本发明专利技术提供了通过限制微孔隙的集中出现并抑制铅含量而改进了合金坚固性的铜基合金，以及采用该合金的铸锭和接触液体部件。所述铜基合金在固化过程中，通过在所述合金的枝晶间隙内结晶能够在固相线以上的温度固化的金属间化合物，抑制溶质的迁移，从而使微孔隙散布，同时利用所述金属间化合物的结晶，使能够在低于液相线的温度固化的低熔点金属或者低熔点金属间化合物发生散布结晶，并依赖所述低熔点金属或低熔点金属间化合物进入所述微孔隙中从而抑制微孔隙的出现，改进了合金坚固性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有通过减少铸造缺陷同时降低铅含量而改善的合金坚固性的铜基合金，以及使用该合金的铸锭和接触液体部件。
技术介绍
一般而言，合金铸造是固化过程，可能由于体积收缩产生收缩孔隙缺陷。固化过程中的铸造从表面开始冷却，最后在壁厚的中心部分形成固化部分。在该中心部分，待固化的液体相被吸到前面固化的表面部分方向，并因此产生体积收缩。所述收缩孔隙缺陷在形式上随着相关合金的组成、冷却条件等变化。特别地，对于容易诱发溶质偏析(浓度偏差)并具有宽的固化温度范围的铜合金而言，所述缺陷可能以称作微孔隙的微小收缩孔(收缩孔隙)的形式出现。使合金中的低熔点金属或金属间化合物结晶从而抑致这种缺陷的出现并确保常用管道材料，比如阀门，旋塞和接头所期望的耐压性的技术是本领域公知的。在青铜铸件(CAC406 JIS)中，例如，加入铅，并且铅作为低熔点金属结晶。CAC406含有约5重量％的铅。由于此处铅起到填充在中心部分形成的收缩孔的作用，所以它使得可以很容易制造出这种没有许多铸造缺陷比如收缩孔隙的致密铸件。由于这种铸件有极好的加工性，所以被大量用作所讨论的这种管道材料中的接触液体金属部件。但是，当这种青铜合金用作接触液体金属部件，比如阀门的原材料时，铅很少能在青铜铸件中形成固溶体和成功结晶，所以它能够洗脱到周围的水中破坏水质量。当水滞留在该接触液体金属部件中时，这种现象变得尤其明显。因此，正在促进开发所谓的无铅铜合金，而且已经成功提出了数种新合金(参见，例如，专利文献1-4)。JP-B HEI 5-63536(专利文献)，例如，公开了无铅铜合金，它通过用Bi替代铜合金中的铅提高了机械加工性和防止脱锌。日本专利No.2889829(专利文献2)公开了无铅青铜合金，它加入Bi改善机械加工性，加入Sb抑致铸造过程中孔隙的形成和提高机械强度。JP-A 2000-336442(专利文献3)公开了无铅易切削青铜合金，它通过加入Bi获得了机械加工性并改善了防粘性，而且通过加入Sn、Ni和P确保了防脱锌能力和机械性能。JP-A 2002-60868(专利文献4)公开了无铅青铜合金，它通过加入不多于1重量％的Bi和Sb作为杂质并考虑了回收性能，保证了可铸造性、机械加工性和机械性质。专利文献1JP-B HEI 5-63536专利文献2日本专利No.2889829专利文献3JP-A 2000-336442专利文献4JP-A 2002-60868
技术实现思路
本专利技术解决的问题上面提出的前述无铅铜合金结合了Bi作为代替铅的组分。由于过量加入Bi不仅仅提高了成本，而且导致机械性能比如拉伸强度和伸长率下降，所以要求加入的Bi量不多于常规青铜铸件中铅含量的1/2(体积比)。而且，在这种固化温度范围宽的合金比如青铜中，Bi的溶入可能导致逆偏析，即浓度在铸件表面发生偏离。因此，铸件壁厚的中心部分，即最后固化的部分，不能保证Bi的量足以补偿体积收缩，因而很容易产生微气孔(收缩孔隙缺陷)，并可能必然破坏合金的抗压性。基于对上述问题的努力研究，提出了本专利技术。本专利技术的目标是提供通过抑制密集微孔隙的产生并同时降低铅含量而改善了合金坚固性的铜基合金，以及使用该合金的铸锭和接触液体部件。解决问题的方法为了实现上述目标，权利要求1的专利技术涉及这种铜基合金它在铜基合金的固化过程中，通过在该合金的枝晶间隙中结晶能够在固相线以上的温度固化的金属间化合物，抑制溶质的迁移，从而使微孔隙分散开；另外，利用所述金属间化合物的结晶，使能够在低于液相线的温度固化的低熔点金属或者低熔点金属间化合物发生散布结晶，并依赖所述低熔点金属或低熔点金属间化合物进入所述微孔隙中从而抑制微孔隙的出现，改进了坚固性。权利要求2的专利技术涉及这种铜基合金它含有至少5.0-10.0重量％的Zn和0＜Se≤1.5重量％的Se，而且在该铜基合金的固化过程中使ZnSe以金属间化合物的形式在该合金的枝晶间隙中结晶。权利要求3的专利技术涉及所述铜基合金，其中所述金属间化合物的表面比为0.3％或以上以及5.0％或以下。权利要求4的专利技术涉及这种铜基合金它含有至少0.25-3.0重量％的Bi，而且在该铜基合金的固化过程中Bi作为低熔点金属在溶质区中结晶。权利要求5的专利技术涉及所述铜基合金，其中所述低熔点金属或低熔点金属间化合物的表面比为0.2％或以上以及2.5％或以下。权利要求6的专利技术涉及这种铜基合金，它包含至少5.0-10.0重量％的Zn、2.8-5.0重量％的Sn、0.25-3.0重量％的Bi、0＜Se≤1.5重量％的Se、小于0.5重量％的P、作为余量的Cu、以及小于0.2重量％的不可避免的杂质Pb。采用根据权利要求1-6任一的铜基合金制备的铸锭，或者由所述铜基合金机械成型的接触液体部件。专利技术效果根据权利要求1的专利技术，通过使微孔隙散布以防微孔隙在合金中心部分密集出现，同样使所述散布的低熔点金属或低熔点金属间化合物进入所述微孔隙，并随后有效地抑制所述微孔隙的存在，能够制备合金坚固性得到改进而且预定的耐压性得到保证的铜基合金。根据权利要求2或3所述的专利技术，能够制备降低稀有金属含量、改进合金坚固性并具有经济性的铜基合金。根据权利要求4或5的专利技术，能够制备降低稀有金属含量、改进合金坚固性并经济的铜基合金。根据权利要求6的专利技术，能够甚至在满足预定标准的铅洗脱量并具有宽的固化温度范围的青铜合金中，获得合金壁厚中心部分的微孔隙减少而且合金坚固性改进的铜基合金，尤其是适用作一般管道材料，比如例如阀门的铜基合金。根据权利要求7的专利技术，能够提供作为中间产物的铸锭，和提供阀部件，包括用于饮用水的阀、杆、阀座和圆盘；管道材料，包括水龙头和接头；维修设备和排水管，包括注定要接触液体的过滤器、泵和马达；接触液体的水龙头配件；热水传送设备，包括热进水设备、用于干净水管线的部件和元件；和中间件，包括除了上面列举的最终产品和组装体的线圈和空心棒。附图简述[附图说明图1]该图示意性说明了用于分步铸造测试件的铸造计划。该图举例说明了每个测试件上的测量部分。该图是本专利技术的铜基合金的金相照片。该图举例说明了在壁厚为20mm的测试件的不同测量部分的ZnSe表面比。该图举例说明了在每个测试件中心位置的ZnSe表面比。该图举例说明了在壁厚为20mm的测试件的不同测量部分的微孔隙表面比该图举例说明了在每个测试件中心位置的微孔隙表面比。该图举例说明了在壁厚为20mm的测试件的不同测量部分的Bi表面比。该图举例说明了在壁厚为20mm的测试件的中心位置处Bi含量和微孔隙表面比之间的关系。最佳实施方式下面描述了本专利技术的铜基合金的一个优选实施方案以及使用该合金的铸锭和接触液体部件。本专利技术的铜基合金是在该合金的固化过程通过下列步骤改进了合金坚固性的铜基合金通过在该合金的枝晶(树枝状晶体)间隙中结晶能够在该合金固相线以上的温度范围，更优选在固相线和液相线之间的温度区域的固化温度下固化的金属间化合物ZnSe，由此抑制溶质的迁移并实现微孔隙(收缩孔隙)的散布，并使能够在低于该合金液相线的温度更优选在低于固相线温度的温度固化的、由于迁移被抑制而在溶质区域中散布和结晶的低熔点金属Bi(或者低熔点金属间化合物)，进入所述微孔隙中从而抑制微孔隙的存在。下面介绍采用ZnSe作为所述金属间化合物或者采用B本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有改进的合金坚固性的铜基合金，其坚固性在该铜基合金的固化过程中通过下列步骤改进：通过在所述合金的枝晶间隙内结晶能够在固相线以上的温度固化的金属间化合物，抑制溶质的迁移，从而使微孔隙散布，同时利用所述金属间化合物的结晶，使能够在低于液相线的温度固化的低熔点金属或者低熔点金属间化合物发生散布结晶，并依赖所述低熔点金属或低熔点金属间化合物进入所述微孔隙中从而抑制微孔隙的出现。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：堀込昭彦，黑濑一人，
申请(专利权)人：株式会社开滋，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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