JPS6133889B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた耐エロージヨン性（耐侵
蝕性）および耐ギヤビテイシヨンエロージヨン性
を有する犠牲陽極用アルミニウム合金に関するも
のである。 従来、一般に水または海水用配管や、例えば太
陽熱利用装置、海水淡水化装置、およびラジエー
ターなどの水または海水を使用する熱交換器の管
部材などには、JIS・3003合金（Al―1.0〜1.5重
量％Mn合金）製管の水または海水に接する面
に、防食効果を付与する目的で犠牲陽極材として
同7072合金（Al―0.8〜1.3重量％Zn合金）、およ
びさらに犠牲陽極効果を向上させる目的で前記
7072合金に少量のIn，Sn，Bi，Ga，およびHgな
どのうちの１種または２種以上を含有させた合金
（以下これらの合金を総称して7072合金と略記す
る）をクラツドした複合管が使用されている。 確かに、上記7072合金のクラツドによつて上記
3003合金管の耐食性は著しく向上したものになる
が、前記7072合金は耐エロージヨン性および耐キ
ヤビテイシヨンエロージヨン性がアルミニウム合
金中で最も悪いために、上記配管や熱交換器の管
部材を通して流れる水または海水の流速を早くす
ると侵蝕作用によつて7072合金のクラツド層が比
較的短かい期間に取り除かれてしまい、前記配管
や管部材は防食効果を失なうようになることか
ら、前記水または海水の流速を早くすることがで
きず、この結果熱交換器の形状や配管の口径を大
きくせざるを得なかつた。 また、例えば自動車のエンジンは、一般に鋳造
により製造されるが、この場合前記エンジンが鋳
物より鋳物砂を完全に取り除くことができない
と、前記エンジン鋳物に熱交換を行なう目的で連
結したラジエーター内を微細な鋳物砂が混入した
水が循環するようになり、この結果前記ラジエー
ターの管部材における7072合金のクラツド層が前
記鋳物砂によつて侵蝕されるので、前記ラジエー
ターは比較的短時間で防食効果を失なうようにな
るという問題点があつた。 なお、上記キヤビテイシヨンエロージヨンと
は、配管や管部材内を水または海水が急速に流れ
ると、前記配管や管部材内には圧力の急変部が生
じ、空洞の生成消滅を急速に繰り返して前記配管
や管部材の内面が機械的損傷を受けることにな
り、この損傷作用と腐食作用との重畳した侵蝕型
式をいうものである。 この発明は、上述のような従来犠牲陽極用アル
ミニウム合金のもつ問題点を解決するためになさ
れたもので、Zn：0.3〜５％を含有させることに
よつて犠牲陽極特性を付与し、さらに犠牲陽極特
性を向上させる目的でSn：0.005〜0.5％および
Bi：0.005〜0.5％のうちの１種または２種を含有
させた従来アルミニウム合金に、Mn：0.3〜２％
およびMg：0.2〜４％（以上重量％、以下％は重
量％を示す）のうちの１種または２種を含有させ
ることによつて耐エロージヨン性および耐キヤビ
テイシヨンエロージヨン性の向上をはかつた犠牲
陽極用アルミニウム合金に特徴を有するものであ
る。 すなわち、この発明の犠牲陽極用アルミニウム
合金は、 Zn：0.3〜５％、 を含有し、 Mn：0.3〜２％、 Mg：0.2〜４％、 のうちの１種または２種を含有し、さらに、 Sn：0.005〜0.5％、 Bi：0.005〜0.5％、 のうちの１種または２種を含有し、残りがAlと
不可避不純物からなる組成を有し、かつ耐エロー
ジヨン性および耐キヤビテイシヨンエロージヨン
性にすぐれた点に特徴を有するものである。 つぎに、この発明のアルミニウム合金におい
て、成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。 (a) Zn Zn成分には、合金の犠牲陽極特性を向上され
る作用があるが、その含有量が0.3％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方５％を越え
て含有させても犠牲陽極特性により一層の向上効
果が得られず、経済性を考慮して、その含有量を
0.3〜５％と定めた。 (b) MnおよびMg これらの成分には、上記のように合金の耐エロ
ージヨン性および耐キヤビテイシヨンエロージヨ
ン性を向上させる作用があるが、その含有が
Mn：0.3％未満およびMg：0.2％未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方Mnに関して
は、２％を越えて含有させてもより一層の改善効
果は得られず、またMgに関しては、４％を越え
て含有させると合金製造が困難となるばかりでな
く、熱処理方法によつては粒界腐食や層状腐食な
どの犠牲陽極用合金として好ましくない腐食形態
を取るようになることから、それぞれの含有量を
Mn：0.3〜２％、Mg：0.2〜４％と定めたのであ
る。なお、MnまたはMgの単独添加含有によつて
所望のすぐれた耐エロージヨン性および耐キヤビ
テイシヨンエロージヨン性を付与することができ
るが、これらの両成分を共存含有させると、その
相乗効果によつて飛躍的に向上した耐エロージヨ
ン性および耐キヤビテイシヨンエロージヨン性を
示すようになる。 (c) SnおよびBi これらの成分には、Znとの共存において、よ
り一段と犠牲陽極特性を向上させる作用がある
が、その含有量が、それぞれ0.005％未満では所
望の犠牲陽極特性向上効果が得られず、一方、そ
の含有量がそれぞれ0.5％を越えると、耐エロー
ジヨン性および耐キヤビテイシヨンエロージヨン
性が低下するようになることから、それぞれの成
分の含有量を0.005〜0.5％と定めた。 つぎに、この発明の犠牲陽極用アルミニウム合
金を実施例により従来犠牲陽極用アルミニウム合
金と対比しながら説明する。 それぞれ第１表に示される成分組成を有し、長
さ：1500mm×巾900mm×厚さ：350mmの寸法をもつ
た合金鋳塊を用意し、前記合金鋳塊を温度：550
℃に24時間保持して均熱化処理を行なつた後、そ
の上下面をそれぞれ５mm厚だけ機械面削により除
去し、ついでこのように厚さ：

【表】 340mmとした面削鋳塊を温度：510℃において熱間
圧延して厚さ：６mmとし、引続いて冷間圧延を施
すことによつて厚さ：２mmとし、その後温度：
400℃に１時間保持の焼鈍を行なつて、本発明ア
ルミニウム合金薄板１〜13および従来アルミニウ
ム合金薄板１〜４を製造した。 なお、第１表における成分組成に関して、従来
アルミニウム合金薄板１〜３は7072合金にSnお
よび／またはBiを含有させた組成をもつものであ
り、同４はJIS・1200の純アルミニウムである。 ついで、上記のようにして得られた本発明アル
ミニウム合金薄板１〜13および従来アルミニウム
合金薄板１〜４より試験片を切り出し、この試験
片について磁歪振動法によりキヤビテイシヨンエ
ロージヨン試験を行なつた。 上記キヤビテイシヨンエロージヨン試験は、水
道水浴の上面に当接させた上記試験片に、振動
数：6500±50c／ｓで振巾：70μｍの超音波振動
を与え、20分間の試験後における前記試験片の侵
食減量を測定することにより行なつた。この測定
結果を第１表に合せて示した。 第１表に示される結果から明らかなように、本
発明アルミニウム合金薄板１〜13は、いずれも従
来アルミニウム合金薄板１〜４に比して、侵食減
量が約1/2以下の著しくすぐれた耐キヤビテイシ
ヨンエロージヨン性を示し、特にMnとMgとを共
存含有した本発明アルミニウム合金薄板において
は、さらに一段とすぐれた耐キヤビテイシヨンエ
ロージヨン性を示している。 また、肉厚：0.45mmの3003合金管の内面に肉
厚：0.05mmの犠牲陽極材をクラツドしたものから
なる外径：6.0mmの電縫管内に水を循環流通させ
る腐食試験において、前記犠牲陽極材として上記
従来アルミニウム合金薄板１〜３を適用した場合
には、管内流速：20m／ｓでキヤビテイシヨンエ
ロージヨンおよびエロージヨンが発生したのに対
して、上記本発明アルミニウム合金薄板１〜13を
前記犠牲陽極材として適用した場合には、管内流
速が4.0m／ｓに早くなつても前記犠牲陽極材に
はキヤビテイシヨンエロージヨンおよびエロージ
ヨンの発生は全く認められなかつた。 上述のように、この発明のアルミニウム合金は
きわめてすぐれた耐エロージヨン性および耐キヤ
ビテイシヨンエロージヨン性をもつので、これを
例えば配管や熱交換器の管部材における犠牲陽極
材として使用した場合、前記犠牲陽極材は前記管
内を流れる流体の流速に影響を受けることがない
ので前記配管や熱交換器の小型軽量化が可能であ
つて、それだけコストの低減をはかることがで
き、また前記流体内に鋳物砂などの異物が混入し
ていても、前記異物によつて前記犠牲陽極材が侵
蝕されることもないので、これら異物の除去に特
に考慮をはらう必要もないなど工業上有用な効果
がもたらされるのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Zn：0.3〜５％， を含有し、 Sn：0.005〜0.5％， Bi：0.005〜0.5％， のうちの１種または２種を含有し、さらに、 Mn：0.3〜２％， Mg：0.2〜４％， のうちの１種または２種を含有し、残りがAlと
   不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
   ることを特徴とする耐エロージヨン性および耐キ
   ヤビテイシヨンエロージヨン性のすぐれた犠牲陽
   極用アルミニウム合金。