KR100470362B1 - 복합 성층 재료(複合成層材料) - Google Patents

Abstract

본 발명은 16.0-18.0 질량%의 크롬, 10.0-12.0 질량%의 니켈, 3.5-4.5%의 구리 및 선택적으로 기타 원소로 이루어지고 나머지는 본질적으로 철인 스틸로 양쪽이 도금된 제2철계 크롬 스틸 코어층을 포함하는 복합 성층 재료 및 동전, 칩, 토큰 및 관련 물품 제조에 사용하는 이의 용도에 관한다.

Description

복합 성층 재료(複合成層材料) {Composite stratified material}

본 발명은 제1항의 복합 성층 재료에 관한 것이다.

일본 제4 66 651호 및 미국 제27 75 520호에는 평균 17.5 질량%의 크롬, 12.8 질량%의 니켈 및 3 질량%의 구리를 함유하는 단층 동전용 동전 재료로서 녹방지 니켈 크롬 스틸 합금이 공지되어 있다.EP-A-0 343 701호에는 동전을 제조하는 복합 성층 재료가 공지되어 있는데 이것은 특히 오스틴계 니켈 크롬 스틸 층으로 양면이 도금되고, 제2철계 크롬 스틸 코어 층을 함유할 수 있다.예전에는 동전이 동전의 액면가에 해당하는 금속 가치를 갖는 것이 요구되었으므로 금속을 선택하는 것이 문제가 되었다. 금, 은 및 기본 금속 및 합금이 사용되었다. 산업화동안, 더 많은 동전이 유통되게 된 19세기 중엽부터 이의 재료는 한편으로는 가능한 한 경제적으로 제조되고 다른 한편으로는 시각적인 외양에 따라 선택되었다.

종종 니켈 및 특별한 구리 합금이 사용되었다. 최근 더 값싼 동전에의 요구가 점점 증가되고 있다. 이러한 개발과 관련하여 여러 종류의 녹방지 스틸이 이미 동전 주조에 가공되어 왔다. 특히 제2철계 스틸 X 6 Cr 17(독일 물질 제1.4016호) 및 오스틴계 스틸 X 5 CrNi 18 12(독일 물질 제1.4303)가 사용된다.

지금까지 스탬핑에 관한 문제는 동전 재료로서 스테인레스 스틸을 더 가하여 방지해 왔다. 소프트-어닐링에 대하여 실제로 항상 약 140-160 HSFG30, 평균 약 150 HSFG30 인 경도가로 인하여 엠보싱된 양각은 비교적 평평하나 내마모성이 높고 동전은 예를들어 "Coinage Materials, XVII Mint Directors' Conference Madrid1992"에 기술된 바와 같이 장시간 내부식성을 가졌다.

또한 특히 제2철계의 녹방지 스틸의 푸르스름한 색깔은 이들을, 육안으로 백색에 가까운 은 또는 니켈 또는 이들의 합금과 같은 동전 재료에 비교하여 다르게 보이게 한다.

선행의 통상적인 기계식 동전 테스트 장치와는 대조적으로 오늘날의 전자식 동전 테스트 장치는 상이한 주파수 즉 외면에서 상이한 거리에서의 전도성 뿐만 아니라 직경 및 두께를 측정하는데 광범위하게 사용된다. 따라서 성층 복합재료는 매우 정확하게 인식되어 외국 동전 및 모조 동전과 구별될 수 있다.

따라서, 또다른 중요한 요건은 밀도, 전도성 및 자기화 행동과 같은 재료 특성의 정확성이 매우 민감하게 조절되어야 한다는 것이다.

최신 기술에 비교하여 더 용이하게 동전으로 주조될 수 있고 동시에 육안으로 백색 또는 은색으로 파악되며, 동전으로 주조되어 오늘날의 통상적인 동전 테스트 장치에서 다른 동전 및 모조 동전과 안전하게 구별될 수 있는 녹방지 재료를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

이 목적은 제1항의 특징부에 기재된 특징으로 본 발명에 따라 달성된다. 이것에 관한 본 발명의 유리한 변형은 종속항에서 찾을 수 있다.이 목적은 다음 조성을 갖는 스틸 층으로 양쪽이 도금된 제2철계 크롬 스틸 코어층을 갖는 복합 성층 재료로 달성된다:

크롬 16.0-18.0 질량%

니켈 10.0-12.0 질량%

구리 3.5-4.5 질량%

나머지는 철 및 가공 공정시 얻어지는 불순물.

이와는 다르게 하나 이상의 다음 원소들을 도금에 사용하는 스틸에 가할 수 있다:

망간 최대 1.5 질량%

실리슘 최대 0.4 질량%

탄소 최대 0.02 질량%

질소 최대 0.02 질량%

황 최대 0.01 질량%

인 최대 0.03 질량%

몰리브데늄 최대 1.0 질량%

티타늄 최대 0.03 질량%

니오븀 최대 0.05 질량%

알루미늄 최대 0.1 질량%

코발트 최대 0.3 질량%

붕소 최대 0.003 질량%

도금층 두께가 복합 성층 재료 전체 두께의 10 - 30%인 것이 유리하다.

놀랍게도 소프트-어닐링된 조건하에서 이러한 스틸로 된 복합 성층 재료는 육안으로 백색 또는 은색으로 보여지고, 경도가 명백히 140 HSFG30 이하이고 심지어 일반적으로 120 HSFG30 이하인 것으로 밝혀졌다.

이러한 경도수치는, 최신 기술의 미가공 동전에 사용하는 녹방지 스틸과 비교하여 평균 약 20% 더 낮아 훨씬 더 깊고 더 가소성의 스탬핑 압인을 허용한다. 그러나 이들 신규한 동전 재료의 내마모성은 로터리 테스트에서 동전 샘플에 테스트할 때 스테인레스 스틸 X 6 Cr 17 및 X 5 CrNi 18 12에 필적하고 예를들어 CuAl₆Ni₂와 같은 구리를 베이스로 종래의 동전 재료보다 약 3배 높다.

부식성 실험실 환경에서 10%의 NaCl 용액 및 인공적 땀으로 행한 변색 테스트에서도 다른 스테인레스 스틸에 필적함이 입증되었다.복합 성층 재료가 본 발명에 따른 스틸로 양측이 도금된 제 2 철계 크롬 스틸 코어층을 포함한다면, 이러한 복합 성층 재료에 의해 현재의 일반적인 동전 테스트 장치에서 다른 동전과 위조품을 신뢰할만한 수준으로 판별하는 것이 획기적으로 증대된다.

본 발명은 다음 실시예를 이용하여 상술된다:

다음 조성을 갖는 구리 합금된 녹방지 스틸을 용융시켰다:

크롬 17.35

니켈 10.25

구리 3.65

망간 0.67

실리슘 0.30

탄소 0.014

질소 0.015

황 0.003

인 0.012

몰리브데늄 0.49

티타늄 0.010 미만

니오븀 0.010

알루미늄 0.020

코발트 0.01

붕소 0.002

나머지는 철 및 제조 공정에서 얻어지는 불순물.

스틸을 두께 2.07mm의 스트립으로 핫-롤링, 이어서 콜드-롤링시켰다. 차가운 미가공 동전 스트립을 직경 25.30mm로 스탬핑하였다. 이들은 바람직한 은-백색을 띠었다.

리딩(reeding)시킨 후의 직경은 24.85mm였다. 이들 라미나 각각의 무게는 8.10g, 그 밀도는 7.98g/cm³이었다. 조악한 알갱이가 형성됨이 없이 소프트 어닐링을 통하여 117 HSFG30의 경도가 얻어질 수 있어서 용이하게 스탬핑할 수 있었는데 이것은 동전 샘플을 스탬핑함으로써 입증되었다.

24시간의 로터리 테스트에서 이 동전을, 전에 통상적인 동전 재료로서 사용하였던 녹방지 스틸 X 6 Cr 17 및 X 5 CrNi 18 12와 비교하였는데 이들 세 재료의 소모는 0.1%였다. 다른 한편 전에 종종 사용되었던 재료 CuAl₆Ni₁₂의 동전은 3배였다.

또한 부식성 실험실 조건하에 10%의 NaCl 용액 및 인공적인 땀으로 행한 부식 테스트에서 신규한 동전 재료는 3주후 미세한 정도로만 변화하였다.

이 실시예의 스트립을 각각 전체 두께의 20% 두께의 층으로 제2철계 크롬 스틸 X 6 Cr 17의 양면을 도금하였더니 오늘날의 통상적인 동전 테스트 장치에서 다른 동전 및 모조 동전과 믿을 수 있을 만한 차이를 보였다.

언급할 수 있는 본 발명의 또다른 특징은 제안된 신규한 동전 재료가, 단독 성분으로 사용되거나 제2철계 크롬 스틸과 함께 합성된 재료의 구성성분으로 사용되더라도 오늘날의 통상적인 스틸 밀 기법으로 아무런 문제 없이 재활용될 수 있다는 것이다.

Claims (5)

1. 코어 층을 도금하는데 사용하는 스틸이

   크롬 16.0-18.0 질량%

   니켈 10.0-12.0 질량%

   구리 3.5-4.5 질량%

   나머지는 철 및 가공 공정시 얻어지는 불순물

   로 이루어지고, 하나 이상의 다음 원소들

   망간 최대 1.5 질량%

   실리슘 최대 0.4 질량%

   탄소 최대 0.02 질량%

   질소 최대 0.02 질량%

   황 최대 0.01 질량%

   인 최대 0.03 질량%

   몰리브데늄 최대 1.0 질량%

   티타늄 최대 0.03 질량%

   니오븀 최대 0.05 질량%

   알루미늄 최대 0.1 질량%

   코발트 최대 0.3 질량%

   붕소 최대 0.003 질량%

   을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하고, 스틸 층으로 양면이 도금된 제2철계 크롬 스틸 코어 층으로 이루어지는, 동전, 총탄 및 칩 제조용 복합 성층 재료.
2. 제1항에 있어서, 도금층의 두께가 복합 성층 재료 전체 두께의 10-30%인 것을 특징으로 하는 복합 성층 재료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어 층이 재료 X 6 Cr 17로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 성층 재료.
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