JP5566622B2 - Cast alloy and wetted parts using the alloy - Google Patents

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本発明は、特に、鋳造性、耐エロージョン・コロージョン性などの基本特性を満足した上で、好ましくは、熱処理を施すことなく良好な耐脱亜鉛性を得ることのできる金型鋳造用または砂型鋳造用の黄銅合金とその合金を用いた接液部品に関する。
In particular, the present invention satisfies the basic characteristics such as castability and erosion / corrosion resistance, and preferably can provide good dezincing resistance without heat treatment. brass alloys use and related wetted parts using the alloy.

金型鋳造品は、鋳造時の冷却速度が速いことから表面欠陥が少なく外観の良い鋳物が得られ、且つ、金属組織が緻密で強度のある薄肉の鋳物が得られることが知られている。このため、給水栓や配管継手等の本体部品などの接液部品の成形には金型鋳造が適しており、接液部品の材料としては、通常、黄銅合金が用いられることが多い。   It is known that a mold casting has a high cooling rate at the time of casting, so that a casting with few surface defects and a good appearance can be obtained, and a thin casting with a dense metal structure and strength can be obtained. For this reason, die casting is suitable for forming wetted parts such as main parts such as water supply taps and pipe joints, and brass alloys are often used as the material for wetted parts.

ところで、黄銅製の接液部品においては、銅合金中のZnが、CuとZnとのイオン化傾向の違いから流体中に溶出し易くなり、時間の経過とともにそのZn含有量が減少する。このため、例えば、弁・栓類のように適用流体が水等である場合、脱亜鉛腐食の現象を防ぐことが重要になっている。
また、特に、弁・栓類の接続部の異種金属の組み合わせ部分においては腐食が発生しやすく、弁類のシート部では高速流体のためにエロージョンが発生しやすい。これらの理由により、水栓金具等に使用される伸銅品及び鋳物材料には、耐脱亜鉛性と耐エロージョン・コロージョン性とが要求される。
By the way, in the wetted parts made of brass, Zn in the copper alloy is easily eluted into the fluid due to the difference in ionization tendency between Cu and Zn, and the Zn content decreases with the passage of time. For this reason, for example, when the applied fluid is water or the like, such as valves and plugs, it is important to prevent the phenomenon of dezincification corrosion.
Further, in particular, corrosion is likely to occur in a combination portion of different metals in the connection portion of the valve / plugs, and erosion is likely to occur in the valve seat portion due to the high-speed fluid. For these reasons, copper-free products and casting materials used for faucet fittings and the like are required to have dezincing resistance and erosion / corrosion resistance.

そこで、黄銅製接液部品の成形時には、耐脱亜鉛性を向上するために脱亜鉛しやすいβ相をできるだけ晶析出させず、α相比率を高めることが有効になっている。この場合、α相比率を高める手段としては、例えば、Cu量を上げることが有効になっており、更に、よりα相の比率を高めるために、450〜550℃で30分以上の熱処理を行なうことも有効である。また、耐脱亜鉛性を向上するために、P、Sb、As、Snなどの元素を添加することも有効な手段になっている。
一方、耐エロージョン・コロージョン性を向上させるためには、例えば、Snを0.2%以上添加したり、又は、Alを2%以上添加したりすることも知られている。
更に、鋳物を設ける場合、湯流れ性、耐鋳造割れ性、良好な鋳肌品質、引け巣が出難いなどの材料特性も必要であり、これらを考慮して成形することも必要になっている。
Therefore, at the time of molding the wetted parts made of brass, it is effective to increase the α phase ratio without crystallizing the β phase that is easily dezinced as much as possible in order to improve the dezincing resistance. In this case, as means for increasing the α phase ratio, for example, increasing the amount of Cu is effective, and in order to further increase the α phase ratio, heat treatment is performed at 450 to 550 ° C. for 30 minutes or more. It is also effective. In addition, in order to improve dezincing resistance, addition of elements such as P, Sb, As, and Sn is also an effective means.
On the other hand, in order to improve the erosion / corrosion resistance, for example, it is also known that 0.2% or more of Sn is added or 2% or more of Al is added.
In addition, when castings are provided, material properties such as molten metal flow, cast cracking resistance, good casting surface quality, and difficulty in forming shrinkage cavities are also necessary, and it is also necessary to mold in consideration of these. .

この種の鋳造用黄銅鋳物としては、例えば、特許文献1の銅基合金がある。この銅基合金は、Cu:61.0〜65.0重量%、Sn:0.8〜3.5重量%含有し、切削性、機械的性質、耐食性に優れ、CuとSnには、耐エロージョン・コロージョン性、並びに耐鋳造割れ性を改善する組成バランスからなっている。   As this type of casting brass casting, for example, there is a copper-based alloy of Patent Document 1. This copper-based alloy contains Cu: 61.0-65.0% by weight and Sn: 0.8-3.5% by weight, and has excellent machinability, mechanical properties, and corrosion resistance. It has a composition balance that improves erosion / corrosion resistance and casting crack resistance.

また、特許文献2における無鉛耐食性黄銅合金は、重量比でCu:64.0〜68.0%、Sn:0.3〜1.0%、Ni:0.5〜1.0%、Al:0.4〜0.8%、Bi:1.0〜2.0%を含み、残部が不純物と亜鉛とからなっている。同文献2は、被削性、メッキ前処理としての研削性の向上に加えて、耐脱亜鉛性を向上しようとした黄銅材料であり、例えば、Bを含有させることにより金属組織を微細化することで、熱処理を施すことなく耐脱亜鉛性を向上させようとすることが記載されている。   The lead-free corrosion-resistant brass alloy in Patent Document 2 is Cu: 64.0-68.0%, Sn: 0.3-1.0%, Ni: 0.5-1.0%, Al: It contains 0.4 to 0.8%, Bi: 1.0 to 2.0%, and the balance consists of impurities and zinc. The literature 2 is a brass material that aims to improve the dezincing resistance in addition to the machinability and the grindability as plating pretreatment. For example, the metal structure is refined by containing B. Thus, it is described that the dezincing resistance is improved without heat treatment.

特許文献3の鋳造用銅基合金は、重量基準でCu:60.0〜65.0%、Pb:1.5〜2.4%、Sn:0.5〜1.2%、Al:0.5〜1.2%、Ni:0.5〜1.2%、B:4〜12ppm、残部実質的にZnから成っている。同文献3には、Cuの増加に伴うα相の晶出とSnやNiの含有によって耐脱亜鉛性を確保し、更に、熱処理によりα相を成長させることで耐脱亜鉛性を向上させようとしている。また、Alにより、溶湯の流動性を向上させようとしている。この銅基合金においては、結晶粒を微細化し、鋳造割れを減少させるためにBが含有されている。   The copper-based alloy for casting of Patent Document 3 is Cu: 60.0-65.0%, Pb: 1.5-2.4%, Sn: 0.5-1.2%, Al: 0 on a weight basis. 0.5 to 1.2%, Ni: 0.5 to 1.2%, B: 4 to 12 ppm, and the balance substantially consists of Zn. In the same document 3, the dezincification resistance is secured by crystallization of the α phase accompanying the increase of Cu and the inclusion of Sn and Ni, and further the dezincification resistance is improved by growing the α phase by heat treatment. It is said. Further, Al is trying to improve the fluidity of the molten metal. In this copper-based alloy, B is contained in order to refine crystal grains and reduce casting cracks.

特開2005−281800号公報JP 2005-281800 A 特開2000−239765号公報JP 2000-239765 A 特開平9−176762号公報JP-A-9-176762

しかしながら、上記の銅合金は、何れも耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を向上させるためにCuやSnの含有量を増加させると、鋳造時の湯流れ性が低下し、湯廻り不良などの鋳造欠陥を生じやすくなっていた。この鋳造欠陥は、耐脱亜鉛性を向上させる特性を有しているSbを含有させたとしても改善することはできない。
例えば、特許文献1においては、耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を向上させるために、CuやSn等を増やすのみでは鋳造欠陥を防ぐことが難しくなっている。
However, in the above copper alloys, if the content of Cu or Sn is increased in order to improve the dezincing resistance and erosion / corrosion resistance, the hot-water flow at the time of casting is lowered, and the hot water is poor. It was easy to produce a casting defect. This casting defect cannot be improved even if Sb having the property of improving the dezincing resistance is contained.
For example, in Patent Document 1, in order to improve dezincing resistance and erosion / corrosion resistance, it is difficult to prevent casting defects only by increasing Cu, Sn, and the like.

また、特許文献2の黄銅材料は、被削性と、メッキ前処理としての研削性と、耐脱亜鉛性とを向上させようとしている。しかし、この黄銅合金は、耐エロージョン・コロージョン性の向上や湯廻り不良などの鋳造欠陥を抑制することは全く考慮されていない。更には、この黄銅材料は、特に、Cuの含有量の割合が多くなっており、これが原因となって湯廻り不良がより生じやすくなっていた。   Moreover, the brass material of patent document 2 is going to improve machinability, grindability as a plating pretreatment, and dezincing resistance. However, this brass alloy does not take into consideration any improvement in erosion and corrosion resistance and suppression of casting defects such as poor hot water. In addition, this brass material has a particularly high Cu content ratio, and this has caused hot water defects to occur more easily.

一方、特許文献3の鋳造用銅基合金は、耐脱亜鉛性と、湯流れ性などの鋳造性とを確保しようとしているものの、耐エロージョン・コロージョン性の向上を図る点については全く記載されていない。また、同文献3には鋳造割れを減少させるためにBが含有されているが、このBにより鋳造割れ以外の効果が発揮されることについても記載されていない。
更に、この銅基合金は、熱処理を加えて耐脱亜鉛性を向上させるようとしているが、熱処理工程を経た場合、製造工程への負荷が発生するとともに、熱処理費用の発生によりコストアップとなる問題がある。
On the other hand, although the copper-based alloy for casting of Patent Document 3 is intended to ensure dezincing resistance and castability such as molten metal flow, there is no description at all about improving erosion / corrosion resistance. Absent. Moreover, although B contains in order to reduce a casting crack in the same literature 3, it is not described that this B exhibits effects other than a casting crack.
Furthermore, this copper-based alloy is intended to improve the dezincing resistance by applying a heat treatment, but when it undergoes a heat treatment step, there will be a burden on the manufacturing process and a cost increase due to the generation of heat treatment costs. There is.

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、熱処理を必要とすることなく耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を高めつつ鋳造成形することができ、しかも、湯流れ性等の鋳造性を向上して鋳物としての健全性を確保できる金型鋳造用等の鋳造用黄銅合金とその合金を用いた接液部品とを提供することにある。
The present invention has been developed as a result of intensive studies in view of the above-described circumstances, and the object of the present invention is casting while improving dezincing resistance and erosion / corrosion resistance without requiring heat treatment. can be molded, moreover, provides a wetted components using casting brass alloy and its alloys to improve the castability, such as fluidity, etc. for die casting soundness can be secured as a casting There is.

上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、質量比で、Snを0.8〜2.0%含有することで耐エロージョン・コロージョン性を確保し、さらにはSbを0.04〜0.15%含有することで耐脱亜鉛性が向上し、Cuを61.2≦Cu<64.0%とすることで同じく耐脱亜鉛性を確保しつつ湯流れ性が向上する。また、Alの0.4〜0.7%の含有で湯流れ性を向上させるものである。さらに、マクロ結晶粒を微細化する作用のあるBを1〜200ppm含有することで結晶粒微細化によりγ相の面積率を2.8%以上としてISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保した、湯流れ性、耐エロージョン・コロージョン特性にも優れた組成バランスを有する鋳造用黄銅鋳物合金である。また、この黄銅合金は、上記以外の成分として、Pbを0.5〜3.0%と、残部Znと不可避不純物とを含有している。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 ensures the erosion and corrosion resistance by containing Sn in a mass ratio of 0.8 to 2.0%, and further, Sb is 0.04. By containing ~ 0.15%, dezincing resistance is improved, and by making Cu 61.2 ≦ Cu <64.0%, hot water flowability is improved while also ensuring dezincing resistance. Moreover, hot metal flowability is improved by containing 0.4 to 0.7% of Al. Furthermore, by containing 1 to 200 ppm of B, which has the effect of refining the macro crystal grains, the area ratio of the γ phase is increased to 2.8% or more by refining the crystal grains and the ISO maximum dezincification corrosion depth is secured to 200 μm or less. It is a brass casting alloy for casting having a compositional balance excellent in hot-water flow property and erosion / corrosion resistance . Moreover, this brass alloy contains 0.5 to 3.0% of Pb , the remainder Zn and inevitable impurities as components other than the above.

請求項に係る発明は、質量比で、Snを0.8〜2.0%含有することで耐エロージョン・コロージョン性を確保し、さらにはSbを0.04〜0.15%含有することで耐脱亜鉛性が向上し、Cuを61.2≦Cu<64.0%とすることで同じく耐脱亜鉛性を確保しつつ湯流れ性が向上する。また、Alの0.4〜0.7%の含有で湯流れ性を向上させるものである。さらに、マクロ結晶粒を微細化する作用のあるBを1〜200ppm含有することで結晶粒微細化によりγ相の面積率を2.8%以上としてISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保した、湯流れ性、耐エロージョン・コロージョン特性にも優れた組成バランスを有する鋳造用黄銅鋳物合金である。また、この黄銅合金は、上記以外の成分として、Biを0.5〜2.5%と、残部Znと不可避不純物とを含有している。 The invention according to claim 2 ensures the erosion / corrosion resistance by containing Sn in a mass ratio of 0.8 to 2.0%, and further contains 0.04 to 0.15% of Sb. The dezincing resistance is improved, and by making Cu 61.2 ≦ Cu <64.0%, the hot-water flowability is improved while ensuring the same dezincing resistance. Moreover, hot metal flowability is improved by containing 0.4 to 0.7% of Al. Furthermore, by containing 1 to 200 ppm of B, which has the effect of refining the macro crystal grains, the area ratio of the γ phase is increased to 2.8% or more by refining the crystal grains and the ISO maximum dezincification corrosion depth is secured to 200 μm or less. It is a brass casting alloy for casting having a compositional balance excellent in hot-water flow property and erosion / corrosion resistance. Moreover, this brass alloy contains Bi 0.5 to 2.5%, the remainder Zn and inevitable impurities as components other than the above.

請求項に係る発明は、質量比で、Snを0.8〜2.0%含有することで耐エロージョン・コロージョン性を確保し、さらにはSbを0.04〜0.15%含有することで耐脱亜鉛性が向上し、Cuを61.2≦Cu<64.0%とすることで同じく耐脱亜鉛性を確保しつつ湯流れ性が向上する。また、Alの0.4〜0.7%の含有で湯流れ性を向上させるものである。さらに、マクロ結晶粒を微細化する作用のあるBを1〜200ppm含有することでγ相によるβ相の包囲によりISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保した、湯流れ性、耐エロージョン・コロージョン特性にも優れた組成バランスを有する鋳造用黄銅鋳物合金である。また、この黄銅合金は、上記以外の成分として、Pbを0.5〜3.0%と、残部Znと不可避不純物とを含有している。 In the invention according to claim 3 , the erosion and corrosion resistance is ensured by containing Sn in a mass ratio of 0.8 to 2.0%, and further Sb is contained in an amount of 0.04 to 0.15%. The dezincing resistance is improved, and by making Cu 61.2 ≦ Cu <64.0%, the hot-water flowability is improved while ensuring the same dezincing resistance. Moreover, hot metal flowability is improved by containing 0.4 to 0.7% of Al. Furthermore, by containing 1 to 200 ppm of B which has the effect of refining the macro crystal grains, the ISO maximum dezincification corrosion depth is ensured to be 200 μm or less by surrounding the β phase with the γ phase. It is a brass casting alloy for casting having an excellent composition balance in corrosion characteristics. Moreover, this brass alloy contains 0.5 to 3.0% of Pb, the balance Zn and inevitable impurities as components other than the above.

請求項に係る発明は、質量比で、Snを0.8〜2.0%含有することで耐エロージョン・コロージョン性を確保し、さらにはSbを0.04〜0.15%含有することで耐脱亜鉛性が向上し、Cuを61.2≦Cu<64.0%とすることで同じく耐脱亜鉛性を確保しつつ湯流れ性を向上する。また、Alの0.4〜0.7%の含有で湯流れ性を向上させるものである。さらに、マクロ結晶粒を微細化する作用のあるBを1〜200ppm含有することでγ相によるβ相の包囲によりISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保した、湯流れ性、耐エロージョン・コロージョン特性にも優れた組成バランスを有する鋳造用黄銅鋳物合金である。また、この黄銅合金は、上記以外の成分として、Biを0.5〜2.5%と、残部Znと不可避不純物とを含有している。 In the invention according to claim 4 , the erosion and corrosion resistance is ensured by containing Sn in a mass ratio of 0.8 to 2.0%, and further Sb is contained in an amount of 0.04 to 0.15%. Thus, dezincing resistance is improved, and by making Cu 61.2 ≦ Cu <64.0%, the hot-water flowability is improved while also ensuring dezincing resistance. Moreover, hot metal flowability is improved by containing 0.4 to 0.7% of Al. Furthermore, by containing 1 to 200 ppm of B which has the effect of refining the macro crystal grains, the ISO maximum dezincification corrosion depth is ensured to be 200 μm or less by surrounding the β phase with the γ phase. It is a brass casting alloy for casting having an excellent composition balance in corrosion characteristics. Moreover, this brass alloy contains Bi 0.5 to 2.5%, the remainder Zn and inevitable impurities as components other than the above.

請求項に係る発明は、請求項1乃至7の何れか1項に記載の銅合金において、Bのマクロ結晶粒微細化の補助の役割をするFeを0.04〜0.4%を含有することで高価なBの含有量を1〜30ppmに低減するようにした鋳造用黄銅合金である。 The invention according to claim 5 is the copper alloy according to any one of claims 1 to 7, and contains 0.04 to 0.4% of Fe that assists in refining macrocrystal grains of B. By doing so, it is a brass alloy for casting in which the content of expensive B is reduced to 1 to 30 ppm .

請求項に係る発明は、Niを0.2〜1.0%含有することによって、耐脱亜鉛性を向上させたものである。 The invention according to claim 6 improves the dezincing resistance by containing 0.2 to 1.0% of Ni.

請求項7に係る発明は、請求項1乃至6の何れか1項に記載の鋳造合金を用いて加工成形された接液部品である。
The invention according to claim 7 is a wetted part processed and formed using the cast alloy according to any one of claims 1 to 6.

請求項8に係る発明は、金型鋳造により製造した請求項1乃至6の何れか1項に記載の鋳造合である。
The invention according to claim 8 is a cast alloy according to any one of claims 1 to 6 were prepared by a die casting.

請求項9に係る発明は、請求項8に記載の鋳造合金からなる接液部品である。
The invention according to claim 9 is the wetted parts made of Casting alloy according to claim 8.

発明によると、熱処理を必要とすることなく耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を高めながら鋳造成形することができ、しかも、湯流れ性や耐鋳造割れ性などの鋳造性を向上して鋳物としての健全性を確保できる鋳造用黄銅合金を提供することができる。しかも、各種の鋳造によって成形することもでき、例えば、砂型鋳造によって成形した場合でも、金型鋳造による成形の場合と同様に優れた材料特性を発揮できる鋳造合金である。 According to the present invention, it is possible to perform casting while improving dezincing resistance and erosion / corrosion resistance without the need for heat treatment, and also improve castability such as hot water flow and casting crack resistance. The brass alloy for casting which can ensure the soundness as a casting can be provided. Moreover, it is also possible to mold the various casting, for example, even when molded by sand casting, a Zogo gold cast can exhibit material properties excellent as in the case of molding by die casting.

しかも、熱処理を必要とすることなく耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を高めながら金型鋳造等の鋳造により成形することができ、また、湯流れ性を向上させつつ、金属組織の微細化を図ってきめ細かい鋳肌の鋳物を製作できる鋳造用黄銅合金である。特に、耐脱亜鉛性については、腐食の進行を抑制してその特性を飛躍的に向上することができる鋳造用黄銅合金である。
しかも、Pb含有、又はPbレスの何れの場合であっても、マクロ結晶粒を微細化して耐脱亜鉛性を向上することができる鋳造合金である。
Moreover , it can be formed by casting such as die casting while improving dezincing resistance and erosion / corrosion resistance without the need for heat treatment, and refinement of the metal structure while improving molten metal flowability. It is a brass alloy for casting that can produce a casting with a fine casting surface. In particular, with regard to dezincing resistance, it is a brass alloy for casting that can dramatically improve its characteristics by suppressing the progress of corrosion.
Moreover, Pb-containing, or even for any Pb-less, it is Zogo gold cast macro grains can be improved dezincification resistance is miniaturized.

さらに、熱処理を必要とすることなく耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を高めながら金型鋳造等の鋳造により成形することができ、しかも、湯流れ性を向上させることができる鋳造用黄銅合金である。特に、耐脱亜鉛性については、γ相の面積率を増加させることにより、確実にISO最大脱亜鉛腐食深さを抑えることができる鋳造合金である。
しかも、Pb含有、又はPbレスの何れの場合であっても、マクロ結晶粒を微細化して耐脱亜鉛性を向上することができる鋳造合金である。
Furthermore , a brass alloy for casting that can be molded by casting such as mold casting while improving dezincing resistance and erosion / corrosion resistance without requiring heat treatment, and can improve the flowability of molten metal. It is. In particular, for the dezincing resistance, by increasing the area ratio of the γ phase is Zogo gold casting can be suppressed reliably ISO maximum dezincification corrosion depth.
Moreover, Pb-containing, or even for any Pb-less, it is Zogo gold cast macro grains can be improved dezincification resistance is miniaturized.

また、熱処理を必要とすることなく耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を高めながら金型鋳造等の鋳造により成形することができ、しかも、湯流れ性を向上させることができる鋳造用黄銅合金である。特に、耐脱亜鉛性については、脱亜鉛しやすいβ相をγ相で包囲することにより確実にISO最大脱亜鉛腐食深さを抑えることができる鋳造合金である。
しかも、Pb含有、又はPbレスの何れの場合であっても、マクロ結晶粒を微細化して耐脱亜鉛性を向上することができる鋳造合金である。
Also , a brass alloy for casting that can be formed by casting such as mold casting while improving dezincing resistance and erosion / corrosion resistance without requiring heat treatment, and can improve the flowability of molten metal. It is. In particular, for dezincification resistance, which is Zogo gold casting can be suppressed reliably ISO maximum dezincification corrosion depth by surrounding the dezincification easily β phase at γ phase.
Moreover, Pb-containing, or even for any Pb-less, it is Zogo gold cast macro grains can be improved dezincification resistance is miniaturized.

また、Bによるマクロ結晶粒の微細化作用を補助することで他の成分に比較して高価なBの含有量を抑えることができ、所定の耐脱亜鉛性を確保しつつ低コストで製作することができる鋳造合金である。 Further , by assisting the refinement of macro crystal grains by B, it is possible to suppress the content of expensive B compared to other components, and to manufacture at a low cost while ensuring a predetermined dezincing resistance. it is Zogo gold cast can.

さらには、熱処理を必要とすることなく優れた耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を確保しながら優れた湯流れ性や耐鋳造割れ性などの鋳造性を発揮し、健全性を向上した鋳造合金を提供することができる。 Furthermore, it has excellent castability such as molten metal flow and cast cracking resistance while ensuring excellent dezincing resistance and erosion / corrosion resistance without requiring heat treatment. Alloying can be provided.

しかも、熱処理を必要とすることなく優れた耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性を確保しながら優れた湯流れ性や耐鋳造割れ性などの鋳造性を発揮できる接液部品であり、例えば、飲料水用のバルブ、ステム、弁座、ジスク等のバルブ部品、水栓、継手等の配管器材、給排水管用機器、接液するストレーナ、ポンプ、モータ等の器具、水栓金具、給湯機器などの温水関連機器、上水ラインなどの部品、部材等や、上記最終製品、組立体等に加えて、コイル、中空棒等の中間品などの幅広い種類の接液部品を提供できる。 Moreover , it is a wetted part that can exhibit excellent castability such as hot-water flow and cast cracking resistance while ensuring excellent dezincing resistance and erosion / corrosion resistance without requiring heat treatment. Valve parts such as drinking water valves, stems, valve seats, discs, plumbing equipment such as faucets and fittings, equipment for water supply and drainage pipes, wetted strainers, pumps, motors and other equipment, faucet fittings, water heaters A wide variety of wetted parts such as hot water-related devices, parts such as water supply lines, members, etc., final products, assemblies, etc., and intermediate products such as coils and hollow bars can be provided.

また、鋳魂又は接液部品は、金型鋳造により製造することができる。 Further, the casting soul or the wetted part can be manufactured by die casting.

供試材の製造方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the manufacturing method of a test material. 供試材成形用の金型を示した概略模式図である。It is the schematic diagram which showed the metal mold | die for test material shaping | molding. Cu量とISO最大脱亜鉛深さの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between Cu amount and ISO maximum dezincing depth. 止水栓からなる供試材を示した外観図である。(a)は、供試材の正面断面図である。(b)は、供試材の底面図である。(c)は、供試品の側面図である。It is the external view which showed the test material which consists of a water stop cock. (A) is front sectional drawing of a test material. (B) is a bottom view of the specimen. (C) is a side view of the specimen. 混合水栓からなる供試材を示した外観図である。(a)は、供試材の一部切欠き正面図である。(b)は、供試材の平面図である。(c)は、(a)のA−A断面図である。It is the external view which showed the test material which consists of a mixing faucet. (A) is a partially cutaway front view of the test material. (B) is a plan view of the specimen. (C) is AA sectional drawing of (a). 隙間噴流腐食試験装置を示した概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing which showed the crevice jet corrosion test apparatus. 耐エロージョン・コロージョン試験用の供試材を示した概略模式図である。It is the schematic diagram which showed the test material for an erosion-proof / corrosion test. マクロ結晶粒が粗大な組織を示した顕微鏡写真である。It is the microscope picture which showed the structure | tissue where a macrocrystal grain is coarse. マクロ結晶粒が微細な組織を示した顕微鏡写真である。It is the microscope picture which showed the structure | tissue where a macrocrystal grain is fine. 大気開放で溶湯被覆材にて溶解した場合のB含有量とマクロ結晶粒微細化と最大脱亜鉛深さとの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between B content, macrocrystal grain refinement | miniaturization, and the maximum dezincing depth at the time of melt | dissolving with a molten metal coating | covering material by air release. 大気開放にて溶解した場合のB含有量とマクロ結晶粒微細化と最大脱亜鉛深さとの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between B content, macrocrystal grain refinement | miniaturization, and the maximum dezincing depth at the time of melt | dissolving by air release. 本発明におけるマクロ結晶粒が微細化した合金と、比較例としてマクロ結晶粒が微細化していない合金のマクロ組織とその模式図、およびミクロ組織をそれぞれ示す。The macro structure of the alloy in which the macro crystal grain in the present invention is refined, and the alloy in which the macro crystal grain is not refined as a comparative example, its schematic diagram, and the microstructure are shown. 図12の結晶粒微細化前後の脱亜鉛腐食部分を拡大した一部拡大断面図である。(a)は、結晶粒微細化なしの一部拡大断面図である。(b)は、結晶粒微細化ありの一部拡大断面図である。It is the partially expanded sectional view which expanded the dezincification corrosion part before and behind crystal grain refinement | miniaturization of FIG. (A) is a partially expanded sectional view without crystal grain refinement. (B) is a partially expanded sectional view with crystal grain refinement. (a)は渦巻き試験の試験方案を示す平面説明図であり、(b)は(a)のA−A断面図である。(A) is plane explanatory drawing which shows the test method of a vortex test, (b) is AA sectional drawing of (a). Cu含有量と湯流れ長さの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Cu content and hot water flow length. SnとSbの含有量に対する耐脱亜鉛試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the dezincing-proof test result with respect to content of Sn and Sb.

本発明の鋳造用黄銅合金は、Snの含有により耐エロージョン・コロージョン性を確保しつつ、Cuの含有量を増しつつ、Sbを含有することに加え、BやFeを含有して金属組織を微細化することにより、熱処理を施すことなくISO最大脱亜鉛腐食深さ200μm以下を満たすレベルまで耐脱亜鉛性を向上するものであり、Bを含有して湯回り不良を抑制することにより、鋳物の健全性を向上した黄銅合金である。以下に、本発明における鋳造用黄銅合金とその合金を用いた鋳塊又は接液部品の例を説明する。   The brass alloy for casting according to the present invention contains B and Fe in addition to containing Sb while increasing the Cu content while ensuring erosion / corrosion resistance by the inclusion of Sn. By improving the dezincing resistance to a level satisfying the ISO maximum dezincification corrosion depth of 200 μm or less without performing a heat treatment, it contains B and suppresses poor hot water supply. Brass alloy with improved soundness. Below, the example of the ingot or wetted part using the brass alloy for casting in this invention and its alloy is demonstrated.

鋳造用黄銅合金の例として、例えば、質量比で、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.04〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、Bi:0.5〜2.5%もしくはPb:0.5〜3.0%のうち少なくとも何れか1種と、B:1〜200ppmと、残部Znと不可避不純物とを含有する。この黄銅合金は、マクロ結晶粒を微細化し、α+β+γ組織を形成することで耐脱亜鉛性、耐エロージョン・コロージョン性、湯流れ性、耐鋳造割れ性に優れた組成バランスを有している。
この黄銅合金は、金型鋳造で成形する場合に適しているが、砂型鋳造等の金型鋳造以外の鋳造にも同様に利用することができる。
As an example of the brass alloy for casting, for example, in mass ratio, 61.2 ≦ Cu <64.0%, Sn: 0.8 to 2.0%, Sb: 0.04 to 0.15%, Al: 0 4 to 0.7%, Bi: 0.5 to 2.5%, or Pb: 0.5 to 3.0%, at least one of B: 1 to 200 ppm, the balance Zn and inevitable impurities Containing. This brass alloy has a compositional balance excellent in dezincing resistance, erosion / corrosion resistance, hot water flow resistance, and casting crack resistance by refining macro crystal grains and forming an α + β + γ structure.
This brass alloy is suitable for molding by die casting, but can also be used for castings other than die casting such as sand casting.

また、その他の鋳造用黄銅合金の例としては、例えば、質量比で、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.04〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、Bi:0.5〜2.5%もしくはPb:0.5〜3.0%のうち何れか1種と、B:1〜200ppmと、残部Znと不可避不純物とを含有することにより、耐エロージョン・コロージョン性と湯流れ性に優れた組成バランスを有する黄銅合金であってもよい。
この場合、マクロ結晶粒を微細化するか、又は、マクロ結晶粒を微細化の上、γ相の平均面積率を2.8%以上とするか、或は(またはこれに加えて)、γ相によるβ相の包囲により、ISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保するようにしている。
更に、この鋳造用黄銅合金にFe:0.04〜0.4%を含有させてBの含有量を低減しつつ、マクロ結晶粒を微細化するようにしてもよい。
Examples of other brass alloys for casting include, for example, 61.2 ≦ Cu <64.0% in mass ratio, Sn: 0.8 to 2.0%, Sb: 0.04 to 0.15. %, Al: 0.4 to 0.7%, Bi: 0.5 to 2.5%, or Pb: 0.5 to 3.0%, B: 1 to 200 ppm, and the balance By containing Zn and inevitable impurities, a brass alloy having a composition balance excellent in erosion / corrosion resistance and molten metal flow may be used.
In this case, the macro crystal grains are refined, or the macro crystal grains are refined and the average area ratio of the γ phase is set to 2.8% or more, or (or in addition), The ISO maximum dezincification corrosion depth is ensured to 200 μm or less by surrounding the β phase with the phase.
Furthermore, you may make it refine | miniaturize a macro crystal grain, making this brass alloy for casting contain Fe: 0.04-0.4% and reducing B content.

この例における黄銅合金は、特に、金型鋳造で成形する場合に適しており、金型鋳造用として用いた場合、砂型鋳造と比較して複雑な形状の鋳物でも容易に形成可能であり、また、安価な大量生産も可能である。更に、鋳砂などの産業廃棄物の発生も防止できることにより、環境にも優しくなっている。   The brass alloy in this example is particularly suitable for molding by die casting, and when used for die casting, it can be easily formed even by a casting having a complicated shape as compared with sand casting. Inexpensive mass production is also possible. Furthermore, since it can prevent the generation of industrial waste such as foundry sand, it is environmentally friendly.

続いて、本実施形態における鋳造用黄銅合金の組成範囲とその理由について述べる。
Cu:61.2≦Cu<64.0mass%
Cuは、α+β+γ組織やα+γ組織からなる合金を得る前提として含有する必須元素である。Cuの含有量を高めることで耐脱亜鉛性を向上させることができるが、熱処理を施すことなくISO最大脱亜鉛深さを200μm以下にするには、下記SnとSbの含有と、BやBと共にFeを含有するマクロ結晶粒の微細化を前提として、後述する実施例1に示すように、Cuの含有量を61.2%以上とする。また、Cuの含有量を62.0%以上とすることにより、更にISO最大脱亜鉛深さを低減することが可能となる。
しかし、Cuの含有量を高めると、凝固組織がデンドライトとなり、鋳造品の成形に必要な湯流れ性が極端に低下することから、後述する実施例2,3に示すように、Cuの含有量は64.0%を下回る値にすることが望ましく、より確実には63.8%以下にすることにより、デンドライト組織の生成を抑制し、湯流れ性を向上させることができる。
Next, the composition range of the casting brass alloy in the present embodiment and the reason thereof will be described.
Cu: 61.2 ≦ Cu <64.0 mass%
Cu is an essential element contained as a premise for obtaining an alloy having an α + β + γ structure or an α + γ structure. Although dezincing resistance can be improved by increasing the Cu content, in order to reduce the ISO maximum dezincing depth to 200 μm or less without performing heat treatment, the following contents of Sn and Sb, B and B On the premise of the refinement of macro crystal grains containing Fe, the Cu content is set to 61.2% or more as shown in Example 1 described later. Further, by setting the Cu content to 62.0% or more, the ISO maximum dezincing depth can be further reduced.
However, if the Cu content is increased, the solidified structure becomes dendrites, and the hot-water flow necessary for molding of the cast product is extremely reduced. Therefore, as shown in Examples 2 and 3 described later, the Cu content Is preferably set to a value lower than 64.0%, and more reliably 63.8% or less can suppress the formation of a dendrite structure and improve the hot water flowability.

Sn:0.8〜2.0 mass%
Snは、耐エロージョン・コロージョン性を確保するために含有する必須元素である。
0.8%以上の含有で効果が発現し、BやBと共にFeを含有するマクロ結晶粒の微細化を前提とすれば1.0%以上の含有でより確実となる。また、2.0%を超える含有で切削加工性が低下することから、Snの上限は2.0%とする。また、Snの含有量の増加とともに、鋳物の凝固形態がマッシー(粥状)型となる傾向が強まり、湯廻り不良、引け巣、鋳造割れが生じやすくなることから、これらの現象を抑制し、更には伸びを確保する点から、後述の実施例8に示すように、Snの含有量を1.7%以下とするのが好ましい。更に、Snの含有量を1.3〜1.4%とすることにより、後述の実施例4に示すように、混合水栓などの比較的大型の鋳物においても、優れた耐エロージョン・コロージョン性を得ることができる。
Sn: 0.8-2.0 mass%
Sn is an essential element contained in order to ensure erosion / corrosion resistance.
When the content is 0.8% or more, the effect is manifested, and if it is premised on the refinement of macro crystal grains containing Fe together with B or B, the content is more sure when the content is 1.0% or more. Moreover, since cutting workability will fall by containing over 2.0%, the upper limit of Sn shall be 2.0%. In addition, as the Sn content increases, the tendency of the solidification form of the casting to become a Massy type is likely to cause poor hot water, shrinkage cavities, and casting cracks. Furthermore, from the viewpoint of securing elongation, as shown in Example 8 to be described later, the Sn content is preferably 1.7% or less. Furthermore, by setting the Sn content to 1.3 to 1.4%, excellent erosion / corrosion resistance even in relatively large castings such as a mixing faucet, as shown in Example 4 described later. Can be obtained.

Sb:0.04〜0.15mass%
Sbは、耐脱亜鉛性を向上させるために含有する必須元素である。後述する実施例5に示すように、少なくとも0.04%以上(より確実には、0.06%以上)の含有で効果が発現し、特に、0.06%以上の含有でISO最大脱亜鉛腐食深さ200μm以下を満足し、0.08%以上の含有で効果が飽和状態となる。また、0.15%を越えると脆化の傾向が強くなることから、Sbの上限は0.15%とし、より好ましくは、上記飽和状態に基づいてSbの上限を0.1%とする。
Sb: 0.04 to 0.15 mass%
Sb is an essential element contained for improving dezincing resistance. As shown in Example 5 to be described later, the effect is manifested when the content is at least 0.04% or more (more certainly 0.06% or more), and particularly when the content is 0.06% or more, ISO maximum dezincification A corrosion depth of 200 μm or less is satisfied, and when the content is 0.08% or more, the effect becomes saturated. Moreover, since the tendency of embrittlement becomes strong when it exceeds 0.15%, the upper limit of Sb is set to 0.15%, and more preferably, the upper limit of Sb is set to 0.1% based on the saturation state.

Al:0.4〜0.7mass%
Alは、合金の湯流れ性を改善し、良好な品質の鋳物を製造するために含有する金型鋳造では必須の元素である。また、本合金は、耐食性を得るため、CuとSnを前述のように高濃度に含有するので、Alを0.4%以上含有させて湯流れ性を確保する。しかし、Alを過剰に含有すると、耐脱亜鉛性が低下することから、0.7%を上限とする。
Al: 0.4 to 0.7 mass%
Al is an indispensable element in the mold casting which is contained in order to improve the molten metal flowability of the alloy and produce a casting of good quality. Moreover, since this alloy contains Cu and Sn at a high concentration as described above in order to obtain corrosion resistance, Al is contained in an amount of 0.4% or more to ensure hot water flow. However, if Al is contained excessively, dezincing resistance is lowered, so 0.7% is made the upper limit.

B:1〜200ppm
Bは、マクロ結晶粒を微細化し、耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性などの耐食性を向上させるために含有する必須元素である。また、湯流れ性の向上や鋳造割れの抑制などの鋳造性を改善することから、耐食性を得るためにSnやCuを比較的高濃度に含有する本発明合金では必須の元素である。
Bの含有によるマクロ結晶粒の微細化効果は、後述する実施例7〜9に示すように、1ppmの含有により得られるが、過剰の含有はB化合物の晶析出により、研磨性などに悪影響を及ぼすため、含有量の上限は200ppmとする。
このうち、密閉溶解にて溶製された鋳物における、マクロ結晶粒の微細化効果は1〜30ppmの含有で得られる。
また、大気溶解にて溶湯被覆材を使用する場合には、マクロ結晶粒の微細化を得るために30〜100ppm程度の含有が必要であるが、Bに加えて後述のFeを含有する場合には、Bの含有量を低減することができ、5〜30ppmの含有により、マクロ結晶粒の微細化が得られる。
溶湯被覆材を使用しない完全な大気開放にて溶解する場合では、100〜200ppmの含有により、マクロ結晶粒の微細化が得られる。
Bの添加方法としてはテトラフルオロホウ酸カリウムなどのハロゲン化合物の形態、もしくはBを含まないハロゲン化合物とCu−Bなどによって添加することが最も有効である。これはハロゲン化合物によって溶湯中に存在する酸素及び水素ガスを除去すると共に、溶湯を被覆し、Bの酸化による無能力化を抑止する効果があるためである。
B: 1 to 200 ppm
B is an essential element contained in order to refine the macro crystal grains and improve corrosion resistance such as dezincing resistance and erosion / corrosion resistance. Further, since it improves the castability such as improvement of hot water flow and suppression of casting cracking, it is an essential element in the alloy of the present invention containing Sn and Cu at a relatively high concentration in order to obtain corrosion resistance.
The effect of refinement of macro crystal grains due to the inclusion of B is obtained by the inclusion of 1 ppm as shown in Examples 7 to 9 described later. However, the excessive inclusion adversely affects the polishing properties due to the precipitation of the B compound. Therefore, the upper limit of the content is 200 ppm.
Among these, the refinement effect of the macro crystal grains in the casting produced by hermetic melting is obtained with a content of 1 to 30 ppm.
In addition, when using a molten metal coating material by melting in the atmosphere, it is necessary to contain about 30 to 100 ppm in order to obtain refinement of macro crystal grains. Can reduce the B content, and the inclusion of 5 to 30 ppm makes it possible to obtain finer macro crystal grains.
When melt | dissolving by the perfect open | release to the atmosphere which does not use a molten metal coating | covering material, refinement | miniaturization of a macrocrystal grain is obtained by containing 100-200 ppm.
As the method for adding B, it is most effective to add it in the form of a halogen compound such as potassium tetrafluoroborate, or a halogen compound not containing B and Cu-B. This is because oxygen and hydrogen gas present in the molten metal are removed by the halogen compound, and the molten metal is coated to suppress the incapability due to the oxidation of B.

Fe:0.04〜0.40mass%
Feは、マクロ結晶粒を微細化し、耐脱亜鉛性や耐エロージョン・コロージョン性などの耐食性を向上させるために、Bと共に含有する任意元素である。Feのみの含有によるマクロ結晶粒の微細化は、Bの含有による微細化に及ばないものの、後述の実施例により、FeはBの含有によるマクロ結晶粒の微細化を補助する元素であることが確認されたことから、Feの含有により、高価なBの含有量を減らしつつ、マクロ結晶粒を微細化することができる。従って、Feの含有は、材料コストを抑えつつ、マクロ結晶粒を微細化して耐脱亜鉛性を向上することから、実操業では非常に有効なマクロ結晶粒微細化の手段となる。
Feの含有により、Bの含有によるマクロ結晶粒の微細化を補助するには、後述する実施例9に示すように、少なくとも0.04%以上の含有が必要であり、更には0.07%以上のFeの含有により、確実に耐脱亜鉛性を向上することができる。
一方、Feを過剰に含有するとハードスポットの発生を助長し、切削性や研磨性を低下させる懸念があることから、その上限を0.40%とする。より好ましくは、0.22%を上限とする。
Fe: 0.04 to 0.40 mass%
Fe is an optional element that is contained together with B in order to refine macrocrystal grains and improve corrosion resistance such as dezincing resistance and erosion / corrosion resistance. Although refinement of macro crystal grains due to the inclusion of only Fe does not extend to refinement due to the inclusion of B, Fe may be an element that assists refinement of macro crystal grains due to the inclusion of B according to examples described later. It has been confirmed that the inclusion of Fe makes it possible to refine the macro crystal grains while reducing the expensive B content. Therefore, the inclusion of Fe is a very effective means of refining macro crystal grains in actual operations because it refines macro crystal grains and improves dezincing resistance while suppressing material costs.
In order to assist the refinement of macro crystal grains due to the inclusion of Fe by the inclusion of Fe, as shown in Example 9 to be described later, it is necessary to contain at least 0.04% or more, and 0.07%. By containing the above Fe, dezincing resistance can be improved reliably.
On the other hand, if Fe is contained excessively, the generation of hard spots is promoted, and there is a concern that the machinability and the abrasiveness are lowered. Therefore, the upper limit is made 0.40%. More preferably, the upper limit is 0.22%.

Pb:0.5〜3.0mass%
Pbは、切削性を向上させる任意元素である。必要な切削性に応じて0.5%以上含有するが、3.0%を超えると耐鋳造割れ性、引張強さおよび伸びを低下させるので、3.0%以下とする。後述するBiを0.5〜2.5%含有した黄銅合金において、Pbは100℃以上で衝撃値を低下させる元素である。使用環境が100℃以上となる場合、Biに対するPbの許容量を重量比率で0.012とする必要がある。このように、Biに対するPbの許容量を規定することにより、100℃以上における衝撃値の低下を防ぐことができ、かつ、切りくずなどの再利用材料の使用を可能にし、環境負荷とコストを低減させることができる。
Pb: 0.5 to 3.0 mass%
Pb is an arbitrary element that improves machinability. Depending on the required machinability, it is contained in an amount of 0.5% or more. However, if it exceeds 3.0%, the cast cracking resistance, tensile strength and elongation are lowered, so the content is made 3.0% or less. In a brass alloy containing 0.5 to 2.5% of Bi to be described later, Pb is an element that lowers the impact value at 100 ° C. or higher. When the usage environment is 100 ° C. or higher, it is necessary that the allowable amount of Pb relative to Bi is 0.012. Thus, by defining the allowable amount of Pb with respect to Bi, it is possible to prevent a decrease in impact value at 100 ° C. or higher, and to enable the use of reusable materials such as chips, thereby reducing the environmental load and cost. Can be reduced.

Bi:0.5〜2.5mass%
Biは、切削性を向上させる任意元素である。少なくとも0.5%以上含有し、快削性を最も重視する場合には、2.5%以下の範囲で含有する。2.0%を超えると耐鋳造割れ性、引張強さおよび伸びが低下するので、好ましい範囲を2.0%以下とする。前述のPbを0.5〜3.0%含有した黄銅合金において、Biは100℃以上で衝撃値を低下させる元素である。使用環境が100℃以上となる場合、Pbに対するBiの含有量を重量比率で0.06以下とする必要がある。このように、Pbに対するBiの許容値を規定することにより、100℃以上における衝撃値の低下を防ぐことができ、かつ、切りくずなどの再利用材料の使用を可能にし、環境負荷とコストを低減することができる。
Bi: 0.5 to 2.5 mass%
Bi is an optional element that improves machinability. When the content is at least 0.5% or more, and when free machining is most important, the content is 2.5% or less. If it exceeds 2.0%, the cast cracking resistance, tensile strength and elongation decrease, so the preferred range is made 2.0% or less. In the brass alloy containing 0.5 to 3.0% of Pb described above, Bi is an element that lowers the impact value at 100 ° C. or higher. When the usage environment is 100 ° C. or higher, the Bi content relative to Pb needs to be 0.06 or less by weight. Thus, by defining the allowable value of Bi with respect to Pb, it is possible to prevent a drop in impact value at 100 ° C. or higher, and to enable the use of reusable materials such as chips, thereby reducing the environmental burden and cost. Can be reduced.

Ni:0.2〜1.0mass%
Niは、引張り強さを向上させるとともに耐脱亜鉛性を向上させる場合に含有する任意元素であり、その効果は0.2%以上で有効となる。一方、Ni含有量が1.0%を越えると金属間化合物が発生し、ハードスポットとなり切削性・研磨性を低下させる。
Ni: 0.2-1.0 mass%
Ni is an optional element contained in the case where the tensile strength is improved and the dezincing resistance is improved, and the effect becomes effective at 0.2% or more. On the other hand, if the Ni content exceeds 1.0%, an intermetallic compound is generated, which becomes a hard spot, which deteriorates the machinability / polishing property.

Se:0〜0.35mass%
Seは、必要に応じて添加する任意元素である。Seは合金中でSeZnとして存在し、微細化剤、チップブレーカー、Biの偏析抑制、ミクロポロシティーの分散などに効果がある。0.05%以上から効果が見られ、含有量を増加するごとに改善される。とりわけ、Biの偏析抑制やミクロポロシティーの分散効果から最適値は0.2%であるが、過剰の添加は機械的性質を悪化させるため0.35%を上限とする。
Se: 0-0.35 mass%
Se is an optional element added as necessary. Se exists in the alloy as SeZn, and is effective for a finer, chip breaker, Bi segregation suppression, microporosity dispersion, and the like. An effect is seen from 0.05% or more, and it improves as the content increases. In particular, the optimum value is 0.2% due to the suppression of segregation of Bi and the dispersion effect of microporosity, but excessive addition causes the mechanical properties to deteriorate, so 0.35% is made the upper limit.

P:0.01≦P<0.06mass%
Pは、耐脱亜鉛性を改善することができる任意成分であるが、鋳造割れを生じやすくなる成分でもある。このPは、不純物レベルに抑制する一方、Sn及びSbを含有させて、耐脱亜鉛効果を得ることができる。また、Pを積極的に含有する場合には、0.06mass%未満に抑制することにより、鋳造割れの抑制傾向が得られることから、金型鋳造に対応した成分範囲として、0.01≦P<0.06mass%とする。
P: 0.01 ≦ P <0.06 mass%
P is an optional component that can improve dezincing resistance, but is also a component that tends to cause casting cracks. While this P is suppressed to the impurity level, Sn and Sb can be contained to obtain a dezincing resistance effect. In addition, when P is positively contained, a tendency to suppress casting cracks can be obtained by suppressing it to less than 0.06 mass%. Therefore, as a component range corresponding to mold casting, 0.01 ≦ P <0.06 mass%.

不可避不純物:Mn、Si、Zr、Ti、Mg、As、Cr、P
Mnは、組織を硬くして切削性を低下させる。また、再利用する際に使用用途を限定してしまう。よって、Mn:0.03mass%以下とする。
Siは、熱間加工性を要する黄銅材に含有される成分であるが、組織を硬くして脆くなる成分でもあることから、本発明に係る鋳造用黄銅合金としては、不純物レベルとして扱い、その成分値は0.1mass%以下とする。
Zrは、結晶微細化元素として添加する場合があるが、含有量を多くすると材料強度を低下させてしまうことから、0.1mass%以下とする。
Tiは、マトリックス強度を向上し引張強さを高める成分であるが、含有量を多くすると酸化物の巻き込みを生ずるおそれがあることから、0.2mass%以下とする。
Mgは、Zn酸化物の発生を抑制する元素として添加する場合があるが、含有量を多くすると耐食性や引張強さを低下させるおそれがあるため、0.1mass%以下とする。
Asは、有害物質であることから、0.05mass%以下とする。
Crは、合金を脆くする成分であることから、0.005mass%以下とする。
なお、不純物レベルとしてのPは、0.01mass%未満である。
Inevitable impurities: Mn, Si, Zr, Ti, Mg, As, Cr, P
Mn hardens the structure and reduces machinability. In addition, the usage is limited when reused. Therefore, Mn: 0.03 mass% or less.
Si is a component contained in a brass material that requires hot workability, but since it is also a component that hardens and becomes brittle, the casting brass alloy according to the present invention treats it as an impurity level. The component value is 0.1 mass% or less.
Zr may be added as a crystal refining element, but if the content is increased, the material strength is lowered.
Ti is a component that improves the matrix strength and increases the tensile strength, but if the content is increased, the oxide may be involved, so the content is made 0.2 mass% or less.
Mg may be added as an element that suppresses the generation of Zn oxide, but if the content is increased, the corrosion resistance and tensile strength may be reduced, so 0.1 mass% or less.
Since As is a harmful substance, it is set to 0.05 mass% or less.
Since Cr is a component that makes the alloy brittle, it is set to 0.005 mass% or less.
Note that P as an impurity level is less than 0.01 mass%.

上記した鋳造用黄銅合金は、鋳塊(インゴット)や連続鋳造品等の中間品として製造されたり、直接、鋳造・加工成形されて接液部品として製造される。この内、接液部品としては、例えば、飲料水用のバルブ、ステム、弁座、ジスク等のバルブ部品、水栓、継手等の配管器材、給排水管用機器、接液するストレーナ、ポンプ、モータ等の器具、水栓金具、給湯機器などの温水関連機器、上水ラインなどの部品、部材等、上記最終製品、組立体、コイル、中空棒等の中間品などがある。   The above-described brass alloy for casting is manufactured as an intermediate product such as an ingot or a continuous casting product, or directly cast and processed and manufactured as a wetted part. Among these, as the wetted parts, for example, valve parts for drinking water, valve parts such as stems, valve seats, discs, piping equipment such as faucets and joints, equipment for water supply / drainage pipes, strainers for wetted liquids, pumps, motors Appliances, faucet fittings, hot water-related equipment such as hot water supply equipment, parts and members such as water supply lines, intermediate products such as the above-mentioned final products, assemblies, coils, and hollow bars.

次に、本発明の鋳造用黄銅合金の望ましい組成バランスを定めるにあたり、各実施例において各種の評価試験を行い、その結果を考察した。以下に、各実施例を説明する。   Next, in determining the desirable composition balance of the brass alloy for casting according to the present invention, various evaluation tests were conducted in each example, and the results were considered. Each example will be described below.

供試材としてCuの含有量を変えた黄銅合金を用い、各供試材のISO耐脱亜鉛性を評価した。供試材は、図1に示した供試材の製造方法により製造される。本実施例1では、この内、方法Bに示した大気開放の状態で、溶湯被覆材を用いて溶解して作製した。この供試材は、φ13×50mmまたはφ35×80mmの金型により成形された鋳物であり、図2(a)のφ13用金型、又は図2(b)のφ35用金型により形成した。   A brass alloy having a different Cu content was used as a test material, and the ISO dezincing resistance of each test material was evaluated. The specimen is manufactured by the specimen manufacturing method shown in FIG. In the present Example 1, it melted | dissolved using the molten metal coating | covering material in the state of open air shown to the method B among these. This specimen was a casting formed by a φ13 × 50 mm or φ35 × 80 mm mold, and was formed by a φ13 mold in FIG. 2A or a φ35 mold in FIG. 2B.

脱亜鉛の腐食試験は、ISO6509−1981に規定された黄銅の脱亜鉛腐食試験法に準拠して行なった。試験方法は、1%の塩化第二銅水溶液を75℃に保持し、エメリー紙で♯1500まで仕上げた試料(供試材)を試験槽に24時間浸漬させた後、この試料を取り出して断面の腐食深さと形態を顕微鏡観察により測定した。この顕微鏡測定により、最大腐食深さが200μm以下を満たす試料を調べた。   The corrosion test for dezincing was performed according to the dezincification corrosion test method for brass specified in ISO 6509-1981. The test method was that a 1% cupric chloride aqueous solution was maintained at 75 ° C., and a sample (test material) finished to # 1500 with emery paper was immersed in a test tank for 24 hours, and then this sample was taken out and cross-sectioned. The corrosion depth and morphology of the steel were measured by microscopic observation. By this microscopic measurement, a sample having a maximum corrosion depth of 200 μm or less was examined.

表1にCuの含有量を変化させてISO耐脱亜鉛性を評価した結果を示す。表1は、Pb含有の合金データである。
供試材No.1〜7は、Bの含有によりマクロ結晶粒を微細化し、供試材No.8〜14は、FeとBによりマクロ結晶粒を微細化したものである。なお、これらの実験結果は、全てBもしくはBとFeによりマクロ結晶粒を微細化した供試材を評価しており、供試材数N=2の平均値を示している。
Table 1 shows the results of evaluating the ISO dezincing resistance by changing the Cu content. Table 1 shows Pb-containing alloy data.
Specimen Nos. 1 to 7 are made by refining macro crystal grains by containing B, and test specimens Nos. 8 to 14 are made by refining macro crystal grains by Fe and B. In addition, all these experimental results evaluated the test material which refined | miniaturized the macrocrystal grain by B or B and Fe, and have shown the average value of the number N of test materials N = 2.

Figure 0005566622
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表1の最大脱亜鉛深さの結果を図3におけるグラフにプロットした。図3(a)においては、Bの含有値を40ppmに近づけるようにしたものであり、図3(b)においては、Bの含有値10ppm、Feの含有値0.2%に近づけるようにしたものである。
表1と、図3に示したCu量とISO最大脱亜鉛深さとの関係に示すように、ISO最大脱亜鉛深さを200μm以下とするには、他元素における成分範囲(組成バランス)の最適化と、BやFeによるマクロ結晶粒の微細化を前提として、Cuの含有量を61.2%以上とする。また、φ13の鋳物においては、供試材No.1〜4,No.11〜14に示すように、Cuの含有量を62.0%以上とすることにより、ISO最大脱亜鉛深さを低減することが可能となる。
The results of the maximum dezincing depth in Table 1 are plotted on the graph in FIG. In FIG. 3 (a), the content value of B is made close to 40 ppm, and in FIG. 3 (b), the content value of B is made 10 ppm and the content value of Fe is made close to 0.2%. Is.
As shown in Table 1 and the relationship between the amount of Cu and the ISO maximum dezincification depth shown in FIG. 3, in order to make the ISO maximum dezincification depth 200 μm or less, the optimum component range (composition balance) in other elements And the Cu content is 61.2% or more on the premise of making the crystal grains fine with B or Fe. In the case of φ13 castings, the test material No. 1-4, no. As shown to 11-14, it becomes possible to reduce ISO maximum dezincing depth by making content of Cu 62.0% or more.

Figure 0005566622
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表2は、Bi入りのBi系合金データであり、FeとBによりマクロ結晶粒を微細化した供試材を評価している。これより、少なくともCuの含有量が61.2%以上でISO最大脱亜鉛腐食深さ200μm以下を満足することが確認された。また、供試材No.19に示すように、Ni=0でもISO最大脱亜鉛腐食深さ200μm以下を満足できることが確認された。   Table 2 shows Bi-based alloy data containing Bi, and evaluates test materials in which macro crystal grains are refined with Fe and B. From this, it was confirmed that the content of Cu is at least 61.2% and the maximum ISO dezincification corrosion depth is 200 μm or less. In addition, specimen No. As shown in FIG. 19, it was confirmed that even when Ni = 0, the ISO maximum dezincification corrosion depth of 200 μm or less can be satisfied.

本例は、Cuの上限値の根拠を示す。なお、本例は、Pb含有合金データである。供試材を用いてCuの含有量と湯廻り不良率との関係を調べた。供試材は、図1の方法Cに示した密閉溶解にて作製した。この供試材は、図4に示した呼び径1/2インチの金型鋳造製の止水栓である。
表3にCuの含有量と湯廻り不良率との関係について示す。
This example shows the basis for the upper limit value of Cu. In addition, this example is Pb containing alloy data. Using the specimen, the relationship between the Cu content and the rate of defective hot water was investigated. The test material was produced by hermetic dissolution shown in Method C in FIG. This test material is a water-stopper made of die casting having a nominal diameter of 1/2 inch shown in FIG.
Table 3 shows the relationship between the Cu content and the rate of defective hot water.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

表3において、Cuの含有量が64.2%の供試材No.21は、湯廻り不良率が87.5%と極端に高くなっている。これは、凝固組織がデンドライトとなることで、湯流れ性が低下するためである。一方、Cuの含有量が63.4%の供試材No.24は、湯廻り不良率が11.7%と低く、湯流れ性が良好であることが確認された。   In Table 3, the test material No. with a Cu content of 64.2% was used. No. 21 has an extremely high hot water defect rate of 87.5%. This is because the flowability of the hot water is lowered by the solidified structure becoming dendrites. On the other hand, the test material No. with a Cu content of 63.4% was obtained. No. 24 had a low hot water circulation defective rate of 11.7%, and it was confirmed that the hot water flowability was good.

また、Snを0.8%に増加した供試材No.23でも、湯廻り不良率が65.8%と高くなっている。これは、凝固形態がマッシーとなることで、湯流れ性が低下するためであり、Snを低く抑えることが湯流れ性を良好なものとする上で重要である。しかし、後述するように、耐エロージョン・コロージョン性を確保するためには0.8%以上のSnの含有が必須であることから、供試材No.24のようにBを含有して湯流れ性を向上することが必要である。以降、Bを含有する水準は全て良好な湯流れ性を有していることが確認された。   In addition, specimen No. with Sn increased to 0.8%. 23, the hot water failure rate is as high as 65.8%. This is because when the solidification form becomes Massy, the hot water flowability is lowered. It is important to keep Sn low to improve the hot water flowability. However, as will be described later, in order to ensure erosion / corrosion resistance, the content of Sn of 0.8% or more is essential. It is necessary to contain B like 24 and to improve hot-water flow property. Thereafter, it was confirmed that all the levels containing B have good hot water flowability.

本例は、Bi入りの材料のCuの含有量と湯流れ性の関係について、湯流れ試験により調査を行った。本試験は、各合金の湯流れ性を比較しやすいことから砂型で試験を行った。図14(a)(b)は、渦巻型流動性試験法(例えば、金属材料技術用語辞典、日刊工業新聞社刊参照)による湯流れ試験の試験方案を示す。なお、本例における鋳造は、図1の方法Bに準じて行ったが、溶解炉から取鍋への出湯及び取鍋からタンデッシュに注湯する際に温度低下が避けられないため、図1の溶解温度1000℃に対して溶解温度を1070℃とした。全ての供試材はBとFeによりマクロ結晶粒を微細化して評価を行った。表4に供試材の化学成分値と湯流れ試験結果を示し、図15にCu含有量と湯流れ長さの関係について示す。   In this example, the relationship between the Cu content of the Bi-containing material and the hot water flowability was investigated by a hot water flow test. This test was conducted using a sand mold because it is easy to compare the hot water flow of the alloys. 14 (a) and 14 (b) show a test method for a hot water flow test by a spiral flow test method (see, for example, a dictionary of technical terms for metal materials, published by Nikkan Kogyo Shimbun). In addition, although the casting in this example was performed according to the method B of FIG. 1, since a temperature fall is unavoidable when pouring hot water from a melting furnace to a ladle and pouring from a ladle to a tundish, FIG. The melting temperature was 1070 ° C. with respect to the melting temperature of 1000 ° C. All the test materials were evaluated by refining macro crystal grains with B and Fe. Table 4 shows the chemical component values of the test materials and the hot water flow test results, and FIG. 15 shows the relationship between the Cu content and the hot water flow length.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

この結果において、Cuの含有量が63.8%である供試品No.32は良好な湯流れ性を有し、さらにCuの含有量が63.4%である供試品No.31は優れた湯流れ性を有することが確認された。
ここで、本発明合金の湯流れ長さは、量産時の製造条件等を考慮すると、一般的な黄銅鋳物であるJIS H5120 CAC203の2割減を許容範囲とする必要がある。上記試験におけるCAC203の湯流れ長さは500mm程度であり,本発明合金の合格基準は400mmとなることから、上記の試験結果に基づき、湯流れ性の合格基準を満足するCu含有量の上限値を、64%を下回る値、具体的には63.8%以下に設定した。
この上限値を上回るCuを含有すると、例えば供試品No.33(Cuの含有量が64.3%)では湯流れ長さが300mm近くまで低下しており、水栓等の薄肉鋳物では鋳造性が損なわれる可能性が高くなる。
In this result, the sample No. with a Cu content of 63.8% was obtained. No. 32 has a good hot-water flow property, and furthermore, the specimen No. 31 was confirmed to have excellent hot water flowability.
Here, the hot water flow length of the alloy of the present invention needs to be within an allowable range of 20% of JIS H5120 CAC203, which is a general brass casting, in consideration of manufacturing conditions during mass production. The hot water flow length of CAC203 in the above test is about 500 mm, and the acceptance standard of the alloy of the present invention is 400 mm. Therefore, based on the above test results, the upper limit value of the Cu content satisfying the hot water flow acceptance standard. Was set to a value lower than 64%, specifically 63.8% or less.
When Cu exceeding this upper limit is contained, for example, sample No. In 33 (Cu content is 64.3%), the hot water flow length is reduced to nearly 300 mm, and the castability of a thin cast such as a faucet increases.

次に、Snの含有量の異なる供試材において、耐エロージョン・コロージョン性を評価した。本例は、Pb含有合金データである。
表5において、Snの含有量を変化させた供試材および、比較材として代表的な鋳造用黄銅鋳物材料であるCAC203と、水道用部材として耐食性に優れる青銅鋳物材料であるCAC406の化学成分値を示している。
Next, the erosion / corrosion resistance of the test materials having different Sn contents was evaluated. This example is Pb-containing alloy data.
In Table 5, the chemical composition values of the test material in which the Sn content was changed, the CAC203 which is a typical brass casting material for casting as a comparative material, and the CAC406 which is a bronze casting material having excellent corrosion resistance as a water supply member Is shown.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

供試材No.34〜39は、図1の方法Cに示す密閉溶解にて作製し、CAC203とCAC406は、同図の方法Aに示す実験炉にて作製した。この供試材は、図2(b)においてφ35×80mmの金型鋳物から採取したサンプルと、図5に示す金型鋳造製の混合水栓本体から切り出して採取したサンプルとし、これらを用いて試験を行った。   Specimens No. 34 to 39 were prepared by hermetic dissolution shown in Method C of FIG. 1, and CAC203 and CAC406 were prepared in an experimental furnace shown in Method A of FIG. The test material is a sample taken from a φ35 × 80 mm mold casting in FIG. 2B and a sample cut out from the mold faucet main body shown in FIG. 5 and used. A test was conducted.

ここで、耐エロージョン・コロージョン性は、隙間噴流腐食試験により評価する。図6においては、隙間噴流腐食試験装置の概略説明図を示している。試験方法としては、腐食液に対して暴露面積を64mm(φ16mm)に加工した試験片を鏡面研磨し、同図に示すように設置する。次いで、この試験片表面より、0.4mmの高さの噴射ノズル(ノズル径:1.6mm)から試験溶液(1%塩化第2銅水溶液)を0.4リットル/minで噴射する。試験溶液を5時間噴射した後、質量を測定して質量損失を求め、腐食形態を観察する。 Here, the erosion / corrosion resistance is evaluated by a crevice jet corrosion test. In FIG. 6, the schematic explanatory drawing of the crevice jet corrosion test device is shown. As a test method, a test piece processed to have an exposed area of 64 mm 2 (φ16 mm) with respect to a corrosive solution is mirror-polished and installed as shown in FIG. Next, a test solution (1% cupric chloride aqueous solution) is sprayed from the surface of the test piece at a rate of 0.4 liter / min from a spray nozzle having a height of 0.4 mm (nozzle diameter: 1.6 mm). After spraying the test solution for 5 hours, the mass is measured to determine the mass loss and the corrosion form is observed.

ただし、本試験に用いる供試材のうち混合水栓(製品切り出しサンプル)は、図6の試験サンプルとは異なっている。すなわち、止水栓の場合、製品の肉厚が薄いため、通常の隙間噴流腐食試験に用いられるサンプルと同じ形状にすることができない。そこで、図7に示すように、製品から切り出した約20mm×20mmの薄肉のサンプルを樹脂埋めし、装置の試料ホルダに固定できるように機械加工したものを供試材とした。このため、供試材は、暴露面の面積が図6のサンプルとは異なり、質量損失の値は参考の値となる。
なお、各供試材数は、N=1とした。この耐エロージョン・コロージョン試験結果を表6に示す。
However, the mixed faucet (product cut-out sample) among the test materials used in this test is different from the test sample of FIG. That is, in the case of a water stop cock, since the thickness of the product is thin, it cannot be made into the same shape as the sample used for a normal crevice jet corrosion test. Therefore, as shown in FIG. 7, a thin sample of about 20 mm × 20 mm cut out from the product was filled with resin and machined so that it could be fixed to the sample holder of the apparatus was used as a test material. For this reason, the area of the exposed surface of the test material is different from the sample of FIG. 6, and the value of mass loss is a reference value.
The number of test materials was N = 1. The erosion / corrosion test results are shown in Table 6.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

表5、表6より、マクロ結晶粒が微細化されていない供試材No.34はBが含有されていないため、Snが0.8%含有されていても、φ35金型鋳物、混合水栓ともに、耐エロージョン・コロージョン性が×評価である。
次に、Bを含有し、マクロ結晶粒が微細化された供試材No.35では、φ35金型鋳物で△評価となり、耐エロージョン・コロージョン性が改善された一方で、混合水栓では×評価のままであった。
次に、Snを1%以上含有する供試材No.36〜39は、φ35金型鋳物において全て評価が◎となり、耐エロージョン・コロージョン性が更に改善された。また混合水栓では、Bを20ppm以上含有する供試材No.37〜39について、評価が○以上となり、耐エロージョン・コロージョン性が改善された。
From Tables 5 and 6, the test material No. in which the macrocrystal grains are not refined is shown. Since B does not contain B, even when Sn is contained in an amount of 0.8%, the erosion / corrosion resistance of both the φ35 mold casting and the mixed water faucet is evaluated as x.
Next, test material No. 1 containing B and having refined macro crystal grains was used. No. 35 was evaluated as Δ for a φ35 mold casting, and erosion and corrosion resistance was improved.
Next, test material No. 1 containing 1% or more of Sn. 36 to 39 were all evaluated as ◎ in the φ35 die casting, and the erosion / corrosion resistance was further improved. In the case of the mixed faucet, the test material No. About 37-39, evaluation became (circle) or more and the erosion-corrosion resistance was improved.

なお、混合水栓の耐エロージョン・コロージョン性の改善に、φ35金型鋳物よりも多くのBを必要としたのは、混合水栓が金型本体と砂型中子で形成されているために、金属組織にばらつきが生じやすいためと考えられる。
以上により、他元素の最適化と、Bの含有によるマクロ結晶粒の微細化を前提として、耐エロージョン・コロージョン性は、少なくともSnを0.8%以上含有し、更にBの含有量を調整の上、Snを1.0%以上含有することにより、確実に向上させることが可能となる。
In addition, the improvement of the erosion / corrosion resistance of the mixing faucet required more B than the φ35 mold casting because the mixing faucet is formed of a mold body and a sand core. This is probably because the metal structure tends to vary.
Based on the above, on the premise of optimization of other elements and refinement of macro crystal grains by the inclusion of B, the erosion / corrosion resistance contains at least Sn of 0.8% or more, and further adjusts the B content. Moreover, it becomes possible to improve reliably by containing Sn 1.0% or more.

次に、SnやSbが耐脱亜鉛性に与える影響について、図1の方法Aで大気開放+溶湯被覆にて溶解し、φ13の金型鋳物を作製し、これらの供試材の耐脱亜鉛性を、前述のISO耐脱亜鉛性の試験方法により評価した。本例はBi入りのBi系合金データであり、すべての供試材はBとFeによりマクロ結晶粒の微細化処理を行った。なお、これらの試験結果は、供試材数N=2の平均値を示している。   Next, regarding the influence of Sn and Sb on the dezincing resistance, the method A in FIG. 1 was melted by opening to the atmosphere + molten metal coating to prepare a φ13 mold casting, and the dezincing resistance of these test materials The properties were evaluated by the ISO dezincing resistance test method described above. This example is Bi-based alloy data containing Bi, and all the test materials were subjected to refinement of macro crystal grains with B and Fe. In addition, these test results have shown the average value of the number of test materials N = 2.

Figure 0005566622
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表7と図16に示すように、供試材のISO最大脱亜鉛腐食深さは、Snの狙い値0.9、1.35、1.8の各データにおいて、Sbの含有量の増加とともに小さくなり、少なくとも0.04%以上の含有で効果があらわれ、0.06%以上でISO最大脱亜鉛腐食深さ200μm以下を満足することが確認された。
一方、Snは、0.9%〜1.9%の間で耐脱亜鉛性に与える影響は小さいことが確認された。
As shown in Table 7 and FIG. 16, the ISO maximum dezincification corrosion depth of the test material is as the Sb content increases in each data of Sn target values 0.9, 1.35, and 1.8. It was confirmed that when the content was at least 0.04% or more, the effect was exhibited, and at 0.06% or more, the ISO maximum dezincification corrosion depth of 200 μm or less was satisfied.
On the other hand, it was confirmed that Sn has a small influence on the dezincing resistance between 0.9% and 1.9%.

次にマクロ結晶粒の微細化による耐脱亜鉛性の向上について説明する。
本合金は、まず、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.04〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、ならびに、被削性に寄与するBi:0.5〜2.5%もしくはPb:0.5〜3.0%から少なくとも1種を選択し、残部をZnと不可避不純物とすることで、熱処理なしでISO最大脱亜鉛深さをおおよそ400μm以下に抑制することが可能となり、CAC203と比較して優れた耐脱亜鉛性を確保するに至った。
Next, improvement in dezincing resistance by refining macro crystal grains will be described.
First, this alloy is 61.2 ≦ Cu <64.0%, Sn: 0.8 to 2.0%, Sb: 0.04 to 0.15%, Al: 0.4 to 0.7%, In addition, at least one selected from Bi: 0.5 to 2.5% or Pb: 0.5 to 3.0%, which contributes to machinability, and the balance is Zn and inevitable impurities, no heat treatment Thus, the maximum ISO dezincing depth can be suppressed to about 400 μm or less, and superior dezincing resistance compared with CAC203 has been secured.

しかしながら、耐脱亜鉛試験方法(ISO6509−1981)の評価基準によれば、200μm以下がAグレードとされ、実用的にはAグレードを満たす材料が要求されていることから、成分組成のみによる効果では、要求される耐脱亜鉛性を安定して満足することはできない。
さらには耐エロージョン・コロージョン性を確保するため、高濃度のSnを含有するので、湯流れ性の低下、鋳造割れや引け巣が発生しやすくなる懸念があった。
However, according to the evaluation standard of the dezincing resistance test method (ISO 6509-1981), 200 μm or less is regarded as A grade, and a material satisfying A grade is required practically. The required dezincing resistance cannot be satisfied stably.
Further, in order to ensure erosion / corrosion resistance, high concentration of Sn is contained, so that there is a concern that the flowability of molten metal is deteriorated and casting cracks and shrinkage cavities are likely to occur.

そこで、更に詳細な研究を行った結果、マクロ結晶粒の微細化と耐脱亜鉛性の間に相関があることを見出した。ここでマクロ結晶粒とは、不均一核生成に伴い発生する核が凝固過程において成長した組織をいい、同一方向に並んでいるα相群(α相の間隙に存在するβ相やγ相を含む)を一単位とする結晶粒である。押出し棒に見られるミクロ組織は、鋳物の切断面を金属顕微鏡を用いて観察することにより視認されるのに対し、本発明に係るマクロ組織は、肉眼か10倍程度の拡大鏡を用いて視認できる組織であり、押出し棒には無い組織である。   As a result of further detailed studies, it was found that there is a correlation between refinement of macro crystal grains and dezincing resistance. Here, the macro crystal grain refers to a structure in which nuclei generated by heterogeneous nucleation grow in the solidification process, and α phase groups (β phase and γ phase existing in the gap of α phase are arranged in the same direction). A crystal grain having a unit). The microstructure seen in the extruded rod is visually recognized by observing the cut surface of the casting using a metal microscope, whereas the macrostructure according to the present invention is visually recognized using the naked eye or a magnifier of about 10 times. It is a structure that can be produced, and is a structure that is not found in the extruded rod.

また、図9に示すように、一視野の中で、マクロ結晶粒の最大長さが、ミクロ組織における結晶粒の最大長さと一致するケースは極めてまれである。
マクロ結晶粒の微細化が耐脱亜鉛性の向上に有効な理由は、以下のとおりである。
本発明は鋳造合金に関することから、棒材のミクロ組織とは異なる。具体的には、
(1)金型鋳造合金は鋳物であり、溶湯状態からの凝固組織を形成するため、マクロ組織が存在する。
(2)熱間加工等の工程がないため、再結晶による粒状組織にはならず、針状組織となる。
(3)複雑な針状組織の集合体となるため、棒材におけるミクロ結晶粒度や粒形などの特定ができない。
In addition, as shown in FIG. 9, it is extremely rare that the maximum length of the macro crystal grain coincides with the maximum length of the crystal grain in the microstructure within one field of view.
The reason why the refinement of macro crystal grains is effective in improving the dezincing resistance is as follows.
Since the present invention relates to a cast alloy, it differs from the microstructure of the bar. In particular,
(1) The mold casting alloy is a casting and forms a solidified structure from the molten state, and therefore has a macro structure.
(2) Since there is no process such as hot working, it is not a granular structure due to recrystallization, but a needle-like structure.
(3) Since it is an assembly of complicated needle-like structures, it is impossible to specify the microcrystal grain size, grain shape, etc. in the bar.

そこで鋳造組織の形態を詳細に調査したところ、図8と図9のように、一つのマクロ結晶粒の中に一定の指向性を持った針状組織が発達する傾向があることが解った。また上記の鋳造品の耐脱亜鉛試験後の状態を調査したところ、脱亜鉛腐食は針状組織の長さ方向に進行していく傾向があり、耐脱亜鉛試験の腐食深さ方向に平行な方向で針状組織が成長している場合、その腐食進行速度は早いということも判明した。
更に、一定の方向性を持った針状組織内を進行する腐食は、他方向に成長した針状組織(異なるマクロ結晶粒)と衝突することによって腐食進行速度が変化することも解った。
Then, when the form of the cast structure was examined in detail, it was found that a needle-like structure having a certain directivity tends to develop in one macro crystal grain as shown in FIGS. In addition, when the state of the above cast product after the dezincing resistance test was investigated, the dezincing corrosion tends to proceed in the length direction of the needle-like structure, and is parallel to the corrosion depth direction of the dezincing resistance test. It was also found that when the acicular structure grows in the direction, the rate of progress of corrosion is fast.
Furthermore, it has also been found that the corrosion progressing speed in the acicular structure having a certain directionality changes by colliding with acicular structures (different macro crystal grains) grown in the other direction.

従って、マクロ結晶粒を微細化することによって腐食の進行を抑制し、耐脱亜鉛性を向上することが可能であることが解明された。この場合、接液部品の少なくとも接液部分において、マクロ結晶粒が微細化している必要がある。接液部分とは、例えばバルブであれば、バルブ本体の流路内、バルブに内蔵される弁体などの表面の他、弁座や配管接続部の内周面などの加工面あるいは鋳肌面をいう。このように接液部品の少なくともバルブ内部で一番流速が早く、浸食されやすい弁座などの表面組織におけるマクロ結晶粒が微細化していれば、接液部品全体においてマクロ結晶粒が微細化されたものとして取り扱うことができる。   Therefore, it has been elucidated that the progress of corrosion can be suppressed and the dezincing resistance can be improved by refining the macro crystal grains. In this case, the macro crystal grain needs to be refined in at least the wetted part of the wetted part. For example, in the case of a valve, the wetted part is a processed surface such as a valve seat or an inner peripheral surface of a pipe connection part or a cast surface in addition to the surface of the valve body in the flow path of the valve body, the valve body, etc. Say. In this way, if the macro crystal grains in the surface structure such as the valve seat, which has the fastest flow rate and is easily eroded at least inside the valve of the wetted parts, are refined, the macro crystal grains are refined in the entire wetted parts. It can be handled as a thing.

また、マクロ結晶粒の微細化は、鋳造性の向上にも有効である。通常Snが0.2%を超えて含有する合金では、湯廻り不良や鋳造割れが多発するが、マクロ結晶粒を微細化とすることによってこれらの不具合を抑止することが可能になる。   Further, the refinement of macro crystal grains is effective for improving castability. Usually, an alloy containing Sn exceeding 0.2% frequently causes poor hot water casting and casting cracks, but these defects can be suppressed by making the macro crystal grains finer.

ここで、本発明におけるマクロ結晶粒の微細化の判定基準を示すと、
(1)過酸化水素水+アンモニア水からなる腐食液で供試材を約1秒間腐食させ、腐食面を肉眼で観察したとき、マクロ結晶粒を確認できないことを基準とし、また、次の判定基準を併用しても良い。
(2)過酸化水素水+アンモニア水からなる腐食液で供試材を約1秒間腐食させ、金属顕微鏡でミクロ組織を観察したとき、結晶が粒状を呈していることをその基準とする。
Here, when showing the criteria for the refinement of macro crystal grains in the present invention,
(1) The test material is corroded for about 1 second with a corrosive solution consisting of hydrogen peroxide water + ammonia water, and when the corroded surface is observed with the naked eye, macrocrystal grains cannot be confirmed, and the following judgment is made. You may use a standard together.
(2) The specimen is corroded for about 1 second with a corrosive solution consisting of hydrogen peroxide water + ammonia water, and when the microstructure is observed with a metal microscope, the standard is that the crystals are granular.

この判定基準の具体例を示すと、図12において、本発明におけるマクロ結晶粒が微細化した合金と、比較例としてマクロ結晶粒が微細化していない合金のマクロ組織とその模式図、およびミクロ組織を示す。図面中の各サンプルは、後述する表10の供試品No.80、No.82の組成から成り、いずれもφ13用金型により製造した。   A specific example of this criterion is shown in FIG. 12. In FIG. 12, the macrostructure and schematic diagram of an alloy in which macrocrystal grains are refined in the present invention and an alloy in which macrocrystal grains are not refined as a comparative example, and the microstructure are shown. Indicates. Each sample in the drawing is a specimen No. in Table 10 described later. 80, no. It was composed of 82 compositions, and all were manufactured using a φ13 mold.

これによると、マクロ結晶粒が微細化したサンプルAでは、肉眼ではマクロ結晶粒が確認できないほど微細化しているのに対し、マクロ結晶粒が微細化していないサンプルBでは、マクロ結晶粒が肉眼で確認できる。このサンプルBでは、鋳型から柱状晶が成長しており、中心付近では粗大な等軸晶が確認できる。ミクロ組織は、マクロ組織で示した各サンプルの中央付近を拡大したものである。マクロ結晶粒が微細化したサンプルAでは、結晶が粒状を呈しているのに対し、マクロ結晶粒が微細化していないサンプルBでは、結晶が針状を呈している。   According to this, in sample A in which the macro crystal grains are miniaturized, the macro crystal grains are so fine that the macro crystal grains cannot be confirmed with the naked eye, whereas in sample B in which the macro crystal grains are not miniaturized, the macro crystal grains are macroscopically visible. I can confirm. In this sample B, columnar crystals grow from the mold, and coarse equiaxed crystals can be confirmed near the center. The microstructure is an enlargement of the vicinity of the center of each sample shown in the macro structure. In the sample A in which the macro crystal grains are refined, the crystals are granular, whereas in the sample B in which the macro crystal grains are not refined, the crystals are acicular.

なお、明細書中の各実施例における「マクロ結晶粒の微細化の有無」欄においては、マクロ結晶粒が微細化している供試品、すなわちサンプルAに属するものを「○」として表示する一方、マクロ結晶粒が微細化していない供試品、すなわちサンプルBに属するものを「×」として表示している。   Incidentally, in the “Presence / absence of refinement of macro crystal grains” column in each example in the specification, a test product in which macro crystal grains are miniaturized, that is, a sample belonging to sample A is displayed as “◯”. Samples whose macrocrystal grains are not miniaturized, that is, samples belonging to the sample B are indicated as “x”.

次に、Bの含有に対するマクロ結晶粒の微細化と耐脱亜鉛性の関係について表8に示す。供試材のうち、No.52〜59は、図1の方法Bに示す、大気開放且つ溶湯被覆材を用いて溶解の上、作製したφ13の金型鋳物であり、供試材No.60〜62は、同図の方法Aに示す、溶湯被覆材を使用せずに大気溶解にて作製した、φ13の金型鋳物である。これらの供試材の耐脱亜鉛性を、前述のISO耐脱亜鉛性の試験方法により測定した。なお、これらの実験結果は、供試材数N=2の平均値を示している。供試材No.52〜59の試験結果をグラフ化したものを図10に、また、供試材No.60〜64の試験結果をグラフ化したものを図11に示す。   Next, Table 8 shows the relationship between the refinement of macro crystal grains and the dezincing resistance with respect to the B content. Among the test materials, Nos. 52 to 59 are φ13 mold castings that were prepared after being released into the atmosphere and melted using the molten metal coating material shown in Method B of FIG. ˜62 are φ13 mold castings produced by melting in the atmosphere without using the melt coating material shown in the method A of FIG. The dezincing resistance of these test materials was measured by the ISO dezincing resistance test method described above. In addition, these experimental results have shown the average value of the number of test materials N = 2. Specimen No. A graph of the test results of 52 to 59 is shown in FIG. A graph of the test results of 60 to 64 is shown in FIG.

Figure 0005566622
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図の結果より、マクロ結晶粒の微細化が耐脱亜鉛性を向上し、ISO最大脱亜鉛腐食深さ200μm以下を満足することが確認された。さらに、溶湯被覆材を使用した水準では36ppm以上でマクロ結晶粒が微細化しているのに対して、溶湯被覆材を使用していない水準では、81ppmではマクロ結晶粒の微細化が達成されておらず、146ppmの含有でマクロ結晶粒が微細化された。以上により、大気開放炉における溶湯被覆材の使用は、少ないB含有量で微細化を達成することが可能となる。また、Pb入り材料でもBi入り材料でも同様のB含有量によりマクロ結晶粒の微細化が得られることが確認された。   From the results shown in the figure, it was confirmed that the refinement of macro crystal grains improved the dezincing resistance and satisfied the ISO maximum dezincification corrosion depth of 200 μm or less. Further, the macrocrystal grains are refined at 36 ppm or more when the melt coating material is used, whereas the macrocrystal grains are not refined at 81 ppm when the melt coating material is not used. First, macrocrystal grains were refined with a content of 146 ppm. As described above, the use of the melt coating material in the open air furnace makes it possible to achieve miniaturization with a small B content. Moreover, it was confirmed that refinement | miniaturization of a macrocrystal grain was obtained by the same B content with the material containing Pb or the material containing Bi.

さらに、Bの含有量に対するマクロ結晶粒の微細化と耐脱亜鉛性の関係について、1.8tの大型の密閉炉にて行った結果を表9に示す。供試材は、図1の方法Cに示す、密閉溶解にて溶解し作製した、φ13の金型鋳物である。これらの供試材の耐脱亜鉛性を、前述のISO耐脱亜鉛性の試験方法により測定した。なお、これらの実験結果は、供試材数N=2の平均値を示している。
また、JIS H5120 B号供試材(金型)から採取し、機械加工したJIS Z2201 4号引張試験片をアムスラー万能試験機にて引張試験を行った結果を表9に併せて示す。
Further, Table 9 shows the results of the relationship between the refinement of macro crystal grains and the dezincing resistance with respect to the B content in a 1.8 t large closed furnace. The specimen is a φ13 die casting produced by melting and sealing as shown in Method C of FIG. The dezincing resistance of these test materials was measured by the ISO dezincing resistance test method described above. In addition, these experimental results have shown the average value of the number of test materials N = 2.
Table 9 also shows the results of a tensile test performed on a JIS Z2201 No. 4 tensile test piece collected from a JIS H5120 B specimen (die) and machined using an Amsler universal testing machine.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

表9の結果より、Feを含有する場合には、少なくともマクロ結晶粒の微細化に必要なB含有量は1ppm以上であり、より確実には3ppm以上の含有が必要である。また、マクロ結晶粒の微細化に伴い、耐脱亜鉛性も向上することが確認された。
また、引張試験結果からは、マクロ結晶粒の微細化により引張強さ・伸びともに向上することが確認され、これらはCAC203の機械的性質のJIS規格値である、引張強さ245MPa以上、伸び20%以上を十分に満足した。しかし、Snを1.7%含有するNo.74では、Snの高含有により引張強さは向上するものの伸びが低下しており、CAC203の伸びの規格20%以上を基準値とすると、伸びを十分に確保するためにはSn1.7%以下にすることが望ましいことが確認された。
From the results of Table 9, when Fe is contained, at least the B content necessary for refining the macro crystal grains is 1 ppm or more, and more certainly 3 ppm or more is necessary. It was also confirmed that the dezincing resistance was improved with the refinement of macro crystal grains.
The tensile test results confirm that both the tensile strength and elongation are improved by refining the macro crystal grains. These are the JIS standard values of the mechanical properties of CAC203, the tensile strength is 245 MPa or more, and the elongation is 20 % Was fully satisfied. However, No. containing 1.7% of Sn. In No. 74, the tensile strength is improved due to the high content of Sn, but the elongation is reduced. When the standard value of the CAC203 elongation of 20% or more is used as a reference value, Sn 1.7% or less is sufficient to ensure sufficient elongation. It was confirmed that it was desirable.

次に、小型の15kg高周波実験炉で、図1の方法Bに示す、大気溶解且つ溶湯被覆材を用いる鋳造方法において、Feを含有する溶湯にBを投入して作製した供試材を対象に、BとFeの含有量とマクロ結晶粒の微細化との関係について調査を行った結果を表10に示す。ここで、供試材はφ13の金型鋳物である。これらの供試材の耐脱亜鉛性を、前述のISO耐脱亜鉛性の試験方法により測定した。本例は、Pb含有合金データである。なお、これらの実験結果は、供試材数N=2の平均値を示している。   Next, in a small 15 kg high-frequency experimental furnace, in the casting method shown in Method B of FIG. 1 using the air melting and molten metal coating material, the test material produced by introducing B into the molten metal containing Fe was used as a target. Table 10 shows the results of investigations on the relationship between the content of B and Fe and the refinement of macro crystal grains. Here, the specimen is a mold casting of φ13. The dezincing resistance of these test materials was measured by the ISO dezincing resistance test method described above. This example is Pb-containing alloy data. In addition, these experimental results have shown the average value of the number of test materials N = 2.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

Bが10ppm未満の供試材No.80〜86において、マクロ結晶粒が微細化したのはFeを0.07%含有する供試材No.82のみであった。このBの含有量を10ppm未満としたまま、Feの含有量を増加させても、Fe0.03%の供試材No.80やFe0.28%の供試材No.83に示すように、マクロ結晶粒は微細化しなかった。また、Feを含有しない供試材No.93は、Bが22ppmであるにもかかわらず微細化しなかった。
これに対し、Bを11〜43ppm含有し、かつFeを0.04〜0.22%含有した供試材No.87〜92では全てが微細化した。
Sample No. B with B less than 10 ppm. 80-86, the macrocrystal grains were refined because of the test material No. containing 0.07% Fe. Only 82. Even if the Fe content is increased while the B content is less than 10 ppm, Fe 0.03% of the test material No. No. 80 and Fe 0.28% test material No. As shown in 83, the macro crystal grains were not refined. In addition, test material No. 93 was not refined even though B was 22 ppm.
On the other hand, the test material No. containing 11 to 43 ppm of B and 0.04 to 0.22% of Fe. In 87-92, all were refined.

以上より、Bのマクロ結晶粒の微細化作用を補助し、所定の耐脱亜鉛性を確保できるFe含有量の下限は0.04%であり、0.07%以上の含有でさらに高い効果が得られる。少なくともFeの効果は0.22%の含有まで持続するが、その後0.40%を超えると効果が小さくなる。よって、大気溶解で溶湯被覆材を使用した場合には、Feを含有しない場合には40ppm程度のBの含有が必要であったのに対し、Feを含有すれば少なくとも5ppmに低減できることができることが確認された。   From the above, the lower limit of the Fe content that assists the refining action of the macro crystal grains of B and secures the predetermined dezincing resistance is 0.04%, and the higher content is more than 0.07%. can get. At least the effect of Fe lasts up to a content of 0.22%, but after 0.40%, the effect decreases. Therefore, when melt coating material is used for melting in the atmosphere, it is necessary to contain about 40 ppm of B when Fe is not contained, but when Fe is contained, it can be reduced to at least 5 ppm. confirmed.

表11は、Pb入り材料における他の溶解方法とマクロ結晶粒の微細化に必要なBとFe量を示す。
供試材No.94,95の結果から、溶湯被覆材を使用しない完全な大気開放にて溶解する場合では、マクロ結晶粒の微細化に必要なBの含有量(Feの含有はない)は、100〜200ppmが適正範囲であることが確認された。
供試材No.96,97の結果から、大気溶解にて溶湯被覆材を使用する場合は、マクロ結晶粒の微細化に必要なBの含有量(Feの含有はない)は、30〜100ppmが適正範囲であることが確認された。
供試材No.98,99の結果から、密閉溶解の場合は、マクロ結晶粒の微細化に必要なBの含有量は、1〜3ppmが適正範囲であることが確認された。
Table 11 shows the amounts of B and Fe required for other melting methods and macrocrystal grain refinement in Pb-containing materials.
Specimen No. From the results of 94 and 95, in the case of melting in a completely open atmosphere that does not use a molten metal coating material, the B content (no Fe content) necessary for refining macro crystal grains is 100 to 200 ppm. It was confirmed that it was in an appropriate range.
Specimen No. From the results of 96 and 97, when the molten metal coating material is used for melting in the atmosphere, the content of B necessary for refining the macro crystal grains (no Fe content) is within a proper range of 30 to 100 ppm. It was confirmed.
Specimen No. From the results of 98 and 99, in the case of hermetic dissolution, it was confirmed that the content of B necessary for refining the macro crystal grains is within a proper range of 1 to 3 ppm.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

表12は、Bi入り材料における溶解方法とマクロ結晶粒の微細化に必要なBとFe量を示す。Bi含有合金においても、Feを0.4%を超えて含有すると、マクロ結晶粒が微細化しないことが確認された。
供試材No.100,101の結果から、溶湯被覆材を使用しない完全な大気開放にて溶解する場合では、マクロ結晶粒の微細化に必要なBの含有量(Feの含有はない)は、100〜200ppmが適正範囲であることが確認された。
供試材No.102,103の結果から、大気溶解にて溶湯被覆材を使用する場合は、マクロ結晶粒の微細化に必要なBの含有量(Feの含有はない)は、30〜100ppmが適正範囲であることが確認された。
供試材No.104,105の結果から、Fe入りで大気溶解にて溶湯被覆材を使用する場合は、マクロ結晶粒の微細化に必要なBの含有量は、5〜30ppmが適正範囲であることが確認された。
供試材No.106〜110の結果から、大気溶解にて溶湯被覆材を使用する場合は、マクロ結晶粒の微細化に必要なFeの含有量は、0.04〜0.4%の含有量が適正範囲である。
Table 12 shows the dissolution method in the Bi-containing material and the amounts of B and Fe necessary for refining the macro crystal grains. Even in the Bi-containing alloy, it was confirmed that the macro crystal grains were not refined when Fe was contained in excess of 0.4%.
Specimen No. From the results of 100 and 101, in the case of melting in a completely open atmosphere that does not use a molten metal coating material, the B content (no Fe content) necessary for refining the macro crystal grains is 100 to 200 ppm. It was confirmed that it was in an appropriate range.
Specimen No. From the results of 102 and 103, when using the molten metal coating material by melting in the atmosphere, the content of B necessary for refining the macro crystal grains (no Fe content) is within a proper range of 30 to 100 ppm. It was confirmed.
Specimen No. From the results of 104 and 105, it is confirmed that the content of B necessary for refining the macro crystal grains is in an appropriate range of 5 to 30 ppm when using the molten metal coating material by melting in the atmosphere with Fe. It was.
Specimen No. From the results of 106 to 110, when using the molten metal coating material by melting in the atmosphere, the content of Fe necessary for refining the macro crystal grains is in the proper range of 0.04 to 0.4%. is there.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

次に、マクロ結晶粒微細化によるγ相の析出と耐脱亜鉛性の向上について説明する。
マクロ結晶粒の微細化によって耐脱亜鉛性が向上する例として、表13及び表14の供試材No.116に示す供試材では、Cuの含有量が低く耐脱亜鉛性を確保する上で不利な組成ではあるものの、Bを14ppm、Feを0.16%含有することにより、マクロ結晶粒を微細化し、200μm以下の耐脱亜鉛腐食深さが得られている。
Next, precipitation of γ phase and improvement of dezincing resistance by refining macro crystal grains will be described.
As an example in which the dezincing resistance is improved by refining the macro crystal grains, the test material Nos. In the test material shown in 116, although the Cu content is low and the composition is unfavorable for securing the dezincing resistance, the macro crystal grains are finely contained by containing 14 ppm of B and 0.16% of Fe. And a dezincification corrosion depth of 200 μm or less is obtained.

しかし、同一組成である供試材No.118のように、マクロ結晶粒を微細化させてもISO最大脱亜鉛深さ200μmを上回る場合があるこれらの差は、鋳物の大きさが、供試材No.116ではφ35、供試材No.118ではφ13と異なる点であるが、鋳型の種類や鋳物の大きさが耐脱亜鉛性にどのような影響を及ぼすか、ミクロ組織を解析することにより解明した。
なお、各供試材は、図1の方法Bに示す、大気溶解且つ溶湯被覆材を用いる鋳造方法にて作製した鋳物である。これらの供試材の耐脱亜鉛性を、前述のISO耐脱亜鉛性の試験方法により測定した。なお、各供試材数はN=1である。
However, the specimen No. having the same composition. As shown in 118, even when the macro crystal grains are refined, the ISO maximum dezincification depth may exceed 200 μm. 116, φ35, specimen No. 118 is different from φ13, but the effect of the type of mold and the size of the casting on the dezincing resistance was clarified by analyzing the microstructure.
Each sample material is a casting produced by a casting method shown in Method B of FIG. The dezincing resistance of these test materials was measured by the ISO dezincing resistance test method described above. The number of test materials is N = 1.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

図13(a)、図13(b)に、砂型で作製されたサンプルにおける、結晶粒微細化前後のミクロ組織写真を、脱亜鉛腐食部を拡大して示す。
図の結果より、マクロ結晶粒の微細化により結晶組織が粒状になることでβ相が分離された組織となること、また、γ相の析出量が明らかに増加していることがわかる。脱亜鉛腐食は、本合金系ではγ相よりもβ相が優先的に進行している。γ相も腐食されるが、β相より腐食されにくい傾向であり、しかも、γ相が、β相を包囲していることにより、腐食の進行を遅らせているものと考えられる。
このγ相によるβ相の包囲状態は、少なくとも、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.04〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、Pb:0.5〜3.0%、B:1〜200ppm、残部Znと不可避不純物からなる組成により得ることができる。
FIG. 13A and FIG. 13B show enlarged microstructure photographs before and after crystal grain refinement in a sample produced in a sand mold, with the dezincification corrosion portion enlarged.
From the results shown in the figure, it can be seen that the crystal structure becomes granular due to the refinement of the macro crystal grains, resulting in a structure in which the β phase is separated, and the precipitation amount of the γ phase is clearly increased. Dezincification corrosion preferentially proceeds in the β phase over the γ phase in this alloy system. Although the γ phase is also corroded, it tends to be less corroded than the β phase, and the γ phase surrounds the β phase, which is considered to delay the progress of corrosion.
The surrounding state of the β phase by the γ phase is at least 61.2 ≦ Cu <64.0%, Sn: 0.8 to 2.0%, Sb: 0.04 to 0.15%, Al: 0.3. It can be obtained by a composition comprising 4 to 0.7%, Pb: 0.5 to 3.0%, B: 1 to 200 ppm, and the balance Zn and inevitable impurities.

次に、γ相と耐脱亜鉛腐食性の関係を定量的に把握するために、α相,β相,γ相の面積比率を測定し、耐脱亜鉛腐食性との関係と共に、表14に示す。
α、β、γ相の面積率の測定は、26×26グリッド線を用いた点算法により行い、測定視野数は5視野とした。なお、本発明では金型に鋳造したサンプルは×1500のミクロ組織を、砂型に鋳造したサンプルは×1000のミクロ組織を測定に使用した。測定倍率の差異は、微細化の有無あるいは鋳型の種類によってミクロ組織の大きさが異なり、ミクロ組織の大きさに適した倍率での測定が必要であることによる。
Next, in order to quantitatively grasp the relationship between the γ phase and the dezincification corrosion resistance, the area ratios of the α phase, the β phase, and the γ phase were measured. Show.
The area ratios of the α, β, and γ phases were measured by a point calculation method using 26 × 26 grid lines, and the number of measurement fields was five. In the present invention, a sample cast in a mold uses a x1500 microstructure, and a sample cast in a sand mold uses a x1000 microstructure. The difference in measurement magnification is due to the fact that the size of the microstructure differs depending on the presence or absence of miniaturization or the type of mold, and measurement at a magnification suitable for the size of the microstructure is necessary.

Figure 0005566622
Figure 0005566622

表の結果より、Snの含有を前提とした結晶粒微細化により、少なくともγ相比率を2.8%以上確保することで、熱処理なしでISO最大脱亜鉛深さ200μm以下を確保することが可能となった。
さらに、本発明の鋳造用黄銅合金は、供試材No.114に示すように、砂型で作成された鋳物にも適用され、しかも、金型鋳造品よりもγ相が多く析出することが確認された。鋳物の大きさにも注目してみると、φ35の鋳物のγ相面積比率が、φ13鋳物のγ相面積比率よりも多いことが確認された。
なお、本発明合金は、熱処理を施すことなくISO最大脱亜鉛腐食深さ200μm以上を満たすレベルまで耐脱亜鉛性を向上するものであるが、更に厳しい耐脱亜鉛性を求められる場合などでは、必要に応じて周知のα化熱処理を加えても良い。
From the results shown in the table, it is possible to ensure the ISO maximum dezincification depth of 200 μm or less without heat treatment by ensuring at least 2.8% or more of the γ phase ratio by refining the grains assuming the inclusion of Sn. It became.
Further, the brass alloy for casting according to the present invention has a test material No. As shown at 114, it was also applied to a casting made of a sand mold, and it was confirmed that more γ phase was precipitated than a mold casting. When attention was paid to the size of the casting, it was confirmed that the γ phase area ratio of the φ35 casting was larger than the γ phase area ratio of the φ13 casting.
The alloy of the present invention improves the dezincing resistance to a level satisfying the ISO maximum dezincification corrosion depth of 200 μm or more without performing a heat treatment. You may add well-known alpha heat processing as needed.

Claims (9)

質量比で、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.06〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、Pb:0.5〜3.0%、B:1〜200ppmと、残部Znと不可避不純物からなるα+β+γ組織又はα+γ組織であり、マクロ結晶粒を微細化させ、かつ、γ相の平均面積率を2.8%以上とすることによりISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保したことを特徴とする鋳造合金。   By mass ratio, 61.2 ≦ Cu <64.0%, Sn: 0.8-2.0%, Sb: 0.06-0.15%, Al: 0.4-0.7%, Pb: 0.5 to 3.0%, B: 1 to 200 ppm, an α + β + γ structure or an α + γ structure composed of the balance Zn and inevitable impurities, which refines macrocrystal grains and has an average area ratio of γ phase of 2. A casting alloy characterized by ensuring the maximum ISO dezincification corrosion depth to 200 μm or less by setting it to 8% or more. 質量比で、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.06〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、Bi:0.5〜2.5%、B:1〜200ppmと、残部Znと不可避不純物からなるα+β+γ組織又はα+γ組織であり、マクロ結晶粒を微細化させ、かつ、γ相の平均面積率を2.8%以上とすることによりISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保したことを特徴とする鋳造合金。   By mass ratio, 61.2 ≦ Cu <64.0%, Sn: 0.8-2.0%, Sb: 0.06-0.15%, Al: 0.4-0.7%, Bi: 0.5 to 2.5%, B: 1 to 200 ppm, an α + β + γ structure or an α + γ structure composed of the balance Zn and inevitable impurities, refines macrocrystal grains, and has an average area ratio of γ phase of 2. A casting alloy characterized by ensuring the maximum ISO dezincification corrosion depth to 200 μm or less by setting it to 8% or more. 質量比で、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.06〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、Pb:0.5〜3.0%、B:1〜200ppmと、残部Znと不可避不純物からなるα+β+γ組織又はα+γ組織であり、マクロ結晶粒を微細化させ、かつ、γ相によるβ相の包囲によりISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保したことを特徴とする鋳造合金。   By mass ratio, 61.2 ≦ Cu <64.0%, Sn: 0.8-2.0%, Sb: 0.06-0.15%, Al: 0.4-0.7%, Pb: 0.5 to 3.0%, B: 1 to 200 ppm, α + β + γ structure or α + γ structure composed of the balance Zn and inevitable impurities, refined macro crystal grains, and surrounded by β phase by γ phase A cast alloy characterized by ensuring a maximum dezincification corrosion depth of 200 μm or less. 質量比で、61.2≦Cu<64.0%、Sn:0.8〜2.0%、Sb:0.06〜0.15%、Al:0.4〜0.7%、Bi:0.5〜2.5%、B:1〜200ppmと、残部Znと不可避不純物からなるα+β+γ組織又はα+γ組織であり、マクロ結晶粒を微細化させ、かつ、γ相によるβ相の包囲によりISO最大脱亜鉛腐食深さを200μm以下に確保したことを特徴とする鋳造合金。   By mass ratio, 61.2 ≦ Cu <64.0%, Sn: 0.8-2.0%, Sb: 0.06-0.15%, Al: 0.4-0.7%, Bi: 0.5 to 2.5%, B: 1 to 200 ppm, α + β + γ structure or α + γ structure composed of the balance Zn and inevitable impurities, refines macro crystal grains, and surrounds the β phase with the γ phase to form ISO A cast alloy characterized by ensuring a maximum dezincification corrosion depth of 200 μm or less. 請求項1乃至4の何れか1項に記載の銅合金において、質量比で、Fe:0.04〜0.4%を含有させてBの含有量を1〜30ppmに低減するようにした鋳造合金。   The copper alloy according to any one of claims 1 to 4, wherein, by mass ratio, Fe: 0.04 to 0.4% is contained to reduce the B content to 1 to 30 ppm. alloy. 請求項1乃至5の何れか1項に記載において、質量比でNi:0.2〜1.0%を含有させた鋳造合金。   The cast alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein Ni: 0.2 to 1.0% is contained in a mass ratio. 請求項1乃至6の何れか1項に記載の鋳造合金を用いて加工成形された接液部品 A wetted part machined and formed using the cast alloy according to any one of claims 1 to 6. 金型鋳造により製造した請求項1乃至6の何れか1項に記載の鋳造合金。 Casting alloy according to any one of claims 1 to 6 were prepared by a die casting. 請求項8に記載の鋳造合金からなる接液部品。 Wetted parts made of Casting alloy according to claim 8.
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