專利名稱：耐熱銅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐熱銅合金，其特別適合用作構(gòu)成熱交換器(裝備于瞬間沸水器、給熱水器、溫水器、空調(diào)機(jī)、制冷機(jī)、散熱器等的熱交換器或給熱水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等中的熱交換器等)所用的傳熱管及配管(供水管、供熱水管、氣體配管)以及構(gòu)成其他各種裝置(電、化學(xué)裝置等)所用的配管或其附屬部件(散熱片等)、設(shè)備(冷暖切換用四通閥等)等的管材、板材、棒材、線材、加工材(利用釬焊等加工成規(guī)定形狀)。
背景技術(shù)：
一般，使用由耐熱性優(yōu)良的磷脫氧銅(JIS C1220)構(gòu)成的管材(無縫銅合金管)或板材，制作瞬間沸水器、供熱水器、空調(diào)機(jī)、制冷機(jī)等的熱交換器中的傳熱管、散熱片、翼緣或鋼板等，在該制作時，進(jìn)行作為釬焊材料使用磷銅釬料(JIS Z3264 BCuP-2)等的釬焊，但由于磷銅釬料的熔點為固相線溫度710℃，液相線溫度795℃，所以在進(jìn)行傳熱管等的釬焊時，需要加熱到大約800℃。
但是，對于用磷脫氧銅制的傳熱管等，在釬焊使局部或整體加熱到800℃左右的高溫時，由于磷脫氧銅的晶粒粗大化，隨著降低磷脫氧銅的基體強(qiáng)度，顯著降低加熱后(釬焊后或焊接后)的機(jī)械強(qiáng)度(例如，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、疲勞強(qiáng)度、硬度等)。盡管由這種磷脫氧銅的晶粒粗大化造成的機(jī)械強(qiáng)度的降低因傳熱管等的坯料制作條件而異，但在600℃～700℃以上加熱時一般還是比較明顯。因此，對于使用磷脫氧銅制的傳熱管等的瞬間沸水器、供熱水器等的熱交換器，由于在制作階段降低傳熱管等的機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)然，耐久性也存在問題。例如，對于瞬間沸水器、熱水器、空調(diào)機(jī)等的傳熱管，由于在其使用中傳熱管頻繁地重復(fù)熱膨脹和熱收縮，如此重復(fù)負(fù)荷有局部疲勞破壞傳熱管等的危險，會縮短制品的使用壽命。此種耐久性的問題，特別是對于使用HCFC系氟利昂以外的熱介質(zhì)氣體的熱交換器的傳熱管更為明顯，所以，磷脫氧銅制的傳熱管不能用于上述的熱介質(zhì)氣體。即，最近，作為供熱水器、空調(diào)機(jī)等的熱交換器的熱介質(zhì)氣體，為防止排放地球溫暖化氣體及破壞臭氧層，代替以往的HCFC系氟利昂，有使用CO2及HFC系氟利昂等的傾向，但是，在將這種CO2及HFC系氟利昂等作為熱介質(zhì)使用時的凝縮壓力與使用HCFC系氟利昂時相比，需要增大壓力。因此，對于使用HCFC系氟利昂以外的熱介質(zhì)氣體的熱交換器的傳熱管，由于周期性施加高凝縮壓力，作為傳熱管，在使用磷脫氧銅制的傳熱管時，其耐壓即傳熱管構(gòu)成材料的屈服強(qiáng)度(0.2％屈服強(qiáng)度)或屈服強(qiáng)應(yīng)力不足，長期使用傳熱管有產(chǎn)生裂紋及尺寸變化的危險。即使在使用板材的鋼板等方面，也產(chǎn)生同樣的問題。例如，對于用于供熱水器、沸水器等的熱交換器的鋼板，施加由使用時的膨脹和不使用時的收縮產(chǎn)生的反復(fù)應(yīng)力，結(jié)果，局部產(chǎn)生疲勞破損，有引起火災(zāi)事故的危險。此外，對于設(shè)在供熱水器、空調(diào)機(jī)等的傳熱管上的散熱片，由于其在制作階段顯著降低機(jī)械強(qiáng)度(特別是屈服強(qiáng)度)，有施加輕微的外力(例如，在維修時及清掃時，手及清掃用具的輕微觸碰)等就容易變形的危險，散熱片的變形會嚴(yán)重?fù)p失熱交換器的熱效率。此外，在釬焊的磷脫氧銅制的構(gòu)件及部件(給水管、供熱水管、氣體配管、電器設(shè)備配管、化學(xué)設(shè)備配管等)中，由于釬焊后顯著降低強(qiáng)度，需要將厚度加厚到所需厚度以上，此外，在使用時及維修時，有因微小外力就造成變形，而招致各種故障(漏水、工作不良等)的危險。此外，由于晶粒粗大化，應(yīng)力腐蝕裂紋敏感性、孔腐蝕敏感性及蟻巢狀腐蝕敏感性增大，此外，由于一般的耐腐蝕性也下降，由此引起的使用中的故障也增多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述問題而提出的，目的是提供一種耐熱銅合金材料，其能夠適合用作如利用釬焊等加熱(或熱處理)到高溫的且使用HCFC系氟利昂以外的熱介質(zhì)氣體的熱交換器的傳熱管等這樣的需要高屈服強(qiáng)度及高導(dǎo)熱性的制品、部件的構(gòu)成材料(管材、板材等)。
在本發(fā)明中，為達(dá)到上述目的，提出形成權(quán)利要求1記載的合金組成的耐熱銅合金材料(以下稱為“第1發(fā)明合金材料”)、形成權(quán)利要求2記載的合金組成的耐熱銅合金材料(以下稱為“第2發(fā)明合金材料”)、形成權(quán)利要求3記載的合金組成的耐熱銅合金材料(以下稱為“第3發(fā)明合金材料”)及形成權(quán)利要求4記載的合金組成的耐熱銅合金材料(以下稱為“第4發(fā)明合金材料”)。上述發(fā)明合金材料都以管材、板材、棒材、線材或?qū)⑸鲜霾牧霞庸?釬焊、焊接、切削、擠壓等)成規(guī)定形狀的加工材的形式提供。此外，在以下的說明中，括號內(nèi)的元素符號表示該元素的含量。
即，第1發(fā)明合金材料，形成以在Co含量[Co]mass％、P含量[P]mass％、Sn含量[Sn]mass％及Zn含量[Zn]mass％的之間，具有以下的(1)、(2)的關(guān)系地含有0.15～0.33mass％Co(優(yōu)選0.16～0.30mass％，更優(yōu)選0.17～0.28mass％)、0.041～0.089mass％P(優(yōu)選0.043～0.080mass％，更優(yōu)選0.045～0.074mass％)、0.02～0.25mass％Sn(優(yōu)選0.03～0.19mass％，更優(yōu)選0.04～0.15mass％)、0.01～0.40mass％Zn(優(yōu)選0.02～0.25mass％，更優(yōu)選0.02～0.15mass％)，且其余由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金組成。
此外，第2發(fā)明合金材料，形成以在Co含量[Co]mass％、P含量[P]mass％、Sn含量[Sn]mass％、Zn含量[Zn]mass％、Ni含量[Ni]mass％及Fe含量[Fe]mass％的之間，具有以下的(1)～(6)的關(guān)系地含有0.11～0.31mass％Co(優(yōu)選0.13～0.28mass％，更優(yōu)選0.15～0.26mass％)、0.041～0.089mass％P(優(yōu)選0.043～0.080mass％，更優(yōu)選0.045～0.074mass％)、0.02～0.25mass％Sn(優(yōu)選0.03～0.19mass％，更優(yōu)選0.04～0.15mass％)、0.01～0.40mass％Zn(優(yōu)選0.02～0.25mass％，更優(yōu)選0.02～0.15mass％)、0.01～0.17mass％Ni(優(yōu)選0.02～0.14mass％)及/或0.01～0.15mass％Fe(優(yōu)選0.02～0.12mass％)，且其余由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金組成。
此外，第3發(fā)明合金材料在第1發(fā)明合金材料的合金組成中，另外第4發(fā)明合金材料在第2發(fā)明合金材料的合金組成中，分別進(jìn)一步含有Mn、Mg、Zr、Y中的任何一種。
即，第3發(fā)明合金材料，形成以在Co含量[Co]mass％、P含量[P]mass％、Sn含量[Sn]mass％、Zn含量[Zn]mass％、Mn含量[Mn]mass％、Mg含量[Mg]mass％、Y含量[Y]mass％及Zr含量[Zr]mass％的之間，具有以下的(1)、(2)的關(guān)系地進(jìn)一步含有0.15～0.33mass％Co(優(yōu)選0.16～0.30mass％，更優(yōu)選0.17～0.28mass％)、0.041～0.089mass％P(優(yōu)選0.043～0.080mass％，更優(yōu)選0.045～0.074mass％)、0.02～0.25mass％Sn(優(yōu)選0.03～0.19mass％，更優(yōu)選0.04～0.15mass％)、0.01～0.40mass％Zn(優(yōu)選0.02～0.25mass％，更優(yōu)選0.02～0.15mass％)、0.01～0.20mass％Mn(優(yōu)選0.02～0.10mass％)或0.001～0.10mass％Mg、Zr或Y(優(yōu)選0.001～0.04mass％)，且其余由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金組成。
此外，第4發(fā)明合金材料，形成以在Co含量[Co]mass％、P含量[P]mass％、Sn含量[Sn]mass％、Zn含量[Zn]mass％、Ni含量[Ni]mass％、Fe含量[Fe]mass％、Mn含量[Mn]mass％、Mg含量[Mg]mass％、Y含量[Y]mass％及Zr含量[Zr]mass％的之間，具有以下的(1)～(6)的關(guān)系地含有0.11～0.31mass％Co(優(yōu)選0.13～0.28mass％，更優(yōu)選0.15～0.26mass％)、0.041～0.089mass％P(優(yōu)選0.043～0.080mass％，更優(yōu)選0.045～0.074mass％)、0.02～0.25mass％Sn(優(yōu)選0.03～0.19mass％，更優(yōu)選0.04～0.15mass％)、0.01～0.40mass％Zn(優(yōu)選0.02～0.25mass％，更優(yōu)選0.02～0.15mass％)、0.01～0.17mass％Ni(優(yōu)選0.02～0.14mass％)及/或0.01～0.15mass％Fe(優(yōu)選0.02～0.12mass％)、0.01～0.20mass％Mn(優(yōu)選0.02～0.10mass％)或0.001～0.10mass％Mg、Zr或Y(優(yōu)選0.001～0.04mass％)的，且其余由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金組成。
(1)為2.4≤A1≤5.2(優(yōu)選2.7≤A1≤4.7，更優(yōu)選3.0≤A1≤4.2)。此外，A1＝([Co]+0.8[Ni]+0.8[Fe]-0.02)/[P]。但是，對于不含Ni、Fe的第1及第2發(fā)明合金材料，A1＝([Co]-0.02)/[P]([Ni]＝[Fe]＝0)。
(2)為0.20≤A2≤0.54(優(yōu)選0.23≤A2≤0.49，更優(yōu)選0.25≤A2≤0.45)。此外，A2＝[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]+0.9[Ni]+1.5[Fe]+[Mn]+[Mg]+[Y]+3[Zr]。但是，對于不含Ni、Fe、Mn、Mg、Y、Zr的第1發(fā)明合金材料，A2＝([Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]([Ni]＝[Fe]＝[Mn]＝[Mg]＝[Y]＝[Zr]＝0)。此外，對于不含Mn、Mg、Y、Zr的第2發(fā)明合金材料，A2＝[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]+0.9[Ni]+1.5[Fe]([Mn]＝[Mg]＝[Y]＝[Zr]＝0)。此外，對于不含Ni、Fe的第3發(fā)明合金材料，A2＝[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]+[Mn]+[Mg]+[Y]+3[Zr]([Ni]＝[Fe]＝0)。
(3)為0.15≤A3≤0.35(優(yōu)選0.16≤A3≤0.32，更優(yōu)選0.17≤A3≤0.30)。此外，A3＝[Co]+0.8[Ni]+0.8[Fe]。
(4)1.2[Ni]＜[Co](5)1.5[Fe]＜[Co](6)[Ni]+[Fe]＜[Co]Co，是抑制在傳熱管等的制作時或使用時的高溫加熱條件下(例如，在釬焊時的大約800℃的加熱條件下)的晶粒粗大化所必需的元素。即，通過添加Co，能夠良好地抑制高溫(600℃～700℃以上)加熱時的晶粒長大，使金屬組成保持微細(xì)化，而且還能夠提高高溫加熱后的合金的耐疲勞性。然而，在其添加量不滿0.15mass％時，不能充分發(fā)揮上述Co的添加效果。但是，如第2或第4發(fā)明合金材料中，在同時添加Ni、Fe的一種或兩種時，如后述，由于Ni、Fe除發(fā)揮上述效果外，還具有代替Co元素的功能，即使Co的添加量不滿0.15mass％，但只要在0.11mass％以上，也能夠充分發(fā)揮上述效果。通過將Co的添加量設(shè)定在0.16mass％以上(在Ni、Fe共添時為0.13mass％以上)，能顯著發(fā)揮此種添加Co的效果，如將Co的添加量設(shè)定在0.17mass％以上(在Ni、Fe共添時為0.15mass％以上)，更能顯著發(fā)揮此種添加Co的效果。另外，Co的添加效果也有限度，高于所需量的添加也無意義，也不能得到與添加量相符的效果，反而有損傷銅合金本身的特性(導(dǎo)熱性等)的危險。即，即使添加Co超過0.33mass％(在Ni、Fe共添時為0.31mass％以上)，不僅得不到與之相符的效果，還增加熱變形阻力，降低冷加工性能，反而降低銅合金本身的特性(導(dǎo)熱性等)。當(dāng)然，由于Co是價格很高的金屬，高于所需量的添加，也存在經(jīng)濟(jì)上的問題。為不產(chǎn)生上述問題地有效發(fā)揮上述添加Co的效果，Co添加量優(yōu)選設(shè)定在0.30mass％以下(在Ni、Fe共添時為0.28mass％以下)，最優(yōu)選設(shè)定在0.28mass％以下(在Ni、Fe共添時為0.26mass％以下)。
P，與Co同樣，也是具有抑制高溫加熱時晶粒粗大化的元素，但如與Co共添其功能可飛躍地提高。因此，除Co外，通過添加P，能夠極有效地抑制高溫加熱時的晶粒長大，在加熱后也能確實保持微細(xì)的結(jié)晶狀態(tài)。然而，如果其添加量不滿0.041mass％，不能有效發(fā)揮上述P的添加效果，也不能期待那樣的功能。為了發(fā)揮如此的效果，P的添加量必需設(shè)定在0.041mass％以上，如要充分發(fā)揮其作用，P的添加量優(yōu)選設(shè)定在0.043mass％以上，最優(yōu)選設(shè)定在0.045mass％以上。但是，即使添加超過0.089mass％，不僅得不到與其添加量相符的效果，反而降低銅合金本身的特性(導(dǎo)熱性等)，而且還降低熱加工及冷加工的加工性能。為充分保證上述特性，P的添加量必需設(shè)定在0.089mass％以下，優(yōu)選設(shè)定在0.080mass％以下，最優(yōu)選設(shè)定在0.074mass％以下。
Sn，通過在基體中的固溶強(qiáng)化，可謀求強(qiáng)化基體的耐熱性，在提高上述Co及P的晶粒的長大抑制作用及微細(xì)化作用的同時，能夠提高Co、P的析出速度，從而能夠提高高溫加熱后的機(jī)械強(qiáng)度。此外，也是為提高耐蝕性所添加的元素，通過添加Sn，能夠盡可能地防止以應(yīng)力腐蝕裂紋、孔腐蝕、蟻巢狀腐蝕為代表的腐蝕。為了充分發(fā)揮此種添加Sn的效果，Sn的添加量必需設(shè)定在0.02mass％以上，優(yōu)選設(shè)定在0.03mass％以上，最優(yōu)選設(shè)定在0.04mass％以上。另外，如果Sn的添加量超過0.25mass％，雖與其添加量相應(yīng)地在某種程度上提高機(jī)械強(qiáng)度，但降低導(dǎo)熱性，此外也增大熱變形阻力，降低冷加工性能。為了不降低導(dǎo)熱性地發(fā)揮Sn的添加效果，Sn的添加量有必要設(shè)定在0.25mass％以下，優(yōu)選設(shè)定在0.19mass％以下，最優(yōu)選設(shè)定在0.15mass％以下。
Zn，為謀求通過強(qiáng)化基體提高機(jī)械強(qiáng)度而添加的元素。即，無論晶粒多么微細(xì)，由于在基體自身的強(qiáng)度低時，當(dāng)然，作為合金整體的機(jī)械強(qiáng)度也低，所以為謀求強(qiáng)化這樣的基體而添加Zn。此點也與Sn同樣，但添加Zn還具有提高釬焊性的效果。即，通過添加Zn，能夠提高與磷銅釬料(JIS Z3264)等釬焊材料的潤濕性。此外，Zn與Sn同樣，具有能夠提高針對以應(yīng)力腐蝕裂紋、孔腐蝕、蟻巢狀腐蝕為代表的腐蝕的耐蝕性。而且，為了發(fā)揮此種添加Zn的效果，Zn的添加量有必需設(shè)定在0.01mass％以上，優(yōu)選設(shè)定在0.02mass％以上。另外，如果Zn的添加量超過0.40mass％，降低導(dǎo)熱性，同時提高對于應(yīng)力腐蝕破裂的敏感性。為了不產(chǎn)生這類問題，Zn的添加量有必要設(shè)定在0.40mass％以下，優(yōu)選設(shè)定在0.25mass％以下，最優(yōu)選設(shè)定在0.15mass％以下。
Fe、Ni，與Co同樣，是具有抑制晶粒長大效果的元素，其效果雖比Co稍差，但具有代替Co元素的功能。因此，通過與Co共添，能夠盡可能減少高價Co的添加量，充分發(fā)揮上述效果。即，Ni、Fe減少Co在基體中的固溶限度，用小的Co添加量，起到有效發(fā)揮上述Co功能的作用，發(fā)揮降低Co的必需添加量帶來的經(jīng)濟(jì)效果。此外，通過減少Co的固溶量，還具有提高熱傳導(dǎo)性、熱加工性的效果。而且，如果Ni或Fe的添加量在0.01mass％以上，能發(fā)揮此種添加Ni、Fe的效果，如果采用0.02mass％以上的添加量，能夠顯著發(fā)揮其效果。但是，對于Ni即使添加量超過0.17mass％，此外，對于Fe即使添加量超過0.15mass％，不但未發(fā)現(xiàn)與該添加量相符的效果，反而產(chǎn)生降低導(dǎo)熱性等問題。為不產(chǎn)生此類問題，對于Ni，其添加量有必要在0.17mass％以下，優(yōu)選0.14mass％以下。此外，對于Fe，其添加量有必要在0.15mass％以下，優(yōu)選0.12mass％以下。
可是，作為本發(fā)明合金材料的制造原料的一部分，多采用其廢料(廢棄的傳熱管等)，但由于在此種的廢料中多含S成分(硫成分)，存在對熱加工性有不良影響的問題。但是，如果添加Mn、Mg、Y、Zr中的任何一種，在使用含S成分的原料時，由于形成與S成分結(jié)合的析出物(MgS、ZrS等)，也能夠防止發(fā)生上述問題。在第3或第4發(fā)明合金材料中，就基于上述理由確定含有Mn、Mg、Y、Zr中的任何一種。通過添加0.01mass％以上的Mn，0.001mass％以上的Mg、Y、Zr，能夠發(fā)揮通過添加Mn、Mg、Y、Zr形成上述析出物的效果(排除S成分對熱加工性能的不良影響的效果)。但是，高于所需量地添加Mn、Mg、Y、Zr，由于不僅得不到與添加量相符的效果，反而產(chǎn)生降低導(dǎo)熱性等弊端，所以，關(guān)于添加量的上限，Mn設(shè)定為0.20mass％(優(yōu)選0.10mass％)，Mn、Mg、Y、Zr設(shè)定為0.10mass％(優(yōu)選0.04mass％)。
關(guān)于基本元素銅以外的添加元素，按上述范圍確定上述元素的含量，但在確定含量時，需要考慮添加元素相互間的關(guān)系，為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在添加元素的含量相互間需要成立上述(1)～(6)的關(guān)系。即，需要以與其他添加元素之間具有(1)～(6)的關(guān)系作為條件，在上述的范圍內(nèi)確定各添加元素的含量。
第一，添加Co及添加P的功能具有在如前所述的相互間緊密關(guān)系，需要設(shè)定共添Co、P時的效果的平衡，因此，在上述范圍內(nèi)，單個獨立確定上述元素的含量還不充分，需要兩種含量的比率達(dá)到一定范圍地確定。此外，即使對于Ni、Fe，由于其是發(fā)揮與Co同樣功能的元素，具有代替Co元素的功能，所以，與Co同樣，在確定其含量時，需要考慮到與P的關(guān)系。即，在Co含量或Co、Ni、Fe含量及P含量之間，需要成立(1)的關(guān)系地確定它們的含量，在A1＜2.4時，Co、Ni、Fe和P的組合添加效果不明顯，并且損害銅合金本來的特性即導(dǎo)熱性，也惡化冷加工性。為了充分發(fā)揮此種效果(Co、Ni、Fe和P的共添效果)，有必要A1≥2.4，優(yōu)選A1≥2.7，最優(yōu)選A1≥3.0。相反，如果A1＞5.2，不僅該組合添加效果飽和，反而還對銅合金本來特性(導(dǎo)熱性等)產(chǎn)生不良影響。因此，有必要A1≤5.2，如再考慮到銅本來的特性，優(yōu)選A1≤4.7，最優(yōu)選A1≤4.2。
第二，Ni、Fe是具有代替Co元素的功能的元素，但由于其功能僅代替所需Co含量的一部分，只不過是降低所需Co含量，所以，在確定Ni、Fe含量時應(yīng)考慮到與Co的含量的關(guān)系。因此，應(yīng)在考慮到功能貢獻(xiàn)程度的總量A3及相互關(guān)系滿足(3)～(6)的條件下確定Ni、Fe、Co含量。即，如果A3＜0.15，不能充分發(fā)揮Co、Ni、Fe的添加效果(高溫加熱時的晶粒長大抑制效果等)，如果A3＞0.35，不僅得不到與添加量相符的效果，還有降低銅合金本來特性的危險。此外，在降低熱擠壓性的同時，還降低以彎曲等為代表的冷加工性能。因此，為了不產(chǎn)生上述問題地充分發(fā)揮添加效果，有必要0.15≤A3≤0.35，優(yōu)選0.16≤A3≤0.32，最優(yōu)選0.17≤A3≤0.30。此外，由于Ni、Fe的添加功能不超過Co的添加功能，如果比Co添加量多一定量以上地添加Ni、Fe，反而降低Ni、Fe的共添效果。所以，考慮到添加效果對Co的貢獻(xiàn)程度，在添加Ni、Fe的任何一方時，需要滿足(4)或(5)的條件，在Ni及Fe共添時，需要滿足(4)～(6)的條件。
第三，對于基本元素Cu以外的添加元素，由于考慮到這些元素的添加效果的貢獻(xiàn)度的總量A2影響到導(dǎo)熱性、熱擠壓性、彎曲加工性、成型性、釬焊性、釬焊后的強(qiáng)度，考慮到此種問題，需要滿足(2)的條件地確定它們的添加量。即，如果A2＞0.54，降低導(dǎo)熱性、熱擠壓性、彎曲加工性及成型性。所以，為了確保導(dǎo)熱性、熱擠壓性、彎曲加工性及成型性，有必要A2≤0.54，為了確實防止降低導(dǎo)熱性、熱擠壓性、彎曲加工性及成型性，優(yōu)選A2≤0.49，最優(yōu)選A2≤0.45。另外，如果A2＜0.20，不能得到足夠的釬焊后的強(qiáng)度。所以，為了充分確保釬焊后的強(qiáng)度，有必要A2≥0.20，優(yōu)選A2≥0.23，最優(yōu)選A2≥0.26。
可是，作為不可避免的雜質(zhì)所含的氧，如果其含量在一定量以上，由于成為氫脆化的原因，有必要將氧含量控制在0.007mass％以下，優(yōu)選控制在0.004mass％以下。此種氧含量的降低，當(dāng)然可利用制造條件來降低，但也能通過P的添加效果來降低。因此，在第1～第4發(fā)明合金材料中，都優(yōu)選以氧含量為0.007mass％以下(優(yōu)選0.004mass％以下)的條件確定P添加量。
此外，對于第1～第4發(fā)明合金材料，在作為要求屈服強(qiáng)度的釬焊制品、部件(例如，使用HCFC系氟利昂以外的熱介質(zhì)氣體(CO2、HFC系氟利昂)的熱交換器的傳熱管、或使用時及維修時因微小的外力就容易變形的散熱片材、給水管等)的構(gòu)成材料使用時，在確定上述合金組成的時候，優(yōu)選將釬焊處理或與之同等條件的加熱處理(例如，在800℃加熱處理10分鐘)后的0.2％屈服強(qiáng)度(永久變形為0.2％時的強(qiáng)度)確定在55N/mm2以上(優(yōu)選75N/mm2以上，更優(yōu)選90N/mm2以上)。此外，對于銅合金材料的釬焊，由于一般進(jìn)行硬釬焊，如按JIS Z3264的規(guī)定，使用磷銅釬料、銀釬料，在800℃左右的釬焊溫度(釬焊時間一般大約10分鐘)下進(jìn)行釬焊。在釬焊時，被釬焊材也被加熱到熔化釬焊料的溫度，釬焊的銅合金材料(被釬焊材)被加熱到與釬焊溫度同等的程度。因此，在本發(fā)明中，不區(qū)分銅合金的釬焊處理和在與之同等條件(800℃左右)直接加熱銅合金材料的一般加熱處理，將兩者作為同一熱處理來處理。
可是，對于第1～第4發(fā)明合金材料，通過形成上述合金組成，發(fā)揮良好的導(dǎo)熱性，與作為要求高導(dǎo)熱性的制品、部件的構(gòu)成材多采用的紫銅(JIS C1220)及純鋁相比，是強(qiáng)度優(yōu)良的材料，作為如此的制品、部件的構(gòu)成材，為形成優(yōu)于紫銅及純鋁的優(yōu)良材料，有必要能夠確保至少比純鋁(導(dǎo)熱率0.57cal/cm·sec·℃)高的導(dǎo)熱率，優(yōu)選能夠確保純鋁及紫銅(導(dǎo)熱率0.78cal/cm·sec·℃)的中間值(0.675cal/cm·sec·℃)以上的導(dǎo)熱率，更優(yōu)選確實能夠得到0.70cal/cm·sec·℃以上的導(dǎo)熱率。但是，如只在合金組成上鉆研，導(dǎo)熱率的提高也是有限度的。為此，本發(fā)明人經(jīng)過多次實驗、研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過鉆研進(jìn)行釬焊處理或與之同等條件的加熱處理的條件，及隨后進(jìn)行的冷卻處理等處理(以下稱為“后處理”)的條件，能夠顯著提高導(dǎo)熱率。
基于取得的相關(guān)的研究結(jié)果，在本發(fā)明中，通過實施下面的加熱處理(釬焊處理等)及后處理，提出顯著提高導(dǎo)熱性的第1～第4發(fā)明合金材料。
第一，除進(jìn)行釬焊處理或與之同等條件的加熱處理(例如，800℃加熱10分鐘)外，通過作為后處理對該加熱處理材實施以下的特殊爐內(nèi)冷卻處理，提出提高了導(dǎo)熱率的第1～第4發(fā)明合金材料。即，在此種后處理(以下稱為“第1后處理”)時，根據(jù)爐內(nèi)冷卻溫度變化爐內(nèi)冷卻速度，如此將從670℃到480℃的冷卻速度減速到1.5～12℃/分鐘(優(yōu)選2.5～10℃/分鐘)。爐內(nèi)冷卻處理中的冷卻速度通常為15～30℃/分鐘(一般為20℃/分鐘左右)，但在第1后處理中，在爐內(nèi)冷卻工序中的從670℃到480℃的溫度范圍內(nèi)，比此種一般爐內(nèi)冷卻處理降低冷卻速度，通過在580℃左右保溫，能夠謀求提高導(dǎo)熱性。
第二，除進(jìn)行釬焊處理或與之同等條件的加熱處理(例如，800℃加熱10分鐘)外，通過對該加熱處理材實施以下的作為后處理的一般爐冷卻處理和特殊再加熱處理，提出提高了導(dǎo)熱率的第1～第4發(fā)明合金材料。即，在此種后處理(以下稱為“第2后處理”)時，利用一般的條件爐內(nèi)冷卻加熱處理材，但在該爐內(nèi)冷卻工序結(jié)束之前或之后，以480℃～670℃、3～100分鐘(優(yōu)選520～640℃、10～40分鐘)的條件進(jìn)行再加熱。通過此種爐內(nèi)冷卻處理前后的580℃左右的再加熱，也能夠謀求將導(dǎo)熱率提高到與實施上述第1后處理時同等或比其高的程度。
第三，除進(jìn)行釬焊處理或與之同等條件的加熱處理(例如，800℃加熱10分鐘)外，通過對該加熱處理材實施以下的作為后處理的急冷處理和再加熱處理，提出提高了導(dǎo)熱率和強(qiáng)度的第1～第4發(fā)明合金材料。即，在此種后處理(以下稱為“第3后處理”)時，利用水冷、空氣冷(包括強(qiáng)制空氣冷卻)急速冷卻加熱處理材，然后，進(jìn)行與第2后處理中同樣的再加熱(按480℃～670℃、3～100分鐘(優(yōu)選520～640℃、10～40分鐘)的條件進(jìn)行再加熱)。本發(fā)明人通過實驗確認(rèn)，在以規(guī)定的條件對加熱處理材進(jìn)行再加熱時，加熱處理材的冷卻條件(主要是冷卻速度)對提高導(dǎo)熱率無大的影響(導(dǎo)熱性的提高主要依賴于再加熱條件)，和采用在急速冷卻后進(jìn)行再加熱與在爐內(nèi)冷后進(jìn)行再加熱時相比能夠提高強(qiáng)度?？墒?，在現(xiàn)場進(jìn)行釬焊等時，因釬焊條件，由于空間上的限制等，有時不能進(jìn)行滿意的爐內(nèi)冷卻，但在此時及要求釬焊后的強(qiáng)度時，上述的第3后處理極為有利。
此外，上述的第1～第4發(fā)明合金材料最適合用作構(gòu)成熱交換器的傳熱管(特別是使用HCFC系氟利昂以外的熱介質(zhì)氣體的熱交換器的傳熱管)的管材即無縫銅合金管或焊接銅合金管，此外，也適合作為板材用作熱交換器中的板狀部件(散熱片、側(cè)板、翼板等)或與之連結(jié)傳熱管或其他板狀部件(散熱片等)的連接板的構(gòu)成材。
實施例作為實施例，將形成表1～表3所示合金組成的圓柱狀鑄坯(直徑220mm、長275mm)加熱到900℃，熱擠壓成管狀，接著將該擠壓管浸漬在60℃溫水槽中，然后，反復(fù)冷拉伸，通過在630℃、1小時的條件下熱處理(退火)所得的拉伸管，制作外徑10mm、壁厚1mm的管材(可用作熱交換器傳熱管的構(gòu)成材)即第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.30 1～No.304及第4發(fā)明合金材料No.401～No.412。
在此種管材的制作中，在通過熱擠壓得到外徑65mm、壁厚5.5mm的擠壓管(以下稱為“小徑擠壓管”)后，通過對其反復(fù)實施冷拉伸，得到外徑10mm、壁厚1mm的拉伸管。但是，對于部分第1及第2發(fā)明合金材料No.103、No.114、No.204、No.211、No.215，由于不能得到適當(dāng)?shù)男綌D壓管，或即使能夠得到，小徑擠壓管的彎曲也超過標(biāo)準(zhǔn)值(每m為10cm)，可在熱擠壓得到外徑85mm、壁厚7.0mm的擠壓管(以下稱為“大徑擠壓管”)后，通過對其反復(fù)實施冷拉伸，得到與上述同一形狀(外徑10mm、壁厚1mm)的拉伸管。此外，在大徑擠壓管的情況下，利用實施于小徑擠壓管的拉伸工序難于得到外徑10mm、壁厚1mm的拉伸管，但是通過比小徑擠壓管的拉伸工序道次(從小徑擠壓管得到外徑10mm、壁厚1mm的拉伸管所需的工序道次)增加1～3個工序道次，也能夠得到與拉伸小徑擠壓管時同一形狀、同一品質(zhì)的拉伸管。
此外，將上述的圓柱狀鑄坯(直徑220mm、長275mm)切成方柱狀鑄坯(厚35mm、寬90mm、長250mm)，將該方柱狀鑄坯加熱到850℃，熱軋到厚5mm的板狀后，酸洗其表面，然后以達(dá)到0.41mm厚地冷軋該熱軋板，再在630℃、1小時的條件下熱處理(退火)后，通過以達(dá)到0.40mm厚地冷軋該冷軋板，制作表1～表3所示合金組成的板材，即第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412。此外，上述管材及板材中的作為不可避免的雜質(zhì)的氧含量都在0.0002～0.004mass％。
此外，作為比較例，采用形成表4所示合金組成的銅合金材料，通過與實施例相同的制造工序，得到形成同一形狀的管材及板材的比較例合金材料No.501～No.515。此外，管材No.501～No.503及No.510～No.513是通過拉伸、熱處理小徑擠壓管得到的。管材No.515是通過拉伸、熱處理大徑擠壓管得到的。對于上述以外的管材(No.504～No.509、No.514)，由于熱擠壓性頗為惡化，不能得到小徑擠壓管及大徑擠壓管，所以也不能制得最終的管材。
此外，通過彎曲管材制造工序中的作為半成品的擠壓管，評價了第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412以及比較例合金材料No.501～No.515的擠壓性。其評價結(jié)果如表5～表8所示。即，在表5～表8中，以“○”表示擠壓性能優(yōu)良的合金材料，其能夠得到熱擠壓后的彎曲在標(biāo)準(zhǔn)值(每m為10cm)以下的小徑擠壓管(外徑65mm、壁厚5.5mm)；以“△”表示擠壓性能良好的合金材料(實用上無大的問題)，但不能得到上述小徑擠壓管，但能夠得到熱擠壓后的彎曲在標(biāo)準(zhǔn)值以上的大徑擠壓管(外徑85mm、壁厚7.0mm)；以“×”表示擠壓性能差的合金材料(不能實用)，不用說小徑擠壓管，就連彎曲在標(biāo)準(zhǔn)值以下的大徑擠壓管也不能得到。
此外，為確認(rèn)釬焊后的強(qiáng)度，對于作為管材得到的第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412以及比較例合金材料No.501～No.515(不能得到管材的比較例合金材料No.504～No.509、No.514除外)，進(jìn)行了如下的屈服強(qiáng)度測定試驗。即，通過按與實施在制作熱交換器(釬焊傳熱管、散熱片、鋼板、翼緣等熱交換器部件)時采用的爐內(nèi)釬焊法時相同的條件，使管材(用630℃、1小時的條件退火的外徑10mm、壁厚1mm的拉伸管)通過連續(xù)熱處理爐內(nèi)，進(jìn)行管材的熱處理。具體是，在800℃將管材加熱10分鐘后，按20℃/分鐘爐內(nèi)冷卻。然后，對此種經(jīng)過熱處理的管材，用阿姆斯拉型萬能試驗機(jī)進(jìn)行拉伸試驗，測定0.2％屈服強(qiáng)度(永久變形為0.2％時的強(qiáng)度)。其結(jié)果如表5～表8所示。此外，也對作為板材(在630℃、1小時的條件下退火后，以達(dá)到0.40mm厚地冷軋的板材)得到的第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412以及比較例合金材料No.501～No.515(No.504～No.509、No.514除外)，進(jìn)行了與上述相同的屈服強(qiáng)度測定試驗，但由于其結(jié)果與表5～表8所示的值(0.2％屈服強(qiáng)度)大致一致，此處省略。
此外，對作為管材得到的第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412以及比較例合金材料No.501～No.515(不能得到管材的比較例合金材料No.504～No.509、No.514除外)，確認(rèn)了彎曲加工性。即，利用壓力加工，將管材(用630℃、1小時的條件退火的外徑10mm、壁厚1mm的拉伸管)彎曲成U字型，通過在該折彎部產(chǎn)生大的皺褶時的折彎度R/D(R折彎部的內(nèi)周側(cè)的曲率半徑(mm)，D管材的外徑(mm))評價彎曲加工性。其結(jié)果如表5～表8所示。即，在表5～表8中，在R/D＝1時，不產(chǎn)生大的皺褶，折彎部的截面形狀能形成圓形或略圓形，是彎曲加工性優(yōu)良的管材，以“○”表示；在1＜R/D≤1.5時，不產(chǎn)生大的皺褶，折彎部的截面形狀能形成圓形或略圓形，是彎曲加工性良好的管材(實用上無大的問題)，以“△”表示；在R/D＞1.5時，折彎部的截面形狀不形成圓形，變成橢圓形，是彎曲加工性差的管材(實用困難)，以“×”表示。
此外，對于作為板材得到的第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412以及比較例合金材料No.501～No.515(No.504～No.509、No.514除外)，為了確認(rèn)成型性，進(jìn)行了杯突試驗。即，對板材(在630℃、1小時的條件下退火后，以達(dá)到0.40mm厚地冷軋的板材)進(jìn)行杯突試驗，求出其杯突值。其結(jié)果如表5～表8所示。
從表5～表8可以確認(rèn)，比較例合金材料No.501～No.515，至少在0.2％屈服強(qiáng)度、擠壓性、彎曲加工性及成型性中的一項存在問題，不適合用作熱交換器的傳熱管、散熱片、鋼板、翼緣等構(gòu)成部件，但是，第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412中的任何一種，在0.2％屈服強(qiáng)度、擠壓性、彎曲加工性及成型性等方面都優(yōu)良，能夠用作熱交換器的傳熱管、散熱片、鋼板、翼緣等構(gòu)成部件。
此外，對于作為管材得到的第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412以及比較例合金材料No.501～No.515(不能得到管材的No.504～No.509、No.514除外)，為了確認(rèn)作為釬焊制品、部件使用時的導(dǎo)熱性，測定了實施釬焊用熱處理的合金材料的導(dǎo)熱率。即，通過按與實施上述爐內(nèi)釬焊法時相同的條件(在800℃將管材加熱10分鐘后，按20℃/分鐘爐內(nèi)冷卻)，使管材(No.101～No.114、No.201～No.217、No.301～No.304、No.401～No.412、No.501～No.503、No.510～No.513及No.515)通過連續(xù)熱處理爐內(nèi)，對管材實施釬焊用熱處理，然后測定其導(dǎo)熱率。其結(jié)果如表5～表8所示，對于第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412，所有都測定出0.65cal/cm·sec·℃以上的高導(dǎo)熱性，確認(rèn)具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。
此外，在進(jìn)行了釬焊處理或與之同等條件的加熱處理后，為了確認(rèn)通過實施開頭所述的第1后處理、第2后處理或第3后處理得到的導(dǎo)熱性提高效果，對作為管材得到的第1發(fā)明合金材料No.101～No.114、第2發(fā)明合金材料No.201～No.217、第3發(fā)明合金材料No.301～No.304、第4發(fā)明合金材料No.401～No.412，實施了各種后處理，測定了該后處理后的導(dǎo)熱率及強(qiáng)度。即，按與上述釬焊用熱處理相同的條件(加熱溫度800℃，加熱時間10分鐘)分別加熱管材No.101～No.114、No.201～No.217、No.301～No.304及No.401～No.412，然后對經(jīng)過該加熱處理的管材(以下稱為“加熱管材”)，實施了以下的第1后處理、第2后處理或第3后處理。在第1后處理中，在加熱管材的爐內(nèi)冷卻工序，以4℃/分鐘降低從670℃到480℃的冷卻速度。此外，從800℃到670℃的爐內(nèi)冷卻速度及從480℃到常溫的爐內(nèi)冷卻速度設(shè)定為20℃/分鐘。此外，在第2后處理中，以20℃/分鐘將加熱管材爐內(nèi)冷卻到常溫，之后，以580℃、30分鐘的條件進(jìn)行再加熱。另外，在第2后處理中，再加熱后的爐內(nèi)冷卻速度設(shè)定為20℃/分鐘。此外，在第3后處理中，水冷卻(急速冷卻)加熱管材后，與第2后處理同樣，以580℃、30分鐘的條件進(jìn)行再加熱。這些熱處理后的導(dǎo)熱率如表5～表7所示。
此外，對于加熱管材No.104、No.111、No.210、No.212、No.215、No.217、No.301、No.402、No.406、No.408，按不同的多種條件進(jìn)行第1～第3后處理，測定了各條件下的熱處理后的導(dǎo)熱率。即，對于第1后處理，除在以如上述所述的4℃/分鐘降低從670℃到480℃的冷卻速度外，也分別在以1.8℃/分鐘、2.5℃/分鐘、6℃/分鐘、10℃/分鐘、12℃/分鐘降低時進(jìn)行。此外，對于第2后處理及第3后處理，除在再加熱條件為上述的580℃、30分鐘時進(jìn)行外，也分別在再加熱條件為480℃、100分鐘，520℃、50分鐘，580℃、10分鐘，580℃、50分鐘，640℃、30分鐘，640℃、10分鐘及670℃、3分鐘時進(jìn)行。這些熱處理后的導(dǎo)熱率如表9～表11所示。
此外，在實施如上所述的第2后處理及第3后處理的管材中，對于將再加熱條件設(shè)定為520℃、50分鐘，580℃、30分鐘及640℃、30分鐘的管材，用阿姆斯拉型萬能試驗機(jī)進(jìn)行拉伸試驗，測定了其強(qiáng)度即0.2％屈服強(qiáng)度。其結(jié)果如表12所示。
此外，在作為如上所述的外徑10mm、壁厚1mm的管材得到的管材中，對管材No.104、No.111、No.210、No.212、No.215、No.217、No.301、No.402、No.406、No.408及比較例的管材No.501、No.503、No.512，進(jìn)行了如下的耐蝕性確認(rèn)試驗。
首先，在按與上述釬焊用熱處理相同的條件對上各管材實施熱處理后，通過將上述熱處理管材壓扁到厚度為4mm，得到管材壓扁試驗片。然后，第一，對各管材壓扁試驗片，進(jìn)行如下的應(yīng)力腐蝕裂紋試驗。即，將各管材壓扁試驗片在加入12％氨水的干燥器內(nèi)的氣相部暴露48小時，測定該管材壓扁試驗片的應(yīng)力裂紋的長度。在管材壓扁試驗片的最扁平部分即曲率最小的部分，用顯微鏡觀察、測定在其縱截面的外面?zhèn)鹊牧鸭y長度和內(nèi)面?zhèn)鹊牧鸭y長度，將外面?zhèn)攘鸭y長度的最大值和內(nèi)面?zhèn)攘鸭y長度的最大值的之和作為應(yīng)力腐蝕裂紋長度(mm)。此外，第二，調(diào)整各管材壓扁試驗片，使其表面積達(dá)到100cm2后，將各管材壓扁試驗片分別在加溫到75℃的1％硫酸的溶液1L及1％鹽酸的溶液1L中浸漬48小時，測定浸漬前后的各管材壓扁試驗片的重量差即溶解造成的減量(mg)。其結(jié)果如表13所示。
從表5～表7及表9～表12可以看出，在對加熱材實施第1～第3后處理時，與在只實施釬焊用熱處理時相比，能夠顯著提高導(dǎo)熱率，由此確認(rèn)，通過實施第1～第3后處理，能夠謀求導(dǎo)熱性的飛躍般的提高。此外，在實施第2后處理時及實施第3后處理時，導(dǎo)熱性的提高程度大體相同，在進(jìn)行再加熱處理時，加熱處理管材的冷卻速度不影響導(dǎo)熱性的提高，確認(rèn)導(dǎo)熱性的提高依賴于再加熱條件。特別是對于實施第3后處理的管材，從表12可以看出，不僅提高導(dǎo)熱性，而且還提高強(qiáng)度(0.2％屈服強(qiáng)度)，確認(rèn)在進(jìn)行再加熱處理時，進(jìn)行冷卻速度快的急速冷卻能有效提高強(qiáng)度。
此外，從表13可以看出，發(fā)明合金材料No.104、No.111、No.210、No.212、No.215、No.217、No.301、No.402、No.406、No.408與比較例合金材料No.501、No.503、No.512相比，應(yīng)力腐蝕裂紋長度極短，此外，在1％硫酸及1％鹽酸的任何一種溶液中浸漬時，溶解造成的減量也小。從此點可以看出，本發(fā)明的合金材料能夠有效防止、抑制晶粒粗大化造成的應(yīng)力腐蝕裂紋、孔腐蝕、蟻巢狀腐蝕等腐蝕，具有優(yōu)良的耐蝕性。
表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

表10

表11

表12

表13

本發(fā)明的耐熱性銅合金材料在加熱到高溫(600℃～700℃)時，由于加熱不使晶粒粗大化，加熱后也不降低屈服強(qiáng)度及銅合金本來的特性(導(dǎo)熱性等)，對于晶粒粗大化引起的以應(yīng)力腐蝕裂紋、孔腐蝕、蟻巢狀腐蝕為首的腐蝕，也能夠有效防止、抑制。因此，如果采用本發(fā)明的耐熱銅合金材料，能夠提供傳熱管等制品，其與一般的磷脫氧銅制的制品、部件相比，在制作時或使用時，能夠大幅度提高在600℃～700℃以上的高溫下暴露(例如，通過釬焊被加熱到800℃左右)的熱交換器的傳熱管、散熱片、翼緣或鋼板等各種制品、部件的耐久性或耐用壽命，即使在產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋、孔腐蝕、蟻巢狀腐蝕等腐蝕的條件下，也能夠充分發(fā)揮耐蝕性。特別是管材，能夠適合用作使用HCFC系氟利昂以外的熱介質(zhì)氣體的熱交換器的傳熱管的構(gòu)成材，與使用眾所周知的耐熱銅合金材料時相比，能夠期待擴(kuò)大使用范圍。此外，對于板材，能夠適合用作在供熱水器、空調(diào)器等的傳熱管上設(shè)置的散熱片等的構(gòu)成材，解決眾所周知的在使用耐熱銅合金材料時產(chǎn)生的問題(例如，在清掃等時，輕微的外力就變形散熱片，嚴(yán)重?fù)p失熱交換器的熱效率)，能夠大幅度提高板狀制品、部件的功能及耐久性。如此，如果采用本發(fā)明，能夠提供一種耐熱銅合金材料，其特別適合用作構(gòu)成裝備在瞬間沸水器、供熱水器、溫水器、空調(diào)機(jī)、制冷機(jī)、散熱器等的熱交換器及熱水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等中的熱交換器的傳熱管及配管(供水管、供熱水管、氣體配管)以及構(gòu)成其他各種裝置(電、化學(xué)裝置等)的配管或其附屬部件、設(shè)備(冷暖切換用四通閥等)等的所用的管材、板材、棒材、線材、加工材(利用釬焊、焊接、切削、擠壓等加工成規(guī)定的形狀)。
權(quán)利要求
1.一種耐熱銅合金材料，其特征在于是形成以在Co含量[Co]mass％、P含量[P]mass％、Sn含量[Sn]mass％和Zn含量[Zn]mass％之間具有2.4≤([Co]-0.02)/[P]≤5.2及0.20≤[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]≤0.54的關(guān)系地含有0.15～0.33mass％Co、0.041～0.089mass％P、0.02～0.25mass％Sn、0.01～0.40mass％Zn，且其余由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金組成的管材、板材、棒材、線材或?qū)⑸鲜霾牧霞庸こ梢?guī)定形狀的加工材料。
2.一種耐熱銅合金材料，其特征在于是形成以在Co含量[Co]mass％、P含量[P]mass％、Sn含量[Sn]mass％、Zn含量[Zn]mass％、Ni含量[Ni]mass％和Fe含量[Fe]mass％之間具有2.4≤([Co]+0.8[Ni]+0.8[Fe]-0.02)/[P]≤5.2、0.20≤[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]+0.9[Ni]+1.5[Fe]≤0.54、0.15≤[Co]+0.8[Ni]+0.8[Fe]≤0.35、1.2[Ni]＜[Co]、1.5[Fe]＜[Co]及[Ni]+[Fe]＜[Co]的關(guān)系地含有0.11～0.31mass％Co、0.041～0.089mass％P、0.02～0.25mass％Sn、0.01～0.40mass％Zn、0.01～0.17mass％Ni及/或0.01～0.15mass％Fe，且其余由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金組成的管材、板材、棒材、線材或?qū)⑸鲜霾牧霞庸こ梢?guī)定形狀的加工材料。
3.如權(quán)利要求1記載的耐熱銅合金材料，其特征在于形成以在Mn含量[Mn]mass％、Mg含量[Mg]mass％、Y含量[Y]mass％或Zr含量[Zr]mass％和上述添加元素的含量之間，具有0.20≤[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]+0.9[Ni]+1.5[Fe]+[Mn]+[Mg]+[Y]+3[Zr]≤0.54的關(guān)系地進(jìn)一步含有0.01～0.20mass％Mn或0.001～0.10mass％Mg、Zr或Y的合金組成。
4.如權(quán)利要求2記載的耐熱銅合金材料，其特征在于形成以在Mn含量[Mn]mass％、Mg含量[Mg]mass％、Y含量[Y]mass％或Zr含量[Zr]mass％和上述添加元素的含量之間，具有0.20≤[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]+0.9[Ni]+1.5[Fe]+[Mn]+[Mg]+[Y]+3[Zr]≤0.54的關(guān)系地進(jìn)一步含有0.01～0.20mass％Mn或0.001～0.10mass％Mg、Zr或Y的合金組成。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項記載的耐熱銅合金材料，其特征在于作為不可避免的雜質(zhì)的氧含量在0.0070mass％以下。
6.如權(quán)利要求1～4中任一項記載的耐熱銅合金材料，其特征在于在釬焊處理或與之同等條件的加熱處理后的0.2％屈服強(qiáng)度在55N/mm2以上。
7.如權(quán)利要求1～4中任一項記載的耐熱銅合金材料，其特征在于是通過在釬焊處理或與之同等條件的加熱處理后，進(jìn)行爐內(nèi)冷卻，在該爐內(nèi)冷卻工序，通過以1.5～12℃/分鐘減速從670℃到480℃的冷卻速度，提高導(dǎo)熱率的耐熱銅合金材料。
8.如權(quán)利要求1～4中任一項記載的耐熱銅合金材料，其特征在于是通過在釬焊處理或與之同等條件的加熱處理后，進(jìn)行爐內(nèi)冷卻，在該爐內(nèi)冷卻工序結(jié)束之前或之后，通過實施按480℃～670℃、3～100分鐘的條件加熱的再加熱處理，提高導(dǎo)熱率的耐熱銅合金材料。
9.如權(quán)利要求1～4中任一項記載的耐熱銅合金材料，其特征在于是通過在釬焊處理或與之同等條件的加熱處理后，進(jìn)行急速冷卻，在該急速冷卻工序結(jié)束之后，通過實施按480℃～670℃、3～100分鐘的條件加熱的再加熱處理，提高導(dǎo)熱率及強(qiáng)度的耐熱銅合金材料。
10.如權(quán)利要求1～4中任一項記載的耐熱銅合金材料，其特征在于是釬焊的管材、板材、棒材、線材或?qū)⑸鲜霾牧霞庸こ梢?guī)定形狀的加工材料。
11.如權(quán)利要求10記載的耐熱銅合金材料，其特征在于是可用作熱交換器傳熱管或其配管的無縫銅合金管或焊接銅合金管。
12.如權(quán)利要求10記載的耐熱銅合金材料，其特征在于是構(gòu)成使用HCFC系氟利昂以外的熱介質(zhì)氣體的熱交換器傳熱管或其配管的無縫銅合金管或焊接銅管。
13.如權(quán)利要求10記載的耐熱銅合金材料，其特征在于是作為熱交換器中的板狀部件或?qū)⑵渑c傳熱管或其他板狀部件連結(jié)的連結(jié)板的構(gòu)成材料使用的板材。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐熱銅合金材料，可以是管材、板材、棒材、線材或?qū)⑸鲜霾牧霞庸こ梢?guī)定形狀的加工材料，其形成以在Co含量[Co]mass％、P含量[P]mass％、Sn含量[Sn]mass％、Zn含量[Zn]mass％之間，具有2.4≤([Co]－0.02)/[P]≤5.2及0.20≤[Co]+0.5[P]+0.9[Sn]+0.1[Zn]≤0.54的關(guān)系地含有0.15～0.33mass％Co、0.041～0.089mass％P、0.02～0.25mass％Sn、0.01～0.40mass％Zn，且其余由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金組成。
文檔編號F28F21/08GK1568375SQ0380053
公開日2005年1月19日 申請日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月3日
發(fā)明者大石惠一郎 申請人:三寶伸銅工業(yè)株式會社