KR100202261B1 - 절삭성 및 강도가 우수한 양백 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Pb가 첨가된 양백과 유사한 절삭성과 고강도를 동시에 만족시키는 Pb가 첨가되지 않은 양백(Nickel Silver) 및 그 제조에 관한 것으로, Zn 38-42wt%, Ni 9-13wt% 이고, 나머지는 Cu와 불가피한 불순물로 되고, 제 2상(β)은 그 크기가 1㎛ 이상이고 또한 전체 체적분율이 5% 이상인 양백 조성물로 구성되고, 이를 제조함에 있어서는 상기 조성이 되게 용해, 주조하여 주괴를 얻고, 이 주괴를 5-25% 냉간압연 및 650-750℃에서 1차 소둔, 40-55% 냉간압연 및 600-700℃에서 2차 소둔, 40-55% 냉간압연 및 550-650℃에서 β상 석출 소둔처리하고 사용용도에 따라 마지막 냉간압연율을 조정하는 공정으로 이루어진 제조 방법에 관한 기술이다.
Description
본 발명은 Pb가 첨가되지 않은 양백에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Pb가 첨가되는 양백과 유사한 절삭성과 고강도를 동시에 만족시키는 Pb가 첨가되지 않은 Cu-Zn-Ni계 동합금인 양백 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 양백(Nickel Silver)은 Cu-Zn-Ni계 동합금으로서 Zn 함량이 높으면 (α+β)조직이 되어 점성이 낮아지고 냉간가공성이 저하되기 때문에 Pb를 약 4% 까지 첨가하고 있다.
또한 Mn을 첨가함으로서 내식성 향상을 도모하고 있다.
그러나 상기한 종래의 양백을 이용한 소재, 일 예로서 열쇠 소재에 사용될 경우 공해성 물질인 Pb를 함유하고 있어 친환경성이 아님은 물론 열간 및 냉간가공성이 좋지 않다.
이에 따라 제조 공정이 용이하지 않아 생산성이 낮게 된다.
따라서 Pb를 함유하지 않은 양백의 개발이 요구되고 있으나 경제성 등을 고려해 볼 때 아직은 대체성이 부족하다.
이러한 친환경성인 소재에는 양백의 색상을 유지하거나 보다 백색에 가깝고, 절삭성이 양호하고, 강도가 높고, 친환경성등이 있어야 함과 함께 가공성을 비롯한 경제성이 있어야 한다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, Cu-Zn-Ni을 기본 조성으로 하되 가공성을 저해시키지 않은 범위 내에서 기타 불순물로서 Fe, Mn, Al, Si, P, Sn을 적당하게 배합하고, α상 기지 내에 β상 조직을 균일하게 분포시켜서된 절삭성 및 강도가 향상된 양백 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
제1도는 본 발명 완료 후 마무리 압연율에 따른 가공경화 특성을 나타낸 그래프.
이와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 Zn : 38-42 중량%, Ni : 9-13 중량%이고, 나머지는 Cu와 불가피한 불순물로 되고, β상의 크기가 1㎛ 이상이며 또한 β상의 전체 체적분율이 5% 이상인 것을 특징으로 하는 양백으로 구성된다.
상기한 조성에서 불가피한 불순물은 Fe, Mn이 각각 0.5% 까지, Mg, Al, Si, P, Sn이 각각 0.15% 까지는 특별히 해치지 않으므로 성분이 포함될 수 있다.
상기 조성 범위의 합금은 열처리를 통하여 α상 기지 내에 β상 조직을 균일하게 분포시킨 것으로, 이러한 β상의 존재에 의하여 절삭성이 향상된 것이다.
Zn의 함량을 38-42 중량%로 한정한 이유는 조직 내에 β상을 분포시키고, 또한 냉간 가공이 용이하도록 하기 위함이다.
Ni 함량을 9-13 중량% 로 제한한 것은 양백 고유의 색상을 유지하고 동시에 강도 및 내식성을 향상시키기 위함이다.
상기 조성을 가진 합금은 조직 내에 5%이상의 β상을 균일하게 가지는 것으로, 이때 나타낸 β상은 Pb의 역할을 대신하여 절삭성을 향상시킨다.
다음은 제조 공정에 따라 설명한다.
상기한 Cu-Zn-Ni 합금 조성이 되게 대기 중에서 용해한 다음 탈산제로서 Mg, Al, P, Si를 0.15% 까지 첨가한다.
상기 조성이 되게 용해, 주조하여 주괴를 얻고, 이 주괴를 5-25% 냉간압연하고, 650-750℃ 온도 구간에서 4-8시간 1차 소둔처리하는 단계, 40-55% 냉간압연하고 600-700℃ 온도 구간에서 4-8시간 2차 소둔처리하는 단계, 40-55% 냉간압연한 다음 550-650℃ 온도 구간에서 4-8시간 β상 석출 소둔처리하는 단계와, 사용 용도에 따라 마지막 냉간압연율을 조정하는 단계로 하여 이루어진다.
본 발명은 상기 단계중 2차 소둔처리하는 압연재의 두께에 따라 이를 생략하고 곧바로 β상 석출 수둔처리 할 수도 있다.
상기한 제조 공법상의 주요 특성은 일반적으로 양백의 절삭성을 향상시키기 위해 첨가되는 공해성 물질인 Pb를 배제할 수 있다는 것이다.
즉, 균일하게 분포된 β상에 의해 열쇠소재로서의 사용목적에 적합한 절삭성을 갖게 된되는것이다.
본 발명의 경우 β상 석출소둔 온도 구간인 550-650℃를 벗어날 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.
온도가 550℃ 이하인 경우에는 연화소둔 효과가 충분치 못하여 소재의 강도는 올리 수 있으나 연성이 저하되어 이후의 냉간가공 공정이 어렵게 된다.
또한 650℃ 이상인 경우에는 입자조대화를 야기시키고 동시에 β상 석출이 급감하게 되어 절삭성에 나쁜 영향을 미친다.
다음은 실시예에 따라 설명한다.
본 발명의 합금을 대기 중에서 (표 1)과 같은 조성을 용해 주조한 다음, 1, 2차 소둔처리를 거쳐 550-650℃ 구간에서 β상 석출소둔 처리를 하고, 20% 완제 압연을 하였다.
이후 완제품의 단면을 전자현미경으로 관찰하여 α 및 β상의 분포를 조사해본 결과 β상의 크기는 1㎛ 이상이고, 그 결과는 (표 1)에 나타나 있다.
제1도는 Cu-Zn 40 - Ni 12를 대상으로 하여 β상 석출소둔(650℃/5시간) 완료된 3.5㎜두께 판재를 사용용도에 따라 마무리 압연시 압연율에 따른 가공경화 특성을 나타낸 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 친환경성 저해원소인 Pb를 첨가하지 않으면서 Zn, Ni의 배합율을 조절함과 함께 β상의 입자크기가 1㎛ 이상이고, 또한 β상의 전체 체적분율이 5% 이상되게 함으로써 Pb가 첨가된 기존의 양백과 유사한 절삭성 및 강도가 향상된 양백을 얻게 된다.
Claims (2)
- Zn 38-42 중량%, Ni 9-13 중량%이고, Fe, Mn이 각각 0.5 중량%까지이고, Mg, Al, Si, P, Sn이 각각 0.15 중량% 까지이고, 나머지는 Cu로 되고, 제 2 상(β)의 크기가 1㎛ 이상이며 또한 제 2 상(β)의 전체 체적분율이 5-73% 이상인 것을 특징으로 하는 절삭성 및 강도가 우수한 양백(洋白).
- Zn 38-42 중량%, Ni 9-13 중량%이고, Fe, Mn이 각각 0.5 중량%까지이고, Mg, Al, Si, P, Sn이 각각 0.15 중량% 까지이고, 나머지는 Cu로 조성되게 용해, 주조하여 주괴를 얻고, 상기 주괴를 5-25 중량% 냉간압연하고 650-750℃ 온도구간에서 4-8시간 1차 소둔처리하는 단계, 40-55% 냉간압연하고 600-700℃ 온도구간에서 4-8시간 2차 소둔처리하는 단계 또는 압연재 두께에 따라 상기 2차 소둔하는 단계를 생략하는 단계, 40-55% 냉간압연한 다음 550-650℃ 온도구간에서 4-8시간 β상 석출 소둔처리하는 단계, 사용 용도에 따라 마지막 냉간압연율을 조정하는 단계로하여 이루어짐을 특징으로 하는 절삭성 및 강도가 우수한 양백의 제조 방법.
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| CN106086496A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-09 | 清远楚江铜业有限公司 | 一种环保型铜合金带材的制备方法 |
| KR102403909B1 (ko) * | 2021-10-26 | 2022-06-02 | 주식회사 풍산 | 가공성 및 절삭성이 우수한 동합금재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 동합금재 |
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1996
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