）で銅合金材を直接的に加熱する一般的な加熱処理とを区別せず、両者を同一の熱処理として扱うこととする。
ところで、第１〜第４発明合金材は、上記した合金組成となすことによって、良好な熱伝導性を発揮するものであり、高度の熱伝導性を必要とする製品，部品の構成材として多用されている純銅（ＪＩＳ Ｃ１２２０）や純アルミニウムに比して強度的に優れるものであるが、かかる製品，部品の構成材として純銅や純アルミニウム以上の優良材料となすためには、少なくとも純アルミニウム（熱伝導率：０．５７ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）より高い熱伝導率を確保できることが必要であり、純アルミニウムと純銅（熱伝導率：０．７８ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）との中間値（０．６７５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）以上の熱伝導率を確保できることが好ましく、０．７０ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上の熱伝導率が確実に得られることがより好ましい。しかし、合金組成を工夫するのみでは熱伝導率の向上に限度がある。そこで、本発明者は、幾多の実験，研究を行なった結果、鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行い、その後に行う冷却処理等の処理（以下「後処理」という）の条件を工夫することによって、熱伝導率を飛躍的に向上させうることを知得した。
かかる知得事項に基づいて、本発明では、次のような加熱処理（蝋付け処理等）及び後処理を施すことによって、熱伝導性が飛躍的に向上した第１〜第４発明合金材を提案する。
第１に、鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理（例えば、８００℃で１０分間加熱する）を行った上、その加熱処理材に後処理として次のような特殊な炉冷処理を施すことによって、熱伝導率を高めた第１〜第４発明合金材を提案する。すなわち、かかる後処理（以下「第１後処理」という）にあっては、炉冷速度を炉冷温度によって変化させるようにし、６７０℃から４８０℃への冷却速度を１．５〜１２℃／分（好ましくは２．５〜１０℃／分）に減速する。炉冷処理における冷却速度は、通常１５〜３０℃／分（通常は、２０℃／分程度）であるが、第１後処理にあっては、炉冷工程における６７０℃から４８０℃の温度範囲において、かかる一般的な炉冷処理よりも冷却速度を減じておくものであり、５８０℃前後における温度保持により熱伝導性の向上を図ることができる。
第２に、鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理（例えば、８００℃で１０分間加熱する）を行った上、その加熱処理材に後処理として一般的な炉冷処理及び特殊な再加熱処理を施すことによって、熱伝導率を高めた第１〜第４発明合金材を提案する。すなわち、かかる後処理（以下「第２後処理」という）にあっては、加熱処理材を一般的な条件により炉冷するが、その炉冷工程が終了する前又は後において４８０〜６７０℃，３〜１００分（好ましくは５２０〜６４０℃，１０〜４０分）の条件で再加熱するのである。かかる炉冷処理前後における５８０℃前後の再加熱によっても、上記第１後処理を施す場合と同等又はそれ以上の熱伝導率の向上を図ることができる。
第３に、鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理（例えば、８００℃で１０分間加熱する）を行った上、その加熱処理材に後処理として急冷処理及び再加熱処理を施すことによって、熱伝導率及び強度を高めた第１〜第４発明合金材を提案する。すなわち、かかる後処理（以下「第３後処理」という）にあっては、加熱処理材を水冷，空冷（強制空冷を含む）により急冷した後、第２後処理におけると同様の再加熱（４８０〜６７０℃，３〜１００分（好ましくは５２０〜６４０℃，１０〜４０分）の条件での再加熱）する。本発明者は、実験により、加熱処理材を所定の条件で再加熱する場合には加熱処理材の冷却条件（主として冷却速度）は熱伝導率の向上に大きな影響を与えるものでないこと（熱伝導性の向上は、主として、再加熱条件に依存すること）、及び、急冷後に再加熱することによって炉冷後に再加熱する場合に比して強度が向上すること、を確認した。ところで、鑞付けを現場で行う場合等、鑞付けの条件によっては、スペース上の制限等により満足な炉冷を行い得ないことがあるが、かかる場合や鑞付け後の強度を必要とする場合にあって、上記のような第３後処理は極めて有利である。
なお、上記した第１〜第４発明合金材は、熱交換器の伝熱管（特に、ＨＣＦＣ系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管）を構成する管材である継目無銅合金管又は溶接銅合金管として好適に使用されるものであり、また熱交換器における板状部品（フィン，胴板，フランジ等）又はこれと伝熱管若しくは他の板状部品（フィン等）とを連結する連結板の構成材として使用される板材として好適するものである。

実施例として、表１〜表３に示す合金組成をなす円柱状鋳塊（径２２０ｍｍ，長さ２７５ｍｍ）を９００℃に加熱して、熱間で管状に押出し、その押出管を連続して６０℃の温水槽に浸漬した上、冷間で繰り返し抽伸し、得られた抽伸管を６３０℃，１時間の条件で熱処理（焼鈍）することによって、外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍの管材（熱交換器伝熱管の構成材として使用できるものである）たる第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４及び第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２を製作した。
かかる管材の製作においては、熱間押出しにより外径６５ｍｍ，肉厚５．５ｍｍの押出管（以下「小径押出管」という）を得た上、これに冷間抽伸を繰り返し施すことにより、外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍの抽伸管を得るようにした。但し、一部の第１及び第２発明合金材Ｎｏ．１０３，Ｎｏ．１１４，Ｎｏ．２０４，Ｎｏ．２１１，Ｎｏ．２１５については、適正な小径押出管を得ることができないか、得ることができても小径押出管の曲がりが基準値（１ｍ当たり１０ｃｍ）を超えているため、熱間押出しにより外径８５ｍｍ，肉厚７．０ｍｍの押出管（以下「大径押出管」という）を得た上、これに冷間抽伸を繰り返し施すことにより上記と同一形状（外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍ）の抽伸管を得るようにした。なお、大径押出管の場合、小径押出管に施された抽伸工程によっては外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍの抽伸管を得ることが困難であったが、抽伸工程を小径押出管の抽伸工程数（小径押出管から外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍの抽伸管を得るために必要とされる抽伸工程数）より１〜３工程多くすることにより、小径押出管を抽伸した場合と同一形状，同一品質の抽伸管を得ることができた。
また、上記した円柱状鋳塊（径２２０ｍｍ，長さ２７５ｍｍ）から角柱状鋳塊（厚み３５ｍｍ，幅９０ｍｍ，長さ２５０ｍｍ）を切り出し、この角柱状鋳塊を８５０℃に加熱して、厚み５ｍｍの板状に熱間圧延した上、この熱間圧延板を、その表面を酸洗処理した上で厚さ０．４１ｍｍとなるように冷間圧延し、更に６３０℃，１時間の条件で熱処理（焼鈍）した上で厚さ０．４０ｍｍとなるように冷間仕上圧延を行なうことによって、表１〜表３に示す合金組成をなす板材たる第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４及び第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２を製作した。なお、上記した管材及び板材における不可避不純物として酸素の含有量は、すべて、０．０００２〜０．００４ｍａｓｓ％であった。
また、比較例として、表４に示す合金組成をなす銅合金材であって、実施例と同一の製造工程により同一形状をなす管材及び板材である比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５を得た。なお、管材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５０３及びＮｏ．５１０〜Ｎｏ．５１３は小径押出管を抽伸，熱処理して得られたものである。管材Ｎｏ．５１５は大径押出管を抽伸，熱処理して得られたものである。これら以外のもの（Ｎｏ．５０４〜Ｎｏ．５０９，Ｎｏ．５１４）については熱間押出し性が頗る悪く、小径押出管及び大径押出管を得ることができず、最終的な管材を製作することができなかった。
そして、第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４、第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２及び比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５についての押出し性を、管材の製造工程における中間製造物である押出管の曲がりにより評価した。その結果は、表５〜表８に示す通りであった。すなわち、表５〜表８においては、熱間押出し後の曲がりが基準値（１ｍ当たり１０ｃｍ）以下である小径押出管（外径６５ｍｍ，肉厚５．５ｍｍ）が得られたものを、押出し性に優れるものとして「○」で示し、かかる小径押出管を得ることはできなかったが、熱間押出し後の曲がりが基準値以下である大径押出管（外径８５ｍｍ，肉厚７．０ｍｍ）が得られたものを、良好な押出し性を有するもの（実用上、大きな問題はないもの）として「△」で示し、小径押出管は勿論、曲がりが基準値以下の大径押出管をも得ることができなかったものを、押出し性に劣るもの（実用できないもの）として「×」で示した。
また、管材として得られた第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４、第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２及び比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５（管材を得ることができなかった比較例合金材Ｎｏ．５０４〜Ｎｏ．５０９，Ｎｏ．５１４を除く）について、鑞付け後の強度を確認するために、次のような耐力測定試験を行なった。すなわち、管材（外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍの抽伸管を６３０℃，１時間の条件で焼鈍したもの）を、熱交換器の製作（伝熱管，フィン，胴板，フランジ等の熱交換器部品を鑞付けする）に採用する炉内鑞付け法を実施する場合と同一の条件で連続熱処理炉内を通過させることにより熱処理した。具体的には、管材を８００℃で１０分間加熱した上、２０℃／分で炉冷した。そして、かかる熱処理をした管材について、アムスラー型万能試験機を使用して引張試験を行い、０．２％耐力（永久ひずみが０．２％になるときの強度）を測定した。その結果は、表５〜表８に示す通りであった。また、板材（６３０℃，１時間の条件で焼鈍した上で厚さ０．４０ｍｍとなるように冷間仕上圧延されたもの）として得られた第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４、第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２及び比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５（Ｎｏ．５０４〜Ｎｏ．５０９，Ｎｏ．５１４を除く）についても、上記同様の耐力測定試験を行なったが、その結果は表５〜表８に示す測定値（０．２％耐力）とほぼ一致したため、省略する。
また、管材として得られた第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４、第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２及び比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５（管材を得ることができなかった比較例合金材Ｎｏ．５０４〜Ｎｏ．５０９，Ｎｏ．５１４を除く）について、曲げ加工性を確認した。すなわち、曲げ加工性の評価は、管材（外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍの抽伸管を６３０℃，１時間の条件で焼鈍したもの）をプレス加工によりＵ字状に曲げて、その折曲部に大きな皺が生じたときの折曲度Ｒ／Ｄ（Ｒ：折曲部における内周側の曲率半径（ｍｍ），Ｄ：管材の外径（ｍｍ））によって行なった。その結果は表５〜表８に示す通りであった。すなわち、表５〜表８においては、Ｒ／Ｄ＝１で大きな皺が生じず、折曲部の断面形状が円形若しくは略円形となっているものを、曲げ加工性に優れるものとして「○」で示し、Ｒ／Ｄ＝１では大きな皺を生じたが、１＜Ｒ／Ｄ≦１．５では大きな皺が生じず、折曲部の断面形状が円形若しくは略円形となっているものを、良好な曲げ加工性を有するもの（実用上の問題ないもの）として「△」で示し、Ｒ／Ｄ＞１．５で大きな皺を生じ、折曲部の断面形状も円形とならずに楕円形に変形したものを、曲げ加工性に劣るもの（実用困難なもの）として「×」で示した。
また、板材として得られた第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４、第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２及び比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５（Ｎｏ．５０４〜Ｎｏ．５０９，Ｎｏ．５１４を除く）について、成形性を確認すべく、エリクセン試験を行なった。すなわち、板材（６３０℃，１時間の条件で焼鈍した上で厚さ０．４０ｍｍとなるように冷間仕上圧延されたもの）についてエリクセン試験を行い、そのエリクセン値を求めた。その結果は表５〜表８に示す通りであった。
表５〜表８から明らかなように、比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５は、０．２％耐力、押出し性、曲げ加工性及び成形性の少なくとも何れかにおいて問題があり、熱交換器の伝熱管，フィン，胴板，フランジ等の構成部材として好適するものではないが、第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４及び第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２は、その何れにおいても、０．２％耐力、押出し性、曲げ加工性及び成形性のすべてに優れるものであり、熱交換器の伝熱管，フィン，胴板，フランジ等の構成部材として好適に使用できるものであることが確認された。
また、管材として得られた第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４、第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２及び比較例合金材Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５１５（管材を得ることができなかった比較例合金材Ｎｏ．５０４〜Ｎｏ．５０９，Ｎｏ．５１４を除く）について、鑞付け製品，部品として使用した場合の熱伝導性を確認すべく、鑞付け用熱処理を施したものの熱伝導率を測定した。すなわち、管材（Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４、Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２、Ｎｏ．５０１〜Ｎｏ．５０３、Ｎｏ．５１０〜Ｎｏ．５１３及びＮｏ．５１５）に、前記した炉内鑞付け法を実施する場合と同一の条件（８００℃で１０分間加熱した上、２０℃／分で炉冷する）で連続熱処理炉内を通過させることにより鑞付け用熱処理を施した後、その熱伝導率を測定した。その結果は表５〜表８に示す通りであり、第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４及び第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２については、そのすべてにおいて、０．６５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上の高い熱伝導率が測定され、熱伝導性に優れることが確認された。
また、鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後に、冒頭で述べた第１後処理、第２後処理又は第３後処理を施すことによって得られる熱伝導性の向上効果を確認すべく、管材として得られた第１発明合金材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、第２発明合金材Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、第３発明合金材Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４及び第４発明合金材Ｎｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２について各後処理を施し、当該後処理後における熱伝導率及び強度を測定した。すなわち、管材Ｎｏ．１０１〜Ｎｏ．１１４、Ｎｏ．２０１〜Ｎｏ．２１７、Ｎｏ．３０１〜Ｎｏ．３０４及びＮｏ．４０１〜Ｎｏ．４１２を、夫々、前記鑞付け用熱処理と同一の条件（加熱温度：８００℃，加熱時間：１０分）で加熱し、その加熱処理された管材（以下「加熱管材」という）に次のような第１後処理、第２後処理又は第３後処理を施した。第１後処理においては、加熱管材の炉冷工程において６７０℃から４８０℃への冷却速度を４℃／分に減じた。なお、８００℃から６７０℃までの炉冷速度及び４８０℃から常温までの炉冷速度は２０℃／分とした。また、第２後処理においては、加熱管材を２０℃／分で常温まで炉冷し、その後、５８０℃，３０分の条件で再加熱した。なお、第２後処理において、再加熱後の炉冷速度は２０℃／分とした。また、第３後処理においては、加熱管材を水冷（急冷）した後、第２後処理と同様に、５８０℃，３０分の条件で再加熱した。これらの熱処理後における熱伝導率は、表５〜表７に示す通りであった。
また、加熱管材Ｎｏ．１０４，Ｎｏ．１１１，Ｎｏ．２１０，Ｎｏ．２１２，Ｎｏ．２１５，Ｎｏ．２１７，Ｎｏ．３０１，Ｎｏ．４０２，Ｎｏ．４０６，Ｎｏ．４０８については、第１〜第３後処理を異なる複数の条件下で行い、各条件下での熱処理後の熱伝導率を測定した。すなわち、第１後処理は、６７０℃から４８０℃への冷却速度を上記した如く４℃／分に減じた場合の他、１．８℃／分、２．５℃／分、６℃／分、１０℃／分、１２℃／分に減じた場合についても夫々行なった。また、第２後処理及び第３後処理は、再加熱条件を上記した５８０℃，３０分とした場合の他、４８０℃，１００分、５２０℃，５０分、５８０℃，１０分、５８０℃，５０分、６４０℃，３０分、６４０℃，１０分及び６７０℃，３分とした場合についても夫々行なった。これらの熱処理後における熱伝導率は、表９〜表１１に示す通りであった。
また、上記した如く第２後処理及び第３後処理を施したもののうち、再加熱条件を５２０℃，５０分、５８０℃，３０分及び６４０℃，３０分としたものについては、アムスラー型万能試験機を使用して引張試験を行い、それらの強度つまり０．２％耐力を測定した。その結果は、表１２に示す通りであった。
さらに、前記した如く外径１０ｍｍ，肉厚１ｍｍの管材として得られたもののうち、管材Ｎｏ．１０４，Ｎｏ．１１１，Ｎｏ．２１０，Ｎｏ．２１２，Ｎｏ．２１５，Ｎｏ．２１７，Ｎｏ．３０１，Ｎｏ．４０２，Ｎｏ．４０６，Ｎｏ．４０８及び比較例の管材Ｎｏ．５０１，Ｎｏ．５０３，Ｎｏ．５１２について、次のような耐食性の確認試験を行なった。
まず、上記各管材に、前記鑞付け用熱処理と同一の条件で熱処理を施した上、その熱処理管材を厚さが４ｍｍとなるように扁平化することにより、扁平試験片を得た。そして、第１に、各扁平試験片について、次のような応力腐食割れ試験を行なった。すなわち、各扁平試験片を１２％のアンモニア水を入れたデシケータ内の気相部において４８時間暴露させ、当該扁平試験片の応力割れ長さを測定した。扁平試験片の最扁平部分つまり曲率が最も小さくなっている部分において、その縦断面での外面側の割れ長さと内面側の割れ長さを顕微鏡で観察，測定して、外面側割れ長さの最大値と内面側割れ長さの最大値との合計を応力腐食割れ長さ（ｍｍ）とした。また、第２に、各扁平試験片を、その表面積が１００ｃｍ^２となるように調整した上で、７５℃に加温した１％硫酸の溶液１Ｌ及び１％の塩酸の溶液１Ｌに夫々４８時間浸漬して、浸漬前後における扁平試験片の重量差つまり溶解による減量（ｍｇ）を測定した。これらの結果は、表１３に示す通りであった。
表５〜表７及び表９〜表１２から理解されるように、加熱管材に第１〜第３後処理を施した場合、鑞付け用熱処理のみを施した場合に比して顕著に熱伝導率が向上しており、第１〜第３熱処理を施しておくことにより熱伝導性の飛躍的な向上を図りうることが確認された。また、第２後処理を施した場合と第３後処理を施した場合とで熱伝導性の向上は同程度であり、再加熱処理を行う場合にあっては、加熱処理管材の冷却速度は熱伝導性の向上に影響せず、熱伝導性の向上は再加熱条件に依存することが確認された。特に、第３後処理を施したものでは、表１２から明らかなように、熱伝導性のみならず、強度（０．２％耐力）も向上しており、再加熱処理を行なう場合、冷却速度が大きい急冷を行うことが強度向上に有効であることが確認された。
また、表１３から明らかなように、発明合金材Ｎｏ．１０４，Ｎｏ．１１１，Ｎｏ．２１０，Ｎｏ．２１２，Ｎｏ．２１５，Ｎｏ．２１７，Ｎｏ．３０１，Ｎｏ．４０２，Ｎｏ．４０６，Ｎｏ．４０８は、比較例合金材Ｎｏ．５０１，Ｎｏ．５０３，Ｎｏ．５１２に比して、応力腐食割れ長さが極めて短く、また１％硫酸及び１％塩酸の何れに浸漬した場合にも溶解による減量が少なくなっている。かかる点から、本発明の合金材が結晶粒の粗大化による応力腐食割れ，孔食，蟻の巣状腐食等の腐食を有効に防止，抑制することができるものであり、耐食性にも優れるものであることが理解される。

産業上の利用の可能性

本発明の耐熱性銅合金材は、高温度（６００〜７００℃以上）に加熱された場合にも、加熱によって結晶粒が粗大化されることがないから、加熱後も耐力や銅合金本来の特性（熱伝導性等）が低下することがなく、結晶粒の粗大化による応力腐食割れ，孔食，蟻の巣状腐食を始めとする腐食に対してもこれを有効に防止，抑制することができる。したがって、本発明の耐熱性銅合金材によれば、製作時又は使用時において６００〜７００℃以上の高温に晒される（例えば、鑞付けにより８００℃前後に加熱される）熱交換器の伝熱管，フィン，胴板，フランジ等の各種製品，部品についての耐久性ないし耐用寿命を、一般的な燐脱酸銅製のものに比して、大幅に向上させることができ、応力腐食割れ，孔食，蟻の巣状腐食等の腐食を生じる条件下においても十分な耐食性を発揮できる伝熱管等を提供することができる。特に、管材については、ＨＣＦＣ系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管の構成材として好適に使用できるものであり、周知の耐熱性銅合金材を使用する場合に比して、用途の大幅な拡大が期待される。また、板材については、給湯器，空調機等の伝熱管に設けられるフィン等の構成材として好適に使用できるものであり、周知の耐熱性銅合金材を使用した場合における問題（例えば、清掃時等においてフィンが僅かな外力によって変形して熱交換器の熱効率が大きく損なわれることになる）を解決して、板状製品，部品の機能，耐久性を大幅に向上させることができる。このように、本発明によれば、瞬間湯沸器，給湯器，温水器，空調機，冷凍機，ラジエータ等の熱交換器や給湯システム，空調システム，冷凍システム等に装備される熱交換器の伝熱管又は配管（給水管，給湯管，ガス配管）、その他の各種機器（電気的，化学的装置等）の配管、又はこれらの付属部品，機器（冷暖房切換用四方弁等）等を構成する管材，板材，棒材，線材，加工材（鑞付け，溶接，切削，プレス等により所定形状に加工したもの）として好適に使用される耐熱性銅合金材を提供することができる。

Claims (13)

1. ０．１５〜０．３３ｍａｓｓ％のＣｏと０．０４１〜０．０８９ｍａｓｓ％のＰと０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％のＳｎと０．０１〜０．４０ｍａｓｓ％のＺｎとを、Ｃｏの含有量［Ｃｏ］ｍａｓｓ％とＰの含有量［Ｐ］ｍａｓｓ％とＳｎの含有量［Ｓｎ］ｍａｓｓ％とＺｎの含有量［Ｚｎ］ｍａｓｓ％との間に２．４≦（［Ｃｏ］−０．０２）／［Ｐ］≦５．２及び０．２０≦［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］≦０．５４の関係を有するように含有し且つ残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金組成をなす管材、板材、棒材、線材又はこれらを所定形状に加工した加工材であることを特徴とする耐熱性銅合金材。
2. ０．１１〜０．３１ｍａｓｓ％のＣｏと０．０４１〜０．０８９ｍａｓｓ％のＰと０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％のＳｎと０．０１〜０．４０ｍａｓｓ％のＺｎと０．０１〜０．１７ｍａｓｓ％のＮｉ及び／又は０．０１〜０．１５ｍａｓｓ％のＦｅとを、Ｃｏの含有量［Ｃｏ］ｍａｓｓ％とＰの含有量［Ｐ］ｍａｓｓ％とＳｎの含有量［Ｓｎ］ｍａｓｓ％とＺｎの含有量［Ｚｎ］ｍａｓｓ％とＮｉの含有量［Ｎｉ］ｍａｓｓ％とＦｅの含有量［Ｆｅ］ｍａｓｓ％との間に２．４≦（［Ｃｏ］＋０．８［Ｎｉ］＋０．８［Ｆｅ］−０．０２）／［Ｐ］≦５．２、０．２０≦［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］＋０．９［Ｎｉ］＋１．５［Ｆｅ］≦０．５４、０．１５≦［Ｃｏ］＋０．８［Ｎｉ］＋０．８［Ｆｅ］≦０．３５、１．２［Ｎｉ］＜［Ｃｏ］、１．５［Ｆｅ］＜［Ｃｏ］及び［Ｎｉ］＋［Ｆｅ］＜［Ｃｏ］の関係を有するように含有し且つ残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金組成をなす管材、板材、棒材、線材又はこれらを所定形状に加工した加工材であることを特徴とする耐熱性銅合金材。
3. ０．０１〜０．２０ｍａｓｓ％のＭｎ又は０．００１〜０．１０ｍａｓｓ％のＭｇ、Ｚｒ若しくはＹを、Ｍｎの含有量［Ｍｎ］ｍａｓｓ％、Ｍｇの含有量［Ｍｇ］ｍａｓｓ％、Ｙの含有量［Ｙ］ｍａｓｓ％又はＺｒの含有量［Ｚｒ］ｍａｓｓ％と前記添加元素の含有量との間に０．２０≦［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］＋０．９［Ｎｉ］＋１．５［Ｆｅ］＋［Ｍｎ］＋［Ｍｇ］＋［Ｙ］＋３［Ｚｒ］≦０．５４の関係を有するように、更に含有する合金組成をなすことを特徴とする、請求項１に記載する耐熱性銅合金材。
4. ０．０１〜０．２０ｍａｓｓ％のＭｎ又は０．００１〜０．１０ｍａｓｓ％のＭｇ、Ｚｒ若しくはＹを、Ｍｎの含有量［Ｍｎ］ｍａｓｓ％、Ｍｇの含有量［Ｍｇ］ｍａｓｓ％、Ｙの含有量［Ｙ］ｍａｓｓ％又はＺｒの含有量［Ｚｒ］ｍａｓｓ％と前記添加元素の含有量との間に０．２０≦［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０．１［Ｚｎ］＋０．９［Ｎｉ］＋１．５［Ｆｅ］＋［Ｍｎ］＋［Ｍｇ］＋［Ｙ］＋３［Ｚｒ］≦０．５４の関係を有するように、更に含有する合金組成をなすことを特徴とする、請求項２に記載する耐熱性銅合金材。
5. 不可避不純物としての酸素含有量が０．００７０ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載する耐熱性銅合金材。
6. 鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後の０．２％耐力が５５Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載する耐熱性銅合金材。
7. 鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後に炉冷したものであって、その炉冷工程において６７０℃から４８０℃への冷却速度を１．５〜１２℃／分に減速することによって、熱伝導率を高めたものであることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載する耐熱性銅合金材。
8. 鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後に炉冷したものであって、その炉冷工程が終了する前又は後において４８０〜６７０℃，３〜１００分の条件で加熱する再加熱処理を施すことにより、熱伝導率を高めたものであることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載する耐熱性銅合金材。
9. 鑞付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後に急冷したものであって、その急冷工程の終了後において４８０〜６７０℃，３〜１００分の条件で加熱する再加熱処理を施すことにより、熱伝導率及び強度を高めたものであることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載する耐熱性銅合金材。
10. 鑞付けされる管材、板材、棒材、線材又はこれらを所定形状に加工した加工材であることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載する耐熱性銅合金材。
11. 熱交換器の伝熱管又はその配管として使用される継目無銅合金管又は溶接銅合金管であることを特徴とする、請求項１０に記載する耐熱性銅合金材。
12. ＨＣＦＣ系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管又はその配管を構成する継目無銅合金管又は溶接銅管であることを特徴とする、請求項１０に記載する耐熱性銅合金材。
13. 熱交換器における板状部品又はこれと伝熱管若しくは他の板状部品とを連結する連結板の構成材として使用される板材であることを特徴とする、請求項１０に記載する耐熱性銅合金材。