的含量一定获得该效果。在另一方面，由于包含过量时这些 效果是饱和的，为获得耐腐蚀性的最小必要含量是〇. 15%质量，更优选上限是0. 10%质量。
[0049] 此外，已知Sb为通过其含量为0. 3-2. 0%质量来改善黄铜合金的可切削性的元素， 和在本发明中，在通过包含1. 〇%质量或更多Sn使y-相沉积的前提下，即使Sb的含量是 0. 29%质量或更少，仍有可能通过使Sb固溶于该y-相中获得改善可切削性（特别是，破碎 切肩的特性）的效果。由此，由于Sb的过量包含，可防止因生成金属间化合物而减少的伸 长率。在至少0.07%质量或更多的含量时，获得改善可切削性的效果。在以下描述的实施 例中，Sb的含量为约0. 07-0. 10%质量。由于包含的Sb的含量超过0. 10%质量需要关于安 全性的特殊考虑，考虑到可销售性，该值附近的值适合作为显示SCC抗性的有效数据。
[0050]Ni:0? 05-1. 5% 质量 已知Ni为改善黄铜合金的机械性能和耐腐蚀性的元素。虽然一般认为Ni对SCC抗性 发挥一些作用，但已阐明当Ni包含在由作为如下描述的基础的40/60黄铜+Sn(海军黄 铜）组成的合金中时，SCC抗性降低。相反，当Ni包含在由作为基础的40/60黄铜+Sn+ Sb组成的合金中时，SCC抗性在以下范围得到改善：Sn:1. 0-2. 0 (优选地，Sn:1. 1-1. 6)% 质量和Sb:0. 05-0. 29 (优选地，Sb:0. 08-0. 10)，即Sb和Ni对SCC抗性的协同效果的存 在已变得清楚。由此，有可能极大地改善和稳定SCC抗性，和减少降低伸长率的Sn的含量。 Ni改善SCC抗性的效果通过含量为0. 05%质量或更多而获得，并通过含量为0. 10%质量或 更多而变得更可靠。在另一方面，由于其过量的包含通过生成硬金属间化合物而降低可切 削性等，其上限是1. 5%质量，更优选地是1. 0%质量，并且由于Ni也是降低热延性的元素， 值得推荐的是，上限是〇. 5%质量，更优选地是0. 25%质量。
[0051]Cu:58. 0-63. 0% 质量 一种黄铜制品经由热加工（热挤压、热锻）和冷加工（拉拔（draw))工艺生产。此外， 取决于用途，需要机械性能、可切削性、耐腐蚀性等作为材料属性。
[0052]Cu的含量在考虑这些事实的情况下确定，且Cu含量在正常的情形下应该根据Sn、 Ni、Sb和P为各种目的加入到黄铜合金中的含量来调节，而在本发明中，各成分的范围如下 所述大致地确定。
[0053] 众所周知，关于黄铜棒的冷加工性，在约58. 0%质量或更多的Cu含量下可稳定地 进行。关于热加工性，众所周知，调节Cu含量使显示高的变形能力的相的比例在约 600-800°C时为60%以上但少于100%是重要的。满足这样条件的Cu含量的上限是63. 0% 质量，更优选地是62. 5%质量。
[0054] 值得推荐的是，为获得稳定的热加工性和改善可切削性，含量是61. 9%质量或更 少。特别是在用于热锻造时，其上限应为约61.0%质量，并且为确保更优良的热可锻性，含 量有利地为60. 8%质量或更少。
[0055] 在用于冷加工时，其下限有利地为59. 2%质量，因为应确保优良的伸长率，和为获 得更优良的冷加工性，下限有利地为61. 0%质量或更多。此外，为获得更优良的耐脱锌腐蚀 性，下限有利地为60. 0%质量。
[0056]P:0? 05-0. 2% 质量 P是公知为改善黄铜的耐脱锌腐蚀性的元素的元素。当根据IS06509-1981，在防脱锌 腐蚀试验中，存在着对最大脱锌腐蚀深度200ym等的严格耐脱锌腐蚀性的需求时，在本发 明的合金中，P的包含与Sb的包含一起是必要的。P的改善耐脱锌腐蚀性的效果通过其含量 为0. 05%质量或更多而获得，并且更必然地，0. 08%质量或更多的含量是有利的。在另一方 面，其过量的包含通过生成硬金属间化合物尤其降低热加工性，因此，其上限有利地为〇. 2% 质量。
[0057] P是通过生成上述的金属间化合物改善可切削性（特别是，破碎切肩的特性）的元 素，并且当P含量为约0.08%质量（在该含量时生成金属间化合物）时，获得显著的效果。 虽然改善可切削性的效果随着P含量的增加一起增加，但是值得推荐的是，在也考虑了上 述热加工性的降低后，其上限是0. 15%质量，更优选地是0. 10%质量。
[0058] Pb :0? 3%质量或更少 如果严格控制Pb的上限，那么不得已利用有限的熔融材料，导致合金的成本增加的一 个原因，因此理想的是，从可回收性的观点来看允许有一定的量。在另一方面，由于Pb对人 体有害，尽可能地减少Pb的量是合乎需要的，且理想的是，在满足NSF61-Section8-AnnexF (其是洗脱进入自来水的标准之一）的前提下，虽然也视制品形状而变化，但Pb的上限是 〇. 3%质量或更少。由于根据NSF61-AnnexG(其是包含Pb的规定之一），Pb的包含按照水 接触组件的加权平均允许高达0. 25%质量，所以理想的是，如果符合这个规定，铅的上限是 0. 25%质量。如果4%质量（其是由RoHs规定的暂定标准）被废止，则有一个高的可能性， 即Pb的上限是0. 1%质量。结果，当用于电气和电子部件等时，Pb的上限理想地为0. 1%质 量。此外，当考虑将CDA作为抗菌材料注册时，其上限理想地为0. 09%质量。
[0059] Bi :0? 3%质量或更少 虽然从可回收性的观点来看，应该避免将Bi混合到含Pb-般材料如C3771等中，但 是，如果上限也被严格地控制，那么由于与对Pb同样的原因，可回收性会不利地变糟。理想 的是，在混合C3771未引起问题的范围内允许约0.1%质量的含量，此外，值得推荐的是，鉴 于相对于熔融重量以约50%的量投入退料，允许0. 2%质量的Bi含量。另一方面，虽然也取 决于Pb含量而变化，但是鉴于Bi-Pb共晶的脆变，Bi含量的上限理想地为0. 3%质量。
[0060] 通过包含0. 3%质量或更少的Bi，改善耐脱锌腐蚀性。
[0061] 不可避免的杂质：Fe、Si、Mn 作为本发明的无铅黄铜合金的实施方案，不可避免的杂质包括Fe、Si和Mn。当包含这 些元素时，不利的作用例如由于硬金属间化合物的沉积降低了合金的切削性，结果是切削 工具的更换频率增加等。因此，Fe: 0.1%质量或更少（当需要较高的耐腐蚀性时，0.01%质 量或更少）、Si: 0. 1%质量或更少和Mn: 0. 03%质量或更少被用作对切削性能起着较小影 响的不可避免的杂质。
[0062] 此外，As: 0. 1%质量或更少，A1:0. 03%质量或更少，Ti : 0. 01%质量或更少，Zr: 0. 1%质量或更少，Co: 0. 3%质量或更少，Cr: 0. 3%质量或更少，Ca: 0. 1%质量或更少，B: 0.1%质量或更少，Se: 0.1%质量或更少和Cd: 0.1%质量或更少被列为不可避免的杂质。
[0063] 本发明的可回收性和耐腐蚀性优异的无铅黄铜合金基于上述元素构成。作为黄铜 合金的实际化学成分理想的成分范围和用于脱锌切削、脱锌锻造、一般切削和一般锻造的 理想的成分范围概述于表1中。成分范围的单位是％质量。在表中，Zn作为剩余物被省略， 而这种剩余物也包括不可避免的杂质。
[0064] [表1]
【主权项】
1. 一种可回收性和耐腐蚀性优异的黄铜合金，其具有改善的应力腐蚀裂纹抗性和可 切削性，至少包含：58. 0-63. 0%质量的Cu，1. 0-2. 0%质量的Sn和0. 05-0. 29%质量的Sb，而 剩余的由Zn和不可避免的杂质组成。
2. -种可回收性和耐腐蚀性优异的黄铜合金，其具有改善的热加工性能稳定性和可 切削性，至少包含：59. 2-61. 9%质量的Cu，1. 0-2. 0%质量的Sn和0. 05-0. 29%质量的Sb，而 剩余的由Zn和不可避免的杂质组成。
3. 依据权利要求1或2的可回收性和耐腐蚀性优异的黄铜合金，其中所述铜合金允许 包含0. 05-1. 5%质量的Ni，因而引起Ni和所述Sb之间的相互作用，从而改善应力腐蚀裂纹 抗性。
4. 依据权利要求1或2的可回收性和耐腐蚀性优异的黄铜合金，其中所述铜合金允许 包含0. 10-0. 25%质量的Ni，从而确保获得SCC抗性且同时防止降低热延性。
5. 依据权利要求3或4的可回收性和耐腐蚀性优异的黄铜合金，其中所述Ni使Sn和 Sb均匀地分散在y -相中，从而改善应力腐蚀裂纹抗性。
6. 依据权利要求1或2的可回收性和耐腐蚀性优异的黄铜合金，其中Sn含量是 L 1-1. 6%质量和Sb含量是0? 08-0. 10%质量。
7. 依据权利要求1或2的可回收性和耐腐蚀性优异的黄铜合金，其中所述铜合金允许 包含0. 05-0. 2%质量的P，从而改善耐脱锌腐蚀性。
【专利摘要】本发明提供一种可回收性和耐腐蚀性优异、同时避免加入Bi和Si的黄铜合金，其因防止了包含铅而确保了可切削性并易于加工。本发明至少包含：58.0-63.0%质量的Cu、1.0-2.0%质量的Sn和0.05-0.29%质量的Sb，而剩余的由Zn和不可避免的杂质组成。采用本发明，改善了应力腐蚀裂纹抗性和可切削性。0.05-1.5%质量的Ni包含在铜合金中，由于Ni和Sb之间的相互作用，改善了应力腐蚀裂纹抗性。此外，还包含0.05-0.2%质量的P以改善抗脱锌性。
【IPC分类】C22C9-04
【公开号】CN104870671
【申请号】CN201380057339
【发明人】为田英信, 照井尚德, 伊藤庆, 小笹友行
【申请人】株式会社开滋
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年4月8日
【公告号】CA2888201A1, EP2913414A1, US20150275333, WO2014069020A1