銀白色銅合金及銀白色銅合金的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種銀白色銅合金及銀白色銅合金的制造方法，該銀白色銅合金的熱加工性、冷加工性、沖壓性等加工性及力學(xué)性能優(yōu)異，且不易變色，殺菌性/抗菌性、耐Ni過敏性優(yōu)異。該銀白色銅合金其組成為，含有51.0～58.0質(zhì)量%的Cu、9.0～12.5質(zhì)量%的Ni、0.0003～0.010質(zhì)量%的C及0.0005～0.030質(zhì)量%的Pb，剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量%與Ni的含量[Ni]質(zhì)量%之間存在65.5≤[Cu]+1.2×[Ni]≤70.0的關(guān)系。有關(guān)金屬組織，在α相的基體中分散以面積率計(jì)0～0.9%的β相。
【專利說明】銀白色銅合金及銀白色銅合金的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銀白色銅合金及銀白色銅合金的制造方法。尤其涉及一種強(qiáng)度較高且熱加工性、冷加工性、沖壓性等加工性及力學(xué)性能優(yōu)異、并且不易變色且殺菌性/抗菌性、耐Ni過敏性優(yōu)異的銀白色銅合金及這種銀白色銅合金的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，Cu-Zn等銅合金可用于配管器材、建筑材料、電氣/電子設(shè)備、日用品、 機(jī)械部件等各種用途。而且，在扶手、門把手等裝飾/建筑用金屬零件、西餐餐具、鑰匙等用途中要求白色(銀白色)色調(diào)且不易變色，為了應(yīng)對(duì)這種要求，有時(shí)對(duì)銅合金產(chǎn)品施加鍍鎳/ 鍍鉻等電鍍處理。
[0003]但是，電鍍產(chǎn)品具有表面的電鍍層因長(zhǎng)期使用而剝離之類的問題，并且銅合金所具有的殺菌性、抗菌性受損。因此，提出了有光澤且呈白色的Cu-N1-Zn合金。
[0004]作為這種Cu-N1-Zn合金例如在JIS C7941中規(guī)定含有Cu(60.0-64.0質(zhì)量％)、 Ni (16.5-19.5質(zhì)量％)、Pb (0.8-1.8質(zhì)量％)、Zn (剩余部分)等的易切削銅鎳鋅合金。并且，在專利文獻(xiàn)I中公開含有Cu (41.0-44.0質(zhì)量％)、Ni (10.1-14.0質(zhì)量％)、 Pb (0.5-3.0質(zhì)量％)及Zn (剩余部分)的白色銅合金。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開含有 Cu (40.0 -45.0 質(zhì)量 ％)、Ni (5.0 -20.0 質(zhì)量 ％)、Mn (1.0 -10.0 質(zhì)量 ％)、Bi (0.5 -
3.0質(zhì)量％)、Sn (2.0-6.0質(zhì)量％)、P及Sb (至少I種以上為0.02-0.2質(zhì)量％)的無(wú)鉛白色銅合金。
[0005]然而，在JIS C7941和專利文獻(xiàn)I中公開的銅合金由于含有大量Ni及Pb而在健康衛(wèi)生方面存在問題，因此其用途受到限制。由于Ni成為引起金屬過敏中過敏尤其強(qiáng)的Ni 過敏的原因，且Pb如眾所周知為有害物質(zhì)，因此在作為與人的肌膚直接接觸的扶手等建筑金屬零件和家電產(chǎn)品等周邊物品等的用途上存在問題。并且，若含有大量Ni，則熱軋性、沖壓性等加工性較差，因Ni的價(jià)格昂貴而制造成本增高，因此其用途受到限制。
`[0006]另外，專利文獻(xiàn)2中公開的銅合金未包含對(duì)人體有害的Pb，通過Bi提高加工性(被切削性)。但是，由于Bi為低熔點(diǎn)金屬，幾乎不固溶于銅合金而作為金屬存在于基體中，因此在熱加工時(shí)熔融，在熱加工性上產(chǎn)生問題。并且，N1、Sn及Bi為高價(jià)金屬，由于含有大量該些金屬，從而在成本方面及制造方面也存在問題。
[0007]并且，在以往的JIS H3110 (磷青銅及銅鎳鋅合金的板以及條材)中所記載的 Cu-Zn-Ni系合金的板有含有8.5質(zhì)量％以上的Ni且包含60質(zhì)量％以上的Cu或者Zn濃度小于30質(zhì)量％的板。由于這種板的金屬組織在高溫及常溫下為a單相，所以缺乏熱加工性。因此，這種Cu-Zn-Ni系合金如下制造:不進(jìn)行熱軋，而是例如通過鑄造制作具有厚度約 15mm、寬度約400mm的截面的鑄塊片，在約700°C的高溫下熱處理數(shù)小時(shí)以上來實(shí)施對(duì)鑄造時(shí)的成分的偏析進(jìn)行緩和的均化熱處理，并重復(fù)冷軋和退火。與如熱軋用鑄塊例如具有厚度約200mm、寬度約800mm的截面相比，生產(chǎn)率較低。并且，即使實(shí)施高溫長(zhǎng)時(shí)間的均化熱處理，合金成分的偏析程度也大于已實(shí)施熱軋的熱軋板，因此質(zhì)量上存在問題。尤其是在制造工序中如只有I次或2次退火工序的例如1_以上厚度的板，或者即使有多次退火工序，加熱至再結(jié)晶溫度以上并被保持的時(shí)間也短于30分鐘的情況或即使退火時(shí)間較長(zhǎng)其退火溫度也低于再結(jié)晶溫度+100°C的情況的板的偏析無(wú)法被消除。
[0008]并且，已知銅合金具有殺菌作用。在醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)關(guān)，患者有時(shí)感染上抗生物質(zhì)等帶有藥劑耐性的細(xì)菌，例如黃色葡萄球菌和綠膿桿菌等(一般稱為院內(nèi)感染)，會(huì)成為大問題。通過院內(nèi)感染的細(xì)菌的路徑繁多，其他患者和醫(yī)療工作人員接觸到帶菌患者所接觸之處而逐漸擴(kuò)散。將該些患者或醫(yī)療工作人員所接觸的物件設(shè)成銅合金，由此該些細(xì)菌被滅絕或減少，隨此斷絕感染路徑等，從而期待減少院內(nèi)感染。例如，通過將設(shè)置于院內(nèi)的各門扇的拉手、杠桿手柄、門拉手等設(shè)成銅合金，由此能夠期待減少細(xì)菌的擴(kuò)散路徑。并且，不僅能夠預(yù)防院內(nèi)感染，而且能夠通過在電車、公共汽車和公園等公共機(jī)關(guān)將具有殺菌性/抗菌性的銅合金用作如非特定多數(shù)人接觸的部件，從而預(yù)防基于各種細(xì)菌的感染。
[0009]但是，若銅合金實(shí)際使用于該些拉手、杠桿手柄、門拉手等，則與人體接觸的部分和沒有接觸的部分產(chǎn)生色調(diào)差，并且在長(zhǎng)期使用時(shí)經(jīng)常與人體接觸的部分其變色層(氧化物)的形成較慢，或者會(huì)被物理性去除，產(chǎn)生與其他部分(與人體的接觸較少的部分)的色調(diào)差，美觀上很難說極為優(yōu)異。為此，用于該些用途的大部分銅合金制拉手類以通過電鍍、透明涂層等包覆銅合金表面的狀態(tài)使用，所以無(wú)法發(fā)揮銅合金所具有的殺菌性/抗菌性。
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開平09-087793號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開2005-325413號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是為了解決這種以往技術(shù)的問題而完成的，其課題在于提供一種強(qiáng)度較高且熱加工性、冷加工性、沖壓性等加工性及力學(xué)性能優(yōu)異、并且不易變色且殺菌性/抗菌性、耐Ni過敏性優(yōu)異的銀白色銅合金及這種銀白色銅合金的制造方法。
[0013]為了解決所述課題，本發(fā)明人等對(duì)銀白色銅合金的組成及金屬組織進(jìn)行了研究， 其結(jié)果得知如下見解。
[0014]Cu濃度低于50質(zhì)量％的Cu-Zn-Ni合金雖然也取決于Cu、Ni的含量，但是在熱軋時(shí)出現(xiàn)大量P相，熱變形阻力較低，熱變形能力優(yōu)異。然而，若常溫(室溫)下的P相的面積率超過0.9%，則使延展性、下一個(gè)工序的冷軋性、耐變色性以及耐Ni過敏性增長(zhǎng)。即使含有的Cu的濃度超過50質(zhì)量％，若后述的組成指數(shù)f I的值低于65.5，則在熱軋時(shí)也出現(xiàn)少量@相，熱變形阻力較高而缺乏熱變形能力的a相與熱變形阻力較低而變形能力優(yōu)異的 相的相界容易產(chǎn)生破裂。這是因?yàn)?，?dāng)熱軋中的P相的面積率為約1%~約5%時(shí)，由于變形集中在P相及的相界中，因此容易產(chǎn)生破裂。而且，若在熱軋后的常溫(室溫) 下的板材中存在超過0.9%的P相，則延展性、下一個(gè)工序的冷軋性缺乏。
[0015]在Cu-Zn-Ni合金中出現(xiàn)的0相比其他銅合金、例如在Cu-Zn合金中出現(xiàn)的@相更硬且脆。并且,雖然Cu-Zn-Ni合金的a相的耐變色性、耐蝕性比Cu-Zn合金的a相更優(yōu)異，但P相的耐變色性、耐蝕性較差，兩種合金之間沒有較大差異。若在Cu-Zn-Ni合金的金屬組織中P相的面積率超過0.9%，則對(duì)延展性、強(qiáng)度/延展性的平衡、耐變色性、耐蝕性、甚至對(duì)耐Ni過敏性帶來不良影響。優(yōu)選P相所占的比例小于0.4%。最優(yōu)選為P相的面積率接近零或者是零。優(yōu)選所謂的出現(xiàn)3相或者不出現(xiàn)3相的金屬組織。在這種狀態(tài)下，熱加工性良好，強(qiáng)度變得最高，延展性較高，強(qiáng)度/延展性的平衡優(yōu)異，且耐蝕性、耐變色性、殺菌性/抗菌性優(yōu)異，Ni過敏性也下降。在存在3相或者不存在3相的狀態(tài)下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度幾乎達(dá)到最高值，伸展值也為幾乎接近最高值的值，強(qiáng)度/ 延展性的平衡良好。進(jìn)而，在進(jìn)行沖壓等剪切加工時(shí)，少量P相的存在或者P相欲析出的晶界的狀態(tài)提高沖壓成型性。而且，為了有效活用微量的C、Pb，也優(yōu)選出現(xiàn)0相或不出現(xiàn) ^相的邊界的組織狀態(tài)。即，為了有效析出C和Pb，有效的狀態(tài)是0相欲析出的狀態(tài)。
[0016]本發(fā)明是基于上述的本發(fā)明人等的見解而完成的。即，為了解決所述課題，本發(fā)明提供一種銀白色銅合金，其特征在于，含有51.0~58.0質(zhì)量％的&1、9.0~12.5 質(zhì)量％的N1、0.0003~0.010質(zhì)量％的C及0.0005~0.030質(zhì)量％的Pb，剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量％與Ni的含量[Ni]質(zhì)量％之間存在 65.5 ( [Cu]+1.2X [Ni] ( 70.0的關(guān)系，其金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì) 0~0.9%的@相。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得強(qiáng)度較高且熱加工性、冷加工性、沖壓性等加工性及力學(xué)性能優(yōu)異、并且不易變色且殺菌性/抗菌性、耐Ni過敏性優(yōu)異的銀白色銅合金。
[0018]并且，提供一種銀白色銅合金，其特征在于，含有51.0~58.0質(zhì)量％的Cu、9.0~ 12.5 質(zhì)量 ％ 的 N1、0.05 ~1.9 質(zhì)量 ％ 的 Mn、0.0003 ~0.010 質(zhì)量 ％ 的 C 及 0.0005 ~0.030 質(zhì)量％的Pb,剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量％、附的含量[Ni]質(zhì)量 ％ 及 Mn 的含量[Mn]質(zhì)量 ％ 之間存在 65.5 ( [Cu]+1.2X [Ni]+0.4X [Mn] ( 70.0 的關(guān)系，其金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0~0.9%的P相。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，能夠進(jìn)一步提高銀白色銅合金的強(qiáng)度、彎曲性及沖壓性。
[0020]并且，提供一種銀白色銅合金，其特征在于，含有51.5~57.0質(zhì)量％的Cu、10.0~ 12.0 質(zhì)量 ％ 的 N1、0.05 ~0.9 質(zhì)量 ％ 的 Mn、0.0005 ~0.008 質(zhì)量 ％ 的 C 及 0.001 ~0.009 質(zhì)量％的Pb,剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量％、附的含量[Ni]質(zhì)量％及胞的含量[Mn]質(zhì)量％之間存在66.0≤[Cu]+1.2X [Ni]+0.4X [Mn]≤的.0的關(guān)系，金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0~0.4%的P相。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，由于Cu、N1、Mn、C、Pb的含量成為進(jìn)一步優(yōu)選的范圍，P相的面積率變得較小，因此能夠獲得熱加工性、冷加工性、沖壓性等加工性及力學(xué)性能更加優(yōu)異、并且更不易變色且殺菌性/抗菌性、耐Ni過敏性更加優(yōu)異的銀白色銅合金。
[0022]優(yōu)選進(jìn)一步含有0.01~0.3質(zhì)量％的A1、0.005~0.09質(zhì)量％的P、0.01~0.09 質(zhì)量％的Sb、0.01~0.09質(zhì)量％的As、0.001~0.03質(zhì)量％的Mg中的任意I種以上。
[0023]根據(jù)這種優(yōu)選方法，當(dāng)含有Al、P、Mg時(shí)，提高強(qiáng)度、耐變色性及耐蝕性，而含有Sb、 As時(shí)提高耐蝕性。
[0024]并且，本發(fā)明提供一種銀白色銅合金的制造方法，其特征在于，熱軋后的軋材的冷卻速度在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)為1°C /秒以上。
`[0025]P相在a相的基體中的面積率易變成0~0.9%。
[0026]并且，本發(fā)明提供一種銀白色銅合金的制造方法，其特征在于，該制造方法包括熱處理工序，該熱處理工序中，將軋材加熱至預(yù)定溫度，加熱后以預(yù)定溫度將該軋材保持預(yù)定時(shí)間，保持后將該軋材冷卻至預(yù)定溫度，在將所述熱處理工序中所述軋材的最高到達(dá)溫度設(shè)為Tmax (°C)、該熱處理工序中在比該軋材的最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間設(shè)為th (min)時(shí)，滿足520 ( Tmax ( 800,0.1≤th≤90、 470 ( Tmax-90Xtr172 ( 620，所述冷卻時(shí)的該軋材在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為1°C /秒以上。另外，該熱處理工序中所述的軋材還包括由軋材制成的焊接管。
[0027]不僅P相在a相的基體中的面積率易變成0-0.9%，而且a晶粒變得微細(xì)，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。[0028]根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得強(qiáng)度較高且熱加工性、冷加工性、沖壓性等加工性及力學(xué)性能優(yōu)異、并且不易變色且殺菌性/抗菌性、耐Ni過敏性優(yōu)異的銀白色銅合金。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是表示第I發(fā)明合金至第3發(fā)明合金的試料的組成的圖。
[0030]圖2是表示比較用合金的試料的組成的圖。
[0031]圖3是制造工序的流程圖。
[0032]圖4是表示制造工序Pl中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0033]圖5是表示制造工序Pl中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0034]圖6是表示制造工序Pl中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0035]圖7是表示制造工序Pl中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0036]圖8是表示制造工序P2中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0037]圖9是表示制造工序P2中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0038]圖10是表示制造工序P3中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0039]圖11是表示制造工序P3中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0040]圖12是表示制造工序P3中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0041]圖13是表示制造工序P3中的試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的銀白色銅合金進(jìn)行說明。
[0043]作為本發(fā)明所涉及的銅合金，提出第I至第3發(fā)明合金。為了表示合金組成，本說明書中如[Cu]帶[]括號(hào)的元素符號(hào)表示該元素的含量值(質(zhì)量％)。并且，本說明書中利用該含量值的表示方法提示多個(gè)計(jì)算公式，但每個(gè)計(jì)算公式中，在未含有該元素時(shí)作為0計(jì)算。并且，將第I至第3發(fā)明合金統(tǒng)稱為發(fā)明合金。
[0044]第I發(fā)明合金含有51.0-58.0質(zhì)量％的Cu、9.0-12.5質(zhì)量％的N1、0.0003-
0.010質(zhì)量％的C及0.0005-0.030質(zhì)量％的Pb，剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量％與附的含量[Ni]質(zhì)量％之間存在65.5 ( [Cu]+1.2 * [Ni] ( 70.0的關(guān)系。
[0045]第2發(fā)明合金含有51.0-58.0質(zhì)量％的Cu、9.0-12.5質(zhì)量％的N1、0.05-1.9質(zhì)量％的Mn、0.0003-0.010質(zhì)量％的C及0.0005-0.030質(zhì)量％的Pb，剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì),Cu的含量[Cu]質(zhì)量％、附的含量[Ni]質(zhì)量％及Mn的含量[Mn]質(zhì)量％之間存在 65.5 ( [Cu]+1.2 X [Ni]+0.4X [Mn] ( 70.0 的關(guān)系。
[0046]第3發(fā)明合金其Cu、N1、Mn、C、Pb及Zn的組成范圍與第I發(fā)明合金或第2發(fā)明合金相同，進(jìn)一步含有0.01-0.3質(zhì)量％的A1、0.005-0.09質(zhì)量％的P、0.01-0.09質(zhì)量％的Sb、0.0l-0.09質(zhì)量％的As、0.001-0.03質(zhì)量％的Mg中的任意I種以上。
[0047]另外,本說明書中，作為表示Cu、Ni及Mn的含量的平衡的指標(biāo)如下規(guī)定組成指數(shù)fl。
[0048]fl= [Cu]+1.2 X [Ni]+0.4X [Mn]
[0049]接著，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的銀白色銅合金的制造工序進(jìn)行說明。制造工序包括熱軋工序。在熱軋工序中，將熱軋結(jié)束后的軋材在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度設(shè)為1°C /秒以上。
[0050]并且，在熱軋工序以后的任意時(shí)刻，進(jìn)行將軋材加熱至預(yù)定溫度，加熱后以預(yù)定溫度將該軋材保持預(yù)定時(shí)間，保持后將該軋材冷卻至預(yù)定溫度的熱處理工序，其中，將軋材的最高到達(dá)溫度設(shè)為Tmax (°C)、在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間設(shè)為th (分鐘)時(shí)，滿足以下條件(I)-(4)。
[0051](I):520 ≤ Tmax ≤ 800
[0052](2):0.1 ≤th ≤ 90
[0053](3):當(dāng)設(shè)為熱處理指數(shù) It=Tmax_90Xth-1/2 時(shí)，
[0054]470 ≤ It ≤620
[0055](4):在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為1°C /秒以上
[0056]接著，對(duì)各元素的添加理由進(jìn)行說明。
[0057]Cu是在提高抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等機(jī)械強(qiáng)度并且確保殺菌性/抗菌性等特性的方面重要的元素。Cu的含量雖然也取決于Ni的量，但是若含量少于51.0質(zhì)量％，則析出較脆的@相而延展性、耐變色性變差，并且無(wú)法得到殺菌性/抗菌性。另外，還產(chǎn)生Ni過敏問題。另外，熱軋性/冷軋性變差，易產(chǎn)生破裂。并且，在制造焊接管時(shí)，易出現(xiàn)P相。
[0058]Cu的含量為51.0質(zhì)量％以上，優(yōu)選為51.5質(zhì)量％以上，最優(yōu)選為52.0質(zhì)量％以上。另一方面，若Cu的含量超過58.0質(zhì)量％，則機(jī)械強(qiáng)度下降，熱軋性和成型性等加工性變差，并且，雖然取決于N1、Zn的含量，但是殺菌性/抗菌性較差，容易引起Ni過敏。另外，Cu 的含量為58.0質(zhì)量％以下，優(yōu)選為57.0質(zhì)量％以下，最優(yōu)選為56.0質(zhì)量％以下。通常，銅合金具有優(yōu)異的殺菌性/抗菌性，但該作用取決于銅的含量，可以說銅的含量為至少60質(zhì)量％以上，優(yōu)選為70質(zhì)量％以上。如本發(fā)明，即使當(dāng)含銅量為58質(zhì)量％以下時(shí)也示出優(yōu)異的殺菌性，其基于與Zn、Ni的相互作用。并且，組成指數(shù)H的值很重要。
[0059]Zn提高抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等機(jī)械強(qiáng)度及加工性，雖然也取決于Ni的含量，但增強(qiáng)銀白色性，提高耐變色性。并且，Zn是在產(chǎn)生殺菌性效果且減少Ni過敏等確保銅合金的特性的方面重要的元素。
[0060]并且，從殺菌性及Ni過敏的觀點(diǎn)考慮，Zn的含量?jī)?yōu)選為31.5質(zhì)量％以上，最優(yōu)選為32.5質(zhì)量％以上。
[0061]但是，若Zn的含量成為36.5質(zhì)量％以上，則出現(xiàn)P相，延展性、耐變色性變差，無(wú)法得到殺菌性/抗菌性，且在制造焊接管時(shí)易出現(xiàn)P相。Zn的含量?jī)?yōu)選為36.0質(zhì)量％以下。另一方面，當(dāng)小于31質(zhì)量％時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度下降，熱加工性、成型性變差，雖然也取決于 N1、Cu的含量，但殺菌性/抗菌性變差，還容易引起Ni過敏。
[0062]Ni是在確保銅合金的白色性(銀白色)、耐變色性的方面重要的元素。但是，若Ni 的含量超過恒定量，則容易發(fā)生以下不良情況。[0063]?鑄造時(shí)的流動(dòng)性惡化。
[0064]?產(chǎn)生熱軋的表面破裂和邊緣破裂。
[0065]?加工性和沖壓成型性下降。
[0066]?產(chǎn)生過敏(Ni過敏)。
[0067]但是，若Ni的含量較少，則銅合金的色調(diào)、耐變色性變差，并且強(qiáng)度下降。從該些觀點(diǎn)考慮，Ni的含量為9.0質(zhì)量％以上，優(yōu)選為10.0質(zhì)量％以上，最優(yōu)選為10.5質(zhì)量％以上。
[0068]另一方面，從Ni過敏和熱軋性的觀點(diǎn)考慮，Ni的含量為12.5質(zhì)量％以下，優(yōu)選為 12.0質(zhì)量％以下，最優(yōu)選為11.5質(zhì)量％以下。
[0069]Ni對(duì)殺菌性/抗菌性的貢獻(xiàn)較小，根據(jù)情況有時(shí)還阻礙殺菌性/抗菌性，表示與 Cu、Zn的配合比例的組成指數(shù)fl很重要。即，如前所述的Cu、Zn、Ni的含量且滿足組成指數(shù)f I的數(shù)學(xué)式，由此能夠提高殺菌性/抗菌性。
[0070]關(guān)于Mn，雖然在銅合金的色調(diào)方面也取決于與Ni的配合比，但是發(fā)揮作為稍留有黃色的同時(shí)獲得白色性的Ni代替元素的作用。并且，Mn提高強(qiáng)度、耐磨性并提高彎曲性、 沖壓性。另一方面，若Mn的含量過多，則阻礙熱軋性。另外，就對(duì)耐變色性和殺菌性/抗菌性的貢獻(xiàn)而言，單獨(dú)以Mn時(shí)較小，根據(jù)情況有時(shí)還阻礙殺菌性/抗菌性，與Cu、Zn、Ni的配合比例很重要。并且，能夠通過含有Mn來提高熔融金屬的流動(dòng)性。從該些觀點(diǎn)考慮，Mn的含量為0.05-1.9質(zhì)量％，優(yōu)選為0.05-0.9質(zhì)量％，最優(yōu)選為0.5-0.9質(zhì)量％。
[0071]決定Cu、N1、Mn及Zn的含量時(shí)，不僅需要考慮該些元素各自的含量，還需要考慮該些元素之間的含量的相互關(guān)系。尤其是組成指數(shù)fl的值在提高機(jī)械強(qiáng)度、延展性、強(qiáng)度與延展性的平衡、耐變色性、熱加工性、殺菌性/抗菌性、耐Ni過敏性、沖壓性、彎曲性及制造焊接管時(shí)的焊接性方面很重要。如此，為了在銅的含量較低的情況下具有優(yōu)異的殺菌性 /抗菌性，Cu, Ni, Mn的相互關(guān)系即組成指數(shù)fl的值很重要。
[0072]接著，對(duì)組成指數(shù)fI進(jìn)行說明。
[0073]若fl (fl=[Cu]+1.2X[Ni]+0.4X[Mn]:其中未添加 Mn 的材料設(shè)為[Mn]=0。即， 成為fl=[Cu]+l.2X [Ni]時(shí)的計(jì)算式。)的值低于65.5，則不但熱軋性、冷軋性變差，而且耐變色性、殺菌性/抗菌性也變差，Ni過敏性增加。
[0074]并且，在焊接管的制造中，若組成指數(shù)fl的值低于65.5，則由于在接合部分及接受焊接熱的部分殘留3相，熱軋后也容易殘留3相，因此冷延展性也變差，冷軋性和冷拉深性上產(chǎn)生問題。并且，耐變色性、殺菌性變差，Ni過敏性增強(qiáng)。從這種觀點(diǎn)考慮，當(dāng)Cu、 Ni,Mn的含量在上述的含量范圍內(nèi)時(shí)，組成指數(shù)fl為65.5以上，優(yōu)選為66.0以上，最優(yōu)選為66.5以上。
[0075]另一方面，若組成指數(shù)n的值較高，則熱加工性、沖壓性等加工性、焊接時(shí)的接合性變差，機(jī)械強(qiáng)度變低，與延展性的平衡變差。并且，若組成指數(shù)fl的值較高，則殺菌性會(huì)變差。組成指數(shù)fl的值為70.0以下，優(yōu)選為69.0以下，最優(yōu)選為68.0以下。另外，將該組成指數(shù)fl的65.5以上70.0以下的范圍稱為組成指數(shù)fl的適當(dāng)范圍。[0076]為了提高沖壓等剪切加工和研磨等加工性而含有Pb及C。Pb及C在常溫下幾乎不固溶于金屬組織為a單相的Cu-Zn-Ni系合金。當(dāng)Cu、Zn、N1、Mn在上述的組成范圍內(nèi)、 組成指數(shù)fl在適當(dāng)范圍內(nèi)、熱處理指數(shù)It為470以上且620以下時(shí)，在熱軋結(jié)束后的冷卻時(shí)、熱處理的冷卻時(shí)或者焊接管焊接后的冷卻時(shí)，以晶界為主析出Pb、C。由于該些Pb及C 作為Pb顆粒和C顆粒微細(xì)地析出，因此提高沖壓等剪切加工和研磨等加工性。
[0077]為了發(fā)揮這種效果，Pb的含量為0.0005質(zhì)量％以上，優(yōu)選為0.001質(zhì)量％以上。 C的情況為0.0003質(zhì)量％以上，優(yōu)選為0.0005質(zhì)量％以上。另一方面，若Pb和C的含量過多，則對(duì)合金的延展性、熱軋性、焊接性帶來不良影響。Pb的含量為0.030質(zhì)量％以下，優(yōu)選為0.015質(zhì)量％以下，最優(yōu)選為0.009質(zhì)量％以下。尤其由于Pb為有害物質(zhì)，因此更少為最理想。C的含量為0.010質(zhì)量％以下，優(yōu)選為0.008質(zhì)量％以下。
[0078]接著對(duì)Al、P、Sb、As、Mg進(jìn)行說明。
[0079]Al、P、Mg尤其提高強(qiáng)度、耐變色性及耐蝕性。
[0080]銅合金作為原料的一部分大多使用碎片材料，這種碎片材料有時(shí)含有S (硫磺)成分，將含有這種S成分的碎片作為合金原料時(shí)，Mg能夠以MgS的形態(tài)去除S成分。即使該 MgS殘留于合金中，也不會(huì)對(duì)耐蝕性造成不良影響。并且，若將S成分設(shè)為MgS的形態(tài)，則提高沖壓性。若以沒有Mg的形態(tài)使用含有S成分的碎片，則S易存在于合金的晶界中，有時(shí)促進(jìn)晶界腐蝕，因此也降低耐變色性。但是，能夠通過添加Mg來有效地防止晶界腐蝕，為了發(fā)揮該效果，Mg的含量需設(shè)為0.001~0.03質(zhì)量％。由于Mg易氧化，所以若過量添加，則存在由于鑄造時(shí)氧化并形成氧化物而熔融金屬的粘度上升，產(chǎn)生氧化物卷入等鑄造缺陷的問題。
[0081]P提高耐蝕性，并提高熔融金屬的流動(dòng)性。為了發(fā)揮該效果，P的含量為0.005質(zhì)量％以上。并且，過量的P含量會(huì)對(duì)冷延展性及熱延展性造成不良影響，優(yōu)選為0.09質(zhì)量％ 以下。
[0082]為了與P相同地提高耐蝕性而添加Sb、As。為了得到該效果，Sb、As的含量需為
0.01質(zhì)量％以上，即使設(shè)為0.09質(zhì)量％以上,也不會(huì)得到與含量相應(yīng)的效果,反而導(dǎo)致延展性下降。并且，由于Sb、As對(duì)人體造成不良影響，因此含量?jī)?yōu)選為0.05質(zhì)量％以下。
[0083]雖然不如Mg，但Al也具有去除S成分的作用，且起到通過在材料表面形成氧化物來提高耐變色性的作用。為了得到該效果，含量為0.01質(zhì)量％以上，即使設(shè)為0.3質(zhì)量％ 以上，該效果也較小，反而由于形成堅(jiān)固的氧化皮膜而阻礙殺菌性/抗菌性。
[0084]本發(fā)明合金中，在a相的基體中@相的面積率為0~0.9%，優(yōu)選為0~0.4%，優(yōu)選存在P相或者不存在P相的金屬組織。但是，對(duì)于a相的晶界及a-0的相界來說， 促進(jìn)P相的形成的Zn、Pb、C和其他不可避免雜質(zhì)的濃度也增高，耐蝕性等變得不穩(wěn)定，需要進(jìn)行強(qiáng)化。因此,需要添加Mg、Sb、As、P、Al、Mn。另外，P相包含以規(guī)則和不規(guī)則變形產(chǎn)生的P '相。
[0085]接著，對(duì)制造工序進(jìn)行說明。
[0086]就0相而言，即使熱軋剛結(jié)束之后的金屬組織為a單相或包含極小的P相的狀態(tài)，若冷卻至常溫的過程中在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的軋材的冷卻速度較慢，則析出大量@相。為了將P相的析出限制在最小限度內(nèi)，優(yōu)選將熱軋后的軋材在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度設(shè)為1°C/秒以上。更優(yōu)選設(shè)為2°C/秒以上。在熱軋材中，若殘留 ^相，則為了消除該P(yáng)相，在熱處理工序中，需要進(jìn)行高溫或長(zhǎng)時(shí)間熱處理。并且，即使在冷軋后在520°C以上的高溫下對(duì)軋材進(jìn)行約0.1分鐘~90分鐘左右的短時(shí)間熱處理時(shí)，為了將P相的析出限制在最小限度內(nèi)，也優(yōu)選將在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度設(shè)為rc /秒以上，更優(yōu)選設(shè)為2°c /秒以上。當(dāng)在連續(xù)退火清洗生產(chǎn)線上處理冷軋材時(shí)，能夠如前所述以高溫、短時(shí)間進(jìn)行熱處理，且能夠加快在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度，因此能夠抑制0相的析出而得到良好的各特性，并且，由于為短時(shí)間，所以不論在能量方面還是從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮均有利。尤其在熱軋狀態(tài)下，由于鑄造時(shí)產(chǎn)生的Cu、N1、Zn元素的偏析未被完全消除，因此為了消除偏析而以高溫、短時(shí)間進(jìn)行熱處理且控制冷卻速度來減少偏析，將P相的面積率設(shè)為0.9%以下，優(yōu)選設(shè)為0.4%以下，這在提高強(qiáng)度、延展性、 耐蝕性及抗菌性方面很重要。
[0087]連續(xù)退火的條件是，最高到達(dá)溫度為520~800°C的范圍，在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間為0.1~90分鐘，且滿足 470 ≤ It ≤ 620的關(guān)系。優(yōu)選最高到達(dá)溫度為540~780°C，在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間為0.15~50分鐘，且滿足480 ≤ It ≤ 600 的關(guān)系。若在連續(xù)退火時(shí)滿足這種條件，則還能夠滿足后述的結(jié)晶粒徑的優(yōu)選條件。
[0088]在熱處理指數(shù)It小于470、即最高到達(dá)溫度較低的條件和保持時(shí)間較短的條件下，材料未被充分軟化，且金屬組織也依然為加工組織，熱處理不充分而彎曲性等加工性下降。另一方面，若熱處理指數(shù)It超過620，則材料的金屬組織會(huì)粗大化，強(qiáng)度大幅下降，彎曲加工時(shí)在材料上容易產(chǎn)生粗糙感(龜裂:在彎曲加工部及其附近的表面部產(chǎn)生能夠以肉眼確認(rèn)的凹凸的現(xiàn)象)，并且沖切性等加工性惡化。另外，強(qiáng)度也下降，并且對(duì)耐蝕性也造成不良影響。更優(yōu)選條件為It在480以上，最優(yōu)選在495以上。上限側(cè)更優(yōu)選為600以下，最優(yōu)選為580以下。
[0089]為了使材料充分軟化，熱處理指數(shù)It所示的最高到達(dá)溫度與保持時(shí)間的關(guān)系很重要，但在短時(shí)間處理時(shí)最高到達(dá)溫度需為520°C以上。并且，當(dāng)通過連續(xù)退火清洗生產(chǎn)線進(jìn)行熱處理時(shí)，在連續(xù)退火清洗生產(chǎn)線中對(duì)軋材施加張力來傳送，但是若軋材的最高到達(dá)溫度為800°C或者超過780°C，則即使為短時(shí)間，也有可能導(dǎo)致軋材因該張力而延伸。
[0090]并且，扶手和門把手用途的原材料主要為焊接管，但在焊接管的熔融-接合后的接合部中，為了將對(duì)彎曲性、耐變色性、耐Ni過敏性造成不良影響的P相的析出限制在最小限度內(nèi)，在焊接后的冷卻中，優(yōu)選將在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度設(shè)為1°C / 秒以上。更優(yōu)選設(shè)為2°C/秒以上。若在焊接前的條材原材料中滿足成分、與成分有關(guān)的計(jì)算式(組成指數(shù)fI)及熱處理?xiàng)l件，并且在焊接時(shí)也以滿足如上述的冷卻速度的條件進(jìn)行焊接管的制造，則將焊接后或者焊接-冷拉深后熱處理時(shí)的熱處理?xiàng)l件設(shè)為滿足所述熱處理指數(shù)It的條件來進(jìn)行，若以與P相的析出有關(guān)的在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的1°C/分鐘以上的平均冷卻速度、優(yōu)選為2°C /分鐘以上的平均冷卻速度進(jìn)行熱處理后的冷卻，則能夠?qū)相的析出抑制在0.9%以下或0.4%以下的面積率內(nèi)。
[0091]平均結(jié)晶粒徑影響沖切性、彎曲性、強(qiáng)度及耐蝕性等，優(yōu)選為0.002~0.030mm (2~30 Pm)。若平均結(jié)晶粒徑大于0.030mm，則一旦實(shí)施彎曲加工等時(shí)產(chǎn)生龜裂(粗糙感)， 并且在沖切時(shí)，走形和毛邊變大，沖切部附近也產(chǎn)生龜裂。另外，強(qiáng)度變低，使用于扶手等時(shí)會(huì)成問題，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化而趨于耐蝕性變差。優(yōu)選0.020mm以下為較好，最優(yōu)選為
0.0lOmm以下。另一方面，若平均結(jié)晶粒徑小于0.002mm，則彎曲性上產(chǎn)生問題，從而優(yōu)選為0.003mm以上，最優(yōu)選為0.004mm以上。另外，當(dāng)為未實(shí)施冷拉深的保持焊接狀態(tài)的焊接管時(shí)，用途上需要強(qiáng)度，因此作為焊接管的原材料的條材的平均結(jié)晶粒徑優(yōu)選為0.002~0.008mmo
[0092]<實(shí)施例>
[0093]使用上述的第I發(fā)明合金至第3發(fā)明合金及比較用組成的銅合金且改變制造工序來制成試料。比較用銅合金還使用JIS H3100規(guī)定的C2680、C7060及JIS H3110規(guī)定的 C7521。
[0094]圖1、圖2表示制成試料的第I發(fā)明合金至第3發(fā)明合金及比較用銅合金的組成。
[0095]試料的制造工序設(shè)為PU P2、P3這3個(gè)工序。圖3表示制造工序PU P2、P3的結(jié)構(gòu)。
[0096]制造工序Pl以調(diào)查組成的影響為目的進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。制造工序P2以通過批量生產(chǎn)設(shè)備制造作為目的，同時(shí)以在焊接管中的調(diào)查作為目的。制造工序P3以調(diào)查熱軋和熱處理?xiàng)l件的影響為目的進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。
[0097]如下進(jìn)行制造工序Pl。
[0098]在電氣爐中熔解對(duì)電解銅、電解鋅、高純度Ni及其他市售的純金屬的各種成分進(jìn)行調(diào)整而得到的原料。之后，在寬度70mmX厚度35mmX長(zhǎng)度200mm的模具模板中注入熔融金屬，得到試驗(yàn)樣品的板狀鑄塊。板狀鑄塊通過切削加工消除整個(gè)面的鑄造表皮部分及氧化物，制成寬度65mmX厚度30mmX長(zhǎng)度190mm的試料。將該試料加熱至800°C，以3條軋道熱軋至8_厚度，通過利用空冷及冷卻扇的強(qiáng)制空冷將在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度調(diào)整為2.5°C /秒。通過研磨去除熱軋的試料表面的氧化物之后，通過冷軋而軋制至1.0臟厚度，利用連續(xù)爐(1((^0 THERMO SYSTEMS C0.，LTD制:810A)，在氮?dú)夥罩懈淖儬t設(shè)定溫度和進(jìn)給速度，由此將最高到達(dá)溫度調(diào)整為705°C，在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間調(diào)整為0.3min，在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度調(diào)整為2.5°C /秒來進(jìn)行熱處理。另外，熱處理指數(shù)It為541。假設(shè)在連續(xù)退火清洗生產(chǎn)線中制造批量生產(chǎn)材料來實(shí)施該些熱處理，能夠以與連續(xù)退火清洗生產(chǎn)線相同的熱處理?xiàng)l件進(jìn)行熱處理。熱處理之后，進(jìn)一步冷軋至0.8mm (加工率為20%)而作為試料。
[0099]如下進(jìn)行制造工序P2。
[0100]在槽型低頻感應(yīng)加熱爐中熔解調(diào)整為預(yù)定成分的原料，制成厚度:190mm、寬度: 840_、長(zhǎng)度:2000_的板狀鑄塊，將該鑄塊加熱至800°C，熱軋至厚度:12_。另外，通過基于冷卻扇的強(qiáng)制空冷及噴淋水冷，熱軋結(jié)束后的材料在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為2.3°C /秒。對(duì)軋材的各表面進(jìn)行平面切削之后(厚度:11.2mm)，通過冷軋加工至
1.3_。在連續(xù)退火清洗生產(chǎn)線中改變?cè)摬牧系倪M(jìn)給速度、爐設(shè)定溫度，制成對(duì)熱處理?xiàng)l件 (熱處理材料的最高到達(dá)溫度、在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間)進(jìn)行各種變更的材料。熱處理材料的最高到達(dá)溫度為680~730°C，在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間為0.25~0.5min, 在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為0.3~2.3°C /秒。熱處理指數(shù)It為525~ 593。通過切條機(jī)將熱處理材料切斷為Illmm寬度，制成焊接管的原材料條材(原材料)。
[0101]就焊接管的制造而言，以60m/min的進(jìn)給速度對(duì)原材料條材(寬度IllmmX厚度
1.3mm的熱處理材料)進(jìn)行材料供給,通過多個(gè)輥而塑性加工成圓形,通過高頻感應(yīng)加熱線圈對(duì)呈圓筒狀的材料進(jìn)行加熱，通過對(duì)接原材料條材的兩端來進(jìn)行接合。通過基于車刀(切削刀具)的切削加工去除該接合部分的焊珠部分，由此得到直徑32.0mm、壁厚1.38mm的焊接管。根據(jù)壁厚的變化，在成型為焊接管時(shí)，實(shí)施實(shí)際上數(shù)百分比的冷加工。另外，焊接加工后的在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為2.70C /秒。該焊接管的一部分通過冷拉深加工成直徑 28.5_、壁厚 1.1mm，利用連續(xù)爐(KOYO THERMO SYSTEMS C0.，LTD 制:810A)， 在氮?dú)夥罩懈淖儬t設(shè)定溫度和進(jìn)給速度，由此在最高到達(dá)溫度為600°C、在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間為30min、在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為2.5°C /min的條件下對(duì)切斷成300mm長(zhǎng)度的焊接管進(jìn)行熱處理(熱處理指數(shù)It為584)，通過最終冷拉深得到直徑25.0mm、壁厚1.0mm (拉深率20.4%)的管材。
[0102]并且，為了對(duì)在連續(xù)退火清洗生產(chǎn)線中進(jìn)行熱處理之后的軋材評(píng)價(jià)各種特性而通過冷軋軋制至1.04mm板厚(加工率為20%)。[0103]并且，購(gòu)買市售的Imm 板厚的 C2680 (65Cu_35Zn)、C7060 (90Cu_10Ni)及 C7521 (Cu-19Zn-17Ni)作為比較材料，利用連續(xù)爐在氮?dú)夥罩懈淖儬t設(shè)定溫度和進(jìn)給速度，由此將最高到達(dá)溫度調(diào)整為705°C、在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間調(diào)整為0.3min、在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度調(diào)整為2.5°C /秒來進(jìn)行熱處理(熱處理指數(shù)It為541 )。對(duì)熱處理的各市售材料進(jìn)行冷軋至0.8mm板厚(加工率為20%)。
[0104]如下進(jìn)行制造工序P3。
[0105]從制造工序P2的板狀鑄塊切出寬度65mmX厚度30mmX長(zhǎng)度190mm的試料，并加熱至800°C，以3條軋道熱軋加工至8mm厚度，通過利用空冷及冷卻扇的強(qiáng)制空冷將在 400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度調(diào)整為0.2-2.5°C /秒。通過研磨去除已進(jìn)行熱軋的試料表面的氧化物之后，通過冷軋軋制至1.0mm厚度，并利用連續(xù)爐(K0Y0 THERMO SYSTEMS C0.，LTD:810A)，在氮?dú)夥罩懈淖儬t設(shè)定溫度和進(jìn)給速度，由此調(diào)整最高到達(dá)溫度、在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間、及冷卻速度來進(jìn)行熱處理。試料的最高到達(dá)溫度為490-810°C，在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間為0.09-lOOmin，在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為0.4-2.5°C /秒。熱處理指數(shù)It為405-692。熱處理之后，通過冷軋軋制至0.8mm厚度(加工率為20%)。
[0106]根據(jù)如下方法對(duì)通過上述的制造工序制成的試料進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
[0107]<色調(diào)及色差>
[0108]關(guān)于銅合金的表面色(色調(diào))，實(shí)施根據(jù)JIS Z8722-2009 (色彩的測(cè)定方法-反射及透射物體色)的物體色的測(cè)定方法，由JIS Z8729-2004 (色彩的表示方法-LsW表色系及LW表色系)規(guī)定的表色系表示。具體而言，使用Minolta公司制造的分光測(cè)色計(jì)“CM-2002”，以SCI (含正反射光)方式測(cè)定L、a、b值。由試驗(yàn)前后測(cè)定的每一個(gè)LU* 計(jì)算基于JIS Z8730 (色彩的表示方法-物體色的色差)的色差(AE= { (AL*)2+ (Aa*)2+ (Ab*) 2}1/2:A L*, Aa*, Ab*為2個(gè)物體色的差)，以該色差的大小進(jìn)行了評(píng)價(jià)。另外，關(guān)于試驗(yàn)前后的測(cè)定，進(jìn)行3個(gè)點(diǎn)測(cè)定，并使用其平均值。
[0109]<耐變色性試驗(yàn)1:人工汗噴霧試驗(yàn)>
[0110]關(guān)于對(duì)材料的耐變色性進(jìn)行評(píng)價(jià)的耐變色性試驗(yàn)，將JIS Z2371 (鹽水噴霧試驗(yàn)方法)的試驗(yàn)液設(shè)為人工汗液(JIS L0848 (相對(duì)于汗的染色牢固度試驗(yàn)方法)中記載的酸性人工汗液(溶解在0.5gL-組氨酸鹽酸鹽一水合物、5g氯化鈉及2.2g磷酸二氫鈉二水合物和水中，并向其中添加0.lmol/L氫氧化鈉和水成為1L,且將pH調(diào)整為5.5),利用復(fù)合循環(huán)腐蝕試驗(yàn)機(jī)(ITABASHI RIKAK0GY0 C0.，LTD制:BQ_2型)，將噴霧室溫度保持為35 ± 2°C，試驗(yàn)液儲(chǔ)存槽保持為35±2°C，并通過壓縮空氣(0.098±0.0lOMPa)從噴霧噴嘴送進(jìn)噴霧液， 向設(shè)置于噴霧室的試料(20%冷軋材；縱150mmX橫50mm)連續(xù)供給人工汗液。試驗(yàn)時(shí)間設(shè)為8小時(shí)，試驗(yàn)之后取出試料，水洗后通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行干燥。利用分光測(cè)色計(jì)(Minolta制 CM2002),由JIS Z8729中記載的測(cè)定樣品表面色，且由試驗(yàn)前后的每一個(gè)IAiVn計(jì)算基于 JIS Z8730 的色差(A E= { (AL*)2+ (Aa*)2+ ( A b*) 2}1/2 =AL*, A a*、A b* 為 2 個(gè)物體色之差)，以該色差的大小進(jìn)行了評(píng)價(jià)。色差越小，色調(diào)變化越少，由此耐變色性變得優(yōu)異。作為耐蝕性評(píng)價(jià)，色差值設(shè)為“A”:0-4.9、“B”:5-9.9、“C”:10以上。色差表示試驗(yàn)前后的每一個(gè)測(cè)定值的差異，該值越大，試驗(yàn)前后的色調(diào)不同，色差為10以上時(shí)，能夠以肉眼確認(rèn)到已充分變色，能夠判斷耐變色性較差。對(duì)作為比較材料的市售的C2680 (65/35 黃銅)、C7060 (白銅:Cu-10Ni合金)及C7521 (Cu_19Zn_17Ni合金:高Ni合金)也同樣進(jìn)行耐變色性評(píng)價(jià)。對(duì)C2680實(shí)施一般的銅合金制造廠商實(shí)施的防銹處理(利用市售的銅合金用防銹液的處理)。就防銹處理而言，對(duì)C2680材料的表面進(jìn)行丙酮脫脂之后，在包含加溫至75°C且主成分為苯并三唑的市售的銅合金用防銹液0.lvol%的水溶液中浸潰10秒鐘之后進(jìn)行水洗及熱水洗，制成最終進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)干燥的材料。這與一般銅合金的防銹處理?xiàng)l件(批量生產(chǎn))相似。另外，C7060及C7521與發(fā)明合金相同地不施加防銹材料而進(jìn)行了暴露試驗(yàn)。
[0111]<耐變色性試驗(yàn)2:室內(nèi)暴露試驗(yàn)>
[0112]以實(shí)際上用作推板為目的，在置于MITSUBISHI SHIND0H C0.，LTD三寶制作所內(nèi)的建筑物的室內(nèi)門上貼上將20%冷軋材切斷成縱150mmX橫50mm的板，確認(rèn)表面的變色狀況。在暴露前使用#1200號(hào)耐水研磨紙以干式對(duì)該供試材料的表面進(jìn)行表面研磨，在室溫 (有空調(diào))下暴露I個(gè)月。該推板在與人手接觸至少100次/天(I次接觸時(shí)間為約I秒)的條件下使用。通過分光測(cè)色計(jì)對(duì)暴露前后的材料的表面色測(cè)定CaIA計(jì)算色差并進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)基準(zhǔn)與人工汗噴霧試驗(yàn)相同地進(jìn)行，以色差值設(shè)為“A”:0-4.9、“B”:5-9.9、 “C”:10以上來進(jìn)行評(píng)價(jià)。C2680防銹處理材料及C7060、C7521也作為比較材料同樣進(jìn)行暴露試驗(yàn)，并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0113]<耐鎳過敏 性>
[0114]利用斑貼試驗(yàn)用洋創(chuàng)膏(Torii Pharmaceutical C0., Ltd制造)在正常人(未出現(xiàn)由金屬引起的接觸皮膚炎癥狀的人)的上臂部粘貼將20%冷軋材切斷成IOmmX IOmm的銅合金板。在8小時(shí)內(nèi)取下銅合金板，判斷銅合金板與人體接觸的部分是否出現(xiàn)紅斑、濕疹等過敏反應(yīng)(過敏反應(yīng)是指能夠以肉眼確認(rèn)紅斑、濕疹等癥狀的情況)。將未出現(xiàn)過敏反應(yīng)的情況設(shè)為“A”，出現(xiàn)過敏反應(yīng)的情況設(shè)為“C”。
[0115]<沖壓性>
[0116]關(guān)于沖壓沖切試驗(yàn)，通過具備有直徑57mm的穿孔機(jī)及模具的沖切夾具，且通過 200kN液壓型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(TOKYO TESTING MECHINE制AY-200S II1-L)實(shí)施。將銅合金板保持于具有圓形圓孔的模具上部，從上部朝下部以5mm/秒的速度沖切。穿孔機(jī)、模具的材質(zhì)使用SKS-3，與穿孔機(jī)的間隙為3%、沖模錐度為0°，以無(wú)潤(rùn)滑方式實(shí)施。所評(píng)價(jià)的試料設(shè)為 20%冷軋材。[0117]從沖切成4>57mm的圓形的銅合金板的端部切出寬度5mm、長(zhǎng)度IOmm的樣品，對(duì)該樣品填充樹脂，用金屬顯微鏡從銅合金板端部向垂直方向觀察，測(cè)定了毛邊的高度。以向 90°方向劃分的4個(gè)點(diǎn)為平均對(duì)沖切樣品計(jì)算出“毛邊高度”。關(guān)于沖壓性(沖切性)，“毛邊高度”越低，評(píng)價(jià)越高，由“毛邊高度”的測(cè)定值進(jìn)行評(píng)價(jià)。沖壓性(沖切性)的評(píng)價(jià)設(shè)為A: 小于5iim，B:小于5-IOii m，C:10 以上。毛邊高度越小，沖壓性越良好，若為小于5 y m 的“A”，則能夠判斷為良好。
[0118]<彎曲性>
[0119]對(duì)試料進(jìn)行JIS Z2248 (金屬材料彎曲試驗(yàn)方法)中記載的180度彎曲，通過該彎曲加工部的狀況判斷彎曲性。關(guān)于180度彎曲試驗(yàn)，使用進(jìn)行20%冷軋的板厚0.8mm(制造工序P2的20%冷軋為1.04mm)的樣品，將彎曲加工部的彎曲半徑(R)作為0.4mm (制造工序P2的20%冷軋為0.52mm)，進(jìn)行了作為R/ta=0.5的180度彎曲(ta為板厚)。目視觀察彎曲部(折彎部)，評(píng)價(jià)為A:無(wú)折皺或者存在較小的折皺，B:存在較大的折皺，C:產(chǎn)生粗糙感，D:存在破裂。
[0120]實(shí)際上，將不造成基于連接器等的彎曲加工的阻礙的“A” (無(wú)折皺或者存在較小的折皺)判斷為彎曲性良好，無(wú)破裂(龜裂)的B以上的評(píng)價(jià)為優(yōu)選。另外，難以目視判斷折皺的規(guī)模時(shí)，如 JBMA (Japan Brass Makers Association Standard)T307:1999 的銅及銅合金薄板條的彎曲加工性評(píng)價(jià)方法所示，用光學(xué)顯微鏡將彎曲加工部(折彎部)放大50倍來觀察，并進(jìn)行判斷。并且，若材料的晶粒變得粗大，則在進(jìn)行彎曲加工時(shí)，雖然彎曲加工部周邊不存在破裂，但是產(chǎn)生較大的粗糙感(龜裂)，無(wú)法使用該些材料。產(chǎn)生粗糙感的樣品評(píng)價(jià)為 “C”。
[0121]<焊接性>
[0122]一般通過成型輥將成為原材料的條材產(chǎn)品向?qū)挾确较蛑饾u塑性加工并成型為圓形之后，通過高頻感應(yīng)加熱線圈使其感應(yīng)發(fā)熱，對(duì)接該兩端并接合，從而制造焊接管。接合部為所謂的壓接部，接合部通過對(duì)接的額外的材料形成較大的焊珠，該焊接焊珠部被切削刀具連續(xù)向管的內(nèi)部及外部切削去除。焊接部的接合性因?qū)硬康恼掣叫远a(chǎn)生不良情況。焊接性的評(píng)價(jià)通過JIS H3320的銅及銅合金的焊接管中記載的壓扁試驗(yàn)進(jìn)行。即，從焊接管的端部采取約IOOmm的試料，在2張平板之間夾住試料并按壓至平板之間的距離成為管壁厚的3倍，將此時(shí)的焊接管的焊接部向與壓縮方向垂直的方向放置，以成為彎曲前端的方式進(jìn)行壓扁彎曲，以`肉眼觀察到了被彎曲加工的焊接部的狀態(tài)。另外，壓扁彎曲中使用了焊接的管材(并不是冷拉深的管材)。評(píng)價(jià)為，A:未確認(rèn)破裂、微孔等缺陷，B:可確認(rèn)微細(xì)破裂(開口的破裂的長(zhǎng)度在管材長(zhǎng)邊方向上小于2_)，C:可確認(rèn)一部分破裂(開口的破裂的長(zhǎng)度在管材長(zhǎng)邊方向上為2mm以上)。
[0123]并且，關(guān)于焊接管，對(duì)進(jìn)行冷拉深時(shí)的焊接部的堅(jiān)固性也進(jìn)行了確認(rèn)。從冷拉深的外徑28.5mm、壁厚1.1mm、長(zhǎng)度4000mm的管內(nèi)抽出I根任意的冷拉深焊接管,在總長(zhǎng)范圍內(nèi)以肉眼確認(rèn)焊接部，將沒有破裂且堅(jiān)固時(shí)的評(píng)價(jià)設(shè)為“A”，存在能夠以肉眼確認(rèn)的破裂或者無(wú)法冷拉深時(shí)(以焊接部為起點(diǎn)在冷拉深中焊接管破斷時(shí))設(shè)為“C”。
[0124]〈結(jié)晶粒徑〉
[0125]關(guān)于結(jié)晶粒徑，利用金屬顯微鏡(Nikon制EPIPH0T300)以150倍(根據(jù)結(jié)晶粒徑使其適當(dāng)?shù)刈兓?00倍)對(duì)20%冷軋?jiān)嚵?制造工序P1、制造工序P3中在熱處理工序之后，冷軋成0.8mm的軋材。制造工序P2中在熱處理工序之后，冷軋成1.04mm的軋材。以下相同。)的與軋制方向平行的方向的截面的金屬組織進(jìn)行觀察，通過JIS H0501 (伸銅品結(jié)晶粒度試驗(yàn)方法)的比較法對(duì)該測(cè)定的金屬組織的a相晶粒進(jìn)行了測(cè)定。另外，結(jié)晶粒徑 (a相晶粒)設(shè)為任意3個(gè)點(diǎn)的平均值。
[0126]< β相的面積率>
[0127]如下求出0相的面積率。通過金屬顯微鏡(Nikon制EPIPH0T300)以500倍對(duì) 20%冷軋?jiān)嚵系呐c軋制方向平行的方向的截面的金屬組織進(jìn)行觀察，利用圖像處理軟件 “WinROOF”對(duì)該觀察的金屬組織的P相進(jìn)行二值化處理，將P相的面積相對(duì)于整個(gè)金屬組織(金屬組織中除P相以外是a相)的面積的比例設(shè)為面積率。另外，關(guān)于金屬組織進(jìn)行 3個(gè)視野的測(cè)定，計(jì)算出各個(gè)面積率的平均值。
[0128]當(dāng)通過500倍的金屬顯微鏡難以判別P相時(shí)，通過FE-SEM_EBSP(Electron Back Scattering diffraction Pattern)法求出。SP, FE-SEM 使用 JEOL Ltd.制 JSM-7000F,分析時(shí)使用TSL Solutions OIM-Ver.5.1,根據(jù)分析倍率為2000倍的相圖(Phase圖)求出。 即，a相表示FCC的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，P相呈BCC的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因此能夠判別兩者。
[0129]<熱加工性>
[0130]關(guān)于熱加工性，根據(jù)熱軋后的破裂狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。以肉眼觀察外觀，關(guān)于完全沒有因熱軋引起的破裂等損傷的，或者即使存在破裂也是微細(xì)(3_以下)的，認(rèn)為實(shí)用性優(yōu)異而用“A”表示，關(guān)于5_以下輕度的邊緣破裂在總長(zhǎng)范圍內(nèi)為5個(gè)部位以下的，認(rèn)為能夠?qū)嵱枚谩癇”表示，關(guān)于超過5mm的較大的破裂和/或3mm以下的較小的破裂超出6個(gè)部位的，認(rèn)為難以實(shí)用(實(shí)用上需要較大的修補(bǔ))而用“C”表示。并且，關(guān)于評(píng)價(jià)為“C”的，中止了后面的試驗(yàn)。
[0131]<冷加工性>
[0132]關(guān)于冷加工性，根據(jù)以80%以上的較高加工率對(duì)熱軋材進(jìn)行冷軋之后的破裂狀況 (冷加工材料的破裂狀況)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。以肉眼觀察外觀時(shí)，關(guān)于完全沒有破裂等損傷的或者即使存在破裂也是微細(xì)(3mm以下)的，認(rèn)為實(shí)用性優(yōu)異而用“A”表示，關(guān)于產(chǎn)生超過3mm 且5mm以下的邊緣破裂的，認(rèn)為能夠?qū)嵱枚谩癇”表示，關(guān)于產(chǎn)生超過5mm的較大的破裂的， 認(rèn)為難以實(shí)用而用“C”表示。該評(píng)價(jià)中，因鑄塊引起的破裂排除在外，關(guān)于能夠在熱軋中預(yù)先以肉眼判斷的破裂，除了熱軋中產(chǎn)生的破裂以外，以冷軋中產(chǎn)生的破裂長(zhǎng)度進(jìn)行判斷。并且，關(guān)于評(píng)價(jià)為“C”的，基本上中止了后面的試驗(yàn)。
[0133]<殺菌性(抗菌性)1>
[0134]殺菌性評(píng)價(jià)通過以JIS Z2801的(抗菌加工產(chǎn)品-抗菌性試驗(yàn)方法/抗菌效果)為參考的試驗(yàn)方法實(shí)施，變更試驗(yàn)面積(膜面積)及接觸時(shí)間來進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)所使用的細(xì)菌設(shè)為大腸桿菌(菌株的保存號(hào)碼:NBRC3972)，將在35土 1°C下進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)(預(yù)培養(yǎng)的方法為 JIS Z2801中記載的5.6.a的方法)的大腸桿菌以1/500NB稀釋，將菌數(shù)調(diào)整為1.0X IO6個(gè) /mL的溶液設(shè)為試驗(yàn)菌液。試驗(yàn)方法為如下:將切成20mm正方形的試料置于滅菌的培養(yǎng)皿， 滴下0.045mL所述的試驗(yàn)菌液(大腸桿菌:1.0X IO6個(gè)/mL)，覆蓋$ 15mm的膜，封上培養(yǎng)皿的蓋。對(duì)該培養(yǎng)皿在35°C ± I °C、相對(duì)濕度95%的氣氛下進(jìn)行10分鐘培養(yǎng)(接種時(shí)間:10分鐘)。通過IOmLSCDLP培養(yǎng)基洗出培養(yǎng)的試驗(yàn)菌液，得到洗出菌液。使用磷酸緩沖生理食鹽水每10倍稀釋洗出菌液，在該菌液中加入標(biāo)準(zhǔn)瓊脂培養(yǎng)基，在35土 1°C下培養(yǎng)48小時(shí)，當(dāng)集落數(shù)(菌落數(shù))為30以上時(shí)測(cè)量該集落數(shù)，并求出生菌數(shù)(cfu/mL)。以接種時(shí)的菌數(shù)(殺菌性試驗(yàn)開始時(shí)的菌數(shù):cfu/mL)為基準(zhǔn)，與每一個(gè)樣品的生菌數(shù)進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)為A:小于 20%,B:小于20-50%，C:80%以上。獲得A以上(即，評(píng)價(jià)樣品的生菌數(shù)相對(duì)于接種時(shí)的生菌數(shù)小于1/5)評(píng)價(jià)的樣品判斷為殺菌性優(yōu)異。將培養(yǎng)時(shí)間(接種時(shí)間)設(shè)為10分鐘這樣短時(shí)間，是為了對(duì)殺菌性/抗菌性的即效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的試料為20%冷軋?jiān)嚵稀?br> [0135]<殺菌性(抗菌性)2 >
[0136]對(duì)上述的耐變色性試驗(yàn)2的暴露材料(作為MITSUBISHI SHIND0H C0.，LTD三寶制作所內(nèi)室內(nèi)門的推板暴露I個(gè)月)的表面色進(jìn)行測(cè)定之后，切斷為20mm正方形，通過使用上述大腸桿菌的試驗(yàn)菌液進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，對(duì)長(zhǎng)期使用后的樣品的殺菌性進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)方法與上述的殺菌性(抗菌性)I的評(píng)價(jià)方法相同。
[0137]<耐蝕性>
[0138]通過基于IS06509: 1981 (Corrosion of metals and alloys Determination of dezincification resistance of brass)的脫鋅腐蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)了耐蝕性。試驗(yàn)中，關(guān)于24 小時(shí)保持于加溫至75 °C的1%第2氯化銅水溶液中的樣品，從暴露表面觀察垂直方向的金屬組織，測(cè)定了脫鋅腐蝕程度最大的部分的深度(最大脫鋅腐蝕深度)。將該最大脫鋅腐蝕深度為200 u m以下的設(shè)為“A”,超過200 u m的設(shè)為“C”。
[0139]使用了 20%冷軋?jiān)嚵?制造工序P1、制造工序P3中在熱處理工序之后，冷軋成
0.8mm的軋材。制造工序P2中在熱處理工序之后,冷軋成1.04mm的軋材。以下相同。)。
[0140]<拉伸試驗(yàn)> [0141]將熱處理工序后的軋材(冷軋前的試料)及20%冷軋?jiān)嚵戏謩e加工成JISZ2201: 金屬材料拉伸試驗(yàn)片的5號(hào)試驗(yàn)片(寬度25mm、標(biāo)點(diǎn)間距離25mm),通過200kN液壓型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(TOKYO TESTING MECHINE制AY-200S III _L)實(shí)施了拉伸試驗(yàn)。并且，保持進(jìn)行焊接狀態(tài)的焊接管(直徑32.0mm、壁厚1.38mm)及冷拉深的焊接管(直徑25mm、壁厚Imm)設(shè)為 JIS Z2201:金屬材料拉伸試驗(yàn)片的11號(hào)試驗(yàn)片(標(biāo)點(diǎn)間距尚50mm:試驗(yàn)片保持從管材到切的狀態(tài))，在夾緊部放入帶芯棒，通過200kN液壓型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(TOKYO TESTING MECHINE制 AY-200S II1-L)實(shí)施了拉伸試驗(yàn)。
[0142]并且，將抗拉強(qiáng)度設(shè)為0 (N/mm2)、伸展性設(shè)為e (%)時(shí)，作為表示強(qiáng)度與延展性的平衡的指標(biāo)，規(guī)定拉伸指數(shù)f2=o X (1+ e /100)。
[0143]將上述的各試驗(yàn)的結(jié)果示于圖4至圖13。其中，每一個(gè)各試驗(yàn)的結(jié)果示于圖4和圖5、圖6和圖7、圖8和圖9、圖10和圖11、圖12和圖13該些每2個(gè)圖中。
[0144]在此，制造工序P2中的熱處理的欄中示出接著1.3mm的冷軋進(jìn)行的熱處理的條件。并且，制造工序P2中的拉伸試驗(yàn)(熱處理后)的欄中示出接著1.3mm的冷軋進(jìn)行的熱處理后的結(jié)果。并且，拉伸試驗(yàn)(20%冷軋材)的欄中，關(guān)于制造工序P1、制造工序P3示出冷軋成0.8mm之后的結(jié)果,而關(guān)于制造工序P2示出冷軋成1.04mm之后的結(jié)果。
[0145]可知試驗(yàn)結(jié)果為如下。
[0146]作為第I發(fā)明合金，金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0-0.9%的3 相的銀白色銅合金其熱加工性、冷加工性、沖壓性等力學(xué)性能優(yōu)異，且不易變色，殺菌性/ 抗菌性、耐Ni過敏性優(yōu)異(參考試驗(yàn)N0.a-1等)。金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0-0.4%的P相的銀白色銅合金的所述特性尤其優(yōu)異。[0147]作為第2發(fā)明合金，金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0~0.9%的3 相的銀白色銅合金其強(qiáng)度、彎曲性及沖壓性進(jìn)一步提高(參考試驗(yàn)N0.a-13等)。金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0~0.4%的P相的銀白色銅合金的所述特性尤其優(yōu)異。
[0148]作為第3發(fā)明合金，金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0~0.9%的3 相的銀白色銅合金中，具有Al、P、Mg的合金的強(qiáng)度、耐變色性及耐蝕性有所提高，具有Sb、 As的合金的耐蝕性有所提高(參考試驗(yàn)N0.a-33、a_35、a_36、a_37、a_38等)。
[0149]若熱軋后的軋材的冷卻速度在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)為1°C /秒以上，則β 相在a相的基體中的面積率容易成為0~0.9% (參考試驗(yàn)N0.c-8~c_18、c_lll、c_114
等)[0150]在熱處理中，若滿足520 ≤ Tmax ( 800,0.1 ≤ th ≤ 90、 470 ( Tmax-90 Xtr172 ( 620，且冷卻時(shí)的軋材在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為 10C /秒以上，則≤相在a相的基體中的面積率容易成為0~0.9% (參考試驗(yàn)N0.c-8~ c-18、c-107 ~c-110、c-112 ~c-117)。若滿足 540 ( Tmax ( 780,0.15 ≤ th ≤ 50，且冷卻時(shí)的軋材在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為2V /秒以上，(Tmax-90Xth_1/2)為 480以上或者495以上，并且為600以下或者580以下，則≤相在a相的基體中的面積率容易成為0~0.4%。
[0151]當(dāng)Cu,Ni,Mn 的組成指數(shù) fl (fl=[Cu]+l.2X [Ni]+0.4X [Mn])的值小于 65.5 時(shí)， 能夠?qū)嵤彳?，但在熱軋后的冷軋時(shí)確認(rèn)到大量的5mm以上的破裂，冷加工性存在問題。當(dāng)假設(shè)批量生產(chǎn)等時(shí)，該些試料會(huì)成為問題，因此未實(shí)施之后的熱處理、冷軋及各種評(píng)價(jià)。其中，只在試驗(yàn)N0.a-109中實(shí)施熱處理及冷軋，并確認(rèn)了各種特性，其結(jié)果為如下:由于@相的量較多，因此冷加工性較差，而且作為強(qiáng)度與延展性(尤其是延展性較低)的平衡的指標(biāo)的拉伸指數(shù)f2= O X (1+e/100)較低，即使進(jìn)行180度彎曲加工也產(chǎn)生較大的破裂，殺菌性、耐變色性、耐蝕性及耐Ni過敏性也較差。
[0152]并且，當(dāng)組成指數(shù)fl的值超過70時(shí)，在熱加工或冷加工時(shí)并未產(chǎn)生較大的破裂， 最終能夠?qū)嵤┲晾浼庸ぁＨ欢?，該些試料的抗拉?qiáng)度較低，因此作為強(qiáng)度與伸展性的平衡的指標(biāo)的拉伸指數(shù)f2小至650以下。并且，沖壓性上也產(chǎn)生較大的毛邊，加工性存在問題(參考試驗(yàn)N0.a-106、a-112、a-120等)。另外，若H的值為69.0以下或者66.0以上，則f2顯現(xiàn)較高值。
[0153]Cu量小于51.0質(zhì)量％或者超過58.0質(zhì)量％的試料大多超出組成指數(shù)fl的適當(dāng)范圍，如上述在各種特性上產(chǎn)生問題(參考試驗(yàn)N0.a-101、a-106等)。并且，上述試驗(yàn) N0.a-109的組成指數(shù)f I在適當(dāng)范圍內(nèi)，但是Cu量小于51.0質(zhì)量％，如上述各種特性較差。 雖然組成指數(shù)fl與Cu量關(guān)聯(lián)較大，但是組成指數(shù)fl超出適當(dāng)范圍的試料的各種特性較差，從而Cu量?jī)?yōu)選為51.0~58.0質(zhì)量％。而且，若Cu量為51.5~57.0質(zhì)量％，則各種特性更佳。
[0154]Ni量超過12.5質(zhì)量％的試驗(yàn)N0.a_lll的組成指數(shù)f I在適當(dāng)范圍內(nèi)，但是熱軋性較差，在熱軋時(shí)產(chǎn)生較大的邊緣破裂。小于9.0質(zhì)量％的試驗(yàn)N0.a-119的組成指數(shù)H也在適當(dāng)范圍內(nèi)，但強(qiáng)度較低，因此強(qiáng)度與伸展性的平衡的拉伸指數(shù)f2的值較小。并且，殺菌性、耐變色性也變差。[0155]Ni量也與組成指數(shù)fI有關(guān)聯(lián)，但需要抑制在9.0~12.5質(zhì)量％內(nèi)，若為10.0~
12.0質(zhì)量％，則特性變得更加良好。
[0156]試驗(yàn)N0.a-105的Ni量小于9.0質(zhì)量％，但由于添加有0.032質(zhì)量％程度的大量 Pb，所以在熱軋時(shí)邊緣破裂較大，很難研究批量生產(chǎn)，因此中止了后面的冷軋加工等。
[0157]Pb超過0.030質(zhì)量％的試料(試驗(yàn)N0.a-117)也同樣在熱軋時(shí)產(chǎn)生較大的邊緣破裂，因此中止了后面的調(diào)查。另一方面，Pb小于0.0005質(zhì)量％時(shí)，沖切試驗(yàn)時(shí)的毛邊變大， 加工性上產(chǎn)生問題(參考試驗(yàn)N0.a-103等)。這樣，Pb的含量超過0.030質(zhì)量％的試料的熱軋性(熱加工性)上存在較大的問題，小于0.0005質(zhì)量％時(shí)，沖切性(毛邊)存在問題，可導(dǎo)出0.0005~0.030質(zhì)量％的適當(dāng)范圍。
[0158]Mn的含量超過1.9質(zhì)量％的試料(試驗(yàn)N0.a_l 14)在熱軋時(shí)產(chǎn)生較大的邊緣破裂。 添加Mn主要提高強(qiáng)度，其與未含有Mn的試料相比進(jìn)一步改善拉伸指數(shù)f2的值的效果較高。小于0.05質(zhì)量％時(shí)發(fā)揮不了該效果，0.03質(zhì)量％的試驗(yàn)N0.a-116中的抗拉強(qiáng)度與未添加Mn的材料大致同等級(jí)別而稍小。這樣，若Mn為0.05~1.9質(zhì)量％，則提高強(qiáng)度，且改善拉伸指數(shù)f2。
[0159]Zn/Cu的值小于0.58或者0.7以上時(shí)，殺菌性的評(píng)價(jià)大多為B，不僅是組成指數(shù) fl, Zn/Cu的比也存在最優(yōu)選范圍。
[0160]當(dāng)熱軋結(jié)束后的400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度小于1°C /秒(0.2、0.4、
0.8°C /秒)時(shí)，并且熱處理時(shí)的在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度也同樣小于1°C / 秒(0.4,0.80C /秒)時(shí)，β相的比例變多，冷軋性、殺菌性/抗菌性及耐變色性惡化，且最終熱處理溫度較高，結(jié)晶粒徑較大時(shí)耐蝕性也下降(參考試驗(yàn)N0.C-1lUc-112、c-114、c-119、 c-120 等)。另外，關(guān)于 c-111、c-114、c-119、c-121、c-123、c-104、c_129、c_130，熱軋結(jié)束后的400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度小于1°C /秒，β相的比例增高，因此冷軋性的評(píng)價(jià)為“C”，軋材上產(chǎn)生較大的邊緣破裂。這樣，雖然為難以實(shí)用的制造條件，但切除在邊緣破裂部產(chǎn)生的破裂部分，評(píng)價(jià)了之后的各種特性。
[0161]并且，若P相變多，則強(qiáng)度與伸展性的平衡較差，拉伸指數(shù)f2= O X (l+e/100) 的值低于650，彎曲加工性也下降，所以使用于需要較高強(qiáng)度且如進(jìn)行彎曲加工的部件時(shí)產(chǎn)生問題。
[0162]即使在冷卻速度為1°C /秒以上時(shí)，若小于2°C /秒，則也析出微量e相，且影響殺菌性/抗菌性和耐變色性，但與小于10C /秒的條件相比，強(qiáng)度與伸展性的平衡(拉伸指數(shù) f2)更加優(yōu)異。
[0163]這樣熱軋結(jié)束后的在400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度及熱處理時(shí)的在 400~500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度需為1°C /秒以上，進(jìn)一步為2°C /秒以上時(shí)，也沒有出現(xiàn)3相，成為加工性、殺菌性/抗菌性、耐變色性及耐蝕性優(yōu)異且強(qiáng)度與伸展性的平衡也良好的材料。
[0164]如上述0相的面積率對(duì)冷軋性、強(qiáng)度與伸展性的平衡、彎曲加工性及殺菌性/抗菌性、耐變色性、耐蝕性帶來影響，1.0%以上時(shí)，該些任何一個(gè)特性的評(píng)價(jià)均較差。并且，β 相的面積率小于0.4%時(shí)，不會(huì)對(duì)所述特性帶來較大的影響，成為各種特性優(yōu)異的材料，該些材料的使用用途不受限制。耐蝕性不僅受到P相的影響，還受到結(jié)晶粒徑的影響。尤其在P相超過1.0%且結(jié)晶粒徑超過15 ii m (0.015mm)的試料中，在IS06509脫鋅腐蝕試驗(yàn)中也可確認(rèn)到超過200 iim的脫鋅腐蝕(參考試驗(yàn)N0.c-118、c-120等)。由于P相存在于晶界，晶粒較大，所以脫鋅腐蝕深度變大。另外，若P相超過1.5%，則即使晶粒為IOym (0.010mm)以下，也產(chǎn)生脫鋅腐蝕的問題(參考試驗(yàn)N0.c_129)。
[0165]熱處理時(shí)的最高到達(dá)溫度也與在比最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間有關(guān)聯(lián)，但在520°C以下時(shí)無(wú)法得到再結(jié)晶組織，因此加工性上產(chǎn)生問題(參考試驗(yàn)N0.c-108等)。并且，800°C以上時(shí)晶粒成長(zhǎng)而超過30iim (參考試驗(yàn) N0.c-107等)。因此，在接受彎曲加工或沖切加工等較強(qiáng)塑性加工的部分產(chǎn)生粗糙感(表面凹凸)。
[0166]所述保持時(shí)間為0.1分鐘以下時(shí)，無(wú)法得到充分的再結(jié)晶組織，強(qiáng)度與伸展性的平衡變低(參考試驗(yàn)N0.c-116等)。并且，若加熱時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100分鐘，則晶粒成長(zhǎng)，會(huì)在較強(qiáng)塑性加工部分產(chǎn)生粗糙感(參考試驗(yàn)N0.c-117等)。
[0167]該些熱處理指數(shù)It小于470時(shí)，無(wú)法得到充分的再結(jié)晶組織，且為620以上時(shí)，晶粒粗大化，因180度彎曲等容易產(chǎn)生粗糙感，沖切試驗(yàn)中的毛邊變大等，塑性加工(加工性) 等產(chǎn)生問題(參考試驗(yàn)N0.c-118、c-124等)。若It為480以上或495以上，且600以下或 580以下，則可得到最優(yōu)選的平均結(jié)晶粒徑，強(qiáng)度與伸展性的平衡也變得良好。
[0168]Cu為51質(zhì)量％以下(50.7質(zhì)量％:Zn36.6質(zhì)量％)時(shí)，P相率較高，因此強(qiáng)度/伸展性的平衡、彎曲加工性、耐蝕性、耐變色性及殺菌性/抗菌性也變差(參考試驗(yàn)N0.a-109)。
[0169]若Ni高達(dá)13質(zhì)量％，則冷加工性較差，無(wú)法制成冷軋材(參考試驗(yàn)N0.a-111等)。 并且，低至8.5質(zhì)量％時(shí)，強(qiáng)度/伸展性的平衡較低，殺菌性/抗菌性及耐變色性也變差(參考試驗(yàn)N0.a-119等)。
[0170]當(dāng)包含0.035質(zhì)量％的Pb、0.012質(zhì)量％的C時(shí)，熱軋性及冷軋性存在問題，尤其就Pb而言，熱軋性較差，破裂變大等，無(wú)法正常制成產(chǎn)品(參考試驗(yàn)N0.a-117、a-115等)。相反，當(dāng)Pb、C分別為0.0002質(zhì)量％時(shí)，沖切加工性較差，沖切時(shí)的毛邊變大，需要進(jìn)行去除毛邊的工作，制造成本變得昂貴(參考試驗(yàn)N0.a-118、a-l 13等)。
[0171]在含有2.6質(zhì)量％Mn的材料中，熱軋性、冷軋性較差，無(wú)法制造軋材(參考試驗(yàn) N0.a-114等)。另一方面，低至0.03質(zhì)量％時(shí)，沖切加工性較差而產(chǎn)生問題(參考試驗(yàn) N0.a-116 等)。
`[0172]在含有0.32質(zhì)量％A1的材料中，Al的堅(jiān)固的氧化皮膜形成于表面，在殺菌性/抗菌性上產(chǎn)生問題(參考試驗(yàn)N0.a-121)。
[0173]在含有0.12質(zhì)量％P的材料中，在熱軋材的端部產(chǎn)生較大的邊緣破裂，在熱延展性上產(chǎn)生問題(試驗(yàn)N0.a-122)。
[0174]在含有0.11質(zhì)量％的Sb、0.13質(zhì)量％的As的材料中，在冷軋中確認(rèn)到若干邊緣破裂，在將材料彎曲成180°的彎曲試驗(yàn)中產(chǎn)生破裂等，在冷延展性上產(chǎn)生問題(參考試驗(yàn) N0.a_123)。
[0175]并且，組成指數(shù)fl=[Cu]+l.2 X [Ni]+0.4X [Mn]的值為65以下時(shí)，熱軋性、冷軋性成為問題，若超過70，則強(qiáng)度/伸展性的平衡變差。組成指數(shù)f I的值為66.0-69.0、優(yōu)選為66.5-68.0的材料的各種特性尤其優(yōu)異。
[0176]與以往材料即C7521 (銅鎳鋅合金)相比，發(fā)明合金的強(qiáng)度/伸展性的平衡均優(yōu)異， 且耐鎳過敏性良好。[0177]并且，若與Cu/Ni合金即C7060和黃銅材料(Cu/Zn合金)即C2680相比，則與C7521 相同地強(qiáng)度/伸展性的平衡優(yōu)異，沖切性(加工性)、殺菌性/抗菌性、耐變色性及耐蝕性優(yōu)異。并且，與實(shí)施防銹處理的C2680相比，開發(fā)合金的耐變色性優(yōu)異，尤其在基于人體的長(zhǎng)期接觸的暴露試驗(yàn)中可看到顯著的差異。
[0178]這樣，發(fā)明合金可理解為，呈與銅鎳鋅合金相同的銀白色、且力學(xué)性能(高強(qiáng)度、強(qiáng)度與伸展性的平衡)、熱加工性及冷加工性優(yōu)異、不易變色、殺菌性(抗菌性)優(yōu)異的銅合金。
[0179]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0180]本發(fā)明所涉及的銀白色銅合金最適于如醫(yī)院內(nèi)、公共設(shè)施的扶手、門把手、門拉手、杠桿手柄、推板、柱子、床側(cè)導(dǎo)軌、書寫工具、夾子、敷料車、臺(tái)車、食物等搬運(yùn)臺(tái)車、手推車、桌子和工作臺(tái)的頂板的構(gòu)成材料、鍵材、醫(yī)療用器具的部件、體重計(jì)頂板、建筑內(nèi)飾材料、長(zhǎng)凳/椅子等的扶手、電梯內(nèi)飾、室內(nèi)電開關(guān)、遙控器等的按鈕、西餐餐具、樂器、手機(jī)、 個(gè)人電腦的屏蔽板、電部件之類的用途。并且，也最適于作為沒有進(jìn)行鍍鎳等電鍍的銀白色材料的用途。
【權(quán)利要求】
1.一種銀白色銅合金，其特征在于，含有51.0-58.0質(zhì)量％的Cu、9.0-12.5質(zhì)量％的N1、0.0003-0.010質(zhì)量％的C 及0.0005-0.030質(zhì)量％的Pb，剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量％與Ni的含量[Ni]質(zhì)量％之間存在 65.5 ( [Cu]+1.2X [Ni] ( 70.0 的關(guān)系，金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0-0.9%的P相。
2.一種銀白色銅合金，其特征在于，含有51.0-58.0質(zhì)量％的Cu、9.0-12.5質(zhì)量％的N1、0.05-1.9質(zhì)量％的Mn、 0.0003-0.010質(zhì)量％的C及0.0005-0.030質(zhì)量％的Pb，剩余部分包括Zn及 不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量％、Ni的含量[Ni]質(zhì)量％及胞的含量[Mn]質(zhì)量％之間存在65.5 ( [Cu]+1.2 X [Ni]+0.4X [Mn] ( 70.0 的關(guān)系，金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0-0.9%的P相。
3.一種銀白色銅合金，其特征在于，含有51.5-57.0質(zhì)量％的Cu、10.0-12.0質(zhì)量％的N1、0.05-0.9質(zhì)量％的Mn、 0.0005-0.008質(zhì)量％的C及0.001-0.009質(zhì)量％的Pb，剩余部分包括Zn及不可避免雜質(zhì)，Cu的含量[Cu]質(zhì)量％、Ni的含量[Ni]質(zhì)量％及Mn的含量[Mn]質(zhì)量％之間存在66.0 ( [Cu]+1.2 X [Ni]+0.4X [Mn] ( 69.0 的關(guān)系，金屬組織為在a相的基體中分散以面積率計(jì)0-0.4%的P相。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的銀白色銅合金，其特征在于，該銀白色銅合金進(jìn)一步含有0.01-0.3質(zhì)量％的八1、0.005-0.09質(zhì)量％的？、0.01-0.09質(zhì)量％的Sb、0.01-0.09質(zhì)量％的As、0.001-0.03質(zhì)量％的Mg中的任意I種以上。
5.一種銀白色銅合金的制造方法，其為制造權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的銀白色銅合金的方法，其特征在于，熱軋后的軋材的冷卻速度在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)為1°C /秒以上。
6.一種銀白色銅合金的制造方法，其為制造權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的銀白色銅合金的方法，其特征在于，該制造方法包括熱處理工序，該熱處理工序中，將軋材加熱至預(yù)定溫度，加熱后以預(yù)定溫度將該軋材保持預(yù)定時(shí)間，保持后將該軋材冷卻至預(yù)定溫度，在將所述熱處理工序中所述軋材的最高到達(dá)溫度設(shè)為Tmax°C、該熱處理工序中在比該軋材的最高到達(dá)溫度低50°C的溫度至最高到達(dá)溫度的溫度區(qū)域內(nèi)的保持時(shí)間設(shè)為th分鐘時(shí)，滿足 520 ≤Tmax ≤800,0.1 ≤ th ≤ 90、470 ≤ Tmax-90 X th_1/2 ≤ 620，所述冷卻時(shí)該軋材在400-500°C的溫度區(qū)域內(nèi)的冷卻速度為1°C /秒以上。
【文檔編號(hào)】C22C9/04GK103459627SQ201280017584
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】田中真次, 大石惠一郎, 小川弘晴 申請(qǐng)人:三菱伸銅株式會(huì)社, 三菱綜合材料株式會(huì)社