KR20030035921A - 무-니켈 백동 합금, 및 무-니켈 백동 합금의 제조방법 - Google Patents

무-니켈 백동 합금, 및 무-니켈 백동 합금의 제조방법 Download PDF

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Abstract

화학식 CuaZnbTic또는 CuaZnbTicXd(여기에서, X는 Al, Sn, Ag 및 Mn으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이고, b, c 및 d는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30, 1 ≤c ＜ 7 및 0.1 ＜ d ＜ 4이며, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)의 무-니켈 백동 합금, 및 또한 상기 백동 합금을 위한 재료 합금을 제조하고; 합금을 700 내지 885℃로 가열한 다음; 합금을 냉각시키는 단계를 포함하는 이의 제조방법. 무-니켈 백동 합금은 니켈 실버의 것들에 필적할 만한 강도와 우수한 경도, 및 연성 외에 우수한 가공성, 내식성 및 백색도를 지니며, 니켈을 함유하지 않기 때문에 Ni 앨러지 문제가 없으며, 아울러 니들 검출기의 기능장해를 일으키기가 쉽지 않다.

Description

무-니켈 백동 합금, 및 무-니켈 백동 합금의 제조방법{NICKEL-FREE WHITE COPPER ALLOY, AND METHOD OF PRODUCING NICKEL-FREE WHITE COPPER ALLOY}
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 발명은 예를 들면, 슬라이드 파스너의 요소, 슬라이더, 스톱 등에 사용하기에, 또는 금속 버튼, 의복 파스너 등과 같은 액세서리용으로 적당하고, 강도, 경도, 가공성 및 내식성이 우수하며, 니켈 앨러지를 일으키지 않으며, 니들 검출기의 기능장해를 일으키지 않는 무-니켈 백동 합금, 및 이러한 무-니켈 백동 합금의 제조방법에 관한 것이다.
2. 선행기술의 설명
지금까지는, 백색 합금 색조를 띠는 니켈 실버와 같은 동-니켈-아연 합금, 레드 브라스 및 브라스로 대표되는 동-아연 합금 등이 예를 들면 전술한 바와 같은 슬라이드 파스너용 동 합금으로 사용되어 왔다. 그러나, 니켈 실버는 합금 원소로서 니켈을 함유하며, 따라서 우수한 내식성을 지니지만, 슬라이드 파스너용 등으로 사용될 경우, 파스너가 종종 피부와 접촉하게 될 것이므로, 니켈 앨러지의 문제가발생할 수 있다. 더욱이, 레드 브라스 및 브라스로 대표되는 동-아연 합금은 니켈을 함유하지 않아 니켈 앨러지의 문제는 발생하지 않지만, 이의 색조가 누르스름하며, 따라서 백색 합금이 수득될 수 없다.
따라서 본 발명자는 일본 특허출원 공개 번호 11-124644, 일본 특허출원 공개번호 2000-303129, 일본 특허출원 공개번호 2000-303130 및 일본 특허출원 공개번호 2001-3125에 개시된 바와 같은 무-니켈 백동 합금을 개발하여 특허출원 하였다. 일본 특허출원 공개번호 11-124644, 일본 특허출원 공개번호 2000-303129, 일본 특허출원 공개번호 2000-303130 및 일본 특허출원 공개번호 2001-3125에 개시된 무-니켈 백동 합금은 우수한 강도, 경도, 가공성 및 내식성을 지니고 있으며, 니켈을 함유하지 않으며, 따라서 니켈 앨러지의 문제는 발생하지 않으며, 더욱이 이들 합금은 높은 장식적 가치가 있으며, 매력적인 백색도가 유지된다.
그러나, 상기 합금에 함유된 망간이 자성체이므로, 상기 합금은 자기적 성질을 띠며, 따라서 이들은 의복과 같은 봉제품에서 핀을 찾기 위해 니들 검출기를 이용하여 조사를 실행할 경우, 니들 검출기에 기능장해를 일으키며, 따라서 핀을 확인할 수 없다는 문제를 안고 있다. 첨가되는 Mn이 소량으로 첨가되는 Cu-Mn 동 합금의 경우에, 자화가 낮고 따라서 합금은 니들 검출기의 기능장해를 일으키기가 쉽지는 않지만, 합금의 색조가 백색이 되지 않는 경향이 있고, 따라서 고-품질 인상을 부여하기가 쉽지 않다는 문제가 있다.
상기 합금에 대한 니들 검출기 대응책으로서, 니들 검출기가 기능장해를 일으키지 않도록 도금 등에 의한 표면 처리 수행을 구상할 수 있지만; 합금 표면에형성된 도금막 등이 시간 경과에 따른 변화, 타 부재와의 접촉 등에 기인하여 벗겨질 수 있으며, 이 경우에, 도금시킨 기질 합금이 전술한 바와 같은 자성 원소를 함유하면, 니들 검출기가 기능장해를 일으키게 될 것이고 따라서 전술한 바와 같이 핀을 확인할 수 없게 되는 문제가 발생할 것이다. 더욱이, 비록 니들 검출기의 기능장해를 일으키지 않는 동 합금이 또한 존재하지만, 예를 들면 합금의 색조는 백색이 아니거나, 합금이 니켈 앨러지 문제를 일으키는 니켈을 함유하며; 상기 요구조건을 모두 충족하는 합금은 존재하지 않았다.
따라서, 본 발명의 목적은 니켈 실버의 것들에 필적하는 강도와 우수한 경도, 및 연성과 더불어 우수한 가공성, 내식성 및 백색도를 지니며, 니켈을 함유하지 않기 때문에 니켈 앨러지 문제의 우려가 없으며, 더군다나 봉제품에서 핀을 확인하기 위해 니들 검출기를 이용하여 조사를 수행할 때, 니들 검출기의 기능장해를 일으키지 않는 경향이 있는 무-니켈 백동 합금을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 이러한 무-니켈 백동 합금의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기로 구성된다.
(1) 화학식 CuaZnbTic(여기에서, b 및 c는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30 및 1 ≤c ＜ 7이고, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 무-니켈 백동 합금.
(2) 화학식 CuaZnbTicXd(여기에서, X는 Al, Sn, Ag 및 Mn으로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 하나의 원소이고, b, c 및 d는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30, 1 ≤c ＜ 7 및 0.1 ＜ d ＜ 4이고, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 무-니켈 백동 합금.
(3) 실온에서 단일 α-상으로 이루어지는, 상기 (1) 또는 (2)에 따른 무-니켈 백동 합금.
(4) 18 kOe의 자기장에서 80 memu/g 이하의 자화를 갖는, 상기 (1) 내지 (3)에 따른 무-니켈 백동 합금.
(5) 20% IACS(International Annealed Copper Standard) 이하의 전도율을 갖는, 상기 (1) 내지 (4)에 따른 무-니켈 백동 합금.
(6) b 및 c가 질량%로, 2 ≤b ≤13 및 3 ≤c ≤6인, 상기 (1) 내지 (5)에 따른 무-니켈 백동 합금.
(7) 화학식 CuaZnbTic(여기에서, b 및 c는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30 및 1 ≤c ＜ 7이고, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 합금을 제조하고; 합금을 700 내지 885℃로 가열한 다음; 합금을 냉각시키는 단계를 포함하는, 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
(8) 화학식 CuaZnbTicXd(여기에서, X는 Al, Sn, Ag 및 Mn으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이고, b, c 및 d는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30, 1 ≤c ＜ 7 및 0.1 ＜ d ＜ 4이고, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 합금을 제조하고; 합금을 700 내지 885℃로 가열한 다음; 합금을 냉각시키는 단계를 포함하는, 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
(9) 무-니켈 백동 합금이 실온에서 단일 α-상으로 이루어지는, 상기 (7) 또는 (8)에 따른 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
(10) 무-니켈 백동 합금이 18 kOe의 자기장에서 80 memu/g 이하의 자화를 갖는, 상기 (7) 내지 (9)에 따른 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
(11) 무-니켈 백동 합금이 20% IACS 이하의 전도율을 갖는, 상기 (7) 내지 (10)에 따른 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
바람직한 양태의 상세한 설명
본 발명의 무-니켈 백동 합금의 조성이 이하에서 설명된다.
본 발명의 목적은 상기 규정된 조성에 의해 달성될 수 있다.
Zn은 이의 고용체 강화 효과를 통한 합금의 기계적 특성 향상 효과, 용융 동안 용융물에서의 산소 제거 작용, 및 합금 가격의 감소 효과가 있다. Zn 함량이 전술한 0.5 질량%보다 적으면, 합금 가격의 감소는 불충분할 것이며, 용융물에서의 강화도 및 산소 제거 작용이 불충분해질 것이다. 또한, Zn 함량이 30 질량%보다 크면, 계절 균열 저항이 저하될 것이다.
Ti는 이의 고용체 강화 효과를 통한 합금의 기계적 특성 향상 효과, 및 동 합금 색조의 백색화 효과가 있다. 또한, Zn 대신 Ti를 첨가함으로써, 계절 균열 저항 향상 효과가 있다. 아울러, Ti는 합금의 전도율 감소 효과, 및 따라서 니들 검출기로의 맴돌이 전류 발생에 기인한 기능장해의 방지 효과가 있다. Ti 함량이 1질량% 미만이면, 동 합금 색조의 백색화 효과를 기대하기란 불가능할 것이며, 반면에 Ti 함량이 7 질량% 이상이면, 용융시에 다량의 옥사이드가 생성되고, 따라서 용융 주조가 곤란해질 것이며, 또한 더 이상 충분한 냉간 가공성을 확보할 수 없게 될 것이며, 또한 재료비가 상승하게 된다.
X는 Al, Sn, Ag 및 Mn으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이고; 이들 원소를 0.1 내지 4 질량%의 범위내에서(상한과 하한은 포함되지 않음) 전술한 Cu-Zn-Ti 합금에 추가 첨가함으로써, 하기 효과가 기대될 수 있다.
Al 및 Sn은 합금 표면에 안정한 옥사이드 막의 형성을 통해 계절 균열 저항을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 이들은 이들의 고용체 강화 효과를 통한 합금의 기계적 특성 향상 효과, 및 합금 가격 감소 효과가 있다. 함량이 0.1 질량% 이하이면, 합금의 계절 균열 저항이 불충분해질 것이며, 강화 효과도 불충분해지게 된다. 또한, 함량이 4 질량% 이상이면, 구조는 α+ β상으로 형성될 것이며, 따라서 더 이상 충분한 냉간 가공성을 확보할 수 없게 된다.
Ag는 이의 고용체 강화 효과를 통한 합금의 기계적 특성 향상 효과, 및 동 합금 색조의 백색화 효과가 있다. 또한, Zn 대신 Ag를 첨가함으로써, 계절 균열 저항 향상 효과가 있다. Ag 함량이 0.1 질량% 이하이면, 동 합금 색조의 백색화 효과가 감소하게 될 것이다. 또한, Ag 함량이 4 질량% 이상이면, 더 이상 충분한 냉간 가공성을 확보할 수 없을 것이며, 아울러 재료비가 상승하게 될 것이다.
Mn은 동 합금 색조의 백색화 효과가 있다. 또한, Zn 대신 Mn을 첨가함으로써, 계절 균열 저항 향상 효과가 있다. 추가로, Mn은 합금의 전도율 감소 효과가있으며, 따라서 니들 검출기로의 맴돌이 전류 발생에 기인하여 초래된 기능장해의 방지 효과가 기대될 수 있다. Mn 함량이 0.1 질량% 이하이면, 동 합금 색조의 백색화 효과가 감소될 것이다. 더욱이, Mn 함량이 4 질량% 이상이면, 다량의 옥사이드가 용융시에 발생될 것이며, 따라서 산물의 특성과 관련하여 문제가 발생할 것이며, 더욱이 더 이상 충분한 냉간 가공성을 확보할 수 없게 될 것이며, 또한 자화가 증가하게 되고, 따라서 니들 검출기는 기능장해를 일으키게 될 것이다.
단일 α-상으로 이루어진 합금의 구조를 통해, 냉간 가공성을 우수하게 만들고, 니들 검출기의 기능장해 경향을 덜 일어나게 만들 수 있다.
더욱이, 18 kOe의 자기장에서 80 memu/g 이하인 자화를 통해, 봉제품에서 핀의 확인을 위해 니들 검출기를 사용하여 조사를 수행할 때, 니들 검출기는 기능장해를 일으키지 않을 것이며, 즉 합금은 우수한 니들 검출기 대처능을 지니게 만들 수 있다. 통상적으로, 합금은 18 kOe 자기장에서의 자화를 200 memu/g 이하로 만듦으로써 니들 검출기 대처능을 지닐 수 있게 만들 수 있지만, 본 발명으로는 이러한 자화는 전술한 바와 같이 80 memu/g 이하이며, 따라서 합금은 한층 더 양호한 니들 검출기 대처능을 지닌다.
또한, 20% IACS 이하인 전도율은 니들 검출기로 측정하는 동안 맴돌이 전류가 발생하기 쉽지 않게 만드는 매우 효과적인 조건이다.
전술한 조성과 관련하여, Zn 함량이 2 내지 13 질량%이고 Ti 함량이 3 내지 6 질량%인 경우에(상한과 하한 포함), 합금은 통상의 니켈 실버 또는 고 망간 Cu-Mn 동 합금의 것에 필적하는 백색도를 지니며, 가공성의 견지에서 한층 더 양호하다.
본 발명에서 요구되는 이러한 특징적인 특성을 지닌 합금의 제조에 있어서, 합금은 상기 규정한 조성을 지닌 재료 합금(출발 합금)을 제조하고, 합금을 700 내지 885℃로 가열한 다음, 이를 냉각시킴으로써 수득될 수 있다. 구체적으로는, 재료 합금의 제조 단계에서, 18 kOe의 자기장에서 재료 합금의 자화는 80 memu/g 이상이 되겠지만, 재료 합금을 700 내지 885℃로 가열한 다음 이를 냉각시킴으로써, 18 kOe의 자기장에서의 자화는 80 memu/g 이하가 되며, 즉 자화가 감소되며, 따라서 생성되는 합금이 더 양호한 니들 검출기 대처능을 갖게 만들 수 있으며, 즉 생성되는 합금은 니들 검출기의 기능장해를 일으키지 않을 것이다. 가열 온도가 전술한 온도 범위 이하이면, 침전이 존재하게 되고, 따라서 자화가 일어날 수 있으며, 또한 구조가 더 이상 단일 α-상이 아니게 되며, 따라서 냉간 가공성이 불량해질 것이다. 또한, 가열 온도가 반대로 전술한 온도 범위보다 더 높으면, 합금은 Cu-Ti의 공융 온도 이상에서 가열될 것이며 용융 상태(고체-액체 공존 상태)로 되어, 산물의 품질 저하를 이끌게 된다.
또한, 이 방법에서는, 가열 후의 냉각이 중요하며, 이러한 냉각을 급냉 등에 의해 신속하게 수행하는 것이 중요하다. 냉각법으로는, 물, 공기, 가스 또는 다른 냉매를 사용하는 급냉 등에 의한 고속 냉각이 바람직하다. 특히, 냉각 동안의 냉각 속도를 적어도 10 K/s로 하는 것이 바람직하다. 이러한 식으로 냉각을 수행함으로써, 구조는 냉간 작업에 유용한 단일 α-상이 되며, 따라서 작업면에서 또한 유용한 합금이 제공될 수 있다.
본 발명을 통해 제조된 합금은 JIS Z 8729에 규정된 (L*, a*, b*) 측색 시스템의 색도표를 기준으로 -2 ＜ a* ＜ 7 및 -3 ＜ b* ＜ 20 범위이다.
본 명세서에서 언급되는 '색조'는 JIS Z 8729에 규정된 물체의 색 표시법을 이용하여 표시되며 명도 지수 L*(명도: L 스타) 및 색도 지수 a*(녹색-적색: a 스타)와 b*(청색-황색: b 스타)의 값으로 표시됨에 주목. 특히, 본 발명의 특징적인 특성은 색조가 백색이고, 따라서 무색에 가까울수록 더 양호하며, 색조는 전술한 바와 같이 색도지수 a* 및 b*에 의해 특정된다.
또한, 본 발명에서, 합금 자체는 니들 검출기의 기능장해를 일으키지 않는 합금이므로, 코팅층이 합금의 표면 상에 형성될 수 있다. 코팅층이 벗겨지더라도, 니들 검출기가 기능장해를 일으키고 이에 따라 핀을 확인할 수 없게 되는 문제는 일어나지 않을 것이다. 코팅층을 형성하는 경우에, a* 및 b*의 범위는 전술한 합금에 대한 것들과 유사하도록 세팅되어야 하며, 코팅층을 형성시킴으로써, 한층 더 백색의 물질이 제공될 수 있다. 이 경우에서도 역시, 코팅층이 벗겨지더라도, 기질 형성 합금이 코팅층의 것에 가까운 색상을 띠기 때문에, 특히 색상과 관련하여 문제점은 없게 된다.
이러한 코팅층의 예는 Sn 도금층, Cr 도금층, Ag 도금층, 및 Cu-Sn 도금층이지만, 코팅층이 전술한 바와 같은 색조를 보이는 한, 이들 도금층 이외의 코팅층도 사용될 수 있다. 코팅층을 형성하는 경우에, 기술은 습식 또는 건식 도금일 수 있으며; 예를 들면, 습식 도금으로는, 전해 도금, 무전해 도금, 용융 도금 등이 이용될 수 있으며, 건식 도금으로는, 물리적 증착(PVD), 화학적 증착(CVD) 등이 이용될수 있다.
코팅층의 두께와 관련하여, 0.001 내지 10 ㎛가 코팅이 효과가 있을 것으로 예상되고, 박리와 같은 문제가 일어나지 않으며, 또한 비용을 감안할 때 유효 범위이다. 또한, 용도에 따라, 이러한 재료는 절단 또는 벤딩 같은 후-가공처리에 투입될 수 있다. 이 경우에, 그러한 가공처리에 기인한 박리, 마모 등을 고려하여, 코팅층의 두께를 0.005 내지 5 ㎛ 범위로 하는 것이 바람직하다.
실시예
이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 물론 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한받지 않는다. 하기 실시예에서, 모든 %는 달리 규정하지 않는 한 질량%로 표시된다.
본 발명의 합금으로부터 제조된 시험 샘플:
표 1과 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 합금으로부터 만든 시험 샘플을 다음과 같이 제조하여 평가한다. 비교 실시예의 시험 샘플 또한 동일 방식으로 제조한다.
순수한 Cu(99.9%), 순수한 Zn(99.9 내지 99.99%), 순수한 Ti(99.9%), 순수한 Al, 순수한 Sn, 순수한 Ag, 순수한 Mn 및 순수한 Ni를 표 1과 2에 나타낸 규정된 조성 각각에 대해 200 cm3의 잉곳을 구성하기 위해 측정하였다. 각각의 조성을 Ar 대기(10 cmHg)에서 고주파 용융에 투입하고, 4분간 방치한 후, 용융물을 동 주형(직경 40 mm x 길이 28 mm)에 주입한다. 수득된 잉곳(200 cm3)을 약 7 mm의 길이로절단하며, 이에 따라 압출용 빌렛이 생성된다.
800℃의 빌렛 온도와 600℃의 컨테이너 온도에서 압출을 실행한다. 압출물(직경 8 mm x 길이 대략 1300 mm)을, 800℃에서 1시간 가열에 이은 노 냉각을 포함하는 열처리(이하 '열처리'로 언급)에 투입한다. 이러한 열처리 후에, 압출물(와이어)을 700 내지 885℃의 온도로 추가 가열한 다음, 냉매로서 물을 사용하여 급냉을 수행하며; 수득된 물질을 시험 샘플로 취한다.
합금 조성(질량%) 색조 전도율 Ni앨러지 구조 자화
Cu Zn Ti Mn Ni IACS% memu/g
본 발명의 실시예 1 나머지 10 1 - - 백색 11 O α -4
2 나머지 10 3 - - 백색 10 O α -9
3 나머지 13 5 - - 백색 9 O α -8
4 나머지 27 2 - - 백색 10 O α -7
5 나머지 26 3 - - 백색 9 O α -3
6 나머지 21 2 - - 백색 9 O α -5
7 나머지 28 2 - - 백색 9 O α -7
8 나머지 6 2 - - 백색 12 O α -1
9 나머지 5 3 - - 백색 12 O α -2
비교실시예 1 나머지 35 0.5 - - 황색 20 O α -2
2 나머지 20 10 - - 백색 8 O α+β -5
3 나머지 15 - - - 황색 37 O α -
4 나머지 24 - - 14 백색 7 X α -
5 나머지 15 - 10 - 백색 3 O α 157
합금 조성(질량%) 색조 전도율 Ni앨러지 구조 자화
Cu Zn Ti Al Sn Ag Mn Ni IACS% memu/g
본발명의 실시예 1 나머지 10 1 0.4 - - - - 백색 11 O α -4
2 나머지 10 3 - - - 2 - 백색 6 O α 47
3 나머지 13 5 0.5 - - - - 백색 9 O α -8
4 나머지 27 2 0.3 - - - - 백색 10 O α -7
5 나머지 26 3 1 1 - - - 백색 9 O α -3
6 나머지 21 2 1 - - - - 백색 9 O α -5
7 나머지 28 2 2 - - - - 백색 9 O α -7
8 나머지 6 2 - - - 2 - 백색 7 O α 49
9 나머지 5 3 - - 1 - - 백색 12 O α -2
비교실시예 1 나머지 35 0.5 0.2 - - - - 황색 3 O α -2
2 나머지 20 10 - 5 - - - 황색 3 O α+β -5
3 나머지 15 2 - - - 10 - 백색 3 O α 157
4 나머지 24 - - - - - 14 백색 7 X α -
시험 샘플의 평가:
색조와 관련하여, 수득된 시험 샘플을 SiC 연마지와 다이아몬드 페이스트를 사용하여 경면-연마하고, 비색계(CR-300, Minolta Co., Ltd. 제조)를 사용하여 측정하며, 측정 결과는 JIS Z 8729에 규정된 바와 같이 L*, a* 및 b*로 표현되며; a* 및 b*가 앞서 언급된 범위 내에 있는 것으로 표현되면 색조는 '백색'으로 기록되며, 반면에 이와 다르면 주체색을 기록한다. 본 발명의 시험 샘플 모두에 대해, 색조는 백색, 구체적으로는 무색에 가까운 백색이다.
전도율과 관련하여, 각각의 시험 샘플로부터 취한 샘플 표면을 경면-연마하고, 디지털 전도율 미터(AutoSigma 3000, Hocking Kabushiki Kaisha 제조)의 측정 프로브를 샘플 표면과 접촉되게 배치한 다음, 전도율 값을 측정한다. 본 발명 시험샘플의 경우, 값은 12% IACS 이하에서 지극히 양호한 것으로 판명되었다. 따라서, 맴돌이 전류는 니들 검출기로 측정하는 동안 아주 어렵사리 일어날 것임을 알 수 있다. 니들 검출기에 대처하기 위해, 이는 후술되는 자화와 함께 매우 중요한 특성이다.
니켈 앨러지와 관련하여, 시험 샘플이 Ni를 함유하였는지 여부에 따라 평가를 실행하며, 부호 'o'는 Ni를 함유하지 않은 것에 부여되고, 부호 'x'는 Ni를 함유한 것에 부여한다. 본 발명의 시험 샘플 전부는 Ni를 함유하지 않았고 따라서 니켈로 인한 앨러지 문제가 없는 물질이었다.
구조와 관련하여, 수득된 시험 샘플을 구조 관찰에 투입한다. 본 발명의 시험 샘플은 α-상으로만 이루어졌다.
수득된 각 시험 샘플의 자화는 교번 그래디언트 포스 마그네토미터(모델 AFGM 2900-04C, Princeton Measurements Corp. 제조)를 사용하여 측정되었다; 시험 샘플 대략 0.1 g을 전자석의 자기장에 배치하고, 18 kOe의 자기장이 전자석을 사용하여 발생되며, 시험 샘플의 자화는 자기장을 변화시킴으로써 측정된다. 측정 속도는 50 msec/포인트이다. 본 발명의 시험 샘플은 18 kOe의 강한 자기장에서 조차도 50 memu/g 이하의 극히 낮은 자화를 갖는 것으로 밝혀졌다. 표에서, 자화의 - 값은 반자성을 나타내고, 자화가 0에 가까운 값임을 의미함에 주목. 더욱이, '-'는 측정이 취해지지 않았음을 표시한다.
자화 및 전도율의 견지에서 우수한 물질을 수득하기 위해서는, 본 발명에 따른 합금 조성 및 본 발명에 따른 제조방법을 사용하는 것이 매우 중요함을 상기 결과로부터 알 수 있다.
또한, 본 발명 시험 샘플의 경우, 경도는 100 Hv 이상이었고, 80% 변형 후에도 균열 등이 존재하지 않았으며, 내변색성 및 계절 균열 저항에 대해서도 우수한 결과가 달성되었다.
본 발명의 무-니켈 백동 합금 및 무-니켈 백동 합금의 제조방법에 따라, 합금은 우수한 강도와 경도를 지니고, 유연성이며, 우수한 가공성, 내식성, 내변색성 및 계절 균열 저항을 지니며, 우수한 백색도를 지니며, 따라서 높은 장식적 가치를 지닌 합금이 제공될 수 있으며; 또한, 합금이 니켈을 함유하지 않으므로, 니켈 앨러지 문제도 존재하지 않는다. 또한, 자화는 18 kOe의 강한 자기장에서 조차도 극히 작으며, 따라서 봉제품에서 핀을 확인하기 위해 니들 검출기를 사용하여 조사를 실행할 때, 합금은 니들 검출기의 기능장해를 일으키지 않게 된다. 이러한 점들 때문에, 합금은 액세서리용으로 사용된 합금, 특히 봉제에 의해 부착되는 물품에 사용되는 합금으로서 극히 유용하다. 더욱이, 본 발명의 무-니켈 백동 합금의 제조방법에 따라, 전술한 바와 같은 우수한 특성을 지닌 합금이 용이하게 생산될 수 있으며, 따라서 전술한 바와 같은 우수한 특성을 지닌 합금이 다양한 용도를 위해 제공될 수 있다.

Claims (11)

  1. 화학식 CuaZnbTic(여기에서, b 및 c는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30 및 1 ≤c ＜ 7이고, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 무-니켈 백동 합금.
  2. 화학식 CuaZnbTicXd(여기에서, X는 Al, Sn, Ag 및 Mn으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이고, b, c 및 d는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30, 1 ≤c ＜ 7 및 0.1 ＜ d ＜ 4이며, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 무-니켈 백동 합금.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 실온에서 단일 α-상으로 이루어지는 무-니켈 백동 합금.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 18 kOe의 자기장에서 80 memu/g 이하의 자화를 갖는 무-니켈 백동 합금.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 20% IACS 이하의 전도율을 갖는 무-니켈 백동 합금.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, b 및 c가 질량%로, 2 ≤b ≤13 및 3 ≤c ≤6인 무-니켈 백동 합금.
  7. 화학식 CuaZnbTic(여기에서, b 및 c는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30 및 1 ≤c ＜ 7이고, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 합금을 제조하고; 합금을 700 내지 885℃로 가열한 다음; 합금을 냉각시키는 단계를 포함하는, 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
  8. 화학식 CuaZnbTicXd(여기에서, X는 Al, Sn, Ag 및 Mn으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이고, b, c 및 d는 질량%로, 0.5 ≤b ≤30, 1 ≤c ＜ 7 및 0.1 ＜ d ＜ 4이며, a는 나머지이며, 다른 불가피한 원소도 가능하게 함유된다)로 표시되는 합금을 제조하고; 합금을 700 내지 885℃로 가열한 다음; 합금을 냉각시키는 단계를 포함하는, 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 무-니켈 백동 합금이 실온에서 단일 α-상으로 이루어지는 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 무-니켈 백동 합금이 18 kOe의 자기장에서80 memu/g 이하의 자화를 갖는 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 무-니켈 백동 합금이 20% IACS 이하의 전도율을 갖는 무-니켈 백동 합금의 제조방법.
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