JPH03193849A - 結晶粒が微細でかつ低強度な銅合金及びその製造方法 - Google Patents

結晶粒が微細でかつ低強度な銅合金及びその製造方法

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JPH03193849A
JPH03193849A JP33128689A JP33128689A JPH03193849A JP H03193849 A JPH03193849 A JP H03193849A JP 33128689 A JP33128689 A JP 33128689A JP 33128689 A JP33128689 A JP 33128689A JP H03193849 A JPH03193849 A JP H03193849A
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東江 民夫
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、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、チーブ、フィン等の材
料として最適な銅合金の製造方法に関するものである。
[従来の技術] 従来、ラジェーターに使用されている銅合金材料として
は、Cu85重量%、Z n 35重量%からなる黄銅
が知られている。又、近年耐応力腐食割れ性を向上させ
るためCu80重量%、Zn20重量%からなる丹銅も
使用されている。しかし、ラジェーターは冷却媒体と常
時接触しており、又、自動車走行中は排気ガス、塩分を
含む海岸大気更には工場排気のSO2ガス等にさらされ
ており、これら腐食環境により黄銅は応力腐食割れや脱
亜鉛腐食が起き、これが大きな問題になっている。更に
又、近年特にラジェーターチューブには従来のカシメに
よるロックシームチューブに代って、コスト低減と生産
効率の向上の面から高周波誘導溶接あるいは高周波抵抗
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、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
いう欠点をもっている。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者らは、上記の問題点について種々研究を行った
結果、結晶粒度を微細にすることが、溶接部の割れの減
少及び耐食性特に耐応力腐食割れ性の向上に有効な方法
であることが明らかになった。しかし、銅合金の結晶粒
を微細にすると、強度が向上し、それに伴ないチューブ
、フィン等への成形時の負荷や金型の摩耗の増加及び成
形性の低下等が問題になっていた。
このような状況から、本発明では結晶粒が微細でかつ結
晶粒の微細化に伴なう強度向上の起らない成形性に優れ
た材料を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、Zn:3〜25重量%未満あるいは更にPb
5FeSSn、AI、Mn5Ni、P。
Ass  Tes  Cr S Co、 2 「、 V
S Be。
CdS Si  、 B、  I  n S Ti、 
 Mg、  Hf。
Geよりなる群より1種又は2種以上を0.005〜2
.0重量%含み、残部Cu及び不可避的不純物からなる
合金材料を75%以上の加工度で冷間圧延後、最終焼鈍
により結晶粒度を0.015mm以下としてなることを
特徴とする結晶粒が微細でかつ低強度な銅合金並びに上
記組成の合金材料を75%以上の加工度で冷間圧延後、
最終焼鈍で結晶粒度が0.015mm以下となるように
調整した後、更に1〜15%の冷間圧延を施すことを特
徴とする製造方法である。
かかる本発明を構成する合金成分及び他の構成要件の限
定理由を説明する。
CuとZnとは本発明を構成する合金の基本材料となる
もので、加工性、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。Zn含有量を3〜25重量%未満
とする理由は、Zn含有量が3重量%未満では加工性が
悪くなり、又はんだ付は性が低下するためで、25重量
%以上では脱亜鉛腐食や応力腐食割れが起き易くなるた
めである。
Pb5Fes 5nSA1% Mn、N15P%As、
 Tes Crs C0% Zr5V% Be5Cds
 S i、B、In5Ti、Mg、Hf。
Geよりなる群より1種又は2種以上を0.005〜2
.0重量%含有する理由は、素材及び溶接部の耐食性を
改善するためで、0.005重量%未満では耐食性の改
善が認められず、又、2,0重量%を超えて含有しても
その効果が飽和して、加工性を劣化させるためである。
更に、最終焼鈍前の冷間圧延の加工度を75%以上にし
た理由は、最終焼鈍後の強度を低下させ、成形性を改善
するためで、加工度が75%未満ではその効果が認めら
れないためである。
最終焼鈍により結晶粒度を0.015soi以下にする
理由は、結晶粒を小さくすることが、耐食性特に耐応力
腐食割れ性の向上に有効であること、更に高周波誘導溶
接あるいは高周波抵抗溶接によって起る溶接割れは溶融
した母材金属と接触していると粒界が脆化することが原
因であるが、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可能となるためである。
結晶粒度がO,015mmを超えると溶接割れが発生し
易くなり、又、耐応力腐食割れ性の劣化が認められるた
めである。
そして、本発明において、最終焼鈍した後1〜15%の
加工度で冷間圧延を施す理由は、冷間圧延を施すことに
より、はんだ付は性を向上させるためであるが、加工度
が1%未満でははんだ付は性の向上が認められず、又、
15%を超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で加工時の成形性が劣化するためで
ある。
[実施例] 次に本発明の詳細な説明する。
第1表に示す諸組成の合金を高周波溶解炉にて大気ある
いは不活性雰囲気中で溶解、鋳造し、熱間圧延後、冷間
圧延と焼鈍をくり返し中間板厚の素材とした。これを5
00℃で30〜60分焼鈍を行った後、第1表に示す加
工度で冷間圧延し、厚さ 0.8■の板とした。これを
更に500℃で60〜900秒熱処理し、第1表に示す
結晶粒度に調整した。又、1部の試料については更に冷
間圧延を行った。
このような試料の評価として素材の強度、エリクセン値
、応力腐食割れ試験結果、溶接割れ発生に対する耐性及
びはんだ付は性を第1表に示す。
なお、応力腐食割れ試験としては、JISコニカルカッ
プ試験工具の17型円筒平底ポンチを用い、絞り比2.
0のカップを作り、これを水酸化ナトリウムと塩化アン
モニウムで作ったpH1Oのアンモニア雰囲気中に曝露
して割れ開始までの時間を測定した。
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1表に示される合金を第1図に示されるようにバイブ
1状に加工しく内径a:20鳳1、外径b : 21.
611%長さ: loms) 、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図に示すように、バイブlを加熱保持炉4内
で支持台3にて保持し、重さ200gvの自由落下体を
落下距離c : 5hvで落下させて衝撃を加えた。そ
の時変形したバイブ断面を顕微鏡によって観察し、粒界
破壊の有無を確認し、これをもって溶融割れに対する耐
性を評価した。
又、はんだ付は性は直径8011%高さ601111の
円筒形のるつぼに5n20%−Pb80%からなるはん
だを230℃に加熱して溶湯を作り、その中に降下速度
25a+II/seeでサンプル(表面を清浄にした幅
1011%長さ50mm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を測定し、評価した。
第1表から明らかなように、本発明の合金はすべての特
性において満足すべき結果を得たが、比較合金No、1
5〜20及びN o、22はそれぞれ本発明合金No、
1.2.4.5.8,11.13と合金組成、結晶粒度
は同じだが、最終焼鈍前加工度が低いため、本発明合金
に比べ引張強さが高く、エリクセン値が低くなっている
。又、比較合金No、23〜27はそれぞれ本発明合金
N o、1.4.B、Li2と合金組成、最終焼鈍前加
工度は同じだが、結晶粒度が大きいため、本発明合金に
比べ耐応力腐食割れ性が悪く、又、溶接割れ性の試験に
おいて粒界破壊をおこしており、耐溶接割れ性が悪い。
又、比較合金No、28はタフピッチ銅であるがZn含
有量が少ないため、成形性とはんだ付は性が悪い。又、
比較合金N o、29はZn含有量が多すぎるため、耐
応力腐食割れ性が悪い。更に、本発明合金No、3.1
0と比較合金N o、21は本発明合金No、2.9と
比較合金No、20にスキンパスの冷間圧延を行うこと
によりはんだ付は性が改善されている。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明は低強度で優れた成形性を
有し、かつ耐応力腐食割れ性、耐溶接割れ性及びはんだ
付は性を有し、熱交換器特にラジェーターのタンク、プ
レート、チューブ用銅合金として最適な材料を提供する
ことができる。
【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0.8■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・・・合金バイブ、2・・・自由落下体、3・・・支
持台、4・・・加熱保持炉。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Zn:3〜25重量%未満、残部Cu及び不可避
    的不純物からなる合金材料を75%以上の加工度で冷間
    圧延後、最終焼鈍により結晶粒度を0.015mm以下
    としてなることを特徴とする結晶粒が微細でかつ低強度
    な銅合金。
  2. (2)Zn:3〜25重量%未満及びPb、Fe、Sn
    、Al、Mn、Ni、P、As、Te、Cr、Co、Z
    r、V、Be、Cd、Si、B、In、Ti、Mg、H
    f、Geよりなる群より1種又は2種以上を0.005
    〜2.0重量%含み、残部Cu及び不可避的不純物から
    なる合金材料を75%以上の加工度で冷間圧延後、最終
    焼鈍により結晶粒度を0.015mm以下としてなるこ
    とを特徴とする結晶粒が微細でかつ低強度な銅合金。
  3. (3)Zn:3〜25重量%未満、残部Cu及び不可避
    的不純物からなる合金材料を75%以上の加工度で冷間
    圧延後、最終焼鈍で結晶粒度が0.015mm以下とな
    るように調整した後、更に1〜15%の冷間圧延を施す
    ことを特徴とする結晶粒が微細でかつ低強度な銅合金の
    製造方法。
  4. (4)Zn:3〜25重量%未満及びPb、Fe、Sn
    、Al、Mn、Ni、P、As、Te、Cr、Co、Z
    r、V、Be、Cd、Si、B、In、Ti、Mg、H
    f、Geよりなる群より1種又は2種以上を0.005
    〜2.0重量%含み、残部Cu及び不可避的不純物から
    なる合金材料を75%以上の加工度で冷間圧延後、最終
    焼鈍で結晶粒度が0.015mm以下となるように調整
    した後、更に1〜15%の冷間圧延をすることを特徴と
    する結晶粒が微細でかつ低強度の銅合金の製造方法。
JP33128689A 1989-12-22 1989-12-22 結晶粒が微細でかつ低強度な銅合金及びその製造方法 Pending JPH03193849A (ja)

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