KR101929170B1 - Brass alloy hot-worked article and method for producing brass alloy hot-worked article - Google Patents
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Abstract
이 황동 합금 열간 가공품의 일 양태는, Cu: 61.5∼64.5mass%, Pb: 0.6∼2.0mass%, Sn: 0.55∼1.0mass%, Sb: 0.02∼0.08mass%, Ni: 0.02∼0.10mass%를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피 불순물로 이루어지며, 이하의 식을 만족한다.
60.5≤[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]≤64.0
0.03≤[Sb]/[Sn]≤0.12
0.3≤[Ni]/[Sb]≤3.5One aspect of the brass alloy hot-rolled product is a copper alloy product comprising 61.5 to 64.5 mass% of Cu, 0.6 to 2.0 mass% of Pb, 0.5 to 1.0 mass% of Sn, 0.02 to 0.08 mass% of Sb and 0.02 to 0.10 mass% of Ni And the remainder is composed of Zn and inevitable impurities, and the following expression is satisfied.
60.5? [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni]? 64.0
0.03? [Sb] / [Sn]? 0.12
0.3? [Ni] / [Sb]? 3.5
Description
[0001][0001]
본 발명은, 내식성이 우수한 황동 합금 열간 가공품(황동 합금의 열간 가공품), 및 이 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a brass alloy hot work product (hot work product of a brass alloy) excellent in corrosion resistance, and a method of manufacturing the brass alloy hot work product.
본원은, 2016년 5월 25일에, 일본에 출원된 특원 2016-104136호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-104136 filed on May 25, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
[0002][0002]
상술한 황동 합금 열간 가공재(열간 압출봉 혹은 열간 단조품)로서는, 피삭성(절삭성) 혹은 단조성이 우수한 점에서, 주로 JIS H3250 C3604(쾌삭 황동), 혹은 C3771(단조용 황동)이 사용되고 있다.JIS H3250 C3604 (Free-cutting brass) or C3771 (Brass for forging) is mainly used as the above-mentioned brass alloy hot working material (hot extruded bar or hot forging) because of excellent machinability (cutting ability) or mono-composition.
그러나, 이들 황동 합금 재료는, 금속 조직이 α상과 β상으로 이루어지고, 내식성이 좋지 않은 β상이 많이 포함되기 때문에, 수전(水栓) 기기 등의 수돗물과 접촉하는 부식 환경하에서 사용되면, 탈아연 부식이 용이하게 발생하고, 시간의 경과에 따른 부식에 의하여 누수 등의 불량이 발생하게 된다.However, since these brass alloy materials contain a large amount of beta phase which is composed of alpha phase and beta phase and which is poor in corrosion resistance, these brass alloy materials are used under corrosive environments in which they come in contact with tap water such as faucets, Zinc corrosion occurs easily, and corrosion such as leakage occurs over time.
[0003][0003]
여기에서, 황동 합금 재료의 내탈아연 부식성을 향상시킬 목적으로, 면적 비율 5% 이상의 γ상을 석출시키는 경우가 있다. 특허문헌 1에는, β상 중에 Sn을 1.5mass% 이상 함유하는 내탈아연 황동 접합 부재가 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2에는, Cu: 61.0∼63.0mass%, Pb: 2.0∼4.5mass%, P: 0.05∼0.25mass%, Ni: 0.05∼0.30mass%, 잔부가 Zn이 된 구리기 합금으로 이루어지는 내탈아연 부식성을 개선한 재료가 제안되어 있다.Here, there is a case where a γ-phase of 5% or more in area ratio is precipitated for the purpose of improving the internal zinc corrosion resistance of the brass alloy material.
[0004][0004]
특허문헌 1에 개시된 합금은, 경질이고 부서지기 쉬운 γ상이 많이 포함되는 합금이고, 급격한 힘이 가해지는, 예를 들면 수전 기기에서의 워터 해머 현상 등에서는, 균열이 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 또, γ상은, β상보다 내탈아연 부식성이 우수하지만 α상보다 뒤떨어지기 때문에, 다량으로 존재하는 경우는 γ상에서 우선적으로 탈아연 부식이 발생하게 된다.The alloy disclosed in
한편, 특허문헌 2에 개시된 구리기 합금은, Sn이 포함되어 있지 않은 점에서, 실질적인 내탈아연 부식성이 뒤떨어지고, P를 많이 포함하는 경우는 주조 시에 균열을 발생시키는 등의 제조 상의 문제도 있다.On the other hand, the copper-based alloy disclosed in Patent Document 2 is inferior in substantial antireflective zinc corrosion resistance because it does not contain Sn, and if it contains a large amount of P, there is also a manufacturing problem such as cracking during casting .
[0006][0006]
본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 내탈아연 부식성 등의 내식성이 우수하고, 열간 가공성이 우수한 황동 합금 열간 가공품 및 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a brass alloy hot work product and a brass alloy hot work product excellent in corrosion resistance such as internal zinc corrosion and excellent in hot workability.
[0007][0007]
본 발명은, 이러한 발견에 근거하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 제1 양태인 황동 합금 열간 가공품은, Cu: 61.5mass% 이상 64.5mass% 이하, Pb: 0.6mass% 이상 2.0mass% 이하, Sn: 0.55mass% 이상 1.0mass% 이하, Sb: 0.02mass% 이상 0.08mass% 이하, Ni: 0.02mass% 이상 0.10mass% 이하를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피 불순물로 이루어지며, Cu의 함유량을 [Cu]mass%, Pb의 함유량을 [Pb]mass%, Sn의 함유량을 [Sn]mass%, Sb의 함유량을 [Sb]mass%, Ni의 함유량을 [Ni]mass%로 한 경우에,The first aspect of the present invention is a brass alloy hot-work product, which comprises 61.5 mass% or more and 64.5 mass% or less of Cu, 0.6 mass% or more and 2.0 mass% or less of Pb, 0.55 , Cu: 0.02 to 0.08 mass%, Ni: 0.02 to 0.10 mass%, the balance being Zn and inevitable impurities, Cu content being [Cu] the mass% of Sn, the mass% of Sb, the mass% of Sn, and the mass percentage of Ni, respectively, of the mass%, Pb,
60.5≤[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]≤64.0,60.5? [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni]? 64.0,
0.03≤[Sb]/[Sn]≤0.12,0.03? [Sb] / [Sn]? 0.12,
0.3≤[Ni]/[Sb]≤3.5를 만족하는 것을 특징으로 한다.0.3? [Ni] / [Sb]? 3.5.
[0008][0008]
본 발명의 제2 양태인 황동 합금 열간 가공품은, Cu: 62.0mass% 이상 64.0mass% 이하, Pb: 0.7mass% 이상 2.0mass% 이하, Sn: 0.60mass% 이상 0.95mass% 이하, Sb: 0.03mass% 이상 0.07mass% 이하, Ni: 0.025mass% 이상 0.095mass% 이하를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피 불순물로 이루어지며, Cu의 함유량을 [Cu]mass%, Pb의 함유량을 [Pb]mass%, Sn의 함유량을 [Sn]mass%, Sb의 함유량을 [Sb]mass%, Ni의 함유량을 [Ni]mass%로 한 경우에,The second aspect of the present invention is a brass alloy hot-work product, which comprises 62.0 to 64.0% by mass of Cu, 0.7 to 2.0% by mass of Pb, 0.70 to 0.95% by mass of Sn, By mass or more and 0.08% by mass or more and 0.025% by mass or less, and the remainder being Zn and inevitable impurities, the content of Cu being [Cu] mass%, the content of Pb being [Pb] , The content of Sn is [Sn] mass%, the content of Sb is [mass%] and the content of Ni is [Ni] mass%
60.7≤[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]≤63.6,60.7? [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni]? 63.6,
0.035≤[Sb]/[Sn]≤0.10,0.035? [Sb] / [Sn]? 0.10,
0.4≤[Ni]/[Sb]≤3.5를 만족하는 것을 특징으로 한다.0.4? [Ni] / [Sb]? 3.5.
[0009][0009]
본 발명의 제3 양태인 황동 합금 열간 가공품은, 상술한 황동 합금 열간 가공품에 있어서, 금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, β상의 면적률과 γ상의 면적률의 합계의 면적률이 0% 이상 5% 이하인 것을 특징으로 한다.The brass alloy hot work product of the third aspect of the present invention is characterized in that in the above-mentioned brass alloy hot work product, the metal structure is an a-phase matrix and contains Pb particles, and the area ratio of the sum of the area ratio of? Is not less than 0% and not more than 5%.
[0010][0010]
본 발명의 제4 양태인 황동 합금 열간 가공품은, 상술한 황동 합금 열간 가공품에 있어서, 금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가 100μm 이하인 것을 특징으로 한다.The brass alloy hot work product of the fourth aspect of the present invention is a brass alloy hot work product wherein the metal structure is an a-phase matrix and contains Pb particles and the length of each long side of the? Phase or? Phase is 100 占 퐉 or less .
[0011][0011]
본 발명의 제5 양태인 황동 합금 열간 가공품은, 상술한 황동 합금 열간 가공품에 있어서, 금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, Pb 입자의 평균 입경이 0.2μm 이상, 3μm 이하인 것을 특징으로 한다.The brass alloy hot work product of the fifth aspect of the present invention is characterized in that in the above-mentioned brass alloy hot work product, the metal structure is an a-phase matrix and contains Pb particles, and the average particle size of Pb particles is 0.2 탆 or more and 3 탆 or less .
[0012][0012]
본 발명의 제6 양태인 황동 합금 열간 가공품은, 상술한 황동 합금 열간 가공품에 있어서, 금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, Pb 입자의 분포가 0.002개/100μm2이상, 0.06개/100μm2이하인 것을 특징으로 한다.In a sixth aspect of brass alloy brass alloy hot foods hot-processed products is described in the present invention and having a metal structure α-phase matrix, comprising a Pb particles, the distribution of Pb particle 0.002 pieces / 100μm 2 or more, 0.06 Dog / 100 μm 2 or less.
[0013][0013]
본 발명의 제7 양태인 황동 합금 열간 가공품은, 상술한 황동 합금 열간 가공품에 있어서, 금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, Pb 입자의 평균 입경이 0.2μm 이상, 3μm 이하이고, 또한 Pb 입자의 분포가 0.002개/100μm2이상, 0.06개/100μm2이하인 것을 특징으로 한다.The brass alloy hot work product of the seventh aspect of the present invention is characterized in that in the above-mentioned brass alloy hot work product, the metal structure is an a-phase matrix and contains Pb particles, wherein the average particle size of the Pb particles is 0.2 탆 or more, And the distribution of the Pb particles is 0.002 / 100 μm 2 or more and 0.06 / 100 μm 2 or less.
[0014][0014]
본 발명의 제8 양태인 황동 합금 열간 가공품은, 상술한 황동 합금 열간 가공품으로서, 수도용 기구로서 사용되는 것을 특징으로 한다.The brass alloy hot work product of the eighth aspect of the present invention is the brass alloy hot work product described above and is characterized by being used as a water service tool.
[0015][0015]
본 발명의 제9 양태인 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법은, 상술한 황동 합금 열간 가공품을 제조하는 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법으로서, 670℃ 이상 820℃ 이하의 온도에서 열간 가공하고, 620℃에서 450℃까지의 온도 영역을, 200℃/분 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 것을 특징으로 한다.A ninth aspect of the present invention is a method for producing a brass alloy hot work product for producing the above-mentioned brass alloy hot work product, which comprises hot working at a temperature of 670 캜 to 820 캜, And the temperature range up to 450 占 폚 is cooled at an average cooling rate of 200 占 폚 / min or less.
[0016][0016]
본 발명의 제10 양태인 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법은, 상술한 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법에 있어서, 상기 열간 가공 후에, 470℃ 이상 560℃ 이하의 온도로, 1분 이상 8시간 이하로 유지하는 열처리를 행하는 것을 특징으로 한다.A tenth aspect of the present invention is a method for producing a brass alloy hot-worked article, characterized in that, in the above-described method for producing a brass alloy hot work product, after the hot working, a temperature of 470 DEG C to 560 DEG C for 1 minute to 8 hours And a heat treatment for maintaining the heat treatment is performed.
[0017][0017]
본 발명의 양태에 의하면, 내탈아연 부식성 등의 내식성이 우수하고, 열간 가공성이 우수한 황동 합금 열간 가공품 및 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the aspect of the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a brass alloy hot work product and a brass alloy hot work product excellent in corrosion resistance such as internal zinc corrosion and excellent in hot workability.
[0018]
도 1은 실시예에 있어서의 열간 압출재의 금속 조직 관찰 위치를 나타내는 설명도이다.
도 2는 실시예에 있어서의 열간 단조재의 금속 조직 관찰 위치를 나타내는 설명도이다.[0018]
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an explanatory view showing a metal structure observation position of the hot extruded material in the examples. Fig.
Fig. 2 is an explanatory view showing a metal structure observation position of the hot forging material in the embodiment. Fig.
[0019][0019]
이하에, 본 발명의 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품 및 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a brass alloy hot work product and a brass alloy hot work product according to an embodiment of the present invention will be described.
본 실시형태인 황동 합금 열간 가공품은, 급수전 금구(金具), 이음매, 밸브 등의 수도용 기구로서 이용되는 것이다. 또, 본 실시형태인 황동 합금 열간 가공품은, 황동 합금 열간 압출봉 또는 황동 합금 열간 단조품이다.The brass alloy hot work product of the present embodiment is used as a water supply mechanism such as a water supply power fitting, a joint, and a valve. The brass alloy hot working product of the present embodiment is a brass alloy hot extruded rod or a brass alloy hot forging product.
[0020][0020]
여기에서, 본 명세서에서는, [Zn]과 같이 괄호가 붙은 원소 기호는 당해 원소의 함유량(mass%)을 나타내는 것으로 한다.Here, in this specification, an element symbol enclosed in parentheses, such as [Zn], represents the content (mass%) of the element.
그리고, 본 실시형태에서는, 이 함유량의 표시 방법을 이용하여, 이하와 같이, 복수의 조성 관계식을 규정하고 있다.In the present embodiment, a plurality of compositional relationship expressions are defined as follows using the display method of the content.
조성 관계식 f1=[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]The compositional relationship f1 = [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni]
조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn]Composition relation f2 = [Sb] / [Sn]
조성 관계식 f3=[Ni]/[Sb]Composition relation f3 = [Ni] / [Sb]
[0021][0021]
본 발명의 제1 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품은, Cu: 61.5mass% 이상 64.5mass% 이하, Pb: 0.6mass% 이상 2.0mass% 이하, Sn: 0.55mass% 이상 1.0mass% 이하, Sb: 0.02mass% 이상 0.08mass% 이하, Ni: 0.02mass% 이상 0.10mass% 이하를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피 불순물로 이루어지며, 조성 관계식 f1이 60.5≤f1≤64.0의 범위 내, 조성 관계식 f2가 0.03≤f2≤0.12의 범위 내, 조성 관계식 f3이 0.3≤f3≤3.5의 범위 내로 되어 있다.The brass alloy hot work product according to the first embodiment of the present invention is a brass alloy hot work product comprising 61.5 to 64.5 mass% of Cu, 0.6 to 2.0 mass% of Pb, 0.5 to less than 1.0 mass% of Sn, 0.02 to 0.08% by mass, Ni: 0.02 to 0.10% by mass, and the balance of Zn and inevitable impurities, wherein the compositional relationship f1 is in the range of 60.5? F1? 64.0, 0.03? F2? 0.12, and the compositional relationship f3 is within a range of 0.3? F3? 3.5.
[0022][0022]
본 발명의 제2 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품은, Cu: 62.0mass% 이상 64.0mass% 이하, Pb: 0.7mass% 이상 2.0mass% 이하, Sn: 0.60mass% 이상 0.95mass% 이하, Sb: 0.03mass% 이상 0.07mass% 이하, Ni: 0.025mass% 이상 0.095mass% 이하를 포함하고, 잔부가 Zn 및 불가피 불순물로 이루어지며, 조성 관계식 f1이 60.7≤f1≤63.6의 범위 내, 조성 관계식 f2가 0.035≤f2≤0.10의 범위 내, 조성 관계식 f3이 0.4≤f3≤3.5의 범위 내로 되어 있다.The brass alloy hot work product according to the second embodiment of the present invention is a brass alloy hot work product comprising 62.0 to 64.0 mass% of Cu, 0.7 to 2.0 mass% of Pb, 0.60 to 0.95 mass% of Sn, 0.03 to 0.07% by mass, Ni: 0.025 to 0.095% by mass, and the balance of Zn and inevitable impurities, wherein the compositional relationship f1 is in the range of 60.7? F1? 63.6, The compositional relationship formula f3 is in the range of 0.4? F3? 3.5 in the range of 0.035? F2?
[0023][0023]
그리고, 상술한 본 발명의 제1, 2 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품에 있어서는, 금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, β상의 면적률과 γ상의 면적률의 합계의 면적률이 0% 이상 5% 이하로 되어 있다.In the above-mentioned brass alloy hot work products according to the first and second embodiments of the present invention, the metal structure is an a-phase matrix and includes Pb particles, and the area ratio of the total area ratio of the? Is not less than 0% and not more than 5%.
또, β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가 100μm 이하로 되어 있다.The length of each of the long sides of the? Phase or? Phase is 100 占 퐉 or less.
[0024][0024]
이하에, 성분 조성, 조성 관계식 f1, f2, f3, 금속 조직을, 상술한 바와 같이 규정한 이유에 대하여 설명한다.Hereinafter, the reason why the component composition, compositional relations f1, f2, f3, and metal structure are defined as described above will be described.
[0025][0025]
(Cu)(Cu)
Cu는, 본 발명 합금을 구성하는 주요 원소이고, Sn, Pb, Zn과의 관계에 크게 영향을 받지만, 본 발명 합금의 열간 가공재인, 열간 압출재, 및 열간 단조품에 있어서, 우수한 내식성, 내탈아연 부식성을 갖기 위하여, Cu는 61.5mass% 이상 필요하고, 바람직하게는 62.0mass% 이상이다. 한편, Cu의 함유량이 64.5mass%를 초과하면, 열간에서의 가공 시, 즉, 열간 압출 및 열간 단조 시의 변형 저항을 낮추는 β상 등이 차지하는 비율이 낮아진다. 이로 인하여, 열간에서의 변형 저항이 커지고, 적절한 열간 가공을 하기 위한 열간 가공 온도가 높아진다. 또 열간 가공성인 열간 압출성, 열간 단조성이 악화될뿐만 아니라, 절삭성도 악화되고, 강도도 낮아지며, 내식성도 포화한다. 이로 인하여, Cu의 함유량의 상한은 64.5mass% 이하이고, 바람직하게는 64.0mass% 이하이다.Cu is a main element constituting the alloy of the present invention and is greatly influenced by the relationship with Sn, Pb and Zn. However, in the hot extruded material and hot forging, which are hot working materials of the alloy of the present invention, excellent corrosion resistance, , Cu is required to be at least 61.5 mass%, and preferably at least 62.0 mass%. On the other hand, when the content of Cu exceeds 64.5 mass%, the ratio of the? Phase or the like which lowers the deformation resistance during hot working, that is, hot extrusion and hot forging, becomes low. As a result, the deformation resistance in the hot state becomes large, and the hot working temperature for proper hot working becomes high. In addition, not only the hot extrudability and the hot hardness which are hot working are deteriorated but also the cutting ability is deteriorated, the strength is lowered, and the corrosion resistance is also saturated. Due to this, the upper limit of the content of Cu is 64.5% by mass or less, preferably 64.0% by mass or less.
[0026][0026]
(Pb)(Pb)
Pb는, 절삭성(피삭성)을 향상시키기 위하여 함유된다. 그러기 위해서는, Pb는 0.6mass% 이상 필요하다. 바람직하게는 0.7mass% 이상이고, 특히 절삭성이 요구되는 경우에는 1.0mass% 이상이다. Pb의 함유량이 많아짐에 따라 절삭성이 향상된다. 한편, Pb가 2.0mass%를 초과하여 함유되면, 물에 대한 용출량이 많아지고, 환경 부하가 커질 우려가 있기 때문에, Pb의 함유량의 상한은 2.0mass% 이하로 한다.Pb is contained in order to improve machinability (machinability). For this purpose, Pb is required to be 0.6 mass% or more. Or more, preferably 0.7 mass% or more, and particularly 1.0 mass% or more when cutting property is required. As the content of Pb increases, machinability is improved. On the other hand, when Pb is contained in an amount exceeding 2.0 mass%, the elution amount with respect to water increases, and the environmental load may increase. Therefore, the upper limit of the content of Pb is 2.0 mass% or less.
또한, Pb는, 구리 합금의 모상(母相) 중에 대부분 고용(固溶)되지 않기 때문에, Pb 입자로서 존재하게 된다. Pb 입자의 크기 및 분포는, 절삭성(피삭성)에 크게 영향을 주고, 또 Pb의 용출량에도 영향을 준다. 절삭성(피삭성)의 향상을 위해서는, Pb 입자의 크기가 작고, 균일 또한 고밀도로 분포하고 있는 것이 요망된다. 한편, Pb의 용출량에 관해서는, 접촉하는 수돗물 등의 수용액과 접촉하는 Pb 입자의 면적이 많을수록, 용출량이 많아지기 때문에, 절삭성(피삭성)과 상반되는 Pb 입자의 크기 및 분포가 된다. 따라서, 본 발명 합금에 필요한 절삭성(피삭성)과 용출량이 문제가 되지 않도록 밸런스를 맞추기 위해서는, Pb 입자의 크기와 분포의 각각에 적절한 범위가 있다. 절삭성(피삭성)을 위해서는 Pb 입자의 평균 입자경은 0.2μm 이상, 3μm 이하인 것이 필요하다. Pb 입자의 평균 입자경이 3μm를 초과하면, 절삭 시에 Pb 입자가 절삭면에 신장되지만, 그 Pb의 면적이 증대한다. 이로 인하여, 결과적으로 수돗물과 접촉하는 Pb의 면적이 커지고 Pb의 용출량이 증가한다. 평균 입자경이 0.2μm 미만에서는, 입자가 작고, 절삭성의 향상을 위한 칩 브레이커로서의 역할을 하지 않게 된다.Pb is present as Pb particles since most of the Pb is not solid-dissolved in the mother phase of the copper alloy. The size and distribution of the Pb particles greatly affect the machinability (machinability) and also affect the elution amount of Pb. In order to improve the machinability (machinability), it is desired that the Pb particles are small in size and uniformly distributed at a high density. On the other hand, with respect to the elution amount of Pb, the larger the area of the Pb particles in contact with the aqueous solution such as tap water or the like to be contacted, the larger the amount of elution becomes, so that the size and distribution of the Pb particles are opposite to the machinability (machinability). Therefore, in order to balance the machinability (machinability) and the elution amount required for the alloy of the present invention, there is a suitable range for each of the size and distribution of the Pb particles. For machinability (machinability), the average particle size of the Pb particles is required to be not less than 0.2 탆 and not more than 3 탆. When the average particle size of the Pb particles exceeds 3 탆, the Pb particles are stretched on the cutting face at the time of cutting, but the area of the Pb is increased. As a result, the area of Pb in contact with tap water becomes larger and the amount of Pb leached increases. When the average particle diameter is less than 0.2 mu m, the particles are small and do not serve as a chip breaker for improving cutting performance.
Pb 입자의 분포는, 단면적 100μm2당 Pb 입자의 존재 개수(밀도)로 나타낸다. Pb 입자의 분포(밀도)가 0.002개/100μm2이상, 0.06개/100μm2이하이면, 절삭성(피삭성)에 기여한다. Pb 입자의 분포가 0.002개/100μm2미만에서는, Pb 입자의 존재가 적고, 칩 브레이커로서의 역할을 하지 않아, 피삭성 지수가 낮아져 버린다 (75% 미만).Distribution of Pb particle indicates the presence the number (density) of the particles per cross-sectional area Pb 100μm 2. If the distribution (density) of Pb particles is 0.002 / 100 μm 2 or more and 0.06 / 100 μm 2 or less, it contributes to cutting performance (machinability). If the distribution of the Pb particles is less than 0.002 / 100 mu m < 2 & gt ;, the presence of the Pb particles is small and does not serve as a chip breaker and the machinability index is lowered (less than 75%).
또, Pb 입자의 분포는, 절삭성(피삭성)의 관점에서 보면, 많은 편이 유리하지만, Pb의 용출의 관점에서는 적은 편이 좋다. Pb 입자는 절삭 시에 절삭공구와 접촉한 경우, 그 때에 발생한 열에 의하여 일부 용해하는 등, 절삭공구가 움직이는 방향으로 신장됨으로써, 실질적으로 절삭 표면에 광범위하게 존재하게 된다. 따라서, Pb 입자의 분포가 많으면, 필연적으로 절삭 후의 표면에 존재하는 Pb는 많아지고, Pb의 용출량이 필연적으로 커진다. JIS S3200-7(수도용 기구-침출 성능 시험 방법)에 의하여 Pb의 침출량(용출량)을 측정하면, 용량 보정을 행해도 0.007mg/L를 충분히 초과하는 것은, Pb 입자의 평균 입경이 3μm를 초과하고, 또 입자의 분포가 0.06개/100μm2를 초과하는 경우이다. 또한, 납 침출량(용출량)의 0.007mg/L는, 후생노동성령 제15호에 기재된 말단 급수전에 있어서의 침출액에 관한 기준의 상한(주요한 부재를 구리 합금을 이용한 경우)이고, 이 기준을 초과하는 재료는, 말단 급수전으로서 이용할 수 없게 된다.The distribution of the Pb particles is advantageous in terms of machinability (machinability), but is preferably smaller in view of the elution of Pb. Pb particles are substantially dissolved on the cutting surface due to elongation in the direction in which the cutting tool is moved, for example, when the cutting tool is brought into contact with the cutting tool and partially dissolved by the heat generated at that time. Therefore, if the distribution of the Pb particles is large, Pb present on the surface after cutting necessarily increases, and the amount of Pb elution necessarily becomes large. When the leaching amount (elution amount) of Pb is measured by JIS S3200-7 (the apparatus for leaching performance test), even when the capacity is corrected, the average particle diameter of the Pb particles exceeds 3 μm And the distribution of the particles exceeds 0.06 / 100 μm 2 . In addition, 0.007 mg / L of lead leaching amount (leaching amount) is the upper limit of the reference value of leaching solution in the terminal water supply described in No. 15 of the Ministry of Health, Labor and Welfare, the main component being copper alloy, Is not available as a terminal water supply.
따라서, Pb 입자의 분포(밀도)의 상한으로서는, 용출량(침출량)에 문제가 발생하지 않는 0.06개/100μm2이하로 한다.Therefore, the upper limit of the distribution (density) of the Pb particles is set to 0.06 / 100 μm 2 or less which does not cause problems in the amount of elution (amount of leaching).
이상의 점에서, Pb 입자의 평균 입자경은 0.2∼3μm이고, 분포에 대해서는 0.002∼0.06개/100μm2가 된다.In view of the above, the average particle size of the Pb particles is 0.2 to 3占 퐉, and the distribution is 0.002 to 0.06 / 100 占 퐉 2 .
[0027][0027]
(Sn)(Sn)
Sn은, Cu, Zn과의 관계에 크게 영향을 받지만, 구리 합금에 있어서 가혹한 수질에서의 내식성, 특히 내탈아연 부식성을 향상시킨다. 또한, Sn은, 열간 가공 즉, 열간 압출 시, 및 열간 단조 시의 열간에서의 변형 저항을 낮게 한다. 이를 달성하기 위해서는, Sn은, 0.55mass% 이상 필요하고, 바람직하게는 0.60mass% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.65mass% 이상이다. 한편, Sn이 1.0mass%를 초과하여 함유되면, γ상, 혹은 β상이 차지하는 비율이 커져, 오히려 내식성이 문제가 된다. 이로 인하여, Sn의 함유량의 상한은, 1.0mass% 이하이고, 바람직하게는 0.95mass% 이하이다.Sn is greatly influenced by the relationship with Cu and Zn, but improves the corrosion resistance, particularly the internal zinc corrosion resistance, in a severe water quality in the copper alloy. Sn also lowers deformation resistance in hot working, that is, hot extrusion, and hot in hot forging. In order to achieve this, Sn is required to be 0.55 mass% or more, preferably 0.60 mass% or more, and more preferably 0.65 mass% or more. On the other hand, when Sn is contained in an amount exceeding 1.0 mass%, the ratio of the? -Phase or the? -Phase becomes large, and the corrosion resistance becomes rather problematic. As a result, the upper limit of the content of Sn is 1.0 mass% or less, preferably 0.95 mass% or less.
[0028][0028]
(Sb)(Sb)
Sb는, 구리 합금에 있어서 가혹한 수질에서의 내식성, 특히 내탈아연 부식성을 향상시키는 작용이 있고, Sn 및 Ni의 공첨가하에, 보다 더 그 효과를 발휘한다. 우수한 내식성을 발휘하기 위해서는, Sb는 0.02mass% 이상 필요하고, 바람직하게는 0.03mass% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.035mass% 이상이다. 한편, Sb는 0.08mass%를 초과하여 함유해도, 그 효과는 포화할뿐만 아니라, 열간에서의 가공성에 악영향을 미치고, 냉간에서의 가공성도 악화된다. 이로 인하여, Sb의 함유량의 상한은, 0.08mass% 이하이고, 바람직하게는 0.07mass% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.065mass% 이하이다.Sb has an effect of improving the corrosion resistance in severe water quality, particularly the internal zinc corrosion resistance, in the copper alloy, and further exerts its effect under the co-addition of Sn and Ni. In order to exhibit excellent corrosion resistance, Sb is required to be not less than 0.02 mass%, preferably not less than 0.03 mass%, and more preferably not less than 0.035 mass%. On the other hand, even if Sb is contained in an amount exceeding 0.08 mass%, the effect not only saturates but also adversely affects the workability in hot and deteriorates the workability in cold. Therefore, the upper limit of the content of Sb is 0.08 mass% or less, preferably 0.07 mass% or less, and more preferably 0.065 mass% or less.
[0029][0029]
(Ni)(Ni)
Ni는, Sn, Sb와의 공첨가하에, 구리 합금에 있어서 가혹한 수질에서의 내식성, 내탈아연 부식성을 향상시키고, 특히 Sb의 효과를 최대한으로 발휘시키는 작용이 있다. 우수한 내식성을 발휘하기 위해서는, Ni는 0.02mass% 이상 필요하고, 바람직하게는 0.025mass% 이상이다. 한편, Ni를 0.10mass%를 초과하여 함유하면, 가혹한 수질하에서 Ni의 용출량이 증가할 우려가 있다. 이로 인하여, Ni의 함유량의 상한은 0.10mass% 이하이고, 바람직하게는 0.095mass% 이하이다.Ni has an action of enhancing the corrosion resistance and the internal zinc corrosion resistance in the severe water quality and particularly the effect of Sb in the copper alloy under the coexistence with Sn and Sb. In order to exhibit excellent corrosion resistance, Ni is required to be not less than 0.02 mass%, preferably not less than 0.025 mass%. On the other hand, when Ni is contained in an amount exceeding 0.10% by mass, there is a fear that the elution amount of Ni is increased under severe water quality. Therefore, the upper limit of the content of Ni is 0.10% by mass or less, preferably 0.095% by mass or less.
[0030][0030]
(불가피 불순물)(Inevitable impurities)
Pb를 함유한 구리 합금은, 재활용, 비용의 점에서 절삭 부스러기나 폐기 제품이 주요 원료로서 사용된다. 절삭 부스러기에는, 예를 들면 공구 마모 등에 의하여 Fe 등의 수종(數種)의 원소가 혼입된다. 폐기 제품에는, Cr 등의 도금이 실시되어 있는 경우가 있다. 그들이 원료로서 사용되기 때문에, 불가피 불순물은, 다른 구리 합금보다 많이 혼입된다. 예를 들면, 불순물로서 취급되는 Fe의 양에 관해서는, JIS H 3250으로 규정되는 약 3mass%의 Pb를 함유하는 구리 합금(C3604), 약 4mass%의 Pb를 함유하는 구리 합금(C3605)에서는, 0.5mass%까지 허용되고 있다.Pb-containing copper alloys are used as main raw materials in terms of recycling and cost in terms of cutting debris and waste products. Several kinds of elements such as Fe are mixed with the cutting debris by, for example, tool abrasion or the like. The waste product may be plated with Cr or the like. Since they are used as raw materials, inevitable impurities are incorporated more than other copper alloys. For example, regarding the amount of Fe treated as impurities, in the copper alloy (C3604) containing about 3 mass% of Pb and the copper alloy (C3605) containing about 4 mass% of Pb, which are defined by JIS H 3250, 0.5% by mass is allowed.
따라서, 본 발명 합금에 있어서는, 특성에 중대한 영향을 미치지 않는 것을 전제로, Fe, Cr, Mn, Al 등의 불가피 불순물은, 합계로 1.0mass%까지 허용된다.Therefore, in the alloy of the present invention, inevitable impurities such as Fe, Cr, Mn, and Al are allowed up to 1.0 mass% in total, on the premise that the properties do not significantly affect the properties.
P는 Sb와 마찬가지로 구리 합금의 내식성을 향상시키는 작용이 있다. 그러나, 소량이라도 P가 혼입되면, 주괴 작성 시에 표면 혹은 내부에 균열이 발생하기 쉽고, 또 열간 가공 중에 재료 표면에 균열이 발생하기 쉬워진다. Cu, Pb, Sn, Ni의 함유량에 따라서도 다르지만, 예를 들면 P의 함유량이 0.02mass%를 초과하면, 주괴 작성 시의 문제나 열간 가공 시의 문제가 발생하기 때문에, P가 혼입되었다고 하더라도 그 상한값을 0.02mass% 이하로 하는 것이 바람직하다.P, like Sb, acts to improve the corrosion resistance of the copper alloy. However, if P is mixed even in a small amount, cracks tend to be generated on the surface or inside of the ingot at the time of ingot formation, and cracks easily occur on the surface of the material during hot working. However, if the content of P is more than 0.02 mass%, for example, problems occur in forming the ingot and problems in hot working. Therefore, even if P is incorporated, The upper limit value is preferably 0.02 mass% or less.
[0031][0031]
(조성 관계식 f1)(Compositional relation f1)
우수한 내식성을 발휘하기 위해서는, 또 양호한 열간 가공성을 확보하기 위해서는, Cu, Sn, Ni 등의 각 원소의 함유량의 범위를 규정하는 것만으로는 불충분하다. Cu의 함유량을 [Cu]mass%, Pb의 함유량을 [Pb]mass%, Sn의 함유량을 [Sn]mass%, Sb의 함유량을 [Sb]mass% 및 Ni의 함유량을 [Ni]mass%로 하면, 조성 관계식 f1=[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]의 값이 60.5 미만이면, 양호한 내식성이 얻어지지 않는다. 또한 열간 가공(열간 압출, 열간 단조) 후의 공정에서, 열처리를 실시해도 우수한 내식성을 발휘할 수 없다.In order to exhibit excellent corrosion resistance and to ensure good hot workability, it is not sufficient to specify the content range of each element such as Cu, Sn, and Ni. The Cu content is set to [Cu] mass%, the Pb content to [Pb] mass%, the Sn content to the [Sn] mass%, the Sb content to the [Sb] mass% and the Ni content to the [Ni] When the value of the compositional relationship f1 = [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni] is less than 60.5, good corrosion resistance can not be obtained. Further, in the step after hot working (hot extrusion, hot forging), excellent corrosion resistance can not be exerted even when heat treatment is carried out.
따라서, 조성 관계식 f1의 하한은, 60.5 이상이고, 바람직하게는 60.7 이상, 보다 바람직하게는 61.0 이상이다.Therefore, the lower limit of the compositional relationship formula f1 is 60.5 or more, preferably 60.7 or more, and more preferably 61.0 or more.
한편, 조성 관계식 f1=[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]의 값이 64.0을 초과하면, 열간에서의 변형 저항이 높아지고, 또 열간에서의 변형능이 악화되며, 양호한 열간 가공성, 즉, 열간 압출성, 열간 단조성을 확보할 수 없다. 예를 들면, 열간 가공 온도나 설비 능력에 따라서도 다르지만, 양호한 열간 가공성이란, 열간 압출에 대해서는, 압출봉의 표면에 균열이 없고, 실용상 많이 사용되는 최소의 치수, φ12mm로 압출하는 것이 가능한지 여부이다. 열간 단조에 대해서는, 단조품의 표면에 균열이 발생하지 않고, 박육(薄肉) 단조까지 가능한지 여부이다.On the other hand, when the value of the compositional relationship f1 = [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni] exceeds 64.0, the deformation resistance in the hot state becomes higher, The heat resistance, and the hot workability, that is, the hot extrudability and the hot step composition can not be ensured. For example, good hot workability means that the hot extrusion does not have cracks on the surface of the extruded rod, and that it is possible to extrude the extruded rod with a minimum dimension of 12 mm in practical use, though it depends on the hot working temperature and the facility capability . Regarding hot forging, whether the surface of the forged product does not cause cracking and whether thin forging is possible.
따라서, 조성 관계식 f1의 상한은, 64.0 이하이고, 바람직하게는 63.6 이하이며, 보다 바람직하게는 63.0 이하이다.Therefore, the upper limit of the compositional relationship formula f1 is 64.0 or less, preferably 63.6 or less, and more preferably 63.0 or less.
[0032][0032]
(조성 관계식 f2)(Compositional relationship f2)
단지, Sb, Sn이 소정량으로 함유되어 있는 것만으로는, 특히 우수한 내식성, 내탈아연 부식성은 얻어지지 않는다. Sn, Sb 두 원소는 모두, 600℃ 이상의 고온에서 안정적인 β상에, 매트릭스의 α상보다, 많이 고용된다. 혹은, Sn, Sb는, 475℃ 이하, 특히 450℃ 이하의 저온측에서 안정적인 γ상에, 매트릭스의 α상보다, 많이 고용된다. 매트릭스의 α상과, β상 및/또는 γ상과의 비율에 따라서도 다르지만, 본 발명 합금의 조성이면, β상 중에 고용되는 Sn, Sb의 양은, α상 중에 고용되는 Sn, Sb의 양보다, 대략 2∼7배 많다. 또 γ상 중에 고용되는 Sn, Sb의 양은, α상 중에 고용되는 양보다, 대략 7∼15배 많이 고용된다. 먼저, 매트릭스의 α상의 내식성을 우수한 것으로 하기 위해서는, Sb와 Sn의 존재비가 중요하고, Sb와 Sn이 상기 조성 범위인 것이 전제이다. 조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn]이, 0.03≤f2≤0.12일 때, Sn과 Sb의 공첨가의 효과가 더 현저한 것이 되고, α상의 내식성이 가장 향상된다. 바람직하게는, 조성 관계식 f2의 하한은 0.035 이상이고, 조성 관계식 f2의 상한은 0.10 이하이다.Only when Sb and Sn are contained in predetermined amounts, particularly excellent corrosion resistance and anti-slag corrosion resistance can not be obtained. Both the Sn and Sb elements are solved more than the α phase of the matrix at a stable β phase at a high temperature of 600 ° C. or higher. Alternatively, Sn and Sb are solved more than the α phase of the matrix at a stable γ phase at 475 ° C. or lower, particularly 450 ° C. or lower. The amount of Sn and Sb solved in the? Phase differs depending on the ratio of the? Phase of the matrix and the? Phase and / or the? Phase. , About two to seven times more. Further, the amount of Sn and Sb to be solved in the? -Phase is solved by about 7 to 15 times as much as that in the? -Phase. First, in order to make the α-phase of the matrix superior in corrosion resistance, the presence ratio of Sb and Sn is important, and Sb and Sn are in the above composition. When the compositional relationship f2 = [Sb] / [Sn] is 0.03? F2? 0.12, the effect of the co-addition of Sn and Sb becomes more significant and the corrosion resistance of the α phase is most improved. Preferably, the lower limit of the compositional relationship formula f2 is 0.035 or more, and the upper limit of the compositional relationship formula f2 is 0.10 or less.
[0033][0033]
Cu-Zn-Sn계 합금의 β상에 관해서는, 특히 내식성이 우수한 것으로 하는 것은 곤란하지만, 조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn]이, 0.03≤f2, 바람직하게는 0.035≤f2를 만족시켰을 때, β상의 내식성이 향상되고, 압출재 또는 단조품의 내식성이 향상된다. 본 발명 합금은, 고온에서 열간 변형 저항이 낮은 β상이 생성됨으로써, 열간 가공성을 높이는 것이지만, 온도의 저하에 따라 β상이 α상으로 상변화하고, 내식성이 높아진다. 그러나, β상으로부터 α상으로 상변화하는 결정립계, 상경계는, 내식성에 문제가 있다. 조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn]의 값이, 적어도 0.03 이상, 0.12 이하일 때, 결정립계, 상경계의 내식성이 높아진다.It is difficult to make the β phase of the Cu-Zn-Sn alloy particularly excellent in corrosion resistance, but the compositional relationship f2 = [Sb] / [Sn] satisfies 0.03 ≦ f2, preferably 0.035 ≦ f2 , The corrosion resistance of the β phase is improved and the corrosion resistance of the extruded material or the forgings is improved. The alloy of the present invention increases the hot workability by producing a? Phase having a low thermal deformation resistance at a high temperature. However, the? Phase is phase-changed to the? Phase and the corrosion resistance is increased as the temperature is lowered. However, there is a problem in the grain boundary system and the phase change system that the phase changes from the? Phase to? Phase. When the value of the compositional relationship f2 = [Sb] / [Sn] is at least 0.03 or more and 0.12 or less, the corrosion resistance of the grain boundary system and the marginal system increases.
475℃ 이하 혹은 450℃ 이하의 온도가 되면, β상이 α상으로 변화할 때, β상에 고용되는 Sn, Sb 농도가 더 높아짐으로써 γ상은 생성된다. 0.03≤f2≤0.12일 때, α상과 γ상의 결정립계, 상경계, 및 γ상 자체의 내식성이 더 향상된다.When the temperature is lower than or equal to 475 ° C or lower than or equal to 450 ° C, when the β phase changes to the α phase, the concentration of Sn and Sb solidified in the β phase becomes higher, and a γ phase is generated. When 0.03 &le; f2 &le; 0.12, the corrosion resistance of the alpha phase and the gamma phase grain boundary system, grain boundary phase and gamma phase itself is further improved.
고온의 변형능에 관하여, 조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn]이 0.12를 초과하면, Sn에 비하여, Sb의 양이 과잉되고, α상, 및 β상의 열간에서의 변형능이 저하되어, 열간 가공성을 악화시킨다.When the compositional relation f2 = [Sb] / [Sn] exceeds 0.12, the amount of Sb is excessively larger than that of Sn and the deformability in the heat of the? Phase and the? Phase is lowered, .
[0034][0034]
(조성 관계식 f3)(Compositional relation f3)
조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn]과 마찬가지로, Ni와 Sb의 관계도 중요하다. Ni의 존재에 따라, 매트릭스의 α상, γ상의 내식성에 대하여, Sb의 효과가 더 높아지고, β상의 내식성에 대해서도 높아진다. 특히, 고온에서 안정적인 β상으로부터, α상으로 변화할 때의 결정립계, 상경계, 및 저온측에서 β상으로부터 γ상과 α상으로 변화할 때의 상경계, 및 γ상의 내식성을 향상시킨다. 그들의 효과를 발휘하기 위해서는, 조성 관계식 f3=[Ni]/[Sb]의 값이 0.3 이상이고, 바람직하게는 0.4 이상이다. 상한은, 본 발명 합금의 Ni 조성 범위에서는 특별히 제약할 필요는 없지만, 상기 효과가 포화하는 것을 감안하여, 조성 관계식 f3=[Ni]/[Sb]의 값을 3.5 이하로 한다.Like the composition relation f2 = [Sb] / [Sn], the relationship between Ni and Sb is also important. Depending on the presence of Ni, the effect of Sb is higher with respect to the corrosion resistance of the alpha phase and the gamma phase of the matrix, and the corrosion resistance of the beta phase also increases. Particularly, it improves the grain boundary system when the state is changed from the stable? Phase to the? Phase at high temperature, the crystal system, and the phase system and? Phase corrosion resistance when the state changes from the? Phase to? Phase and the? Phase at the low temperature side. In order to exert their effect, the value of the compositional relationship f3 = [Ni] / [Sb] is 0.3 or more, and preferably 0.4 or more. The upper limit is not particularly limited in the Ni composition range of the alloy of the present invention, but the value of the compositional relationship f3 = [Ni] / [Sb] is set to 3.5 or less in consideration of saturation of the above effect.
[0035][0035]
(금속 조직)(Metal structure)
양호한 열간 가공성을 확보하기 위해서는, 열간 가공 온도에서, β상이 존재하는 것이 필수 요건이다. 고온의 가열 온도, 혹은 가공 온도에서 생성되는 β상은, 온도 저하와 함께 α상, 혹은 γ상으로 변화한다. 제조 프로세스에 따라서도 다르지만, 본 발명 합금의 조성이더라도, 내식성에 문제가 있는 β상이 잔류하고, γ상이 생성되는 경우가 있다. 상기 Sn, Sb, Ni를, 조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn], 및 조성 관계식 f3=[Ni]/[Sb]가 적절해지도록 함유시킴으로써, β상, γ상의 내식성을 향상시키고 있기 때문에, 일반적인 수질에서는 문제는 되지 않지만, 가혹한 환경하에서는 충분하다고 할 수 없다.In order to ensure good hot workability, it is essential that the? Phase exists at the hot working temperature. The? -Phase generated at the high-temperature heating temperature or the working temperature changes to? -Phase or? -Phase with the temperature drop. Although depending on the manufacturing process, the? -Phase with a problem of corrosion resistance remains even in the composition of the present invention alloy, and a? Phase is sometimes generated. Since the corrosion resistance of the β phase and the γ phase is improved by containing Sn, Sb and Ni in such a manner that the composition relation f2 = [Sb] / [Sn] and the compositional relation f3 = [Ni] / [ , It is not a problem in general water quality, but it can not be said to be sufficient under harsh environments.
[0036][0036]
즉, 금속 조직 중에 포함되는 β상과 γ상이 차지하는 비율의 합계가, 면적률에서 5%를 초과하고, 또한, 임의의 단면의 현미경 관찰에 있어서, β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가, 100μm를 초과하면, 가혹한 환경하에서의 내식성에 견딜 수 없다. β상 혹은 γ상의 내탈아연 부식성이, α상과 비교하여 낮기 때문에, 그들이 금속 조직 중에 존재한 경우, 우선적으로 탈아연 부식을 나타내는 경우가 있다. 즉, 장변의 길이가 100μm를 초과하면, 탈아연 부식 깊이가 100μm를 초과하는 경우가 있어, 내식성에 문제가 발생하게 된다. 따라서, 금속 조직 중에 포함되는 β상과 γ상이 차지하는 비율의 합계가, 면적률에서 0% 이상, 5% 이하이거나, 또는 β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가, 100μm 이하인 것이 필요하다. β상과 γ상이 차지하는 비율의 합계가, 면적률에서 0% 이상, 5% 이하인 경우, 바람직하게는, β상의 면적률이 0% 이상, 3% 이하이다. 보다 바람직하게는, 금속 조직 중에 포함되는 β상과 γ상이 차지하는 비율의 합계가, 면적률에서 5% 이하이고, 또한, β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가, 100μm 이하이다. 최선으로는, β상과 γ상이 차지하는 비율의 합계가, 면적률에서 0% 이상, 5% 이하이고, 또한, β상의 면적률이 0% 이상, 3% 이하이며, 또한, β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가, 100μm 이하이다.That is, the sum of the ratios of the? -Phase and the? -Phase contained in the metal structure exceeds 5% at the area ratio, and the length of each of the? -Phase or? -Phase in the? When it exceeds 100 탆, it can not withstand corrosion resistance under harsh environments. Since the internal-alkali corrosion resistance of the? phase or? phase is lower than that of the? phase, when they are present in the metal structure, they may preferentially exhibit dezinc corrosion. That is, when the length of the long side exceeds 100 袖 m, the dezinc corrosion depth may exceed 100 袖 m, which causes a problem in corrosion resistance. Therefore, it is necessary that the sum of the ratios of the? -Phase and the? -Phase contained in the metal structure is 0% or more and 5% or less in the area ratio or the length of each long side of the? Or? Phase is 100 占 퐉 or less. When the sum of the ratios of the β phase and the γ phase is 0% or more and 5% or less in terms of the area ratio, the β phase area ratio is preferably 0% or more and 3% or less. More preferably, the sum of the ratios of the? -Phase and the? -Phase contained in the metal structure is 5% or less of the area ratio and the length of each of the? -Phase or? -Phase is 100 占 퐉 or less. It is best that the sum of the ratios of the β phase and the γ phase is 0% or more and 5% or less in the area ratio and the area ratio of the β phase is 0% or more and 3% or less, The length of each long side is 100 μm or less.
[0037][0037]
또한, 가혹한 환경하의 내식성에서 문제가 되는 α상과 β상, 또는 α상과 γ상의 결정립계, 상경계에 대해서는, 고온 가열 시에 β상과 접하는 α상과의 상경계, 결정립계를 포함시키고, 상기 Sn, Sb, Ni를, 조성 관계식 f2=[Sb]/[Sn], 및 조성 관계식 f3=[Ni]/[Sb]이 적절해지도록 함유시킴으로써, 내식성을 향상시킬 수 있어, 충분히 대처할 수 있다.In addition, the grain boundary system and grain boundary system of α-phase and β-phase, α-phase and γ-phase, which are problematic in corrosion resistance under harsh environments, include a grain boundary system and a grain boundary system with α- Sb and Ni are contained in such a manner that the compositional relationship f2 = [Sb] / [Sn] and the compositional relationship f3 = [Ni] / [Sb] become appropriate, so that corrosion resistance can be improved and sufficient countermeasures can be achieved.
[0038][0038]
다음으로, 본 발명의 제1, 2 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a brass alloy hot work product according to the first and second embodiments of the present invention will be described.
먼저, 상술한 성분 조성으로 이루어진 주괴를 준비하고, 이 주괴에 대하여 열간 가공(열간 압출하고, 열간 단조)을 행한다. 또한, 본 실시형태에서는, 열간 가공 후에 열처리를 실시해도 된다.First, an ingot having the above-described composition is prepared and subjected to hot working (hot extrusion and hot forging) on the ingot. In the present embodiment, heat treatment may be performed after hot working.
[0039][0039]
(열간 가공)(Hot working)
이 열간 가공에 있어서는, 670℃ 이상 820℃ 이하의 온도에서 열간 압출 또는 열간 단조하고, 620℃에서 450℃의 온도 영역을, 2℃/분 이상 200℃/분 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 것이 바람직하다. 열간 가공한 재료는 최종적으로 100℃ 이하로 하고, 대부분은 실온까지 냉각된다.In this hot working, the hot extrusion or hot forging at a temperature of 670 ° C or higher and 820 ° C or lower and cooling the temperature region of 620 ° C to 450 ° C at an average cooling rate of 2 ° C / minute to 200 ° C / minute or less desirable. The material after the hot working is ultimately set to 100 ° C or less, and most of the material is cooled to room temperature.
열간 가공 온도(열간 압출 온도 및 열간 단조 온도)가 지나치게 높으면, 표면에 미세한 균열이 발생한다. 이로 인하여, 열간 가공 온도(열간 압출 온도 및 열간 단조 온도)는 820℃ 이하로 하고 있고, 바람직하게는 800℃ 이하이다.If the hot working temperature (hot extrusion temperature and hot forging temperature) is too high, fine cracks will occur on the surface. For this reason, the hot working temperature (hot extrusion temperature and hot forging temperature) is 820 DEG C or lower, preferably 800 DEG C or lower.
한편, 열간 가공 온도(열간 압출 온도 및 열간 단조 온도)가 지나치게 낮으면, 변형 저항이 높아진다. 가공 설비 능력에 따라서도 다르지만, 예를 들면 사이즈가 작은 가는 봉(직경 12mm 이하)을 제조할 때, 압출이 곤란해지거나, 압출되어도, 가공 중의 온도 저하에 의하여 압출되지 못한 부분이 발생하고, 주괴로부터 제품의 중량비인 수율이 악화되거나 할 우려가 있다. 또, 가공도가 높은 단조품에서는, 충분히 재료가 충전되지 않아 성형되지 못할 우려가 있다.On the other hand, if the hot working temperature (hot extrusion temperature and hot forging temperature) is too low, the deformation resistance becomes high. For example, when a thin rod (diameter of 12 mm or less) having a small size is produced, it is difficult to extrude or extruded, a portion that can not be extruded due to temperature drop occurs during processing, There is a possibility that the yield, which is the weight ratio of the product, is deteriorated. Further, in a forged product having a high degree of processing, there is a fear that the material can not be sufficiently charged and therefore can not be molded.
[0040][0040]
또, 열간 가공 후의 냉각 속도가 지나치게 빠르면, β상으로부터 α상으로의 상변화가 불충분해지고, 냉각 후의 β상률이 높아진다, 또한, 신장한 β상이 잔류하기 쉬워져, 가혹한 환경하에서의 내식성이 악화된다. 이로 인하여, 620℃에서 450℃의 온도 영역을 200℃/분 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하기로 하고 있고, 바람직하게는 100℃/분 이하이다. 냉각 속도의 하한은, 굳이 기재하면, 생산 효율을 생각하여 2℃/분 이상으로 한다.If the cooling rate after the hot working is excessively high, the phase change from the? Phase to the? Phase becomes insufficient, the? Phase rate after cooling becomes high, the elongated? Phase tends to remain, and the corrosion resistance in a harsh environment deteriorates. For this reason, the temperature range from 620 ° C to 450 ° C is to be cooled at an average cooling rate of 200 ° C / min or less, preferably 100 ° C / min or less. The lower limit of the cooling rate is set at 2 ° C / min or more in consideration of the production efficiency.
[0041][0041]
여기에서, 냉각 중에 β상에서 γ상 및 α상으로 변화하는 경우에 있어서도, β상이 신장한 경우는 γ상도 신장하기 쉬워지는 등, 가혹한 환경하에서는 내식성이 악화된다.Here, even when the phase changes into the? -Phase and the? -Phase during the cooling, when the? -Phase is elongated, the? -Phase also tends to elongate, so that the corrosion resistance is deteriorated under a harsh environment.
특히 열간 압출봉은, 주괴로부터의 압출에 의하여 얻어진다. 열간 압출봉의 금속 조직은, 압출 방향과 평행하게 나열되어, 신장하기 쉬운 상황에 있다.In particular, hot extruded bars are obtained by extrusion from ingot. The metal structure of the hot extruded rod is arranged in parallel with the extrusion direction, and is in a situation where it is easy to elongate.
한편, 열간 단조품은, 주괴로부터 압출에 의하여 얻어진 열간 압출재를 소재로 하여 열간 단조하여 얻어진다. 열간 단조에서는 제품의 형상에 따라, 금형 내에서 다양한 방향으로 재료가 소성 변형하여 흐르지만, 기본적으로 재료의 흐름을 따른 금속 조직이 된다. 열간 압출재를 가열하여 열간 단조하지만, 단조의 금형을 따른 형상으로 소성 변형하고, 가열된 열간 압출봉의 금속 조직이 파괴되기 때문에, 일반적으로는 소재인 열간 압출재보다 결정 입자가 커지는 경우는 거의 없다.On the other hand, a hot forging product is obtained by hot forging a hot extruded material obtained by extrusion from an ingot as a raw material. In hot forging, depending on the shape of the product, the material plastically deforms in various directions in the mold, but it basically becomes a metal structure along the flow of the material. Since the hot extruded material is heated and forged, but the metal structure of the heated hot extruded rod is destroyed, the crystal grains are hardly larger than the hot extruded material as a material in general.
Pb 입자는 상술한 바와 같이 구리 합금에는 대부분 고용되지 않기 때문에, 금속의 Pb 입자로서 존재하고, 결정립 내 및 결정립계에 관계없이, 존재한다. 따라서 열간 가공 중 혹은 후술하는 열처리 중에서, Pb의 융점인 327℃ 이상에 있는 경우, Pb는 액체 상태에 있다. 열간 가공의 온도, 금속 조직의 흐름 및 냉각 속도에 따라 Pb 입자의 크기(평균 결정 입경) 및 분포(존재 개수의 밀도)도 변화한다. 이것은 후술하는 열처리에서도 동일하다.Since the Pb particles are mostly not solved in the copper alloy as described above, they exist as Pb particles of the metal, and exist in the crystal grain and in the grain boundaries. Therefore, during the hot working or in the heat treatment described later, when the melting point of Pb is 327 占 폚 or higher, Pb is in a liquid state. The size (average crystal grain size) and distribution (density of the existing number) of the Pb particles vary with the temperature of the hot working, the flow of the metal structure and the cooling rate. This is the same in the heat treatment to be described later.
[0042][0042]
(열처리)(Heat treatment)
열간 가공 후에 열처리를 행하는 경우에는, 열처리 온도를 470℃ 이상 560℃ 이하로 하고, 열처리 온도에서의 유지 시간을 1분 이상 8시간 이하로 하는 것이 바람직하다.In the case of performing the heat treatment after the hot working, it is preferable that the heat treatment temperature is 470 DEG C or higher and 560 DEG C or lower, and the holding time at the heat treatment temperature is 1 minute or more and 8 hours or less.
보다 내식성을 높이기 위해서는, 열처리가 유효한 수단이다. 그러나, 열처리 온도가 560℃를 초과하면, β상의 감소(β상에서 α상으로의 상변화)에 관하여 효과가 없고, 오히려 β상이 증가하는 경우가 있으며, 내식성에 문제가 발생한다. 이로 인하여, 열처리 온도의 상한은 560℃ 이하이고, 바람직하게는 550℃ 이하이다. 한편, 열처리 온도가 470℃ 미만인 온도에서 열처리하면, β상은 감소하지만, γ상이 증가하고, 경우에 따라서는, 내식성이 악화되는 경우가 있다. 이로 인하여, 열처리 온도의 하한은 470℃ 이상이고, 바람직하게는 490℃ 이상이다.In order to enhance the corrosion resistance, heat treatment is effective. However, when the heat treatment temperature exceeds 560 DEG C, there is no effect on the reduction of the? Phase (phase change to? Phase), and the? Phase may be rather increased, resulting in corrosion resistance. Due to this, the upper limit of the heat treatment temperature is 560 캜 or lower, preferably 550 캜 or lower. On the other hand, when the heat treatment is performed at a temperature lower than 470 캜, the? Phase is decreased, but the? Phase is increased, and in some cases, the corrosion resistance is sometimes deteriorated. Due to this, the lower limit of the heat treatment temperature is 470 DEG C or higher, preferably 490 DEG C or higher.
[0043][0043]
또, 열처리 온도에서의 유지 시간이 1분보다 짧으면, 충분히 β상이 감소하지 않는다. 한편, 열처리 온도에서의 유지 시간이 8시간을 초과하면, β상 감소의 효과는 포화하고, 에너지 사용의 점에서 문제가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 열처리 온도에서의 유지 시간을 1분 이상 8시간 이하로 설정하고 있다.When the holding time at the heat treatment temperature is shorter than 1 minute, the? Phase does not decrease sufficiently. On the other hand, if the holding time at the heat treatment temperature exceeds 8 hours, the effect of the reduction of the? Phase saturates and there is a problem in energy use. Therefore, in the present embodiment, the holding time at the heat treatment temperature is set to 1 minute to 8 hours.
또한, 열간 단조는, 열간 압출재(단조 소재)에 대하여 실시되지만, 단조되는 봉재에 열처리를 실시해도 단조성에 큰 영향은 주지 않는다. 이것은 열간 단조 전에 단조 소재를 가열하기 위하여, 열처리의 이력도 클리어되기 때문이다. 단, 열처리를 하기 위해서는 비용이 드는 점에서, 일반적으로는, 열간 단조하는 황동 합금은, 압출한 상태(열처리를 실시하지 않음)의 재료가 이용되는 경우가 많다.The hot forging is performed on the hot extruded material (forging material), but even if the heat treatment is applied to the forged material, there is no significant influence on the mono-composition. This is because the history of the heat treatment is also cleared in order to heat the forging material before hot forging. However, in general, a brass alloy for hot forging is often used in a state of being extruded (not subjected to heat treatment) in view of the cost of heat treatment.
[0044][0044]
이상과 같은 제조 방법에 의하여, 제1, 2 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품이 제조된다.By the above-described manufacturing method, the brass alloy hot work products of the first and second embodiments are produced.
[0045][0045]
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1, 제2 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품에 있어서는, 내식성이 우수하고, 열간 가공성, 피삭성이 양호하다. 이들의 특성으로부터, 코스트 퍼포먼스가 우수한, 급수전 금구, 이음매, 밸브 등의 수도용 기구의 적합한 소재가 된다.As described above, in the brass alloy hot work products of the first and second embodiments of the present invention, corrosion resistance is excellent, hot workability and machinability are good. Due to these characteristics, it is a suitable material for a water supply apparatus such as a water supply pipe, a joint and a valve, which is excellent in cost performance.
[0046][0046]
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 그 발명의 기술적 요건을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and can be appropriately changed without departing from the technical requirements of the invention.
실시예Example
[0047][0047]
이하, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 확인 실험의 결과를 나타낸다. 또한, 이하의 실시예는, 본 발명의 효과를 설명하기 위한 것으로서, 실시예에 기재된 구성, 프로세스, 조건이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the results of verification tests conducted to confirm the effects of the present invention are shown. The following embodiments are for explaining the effects of the present invention, and the configurations, processes, and conditions described in the embodiments do not limit the technical scope of the present invention.
또, 이하, 평가 결과에 있어서, 부호 "◎"는 "우수함(excellent)"을 의미하고, 부호 "○"는 "양호(good)"를 의미한다. 부호 "△"는 "가능(fair)"을 의미하고, 부호 "×"는 "불량(poor)"을 의미하며, 부호 "××"는 "매우 좋지 않고, 불량(very poor)"을 의미한다.Hereinafter, in the evaluation results, the symbol " " means " excellent ", and the symbol " O " means " good ". The sign "? &Quot; means " fair ", the sign " x " means " poor ", and the sign " xx " .
[0048][0048]
상술한 본 발명의 제1, 제2 실시형태에 관한 황동 합금 열간 가공품 및 비교용 조성의 빌릿을 제작했다. 구리 합금의 조성을 표 1∼3에 나타낸다.A brass alloy hot work product and a billet of a comparative composition according to the first and second embodiments of the present invention were produced. The composition of the copper alloy is shown in Tables 1 to 3.
또한, 표 1에 나타내는 조성의 빌릿은, 상용의 용해로 및 주조기를 이용하여 제조된 것이다. 구체적으로는, 저주파 유도로에서 소정의 성분이 되도록 구리 합금 용탕(溶湯)을 용제(溶製)하고, 반연속 주조기에 의하여, 직경 240mm의 빌릿을 제조했다.The billets having the compositions shown in Table 1 were produced using a common melting furnace and a casting machine. Concretely, a billet having a diameter of 240 mm was produced by melting (melting) a copper alloy melt to be a predetermined component in a low frequency induction furnace, and by using a semi-continuous casting machine.
표 2 및 표 3에 나타내는 조성의 빌릿은, 실험실의 소규모인 용해 설비에 의하여 제조된 것이다. 구체적으로는, 소형의 고주파 용해로에서 소정의 성분이 되도록 구리 합금 용탕을 용제하고, 금형에 주입하여, 직경 100mm×길이 125mm의 빌릿을 제조했다.The billets of the compositions shown in Tables 2 and 3 were produced by a small scale dissolution facility in a laboratory. Specifically, a copper alloy melt was dissolved in a small high-frequency melting furnace so as to be a predetermined component, and the melt was injected into a mold to produce a billet having a diameter of 100 mm and a length of 125 mm.
[0049][0049]
[0050][0050]
[0051][0051]
[0052][0052]
(열간 압출재)(Hot extruded material)
표 1에 나타내는 조성의 빌릿을 직경 240mm×길이 750mm로 절단하고, 2750톤의 간접 압출기에 의하여, 직경 12mm로 압출했다. 또한, 압출 전에 유도 가열로에 의하여 빌릿을 가열하고, 표 4에 기재된 압출 온도로 했다.The billet having the composition shown in Table 1 was cut to have a diameter of 240 mm and a length of 750 mm and extruded to a diameter of 12 mm by an indirect extruder of 2750 tons. Further, the billet was heated by an induction heating furnace before extrusion, and the extrusion temperature was set as shown in Table 4.
압출 후의 봉재의 620℃에서 450℃의 온도 영역의 냉각 속도는 표 4에 나타내는 조건으로 했다. 또한, 빌릿 및 압출 후의 봉재의 온도는, 방사 온도계를 이용하여 측정했다.The cooling rate in the temperature range of 620 캜 to 450 캜 of the extruded bar material was determined under the conditions shown in Table 4. The temperature of the billet and the rod material after extrusion were measured using a radiation thermometer.
또, 열간 압출 공정 후의 압출품에 대하여, 표 4에 나타내는 조건으로 열처리를 실시했다.The extruded product after the hot extrusion process was subjected to heat treatment under the conditions shown in Table 4.
[0053][0053]
(열간 단조재)(Hot forging material)
표 1에 나타내는 조성의 빌릿을 직경 240mm×길이 750mm로 절단하고, 2750톤의 간접 압출기에 의하여, 직경 20mm로 압출했다. 또한, 압출 전에 유도 가열로에 의하여 빌릿을 가열하고, 표 5에 기재된 압출 온도로 했다. 압출 후의 봉재의 620℃에서 450℃의 온도 영역의 냉각 속도는 표 5에 나타내는 조건으로 했다. 또한, 봉재는 실온(20℃)까지 냉각했다.The billet having the composition shown in Table 1 was cut into 240 mm in diameter and 750 mm in length and extruded at a diameter of 20 mm by an indirect extruder of 2750 tons. The billet was heated by an induction heating furnace before extrusion, and the extrusion temperature was set as shown in Table 5. The cooling rate in the temperature range of 620 캜 to 450 캜 of the extruded bar material was determined under the conditions shown in Table 5. The rods were also cooled to room temperature (20 DEG C).
얻어진 열간 압출재를 직경 20mm×길이 30mm의 원주형으로 절단하여 샘플을 채취했다. 이 샘플을 표 5에 나타내는 온도까지 가열하고, 200톤의 프릭션 프레스로, 원주형의 샘플을 세워, 높이 30mm에서 12mm(가공율 60%)까지 자유 단조했다. 단조재의 620℃에서 450℃의 온도 영역의 냉각 속도는 표 5에 나타내는 조건으로 했다. 이 열간 단조품도 실온(20℃)까지 냉각했다.The obtained hot extruded material was cut into a cylindrical shape having a diameter of 20 mm and a length of 30 mm to collect a sample. The sample was heated to the temperature shown in Table 5, and a circumferential sample was placed with a friction press of 200 tons, and the sample was freely forged from a height of 30 mm to 12 mm (processing rate 60%). The cooling rate in the temperature range of 620 DEG C to 450 DEG C of the forging material was determined under the conditions shown in Table 5. This hot forging also cooled to room temperature (20 ° C).
[0054][0054]
(라보 압출재 1)(Labo extrusion material 1)
상기 열간 압출재를 제작할 때에 이용되며, 표 1에 나타내는 조성의 직경 240mm의 빌릿으로부터 일부를 절단하고, 이어서, 그 표면을 절삭 가공하여, 직경 95mm×길이 120mm로 했다. 이를 라보 압출재 1을 제작하기 위한 빌릿으로서 이용했다. 이를 머플 노에 의하여 표 6에 나타내는 온도까지 가열하고, 200톤의 직접 압출기에 의하여, 직경 20mm의 열간 압출봉을 얻었다.A part of the billet having a diameter of 240 mm in the composition shown in Table 1 was cut and then the surface thereof was cut to obtain a hot-rolled extruded product having a diameter of 95 mm and a length of 120 mm. This was used as a billet for producing the Labo extruded
압출 후의 봉재의 620℃에서 450℃의 온도 영역의 냉각 속도는 표 6에 나타내는 조건으로 했다. 압출봉은 실온(20℃)까지 냉각했다.The cooling rate in the temperature range of 620 캜 to 450 캜 of the rod material after extrusion was determined under the conditions shown in Table 6. The extruder was cooled to room temperature (20 ° C).
또, 열간 압출 공정 후의 압출품에 대하여, 표 6에 나타내는 조건으로 열처리를 실시했다.Further, the extruded product after the hot extrusion process was subjected to heat treatment under the conditions shown in Table 6.
[0055][0055]
(라보 압출재 2)(Labo extrusion material 2)
표 2 및 표 3에 나타내는 조성의 빌릿 표면을 절삭 가공하고, 직경 95mm×길이 120mm로 했다. 이를 머플 노에 의하여 표 7 및 표 8에 나타내는 온도까지 가열하고, 200톤의 직접 압출기에 의하여, 직경 20mm의 열간 압출봉을 얻었다.The billet surface of the composition shown in Tables 2 and 3 was cut to have a diameter of 95 mm and a length of 120 mm. This was heated by a muffle furnace to temperatures shown in Tables 7 and 8, and a hot extruded rod having a diameter of 20 mm was obtained by a 200-ton direct extruder.
압출 후의 봉재의 620℃에서 450℃의 온도 영역의 냉각 속도는 표 7 및 표 8에 나타내는 조건으로 했다. 압출봉은 실온(20℃)까지 냉각했다.The cooling rate in the temperature range of 620 ° C to 450 ° C of the extruded bar material was determined under the conditions shown in Tables 7 and 8. The extruder was cooled to room temperature (20 ° C).
또, 열간 압출 공정 후의 압출품에 대하여, 표 7 및 표 8에 나타내는 조건으로 열처리를 실시했다.Further, for the extruded product after the hot extrusion process, heat treatment was performed under the conditions shown in Tables 7 and 8.
[0056][0056]
(라보 단조재)(Labo forging material)
표 2 및 표 3에 나타내는 조성의 빌릿 표면을 절삭 가공하고, 직경 95mm×길이 120mm로 했다. 이를 머플 노에 의하여 표 9 및 표 10에 나타내는 온도까지 가열하고, 200톤의 직접 압출기에 의하여, 직경 20mm의 열간 압출봉을 얻었다.The billet surface of the composition shown in Tables 2 and 3 was cut to have a diameter of 95 mm and a length of 120 mm. This was heated to the temperatures shown in Tables 9 and 10 by a muffle furnace and a hot extruded rod having a diameter of 20 mm was obtained by a 200-ton direct extruder.
압출 후의 봉재의 620℃에서 450℃의 온도 영역의 냉각 속도는 표 9 및 표 10에 나타내는 조건으로 했다. 압출봉은 실온(20℃)까지 냉각했다.The cooling rate in the temperature range of 620 캜 to 450 캜 of the extruded bar material was determined under the conditions shown in Tables 9 and 10. The extruder was cooled to room temperature (20 ° C).
얻어진 열간 압출재를, 직경 20mm×길이 30mm의 원주형으로 절단하여 샘플을 채취했다. 이 샘플을 표 9 및 표 10에 나타내는 온도까지 가열하고, 200톤의 프릭션 프레스로, 원주형의 샘플을 세워, 높이 30mm에서 12mm(가공율 60%)까지 자유 단조했다. 단조재의 620℃에서 450℃의 온도 영역의 냉각 속도는 표 9 및 표 10에 나타내는 조건으로 했다. 또한, 열간 단조품은 실온(20℃)까지 냉각했다.The obtained hot extruded material was cut into a cylindrical shape having a diameter of 20 mm and a length of 30 mm to collect a sample. The sample was heated to the temperatures shown in Tables 9 and 10, and a circumferential sample was set up with a friction press of 200 tons to be freely forged from a height of 30 mm to 12 mm (processing rate 60%). The cooling rate in the temperature range of 620 ° C to 450 ° C of the forging material was determined under the conditions shown in Tables 9 and 10. The hot forging was cooled to room temperature (20 ° C).
또, 열간 단조 공정 후의 단조품에 대하여, 표 9 및 표 10에 나타내는 조건으로 열처리를 실시했다.The forged product after the hot forging process was subjected to heat treatment under the conditions shown in Tables 9 and 10.
[0057][0057]
상술한 열간 압출재, 열간 단조재, 라보 압출재, 라보 단조재에 대하여, 이하의 열간 가공성의 평가를 행했다.The following hot workability was evaluated for the above-mentioned hot extruded material, hot forged material, Labo extruded material and Labo forged material.
[0058][0058]
(열간 압출성)(Hot extrudability)
열간 압출재에 있어서는, 직경 12mm에서 압출되지 못한 부분을 남김없이 압출할 수 있었던 것을 "○"로 하고, 압출되지 못한 부분이 있었던 것을 "×"로 하며, 열간 압출재의 표면에 균열이 확인된 것을 "××"로 평가했다. 또한, 상용이고 실제로 행해지고 있는 압출 공정에서는, 주괴(빌릿) 전부를 봉재에 압출하는 경우는 없다. 전부를 압출하면 주괴 말단 부분이 되는 압출재의 후단부에는 결함이 발생하게 되어 제품이 되지 않는다. 이로 인하여, 주괴 말단 부분의 일정량을 남겨 압출 공정을 실시했다. 그 잔부의 길이를 50mm로 하고, 양산기(量産機)의 압출 능력으로 50mm를 초과하는 주괴가 남아버린 경우를 "×"라고 평가했다.In the case of the hot extruded material, it was determined that the portion which could not be extruded at a diameter of 12 mm could be extruded completely, "? &Quot;, the portion which was not extruded was " Xx ". Further, in the extrusion process which is practically and practically performed, not all the ingot (billet) is extruded into the bar material. If the entire portion is extruded, defects are generated in the rear end portion of the extruded material which becomes the ingot end portion, and the product is not formed. As a result, an extrusion process was carried out by leaving a certain amount of the ingot end portion. And the remaining portion of the ingot exceeding 50 mm remained in the extruding capacity of the mass production machine (the mass production machine) was evaluated as " x ".
라보 압출재에 있어서는, 직경 20mm의 열간 압출봉에서 압출 길이가 200mm 이상인 것을 "○"로 평가하고, 200mm 미만인 것을 "×"로 평가하며, 열간 압출재의 표면에 균열이 확인된 것을 "××"로 평가했다.In the case of the Labo extruded material, those having an extrusion length of 200 mm or more in a hot extruded rod having a diameter of 20 mm were evaluated as " ", and those having an extrusion length of less than 200 mm were evaluated as " I appreciated.
[0059][0059]
(열간 단조성)(Hot forging)
단조 하중이 100톤 이하로 단조된 것을 "○"로 평가하고, 단조 하중이 100톤을 초과한 경우를 "×"로 평가하며, 열간 단조재의 표면에 균열이 확인된 것을 "××"로 평가했다. 단조성으로서는 "○" 평가가 필요하다. 단조 하중이 100톤을 초과하면, 능력이 적은 단조기에서 단조가 곤란해지고, 또 복잡한 형상의 단조품이 성형되지 못할 가능성도 있기 때문에, 열간 단조성으로서는 "×"의 평가로 했다.Evaluation was made as " x " when the forge load exceeded 100 tons, and " xx " when cracks were found on the surface of the hot forging material. did. "○" evaluation is required for mono-composition. If the forging load exceeds 100 tons, it is difficult to forge in a short-circuited machine having a small capacity, and there is a possibility that a forged product having a complicated shape can not be formed.
[0060][0060]
[0061][0061]
[0062][0062]
[0063][0063]
[0064][0064]
[0065][0065]
[0066][0066]
[0067][0067]
상술한 열간 압출재, 열간 단조재, 라보 압출재, 라보 단조재에 대하여, 금속 조직 관찰, 내식성(탈아연 부식 시험/침지 시험), 피삭성에 대하여 평가를 행했다.The above-mentioned hot extruded material, hot forged material, Labo extruded material and Labo forged material were evaluated for metal structure observation, corrosion resistance (dezinc corrosion test / immersion test) and machinability.
[0068][0068]
(금속 조직 관찰)(Observation of metal structure)
금속 조직은, 열간 압출재에 대해서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 압출 방향과 평행 방향으로 직경(D)의 1/4 부분(표면으로부터 직경(D)의 1/4의 개소인, φ20mm재이면 표면으로부터 5mm의 부분, φ12mm재이면 표면으로부터 3mm의 부분)의 단면 마이크로 조직을 관찰했다.As shown in Fig. 1, in the metal extrusion, the metal structure is divided into 1/4 portion of the diameter D (1/4 of the diameter D from the surface) in the direction parallel to the extrusion direction, 5 mm from the surface, and 3 mm from the surface when the material was 12 mm thick).
열간 단조재에 대해서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 중심부로부터 8mm 외측의 부분에 대하여 직경 방향으로 절단한 횡단면에서, 표면으로부터 두께의 1/4인 3mm의 개소의 단면 마이크로 조직을 관찰했다. 또한, 열간 단조에서는 높이 30mm에서 12mm까지 자유 단조한 경우, 직경 약 32mm의 원반 형상이 된다.As for the hot forging material, as shown in Fig. 2, cross-sectional microstructures of 3 mm in thickness, which is 1/4 of the thickness from the surface, were observed in the cross section cut in the radial direction with respect to the portion outside 8 mm from the center. In the case of hot forging, when the plate is freely forged from a height of 30 mm to 12 mm, it becomes a disc shape having a diameter of about 32 mm.
이 관찰 시료를 3vol% 과산화 수소수와 3vol% 암모니아수의 혼합 에칭액으로 에칭하고, 금속 현미경(가부시키가이샤 니콘제 EPIPHOTO300)을 이용하여 배율 200배로 금속 조직을 관찰했다.This observation sample was etched with a mixed etching solution of 3 vol% aqueous hydrogen peroxide and 3 vol% ammonia water, and the metal structure was observed at a magnification of 200 times using a metallurgical microscope (EPIPHOTO 300 manufactured by Nikon Corporation).
[0069][0069]
β상, γ상의 면적률은, 관찰한 금속 조직을, 화상 처리 소프트(WinRoof)를 이용하여 2치화 처리를 행하고, 관찰한 금속 조직 전체의 면적에 대한 β상, γ상의 면적 비율로서 산출했다. 또한, 면적률은, 배율 200배로 관찰한 금속 조직을 195mm×243mm의 크기로 확대하여(실질적인 배율은 355배), 그 중의 75mm×100mm의 면적에 대하여 임의의 3시야의 금속 조직에 대하여 측정하고, 그들의 평균값으로 했다. 3시야는 각각 겹치지 않는 부분을 측정했다. 2치화 처리는 상기 75mm×100mm의 부분에 대하여, β상 및 γ상의 부분을 각각 분류하고, 그 분류한 면적을 화상 처리 소프트를 이용하여 측정하며, 전체(75mm×100mm)에 대하여 β상 및 γ상의 각각의 면적률을 계측했다.The area ratio of the β phase and the γ phase was calculated as the area ratio of the β phase and the γ phase with respect to the area of the entire metal structure observed by performing the binarization treatment on the observed metal structure using image processing software (WinRoof). The area ratio was measured with respect to an arbitrary three-view metal structure with respect to an area of 75 mm x 100 mm among them by enlarging the metal structure observed at a magnification of 200 times to a size of 195 mm x 243 mm (substantial magnification: 355 times) , With their average value. Three fields of view were measured for each non-overlapping area. In the binarization processing, the β phase and the γ phase portions were respectively classified into the 75 mm × 100 mm portions, and the classified areas were measured by using image processing software. The β phase and γ And the area ratio of each phase was measured.
Pb 입자의 크기 및 분포(밀도)의 측정은 이하의 방법으로 행했다. Pb 입자의 크기에 대해서는, Pb 입자가 세밀한 경우도 있으며, 금속 현미경을 이용하여 배율 1000배로 금속 조직을 촬영하고, 그 금속 조직을 195mm×243mm로 확대했다 (실질 배율은 1775배). 그 측정 시야가 임의의 겹치지 않는 3시야(75mm×100mm: 실질적인 평가 면적 0.06mm2)에 있어서, Pb 입자 부분을 분류하고, 그 분류한 면적을 화상 처리 소프트를 이용하여 측정하며, 각각의 Pb 입자의 면적으로부터 평균 입자경을 측정했다. 상세하게는, Pb 입자가 원이라고 가정하고, 각각 측정된 면적으로부터 Pb 입자의 직경을 입자경으로서 구했다. 그리고, 관찰된 모든 Pb 입자의 입자경의 평균값을 구하고, 평균 입자경으로 했다. 또, Pb 입자의 분포(밀도)는, 다음과 같이 측정했다. Pb 입자의 평균 입자경을 구한 3시야에 있어서, Pb 입자의 개수를 카운트했다. 측정한 개소 전체에 대한 Pb 입자의 개수를 구하여 100μm2(10μm×10μm)당 개수를 계산했다. 그리고, 그 3개소의 평균값을 구하고, 분포(밀도)로 했다.The size and distribution (density) of the Pb particles were measured by the following methods. Regarding the size of the Pb particles, the Pb particles may be fine. The metal structure was photographed at a magnification of 1000 times using a metallurgical microscope, and the metal structure was enlarged to 195 mm x 243 mm (the actual magnification was 1775 times). The Pb particle portion was classified in the three field of view (75 mm x 100 mm: substantial evaluation area 0.06 mm 2 ) in which the measurement field of view did not overlap, and the classified area was measured using an image processing software, and each Pb particle The average particle diameter was measured. Specifically, it is assumed that Pb particles are a circle, and the diameter of Pb particles is determined from the measured areas as the particle diameters. Then, the average value of the particle diameters of all the Pb particles observed was determined to be the average particle size. The distribution (density) of the Pb particles was measured as follows. The number of Pb particles was counted in the 3 o'clock range where the average particle size of the Pb particles was determined. The number of Pb grains in the entire measured portions was calculated and the number per 100 μm 2 (10 μm × 10 μm) was calculated. Then, the average value of the three locations was obtained, and the distribution (density) was determined.
[0070][0070]
β상, γ상의 장변의 최대 길이는, β상 및 γ상의 면적률과 마찬가지로, 화상 처리 소프트(WinRoof)를 이용하여 임의의 3시야의 금속 조직에 대하여 2치화 처리를 행했다. 이어서, 특정된 β상 및 γ상의 절대 최대 길이를 구했다. 측정한 모든 β상 및 γ상의 절대 최대 길이 중, 가장 큰 수치를 최대 길이로 했다. 열간 압출재이면 압출 방향과 평행한 방향, 열간 단조재이면 횡단면 방향의 재료의 흐름 방향에 평행한 방향으로 최대 길이가 있었다.The maximum lengths of the long sides of the? phase and? phase were binarized with respect to arbitrary three-view metal structures using image processing software (WinRoof) in the same manner as the area ratios of the? phase and? phase. Next, the absolute maximum lengths of the specified? -Phase and? -Phase were determined. Among the absolute maximum lengths of all the measured? -Phase and? -Phase, the largest value was taken as the maximum length. In the case of hot extruded material, there was a maximum length in the direction parallel to the extrusion direction and in the direction parallel to the flow direction of the material in the transverse direction in the case of hot forging.
[0071][0071]
β상, γ상의 장변의 최대 길이가 20μm 미만(0μm, 즉 β상률, γ상률이 0%인 경우를 포함함)인 경우가 가장 양호하고, β상, γ상의 장변의 최대 길이가 20μm 이상 50μm 미만인 경우는 그 다음으로 양호하다. β상, γ상의 장변의 최대 길이가 50μm 이상 100μm 이하인 경우는 문제가 없는 레벨이고, β상, γ상의 장변의 최대 길이가 100μm를 초과하는 경우, 내식의 관점에서 문제가 발생할 우려가 있다.the maximum length of the long side of the? phase and the? phase is less than 20 占 퐉 (0 占 퐉, that is, the case where the? phase rate and the? phase rate are 0%) is the best, Is the next best. When the maximum length of the long sides of the? phase and the? phase is not less than 50 占 퐉 and not more than 100 占 퐉, there is no problem, and when the maximum length of the long sides of the? phase and? phase exceeds 100 占 퐉, problems may occur from the viewpoint of corrosion resistance.
β상 및 γ상은, α상보다 내식성이 뒤떨어진다. Sn, Sb, Ni의 적절한 첨가에 의하여 내식성은 강화되지만, 가혹한 조건에서는 β상 및 γ상에 탈아연 부식이 발생할 가능성이 있고, 내식성의 관점에서, 그들의 상이 연속되어 있지 않은, 즉 길이 방향의 길이가 짧은 편이 양호하고, 100μm 이하로 하는 것이 바람직하다.The? -phase and? -phase are less corrosion resistant than the? -phase. Although corrosion resistance is enhanced by appropriate addition of Sn, Sb and Ni, there is a possibility that dezinc corrosion occurs in the? -Phase and? -Phase under severe conditions, and that from the viewpoint of corrosion resistance, Is preferably as short as possible, and preferably not more than 100 mu m.
[0072][0072]
(탈아연 부식 시험)(Dezinc corrosion test)
탈아연 부식 시험으로서 ISO6509-1(Corrosion of metalsand alloys-Determination of dezincification resistance of copper alloys with zinc-Part1: Test method)에 기재된 탈아연 부식 시험에 의하여 각 황동 합금재의 탈아연 부식성을 평가했다. 즉, 75℃로 유지한 1vol% 염화 제2 구리 수용액에 단면 마이크로 조직을 관찰한 면을 노출하여(노출 면적을 1cm2로 하여 마스킹), 24시간 침지했다. 이어서, 노출면과 수직 방향에서 단면 마이크로 조직을 관찰하고, 노출면 전체에서 가장 탈아연 부식이 깊은 부분인 최대 탈아연 부식 깊이를 측정했다.As a dezinc corrosion test, dezinc corrosion resistance of each brass alloy material was evaluated by a dezinc corrosion test described in ISO6509-1 (Corrosion of metals and alloys-Determination of dezincification resistance of copper alloys with zinc-Part1: Test method). In other words, at a 1vol% cupric chloride solution maintained at 75 ℃ expose a surface observing the cross-sectional microstructure (by masking the exposed area to the 1cm 2), it was immersed for 24 hours. Subsequently, microstructures were observed in the cross section perpendicular to the exposed surface, and the maximum dezinc corrosion depth, which is the deepest zinc corrosion depth, was measured on the entire exposed surface.
[0073][0073]
최대 탈아연 부식 깊이가 20μm 미만(0μm, 즉 탈아연 부식이 확인되지 않는 경우를 포함함)인 경우를 "◎"로 평가하고, 최대 탈아연 부식 깊이가 20μm 이상 50μm 미만인 경우를 "○"로 평가했다. 최대 탈아연 부식 깊이가 50μm 이상 100μm 미만인 경우를 "△"로 평가하고, 최대 탈아연 부식 깊이가 100μm 이상을 "×"로 평가했다.The case where the maximum dezinc corrosion depth was less than 20 μm (0 μm, ie, the case where dezinc corrosion was not confirmed) was evaluated as "⊚", and when the maximum dezinc corrosion depth was less than 20 袖 m and less than 50 袖 m, I appreciated. A case where the maximum dezinc corrosion depth was 50 μm or more and less than 100 μm was evaluated as "Δ", and a maximum dezinc corrosion depth of 100 μm or more was evaluated as "×".
최대 탈아연 부식 깊이가 100μm 미만이면, 내탈아연 부식성이 있다고 판단되기 때문에, "△" 이상의 평가이면, 내식성(내탈아연 부식성)이 있다고 할 수 있다.If the maximum zinc depletion depth is less than 100 占 퐉, it is determined that the zinc depletion layer has corrosion resistance. Therefore, if it is evaluated as "? &Quot;, it can be said that there is corrosion resistance (silver nitrate corrosion resistance).
[0074][0074]
(침지 시험)(Immersion test)
또한 가혹한 부식 환경에서의 시험으로서, 수돗물에 차아염소산 나트륨을 적절히 첨가하여, 탄산 가스를 분사하고, 잔류 염소 농도 30ppm, pH6.8로 조정하여 시험액을 제작했다. ISO6509 시험과 동일한 방법으로 노출면을 조정한 시험편을 제작했다. 액체 온도 40℃의 시험액에 시험편을 침지했다. 8주 후에 시험편을 꺼내, ISO6509 시험과 동일한 방법으로 최대 탈아연 부식 깊이를 측정했다.As a test in a severe corrosive environment, sodium hypochlorite was appropriately added to tap water, carbon dioxide gas was injected, and the test solution was adjusted by adjusting the residual chlorine concentration to 30 ppm and the pH to 6.8. The test piece was prepared by adjusting the exposed surface in the same manner as in the ISO6509 test. The specimen was immersed in the test liquid at a liquid temperature of 40 占 폚. After 8 weeks, the specimens were removed and the maximum dezinc corrosion depth was measured in the same manner as in the ISO6509 test.
[0075][0075]
최대 탈아연 부식 깊이가 20μm 미만(0μm, 즉 탈아연 부식이 확인되지 않는 경우를 포함함)인 경우를 "◎"로 평가하고, 최대 탈아연 부식 깊이가 20μm 이상 50μm 미만인 경우를 "○"로 평가했다. 최대 탈아연 부식 깊이가 50μm 이상 100μm 미만인 경우를 "△"로 평가하고, 최대 탈아연 부식 깊이가 100μm 이상을 "×"로 평가했다.The case where the maximum dezinc corrosion depth was less than 20 μm (0 μm, ie, the case where dezinc corrosion was not confirmed) was evaluated as "⊚", and when the maximum dezinc corrosion depth was less than 20 袖 m and less than 50 袖 m, I appreciated. A case where the maximum dezinc corrosion depth was 50 μm or more and less than 100 μm was evaluated as "Δ", and a maximum dezinc corrosion depth of 100 μm or more was evaluated as "×".
침지 시험에서는, 명확한 내탈아연 부식성이 있다고 판단되는 기준은 없지만, ISO6509 시험과 마찬가지로 최대 탈아연 부식 깊이가 100μm 미만이면, 내탈아연 부식성이 있다고 판단했다.In the immersion test, there is no criterion that there is clear internal zinc corrosion resistance. However, as in the ISO6509 test, it was judged that if the maximum dezinc corrosion depth is less than 100 占 퐉, the internal zinc corrosion resistance is present.
어느 탈아연 부식 시험에 있어서도 최대 탈아연 부식 깊이가 낮은 편이 내식성은 양호한 것은 말할 필요도 없다.It is needless to say that in any dezinc corrosion test, the corrosion resistance is satisfactory as long as the maximum dezinc corrosion depth is low.
[0076][0076]
(피삭성)(Machinability)
직경 20mm의 열간 압출재(열처리 없음)를 준비했다. 직경 3.5mm의 스트레이트 드릴에 의하여, 회전수 1250rpm, 이송 속도 0.17mm/rev로 하여, 열간 압출재(봉재)의 중심부에 깊이 10mm의 구멍을 뚫었다. 그 때 드릴에 걸리는 토크와 스러스트의 저항값을 측정하고, 토크와 스러스트에 2승 평균 평방근인 절삭 저항값을 구했다. JIS H3250 C3604의 절삭 저항값을 기준으로 하여, 이하의 식으로 피삭성 지수를 구하고, 그 값으로 피삭성을 평가했다.A hot extruded material (without heat treatment) having a diameter of 20 mm was prepared. A hole having a depth of 10 mm was drilled in the center of the hot extruded material (rod material) at a revolution of 1250 rpm and a feed rate of 0.17 mm / rev by a straight drill having a diameter of 3.5 mm. At that time, the torque applied to the drill and the resistance value of the thrust were measured, and the cutting resistance value, which is the square root mean square root of the torque and the thrust, was obtained. With reference to the cutting resistance value of JIS H3250 C3604, the machinability index was determined by the following formula, and the machinability was evaluated by the value.
피삭성 지수(%)=(각 황동 합금 재료의 절삭 저항값)/(C3604의 절삭 저항값)×100Machinability index (%) = (cutting resistance value of each brass alloy material) / (cutting resistance value of C3604) × 100
피삭성 지수가 90% 이상을 "◎"로 평가하고, 피삭성 지수가 75% 이상 90% 미만을 "○"로 평가하며, 피삭성 지수가 75% 미만을 "×"로 평가했다.A degree of machinability of 90% or more was evaluated as " ", and a machinability index of 75% or more and 90% or less was evaluated as "
피삭성 지수가 75% 이상이면, C3604와 큰 손색 없이 공업적으로 절삭이 가능하다.If the machinability index is more than 75%, it is possible to cut industrially without a big difference from C3604.
또, 직경 20mm, 높이 30mm의 봉재를 높이 12mm까지 단조하고, 열간 단조재(열처리 없음)를 준비했다. 직경 3.5mm의 스트레이트 드릴에 의하여, 직경 20mm의 열간 압출재인 경우와 동일한 조건으로 시험을 행하고, 열간 단조재의 피삭성을 평가했다.Further, a rod having a diameter of 20 mm and a height of 30 mm was forged to a height of 12 mm, and a hot forging material (without heat treatment) was prepared. The test was conducted under the same conditions as in the case of a hot extruded material having a diameter of 20 mm by a straight drill having a diameter of 3.5 mm to evaluate the machinability of the hot forging material.
각종 시험 결과를 표 11∼표 24에 나타낸다.
Tables 11 to 24 show various test results.
[0077][0077]
[0078][0078]
[0079][0079]
[0080][0080]
[0081][0081]
[0082][0082]
[0083][0083]
[0084][0084]
[0085][0085]
[0086][0086]
[0087][0087]
[0088][0088]
[0089][0089]
[0090][0090]
[0091][0091]
Cu의 함유량이 61.2mass%가 된 합금 No. S137(시험 No. T137)에 있어서는, 압출성은 양호하지만, 압출재에 있어서 β상률이 6%, β상과 γ상의 합계(β+γ)가 10%, β상 또는 γ상의 최대 길이가 150μm로 되어 있고, β상 및 γ상의 비율이 높으며, β상 또는 γ상의 최대 길이가 길기 때문에, 내식성(내탈아연 부식성)이 좋지 않았다.Alloy No. 3 having a Cu content of 61.2 mass% In S137 (Test No. T137), the extrudability is good, but the extruded material has a β phase rate of 6%, a total of β phase and γ phase (β + γ) of 10% and a maximum length of β phase or γ phase of 150 μm And the ratio of the β phase and the γ phase was high and the maximum length of the β phase or the γ phase was long, so that the corrosion resistance (anti-drip zinc corrosion resistance) was not good.
Cu의 함유량이 61.7mass%로 된 합금 No. S40(시험 No. T40, T70) 및 Cu의 함유량이 61.8mass%로 된 합금 No. S52(시험 No. T52, T82)에 있어서는, 압출성에 문제는 없지만, 압출재에 있어서 β상률이 3∼4%, β상과 γ상의 합계(β+γ)가 5%로 높고, β상 또는 γ상의 최대 길이도 90∼95μm로 비교적 길다. 내식성(내탈아연 부식성)으로서는, 압출재, 단조재 및 각각의 열처리재에 있어서도 △평가이고, 실용상 문제 없지만, 그 외의 본 발명 합금에 비하여 다소 내식성은 낮다.Alloy No. 61 having a Cu content of 61.7% by mass; S40 (Test No. T40, T70) and alloy No. 61 having a Cu content of 61.8 mass%. Although there is no problem with the extrudability of the extruded material, the sum of the? -Phase and the sum of the? -Phase and the? -Phase is 3% to 4% and 5% The maximum length of the image is relatively long, i.e., 90 to 95 mu m. As for the corrosion resistance (anti-drip zinc corrosion resistance), the extruded material, the forgings, and the respective heat treatment materials are evaluated with DELTA, and there is no practical problem, but the corrosion resistance is somewhat lower than those of the alloys of the present invention.
[0092][0092]
Cu의 함유량이 64.1mass%로 비교적 높은 합금 No. S6(시험 No. T6, T16, T26) 및 합금 No. S31(시험 No. T31, T61)에 있어서는, 압출성이나 단조성으로서는 평가가 "○"이고 문제는 없지만, 압출기의 최대 능력으로 압출이 가능해진 경우도 있고, 고온에서의 변형 저항이 커서, 다른 동일한 압출 조건에서는 다른 본 발명 합금과 비교하면 다소 압출성이 악화되어 있다.The Cu content is 64.1% by mass, and the alloy No. 7 having a relatively high Cu content is 64.1% by mass. S6 (Test Nos. T6, T16, T26) and Alloy No. Nos. In S31 (Test Nos. T31 and T61), the extrudability and the monocomponent were evaluated as "? &Quot;, and there was no problem. In some cases, extrusion was possible with the maximum capacity of the extruder. The extrudability is somewhat deteriorated in comparison with other alloys of the present invention under the same extrusion conditions.
Cu의 함유량이 64.7mass%로 된 합금 No. S136(시험 No. T136)에 있어서는, 압출 불가(압출되지 못한 부분이 있고, 실험실 압출재에서는 압출 길이가 200mm 미만)이며, 양산에 대하여 문제가 있다. 단 β상, γ상은 적고 내식성은 양호하다.Alloy No. 3 having Cu content of 64.7 mass% In S136 (Test No. T136), extrusion is impossible (extruded portion exists, extrusion length is less than 200 mm in laboratory extruded material), and there is a problem in mass production. However, the β phase and the γ phase are small and the corrosion resistance is good.
[0093][0093]
Pb의 함유량이 0.55mass%로 된 합금 No. S144(시험 No. T144)에 있어서는, 그 외 성분이 본 발명의 범위 내에 있고, 압출성 등의 열간 가공성, 내식성은 문제 없지만(평가가 △ 이상), 피삭성이 뒤떨어진다. 이 재료는 Pb 입자의 평균 입자경이 0.1μm, 분포(밀도)가 0.001개/100μm2이며, 크기도 작고, 밀도도 낮아, 절삭성(피삭성)이 뒤떨어져 있다.An alloy No. 1 having a Pb content of 0.55% by mass; In S144 (Test No. T144), the other components are within the range of the present invention, and hot workability such as extrudability and corrosion resistance are not problematic (evaluation is?) And machinability is poor. This material has an average particle diameter of Pb particles of 0.1 mu m, a distribution (density) of 0.001 pore / 100 mu m < 2 & gt ;, a small size and a low density, and poor machinability (machinability).
Pb의 함유량이 2.15mass%로 된 합금 No. S145(시험 No. T145)에 있어서는, 그 외 성분이 범위 내에 있고, 열간 가공성, 내식성 및 피삭성은 문제 없다. 그러나, Pb가 많으면 물에 대한 용출량이 많아질 우려가 있어, 용출량을 저감하기 위한 처리 등이 필요하게 된다. 이 재료는 Pb 입자의 평균 입자경이 3.0μm, 분포(밀도)가 0.06개/100μm2를 초과하고 있어, 상기와 같이 Pb의 용출량이 많아진다.An alloy No. 2 having a Pb content of 2.15% by mass; In S145 (Test No. T145), the other components are within the range, and the hot workability, corrosion resistance and machinability are not problematic. However, if the amount of Pb is large, there is a possibility that the amount of elution to water increases, and a treatment for reducing the elution amount is required. This material has an average particle diameter of 3.0 m and a distribution (density) of 0.06 pb / 100 m < 2 > 2 , and the amount of Pb eluted as described above increases.
Pb의 함유량이 본 발명의 범위 내이면, 피삭성 평가가 "◎" 혹은 "○"가 되어, 우수하다. 피삭성은, Pb뿐만 아니라 금속 조직도 영향을 주기 때문에, Pb의 함유량만으로는 평가할 수 없지만, 평가가 "◎"가 되는 것은 적정 범위 내에서 많이 포함하는 샘플이다.If the content of Pb is within the range of the present invention, the machinability evaluation becomes "? &Quot; or "? &Quot;, which is excellent. Since the machinability affects not only Pb but also the metal structure, it can not be evaluated only by the content of Pb, but it is a sample containing many in the appropriate range that the evaluation is "⊚".
Pb 입자의 평균 입경 및 분포(밀도)는 열간 가공(열간 압출, 열간 단조)의 조건이나 열처리의 조건에 의하여 약간 영향을 받고 있다. 합금 No. S5에 있어서, 열처리 온도가 580℃로 높은 경우(시험 No. T5-2), Pb의 평균 입자경은 용출량에 문제가 발생하는 3μm를 초과하고 있다. 또, 합금 No. S1의 라보 압출재의 열간 압출 온도가 850℃로 높은 경우(시험 No. T21-3)도, Pb의 평균 입자경은 3μm를 초과한다. 합금 No. S37, S44 및 S45에 있어서, 열간 단조 온도가 840℃ 이상으로 높은 경우(시험 No. T67-3, T74-2, T75-3), 표면 균열이 발생하고, 열간 가공성에 대해서는 문제가 있어, 그 후의 열처리 등의 조사는 행하지 않았다. 또한 동일한 합금에 있어서 열간 단조 온도가 670℃ 미만으로 낮은 경우(시험 No. T67-5, T74-3, T75-5)도, 변형 저항이 높고 열간 단조 시의 하중이 100t를 초과하여, 그 후의 열처리 등에 대해서는 조사를 행하지 않았다. 이들의 합금에 대하여 Pb 입자의 평균 입자경 및 분포에 대해서만 조사했다. 그 결과, 합금 No. S37에서는 850℃에서 열간 단조한 경우(시험 No. T67-3), Pb 평균 입자경은 3μm를 넘었다. 또 No. S44 및 S45에 있어서 열간 단조 온도가 840℃인 경우(시험 No. T74-2, T75-3), Pb의 분포는 0.001개/100μm2가 되고, 절삭성(피삭성)이 좋지 않았다. 또, 합금 No. S44에 있어서 열간 단조 온도가 650℃로 낮은 경우(시험 No. T74-3), Pb의 평균 입자경이 0.1μm이 되어, 이것도 절삭성(피삭성)이 좋지 않았다. 이들의 Pb의 평균 입자경 및 분포가 적정 범위에서 벗어난 경우에는 절삭성 혹은 Pb의 용출에 문제가 발생하게 된다. 그들이 적정 범위에 있는 경우에는 절삭성(피삭성) 평가에 문제 없이, 우수하다.The average particle size and distribution (density) of Pb particles are slightly influenced by the conditions of hot working (hot extrusion, hot forging) and the conditions of heat treatment. Alloy No. In S5, when the heat treatment temperature was as high as 580 占 폚 (Test No. T5-2), the average particle diameter of Pb exceeded 3 占 퐉 causing a problem in the amount of elution. In addition, When the hot extrusion temperature of the Labo extruded material of S1 is as high as 850 캜 (Test No. T21-3), the average particle diameter of Pb exceeds 3 탆. Alloy No. In S37, S44 and S45, when the hot forging temperature was as high as 840 DEG C or higher (Test Nos. T67-3, T74-2, T75-3), surface cracks occurred and there was a problem with hot workability, And the subsequent heat treatment was not conducted. Also, when the hot forging temperature of the same alloy is lower than 670 ° C (Test Nos. T67-5, T74-3 and T75-5), the deformation resistance is high and the load during hot forging exceeds 100t, The heat treatment was not conducted. Only the average particle size and distribution of Pb particles with respect to these alloys were examined. As a result, In S37, Pb average particle size exceeded 3 μm when hot forging was performed at 850 ° C. (Test No. T67-3). Also, No. In S44 and S45, when the hot forging temperature was 840 占 폚 (Test Nos. T74-2 and T75-3), the distribution of Pb was 0.001 / 100 占 퐉 2 , and the machinability (machinability) was not good. In addition, In S44, when the hot forging temperature was as low as 650 占 폚 (Test No. T74-3), the average particle size of Pb became 0.1 占 퐉, and the machinability (machinability) was not good. When the average particle diameter and the distribution of Pb are out of an appropriate range, there arises a problem in machinability or elution of Pb. When they are in the appropriate range, they are excellent without problems in machinability evaluation.
[0094][0094]
Sn의 함유량이 0.45mass%로 된 합금 No. S141(시험 No. T141)에 있어서는, 그 외의 조성이 적정 범위에 있으면, 압출성이나 금속 조직으로서는 문제 없지만, 침지 시험에서 평가가 ×가 되고, 내식성이 뒤떨어지는 결과가 되었다.Alloy No. 1 having a Sn content of 0.45 mass% In S141 (Test No. T141), if the other composition was in the appropriate range, there was no problem in extrudability or metal structure, but the evaluation was negative in the immersion test and the corrosion resistance was poor.
Sn의 함유량이 1.10mass%로 된 합금 No. S142(시험 No. T142)에 있어서는, γ상률이 많아지고, β상과 γ상의 합계(β+γ)가 5%를 초과한다. 이로 인하여 내식성이 좋지 않고, 열처리를 해도 내식성은 좋지 않은 상태이다.An alloy No. 1 having a Sn content of 1.10% by mass; In S142 (Test No. T142), the? -Phase is increased and the sum (? +?) Of the? -Phase and the? -Phase exceeds 5%. As a result, the corrosion resistance is poor and the corrosion resistance is poor even after the heat treatment.
[0095][0095]
Sn뿐만 아니라, 그 외의 원소의 함유량에 따라서도 상이하지만, Sn의 함유량이 0.57mass%로 된 합금 No. S46(시험 No. T46, T76)에서는, 내식성 평가가 △가 많고(실용상은 문제 없고 내식성이 있다고 판단됨), Sn의 함유량이 적으면 내식성을 악화시키는 경향이 있다.Sn, which varies depending on the contents of other elements as well as Sn, but contains Sn in an amount of 0.57% by mass. In S46 (Test Nos. T46 and T76), the corrosion resistance is evaluated by a large degree (it is judged practically that there is no problem and corrosion resistance), and when the content of Sn is small, the corrosion resistance tends to deteriorate.
한편, Sn의 함유량이 많으면 γ상이 많아지는 경향이 있지만, 본 발명의 범위 내이면 문제 없다. Sn의 함유량이 0.96mass%로 된 합금 No. S49(시험 No. T49, T79)에서는, 열간 압출재 혹은 열간 단조재의 γ상이 많은 편이고, 내식성 평가도 △가 많았다.On the other hand, if the content of Sn is large, the? Phase tends to increase, but there is no problem within the scope of the present invention. An alloy No. 1 having a Sn content of 0.96 mass%; In S49 (Test Nos. T49 and T79), the γ phase of the hot extruded material or the hot forging was large, and the corrosion resistance evaluation was also large.
이와 같이, Sn의 함유량에 의하여 내식성은 개선되지만, 적정 범위를 초과하면 금속 조직에 γ상이 많아져 내식성이 반대로 악화된다.As described above, the corrosion resistance is improved by the content of Sn, but if it exceeds the proper range, the? Phase is increased in the metal structure and the corrosion resistance is deteriorated to the contrary.
[0096][0096]
Ni의 함유량이 0.018mass%로 된 합금 No. S140(시험 No. T140)에 있어서는, 다른 원소는 적정 범위에 있지만, 내식성이 뒤떨어져, 문제가 있다.An alloy No. 1 having a Ni content of 0.018 mass%; In S140 (Test No. T140), the other elements are in an appropriate range, but the corrosion resistance is inferior and there is a problem.
Ni의 함유량이 0.021mass%로 된 합금 No. S41(시험 No. T41, T71)은, 조성 관계식 f3=[Ni]/[Sb]도 낮은 편이지만, 내식성의 평가에서는 △가 많고， 특히 침지 시험의 평가가 △이며, 내식성이 있는 재료이지만 본 발명 합금 중에서는 다소 뒤떨어지는 결과가 되었다.An alloy No. 1 having a Ni content of 0.021% by mass; S41 (Test Nos. T41 and T71) has a compositional relation f3 = [Ni] / [Sb] which is low. However, in the evaluation of corrosion resistance, It was somewhat out of place in inventive alloys.
Ni의 함유량이 0.11mass%로 본 발명의 범위보다 높은 합금 No. S146(시험 No. T146)에서는, 열간 압출성이나 내식성에는 문제가 없지만, 물에 대하여 Ni의 용출량이 많아지기 때문에 바람직하지 못하다. 그 외의 원소의 함유량이나 조성 관계식에 따라서도 다르지만, Ni의 함유량이 많아지면 내식성 평가도 ○가 많아져, 내식성이 양호해진다.The content of Ni is 0.11 mass%, which is higher than the range of the present invention. In S146 (Test No. T146), there is no problem in hot extrudability and corrosion resistance, but it is not preferable because the elution amount of Ni increases with respect to water. Although depending on the contents of the other elements and the compositional relational expression, when the content of Ni is large, the corrosion resistance evaluation is also increased, and the corrosion resistance is improved.
[0097][0097]
Sb의 함유량이 0.015mass%로 된 합금 No. S143(시험 No. T143) 및 Sb의 함유량이 0.018mass%로 된 합금 No. S138(시험 No. T138)에서는, Sb의 함유량이 본 발명의 범위보다 적어, 내식성이 좋지 않다.An alloy No. 1 having a Sb content of 0.015% by mass; S143 (Test No. T143) and an alloy No. Sb having a Sb content of 0.018 mass%. In S138 (Test No. T138), the content of Sb is less than the range of the present invention, and corrosion resistance is poor.
Sb의 함유량이 0.024mass%로 된 합금 No. S34(시험 No. T34, T64) 및 Sb의 함유량이 0.028mass%로 된 합금 No. S43(시험 No. T43, T73)에 있어서는, 내식성 평가가 △가 많아， 내식성에는 실용상 문제가 없지만, Sb가 내식성에 영향을 주고 있는 것을 알 수 있다.An alloy No. 1 having a Sb content of 0.024% by mass; S34 (Test Nos. T34 and T64) and an alloy No. Sb having a Sb content of 0.028 mass%. In S43 (Test Nos. T43 and T73), the corrosion resistance is evaluated by a large amount, and there is practically no problem with the corrosion resistance, but Sb affects the corrosion resistance.
한편, Sb의 함유량이 0.085mass%로 된 합금 No. S139(시험 No. T139)에 있어서는, Sb의 함유량이 많기 때문에 내식성은 양호하지만, 열간 압출 시에 균열이 발생하는 등 열간 가공성이 좋지 않다. Sb가 본 발명의 범위 내이면, 다른 첨가 원소의 함유량 혹은 조성 관계식에도 영향을 받지만, 내식성은 양호해진다.On the other hand, the alloy No. 1 in which the Sb content is 0.085 mass% In S139 (Test No. T139), since the content of Sb is large, corrosion resistance is good, but cracking occurs during hot extrusion, and hot workability is poor. If Sb is within the range of the present invention, the addition amount of other added elements or the compositional relational expression is affected, but the corrosion resistance is improved.
[0098][0098]
P, Mn이나 Fe는, 불가피 불순물이지만, 실시예에서 나타낸 범위 내이면, 열간 가공성, 내식성 등에 크게 영향을 주지 않는다.P, Mn and Fe are inevitable impurities, but if they are within the ranges shown in the examples, they do not significantly affect the hot workability, corrosion resistance and the like.
P의 함유량이 0.02mass% 이하인 합금 No. S5(시험 No. T5-1∼11, T15)에서는, 주조성, 열간 가공성(압출성, 단조성)에 문제는 없었다. 한편, P의 함유량이 0.026mass%인 합금 No. S7(시험 No. T7, T17)에서는, 열간 가공(열간 압출, 열간 단조) 시에 균열이 발생했다.P is 0.02 mass% or less. S5 (Test Nos. T5-1 to 11 and T15), there were no problems in casting, hot workability (extrudability, mono-composition). On the other hand, the alloy No. 1 having a P content of 0.026 mass% In S7 (Test Nos. T7 and T17), cracks occurred during hot working (hot extrusion, hot forging).
[0099][0099]
조성 관계식 f1이 60.32로 된 합금 No. S101(시험 No. T101)에 있어서는, 열간 가공성에 문제는 없지만, β상, γ상이 많고， 최대 길이도 길어지며, 그 결과 내식성이 뒤떨어진다.An alloy No. 1 having a compositional relationship f1 of 60.32; In S101 (Test No. T101), there is no problem in hot workability, but the β phase and the γ phase are large and the maximum length is long, resulting in poor corrosion resistance.
조성 관계식 f1이 60.63으로 된 합금 No. S56(시험 No. T56, T86)에 있어서는, 다소 β, γ상이 많은 편이지만 내식성 평가는 △였다.An alloy No. 1 having a compositional relationship f1 of 60.63; In S56 (Test Nos. T56 and T86), although the β and γ phases were somewhat larger, the corrosion resistance evaluation was Δ.
조성 관계식 f1이 64.09로 된 합금 No. S135(시험 No. T135)에 있어서는, β상, γ상도 적고, 내식성도 양호하지만, 압출 시에 균열이 발생하는 등 열간 가공성에 문제가 있다.An alloy No. 1 having a
[0100][0100]
조성 관계식 f1이 63.65로 된 합금 No. S35(시험 No. T35, T65)에서는 β상, γ상도 적은 편으로 내식성도 양호하다. 또 열간 가공성에 대해서는 실험실 압출에서 압출 길이가 200mm 이상이었지만, 그 외의 본 발명 합금보다 짧은 편이고, 열간 가공성의 한계에 가깝다.An alloy No. 1 having a compositional relationship f1 of 63.65; In S35 (Test No. T35, T65), the β phase and the γ phase are small, and the corrosion resistance is also good. As for the hot workability, the extrusion length in the laboratory extrusion was 200 mm or more, but it is shorter than other alloys of the present invention and is close to the limit of hot workability.
조성 관계식 f1의 수치가 적정 범위 내에 있으면, 그 외의 원소 등에도 영향을 받지만, 내식성의 평가가 양호해지는 경향이 있다. 이상, 조성 관계식 f1은, 열간 가공성 및 내식성에 관계하고, 적정 범위 내에 있는 것이 본 발명 합금에 있어서는 중요하다.When the numerical value of the compositional relationship formula f1 is within an appropriate range, it is also affected by other elements and the like, but the evaluation of corrosion resistance tends to be good. As far as the compositional relationship f1 is concerned with the hot workability and the corrosion resistance, it is important for the alloy of the present invention that it falls within an appropriate range.
[0101][0101]
조성 관계식 f2가 0.026으로 된 합금 No. S133(시험 No. T133)에서는, 각 원소의 함유량은 적정 범위 내에 있지만, 내식성이 좋지 않고, β상, γ상이 우선적으로 탈아연 부식하는 등 부식 깊이도 컸다. 또한, 열간 가공성에 대해서는 문제 없었다.The alloy No. 1 in which the compositional relationship f2 is 0.026; In S133 (Test No. T133), the content of each element was within the appropriate range, but the corrosion resistance was poor, and the corrosion depth such as β-phase and γ-phase was preferentially dezincified by corrosion. Further, there was no problem with hot workability.
한편, 조성 관계식 f2가 0.132로 된 합금 No. S134(시험 No. T134)에서는, 내식성은 양호하지만, 열간 압출 시에 균열이 발생하는 등 열간 가공성에 문제가 발생한다.On the other hand, the alloy No. 1 having the compositional relationship f2 of 0.132 was obtained. In S134 (Test No. T134), although the corrosion resistance is good, a problem arises in hot workability, such as cracks occurring in hot extrusion.
[0102][0102]
조성 관계식 f2가 0.033으로 된 합금 No. S53(시험 No. T53, T83)에서는, 열간 압출성도 문제 없고, ISO6509의 탈아연 부식 시험에서는 열처리재로 ◎평가도 얻어지지만, 침지 시험에서는 모두 △평가이고, 열처리를 해도 내식성의 향상이 적은 결과가 되었다.The alloy No. 1 in which the compositional relationship f2 is 0.033; In S53 (Test Nos. T53 and T83), there was no problem in hot extrusion property, and in the dezinc corrosion test of ISO6509, the evaluation was also evaluated as?, But in the immersion test, all evaluation was? And in the case of heat treatment, .
조성 관계식 f2가 0.11로 된 합금 No. S42(시험 No. T42, T72), 조성 관계식 f2가 0.105로 된 합금 No. S55(시험 No. T55, T85)에서는, 내식성도 비교적 양호하고, 열처리를 행함으로써 내식성 평가가 ○ 이상이 되어 문제 없다. 그러나, 압출 선단 부분의 표면은 개구한 균열은 확인되지 않았지만, 요철이 존재하고, 균열이 발생하는 한계에 가까운 징후가 보였다.An alloy No. 1 having a compositional relationship f2 of 0.11; S42 (Test Nos. T42 and T72), an alloy No. 1 having a compositional relationship f2 of 0.105. In S55 (Test No. T55, T85), the corrosion resistance is also comparatively good, and the corrosion resistance is evaluated by performing heat treatment. However, cracks in the surface of the extruded tip portion were not observed, but unevenness was present and indications were close to the limit at which cracks occurred.
그 외에, 조성 관계식 f2가 적절한 범위 내에 있으면, 열간 가공성 혹은 내식성도 양호하다. 물론, 조성 관계식 f2는 상술한 바와 같이 열간 가공성이나 내식성에 크게 관여하지만, 그 외의 조성 관계식 및 첨가 원소에 따라 각각의 특성이 영향을 받는다.In addition, when the compositional relationship f2 is within an appropriate range, the hot workability or corrosion resistance is also good. Of course, the compositional relation f2 is largely concerned with hot workability and corrosion resistance as described above, but each characteristic is influenced by other compositional relations and additive elements.
[0103][0103]
조성 관계식 f3이 0.28로 된 합금 No. S132(시험 No. T132)에서는, 첨가 원소의 함유량은 본원의 적정 범위에 있지만, 내식성이 뒤떨어진다. 조성 관계식 f3의 값이 작기 때문에, Ni, Sb의 내식성에 대한 효과가 낮아졌기 때문이라고 생각된다.An alloy No. 1 having a compositional relationship f3 of 0.28; In S132 (Test No. T132), the content of the additive element is in the proper range of the present invention, but the corrosion resistance is poor. It is considered that the effect of the Ni and Sb on the corrosion resistance is lowered because the value of the compositional formula f3 is small.
조성 관계식 f3이 0.38로 된 합금 No. S54(시험 No. T54, T84)에서는, 침지 시험의 내식성이 모두 △로 평가는 조금 낮은 편이지만, 내식성이 있다고 판단할 수 있는 레벨이었다. 조성 관계식 f3이 적절한 범위 내이면, 그 외의 원소의 함유량이나 다른 조성 관계식에도 영향을 받지만, 양호한 내식성을 나타낸다.An alloy No. 3 having a compositional relationship f3 of 0.38; In S54 (Test Nos. T54 and T84), all of the corrosion resistance of the immersion test was evaluated as DELTA, and the evaluation was slightly lower, but the level was judged to be corrosion resistance. If the compositional relationship f3 is within an appropriate range, it is influenced by the contents of other elements and other compositional relations, but exhibits good corrosion resistance.
[0104][0104]
조성 관계식 f3이 3.73으로 된 합금 No. S143(시험 No. T143)에 있어서는, Sb의 함유량이 낮아 내식성이 좋지 않다. Ni와 Sb의 함유량에 따르지만, Sb가 예를 들면 바람직한 범위의 하한인 0.03mass%이면 [Ni]/[Sb]=3.5 이상이 되는 것은 Ni의 함유량은 0.105mass%이 되고, 본원의 Ni의 적정 범위의 상한을 초과한다. 이와 같이 관계식 f3의 수치가 큰 경우는 Ni량이 많고， 따라서, Ni의 용출량에 문제가 있거나, Sb가 낮아 내식성에 문제가 있을 우려가 있기 때문에 3.5를 상한으로 하고 있다.Alloy No. 3 with compositional relationship f3 of 3.73; In S143 (Test No. T143), the content of Sb is low and corrosion resistance is poor. When Sb is 0.03% by mass or less, which is the lower limit of the preferable range, depending on the content of Ni and Sb, for example, the content of Ni becomes 0.105% by mass or more when Ni / Sb is 3.5 or more. The upper limit of the range is exceeded. When the value of the relational expression f3 is large in this way, the upper limit is set to 3.5 because there is a large amount of Ni, and there is a problem in the elution amount of Ni, or Sb is low and there is a risk of corrosion resistance.
[0105][0105]
다음으로, 시험 No. T5-1∼T5-11, T12-1∼T12-8, T21-1∼T21-8, T23-1∼T23-7, T67-1∼T67-8, T75-1∼T75-6을 참조하여, 열간 가공 조건에 대하여 확인한다.Next, T5-1 to T5-11, T12-1 to T12-8, T21-1 to T21-8, T23-1 to T23-7, T67-1 to T67-8, T75-1 to T75-6 , And hot working conditions.
열간 가공(열간 압출, 열간 단조) 시의 온도 조건이 840℃나 850℃로 고온인 경우에는, 압출재에서는 균열이 발생하고, 단조품에서는 표면 균열이 발생하는 등 고온에서의 변형능이 악화된다. 또, 시험 No. T21-3이나 T67-3과 같이 열간 가공 시의 온도가 높은 조건에서는 Pb의 평균 입자경이 커지고, Pb의 용출량도 증가하게 되어 악영향을 미친다.When the temperature condition at the time of hot working (hot extrusion, hot forging) is as high as 840 ° C or 850 ° C, cracks are generated in the extruded material and surface cracks occur in the forged product. In addition, Under the conditions of high temperature during hot working such as T21-3 or T67-3, the average particle size of Pb becomes large and the elution amount of Pb also increases, which has an adverse effect.
반대로, 열간 가공(열간 압출, 열간 단조) 시의 온도 조건이 640℃나 650℃로 저온인 경우에는, 압출이 불가(실험실 압출재에서 압출 길이가 200mm 미만이 됨) 혹은 단조에서 단조 하중이 커지는 등 고온에서의 재료의 변형 저항이 높아져, 열간 가공성이 낮아진다. 시험 No. T21-5의 열간 압출 온도가 640℃로 낮은 경우, Pb는 그 입경도 작고, 또한 분포가 0.06개/100μm2를 초과하게 되며, 이 경우는 Pb의 용출량에 문제가 발생하게 된다. 이와 같이 열간 가공(열간 압출, 열간 단조) 시의 온도 조건은 열간 가공 시의 가공성뿐만 아니라, Pb의 입경, 분포에도 영향을 준다.On the other hand, when the temperature condition at the time of hot working (hot extrusion, hot forging) is as low as 640 ° C. or 650 ° C., extrusion is impossible (extrusion length is less than 200 mm in laboratory extruded material) The deformation resistance of the material at a high temperature is increased, and the hot workability is lowered. Test No. When the hot extrusion temperature of T21-5 is as low as 640 占 폚, the particle size of Pb is small and the distribution exceeds 0.06 / 100 占 퐉 2 , and in this case, there arises a problem in the elution amount of Pb. The temperature conditions at the time of hot working (hot extrusion, hot forging) affect not only the workability at the time of hot working but also particle size and distribution of Pb.
[0106][0106]
열간 가공(열간 압출, 열간 단조) 후에 있어서, 620℃에서 450℃까지의 온도 영역에 있어서의 냉각 속도가 200℃/분을 초과하는 경우(시험 No. T5-11, T21-7)에는, β상이 많고， 최대 길이도 길어지는 등에 의하여 내식성이 좋지 않다.When the cooling rate in the temperature range from 620 ° C to 450 ° C exceeds 200 ° C / min (Test Nos. T5-11 and T21-7) after hot working (hot extrusion, hot forging) The corrosion resistance is poor due to many phases and a long maximum length.
한편, 상술한 냉각 속도가 2℃/분보다 느린 경우는 실시하지 않고 있지만, 예를 들면 1℃/분으로 하면 냉각 시간이 170분이 되고, 양산성에 지장을 초래하는 등 문제가 있다.On the other hand, when the cooling rate is slower than 2 DEG C / min, the above cooling rate is not performed. However, if the cooling rate is 1 DEG C / min, for example, the cooling time becomes 170 minutes.
[0107][0107]
다음으로, 시험 No. T5-1∼T5-10, T12-1∼T12-7을 참조하여, 열처리 조건에 대하여 확인한다.Next, T5-1 to T5-10, and T12-1 to T12-7, confirm the heat treatment conditions.
열간 압출재 및 열간 단조품의 열처리의 조건이 560℃를 초과하는 경우에는, β상이 많고， 또 최대 길이도 길어져, 내식성이 좋지 않다.When the conditions of the heat treatment of the hot extruded material and the hot forged product exceed 560 占 폚, the? Phase is large and the maximum length is also long, and the corrosion resistance is poor.
열간 압출재 및 열간 단조품의 열처리의 조건이 470℃ 미만인 경우에는, 타 조건보다 γ상이 많아지고, 최대 길이도 길어, 내식성이 악화된다.When the conditions of the heat treatment of the hot extruded material and the hot forging product are less than 470 캜, the γ phase increases and the maximum length is longer than other conditions, and the corrosion resistance is deteriorated.
유지 시간은 1분 미만의 조건에서는 압출한 상태와 동일하고, 열처리의 효과가 보이지 않는다. 한편, 8시간(480분)을 초과해도 8시간 이내에서의 조건과 큰 차이는 없고, 열처리를 위한 비용이 드는 것뿐이다.The holding time is the same as that in the extruded condition under the condition of less than 1 minute, and the effect of the heat treatment is not seen. On the other hand, if it exceeds 8 hours (480 minutes), there is no big difference from the condition within 8 hours, and only the cost for the heat treatment is increased.
[0108][0108]
이상, 각 첨가 원소의 함유량 및 각 조성 관계식이 적절한 범위에 있는 본 발명 합금은, 열간 가공성(열간 압출, 열간 단조)이 우수하고, 내식성, 피삭성도 양호하다. 또, 본 발명 합금에 있어서 우수한 특성을 얻기 위해서는, 열간 압출 및 열간 단조에서의 제조 조건, 열처리에서의 조건을 적정 범위로 함으로써 달성할 수 있다.As described above, the alloy of the present invention in which the contents of the respective added elements and the compositional relational expressions are within the appropriate range has excellent hot workability (hot extrusion, hot forging), and is also excellent in corrosion resistance and machinability. Further, in order to obtain excellent properties in the alloy of the present invention, it can be achieved by setting the production conditions in the hot extrusion and the hot forging and the conditions in the heat treatment to an appropriate range.
[0109][0109]
본 발명의 황동 합금 열간 가공품은, 열간 가공성(열간 압출성 및 열간 단조성)이 우수하고, 내식성, 피삭성이 우수하다. 이로 인하여, 본 발명의 황동 합금 열간 가공품은, 급수전 금구, 이음매, 밸브 등의 수도용 기구의 구성 재 등으로서 적합하게 적용할 수 있다.The brass alloy hot work product of the present invention is excellent in hot workability (hot extrudability and hot weather resistance) and excellent in corrosion resistance and machinability. As a result, the brass alloy hot work product of the present invention can be suitably applied as a constituent material of a water supply mechanism such as a water supply pipe, seam, and valve.
Claims (10)
Cu의 함유량을 [Cu]mass%, Pb의 함유량을 [Pb]mass%, Sn의 함유량을 [Sn]mass%, Sb의 함유량을 [Sb]mass%, Ni의 함유량을 [Ni]mass%로 한 경우에,
60.5≤[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]≤64.0,
0.03≤[Sb]/[Sn]≤0.12,
0.3≤[Ni]/[Sb]≤3.5를 만족하며,
금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, β상의 면적률과 γ상의 면적률의 합계의 면적률이 0% 이상, 5% 이하이고, β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가 100μm 이하인 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품.Cu: not less than 64.5 mass%, Pb: not less than 0.6 mass% and not more than 2.0 mass%, Sn: not less than 0.5 mass% and not more than 1.0 mass%, Sb: not less than 0.02 mass% and not more than 0.08 mass% 0.10% by mass or less, the balance being Zn and inevitable impurities, the content of P being an unavoidable impurity is 0.02% by mass or less,
The Cu content is set to [Cu] mass%, the Pb content to the [Pb] mass%, the Sn content to the [Sn] mass%, the Sb content to the [Sb] mass%, and the Ni content to the [Ni] In one case,
60.5? [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni]? 64.0,
0.03? [Sb] / [Sn]? 0.12,
0.3? [Ni] / [Sb]? 3.5,
Wherein the metal structure is an alpha -phase matrix and contains Pb particles, and the area ratio of the sum of the area ratio of the beta phase and the area ratio of the gamma phase is 0% or more and 5% or less and the length of each of the long sides of the? By weight or less.
Cu의 함유량을 [Cu]mass%, Pb의 함유량을 [Pb]mass%, Sn의 함유량을 [Sn]mass%, Sb의 함유량을 [Sb]mass%, Ni의 함유량을 [Ni]mass%로 한 경우에,
60.7≤[Cu]+0.5×[Pb]-2×[Sn]-2×[Sb]+[Ni]≤63.6,
0.035≤[Sb]/[Sn]≤0.10,
0.4≤[Ni]/[Sb]≤3.5를 만족하며,
금속 조직이 α상 매트릭스이고, Pb 입자를 포함하며, β상의 면적률과 γ상의 면적률의 합계의 면적률이 0% 이상, 5% 이하이고, β상 또는 γ상의 각각의 장변의 길이가 100μm 이하인 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품.Cu: not less than 64.0 mass%, Pb: not less than 0.7 mass% and not more than 2.0 mass%, Sn: not less than 0.60 mass% and not more than 0.95 mass%, Sb: not less than 0.03 mass% and not more than 0.07 mass% 0.095% by mass or less, the remainder being composed of Zn and inevitable impurities, the content of P being an unavoidable impurity is 0.02% by mass or less,
The Cu content is set to [Cu] mass%, the Pb content to the [Pb] mass%, the Sn content to the [Sn] mass%, the Sb content to the [Sb] mass%, and the Ni content to the [Ni] In one case,
60.7? [Cu] + 0.5 x [Pb] -2 x [Sn] -2 x [Sb] + [Ni]? 63.6,
0.035? [Sb] / [Sn]? 0.10,
0.4? [Ni] / [Sb]? 3.5,
Wherein the metal structure is an alpha -phase matrix and contains Pb particles, and the area ratio of the sum of the area ratio of the beta phase and the area ratio of the gamma phase is 0% or more and 5% or less and the length of each of the long sides of the? By weight or less.
상기 Pb 입자의 평균 입경이 0.2μm 이상, 3μm 이하인 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the Pb particles have an average particle diameter of 0.2 占 퐉 or more and 3 占 퐉 or less.
상기 Pb 입자의 분포가 0.002개/100μm2 이상, 0.06개/100μm2 이하인 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품.The method according to claim 1 or 2,
Brass alloy hot work piece, characterized in that the distribution is 0.002 pieces / 100μm 2 or less than 0.06 piece / 100μm 2 of the Pb grains.
상기 Pb 입자의 평균 입경이 0.2μm 이상, 3μm 이하이고, 또한 Pb 입자의 분포가 0.002개/100μm2 이상, 0.06개/100μm2 이하인 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the average particle diameter of the Pb particles is 0.2 占 퐉 or more and 3 占 퐉 or less and the distribution of the Pb particles is 0.002 / 100 占 퐉 2 or more and 0.06 / 100 占 퐉 2 or less Brass alloy hot work products.
수도용 기구로서 사용되는 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품.The method according to claim 1 or 2,
A brass alloy hot work product characterized by being used as a water-based appliance.
670℃ 이상 820℃ 이하의 온도에서 열간 가공하고, 620℃에서 450℃까지의 온도 영역을, 200℃/분 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법.A method for producing a brass alloy hot work product for manufacturing a brass alloy hot work product as set forth in claim 1 or claim 2,
Characterized in that the hot working is performed at a temperature of 670 DEG C or higher and 820 DEG C or lower and the temperature region from 620 DEG C to 450 DEG C is cooled at an average cooling rate of 200 DEG C / minute or less.
상기 열간 가공 후에, 470℃ 이상 560℃ 이하의 온도에서, 1분 이상 8시간 이하로 유지하는 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 황동 합금 열간 가공품의 제조 방법.The method of claim 7,
Wherein the heat treatment is performed at a temperature of 470 DEG C to 560 DEG C for 1 minute to 8 hours after the hot working.
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