JPH0768595B2 - 耐蝕性銅基合金材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、銅基合金製の熱間加工
材であって、耐蝕性（特に耐脱亜鉛腐蝕性，耐粒界腐蝕
性）、機械的性質及び被削性に優れた耐蝕性銅基合金材
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、銅基合金材としては、鍛造用黄
銅棒（ＪＩＳ Ｃ３７７１），快削黄銅棒（ＪＩＳ Ｃ
３６０４），ネーバル黄銅棒（ＪＩＳ Ｃ４６４１），
アルミニウム青銅棒（ＪＩＳ Ｃ６２４０），高力黄銅
棒（ＪＩＳ Ｃ６７８３）等が広く使用されている。し
かし、これらの銅基合金材は、何れも、充分な耐蝕性及
び被削性を具備するものではなかった。すなわち、快削
黄銅棒，鍛造用黄銅棒等は、亜鉛の含有量が高いため、
温水，汚染水，海水中で脱亜鉛腐蝕が発生し易いという
難点がある。一方、耐蝕性に優れるとされているネーバ
ル黄銅棒，アルミニウム青銅棒，高力黄銅棒は、被削性
が悪く、しかも耐脱亜鉛腐蝕性や耐脱アルミ腐蝕性が充
分でないという欠点がある。

【０００３】そこで、近時、このような銅基合金材にお
ける耐脱亜鉛腐蝕性を改善したものとして、特開昭５５
−９７４４３号公報に開示される如く、鍛造用黄銅材料
に微量の燐を添加した銅基合金材（以下「第１従来合金
材」という）、特公昭５１−２０３７５号公報に開示さ
れる如く、比較的多量の錫，ニッケルを銅−亜鉛合金に
添加して、耐蝕性を高めるようにした銅基合金材（以下
「第２従来合金材」という）、特公昭６０−１９４０３
５号公報に開示される如く、比較的少量の錫，ニッケル
及び微量のアンチモン，燐を銅−亜鉛合金に添加して、
耐蝕性を高めるようにした銅基合金材（以下「第３従来
合金材」という）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１従来合金
材は、微量の燐を添加することによって脱亜鉛腐蝕を抑
制しようとしたものであるが、燐の添加のみではβ相の
混在する状態で充分な耐脱亜鉛腐蝕性を得ることが困難
であり、実用上様々な問題を生じる。

【０００５】また、第２従来合金材は、錫及びニッケル
の寄与により耐脱亜鉛腐蝕性の向上を図ったものである
が、錫の添加量が１．２〜２．０重量％と比較的高いた
め、熱間押出工程での温度条件によっては、Ｓｎリッチ
のＣｕ−Ｚｎ−Ｓｎ系の金属間化合物であるγ相が出現
することになる。そして、このようなγ相が出現する
と、合金材の靱性が低下して脆くなり、熱間押出等の熱
間加工時に割れが生じ易くなる。しかも、錫が偏析し易
いために組織の安定化が困難となり、その結果、合金材
の耐蝕性にバラツキを生じ易いといった大きな欠点があ
る。これは、多量のニッケルを添加し且つ極めて狭い温
度範囲で熱間押出を行うことによって或る程度解消でき
るが、このようにすることは、合金材の製造上、作業性
が著しく低下する等の不都合を生じ、品質管理や歩留
（コスト）の点で問題がある。

【０００６】一方、第３従来合金材は、錫，ニッケル，
アンチモン，燐の寄与により耐脱亜鉛腐蝕性の向上を図
ったものであり、錫の添加量を少量（０．７〜１．２重
量％）に抑えることにより、第２従来合金材における如
くニッケルを多量に添加せずとも、比較的少量（０．２
〜０．７重量％）のニッケル添加により上記したγ相の
出現を効果的に抑止し得るように工夫されたものであ
る。また、燐，アンチモンを添加することによって、よ
り安定した耐脱亜鉛腐蝕性を確保できるものである。

【０００７】しかし、この第３従来合金材にあっては、
鉄の添加量が０．４重量％を超えると、熱間押出工程の
温度条件によっては鉄と添加元素である燐との化合物が
生成して、燐が組織基地中に然程固溶せず、耐脱亜鉛腐
蝕性の低下を招き易いといった問題を生じる。また、上
記化合物の多くが粒界に集積されることから、粒界腐蝕
を生じる。しかも、この化合物によって被削性が低下す
ることになる。

【０００８】本発明は、上記した問題を解決して、耐蝕
性（特に耐脱亜鉛腐蝕性，耐粒界腐蝕性）、機械的性質
及び被削性に優れ、しかも製造工程における品質管理が
容易で且つ安価に製造することができる耐蝕性銅基合金
材を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明の耐蝕性銅基合金材は、銅６１．０重量％以上且つ６
３．０重量％未満、鉛１．０〜３．５重量％、錫０．７
〜１．２重量％、ニッケル０．２〜０．７重量％、鉄
０．０３〜０．４重量％、及びアンチモン０．０２〜
０．１０重量％と燐０．０４〜０．１５重量％とを合計
で０．０８〜０．２０重量％含有し且つ残部が亜鉛及び
不可避同伴不純物からなる金属組成をなす熱間加工材で
あって、熱処理により実質的にα単相組織となすと共に
結晶粒界に偏在する添加元素を組織全体に均一に分散さ
せてなるものである。

【００１０】黄銅の鋳造材，押出材，抽伸材においてα
相が多くなるのは、ニッケル含有量とも関係するが、一
般には、銅含有量が６２重量％以上の場合であり、α単
相組織を得るためには銅含有量を６３重量％以上とする
必要がある。すなわち、脱亜鉛腐蝕性が主としてα相以
外の相（β相等）組織から発生することを考慮すれば、
耐蝕性及び機械的性質の面からは、銅の配合量を６３．
０重量％以上としておく必要がある。しかし、熱間加工
（例えば熱間押出）後に適切な熱処理を施せば、銅含有
量が６１．０重量％でも、後述するニッケルとの相乗効
果により安定したα単相組織を得ることが可能である。
一方、銅含有量が増加すると、α相を容易に得ることが
でき且つ耐蝕性を向上させることができる反面、引張強
さや硬さが低下することになり、熱間加工性が悪くな
る。すなわち、優れた熱間加工性が確保されるために
は、熱間加工温度域（例えば、熱間押出では後述する如
く７００〜７７０℃）で多量のβ相が含まれていること
が必要であり、素材を熱間加工時に加熱した場合、素材
の合金組織が「高温で延性の高いβ相」を一定量以上
（一般に５０％以上）含む二相組織（α＋β相組織）に
変態することが必要であるが、銅の配合量が多量である
と、５０％以上のβ相を含む組織変態を得ることが極め
て困難である。勿論、「高温で延性の高いβ相」がどの
程度含まれるかは、銅と他の添加元素との配合比率によ
って決まり、一概に、銅の配合量のみによって決まるも
のではないが、少なくとも、銅の配合量を６３．０重量
％以上とした場合には、銅と亜鉛，ニッケル等との配合
比率を如何に設定したとしても、熱間加工温度域で５０
％以上のβ相を得ることは困難である。 このように、銅
の配合量を６３．０重量％以上とすることは、耐蝕性の
面からは好ましいが、熱間加工性の面からは好ましくな
い点、及び上記した如く、熱処理を施せば、銅含有量が
６１．０重量％でもニッケルとの相乗効果により安定し
たα単相組織を得ることが可能である点から、熱間加工
材に熱処理を施すことを条件として、銅の６１重量％〜
６３重量％未満とした。

【００１１】錫は耐蝕性を向上させるために添加され
る。前記した第２従来合金材では錫の含有量を比較的多
く（１．２〜２．０重量％）しているが、本発明者が実
験，研究したところによれば、熱処理により安定したα
相組織が得られる場合、錫の添加量を少なくしても、後
述のニッケル，アンチモン，燐による耐蝕性の向上と相
俟って、充分良好な耐蝕性が得られることが判明した。
しかし、０．７重量％未満であると、顕著な耐蝕性向上
が認められない。また、１．２重量％を超えると、脆い
γ相が出現し易くなる。したがって、錫が高価な金属で
あるという経済性も考慮して、錫の含有量は０．７〜
１．２重量％とした。

【００１２】鉛は被削性を向上させるために添加される
が、添加量が１．０重量％未満であると、充分な被削性
が得られない。一方、鉛添加量を多くすると製造工程に
おける熱間押出作業が困難となることから、前記した第
２及び第３従来合金材においては鉛の上限添加量を２．
５重量％に抑えているが、本発明では上記した如く銅の
下限含有量を６１．０重量％と低くしているため熱間押
出作業が容易であり、鉛の添加量を２．５重量％以上と
しても、安定して熱間押出材を製造することが可能であ
る。しかし、３．５重量％を超えると、伸び，衝撃値等
が低下することになる。このような理由から、鉛の含有
量は１．０〜３．５重量％とした。

【００１３】ニッケルは、錫との相乗効果によって耐蝕
性の向上をもたらし、且つその機械的性質を改善するた
めに添加されるものである。ニッケルは亜鉛当量が負で
あるため、その添加量を増加するに従ってα相組織が多
くなる。したがって、ニッケルを添加することによっ
て、銅含有量を６１．０重量％程度に低くしても、β相
の増加を阻止すると共にＳｎリッチのγ相（Ｃｕ−Ｚｎ
−Ｓｎ系の金属間化合物）の出現を阻止することが可能
である。そして、熱間押出後の熱処理により安定したα
相組織が得られ、耐蝕性、特に耐脱亜鉛腐蝕性が向上す
る。さらに、ニッケルの添加により、安定したα相組織
であるにも拘わらず、機械的強度の高い合金材が得られ
る。而して、このような効果は、ニッケルの添加量が
０．２重量％未満では然程期待できないし、かといって
０．７重量％を超えても、耐蝕性，機械的強度の面で然
程に向上する訳ではなく、寧ろ経済性を勘案すれば問題
がある。このような理由から、ニッケルの含有量は０．
２〜０．７重量％とした。

【００１４】アンチモンは、錫，燐の添加と相俟って、
脱亜鉛腐蝕を抑制するために添加される。アンチモン
は、化学的活性度の高い元素であるため、組織基地中に
固溶するのみならず、鉛含有の黄銅においては鉛にも或
る程度固溶する。したがって、アンチモンの有効添加量
は、かかる固溶量を勘案して設定しなければならない。
本発明者の実験，研究によれば、鉛含有の黄銅では、耐
脱亜鉛腐蝕に関して有効に作用するためにはアンチモン
を少なくとも０．０２重量％添加する必要がある。一
方、アンチモンの添加量が０．１０重量％を超えると、
脆くなり、特に熱間加工性を阻害することになる。した
がって、アンチモンの単独添加で耐蝕性の向上を図る場
合には却って工業的有用性を損なう虞れが強い。このよ
うな点から、錫，燐，鉛との相互関係を考慮して、アン
チモンの含有量は、０．０２〜０．１０重量％とした。

【００１５】燐は、上述した如く錫，アンチモンの添加
と相俟って、脱亜鉛腐蝕を抑制するために添加される。
燐は、アンチモンと同様に化学的活性度の高い元素であ
り、鉄と容易に化合物を形成して、耐蝕性に影響を与え
る。析出した或いは未固溶の鉄と燐とが化合物を生成し
て耐蝕性が向上する反面、燐が鉄により消費されるた
め、本来の燐添加による効果が低下する。したがって、
鉄による燐の消費分を勘案して、燐の適正添加量を決定
する必要がある。また、燐の添加量が多い場合は、粒界
への偏析が生じ、そのために延性が低下すると共に却っ
て粒界腐蝕感受性が高くなる。本発明者が実験，研究し
たところによると、前記した第３従来合金材における鉄
含有量（０．１〜１．０重量％）が上限値側である場
合、燐を０．２重量％以上添加しないと、燐が優先的に
鉄と化合物を形成するため、燐は組織基地中に殆ど固溶
しない。燐の添加量が０．２重量％以上となると、粒界
腐蝕感受性を高め、化合物も粒界に析出して、耐蝕性を
劣化させる。このため、後述する如くに鉄の含有量を少
量に制限し、錫，アンチモンとの相互関係において燐の
配合適正範囲を０．０４〜０．１５重量％とした。

【００１６】また、上記したアンチモン及び燐は共に粒
界に偏析し易い性質を有するものであるから、両者の合
計添加量が０．２０重量％を超えると、延性が低下し、
特に熱間加工性を阻害することになる。一方、これらと
錫との相互作用によって、より安定した耐蝕性を確保す
るためには、アンチモン及び燐の合計添加量を０．０８
重量％以上としておく必要がある。したがって、アンチ
モン及び燐は、合計添加量が０．０８〜０．２０重量％
の範囲で添加させるのである。

【００１７】鉄は合金の結晶を微細化させ、これによっ
て強度を高める機能がある。但し、鉄の添加量が少ない
と、かかる機能は充分に発揮されない。ところで、上述
の燐も鉄と同等に或いはそれ以上に結晶粒の微細化機能
を有するものであるから、鉄との相乗作用によって結晶
粒の微細化，機械的性質の向上に寄与する。このような
燐と鉄との相乗効果は、鉄の添加量が０．０３重量％未
満では充分に発揮されない。一方、本発明者の実験，研
究によれば、耐蝕性に悪影響を与える未固溶或いは析出
した鉄は、前述した如く、燐との化合物を形成し、耐蝕
性に及ぼす鉄の影響を著しく減少せしめることができ
る。しかし、鉄の添加量が０．４重量％を超えると、燐
−鉄化合物量が増加して、燐が消費され、組織基地への
燐の有効添加量が不足して、目的の耐蝕性を得ることが
できない。さらに、その化合物が粒界に堆積する確率が
高くなるため、粒界腐蝕感受性が増大する。また、鉄−
燐化合物量が増加すると、被削性も低下する。このよう
な耐蝕性の向上、機械的性質の向上、被削性の維持及び
経済性を考慮して、鉄の含有量は０．０３〜０．４重量
％とした。

【００１８】ところで、銅の配合量を６３．０重量％未
満としておくと、高温条件下（熱間押出は、通常、７０
０〜７７０℃の高温条件下で行われる）で５０％以上の
β相を含む二相組織（α＋β相組織）に容易に変態する
ことができ、その結果、複雑な形状（例えば、後述する
ような六角棒状）の熱間加工が可能となるような優れた
熱間加工性が発揮されることになるが、熱間加工材が室
温まで冷却されたときには、加工材が非平衡状の結晶組
織となってβ相が残留することになり、同時に、主とし
て結晶粒界で添加元素つまり亜鉛，錫，鉄，ニッケル，
アンチモン，燐（特に、錫，アンチモン，燐）の局部的
な偏在が生じる。このようなβ相の存在は熱間加工性を
向上させる上では必要なものであるが、その一方で、耐
蝕性（耐脱亜鉛腐食性，耐粒界腐食性）を低下させる原
因となる。かかるβ相の残留は、その量が極く僅かであ
っても、耐蝕性に大きな影響を与え、耐蝕性を著しく低
下させる。しかも、この耐蝕性の低下の程度は、上記し
た結晶粒界における添加元素の偏在によって、更に大き
くなる。

【００１９】本発明では、押出材の如き熱間加工材を熱
処理（焼鈍）しておくことによって、残留するβ相を消
滅させ、粒界での元素の局部的な偏在を解消し、粒内及
び粒界での元素濃度分布を均一化させることにより、銅
含有量を６３重量％未満としたにも拘わらず、飛躍的に
耐粒界腐蝕性を含めた耐蝕性を高めることができ、同時
に、粒界で錫，アンチモン，燐の濃度が高くなることに
よる延性の低下を防止することができるようにしたので
ある。なお、本発明者が実験，研究したところによる
と、焼鈍温度が６００℃を超えるとβ相の消滅は却って
困難となり、逆に、５００℃未満であると粒界での元素
の局部的な偏在の解消及びβ相消滅に多くの時間を要す
ることが判明した。さらに、焼鈍時間が３０分未満では
上記焼鈍効果が然程発揮されない。逆に、３時間を超え
ても上記焼鈍効果は殆ど変わらず、経済的に無駄であ
る。したがって、熱間加工材の熱処理は５００〜６００
℃，３０分間〜３時間の条件で行うのがよい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実
施例として、表１に示す組成の銅基合金材料からなる約
７５０℃の鋳塊（径２２０ｍｍ，長さ５００ｍｍのビレ
ット）を、実操業押出機（２１００ｔ直接押出機）によ
り、２０mm径の丸棒状に熱間押出した後、５５０℃，３
０分の条件で熱処理つまり焼鈍して、本発明に係る銅基
合金材Ｎｏ．１及びＮｏ．２を得た。さらに、表１に示
す組成の銅基合金材料からなる約７５０℃の鋳塊（径２
２０ｍｍ，長さ５００ｍｍのビレット）を実操業押出機
（２１００ｔ直接押出機）により六角棒状（角部を僅か
に円弧状とした、一辺長さ１８ｍｍの断面六角形状のも
の）に熱間押出した後、５５０℃，３０分の条件で熱処
理して、本発明に係る銅基合金材Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１２
を得た。また、比較例として、表１に示す組成の銅基合
金材料を上記銅基合金材Ｎｏ．１及びＮｏ．２における
と同一条件で２０mm径の丸棒状に熱間押出して、上記と
同一条件で熱処理した銅基合金材Ｎｏ．１３と、熱処理
をしない銅基合金材Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．２０を得た。さ
らに、比較例として、表１に示す組成の銅基合金材料を
上記銅基合金材Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１２におけると同一条
件で同一の六角棒状に熱間押出して、熱処理をしない銅
基合金材Ｎｏ．２２〜Ｎｏ．２６を得た。なお、比較例
の銅基合金材において、Ｎｏ．１４は熱処理をしない点
を除いて、Ｎｏ．１と同一のものである。また、Ｎｏ．
１５は「ＪＩＳ Ｈ３２５０」にいう快削黄銅棒（Ｃ３
６０７）に、Ｎｏ．１６は「ＪＩＳ Ｈ３２５０」にい
う鍛造用黄銅棒（Ｃ３７７１）に、Ｎｏ．１７は「ＪＩ
Ｓ Ｈ３２５０」にいうネーバル黄銅棒（Ｃ４６４１）
に、Ｎｏ．１８は「ＪＩＳ Ｈ３２５０」にいう高力黄
銅棒（Ｃ６７８２）に、Ｎｏ．１９は前記第１従来合金
材に、Ｎｏ．２０は前記第２従来合金材に、又Ｎｏ．２
１は前記第３従来合金材に、夫々相当するものである。
また、比較例の銅基合金材Ｎｏ．１３及びＮｏ．２２〜
Ｎｏ．２６は、合金組成上、銅の配合量が６３重量％以
上となっている点を除いて、本発明の範囲に含まれるも
のである。

【００２１】

【表１】

【００２２】そして、銅基合金材Ｎｏ．１及びＮｏ．２
並びにＮｏ．１４〜Ｎｏ．２１について、各々、機械的
性質（引張強さ，伸び，硬さ）及び被削性に関して試験
したところ、表２に示す如き結果が得られた。なお、被
削性については、所謂ドリルテスト値をもって評価し
た。このドリルテスト値は、基準試料に対する穿孔時間
の比率を示したものであり、その値が大きい程被削性に
優れることになる。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２に示す試験結果から明らかなように、
本発明に係る銅基合金材Ｎｏ．１及びＮｏ．２は、何れ
も、耐蝕性を向上させるものの伸びを減少させる性質を
有する錫，燐，アンチモン等の元素を比較的多く含有し
ているにも拘らず、これらが組織基地中に均一に固溶し
ているために伸びがあり、且つ鉛を含有しているために
被削性が極めて良好である。

【００２５】さらに、上記各銅基合金材Ｎｏ．１及びＮ
ｏ．２並びにＮｏ．１４〜Ｎｏ．２１について、「ＩＳ
Ｏ ６５０９」及び「ＪＢＭＡＴ−３０３（日本伸銅協
会技術標準）」に夫々定める方法により脱亜鉛腐蝕試験
を行ったところ、表３に示す如き結果（脱亜鉛腐蝕深さ
（最大値）及び腐蝕形態）が得られた。

【００２６】すなわち、「ＩＳＯ ６５０９」による脱
亜鉛腐蝕試験にあっては、各銅基合金材Ｎｏ．１及びＮ
ｏ．２並びにＮｏ．１４〜Ｎｏ．２１から得た試料を、
暴露試料表面が押出材，抽伸材の押出し方向に対して直
角となるようにしてフェノール樹脂材に埋込み、試料表
面をエメリー紙により１２００番まで研磨した後、これ
を純水中で超音波洗浄して乾燥した。かくして得られた
被腐蝕試験試料を、１．０％の塩化第２銅２水和塩（Ｃ
ｕＣｌ₂ ・２Ｈ₂Ｏ）の水溶液（１２．７ｇ／ｌ）中に
浸漬し、７５℃の温度条件下で２４時間保持した後、水
溶液中から取出して、脱亜鉛，粒界腐蝕の進行状態を顕
微鏡写真に撮って、その腐蝕形態を判定すると共に、そ
の脱亜鉛腐蝕深さの最大値を測定した。なお、上記顕微
鏡写真のうち、代表的な事例（合金材Ｎｏ．１，Ｎｏ．
２，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．１６，Ｎｏ．１
７，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２１）に関するものについて、
図１〜図８に示した。

【００２７】また、「ＪＢＭＡＴ−３０３」による脱亜
鉛腐蝕試験にあっては、ＣＯ₂ ，Ｏ₂ ，Ｎ₂ の混合ガス
（混合比は、１０（ＣＯ₂ ）：２０（Ｏ₂ ）：７０（Ｎ
₂ ））を飽和させた６０℃，１０００mmｌのＮａＣｌ
（０．５Ｍｏｌ）及びＮａＣＯ₃ （０．００５Ｍｏｌ）
の水溶液（ＰＨ：６．５〜７．０）中において、上記し
た被腐蝕試験試料に１ｍＡ／ｃｍ² の直流電流を印加し
て、２４時間定電流アノード分極した後、その脱亜鉛腐
蝕深さの最大値を測定し、腐蝕形態を判定した。

【００２８】

【表３】

【００２９】表３の試験結果から明らかなように、本発
明に係る銅基合金材Ｎｏ．１及びＮｏ．２は、何れも、
脱亜鉛腐蝕深さ（最大値）が０．０３mm以下であり、銅
含有量を６３重量％以上とした比較例銅基合金材Ｎｏ．
３と同等の耐蝕性を有し、他の比較例銅基合金材Ｎｏ．
１４〜Ｎｏ．２１に比しては、耐脱亜鉛腐蝕性，耐粒界
腐蝕性に極めて優れるものであることが理解される。な
お、銅基合金材Ｎｏ．１及びＮｏ．２は、錫の含有量が
比較的少ないことから、錫の偏析等が生じ難く、その結
果、熱処理条件の僅かな差異によって耐蝕性等が大きく
変動することがなく、熱処理工程の管理が容易になり且
つ耐蝕性のバラツキも殆ど皆無であることが確認され
た。

【００３０】 さらに、六角棒状の熱間押出材である銅基
合金材Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１２及びＮｏ．２２〜Ｎｏ．２
６については、上記したと同一の手法により「ＩＳＯ
６５０９」の脱亜鉛腐蝕試験を行って、その脱亜鉛腐蝕
深さの最大値及び平均値を測 定すると共に、その腐蝕形
態を判定した。特に、本発明に係る銅基合金材Ｎｏ．３
〜Ｎｏ．１２については、熱処理による効果を確認する
ために、室温まで冷却された熱処理前の熱間押出材から
採取した試料についても、脱亜鉛腐蝕深さの最大値及び
平均値を測定すると共に腐蝕形態を判定した。その結果
は、表４に示す通りであった。

【００３１】

【表４】

【００３２】 表４から理解されるように、熱処理をしな
い場合、銅含有量が６３重量％未満である銅基合金材Ｎ
ｏ．３〜Ｎｏ．１０と銅含有量が６３重量％以上である
銅基合金材Ｎｏ．２２〜Ｎｏ．２６とでは、これらが何
れも銅以外の組成が本発明で特定する組成範囲内である
にも拘わらず耐蝕性に大きな差がある。すなわち、後 者
の銅基合金材Ｎｏ．２２〜Ｎｏ．２６は優れた耐蝕性を
有するが、これに比して、前者の銅基合金材Ｎｏ．３〜
Ｎｏ．１０は、前述したβ相の残留と添加元素の偏在に
より、耐蝕性が著しく劣る。

【００３３】 しかし、熱処理を行った本発明に係る銅基
合金材Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１０については耐蝕性が極めて
向上しており、表４から理解されるように、銅含有量を
６３重量％以上とした銅基合金材Ｎｏ．２２〜Ｎｏ．２
６に比しても耐蝕性が大幅に向上している。このことか
ら、熱処理により、残留するβ相が消失させて実質的に
α単相組織となすと共に結晶粒界に偏在する添加元素が
組織全体に均一に分散させ得て、銅含有量が６３重量％
未満である銅基合金材であっても、熱間加工後に適切な
熱処理を施すことによって、耐蝕性を飛躍的に向上させ
うることが理解される。

【００３４】 また、銅基合金材Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１２及
びＮｏ．２２〜Ｎｏ．２６については、熱間押出後の表
面形態から熱間加工性つまり熱間押出性を判定した。そ
の結果は、次の通りであった。すなわち、銅含有量を６
３重量％以上とした比較例銅基合金材Ｎｏ．２２〜Ｎ
ｏ．２６については、図９に示す如く、角部に蛇腹状の
亀裂（通称「ザラ」）が生じ、熱間押出性が頗る悪いこ
とが確認された。この亀裂は、銅含有量が６３重量％に
比して大きい値をとるもの程顕著に現れ、６３重量％な
いしこれに近い値をとるもの（Ｎｏ．２５及びＮｏ．２
６）については僅かであった。一方、銅含有量を６３重
量％未満とした本発明に係る銅基合金材Ｎｏ．３〜Ｎ
ｏ．１２については、何れも平滑な表面形態をなしてお
り、熱間押出性に優れることが確認された。このことか
ら、銅含有量を６３重量％以上とした場合には六角棒状
等の熱間加工材を得ることが困難であるが、銅含有量を
６３重量％未満としておくことによって、複雑な形状の
ものでも良品質の熱間加工材を得ることができることが
理解される。なお、表４に示す熱間加工性（熱間押出
性）については、その判定を亀裂の程度及び有無によっ
て行い、顕著な亀裂が生じている場合を×、僅かな亀裂
が生じている場合を△、亀裂が全く生じておらず、平滑
な表面形態をなしている場合を○とした。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、本発明によれば、実用的な形状に熱間加工された良
品質の銅基合金材であって、耐蝕性（特に、耐脱亜鉛腐
蝕性，耐粒界腐蝕性），機械的性質，被削性の何れにお
いても極めて優れた銅基合金材を提供することができる
から、銅基合金材の用途を大幅に拡大することができ
る。しかも、製造工程における熱間押出作業，温度管理
が容易で、製造歩留りが良く、常に、安定した品質の製
品を安価に提供できる。そして、本発明の銅基合金材
は、温水，汚染水，海水等に対する耐蝕性に優れ、しか
も被削性，機械的強度に優れるものであるから、バルブ
部品（弁体，弁棒等），機械部品，船舶用部品，電気部
品，シャフト，ポンプ軸，ブッシュ，管状部材，板状部
材等に好適に使用され、その用途は極めて広範なもので
ある。さらに、アルミニウム，シリコン，マンガン等を
含まないため、削屑等の加工屑を青銅鋳物等の材料とし
て再利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】「ＩＳＯ ６５０９」による脱亜脱亜鉛腐蝕試
験後における銅基合金材Ｎｏ．１の暴露面に対する直角
断面の金属組織を２００倍に拡大して示す顕微鏡写真で
ある。

【図２】同試験後における銅基合金材Ｎｏ．２の暴露面
に対する直角断面の金属組織を２００倍に拡大して示す
顕微鏡写真である。

【図３】同試験後における銅基合金材Ｎｏ．３の暴露面
に対する直角断面の金属組織を２００倍に拡大して示す
顕微鏡写真である。

【図４】同試験後における銅基合金材Ｎｏ．４の暴露面
に対する直角断面の金属組織を２００倍に拡大して示す
顕微鏡写真である。

【図５】同試験後における銅基合金材Ｎｏ．６の暴露面
に対する直角断面の金属組織を１００倍に拡大して示す
顕微鏡写真である。

【図６】同試験後における銅基合金材Ｎｏ．７の暴露面
に対する直角断面の金属組織を１００倍に拡大して示す
顕微鏡写真である。

【図７】同試験後における銅基合金材Ｎｏ．１０の暴露
面に対する直角断面の金属組織を２００倍に拡大して示
す顕微鏡写真である。

【図８】同試験後における銅基合金材Ｎｏ．１１の暴露
面に対する直角断面の金属組織を２００倍に拡大して示
す顕微鏡写真である。

【図９】 六角棒状に熱間押出して得られた銅基合金材の
表面形態を示す斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 恵一郎 大阪府堺市三宝町８丁374番地 三宝伸銅 工業株式会社内 (72)発明者 助川 東輔 長野県諏訪市湖岸通り５丁目11番90号 東 洋バルヴ株式会社 諏訪工場内 (72)発明者 下田 義人 長野県諏訪市湖岸通り５丁目11番90号 東 洋バルヴ株式会社 諏訪工場内 (56)参考文献 特開 昭60−194035（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−31437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−245754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−85949（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅６１．０重量％以上且つ６３．０重量
   ％未満、鉛１．０〜３．５重量％、錫０．７〜１．２重
   量％、ニッケル０．２〜０．７重量％、鉄０．０３〜
   ０．４重量％、及びアンチモン０．０２〜０．１０重量
   ％と燐０．０４〜０．１５重量％とを合計で０．０８〜
   ０．２０重量％含有し且つ残部が亜鉛及び不可避同伴不
   純物からなる金属組成をなす熱間加工材であって、熱処
   理により実質的にα単相組織となすと共に結晶粒界に偏
   在する添加元素を組織全体に均一に分散させてなる耐蝕
   性銅基合金材。