铜基合金的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铜基合金，特别涉及一种黄铜合金，其适合于水龙头、阀门等与水等接触的部件，且耐脱锌性、耐冲刷腐蚀性、耐应力腐蚀开裂性等优异。
【背景技术】
[0002]在铜基合金中，虽然青铜合金在铸造后原样放置时在耐脱锌性、耐冲刷腐蚀性以及耐应力腐蚀开裂性等方面优异，但比黄铜合金昂贵，在近年来，对于能够替代青铜合金的黄铜合金的需求越来越大。
[0003]在专利文献1中，作为耐腐蚀性优异的合金而公开了一种铜合金，关于该铜合金，在由α相、β相这两种相构成的铜合金中，至少含有0.05?0.2重量％的311、0.05?0.3重量％的Sb、As或P中的任意一种或两种以上，最大侵蚀深度为200 μ m以下(JBMA试验)，并且凝固温度范围为17°C以下。
[0004]但是，专利文献1中公开的合金通过实施热处理而能够保持耐脱锌腐蚀性。
[0005]另外，在用于水龙头等流速较快的部位的部件中，耐冲刷腐蚀性不充分，能够使用的领域有限。
[0006]专利文献2公开了一种合金，其由如下成分构成:以质量比计61.2 ( Cu<64.0% ；Sn:0.8 ?2.0% ；Sb:0.04 ?0.15% ；A1:0.4 ?0.7% ；Pb:0.5 ?3.0% ；Β:1 ?200ppm ;乘丨J余部分为Zn和不可避免的杂质，并且通过进一步含有以质量比计N1: 0.2?1.0 %，从而不进行热处理即可提高耐脱锌性，并且通过宏观晶粒的细微化而确保ISO最大脱锌腐蚀深度为200 μπι以下。
[0007]但是，虽然专利文献2公开的合金通过Β和Fe的细微化效果而达成了 ISO最大脱锌腐蚀深度200 μπι以下，但在不使用熔融金属覆盖件的大气溶解为一般的砂型铸造中，添加的Β的量多，因Β和Fe产生金属间化合物，其研磨性可能劣化。
[0008]特别是，在研磨后电镀的水龙头模具中产生B与Fe的金属间化合物是致命的。
[0009]另外，ISO最大脱锌腐蚀深度为200 μπι是作为耐脱锌材料的标准值，但其为标准下限值，一般优选为100 μπι以下。
[0010]更进一步，关于该公报中公开的铜基合金，如实施例中全部记载有Ni那样，实际上Ni为必要元素。
[0011 ] 但是，Ni为环境负荷物质，估计最近会在水质基准中被追加，所以不优选在用于水龙头、阀门中的铸造件中添加Ni。
[0012]专利文献1:日本专利第3461081号公报
[0013]专利文献2:日本特开第2009-263787号公报
【发明内容】
[0014]发明想要解决的课题
[0015]本发明的目的在于提供一种由黄铜合金构成的铜基合金，其不进行热处理即可实现耐脱锌性等性能优异。
[0016]用于解决问题的方案
[0017]本发明的铜基合金不进行热处理即可实现耐脱锌腐蚀性优异，并且耐冲刷腐蚀性以及耐应力腐蚀开裂性优异，有Pb类的铜基合金和Bi类的铜基合金这两种类型，首先，作为Pb类的铜基合金，其特征在于，以质量％计包含如下组分:Cu:63.5?69.0%;Sn:l.2?2.0% ；Fe: ( 0.15%;Pb:0.1 ?2.0% ；A1:0.01 ?0.2% ；Sb:0.06 ?0.15%，关于 P 成分，在 Cu:63.5 ?小于 65.0%时，Ρ:0.04 ?0.15% ;在 Cu:65.0 ?69.0%时，为 P: ( 0.15%的范围的可选的添加成分，剩余部分为Zn和杂质。
[0018]本发明的特征在于:在铜基合金(黄铜)中，不用添加对于水龙头模具而言为有害元素的B、Ni，且不进行热处理，即可保持ISO最大脱锌深度为100 μπι以下的耐脱锌性。
[0019]关于耐应力腐蚀开裂性，具有如下特征:铸造件没有结晶的方向性，因此裂缝难以发展。
[0020]另外，本发明的适于铸造用的铜基合金的特征在于，以质量％计包含如下组分:Cu:63.5 ?69.0% ；Sn:l.2 ?2.0% ；Fe:彡 0.15% ；Pb:0.1 ?2.0% ；A1:0.01 ?0.2% ;Sb:0.06 ?0.15 %，关于 P 成分，在 Cu:63.5 ?小于 65.0 % 时，Ρ:0.04 ?0.15 % ;在Cu:65.0?69.0%时，为P:彡0.15%的范围的可选的添加成分，还含有Te: 0.01?0.45%、Se:0.02?0.45%中的至少一种元素及/或Mg:0.001?0.2%、Zr:0.005?0.2%中的至少一种元素，剩余部分为Zn和杂质。
[0021]接着，作为本发明的Bi类的铜基合金，其特征在于，以质量％计包含如下组分:Cu:63.5 ?69.0% ；Sn:l.2 ?2.0% ；Fe:彡 0.15% ；B1:0.5 ?1.5% ；A1:0.01 ?0.2% ;Sb:0.06 ?0.15 %，关于 P 成分，在 Cu:63.5 ?小于 65.0 % 时，Ρ:0.04 ?0.15 % ;在Cu:65.0?69.0%时，为Ρ: ^ 0.15%的范围的可选的添加成分，剩余部分为Zn和杂质。
[0022]另外，特征在于以质量％计包含如下组分:Cu:63.5?69.0% ；Sn:l.2?2.0% ;Fe: ^ 0.15 % ；B1:0.5 ?1.5 % ；A1:0.01 ?0.2 % ；Sb:0.06 ?0.15%,关于 P 成分，在Cu:63.5 ?小于 65.0%时，P:0.04 ?0.15%;在 Cu:65.0 ?69.0%时，为 P:彡 0.15%的范围的可选的添加成分，还含有Te: 0.01?0.45 %、Se: 0.02?0.45 %中的至少一种元素及/或Mg:0.001?0.2%、Zr:0.005?0.2%中的至少一种元素，剩余部分为Zn和杂质。
[0023]发明的效果
[0024]本发明的黄铜合金可用作青铜合金的代用品。
[0025]作为用于与水接触的用途的合金，可不添加作为有害元素的N1、B，且不进行热处理，即可达成ISO最大脱锌深度为100 μ m以下。
[0026]并且，其耐冲刷腐蚀性、耐应力腐蚀开裂性也优异。
【附图说明】
[0027]图1示出了评价中使用的铜基合金的成分表和评价结果。
[0028]图2示出了评价中使用的铜基合金的成分表和评价结果。
[0029]图3示出了样品取样图。
[0030]图4示出了冲刷腐蚀的试验方法。
【具体实施方式】
[0031]以下，对本发明的铜基合金的成分进行说明。
[0032]Cu成分优选为63.5?69.0%的范围。
[0033]Cu成分低于63.5%的话，β相会增大，耐腐蚀性会降低。
[0034]Cu成分增加的话，虽然耐脱锌腐蚀性等的耐腐蚀性会提高，但价格会很昂贵且强度会降低，故优选63.5?69.0%的范围。
[0035]Pb是为了提高切削性的添加元素，在本发明中，根据需要而含有0.1%以上的Pb，但超过2.0%的话，强度可能降低，因此，设定为2.0%以下。
[0036]另外，从提高切削性的观点考虑，可含有0.5?1.5%的Bi来代替Pb。
[0037]Sn是为了确保耐脱锌腐蚀性和耐冲刷腐蚀性的必要元素。为了得到与青铜件相当的耐冲刷腐蚀性，Sn的含量需要为1.2%以上，更优选为1.5%以上。
[0038]另外，Sn的含量超过2.0%的话，则即使耐脱锌性良好，在铸造后原样使用时，机械性质中的伸长率会降低。从确保伸长率的观点考虑，更优选为1.8%以下。因此，Sn的范围为1.2?2.0%，更优选为1.5?1.8%。
[0039]Fe容易与P形成化合物，会减少P的效果，故优选为0.15%以下。
[0040]含有A1是为了防止P的氧化。
[0041]为了防止P的氧化，需要至少含有0.01%以上。
[0042]另外，A1为0.2%以上的话，在本成分范围内，会减少耐脱锌性，故A1的范围设为0.01 ?0.
[0043]从耐脱锌性的观点考虑，更优选为0.01?0.1 %。
[0044]另外，A1在改善流动性方面也有效果，但为了保持与青铜同等水平的流动性，以上述程度的A1含量就足够了。
[0045]含有Sb是为了提高耐脱锌性。
[0046]为了在不进行热处理的情况下确保ISO最大脱锌深度为100 μπι以下，需要在γ相中含有0.3%以上。
[0047]为此，需要至少含有0.06%以上。
[0048]另外，如果超过0.15%则会脆化，故将Sb的含有范围设为0.06?0.15%。
[0049]从耐脱锌性和机械性质这两方面考虑，更优选为0.08?0.13%的范围。
[0050]与Sb —样，含有P是为了提高耐脱锌性。不过，Cu不足65%的话，P为必需元素，Cu在65%以上的话，则P为可选元素。
[0051]为了在不进行热处理的情况下确保ISO最大脱锌深度为100 μπι，在Cu不足65%的情况下，需要至少含有0.04%以上的P。
[0052]更优选为0.06 %以上。
[0053]另外，如果超过0.15%的话，在铸造后原样放置时容易产生偏析，故P设为0.04?0.15%的范围。
[0054]另外，Cu在65%以上的话，即使不含有