(57)【要約】  鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛腐食耐性黄銅合金。この黄銅合金は、６０−６５重量％のＣｕ、０．０５−０．２５重量％のＰｂ、０．０５−０．８重量％のＡｌ、０−０．１重量％のＳｎ及び０．０５−０．１６重量％のＡｓ、残部のＺｎ及び不可避不純物を含有する。さらに、亜鉛当量Ｘは以下の式：３５％＜Ｘ＜３９．５％、Ｘ＝（Ｂ＋ΣＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋ΣＣｉＫｉ）の要件を満たし、式中、Ｘは複合黄銅中の亜鉛当量であり、Ａは銅含有量（％）であり、Ｂは実際の亜鉛含有量（％）であり、Ｃｉは他の合金元素の含有量（％）であり、ＣｉＫｉは様々な元素の対応する亜鉛当量である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
６０−６５重量％のＣｕ、０．０５−０．２５重量％のＰｂ、０．０５−０．８重量％のＡｌ、０．１重量％未満のＳｎ、０．０５−０．１６重量％のＡｓ、残りのＺｎ及び不可避不純物を含有し、亜鉛当量Ｘは以下の式：３５％＜Ｘ＜３９．５％、Ｘ＝（Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）の要件を満たし、式中、Ｘは黄銅の亜鉛当量であり、Ａは銅含有量（％）であり、Ｂは亜鉛の実際の含有量（％）であり、Ｃｉは他の合金元素の含有量（％）であり、ＣｉＫｉは様々な元素の対応する亜鉛当量である、鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金。
【請求項２】
黄銅合金中のＣｕ含有量は６２−６４重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＰｂ含有量は０．１−０．２５重量％である、請求項１に記載の黄銅合金。
【請求項３】
黄銅合金中のＡｌ含有量は０．１−０．４重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＡｓ含有量は０．０８−０．１２重量％である、請求項１又は請求項２に記載の黄銅合金。
【請求項４】
亜鉛当量Ｘは以下の式：３６％＜Ｘ＜３９％の要件を満たす、請求項１から請求項３のいずれかに記載の黄銅合金。
【請求項５】
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｐ及びＢから選択される１種以上の元素をさらに含有し、好ましくは黄銅合金中のＮｉ含有量は０．０５−０．５重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％であり、Ｆｅ含有量は０．０２−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％であり、Ｓｉ含有量は０．０３−０．３重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％であり、Ｐ含有量は０．０１−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％であり、Ｂ含有量は０．０１重量％未満、好ましくは５−３０ｐｐｍである、請求項１から請求項４のいずれかに記載の黄銅合金。
【請求項６】
６０−６５重量％のＣｕ、０．０５−０．２５重量％のＰｂ、０．０５−０．４重量％のＡｌ、０．１−０．４重量％のＳｎ、０．０５−０．１６重量％のＡｓ、残りのＺｎ及び不可避不純物を含有し、亜鉛当量Ｘは以下の式：３５％＜Ｘ＜３９％、Ｘ＝（Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）の要件を満たし、式中、Ｘは黄銅中の亜鉛当量であり、Ａは銅含有量（％）であり、Ｂは亜鉛の実際の含有量（％）であり、Ｃｉは他の合金元素の含有量（％）であり、ＣｉＫｉは様々な元素の対応する亜鉛当量である、鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金。
【請求項７】
黄銅合金中のＣｕ含有量は６２−６４重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＰｂ含有量は０．１−０．２５重量％である、請求項６に記載の黄銅合金。
【請求項８】
黄銅合金中のＡｌ含有量は０．０５−０．３重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＳｎ含有量は０．１−０．３重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＡｓ含有量は０．０８−０．１２重量％である、請求項６又は請求項７に記載の黄銅合金。
【請求項９】
前記亜鉛当量Ｘは以下の式：３６％＜Ｘ＜３８．５％の要件を満たす、請求項６から請求項８のいずれかに記載の黄銅合金。
【請求項１０】
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｐ及びＢから選択される１種以上の元素をさらに含有し、好ましくは、黄銅合金中のＮｉ含有量は０．０５−０．５重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％であり、Ｆｅ含有量は０．０２−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％であり、Ｓｉ含有量は０．０３−０．３重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％であり、Ｐ含有量は０．０１−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％であり、Ｂ含有量は０．０１重量％未満、好ましくは５−３０ｐｐｍである、請求項６から請求項９のいずれかに記載の黄銅合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合金の技術分野に属し、特には環境に優しく鉛を含有しない黄銅合金、より具体的には鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
黄銅使用中に選択腐食（すなわち、脱亜鉛現象）があることはよく知られているため、黄銅合金材料の重要な指標として、優れた脱亜鉛腐食耐性は機材の部品の耐用年数を改善するにあたって極めて重要である。鉛を含有する通常の銅合金は低脱亜鉛腐食耐性を示し、例えば、鉛銅ＣｕＺｎ３９Ｐｂ１Ａ１の平均的な脱亜鉛層深さは４００μｍより大きい。黄銅製品の脱亜鉛耐性能に関して、国際的にはＡＳ２３４５規格が一般的に受け入れられており、これは黄銅製品の平均脱亜鉛層深さは１００μｍを超えるべきではないというものである。
【０００３】
市場に出回っている脱亜鉛腐食耐性黄銅には２つの大きな問題がある。
・鉛含有量の高さ：ＣｕＺｎ３５Ｐｂ２ＡＩを鋳造するために広く使用されている市販のＤＲ黄銅は、含有量１．５−２．２重量％でＰｂを含有する。
・銅含有量の高さ：Ｈ８５Ａ、Ｈ７０Ａ及びＣ６９３００等の一部の既知の銅合金はＰｂを含有せず、これは環境保護の要件を満たすが、その銅含有量の高さにより銅合金のコストは高い。
【０００４】
銅含有量が低い黄銅合金は主にα＋β２相黄銅から構成される。Ａｓの添加は脱亜鉛腐食耐性を大幅に改善することができる。これまで、特定量のＡｓを黄銅に添加することでその脱亜鉛腐食耐性を改善すると主張する特許出願は幾つかあった。
【０００５】
特許文献１は、鋳造用の低鉛腐食耐性黄銅合金及びその製造方法を開示しており、この黄銅合金は６１．０−６２．５重量％のＣｕ、０．２重量％以下のＰｂ、０．２重量％以下のＡｌ、０．３５−０．５５重量％のＢｉ、０．１５−０．２２重量％のＡｓ、０．１５重量％以下の不純物、及び残部がＺｎから成る。
【０００６】
特許文献２は、６３．０−６５．０重量％のＣｕ、１．５−２．２重量％のＰｂ、０．６−０．９重量％のＳｉ、０．０３−０．１重量％のＡｌ、０．０３−０．１重量％のＡｓ、＜０．５重量％のＮｉ、＜０．５重量％のＳｎ、０．１−０．５重量％のＦｅ、０−１５ｐｐｍのＢ、＜０．３重量％の他の不純物の合計、及び残部がＺｎから成る、ダイカスト用の脱亜鉛耐性黄銅合金を開示している。
【０００７】
特許文献３は、０．３重量％未満のＰｄ、０．０２−０．１５重量％のＳｂ、０．０２−０．２５重量％のＡｓ、０．４−０．８重量％のＡｌ、１−２０ｐｐｍのＢ、９７重量％を超えるＣｕ及びＺｎから成る低鉛脱亜鉛耐性黄銅合金を開示しており、脱亜鉛耐性黄銅合金におけるＣｕ含有量は５８−７０重量％である。
【０００８】
特許文献４は、脱亜鉛耐性銅合金及びその製造方法を開示しており、この黄銅合金は５９．５−６４重量％のＣｕ、０．１−０．５重量％のＢｉ、０．０８−０．１６重量％のＡｓ、５−１５ｐｐｍのＢ、０．３−１．５重量％のＳｎ、０．１−０．７重量％のＺｒ、０．０５重量％未満のＰｂ、及び残部がＺｎから成る。
【０００９】
特許文献５は、０．５−１．２重量％のＳｉ、０．０１−０．２重量％のＳｂ、０．０２−０．２５重量％のＡｓ、０．４−０．８重量％のＡｌ並びに９５．８重量％を超えるＣｕ及びＺｎから成る脱亜鉛耐性黄銅合金を開示している。
【００１０】
鉛は製造及び使用の過程で環境を汚染し、人間の健康を脅かす。先進国及び地域、例えば米国及び欧州連合では相次いで規格及び規制、例えばＮＳＦ−ＡＮＳＩ３７２、ＡＢ−１９５３及びＲｏＨＳ等を定めることで段階的に鉛含有製品の製造、販売及び使用を禁止してきた。Ｓｂはそれ自体が毒性であり、使用の過程で極めて容易に放出され、製品、例えば蛇口及び弁等における水へのＳｂの放出量は、ＮＳＦで試験した規格をはるかに超えており、したがって、Ｓｂの使用には環境及び人間の健康にとっての隠れた危険がある。Ｂｉは高価であり、一連の廃物リサイクルにおいて、鉛含有黄銅及び他の金属から厳格に分離しなくてはならないが、それは制御が困難である。Ｚｒは高価であり、酸素、硫黄等の酸化媒体と極めて容易に結合してスラグになり、大きな損失を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】中国特許出願第２０１１１０３８９７８９．０号
【特許文献２】ＰＣＴ特許出願国際公開第２００１／０１４６０６号パンフレット
【特許文献３】中国特許出願第２００９１０１６４１１６．８号
【特許文献４】中国特許出願第２００９１０１７１０２１．９号
【特許文献５】中国特許出願第２０１０１０５０２７２８．６号
【発明の概要】
【００１２】
従来技術の欠点を克服するために、本発明は、鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金を提供する。本発明の黄銅合金は良好な包括的性能を有し、水道蛇口、導管継手部等の部品の製造に使用することができる。本発明の合金は優れた脱亜鉛腐食耐性を有し、その平均脱亜鉛層深さは１００μｍ未満である。加えて、合金は良好な可鋳性、応力腐食耐性、研磨性能及び溶接性能も有し、砂型鋳造及び低圧鋳造により成型される配管及び浴室等の部品、特には劣悪な環境条件下で運用する水道蛇口等の付属品に適している。
【００１３】
本発明の目的は、以下の技術的解決策を通して達成される。
【００１４】
本発明は鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金を提供し、この黄銅合金は、６０−６５重量％のＣｕ、０．０５−０．２５重量％のＰｂ、０．０５−０．８重量％のＡｌ、０．１重量％未満のＳｎ、０．０５−０．１６重量％のＡｓ、残部のＺｎ及び不可避不純物を含有し、亜鉛当量Ｘは以下の式：３５％＜Ｘ＜３９．５％、Ｘ＝（Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）の要件を満たし、式中、Ｘは黄銅の亜鉛当量であり、Ａは銅含有量（％）であり、Ｂは亜鉛の実際の含有量（％）であり、Ｃｉは他の合金元素の含有量（％）であり、ＣｉＫｉは様々な元素の対応する亜鉛当量である。
【００１５】
好ましくは、黄銅合金中のＣｕ含有量は６２−６４重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＰｂ含有量は０．１−０．２５重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＡｌ含有量は０．１−０．４重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＡｓ含有量は０．０８−０．１２重量％であり、
好ましくは、亜鉛当量Ｘは以下の式：３６％＜Ｘ＜３９％の要件を満たす。
【００１６】
好ましくは、黄銅合金は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｐ及びＢから選択される１種以上の元素をさらに含む。
【００１７】
好ましくは、黄銅合金中のＮｉ含有量は０．０５−０．５重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％、Ｆｅ含有量は０．０２−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％、Ｓｉ含有量は０．０３−０．３重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％、Ｐ含有量は０．０１−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％であり、Ｂ含有量は０．０１重量％未満、好ましくは５−３０ｐｐｍである。
【００１８】
本発明はさらに、鋳造用の別の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金を提供し、この黄銅合金は６０−６５重量％のＣｕ、０．０５−０．２５重量％のＰｂ、０．０５−０．４重量％のＡｌ、０．１−０．４重量％のＳｎ、０．０５−０．１６重量％のＡｓ、残部のＺｎ及び不可避不純物を含有し、亜鉛当量Ｘは以下の式：３５％＜Ｘ＜３９％、Ｘ＝（Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）の要件を満たし、式中、Ｘは黄銅中の亜鉛当量であり、Ａは銅含有量（％）であり、Ｂは実際の亜鉛含有量（％）であり、Ｃｉは他の合金元素の含有量（％）であり、ＣｉＫｉは様々な元素の対応する亜鉛当量である。
【００１９】
好ましくは、黄銅合金中のＣｕ含有量は６２−６４重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＰｂ含有量は０．１−０．２５重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＡｌ含有量は０．０５−０．３重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＳｎ含有量は０．１−０．３重量％であり、
好ましくは、黄銅合金中のＡｓ含有量は０．０８−０．１２重量％であり、
好ましくは、亜鉛当量Ｘは以下の式：３６％＜Ｘ＜３８．５％の要件を満たす。
【００２０】
好ましくは、黄銅合金は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｐ及びＢから選択される１種以上の元素をさらに含む。
【００２１】
好ましくは、黄銅合金中のＮｉ含有量は０．０５−０．５重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％、Ｆｅ含有量は０．０２−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％、Ｓｉ含有量は０．０３−０．３重量％、好ましくは０．０５−０．２重量％、Ｐ含有量は０．０１−０．２重量％、好ましくは０．０５−０．１重量％、Ｂ含有量は０．０１重量％未満、好ましくは５−３０ｐｐｍである。
【００２２】
本発明を以下、詳細に説明する。
【００２３】
本発明は鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金を提供し、この黄銅合金は６０−６５重量％のＣｕ、０．０５−０．２５重量％のＰｂ、０．０５−０．８重量％のＡｌ、０．１重量％未満のＳｎ、０．０５−０．１６重量％のＡｓ、残部のＺｎ及び不可避不純物を含有し、亜鉛当量Ｘは以下の式：３５％＜（Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）＜３９．５％の要件を満たし、あるいは黄銅合金は６０−６５重量％のＣｕ、０．０５−０．２５重量％のＰｂ、０．０５−０．４重量％のＡｌ、０．１−０．４重量％のＳｎ、０．０５−０．１６重量％のＡｓ、残部のＺｎ及び不可避不純物を含有し、亜鉛当量Ｘは以下の式：３５％＜（Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）＜３９．０％の要件を満たす。
【００２４】
本発明において、低含有量のＣｕにより黄銅材料は低コストとなり、Ｃｕの含有量は６０−６５重量％と定義される。Ｃｕ含有量が低すぎると、脱亜鉛は不良となる。Ｃｕ含有量が高すぎると、高コストとなり、黄銅の可鋳性及び切断性は不良となる。好ましくは、Ｃｕ含有量は６２−６４重量％である。
【００２５】
微量のＰｂの添加により黄銅合金の切断性を改善することができ、また浴室製品の部品材料の鉛含有量は０．２５重量％未満でなければならないというＡＢ１９５３規定、及び浴室製品の１つの製品における水へのＰｂ放出量は５ｐｐｂ未満でなければならないというＮＳＦ６１規定を満たす。
【００２６】
Ａｌの添加は合金の流動性を上昇させ、可鋳性を改善することができ、また固溶体強化作用を有するため、合金の強度を改善することができる。しかしながら、Ａｌ含有量が高すぎると、β相が析出して脱亜鉛耐性性能に影響する。
【００２７】
Ｓｎの添加は腐食耐性を向上させ、可鋳性を改善し、鋳造中のブローホール、ポロシティ等の欠陥を減少させることができるが、Ｓｎ含有量は高すぎてはならない。高すぎると合金のコストが高くなり、脱亜鉛腐食耐性も弱化する。さらに、合金中のＳｎ含有量が０．１重量％を超える場合、亜鉛当量は３９．０％未満であるべきであり、これにより合金の脱亜鉛腐食耐性を安定化させることができる。
【００２８】
微量のＡｓの添加は、合金の脱亜鉛耐性を大幅に改善することができる。しかしながら、鋳造又は鍛造は、ヒ素の添加だけではＡＳ２３４５の要件を完全に満たすことができず、特定の熱処理が依然として必要となる。脱亜鉛腐食の傾向を緩和するために、ヒ素黄銅製品をα相溶解度曲線より高い温度まで加熱してβ相をα相に溶解させ、次に迅速にα相溶解度曲線より低い温度まで冷却することで固溶化処理を行って全てのβ相を消失させる又はβ相の分布形態を変化させる（網状又は細い帯状から独立したアイランド状へ）。ヒ素含有量が低すぎると、脱亜鉛耐性性能を大きく改善することができず、ヒ素含有量が高すぎると脱亜鉛耐性性能は当量のＡｓを添加したものほど良好ではなく、金属放出量は規格を簡単に超えてしまう。好ましくは、Ａｓ含有量は０．０８−０．１２重量％である。
【００２９】
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｐ及びＢから選択される１種以上の元素は、本発明にしたがって脱亜鉛耐性黄銅合金に添加し得る。ここで、Ｎｉはα相の比を増大させ、合金の腐食耐性を改善することができ、適切な量のＳｉの添加は合金の切断性及び可鋳性を大幅に改善することができ、これはＳｉが主にβ相に溶解し、β相が脆くなるため、切断過程で切断器具がβ相にあたると破片が簡単に破壊されるからである。しかしながら、Ｓｉは大きな亜鉛当量を有し、高いＳｉ含有量は合金の脱亜鉛耐性性能を損なう。適切な量のＦｅ、Ｐ及びＢはきめを整え、合金の脱亜鉛耐性性能を改善することができるが、Ｆｅ含有量が高すぎるとＡｓが脱亜鉛耐性及び研磨性能にもたらした改善効果に影響する。好ましくは、Ｎｉ含有量は０．０５−０．５重量％であり、Ｆｅ含有量は０．０２−０．２重量％であり、Ｓｉ含有量は０．０３−０．３重量％であり、Ｐ含有量は０．０１−０．２重量％であり、Ｂ含有量は＜０．０１重量％である。
【００３０】
本発明の最も大きな技術的特徴は、亜鉛当量Ｘ＝（Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）／（Ａ＋Ｂ＋Σ  ＣｉＫｉ）の導入であり、式中、Ｘは黄銅中の亜鉛当量であり、Ａは銅含有量（％）であり、Ｂは亜鉛の実際の含有量（％）であり、Ｃｉは他の合金元素の含有量（％）であり、ＣｉＫｉは様々な元素の対応する亜鉛当量である。黄銅の脱亜鉛腐食はＣｕ−Ｚｎ合金の亜鉛含有量に関係しており、亜鉛含有量が１５重量％より低い場合、脱亜鉛腐食は殆ど起きないが、合金の耐浸食性は不良であり、亜鉛含有量の上昇は合金の強度及び耐浸食性の改善に益するが、脱亜鉛腐食傾向は高まる。黄銅の亜鉛含有量が２０重量％を超える場合、亜鉛元素は水溶液に容易に溶解し、銅は多孔性となり、黄銅の強度は低下し、水中で使用する部品の耐用年数を大きく短縮してしまう。したがって、本発明は合金の亜鉛当量を定義し、上記の合金式が満たされ、亜鉛当量が特定の範囲（合金中のＳｎ含有量が０．１重量％未満の場合、亜鉛当量は３５．０−３９．５％であるべきであり、Ｓｎ含有量が合金中で０．１重量％を超える場合、亜鉛当量は３５．０−３９．０％であるべきである）にあるときのみ、合金は優れた脱亜鉛耐性性能及び望ましい可鋳性を有する。
【００３１】
本発明の合金は、低コスト、優れた脱亜鉛腐食耐性、良好な可鋳性、良好な研磨及び溶接性能という特徴を有する。
【００３２】
具体的には、従来技術と比較して、本発明の黄銅合金は少なくとも以下の有益な効果を有する。
【００３３】
本発明の黄銅合金はカドミウム等の毒性のある元素を含まず、一方、微量の鉛及びヒ素を添加すると、合金元素の水中への放出量がＮＳＦ及びＡＳ／ＮＺＳ  ４０２０の規格を満たすため、合金は鉛非含有で環境に優しいものになる。
【００３４】
本発明の黄銅合金は優れた脱亜鉛腐食耐性を有し、ＡＳ２３４５の要件を満たし、平均脱亜鉛層深さは≦１００μｍである。
【００３５】
本発明の黄銅合金の銅含有量は比較的低く、合金の原材料は市販の鉛非含有ＤＲ黄銅より安価である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の技術的解決策を以下の実施例でさらに例証する。以下の実施例は本発明を理解し易くするためだけのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００３７】
実施例１
表１は本発明の実施例による合金の組成を示し、表２は比較用の合金１−９の組成を示し、比較用の合金１は鉛黄銅ＣｕＺｎ３９Ｐｂ１Ａｌであり、比較用の合金２はＤＲ黄銅ＣｕＺｎ３５Ｐｂ２Ａｌである。
【００３８】
上記実施例及び比較用の合金の性能試験を以下で実施する。具体的な試験項目及び基本事項は以下の通りである。
１．可鋳性
体積収縮試験サンプル：試験サンプルを、濃縮収縮キャビティ（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｎｇ  ｓｈｒｉｎｋａｇｅ  ｃａｖｉｔｙ）、分散収縮キャビティ（ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ  ｓｈｒｉｎｋａｇｅ  ｃａｖｉｔｙ）及び収縮ポロシティの測定に使用した。体積収縮試験サンプルについて濃縮収縮キャビティの面が滑らかであり、目に見える収縮ポロシティはなく、試験サンプルの断面に目に見える分散収縮キャビティもないならば、これは可鋳性が優れていることを示し、「Ｏ」として示される。濃縮収縮キャビティの面が滑らかではあるが、目に見える収縮ポロシティの高さが濃縮収縮キャビティの底において深さ５ｍ未満であり、試験サンプルの断面に目に見える分散収縮キャビティはないならば、これは可鋳性が良好であることを示し、「Δ」として示される。濃縮収縮キャビティの面が滑らかでなく、目に見える収縮ポロシティの高さが濃縮収縮キャビティの底において深さ５ｍｍを超えるならば、「ｘ」として示される。
【００３９】
らせん試験サンプル：試験サンプルを、溶融流体長さを測定し、合金の流動性を評価するために使用した。
【００４０】
ストリップ試験サンプル：試験サンプルを、合金の線収縮を測定するために使用した。
【００４１】
２．機械的性能
合金の機械的性能をＧＢ／Ｔ２２８−２０１０に準拠して試験し、本発明の合金及び比較用の合金の両方を直径１０ｍｍの標準試験サンプルへと加工し、引張試験を室温で行って各合金の機械的性能を試験した。
【００４２】
３．切断性
切断試験を横型旋盤上で行い、破片の形状を用いて合金の切断性を評価した。本発明の合金及び比較用の合金の両方を同じ条件下で回転させ、細く短い針状の破片を最良と見なし、「○」で表した。細く短く渦を巻いた及び扇形の破片は良好と見なし、「△」で表し、長く渦を巻いた破片は不良と見なし、「×」で表した。
【００４３】
本発明の合金及び比較用の合金のうち一部の可鋳性、機械的性能及び切断性の試験結果を表３に示す。
【００４４】
４．脱亜鉛腐食耐性
脱亜鉛試験をＡＳ２３４５にしたがって行い、断面寸法１０ｍｍｘ１０ｍｍの３つの並行サンプルを、本発明の合金及び比較用の合金から作成した鋳物の最も厚い部分を切断することで得た。埋め込み試験サンプルを、一定温度で２４時間にわたって腐食させるために、７５±３℃に温度制御した塩化銅溶液中に入れ、次にサンプルをスライスして金属顕微鏡下に置き、脱亜鉛層の平均深さを較正した。
【００４５】
本発明の合金及び比較用の合金の脱亜鉛層の深さの結果を表１及び２に示す。
【００４６】
【表１】
2019504209.tif 000002
【表２】
2019504209.tif 000003
【００４７】
表１及び２からは、本発明の合金の脱亜鉛層の平均深さが全て１００μｍ未満であり、これは比較用の合金１及び合金３−９よりはるかに優れていることが見て取れ、本発明の合金及び比較用の合金の亜鉛当量と脱亜鉛層の深さとの関係から、本発明の合金中のＳｎ元素含有量が０．１重量％未満であり亜鉛当量が３５％＜亜鉛の当量Ｘ＜３９．５％を満たす、あるいは本発明の合金中のＳｎ元素含有量が０．１重量％以上であり亜鉛当量が３５％＜亜鉛の当量Ｘ＜３９．０％を満たす場合のみ、脱亜鉛層の平均深さを１００μｍ以下に保障することができることが判明した。
【００４８】
【表３】
2019504209.tif 000004
【００４９】
表３から、本発明の合金の可鋳性は鉛ＤＲ黄銅のものに匹敵することが見て取れるが、機械的性能に関しては、本発明の合金の引張強さ及び伸び率は鉛銅及び鉛ＤＲ黄銅のものより全て高かった。
【００５０】
上記の結果から、本発明の合金は優れた脱亜鉛腐食耐性及び包括的性能、また良好な可鋳性及び機械的性能を有することが見て取れる。一方、本発明の合金の毒性金属元素の水中への放出量はＮＳＦ及びＡＳ／ＮＺＳ４０２０検出基準の要件を満たし、本発明の合金は環境に優しい材料に属する。したがって、本発明の合金は、より広範にわたる市場用途を有すると見込める。
【００５１】
上記の実施例は例示を目的としたものであって、本発明を限定することを意図してはいない。本発明の請求項で定義される趣旨及び保護の範囲内で、本発明に加えるいかなる改変及び変更も本発明の保護の範囲に含まれる。
【国際調査報告】
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