CN102149834A - 具有降低镍含量的着白色铜合金 - Google Patents

Abstract

公开了着白色的铜合金，该合金包含以重量计最高30％的锌，最高20％的锰，最高5％的镍以及余量的铜。该合金可以具有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-3.5％的镍以及余量的铜。合金中余量的铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％下组的至少一种：Sn、Si、Co、Ti、Cr、Fe、Mg、Zr和Ag；以及最高0.1％下组的至少一种：P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。其还可以含有以重量计最高0.3％的Zr。该合金可以具有在涡流计激发频率为60kHz-480kHz下大于2.5％IACS的电导率。

Description

具有降低镍含量的着白色铜合金

本发明要求2008年9月10日提交的美国临时专利申请No.61/095,719“WHITE-COLORED COPPER ALLOY WITH REDUCED NICKELCONTENT”以及2008年9月10日提交的美国临时专利申请No.61/095,733“IMPROVED WHITE-COLORED COPPER ALLOY WITH REDUCEDNICKEL CONTENT”的优先权。

技术领域

本发明涉及着白色或银色的铜基合金，与相似颜色的标准合金相比，该合金具有降低的镍含量。

背景技术

铜基合金被广泛使用，因为它们集合了易于制备、抗腐蚀性、电和热传导性以及可获得宽范围具有吸引力的颜色。它们是世界上流通货币的优选材料，在许多情况下作为多层复合材料系统的一部分。此外，最近的研究表明可以将铜和铜合金表面制成为抗微生物的，在两个小时或更短的时间内使各种微生物灭活。

尽管铜本身是红颜色的，但大部分合金化元素的添加导致或多或少的微红或微黄的颜色。这些颜色典型地以描述性的名称(黄铜色、金色、青铜色等)而众所周知。也可以获得具有更白颜色的合金(更加均匀的反射所有光的波长)，尽管通常难以获得不带强烈的微红或微黄色彩的良好白颜色，特别是在材料已变色或部分氧化后。这些更白的合金通常用大量的镍添加获得(白铜和镍银)。遗憾的是，镍比大多数其它合金化元素更贵。并且已表明，当用于与人体皮肤和其它组织接触时，镍是导致变应性接触性皮炎病例增加的主要原因。本发明的目的是提供具有良好白颜色的铜合金，但是用降低的镍含量。

主要由铜和镍构成的合金(具有少量的其它元素添加)称为白铜或铜镍合金。随着镍含量增加，颜色从铜红色到10％Ni(C706)的淡微红/紫色再到25％Ni(C713)的相当的纯白色。这种白色的铜镍合金被广泛用于美国流通货币，作为5分硬币的材料，还作为10分、25分和50分硬币的三层复合材料的外层。虽然是吸引人并且耐用的，但该合金由于高镍含量而昂贵，因为Ni典型地大于铜的价格的两倍。C713的高成本是造成美国使用复合材料货币的部分原因；通过用较不昂贵的铜替代核心，周围用着银色的C713，可以以更低的成本获得期望的外观。白色铜镍合金的高成本的另一个替代方案是在合金中用锌替代部分铜，形成的合金因为其银色而被称为“镍银”。尽管锌作为铜合金的增白剂不如镍有效，但锌降低了镍的需求，并且与铜或镍相比，既降低了重量又较不昂贵。高锰含量(20％或更多)的铜合金也是可靠地白色，但是具有难于热加工以及非常低的电和热传导性的缺点，因此它们主要用于铸件，此处与“镍银”相比，它们更低的熔点和增加的流动性是优势。

通过在着白色的铜合金中用Zn和Mn的组合替代大多数的镍，具有相似外观和其它新性能的更低成本的合金是可能的。虽然以前公开过其它着白颜色的铜基合金，这些合金表面上与所提出的合金相似，但没有一个符合下面将要给出的本发明的组成范围。

很多的铜合金生产者提供了数种具有或多或少白颜色的铜镍合金和镍银。在铜开发协会(CDA)数据库中列出的41种形变铜镍合金中，只有两种(C71640和C72420)具有大于1％的锰含量；这些合金中没有一种含有大于1％的Zn。所列出的25种形变镍银(Cu-Zn-Ni合金)中，仅有四种具有最低的Mn含量；所有这些合金都添加了Pb以改善机加工性能。铜铝合金(铝青铜)含有Zn或Mn，但不是两者都有。在CDA数据库中列出的仅有两种形变的Cu-Zn-Mn合金都不含有镍-C66900和C66950。第一种含有最大0.25％的Fe(作为杂质)以及最大0.20％的其它杂质，没有其它添加物。第二种(Wieland合金FX9)含有14-15％Zn，14-15％Mn，1.0-1.5％Al以及余量的Cu。

CDA数据库中列出的铸造合金显示了相似的趋势；含有多于1％的Mn和Zn的合金也含有至少0.5％的Al。该趋势的一个例外是称为“Bronwite”(C99750)的合金，其含有17-23％Mn，17-23％Zn和至少0.5％Pb，以及最高5％Ni。Bronwite非常的白，流动性非常好并且具有相对低的熔融温度，这使得其对于小的、薄的和精细的铸件如服装饰物非常优异，但其含有的Pb足以引起目前对危险物质实行限制(Restrictions on Hazardous Substances(RoHS))和消费者产品安全条例(Consumer Product Safety regulations)的问题。

以前已经公开了几种无镍的白合金。上面已经提到的Wieland合金FX9(C66950)。日本东京的YKK Corporation持有几个无镍合金的专利。美国专利5997663包括两个范围：1)70-85％Cu，5-22％Zn，7-15％Mn，及0-4％Al或Sn或者Al和Sn的组合(具有白颜色)；以及2)70-85％Cu，10-25％Zn，0-7％Mn，及0-3％Al或Sn或者Al和Sn的组合(具有独特地黄颜色)。第二个YKK专利(US 6340446)公开了含有0.5-5％Zn，7-17％Mn，0.5-4％Al以及余量铜的无镍合金，其也可以含有最高0.3％的Cr、Si、和/或Ti的一种或多种。第三个这样的专利(EP1306453)教导了无镍白合金，其具有0.5-30％Zn和1-7％Ti，任选地包含最高4％的Al、Sn、Mg、和/或Mn的一种或多种的组合。

另一个欧洲专利(EP0685564)公开了一种无Ni合金，其通常具有比YKK专利更低的铜(50-70％Cu)和更高的Mn(8-25％Mn)，以及余量为锌。这些此前公开的无Ni白合金中的大多数旨在通过完全消除Ni满足EU条例，该条例在首饰、眼镜以及“直接并长期与人皮肤接触”的相似产品中(由于组织的变应性和过敏)限制Ni，并且通常旨在用作铸造制品或作为线材产品。

美国专利6432556(Brauer等)公开的合金含有5-10％Mn，10-14％Zn，3.5-4.5％Ni和小于0.07％的Al，余量为Cu。专利6432556的合金含量是特定地均衡性的，以便提供“金色的视觉外观”和电导率，该电导率适于用作替代标准合金C713(75Cu-25Ni)，在流通的美国货币中作为单独和包覆层形式使用，特别是用作替代Susan·B·Anthony(SBA)美元硬币的黄色合金，并且目前正用作流通货币的Sacajawea美元和美国Presidental美元系列的外包覆层。相关的更早期的专利(美国专利2445868，授予Berwick并转让给OlinInc.)，其并入专利申请6432556中作为参考，教导了关于Cu-Zn-Ni-Mn类型四元(4组份)合金，该合金具有最低5％Ni，并且基本上没有其它添加物。

美国专利3778237(Shapiro等)公开了另一种基本上无Ni的合金，特别是作为镀银制品如餐饮服务的盘碟或凹形器皿的基材。该合金由8-16％Mn，20-31％Zn和余量的Cu组成，允许但不要求添加少量的其它元素(Al、Fe、Sn、Si、Co、Mg、Mo、Ni、P、As、Sb)。允许最高0.3％的镍，但优选不添加镍。美国专利3778236(Goldman等)是含有0.5-5％Ni的合金专利，也限定用作镀银制品的基材。在美国专利2772962(Reichenecker，用于铸造电阻合金)和美国专利2479596(Anderson和Jillson等)中公开了其它无Ni的Cu-Mn-Zn合金。

美国专利No.5997663、6340446、6432556、2445868、3778236、3778237、2772962和欧洲专利No.EP1306453和EP0685564，通过引用将其以全文并入本文。

发明概述

本发明的至少一个实施方案的目的是提供具有着白色或银色外观的铜基合金，并且该合金与具有相似外观的传统铜合金相比具有降低的镍含量。本发明的至少一个实施方案的再一个目的是本发明的合金展现的抗变色性至少等同于相似颜色的其它铜合金。本发明的至少一个实施方案的又一个目的是本发明的合金展现的抗污染性(当经受人体皮肤的重复接触时)至少等同于相似颜色的其它铜合金。本发明的至少一个实施方案的再一个目的是本发明的合金展现的电导性基本上相似于不锈钢的电导性或相似于那些目前用于流通货币的合金的电导性。本发明的至少一个实施方案的另一个目的是这些合金展现抗微生物性能，使得暴露于该合金的未涂覆表面的细菌展现的灭活率等于或超过相似颜色铜基合金的公开数据并且显著超过相似颜色的不锈钢。

上面所述的目标、特征和优势通过下面的说明书和附图将变得更加清楚。

(1)本发明的至少一个实施方案的特征是所要求保护的铜基合金具有着白色或银色的外观，使其适于制造不同类型的装饰制品，特别是(但不限于)建筑物和楼宇的金属件。还可以以整体(monolithic)形式使用，或用作与其它材料的复合材料系统的部分，这种情况下本发明合金的颜色、抗变色性和抗微生物性以及其它性能允许产生新的材料系统，该系统具有根据特定应用单独定制的特征。

(2)本发明的至少一个实施方案的另一个特征是合金含有锌和锰，并且相对于传统的着白色的铜基合金具有降低水平的镍。

(3)本发明的至少一个实施方案的再一个特征是可以用铁作为镍的替代或补充以改善颜色并且

(4)抗变色性并且

(5)抗污染性，与没有镍或铁的合金相比。

(6)本发明的至少一个实施方案的另一个特征是该合金具有白色视觉外观，并且其电导性相似于流通美国货币所用的CDA合金C713的电导性。

(7)本发明的至少一个实施方案的再一个特征是合金具有相似于不锈钢的外观，并且也展现出与不锈钢相同范围的电导性。

本发明的至少一个实施方案的这些优势之一是本发明的着白色的铜基合金具有抗微生物性能。放置在由本发明的至少一个实施方案的合金所构成的表面上的细菌灭活率超过了相似颜色的其它铜基合金的细菌灭活率，并且也如同所料地超过了由铜和所提合金的组份的商业二元合金所发现的灭活率。

根据本发明，提供了着白色的铜合金，该合金包含以重量计最高30％的锌，最高20％的锰，最高5％的镍以及余量的铜。该合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-3.5％的镍以及余量的铜。合金中的余量铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Fe、Mg、Zr和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。该合金优选含有12％-20％Zn，10％-17％Mn以及0.5％-3.5％Ni。更优选含有13％-16％Zn，14％-17％Mn，以及1.5％-2.5％Ni。还可以含有以重量计最高0.3％的Zr。

根据本发明，还提供了着白色的铜合金，该合金包含以重量计最高30％的锌，最高20％的锰，最高4％的铁以及余量的铜。该合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-2.5％的铁以及余量的铜。合金中余量的铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Ni、Mg、Zr和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。该合金优选仅以杂质形式含有镍(也就是，少于约0.1％)，并且由12％-20％Zn，10％-17％Mn以及0.5％-2.5％Fe组成。其更优选含有15％-18％Zn，14％-17％Mn以及0.5％-1.5％Fe。

根据本发明，还提供了着白色的铜合金，其包含以重量计最高30％的锌，最高20％的锰，最高6％的镍，最高4％的铁以及余量的铜。该合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-5％的镍，0.05％-2.5％的铁以及余量的铜。合金中的余量铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Mg、Zr和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。该合金优选含有12％-20％Zn，10％-17％Mn，0.5％-3.5％Ni以及0.1％-1％Fe。其更优选含有13％-16％Zn，14％-17％Mn，1.5％-2.5％Ni以及0.2％-0.6％Fe。该合金还可以含有最高1.0％的Al。

根据本发明，还提供了着白色的铜合金，该合金具有在涡流计激发频率为60kHz-480kHz下大于2.5％IACS的电导率，该合金包含以重量计最高30％的锌，最高20％的锰，最高10％的镍，最高4％的铁，最高1％的锆以及余量的铜。该合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-9％的镍，最高2.5％的铁，最高0.5％Zr以及余量的铜。合金中的余量铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Mg和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。该合金优选含有10％-18％Zn，4％-7％Mn，4％-9％Ni以及0.05％-0.2％Zr。其更优选含有12％-16％Zn，4％-6％Mn，5％-9％Ni以及0.05％-0.15％Zr；该组合具有4％IACS-7％IACS的电导率。

附图说明

图1图示了现有技术已知的对于明度(lightness)、色调(hue)和色度(chroma)的CIELAB颜色图的属性。

图2显示了画在2维CIELAB颜色图上表明所需颜色范围的本发明合金，以及对比合金。

图3显示了与图2相同的数据，但是关注于所需的“白色视觉外观”范围。

图4显示了本发明的合金的抗微生物效果。

定义

为下面所列的权利要求的目的，将应用如下的定义：

所有给出的组成以重量百分比计。以Cu-18Zn-17Ni列出的组合物意味着名义值为18％重量的Zn，17％重量的Ni以及余量的铜及不可避免的杂质。可以通过类比该实施例理解以相似形式列出的其它组合物。

此后将“铜基合金”定义为：具有最低50％重量的铜及一种或多种元素组分的合金，或者多组份合金，其中Cu的百分比大于任何其它组分。

此后将“白色视觉外观”定义为：颜色(采用d/8球形几何结构(包括镜面反色)的分光光度计，用D65发光体和10°观测器测量)在CIE1976L^*a^*b^*(CIELAB)标度(scale)上满足-2≤a^*≤3并且-2≤b^*≤10。

此后将“有效地抗微生物的”定义为：放置在未涂覆表面的在悬浮液中的细菌，99.9％在暴露120分钟内将被灭活。

此后将“完成灭活的时间”定义为：从细菌放置在表面上直到99.9％的细菌被灭活的时间。

此后将“抗变色”定义为：不与人皮肤或体液接触，在20-25℃下在空气中暴露30天后，在最初颜色和最后颜色之间的颜色变化ΔE_CMC(如ASTM D2244-07所定义的，pp.2-3)小于1。

此后将“抗提高的温度的变色”定义为：在150℃下在空气中暴露24小时后，在最初颜色和最后颜色之间的颜色变化ΔE_CMC(如ASTMD2244-07所定义的，pp.2-3)小于20。

发明详述

可以用分光镜或其它客观手段测定(合金或其它材料的)颜色。如X-Rite Inc.(Grand Rapids，MI)或Hunter Associates LaboratoryInc.(Reston，VA)提供的那些的仪器根据两个彩色属性“色调”和“色度”和称为“值(value)”的明度属性对颜色进行量化。色调是颜色感觉，目标识别为红、绿、黄、蓝等。色度是颜色浓度(强度或饱和度)，范围为灰到纯色调。值是颜色光度(tone)的明度的度量，范围为纯白到纯黑。这些值的组合在极坐标颜色空间中给出唯一的位置，在图1中用色调表示颜色光度(角位置)，色度表示强度(径向位置)，以及值表示明度(竖直位置)。

规定颜色的替代方法是通过CIELAB标度。CIE代表CommissionInternationale de 1’Eclairage(国际照明委员会)并且LAB代表该标度上的L^*、a^*、b^*坐标；因此CIELAB是CIE 1976 L^*a^*b^*颜色标度的缩写。在该标度上，色调以术语颜色对(color pair)表示，用+a^*表示红色，-a^*表示绿色，+b^*表示黄色，-b^*表示蓝色。将色度(强度或饱和度)表示为从坐标系统的中心(0为灰色)到在±60的颜色组份的全强度的值。任何组份的值越高表示颜色越强，而值越低表示被测量的材料越接近于无色。明度值L^*为从0(纯黑)到100(纯白)。再一次，L^*、a^*、b^*值的具体组合确定了在颜色空间中的唯一位置以及具体的颜色、饱和度和明亮度。

所有合金的颜色用X-Rite Inc.(Grand Rapids，MI)制造的SP-62分光光度计分析。分析条件为d/8球形几何结构(包括镜面反色)、用D65发光体和10°观测器。以CIE 1976 L^*a^*b^*(CIELAB)标度报告所有颜色测量。对于初始的颜色测量，将样品制备为具有相同的表面光洁度(6-18Ra；表面粗糙度的量度)，并进行清洁以去除表面氧化物，该氧化物能影响初始的颜色测量和随后的抗大气变色性的分析。根据本发明的合金的化学组成和颜色列于表1，随同列有对比铜合金和所选不锈钢的相同数据。根据本发明的合金在表中列为I1，I2，I3等。对比铜合金列为C1，C2，C3等。不是基于铜的对比合金(碳钢和不锈钢，锌和铝合金，除了铜之外的纯金属等)列为S1，S2，S3，等。

表1.化学组成和原始(真实金属)颜色

表1.化学组成和颜色

产生“白色”铜基合金的困难之一是确切的确定什么是“白色”。这些合金的许多早期应用是作为货币、盘碟和凹形器皿的较低成本的合金，因此所期望的颜色与斯特林(sterling)和银币的颜色相似。最近，正将“白色”铜合金考虑用作替代不锈钢或楼宇金属件和建筑应用的刷制镍面层(brushed nickel finishes)，以便可以获得铜合金的抗微生物性能，以及与不锈钢的现代外观相似的外观。分析了数个传统的“白色”铜合金以及其它合金的颜色，这些其它合金展现出轻微但明显的微红或微黄的颜色的色彩。也分析了不锈钢和碳钢，以及如在着白色的镀覆产品的表面上会发现的纯镍、锌和锡。对比了这些材料以确定在CIELAB值中对白色合金的实际限制。具有测量的a^*和b^*值接近于零的材料几乎显示无色并因此在相同的全部明度(L^*)值下比那些具有更高a^*或b^*值的材料更白。对于表面无氧化物并且表面粗糙度为6-18Ra的铜合金，明度(L^*)值典型的为75-86；对于所有被测量的铜合金，从亮黄的弹壳黄铜(合金C2，Cu-30Zn)到红色的纯铜(合金C1)到流通的美国货币所用的强烈白色的铜镍合金(合金C5)，这都是真实的。

为了确定所需白色的目的，此后在铜合金的视觉外观不再是初始的白色并且开始变得带有明显红色调的白色的位置处定义a^*的上限。从白色到红色的这种过渡用合金C31(Cu-15Ni)的a^*值定义。合金C31具有2.9的a^*值。对比的商购铜合金(合金C4，Cu-10Ni-1Fe)明显为微红色并具有3.7的a^*值。为本发明的目的，考虑具有小于3的a^*值和呈白色的适当b^*值(在CIELAB标度上)是合适的。

对于具有白色视觉外观的铜合金，在铜合金不再是初始的白色并且开始变得明显黄色(或带有黄色调的白色)的位置处定义b^*的上限。从白色到黄色的这种过渡用对比合金C3(Cu-12Zn-7Mn-4Ni)的b^*值定义。这是带有“金色视觉外观”的专利合金(如Brauer等在US6,432,556 B1中所讨论的)，并且特别配置成所展现的颜色比流通的美国货币所用的合金C5的白色更接近18K金。该合金具有10.2的测量的b^*值。我们设定b^*的上限为10，以便只有不比合金C3黄的合金是可接受的。

a^*和b^*的下限基于纯锌(合金C35，a^*-1.7，b^*-1.9)的颜色设定。纯锌主观上显示为白色，尽管在刚清洁和制备的表面上可见弱的淡蓝和淡绿色彩。因此，a^*和b^*的下限都设定为-2，以便在白色合金区域包括锌。在我们的研究中所测量的铜合金都具有CIELAB值a^*＞-1.5并且b^*＞1.5。

为视为白色，铜合金必须满足上面所列的a^*和b^*的限制条件；也就是说，a^*优选在约-2到约+3之间，同时b^*优选在约-2和约+10之间。更优选a^*在约-2到约+2之间，而b^*同时在约-2和约+8之间。最优选a^*在约-2到约+1之间，而b^*同时在约-2和约+7之间。满足一个或另一个而不是同时满足的合金不视为白色。例如，合金C2(Cu-30Zn)具有CIELABa^*，b^*值为(-1.5，21.5)；尽管其落入了对于白色的a^*范围(低的红色)，但其超出了视为白色的最大可允许的b^*，因此，合金C2是黄色的铜合金。再一个实施例是合金C4(Cu-10Ni-1Fe)，具有CIELABa^*，b^*值为(3.7，8.2)；尽管b^*值在白色范围(低的黄色)，但其超出了可允许的a^*值，并且是视觉上为微红色。而且，考虑在上述讨论范围内的具有端点值的范围，即使不特别地阐述这些端点值或范围。例如，a^*值的范围值可以具有更低的端点-1.9，-1.8，-1.7等，到+2.7，+2.8，+2.9，而上端点可以为+2.9，+2.8，+2.7等，到-1.7，-1.8，-1.9。也设想了值b^*的相似端点。也设想了a^*的任何范围与b^*的任何范围的组合。例如，a^*值的范围可以是-2～+2，而b^*值的范围可以是-2～约+10。

本发明包括的合金为最高30％的锌，最高20％的锰，最高5％的镍以及余量的铜，以重量计。这些合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-3.5％的镍以及余量的铜。合金中余量的铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Fe、Mg、Zr和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。这些合金优选含有12％-20％Zn，10％-17％Mn，0.5％-3.5％Ni。其更优选含有13％-16％Zn，14％-17％Mn，1.5％-2.5％Ni。这些合金还可以含有以重量计最高0.3％的Zr。在最优选的实施方案中，上述组成的合金也是白色铜基合金；也就是说，它们具有的CIELAB值中，a^*优选在约-2和约+3之间，同时b^*优选在约-2和约+10之间。更优选地，a^*在约-2和约+2之间，而同时b^*在约-2和约+8之间。最优选地，a^*在约-2和约+1之间，而同时b^*在约-2和约+7之间。设想了上面所讨论的组成可以结合上面讨论的CIELAB值的每一个范围。

本发明包括的合金为最高30％的锌，最高20％的锰，最高4％的铁以及余量的铜，以重量计。这些合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-2.5％的铁以及余量的铜。合金中余量的铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Ni、Mg、Zr和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。这些合金优选仅以杂质的形式含有镍(也就是，小于约0.1％)，并且含有12％-20％Zn，10％-17％Mn以及0.5％-2.5％Fe。这些合金更优选含有15％-18％Zn，14％-17％Mn以及0.5％-1.5％Fe。在最优选的实施方案中，上述组成的合金也是白色铜基合金；也就是说，它们具有的CIELAB值中，a^*优选在约-2和约+3之间，同时b^*优选在约-2和约+10之间。更优选地，a^*在约-2和约+2之间，而同时b^*在约-2和约+8之间。最优选地，a^*在约-2和约+1之间，而同时b^*在约-2和约+7之间。设想了上面所讨论的组成可以结合上面讨论的CIELAB值的每一个范围。

本发明包括的合金为最高30％的锌，最高20％的锰，最高6％的镍，最高4％的铁以及余量的铜，以重量计。该合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-5％的镍，0.05％-2.5％的铁以及余量的铜。合金中的余量铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Mg、Zr和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。这些合金优选含有12％-20％Zn，10％-17％Mn，0.5％-3.5％Ni以及0.1％-1％Fe。这些合金更优选含有13％-16％Zn，14％-17％Mn，1.5％-2.5％Ni以及0.2％-0.6％Fe。这些合金还可以含有最高1.0％Al。在最优选的实施方案中，上述组成的合金也是白色铜基合金；也就是说，它们具有的CIELAB值中，a^*优选在约-2和约+3之间，同时b^*优选在约-2和约+10之间。更优选地，a^*在约-2和约+2之间，而同时b^*在约-2和约+8之间。最优选地，a^*在约-2和约+1之间，而同时b^*在约-2和约+7之间。设想了上面所讨论的组成可以结合上面讨论的CIELAB值的每一个范围。

在本发明的另一个实施方案中，该合金具有在涡流计激发频率为60kHz-480kHz下大于2.5％IACS的电导率，该合金为最高30％的锌，最高20％的锰，最高10％的镍，最高4％的铁，最高1％Zr以及余量的铜，以重量计。这些合金更优选含有6％-25％的锌，4％-17％的锰，0.1％-9％的镍，最高2.5％的铁，最高0.5％Zr以及余量的铜。合金中的余量铜还可以含有以下中的至少一种：最高0.5％的选自Sn、Si、Co、Ti、Cr、Mg和Ag的至少一种；以及最高0.1％的选自P、B、Ca、Ge、Se、Te的至少一种。这些合金优选含有10％-18％Zn，4％-7％Mn，4％-9％Ni以及0.05％-0.2％Zr。该合金更优选含有12％-16％Zn，4％-6％Mn，5％-9％Ni以及0.05％-0.15％Zr。在更优选的实施方案中，上面所讨论的组成的每一种具有4％IACS-7％IACS的电导率。在最优选的实施方案中，上述组成的合金也是白色铜基合金；也就是说，它们具有的CIELAB值中，a^*优选在约-2和约+3之间，同时b^*优选在约-2和约+10之间。更优选地，a^*在约-2和约+2之间，而同时b^*在约-2和约+8之间。最优选地，a^*在约-2和约+1之间，而同时b^*在约-2和约+7之间。设想了上面所讨论的组成可以结合上面讨论的CIELAB值的每一个范围以及结合上面讨论的电导率特征的每一个。

所设想的组成的一些具体实施例包括：

1)6-25％的锌，4-17％的锰，0.1-3.5％的镍及余量的Cu；以及

2)与1)相同，具有0.5％的Sn、Si、Co、Ti、Cr、Fe、Mg、Zr或Ag，以及最高0.1％的P、B、Ca、Ge、Se或Te的至少一种。

3)与1)或2)相同，具有0.1-2.5％的铁。

4)与1)或2)相同，具有0.1-5％的镍及0.05-2.5％的铁。

5)12-20％Zn，10-17％Mn，以及0.5-3.5％Ni及余量的Cu。

6)13-16％Zn，14-17％Mn，以及1.5-2.5％Ni及余量的Cu。

7)与1)相同，具有最高0.3％Zr。

8)12-20％Zn，10-17％Mn，以及0.5-2.5％Fe及余量的Cu。

9)15-18％Zn，14-17％Mn，以及0.5-1.5％Fe及余量的Cu。

10)13-16％Zn，14-17％Mn，1.5-2.5％Ni，以及0.2-0.6％Fe及余量的Cu。

11)6-25％的锌，4-17％的锰，0.1-9.0％的镍，以及余量的Cu。

12)与11)相同，具有最高0.3％Zr。

13)10-18％Zn，4-7％Mn，4-9％Ni，0.05-0.20％Zr以及余量的Cu。

14)12-16％Zn，4-6％Mn，5-9％Ni，0.05-0.15％Zr以及余量的Cu。

所有这些实施例可以与a^*和b^*值的任何组合以及电导率的任何范围相结合。

对于组成中的所有组份，还设想了在上述讨论的范围内的具有端点值的范围，尽管不特别阐述这些端点值或范围。例如，Zn值的范围可以具有更低的端点6.1％，6.2％，6.3％等到24.7％，24.8％以及24.9％，而上端点可以为24.9％，24.8％，24.7％等到6.3％，6.2％以及6.1％。还设想了其它组份的范围的相似端点。同样，还设想了将任何特别阐述的Zn范围与任何特别阐述的其它组份的范围相结合。例如，6％-25％的锌可以与10％-17％的Mn和0.5％-3.5％的Ni相结合。

本发明的特征是该合金含有Zn和Mn以及比传统的“白色”铜基合金更低水平的Ni。这源自于合金化元素的协同效应，其中多组份的结合给出了用简单的二元合金不可获得的结果。

镍在铜合金中是潜在的增白剂。向Cu中添加10％的Ni(合金C4)给出浅色但仍带有微红-紫的色泽的合金。添加15％(合金C31)或更多的Ni给出明显的白色，并且，随着Ni含量增加至30％(合金C6)，合金变得更加接近无色。增加的Ni有助于抗大气变色性，阻止暗的铜氧化物的形成。遗憾的是，Ni也比Cu显著地更加昂贵(通常2-3倍的成本)，因此具有强烈的经济利益以生长相似外观的合金，但用更少的镍。更高的Ni添加还降低合金的抗微生物效果，因此应当将Ni保持在所需颜色和抗变色性的最低一致性。还表明镍是金属接触皮炎的主要因素，促进了欧共体将无镍合金立法用于珠宝、眼镜和“直接并长时间与人体皮肤接触”的相似产品中，参见EP 0 635 564 B1(Ammannati)；“Copper-zinc-manganese alloy for the productionof articles coming into direct and prolonged contact with thehuman skin”；2000年12月1日；标题，pg.1-2。

锰也是铜合金中的有效增白剂，尽管二元合金因为低强度、难于铸锭和热轧、以及与短程有序相关的低和不一致的韧性而几乎没有商业意义。向铜中添加12％或更多的Mn给出相对白色的合金(合金C30，[a^*，b^*]＝[5.05，8.27])，但这是其中二元合金中短程有序变得显著的范围。锰通常用于含有Al、Zn、Si、Ni或这些组合的更加复杂的铜合金中以低水平进行强化。这些低水平的Mn添加也能改善这些合金的铸造和热轧特性。

向铜合金中添加Zn强烈地改变颜色，但是合金不变成“白色”或无色；而是，Cu-Zn合金(“黄铜”)随着含量增加到～30％Zn变成金色到黄色。超过33％Zn，随着形成新的晶体结构，合金再次变得微红。高锌黄铜在某些条件下也表现出短程有序，这能限制韧性并能引起使用中的性能改变。在增白铜基合金(“镍银”Cu-Ni-Zn合金的基础)时，锌能降低Ni的需求。外观接近于白色的Cu-Ni合金，由于Zn含量而稍微带有黄色混合物。

低溶解度限制了向铜中添加铁。大于3.5％的Fe具有固相溶解度间隙，阻止更高Fe合金的铸造。通过合适的热处理，0.5-2.5％的Fe能保持在固溶体中，并且与相同水平的Ni是几乎同样有效的增白剂。Fe还可以是潜在的强化剂，在合金中直接和通过与P(磷)反应而形成析出相。

就涉及颜色而言，锌和铝在铜合金中是相似的，但是Al在获得金-黄颜色上显著地更加有效。添加6％Al(合金C32)给出与Cu-15Zn(合金C29)相似的颜色。随时间推移，Cu-Al合金(包括那些具有其它元素如Zn、Mn和Fe)形成致密的惰性氧化物膜，该膜有益于抗变色性和抗腐蚀性。这种相同的影响降低了具有Al的Cu合金的抗微生物效果，因此为抗微生物应用应当将Al保持最低量。因为与许多其它合金化元素的交互作用，含铝合金的热和冷轧及热处理比那些无Al的合金更加复杂。

本发明的基本目的之一是提供白色视觉外观但具有降低Ni含量的铜合金。合金化添加物对铜基合金颜色的影响的上面描述指出了获得该目标的方法。通过用Zn替代部分的Ni，可产生具有降低镍含量的合金，尽管颜色比相同的总Cu含量的Cu-Ni合金趋于变得更黄。通过用Mn进一步地替代一些剩余的Ni，含有显著更低Ni含量的合金可基本上具有白色(无色)的外观。我们已发现，低水平的Ni的保留(以特别的总合金含量)有助于保持所需白颜色并且就抗大气变色性和降低污染而言也是有益的，该污染归因于来自人体皮肤的流体接触。因此，通过Zn和Mn的结合替代传统合金中的Ni，连同保持低水平的Ni以改善颜色和抗变色性，发现了白色视觉外观的铜合金。

本发明的另一个特征是Fe可以用作Ni的替代或补充以改善Cu-Zn-Mn合金的白度。当测量商业Cu-Ni合金的颜色时，我们发现这些合金中的某些的白度比从单独的Ni含量所期望的要好。发现所述合金含有显著量的Fe，添加其以改善这些合金的铸造及热和冷加工性能。Cu-Fe合金的进一步研究表明虽然由于低的总合金含量其仍明显为红色，但它们比相同的合金含量的Cu-Zn或Cu-Mn所期望的更接近白色(在CIELAB标度上具有更低的a^*值)。基于此，我们向本发明的合金中添加至多2.5％的Fe，并发现改善的白度甚至维持至总的合金含量超过30％。此外，我们发现Ni的存在不干涉Fe的影响，因此任一种或两种都可以用于改善Cu-Zn-Mn合金的白度。我们还发现在合金的(以特别的总合金含量)固溶体中存在的Fe帮助保持期望的白颜色并且就抗大气变色性以及降低污染而言也是有益的，该污染归因于与来自人体皮肤的流体接触，相似于低水平的Ni对这些性能的影响。当用Fe或者Fe和Ni的组合替代单独的Ni时也发现了这些影响。因此，通过用Zn和Mn的组合替代传统合金中的Ni，连同保持低水平的Ni或Fe或者Ni和Fe的组合以改善颜色和抗变色性，发现了白色视觉外观的铜合金。

在为外观(如建筑和楼宇的金属件)而选择铜基合金中的重要因素是外观随时间的稳定性。当暴露于大气中时，不锈钢不显著改变外观；这是因为形成惰性的氧化物层，该层阻止可见的变色和腐蚀并且是它们为什么被认为“不锈”的原因。遗憾的是，不能在用铜基合金可以获得的颜色和光度范围中获得不锈钢，不锈钢也不拥有适当制备的铜合金的抗微生物性能。传统上，向铜合金中添加Ni以改善抗大气变色性，因为Ni在表面处形成惰性的氧化物层，在功能上类似于不锈钢的惰性表面。我们已发现可制定具有降低Ni含量的白色铜合金的化学组成以给出基本上与传统的更高Ni白色铜基合金相同的，具有所需白色外观和抗大气变色性的合金。

铜合金中的变色是随时间与来自大气中的氧反应而形成氧化物膜的结果。其通常显示为暗化的表面，尽管由基础材料(以及干涉-层效应)形成的氧化物的不同颜色也能引起与材料的原始外观相比不同的色调和色度。通过对比暴露前后的颜色，变色的值能进行量化并且在不同的合金之间进行客观对比。

具有测量的CIELAB值的样品之间的颜色差异易于计算；在ASTM标准D2244-07^ε1“Standard Practice for Calculation of ColorTolerances and Color Differences from Instrumentally MeasuredColor Coordinates”；ASTM International；2007年5月1日中给出了各种颜色差异和颜色公差方程。在每个均以L^*、a^*、b^*给出的两种颜色之间的总颜色差异ΔE^* _ab可以被计算为：

ΔE^* _ab＝[(ΔL^*)²+(Δa^*)²+(Δb^*)²]^1/2

ΔE^* _ab提供颜色差异的大小，但没有给出差异的特征的指示，因为其并没有指示出色调、色度和明度差异的相对数量和方向。(ASTM标准D2244-07^ε1，6.2.2部分)。这在颜色改变受三个因素之一支配并且颜色改变的性质容易理解时是最有用的，但是这在两个或三个组份显著贡献于测量的颜色改变时较不有用。还可将L^*、a^*、b^*直角坐标转换为L^*、C^*、H^*柱坐标以更好理解明度L^*、色度C^*和色调H^*的相对差异。那么等效的总颜色差异方程是：

ΔE^* _ab＝[(ΔL^*)²+(ΔC^*)²+(ΔH^*)²]^1/2

替代性的计算的颜色差异ΔE_CMC(如Colour MeasurementCommittee(CMC)of the Society of Dyers and Colourists in England所定义)旨在用作单数投影通过方程(也由ASTM D2244-07^ε1定义)。将它开发为基于CIELCH柱坐标的公差系统并定义围绕标准颜色(在颜色空间的具体点)的椭球，在其范围内，与标准的差异对于期望的应用是可接受的。由如下给出颜色差异ΔE_CMC：

ΔE^* _CMC＝cf[(ΔL^*/(1·S_L))²+(ΔC^*/(c·S_C))²+(ΔH^*/(S_H))²]^1/2

方程中的参数解释了光谱敏感度以及明度相对于色度和色调的相对重要性的差异，因此在数值公差和人类感觉视觉可接受的实际颜色范围之间具有更好的一致性。特别是，商业因子cf可以变化以匹配对于给定应用所期望的范围。假定ΔE_cmc＝1代表刚好可察觉到的颜色差异。

为了对比抵抗因大气暴露导致的颜色改变的目的，基于暴露前(时间＝0)和在给定时间和温度暴露后样品之间的实际颜色差异计算ΔE_CMC。ΔE_CMC的更低值(由于暴露而较少颜色改变)被认为是优异的抗大气变色性的量度。

表2大气变色表-室温

表2大气变色-室温

表2给出了因为大气变色导致的颜色改变。在室温下30天后，许多无镍的对比合金(合金C11-C24)显示ΔE_CMC＞1。含镍的对比合金C3-C8(Ni含量＞4％)都显示较少的颜色改变，而ΔE_CMC＜1。本发明的合金(合金I1-I9)也显示出ΔE_CMC＜1，甚至对于Ni＜3.5％。将合金C16与合金I8对比，预料将发现添加1％Fe(向颜色平衡的Cu-Zn-Mn合金中)将不降低抗变色性并且可使视觉外观更接近无色。相似地将合金I7与合金C16对比，预料将发现添加3％Ni也可以给出更白的合金并显著地改善抗变色性。预料添加Ni和Fe(合金I9)表明两种元素的颜色和变色的益处是相互独立的并且可不相互干涉。

表3大气变色-提高的温度

出于研究氧化或腐蚀的目的，提高的温度经常用于模拟长期暴露。选择温度-时间范围是重要的，在该温度-时间下氧化物或腐蚀产物的性质与在模拟条件下是相同的。例如，在空气中在中等提高的温度(200℃或以上)下，相比随后转变为CuO的红色Cu₂O，优选直接形成黑色CuO；这在大气变色期间影响就所有三个分量(色调、色度和明度)而言的颜色改变的性质。这些暴露也表明当用于中等提高的温度时(如厨房制品的板)或当用于自动洗碗机或高压消毒循环时材料将如何响应。

在表3中显示了因为提高的温度的大气暴露所导致的颜色改变。通过与其它颜色的样品相同的工序对合金样品(也称为试样)进行清洁和制备，并在暴露前进行CIELAB颜色测量。暴露后重新评估颜色并计算ΔE_CMC。在150℃下炉处理7小时或24小时后，本发明的合金(合金I2-I9)显示与表3所列的任何对比铜合金(合金C3-C26)相同或更少的颜色改变。本发明的优选实施方案(合金I7-I9)显示了任何所列的铜合金中最少的颜色改变。特别感兴趣的是合金C16和这些优选实施方案之间的对比。合金C16基本上与这些实施方案相同，但没有Ni或Fe；在150℃下24小时后，颜色改变ΔE_CMC＝15.6。对于具有1％Fe的(合金I8)相同合金，ΔE_CMC＝11.9，表明Fe的添加不仅改善了合金的白度而且也提高了合金的抗变色性。对合金I7和I9(ΔE_CMC＝9.1-9.9)也是相同的情况(但更加如此)；向基础Cu-Zn-Mn合金中添加Ni(或Ni加Fe)显著地改善抗变色性以及合金的白度。

接触表面(扶手、门用金属件、台面、器具板、医院设备等)反复与水、汗、皮脂膜和其它体液接触作为它们功能的一部分。这些体液含有复杂的物质混合物，它们中的许多对铜和铜合金具有显著的腐蚀性。对于反复与人体皮肤接触后这些合金的外观如何改变的评估不仅对于选择这些用于接触表面用途的合金是重要的，而且对于确定必要的清洁频率以维持其外观也是有用的。从功能的角度，对于不锈钢和相似的医院用表面，推荐清洁和消毒循环为从一周一次到每天多次以使保健条件下的交叉污染最小化。

表4.接触变色-室温

将感兴趣的合金试样进行清洁并以期望的表面光洁度(6-18Ra)进行制备。在与人体皮肤和/或流体的任何接触前确定最初的颜色。使试样每天都接触，确定并计算了颜色改变以用于对比。结果列于表4中。在3天反复性的皮肤接触后，所有的白色合金在抗污染性上几乎没有显示区别；ΔE_CMC为1.2-2.8。这与任何特别的合金化元素或元素组合的含量似乎没有任何强烈的联系。在7天反复暴露后，尽管总的颜色改变较大，但合金之间的差异甚至更小；ΔE_CMC为2.9-4.4。尽管Ni和/或Fe的含量显著地低于常规白色铜基合金的Ni含量，但就因抵抗与人体皮肤和/或体液接触而改变颜色而言本发明的合金不比常规合金差。

铜基合金的许多应用涉及电传导或抵抗这种传导。例如，将受控的电导率或电阻率在辨别合法的流通货币或辅币与无效的“金属片”中用作安全特征，此处期望颜色和电性能的特别组合。也将其用作控制电设备如保险丝和电路断电器的活动。主要通过合金含量控制电导率；向纯铜(具有100％的IACS电导率)中添加不同合金化元素将引起电导率或多或少的降低。表1中列出了对比合金和根据本发明的合金的电导率。

将合金C29(Cu-15Zn，37％IACS)，合金C31(Cu-15Ni，9.15％IACS)和合金C30(Cu-12Mn，4.15％IACS)对比，我们看到不同的合金化元素在电导率上具有不同的影响。利用这点，可对合金设计特定的电导率，同时维持特别的视觉外观。合金I1具有白色视觉外观并且电导率(5.1％IACS)与合金C5的相似，但其仅含有6％的Ni，相比之下C5含有24.5％的Ni，如果在流通的美国货币中替代使用，这将导致显著的成本节省。

本发明的优势之一是，本发明的着白色的铜基合金具有抗微生物性能。铜和许多铜基合金，当被适当地制备时，降低了暴露在这些合金表面上的细菌和其它微生物的生命力。合金表面灭活细菌的效果与合金的化学组成及其它因素相关，例如表面粗糙度，如PCT申请PCT/US2007/069413中所示。灭活表面上99.9％的细菌所需的暴露时间是所考虑合金的抗微生物性能的有用量度，并且在2003年11月由铜开发协会(Wilks等)资助的研究中用基于此的试验工序与它们的公开数值进行对比。

在暴露前制备并消毒感兴趣的合金试样(～22mm见方)。将经制备的试样放置在培替氏培养皿里在消毒的滤纸上。将5-20μl在营养肉汤中的活性细菌培养物(大肠杆菌，美国典型培养物保藏中心[ATCC]株11229，革兰氏-阴性)的等份悬浮液施加到试样的表面；该细菌培养液中含有最少10⁶-10⁸集落形成单位每毫升(CFU/ml)。在期望的暴露时间后，将试样置于含有20ml消毒的Butterfield’s缓冲液的试管中(在过滤的去离子/反渗透实验室级别水中的3.1×10^-4M K₂HPO₄)并超生搅动5分钟以从试样表面悬浮任何存活的菌落。对存活菌落的悬浮液顺序稀释四次(1/10，1/100，1/1000及1/10000)。将20μl等份的该原始悬浮液和20μl等份的每种稀释液涂在营养琼脂上并在35-37℃下温育48小时以对存活的菌落计数。为了检查基线(暴露在试样上的原始细菌培养液中的菌落数)，将20μl等份的原始细菌培养液直接放在试管中而不暴露在金属试样上，该试管中含有20ml消毒缓冲液，然后将其采用与从试样的存活物的悬浮液等同的方式进行处理(超声搅动、稀释、放置在琼脂盘上并在计数前进行温育)。暴露一式两份(duplicate)试样并且将稀释液平板接种(plated)在一式两份上以最终得到在生物学试验中通用的统计学变化。对存在于每个琼脂盘上的菌落数进行计数并且计算在原基线和来自暴露试样的悬浮液的每毫升菌落形成单位数(CFU)，解释所有的稀释液。只有展现5-400菌落的板用于最终的计算，以便使统计学差异最小化。细菌计数(在CFU中3log₁₀减少)达到99.9％减少所需的暴露时间以及完成灭活的时间是抗微生物效果的主要量度。

在表5和图4中列出了受到大肠杆菌攻击的本发明合金的抗微生物试验结果。下文包括受到大肠杆菌(来自Wilks以及Keevil)攻击的商业合金的公开信息以用于对比。

表5铜合金的抗微生物效应

对比合金C32(Cu-10Zn)在暴露90-105分钟后显示99.9％的细菌计数减少并且在105分钟后完成灭活。合金C4(Cu-10Ni-1Fe)具有与合金C32基本相同的效果。具有更高合金含量(C2[Cu-30Zn]和C5[Cu-25Ni-0.5Fe])的相似合金显示出稍差的效果，90-105分钟具有99.9％的减少并且仅在120分钟后完成灭活。合金C8(Cu-17Zn-18Ni)在化学组成上在这些合金之间是中等的，并显示出中等的抗微生物效果，仅比C22000合金C32和合金C4稍差。商业货币合金(来自OlinBrass的Y90，对比合金C3，Cu-12Zn-4Ni-7Mn)也像本发明的合金一样含有Mn，但被平衡化为具有“金色视觉外观”，而不是本发明的基本上白色。C3的抗微生物效果比没有Mn的合金稍好，接近90分钟的暴露具有99.9％的减少并且在120分钟后完成灭活。合金Cl(商业纯铜)显示暴露75-90分钟后在细菌计数上99.9％的减少，90分钟后完成灭活。

基于这些公开的结果，我们预期本发明合金的抗微生物效果相似于合金C3(Y90)的抗微生物效果。锌略高一些(这使其与合金C32和合金C2相比，时间更长)并且镍稍低(这使其与合金C4和合金C5相比，时间更短)。将合金C8和C3对比，Mn似乎对抗微生物效果没有强烈的影响，尽管在细菌计数上比用大多数合金所看见的尖锐下降更加缓和并且更早的下降。意外地是，最初的试验表明CFU计数中的99.9％减少为45-60分钟(比其它合金快40％)并且60分钟后完成灭活(快40-50％)。随后的试验表明99.9％的减少短至10分钟或更少并且完成灭活为15-30分钟，以及使用相同样品制备方法和工序以革兰氏阳性细菌金色葡萄球菌[ATCC 6538]攻击的相同合金的相似结果。在我们改性的更高的Mn合金中解释增加的杀死率的机理是不清楚的，尽管其似乎与具有Zn和Ni的Cu合金上存在的钝化氧化物层的抑制相关。

显然，根据本发明提供了铜合金，其完全满足本文提出的本发明的目标、特征以及优势。当本发明与特定的实施方案联合描述时，显然具有基于这些说明书的许多替代、改进和变化，这些对于本领域技术人员是清楚的。因此，本发明旨在包括所有这些替代、改进和变化，只要其落入所附权利要求的宽泛的精神和范围，而不限于本文所提出的特定实施例。

进一步说明的是，多个组份或步骤的功能或结构可以合并入单独的组份或步骤，或者一个步骤或组份的功能或结构可以分裂为多个步骤或组份。本发明设想所有这些组合。除非另有陈述，本文所述的不同结构的尺寸和几何不旨在限制本发明的范围，并且其它的尺寸或几何也是可能的。通过单个整合结构或步骤可以提供多个结构组份或步骤。作为替代，单个整合结构或步骤可以分入分离的多个组份或步骤。此外，当本发明的特征仅在所列举的实施方案之一的上下文中描述时，对于任何给定的应用该特征可以与其它实施方案的一个以上的其它特征相结合。从上文还应该知道，本文独特结构的制备以及随之的操作也构成根据本发明的方法。本发明也包括来自本文的方法的中间和最终的产品。所用的“包含”或“包括”也考虑“基本上由所叙述的特征构成”或“由所叙述的特征构成”的实施方案。

本文所出现的解释和说明旨在使本发明所属技术领域的其它技术人员知道其原则和其实际应用。当其可以最好的应用于特定应用的要求时，本领域的技术人员可以以数种形式适应和应用本发明。因此，所提出的本发明的特定实施方案不旨在为本发明的穷尽或限制。本发明的范围因此应当不参考上述说明书确定，而是应当参考所述的权利要求，以及等同于这些权利要求所赋予的全部范围确定。所有的条款和参考的公开，包括专利申请和公开，为所有的目的通过引用而并入。

Claims (24)

1.有效的抗微生物的铜合金，具有相似于不锈钢和“镍银”之一的视觉外观，该铜合金包含：

a)6-25％的锌(Zn)

b)4-17％的锰(Mn)，

c)0.1-3.5％的镍(Ni)，

d)基本上为Cu的余量；以及

e)a-d的组合，展现出白色视觉外观并且是有效地抗微生物的。

2.权利要求1的铜合金，其中基本上为Cu的余量还至多含有以下中的至少一种：

0.5％的下组中的至少一种：Sn、Si、Co、Ti、Cr、Fe、Mg、Zr、Ag；及

最高0.1％的下组中的至少一种：P、B、Ca、Ge、Se、Te；

并且所述合金具有少于60分钟的完成灭活时间。

3.相似于不锈钢和“镍银”之一的白色视觉外观的铜合金，该铜合金基本上由下述组成：

a)6-25％的锌(Zn)

b)4-17％的锰(Mn)，

c)0.1-2.5％的铁(Fe)，

d)基本上为Cu的余量；以及

e)其中a-d的组合展现出白色视觉外观并且是有效地抗微生物的。

4.权利要求3的铜合金，其中基本上为Cu的余量还含有以下中的至少一种：

最高0.5％的下组中的至少一种：Sn、Si、Co、Ti、Cr、Ni、Mg、Zr、Ag，以及

最高0.1％的下组中的至少一种：P、B、Ca、Ge、Se。

5.相似于不锈钢和“镍银”之一的白色视觉外观的铜合金，该铜合金基本上由下述组成：

a)6-25％的锌(Zn)

b)4-17％的锰(Mn)，

c)0.1-5％的镍(Ni)，

d)0.05-2.5％的铁(Fe)，以及

e)基本上为Cu的余量；

f)其中a-e的组合是有效地抗微生物的并具有白色视觉外观。

6.权利要求5的铜合金，其还含有以下中的至少一种：

最高0.5％的下组中的至少一种：Sn、Si、Co、Ti、Cr、Mg、Zr、Ag，以及

最高0.1％的下组中的至少一种：P、B、Ca、Ge、Se、Te。

7.权利要求1的铜合金，其组合在室温暴露于空气中抵抗变色并且具有少于60分钟的完成灭活时间。

8.权利要求7的铜合金，其含有12-20％Zn，10-17％Mn，以及0.5-3.5％Ni。

9.权利要求8的铜合金，其含有13-16％Zn，14-17％Mn，以及1.5-2.5％Ni，并且其中所述完成灭活时间少于20分钟。

10.权利要求1的铜合金，其含有以重量计最高0.3％的Zr。

11.权利要求3的铜合金，其是有效地抗微生物的并且仅以杂质形式含有Ni。

12.权利要求11的铜合金，其含有12-20％Zn，10-17％Mn，以及0.5-2.5％Fe。

13.权利要求12的铜合金，其含有15-18％Zn，14-17％Mn，以及0.5-1.5％Fe。

14.权利要求5的铜合金，其抵抗提高的温度的变色。

15.权利要求14的铜合金，其含有12-20％Zn，10-17％Mn，0.5-3.5％Ni以及0.1-1.0％Fe。

16.权利要求15的铜合金，其含有13-16％Zn，14-17％Mn，1.5-2.5％Ni以及0.2-0.6％Fe。

17.权利要求14的铜合金，其含有以下中的至少一种：

最高1.0％Al；和

以及至少一种：

最高0.5％的下组中的至少一种：Sn、Si、Co、Ti、Cr、Mg、Zr、Ag，以及

最高0.1％的下组中的至少一种：P、B、Ca、Ge、Se、Te。

18.铜合金，该铜合金为白色视觉外观并抵抗接触变色以用于货币应用，作为C713的直接替代，该铜合金含有：

a)6-25％的锌(Zn)

b)4-17％的锰(Mn)，

c)0.1-9.0％的镍(Ni)，

d)基本上为Cu的余量；以及

e)具有白色视觉外观的所述a-d的组合是有效地抗微生物的，并且具有在涡流计激发频率60kHz-480kHz下大于2.5％IACS的电导率。

19.权利要求18的铜合金，其中基本上为Cu的余量还至多含有以下中的至少一种：

5％的下组中的至少一种：Sn、Si、Co、Ti、Cr、Fe、Mg、Zr、Ag；以及

最高0.1％的下组中的至少一种：P、B、Ca、Ge、Se、Te。

20.权利要求19的铜合金，其中所述的电导率为4％IACS-7％IACS；并且还具有少于60分钟的完成灭活时间。

21.权利要求19的铜合金，含有以重量计最高0.3％的Zr；以及少于30分钟的完成灭活时间。

22.权利要求21的铜合金，含有10-18％Zn，4-7％Mn，4-9％Ni和0.05-0.20％Zr；并且

完成灭活时间少于20分钟。

23.权利要求22的铜合金，其含有12-16％Zn，4-6％Mn，5-9％Ni和0.05-0.15％Zr；并且

完成灭活时间少于15分钟。

24.权利要求18的铜合金，其已成型为圆片。

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