JPS59153855A - 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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JPS59153855A
JPS59153855A JP2378683A JP2378683A JPS59153855A JP S59153855 A JPS59153855 A JP S59153855A JP 2378683 A JP2378683 A JP 2378683A JP 2378683 A JP2378683 A JP 2378683A JP S59153855 A JPS59153855 A JP S59153855A
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corrosion resistance
owt
alloy
copper alloy
wtl
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Susumu Kawauchi
川内 進
Masahiro Tsuji
正博 辻
Kiyoaki Nishikawa
西川 清明
Junji Miyake
淳司 三宅
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Nippon Mining Co Ltd
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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。

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、遣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)。
チューブ(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あり、その他
の銅合金に比べて安価なため、広範囲の用途で使用され
ている。熱交換器特に、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、黄銅は環境如よって脱亜鉛腐
食が起き。
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節するため如液
体を冷却媒体としてエンジンとラジェーターを循環させ
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。
この冷却媒体により、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So、ガス等にさ
らされている場合には外面から本腐食される。
従来ラジェーターに使用されている材料としては、銅6
5 wt% 、亜鉛35 Wt’l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り従来の黄銅を用
いたラジェーターの寿命が短かくなりつつある。
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シームチューブにかわってコ
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管発生し易いという製造上の難
点をもっている。
このような状況から熱交換器特にラジェータータンク(
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訃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きた。
本発明はかかる点に鑑み、従来の黄銅を改良し、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25〜40wt係、りんO,OC15〜
0.070 wt係、錫0.05〜t o wt4 、
アルミニウム0.05〜t Owtチ、けい素0.00
5〜1.Owt係を含み、さらに、鉄0005〜1、O
wt’! 。
鉛0.005〜0.5 wt%の内側れか1種又は2種
を総量でo、 o o s〜1.3 wtチ含み、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延を施し
た合金、及び該合金を最終焼鈍で結晶粒度が0.075
mm以下となるように調整された合金、及び該合金を最
終焼鈍で結晶粒度を0.015wn以下に調整した後、
さらに3〜20チの加工度で冷間圧延を施しへ合金であ
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1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’lとする理由は、亜鉛
含有量が25 wt1%未満では加工性が悪くなること
及び40 wt%を越えると銅−亜鉛合金におけるβ相
の析出が顕著にみられ耐食性及び冷間加工性が悪ぐなる
ためである。
りんの含有量を0.005〜0.070 wtq6とす
る理由は、りん含有量が0. OO5wt%未満では耐
食性の改善がみられず、逆にりん含有量が0、070 
wt%を越えると耐食性は改善されるが。
粒界腐食の徴候がみられるためである。錫含有量を0.
05〜1. Owt%とする理由は、錫含有量がQ、 
05 wt%未満では耐食性特に溶接した場合溶接部の
耐食性の改善が認められず、1だ1.0wt%を越える
とその効果が飽和するためである。
アルミニウム含有量を0.05〜t o wt%とする
理由は、アルミニウム含有量がα05 wt1未満では
耐食性特に溶接した場合溶接部の耐食性の改善が認めら
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。けい素含有量をQ、 OO5〜1. O
wt係とする理由は、けい素の含有量が0.005 w
t%未満では耐食性特に溶接した場合溶接部の耐食性の
改善が認められず、またt o wt%を越えるとその
効果が飽和すると共に、逆に内面からの腐食に対する耐
食性が劣化するためである。鉄含有量全0.005〜1
. o wtqbとする理由は、鉄含有量がo、 o 
o s wt%未満では耐食性の改善が認められず、ま
たt o wt%を越えるとその効果が飽和するためで
ある。鉛含有量を0.005〜0.3 w14とする理
由は、鉛含有量が0.005 wt%未満では耐食性の
改善が認められず、また0、 3 wt%を越えると加
工性が劣化するためである。このように、りん、鉄、鉛
を添加することにより素材に耐食性を付加し。
錫、アルミニウム、けい素を添加することにより素材及
び溶接した場合、溶接部の耐食性を付加するものである
さらに結晶粒度を0.015−以下に限定した理由につ
いて以下に述べる。高周波誘導溶接あるいは高周波抵抗
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
果本発明者らは、溶融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。そこでこのような現象について調査
を行々つた結果、結晶粒度の影響が大きく、結晶粒度を
小さくすることにより、このような現象を大幅に抑制す
ることができることを知見した。さらに本発明者らは、
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
、結晶粒度を小さくするとと如よシ、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0.015+n+a以下に限定した理由は。
結晶粒度が0.015n+mを越えると溶接割れが発生
し易くなり、また耐食性の劣化が認められるためである
また本発明合金を最終焼鈍した後、3〜2゜チの加工度
で冷間圧延を施こす理由は、冷間圧延を施こすことによ
υ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3L1j未満でははんだ付は性の向上が認めら
れず、また20チを越えると機械的強度が高くなり、成
形性特にラジェーターチューブ加工時の成形性が劣化す
るためである。
このような本発明合金は、良好な耐食性及び剛溶接割れ
性全示すと共に、はんだ付は性も良好な合金であるた5
熱交換器用特忙ラジ工−ター用鋼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
焼きなましを加えなから冷間圧延により1門厚さの板と
し、最終的に種々の温度で焼きな1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1vMF!さの諸組成
の合金を突き合わせTIG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(内面からの腐食を想
定して) 炭酸水素ナトリウム   1.3 t7’を硫酸ナトリ
ウム  t s t/を 塩化ナトリウム  1,6y/l を各々溶かした液を液温88℃に保持し、毎分100m
7!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、これをもって耐食性を評価した。
その結果を第5表に示した。
溶融した母材金属と接触した場合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
れるようにバイブ状に加工し、これを同一組成の融点+
50℃に保持された溶融全屈に3秒間浸漬し、その後取
り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図のように衝撃を加えた。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1fi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燗、
深さ60朔の円筒形ルツボにSn 20 wt壬−Pb
 80 wt係からなるはんだを320℃に加熱して溶
湯をつくり、その中に降下速度25i/θθCでサンプ
ル(表面を清浄にした幅10111111.長さ50+
n+n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が平衡に達する
までの時間(ぬれ平衡時間)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3表、第4表、第6表かられかるように本場台、溶接
部が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1〜10)では最大脱亜鉛
腐食深さが母材で213μ〜392μ。
溶接部で537μ〜721μに達するのに対し本発明合
金(試料番号11〜23)は母材で最低値25μ〜最高
値86μ、溶接部で最低値53μ〜最高値192μであ
り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α015I+I+11以下
の合金はより耐脱亜鉛腐食性に優れている。
また本発明合金は上記のように耐脱亜鉛腐食性圧優れて
いるが、さらに結晶粒度が0015鰭以下であるもの(
試料番号12.14,16.18.20)は第2図に示
される溶接割れ性の試験忙おいて単に延性変形するのみ
で割れ発生がなく耐溶接に 割れ性が改善される。逆結晶粒度が0.0151111
11^ を越えるもの忙ついては粒界破壊を起とすので好ましく
ない。
さらに本発明合金のうち加工度3〜20係の冷間圧延を
施したもの(試料番号11〜19)は同冷開圧延を施し
ていないもの(試料番号20〜23)のはんだ付は性の
評価(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による)に
おいて2.30秒〜2.70秒と比較的長時間かかるの
に比べてよシ短時間に平衡に達しはんだ付は性に優れて
いることがわかる。
以上のよう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2表 第3表 第4表 @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調の合金パ
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胴の合金パイプ(長さ10調)2: 自由落
下体(重11tl:200gw)3:支持台 4:加熱保持炉 a:パイプ内径(ozown) b:パイプ外径(e22調) C:落下体2の落下距離(50椙) 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 第シ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  亜鉛25−40wt%、  りんQ、OO5
    〜0.070 wtl 。 錫0.05〜1. Owt憾、アルミニウム0.05〜
    1、 Owtl、けい素o、 o o s〜t Owt
    係を含み。 さらに鉄0.0 O5〜1. Owt係、鉛0.005
    〜03wt%の内側れか1種又は2種を総量で0005
    〜1.3 wtl含み、残部鋼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)  最終焼鈍後さらに3〜20%の加工度で冷間
    圧延を施した亜鉛25〜40 vyt%、りん0、00
    5〜0.070wt%、錫0.05〜1. Owt憾。 アルミニウム0.05〜towt%、けい素□、005
    〜1、Owt係を含み、さらに鉄0.005〜t 0w
    t%、鉛0.005〜0.3 wtlの内側れか1種又
    は2種をaJtr o、 o o s 〜t 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。
  3. (3)  最終焼鈍で結晶粒度が0.0’15綱以下と
    なるように調整した亜鉛25〜a o wtl 、 り
    ん0.005〜0,070wt%、錫0.05〜1. 
    Oit憾。 アルミニウム0.05〜1.Owt係、け伝素0..0
    05〜1. OWt係を含み、さらに鉄0.005〜1
    .0wt% 、鉛0.005〜0.3 wtlの内側れ
    か1種又は2種を総量で0.005〜t 3 wt係含
    み。 残部鋼及び不可避的な不純物よりなる耐食性に優れた銅
    合金。
  4. (4)  最終焼鈍で結晶粒度がO,O15yma以下
    となるように調整した後、さらに3〜20チの加工度で
    冷間圧延を施した亜鉛25〜40wt%。 シん0.005〜0.070wt係、錫0,05〜1.
     Owt係。 アルミニウム005〜1.Owt憾、けい素0.005
    〜t o wte4を含み、さらに鉄0.005〜1.
    0wt% *鉛0.005〜0.3 wtlの内側れか
    1徨又は2種を総量で0.005〜1.3 wt係含み
    。 残部銅及び不可避的な不純物よりなる耐食性に優れた銅
    合金。
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JPS59153855A true JPS59153855A (ja) 1984-09-01
JPS6158538B2 JPS6158538B2 (ja) 1986-12-12

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111788321A (zh) * 2018-01-09 2020-10-16 奥托福克斯两合公司 铜锌合金

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CN111788321A (zh) * 2018-01-09 2020-10-16 奥托福克斯两合公司 铜锌合金

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