JPH02125830A - 耐応力腐食割れ性の優れたＣｕ−Ｚｎ系合金材料とその製造方法 - Google Patents
耐応力腐食割れ性の優れたＣｕ−Ｚｎ系合金材料とその製造方法Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は耐応力腐食割れ性に優れたＣｕＺｎ系合金材料
とその製造方法に関し、特にＣｕ−Ｚｎ系合金の優れた
加工性と機械的特性とを活し、応力腐食割れ感受性を大
巾に低減したものである。
とその製造方法に関し、特にＣｕ−Ｚｎ系合金の優れた
加工性と機械的特性とを活し、応力腐食割れ感受性を大
巾に低減したものである。
Ｚｎを２０〜３５ｗ１％含む黄銅合金は高強度で加工性
が優れた低価格銅合金材料として知られており、各種端
子、コネクター、配線器具部品。
が優れた低価格銅合金材料として知られており、各種端
子、コネクター、配線器具部品。
自動車ラジェーターや各種熱交換器等に広く使われてい
る。しかしながら黄銅合金は古くから知られているよう
に応力腐食割れ感受性が高く、応力腐食割れによる事故
が数多くみられ、信頼性や材料効率を追求する設計や用
途において大きな障害となっている。
る。しかしながら黄銅合金は古くから知られているよう
に応力腐食割れ感受性が高く、応力腐食割れによる事故
が数多くみられ、信頼性や材料効率を追求する設計や用
途において大きな障害となっている。
応力腐食割れは材料に作用する応力と腐食環境の相互作
用による現象と考えられており、材料に作用する応力を
小さくするか、使用前に低温焼鈍により残留応力を除去
する方法が採用されている。また材料側からは各種の添
加元素による改善方法も提案されているが、環境条件に
見合って応力腐食割れ感受性の小さい材料、例えば純銅
系の材料の選択を余儀なくされる場合もある。またＮｉ
やＣｕ等の被覆層を形成し、腐食環境を遮断する方法も
提案され、一部で採用されている。
用による現象と考えられており、材料に作用する応力を
小さくするか、使用前に低温焼鈍により残留応力を除去
する方法が採用されている。また材料側からは各種の添
加元素による改善方法も提案されているが、環境条件に
見合って応力腐食割れ感受性の小さい材料、例えば純銅
系の材料の選択を余儀なくされる場合もある。またＮｉ
やＣｕ等の被覆層を形成し、腐食環境を遮断する方法も
提案され、一部で採用されている。
しかしこれ等の方法は、環境によっては応力腐食割れを
防止する効果が不十分な場合があり、黄銅の高強度を加
工性の優れた低価格材料という特徴を活した改善方法が
望まれている。
防止する効果が不十分な場合があり、黄銅の高強度を加
工性の優れた低価格材料という特徴を活した改善方法が
望まれている。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Ｃｕ−Ｚｎ系合金
の優れた加工性と機械的特性を活し、耐応力腐食割れ感
受性を大巾に低減した、耐応力腐食割れ性の優れたＣｕ
−Ｚｎ系合金材料とその製造方法を開発したものである
。
の優れた加工性と機械的特性を活し、耐応力腐食割れ感
受性を大巾に低減した、耐応力腐食割れ性の優れたＣｕ
−Ｚｎ系合金材料とその製造方法を開発したものである
。
即ち本発明材料は、Ｃｕ−Ｚｎ系合金からなる芯材の表
面に、芯材よりＣｕ濃度の高い拡散層を形成したことを
特徴とするものである。
面に、芯材よりＣｕ濃度の高い拡散層を形成したことを
特徴とするものである。
また本発明製造方法は、Ｃｕ−Ｚｎ系合金を芯材とし、
その表面に芯材よりＣｕ濃度の高いＣｕ又はＣｕ合金を
被覆した後、熱拡散処理を施し、表面に芯材よりＣｕ濃
度の高い拡散層を形成することを特徴とするものである
。
その表面に芯材よりＣｕ濃度の高いＣｕ又はＣｕ合金を
被覆した後、熱拡散処理を施し、表面に芯材よりＣｕ濃
度の高い拡散層を形成することを特徴とするものである
。
本発明は強度と加工性の優れたＣｕ−Ｚｎ系合金、好ま
しくは２０〜３５ｗ（％のＺｎを含有するα黄銅又は丹
銅を芯材とし、その表面に芯材よりＣｕ濃度の高いＣｕ
又はＣｕ合金を被覆した後、熱拡散により表面に芯材よ
りＣｕ濃度の高い拡散層を形成することにより、Ｃｕ−
Ｚｎ系合金の特徴を満し、なおかつＣｕの保護メツキの
みの場合以上に著しく応力腐食割れ感受性を低減したも
のである。熱拡散によるこのような作用の詳細なメカニ
ズムは明らかでないが、表層部が応力腐食割れ感受性の
低い低Ｚｎ濃度合金となると共に、被覆又は後加工によ
る表面欠陥が減少していることが寄与しているものと推
定される。
しくは２０〜３５ｗ（％のＺｎを含有するα黄銅又は丹
銅を芯材とし、その表面に芯材よりＣｕ濃度の高いＣｕ
又はＣｕ合金を被覆した後、熱拡散により表面に芯材よ
りＣｕ濃度の高い拡散層を形成することにより、Ｃｕ−
Ｚｎ系合金の特徴を満し、なおかつＣｕの保護メツキの
みの場合以上に著しく応力腐食割れ感受性を低減したも
のである。熱拡散によるこのような作用の詳細なメカニ
ズムは明らかでないが、表層部が応力腐食割れ感受性の
低い低Ｚｎ濃度合金となると共に、被覆又は後加工によ
る表面欠陥が減少していることが寄与しているものと推
定される。
Ｃｕ−Ｚｎ系合金からなる芯材の表面に被覆するものと
しては、純Ｃｕ又は芯材よりＣｕ濃度の高い銅合金が使
用できる。被覆方法としては湿式メツキ、溶射、蒸着、
クラッド等公知の方法が利用できるが、用途に合せて最
も効率的な方法を用いればよい。被覆層の厚さは５〜２
０μで充分効果が認められ、それ以上厚くしても効果は
飽和し、製造コストが上昇し、工業的には好ましくない
。
しては、純Ｃｕ又は芯材よりＣｕ濃度の高い銅合金が使
用できる。被覆方法としては湿式メツキ、溶射、蒸着、
クラッド等公知の方法が利用できるが、用途に合せて最
も効率的な方法を用いればよい。被覆層の厚さは５〜２
０μで充分効果が認められ、それ以上厚くしても効果は
飽和し、製造コストが上昇し、工業的には好ましくない
。
以下本発明を実施例について説明する。
高周波溶解炉により、Ｃｕ地金を５ｋｇ溶解し、木炭被
覆を施した後、所定のＺｎ量を添加し、第１表に示す組
成のＣｕ−Ｚｎ合金（Ｃｕ −２０〜３５ｗｔ％Ｚｎ）
を鋳造した。この鋳塊に圧延と焼鈍を繰返し施して厚さ
１ｍｍ、巾１００ｍｍの板材とした後、長さ６０ｃａに
切断し、Ａｒ雰囲気中５００℃で１時間焼鈍して軟質材
とした。その後第１図に示すように軟質材としたＣｕ−
Ｚｎ合金板（１）の表面（両面）にＣｕ ｔ２）をメツ
キし、これを加熱拡散処理（３５０〜５５０℃、０．５
〜１０時間）して第２図に示すようにＣｕ−Ｚ ｎ合金
板（１）の表層にＣｕとＺｎの拡散層（３）を形成した
。これについて拡散層における表面のＣｕ濃度とＺｎ濃
度を測定すると共に、応力腐食試験を行なった。その結
果を第１表に示す。
覆を施した後、所定のＺｎ量を添加し、第１表に示す組
成のＣｕ−Ｚｎ合金（Ｃｕ −２０〜３５ｗｔ％Ｚｎ）
を鋳造した。この鋳塊に圧延と焼鈍を繰返し施して厚さ
１ｍｍ、巾１００ｍｍの板材とした後、長さ６０ｃａに
切断し、Ａｒ雰囲気中５００℃で１時間焼鈍して軟質材
とした。その後第１図に示すように軟質材としたＣｕ−
Ｚｎ合金板（１）の表面（両面）にＣｕ ｔ２）をメツ
キし、これを加熱拡散処理（３５０〜５５０℃、０．５
〜１０時間）して第２図に示すようにＣｕ−Ｚ ｎ合金
板（１）の表層にＣｕとＺｎの拡散層（３）を形成した
。これについて拡散層における表面のＣｕ濃度とＺｎ濃
度を測定すると共に、応力腐食試験を行なった。その結
果を第１表に示す。
腐食割れ試験は、エリクセン試験機により直径６６ｍｍ
φの円板を打抜いた後、高さ３３ｍｍのカップに絞り加
工して残留応力を１８〜２２ｋｇ／ｍ （Ｘ線測定法に
より測定）として行なった。腐食環境は月Ｓ Ｃ８３０
６に準拠し、２ ｖｏ１％のＮＨ３を１０１のデシケー
タ−内に入れてＮＨ３ガスを発生させ、その中に前記カ
ップを入れ、カップに割れが発生するまでの日数を測定
した。
φの円板を打抜いた後、高さ３３ｍｍのカップに絞り加
工して残留応力を１８〜２２ｋｇ／ｍ （Ｘ線測定法に
より測定）として行なった。腐食環境は月Ｓ Ｃ８３０
６に準拠し、２ ｖｏ１％のＮＨ３を１０１のデシケー
タ−内に入れてＮＨ３ガスを発生させ、その中に前記カ
ップを入れ、カップに割れが発生するまでの日数を測定
した。
尚比較のためＣｕメツキを施さないＣｕＺｎ合金板とＣ
ｕメツキを施した後熱拡散処理を施さないＣｕ−Ｚｎ合
金板について、同様の試験を行ない、その結果を第１表
に併記した。
ｕメツキを施した後熱拡散処理を施さないＣｕ−Ｚｎ合
金板について、同様の試験を行ない、その結果を第１表
に併記した。
第１表から明らかなように、本発明材料Ｎα１〜５は応
力腐食割れ感受性が大巾に減少し、耐応力腐食割れ性が
一段と向上することが判る。
力腐食割れ感受性が大巾に減少し、耐応力腐食割れ性が
一段と向上することが判る。
これに対し比較材料Ｎα６〜８は従来のＣｕＺｎ合金の
応力腐食割れ感性で、すでに知られている如（、Ｚ ｎ
量の増加と共に応力腐食割れ感受性が高くなっている。
応力腐食割れ感性で、すでに知られている如（、Ｚ ｎ
量の増加と共に応力腐食割れ感受性が高くなっている。
また比較材料Ｎα９は従来のＣｕメツキ材料（拡散処理
なし）で比較材料Ｎα７よりはやや応力腐食割れ感受性
が小さくなっているが、不十分であることが判る。
なし）で比較材料Ｎα７よりはやや応力腐食割れ感受性
が小さくなっているが、不十分であることが判る。
以上本発明材料として軟質材にＣｕメツキを施した後、
熱拡散処理を施した例について説明したが、これに限る
ものではなく、例えば硬質材にＣｕメツキを施し、その
後の焼鈍によって拡散させても同様の効果が得られる。
熱拡散処理を施した例について説明したが、これに限る
ものではなく、例えば硬質材にＣｕメツキを施し、その
後の焼鈍によって拡散させても同様の効果が得られる。
また硬質材を得るためには、拡散処理後、所望の冷間加
工を加えればよい。
工を加えればよい。
このように本発明によれば、Ｃｕ−Ｚｎ系合金の致命的
な欠点である応力腐食割れ感受性を大巾に小さくするこ
とが可能となり、各種の端子、コネクター、配線器具部
品、更には自動車用ラジェータのタンク材やコアプレー
ト祠に使用腰大巾な信頼性を向上することができる等、
工業上顕著な効果を奏するものである。
な欠点である応力腐食割れ感受性を大巾に小さくするこ
とが可能となり、各種の端子、コネクター、配線器具部
品、更には自動車用ラジェータのタンク材やコアプレー
ト祠に使用腰大巾な信頼性を向上することができる等、
工業上顕著な効果を奏するものである。
第１図はＣｕ−Ｚｎ合金板のＣｕメツキ状態を示す断面
図、第２図はＣｕメツキ後の熱拡散状態を示す断面図で
ある。 （１）Ｃｕ−Ｚｎ合金板 （２１Ｃｕメツキ層 （３）Ｃｕ＆Ｚｎの拡散層
図、第２図はＣｕメツキ後の熱拡散状態を示す断面図で
ある。 （１）Ｃｕ−Ｚｎ合金板 （２１Ｃｕメツキ層 （３）Ｃｕ＆Ｚｎの拡散層
Claims (2)
- （１）Ｃｕ−Ｚｎ系合金からなる芯材の表面に、芯材よ
りＣｕ濃度の高い拡散層を形成したことを特徴とする耐
応力腐食割れ性の優れたＣｕ−Ｚｎ系合金材料。 - （２）Ｃｕ−Ｚｎ系合金を芯材とし、その表面に芯材よ
りＣｕ濃度の高いＣｕ又はＣｕ合金を被覆した後、熱拡
散処理を施し、表面に芯材よりＣｕ濃度の高い拡散層を
形成することを特徴とする耐応力腐食割れ性の優れたＣ
ｕ−Ｚｎ系合金材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27734588A JPH02125830A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 耐応力腐食割れ性の優れたＣｕ−Ｚｎ系合金材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27734588A JPH02125830A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 耐応力腐食割れ性の優れたＣｕ−Ｚｎ系合金材料とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02125830A true JPH02125830A (ja) | 1990-05-14 |
Family
ID=17582232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27734588A Pending JPH02125830A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 耐応力腐食割れ性の優れたＣｕ−Ｚｎ系合金材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02125830A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120297583A1 (en) * | 2009-12-25 | 2012-11-29 | Ykk Corporation | Zipper Component and Slide Zipper, and Method for Producing Zipper Component |
| WO2021025071A1 (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金板、めっき皮膜付銅合金板及びこれらの製造方法 |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP27734588A patent/JPH02125830A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120297583A1 (en) * | 2009-12-25 | 2012-11-29 | Ykk Corporation | Zipper Component and Slide Zipper, and Method for Producing Zipper Component |
| WO2021025071A1 (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金板、めっき皮膜付銅合金板及びこれらの製造方法 |
| US11926889B2 (en) | 2019-08-06 | 2024-03-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Copper alloy plate, copper alloy plate with plating film, and methods for producing these |
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