KR20120066371A - Copper alloy composition for bending die of automobile wiper - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구리 및 알루미늄을 주성분으로 하고, 니켈 및 망간을 첨가하여 취성에 의한 파손을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라 내 마모성이 우수한 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 관한 것이다.The present invention relates to a copper alloy material for automotive wiper bending dies, and more particularly, copper and aluminum, and the addition of nickel and manganese to prevent breakage due to brittleness, as well as excellent wear resistance A copper alloy material for bending dies.
일반적으로, 금형 소재로 사용되는 구리 합금 조성물은 주성분으로서 구리, 알루미늄, 철 등을 포함하여 경도, 인장 및 신율이 우수하다.In general, the copper alloy composition used as a mold material is excellent in hardness, tensile and elongation, including copper, aluminum, iron and the like as a main component.
그런데, 종래의 구리 합금 조성물은 취성(脆性)이 높아 벤딩 다이로 형성하였을 경우에는 외부에서 힘을 받았을 때 소성 변형을 거의 보이지 아니하고 깨짐 등과 같이 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.However, the conventional copper alloy composition has a high brittleness, and when formed into a bending die, hardly shows plastic deformation when it is externally applied and easily breaks, such as cracking.
본 발명은 동합금 소재, 특히 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재를 제공한다.The present invention provides a copper alloy material, in particular a copper alloy material for automobile wiper bending dies.
본 발명은 구리 및 알루미늄을 주성분으로 하고, 니켈 및 망간을 첨가하여 취성에 의한 파손을 방지할 수 있는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재를 제공한다.The present invention provides a copper alloy material for automobile wiper bending dies, which contains copper and aluminum as a main component, and which prevents breakage due to brittleness by adding nickel and manganese.
본 발명의 일실시예에 따른 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재는 구리(Cu)를 주성분으로 하고, 여기에 알루미늄(Al): 10.0?14.0중량%, 철(Fe): 2.0?4.0중량%, 니켈(Ni): 1.5?3.5중량%, 망간(Mn): 0.5?1.0중량% 및 기타 불가피한 불순물이 포함된 조성을 포함한다.Copper alloy material for automobile wiper bending die according to an embodiment of the present invention is copper (Cu) as a main component, aluminum (Al): 10.0 ~ 14.0% by weight, iron (Fe): 2.0 ~ 4.0% by weight, nickel (Ni): 1.5-3.5 weight%, manganese (Mn): 0.5-1.0 weight% and the composition containing another unavoidable impurity.
상기 구리(Cu)는 상기 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 중량 중 74 중량% 이상으로 포함된다.The copper (Cu) is included at least 74% by weight of the weight of the copper alloy material for the automotive wiper bending die.
상기 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재는 84.3중량%의 구리(Cu)와, 10.7중량%의 알루미늄(Al)과, 3.0중량%의 철(Fe)과, 1.5중량%의 니켈(Ni)과, 0.5중량%의 망간(Mn)을 포함할 수 있다.The copper alloy material for automobile wiper bending die is 84.3 wt% copper (Cu), 10.7 wt% aluminum (Al), 3.0 wt% iron (Fe), 1.5 wt% nickel (Ni), 0.5 It may comprise by weight manganese (Mn).
상기 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재는 82.7중량%의 구리(Cu)와, 12.0중량%의 알루미늄(Al)과, 2.0중량%의 철(Fe)과, 2.5중량%의 니켈(Ni)과, 0.8중량%의 망간(Mn)을 포함할 수 있다.The copper alloy material for automobile wiper bending die is 82.7% by weight of copper (Cu), 12.0% by weight of aluminum (Al), 2.0% by weight of iron (Fe), 2.5% by weight of nickel (Ni), 0.8 It may comprise by weight manganese (Mn).
상기 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재는 80.0중량%의 구리(Cu)와, 13.5중량%의 알루미늄(Al)과, 2.0중량%의 철(Fe)과, 3.5중량%의 니켈(Ni)과, 1.0중량%의 망간(Mn)을 포함할 수 있다.The copper alloy material for automobile wiper bending die is 80.0 wt% copper (Cu), 13.5 wt% aluminum (Al), 2.0 wt% iron (Fe), 3.5 wt% nickel (Ni), 1.0 It may comprise by weight manganese (Mn).
본 발명의 실시예들에 따른 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 의하면, 구리, 알루미늄, 철을 주성분으로 하고, 니켈 및 망간이 추가되어 취성을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 동합금 소재를 벤딩 다이로 형성하고, 자동차 와이퍼 다이셀 파이프 등을 벤딩 작업하는 경우 취성에 의한 깨짐 등 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to the copper alloy material for automobile wiper bending die according to the embodiments of the present invention, copper, aluminum, iron as a main component, and nickel and manganese may be added to prevent brittleness. Therefore, when the copper alloy material is formed of a bending die, and the automobile wiper die-cell pipe or the like is bent, breakage such as brittleness due to brittleness can be prevented.
즉, 니켈 및 망간의 첨가에 따라 조직이 치밀해져 와이퍼 벤딩 다이를 형성하는 경우 사용 수명이 향상되고, 취성에 의한 파손을 방지하여 사용 범위를 확대시킬 수 있다.That is, in the case where the structure becomes dense due to the addition of nickel and manganese to form the wiper bending die, the service life is improved and the breakage due to brittleness can be prevented to extend the use range.
이하, 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments of the present invention to complete the disclosure of the present invention, to those skilled in the art It is provided to fully inform the category.
본 발명에 따른 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재를 제품명으로 본 발명인은 TS 1400 으로 명칭하였다.
The copper alloy material for automobile wiper bending dies according to the present invention was named as TS 1400.
본 발명의 실시예에 따른 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재는 구리(Cu)를 주성분으로 하고, 10.0?14.0중량%의 알루미늄(Al), 2.0?4.0중량%의 철(Fe), 1.5?3.5중량%의 니켈(Ni), 0.5?1.0중량%의 망간(Mn) 및 기타 불가피한 불순물이 포함되는 조성으로 형성된다. 또한, 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 구리(Cu)는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 중량을 기준으로 74.0중량% 이상으로 포함된다. Copper alloy material for automotive wiper bending die according to an embodiment of the present invention is based on copper (Cu), 10.0 to 14.0% by weight of aluminum (Al), 2.0 to 4.0% by weight of iron (Fe), 1.5 to 3.5 weight It is formed in a composition containing% nickel (Ni), 0.5-1.0% by weight manganese (Mn) and other unavoidable impurities. In addition, copper (Cu) of the copper alloy material for the automotive wiper bending die is included in more than 74.0% by weight based on the weight of the copper alloy material for the automotive wiper bending die.
상기와 같은 성분을 포함하는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에서 합금 성분들의 조성 비율을 변경하였을 때의 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 기계적인 특성, 즉 인장강도, 신율, 경도, 부식성 각각의 특성을 아래의 표 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Mechanical properties of the copper alloy material for automobile wiper bending die when the composition ratio of the alloying components in the copper alloy material for automobile wiper bending die including the above components are changed, that is, the characteristics of tensile strength, elongation, hardness, and corrosiveness Referring to Table 1 below, it is as follows.
Cu
Cu
Al
Al
Fe
Fe
Ni
Ni
Mn
Mn
강도
(N/㎟)Seal
burglar
(N / mm2)
(HB)Hardness
(HB)
상기의 표 1에서 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe), 니켈(Ni), 망간(Mn)의 성분은 중량%(wt%)를 단위로 한다.In Table 1, the components of copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe), nickel (Ni), and manganese (Mn) are based on weight% (wt%).
상기 실험예1 내지 실험예3을 살펴보면, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe)을 주성분으로 하는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 니켈(Ni)과 망간(Mn)의 함량이 증가될수록 인장강도, 신율이 향상된다. 또한 구리(Cu)의 함량이 74.0중량% 이상으로 유지되는 조건에서 알루미늄(AL) 첨가량을 증가 조절하므로써 동합금 소재, 특히 자동차 와이퍼 벤딩 다이 용도로 적용되는 동합금 소재에서 경도를 증가시킬 수 있으므로 내 마모성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 취성이 약화되어 벤딩 작업시 깨짐 등과 같이 취성에 의한 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있다. (표 1의 실험예1 내지 실험예 3를 살펴보면, 구리(Cu)의 조성량이 74.0중량% 이상임을 확인할 수 있다.)
Looking at the experimental examples 1 to 3, the content of nickel (Ni) and manganese (Mn) is increased in the copper alloy material for automotive wiper bending die mainly composed of copper (Cu), aluminum (Al), iron (Fe) Tensile strength and elongation are improved as more. In addition, copper alloy materials, especially copper alloy materials used for automobile wiper bending dies, are controlled by increasing the amount of aluminum (AL) added under the condition that the copper (Cu) content is maintained at 74.0 wt% or more. Since the hardness can be increased, wear resistance can be improved. Therefore, brittleness of the copper alloy material for automobile wiper bending dies is weakened, thereby preventing breakage due to brittleness such as cracking during bending work. (Looking at Experimental Examples 1 to 3 of Table 1, it can be confirmed that the composition amount of copper (Cu) is 74.0% by weight or more.)
본 발명에 따른 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 열처리를 수행하면 강도와 열성이 향상될 수 있다. 특히, 10.0?11.0중량% 까지의 알루미늄(Al)이 함유되었을 때 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재로 제조된 조성물은 강하고 질기며, 고온에서의 내식성과 내산화성이 매우 뛰어나다. 따라서, 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재를 기어, 스테인레스 딥 드로잉(stainless deep-drawing) 다이, 파이프 벤딩 다이로도 사용할 수 있으며, 자동차 엔진 밸브, 원자력 냉각라인의 밸브 소재로도 사용할 수 있다. When heat treatment is performed on the copper alloy material for automobile wiper bending dies according to the present invention, strength and thermal properties may be improved. In particular, when the aluminum (Al) up to 10.0 ~ 11.0% by weight, the composition made of the copper alloy material for automotive wiper bending die is strong and tough, it is excellent in corrosion resistance and oxidation resistance at high temperature. Therefore, the copper alloy material for automobile wiper bending dies can be used as gears, stainless deep-drawing dies, and pipe bending dies, and can also be used as valve materials for automobile engine valves and nuclear cooling lines.
본 발명에 따른 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 함량을 살펴보면,
Looking at the content of the copper alloy material for automotive wiper bending die according to the present invention,
가. 구리(Cu)는 74.0중량% 이상 포함된다.end. Copper (Cu) is included 74.0% by weight or more.
구리(Cu)는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 주성분으로서 알루미늄(Al), 철(Fe), 니켈(Ni), 망간(Mn) 및 기타 불가피한 불순물을 제외한 나머지 중량을 차지한다. 구리(Cu)에 알루미늄(Al), 철(Fe) 성분을 첨가하여 내해수, 내마모성을 가진 소재로 조성할 수 있으며, 니켈(Ni), 망간(Mn)을 첨가하여 연성을 확보함으로써 종래 취성으로 인해 벤딩 작업시 깨짐이 발생되는 현상을 방지할 수 있다.Copper (Cu) is the main component of the copper alloy material for automotive wiper bending die, and occupies the remaining weight excluding aluminum (Al), iron (Fe), nickel (Ni), manganese (Mn) and other unavoidable impurities. Aluminum (Al) and iron (Fe) components can be added to copper (Cu) to form a seawater-resistant and abrasion-resistant material, and nickel (Ni) and manganese (Mn) can be added to ensure ductility. Due to this, it is possible to prevent the occurrence of cracks during bending work.
자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 주성분이 구리(Cu)로 이루어져 상기 동합금 소재를 밸브 소재, 금형 소재 등으로 형성하는 경우 내응력 완화 특성, 굽힘성 등은 열을 외부로 방출시킴으로 우수하여 또한 외부에서 가해지는 변형력에 의한 파손을 용이하게 방지할 수 있다.
When the copper alloy material for automobile wiper bending die is composed of copper (Cu), and the copper alloy material is formed of a valve material or a mold material, the stress relaxation resistance and the bendability are excellent because the heat is released to the outside. It is possible to easily prevent breakage due to the applied deformation force.
나. 알루미늄(Al)은 10.0?14.0중량%로 포함된다.I. Aluminum (Al) is contained in 10.0-14.0 weight%.
자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 첨가되는 알루미늄(Al)은 동합금 소재의 조직을 미세화하고 경도를 증가시킬 수 있다. 알루미늄(Al)을 10.0중량% 미만으로 첨가하면 그 효과가 부족하고, 14.0중량%를 초과하면 제조성의 열화가 현저하여 바람직하지 못하다. 따라서, 알루미늄(Al)을 10.0중량% 이상 14.0중량% 이하의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.
Aluminum (Al) added to the copper alloy material for automobile wiper bending dies can refine the structure of the copper alloy material and increase hardness. If aluminum (Al) is added at less than 10.0% by weight, the effect is insufficient. If it exceeds 14.0% by weight, deterioration of manufacturability is remarkable, which is not preferable. Therefore, it is preferable to add aluminum (Al) in 10.0 weight% or more and 14.0 weight% or less.
다. 철(Fe)은 2.0?4.0중량%로 포함된다.All. Iron (Fe) is contained in 2.0 to 4.0% by weight.
자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 첨가되는 철(Fe)은 동합금 소재의 재결정 온도를 높여 내응력 완화 특성을 향상시킨다. 철(Fe)을 2.0중량% 미만으로 첨가하게 되면 그 효과가 부족하고, 4.0중량%를 초과하면 가공성이 저하되어 바람직하지 못하다. 따라서, 철(Fe)을 2.0중량% 이상 4.0중량% 이하의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.
Iron (Fe) added to the copper alloy material for automotive wiper bending dies increases the recrystallization temperature of the copper alloy material, thereby improving stress relaxation resistance. When iron (Fe) is added in less than 2.0% by weight, the effect is insufficient, and when it exceeds 4.0% by weight, workability is lowered, which is not preferable. Therefore, it is preferable to add iron (Fe) in the range of 2.0 weight% or more and 4.0 weight% or less.
라. 니켈(Ni)은 1.5?3.5중량%로 포함된다.la. Nickel (Ni) is contained in 1.5 to 3.5% by weight.
자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 니켈(Ni)을 첨가함으로써 강도(인장강도) 및 내응력 완화 특성을 향상시킬 수 있으며, 신율을 향상시킬 수 있다. 니켈(Ni)이 1.5중량% 미만으로 첨가되면 유효한 효과, 즉 충분한 강도, 내응력 완화 특성, 신율 등을 얻을 수 없고, 3.5중량%를 초과하면 가공성이 저하되고, 강도, 신율이 저하된다. 따라서 본 발명에서와 같이 1.5중량% 이상 3.5중량% 이하의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.
By adding nickel (Ni) to the copper alloy material for automobile wiper bending dies, strength (tensile strength) and stress relaxation resistance can be improved, and elongation can be improved. When nickel (Ni) is added at less than 1.5% by weight, an effective effect, that is, sufficient strength, stress relaxation resistance, elongation, etc. cannot be obtained, and when it exceeds 3.5% by weight, workability is lowered, and strength and elongation are lowered. Therefore, it is preferable to add in the range of 1.5% by weight or more and 3.5% by weight or less as in the present invention.
마. 망간(Mn)은 0.5?1.0중량%로 포함된다.hemp. Manganese (Mn) is contained in 0.5 to 1.0% by weight.
자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 망간(Mn)을 첨가함으로써 강도를 크게 저하시키지 않고서도 응력 완화 특성을 개선할 수 있다. 망간(Mn)의 첨가량은 0.5중량% 미만에서는 효과가 부족하고, 1.0중량%를 초과하면 가공성이 저하되어 본 발명에서와 같이 0.5중량% 이상 1.0중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
By adding manganese (Mn) to the copper alloy material for automobile wiper bending dies, stress relaxation characteristics can be improved without significantly reducing the strength. If the added amount of manganese (Mn) is less than 0.5% by weight, the effect is insufficient. If the amount of manganese (Mn) exceeds 1.0% by weight, workability is lowered.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재에 의하면, 구리, 알루미늄, 철을 주성분으로 하고, 니켈 및 망간이 추가되어 취성을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 동합금 소재를 벤딩 다이로 형성하고, 자동차 와이퍼 다이셀 파이프 등을 벤딩 작업하는 경우 취성에 의한 깨짐 등 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the copper alloy material for automobile wiper bending dies according to the embodiments of the present invention, copper, aluminum, and iron are main components, and nickel and manganese may be added to prevent brittleness. Therefore, when the copper alloy material is formed of a bending die, and the automobile wiper die-cell pipe or the like is bent, breakage such as brittleness due to brittleness can be prevented.
즉, 니켈 및 망간의 첨가에 따라 조직이 치밀해져 와이퍼 벤딩 다이를 형성하는 경우 사용 수명이 향상되고, 취성에 의한 파손을 방지하여 사용 범위를 확대시킬 수 있다.That is, in the case where the structure becomes dense due to the addition of nickel and manganese to form the wiper bending die, the service life is improved and the breakage due to brittleness can be prevented to extend the use range.
본 발명의 동합금 소재는 프래스 금형 소재 또는 조관롤 금형 소재로 사용하면 금형의 사용 수명을 높일 수 있다.When the copper alloy material of the present invention is used as a plastic die material or a tube roll die material, the service life of the mold can be increased.
본 발명의 동합금 소재는 금속과 금속의 마찰이 생길때 미끄럼 마찰이 우수하여 제품의 긁힘을 방지할 수 있다.
The copper alloy material of the present invention is excellent in sliding friction when the friction between the metal and the metal can be prevented from scratching the product.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned embodiment, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the spirit of the appended claims.
Claims (5)
상기 구리(Cu)는 상기 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재의 중량 중 74 중량% 이상으로 포함되는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재.The method according to claim 1,
The copper (Cu) is a copper alloy material for automotive wiper bending die is included in the weight of the copper alloy material for automotive wiper bending die at least 74% by weight.
84.3중량%의 구리(Cu)와, 10.7중량%의 알루미늄(Al)과, 3.0중량%의 철(Fe)과, 1.5중량%의 니켈(Ni)과, 0.5중량%의 망간(Mn)을 포함하는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재.The method according to claim 1,
84.3 wt% copper (Cu), 10.7 wt% aluminum (Al), 3.0 wt% iron (Fe), 1.5 wt% nickel (Ni), and 0.5 wt% manganese (Mn) Copper alloy material for automotive wiper bending dies.
82.7중량%의 구리(Cu)와, 12.0중량%의 알루미늄(Al)과, 2.0중량%의 철(Fe)과, 2.5중량%의 니켈(Ni)과, 0.8중량%의 망간(Mn)을 포함하는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재.The method according to claim 1,
82.7 wt% copper (Cu), 12.0 wt% aluminum (Al), 2.0 wt% iron (Fe), 2.5 wt% nickel (Ni), and 0.8 wt% manganese (Mn) Copper alloy material for automotive wiper bending dies.
80.0중량%의 구리(Cu)와, 13.5중량%의 알루미늄(Al)과, 2.0중량%의 철(Fe)과, 3.5중량%의 니켈(Ni)과, 1.0중량%의 망간(Mn)을 포함하는 자동차 와이퍼 벤딩 다이용 동합금 소재.The method according to claim 1,
80.0 wt% copper (Cu), 13.5 wt% aluminum (Al), 2.0 wt% iron (Fe), 3.5 wt% nickel (Ni), 1.0 wt% manganese (Mn) Copper alloy material for automotive wiper bending dies.
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