JPS59100245A - 耐食性に優れた銅合金及びその製造方法 - Google Patents

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】 本発明は優れた耐食性を有する＠自余て復水器、給水加
熱器、１９留器、冷力１器、造水装置など／７）ｉ〜交
換器用の１料として、　ＩＩ！？に白組１車等に川し）
らオｌろラジェ−ターのタンク（容器）、ヂ：１−ブ（
管）、ツーイン等の材料としてｒ住適な銅合金に閂する
ものである。

凸＠４は一般に臣憾的性質や成形性が良好であり、千の
は７）・の銅合金に〈ｒ、べて価格も安いため、広範囲
の用途−Ｃｆ吏用されでいる。熱交換器費１′？Ｊ自動
車ラジェーターとし、でも好んで使用されてい２．が、
Ｐ１銅は環境によってけ脱曲鉛腐食ｆ、Ｉｌｌ象が起き
、とわが大きな問題と外っている。

自狙１車用ラジェーターはエンジン本体のｍ度に一調節
するために液体を冷却媒体とり、てエンジン・とラジエ
ー〃−とを循干＋Ｈさせて熱を放散させるものでラジェ
ーターは冷却媒体と詣時接触１〜てネ・す、この冷却媒
体により内面力）ら腐食が生じる問題がある。又自動車
の走行中にラジェーターは排気ガス、＋部分を含む海岸
大気、さらにはにｌハに気のｆＦ（’１１．’Ｊス等に
さらされている場合には外面からも腐食される。

従来ラジェ一ターに使用されてい石材料と［７ては銅６
５Ｗ１鴻＋　’、％　＠　５　Ｓ　ｗｔチからなる哉銅
が用いられているが、腐食環境の悪化等により。

従来の黄銅を用いたラジェーターの置台が短かくなりつ
つある。

さらＫまた。近年、特にラジェーターデユープ（管）に
は。従来のカシメによるロックシーＡ　７ｆコープにか
わって、コスト低減と生産効率の面から、高周波抵抗溶
接オたは高周波誘導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。Ｉ〜かしなから銅合金溶接管は、
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７て耐食性が大巾例劣るという欠点を持っている。こ
のことは銅合金溶接管の使用−ヒの大きな制約となる４
、さらには、銅合金溶接管の型造の際に溶接方法として
高周波誘導溶接もしくは高周波抵抗溶接を用いた場合、
その溶接方法の特徴から特に溶接割れを発生しやすいと
いう製造上の難点を持っている。

このような状況から熱交換器特例ラジェーター（ハーン
ク（容器）、デユープ（管）、フ・イン智に耐、な↑′
［内向上が要求されると同時に、溶接部位にトいでは耐
食１′１と同時に溶接割れ、感受ｔ１の低い（４料の開
発が９寸れてきた。

ｔ、発明はかかる点に鑑・ム、従来の黄銅を改良ｌ−９
熱交換器特にラジェーター用材料として優わた耐＃：＋
トを有する銅合金を桿供するものであＺｌ、。

本′渚明は、亜鉛２５〜４０　ｗｔ係、りん００ｎ５−
　Ｏ，０７０ｗｔ％、錫ｎ、　０５〜ｔ　Ｏｗｔチ、ア
ルミ、−ウノ・００５−・１．　Ｏｗｔ憾を含み、さら
に鉄０．０ＣＩ５−１０）Ｙｔ俤、鉛ｆ）、　Ｏｒｌ　
５〜０．３　ｗｔ係の白河れか１挿又ｋＪ’、　２　ｆ
ｉＱ　ｒ＜　Ａ計ｎ、　ＯＯ５−ｔ　３　ｗｔ％含の。

ゲ゛部例及びト町排的存不純物からなる合金、卦２１び
竹ｒ）−全を最終焼鈍”Ｃ結晶粒度がＣＩ、０１５ｍ１
゛、１　’ｌ’：’となるように調整し２だ合金、およ
び該合金ｉ９＊ｑ焼ｆ１ζ１研ろ〜２０ヂの加工度で冷
間圧延をＯどこ］〜だ合金、ならびに該合金を最終ｗｌ
Ｉ鈍で多、′、晶粒庶が０．　ｔ３１５　ｍ、Ｉ；）、
Ｆとなるように調整し７／・の５．さ【）に３〜２０チ
の加］一度で冷間圧延を施し、た合金であって優れた耐
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および内容の限定理
由を説明する。鉛と亜鉛は本発明合金の基本利料と寿る
もので加工性９機械的強度にすぐれていると共に熱伝導
性にもすぐれている６、亜鉛含有ｍ′を２５〜４ｏ　ｗ
ｔ％とする理由け。

１１１−鉛含有齢が２５　ｗｔ係未満では加工性が悪く
なるとｆ！二、　：ｂ−よび亜鉛含有量が４［１ｗｔチ
をとえると銅−加鉛合金にかけるβ相の析出がみられ。

耐食性および冷間加工性が悪くなるためである。

りんの含有量を０．　ＯＯ５〜Ｏ，ｒｌ　７　［１ｗｔ
４とする理由Ｖよ、りんの含有量がＯ，ＯＯ５ｗｔ４＋
未満では耐食性の改善がみられず、逆にりん含有量が０
、０７０　ｗｔＬ！ｊを越えると耐食性は改善されるが
。

粒界腐食の徴候が見られるためである１、錫の含肩隈が
ｏ、　ｏ　ｓ　ｗｔ９ｓ未満では耐食性、特に溶接［７
た場合溶接部の耐食性の改善が認められ］９寸だ１．０
　Ｗ優を越えると、その効果が飽和するだめである。ア
ルミニウムの含有量を０．０５〜１゜ｖｉｔ、係と−す
る理由Ｕ［、アルミニウノ、の含有隈がｎ　０５　ｗｔ
沸十５Ｍ−ｒ’ｈ耐食件、　ｌｒｖに溶接１７り場合溶
接部の面１食件の改善が聞めらｉｌ−ず、ヰだ１．Ｏｖ
；ｊＨ％　ｆ賊えると−Ｙの効果が飽和するためである
。

Φ″りの含イ′ｉ′１′１１がｉｌ　００５　ｖｙｔ係
来湾では耐食性の改善が昭めらシ１Ｊ゛、またｔ　Ｏｗ
ｔチを越えるとその効果が飽和するためである。鉛の含
有間’ｉ０．００５〜Ｏ，ＦＳ　ｖｔ係とする理由は、
鉛の含有Ｍ゛が［１，Ｄ　ｎ　ＳＷｔ係十イＩＡでは耐
食性の改善が認めら）１ず、−まだ＋１．５　ｗｔ膓を
１−えると加工性が劣化するためであ２、。Ｊ臥１−の
よう１・Ｃりん、鉄、鉛の添加によ１）てマー（」に四
角Ｆ１をイて１加し、錫と）′ルミニウムを添加するこ
とによって孝材卦よび特に溶接ｊ７た場合゛許′１接部
に１１ｉＩ：ｆ；　ｔ：＋−を付加するものである。

さらに結晶’４３７庶を０．０１５ｗＲ以上に限定した
理由についで述べる。高周波抵抗溶接も！〜〈は高周波
抵抗溶接によって起こる溶接割れの原因について調査１
．た結果９本発明者らは溶融した母利金桟と接触し２て
いると粒界が脆化ｌ〜で軽いＦＱ牛を受けだ場合に溶接
割れが発生ずる仁と、を知見り、た。そこでこのような
現像についてｎＱ査を行なった結果、結晶粒度の影響が
太きく結晶粒度を小さくすることにより、このような現
象を大巾に抑制することができることを知見；７た。

また本発明者らは、耐食性に及ばず結晶粒度の影響につ
いて調査した結果、耐食性特に耐脱亜鉛腐食性は結晶粒
度に依存ｊ〜結晶粒度を小さくする仁とにより耐食性を
向上させることができることを知見１〜だ。

結晶粒度を０．０１５ｍ５以下に限定１７た理由は。

結晶粒度が０．０１５ｍを越えると溶接割れが発生しゃ
すぐなり、また耐食性の劣化が認められるだめである。

また本発明合金を最終焼鈍しだのち６〜２０チの加工度
で冷間圧延をほどこ゛す理由は、冷間圧延をほどこすこ
とにより本発明合金のはんだ付は性が向上するためであ
るが、加工度が３％未満でははんだ利は性の向上が認め
られず、まだ２０チを越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加工時の成形性がタ、化
ｊＺ、プこめで才、る１、 と、の、ｔうな本発明合金ｔよ、Ａ好な耐食１′１：卦
よＵ耐溶接割ニアｂ１′ｔを’ｉ’ニーｊとともに、ｄ
、んだ付は性も良ηｒ々自金でｔ）るフｙめ熱交換器用
９行にラジ）■−ター用例合金と１．で適１−．た利ｆ
１である。

（゛′施１（１１ ＦＱ　１潤に示す（堵組成の合金を溶製（〜、熱間圧ケ
′および適宜焼きなネし介加えながら冷間圧延（より１
Ｆ１１７さの板と１２．を存終的に種々の温度−・焼き
なオしを加え第２表に示す結晶粒度に調Ｎしまた２゜可
食性試験に供する溶接部材は第２表１・示さ′ｉ＋だ結
晶粒度をもつ１門厚さの諸組成の１′、金を突き合ｂＴ
ＴＧ溶接することによって作旧し六。百１食性賊豹ｃ、
＞、１ｔの蒸留水に炭酸水床ナトリウノ、　　　　１．
３　　ｙ／ｌ−硫酸ナトリウム　　１５り／１ ＪＪｆｉ　化　・ノー　ト　リ　ｌシ　ノ、　　　　　
　１．　６　ｙ／ｌて各々溶かし７た液を液淵８８℃に
保持し、毎分１００−の？Ｐ気を吹き込み、この液の中
に５０゜ｒ凹澤消し５た。そのＦ・１ｔ発生（７た脱亜
鉛腐食深さを溶接部および母材部についで測定１７．こ
れをもって面１食性全訂価した。その結果ｆＩＮ３表に
示した。

溶融［７た母材金属と接触した場合に粒譬が脆化して溶
接割れが発生することに対する耐性についての試験は図
１に示されるようにバイブ状に加工り、　とれを回−組
成の融点＋５０℃に保持された溶融金属に６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
１７ている状態で図２のように、Ｉ５撃を加えた。その
時変形ト２だバイブの断面を顕微鏡によって観察ｌ−粒
界破壊の有無全確認り、　これをもって溶接割れに対す
る耐性を評価した。その結果を第４表に示した。

さらに第２表に示された結晶粒度をもつ１同厚さの合金
を第５表に示す加工度で冷間圧延を加えたのちはんだ付
は性試験に供した。はんだ付は性試験は直径８８０ｍ、
深さ６０門の円筒形のルツボｌｃｓｎ２０ｗｔ％−Ｐ’
ｂ８０ｗｔ％からなるはんだを３２０℃に゛加熱１．て
溶湯を作り、その中に１（１・１連（宜２５門７／′日
θＣ−ｊヤンプノｔ（表面を汀１浄し′（」７た＋１Ｊ
１０問、長さ５０門の形状）を浸（＊Ｌｌこときはんだ
浴からザンブルが・受ける浮力とはん）（浴に引き込ま
れる力が平秤１４Ｕ、阜する洩Ｃの時間（ぬ１１丁轡時
間）を測’ｉ？″Ｌ、？Ｃ，′Ｊ１をも−７−）−７′
番、Ｊ／、だイｌ　＆＋　（１−４７訂価１−．た。そ
の活用を第６ｔ・にシ１ミ１２戸−６、 卯、３岩、Ｆｐ、４表、第６表かられかる」、う（Ｃ本
発明合金は、脱亜鉛病食に対しで素彊卦よび溶１％′−
１，た（ハ合、溶（７部が優第１た耐食性を示すととも
に面１溶接割れｆ１卦よび目んだイ・１け１士も良々了
な白金で才）ることが１用明した。

１なわち、１＋几イ（゛′ζ含金（試料番号１＝６）で
は配大脱曲鉛腐食深さが素＋（で２０３μ〜５５８μ。

溶接部で５７１８μ〜７８１μに達すｚｌのに対し本発
明合金（試′ｆ′１番号７〜２３）は￥（−（で最低値
１２μｍ・ｆ＾高仙８３μ、溶接部で最低値３０／Ｉ　
−、ｆｑ高値１Ａ　４　ｐであり、耐脱亜鉛腐食に優り
、−７−いることが分る′。そして本発明合金の中でも
結晶Ｔｉ１Ｗが０．０１５％以下の合金は、より剛脱ｉ
１ｉ鉛腐食に優れている。

また本発明合金は、上記のように耐脱ｊ＋ｆｉ鉛腐食性
に例れているが。さらに結晶粒度が旧〕１５ｍ以Ｆであ
るもの（試料番号３．６．８．　Ｎ、　１’、１５゜１
８、　＋９．２０．２１　）は、第２図に示す溶接割１
１ｆｔの試験に卦いてΦ６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
０．０１５１を越えるもの罠ついでは％’：ｉ界破壊全
破壊すので好ましくない。

さらに本発明合金は、上記のように耐脱亜鉛腐ｔ’ｔｔ
’＋・および耐溶接割れ性に優ｉ１ていＺ）が、ξれｉ
／ｉＣ、ｊＪｌｌえて加−Ｌ度３〜２０チの冷間圧延を
施ｌまたもの（試料番号８〜１４．１７〜２５）は、同
冷開圧延を施していないもの（試料番号７．１５．　ｉ
Ａ）のけんだ付は性の評価（はんだ浴からザングルが受
ける浮力とはんだ浴に引き込まれる力がゝ■′衡に達す
る時間による）に卦いて、１６０秒。

１．６５秒、１５５秒と比較的長時間かかるのに較べて
、より短時間に平衡に達し、はんだ付は性に優れている
。

１゛Ｊ１一本発明合金は熱交換器ＪＴｉ１．４Ｇにラジ
エー〃−用絹ｆ￥全とＬ２て極めて優ｉＩたノ持性を有
するものでｋ）る。

第　　１　　表　　　　　　　（学位・、チ第　　ｌ　
　表 第　　３　　表 第４表 第　　５　　表 ＠６表

【図面の簡単な説明】

鯨１］パ旧・よ耐溶接割れ性の試験に用いる厚さ１門（
７）合金パイプの断面図、第２図は耐溶接割れ性の試静
装置の酉、略説明図である。 １　；　戸７さ１門の合金パイプ（長さ１０門）２：　
自由落−Ｆ体（爪Ｒ２００１７Ｗ　）５；　支持台 ４：　加熱保持・枦 １：　バイブ内径（ａ２０門） ■）：　　バイブ外径（げ２２門） Ｃ：　落下体２の落下距離（５０門） 特許出願人　日木鉱業株式会社 代理人　弁理士（７５６９）並用啓志 第１図 第２図 ／２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ０）　亜鉛２５〜ｉ　ｎ　ｗｔ係、　りんｎ、　ＯＣｌ
   　５〜００７０ｗｔ４　、４０．０５　１．　Ｏｗｔ４
   　、　アルミニウム０、０５〜１．　［１ｗｔｚチを含
   み、さらに鉄０００５へ−ｔ　ＩＩ　ｖｉｔ憾、鉛００
   ０５〜０．３　ｗｔ、係の白河れか１鍾又に；Ｌ　２　
   ！１ｊｊを合唱０．　ｎＥｌ　５−１．３　ｗｔ’Ｚ含
   み、歿部釦及び■＜　１ｉｉ避的な不純物かｒ）なる酊
   ｊ−ｉ↑′目て二１１−１ハ　た銅１τｌ　く≦≧〉。 〈２）　　最終筒針で結晶粒度がＱ、Ｑｊ５ｍｙｎ以−
   トとなるようにｉ’Ｊ整した亜鉛２５〜４０　ｖａｔ係
   、りんｎ、Ｏｎ　５−０．ｒｌ　７０　Ｗｔ’ｌ、　Ｑ
   ｎ、ｏ　５５−１ｏ↑：＃＋。 アルミニウムｎ０５〜ｔ　ｏ　ｗｔ％を含み、さらに１
   ′、′ミ０．　Ｏ０５−１，Ｏｗｔ係、鉛０００５〜０
   ．３ｗｔ係の内イ０１れか１種又は２種を合唱０００５
   −１．３　Ｗｔ俤■み、４・“ミ部銅及び不可背約な不
   純　５物かｒ、なム耐へ性に優れた銅合金９、（３）　
   　最終焼鋒で結晶粒度がＯ，Ｏｔ　５　ｗｓ以−１・と
   なるように調整り、たのち、さらに３〜２０チの加工度
   で冷間圧延をｔｌどこした亜鉛２５〜４０ｗｔ１！　、
   　　りんα００５〜［１，０７Ｄｗｔ＊、　　錫０．０
   ５〜１．　Ｏｗｔチ、アルミニウム００５〜１．　Ｏｗ
   ｔチ衾含み、さらに鉄０．００５〜１．　Ｏｗｔ％、鉛
   ０００５〜０．３　ｗｔ％の白河れか１種又は２種を合
   ｉｉ　Ｏ，００５〜１．３　ｗｔチ含み、残部用及び不
   ｂ」避的な不純物からなる耐食性に優れた銅合金。 （４）　　最終焼輔後さらに３〜２０チの加工度で冷間
   圧延をほどこ（〜だ亜鉛２５〜４０　ｗｔチ２　りんＯ
   ，Ｏｆｌ　５〜０．０７０　ｗｔ幅、錫０．０５〜１．
   Ｏｗ七％、アルミニウム１１０５〜１．　Ｏｗｔ％を含
   み。 さらに鉄０００５〜１．　Ｏｗｔ俤、鉛０．　［１０５
   −・［１３ｗｔ％の白河れか１種又は２種を会則［１，
   ０［１５〜’１．３　ｗｔチ含み、残部銅及び不ｏＪ避
   的な不純物からなる耐食性に優れた銅合金。