JPH11131157A

JPH11131157A - 耐食性及び熱間加工性に優れた銅基合金を用いた温水関連機器、電気・機械部品、船舶用部品

Info

Publication number: JPH11131157A
Application number: JP22655098A
Authority: JP
Inventors: Sadao Sakai; 貞夫酒井; Setsuo Kaneko; 節男金子; Kazuaki Yajima; 一明矢島; Kazuhiko Kobayashi; 和彦小林
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 1999-05-18
Anticipated expiration: 2019-01-06
Also published as: JP3483773B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｐｂ入り黄銅本来の鍛造性を有し、原材料コ
ストをより安価にしたものであり、優れた耐脱亜鉛腐食
性を有した銅基合金を提供すると共に、温水関連機器、
電気・機械部品或は船舶用部品に好適な銅基合金を提供
するものである。【解決手段】Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、Ｐ
0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％を含
有し、残りがＺｎと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有した銅基合金を材料として温水関連機器を製
造するようにしたことを特徴とする耐食性及び熱間加工
性に優れた銅基合金を用いた温水関連機器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、腐食水溶液存在下で使
用しても黄銅の脱亜鉛腐食への優れた耐食性及び熱間加
工性に優れた銅基合金を用いた温水関連機器、電気・機
械部品、船舶用部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｐｂ入り黄銅は、鍛造性などの
優れた性質から広く使用されているが、腐食液雰囲気中
で脱亜鉛腐食を起す欠点がある。そのために限られた用
途においてのみ使用されているのが実情である。従来よ
り使用されてきた耐脱亜鉛腐食黄銅は、満足な耐脱亜鉛
腐食性を示さないものであったり、或は、Ｆｅなどの製
造上の不可避不純物を極力低く抑えるため、原材料コス
トが高いバージン配合などをしなければならない等の課
題を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した実
情に鑑みて開発したものであり、その目的とするところ
は、Ｐｂ入り黄銅本来の鍛造性を有し、原材料コストを
より安価にしたものであり、優れた耐脱亜鉛腐食性を有
した銅基合金を提供すると共に、温水関連機器、電気・
機械部品或は船舶用部品に好適な銅基合金を提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１における発明は、Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ
0.5〜4.5％、Ｐ0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.
05〜0.30％を含有し、残りがＺｎと不可避不純物からな
る組成（以上重量％）を有した銅基合金を材料として温
水関連機器を製造するようにしたことを特徴とする耐食
性及び熱間加工性に優れた銅基合金を用いた温水関連機
器である。また、請求項２における発明は、Ｃｕ59.0〜
62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、Ｐ0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜
2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％を含有し、残りがＺｎと不可
避不純物からなる組成（以上重量％）を有した銅基合金
を材料として電気・機械部品を製造するようにしたこと
を特徴とする耐食性及び熱間加工性に優れた銅基合金を
用いた電気・機械部品である。更に、請求項３における
発明は、Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、Ｐ0.05〜
0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％を含有し、
残りがＺｎと不可避不純物からなる組成（以上重量％）
を有した銅基合金を材料として船舶用部品を製造するよ
うにしたことを特徴とする耐食性及び熱間加工性に優れ
た銅基合金を用いた船舶用部品である。また、請求項４
における発明は、Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、
Ｐ0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％、
Ｔｉ0.02〜0.15％を含有し、残りがＺｎと不可避不純物
からなる組成（以上重量％）を有した銅基合金を材料と
して温水関連機器を製造するようにした銅基合金を用い
た温水関連機器である。

【０００５】上記した本発明における銅基合金の組成範
囲とその理由について説明をする。Ｃｕ：Ｃｕ量を増加させる程、耐脱亜鉛腐食性は高まる
が、ＣｕはＺｎよりも材料単価が高価であり、原材料コ
ストを低く抑えるためであることと本発明合金の主用途
である熱間鍛造性も良好であることを考慮して、Ｃｕ組
成範囲を59.0〜62.0％とした。中でも、60.5〜61.5％の
範囲が好ましい。

【０００６】Ｐｂ：Ｐｂは鍛造製品の切削加工性を向上
させるために添加する。0.5％以下では切削性が好まし
くなく、また、あまり多く添加すると引張り強さ、伸び
及び衝撃値が低下してしまうので、Ｐｂ組成範囲を0.5
〜4.5％とした。中でも、1.6〜2.4％の範囲が好まし
い。

【０００７】Ｐ：Ｐは、耐脱亜鉛腐食性を向上させるた
めに添加した。表１及び表２に示す様に添加する程、耐
脱亜鉛腐食性は向上するが、添加したＰの一部が堅くて
脆いＣｕ₃Ｐ相として合金中に存在してしまうため、本
発明合金の主用途である鍛造性に悪影響を及ぼす事なく
満足な耐脱亜鉛腐食性を示すＰ組成範囲を0.05〜0.25％
とした。中でも、0.07〜0.10％の範囲が好ましい。

【表１】

【表２】表１のサンプルは、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎ量を
略一定にした鋳物サンプルであり、脱亜鉛試験は、ＩＳ
Ｏ規格脱亜鉛試験法で行った。

【０００８】Ｓｎ：Ｓｎは、耐脱亜鉛腐食性を向上させ
るために添加した。表３及び表４に示すように、添加す
る程、耐脱亜鉛腐食性は向上するが、ＳｎはＺｎよりも
材料単価が高価であり、原材料コストを低く抑えるため
極力低く抑える必要がある。脱亜鉛腐食を抑制するＣ
ｕ、Ｐとの兼合いで最も良好な耐脱亜鉛腐食性を示すＳ
ｎの範囲を0.5〜2.0％とした。中でも、1.0〜1.5％の範
囲が好ましい。

【表３】

【表４】表３のサンプルは、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎ量を
略一定にした鋳物サンプルであり、脱亜鉛試験は、ＩＳ
Ｏ規格脱亜鉛試験法で行った。

【０００９】Ｎｉ：Ｎｉは、添加することにより直接耐
脱亜鉛腐食性に効果がある。また、一方で鋳塊状態での
組織を微細化し、α＋β組織の均一細分化が可能であ
り、その後の押出、鍛造等の加工により均一に細かく分
散し、耐脱亜鉛性に効果がある。そこで、Ｎｉの組成範
囲を0.05〜0.30％とした。中でも、0.05〜0.10％の範囲
が好ましい。

【００１０】Ｔｉ：Ｎｉとの相乗効果でβ相の均一細分
化の効果を助長させるため添加した。Ｔｉ組成範囲を0.
02〜0.10％または0.02〜0.15％とした。Ｎｉ、Ｔｉを添
加することにより鋳塊組織が細分化されることを組織写
真に示す。図１は、従来の黄銅材におけるＪＩＳＣ３７
７１の鋳塊組織写真を示し、図２は、第一乃至第三の発
明における銅基合金でＣｕ60.5、Ｐｂ2.1、Ｐ0.10、Ｓ
ｎ1.2、Ｎｉ0.12（ｗｔ％）を含有した鋳塊組織写真を
示し、図３は、第四の発明における銅基合金でＣｕ60.
5、Ｐｂ2.1、Ｐ0.10、Ｓｎ1.2、Ｎｉ0.20、Ｔｉ0.06
（ｗｔ％）の鋳塊組織写真をそれぞれ示す。図４は、従
来例におけるＪＩＳＣ３７７１のミクロ組織写真（×３
００）、図５は、第一乃至第三の発明のミクロ組織写真
（×２００）、図６は、第四の発明のミクロ組織写真
（×２００）である。

【００１１】製造上、Ｆｅなどの不可避不純物は、合計
で0.8％以下にすることが好ましい。この範囲は、通
常、公知のＪＩＳ規格成分範囲内で一般黄銅を製造して
いる限り、特別なことをしなくても可能である。また、
これは製造コストを低く抑えることであり、耐脱亜鉛腐
食性を向上させるためにＰを用いたのは、原材料が安価
であり、また、微量な添加量で満足な耐脱亜鉛腐食性を
示すためである。本発明における製造法は、上記組成合
金鋳塊の一例として、ビレット加熱温度700℃で押出・
抽伸・熱間鍛造後熱処理し、鍛造製品内部応力除去を十
分に行うことによって実施される。

【００１２】

【実施例】本発明における耐食性及び熱間加工性に優れ
た銅基合金を適用した実施例を実験例並びに比較例と共
に説明する。表５に熱間鍛造性試験、脱亜鉛腐食性試験
の結果を示す。各サンプルとも上記の製造法で製造した
ものであり、250mm径ビレットから24Фの棒に押出温度7
00℃で押出し、断面減少率10％で抽伸後、加熱温度720
℃で熱間鍛造成型をし、10倍率の実体顕微鏡により成型
性を確認した。なお、成型性は、公知のＪＩＳＣ３７７
１（サンプルＮｏ.１）を基準とし、鍛造成型性が同等
のものを○印、劣るものを×印として示した。

【００１３】鍛造後、各サンプルを475℃×5.0Ｈｒの条
件で熱処理し、鍛造製品内部応力除去し、脱亜鉛試験を
行った。熱処理は、電気炉を用いて所定温度に所定時間
保持後、放冷した。脱亜鉛試験は、各試験片をＩＳＯ規
格脱亜鉛試験と同様の75±3℃の2.5ml(1％Ｃｕｃｌ₂水
溶液）／試験片暴露面積（mm²)に浸漬し、その脱亜鉛深
さを測定した。脱亜鉛深さが75μm以下を◎印、75〜200
μmを○印、200μm以上を×印として示した。

【００１４】

【表５】サンプルＮｏ.１は、Ｃｕ量が低く、Ｐ、Ｎｉを含有し
ていないため耐脱亜鉛性が劣る。Ｎｏ.２〜Ｎｏ.４は、
Ｃｕ量とＰ量との関係が鍛造性に悪影響を与える比であ
るので鍛造性が劣る。Ｎｏ.５は、Ｓｎを含有していな
いため耐脱亜鉛性が劣る。Ｎｏ.６は、Ｐを含有してい
ないため耐脱亜鉛性が劣る。Ｎｏ.１１〜Ｎｏ.１３は、
Ｃｕ量が低いため耐脱亜鉛性が劣る。Ｎｏ.７〜Ｎｏ.１
０は、鍛造性、耐脱亜鉛性共に優れている。図７は、従
来の鍛造用黄銅（Ｃ３７７１）をＩＳＯー6509法である
脱亜鉛試験で行った脱亜鉛腐食部の写真(×50)であり、
同写真によると、1100μm程度の脱亜鉛腐食部１が確認
された。図８は、本発明における鍛造用耐脱亜鉛黄銅を
ＩＳＯー6509法である脱亜鉛試験で行った脱亜鉛腐食部
の写真(×200)であり、同写真によると、22.5μm程度の
脱亜鉛腐食部２が表れ、優れた耐脱亜鉛腐食効果が確認
された。

【００１５】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によると、耐食性及び熱間加工性に優れた銅基合金は、
ステム、弁座、ジスク等のバルブ部品、建築資材や電気
・機械部品、船舶用部品、給湯器機などの温水関連機器
や塩水ラインなどのように、脱亜鉛腐食が発生する機器
などの部材・部品或はその他の機器類に広く適用するこ
とができると共に、Ｐｂ入り黄銅本来の鍛造性を有し、
熱間加工性に優れ、原材料コストをより安価にすること
により経済性にも富み、また、優れた耐食性及び熱間加
工性に優れた顕著な効果を奏する銅基合金を提供するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の黄銅棒であるＪＩＳＣ３７７１の鋳塊組
織写真（×２００）である。

【図２】第一乃至第三の発明における銅基合金の鋳塊組
織を示した写真である。

【図３】第四の発明における銅基合金の鋳塊組織を示し
た写真である。

【図４】従来の黄銅棒であるＪＩＳＣ３７７１のミクロ
組織写真（×３００）である。

【図５】第一乃至第三の発明のミクロ組織写真（×２０
０）である。

【図６】第四の発明のミクロ組織写真（×２００）であ
る。

【図７】従来の鍛造用黄銅（Ｃ３７７１）をＩＳＯー65
09法である脱亜鉛試験で行った脱亜鉛腐食部の写真(×
５０)である。

【図８】本発明における鍛造用耐脱亜鉛黄銅をＩＳＯー
6509法である脱亜鉛試験で行った脱亜鉛腐食部の写真
(×２００)である。

【符号の説明】

２脱亜鉛腐食部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林和彦長野県茅野市宮川字小早川7377番地株式会社キッツ茅野工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、Ｐ
0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％を含
有し、残りがＺｎと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有した銅基合金を材料として温水関連機器を製
造するようにしたことを特徴とする耐食性及び熱間加工
性に優れた銅基合金を用いた温水関連機器。
【請求項２】Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、Ｐ
0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％を含
有し、残りがＺｎと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有した銅基合金を材料として電気・機械部品を
製造するようにしたことを特徴とする耐食性及び熱間加
工性に優れた銅基合金を用いた電気・機械部品。
【請求項３】Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、Ｐ
0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％を含
有し、残りがＺｎと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有した銅基合金を材料として船舶用部品を製造
するようにしたことを特徴とする耐食性及び熱間加工性
に優れた銅基合金を用いた船舶用部品。
【請求項４】Ｃｕ59.0〜62.0％、Ｐｂ0.5〜4.5％、Ｐ
0.05〜0.25％、Ｓｎ0.5〜2.0％、Ｎｉ0.05〜0.30％、Ｔ
ｉ0.02〜0.15％を含有し、残りがＺｎと不可避不純物か
らなる組成（以上重量％）を有した銅基合金を材料とし
て温水関連機器を製造するようにしたことを特徴とする
耐食性及び熱間加工性に優れた銅基合金を用いた温水関
連機器。