[发明专利]不含镍的白色铜合金材料

说明书

本发明涉及一种不含镍的(无镍)白色铜合金材料，所述铜合金材料具有优异的强度、硬度、延展性、可加工性和抗腐蚀性。所述铜合金可适用于，例如，用作拉链上的构件、滑扣、塞扣等；或用作如金属钮扣、服装紧束件等衣物附件，或适合用作悬饰物或胸饰等的饰件；或用作眼镜架，这些铜合金材料不会引起变应性(皮肤过敏)问题，且具有高品位的白色调。

现被用于如上所述种种扣件的常规铜合金，有铜镍锌合金，例如，具有白合金色调的镍银合金，或是以红黄铜、黄铜为代表的铜锌合金等。镍银合金因含有镍作为合金成份而具有优异的抗腐蚀性。然而，当将它用作拉链时，由于拉链的滑扣经常与人体皮肤接触，会产生因镍引起的变应性问题。另一方面，以红黄铜或黄铜为代表的铜锌合金因不含镍，因此不会产生镍的变应性问题。但是，所述不含镍的铜锌合金的色调易泛黄，而无法获得一种白色的合金。

另一方面，已有人提出了各种白色调的合金。尽管，这些合金是通过对合金组成加以轻微的改性而使其变白，但，这是一种泛黄或泛红的白色调，合金的色调也因此而遭到改变。另外，消费者的需要也是不尽相同的。在某些情况下，稍微的泛黄或泛红的白色调是人们所需求的，此时，制造商应对这样的需求作出反响。实际上的问题是，人们希望提供一种不含镍的白色材料，以满足用于各种场合下对机械性能的要求，而不在乎其色调是否有轻微变化。然而，以往，在以合金的形式提供这样的材料时存在的问题是：很难提供一种合金，所述合金可以同时满足人们对色调及机械性能的要求。

因此，本发明的一个目的是：提供一种白色铜合金材料，所述铜合金材料具有优异的、可与镍银相媲美的强度和硬度，且除了优异的延展性，还具有优异的可加工性、抗腐蚀性及白色调；另外，本发明的铜合金因其中不含有镍，所以没有变应性问题。本发明也提供了一种白色铜合金材料，所述白色铜合金材料可根据消费者的需求进行细微的色调调节，同时获得令人满意的色调及机械性能。

本发明包括如下所述的几个方面：

(1)一种不含镍的白色铜合金材料，其特征在于，在一个由下述通式表示的合金组成的基体材料上形成一不含Ni镍的白色被覆层：

Cu_aZn_bMn_cM_dX_e

其中，M为选自Al及Sn的至少一种元素；X为选自Si、Ti及Cr的至少一种元素；b、c及d分别表示范围如下的重量百分数：0≤b＜22，7≤c≤20，0≤d≤5，及0≤e≤0．3，a表示余量，所述合金偶尔含有一些不可避免的元素。

(2)一种如(1)所述的不含镍的白色铜合金材料，其特征在于，M为Al，b、c及d分别表示范围如下的重量百分数：0．5≤b＜5，7≤c≤17，及0．5≤d≤4。

(3)一种如(1)或(2)所述的不含镍的白色铜合金材料，其特征在于，所述基体材料被覆层具有表征色调的、由JIS Z 8729所定义的a^*、b^*值，其范围在—2＜a^*＜5，—3＜b^*＜16。

(4)一种如(1)或(2)所述的不含镍的白色铜合金材料，其特征在于，所述被覆层具有表征色调的、由JIS Z 8729所定义的a^*、b^*值，其范围在—2＜a^*＜3，—3＜b^*＜15。

在本发明的合金基体材料的组份中，Zn的作用是通过其固溶体强化效应(solid solution strengthening effect)改善合金的机械特性，同时，减少所述合金的制造成本。如果Zn含量大于22％，则该合金的抗季节破裂性能降低，晶体结构开始成为α+β相，由此而难以获得满意的冷加工性能。如果Zn含量在5％或以上，则所述合金的固溶共存温度范围变宽，容易使宏观偏析现象加剧，热传导性能变差，导致制造性能低下。再者，藉由将Zn含量定于小于5％，则既使加入在下文中提及的元素X，也仍可使上述合金的抗季节破裂性能低下的问题完全不会发生，且，合金可以保持在更加稳定的状态。藉由将Zn含量设定于0．5％或以上，可以期望降低成本和增加强度的效应。出于这些理由，较好的是，Zn含量设定于大于0．5％或以上至小于5％的范围。为获得更为明显的上述效果，更好的是，Zn含量的上限设为4％。