JPS59153854A - 耐食性に優れた銅合金 - Google Patents

耐食性に優れた銅合金

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JPS59153854A
JPS59153854A JP2378583A JP2378583A JPS59153854A JP S59153854 A JPS59153854 A JP S59153854A JP 2378583 A JP2378583 A JP 2378583A JP 2378583 A JP2378583 A JP 2378583A JP S59153854 A JPS59153854 A JP S59153854A
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JP
Japan
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corrosion resistance
alloy
owt
copper alloy
copper
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Pending
Application number
JP2378583A
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English (en)
Inventor
Susumu Kawauchi
川内 進
Masahiro Tsuji
正博 辻
Kiyoaki Nishikawa
西川 清明
Hidehiko So
宗 秀彦
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Eneos Corp
Original Assignee
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】 本発明は優れた耐食性を有する銅合金で、復水器、給水
加熱器、蒸留器、冷却器、造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(容器)。
チューブ(管)、フィン等の材料として最適な銅合金に
関するものである。
黄銅は一般に機械的性質や成形性が良好であり、そのほ
かの銅合金にくらべて価格も安いため、広範囲の用途で
使用されている。自動車用ラジェーターとしても好んで
使用されているが。
黄銅は環境によっては脱亜鉛腐食現象が起き。
これが太き力問題となっている。
自動車用ラジェーターは本体の温度を調節するために液
体を冷却媒体として、エンジンとラジェーターとを循環
させて熱を放散させるもので、ラジェーターは冷却媒体
と常時接触しており、この冷却媒体により、内面から腐
食が生じる問題がある。寸だ、自動車の走行中にラジェ
ーターは排気ガス、塩分を含む海岸大気、さらには工場
大気のSO■ガス等にさらされている場合には、外面か
らも腐食される。
従来ラジェーターに使用されている材料としては@ 6
 S wt係、亜鉛35 wt4からなる黄銅が用いら
れているが、腐食環境の悪化等によシ従来の黄銅を用い
たラジェーターの寿命が短かぐなりつつある。
さらに壕だ近年特にラジェーターチューブ(管)には、
従来のカシメによるロックシームチューブにかわってコ
スト低減と生産効率の向上の面から高周波抵抗溶接また
は高周波誘導溶接による銅合金溶接が採用されるように
なってきた。しかしながら銅合金溶接管は、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て耐食性
が大幅に劣るという欠点を持っている。このことは銅合
金溶接管の使用上の大きた制約となる。さらには銅合金
溶接管の製造の際に溶接方法として高周波誘導溶接もl
、 <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街発生し易いという製造上の難点を
もっている。
このような状況から熱交換器、特にラジェーターのタン
ク(容器)、チューブl)、フィン等に耐食性の向上が
要求されると同時に溶接部位において(は耐食性と同時
に溶接割れ感受性の低い材料の開発が望まれていた。
この要求に対し、すでに黄銅に添加元素を加え、耐食性
を向上せしめんとする試みは多くなされてきているが、
内面及び外面両方からの腐食に対して優れた耐食性を示
すものは見つかっていない状況である。
本発明はかかる点に鑑み、熱交換器用、特にラジェータ
ー用材料として優れた耐食性を有する銅合金を提供する
ものである。
本発明は亜鉛25〜40vyt係、りん0.005〜0
、070 wt係、錫0.05〜1. Owt係、ニッ
ケル0.05〜2. Owt係を含み、さら匠鉄0.0
05〜1、 Owt係、鉛0.0 O5〜0.5 wt
係の内側れが1種または2種を総量で0.005〜1.
3 wt係含み。
残部銅及び不可避的な不純物からなる合金、及び該合金
を最終焼鈍後さらに3〜2o係の加工度で冷間圧延をほ
どこした合金、及び該合金を最終焼鈍で結晶粒度が0.
015m以下と方るように調整された合金、及び該合金
′IC最終41f、鈍で結晶粒度が0.015F+以下
となるように調整した後、さらに3〜20%の加工度で
冷間圧延をほどこ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47’を成する合金成分及び内容の限
定理由を説明する。銅と亜鉛は本発明合金の基本材料と
々るもので、加工性1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。
亜鉛含有量を25〜40 wt係とする理由は。
亜鉛含有量が25 wtef6未満では加工性が悪くな
ること、及び亜鉛含有量が40 wt%を越えると銅−
亜鉛合金Kf6−けるβ相の析出がみられ、耐食性及び
冷間加工性が悪く浸るためである。りんの含有量を00
05〜0.070 Wt96とする理由は、シん含有量
が0.005 wt%未泗では耐食性の改善がみられず
、逆にりん含有量が0.070wtチを越えると耐食性
は改善されるが9粒界病食の徴侯が見られるためである
。錫の含有量を0.05〜t o wt%とする理由は
、錫の含有量が0、05 wt係未満では耐食性特に溶
接した場合溶接部の耐食性の改善が認められず、またt
 o wdを越えるとその効果が飽和するためである。
ニッケルの含有量k 0.05〜2; Owt%とする
理由は、ニッケルの含有骨が0.05 wt係未満では
耐食性特に溶接した場合溶接部の耐食性の改善が認めら
れず、また2、 Owtチを越えるとその効果が飽和す
るだめである。鉄の含有量を0.0 O5〜1. Ow
t%とする理由は、鉄の含有量が0.005wt%未満
では耐食性の改善が認められず、また1、 Owt%を
越えるとその効果が飽和するためである。鉛の含有量を
0005〜0.3 wt%とする理由は、鉛の含有量が
0.005 wtチ未満では耐食性の改善が認められず
、また0、 5 wt%を越えると加工性が劣化するだ
めである。
以上のようにりん、鉄、鉛を添加することによって素材
に耐食性を付加し、錫、ニッケルを添加することによっ
て素材及び溶接した場合。
溶接部に耐食性を付加するものである。
さらに結晶粒度’r 0.015 mm以下に限定した
理由について説明する。高周波抵抗溶接及び高周波誘導
溶接によって起こる溶接割れの原因について調査した結
果9本発明者らは、溶融した母材金属と接触していると
粒界が脆化し倉で軽い衝撃を受けた場合に溶接割れが発
生することを知見した。そこでこのような現象について
種々の調査を行なった結果、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できる
ことを知見した。さらに本発明者らは、耐食性に及ばず
結晶粒度の影+vvKついても調査した結果、耐食性と
くに耐脱亜鉛腐食性は結晶粒度の影響を受は結晶粒度を
小さくすることによシ耐食性を向上させることができる
ことを知見した。結晶粒度を0.015m++以下に限
定した理由は、結晶粒度が0.015wnnを越えると
溶接割れが発生し易くなり、また耐食性の劣化が認めら
れるためである。
また1本発明合金を最終焼鈍した後、さらに3〜20%
の加工度で冷間圧延をほどこす理由は、冷間圧延をほど
こすことによシ木発明合金のけんだ付は性が向上するた
めであるが、加工度が3チ未満では、はんだ付は性の向
上が認められず、また20チを越えると機械的強度が高
くなりすぎ、ラジエーターデユープ成形時の加工性が劣
化するだめである。
このような本発明合金は、良好な耐食性及び耐溶接割れ
性を示すとともにはんだ付は性も良好な合金であるため
、熱交換器用特にラジェーター用銅合金として適した材
料である。
実施例 第1表に示す諸組成の合金を溶製し、熱間圧延及び適宜
焼きなましを加えなから冷開圧延により1■厚さの板と
し、最終的に種々の温度で焼きなましを加え第2表に示
す結晶粒度に調整した。耐食性試験に供する溶接部材は
第2表に示された結晶粒度をもつ1燗厚さの諸組成の合
金を突き合わせてT工G溶接することによって作製した
。耐食性試験は1tの蒸留水に炭酸水素ナトリウム  
 1.3 t/を硫酸ナトリウム   t 5v/l。
塩化ナトリウム  1.’6 y/l を各々溶かした液を液温88℃にイv持し、毎分100
−の空気を吹き込み、この液の中に500時間浸漬した
。その時発生した最大脱亜鉛腐食深さを溶接部及び母材
部について測定し、これをもって耐食性を評価した。そ
の結果を第3表に示した。
溶融した母材全屈と接触した場合に粒界が脆化して溶接
割れが発生することに対する耐性についての試験は第2
Nに示される結晶粒度をもつ諸組成の合金を第1゛図に
示きれるようにパイプ状に加工し、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図のように衝撃を加えた。
その時変形したパイプ断面を顕微@によって観察し2粒
界破壊の有、無を確認し、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表に示がれだ結晶粒度をもつ1門厚さの合金
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80門、深
さ60唄の円筒形ルツボにSn 20 wt係−Pb 
80 wt係からなるはんだを320℃に加熱して溶湯
をつくり、その中に降下速度25 m / secでサ
ンプル(表面を清浄にした1llj;、 j Q 閂、
長さ50門の形状)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とが平衡に達するまでの時間
を測定し、これをもってはんだ付は性を評価した。その
結果を第6表に示した。
第3表、第4岩、ゴロ表かられかるように本発明合金は
脱亜鉛居食に対して、素材及び溶接した(1合溶接部に
卦いて作れた耐食性を示すとともに耐溶接割れ性及びは
んだ付は性も良好な合金であることが判明した。
すなわち比軸合金(試料番号1〜10)ではf1十大脱
亜鉛腐食深さが母材で235μ〜396μ。
溶接部で436μ〜720μに達するのに対し本発明合
金(試料番号11〜25)は母材で最低値26p−m高
値96μ、溶接部で最低値63μ〜最高値180μであ
り耐脱亜鉛腐食性に優れていることがわかる。そして本
発明合金の中でも結晶粒度が0.015m+++以下の
合金はより耐脱亜鉛腐食性に優れている。
咬た本発明合金は上記のように耐脱亜鉛腐食性に優れて
いるが、さらに結晶粒度が0.015門以下であるもの
(試料番号12.14.16.1a20)は第2図に示
される溶接割れ性の試験において単に延、性変形するの
みで割れ発生がなく耐溶接割れ性が改善される。逆に結
晶粒度が0.015門を越えるものについては粒界破壌
を起こすので好壕しくない。
さらに本発明合金のうち加工度3〜20チの冷間圧延を
施したもの(試料番号11〜19)け同冷間圧延を施し
ていないもの(試料番号20〜23)のはんだ付は性の
評価(はんだ浴からサンプルが受ける浮力とはんだ浴に
引き込まれる力とが平衡に達するまでの時間による)に
おいて2.23秒〜2.40秒と比較的長時間かかるの
に比べてより短時間に平衡に達しはんだ付は性に優れて
いることがわかる。
以上のように本発明合金は熱交換器用、特にラジェータ
ー用として極めて優れた特性を有するものである。
第  2  表 第  3  ? 第  4 7 第5表 第  6  表
【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1門の合金パ
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:厚さ1門の合金パイプ(長さ10F11)2: 自
由落下体(型骨200区W) 3;支持台 4;加熱保持炉 a、: パイプ内径(σ20門) b;パイプ外径(の22門) C:落下体2の落下距離(50門) 特許出願人 日本鉱率株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  亜鉛25〜40wt係、りん0.005〜0
    .070wt係。 錫0.05〜1. Owt係、ニッケル0.05〜2.
     Owt係を含み、さらに鉄0.005〜1. Owt
    係。 鉛0.005〜0.3 wt’lの内側れが1種または
    2種を総量で0.005〜1.3 wt係含み、残部銅
    及び不可避的な不純物からなる耐食性に優れた銅合金。
  2. (2)  最終焼鈍で結晶粒度が0.015mm以下々
    る〜2. Owt4を含み、さらに鉄[1,oo5〜1
    .。 wt係、鉛0. OO5〜o、 3 wt係の内側れが
    1種または2種を総量で0.005〜t 3 wt係含
    み。 残部銅及び不可避的な不純物からなる耐食性に優れた銅
    合金。
  3. (3)  最終焼鈍後さらに3〜20 wte4の加工
    度で冷間圧延をほどこした。亜鉛25〜40 wt4 
    。 りんO,OO5〜0.070 wt係、錫0.05〜1
    .Owt%、ニッケル0.05〜2. Owt係を含み
    、さらに鉄0. OO5〜t Owt係 、鉛0.00
    5〜0.3wt係の内側れか1種または2種を総量で0
    .005〜1.3 wt係含み、残部銅及び不可避的な
    不純物からなる耐食性に優れた銅合金。
  4. (4)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、さらに3〜20係の加工度で冷間圧
    延をほどこした。亜鉛25〜40wt憾、りん0.00
    5〜0.070wt係、錫0.05〜1、 Owt係、
    ニッケル0.05〜2. Owt係を含み。 さらに鉄0.0 O5〜1. Owt係、鉛0.0 O
    5〜0、5 wt係の内側れか1種または2種を総量で
    o、 o o s〜t s wt係含み、残部鋼及び不
    可避的な不純物からなる耐食性に優れた銅合金。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014145095A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Mitsubishi Materials Corp 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用導電部品及び端子
JP2014145096A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Mitsubishi Materials Corp 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用導電部品及び端子
JP2016183381A (ja) * 2015-03-26 2016-10-20 三菱伸銅株式会社 銅合金棒および銅合金部材

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JP2014145096A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Mitsubishi Materials Corp 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用導電部品及び端子
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