JPS63100145A - 耐食性銅合金材料およびその製造方法 - Google Patents
耐食性銅合金材料およびその製造方法Info
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- JPS63100145A JPS63100145A JP24510486A JP24510486A JPS63100145A JP S63100145 A JPS63100145 A JP S63100145A JP 24510486 A JP24510486 A JP 24510486A JP 24510486 A JP24510486 A JP 24510486A JP S63100145 A JPS63100145 A JP S63100145A
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
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。
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！！？］
本発明は耐食性に優れた銅合金材料およびその製造方法
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］
一般に遣水装置用伝熱管および復水器用冷却管等の熱交
換器用管材料としては、９０Ｃｕ−１ＯＮｉ合金、７０
Ｃｕ−３ＯＮｉ合金、６６Ｃｕ−３ＯＮｉ−２Ｍｎ−２
Ｆｅ合金等が用いられている。従来これらの合金よりな
る管は製造工程の最終段階で光輝焼鈍されているが、焼
鈍雰囲気を還元性ガスにしているため、合金管表面に酸
化皮膜が生成することはない。尚雰囲気ガス中に微量酸
素が不純物として含まれていたとしても、主成分である
ＣｕやＮｉの酸化物が生成するのみであり、この他に例
えばＺｎが微量含まれていてもＺｎの酸化物は生成しな
いと官われている。モしてこわらの合金よりなる管の表
面には使用環境下でＮｉ酸化物を主体とした強固で緻密
な酸化皮膜が形成され、これによって優れた耐潰食性が
得られるものと考えられている。
換器用管材料としては、９０Ｃｕ−１ＯＮｉ合金、７０
Ｃｕ−３ＯＮｉ合金、６６Ｃｕ−３ＯＮｉ−２Ｍｎ−２
Ｆｅ合金等が用いられている。従来これらの合金よりな
る管は製造工程の最終段階で光輝焼鈍されているが、焼
鈍雰囲気を還元性ガスにしているため、合金管表面に酸
化皮膜が生成することはない。尚雰囲気ガス中に微量酸
素が不純物として含まれていたとしても、主成分である
ＣｕやＮｉの酸化物が生成するのみであり、この他に例
えばＺｎが微量含まれていてもＺｎの酸化物は生成しな
いと官われている。モしてこわらの合金よりなる管の表
面には使用環境下でＮｉ酸化物を主体とした強固で緻密
な酸化皮膜が形成され、これによって優れた耐潰食性が
得られるものと考えられている。
［発明が解決しようとする問題点］
これらの合金よりなる管は表面酸化皮膜の存在により通
常の環境下であれば十分問題なく使用に耐え得るが、使
用条件によっては隙間腐食が生じる０例えば海水中の異
物が管内に流入停滞すると、その下部に隙間が形成され
るが、この隙間の部分が陽極、流水に曝される部分が陰
極となる局部電池が形成されて隙間腐食が生じるように
なる。
常の環境下であれば十分問題なく使用に耐え得るが、使
用条件によっては隙間腐食が生じる０例えば海水中の異
物が管内に流入停滞すると、その下部に隙間が形成され
るが、この隙間の部分が陽極、流水に曝される部分が陰
極となる局部電池が形成されて隙間腐食が生じるように
なる。
そこで本発明においてはＣｕ−Ｎｉ系合金の本来有する
優れた耐潰食性を保有しながら、さらに耐隙間腐食性に
優れた耐食性銅合金材料およびその製造方法の提供を目
的としている。
優れた耐潰食性を保有しながら、さらに耐隙間腐食性に
優れた耐食性銅合金材料およびその製造方法の提供を目
的としている。
［問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決することのできた本発明とはＮｉ ：
９〜３２％（重量％の意味、以下同じ）Ｍ ｎ ： ０
．０５〜２．５％ Ｆ ｅ ： ０．０５〜２．５ ％Ｚ ｎ
： ０．００１ 〜１ ％を含有し、残部Ｃｕおよび
不可避不純物からなる銅合金の表面に１０Å以上のＺｎ
酸化物層を形成させたものであることを第１の構成要旨
とし、さらに前記成分組成の銅合金表面に１０Å以上の
亜鉛酸化物層を形成させるために該銅合金を酸素０．０
１ｐｐｍ〜１１００００ｐｐを含み残部非酸化性ガスか
らなる雰囲気中で６５０〜８５０℃で熱処理することを
第２の構成要旨としている。
９〜３２％（重量％の意味、以下同じ）Ｍ ｎ ： ０
．０５〜２．５％ Ｆ ｅ ： ０．０５〜２．５ ％Ｚ ｎ
： ０．００１ 〜１ ％を含有し、残部Ｃｕおよび
不可避不純物からなる銅合金の表面に１０Å以上のＺｎ
酸化物層を形成させたものであることを第１の構成要旨
とし、さらに前記成分組成の銅合金表面に１０Å以上の
亜鉛酸化物層を形成させるために該銅合金を酸素０．０
１ｐｐｍ〜１１００００ｐｐを含み残部非酸化性ガスか
らなる雰囲気中で６５０〜８５０℃で熱処理することを
第２の構成要旨としている。
［作用］
前述したように銅合金の表面には安定な酸化皮膜が形成
され耐潰食性を示すが、水中に浮遊している異物等が局
部的に付着すると異物の下部が陽極となり、その周辺が
陰極となって局部電池が形成され、陽極部が腐食される
。この腐食速度は陽極部と陰極部の電気化学的特性に支
配される。
され耐潰食性を示すが、水中に浮遊している異物等が局
部的に付着すると異物の下部が陽極となり、その周辺が
陰極となって局部電池が形成され、陽極部が腐食される
。この腐食速度は陽極部と陰極部の電気化学的特性に支
配される。
第１図は腐食金属の分極特性を示す図であり、陽極部の
アノード曲線■と陰極部のカソード曲線■との交点Ｐか
ら縦軸までの距１１ＩｌｉＱＰ−腐食電流値が陽極部の
隙間腐食速度に対応する。この腐食電流値ＱＰを小さく
する方法として種々の方法が考えられたが、たとえば陰
極部表面に陰分極抵抗の高い皮膜を形成させるとカソー
ド曲線は■で示すようにすることができる。したがって
腐食電流値はＱ’ Ｐ’で示すように低い値となり、隙
間腐食速度が低くなることが期待される。
アノード曲線■と陰極部のカソード曲線■との交点Ｐか
ら縦軸までの距１１ＩｌｉＱＰ−腐食電流値が陽極部の
隙間腐食速度に対応する。この腐食電流値ＱＰを小さく
する方法として種々の方法が考えられたが、たとえば陰
極部表面に陰分極抵抗の高い皮膜を形成させるとカソー
ド曲線は■で示すようにすることができる。したがって
腐食電流値はＱ’ Ｐ’で示すように低い値となり、隙
間腐食速度が低くなることが期待される。
そこで陰極部の分極抵抗を高くする方法を検討した結果
最表面にＺｎ酸化物層を形成させると分極抵抗を高くす
ることができることを見出した。
最表面にＺｎ酸化物層を形成させると分極抵抗を高くす
ることができることを見出した。
即ちＺｎ酸化物は他のＮｉ酸化物、Ｃｕ酸化物。
Ｍｎ酸化物およびＦｅ酸化物に比べ電子伝導性が低いた
めに皮膜表面での陰極反応０２ ＋ ２ Ｈ２０＋４ｅ
−−４０８−を抑制する作用を持っている。この電子伝
導性の低いＺｎ酸化物層を１０Å以上最表面に形成させ
ると上記の効果が多いに発揮される（第５図参照二酸化
物層の厚さに伴なって陰分極抵抗は増し酸化物層が１０
Å以上になると隙間腐食深さが低減している）。
めに皮膜表面での陰極反応０２ ＋ ２ Ｈ２０＋４ｅ
−−４０８−を抑制する作用を持っている。この電子伝
導性の低いＺｎ酸化物層を１０Å以上最表面に形成させ
ると上記の効果が多いに発揮される（第５図参照二酸化
物層の厚さに伴なって陰分極抵抗は増し酸化物層が１０
Å以上になると隙間腐食深さが低減している）。
次に本発明を構成する成分および成分限定理由について
述べる。Ｃｕ−Ｎｉ合金表面にはＮｉ酸化物を主体とし
た強固で緻密な表面皮膜が形成されこれによって優れた
耐潰食性が得られる。この表面皮膜の特性に影響を与え
ている元素はＮｉ。
述べる。Ｃｕ−Ｎｉ合金表面にはＮｉ酸化物を主体とし
た強固で緻密な表面皮膜が形成されこれによって優れた
耐潰食性が得られる。この表面皮膜の特性に影響を与え
ている元素はＮｉ。
ＭｎおよびＦｅでありＮｉが９％未満では十分な耐潰食
性が得られず、３２％を超えると隙間腐食感受性が高く
なるためＮｉ量は９〜３２％とする必要がある。Ｍｎと
Ｆｅは同じ影響をもたらし、０．０５％未満では所望の
耐潰食性が得られず２．５％を超えると孔食感受性や隙
間腐食感受性が高くなるため、ＭｎおよびＦｅはそれぞ
れ０．０５〜２．５％とする必要がある。
性が得られず、３２％を超えると隙間腐食感受性が高く
なるためＮｉ量は９〜３２％とする必要がある。Ｍｎと
Ｆｅは同じ影響をもたらし、０．０５％未満では所望の
耐潰食性が得られず２．５％を超えると孔食感受性や隙
間腐食感受性が高くなるため、ＭｎおよびＦｅはそれぞ
れ０．０５〜２．５％とする必要がある。
そして上記組成よりなる銅合金の表面に１０Å以上のＺ
ｎ酸化物層を形成して電子伝導性を有効に低下させるた
めにはＺｎ含有量は０．００１％以上必要であるが、Ｚ
ｎ含有量が多くなると耐潰食性が低下するので上限は１
％とするのが好ましい。
ｎ酸化物層を形成して電子伝導性を有効に低下させるた
めにはＺｎ含有量は０．００１％以上必要であるが、Ｚ
ｎ含有量が多くなると耐潰食性が低下するので上限は１
％とするのが好ましい。
次にこの合金表面に１０Å以上のＺｎ酸化物層を形成さ
せるための熱処理条件について述べる。
せるための熱処理条件について述べる。
非酸化性ガス中で前記銅合金を熱処理するに際して非酸
化性ガス中の酸素量が０．０１ｐｐｍ＋未満では電子伝
導性の低下効果を発揮させるのに必要な１０八以上のＺ
ｎ酸化物層が形成されず、１１００００ｐｐを超えると
ＣｕＪＰＮｉ等の他の酸化物の異常成長が生じ、皮膜が
厚くなり内部応力により皮膜が剥離しやすくなるので好
ましくない（第３図参照）。
化性ガス中の酸素量が０．０１ｐｐｍ＋未満では電子伝
導性の低下効果を発揮させるのに必要な１０八以上のＺ
ｎ酸化物層が形成されず、１１００００ｐｐを超えると
ＣｕＪＰＮｉ等の他の酸化物の異常成長が生じ、皮膜が
厚くなり内部応力により皮膜が剥離しやすくなるので好
ましくない（第３図参照）。
また熱処理温度が６５０℃未満であると母材中のＺｎの
拡散が遅く、表面にＺｎ酸化物層を形成させるためには
長時間を要し、実用的ではない。
拡散が遅く、表面にＺｎ酸化物層を形成させるためには
長時間を要し、実用的ではない。
熱処理温度を８５０℃より高くするとＺｎの蒸発が顕著
になって表面にＺｎ酸化物層を形成できなくなる。従っ
て熱処理温度は６５０〜８５０℃が好ましい（第４図参
照）、さらに熱処理時間が３分未溝であれば８５０℃の
高温であっても電子伝導性低下効果を発揮させるに十分
なＺｎ酸化物層が得られず、他方６０分以上熱処理して
もＺｎ酸化物層の厚さは飽和に達しそれ以上増加しない
ので熱処理時間は３〜６０分間が好ましい。
になって表面にＺｎ酸化物層を形成できなくなる。従っ
て熱処理温度は６５０〜８５０℃が好ましい（第４図参
照）、さらに熱処理時間が３分未溝であれば８５０℃の
高温であっても電子伝導性低下効果を発揮させるに十分
なＺｎ酸化物層が得られず、他方６０分以上熱処理して
もＺｎ酸化物層の厚さは飽和に達しそれ以上増加しない
ので熱処理時間は３〜６０分間が好ましい。
［実施例］
第１表に示す成分組成の銅合金を高周波溶解炉を使用し
て溶解し、１００す×３００１（ａｒｍ）のインゴット
に鋳造した後熱間加工および冷間加工により最終的に２
５＊ ｘ １．２’（ａｍ）の管を作製し、さらに管内
面を湿式＃４００エミリー研摩し、第１表に示す各種条
件下で熱処理を行い管内表面にＺｎ酸化物層を形成させ
供試管を作成した。Ｚｎ酸化物層の厚さはイオンマイク
ロアナライザーによって確認した。
て溶解し、１００す×３００１（ａｒｍ）のインゴット
に鋳造した後熱間加工および冷間加工により最終的に２
５＊ ｘ １．２’（ａｍ）の管を作製し、さらに管内
面を湿式＃４００エミリー研摩し、第１表に示す各種条
件下で熱処理を行い管内表面にＺｎ酸化物層を形成させ
供試管を作成した。Ｚｎ酸化物層の厚さはイオンマイク
ロアナライザーによって確認した。
陰分極抵抗値、隙間腐食性および潰食性の試験は第２図
（概略断面図）に示すように陰分極抵抗測定用供試管１
［２６すＸ １．２ｔｘ ３０ ｊ（ａｍ） ：試料面
積２２ｃＩ１２］、隙間腐食測定用および潰食性深さ測
定用供試管２［２６すＸｌ、２ｔＸ １００ｊ（ｍｍ）
］、並びにポリ塩化ビニル製の腐食試験用治具３ａ、３
ｂを使用して装置を組立て残留塩素濃度を０．Ｏ５ｐｐ
ｍに常時保った人工海水を供試管１゜２に流速２ ｍ
／ Ｓで循環通水させて表面皮膜の陰分極抵抗値、隙間
腐食深さおよび潰食性深さを求めた。これらの試験結果
を第１表に示す。
（概略断面図）に示すように陰分極抵抗測定用供試管１
［２６すＸ １．２ｔｘ ３０ ｊ（ａｍ） ：試料面
積２２ｃＩ１２］、隙間腐食測定用および潰食性深さ測
定用供試管２［２６すＸｌ、２ｔＸ １００ｊ（ｍｍ）
］、並びにポリ塩化ビニル製の腐食試験用治具３ａ、３
ｂを使用して装置を組立て残留塩素濃度を０．Ｏ５ｐｐ
ｍに常時保った人工海水を供試管１゜２に流速２ ｍ
／ Ｓで循環通水させて表面皮膜の陰分極抵抗値、隙間
腐食深さおよび潰食性深さを求めた。これらの試験結果
を第１表に示す。
またこの中のデータを用いて、Ｚｎ酸化物層の厚さに及
ぼす熱処理時弊酸化性ガス中の酸素濃度の影響を求め第
３図に示した。非酸化性ガス中の酸素濃度が０．０１〜
１００００ｐｐ１１の範囲内では濃度に比例してＺｎ酸
化物層が厚くなることがわかる。
ぼす熱処理時弊酸化性ガス中の酸素濃度の影響を求め第
３図に示した。非酸化性ガス中の酸素濃度が０．０１〜
１００００ｐｐ１１の範囲内では濃度に比例してＺｎ酸
化物層が厚くなることがわかる。
次にＺｎ酸化物層の厚さにおよぼす加熱温度の影響を第
４図に示した。６５０〜８５０℃の間でＺｎ酸化物が安
定に生成することがわかる。さらに陰分極抵抗、隙間腐
食深さに及ぼすＺｎ酸化物層の厚さの影響を第５図に示
した。Ｚｎ酸化物層の厚さに伴なって陰分極抵抗が増加
し１０Å以上になると隙間腐食深さが減少することがわ
がる。。
４図に示した。６５０〜８５０℃の間でＺｎ酸化物が安
定に生成することがわかる。さらに陰分極抵抗、隙間腐
食深さに及ぼすＺｎ酸化物層の厚さの影響を第５図に示
した。Ｚｎ酸化物層の厚さに伴なって陰分極抵抗が増加
し１０Å以上になると隙間腐食深さが減少することがわ
がる。。
以上の結果から本発明銅合金材料は比較銅合金材料に比
べ耐隙間腐食性に優れていることがわかる。
べ耐隙間腐食性に優れていることがわかる。
［発明の効果］
以上のように本発明における耐食性銅合金材料および本
発明方法によって得られる対食性合金材料は、銅合金の
木来有する耐潰食性に加えて材料表面に形成されるＺｎ
酸化物層により耐隙間腐食性にも優れたものである。
発明方法によって得られる対食性合金材料は、銅合金の
木来有する耐潰食性に加えて材料表面に形成されるＺｎ
酸化物層により耐隙間腐食性にも優れたものである。
第１図は腐食金属の分極特性概要図、第２図は本発明銅
合金材料の腐食試験態様を示す概略断面図、第３図は非
酸化性ガス中の酸素濃度とＺｎ酸化物層の厚さとの関係
図、第４図は加熱温度とＺｎ酸化物層の厚さとの関係図
、第５図はＺｎ酸化物層の厚さと陰分極抵抗および隙間
腐食深さとの関係図である。
合金材料の腐食試験態様を示す概略断面図、第３図は非
酸化性ガス中の酸素濃度とＺｎ酸化物層の厚さとの関係
図、第４図は加熱温度とＺｎ酸化物層の厚さとの関係図
、第５図はＺｎ酸化物層の厚さと陰分極抵抗および隙間
腐食深さとの関係図である。
Claims (2)
- （１）Ｎｉ：９〜３２％（重量％の意味、以下同じ） Ｍｎ：０．０５〜２．５％ Ｆｅ：０．０５〜２．５％ Ｚｎ：０．００１〜１％ を含有し、残部Ｃｕおよび不可避不純物からなる銅合金
の表面に１０Å以上のＺｎ酸化物層を形成させたもので
あることを特徴とする耐食性銅合金材料。 - （２）Ｎｉ：９〜３２％ Ｍｎ：０．０５〜２．５％ Ｆｅ：０．０５〜２．５％ Ｚｎ：０．００１〜１％ を含有し、残部Ｃｕおよび不可避不純物からなる銅合金
を、酸素０．０１〜１００００ｐｐｍを含み残部非酸化
性ガスからなる雰囲気中で６５０〜８５０℃で熱処理す
ることを特徴とする耐食性銅合金材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24510486A JPS63100145A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 耐食性銅合金材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24510486A JPS63100145A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 耐食性銅合金材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100145A true JPS63100145A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=17128671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24510486A Pending JPS63100145A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 耐食性銅合金材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100145A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102605210A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-25 | 朱春来 | 一种复杂铜-锌合金的制造方法 |
| CN109971993A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 北京有色金属研究总院 | 一种高耐蚀铜合金及其制备方法 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP24510486A patent/JPS63100145A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102605210A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-25 | 朱春来 | 一种复杂铜-锌合金的制造方法 |
| CN109971993A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 北京有色金属研究总院 | 一种高耐蚀铜合金及其制备方法 |
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