[發明專利]高強度銅合金

無效

• 申請號: 201080013404.4
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN102361995A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 上坂美治;小島明倫;近藤勝義
• 申請（專利權）人: 三越金屬株式會社;近藤勝義
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22F1/08;C22F1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及具有優異的機械特性的高強度銅合金，特別是涉及通過鑄造法制作的高強度銅合金。更優選此發明是通過對于鑄造的銅合金實施熱塑性加工，從而提供進一步提高了強度特性的高強度銅合金。

背景技術

銅合金被廣泛利用于汽車部件、家電部件、電氣/電子/光學部件、配管構件(水暖金屬件、閥)等。若考慮近年來的全球變暖防止對策，則強烈要求制品和構件的小型、輕量化和薄壁化，在比重比鐵大的銅合金中，需要通過高強度化來應對上述的要求。

銅合金之中，從耐腐蝕性的觀點出發，含有鋅的黃銅合金大多在上述的部件中被利用。至今為止，作為涉及黃銅合金的高強度化的現有技術，提出有特開2000-119775號公報(專利文獻1)。其中公開的是，通過對于鑄造的銅合金實施熱擠壓加工，能夠得到具有抗拉強度600～800MPa左右的高性能的黃銅合金。作為添加元素的硅(Si)使構成基體的γ相出現，從而發揮出改善銅合金的切削性這樣的優點，但其反面是，因為硬質，所以若與JIS?H?3250-C3604、C3771等黃銅合金相比，則切削阻抗大，帶來工具壽命短等問題。

作為公開高強度銅合金的其他文獻，還有專利第3917304號公報(快削性銅合金，專利文獻2)和專利第3734372號公報(無鉛快削性銅合金，專利文獻3)。在這些公報所公開的技術中提出，通過微量添加鋯和磷，使通常的鑄造法中形成的樹枝狀結晶成為粒狀結晶，而且使其尺寸微細化至10μm，由此體現高強度和延展性。但是，在這些公報所公開的黃銅合金中，因為基體的硬度與現有的黃銅合金比較顯著的硬，所以切削性降低，并且存在工具壽命短這樣的問題。

另一方面，本發明者們至今為止在專利第4190570號公報(無鉛快削性銅合金擠壓材，專利文獻4)中，使用粉末冶金工藝制作黃銅合金粉末，其中添加石墨粒子替代鉛，在提高黃銅粉末合金擠壓材的切削性，同時得到高抗拉強度上取得成功。在該公報所公開的銅合金的制法中，使用急冷凝固法，制作具有微細的晶粒的銅合金粉末，通過熱擠壓加工使該粉末成形固化，能夠得到具有微細的組織的銅合金原材。由此能夠得到具有優異的強度和延展性的銅合金擠壓材。但是，若與一般的黃銅合金的制造工序比較，則為了準備用于進行擠壓加工的坯體，需要短時間成形固體銅合金粉末。為此，將現有的鑄造坯適用于擠壓加工的工序有困難，需要用于固化銅合金粉末的壓力成型機和壓縮固化裝置等。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2000-119775號公報

專利文獻2：專利第3917304號公報

專利文獻3：專利第3734372號公報

專利文獻4：專利第4190570號公報

發明內容

本發明以通過鑄造工序制造具有高強度特性的銅合金為目的，為了該目的的達成，提出含有適當量的鐵和鉻的銅-鋅合金。由此，根據本發明的高強度銅合金能夠被廣泛應用于汽車部件、家電部件、電氣/電子/光學部件、配管構件等。

根據本發明的高強度銅合金，以重量標準計含有鋅20～45％、鐵0.3～1.5％、鉻0.3～1.5％，余量由銅構成。

優選高強度銅合金，以重量標準計鐵相對于鉻的含有比率(Fe/Cr)為0.5～2。

一個實施方式的高強度銅合金，以重量標準計還含有從如下元素構成的群中選出的一種以上的元素：0.05～4％的鉛、0.02～3.5％的鉍、0.02～0.4％的碲、0.02～0.4％的硒、0.02～0.15％的銻。也可以按重量標準計再含有0.2～3％的錫。也可以按重量標準計再含有0.2～3.5％的鋁及0.3～3.5％的鈣。也可以還含有從鑭、鈰、釹、釓、鏑、鐿、釤所構成鑭系元素群中選出的一種以上的元素，其合計含量以重量標準計為0.5～5％。此外，以重量標準計也可以還含有從如下元素構成的群中選出的一種以上的元素：0.5～3％的錳、0.2～1％的硅、1.5～4％的鎳、0.1～1.2％的鈦、0.1～1.5％的鈷、0.5～2.5％的鋯。

優選高強度銅合金，在結晶晶界具有鐵-鉻系化合物粒子。該鐵-鉻系化合物粒子在鑄造法的凝固過程中在結晶晶界析出，其優選的粒徑為10～50μm。

優選銅合金通過鑄造法制作后，實施熱塑性加工。熱塑性加工是例如從擠壓加工、鍛造加工、軋制加工、拉伸加工和拉拔加工之中選出的至少一個加工法。

對于上述所述的本發明的構成、作用和效果等，通過以下的實施方式項進行說明。

附圖說明

圖1是表示拉伸試驗中的應力-應變線圖的圖。