含鉛銅合金制水道用器具的製造方法、水道用器具的鑄造脫鉛品以及水道用器具的製作方法

2023-07-10 05:48:06 4

專利名稱：含鉛銅合金制水道用器具的製造方法、水道用器具的鑄造脫鉛品以及水道用器具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種含鉛銅合金制水道用器具的製造方法、水道用器具的鑄造脫鉛品以及水道用器具。
背景技術：
在水龍頭零件和自來水管等水道用器具中，從耐腐蝕性、切削性等觀點來說，使用含鉛銅合金即青銅或黃銅等。在過去，這樣的含鉛銅合金制的水道用器具由如下方式製造。即如圖12所示，首先，在鑄造工序S90中，得到用含鉛銅合金製成的、具有讓水通過的通水路的、形成水道器具的粗略形狀的鑄造品。接著，在切削工序S92中，對該鑄造品的外表面進行切削加工得到切削品。然後，在電鍍工序S94中，主要從裝飾性的觀點，對切削品的外表面施加鎳·鉻等的電鍍層，得到電鍍品。
一般的電鍍工序S94具有對切削品做前處理的前處理工序S95和在該前處理工序S95後在切削品的外表面施加電鍍層的本電鍍工序S96。更詳細的，前處理工序S95具有將切削品浸漬到鹼液中米對切削品的外表面以及通水路的內表而進行脫脂的脫脂工序S95a。在這裡使用的鹼液，通常是將氫氧化鈉等溶解於水的鹼性水溶液。只要將切削品浸漬到此鹼液中，就對應於鹼液的pH值進行脫脂。此外，也對應於鹼液的pH值通過鉛腐蝕進行鉛的除去。另外，前處理工序S95，除該脫脂工序S95a外，還有在鹼液中將切削品作為陰極進一步進行切削品外表面脫脂的陰極電解工序S95b、用酸性溶液洗淨切削品而使切削品的外表面以及通水路的內表面活性化的酸活性工序S95c和在這些工序之間設置的水洗工序。這樣得到的水道用器具讓水在通水路內流通而被有效的利用。
但是，近年來，因為擔心由水裡含有的鉛引起的健康危害，所以希望能夠進一步降低從含鉛銅合金制水道用器具的通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量。
因此，JP特開2000-96268號公報(下面稱之為「專利文獻1」)中提出了在本電鍍工序S96之前即在切削工序S92之後的前處理工序S95的脫脂工序S95a的過程中，浸漬到pH值高的鹼液中的製造方法。根據此製造方法，可以從某種程度上降低從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量。
此外，WO02/36856A1(下面稱之為「專利文獻2」)中提出了如圖13所示，在電鍍工序S94後，將電鍍品浸漬於活性鹼液中進行做電鍍品的通水路的內表面的脫鉛處理的脫鉛工序S98的製造方法。另外，還提出了脫鉛工序S98後，通過在水中添加以磷酸或是磷酸鹽為主的處理液，在通水路的內表面形成含磷的保護膜的保護膜形成工序S99的製造方法。根據這些製造方法，可以更可靠的降低從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量。

發明內容
但是，根據社會的要求，要將與水道用器具相關的鉛的溶出量重新調整基準值為小於0.007(mg/l)。從這一點來說，即使根據上述專利文獻1所述的製造方法製造了水道用器具，從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量還是令人擔憂的。另外，即使根據上述專利文獻2所述的製造方法製造水道用器具，也最好是使從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量更為降低。
此外，通過專利文獻1所述的製造方法，如果在脫脂工序S95a中進行向pH值高的鹼液的浸漬處理，就在圖12所示的本電鍍工序S96之前，通過腐蝕從切削品的外表面以及通水路的內表面除去鉛，從而在切削品的外表面以及通水路的內表面容易產生凹凸。因此，即使其後通過本電鍍工序S96在切削品的外表面施加電鍍層，還是會在水道用器具的外表面殘留凹凸，從而水道用器具外表面容易形成差的表面性狀。由此損傷了水道用器具的美觀。如果為了保持水道用器具的美觀，而加厚切削品的外表面的電鍍層的厚度，又會招致製造成本上漲。
本發明是鑑於上述以往的實際情況而提出的，以解決在充分減少從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量的同時，可以製造外形美觀的含鉛銅合金制水道用器具為課題。
本發明的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，具有以下工序得到鑄造品的鑄造工序，該鑄造品用含鉛銅合金具製造、有讓水通過的通水路並形成水道器具的粗略形狀；對該鑄造品的外表面進行切削加工得到切削品的切削工序；在該切削品的外表面施加電鍍層得到電鍍品的電鍍工序，其特徵在於，在上述切削工序之前將上述鑄造品浸漬到脫鉛溶液中，進行對該鑄造品的上述外表面以及上述通水路的內表面做脫鉛處理的脫鉛工序。
在本發明的製造方法中，作為脫鉛工序，在切削工序前將鑄造後的鑄造品浸漬到脫鉛溶液中，對鑄造品的外表面以及通水路的內表面做脫鉛處理。此時，用含鉛銅合金製造的鑄造品，在讓水流通的通水路的內表面進行脫鉛處理的同時，外表面也進行脫鉛處理。通水路的內表面，雖然由於脫鉛產生了凹凸，可是成為產品後的水道用器具向水中溶鉛的鉛溶出量也變得充分少。另一方面，外表面雖然因為脫鉛產生了凹凸，但是那些凹凸可以通過切削工序使其變平滑。因此，其後的電鍍工序中，即使不加厚電鍍層也可以呈現優美的外觀。所以也不會產生那麼多的成本增加。
因此，根據本發明的製造方法，在充分減少從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量的同時，可以製造出外形美觀的含鉛銅合金制水道用器具。
另外，JP特開平11-29887號文獻中公開了在含鉛銅合金制的配管器材中，用含酸的洗淨液對與水接觸部分進行洗淨的製造方法。但是，這種製造方法，因為是以切削品為對象所做的沈淨，所以在產品即配管器材的外表面易殘留凹凸，成為不美觀的產品。此外，雖然這種方法並不僅限於一定在洗淨後做電鍍工序，但是即使假使進行了電鍍工序，對通常厚度的電鍍層，也還是易在配管器材的外表面殘留凹凸，導致該配管器材的外表面的表面性狀變差。因此，該配管器材，與上述專利文獻1公開的製造方法相同，會導致損傷美觀。此外，如果加厚洗淨後切削品的外表面的電鍍層的厚度，就會招致製造成本上漲。
因為鉛是兩性金屬，所以可以考慮用酸性溶液或是鹼性溶液作為脫鉛溶液。根據發明者們的試驗結果，使用強酸水溶液作為脫鉛溶液是特別理想的。作為強酸水溶液，可以採用鹽酸水溶液、硫酸水溶液、醋酸水溶液等。脫鉛溶液是鹽酸水溶液時，通過下面的化1表示的化學反應溶解鉛。
化1

如果是強酸水溶液，那麼不僅是鑄造品的外表面以及通水路的內表面存在的鉛，甚至連存在於外表面以及內表面的深層位置的鉛也可以被除去。
此外，在鑄造品的外表面以及通水路的內表面附著有鑄造時的所謂黑皮或是氧化皮。此外，通過噴砂處理(shot blast)等可去掉在鑄造品外表面殘留的鑄砂，但是通過那樣的噴砂處理等卻很難去掉鑄造品通水路內表面殘留的鑄砂。
在實際情況下，通過一般的製造方法，如果立即進入對鑄造品外表面的切削工序，刀具至少需要對黑皮等做切削加工，如果在外表面殘存鑄砂，刀具就會很快磨耗。至於通水路內表面的切削加工，不光是黑皮等物質，由於還殘存了很多鑄砂，所以刀具的磨耗更加顯著。為此，用一般的製造方法，即使只做外表面的切削加工，如果不細緻地做噴砂處理等，刀具的耐久性就會急劇下降。此外，在通水路內表面的切削加工中，為了儘可能地除去鑄砂，還需要對噴砂處理等想很多辦法。
與此相對，本發明的脫鉛工序的強酸水溶液，即使在外表面以及通水路的內表面殘存了黑皮等和鑄砂，也能夠溶解黑皮等，由此也除去鑄砂。為此，在切削加工外表面的切削工序中，刀具不需要做黑皮等的切削加工，並且也不會因為鑄砂發生磨耗。通水路內表面的切削加工也是一樣。另外，本發明的脫鉛工序的強酸水溶液，溶解黑皮等物質並且由此除去鑄砂後，對用鉛銅合金製成的母材部進行脫鉛處理。這樣一來，在母材部的外表面以及通水路的內表面形成與母材部一體的、比母材部的鉛濃度低的低鉛含有層。此低鉛含有層，因為比母材部的鉛濃度低，雖然切削性下降了，但是因低鉛含有層導致的切削性的低下，與因黑皮等、進而因鑄砂導致的切削性的惡化相比，幾乎不成為問題。特別在切削工序中，因為大都是將切削工序執行到母材部，所以不會因低鉛含有層的切削性的低下產生什麼實質性的問題。
在本發明的製造方法中，與上述專利文獻2相同，在電鍍工序後，將電鍍品浸漬到第二脫鉛溶液中，進行對電鍍品通水路內表面做脫鉛處理的第二脫鉛處理工序是比較理想的。由此，可以進一步降低從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量。此外，如果在電鍍工序後進行第二脫鉛工序，電鍍品的外表面被電鍍層保護起來，就不進行鉛的除去，所以只能從沒有電鍍層的通水路的內表面進一步除鉛。因此，在電鍍品的外表面上不會產生凹凸，也不會損傷電鍍層，所以可以保持水道用器具外表面的優良的表面性狀。因此，該水道用器具可以獲得很好的外觀。
可以考慮使用酸液或是鹼液作為第二脫鉛溶液。但是，相對於銅與酸的反應，因為鉛是兩性金屬，即可與酸反應又可與鹼反應，所以，用鹼液作為第二脫鉛溶液是比較理想的。特別是採用活性鹼液是比較理想的。該活性鹼液是pH值在12～14範圍內的鹼液。利用pH值在此範圍內的活性鹼液，內表面的鉛與此活性鹼液容易起化學反應，所以易於溶解並除去該鉛。這樣的活性鹼液主要是，碳酸鈉、氫氧化鈉、磷酸鈉、矽酸鈉、三聚磷酸鈉、原矽酸鈉、氫氧化鉀等水溶液。
這樣的第二脫鉛溶液也可以含有表面活性劑。如果第二脫鉛溶液中含有表面活性劑，因為可以降低該第二脫鉛溶液的表面張力，所以可以提高對通水路的內表面的第二脫鉛溶液的浸透性以及溼潤性。為此，在該內表面中含有的鉛與第二脫鉛溶液容易發生化學反應。
作為表面活性劑，可以使用陰離子表面活性劑或者非離子型表面活性劑。作為陰離子表面活性劑，可以採用如高級脂肪酸鈉、磺化油、高級醇硫酸酯鈉、烷基苯硫酸鈉、高級烷基醚硫酸酯鈉、α-烯烴硫酸鈉等。此外，作為非離子型表面活性劑，可以採用如烷基聚氧乙烯醚、烷基苯基聚氧乙烯醚、脂肪酸環氧乙烷加成物、聚亞丙基二醇環氧乙烷加成物等。
此外，第二脫鉛溶液也可以含有螯合劑。因為螯合劑跟鉛起化學反應，形成水溶性的絡合物，可以容易地除去含在通水路內表面的鉛。
作為螯合劑，可以採用如乙二胺、硫脲、酒石酸、羅謝爾鹽、EDTA、三乙醇胺等。
進而，第二脫鉛溶液可含有氧化劑。即，活性鹼液即第二脫鉛溶液是氫氧化鈉溶液時，若只用氫氧化鈉溶液除去通水路內表面中含有的鉛，是通過下述化2所示的化學反應溶解鉛的。
化2

與此相對，如果活性鹼液即第二脫鉛溶液中含有氧化劑，首先氧化劑跟鉛發生如下述化3所示的化學反應，形成氧化鉛。
化3

並且，氧化鉛溶解於活性鹼液即第二脫鉛溶液，發生如下述化4所示的化學反應，形成氧化鉛鹽。
化4

由於比起只用上述化2的反應，上述化3以及化4的反應更迅速地進行，這樣一來，活性鹼液即第二脫鉛溶液中含有氧化劑的時候，就可以更容易除去通水路內表面中含有的鉛。
作為氧化劑，可以採用如間苯磺酸鈉、對硝基安息香酸鈉、次氯酸鹽、漂白粉、過氧化氫、高錳酸鉀、過硫酸鹽、過氯酸鹽等。
本發明的製造方法中，第二脫鉛工序後，利用向水中添加了以磷酸或是磷酸鹽為主的處理液，進行在通水路內表面形成含磷的保護膜的保護膜形成工序是比較理想的。在保護膜形成工序中形成的保護膜防止鉛的進一步浸出。此保護膜，是在使用如以磷酸二氫鋅(Zn(H2PO4)2)和磷酸(H3PO4)為主要成分的處理液時，按如下的步驟生成的物質。
首先，使含鉛銅合金制工件與這樣的處理液接觸，如下述化5所示那樣，通過磷酸，銅溶解於處理液中並產生銅離子。
化5

此外，如果此工件表面存在鉛，如下述化6所示那樣，通過磷酸，鉛也溶解於處理液中並產生鉛離子。
化6

在這裡，磷酸二氫鋅，如下述化7所示那樣，在處理液中分解一部分。
化7

因此，處理液中的銅離子以及/或者鉛離子，發生如下述化8以及/或者化9所示的化學反應，在工件表面形成含磷的保護膜。
化8

化9

此外，除Zn2Cu(PO4)2以及Zn2Pb(PO4)2以外，由Zn3Pb(PO4)2·4H2O或者/以及Zn(H2PO4)2的非活性結晶也可以形成保護膜。根據發明者們的實驗結果，通過這樣形成的保護膜，可以防止鉛的浸出。
此外，在此鉛浸出防止方法中，使用向水中添加以磷酸或是磷酸鹽為主的物質形成的溶液作為處理液，磷酸或是磷酸鹽，與含有由用於形成鉻鍍層的6價鉻構成的鉻酸的鉻電鍍液或是含有用於進行鈍化的鉻酸的鉻酸鹽溶液相比幾乎沒有毒性。因此，對於洗淨接觸過處理液的工件的洗淨液或是廢液只做中和或是稀釋處理就可以處置這些洗淨液等。為此，與專利文獻1和JP特開2000-96270號公報所公開的含有鉻酸的鉻酸鹽溶液的處置相比，洗淨液等的管理也變得更加簡單了。
本發明涉及的磷酸是五氧化二磷以不同程度水合生成的一系列酸(P2O5·nH2O)。例如，正磷酸(H3PO4(0.5P2O5·1.5H2O))、偏磷酸(HPO3(0.5P2O5·0.5H2O))等。
此外，作為本發明涉及的磷酸鹽，可以採用磷酸鋅類、磷酸錳類、磷酸鐵類、磷酸鋅·鈣類等。可以用磷酸二氫鋅(Zn(H2PO4)2)等作為磷酸鋅類的主要成分。另外，還有磷酸鈉(NaH2PO4、Na2HPO4等)、磷酸鋁(Al(H2PO4)3等)、磷酸氨(NH4H2PO4等)等。
本發明的處理液的磷酸或者磷酸鹽的濃度為0.01～10.0質量％是比較理想的。根據發明者們的實驗結果可知，如果磷酸或者磷酸鹽的濃度為0.01～10.0質量％，就很容易在工件的表面形成含磷的保護膜。
本發明使用的鉻電鍍液中含有氟化物是比較理想的。因為鉻電鍍液中形成的鉻酸鉛可以通過氟化物溶解。作為氟化物，可以採用氟化鋅、氟化鋁、氟化銻、氟化銨、氟化硫磺、氟化鈾、氟化氯、氟化鋨、氟化鎘、氟化鉀、氟化鈣、氟化氙、氟化銀、氟化鉻、氟化矽、氟化鍺、氟化鈷、氟化氧、氟化氰、氟化溴、氟化鋯酸鹽、氟錫酸鹽、氟化鍶、氟化鉈、氟化鉭酸鹽、氟化氮、氟化鐵、氟化銅、氟化鈉、氟化鈮酸鹽、氟化鎳、氟化鋇、氟化砷、氟化硼、氟化硼酸、氟化鎂、氟化錳、氟化甲烷、氟化碘、氟化碘酸鹽、氟化鋰、氟化磷、氟化鐳等物質。作為氟化物的例如氟化矽，與鉛發生如下述化10所示的化學反應，形成矽氟化鉛。這樣，可以除去通水路內表面含有的鉛。
化10

此外，本發明的製造方法中，也可以在切削工序後，將切削品浸漬於其他的脫鉛溶液中，進行對切削品的外表面以及通水路內表面做脫鉛處理的脫鉛工序。就是說，在採用pH值高的鹼液作為其他的脫鉛溶液時，與上述專利文獻1相同，在本電鍍工序之前，即在切削工序後的脫脂工序中，可以浸漬到pH值高的鹼液中。在切削工序後，如果進行其他的脫鉛工序，就可以進一步除去切削品的外表面以及通水路內表面的鉛。但是，如果浸漬到pH值太高的鹼液，在損傷水道用器具美觀性的同時，還需要加厚切削品外表面的電鍍層厚度，從而會導致製造成本的上漲。因此，調整pH值時需要注意。
本發明的製造方法中，如果對水龍頭零件用的鑄造品進行脫鉛工序、切削工序以及電鍍工序，就可以得到作為本發明的水道用器具的水龍頭零件。此外，如果進入對鑄造品的脫鉛工序，就可以得到本發明的水道用器具的鑄造脫鉛品。此鑄造脫鉛品，具有以下特徵由用含鉛銅合金製成的、有讓水通過的通水路的、形成水道用器具的粗略形狀的母材部和與此母材部的外表面以及通水路的內表面成為一體的、比母材部鉛濃度含量低的低鉛含有層構成。低鉛含有層不含鉛是比較理想的。因為如果低鉛含有層不含鉛的話，鉛就幾乎不會溶出到通過水道用器具的通水路的水中。此鑄造脫鉛品的外表面在切削加工後，通過形成電鍍層，成為本發明的水道用器具。此水道用器具，是由具有使水通過的通水路並用含鉛銅合金製成的母材部，在通水路的外表面形成的電鍍層，和在通水路內表面側與母材部成為一體的、比母材部鉛濃度含量低的低鉛含有層構成的。此外，經過了保護膜形成工序的水道用器具，在通水路的內表面比低鉛含有層向內的內表面側有含磷的保護膜。


圖1是實施例涉及的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法的工序圖。
圖2是實施例涉及的鑄造品的縱向剖面圖。
圖3是實施例涉及的圖2所示的鑄造品的A部的放大剖面圖。
圖4是實施例涉及的鑄造脫鉛品的縱向剖面圖。
圖5是實施例涉及的圖4所示的鑄造脫鉛品的A部的放大剖面圖。
圖6是實施例涉及的切削品的縱向剖面圖。
圖7是實施例涉及的圖6所示的切削品的A部的放大剖面圖。
圖8是實施例涉及的電鍍品的縱向剖面圖。
圖9是實施例涉及的圖8所示的電鍍品的A部的放大剖面圖。
圖10是實施例涉及的水龍頭零件的整體立體圖。
圖11是實施例涉及的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法的工序圖。
圖12是一般的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法的工序圖。
圖13是專利文獻2的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法的工序圖。
具體實施例方式
下面參照

本發明的具體實施例、試驗以及變形例。
(實施例)在實施例的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法中，經由圖1所示的工序S10～S60製造水道用器具。首先，在鑄造工序S10中，如圖2所示，得到用JISCAC406(6種青銅)製造的、具有讓水通過的通水路10a的、形成水龍頭零件粗略形狀的鑄造品10。在鑄造品10的外表面以及通水路10a的內表面，如圖3所示，附著著鑄造時的所謂黑皮等21a。此外，在鑄造品10的外表面殘留的鑄砂21b雖然用噴砂處理等可以去掉，但是殘留在鑄造品10的通水路10a內表面的鑄砂21b卻很難像那樣用噴砂處理等去掉。
接著，在圖1所示的脫鉛工序S20中，進行將鑄造品10浸漬到脫鉛溶液中的鑄造品10的外表面以及通水路10a的內表面的脫鉛處理。作為脫鉛溶液，使用濃度為5～7％、溫度為40～60℃的鹽酸水溶液作為強酸水溶液，將鑄造品10浸漬於此鹽酸水溶液中2～4分鐘。此時，鑄造品10，在通水路10a的內表面脫鉛的同時，外表面也進行著脫鉛。特別是因為採用了強酸水溶液作為脫鉛溶液，不僅鑄造品10的通水路10a的內表面以及外表面存在的鉛，甚至連存在於其外表面以及通水路10a的內表面深處的鉛也可以被除去。此外，即使外表面以及通水路10a的內表面上殘存了黑皮等21a和鑄砂21b，脫鉛工序S20的鹽酸水溶液，可以溶解黑皮等21a，由此除去鑄砂21b。
由此，得到圖4所示的鑄造脫鉛品20。此鑄造脫鉛品20如圖5所示，是由用含鉛銅合金製成的、具有使水通過的通水路10a的、形成水龍頭零件的粗略形狀的母材部21，和在通水路10a的內表面側與母材部21成為一體的、比母材部21鉛濃度含量低的低鉛含有層22，以及與母材部21的外表面側成為一體的、比母材部21鉛濃度含量低的低鉛含有層23構成。形成通水路10a內表面的低鉛含有層22，由於脫鉛產生了凹凸，但是在成為水龍頭零件產品後向水中的鉛的溶出量變得非常少。另一方面，形成外表面的低鉛含有層23也因為脫鉛產生凹凸。根據強酸水溶液的條件，也可能使低鉛含有層22、23不含鉛。另外，在脫鉛工序S20後，進行水洗工序。
接著，在如圖1所示的切削工序S30中，對鑄造脫鉛品20的外表面做約1mm的切削加工，得到圖6所示的切削品30。此時，調整閥座和排水口等的尺寸和形狀。由此，如圖7所示，在產生了凹凸的外表而側的低鉛含有層23被完全地切削而變得平滑。此外，通過脫鉛工序S20除去了在鑄造工序S10產生的黑皮等21a以及鑄砂21b，所以切削工序S30就變得容易。即在切削加工外表面的切削工序S30中，刀具不需要對黑皮等21a做切削加工，並且也不會發生因鑄砂21b產生的磨耗。切削加工通水路10a的內表面，調整閥座等的時候也是同樣。另外，外表面側的低鉛含有層23，因為比母材部21的鉛濃度低，所以使得切削性降低，但是因低鉛含有層23產生的切削性的低下，與因黑皮等21a進而因鑄砂21b產生的切削性惡化相比，幾乎不成為問題。特別在切削工序S30中，因為切削工序S30切削到母材部21，所以因低鉛含有層23產生的切削性的低下不會產生什麼實質性的問題。
並且，在圖1所示的電鍍工序S40中，對切削品30的外表面施加電鍍層24，得到圖8所示的電鍍品40。此電鍍工序S40，與圖12所示的以往的電鍍工序S94相同，包括前處理工序S95和本電鍍工序S96。
前處理工序S95，包括脫脂工序S95a、陰極電解工序S95b、酸活性工序S95c以及在這些工序間設置的水洗工序。在這裡，在脫脂工序S95a，將切削品30浸漬於pH11的鹼液中5分鐘進行切削品30的外表面以及通水路10a的內表面的脫脂。此鹼液是含有若干g/l氫氧化鈉同時，還含有表面活性劑和螯合劑的水溶液，其溫度為40℃。此外，在陰極電解工序S95b，在相同的鹼液中，將脫脂工序S95a後的切削品30作為陰極，對切削品30的外表面進一步脫脂。進而，在酸活性工序S95c中，用室溫、pH2的硫酸水溶液洗淨陰極電解工序S95b後的切削品30，使切削品30的外表面以及通水路10a的內表面活性化。另外，在這些工序間，由水洗工序進行切削品30的水洗。
本電鍍工序S96也具有鎳電鍍工序和鉻電鍍工序。在鎳電鍍工序中，使用鎳電鍍液，在酸活性工序S95c後的切削品30的外表面施加鎳電鍍層。此外，在鉻電鍍工序中，使用鉻電鍍液，對鎳電鍍工序後的切削品30的外表面施加鉻電鍍層。此鉻電鍍液中含有作為氟化物的矽氟化鈉5～10g/l。在此鉻電鍍工序中，通過鉻電鍍液中的鉻酸，使鉻酸與鉛發生化學反應，從而除去在通水路10a內表面含有的鉛。此時，在鉻電鍍液中形成的鉻酸鉛，由氟化物溶解。在這些工序之間也進行水洗工序。
這樣一來，因為由脫鉛工序S20在外表面產生的凹凸在其後經過切削工序S30變得平滑，在電鍍工序S40中，即使不加厚電鍍層24也可以呈現良好的外觀。因此，不會發生那麼多的成本增加。
進而，在圖1所示的第二脫鉛工序S50中，將電鍍品40浸漬到第二脫鉛溶液中10分鐘，進行電鍍品40的外表面以及通水路10a的內表面的脫鉛處理。作為第二脫鉛溶液，可以使用pH14的強鹼水溶液。此第二脫鉛溶液，是含有氫氧化鈉50g/l的水溶液，其溫度為50℃。由此，從通水路10a的內表面向水中溶出的鉛的溶出量可以進一步降低。此外，在電鍍工序S40後，如果進行第二脫鉛工序S50，電鍍品40的外表面被電鍍層24保護而不能除去鉛，只能進一步除去沒有電鍍層24的通水路10a的內表面的鉛。因此，在電鍍品40的外表面不產生凹凸，也不會損傷電鍍層24。此外，因為第二脫鉛溶液是活性鹼液，所以不與含鉛銅合金的銅反應，只與鉛反應。
並且，進行如圖1所示的保護膜形成工序S60。在此保護膜形成工序S60中，將第二脫鉛工序S50後的電鍍品40浸漬到處理液中10分鐘。此處理液是0.9質量％的磷酸(H3PO4)水溶液，其溫度為50℃。這樣一來，處理液與通水路10a的內表面的銅以及/或者鉛發生反應，如圖9所示，在通水路10a的內表面形成含磷的保護膜25。另外，在此保護膜形成工序S60的前後，也做水洗。這樣就可以得到具有表面形狀良好的外表面的水龍頭零件50(參照圖10)。
此後，在水龍頭零件主體50安裝以同樣方式製造的手把51、未圖示的閥體等，形成圖10所示的水龍頭零件。此水龍頭零件，如圖9所示，是由具有使水通過的通水路10a並用含鉛銅合金製成的母材部21，在母材部21的外表面側形成的鎳·鉻電鍍層24，在通水路10a的內表面側與母材部21成為一體的、比母材部21鉛濃度含量低的低鉛含有層22，和在比低鉛含有層22向內的內表面側的含磷的保護膜25構成。也可以在母材部21和鎳·鉻電鍍層24之間較薄地殘留有比母材部21的鉛濃度低的低鉛含有層23(參照圖5)。此水龍頭零件可以使水在通水路10a內流通而被有效地利用。
(試驗)根據JISS3200-7(1997年)「水道用器具一浸出性能試驗方法」，測定了由水龍頭零件溶出的鉛的原液濃度(mg/l)。並且，算出了鉛的溶出量(mg/l)。水龍頭零件的通水路10a的內容量為155ml是比較大的，不利於滿足基準值。
如表1所示，在試驗例1中，使用根據上述實施例的製造方法製造的水龍頭零件。此外，在試驗例2中，使用了在實施例的製造方法中通過連續做2次第二脫鉛工序S50以及保護膜形成工序S60製造的水龍頭零件。進一步，在試驗例3中，如圖11所示那樣，使用了在實施例的製造方法中未經第二脫鉛工序S50以及保護膜形成工序S60製造的水龍頭零件。
另外，在比較例中，使用了圖12所示的用一般的製造方法製造的水龍頭零件。此外，在比較例2中，使用了在圖13所示的專利文獻2的製造方法2中通過實施10分鐘脫鉛工序S98製造的水龍頭零件。此時，使用上述實施例的製造方法中的第二脫鉛溶液除鉛。進而，比較例3與比較例2相同，使用了通過實施15分鐘脫鉛工序S98製造的水龍頭零件。此外，比較例4與比較例2相同，使用了通過連續做兩次10分鐘脫鉛工序S98以及5分鐘保護膜形成工序S99製造的水龍頭零件。結果如表1所示。
表1

如表1所示，試驗例1、2中，鉛的溶出量在基準值0.007(mg/l)以下。因此可知，根據試驗例1、2的製造方法，即使是具有不利於滿足基準值範圍的大內容量的水龍頭零件，都可以在使從通水路10a的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量充分降低的同時，保持外觀的美觀。另外，試驗例3的鉛的溶出量在0.007(mg/l)以上，所以單獨通過脫鉛處理很難使鉛的溶出量減至0.007(mg/l)以下。
另外，關於比較例2～4，可知通過長時間或多次進行脫鉛工序S98處理，雖然鉛的溶出量接近了0.007(mg/l)，但是還沒有使鉛的溶出量達到足夠少。雖然通過增加時間以及次數可能會使鉛的溶出量降至0.007(mg/l)以下，但是恐怕會增加因工序的增多而引起的製造成本。另外，在比較例1中，鉛的溶出量完全未滿足基準值。
因此，可知用實施例的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，在使通水路10a的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量滿足基準值那樣達到充分減少的同時，可以製造出有良好外觀的含鉛銅合金制水道用器具。
(變形例)如圖11所示，在切削工序S30後的電鍍工序S40的脫脂工序S95a(參照圖11)中，浸漬到作為其他脫鉛溶液的pH值高的鹼液中，由此可以進行切削品30的外表面以及通水路10a的內表面的脫鉛處理。如果在切削工序S30後做其它的脫鉛工序，可以進一步除去切削品30的外表面以及通水路10a的內表面的鉛。但是，如果浸漬到pH值太高的鹼液，在損傷切削品30美觀性的同時，需要加厚切削品30外表而的電鍍層24的厚度，從而會導致製造成本的上漲。因此，調整pH值時需要注意。
以上的實施例只是舉例說明而已，在不脫離本發明宗旨的範圍內，可以進行各種變更來實施。
工業實用性本發明，具體適用於水龍頭零件以及其製造方法。
權利要求
1.一種含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，具有以下工序得到鑄造品的鑄造工序，該鑄造品用含鉛銅合金製造、具有讓水通過的通水路並形成水道器具的粗略形狀；對該鑄造品的外表面進行切削加工得到切削品的切削工序；在切削品的外表面施加電鍍層得到電鍍品的電鍍工序，其特徵在於，在上述切削工序之前，將上述鑄造品浸漬到脫鉛溶液中，進行對該鑄造品的上述外表面以及上述通水路的內表面做脫鉛處理的脫鉛工序。
2.如權利要求1所述的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，其特徵在於，上述脫鉛溶液是強酸水溶液。
3.如權利要求1或2所述的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，其特徵在於，在上述電鍍工序後，進行將上述電鍍品浸漬到第二脫鉛溶液中，對該電鍍品的上述內表面做脫鉛處理的第二脫鉛工序。
4.如權利要求3所述的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，其特徵在於，上述第二脫鉛溶液是活性鹼液。
5.如權利要求3或4所述的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，其特徵在於，上述第二脫鉛工序後，進行通過在水中添加以磷酸或是磷酸鹽為主的處理液，在上述通水路的上述內表面形成含磷的保護膜的保護膜形成工序。
6.如權利要求5所述的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，其特徵在於，上述處理液的磷酸或是磷酸鹽的濃度為0.01～10.0質量％。
7.如權利要求1至6中任意一項所述的含鉛銅合金制水道用器具的製造方法，其特徵在於，上述水道用器具是水龍頭零件。
8.一種水道用器具的鑄造脫鉛品，其特徵在於，由用含鉛銅合金製造的、具有讓水通過的通水路的、形成水道器具的粗略形狀的母材部，和在該母材部的外表面側以及上述通水路內表面側成為一體的、比母材部鉛濃度含量低的低鉛含有層構成。
9.如權利要求8所述的水道用器具的鑄造脫鉛品，其特徵在於，上述低鉛含有層不含鉛。
10.一種水道用器具，其特徵在於，在權利要求8或9所述的水道用器具的鑄造脫鉛品的外表面被切削加工後，形成電鍍層。
11.如權利要求10所述的水道用器具，其特徵在於，在上述通水路的內表面比上述低鉛含有層向內的內表面側有含磷的保護膜。
全文摘要
在使從通水路的內表面向水中溶鉛的鉛溶出量充分降低的同時，可以製造出有良好外觀的含鉛銅合金制水道用器具。在切削工序S30之前，將鑄造品10浸漬到脫鉛溶液中，進行對鑄造品10的外表面以及通水路10a的內表面做脫鉛處理的脫鉛工序S20。
文檔編號C23C22/07GK1759205SQ20048000656
公開日2006年4月12日 申請日期2004年2月26日 優先權日2003年3月14日
發明者福永德明, 村松英雄, 鈴木隆夫, 西川武 申請人:株式會社伊奈