KR100259210B1 - 순금색을 유지하면서 고강도를 갖는 장식재용 금합금 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순금색을 유지하면서 고강도를 갖는 장식재용 금합금으로써, 보다 상세하게는 순금의 미려한 황금색 색상을 유지하면서 유통과정에서 제품이 쉽게 손상 또는 파손되는 단점을 방지할 수 있는 100Hv 이상의 경도값을 가지고 장시간이 경과하여도 높은 경도값을 유지하는 장식재용 금합금에 관한 것이다.

본 발명은 순금에 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)을 각각 100~2500ppm 및 500~2900ppm 범위내에서 함유하되 총량이 600ppm 이상 3000ppm(0.3%)이하가 되도록 함유하는 것을 특징으로 하는 순금색을 유지하면서 고강도를 가진 장식재용 금합금을 제공한다.

이상에서 본바와 같이 본 발명은 순금에 모합금의 형태로 Be과 Ti을 미량함유하고서도 99.7%이상의 순도가 유지되면서 금장식재의 제품경도가 100Hv 이상이고, 시간이 경과함에 따라 경도가 낮아지는 즉, 경시적 경도의 저하가 없는 24K 장식재용 금합금을 얻을 수 있으며, 또한 압연이나 신선과 같은 후가공이 용이하여 가늘고 얇은 제품의 제조가 용이할 뿐만 아니라, 색상이 미려하고 황금색조를 장기간 동안 유지할 수 있는 효과를 확인하였다.

Description

순금색을 유지하면서 고강도를 갖는 장식재용 금합금

본 발명은 순금색을 유지하면서 고강도를 갖는 장식재용 금합금으로써, 보다 상세하게는 순금의 미려한 황금색 색상을 유지하면서 유통과정에서 제품이 쉽게 손상 또는 파손되는 단점을 방지할 수 있는 100Hv 이상의 경도값을 가지고 장시간이 경과하여도 높은 경도값을 유지하는 장식재용 금합금에 관한 것이다.

종래의 순금은 색상이 미려하고 재산가치가 높음에도 불구하고 경도가 낮아 장식품화하기에는 너무 무른 단점이 있다. 순금은 주조상태의 경도가 30Hv정도이고 가공상태에서도 80Hv정도이며 더 이상의 가공에도 경도가 증가하지 않을 뿐만 아니라 오히려 시간이 경과함에 따라 경도가 감소하며 또한 브레이징 공정에서 가열에 의해서도 열영향부에서 경도의 저하를 피할 수 없는 실정이다. 따라서 순금 장식제품은 연질상태이므로 쉽게 손상 또는 파손되는 단점이 있어 높은 미적 가치를 장기간 유지하기가 극히 곤란하여 그 사용이 극히 제한되어 있다.

또한, 목걸이, 반지 등의 장식품 제조에는 순금에 Ag, Cu, Zn, Ni, Pd 등의 합금성분을 25~45% 정도 함유한 14K 합금 또는 18K 합금 등이 주로 사용되며, 경도값도 100Hv 이상으로 높은 금합금이 널리 사용되고 있다. 이들 금합금은 순금이 지닌 황금색의 고급색조와 미적 가치를 갖고 있지 않을 뿐만 아니라 환금성이 떨어지는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해결하기 위하여 합금원소를 미량 첨가하여 순금과 유사한 색상을 가지면서 강도 및 탄성이 우수하고 경도가 높아 장식재로 가공이 가능한 99% 이상의 순도를 가진 금장식재에 관한 특허들이 공지되고 있다. 일본 특허공개 평7-26340은 Ca와 La을 각각 550~2000ppm, 10~200ppm 첨가하여 고강도를 가진 24금 장식재를 제조하는 방법이고, 일본 특허공개 평7-70670은 200~2000ppm정도 희토류 원소를 제1군 원소로 1종 또는 2종 이상 첨가하고, 필요에 따라서 Mg, Al, Si, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Pb, Bi를 제2군 원소로 1종 또는 2종 이상을 200~2000ppm 첨가하는 고강도 24금 금장식재의 제조방법이며, 일본 특허공개 평7-70671은 Ca, Be, Ge, B를 제1군의 첨가원소로 200~2000ppm 첨가하고, 필요에 따라서 Mg, Al, Si, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Pb, Bi를 제2군의 첨가원소로 1종 또는 2종이상을 10~500ppm첨가하며, 10~1000ppm의 희토류 원소를 제3군 원소로 1종 또는 2종 이상 첨가하는 것을 특징으로 하는 고강도 24금 금장식재의 제조방법이다. 또한 일본 특허공개 평7-70672는 제1군의 첨가원소로 Mg, Al, Si, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Pb, Bi 중 1종 또는 2종 이상을 200~2000ppm 첨가하여 고강도 24금 금장식재를 제조하는 방법으로써 상기 첨가 원소의 대부분은 합금시 제품의 색상이 미려하지 못할 뿐만 아니라 황금의 색조를 어둡게 하는 경향이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 순금에 모합금의 형태로 Be과 Ti을 미량함유하고서도 99.7%이상의 순도가 유지되면서 금장식재의 제품경도가 100Hv 이상이고, 시간이 경과함에 따라 경도가 낮아지는 즉, 경시적 경도의 저하가 없는 24K 장식재용 금합금을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 순금에 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)을 각각 100~2500ppm 및 500~2900ppm 범위내에서 함유하되 총량이 600ppm 이상 3000ppm(0.3%)이하가 되도록 함유하는 것을 특징으로 하는 순금색을 유지하면서 고강도를 가진 장식재용 금합금을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)을 각각 100ppm 및 500ppm 이하로 함유하여 총량이 600ppm이하이면 고용강화와 석출경화 효과가 일어나지 않기 때문에 충분한 경도값을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 필요한 강도 및 탄성을 얻을 수 없으며, 또한 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)을 각각 2500ppm 및 2900ppm 이상 함유하여 총량이 3000ppm 이상이면 목표로하는 기계적인 특성은 달성되나, 순금의 조성범위에서 벗어날 뿐만 아니라 미려한 황금색상에서 벗어나게 된다. 따라서 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)을 각각 100~2500ppm 및 500~2900ppm 첨가하되 전체 함량이 3000ppm 이하로 한정하면, 기계적 성질이 우수하고 색상이 미려한 24K 장식재용 금합금을 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 보다더 상세히 설명한다.

불활성 분위기에서 순금을 용해하고 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)의 모합금을 만들어 표1에 표시된 함량에 따라 첨가하여 직경 20mm, 길이 100mm 크기의 주괴로 주조하고 주괴의 일부분을 절단하여 주조품의 경도를 측정하였다. 다시 상기 주괴를 황산용액에 수분간 침적하여 표면의 산화물 등 이물질을 제거한 다음 형압연기에서 pass당 약 12%의 단면감소율로 1.2x1.2mm가 될 때까지 압연가공을 실시하였으며, 계속해서 미세하고 균일한 조직을 얻기 위하여 압연공정 중에서 소둔열처리를 실시하였다. 또한 pass당 단면감소율이 약 15%가 되도록 하여 0.4Фmm까지 신선가공을 실시하였다. 각 공정별로 채취한 시료의 경도는 표1과 같으며, 경도측정조건은 하중 100g, 압하시간 10sec로 하여 비커스경도기로 측정하였다. 상기 신선가공이 끝난 선재를 체인으로 기계가공하고 이를 저융점 브레이징재의 브레이징 조건인 450℃에서 약 20분간 가열한 후 상기에 언급한 경도측정조건으로 경도를 측정하였으며, 6개월이 지난 다음의 경시경도도 측정하였다.

[표 1]

이상의 실시예에서 보는 바와 같이 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)의 총량이 600ppm 이하인 비교예1에서는 주괴경도와 압연가공후 가공재의 경도가 100Hv 이하로 현저히 낮음을 알 수 있다. 그러나 비교예1에서는 압연가공후, 브레이징후 및 6개월경과후의 경도변화는 거의 비슷한 반면에 순금재는 압연가공후의 경도는 비교예1과 크게 차이가 없으나 브레이징후 또는 6개월경과후의 경도값은 현저히 낮은 값을 보이고 있는데, 이것은 본 발명 합금원소 미량첨가 유무에 따라서 경도의 경시변화가 일어남을 알수 있다.

상기의 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)의 첨가량이 많아질수록 주괴경도와 압연가공후의 경도가 높아지는데, 본 발명의 범위내에 포함되는 발명예 3~10에서는 상기의 압연가공후 경도와 6개월경과후 경도가 102~120으로 각 발명예별 경도변화가 거의 없었으며, 외관의 색상도 순황금색조를 띄는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 비교예 2, 11~14와 같이 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)의 첨가 총량이 3000ppm 이상이 되면 기계적인 특성인 경도는 크게 높아지나 99.7%이상의 순도에서 벗어날 뿐만 아니라 색상이 미려하지 못한 단점이 있다.

따라서 본 발명에서는 총량이 600ppm 이상 3000ppm(0.3%)이하가 되도록 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)을 각각 100~2500ppm 및 500~2900ppm 범위내에서 첨가함으로써 Be의 고용강화효과와 Ti의 석출경화효과를 최대한 발현시켜 99.7%이상의 순도가 유지되면서 금장식재의 제품경도가 100Hv 이상이고, 시간이 경과함에 따라 경도가 낮아지는 경시적 경도의 저하가 없으며, 압연이나 신선과 같은 후가공이 용이하여 가늘고 얇은 제품의 제조가 용이할 뿐만 아니라, 색상이 미려하고 황금색조를 장기간 동안 유지가 가능함을 알수 있었다.

이상에서 본바와 같이 본 발명은 순금에 모합금의 형태로 Be과 Ti을 미량함유하고서도 99.7%이상의 순도가 유지되면서 금장식재의 제품경도가 100Hv 이상이고, 시간이 경과함에 따라 경도가 낮아지는 즉, 경시적 경도의 저하가 없는 24K 장식재용 금합금을 얻을 수 있으며, 또한 압연이나 신선과 같은 후가공이 용이하여 가늘고 얇은 제품의 제조가 용이할 뿐만 아니라, 색상이 미려하고 황금색조를 장기간 동안 유지할 수 있는 효과를 확인하였다.

Claims (1)

1. 순금에 베릴륨동(Cu-4wt%Be)과 티타늄동(Cu-15wt%Ti)을 각각 100~2500ppm 및 500~2900ppm 범위내에서 함유하고 총량이 600ppm 이상 3000ppm(0.3%)이하가 되도록 함유하는 것을 특징으로 하는 순금색을 유지하면서 고강도를 가진 장식재용 금합금