[发明专利]白色抗微生物的铜合金

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月26日提交的美国临时专利申请61/718,857的优先权，将其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明一般地涉及合金领域。具体地，本发明的实施方案涉及呈现柔和铜色(muted copper color)(包括但不限于玫瑰色、银色、白色，或者类似颜色)的铜合金，其也具有抗微生物性质。

背景技术

铜合金在许多商业应用中使用。许多这种应用涉及使用模具或者铸造以将熔融合金成形为粗制形式。然后可将这种粗制形式机械加工成最终形式。因此，铜合金的机械加工性可被认为是重要的。另外，其它物理和机械性质如极限拉伸强度(UTS)、屈服强度(YS)、伸长率百分数(％E)、布氏硬度(BHN)，和弹性模量(MoE)可具有不同程度的重要性，其取决于铜合金的最终应用。

一种由铜赋予铜合金的性质是抗微生物效果。一般认为，含有高于60％铜含量的合金将呈现抗微生物效果。这种抗微生物效果似乎是通过多种途径实现的，从而使得有机体非常难以发展抗性株。铜的抗微生物效果已经被充分研究(包括由Environmental Protection Agency认识到的)。

铜合金(特别是具有高水平铜的铜合金)典型地呈现类似于铜的颜色。这种颜色在最终产品中可能不是希望的，例如由于消费者偏好或者与在最终产品中使用的其它材料的兼容性。

此外，尽管铜赋予基于铜的合金许多有用的性质，但是铜(和高铜合金)易于失去光泽。暴露的铜或者铜合金表面可变色和发展绿锈。这可提供不希望的视觉特征。

已经尝试开发白色黄铜，其提供白色/银色金属的颜色，同时保留黄铜合金的性质。铜开发协会注册号码C99700(在工业上称为白色Tombasil^TM)是铅化黄铜合金，其提供一定程度的银色。然而，C99700存在许多问题。首先，它依赖于相对高的铅含量(-2％)以维持希望的机械加工性，这种含量被认为对于商业或者住宅用水而言明显过高。此外，所述合金难以机械加工，难以倾倒，和希望的银色易于变色(变黑)。

作为铜合金失去光泽的倾向的结果，将许多由铜合金制成的消费品喷漆或者镀金以提供更吸引人的颜色和防止失去光泽的有害影响。一个这种实例是管子附件。然而，电镀铜合金的需要和希望也阻止铜合金提供它的抗微生物效果，这是由于消费品的表面具有电镀材料而非下面的铜合金。

发明内容

本发明的一个实施方案涉及白色/银色铜合金，其可机械加工并且具有足够的用于模制和铸造的物理性质。所述合金包含少于0.09％铅以允许用于供水系统和也含有足够的铜以呈现抗微生物性质。白色合金的机械加工性保持得非常好，尽管相对于现有商业合金具有低铅含量。

在一些实施方式中，C99760合金包含(以重量百分数计)：约61-67铜、约8-12镍、约8-14锌、约10-16锰、至多约0.25硫、约0.1-1.0锑、约0.2-1.0锡、少于约0.6铁、少于约0.6铝、少于约0.05磷、少于约0.09铅、少于约0.05硅、少于约0.10碳。

在一个实施方式中，用于砂型铸造的C99760合金包含(以重量百分数计)：约61-67铜、约8-12镍、约8-14锌、约10-16锰、至多约0.25硫、约0.1-1.0锑、约0.2-1.0锡、少于约0.6铁、少于约0.6铝、少于约0.05磷、少于约0.09铅、少于约0.05硅、少于约0.10碳。

在一些实施方式中，C99770合金包含(以重量百分数计)：约66-70铜、约3-6镍、约8-14锌、约10-16锰、至多约0.25硫、约0.1-1.0锑、约0.2-1.0锡、少于约0.6铁、少于约0.6铝、少于约0.05磷、少于约0.09铅、少于约0.05硅、少于约0.10碳。

在一个实施方式中，用于砂型铸造的C99770合金包含(以重量百分数计)：约66-70铜、约3-6镍、约8-14锌、约10-16锰、至多约0.25硫、约0.1-1.0锑、约0.2-1.0锡、少于约0.6铁、少于约0.6铝、少于约0.05磷、少于约0.09铅、少于约0.05硅、少于约0.10碳。

在一个实施方式中，用于永久模铸应用的C99770合金包含(以重量百分数计)：约66-70铜、约3-6镍、约8-14锌、约10-16锰、至多约0.25硫、约0.1-1.0锑、约0.2-1.0锡、少于约0.6铁、少于约0.6铝、少于约0.05磷、少于约0.09铅、少于约0.05硅、少于约0.10碳。