由铜基合金构成的金属模铸造件的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种由铜基合金构成的金属模铸造件的制造方法，该铸造件由在金属模制造时不产生凝固裂纹的金属模铸造用铜基合金构成。其特征在于，使用耐脱锌性和金属模铸造性优异，并且以质量％计，由如下组分组成的铜基合金：Cu：65.1～69％；Pb：0.05～0.25％；Al：0.2～0.7％；Mn：0.2～0.7％；Si：0.2～0.7％；Fe：0.06～0.2％；Sn：0.1～2.0％；Sb、As和P中的任意一种或两种以上的总和：0.03～0.2％；剩余部分为Zn和杂质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐脱锌腐蚀性优异的铜基合金，特别涉及一种最适合于水龙头、阀门等的耐腐蚀性优异的金属模铸造用铜基合金和金属模铸造件的制造方法。
技术介绍
作为耐腐蚀性优异且通过金属模铸造而抑制铸造裂纹的铜基合金，日本专利第3461081号公报中公开了一种金属模铸造用合金，其组分为Sn、Sb、As、P、Pb、Al、Fe、Zn和Cu，其特征在于，关于各组分的配混比，Sn为0.05～0.2重量％；Sb、As或P中的任意一种或两种以上为0.05～0.3重量％；根据Zn＝1、Sn＝2、Pb＝1、Al＝6、Fe＝0.9的吉耶(Guillet)系数而算出的锌当量为35.7～41.0重量％；剩余部分由Cu构成；β相的面积占有比为15％以下，凝固温度范围为17℃以下。但是，该公报中公开的铜基合金中，明确记载了在Sn为0.2重量％以上(凝固温度范围超过17℃)时铸造金属模的情况下，会产生凝固裂纹。不过，在黄铜材料的制造中，一般不仅使用纯净材料，也能使用再生原料，但是在普通易切削黄铜的再生原料中，有Sn最大含有0.8％左右的情况。因此，在该公报中公开的铜基合金中，只能使用少量的再生原料，电解铜、电解锌等的纯净材料的使用比率会变高，结果会使成本上升。另外，Sn成分也会对改善耐腐蚀/锈蚀性有作用，所以期望开发出能够允许加入一定量Sn的金属模铸造用合金。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本专利第3461081号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的问题本专利技术的目的在于提供一种铸造件的制造方法，该铸造件由在铸造金属模时不产生凝固裂纹的耐腐蚀性金属模铸造用铜基合金构成。用于解决问题的方案本专利技术中使用的铜基合金的耐脱锌腐蚀性以及金属模铸造性优异，为低Pb的铜基合金。本合金的特征在于，使用了以质量％计，由如下组分组成的铜基合金：Cu：65.1～69％；Pb：0.05～0.25％；Al：0.2～0.7％；Mn：0.2～0.7％；Si：0.2～0.7％；Fe：0.06～0.2％；Sn：0.1～2.0％；Sb、As和P中的任意一种或两种以上的总和：0.03～0.2％；剩余部分为Zn和杂质。本专利技术的特征在于：在铜基合金(黄铜)中，通过添加Sn成分而改善了耐腐蚀性的同时，通过使Fe成分、Si成分的组合最适化而改善了铸造性。另外，本专利技术中使用的金属模铸造用铜基合金的特征在于，以质量％计，Cu：65.1～69％；Pb：0.05～0.25％；Al：0.2～0.7％；Mn：0.2～0.7％；Si：0.2～0.7％；Fe：0.06～0.2％；Sn：0.1～2.0％；Sb、As和P中的任意一种或两种以上的总和：0.03～0.2％；还含有Te：0.01～0.45％和Se：0.02～0.45％中的至少一种元素；剩余部分为Zn和杂质。另外，本专利技术中使用的金属模铸造用铜基合金的特征在于，以质量％计，Cu：65.1～69％；Pb：0.05～0.25％；Al：0.2～0.7％；Mn：0.2～0.7％；Si：0.2～0.7％；Fe：0.06～0.2％；Sn：0.1～2.0％；Sb、As或P中的任意一种或两种以上的总和：0.03～0.2％；还含有Te：0.01～0.45％和Se：0.02～0.45％中的至少一种元素或者/以及Mg：0.001～0.2％和Zr：0.005～0.2％中的至少一种元素；剩余部分为Zn和杂质。在本专利技术中，优选在上述合金中进一步添加3～15ppm的B成分。在本专利技术中，使用本合金而铸造金属模后，在450～550℃下保持30分钟以上3小时以内，使β相的面积占有比率为15％以下。专利技术的效果本专利技术的铜基合金能够抑制通过金属模铸造而产生的铸造裂纹，并且耐脱锌腐蚀性很优异。附图说明图1表示评价中使用的铜基合金的成分表。图2表示铜基合金的金属模铸造件的评价结果。图3表示裂纹性的评价中使用的金属模构造。图4表示Sn：1.5％、1.0％的热处理结果。图5表示Sn：0.8％、0.4％的热处理结果。图6表示Sn：0.2％、0.08％的热处理结果。图7表示脱锌试验结果。具体实施方式以下，对本专利技术中使用的铜基合金的成分进行说明。Cu成分优选为65.1～69％的范围。Cu成分低于65％的话，β相会增大，耐腐蚀性会降低。Cu成分增加的话，虽然耐脱锌腐蚀性等的耐腐蚀性会上升，但价格会很昂贵，故优选65.1～69％的范围。Pb是为了提高切削性的添加元素，在本专利技术中，根据需要而添加0.05％以上的Pb，但超过0.25％的话，铅的溶出值会变高，因此，设定为0.25％以下。如上述那样，Sn成分会在铸造时容易引起凝固裂纹。在金属模铸造中使用铜基合金的情况下，一般必须设定Sn成分为0.2％以下。在本专利技术中，可通过Sn：0.05～2.0％的范围来防止铸造裂纹。另外，为了赋予耐脱锌性，Sn为0.1％以上是必须的。Fe成分促进结晶的细微化，抑制铸造时的裂纹，提高铸造性。Fe成分可以在0.06～0.2％的范围内。将Fe成分控制在该范围的话，能够抑制添加Sn所导致的铸造裂纹。特别是在Fe：0.06～0.1％的范围内，即使Sn多至2.0％，也不会引起铸造裂纹。Al成分会提高流动性，但是很多的话会使耐脱锌腐蚀性降低，故为0.2～0.7％的范围，优选为0.2～0.5％的范围。Si成分也有利于改善铸造性，促进结晶的细微化，抑制铸造时的凝固裂纹，提高铸造性。特别是添加0.2％以上的Si的话，其效果很大，很明显能够在Sn：0.05～2.0％的范围内防止铸造裂纹。特别是，在过去人们会说优选抑制Sn的添加量为0.20％以下，但在本专利技术中，即使在Sn：0.21～2.0％的范围内，也能确保充分的铸造性。不过，Si的锌当量多至10，量很多的话，β相会变多，会损害耐脱锌腐蚀性，故设定Si的上限为0.7％。Mn成分会强化铸模，但是会与Fe结合，生成很硬的金属间化合物，会损害切削性，故设定为0.2～0.7％的范围。为了提高耐腐蚀性而最好添加0.03％以上的Sb成分，但超过0.2％会容易引起凝固裂纹，故设定为0.2％以下。另外，可以添加0.05～0.2％的发挥与Sb相同作用的As或P来代替Sb，也可以添加它们的组合来代替Sb。在添加组合的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由铜基合金构成的金属模铸造件的制造方法，其特征在于，使用由如下组分组成的铜基合金来铸造金属模，之后进行450～550℃×30分钟以上的热处理，其中，该铜基合金的各组分以质量％计为：Cu：65.1～69％；Pb：0.05～0.25％；Al：0.2～0.7％；Mn：0.2～0.7％；Si：0.2～0.7％；Fe：0.06～0.2％；Sn：0.1～2.0％；Sb、As和P中的任意一种或两种以上的总和：0.03～0.2％；剩余部分为Zn和杂质。

【技术特征摘要】
2014.12.13 JP 2014-2525401.一种由铜基合金构成的金属模铸造件的制造方法，其特征在
于，使用由如下组分组成的铜基合金来铸造金属模，之后进行
450～550℃×30分钟以上的热处理，其中，该铜基合金的各组分以
质量％计为：Cu：65.1～69％；Pb：0.05～0.25％；Al：0.2～0.7％；
Mn：0.2～0.7％；Si：0.2～0.7％；Fe：0.06～0.2％；Sn：0.1～2.0％；
Sb、As和P中的任意一种或两种以上的总和：0.03～0.2％；剩余部
分为Zn和杂质。
2.一种由铜基合金构成的金属模铸造件的制造方法，其特征在
于，使用由如下组分组成的铜基合金来铸造金属模，之后进行
450～550℃×30分钟以上的热处理，其中，该铜基合金的各组分以
质量％计为：Cu：65.1～69％；Pb：0.05～0.25％；Al：0.2～0.7％；
Mn：0.2～0.7％；Si：0.2～0.7％；Fe：0.06～0.2％；Sn：0.1～2.0％；
Sb、As...

【专利技术属性】
技术研发人员：上坂美治，
申请(专利权)人：三越金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP