JPS6158537B2 - - Google Patents
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- JPS6158537B2 JPS6158537B2 JP2378283A JP2378283A JPS6158537B2 JP S6158537 B2 JPS6158537 B2 JP S6158537B2 JP 2378283 A JP2378283 A JP 2378283A JP 2378283 A JP2378283 A JP 2378283A JP S6158537 B2 JPS6158537 B2 JP S6158537B2
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- Conductive Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
本発明は、優れた耐食性を有する銅合金であ
り、復水器、給水加熱器、蒸留器、冷却器、造水
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エーターのタンク（容器）、
チユーブ（管）、フイ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、加工性、熱伝導性
が良好であり、また価格の点でも比較的安価なた
め、広範囲で好んで使用されている。熱交換器特
に、自動車用ラジエーターにも多く使用されては
いるが、特定の腐食環境では黄銅は脱亜鉛腐食を
起こし、使用上致命的な欠陥の一つとされてい
る。 自動車用ラジエーターは、エンジンの温度上昇
を抑えるためのものであり、エンジンとラジエー
ターの間に液体の冷却媒体を循環させて、エンジ
ンで温度上昇した液体をラジエーターで放熱さ
せ、エンジンの冷却を行なつている。従つてラジ
エーターは常に冷却媒体と接触しており、この冷
却媒体により内面から腐食が発生する問題があ
る。また、自動車の走行中には、排気ガス、工業
地帯付近でのSO2ガス、海岸地帯での塩分などに
より外面からも腐食される。 従来ラジエーターに使用されている材料として
は、銅65wt％、亜鉛35wt％からなる黄銅が用い
られているが、公害などで腐食環境が悪化してい
るため、従来の黄銅を用いたラジエーターの寿命
が次第に短かくなつてきている。 さらにまた近年特に、ラジエーターチユーブ
（管）には、従来のカシメによるロツクシームチ
ユーブにかわつて高周波抵抗溶接または高周波誘
導溶接による溶接チユーブが採用されるようにな
つてきた。これは溶接チユーブがロツクシームチ
ユーブに比べてコスト及び生産効率の面で有利な
ためであるが、溶接チユーブは、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
性が大幅に劣化するという欠点を持つており、使
用上の大きな制約となる。さらに、高周波誘導溶
接または高周波抵抗溶接を用いて溶接チユーブを
製造する際、その溶接方法の特徴として、溶接割
れを発生し易いという製造上の欠点も合わせても
つている。 このような状況から熱交換器特にラジエーター
のタンク（容器）、チユーブ（管）、フイン等に耐
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る。 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エ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％、りん0.005〜
0.070wt％、錫0.05〜1.0wt％、アルミニウム0.05
〜1.0wt％、けい素0.005〜1.0wt％を含み、残部
銅及び不可避的な不純物からなる合金並びに該合
金の結晶粒度が0.015mm以下である（なおここで
本発明の合金の結晶粒度は最終焼鈍後の結晶粒度
を意味する）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、機械的性質、加工性、熱
伝導性に優れている。亜鉛含有量を25〜40wt％
とする理由は、亜鉛含有量が25wt％未満では加
工性が悪くなること及び40wt％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くなるためである。 りん含有量を0.005〜0.070wt％とする理由は、
りん含有量が0.005wt％未満では耐食性の改善が
みられず、逆にりんの含有量が0.070wt％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0.05〜1.0wt％と
する理由は、錫含有量が0.05wt％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1.0wt％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〜
1.0wt％とする理由は、アルミニウム含有量が
0.05wt％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1.0wt％
を越えるとその効果が飽和するためである。けい
素の含有量を0.005〜1.0wt％とする理由は、けい
素含有量が0.005wt％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1.0wt％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。 このようにりん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
耐食性を向上させるものである。 さらに結晶粒度を0.015mm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つ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なつ
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、耐食性特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こ
とにより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0.015mm以下に限定した理由は、結
晶粒度が0.015mm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。 このように本発明合金は、良好な耐食性及び耐
溶接割れ性を示すため熱交換器用、特にラジエー
ターなどに有用である材料である。 次に実施例について説明する。 実施例 第１表に示す諸組成の合金を溶製し、700℃で
熱間圧延を行ない厚さ８mmの板とし、これを冷間
圧延で厚さ３mmとした。これに500℃×1hrの焼鈍
を行なつた後、最終冷間圧延で厚さ１mmの板とし
た。 これをさらに350℃〜600℃×1hrの各種温度で
熱処理し、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１mm厚さの諸組成の合金を突き合せ
TIG溶接することにより作製した。耐食性試験は
１の蒸留水に 炭酸水素ナトリウム 1.3ｇ/ 硫酸ナトリウム 1.5ｇ/ 塩化ナトリウム 1.6ｇ/ を各々溶かした液を液温88℃に保持し、毎分100
ml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、これをもつて耐食
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図に示されるようにパイプ状に加
工し、これを同一組成の融点＋50℃に保持された
溶融金属に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つて観察し、粒界破壊の有無
を確認し、これをもつ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。 第３表、第４表からわかるように本発明合金は
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168μ〜489μ、溶接部で
261μ〜782μ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26μ〜最高値103
μ、溶接部で最低値58μ〜最高値197μで耐脱亜
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0.015mm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
に優れているが、さらに結晶粒度が0.015mm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0.015mm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。 以上本発明合金は熱交換器用、特にラジエータ
ー用として極めて優れた特性を有するものであ
る。
り、復水器、給水加熱器、蒸留器、冷却器、造水
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エーターのタンク（容器）、
チユーブ（管）、フイ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、加工性、熱伝導性
が良好であり、また価格の点でも比較的安価なた
め、広範囲で好んで使用されている。熱交換器特
に、自動車用ラジエーターにも多く使用されては
いるが、特定の腐食環境では黄銅は脱亜鉛腐食を
起こし、使用上致命的な欠陥の一つとされてい
る。 自動車用ラジエーターは、エンジンの温度上昇
を抑えるためのものであり、エンジンとラジエー
ターの間に液体の冷却媒体を循環させて、エンジ
ンで温度上昇した液体をラジエーターで放熱さ
せ、エンジンの冷却を行なつている。従つてラジ
エーターは常に冷却媒体と接触しており、この冷
却媒体により内面から腐食が発生する問題があ
る。また、自動車の走行中には、排気ガス、工業
地帯付近でのSO2ガス、海岸地帯での塩分などに
より外面からも腐食される。 従来ラジエーターに使用されている材料として
は、銅65wt％、亜鉛35wt％からなる黄銅が用い
られているが、公害などで腐食環境が悪化してい
るため、従来の黄銅を用いたラジエーターの寿命
が次第に短かくなつてきている。 さらにまた近年特に、ラジエーターチユーブ
（管）には、従来のカシメによるロツクシームチ
ユーブにかわつて高周波抵抗溶接または高周波誘
導溶接による溶接チユーブが採用されるようにな
つてきた。これは溶接チユーブがロツクシームチ
ユーブに比べてコスト及び生産効率の面で有利な
ためであるが、溶接チユーブは、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
性が大幅に劣化するという欠点を持つており、使
用上の大きな制約となる。さらに、高周波誘導溶
接または高周波抵抗溶接を用いて溶接チユーブを
製造する際、その溶接方法の特徴として、溶接割
れを発生し易いという製造上の欠点も合わせても
つている。 このような状況から熱交換器特にラジエーター
のタンク（容器）、チユーブ（管）、フイン等に耐
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る。 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エ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％、りん0.005〜
0.070wt％、錫0.05〜1.0wt％、アルミニウム0.05
〜1.0wt％、けい素0.005〜1.0wt％を含み、残部
銅及び不可避的な不純物からなる合金並びに該合
金の結晶粒度が0.015mm以下である（なおここで
本発明の合金の結晶粒度は最終焼鈍後の結晶粒度
を意味する）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、機械的性質、加工性、熱
伝導性に優れている。亜鉛含有量を25〜40wt％
とする理由は、亜鉛含有量が25wt％未満では加
工性が悪くなること及び40wt％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くなるためである。 りん含有量を0.005〜0.070wt％とする理由は、
りん含有量が0.005wt％未満では耐食性の改善が
みられず、逆にりんの含有量が0.070wt％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0.05〜1.0wt％と
する理由は、錫含有量が0.05wt％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1.0wt％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〜
1.0wt％とする理由は、アルミニウム含有量が
0.05wt％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1.0wt％
を越えるとその効果が飽和するためである。けい
素の含有量を0.005〜1.0wt％とする理由は、けい
素含有量が0.005wt％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1.0wt％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。 このようにりん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
耐食性を向上させるものである。 さらに結晶粒度を0.015mm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つ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なつ
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、耐食性特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こ
とにより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0.015mm以下に限定した理由は、結
晶粒度が0.015mm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。 このように本発明合金は、良好な耐食性及び耐
溶接割れ性を示すため熱交換器用、特にラジエー
ターなどに有用である材料である。 次に実施例について説明する。 実施例 第１表に示す諸組成の合金を溶製し、700℃で
熱間圧延を行ない厚さ８mmの板とし、これを冷間
圧延で厚さ３mmとした。これに500℃×1hrの焼鈍
を行なつた後、最終冷間圧延で厚さ１mmの板とし
た。 これをさらに350℃〜600℃×1hrの各種温度で
熱処理し、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１mm厚さの諸組成の合金を突き合せ
TIG溶接することにより作製した。耐食性試験は
１の蒸留水に 炭酸水素ナトリウム 1.3ｇ/ 硫酸ナトリウム 1.5ｇ/ 塩化ナトリウム 1.6ｇ/ を各々溶かした液を液温88℃に保持し、毎分100
ml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、これをもつて耐食
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図に示されるようにパイプ状に加
工し、これを同一組成の融点＋50℃に保持された
溶融金属に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つて観察し、粒界破壊の有無
を確認し、これをもつ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。 第３表、第４表からわかるように本発明合金は
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168μ〜489μ、溶接部で
261μ〜782μ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26μ〜最高値103
μ、溶接部で最低値58μ〜最高値197μで耐脱亜
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0.015mm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
に優れているが、さらに結晶粒度が0.015mm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0.015mm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。 以上本発明合金は熱交換器用、特にラジエータ
ー用として極めて優れた特性を有するものであ
る。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第１図は耐溶接割れ性の試験に用いる厚さ１mm
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１mmの合金パイプ（長さ10mm）、２：
自由落下体（重量200ｇｗ）、３：支持台、４：加
熱保持炉、ａ：パイプ内径（φ20mm）、ｂ：パイ
プ外径（φ22mm）、ｃ：落下体２の落下距離（50
mm）。
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１mmの合金パイプ（長さ10mm）、２：
自由落下体（重量200ｇｗ）、３：支持台、４：加
熱保持炉、ａ：パイプ内径（φ20mm）、ｂ：パイ
プ外径（φ22mm）、ｃ：落下体２の落下距離（50
mm）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 亜鉛25〜40wt％、りん0.005〜0.070wt％、錫
0.05〜1.0wt％、アルミニウム0.05〜1.0wt％、け
い素0.005〜1.0wt％を含み、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 亜鉛25〜40wt％、りん0.005〜0.070wt％、錫
0.05〜1.0wt％、アルミニウム0.05〜1.0wt％、け
い素0.005〜1.0wt％、残部銅及び不可避的な不純
物からなり、結晶粒度が0.015mm以下である耐食
性に優れた銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2378283A JPS59150044A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | 耐食性に優れた銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2378283A JPS59150044A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | 耐食性に優れた銅合金 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16558586A Division JPS6230861A (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 耐食性に優れた銅合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150044A JPS59150044A (ja) | 1984-08-28 |
| JPS6158537B2 true JPS6158537B2 (ja) | 1986-12-12 |
Family
ID=12119890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2378283A Granted JPS59150044A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | 耐食性に優れた銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150044A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103958708B (zh) | 2012-02-01 | 2016-11-16 | Toto株式会社 | 耐腐蚀性优异的黄铜 |
-
1983
- 1983-02-17 JP JP2378283A patent/JPS59150044A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59150044A (ja) | 1984-08-28 |
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