JPS59150045A - 耐食性に優れた銅合金 - Google Patents

耐食性に優れた銅合金

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JPS59150045A
JPS59150045A JP2378383A JP2378383A JPS59150045A JP S59150045 A JPS59150045 A JP S59150045A JP 2378383 A JP2378383 A JP 2378383A JP 2378383 A JP2378383 A JP 2378383A JP S59150045 A JPS59150045 A JP S59150045A
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JP
Japan
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corrosion resistance
alloy
copper
copper alloy
grain size
Prior art date
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Pending
Application number
JP2378383A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Kawauchi
川内 進
Masahiro Tsuji
正博 辻
Kiyoaki Nishikawa
西川 清明
Hidehiko So
宗 秀彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/04Alloys based on copper with zinc as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は優れた耐食性を有する銅合金で、復水器、給水
加熱器、蒸留器、冷却器、透水装置などの熱交換器用の
材料として、特に自動車等に用いられるラジェーターの
タンク(容器)。
チュ−ブ(管)、フィン等の材料として最適な銅合金に
関するものである。
黄銅は一般に機械的性質や成形性が良好でおシ、その他
の銅合金に比べて価格も安いため。
広範囲の用途で使用されている。自動車用ラジェーター
としても好んで使用されているが、黄銅は環境によって
は脱亜鉛腐食現象力!起き、これが大きな問題となって
いる。
自動車用ラジェーターは本体の温度を調整するために液
体を冷却媒体として、エンジンとラジェーターとを循漂
させて熱を放散させるもので、ラジェーターは冷却媒体
と常時接触しておシ、この冷却媒体によシ、内面から腐
食が生じる問題がある。また、自動車の走行中にラジェ
ーターは排気ガス、塩分を含む海岸大気、さらには工場
大気のSOlガス等にさらさらている場合には、外面か
らも腐食される。
従来ラジェーターに使用されている材料としては銅65
 wt%、亜鉛35 wt%からなる黄銅が用いられて
いるが、腐食環境の悪化等によシ。
従来の黄銅を用いたラジェーターの寿命が短かくなシつ
つある。
さらにまた、近年特にラジェーターチューブ(管)には
従来のカシメによるロックジームチ   ゛ユーズにか
わってコスト低減と生産効率の向上の面から高周波抵抗
溶接、または高周波誘導溶接による銅合金溶接管が採用
されるようになってきた。しかしながら銅合金溶接管は
、その溶接組織の特異性から、その溶接部は他の部分と
比較して耐食性が大幅に劣るという欠点を持っている・
このことは銅合金溶接管の使用上の大きな制約となる。
さらには銅合金溶接管の製造の際に溶接方法として高周
波誘導溶接もしくは高周波抵抗溶接を用いた場合、その
溶接方法の特徴から特に溶接割れを発生し易いという製
造上の難点を持っている。とのような状況から熱交換器
、特にラジェーターのタンク(容器)。
チューブ(管)、フィン等に耐食性の向上が要求される
と同時に溶接部位においては、耐食性と同時に溶接割れ
感受性の低い材料の開発が望まれていた。
この要求に対し、すでに黄銅に添加元素を加え、耐食性
を向上せしめんとする試みは多くなされてきているが、
内面及び外面両方からの腐食に対して優れた耐食性を示
すものは見つかっていない状況である。
本発明はかかる点に鑑み、熱交換器用、特にラジェータ
ー用材料として優れた耐食性を有する銅合金を提供する
ものである。
本発明は亜鉛25〜4. Owtチ、シん0.005〜
α070 wtチを含み1.さらに鉄0.005〜1.
 Owt俤鉛0005〜α5 wt%の内側れか1種又
は2種を総量でQ、005〜1.3 wt%含み、残部
銅及び不可避的な不純物からなる合金、及び該合金を最
終焼鈍後さらに3〜20チの加工度で冷間圧圧をほどこ
しだ合金、及び該合金を最終焼鈍で結晶粒度が1015
m以下となるように調整された合金、及び該合金を最終
焼鈍で結晶粒度〃50.0’15m以下となるように調
整した後、さらに3〜20ヂの加工度で冷間圧延を11
どこした合金であって優れた耐食性を有する銅合金に関
する。
次に本発明合金を構成する合金成分及び内容の限定理由
を説明する。銅と亜鉛は本発明合金の基本材料となるも
ので、加工性1機械的強度に優れていると共に熱伝導性
にも優れている。
亜鉛含有量を25〜40 wt%とする理由は。
亜鉛含有量が25 wtチ未満では加工性が悪くなるこ
と、及び亜鉛含有量が40 wt%を越えると。
銅−亜鉛合金におけるβ相の析出がみられ、耐食性及び
冷間加工性が悪くなるためである。りんの含有量を0.
005〜0.0.70 wtチとする理由は、)ん含有
量が0.005 wt%未満では耐食性特に溶接した場
合溶接部の耐食性の向上がみられずまたすん含有量が0
.070 wtチを越えると耐食性は改善されるが2粒
界腐食の徴候が見られるためである。鉄の含有量を0.
005〜tOwt%とする理由は鉄の含有量がαOO5
wt%未満では耐食性特に溶接した場合溶接部の耐食性
の向上がみられず、また1、 Owt%を越えるとその
効果が飽和するためである。鉛の含有量を0.005〜
a3wtsとする理由は、鉛の含有量が0.005 w
t)未満では耐食性特に溶接した場合の溶接部の耐食性
の向上が認められずまた0、 3 wt%を越えると加
工性が劣化するためである。
さらに結晶粒度を0015閣以下に限定した理由につい
て説明する。高周波抵抗溶接及び高周波誘導溶接によっ
て起こる溶接割れの原因について調査した結果1本発明
者らは、溶接した母材金属と接触していると粒界が脆化
して軽い衝撃を受けた場合に溶接割れが発生することを
知見した。そこでこの様な現象について種々の調査を行
なった結果、結晶粒度を小さくすることによシ、この様
な現象を大幅に抑制することができることを知見した。
さら1/i:本発明者らは耐食性に及ぼす結晶粒度の影
響についても調査した結果、耐食性とくに耐脱亜鉛腐食
性は結晶粒度の影響を受け、lIj晶粒度を小さくする
ことによシ、耐食性を向上させることができることを知
見した。結晶粒度を0.015m+以下に限定した理由
は、結晶粒度が0015mを越えると溶接割れが発生し
易◇なシ、また耐食性の劣化が認められるためである。
また2本発明合金を最終焼鈍した後、さらに3〜20チ
の加工度で冷間圧延をほどこす理由は、冷間圧延をほど
こすことによシ1本発明合金のはんだ付は性が向上する
ためであるが、加工度が3チ未満でははんだ付は性の向
上が認められず、まだ20チを越えると機械的強度が高
くなりすぎ、ラジェーターチューブ成型時の加工性が劣
化するためである。
効果 このような本発明合金は、良好々耐食性及び耐溶接割れ
性を示すとともに、はんだ付は性も良好な合金であるた
め、熱交換器用、特にラジェーター用銅合金として適し
た材料である。
実施例 第1表に示す諸組成の合金を溶製し、熱間圧延及び適宜
焼き々ましを加えなから冷間圧延によし1闘厚さの板と
し、最終的に種々の温度で焼きなましを加え第2表に示
す結晶粒度に調整した。耐食性試験に供する溶接部材は
第2表に示された結晶粒度をもつ1鵡厚さの諸組成の合
金を突き合わせてT工G溶接することによって作製した
。耐食性試験は1tの蒸留水に 炭酸水素ナトリウム  i、 3 ?/を硫 酸 す 
ト リ ウ  ム     1. 5  ?/を塩化ナ
トリウム 1.6 f/l を各々溶かした液を液温88℃に保持し、毎分100−
の空気を吹き込み、この液の中に500時間浸漬した。
その時発生した最大脱亜鉛腐食深さを溶接部及び母材部
について測定し、とれをもって耐食性を評価した。その
結果を第3表に示した。
溶融した母材金属と接触した場合に粒界が脆化して溶接
割れが発生することに対する耐性についての試験は第2
表に示される結晶粒度をもつ諸組成の合金を第1図に示
される様にパイプ状に加工しこれを同一組成の融点+5
0℃に保持された溶融金属に3秒間浸漬し、その後取シ
出して保持炉中で付着している金属が溶融している状態
で第2図の様に衝撃を加えた。その時変形したパイプ断
面を顕微鏡によって観察し。
粒界破壊の有無を確認し、これをもって溶接割れに対す
る耐性を評価した。その結果を第4表に示した。
さらに第2表に示された結晶粒度をもつ1m厚さの合金
を第5表に示す加工度で冷間圧延を加えた後、はんだ付
は性試験に供した。はんだ付は性試験は直径80綱、深
さ60瓢の円筒形ルツボにSn 20 wtチーPb 
80 wt%からなるはんだを320℃に加熱して溶湯
をっ<シ、その中に降下速度25 wn/sec、でサ
ンプル(表面を清浄にした巾10M、長さ50mの形状
)を浸漬したとき、はんだ浴からサンプルが受ける浮力
とはんだ浴に引き込まれる力とが平衡に達するまでの時
間を測定し、これをもってはんだ付は性を評価した・そ
の結果を第6表に示した。
第5表、第4表、第6表かられかる様に本発明合金は脱
亜鉛腐食に対して、素材及び溶接した場合溶接部におい
て優れた耐食性を示すとともに耐溶接割れ性及びはんだ
付は性も良好な合金であることが判明した。
すなわち比較合金(試料番号1〜5)では最大脱亜指腐
食深さが母材で289μ〜456μ。
溶接部で634μ〜892μに達するのに対し本発明合
金(試料番号6〜15)は母材で最低値86μ〜最高値
167μ、溶接部で最低値178μ〜最高値312μで
あシ耐脱亜鉛腐食性に優れていることがわかる。そして
本発明合金の中でも結晶粒度が0.015咽以下の合金
はよシ耐脱亜鉛腐食性に優れている。
また本発明合金は上記の様に耐脱亜鉛腐食性に優れてい
るがさらに結晶粒度が0.015w以下であるもの(試
料番号7〜11・ 14)は第2図に示される溶接割れ
性の試験において単に延性変形するのみで割れの発生が
なく耐溶接割れ性が改善される。逆に結晶粒度が0.0
15mを越えるものについては粒界破壊を起こすので好
ましくない。
さらに本発明合金のうち加工度3〜20チの冷間圧延を
施したもの(試料番号6〜12)は。
同冷間圧延を施していないもの(試料番号13〜15)
のはんだ付は性の評価(はんだ浴に引き込まれる力とは
んだ浴からサンプルが受ける浮力とが平衡に達するまで
の時間による)において2.10〜2.25秒と比較的
長時間かかるのに比べてよ)短時間に平衡に達しはんだ
付は性に優れていることが分る。
以上の様に本発明合金は熱交換器用特にラジェーター用
として極めて優れた特性を有するものである。
第1表 第  2  表 第  3  表 第4表 第  5  表 第  6  表
【図面の簡単な説明】
第1図は耐溶接割れ性の試験に用いる厚さ1燗の合金パ
イプの断面図、第2図は耐溶接割れ性の試験装置の概略
説明図である。 1:厚さ1調の合金パイプ(長さ10消)2: 自由落
下体(重量200 yvt )3:支持台 4:加熱保持炉 a:パイプ内径(φ20頚) b:パイプ外径(φ22叫) C:落下体2の落下距離(50烟) 特許出願人日本鉱業株式会社 代理人弁理士(7569)並用啓志 第1図 第2図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)亜鉛25〜40 wt%、力んαO05〜Q、0
    70 wt%を含み、さらに鉄o、 o o s〜1.
     Owtチ、鉛0.005〜0.5wt%の内側れか1
    種または2種を総量で0.005〜1.3 wt%含み
    、残部銅及び不可避的な不純物からなる耐食性に優れた
    銅合金。
  2. (2)  最終焼鈍で結晶粒度が0.015m以下とな
    る様に調整された亜・鉛25〜40 wtチ、)ん0、
    005〜0. (170wtチを含み、さらに鉄o、 
    o o s〜1. Owt%、鉛0.005〜0.3w
    tチの内側れか1種または2種を総量でa、oos〜1
    .3wt4含み、残部銅及び不可避的な不純物からなる
    耐食性に優れた銅合金。
  3. (3)  最終焼鈍後さらに3〜20 wt%の加工度
    で冷間圧延をほどこした。亜鉛25〜40 wtチシん
    α005〜0.070 wt%を含み、さらに鉄0.0
     O5〜1. Owtチ、鉛0.005〜α3 wt%
    の内側れか1種又は2種を総量で0.005〜1.3w
    t%含み、残部銅及び不可避的な不純物からなる耐食性
    に優れた銅合金。
  4. (4)  最終焼鈍で結晶粒度がα015簡以下となる
    ように調整した後、さらに3〜20 wt%。 の加工度で冷間圧延を嫌どとした。亜鉛25〜40wt
    係、シんQ、 00.5〜l 070 wtチを含み。 さらに鉄1005〜1. Owt%、鉛α005〜α3
    wt%の内側れか1種又は2種を総量でα005〜1.
    3wt%含み、残部銅及び不可避的な不純物からなる耐
    食性に優れた銅合金。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0589310A1 (en) * 1992-09-23 1994-03-30 Outokumpu Copper Radiator Strip Ab Brazable alloys
JP2014529009A (ja) * 2011-08-13 2014-10-30 ヴィーラント ウェルケ アクチーエン ゲゼルシャフトWieland−Werke Aktiengesellschaft 銅合金の使用方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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