KR100444291B1 - High strength phosphorous copper with fine grain structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고강도 스프링용 구리(Cu)-주석(Sn)-인(P)-세리움(Ce)-란탄(La)계 인청동합금과 그 제조방법에 관한 것으로서, 그 목적은 기존의 구리-주석-인 합금에 있어서 주석과 인을 주합금원소로 하고 재료강도와 미세조직을 제어할수 있는 원소들을 첨가하여 열간 및 냉간가공성이 우수한 새로운 고강도 합금에 관한 것이다.The present invention relates to a copper (Cu) -tin (Sn) -phosphorus (P) -cerium (Ce) -lanthanum (La) -based phosphor bronze alloy for high strength springs and a method of manufacturing the same, and an object thereof is conventional copper-tin The present invention relates to a new high strength alloy having excellent hot and cold workability by adding tin and phosphorus as main alloy elements and adding elements that can control the material strength and microstructure in the phosphorus alloy.

본 발명의 합금은 고강도 스프링용 인청동에 있어서, 5.0 ∼ 9.0 wt%(중량 백분율) 주석(Sn)과, 여기에 0.1∼0.5 wt%(중량백분율) 인(P)과, 여기에 0.001 ∼ 0.1 wt%(중량 백분율) 세리움(Ce)과, 여기에 0.001∼0.1 wt%(중량 백분율) 란탄(La)을 첨가하되, 세리움(Ce)과 란탄(La)의 첨가비율은 2:1 정도로 하며 나머지는 구리(Cu)로 조성한 합금을 그 요지로 한다.In the alloy of the present invention, in the phosphor bronze for high strength spring, 5.0 to 9.0 wt% (wt%) tin (Sn), 0.1 to 0.5 wt% (wt%) phosphorus (P), and 0.001 to 0.1 wt% % (Weight percent) cerium (Ce) and 0.001-0.1 wt% (weight percent) lanthanum (La) are added thereto, but the addition ratio of cerium (Ce) and lanthanum (La) is about 2: 1. The rest is based on the alloy made of copper (Cu).

Description

고강도 스프링용 구리(Cu)-주석(Sn)-인(P)-세리움(Ce)-란탄(La)계 인청동합금{High strength phosphorous copper with fine grain structure}High strength phosphorous copper with fine grain structure for copper, tin, phosphorus, phosphorus, cerium and lanthanum phosphorescent alloys

본 발명은 고강도 스프링용 구리(Cu)-주석(Sn)-인(P)-세리움(Ce)-란탄(La)계 인청동합금에 관한 것으로 자세하게는 스프링용 고강도 인청동에 대하여 고가인 주석의 첨가량을 줄여서 제조원가를 절감하고, 주괴의 가공성을 개선하여 생산성을 향상시킴과 동시에 인청동 자체의 물성을 향상 시킬 수 있는 새로운 합금에 관한 것이다.The present invention relates to a copper (Cu) -tin (Sn) -phosphorus (P) -cerium (Ce) -lanthanum (La) -based phosphor bronze alloy for high strength springs. The present invention relates to a new alloy that can reduce manufacturing costs, improve processability of ingots, improve productivity, and improve the properties of phosphor bronze itself.

스프링용 고강도 인청동의 제조에 있어서 종래의 기술은 현재의 KS, JIS, ASTM 및 UNS 등에서와 같이 주석을 7-9% 첨가하고 인을 0.03-0.35% 첨가한 합금 중에서 주석을 9% 첨가하고 인을 0.3% 첨가한 합금을 대상으로 통상적인 설비로써 생산되는 실용품에 있어서는 인장강도를 최고 900 MPa 정도로 만족하고 있다.In the manufacture of high-strength phosphor bronze for spring, the prior art has added 9% tin and 9% tin in an alloy containing 7-9% tin and 0.03-0.35% phosphorus as in the current KS, JIS, ASTM and UNS. Tensile strength of up to 900 MPa is satisfied in the practical products produced by conventional equipment for 0.3% added alloys.

주석(Sn)의 함량을 7-9% 정도로 많이 함유하는 고탄성 스프링용 인청동의 경우는 주괴의 응고조직인 방향성을 갖고 성장한 주상정 입계에 융점이 232℃ 정도로 낮은 다량의 주석이 편석되어 열간 소성가공은 물론 상온에서도 소성가공이 매우 어렵다. 이는 상온 소성가공 시에도 소성가공에 따른 내부 마찰열이 발생되어 주상정 입계의 주석이 녹으면서 주괴는 깨어지게 된다.In the case of high-elastic spring phosphor bronze containing 7-9% of tin (Sn), a large amount of tin with low melting point of 232 ℃ is segregated at the grain boundary grains grown with the solidification structure of the ingot and hot plastic processing is performed. Of course, plastic working is very difficult even at room temperature. This causes the internal frictional heat generated by the plastic working even at room temperature plastic processing, and the ingot is broken while the tin of the columnar grain boundary melts.

따라서 이러한 인청동 주괴의 경우는 상온에서 소성가공 시에도 내부 마찰열이 적게 발생하도록 1 회의 소성가공율을 20-25% 이상 올리거나 총 가공율을 60-70% 이상 누적시키지 못한다는 단점이 있다.Therefore, the phosphor bronze ingot has a disadvantage in that it does not increase the plastic working rate by 20-25% or more or accumulate the total processing rate by 60-70% or more so that internal frictional heat is generated even during plastic working at room temperature.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기존의 구리-주석-인 합금에 있어서 주석과 인을 주합금원소로 하고 재료강도와 미세조직을 제어할수 있는 원소들을 첨가하여 열간 및 냉간가공성이 우수한 새로운 고강도 합금을 제공하는 것으로, 첫째, 접종처리를 통하여 응고된 주상조직을 미세화하고 방향성을 없도록 함으로써 주석을 기지내에 미세하게 분산시킴으로써 소성가공시 내부 마찰열에 의한 주괴의 균열을 방지하고 소성가공율과 총 가공율을 증대시킴으로써 생산성과 재료의 건전성을 향상시키며, 둘째, 세리움과 란탄은 동 및 주석과 미세한 복합화합물인 CuxCe, CuyLa, CuxCeyLa 및 Cu-Sn 복합상과 결합된 또 다른 복합상 등을 형성하여서 기지 중에 고용하는 고용강화 특성으로 인하여 재료의 강도를 높인 합금 을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is that in the existing copper-tin-phosphorus alloy, tin and phosphorus as the main alloying elements and by adding elements that can control the material strength and microstructure, hot and cold workability To provide an excellent new high-strength alloy, firstly, by inoculating treatment, the solidified columnar structure is fined and oriented so that tin is finely dispersed in the matrix to prevent cracking of the ingot due to internal frictional heat during plastic processing and to achieve a plastic working rate. And increase the overall processing rate to improve productivity and material integrity.Secondly, cerium and lanthanum are combined with copper and tin and other complex phases such as CuxCe, CuyLa, CuxCeyLa and Cu-Sn complex phases. It is to provide an alloy with high strength of the material due to the solid solution strengthening property to form in the solid solution in the base.

즉, 1) 접종처리에 의한 주상조직의 미세화 및 응고조직의 방향성 제거, 2) 소성가공시 주괴의 균열방지와 소성가공율 및 총 가공율의 증대, 3) 총가공율 증대에 따른 가공경화로 재료의 강도 향상, 4) 접종원소인 세리움 및 란탄 첨가에 의한 미세한 복합화합물이나 복합상 등의 고용강화 효과로 강도를 향상 시킨 합금을 제공하는데 있다.That is, 1) miniaturization of columnar tissue and orientation removal of coagulated tissue by inoculation treatment, 2) crack prevention of ingot during plastic working, increase of plastic working rate and total processing rate, and 3) processing hardening process by increasing total processing rate. To improve the strength of the material, and 4) to provide alloys with improved strength through solid solution effects such as fine composite compounds or composite phases by the addition of cerium and lanthanum as inoculum elements.

상기에서 가장 핵심적인 기술은 인청동계 합금의 응고조직을 미세화시킬 수 있는 접종효과 원소의 발견과 그 적용으로서 인청동의 주성분인 구리와 주석에 대하여 고용한도가 좁고, 이들과 합금하여 화합물을 형성하려는 반응성이 강한 특징을 갖는 가장 적합한 천이원소를 찾아 그 적용효과를 극대화시키는 것이다.The most important technique in the above is the discovery of an inoculation effect element capable of miniaturizing the solidification structure of the phosphor bronze alloy and its application to the copper and tin which are the main constituents of phosphor bronze, which has a narrow solid solubility limit. Finding the most suitable transition element with this strong feature is to maximize the application effect.

도 1은 일반 인청동인 Cu-7%Sn-0.3%P 합금의 직경 30㎜인 봉상 주괴의 단면 미세조직(a)과 일반 인청동 합금성분에 세리움(Ce)과 란탄(La)을 2:1의 비율로 혼합첨가하여 접종처리한 인청동인 Cu-7%Sn-0.3%P-0.03%(Ce+La)(b), Cu-7%Sn- 0.3%P-0.05%(Ce+La)(c)과 Cu-7%Sn-0.3%P-0.1%(Ce+La)(d) 주괴의 미세조직도,1 is a cross-sectional microstructure (a) of a rod-shaped ingot having a diameter of 30 mm of Cu-7% Sn-0.3% P alloy, which is general phosphor bronze, and 2: 1 of cerium (Ce) and lanthanum (La) in a general phosphor bronze alloy component. Cu-7% Sn-0.3% P-0.03% (Ce + La) (b), Cu-7% Sn-0.3% P-0.05% (Ce + La) c) and Cu-7% Sn-0.3% P-0.1% (Ce + La) (d) microstructure of ingot,

도 2는 일반 인청동인 Cu-8%Sn-0.3%P 합금의 직경 30㎜인 봉상 주괴의 단면 미세조직(a)과 일반 인청동 합금성분에 세리움(Ce)과 란탄(La)을 2:1의 비율로 혼합첨가하여 접종처리한 인청동인 Cu-8%Sn-0.3%P-0.03%(Ce+La)(b), Cu-8%Sn-0.3%P -0.05%(Ce+La)(c)과 Cu-8%Sn-0.3%P-0.1%(Ce+La)(d) 주괴의 미세조직도,FIG. 2 is a cross-sectional microstructure (a) of a rod-shaped ingot having a diameter of 30 mm of Cu-8% Sn-0.3% P alloy of general phosphor bronze, and cerium (Ce) and lanthanum (La) of 2: 1 in a general phosphor bronze alloy component. Cu-8% Sn-0.3% P-0.03% (Ce + La) (b), Cu-8% Sn-0.3% P -0.05% (Ce + La) c) and Cu-8% Sn-0.3% P-0.1% (Ce + La) (d) microstructure of ingot,

도 3은 일반 인청동인 Cu-9%Sn-0.3%P 합금의 직경 30㎜인 봉상 주괴의 단면 미세조직(a)과 일반 인청동 합금성분에 세리움(Ce)과 란탄(La)을 2:1의 비율로 혼합첨가하여 접종처리한 인청동인 Cu-9%Sn-0.3%P-0.03%(Ce+La)(b), Cu-9%Sn-0.3%P- 0.05%(Ce+La)(c)과 Cu-9%Sn-0.3%P-0.1%(Ce+La)(d) 주괴의 미세조직도이다.FIG. 3 shows 2: 1 of cerium (Ce) and lanthanum (La) in the cross-sectional microstructure (a) of a rod-shaped ingot having a diameter of 30 mm of a general phosphor bronze Cu-9% Sn-0.3% P alloy and a common phosphor bronze alloy component. Cu-9% Sn-0.3% P-0.03% (Ce + La) (b), Cu-9% Sn-0.3% P-0.05% (Ce + La) c) and Cu-9% Sn-0.3% P-0.1% (Ce + La) (d) Microstructure of ingot.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명 고강도 스프링용 인청동의 조성은, 5.0 ∼ 9.0 wt%(중량 백분율) 주석(Sn)과, 여기에 0.1∼0.5 wt%(중량백분율) 인(P)과, 여기에 0.001 ∼ 0.1 wt%(중량 백분율) 세리움(Ce)과, 여기에 0.001∼0.1 wt%(중량 백분율) 란탄(La)을 첨가하되, 세리움(Ce)과 란탄(La)의 첨가비율은 2:1 정도로 하며 나머지는 구리(Cu)로 조성하였다.The composition of the high-strength spring phosphor bronze for the present invention, which achieves the object as described above and performs the problem for eliminating the conventional defect, is 5.0 to 9.0 wt% (% by weight) tin (Sn), and 0.1 to 0.5 wt. % (Wt%) phosphorus (P), 0.001-0.1 wt% (wt%) cerium (Ce), and 0.001-0.1 wt% (wt%) lanthanum (La) to this The addition ratio of (Ce) and lanthanum (La) was about 2: 1 and the rest was composed of copper (Cu).

상기에서 주석과 인은 인청동의 주 첨가원소로서 실용합금의 기본 성분조성 범위를 유지하는 수준으로 첨가하였다.In the above, tin and phosphorus were added to maintain the basic composition range of the commercial alloy as the main additive element of phosphor bronze.

상기에서 세리움과 란탄은 1) 접종처리에 의한 주상조직의 미세화 및 응고조직의 방향성을 제거하고, 2) 소성가공시 주괴의 균열방지와 소성가공율 및 총 가공율을 증대시키며, 3) 총 가공율 증대에 따른 가공경화로 재료의 강도를 향상시킴과 아울러, 4) 접종원소인 세리움 및 란탄 첨가에 의한 미세한 복합화합물이나 복합상 등의 고용강화 효과로 고가인 주석의 첨가량을 줄임과 동시에 인청동 자체의 강도를 향상 시킬 수 있는 새로운 재료를 개발하고자 첨가하였다.The cerium and lanthanum 1) remove the orientation of the microstructure and coagulation structure of the columnar tissue by inoculation treatment, 2) prevent cracking of the ingot during plastic working, and increase the plastic working rate and total processing rate, 3) total In addition to improving the strength of the material by increasing the processing rate, 4) reducing the amount of expensive tin added due to the solid solution effect of fine complex compounds or composite phases by the addition of cerium and lanthanum as inoculation elements. A new material was added to improve the strength of phosphor bronze itself.

여기서 가장 핵심적인 기술은 인청동계 합금의 응고조직을 미세화시킬 수있는 접종효과 원소의 발견과 그 적용으로서 인청동의 주성분인 구리와 주석에 대하여 고용한도가 좁고, 이들과 합금하여 화합물을 형성하려는 반응성이 강한 특징을 갖는 가장 적합한 천이원소를 찾아 그 적용효과를 극대화시키는 데 있다.The most important technique here is the discovery of inoculation effect elements that can refine the solidification structure of phosphor bronze alloys and its application. As a result, the solid solution limit is narrow for copper and tin, which are the main components of phosphor bronze, and the reactivity to form compounds by alloying them It is to find the most suitable transition element with strong characteristics and maximize its application effect.

그 결과로서, 적당한 소둔 열처리와 냉간가공을 거치면 미세한 기지조직을 갖으며, 인장강도를 950 Mpa 이상, 연신율을 10% 이상 갖는 고강도 스프링용 인청동을 제조할 수가 있었다.As a result, a high-strength spring phosphor bronze having a fine matrix structure and a tensile strength of 950 Mpa or more and an elongation of 10% or more could be produced by proper annealing heat treatment and cold working.

상기 본 발명 조성에서 각각의 수치 한정한 이유는;The reason for each numerical limitation in the composition of the present invention is;

실험한 결과에 의하면, 기존의 고강도 스프링용 인청동에 대하여 주괴상태에서부터 주상정을 미세화하고, 구리와 주석에 고용 원소로서 작용하며 소둔 열처리와 냉간 소성가공시에 합금반응성이 높아 다양한 화합물을 형성하는 천이 원소를 찾고자 다양한 실험으로 선정한 원소가 세리움과 란탄이며, 이들을 복합적으로 합금하면 그 목적이 보다 효과적으로 달성될 수 있었다.According to the results of the experiment, the transition from the ingot state to the refined columnar crystals of the high-strength spring phosphor bronze, which acts as a solid solution element to copper and tin, and forms a variety of compounds with high alloy reactivity during annealing heat treatment and cold plastic working The elements selected by various experiments to find the elements are cerium and lanthanum, and combining these alloys could achieve the purpose more effectively.

상기 본 발명의 조성에서 주석과 인을 각각 5.0 ∼ 9.0 wt%(중량 백분율) 및 0.1∼0.5 wt%로 한정한 이유는 한정 조성범위 이상에서는 실용 인청동의 기본 조성에서 벗어나고, 냉간가공성도 극히 나빠지며, 제조원가에 비해 재료의 강도나 연성 등의 개선이 없는 등의 실용성에 많은 문제를 나타내기 때문이다.The reason for limiting tin and phosphorus to 5.0 to 9.0 wt% (weight percent) and 0.1 to 0.5 wt% in the composition of the present invention is beyond the basic composition of practical phosphor bronze in a limited composition range, and cold workability is extremely poor. This is because there are many problems in practicality such as no improvement in strength or ductility of the material compared to the manufacturing cost.

상기 본 발명의 조성에서 세리움과 란탄을 각각 0.001 ∼ 0.1 wt%(중량 백분율)과 0.001∼0.1 wt%(중량 백분율)로 첨가하되, 세리움(Ce)과 란탄(La)의 첨가비율은 2:1 정도로 한정한 이유는 한정 조성범위 이상에서는 용해정련시 용탕의 유동성이 나빠져서 작업성이 어렵고, 주괴공정 이후의 공정에서는 고용범위를 넘어서는 관계로 냉간 가공성이 매우 나빠지고 연성이 낮아서 냉간 가공시 균열이 발생하는 등의 문제점이 크며, 조성범위 이하에서는 목표로 하는 재료의 특성을 만족하지 못하는 단점이 있어서, 본 발명의 조성범위로 수치 한정을 하였다.In the composition of the present invention, cerium and lanthanum are added in an amount of 0.001 to 0.1 wt% (weight percent) and 0.001 to 0.1 wt% (weight percent), respectively, and an addition ratio of cerium (Ce) and lanthanum (La) is 2 The reason for limiting to about 1 is that the workability is difficult due to the poor flowability of the molten metal during melting and refining above the limited composition range, and the cold workability is very poor and the ductility is low in the process after the ingot process. This problem is large, such that there is a disadvantage that the characteristics of the target material are not satisfied below the composition range.

상기와 같은 조성을 가지는 고강도 스프링용 인청동의 조성은, 5.0 ∼ 9.0 wt%(중량 백분율) 주석(Sn)과, 여기에 0.1∼0.5 wt%(중량백분율) 인(P)과, 여기에 0.001 ∼ 0.1 wt%(중량 백분율) 세리움(Ce)과, 여기에 0.001∼0.1 wt%(중량 백분율) 란탄(La)을 첨가하되, 세리움(Ce)과 란탄(La)의 첨가비율은 2:1 정도로 하며 나머지는 구리(Cu)로 평량하는 단계와,The composition of the high-strength spring phosphor bronze for the composition as described above is 5.0 to 9.0 wt% (% by weight) tin (Sn), 0.1 to 0.5 wt% (% by weight) phosphorus (P), and 0.001 to 0.1 Wt% (wt%) cerium (Ce) and 0.001-0.1 wt% (wt%) lanthanum (La) are added thereto, but the addition ratio of cerium (Ce) and lanthanum (La) is about 2: 1. And the rest is weighed with copper (Cu),

평량한 후, 용해로 바닥에 구리(Cu)를 먼저 용해를 시작하여 구리가 모두 용해하면 슬래그를 제거하고, 이 후 용탕의 온도가 약 1,100℃ 정도가 되었을 때, 가열을 중단하거나 매우 낮은 열원을 공급하는 정도로 하고 주석(Sn)을 장입하여 용해한 후, 이어서 인(P)을 함유한 모합금인 인동을 프런저로 투입하고 잘 교반하여 용해시키는 용해합금단계와,After weighing, start dissolving copper (Cu) at the bottom of the furnace first, and then remove all the slag when all the copper is dissolved. Then, when the molten metal reaches about 1,100 ℃, stop heating or supply very low heat source. After charging and dissolving tin (Sn), and then adding a phosphorus phosphorus phosphorus (P) phosphorus to the plunger and stirred well to dissolve,

합금원소들이 충분히 용해하고 용탕온도도 1100∼1150℃ 정도로서 용탕의 유동성이 좋아지면, 접종처리 원소인 세리움(Ce)과 란탄(La)을 함께 프런저로 투입하고 잘 교반하여 용탕을 1100∼1150℃ 범위로서 안정화 시킨 후에 즉시 연속주조에 의하여 봉재나 판재를 제조하는 단계와,When the alloying elements are sufficiently dissolved and the melt temperature is about 1100 to 1150 ° C., the flowability of the melt is improved. The cerium (Ce) and the lanthanum (La), which are inoculation treatment elements, are added together with a plunger and stirred well to melt the melt 1100 to 1150. Manufacturing a bar or a plate by continuous casting immediately after stabilization at a range of ℃,

이렇게 제조된 연속주조 주괴인 판재나 봉재는 700∼800℃ 범위에서 1 시간동안 균질화처리한 후, 냉간압연 또는 냉간인발에 의해 85% 이상의 소성가공으로 주조조직을 완전히 제거한 후, 이를 500∼700℃의 온도에서 2∼5 시간 유지하고 수냉하여 제 1 차 소둔 열처리를 행하며, 다시 50∼80% 정도의 냉간 가공을 하며, 이를 350∼550℃의 온도에서 3∼5 시간 유지하고 수냉하여 제 2 차 소둔 열처리를 행하며, 이를 10∼95% 정도의 냉간 가공을 통하여 원하는 질별의 고강도 스프링용 인청동 판재나 선재를 제조한다.The plate or rod, which is a continuous cast ingot manufactured as described above, is homogenized for 1 hour in the range of 700 to 800 ° C., and then the casting structure is completely removed by plastic processing of 85% or more by cold rolling or cold drawing, and then it is 500 to 700 ° C. 2-5 hours at the temperature of the water and then cooled to perform the first annealing heat treatment, and then cold processing of about 50-80% again, it is maintained for 3 to 5 hours at a temperature of 350 ~ 550 ℃, water cooled to the second Annealing heat-treatment is carried out to produce a high-strength spring phosphor bronze plate or wire for the desired quality by cold processing of about 10 to 95%.

상기와 같은 소둔 열처리와 냉간 가공을 반복하는 과정에서 세리움과 란탄은 동 및 주석과 미세한 복합화합물인 CuxCe, CuyLa, CuxCeyLa 및 Cu-Sn 복합상과 결합된 또 다른 복합상 등을 형성하여서 기지 중에 고용하는 고용강화 특성으로 인하여 냉간 가공재료의 강도를 더욱 높이고 있다.In the process of repeating the annealing heat treatment and cold working, cerium and lanthanum form another complex phase combined with copper and tin and CuxCe, CuyLa, CuxCeyLa, and Cu-Sn composite phases. Due to the employment-reinforcement characteristics employed, the strength of cold processed materials is further increased.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반 인청동인 Cu-7%Sn-0.3%P 합금의 직경 30㎜인 봉상 주괴의 단면 미세조직(a)과 일반 인청동 합금성분에 세리움(Ce)과 란탄(La)을 2:1의 비율로 혼합첨가하여 접종처리한 인청동인 Cu-7%Sn-0.3%P-0.03%(Ce+La)(b), Cu-7%Sn- 0.3%P-0.05%(Ce+La)(c)과 Cu-7%Sn-0.3%P-0.1%(Ce+La)(d) 주괴의 미세조직이다.1 is a cross-sectional microstructure (a) of a rod-shaped ingot having a diameter of 30 mm of Cu-7% Sn-0.3% P alloy, which is general phosphor bronze, and 2: 1 of cerium (Ce) and lanthanum (La) in a general phosphor bronze alloy component. Cu-7% Sn-0.3% P-0.03% (Ce + La) (b), Cu-7% Sn-0.3% P-0.05% (Ce + La) c) and Cu-7% Sn-0.3% P-0.1% (Ce + La) (d) Ingot microstructure.

도 2는 일반 인청동인 Cu-8%Sn-0.3%P 합금의 직경 30㎜인 봉상 주괴의 단면미세조직(a)과 일반 인청동 합금성분에 세리움(Ce)과 란탄(La)을 2:1의 비율로 혼합첨가하여 접종처리한 인청동인 Cu-8%Sn-0.3%P-0.03%(Ce+La)(b), Cu-8%Sn-0.3%P -0.05%(Ce+La)(c)과 Cu-8%Sn-0.3%P-0.1%(Ce+La)(d) 주괴의 미세조직이다.FIG. 2 shows 2: 1 of cerium (Ce) and lanthanum (La) in the cross-sectional microstructure (a) of a rod-shaped ingot having a diameter of 30 mm and a common phosphor bronze alloy component of Cu-8% Sn-0.3% P alloy of general phosphor bronze. Cu-8% Sn-0.3% P-0.03% (Ce + La) (b), Cu-8% Sn-0.3% P -0.05% (Ce + La) c) and Cu-8% Sn-0.3% P-0.1% (Ce + La) (d) Ingot microstructure.

도 3은 일반 인청동인 Cu-9%Sn-0.3%P 합금의 직경 30㎜인 봉상 주괴의 단면 미세조직(a)과 일반 인청동 합금성분에 세리움(Ce)과 란탄(La)을 2:1의 비율로 혼합첨가하여 접종처리한 인청동인 Cu-9%Sn-0.3%P-0.03%(Ce+La)(b), Cu-9%Sn-0.3%P- 0.05%(Ce+La)(c)과 Cu-9%Sn-0.3%P-0.1%(Ce+La)(d) 주괴의 미세조직이다.FIG. 3 shows 2: 1 of cerium (Ce) and lanthanum (La) in the cross-sectional microstructure (a) of a rod-shaped ingot having a diameter of 30 mm of a general phosphor bronze Cu-9% Sn-0.3% P alloy and a common phosphor bronze alloy component. Cu-9% Sn-0.3% P-0.03% (Ce + La) (b), Cu-9% Sn-0.3% P-0.05% (Ce + La) c) and Cu-9% Sn-0.3% P-0.1% (Ce + La) (d) Ingot microstructure.

그 결과로서, 적당한 소둔 열처리와 냉간 소성가공을 거치면 인장강도를 700∼965 Mpa, 연신율을 5 ∼ 15% 얻고 있는 고강도 스프링용 인청동합금 및 그 제조방법을 제공하였다.As a result, a high-strength spring phosphor bronze alloy having a tensile strength of 700 to 965 Mpa and an elongation of 5 to 15% was provided through a suitable annealing heat treatment and cold plastic working, and a manufacturing method thereof.

즉 상기 도 1, 2, 3에서 각각의 사진 (a)는 접종처리하지 않은 경우이며 사진 (b), (c), (d)는 접종처리를 한 경우이다. 여기서 보면 접종처리하지 않은 사진 (a)에서는 주조조직인 주상정이 방향성을 갖고 크게 발달하여 있으나 접종처리를 한 각각의 (b), (c), (d)의 경우에서 보면 주조조직이 매우 미세하고 균일하게 변화되었음을 보인다.1, 2, and 3, each photograph (a) is not inoculated and the photographs (b), (c) and (d) are inoculated. Here, in the photograph (a) without inoculation treatment, the columnar tablets, which are cast tissues, are highly developed with direction, but in the case of inoculation treatments (b), (c), and (d), the cast tissues are very fine and uniform. Seems to have changed.

다음의 표 1은 본 발명에서 제시하는 합금들의 예이며, 표 2는 조질처리를 위해 480℃에서 5 시간 동안 소둔 열처리 후 75% 냉간압연에 따른 인장강도, 연신율 및 경도의 변화를 나타내는 것으로서, Cu-9Sn-0.3P-0.1Ms의 경우에는 인장강도가 966 MPa, 연신율은 12%에 달하고 있다.The following Table 1 is an example of the alloys presented in the present invention, Table 2 shows the changes in tensile strength, elongation and hardness of 75% cold rolling after annealing heat treatment at 480 ℃ for 5 hours for temper treatment, Cu In the case of -9Sn-0.3P-0.1Ms, the tensile strength is 966 MPa and the elongation is 12%.

그리고 표 3 은 Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms 합금에 있어서 480℃에서 5 시간 동안 소둔열처리 후 냉간 압연율에 따른 인장강도, 연신율 및 경도의 변화로서 냉간 압연율이 증가함에 따라 인장강도도 점차 증가하여 인장강도는 977 MPa 이상 얻을 수 있으며, 연신율도 8% 정도로 양호한 수준을 얻을 수 있었다.Table 3 shows the tensile strength, elongation, and hardness of the Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms alloy after annealing at 480 ° C. for 5 hours. Tensile strength was increased to 977 MPa or more, and a good level of elongation of 8% was obtained.

이상의 결과에서 기존의 실용품의 경우에 최고의 인장강도를 얻을 수 있는 Cu-9%Sn-0.3%P 합금의 경우에 가공성의 어려움으로 냉간 압연율을 65% 정도 적용하는 정도이고 이 때에 얻어지는 인장강도는 900 MPa, 연신율은 10% 이하임을 감안할 때, 본 발명을 통하여 인장강도는 960-970 MPa, 연신율은 8-10% 정도의 우수한 특성을 갖는 고강도 스프링용 인청동의 제조가 가능하다.In the above results, in the case of Cu-9% Sn-0.3% P alloy which can obtain the best tensile strength in the case of conventional utility products, the cold rolling rate is about 65% applied due to the difficulty in workability, and the tensile strength obtained at this time is Considering that 900 MPa, elongation is 10% or less, through the present invention, it is possible to manufacture a high-strength spring phosphor bronze having excellent properties of tensile strength of 960-970 MPa, elongation of about 8-10%.

[표 1] 합금의 종류 및 합금성분(wt%)[Table 1] Types of alloys and alloy components (wt%)

AlloyAlloy CuCu SnSn PP MsMs Cu-7Sn-0.3PCu-7Sn-0.3P 나머지Remainder 77 0.30.3 -- Cu-7Sn-0.3P-0.001MsCu-7Sn-0.3P-0.001Ms 나머지Remainder 77 0.30.3 0.0010.001 Cu-7Sn-0.3P-0.03MsCu-7Sn-0.3P-0.03Ms 나머지Remainder 77 0.30.3 0.030.03 Cu-7Sn-0.3P-0.05MsCu-7Sn-0.3P-0.05Ms 나머지Remainder 77 0.30.3 0.050.05 Cu-7Sn-0.3P-0.1MsCu-7Sn-0.3P-0.1Ms 나머지Remainder 77 0.30.3 0.100.10 Cu-8Sn-0.3PCu-8Sn-0.3P 나머지Remainder 88 0.30.3 -- Cu-8Sn-0.3P-0.001MsCu-8Sn-0.3P-0.001Ms 나머지Remainder 88 0.30.3 0.0010.001 Cu-8Sn-0.3P-0.01MsCu-8Sn-0.3P-0.01Ms 나머지Remainder 88 0.30.3 0.010.01 Cu-8Sn-0.3P-0.03MsCu-8Sn-0.3P-0.03Ms 나머지Remainder 88 0.30.3 0.030.03 Cu-8Sn-0.3P-0.05MsCu-8Sn-0.3P-0.05Ms 나머지Remainder 88 0.30.3 0.050.05 Cu-8Sn-0.3P-0.1MsCu-8Sn-0.3P-0.1Ms 나머지Remainder 88 0.30.3 0.100.10 Cu-9Sn-0.3PCu-9Sn-0.3P 나머지Remainder 99 0.30.3 -- Cu-9Sn-0.3P-0.001MsCu-9Sn-0.3P-0.001Ms 나머지Remainder 99 0.30.3 0.0010.001 Cu-9Sn-0.3P-0.03MsCu-9Sn-0.3P-0.03Ms 나머지Remainder 99 0.30.3 0.030.03 Cu-9Sn-0.3P-0.05MsCu-9Sn-0.3P-0.05Ms 나머지Remainder 99 0.30.3 0.050.05 Cu-9Sn-0.3P-0.1MsCu-9Sn-0.3P-0.1Ms 나머지Remainder 99 0.30.3 0.100.10

[표 2] 480℃에서 5 시간 동안 소둔열처리 후 75% 냉간압연에 따른 인장강도, 연신율 및 경도의 변화[Table 2] Change in tensile strength, elongation and hardness after 75% cold rolling after annealing heat treatment at 480 ℃ for 5 hours

AlloyAlloy T.S (MPa)T.S (MPa) El (%)El (%) 경도(Hv)Hardness (Hv) Cu-7Sn-0.3PCu-7Sn-0.3P 880880 1010 Cu-7Sn-0.3P-0.03MsCu-7Sn-0.3P-0.03Ms 890890 1313 Cu-7Sn-0.3P-0.05MsCu-7Sn-0.3P-0.05Ms 910910 1313 Cu-7Sn-0.3P-0.1MsCu-7Sn-0.3P-0.1Ms 931931 1515

AlloyAlloy T.S (MPa)T.S (MPa) El (%)El (%) 경도(Hv)Hardness (Hv) Cu-8Sn-0.3PCu-8Sn-0.3P 903903 1111 Cu-8Sn-0.3P-0.01MsCu-8Sn-0.3P-0.01Ms 927927 1616 Cu-8Sn-0.3P-0.03MsCu-8Sn-0.3P-0.03Ms 931931 1313 Cu-8Sn-0.3P-0.05MsCu-8Sn-0.3P-0.05Ms 944944 1212 Cu-8Sn-0.3P-0.1MsCu-8Sn-0.3P-0.1Ms 949949 1313

AlloyAlloy T.S (MPa)T.S (MPa) El (%)El (%) 경도(Hv)Hardness (Hv) Cu-9Sn-0.3PCu-9Sn-0.3P 928928 1010 Cu-9Sn-0.3P-0.03MsCu-9Sn-0.3P-0.03Ms 958958 1414 Cu-9Sn-0.3P-0.05MsCu-9Sn-0.3P-0.05Ms 960960 1212 Cu-9Sn-0.3P-0.1MsCu-9Sn-0.3P-0.1Ms 966966 1212

[표 3] Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms 합금에 있어서 480℃에서 5 시간 동안 소둔열처리 후 냉간 압연율에 따른 인장강도, 연신율 및 경도의 변화[Table 3] Tensile Strength, Elongation and Hardness of Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms Alloy According to Cold Rolling Rate after Annealing Heat Treatment at 480 ° C for 5 Hours

냉간 압연율(%)Cold rolling rate (%) T.S (MPa)T.S (MPa) El (%)El (%) 경도(Hv)Hardness (Hv) 00 465465 6565 119119 3737 670670 2020 206206 5959 865865 1414 253253 7575 931931 1111 262262 8585 977977 88 271271

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.Hereinafter is a preferred embodiment of the present invention.

(실시 및 비교 예 1)(Example and Comparative Example 1)

종래의 인청동 합금계인 Cu-7Sn-0.3P를 대상으로 합금 총량을 1,000㎏을 목표로하여 각각의 합금조성 비율에 따라 927㎏의 동을 먼저 용해한 후에 70㎏의 주석을 첨가하여 녹인 후, 3㎏에 해당하는 인을 첨가하여 Cu-7Sn-0.3P인 인청동을 1180℃에서 두께 15㎜, 폭 300㎜인 판상으로 연속주조하여 주괴를 제조하였으며, 이것을 750℃에서 1 시간 유지후 냉각하여 균질화시킨 후, 두께가 5㎜까지 1 차 냉간압연하였다. 이것을 600℃에서 3 시간 유지 후 냉각하여 어닐링 처리한 후 1㎜까지 2 차 냉간압연하였으며, 이를 450℃에서 4 시간 가열 후 냉각하여 조질처리 준비를 한 후에 각각의 질별 요구에 맞도록 제품을 생산하였다.A total amount of alloy is targeted to 1,000 kg of Cu-7Sn-0.3P, which is a conventional phosphor bronze alloy system, and 927 kg of copper is first dissolved according to each alloy composition ratio, followed by melting by adding 70 kg of tin and then 3 kg. The ingot was prepared by continuously casting phosphor bronze, Cu-7Sn-0.3P, into a plate shape having a thickness of 15 mm and a width of 300 mm at 1180 ° C., maintaining it at 750 ° C. for 1 hour, and then cooling and homogenizing it. First, cold rolling was performed to a thickness of 5 mm. After holding for 3 hours at 600 ° C., it was cooled and annealed, and then secondarily cold rolled to 1 mm. After heating at 450 ° C. for 4 hours, the mixture was cooled and prepared for tempering treatment, the product was produced to meet each quality requirement. .

그 예로서 0.25㎜까지 75% 압연한 경우의 재질특성을 보면 표 2에서와 같이 인장강도 880 MPa, 연신율 10% 및 전기저항 16μΩ㎝을 나타낸다.As an example, when the material properties of the rolled material are rolled up to 0.25 mm by 75%, the tensile strength is 880 MPa, the elongation is 10%, and the electrical resistance is 16 μΩcm as shown in Table 2.

상기에 비하여 동일 Cu-7Sn-0.3P에 미량의 천이 원소인 세리움과 란탄을 0.05% 첨가한 Cu-7Sn-0.3P-0.1Ms인 경우에는 인장강도 931 MPa, 연신율 15% 및 전기저항 15μΩ㎝을 나타내어 물성들이 크게 개선되고 있다.Compared to the above, in the case of Cu-7Sn-0.3P-0.1Ms in which 0.05% of cerium and lanthanum are added to the same Cu-7Sn-0.3P, 0.05% of tensile strength, 15% elongation and 15μΩcm Physical properties are greatly improved.

(실시 및 비교예 2)(Example and Comparative Example 2)

종래의 인청동 합금계인 Cu-8Sn-0.3P를 대상으로 합금 총량을 1,000㎏을 목표로하여 각각의 합금조성 비율에 따라 917㎏의 동을 먼저 용해한 후에 80㎏의 주석을 첨가하여 녹인 후, 3㎏에 해당하는 인을 첨가하여 Cu-8Sn-0.3P인 인청동을 1180℃에서 두께 15㎜, 폭 300㎜인 판상으로 연속주조하여 주괴를 제조하였으며, 이것을 750℃에서 1 시간 유지후 냉각하여 균질화시킨 후, 두께가 5㎜까지 1 차 냉간압연하였다. 이것을 600℃에서 3 시간 유지 후 냉각하여 어닐링 처리한 후 1㎜까지 2 차 냉간압연하였으며, 이를 450℃에서 4 시간 가열 후 냉각하여 조질처리 준비를 한 후에 각각의 질별 요구에 맞도록 제품을 생산하였다.A total amount of alloy is targeted to 1,000 kg of Cu-8Sn-0.3P, which is a conventional phosphor bronze alloy system, and 917 kg of copper is first dissolved according to each alloy composition ratio, followed by melting by adding 80 kg of tin, followed by 3 kg. The ingot was prepared by continuously casting phosphor bronze, Cu-8Sn-0.3P, into a plate shape having a thickness of 15 mm and a width of 300 mm at 1180 ° C., maintaining it at 750 ° C. for 1 hour, and then cooling and homogenizing it. First, cold rolling was performed to a thickness of 5 mm. After holding for 3 hours at 600 ° C., it was cooled and annealed, and then secondarily cold rolled to 1 mm. After heating at 450 ° C. for 4 hours, the mixture was cooled and prepared for tempering treatment, the product was produced to meet each quality requirement. .

그 예로서 0.25㎜까지 75% 압연한 경우의 재질특성을 보면 표 2에서와 같이 인장강도 903 MPa, 연신율 11% 및 전기저항 18μΩ㎝을 나타낸다.For example, when the material properties of the rolled material to 0.25 mm 75%, as shown in Table 2, the tensile strength is 903 MPa, elongation 11% and electrical resistance 18μΩcm.

상기에 비하여 동일 Cu-8Sn-0.3P에 미량의 천이 원소인 세리움과 란탄을 0.05% 첨가한 Cu-8Sn-0.3P-0.1Ms인 경우에는 인장강도 949 MPa, 연신율 13% 및 전기저항 16μΩ㎝을 나타내어 물성들이 크게 개선되고 있다.Compared to the above, in the case of Cu-8Sn-0.3P-0.1Ms in which 0.05% of cerium and lanthanum are added to the same Cu-8Sn-0.3P, a tensile strength of 949 MPa, an elongation of 13%, and an electric resistance of 16 μΩcm Physical properties are greatly improved.

(실시 및 비교예 3)(Example and Comparative Example 3)

종래의 인청동 합금계인 Cu-9Sn-0.3P를 대상으로 합금 총량을 1,000㎏을 목표로하여 각각의 합금조성 비율에 따라 907㎏의 동을 먼저 용해한 후에 90㎏의 주석을 첨가하여 녹인 후, 3㎏에 해당하는 인을 첨가하여 Cu-9Sn-0.3P인 인청동을 1180℃에서 두께 15㎜, 폭 300㎜인 판상으로 연속주조하여 주괴를 제조하였으며, 이것을 750℃에서 1 시간 유지후 냉각하여 균질화시킨 후, 두께가 5㎜까지 1 차 냉간압연하였다. 이것을 600℃에서 3 시간 유지 후 냉각하여 어닐링 처리한 후 1㎜까지 2 차 냉간압연하였으며, 이를 450℃에서 4 시간 가열 후 냉각하여 조질처리 준비를 한 후에 각각의 질별 요구에 맞도록 제품을 생산하였다.A total amount of alloy is targeted at 1,000 kg for Cu-9Sn-0.3P, a conventional phosphor bronze alloy system, and 907 kg of copper is first dissolved according to each alloy composition ratio, followed by melting by adding 90 kg of tin, and then 3 kg. Ingot was prepared by continuously casting phosphor bronze, Cu-9Sn-0.3P, into a plate having a thickness of 15 mm and a width of 300 mm at 1180 ° C. After cooling for 1 hour at 750 ° C, it was homogenized. First, cold rolling was performed to a thickness of 5 mm. After holding for 3 hours at 600 ° C., it was cooled and annealed, and then secondarily cold rolled to 1 mm. After heating at 450 ° C. for 4 hours, the mixture was cooled and prepared for tempering treatment, the product was produced to meet each quality requirement. .

그 예로서 0.25㎜까지 75% 압연한 경우의 재질특성을 보면 표 2에서와 같이 인장강도 928 MPa, 연신율 10% 및 전기저항 19μΩ㎝을 나타낸다.As an example, when the material properties of the rolled material to 75% rolled to 0.25mm, as shown in Table 2, the tensile strength is 928 MPa, elongation 10% and electrical resistance 19μΩcm.

상기에 비하여 동일 Cu-9Sn-0.3P에 미량의 천이 원소인 세리움과 란탄을 0.05% 첨가한 Cu-9Sn-0.3P-0.1Ms인 경우에는 인장강도 966 MPa, 연신율 12% 및 전기저항 17μΩ㎝을 나타내어 물성들이 크게 개선되고 있다.Compared to the above, in the case of Cu-9Sn-0.3P-0.1Ms in which 0.05% of cerium and lanthanum are added to the same Cu-9Sn-0.3P, a tensile strength of 966 MPa, an elongation of 12%, and an electrical resistance of 17 μΩcm Physical properties are greatly improved.

(실시 및 비교예 4)(Example and Comparative Example 4)

개발품인 고강도 스프링용 인청동 합금계인 Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms를 대상으로 합금 총량을 1,000㎏을 목표로하여 각각의 합금조성 비율에 따라 917㎏의 동을 먼저 용해한 후에 80㎏의 주석을 첨가하여 녹인 후, 3㎏에 해당하는 인을 첨가하고 천이원소인 세리움과 란탄의 총량을 0.3㎏ 첨가한 Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms인 인청동을 1180℃에서 두께 15㎜, 폭 300㎜인 판상으로 연속주조하여 주괴를 제조하였으며, 이것을 750℃에서 1 시간 유지후 냉각하여 균질화시킨 후, 두께가 5㎜까지 1 차 냉간압연하였다. 이것을 600℃에서 3 시간 유지 후 냉각하여 어닐링 처리한 후 1㎜까지 2 차 냉간압연하였으며, 이를 450℃에서 4 시간 가열 후 냉각하여 조질처리 준비를 한 후에 각각의 질별 요구에 맞도록 제품을 생산하였다.Targeting the total amount of alloy to 1,000kg for Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms, the developed high-strength spring phosphor bronze alloy, dissolve 917kg of copper according to each alloy composition ratio and add 80kg of tin After melting, the phosphor bronze was added 3kg and phosphorus bronze, Cu-8Sn-0.3P-0.03Ms, in which 0.3 kg of the total amount of cerium and lanthanum were added, and the thickness was 15mm and 300mm in width. The ingot was prepared by continuous casting in a plate shape, and after maintaining it at 750 ° C. for 1 hour, it was cooled and homogenized, and then first cold rolled to a thickness of 5 mm. After holding for 3 hours at 600 ° C., it was cooled and annealed, and then secondarily cold rolled to 1 mm. After heating at 450 ° C. for 4 hours, the mixture was cooled and prepared for tempering treatment, the product was produced to meet each quality requirement. .

그 예로서 0.63∼0.15㎜까지 37∼75% 범위에서 압연한 경우의 재질특성을 보면 표 3에서와 같이 인장강도는 670∼977 MPa, 연신율 8∼20% 및 경도 Hv 206∼271까지 다양한 질별 특성을 얻을 수 있었다.For example, in the case of rolling in the range of 37 to 75% from 0.63 to 0.15 mm, as shown in Table 3, the tensile strength varies from 670 to 797 MPa, elongation 8 to 20%, and hardness Hv 206 to 271. Could get

상기에서 냉간압연을 하지 않은 경우는 강화특성이 없는 인장강도 465 MPa, 연신율 65% 및 경도 Hv 119를 나타내고 있다.In the case where the cold rolling was not performed, tensile strength 465 MPa, elongation 65%, and hardness Hv 119 without reinforcing properties were shown.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상기와 같은 본 발명은 고강도 스프링용 구리(Cu)- 주석(Sn)- 인(P)- 세리움(Ce)- 란탄(La)계 인청동합금에 관한 것으로, 1) 접종처리에 의한 주상조직의 미세화 및 응고조직의 방향성을 제거하고, 2) 소성가공시 주괴의 균열방지와 소성가공율 및 총 가공율을 증대시키며, 3) 총 가공율 증대에 따른 가공경화로 재료의 강도를 향상시킴과 아울러, 4) 접종원소인 세리움 및 란탄 첨가에 의한 미세한 복합화합물이나 복합상 등의 고용강화 효과로 고가인 주석의 첨가량을 줄임과 동시에 인청동 자체의 강도를 향상 시킬 수 있는 새로운 재료의 기능을 갖는 세리움(Ce)과 란탄(La) 등을 첨가하였다.The present invention as described above relates to a copper (Cu) -tin (Sn) -phosphorus (P) -cerium (Ce) -lanthanum (La) -based phosphor bronze alloy for high strength springs, 1) columnar tissue by inoculation treatment Eliminates the direction of micronization and coagulation structure, 2) prevents cracking of ingot during plastic working, increases plastic working rate and total working rate, and 3) improves the strength of materials by hardening work by increasing total working rate. 4) A new material with the function of a new material that can enhance the strength of phosphor bronze itself while reducing the amount of expensive tin added due to the strengthening effect of fine complex compounds or composite phases by the addition of cerium and lanthanum inoculation elements. Leeum (Ce) and lanthanum (La) were added.

즉, 기존의 인청동에 대하여 소둔 열처리와 냉간 가공을 반복하는 과정에서 세리움과 란탄 등의 첨가효과에 의하여 동 및 주석과 미세한 복합화합물인 CuxCe, CuyLa, CuxCeyLa 및 Cu-Sn 복합상과 결합된 또 다른 복합상 등을 형성하여서 기지 중에 고용하는 고용강화 특성으로 인하여 냉간 가공재료의 강도를 더욱 높이는 장점을 달성하였다. 이와 같은 장점에 의하여 그 산업상 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.In other words, in the process of repeating annealing heat treatment and cold working on the existing phosphor bronze, the combination of copper and tin and fine complexes of CuxCe, CuyLa, CuxCeyLa, and Cu-Sn complex phases was added by the addition effect of cerium and lanthanum. The formation of other composite phases, etc., has the advantage of further increasing the strength of cold-worked materials due to the solid solution strengthening properties employed in the base. By this advantage, the industrial use is expected to be greatly expected.

Claims (2)

고강도 스프링용 인청동의 제조에 있어서,In the manufacture of high-strength spring phosphor bronze, 5.0 ∼ 9.0 wt%(중량 백분율) 주석(Sn)과, 여기에 0.1∼0.5 wt%(중량백분율) 인(P)과, 여기에 0.001 ∼ 0.1 wt%(중량 백분율) 세리움(Ce)과, 여기에 0.001∼0.1 wt%(중량 백분율) 란탄(La)을 첨가하되, 세리움(Ce)과 란탄(La)의 첨가비율은 2:1 정도로 하며 나머지는 구리(Cu)로 조성된 것을 특징으로 하는 고강도 스프링용 구리(Cu)-주석(Sn)-인(P)-세리움(Ce)-란탄(La)계 인청동합금.5.0 to 9.0 wt% (wt%) tin (Sn), 0.1 to 0.5 wt% (wt%) phosphorus (P), 0.001-0.1 wt% (wt%) cerium (Ce), To this, 0.001 to 0.1 wt% (weight percent) lanthanum (La) is added, but the addition ratio of cerium (Ce) and lanthanum (La) is about 2: 1, and the rest is composed of copper (Cu). High strength spring copper (Cu)-tin (Sn)-phosphorus (P)-cerium (Ce)-lanthanum (La) based phosphor bronze alloy. 삭제delete
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102634689A (en) * 2012-04-25 2012-08-15 苏州金仓合金新材料有限公司 Rare earth copper alloy rod for petrochemical engineering equipment and preparation method of rare earth copper alloy rod
CN113528888A (en) * 2021-06-01 2021-10-22 镇江天一合金材料有限公司 Wear-resistant phosphorus-copper alloy for marine ships
CN113528887A (en) * 2021-06-01 2021-10-22 镇江天一合金材料有限公司 High-performance phosphorus-copper alloy based on rare earth modification

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07173556A (en) * 1993-12-16 1995-07-11 Teikoku Piston Ring Co Ltd High strength copper alloy
JPH1081925A (en) * 1996-09-04 1998-03-31 Fujikura Ltd Copper alloy wire
KR19990078518A (en) * 1998-12-26 1999-11-05 송남 Alloy tool steel with excellent wear resistance and elongation, manufacturing method thereof, and high speed tool manufactured using the same
KR20020024848A (en) * 2000-09-27 2002-04-03 황해웅 Cu-Ni-Mn-Sn-Al, Si-Ce, La, Nd, Pr alloys for high strength wire or plate and its manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07173556A (en) * 1993-12-16 1995-07-11 Teikoku Piston Ring Co Ltd High strength copper alloy
JPH1081925A (en) * 1996-09-04 1998-03-31 Fujikura Ltd Copper alloy wire
KR19990078518A (en) * 1998-12-26 1999-11-05 송남 Alloy tool steel with excellent wear resistance and elongation, manufacturing method thereof, and high speed tool manufactured using the same
KR20020024848A (en) * 2000-09-27 2002-04-03 황해웅 Cu-Ni-Mn-Sn-Al, Si-Ce, La, Nd, Pr alloys for high strength wire or plate and its manufacturing method
KR100375306B1 (en) * 2000-09-27 2003-03-10 한국통산주식회사 Cu-Ni-Mn-Sn-Al, Si-Ce, La, Nd, Pr alloys for high strength wire or plate

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