WO2004079026A1 - 耐熱性銅合金材 - Google Patents

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WO2004079026A1
WO2004079026A1 PCT/JP2003/012041 JP0312041W WO2004079026A1 WO 2004079026 A1 WO2004079026 A1 WO 2004079026A1 JP 0312041 W JP0312041 W JP 0312041W WO 2004079026 A1 WO2004079026 A1 WO 2004079026A1
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copper alloy
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Inventor
Keiichiro Oishi
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Sambo Copper Alloy Co.,Ltd.
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    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
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    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/12—Copper or alloys thereof

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger (an instantaneous water heater, a water heater, a water heater, a heat exchanger such as an air conditioner, a refrigerator, a radiator or a heat exchanger provided in a hot water supply system, an air conditioning system, a refrigeration system, etc.).
  • a heat exchanger an instantaneous water heater, a water heater, a water heater, a heat exchanger such as an air conditioner, a refrigerator, a radiator or a heat exchanger provided in a hot water supply system, an air conditioning system, a refrigeration system, etc.
  • Heat transfer pipes and pipes water supply pipes, hot water supply pipes, gas pipes
  • Heat-resistant copper alloy materials suitable for use as pipes, plates, rods, wires, and processed materials (processed to a predetermined shape by brazing, etc.), which constitute equipment, equipment (four-way valves for switching heating and cooling, etc.) It is.
  • heat transfer tubes, fins, flanges, body plates, etc. for heat exchange in instantaneous water heaters, water heaters, air conditioners, refrigerators, etc. are made of phosphorus-deoxidized copper (JISC1220) with excellent heat resistance. (Seamless copper alloy pipe) or plate material. At the time of manufacture, phosphor copper (JIS JIS 3264 BCu P-2) was used as the bonding material.
  • the melting point of phosphorous copper is the solidus temperature: 710 ° C, the liquidus temperature:
  • the heat transfer tubes and the like will be heated to about 800 ° C when performing welding.
  • the crystal grains of the phosphor-deoxidized copper are coarsened.
  • the mechanical strength (eg, after welding or after welding) (eg, tensile strength, heat resistance, elongation, fatigue strength, hardness, etc.) will be significantly reduced.
  • the reduction in mechanical strength due to the coarsening of crystal grains in such a phosphor-deoxidized copper material slightly varies depending on the material manufacturing conditions such as heat transfer tubes, but is generally 600 to 700 ° C or more. Notable when heated. Therefore, in heat exchangers such as instantaneous water heaters and water heaters that use heat transfer tubes made of phosphorous deoxidized copper, the mechanical strength of the heat transfer tubes and the like is reduced at the manufacturing stage. There was a problem with durability.
  • heat transfer tubes such as instantaneous water heaters, water heaters, and air conditioners
  • their use causes the heat transfer tubes to repeat thermal expansion and contraction frequently.
  • the product life may be short due to the risk of fatigue rupture.
  • the problem of strong durability is particularly remarkable in heat exchanger tubes of heat exchange using heat medium gas other than HCFC-based chlorofluorocarbon, and heat transfer tubes made of phosphor-deoxidized copper cannot be used.
  • a high condensing pressure acts periodically, so if a tube made of phosphorous deoxidized copper is used as the heat exchanger tube,
  • the pressure resistance that is, the proof stress (0.2% proof stress) or yield stress of the heat transfer tube components is insufficient, and there is a possibility that cracks in the heat transfer tube and dimensional changes of the heat transfer tube may occur due to long-term use.
  • Such a problem similarly occurs in a body plate or the like using a plate material. For example, for body plates used for heat exchange in water heaters, water heaters, etc., repeated stress due to expansion during use and shrinkage during non-use results in local fatigue failure.
  • the fins provided on the heat transfer tubes of water heaters, air conditioners, etc. have a significant decrease in mechanical strength (especially resistance to power) during the manufacturing stage, so that a slight external force acts (for example, However, there is a risk that the fins may be easily deformed during maintenance (when the hand or cleaning tool is slightly touched during cleaning or the like), and the heat efficiency of the heat exchanger is greatly impaired due to the deformation of the fins.
  • the parts and parts (water supply pipes, hot water supply pipes, gas pipes, electrical equipment pipes, chemical equipment pipes, etc.) of the attached phosphorous dewatering machine have a remarkable decrease in strength after the installation, so they are no longer necessary.
  • the present invention has been made in view of the power, and may be heated (or heat-treated) to a high temperature by brazing or the like, and may be transferred to a heat exchanger using a heat medium gas other than HCFC-based chlorofluorocarbon.
  • a heat-resistant copper alloy material that can be suitably used as a component (tube material, plate material, etc.) of products and components that require proof stress and high thermal conductivity, such as heat tubes. It is the purpose.
  • a heat-resistant copper alloy material having the alloy composition described in claim 1 (hereinafter referred to as “first invention alloy material”) and a heat-resistant copper alloy material having the alloy composition described in claim 2
  • Copper alloy material (hereinafter referred to as “second invention alloy material”)
  • heat-resistant copper alloy material having the alloy composition described in claim 3 (hereinafter referred to as “third invention alloy material”)
  • alloy described in claim 4 We propose a heat-resistant copper alloy material having a composition (hereinafter referred to as “the fourth invention alloy material”). All of these inventive alloy materials are provided as pipes, plates, rods, wires, or processed materials obtained by processing these into predetermined shapes (such as welding, welding, cutting, and pressing).
  • parenthesized element symbols indicate the content values of the elements.
  • the first invention alloy material has a Co of 0.15 to 0.33 ma ss% (preferably 0.16 to 0.30 mass%, more preferably 0.17 to 0.28 ma ss%).
  • 0.041 to 0.29 ma ass% preferably 0.043 to 0.080 ma ss%, more preferably 0.045 to 0.074 mass%) % (Preferably 0.03 to 0.19 mass%, more preferably 0.04 to 0.15 ss%) and 0.01 to 0.40 mass% (preferably 0.02 ⁇ 0.25 ma ss%, more preferably 0.02 to 0.15 ma ss%), Zn content, Co content [C o] ma ss% and P content
  • the second invention alloy material is 0.1 to 0.3 lmass% (preferably 0.13 to 0.28mass%, more preferably 0.15 to 0.26111 & 33%.
  • P and 0 of 0.004 to 0.09 mass% (preferably 0.03 to 0.08 mass%, more preferably 0.04 to 0.074 mass%) 0.2 to 0.25 ma ss% (preferably 0.03 to 0.19 mass%, more preferably 0.04 to 0.15 ma ss%) Sn and 0.01 to 0.40 mass% (preferably 0.02 to 0.25 mass%, more preferably 0.02 to 0.15 mass%) Zn and 0.01 to 0.17 mass% (Preferably 0.02 to 0.14 mass%) and / or 0.01 to 0.15 mass% (preferably 0.02 to 0.12 mass%).
  • the third invention copper alloy material has the alloy composition of the first invention alloy material
  • the fourth invention alloy material has the alloy composition of the second invention alloy material, and any one of Mn, Mg, Zr, and Y, respectively. It is further contained.
  • the third invention alloy material is 0.15 to 0.33 mass% (preferably 0.16 to 0.3 Omass%, more preferably 0.17 to 0.28 mass%).
  • Co and P of 0.04 1 to 0.089 ma ss% (preferably 0.04 3 to 0.080 ma ss%, more preferably 0.04 5 to 0.0 74 ma ss%) 0.02 to 0.25 ma ss% (preferably 0.03 to 0.19 ma ss%, more preferably 0.04 to 0.15 mass%)
  • Sn and 0.0 1 ⁇ 0.40 mass% preferably 0.02 to 0.25mass%, more preferably 0.02 to 0.15mass%)
  • [Zr] mass% which has the following relationship (1) or (2), with the balance being an alloy composition consisting of Cu and unavoidable impurities.
  • the fourth invention alloy material is 0.1 to 0.3 lm s s% (preferably 0.1
  • A2 [Co] + 0.5 [P] + 0.9 [S n] + 0.1 [Z n] + 0.9 [N i] + 1.5
  • Co is an essential element for suppressing the coarsening of crystal grains under high-temperature heating conditions (for example, heating conditions of about 800 ° C when weighing $) when manufacturing or using heat transfer tubes.
  • the addition of Co makes it possible to favorably suppress the growth of crystal grains when heated to a high temperature (600 to 700 ° C or higher), to maintain the metal composition finely, and to increase the ⁇ ]
  • the fatigue resistance of the alloy after P heating is improved.
  • the effect of the addition of Co is not sufficiently exhibited when the addition amount is less than 0.15 mass%.
  • Ni and Fe are co-added as in the second or fourth invention alloy material, as described later, Ni and Fe are required to exhibit the above-mentioned effect.
  • the amount of Co added should be 0.30 mass% or less (when Ni and Fe are added together, the amount of Co must be 0.3%). It is preferable to set the value to 0.28 mass% or less, and it is most preferable to set it to 0.28 mass% or less (0.26 mass% or less when Ni and Fe are added together).
  • P like Co
  • P exhibits a function of suppressing the growth of crystal grains by heating at a high temperature, but its function is dramatically improved by co-addition with C0. Therefore, by adding P in addition to Co, the growth of crystal grains due to high-temperature heating is extremely effectively suppressed, and a fine crystal state is reliably maintained even after heating. Therefore, the effect of the addition of P is not effectively exerted when the addition amount is less than 0.041 mass%, and cannot be expected so much.
  • the amount of P added must be 0.04 lma ss% or more, and in order to exert the effect sufficiently, it is preferably 0.043 ma ss% or more. It is optimal to set it to 045 mass% or more.
  • Sn enhances the heat resistance of the matrix by solid solution strengthening in Matritus, and improves the growth suppression effect and the miniaturization effect of crystal grains by Co and P, as well as increases the precipitation rate of Co and P. It can improve the mechanical strength after high-temperature heating.
  • Sn is also added to improve corrosion resistance. By adding Sn, corrosion such as stress corrosion cracking, pitting corrosion, and ant-nest corrosion is minimized. Can be prevented.
  • the amount of addition must be 0.02 ma ss% or more, and is preferably 0.03 ma ss% or more. It is best to set it to ass% or more.
  • the addition amount of 311 exceeds 0.25 mass%, the mechanical strength is improved to some extent according to the addition amount, but the thermal conductivity is reduced, and the deformation resistance during hot is increased. Cold workability also decreases.
  • the addition amount of 311 it is necessary to keep the addition amount of 311 at 0.25 mass% or less, preferably 0.19 mass% or less, It should be 0.15 mass% or less;
  • ⁇ is added to improve the mechanical strength by strengthening the matrix.
  • the strength of the matrix itself is low, and in some cases, the mechanical strength of the alloy as a whole is naturally low. Is added to achieve.
  • This is the same for S ⁇ , but the addition of ⁇ ⁇ has the effect of further improving the adhesion. That is, by adding ⁇ , the wettability with an adhesive such as copper (JISZ 3264) can be improved.
  • Zn has the effect of improving the corrosion resistance to stress corrosion cracking, pitting, and ant-nest corrosion. Therefore, in order to exert the effect of such Zn-added kamuri, it is necessary that the amount of addition be 0.01 mass% or more, and 0.02 mass% or more.
  • the amount of Zn added must be set to 0.4 Omass% or less, preferably 0.25 maSs% or less, and 0.15 maSs% or less. It is best to keep it below.
  • F e and Ni have the same effect of suppressing crystal grains as Co, and although the effect is slightly inferior to C 0, they can function as an alternative element to Co. Therefore, by co-adding with Co, the above-mentioned effect can be sufficiently exhibited while reducing the amount of expensive C0 added as much as possible.
  • Ni and Fe reduce the limit of solid solution of Co in the matrix and play the role of effectively exerting the above-mentioned Co function with a small amount of Co added. It has the economic effect of reduction. It also has the effect of increasing thermal conductivity and hot workability by reducing the amount of solid solution of Co.
  • the effect of the addition of Ni and Fe is exerted when the amount of Ni or Fe added is at least 0.01 ma ss%, and is more remarkable when the addition amount is at least 0.02 ma ss%. Will be demonstrated.
  • the addition amount of Ni needs to be 0.17 mass% or less, preferably 0.14 mass% or less, and Fe Should be 0.15 mass% or less, and preferably 0.12 ni ass% or less.
  • the scrap material (such as a waste heat transfer tube) is often used as a part of the raw material for producing the invention alloy material, and such scrap material sometimes contains the S component (sulfur component).
  • S component sulfur component
  • the precipitate (MgS, ZrS, etc.) combined with the S component can be used. ).
  • the above problem can be prevented from occurring.
  • the third or fourth invention alloy material contains any of Mn, Mg, Y, and Zr for such a reason. I'm supposed to.
  • the effect of forming the above precipitates by adding Mn, Mg, Y, and Zr is exhibited by adding Mn in an amount of 0.01 mass% or more.
  • Mg, Y, and Zr are exhibited by adding at least 0.001% ss%.
  • adding Mn, Mg, Y, and Zr more than necessary may not only obtain an effect commensurate with the amount added, but also cause adverse effects such as lowering the thermal conductivity.
  • the upper limit of the amount is 0.20 mass% (preferably 0.10 mass%) for Mn, and 0.1 Oma ss% (preferably 0.04 ss%) for Mg, Mn, Y, and Zr. ) Is appropriate.
  • the additional elements other than Cu which is the basic element
  • their contents are determined within the above range, but in the determination, it is necessary to consider the mutual relationship between the additional elements, thereby achieving the object of the present invention.
  • Co addition and P addition are closely related to each other as described above, and it is necessary to balance the effects of Co and P co-addition. However, it is not sufficient to determine their contents independently in the above range, and it is necessary to determine the ratio of both contents within a certain range .
  • Ni and Fe also have the same functions as Co and function as substitute elements for Co. It is necessary to determine in consideration of the relationship. That is, it is necessary to determine the Co content or the Co, Ni, Fe content and the P content so that the relationship of (1) is established between them. In the case of, the co-addition effect of Co, Ni, Fe and P is insufficient, and the thermal conductivity, which is the original characteristic of the copper alloy, is impaired. become worse.
  • Ni and Fe function as substitutes for C o, but their function only replaces a part of the required content of o and reduces the required content of C o Therefore, the content of Ni and Fe should be determined in consideration of the relationship with the content of Co. Therefore, the contents of Co, Ni, and Fe should be determined so that the total amount A3 and the interrelationship satisfy the conditions of (3) to (6), taking into account the degree of function contribution. That is, if A3 is 0.15, the effect of adding Co, Ni, and Fe (such as the effect of suppressing the growth of crystal grains during high-temperature heating) is not sufficiently exhibited, and A3> 0.35.
  • the total amount of the additional elements other than the basic element Cu taking into account the contribution of the addition effect, is A2, and the thermal conductivity, hot extrudability, bending workability, formability, adhesiveness, and adhesion It is necessary to determine the amount to be added so as to satisfy the condition of (2) in consideration of such a point because it affects later strength. That is, if A2> 0.54, the thermal conductivity, hot extrudability, bending workability, and formability decrease. Therefore, In order to ensure thermal conductivity, hot extrudability, bending workability, and formability, it is necessary that A2 ⁇ 0.54.
  • a 2 ⁇ 0.49 In order to surely prevent the decrease of A, it is preferable that A 2 ⁇ 0.49, and it is most preferable that A 2 ⁇ 0.45.
  • A2 is 0.20, sufficient strength after welding cannot be obtained. Therefore, to ensure sufficient strength after welding, it is necessary that A2 ⁇ 0.20, preferably A2 0.23, and most preferably A2 0.26 .
  • oxygen contained as an unavoidable impurity if its content is above a certain level, may cause hydrogen embrittlement.Therefore, it is necessary to keep the oxygen content below 0.007 mass%. However, it is preferable to set the content to 0.004 mass% or less. Such reduction of the oxygen content can be achieved not only by the production conditions but also by the effect of adding 1P. Therefore, in the first to fourth invention alloy materials as well, the P content should be determined so that the oxygen content is 0.007 mass% or less (preferably 0.004 mass% or less). preferable.
  • the first to fourth invention alloy material, ⁇ with products requiring ⁇ Ka components (e.g., the heat exchanger using the HCFC-type fluorocarbon other than the heat medium gas (C0 2, HFC-type fluorocarbon, etc.)
  • the heat exchanger using the HCFC-type fluorocarbon other than the heat medium gas (C0 2, HFC-type fluorocarbon, etc.) When using as a heat transfer tube or as a component of fins, water supply pipes, etc., which are likely to be deformed by slight external forces during use during maintenance, determine the above alloy composition by using a brazing treatment or equivalent conditions. 0.2% proof stress after heat treatment (for example, heat treatment at 800 ° C for 10 minutes).
  • the strength is determined to be 55 NZmm 2 or more (preferably 75 N / mm 2 or more, more preferably 9 ON / mm 2 or more).
  • the soldering of copper alloy materials is generally called hard soldering. As specified in JISZ 3264, the soldering temperature at around 800 ° C using phosphorous copper or silver is considered. The attachment time is generally about 10 minutes).
  • the material to be coated is also heated to a temperature at which the material to be melted is melted, and the copper alloy material to be bonded (material to be coated) is heated to approximately the same temperature as the bonding temperature. Will be. Therefore, in the present invention, the soldering treatment of the copper alloy material and the same conditions (800 ° C Before and after), both are treated as the same heat treatment without distinguishing from the general heat treatment that directly heats the copper alloy material.
  • the first to fourth invention alloy materials exhibit good thermal conductivity by forming the above-mentioned alloy composition, and are frequently used as components of products and parts that require high thermal conductivity. It is superior in strength to pure copper (JISC 1220) and pure aluminum, but in order to make it a superior material over pure copper or pure aluminum as a component of such products and parts, at least pure aluminum ( Thermal conductivity: 0.57 cal Zcm 'sec' ° C) It is necessary to ensure higher thermal conductivity, pure aluminum and pure copper (thermal conductivity: 0.78 cal / cm 'sec ⁇ ° C) It is preferable that a thermal conductivity of at least the intermediate value (0.675 cal / cm-sec-° C) can be secured, and a thermal conductivity of 0.70 cal / cm 'sec' ° C or more is reliably obtained.
  • the present invention provides the first to fourth invention alloys whose heat conductivity has been dramatically improved by performing the following heat treatments (such as heat treatment) and post-treatments. Propose materials.
  • first post-treatment proposes first to fourth invention alloy materials having improved thermal conductivity. That is, in such post-treatment (hereinafter referred to as “first post-treatment”), the furnace cooling rate is changed according to the furnace cooling temperature, and the cooling rate from 670 ° C to 480 ° C is 1.5 to: Decelerate to 12 ° CZ min (preferably 2.5 to 10 ° C / min).
  • the cooling rate in the furnace cooling process is usually 15-30 ° 0 minutes (usually about 20 ° C / minute), but in the first post-treatment, the cooling rate is 670 ° C to 480 ° C in the furnace cooling process. ° C temperature range
  • the cooling rate is reduced as compared with the general furnace cooling treatment, and the thermal conductivity can be improved by maintaining the temperature at around 580 ° C.
  • a general furnace cooling treatment and post-treatment are applied to the heat treatment material.
  • a general furnace cooling treatment and post-treatment are applied to the heat treatment material.
  • the first to fourth invention alloy materials with improved thermal conductivity by applying heat treatment and special reheating treatment. That is, in such post-treatment (hereinafter referred to as “second post-treatment”), the heat-treated material is furnace-cooled under general conditions, but before or after the furnace-cooling step is completed. Reheating is carried out under the conditions of 670 ° C, 3 to; L00 minutes (preferably, 520 to 640 ° C, 10 to 40 minutes).
  • the thermal conductivity can be improved to be equal to or higher than that in the case of performing the first post-treatment.
  • the heat-treated material is subjected to quenching treatment and reheating treatment as post-treatment.
  • the present invention proposes first to fourth invention alloy materials having improved thermal conductivity and strength.
  • the heat-treated material is rapidly cooled by water cooling or air cooling (including forced air cooling), and then reheated in the same manner as in the second post-treatment. (Reheating under the conditions of 480 to 670 ° C, 3 to 100 minutes (preferably 52 to 640 ° C, 10 to 40 minutes)).
  • the inventor has found that when reheating a heat-treated material under predetermined conditions, the cooling condition (mainly, cooling rate) of the heat-treated material does not significantly affect the improvement of the thermal conductivity (heat conductivity). It was confirmed that the improvement in the properties mainly depends on the reheating conditions), and that the reheating after quenching improves the strength as compared with the case of reheating after furnace cooling.
  • the third post-processing as described above is extremely advantageous.
  • the first to fourth invention alloys described above are pipes constituting a heat exchanger tube of a heat exchanger (particularly, a heat exchanger tube for heat exchange using a heat medium gas other than HCFC-based fluorocarbon). It is preferably used as a copper alloy pipe or a welded copper alloy pipe, and Suitable as a plate-like component (fin, body plate, flange, etc.) for a heat exchanger or a connecting plate for connecting it to a heat transfer tube or another plate-like component (fin, etc.) It is.
  • a cylindrical ingot (diameter 220 mm, length 275 mm) having the alloy composition shown in Tables 1 to 3 was heated to 900 ° C, extruded into a tube while hot, and the extruded tube was continuously connected. Immersed in a hot water bath at 60 ° C, repeatedly drawn in the cold, and heat-treated (annealed) the drawn tube at 630 ° C for 1 hour to obtain an outer diameter of 10 mm and a wall thickness of lmm. (It can be used as a component of heat exchanger heat transfer tubes.) 1st invention alloy material No. 10l to No. 114, 2nd invention alloy material No. 20l to No. 217, 3rd invention alloy material Invention alloy materials No. 301 to No. 304 and fourth invention alloy material No. 401 to No. 412 were manufactured.
  • an extruded tube with an outer diameter of 65 mm and a wall thickness of 5.5 mm (hereinafter referred to as “small-diameter extruded tube”) is obtained by hot extrusion, and cold drawing is repeatedly performed on this.
  • a drawing tube with an outer diameter of 10 mm and a wall thickness of 1 mm was obtained.
  • the first and second invention alloy materials No. 103, No. 114, No. 204, No. 211 and No. 215 is it possible to obtain an appropriate small-diameter extruded tube?
  • the extruded pipe with an outer diameter of 85 mm and a wall thickness of 7.0 mm (hereinafter referred to as “large The diameter of the extruded tube” and cold drawing is repeatedly performed to obtain a drawn tube having the same shape as above (outer diameter 10 mm, wall thickness 1 mm).
  • a prismatic block (thickness: 35 mm, width: 90 mm, length: 250 mm) is cut out from the cylindrical block (diameter: 220 mm, length: 275 mm). Heated to 850 ° C, hot-rolled into a 5 mm-thick plate, cold-rolled this hot-rolled plate to a thickness of 0.41 mm after pickling its surface After further heat treatment (annealing) at 630 ° C for 1 hour, cold finish rolling is performed to a thickness of 0.40 mm to obtain the alloy compositions shown in Tables 1 to 3. Sheet material 1st invention alloy material No. 101 to No. 114, 2nd invention alloy material No. 201 to No. 217, 3rd invention alloy material No. 301 to No. 304, and 4th invention alloy material No. 401 to No. 412 were produced. In addition, the content of oxygen as inevitable impurities in the above-mentioned tube material and plate material was 0.0002 to 0.004 mass% in all cases.
  • a copper alloy material having an alloy composition shown in Table 4, which is a tube material and a plate material having the same shape by the same manufacturing process as the example alloy material N 0.5 ° No. 515 was obtained.
  • the tube materials No. 501 to No. 503 and No. 510 to No. 513 were obtained by drawing and heat-treating a small-diameter extruded tube.
  • Tube material No. 515 was obtained by drawing and heat treating a large-diameter extruded tube.
  • the hot extrudability is extremely poor, and small and large diameter extruded pipes cannot be obtained. I could't do that.
  • the first invention alloy material No. 101 to No. 114, the second invention alloy material No. 20 l to No. 217, the third invention alloy material No. 30 l to No. 304, the fourth invention alloy The extrudability of material Nos. 401 to 412 and comparative example alloy materials 501 to 515 was evaluated by bending of an extruded pipe, which is an intermediate product in the process of producing the pipe. The results were as shown in Tables 5 to 8. In other words, Tables 5 to 8 show that a small-diameter extruded tube (outer diameter 65 mm, wall thickness 5.5 mm) whose bend after hot extrusion was less than the reference value (10 cm per lm) was obtained.
  • the small diameter extruded tube was not able to be obtained as shown by “ ⁇ ” as having excellent extrudability, but the large diameter extruded tube (outside diameter 85 mm, wall thickness 7 0 mm) is indicated by “ ⁇ ” as having good extrudability (no problem in practical use), and the bending value is the standard value for not only small-diameter extruded pipes but also bends.
  • the ones for which the following large-diameter extruded tubes could not be obtained were indicated by “X” as those with poor extrudability (unusable ones).
  • the first invention alloy material No. 101 to No. 114 obtained as the tube material, the second invention alloy material No. 201 to No. 211, the third invention alloy material No. No. 301 to No. 304, Fourth Invention Alloy No. 401 to No. 4 12 and Comparative Alloy No. 501 to No. 5 15
  • the following resistance test was conducted on the comparative alloy materials (except for No. 504 to No. 509 and No. 514), where Done.
  • the tube material (a drawn tube with an outer diameter of 10 mm and a wall thickness of 1 mm, annealed at 63 ° C for 1 hour) was made into a heat exchanger (heat transfer tubes, fins, body plate, The heat treatment was performed by passing through a continuous heat treatment furnace under the same conditions as those used in the in-furnace mounting method adopted for mounting heat exchange parts such as flanges. Specifically, the tube was heated at 800 ° C for 10 minutes and then cooled at 20 ° C / min. The heat-treated pipes were subjected to a tensile test using an Amsula 1-type universal testing machine to measure 0.2% resistance (strength when the permanent set becomes 0.2%). The results were as shown in Tables 5 to 8.
  • the first invention alloy material No. 1 obtained as a sheet material (which was annealed at 630 ° C. for 1 hour and then cold finish-rolled to a thickness of 0.40 mm).
  • the same power resistance measurement test as described above was conducted for the same, but the results were almost the same as the measured values (0.2% power resistance) shown in Tables 5 to 8, and a description thereof will be omitted.
  • the first invention alloy material No. 101 to No. 114 obtained as the tube material, the second invention alloy material No. 201 to No. 211, the third invention alloy material N No. 301 to No. 304, 4th invention alloy No. 401 to No. 412 and comparative example alloy No. 501 to No.
  • the bending workability of the comparative alloy materials No. 504 to No. 509 and No. 514 which could not be obtained was confirmed.
  • the evaluation of the bending performance was performed by using a drawn pipe with an outer diameter of 10 mm and a wall thickness of l mm.
  • the first invention alloy materials No. 101 to No. 114, the second invention alloy materials No. 201 to No. 217, the third invention alloy materials No. 301 to No. 304 obtained as plate materials
  • the fourth invention alloy material No. 40 l to No. 412 and the comparative example alloy material No. 50 l to No. 515 excluding No. 504 to No. 509 and No. 514
  • An Erichsen test was performed to confirm the moldability. That is, an Erichsen test was performed on a sheet material (which was annealed under the condition of 630 V for 1 hour and cold-rolled to a thickness of 0.40 mm) to obtain an Erichsen value.
  • the results are as shown in Tables 5 to 8.
  • first invention alloy materials No. 101 to No. 114, the second invention alloy materials No. 201 to No. 217, the third invention alloy materials No. 301 to No. 304, obtained as tube materials, Fourth Invention Alloy No. 401 to No. 412 and Comparative Alloy No. 501 to No. 515 (Comparative Alloy No. 504 to No. 509, No. 509, No.
  • the furnace was cooled at 20 ° C / min.
  • the sheet was passed through a continuous heat treatment furnace to perform a heat treatment for soldering, and the thermal conductivity was measured.
  • the results are as shown in Tables 5 to 8, the first invention alloy material No. 101 to No. 114, the second invention alloy material No. 201 to No. 217, the third invention alloy material Regarding No. 30 l to No. 304 and the fourth invention alloy material No. 401 to No. 412, in all of them, a high thermal conductivity of 0.65 ca 1 / cm Excellent thermal conductivity was confirmed.
  • each of post-treatments was performed on 30 l to No. 304 and the fourth invention alloy material No. 401 to No. 412, and the thermal conductivity and strength after the post-treatment were measured. That is, the pipe materials No. 101 to No. 114, No. 201 to No. 217, No. 301 to No. 304 and No. 401 to No. 412 were respectively subjected to the same conditions as the above-mentioned heat treatment for welding ( (Heating temperature: 800 ° C, heating time: 10 minutes), and heat-treated tubing (hereinafter referred to as “heating tubing”) is subjected to the following first post-treatment, second post-treatment, or third post-treatment. Processing was performed. In the first post-treatment, in the furnace cooling process of the heating tube material The cooling rate from 670 ° C to 480 ° C was reduced to 4 ° C / min. In addition, 6 from 800 ° C
  • the furnace cooling rate up to 70 ° C and the furnace cooling rate from 480 ° C to room temperature were set to 20 ° CZ.
  • the heated tubing was furnace-cooled to room temperature at 20 ° CZ and then reheated at 580 ° C for 30 minutes.
  • the furnace cooling rate after reheating was set to 20 ° C / min.
  • the heated tube was water-cooled (rapidly cooled) and then re-heated at 580 ° C for 30 minutes as in the second post-treatment.
  • the thermal conductivity after these heat treatments was as shown in Tables 5 to 7.
  • the first to third post-treatments were performed under a plurality of different conditions, and the thermal conductivity after the heat treatment under each condition was measured. That is, in the first post-treatment, the cooling rate from 670 ° C to 480 ° C was set as described above4. In addition to the case where the amount was reduced to C / min, the cases where the amount was reduced to 1.8 ° C / minute, 2.5 ° CZ minute, 6 ° CZ minute, 10 ° C / minute and 12 ° CZ minute were respectively performed.
  • the second post-treatment and the third post-treatment were carried out at 580 ° C for 30 minutes as described above, and 480. C, 100 minutes, 520. C, 50 minutes, 580 ° C, 10 minutes, 580 ° C, 50 minutes, 640 ° C, 30 minutes, 640 ° C, 10 minutes and 670. C and 3 minutes were also performed respectively.
  • the thermal conductivity after these heat treatments was as shown in Tables 9 to 11.
  • the reheating conditions were 520 ° C, 50 minutes, 580 ° C, 30 minutes, and 640 ° C, 30 minutes.
  • tensile tests were carried out using an all-purpose universal testing machine, and their strength, that is, the 0.2% proof stress was measured. The results were as shown in Table 12.
  • each tube was heat-treated under the same conditions as the above-mentioned heat treatment for bonding, and then the heat-treated tube was flattened to a thickness of 4 mm to obtain a flat test piece.
  • the following stress corrosion cracking test was performed on each flat specimen.
  • each flat test piece was exposed for 48 hours in a gas phase portion in a desiccator filled with 12% aqueous ammonia to measure the stress crack length of the flat test piece.
  • the crack length on the outer surface and the crack length on the inner surface in the longitudinal section are observed and measured with a microscope, and the crack length on the outer surface is determined.
  • the sum of the maximum value and the maximum value of the inner surface side crack length was defined as the stress corrosion crack length (mm).
  • each flat test piece was adjusted to have a surface area of 100 cm 2, and then heated to 75 ° C with 1 L sulfuric acid solution 1 L and 1% hydrochloric acid solution. Each sample was immersed in 1 L for 48 hours, and the weight difference (mg) of the flat test piece before and after immersion, that is, the weight loss (mg) due to dissolution was measured.
  • the heat treatment of the heated tubing material is significantly higher when the first to third post-treatments are performed than when only the heat treatment for mounting is performed. It has been confirmed that the conductivity is improved, and that the first to third heat treatments can dramatically improve the thermal conductivity. In addition, the improvement in thermal conductivity between the case where the second post-treatment was performed and the case where the third post-treatment was performed was almost the same. It was confirmed that the improvement in thermal conductivity did not affect the improvement in thermal conductivity, and that the improvement in thermal conductivity depended on the reheating conditions. In particular, in the case of the third post-treatment, not only the thermal conductivity but also the strength (0.2% resistance to heat) are improved, as is clear from Table 12. It was confirmed that high cooling rate and rapid cooling are effective for improving strength.
  • invention alloy materials No. 104, No. Ill, No. 210, No. 2 1, 2, No. 2 15, No. 2 17, and No. 30 1, No. 402, No. 406 and No. 408 have extremely short stress corrosion cracking lengths compared with the comparative alloy materials No. 501, No. 503 and No. 5 12 Both in 1% sulfuric acid and 1% hydrochloric acid, the weight loss due to dissolution is reduced. Or From this point, the alloy material of the present invention can effectively prevent and suppress stress corrosion cracking, pitting corrosion, ant nest corrosion and the like due to coarsening of crystal grains, and is also excellent in corrosion resistance. Is understood.
  • Example 108 96 o o 12.2 0.72 0.75 0.75 0.74
  • Gold 109 90 o ⁇ 12.0 0.70 0.72 0.73 0.73
  • Example 405 100 o ⁇ 12.1 0.69 0.72 0.72 0.72 4th invention 406 95 o ⁇ 12.0 0.67 0.70 0.71 0.71 Alloy 407 98 o ⁇ 12.0 0.68 0.71 0.70 0.70
  • the heat-resistant copper alloy material of the present invention does not coarsen crystal grains even when heated to a high temperature (600 to 700 ° C or higher).
  • the original properties of the alloy do not decrease, and it is effectively prevented from stress corrosion cracking, pitting corrosion, ant nest corrosion, etc. due to coarsening of crystal grains. , Can be suppressed. Therefore, according to the heat-resistant copper alloy material of the present invention, it is exposed to a high temperature of 600 to 700 ° C or more during production or use (for example, It is heated to around 800 ° C).
  • the durability and service life of various products and parts such as heat exchanger tubes, fins, shell plates, flanges, etc.
  • heat exchangers can be improved by using general phosphorous deoxidized copper. It is possible to provide a heat transfer tube and the like that can exhibit a sufficient corrosion resistance even under conditions such as stress corrosion cracking, pitting corrosion, ant nest corrosion, etc. .
  • the pipe material can be suitably used as a constituent material of a heat transfer tube of a heat exchanger that uses a heat medium gas other than HCFC-based fluorocarbon, and is compared with the case where a well-known heat-resistant copper alloy material is used. The use is expected to expand significantly.
  • the plate material can be suitably used as a component material such as fins provided in a heat transfer tube of a water heater, an air conditioner, or the like, and problems when using a known heat-resistant copper alloy material (for example, cleaning).
  • the fins are deformed by a small external force and the thermal efficiency of the heat exchanger is greatly impaired), and the function and durability of plate-like products and parts can be greatly improved.
  • heat exchangers such as instantaneous water heaters, hot water heaters, water heaters, air conditioners, refrigerators, radiators, and the like, and heat exchangers provided in hot water supply systems, air conditioning systems, refrigeration systems, and the like are provided.
  • Heat transfer pipes or pipes water supply pipes, hot water supply pipes, gas pipes), other equipment (electrical, chemical equipment, etc.) pipes, or their attached parts, equipment (four-way valve for switching between cooling and heating), etc. It is possible to provide a heat-resistant copper alloy material that is suitably used as a constituent tube material, plate material, rod material, wire material, or processed material (formed into a predetermined shape by welding, welding, cutting, pressing, or the like).

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Abstract

本発明は、管材、板材、棒材、線材又はこれらを所定形状に加工した加工材であって、０．１５～０． ３３ｍａｓｓ％のＣｏと０．０４１～０．０８９ｍａｓｓ％のＰと０．０２～０．２５ｍａｓｓ％のＳ ｎと０．０１～０．４０ｍａｓｓ％のＺｎとを、Ｃｏの含有量［Ｃｏ］ｍａｓｓ％とＰの含有量［Ｐ］ ｍａｓｓ％とＳｎの含有量［Ｓｎ］ｍａｓｓ％とＺｎの含有量［Ｚｎ］ｍａｓｓ％との間に２．４≦（ ［Ｃｏ］−０．０２）／［Ｐ］≦５．２及び０．２０≦［Ｃｏ］＋０．５［Ｐ］＋０．９［Ｓｎ］＋０ ．１［Ｚｎ］≦０．５４の関係を有するように含有し且つ残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金組 成をなす耐熱性銅合金材を開示する。

Description

明 細 書
発 明 の 名 称
耐熱性銅合金材
技術分野
本発明は、 熱交猶 （瞬間湯沸器， 給湯器， 温水器， 空調機， 冷凍機， ラジェ ータ等の熱交換器又は給湯システム， 空調システム， 冷凍システム等に装備され る熱交^^等） に使用される伝熱管や配管 （給水管， 給湯管， ガス配管） 、 その 他の各種機器 （電気的， 化学的装置等） に使用される配管又はこれらの付属部品 (フィン等） ， 機器 （冷暖房切換用四方弁等） 等を構成する管材， 板材， 棒材， 線材， 加工材 (鎩付け等により所定形状に加工したもの) として好適に使用され る耐熱性銅合金材に関するものである。
冃 技 ίι¾
一般に、 瞬間湯沸器， 給湯器， 空調機， 冷凍機等の熱交難における伝熱管、 フィン、 フランジ又は胴板等は、 耐熱性に優れた燐脱酸銅 ( J I S C 1 2 2 0 ) からなる管材 (継目無銅合金管) 又は板材を使用して製作され、 その製作時 には、 鱲付け材として燐銅鱲 （J I S Ζ 3 2 6 4 B C u P - 2 ) 等を使用し た鱲付けが行なわれるが、 燐銅鱲の融点が固相線温度： 7 1 0 °C, 液相線温度：
7 9 5 °Cであることから、 伝熱管等は鱲付けを行なう際に約 8 0 0 °Cに加熱され ることになる。
し力 し、 燐脱酸銅製の伝熱管等にあっては、 鱲付けにより局部的又は全体的に
8 0 0 °C前後の高温に加熱された場合、 燐脱酸銅の結晶粒が粗大化することにな るため、 燐脱酸銅におけるマトリックス強度が低いこととも相俟って、 加熱後
(鎩付け後又は溶接後) の機械的強度 (例えば、 引張強さ, 耐カ， 伸び, 疲労強 さ， 硬さ等） が著しく低下することになる。 このような燐脱酸銅材における結晶 粒の粗大化による機械的強度の低下は、 伝熱管等の素材製作条件によつて多少異 なるものの、 一般には 6 0 0〜7 0 0 °C以上に加熱された場合に顕著に認められ る。 したがって、 燐脱酸銅製の伝熱管等を使用した瞬間湯沸器， 給湯器等の熱交 換器にあっては、 伝熱管等の機械的強度が製作段階で低下しているため、 当然に 耐久性に問題があった。 例えば、 瞬間湯沸器， 給湯器， 空調機等の伝熱管にあつ ては、 その使用により伝熱管が頻繁に熱膨張と熱収縮とを繰り返すため、 それに よる繰り返し荷重により伝熱管が局部的に疲労破壌する等の虞れがあり、 製品寿 命が短い。 力かる耐久性の問題は、 特に、 H C F C系フロン以外の熱媒体ガスを 使用する熱交 m¾の伝熱管にあって著しく、 燐脱酸銅製の伝熱管はこれを使用す ることができない。 すなわち、 近時、 給湯器， 空調機等の熱交 における熱媒 体ガスとして、 地球温暖化ガスの排出やオゾン層破壊を防止すべく、 従来の H C F C系フロンに代えて、 C〇2や H F C系フロン等が使用される傾向にあるが、 このような C 0 2， H F C系フロン等を熱媒体として使用した場合の凝縮圧力は、 H C F C系フロンを使用した場合に比して大きくする必要がある。 したがって、 H C F C系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管にあっては高凝 縮圧力が周期的に作用するため、 伝熱管として燐脱酸銅製のものを使用した場合 には、 その耐圧つまり伝熱管構成材の耐力 ( 0 . 2 %耐力) 又は降伏応力が不足 し、 長期使用により伝熱管の亀裂発生や伝熱管の寸法変化を生じる虞れがある。 このような問題は、 板材を使用した胴板等についても同様に生じる。 例えば、 給 湯器， 湯沸器等の熱交 «に使用される胴板については、 使用時における膨張と 不使用時における収縮とによる繰り返し応力が作用する結果、 局部的に疲労破壊 を生じて、 火災事故を引き起こす等の虞れがある。 また、 給湯器， 空調機等の伝 熱管に設けられるフィンについては、 それが製造段階で機械的強度 (特に耐カ) が著しく低下しているために、 僅かな外力が作用することによって (例えば、 メ ンテナンス時ゃ清掃時等において手や清掃具等が僅かに触れることによって） 容 易に変形する虞れがあり、 フィンの変形により熱交換器の熱効率が大きく損なわ れることになる。 また、 鱲付けされた燐脱辦同製の部材ゃ部品 （給水管， 給湯管, ガス配管， 電気機器配管， 化学機器配管等） においては、 鱲付け後に著しい強度 低下があるため、 必要以上に肉厚を厚くしておく必要があり、 また使用時ゃメン テナンス時において僅かな外力により変形して種々のトラブル （水漏れ， 作動不 良等） を招く虞れがあった。 また、 結晶粒が粗大化することによって、 応力腐食 割れ感受性、 孔食感受性及び蟻の巣状腐食感受性が高くなり、 また一般的な耐食 性も悪くなるため、 これらに起因する使用中のトラブルも多い。
発明 の 開 示
本発明は、 力かる点に鑑みてなされたもので、 鱲付け等により高温度に加熱 (ないし熱処理） されることがあり且つ HCFC系フロン以外の熱媒体ガスを使 用する熱交換器の伝熱管等のように、 髙耐力， 高熱伝導性を必要とする製品， 部 品の構成材 （管材， 板材等） としても、 好適に使用することができる耐熱性銅合 金材を提供することを目的とするものである。
本発明では、 この目的を達成すべく、 請求項 1に記載する合金組成をなす耐熱 性銅合金材 （以下 「第 1発明合金材」 という) 、 請求項 2に記載する合金組成を なす耐熱性銅合金材 （以下 「第 2発明合金材」 という） 、 請求項 3に記載する合 金組成をなす耐熱性銅合金材 (以下 「第 3発明合金材」 という） 及び請求項 4に 記載する合金組成をなす耐熱性銅合金材 （以下 「第 4発明合金材」 という） を提 案する。 これらの発明合金材は、 何れも、 管材、 板材、 棒材、 線材又はこれらを 所定形状に加工 (鎩付け， 溶接， 切削， プレス等) した加工材として提供される。 なお、 以下の説明において、 括弧付きの元素記号は、 当該元素の含有量値を示す ものである。
すなわち、 第 1発明合金材は、 0. 1 5〜0. 33ma s s % (好ましくは 0. 1 6〜 0. 30 m a s s %、 より好ましくは 0. 1 7〜 0. 28ma s s %) の C oと 0. 041〜0. 089m a s s % (好ましくは 0. 043〜0. 080 ma s s %、 より好ましくは 0. 045〜 0. 074 m a s s %) の Pと 0 · 0 2〜0. 25 ma s s % (好ましくは 0. 03〜0. 1 9ma s s %、 より好ま しくは 0. 04〜0. 1 5ma s s%) の S nと 0. 0 1〜0. 40 m a s s % (好ましくは 0. 02〜0. 25ma s s%、 より好ましくは 0. 0 2〜0. 1 5ma s s %) の Z nとを、 C oの含有量 [C o] ma s s%と Pの含有量
[P] ma s 3 %と311の含有量 [S n] ma s 3 %と211の含有量 [Z n] m a s s %との間に以下の（ 1 ) (2) の関係を有するように含有し且つ残部が C u 及び不可避不純物からなる合金組成をなすものである。 また、 第 2発明合金材は、 0. 1 1 ~0. 3 l ma s s % (好ましくは 0. 1 3〜0. 2 8ma s s %、 より好ましくは 0. 1 5〜0. 26111& 3 3 %) のじ oと 0. 04 1〜0. 08 9 m a s s % (好ましくは 0. 04 3〜0. 08 0m a s s %、 より好ましくは 0. 04 5〜0. 0 74ma s s %) の Pと 0. 0 2 〜0. 2 5ma s s % (好ましくは 0. 0 3〜0. 1 9 m a s s %、 より好まし くは 0. 04〜0. 1 5ma s s %) の S nと 0. 0 1〜0. 40 m a s s % (好ましくは 0. 0 2〜0. 2 5ma s s %、 より好ましくは 0. 0 2〜0. 1 5 m a s s %) の Z nと 0. 0 1〜0. 1 7 m a s s % (好ましくは 0. 0 2〜 0. 1 4ma s s %) の N i及び/又は 0. 0 1〜0. 1 5 m a s s % (好まし くは 0. 0 2〜0. 1 2ma s s %) の F eとを、 C oの含有量 [C o] ma s s %と Pの含有量 [P] ma s s %と S nの含有量 [S n] ma s s %と Z nの 含有量 [Z n] ma s s %と N iの含有量 [N i ] ma s s %と F eの含有量
[F e] ma s s %との間に以下の (1) 〜 (6) の関係を有するように含有し 且つ残部が C u及び不可避不純物からなる合金組成をなすものである。
さらに、 第 3発明銅合金材は第 1発明合金材の合金組成に、 また第 4発明合金 材は第 2発明合金材の合金組成に、 夫々、 Mn, Mg， Z r , Yの何れかを更に 含有させたものである。
すなわち、 第 3発明合金材は、 0. 1 5〜0. 3 3 m a s s % (好ましくは 0. 1 6〜0. 3 Oma s s %、 より好ましくは 0. 1 7〜0. 2 8 m a s s %) の C oと 0. 04 1〜0. 0 8 9ma s s % (好ましくは 0. 04 3〜0. 08 0 ma s s %, より好ましくは 0. 04 5〜0. 0 74ma s s %) の Pと 0. 0 2〜0. 2 5ma s s % (好ましくは 0. 0 3〜0. 1 9 ma s s %、 より好ま しくは 0. 04〜0. 1 5 m a s s %) の S nと 0. 0 1〜0. 40 m a s s % (好ましくは 0. 0 2〜0. 2 5ma s s %、 より好ましくは 0. 0 2〜0. 1 5ma s s %) の Z nと 0. 0 1〜0. 20ma s s % (好ましくは 0. 0 2〜 0. 1 Oma s s %) の Mn又は 0. 0 0 1〜0. 1 0 m a s s % (好ましくは 0. 0 0 1〜0. 04ma s s %) の Mg、 Z r若しくは Yとを、 C oの含有量 [C o] ma s s %と Pの含有量 [P] ma s 3 %と311の含有量 [S n] ma s 3 %と∑ 11の含有量 [Z n] ma s s%と Mnの含有量 [Mn] ma s s%と Mgの含有量 [Mg] ma s s %と Yの含有量 [Y] ma s 3 %と2 ]：の含有量
[Z r] ma s s %との間に以下の （1) (2) の関係を有するように含有し、 且つ残部が C u及ぴ不可避不純物からなる合金組成をなすものである。
また、 第 4発明合金材は、 0. 1 1〜0. 3 lma s s% (好ましくは 0. 1
3〜0. 28ma s s %、 より好ましくは 0. 1 5〜0. 26ma s s%) の C oと 0. 041〜0. 089ma s s% (好ましくは 0. 043〜0. 080m a s s %、 より好ましくは 0. 045〜0. 074ma s s%) の Pと 0. 02 〜0. 25ma s s% (好ましくは 0. 03〜0. 1 9ma s s%、 より好まし くは 0. 04〜0. 1 5ma s s %) の S nと 0. 0 1〜0. 40 m a s s % (好ましくは 0. 02〜0. 25 m a s s %、 より好ましくは 0. 02〜0. 1 5ma s s %) の Z nと 0. 0 1〜0. 1 7 m a s s % (好ましくは 0 · 02〜 0. 14ma s s %) の N i及び/又は 0. 0 1〜0. 1 5 m a s s % (好まし くは 0. 02〜0. 1 2 m a s s %) の F eと 0. 0 1〜 0. 20 m a s s % (好ましくは 0. 02〜0. 1 0 m a s s %) の Mn又は 0. 001〜0. 1 0 m a s s % (好ましくは 0. 00 1〜0. 04ma s s %) の Mg、 Z r若しく は Yとを、 C oの含有量 [C o] ma s s %と Pの含有量 [P] ma s s %と S nの含有量 [S n] ma s s %と Z nの含有量 [Z n] ma s s %と N iの含有 量 [N i ] m a s s %と F eの含有量 [F e ] ma s s %と Mnの含有量 [M n] ma s s%と Mgの含有量 [Mg] ma s s%と Yの含有量 [Y] ma s
3 %と2 ]：の含有量 [Z r] ma s s %との間に以下の （1) 〜 （6) の関係を 有するように含有し、 且つ残部が C u及び不可避不純物からなる合金組成をなす ものである。
(1) 2. 4≤A1≤5. 2 (好ましくは 2. 7≤A1≤4. 7、 より好ま しくは 3. 0≤A1≤4. 2) であること。 なお、 Al = ( [C o] +0. 8
[N i ] +0. 8 [F e] - 0. 02) / [P] である。 但し、 N i， F eを含 有しない第 1及び第 2発明合金材にあっては A 1 = ( [C o] -0. 02) / [P] ( [N i] = [F e] =0) である。 (2) 0. 20≤A2≤0. 54 (好ましくは 0. 23≤A2≤0. 49、 より好ましくは 0. 25≤A2≤0. 45) であること。 なお、 A2= [Co] + 0. 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Z n] +0. 9 [N i] +1. 5
[F e] + [Mn] + [Mg] + [Y] +3 [Z r] である。 但し、 N i， F e, Mn, Mg, Y, Z rを含有しない第 1発明合金材にあっては、 A2= [Co] + 0. 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Zn] ( [N i ] = [F e] = [M n] = [Mg] = [Y] = [Z r] =0) である。 また、 Mn， Mg, Y, Z r を含有しない第 2発明合金材にあっては、 A2= [Co] +0. 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Zn] +0. 9 [N i ] +1. 5 [F e] ( [Mn] =
[Mg] = [Y] = [Z r] =0) である。 また、 N i， F eを含有しない第 3 発明合金材にあっては、 A2= [Co] +0. 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Zn] + [Mn] + [Mg] + [Y] +3 [Z r] ( [N i] = [F e] = 0) である。
(3) 0. 15≤A3≤0. 35 (好ましくは 0. 16≤A3≤ 0. 32、 より好ましくは 0. 17≤A3≤0. 30) であること。 なお、 A3= [Co] + 0. 8 [N i ] +0. 8 [F e] である。
(4) 1. 2 [N i] < [Co]
(5) 1. 5 [F e]< [Co]
(6) [N i ] + [F e] く [Co]
Coは伝熱管等の製作時又は使用時における高温加熱条件下 （例えば、 $量付け 時における約 800°Cの加熱条件下) での結晶粒の粗大化を抑制するための必須 元素である。 すなわち、 Coの添加により、 高温 ( 600〜 700 °C以上) にカロ 熱されたときにおける結晶粒の成長を良好に抑制して、 金属組成を微細に保持さ せることができ、 且つ高^] P熱後の合金の耐疲労性が向上される。 而して、 この ような C o添加による効果は、 その添加量が 0. 15 m a s s %未満であるとき は、 充分に発揮されない。 伹し、 第 2又は第 4発明合金材における如く、 N i， F eの一方又は両方を共添させる場合には、 後述するように、 N i， F eが上記 効果を発揮する上で C o代替元素として機能するものであることから、 C o添加 量が 0. 15ma s s%未満であっても、 0. 1 lma s s %以上であれば、 上 記効果が充分に発揮される。 かかる Co添加による効果は、 その Co添加量を 0. 16ma s s%以上 （N i， F eを共添させる場合には 0. 13 m a s s %以 上） としておくことにより顕著に発揮され、 0. 17ma s s%以上 （N i， F eを共添させる場合には 0. 15ma s s%以上） としておくことにより、 より 顕著に発揮される。 一方、 C o添加による効果には限度があり、 必要以上の添カロ は無意味であり、 添加量に見合う効果を得ることができないし、 却って、 銅合金 本来の特性 （熱伝導性等） を損なう虞れがある。 すなわち、 Coを 0. 33ma s s% (N i, F eを共添させる場合には 0. 3 lma s s %) を超えて添加し ても、 それに見合うだけの効果が得られないばかりか、 熱間での変形抵抗が高く なり、 また冷間での加工性も低下して、 却って銅合金本来の特性 (熱伝導性等) が低下することなる。 勿論、 C oは非常に高価なものであるから、 これを必要以 上に添加することは、 経済的にも問題がある。 このような問題を生じることなく、 C o添加による上記効果を有効に発揮させるためには、 C o添加量を 0. 30m a s s %以下 （N i , F eを共添させる場合には 0. 28 ma s s %以下) とし ておくことが好ましく、 0. 28ma s s %以下 （N i , F eを共添させる場合 には 0. 26 ma s s %以下) としておくのが最適である。
Pは、 Coと同様に、 高温加熱による結晶粒の成長抑制機能を発揮するもので あるが、 その機能は、 C 0との共添によって飛躍的に向上される。 したがって、 C oに加えて Pを添加しておくことにより、 高温加熱による結晶粒の成長を極め て効果的に抑制して、 加熱後も微細な結晶状態を確実に維持する。 而して、 かか る Pの添加による効果は、 その添加量が 0. 041 m a s s %未満では有効に発 揮されず、 さほど期待できない。 力かる効果が発揮されるためには、 P添加量を 0. 04 lma s s%以上とする必要があり、 十分に発揮されるためには 0. 0 43ma s s%以上とすることが好ましく、 0. 045 m a s s %以上としてお くのが最適である。 し力 し、 0. 089ma s s %を超えて添加しても、 その添 加量に見合う効果は得られないばかり力 却って銅合金本来の特性 （熱伝導性 等） が低下することになり、 しかも熱間や冷間での加工性も低下することになる。 これらの特性を十分に担保するためには、 P添加量を 0. 08 9ma s s %以下 としておくことが必要であり、 0. 08 Oma s s%以下としておくことが好ま しく、 0. 074ma s s %以下としておくのが最適である。
S nは、 マトリツタスへの固溶強化によりマトリックスの耐熱性強化を図り、 上記した C o及び Pによる結晶粒の成長抑制作用及び微細化作用を向上させると 共に C o, Pの析出速度を増大させ得て、 高温加熱後における機械的強度を向上 させるものである。 さらに、 S nは耐食性を向上させるために添加するものでも あり、 S nを添加しておくことにより、 応力腐食割れ， 孔食， 蟻の巣状腐食を始 めとする腐食を可及的に防止することができる。 かかる S n添加による効果が十 分に発揮されるためには、 その添加量を 0. 02ma s s %以上としておくこと が必要であり、 0. 03ma s s %以上としておくことが好ましく、 0. 04m a s s %以上としておくのが最適である。 一方、 311添加量が0. 25ma s s %を超えると、 機械的強度は添加量に応じてある程度向上するものの、 熱伝導 性が低下することになり、 また熱間での変形抵抗が高くなり、 冷間での加工性も 低下する。 熱伝導性を低下させることなく S n添加効果を発揮させるためには、 311添加量を0. 25ma s s %以下としておくことが必要であり、 0. 1 9m a s s %以下としておくことが好ましく、 0. 1 5 m a s s %以下としておくの か最； ι である。
Ζ ηは、 マトリックスの強化により機械的強度の向上を図るために添加する。 すなわち、 結晶粒が如何に微細であつても、 マトリックス自体の強度が低レ、場合 には、 当然に合金全体としての機械的強度は低レ、ものとなるため、 Ζ ηはかかる マトリックスの強化を図るために添加する。 この点は、 S ηも同様であるが、 Ζ ηの添加は、 更に、 鱲付け性を向上させる効果を奏する。 すなわち、 Ζ ηを添加 することにより、 憐銅鱲 （ J I S Z 3264) 等の鱲付け材との濡れ性を向上 させることができるのである。 また、 Z nは、 S nと同様に、 応力腐食割れ， 孔 食， 蟻の巣状腐食を始めとする腐食に対する耐食性を向上させる作用を有する。 而して、 かかる Zn添カ卩の効果を発揮させるためには、 その添加量が 0. 0 1m a s s %以上としておくことが必要であり、 0. 02ma s s %以上としておく ことが好ましい。 一方、 ∑11添加量が0. 40ma s s%を超えると、 熱伝導性 が低下すると共に応力腐食割れに対する感受性が高くなる。 このような問題を生 じさせないためには、 Z n添加量を 0. 4 Oma s s %以下としておく必要があ り、 0. 25ma s s%以下としておくことが好ましく、 0. 1 5ma s s%以 下としておくのが最適である。
F e, N iは、 C oと同様の結晶粒抑制効果を発揮するものであり、 その効果 は C 0よりやや劣るものの、 C oの代替元素として機能しうるものである。 した がって、 C oと共添することにより、 高価な C 0の添加量を可及的に減じつつ上 記効果を十分に発揮させることができる。 すなわち、 N i， F eは、 マトリック スへの C o固溶限度を減少せしめて、 上記した C o機能を少ない C o添加量で有 効に発揮させる役割を果たし、 C oの必要添加量低減による経済的効果を発揮す る。 また、 C oの固溶量を減少させることにより熱伝導性， 熱間加工性を高める 効果もある。 而して、 かかる N i , F eの添加による効果は、 N i又は F eの添 加量が 0. 0 1 ma s s %以上で発揮され、 0. 02ma s s %以上の添加でよ り顕著に発揮されることになる。 しかし、 N iについては 0. 1 7ma s s%を 超えて添加しても、 また F eについては 0. 1 5ma s s%を超えて添加しても、 添加量に見合う効果が認められないし、 却って熱伝導性が低下する等の問題を生 じる。 このような問題を生じさせないためには、 N iについてはその添加量が 0. 1 7 m a s s %以下であることが必要であり、 0. 14 m a s s %以下であるこ とが好ましく、 また F eについてはその添加量 0. 1 5ma s s%以下であるこ とが必要であり、 0. 1 2 ni a s s %以下であることが好ましい。
ところで、 当該発明合金材の製造原料の一部としてそのスクラップ材 (廃棄伝 熱管等） が使用されることが多いが、 かかるスクラップ材には S成分 (硫黄成 分） が含まれていることが多く、 熱間加工性に悪影響を及ぼすといった問題があ る。 し力 し、 Mn， Mg， Y, Z rの何れかを添加させておくと、 S成分を含有 する原料を使用した場合にも、 S成分と結合した析出物 （Mg S， Z r S等） を 形成するため、 上記問題の発生を防止することができる。 第 3又は第 4発明合金 材においては、 このような理由から Mn， Mg, Y, Z rの何れかを含有させる こととしている。 Mn, Mg， Y, Z rの添加による上記析出物の形成効果 （S 成分に熱間加工性への悪影響の排除効果） は、 Mnについては 0. 0 1 ma s s%以上の添加によって発揮され、 Mg， Y, Z rについては 0. O O lma s s%以上の添加によって発揮される。 し力 し、 Mn， Mg, Y, Z rを必要以上 に添加することは、 添加量に見合った効果を得られないばかり力、 却って熱伝導 性を低下させる等の弊害を生じることから、 添加量の上限は、 Mnについては 0. 20 m a s s % (好ましくは 0. 1 0 m a s s %) とし、 M g , Mn , Y, Z r については 0. 1 Oma s s % (好ましくは 0. 04ma s s%) としておくの が適当である。
基本元素たる Cu以外の添加元素については、 それらの含有量を上記した範囲 で決定しておくが、 その決定に当たっては、 添加元素相互の関係を考慮する必要 があり、 本発明の目的を達成するためには、 添加元素の含有量相互に前記 (1) 〜 （6) の関係が成立する必要がある。 すなわち、 各添加元素の含有量は、 他の 添加元素との間に (1) 〜 (6) の関係を有すること条件として、 前記した範囲 内で決定する必要がある。
第 1に、 C o添加及ぴ P添加による機能は前述した如く相互に密接な関係を有 するものであり、 C o, Pの共添による効果のバランスをとる必要があるが、 そ のためには、 それらの含有量を上記した範囲で個々に独立して決定することによ つては不十分であり、 両含有量の比率が一定範囲となるように決定しておくこと が必要である。 また、 N i , F eについても、 これらが C oと同様機能を発揮す るものであり C oの代替元素として機能するものであることから、 それらの含有 量は C oと同様に Pとの関係を考慮して決定する必要がある。 すなわち、 C o含 有量又は C o, N i， F e含有量と P含有量とは、 それらの間に （1) の関係が 成立するように決定する必要があり、 A1く 2. 4の場合には、 C o, N i , F eと Pとの共添効果が不十分であり、 また銅合金本来の特性である熱伝導性が損 なわれて、 冷間での加工性も悪くなる。 かかる効果 （C o, N i， F eと Pとの 共添効果） が十分に発揮されるためには A 1≥ 2. 4であることが必要であり、 A1≥ 2. 7であることが好ましく、 Al≥ 3. 0であるのが最適である。 逆に、 Al >5. 2であると、 当該共添効果が飽和となるばかり力 \ 却って銅合金本来 の特性 （熱伝導性等） に悪影響を及ぼすことになる。 したがって、 2 であることが必要であり、 銅本来の特性をも考慮すれば、 A 1≤ 4. 7であるこ とが好ましく、 Al≤4. 2としておくのが最適である。
第 2に、 N i , F eは C oと代替元素として機能するものであるが、 その機能 はじ oの必要含有量の一部を代替するにすぎず、 C oの必要含有量を低減させる ものにすぎないから、 N i , F eの含有量は、 C oの含有量との関係を考慮して 決定すべきである。 したがって、 C o， N i， F eの含有量は、 機能の寄与程度 を考慮した総量 A 3及び相互関係が （3) 〜 （6) の条件を満たすように決定す べきである。 すなわち、 A3く 0. 1 5であると、 C o, N i , F eの添加効果 (高温加熱時における結晶粒の成長抑制効果等） が十分に発揮されないし、 A3 > 0. 35であると、 添加量に見合う効果が得られないばかり 、 銅合金本来の 特性を低下させる虞れがあり、 また熱間押出し性が低下すると共に、 曲げ等を始 めとする冷間加工性が損なわれる。 したがって、 これらの問題を生じさせること なく添加効果を十分に発揮させるためには、 0. 1 5≤A3≤0. 3 5であるこ とが必要であり、 0. 32であることが好ましく、 0. 1 7≤ A3≤ 0. 30としておくのが最適である。 また、 N i , F eの添加機能は、 C oの添加機能を上回るものでないから、 N i , F eを C o添加量より一定以上に 多くして添加しておくことは N i , F eの共添効果を却って低下させることにな る。 したがって、 C oに対する添加効果の寄与程度を考慮して、 N i , F eの何 れか一方を添加する場合には (4) 又は （5) の条件を満足することが必要であ り、 N i及び F eを共添させる場合には (4) 〜 (6) の条件を満足することが 必要であるとした。
第 3に、 基本元素 Cu以外の添加元素は、 それらの添加効果の寄与度を考慮し た総量 A 2が熱伝導性， 熱間押出し性， 曲げ加工性， 成形性, 鱲付け性， 鱲付け 後の強度に影響を及ぼすことから、 それらの添加量はかかる点を考慮して （2) の条件を満足するように決定しておく必要がある。 すなわち、 A2>0. 54で あると、 熱伝導性， 熱間押出し性， 曲げ加工性， 成形性が低下する。 したがって、 熱伝導性， 熱間押出し性， 曲げ加工性， 成形性を確保するためには、 A2≤0. 54であることが必要であり、 熱伝導性， 熱間押出し性， 曲げ加工性， 成形性の 低下を確実に防止するためには A 2≤0. 49であることが好ましく、 A2≤0. 45としておくのが最適である。 一方、 A2く 0. 20であると、 十分な鱲付け 後の強度を得ることができない。 したがって、 鱲付け後の強度を十分に確保する ためには、 A2≥0. 20であることが必要であり、 A2 0. 23であること が好ましく、 A2 0. 26としておくのが最適である。
ところで、 不可避不純物として含まれる酸素は、 その含有量が一定以上である と水素脆化の原因となることから、 酸素含有量は 0. 007 m a s s %以下に抑 制しておくことが必要であり、 0. 004 m a s s %以下としておくことが好ま しい。 かかる酸素含有量の低減は、 製造条件によって図りうることは勿論である 1 Pの添加効果によっても図られる。 したがって、 第 1〜第 4発明合金材にお いても、 P添加量を酸素含有量が 0. 007ma s s%以下 （好ましくは 0. 0 04m a s s %以下) となるように決定しておくことが好ましい。
また、 第 1〜第 4発明合金材は、 耐カを必要とする鱲付け製品， 部品 （例えば、 HCFC系フロン以外の熱媒体ガス （C02， HFC系フロン等） を使用する熱 交換器の伝熱管、 又は使用時ゃメンテナンス時において僅かな外力によって変形 し易いフィン材， 給水管等) の構成材として使用する場合、 上記合金組成を決定 するに当たっては、 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理 （例えば、 80 0 °Cで 10分間の加熱処理） した後における 0. 2 %耐力 （永久ひずみが 0.
2%になるときの強度) が 55NZmm2以上 (好ましくは 75N/mm2以上、 より好ましくは 9 ON/mm2以上） となるように決定しておくことが好ましい。 なお、 銅合金材の鱲付けは、 一般に、 硬鱲付けといわれるもので、 J I S Z 3 264に規定される如く、 燐銅鱲， 銀鱲を使用して 800°C前後での鎩付け温度 (鱲付け時間は、 一般に、 10分程度） で行われるものである。 鐡付けにあって は、 鐡付け材が溶ける温度まで被鱲付け材も加熱されることになり、 鱲付けされ る銅合金材 （被鱲付け材） は鱲付け温度と同程度に加熱されることになる。 した がって、 本発明においては、 銅合金材の鱲付け処理とこれと同等条件 (800°C 前後） で銅合金材を直接的に加熱する一般的な加熱処理とを区別せず、 両者を同 一の熱処理として扱うこととする。
ところで、 第 1〜第 4発明合金材は、 上記した合金組成となすことによって、 良好な熱伝導性を発揮するものであり、 高度の熱伝導性を必要とする製品， 部品 の構成材として多用されている純銅 (J I S C 1220) や純アルミニウムに 比して強度的に優れるものであるが、 かかる製品， 部品の構成材として純銅や純 アルミニウム以上の優良材料となすためには、 少なくとも純アルミニウム （熱伝 導率： 0. 57 c a l Zcm ' s e c '°C) より高い熱伝導率を確保できること が必要であり、 純アルミニウムと純銅 (熱伝導率： 0. 78 c a l/cm ' s e c · °C) との中間値 (0. 675 c a l/cm - s e c -°C) 以上の熱伝導率を 確保できることが好ましく、 0. 70 c a l/cm ' s e c ' °C以上の熱伝導率 が確実に得られることがより好ましい。 しかし、 合金組成を工夫するのみでは熱 ，伝導率の向上に限度がある。 そこで、 本発明者は、 幾多の実験， 研究を行なった 結果、 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行レ、、 その後に行う冷却処理 等の処理 （以下 「後処理」 という） の条件を工夫することによって、 熱伝導率を 飛躍的に向上させうることを知得した。
力かる知得事項に基づいて、 本発明では、 次のような加熱処理 （蠟付け処理 等） 及び後処理を施すことによって、 熱伝導性が飛躍的に向上した第 1〜第 4発 明合金材を提案する。
第 1に、 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理 (例えば、 800°Cで 10 分間加熱する) を行った上、 その加熱処理材に後処理として次のような特殊な炉 冷処理を施すことによって、 熱伝導率を高めた第 1〜第 4発明合金材を提案する。 すなわち、 かかる後処理 （以下 「第 1後処理」 という） にあっては、 炉冷速度を 炉冷温度によって変化させるようにし、 670°Cから 480°Cへの冷却速度を 1. 5〜： 12 °CZ分 （好ましくは 2. 5〜10 °C /分） に減速する。 炉冷処理におけ る冷却速度は、 通常 15〜30°0 分 （通常は、 20°C/分程度） であるが、 第 1後処理にあっては、 炉冷工程における 670°Cから 480°Cの温度範囲におい て、 かかる一般的な炉冷処理よりも冷却速度を減じておくものであり、 5 8 0 °C 前後における温度保持により熱伝導性の向上を図ることができる。
第 2に、 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理 （例えば、 8 0 0 °Cで 1 0 分間加熱する） を行った上、 その加熱処理材に後処理として一般的な炉冷処理及 び特殊な再加熱処理を施すことによって、 熱伝導率を高めた第 1〜第 4発明合金 材を提案する。 すなわち、 かかる後処理 （以下 「第 2後処理」 という） にあって は、 加熱処理材を一般的な条件により炉冷するが、 その炉冷工程が終了する前又 は後において 4 8 0〜6 7 0 °C， 3〜； L 0 0分 （好ましくは 5 2 0〜 6 4 0 °C, 1 0〜4 0分） の条件で再加熱するのである。 かかる炉冷処理前後における 5 8 0 °C前後の再加熱によっても、 上記第 1後処理を施す場合と同等又はそれ以上の 熱伝導率の向上を図ることができる。
第 3に、 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理 (例えば、 8 0 0 °Cで 1 0 分間加熱する) を行った上、 その加熱処理材に後処理として急冷処理及び再加熱 処理を施すことによって、 熱伝導率及び強度を高めた第 1〜第 4発明合金材を提 案する。 すなわち、 かかる後処理 (以下 「第 3後処理」 という） にあっては、 加 熱処理材を水冷， 空冷 (強制空冷を含む) により急冷した後、 第 2後処理におけ ると同様の再加熱 ( 4 8 0〜6 7 0 °C, 3〜1 0 0分 (好ましくは 5 2 0〜 6 4 0 °C, 1 0〜 4 0分) の条件での再加熱） する。 本発明者は、 実験により、 加熱 処理材を所定の条件で再加熱する場合には加熱処理材の冷却条件 (主として冷却 速度） は熱伝導率の向上に大きな影響を与えるものでないこと （熱伝導性の向上 は、 主として、 再加熱条件に依存すること) 、 及び、 急冷後に再加熱することに よつて炉冷後に再加熱する場合に比して強度が向上すること、 を確認した。 とこ ろで、 鱲付けを現場で行う場合等、 鱲付けの条件によっては、 スペース上の制限 等により満足な炉冷を行い得ないことがあるが、 かかる場合ゃ鱲付け後の強度を 必要とする場合にあって、 上記のような第 3後処理は極めて有利である。
なお、 上記した第 1〜第 4発明合金材は、 熱交換器の伝熱管 （特に、 H C F C 系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交^^の伝熱管） を構成する管材である 継目無銅合金管又は溶接銅合金管として好適に使用されるものであり、 また熱交 換器における板状部品 （フィン， 胴板， フランジ等) 又はこれと伝熱管若しくは 他の板状部品 （フィン等） とを連結する連結板の構成材として使用される板材と して好適するものである。
実施例
実施例として、 表 1〜表 3に示す合金組成をなす円柱状鎵塊 （径 220 mm, 長さ 275mm) を 900°Cに加熱して、 熱間で管状に押出し、 その押出管を連 続して 60°Cの温水槽に浸漬した上、 冷間で繰り返し抽伸し、 得られた抽伸管を 630°C, 1時間の条件で熱処理 （焼鈍） することによって、 外径 10mm， 肉 厚 lmmの管材 （熱交換器伝熱管の構成材として使用できるものである） たる第 1発明合金材 No. 10 l〜No. 1 14、 第 2発明合金材 No. 20 l〜No. 217、 第 3発明合金材 No. 301〜No. 304及ぴ第 4発明合金材 N o . 401〜No. 412を製作した。
かかる管材の製作においては、 熱間押出しにより外径 65 mm, 肉厚 5. 5 m mの押出管 （以下 「小径押出管」 という） を得た上、 これに冷間抽伸を繰り返し 施すことにより、 外径 10 mm, 肉厚 1 mmの抽伸管を得るようにした。 但し、 一部の第 1及ぴ第 2発明合金材 No. 103， No. 1 14， No. 204， N o . 21 1， No. 215については、 適正な小径押出管を得ることができない か、 得ることができても小径押出管の曲がりが基準値 （1m当たり 10 cm) を 超えているため、 熱間押出しにより外径 85 mm, 肉厚 7. 0 mmの押出管 (以 下 「大径押出管」 という） を得た上、 これに冷間抽伸を繰り返し施すことにより 上記と同一形状 (外径 10 mm, 肉厚 1 mm) の抽伸管を得るようにした。 なお、 大径押出管の場合、 小径押出管に施された抽伸工程によっては外径 10 mm, 肉 厚 1 mmの抽伸管を得ることが困難であつたが、 抽伸工程を小径押出管の抽伸ェ 程数 （小径押出管から外径 10 mm, 肉厚 lmmの抽伸管を得るために必要とさ れる抽伸工程数） より 1〜 3工程多くすることにより、 小径押出管を抽伸した場 合と同一形状， 同一品質の抽伸管を得ることができた。
また、 上記した円柱状錄塊 （径 220mm， 長さ 275mm) から角柱状錶塊 (厚み 35mm， 幅 90mm， 長さ 250mm) を切り出し、 この角柱状铸塊を 850°Cに加熱して、 厚み 5 mmの板状に熱間圧延した上、 この熱間圧延板を、 その表面を酸洗処理した上で厚さ 0. 41 mmとなるように冷間圧延し、 更に 6 30 °C, 1時間の条件で熱処理 （焼鈍） した上で厚さ 0. 40 mmとなるように 冷間仕上圧延を行なうことによって、 表 1〜表 3に示す合金組成をなす板材たる 第 1発明合金材 No. 101〜No. 114、 第 2発明合金材 No. 201〜N o. 217、 第 3発明合金材 No. 301〜No. 304及び第 4発明合金材 N o. 401〜No. 412を製作した。 なお、 上記した管材及ぴ板材における不 可避不純物として酸素の含有量は、 すべて、 0. 0002〜0. 004 ma s s %であった。
また、 比較例として、 表 4に示す合金組成をなす銅合金材であって、 実施例と 同一の製造工程により同一形状をなす管材及ぴ板材である比較例合金材 N 0. 5 ◦ l〜No. 51 5を得た。 なお、 管材 N o. 501〜No. 503及び N o . 510〜No. 513は小径押出管を抽伸， 熱処理して得られたものである。 管 材 No. 5 15は大径押出管を抽伸， 熱処理して得られたものである。 これら以 外のもの （No. 504〜No. 509, No. 514) については熱間押出し 性が頗る悪く、 小径押出管及び大径押出管を得ることができず、 最終的な管材を 製作することができなかった。
そして、 第 1発明合金材 N o. 101〜No. 1 14、 第 2発明合金材 N o . 20 l〜No. 217、 第 3発明合金材 No. 30 l〜No. 304、 第 4発明 合金材 No. 401〜Νο· 412及び比較例合金材 Ν ο . 501〜Νο· 51 5についての押出し性を、 管材の製造工程における中間製造物である押出管の曲 がりにより評価した。 その結果は、 表 5〜表 8に示す通りであった。 すなわち、 表 5〜表 8においては、 熱間押出し後の曲がりが基準値 （lm当たり 10 cm) 以下である小径押出管 （外径 65mm， 肉厚 5. 5mm) が得られたものを、 押 出し性に優れるものとして 「〇」 で示し、 かかる小径押出管を得ることはできな かったが、 熱間押出し後の曲がりが基準値以下である大径押出管 （外径 85mm， 肉厚 7. 0 mm) が得られたものを、 良好な押出し性を有するもの （実用上、 大 きな問題はないもの） として 「△」 で示し、 小径押出管は勿論、 曲がりが基準値 以下の大径押出管をも得ることができなかったものを、 押出し性に劣るもの （実 用できないもの） として 「X」 で示した。
また、 管材として得られた第 1発明合金材 N o. 1 0 1〜N o. 1 1 4、 第 2 発明合金材 No. 20 1〜N o. 2 1 7、 第 3発明合金材 N o . 30 1〜N o . 3 04、 第 4発明合金材 N o. 40 1〜N o. 4 1 2及び比較例合金材 N o . 5 0 1〜N o . 5 1 5 (管材を得ることができなかつた比較例合金材 N o. 504 〜No. 5 0 9， No. 5 1 4を除く） について、 鱲付け後の強度を確認するた めに、 次のような耐カ測定試験を行なった。 すなわち、 管材 （外径 1 0 mm, 肉 厚 1 mmの抽伸管を 6 3 0 °C， 1時間の条件で焼鈍したもの） を、 熱交換器の製 作 （伝熱管， フィン， 胴板， フランジ等の熱交難部品を鱲付けする） に採用す る炉内鱲付け法を実施する場合と同一の条件で連続熱処理炉內を通過させること により熱処理した。 具体的には、 管材を 8 00 °Cで 1 0分間加熱した上、 20 °C /分で炉冷した。 そして、 かかる熱処理をした管お-について、 アムスラ一型万能 試験機を使用して引張試験を行い、 0. 2%耐カ （永久ひずみが 0. 2%になる ときの強度） を測定した。 その結果は、 表 5〜表 8に示す通りであった。 また、 板材 (6 3 0°C, 1時間の条件で焼鈍した上で厚さ 0. 40 mmとなるように冷 間仕上圧延されたもの） として得られた第 1発明合金材 N o . 1 0 1〜 N o . 1 1 4、 第 2発明合金材 N o . 2 0 1〜Ν ο· 2 1 7、 第 3発明合金材 Ν ο . 3 0 1〜Νο. 304、 第 4発明合金材 No. 40 1〜No . 4 1 2及び比較例合金 材 N o. 5 0 1〜Ν ο· 5 1 5 (N o. 504〜N o. 5 0 9, N o. 5 1 4を 除く） についても、 上記同様の耐カ測定試験を行なったが、 その結果は表 5〜表 8に示す測定値 (0. 2%耐カ） とほぼ一致したため、 省略する。
また、 管材として得られた第 1発明合金材 N o. 1 0 1〜N o. 1 1 4、 第 2 発明合金材 N o. 20 1〜N o . 2 1 7、 第 3発明合金材 N o . 30 1〜N o . 3 04、 第 4発明合金材 N o. 4 0 1〜No. 4 1 2及ぴ比較例合金材 N o . 5 0 1〜N o . 5 1 5 (管材を得ることができなかつた比較例合金材 N o. 5 04 〜No. 50 9, No. 5 1 4を除く） について、 曲げ加工性を確認した。 すな わち、 曲げカ卩ェ性の評価は、 管材 （外径 1 0 mm, 肉厚 l mmの抽伸管を 6 3 0°C， 1時間の条件で焼鈍したもの） をプレス加工により U字状に曲げて、 その 折曲部に大きな皺が生じたときの折曲度 RZD (R：折曲部における内周側の曲 率半径 （mm) , D':管材の外径 （mm) ) によって行なった。 その結果は表 5 〜表 8に示す通りであった。 すなわち、 表 5〜表 8においては、 R/D=lで大 きな皺が生じず、 折曲部の断面形状が円形若しくは略円形となっているものを、 曲げ加工性に優れるものとして 「〇」 で示し、 R/D=lでは大きな皺を生じた 力 1<R/D≤1. 5では大きな皺が生じず、 折曲部の断面形状が円形若しく は略円形となっているものを、 良好な曲げ加工性を有するもの （実用上の問題な いもの） として 「△」 で示し、 R/D〉l. 5で大きな皺を生じ、 折曲部の断面 形状も円形とならずに楕円形に変形したものを、 曲げ加工性に劣るもの (実用困 難なもの） として 「X」 で示した。
また、 板材として得られた第 1発明合金材 N o. 101〜No. 114、 第 2 発明合金材 N o. 201〜No. 217、 第 3発明合金材 N o . 301〜N o . 304、 第 4発明合金材 N o . 40 l〜No. 412及ぴ比較例合金材 N o . 5 0 l〜No. 515 (No. 504〜N ο· 509, No. 514を除く） につ いて、 成形性を確認すべく、 エリクセン試験を行なった。 すなわち、 板材 （63 0 V, 1時間の条件で焼鈍した上で厚さ 0. 40 mmとなるように冷間仕上圧延 されたもの) についてエリクセン試験を行い、 そのエリクセン値を求めた。 その 結果は表 5〜表 8に示す通りであった。
表 5〜表 8から明らかなように、 比較例合金材 No. 501〜No. 515は、
0. 2%耐カ、 押出し性、 曲げ加工性及び成形性の少なくとも何れかにおいて問 題があり、 熱交換器の伝熱管， フィン， 胴板， フランジ等の構成部材として好適 するものではないが、 第 1発明合金材 No. 101〜No. 114、 第 2発明合 金材 N o. 201〜N o. 217、 第 3発明合金材 N o . 301〜N o. 304 及ぴ第 4発明合金材 No. 401〜No. 412は、 その何れにおいても、 0.
2%耐カ、 押出し性、 曲げ加工性及び成形性のすべてに優れるものであり、 熱交 換器の伝熱管， フィン， 胴板， フランジ等の構成部材として好適に使用できるも のであることが確認された。 また、 管材として得られた第 1発明合金材 No. 101〜No. 1 14、 第 2 発明合金材 N o. 201〜No. 217、 第 3発明合金材 N o . 301〜N o . 304、 第 4発明合金材 No. 401〜No. 412及び比較例合金材 N o . 5 01〜No. 515 (管材を得ることができなかつた比較例合金材 N o. 504 〜No. 509, No. 514を除く） について、 鱲付け製品， 部品として使用 した場合の熱伝導性を確認すべく、 鱲付け用熱処理を施したものの熱伝導率を測 定した。 すなわち、 管材 （No. 101〜No. 1 14、 No. 201〜No. 217、 No. 301〜No. 304、 No. 401〜No. 412、 No. 5 01〜No. 503、 No. 510〜N o. 513及ぴ N o. 515 ) に、 前記 した炉内鱲付け法を実施する場合と同一の条件 (800°Cで 10分間加熱した上、
20 °C /分で炉冷する） で連続熱処理炉内を通過させることにより鱲付け用熱処 理を施した後、 その熱伝導率を測定した。 その結果は表 5〜表 8に示す通りであ り、 第 1発明合金材 N o. 101〜No. 1 14、 第 2発明合金材 N o . 201 〜No. 21 7、 第 3発明合金材 No. 30 l〜No. 304及び第 4発明合金 材 No. 401〜No. 412については、 そのすべてにおいて、 0. 65 c a 1 /cm · s e c · °C以上の高い熱伝導率が測定され、 熱伝導性に優れることが 確認された。
また、 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後に、 冒頭で述べ た第 1後処理、 第 2後処理又は第 3後処理を施すことによつて得られる熱伝導性 の向上効果を確認すべく、 管材として得られた第 1発明合金材 N o . 101〜N 0. 1 14、 第 2発明合金材 No. 201〜No. 217、 第 3発明合金材 N o .
30 l〜No. 304及び第 4発明合金材 N o . 401〜N o . 412について 各後処理を施し、 当該後処理後における熱伝導率及び強度を測定した。 すなわち、 管材 No. 101〜No. 114、 No. 201〜No. 217、 No. 301 〜No. 304及ぴ No. 401〜N o . 412を、 夫々、 前記鱲付け用熱処理 と同一の条件 （加熱温度： 800°C, 加熱時間： 10分） で加熱し、 その加熱処 理された管材 （以下 「加熱管材」 という） に次のような第 1後処理、 第 2後処理 又は第 3後処理を施した。 第 1後処理においては、 加熱管材の炉冷工程において 670°Cから 480°Cへの冷却速度を 4°C/分に減じた。 なお、 800°Cから 6
70°Cまでの炉冷速度及び 480°Cから常温までの炉冷速度は 20°CZ分とした。 また、 第 2後処理においては、 加熱管材を 20°CZ分で常温まで炉冷し、 その後、 580°C, 30分の条件で再加熱した。 なお、 第 2後処理において、 再加熱後の 炉冷速度は 20 °C/分とした。 また、 第 3後処理においては、 加熱管材を水冷 (急冷） した後、 第 2後処理と同様に、 580°C, 30分の条件で再加熱した。 これらの熱処理後における熱伝導率は、 表 5〜表 7に示す通りであつた。
また、 加熱管材 N o. 104, No. I l l, No. 210, No. 212, No. 215, No. 217, No. 301， No. 402, No. 406， N o. 408については、 第 1〜第 3後処理を異なる複数の条件下で行い、 各条件 下での熱処理後の熱伝導率を測定した。 すなわち、 第 1後処理は、 670°Cから 480 °Cへの冷却速度を上記した如く 4。C /分に減じた場合の他、 1. 8 °C /分、 2. 5 °CZ分、 6°CZ分、 10°C/分、 12 °CZ分に減じた場合についても夫々 行なった。 また、 第 2後処理及び第 3後処理は、 再加熱条件を上記した 580°C， 30分とした場合の他、 480。C, 100分、 520。C， 50分、 580°C， 1 0分、 580°C, 50分、 640°C, 30分、 640°C, 10分及び 670。C， 3分とした場合についても夫々行なった。 これらの熱処理後における熱伝導率は、 表 9〜表 1 1に示す通りであった。
また、 上記した如く第 2後処理及び第 3後処理を施したもののうち、 再加熱条 件を 520°C, 50分、 580°C, 30分及び 640°C， 30分としたものにつ いては、 ァムスラー型万能試験機を使用して引張試験を行い、 それらの強度つま り 0. 2 %耐力を測定した。 その結果は、 表 12に示す通りであった。
さらに、 前記した如く外径 10 mm, 肉厚 lmmの管材として得られたものの うち、 管材 N o. 104， No. I l l, No. 210， No. 212, No. 215, No. 217, No. 301， No. 402, No. 406, No. 4 08及び比較例の管材 No. 501, No. 503, No. 512について、 次 のような耐食性の確認試験を行なった。 まず、 上記各管材に、 前記鱲付け用熱処理と同一の条件で熱処理を施した上、 その熱処理管材を厚さが 4 mmとなるように扁平化することにより、 扁平試験片 を得た。 そして、 第 1に、 各扁平試験片について、 次のような応力腐食割れ試験 を行なつた。 すなわち、 各扁平試験片を 1 2 %のアンモユア水を入れたデシケー タ内の気相部において 48時間暴露させ、 当該扁平試験片の応力割れ長さを測定 した。 扁平試験片の最扁平部分つまり曲率が最も小さくなつている部分において、 その縦断面での外面側の割れ長さと内面側の割れ長さを顕微鏡で観察， 測定して、 外面側割れ長さの最大値と内面側割れ長さの最大値との合計を応力腐食割れ長さ (mm) とした。 また、 第 2に、 各扁平試験片を、 その表面積が 1 00 cm2と なるように調整した上で、 75 °Cに加温した 1 %硫酸の溶液 1 L及ぴ 1 %の塩酸 の溶液 1 Lに夫々 48時間浸漬して、 浸漬前後における扁平試験片の重量差つま り溶解による減量 （mg) を測定した。 これらの結果は、 表 1 3に示す通りであ つた。
表 5〜表 7及び表 9〜表 1 2から理解されるように、 加熱管材に第 1〜第 3後 処理を施した場合、 鱲付け用熱処理のみを施した場合に比して顕著に熱伝導率が 向上しており、 第 1〜第 3熱処理を施しておくことにより熱伝導性の飛躍的な向 上を図りうることが確認された。 また、 第 2後処理を施した場合と第 3後処理を 施した場合とで熱伝導性の向上は同程度であり、 再加熱処理を行う場合にあって は、 加熱処理管材の冷却速度は熱伝導性の向上に影響せず、 熱伝導性の向上は再 加熱条件に依存することが確認された。 特に、 第 3後処理を施したものでは、 表 1 2から明らかなように、 熱伝導性のみならず、 強度 (0. 2%耐カ） も向上し ており、 再加熱処理を行なう場合、 冷却速度が大きレ、急冷を行うことが強度向上 に有効であることが確認された。
また、 表 1 3から明らかなように、 発明合金材 No. 1 04, No. I l l, No. 21 0, No. 2 1 2, No. 2 1 5, No. 2 1 7, No. 30 1， N o. 402， No. 406， No. 408は、 比較例合金材 N o. 50 1， No. 503, No. 5 1 2に比して、 応力腐食割れ長さが極めて短く、 また 1%硫酸 及び 1 %塩酸の何れに浸漬した場合にも溶解による減量が少なくなつている。 か かる点から、 本発明の合金材が結晶粒の粗大ィ匕による応力腐食割れ， 孔食， 蟻の 巣状腐食等の腐食を有効に防止， 抑制することができるものであり、 耐食性にも 優れるものであることが理解される。
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【表 2】
実例施
一一一一一第発金材明合 2
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—
〕
〕
【表 3】 合金材 合金組成 （m a s s%)
A 1 A 2 A 3 Ν ο. Co P Sn Zn N i Fe Mn Mg Zr Y
301 0.27 0.068 0.06 0.08 0.06 3.68 0.40 0.27 第 3発明 302 0.20 0.058 0.08 0.06 0.005 3.10 0.31 0.20 合金材 303 0.18 0.050 0.12 0.10 0.004 3.20 0.33 0.18 実施例 304 0.23 0.066 0.07 0.06 0.013 3.18 0.35 0.23
401 0.22 0.070 0.05 0.13 0.05 0.11 3.43 0.41 0.26
402 0.20 0.068 0.06 0.15 0.05 0.05 3.24 0.40 0.24
403 0.19 0.072 0.12 0.15 0.04 0.04 0.02 3.25 0.46 0.25
404 0.20 0.070 0.15 0.30 0.06 0.002 3.26 0.46 0.25
405 0.18 0.073 0.05 0.22 0.07 2.96 0.40 0.24 第 4発明 406 0.16 0.073 0.09 0.08 0.03 0.07 0.046 3.01 0.46 0.24 合金材 407 0.17 0.065 0.11 0.10 0.10 0.007 3.54 0.42 0.25
408 0.20 0.065 0.08 0.15 0.05 0.016 3.38 0.43 0.24
409 0.18 0.071 0.12 0.03 0.07 0.02 0.001 3.27 0.42 0.25 o
410 0.19 0.0 o58 0.06 0.13 0.02 0.044 3.21 0.35 0.21
411 0.24 0.08 0.21 0.03 0.005 3.25 0.40 0.26
412 0.16 0.063 0.10 0.16 0.01 0.07 0.002 3.24 0.41 0.22 门 /
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【表 5】 合金材 0. 2%耐カ 成形性 熱処理後の熱伝導率 （ al/cm-sec - C)
押出し性 曲げ加工性
N ( N エリクセン値 蠟付け用熱処理 第 1後処理 第 2後処理 第 3後処理
101 107 O o 12.1 0.69 0.72 0.73 0.73
102 59 o o 12.3 0.69 0.72 0.72 0.73
103 112 Δ △ 11.6 0.67 0.69 0.69 0.69
104 110 o o 12.1 0.71 0.74 0.74 0.73
105 61 o 〇 12.3 0.71 0.74 0.75 0.74 第
1 106 101 o 〇 12.1 0.71 0.73 0.74 0.73 発 107 91 o o 12.2 0.72 0.75 0.76 0.75 施 明
例 108 96 o o 12.2 0.72 0.75 0.75 0.74 金 109 90 o 〇 12.0 0.70 0.72 0.73 0.73 材
110 118 o Δ 11.8 0.68 0.71 0.72 0.71
111 110 o o 12.2 0.69 0.73 0.73 0.72
112 94 o o 12.0 0.66 0.70 0.71 0.70
113 69 o o 11.9 0.66 0.69 0.71 0.70
114 123 厶 厶 11.5 0.67 0.70 0.70 0.70
【表 6】 合金材 0. 2%耐カ 成形性 熱処理後の熱伝導率 （ al/cm-sec-cC)
押出し性 曲げ加工性
Ν ο. ( Ν/國 2 ) エリクセン値 （mm) 蠟付け用熱処理 第 1後処理 第 2後処理 第 3後処理
201 57 Ο ο 12.3 0.70 0.73 0.75 0.74
202 110 〇 ο 12.2 0.70 0.73 0.74 0.74
203 72 ο ο 12.3 0.71 0.74 0.76 0.75
204 74 厶 厶 11.6 0.65 0.68 0.68 0.68
205 105 ο ο 12.0 0.69 0.71 0.72 0.72
206 94 ο ο 12.2 0.70 0.73 0.73 0.73 第 207 82 ο 〇 12.2 0.70 0.73 0.74 0.73
208 96 ο 〇 12.0 0.69 0.72 0.73 0.73 発
施 明 209 105 ο △ 11.7 0.67 0.70 0.70 0.70 例 210 113 〇 Δ 11.6 0.67 0.71 0.71 0.71 金
材 211 115 厶 厶 11.5 0.65 0.68 0.68 0.67
212 101 ο ο 12.2 0.70 0.73 0.74 0.74
213 100 〇 〇 12.1 0.69 0.72 0.72 0.72
214 102 ο 〇 12.0 0.68 0.72 0.72 0.72
215 111 厶 △ 11.7 0.65 0.69 0.70 0.70
216 104 ο ο 12.0 0.68 0.70 0.71 0.70
217 99 ο ο 11.9 0.68 0.71 0.71 0.71
7】 合金材 0. 2°/0耐力 成形性 熱処理後の熱伝導率 （ al/cm-sec-°C)
押出し性 曲げ加工性
N ( /mm2 ) エリクセン値 （mm) 蠟付け用熱処理 第 1後処理 第 2後処理 第 3後処理
301 109 O 〇 12.0 0.66 0.69 0.70 0.70 第 3発明 302 94 o o 12.2 0.70 0.73 0.73 0.72 合金材 303 90 o o 12.1 0.69 0.71 0.72 0.72
304 100 o 〇 12.1 0.70 0.73 0.73 0.73
401 105 o o 12.1 0.67 0.70 0.71 0.71
402 98 o 〇 12.0 0.68 0.71 0.72 0.72
403 102 o 〇 12.0 0.68 0.70 0.71 0.70
404 104 o 〇 12.0 0.67 0.69 0.69 0.68 施
例 405 100 o 〇 12.1 0.69 0.72 0.72 0.72 第 4発明 406 95 o 〇 12.0 0.67 0.70 0.71 0.71 合金材 407 98 o 〇 12.0 0.68 0.71 0.70 0.70
408 102 o 〇 12.0 0.68 0.72 0.71 0.71
409 106 o o 12.0 0.67 0.70 0.71 0.71
410 85 o 〇 12.2 0.68 0.71 0.72 0.71
411 111 o o 12.1 0.69 0.72 0.72 0.72
412 97 o 〇 12.0 0.68 0.70 0.71 0.70
【表 8】
Figure imgf000030_0001
【表 9】 熱処理後の熱伝導率 （cal/cnvsec'°C) 合金
第 1後処理 （炉冷速度）
N o. t付け用
熱処理 1.8¾/分 2.5°C/分 4¾/分 6°C/分 10°C/分 12¾/分
104 0.71 0.74 0.74 0.74 0.74 0.73 0.72
111 0.69 0.74 0.74 0.73 0.73 0.72 0.71
210 0.67 0.72 0.72 - 0.71 0.71 0.71 0.69 施 212 0.70 0.74 0.74 0.73 0.72 0.72 0.71 例 215 0.65 0.70 0.70 0.69 0.69 0.68 0.67
217 0.68 0.72 0.72 0.71 0.71 0.70 0.69
301 0.66 0.71 0.71 0.69 0.69 0.68 0.67
402 0.68 0.72 0.71 0.71 0.70 0.70 0.69
406 0.67 0.71 0.71 0.70 0.70 0.69 0.69
408 0.68 0.74 0.73 0.72 0.71 0.70 0.69
【表 10】 第 2後処理を行なつた後の熱伝導率 （ c a I /cm■ sec ' °C)
合金材 第 2後処理における再加熱条件
N o.
480°cx100分 520°cx50分 580¾x10分 580°C 30分 580°C 50分 640C 30分 640°cx10分 670C 3分
104 0.72 0.74 0.73 0.74 0.75 0.73 0.73 0.72
111 0.71 0.72 0.72 0.73 0.74 0.73 0.72 0.71
210 0.69 0.71 0.70 0.71 0.72 0.71 0.71 0.69 施 212 0.72 0.73 0.72 0.74 0.74 0.73 0.72 0.72 例 215 0.68 0.70 0.68 0.70 0.72 0.71 0.69 0.67
217 0.69 0.71 0.70 0.71 0.72 0.71 0.70 0.69
301 0.68 0.69 0.69 0.70 0.71 0.70 0.69 0.68
402 0.70 0.71 0.70 0.72 0.72 0.72 0.71 0.70
406 0.69 0.70 0.70 0.71 0.71 0.71 0.70 0.69
408 0.70 0.72 0.70 0.71 0.73 0.71 0.71 0.69
【表 1 1】 第 3後処理を行なった後の熱伝導率 （cal/cm'sec'°C)
第 3後処理における再加熱条件
N o.
480°cx100分 520°C 50分 580°cx10分 58O°Cx30分 580。cx50分 640°C 30分 640°cx10分 670 χ3分
104 0.72 0.72 0.69 0.73 0.76 0.74 0.71 0.70
111 0.72 0.71 0.69 0.72 0.75 0.73 0.70 0.69 ψ 210 0.69 0.70 0.68 0.71 0.73 0.72 0.71 0.68 施 212 0.70 0.72 0.70 0.74 0.75 0.73 0.70 0.68 例
215 0.67 0.70 0.66 0.70 0.73 0.71 0.68 0.66
217 0.69 0.71 0.70 0.71 0.73 0.70 0.70 0.67
301 0.67 0.69 0.67 0.70 0.72 0.71 0.68 0.66
402 0.70 0.71 0.70 0.72 0.73 0.72 0.70 0.67
406 0.68 0.70 0.68 0.71 0.72 0.71 0.69 0.66
408 0.69 0.71 0.69 0.71 0.73 0.71 0.70 0.67
【表 1 2】 θ. 2%耐カ （N mm2)
Figure imgf000033_0001
【表 1 3】
Figure imgf000033_0002
産 業 上 の 利 用 の 可 能 性
本発明の耐熱性銅合金材は、 高温度 （600〜700°C以上） に加熱された場 合にも、 加熱によって結晶粒が粗大化されることがないから、 加熱後も耐カゃ銅 合金本来の特性 （熱伝導性等） が低下することがなく、 結晶粒の粗大化による応 力腐食割れ， 孔食， 蟻の巣状腐食を始めとする腐食に対してもこれを有効に防止， 抑制することができる。 したがって、 本発明の耐熱性銅合金材によれば、 製作時 又は使用時において 600〜 700°C以上の高温に晒される （例えば、 鎩付けに より 8 0 0 °C前後に加熱される） 熱交換器の伝熱管， フィン， 胴板， フランジ等 の各種製品， 部品についての耐久性ないし耐用寿命を、 一般的な燐脱酸銅製のも のに比して、 大幅に向上させることができ、 応力腐食割れ， 孔食， 蟻の巣状腐食 等の腐食を生じる条件下においても十分な耐食性を発揮できる伝熱管等を提供す ることができる。 特に、 管材については、 H C F C系フロン以外の熱媒体ガスを 使用する熱交換器の伝熱管の構成材として好適に使用できるものであり、 周知の 耐熱性銅合金材を使用する場合に比して、 用途の大幅な拡大が期待される。 また、 板材については、 給湯器， 空調機等の伝熱管に設けられるフィン等の構成材とし て好適に使用できるものであり、 周知の耐熱性銅合金材を使用した場合における 問題 （例えば、 清掃時等においてフィンが僅かな外力によって変形して熱交換器 の熱効率が大きく損なわれることになる） を解決して、 板状製品， 部品の機能， 耐久性を大幅に向上させることができる。 このように、 本発明によれば、 瞬間湯 沸器， 給湯器， 温水器， 空調機， 冷凍機， ラジェータ等の熱交換器や給湯システ ム， 空調システム， 冷凍システム等に装備される熱交換器の伝熱管又は配管 （給 水管， 給湯管， ガス配管） 、 その他の各種機器 （電気的， 化学的装置等） の配管、 又はこれらの付属部品， 機器 （冷暖房切換用四方弁等） 等を構成する管材， 板材， 棒材， 線材， 加工材 （鱲付け， 溶接， 切削， プレス等により所定形状に加工した もの） として好適に使用される耐熱性銅合金材を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 0. 1 5〜0. 33ma s s %の C oと 0. 04 1〜0. 089 m a s s %のPと 0. 02〜0. 25m a s s %の S nと 0. 01〜0. 40m a s s %の Z nとを、 C oの含有量 [C o] ma s 5 %と卩の含有量
[P] ma s s%と S nの含有量 [S n] ma s s%と Z nの含有量 [ Z n] ma s s%との間に 2. 4≤ ( [C o] —0. 02) / [P] ≤ 5 - 2及び 0. 20≤ [C o] +0. 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Z n] ≤ 0. 54の関係を有するように含有し且つ残部が C u及び不可避不 純物からなる合金組成をなす管材、 板材、 棒材、 線材又はこれらを所定形 状に加工した加工材であることを特徴とする耐熱性銅合金材。
2. 0. 1 1〜0. 3 1 m a s s %の C oと 0. 04 1〜0. 089 m a s 3 %の？と 0. 02〜0. 25ma s s %の S nと 0. 0 1〜0. 40m 3 5 5 %の21 と 0. 0 1〜0. 1 7 m a s s %の N i及ひ、Z又は 0. 0 1〜0. 1 5ma s s %の F eとを、 C oの含有量 [C o] ma s s %と Pの含有量 [P] ma s s %と S nの含有量 [S n] ma s s %と Z nの 含有量 [Z n] ma s s%と N iの含有量 [N i ] ma s s %と F eの含 有量 [F e] ma s s %との間に 2. 4≤ ( [C o] +0. 8 [N i ] + 0. 8 [F e ] - 0. 0 2) / [P] ≤ 5. 2、 0. 20≤ [C o] + 0 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Z n] +0. 9 [N i ] + 1. 5 [F e] ≤ 0. 54、 0. 1 5≤ [C o] +0. 8 [N i ] +0. 8 [F e] ≤ 0. 35、 1. 2 [N i ] < [C o] 、 1. 5 [F e]< [C o] 及 び [N i ] + [F e] < [C o] の関係を有するように含有し且つ残部が C u及び不可避不純物からなる合金組成をなす管材、 板材、 棒材、 線材又 はこれらを所定形状に加工した加工材であることを特徴とする耐熱性銅合 金材。
3. 0. 0 1—0. 2 Oma s s %の Mn又は 0. 00 1〜0. l Oma s s%のMg、 Z r若しくは Yを、 Mnの含有量 [Mn] ma s s %、 Mg の含有量 [Mg] ma s s%、 Yの含有量 [Y] ma s s。/。又は Z rの含 有量 [Z r] ma s s %と前記添加元素の含有量との間に 0. 20≤ [C o] +0. 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Z n] +0. 9 [N i ] + 1. 5 [F e] + [Mn] + [M g ] + [Y] + 3 [Z r] ≤ 0. 54 の関係を有するように、 更に含有する合金組成をなすことを特徴とする、 請求項 1に記載する耐熱性銅合金材。
4. 0. 0 1〜0. 20 m a s s %の Mn又は 0. 00 1〜0. l Oma s s %の Mg、 Z r若しくは Yを、 Mnの含有量 [Mn] ma s s %、 M g の含有量 [Mg] ma s s%、 Yの含有量 [Y] ma s 3 %又は2 1：の含 有量 [Z r] ma s s %と前記添加元素の含有量との間に 0. 20≤ [C o] +0. 5 [P] +0. 9 [S n] +0. 1 [Z n] +0. 9 [N i ] + 1. 5 [F e] + [Mn] + [M g ] + [Y] + 3 [Z r] ≤ 0. 54 の関係を有するように、 更に含有する合金組成をなすことを特徴とする、 請求項 2に記載する耐熱性銅合金材。
5. 不可避不純物としての酸素含有量が 0. 00 70 m a s s %以下である ことを特徴とする、 請求項 1、 請求項 2、 請求項 3又は請求項 4に記載す る耐熱性銅合金材。
6. 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後の 0. 2%耐カ が 55NZmm2以上であることを特徴とする、 請求項 1、 請求項 2、 請求 項 3又は請求項 4に記載する耐熱性銅合金材。
7. 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後に炉冷したもの であって、 その炉冷工程において 6 70°Cから 480°Cへの冷却速度を 1 5〜1 2°CZ分に減速することによって、 熱伝導率を高めたものであるこ とを特徴とする、 請求項 1、 請求項 2、 請求項 3又は請求項 4に記載する 耐熱性銅合金材。
8. 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なつた後に炉冷したもの であって、 その炉冷工程が終了する前又は後において 480〜6 70°C, 3〜1 00分の条件で加熱する再加熱処理を施すことにより、 熱伝導率を 高めたものであることを特徴とする、 請求項 1、 請求項 2、 請求項 3又は 請求項 4に記載する耐熱性銅合金材。
9 . 鱲付け処理又はこれと同等条件の加熱処理を行なった後に急冷したもの であって、 その急冷工程の終了後において 4 8 0〜6 7 0 °C， 3〜1 0 0 分の条件で加熱する再加熱処理を施すことにより、 熱伝導率及ぴ強度を高 めたものであることを特徴とする、 請求項 1、 請求項 2、 請求項 3又は請 求項 4に記載する耐熱性銅合金材。
10. 鱲付けされる管材、 板材、 棒材、 線材又はこれらを所定形状に加工した 加工材であることを特徴とする、 請求項 1、 請求項 2、 請求項 3又は請求 項 4に記載する耐熱 tt銅合金材。
11. 熱交 の伝熱管又はその配管として使用される継目無鲖合金管又は溶 接銅合金管であることを特徴とする、 請求項 1 0に記載する耐熱性銅合金 材。
12. H C F C系フロン以外の熱媒体ガスを使用する熱交換器の伝熱管又はそ の配管を構成する継目無銅合金管又は溶 ¾1同管であることを特徴とする、 請求項 1 0に記載する耐熱个生同合金材。
13. 熱交換器における板状部品又はこれと伝熱管若しくは他の板状部品とを 連結する連結板の構成材として使用される板材であることを特徴とする、 請求項 1 0に記載する耐熱性 §同合金材。
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