KR20140057897A - Copper alloy materials for brassware and method for production same - Google Patents

Copper alloy materials for brassware and method for production same Download PDF

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Abstract

Disclosed are a copper alloy material for brassware and a manufacturing method thereof. The copper alloy material for brassware according to the present invention has the same color and strength characteristics as those of a copper alloy material for traditional forged high quality brassware and has improved manufacturability that prevents cracks from being generated during hot working, thereby facilitating mass production. The copper alloy material for brassware according to the present invention can be used for household items including musical instruments, tableware, cookware and accessories instead of the existing material for traditional forged high quality brassware because the copper alloy material for brassware satisfies features required for manufacturing the forged high quality brassware such as drawing characteristics, elongation rate and thermal treatment characteristics owing to excellent cold workability after thermal treatment.

Description

유기용 동합금재 및 그의 제조 방법{COPPER ALLOY MATERIALS FOR BRASSWARE AND METHOD FOR PRODUCTION SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an organic copper alloy material and a method of manufacturing the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 유기(鍮器)용 동합금재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 제조성이 개선된 유기용 동합금재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper alloy material for an organic (brass) device and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to an organic copper alloy material having improved manufacturability and a method of manufacturing the same.

유기용에 적용되는 소재로는 스테인레스, 알루미늄, 플라스틱 등 다양한 소재를 들 수 있다. 그 중 특히 방짜유기가 항균성 및 고급스러운 색상으로 소비자들에게 혼수용품이나 제기류 및 수저용품으로 인기를 끌고 있다. 또한 이와 관련하여 방짜유기를 대체하여 황동, 백동 등을 포함한 기존 동합금재로 제조된 유기 제품이 등장하고 있다. 그러나 이러한 기존 동합금재를 이용한 유기 제품은 방짜유기에 비해 색상면에서 차이가 나서 소비자들에게 만족을 주지 못하고 있는 실정이다.Materials for organic application include various materials such as stainless steel, aluminum, and plastic. Among them, especially organic antimicrobial and luxurious colors are popular with consumers as comics, raising and watering supplies. In this regard, organic products made of conventional copper alloy materials including brass, white copper, and the like have appeared as a substitute for organic waste. However, organic products using these existing copper alloy materials are not satisfactory to consumers because of differences in color as compared to organic ones.

방짜유기란 구리(Cu)와 주석(Sn)을 78:22 중량 비율로 녹여 만든 놋쇠 덩어리를 불에 달구어 가며 망치로 두드려 형태를 만든 유기이다. 반면에, 주물유기는 쇳물을 일정한 틀에 부어 그릇을 만드는 방법이고, 반방짜유기는 주물로 먼저 기본 형체를 만든 후, 방짜기법으로 구체적인 형상을 완성하는 방법으로 제조된 유기이다. 이러한 제조 방법상의 차이로 인해, 주물유기는 두 사람 또는 소수의 인원으로 제조할 수 있는 반면에, 방짜유기는 용해 → 네핌질 → 우김질 → 냄질 → 닥침질 → 제질 및 담금질 → 벼름질 → 가질의 여러 공정을 거쳐야 하기 때문에, 많은 인원과 숙련된 기술이 요구된다. The organics are made of brass (Cu) and tin (Sn) at a weight ratio of 78:22, which is made by burning a brick with fire and tapping it with a hammer. On the other hand, casting organic is a method of making pottery by pouring dregs into a certain frame, and semi-fermented organic is an organic manufactured by making a basic shape first as a casting and then completing a specific shape by a dicing technique. Due to the differences in the manufacturing method, the casting organic can be produced by two persons or a small number of people, while the organic waste is produced by various processes such as dissolution → nematidy → mulching → smelting → dipping → silage and quenching → , So a large number of people and skilled skill are required.

방짜유기 제조시 숙련된 기술이 요구되는 이유는, 동합금에서 주석(Sn) 함량 증가시 취성을 야기하는 δ 상(phase)이 형성되기 때문에, 이로 인해 균열(crack)이 쉽게 발생하기 때문이다. 따라서, 제조 공정 중에 균열이 발생되지 않도록 β상이 존재하는 620~800℃ 구간에서 최소한의 가공도로 가공한 후, 열처리하고 다시 가공하는 과정을 반복하여야 하고, 이러한 가공 과정을 거쳐 고품질의 방짜유기를 제조하는 것은 전문 기능인이 아니면 수행하기 어렵다. A skilled artisan is required in the manufacture of organic materials because cracks easily occur because of the formation of the δ phase which causes brittleness when the Sn content is increased in the copper alloy. Therefore, it is necessary to repeat the process of minimum processing at 620 to 800 ° C in the presence of the β phase so as not to cause cracking during the manufacturing process, and then to heat and re-process it. It is difficult to perform unless you are a professional.

방짜유기는 미려한 색상과 우수한 강도 덕분에 고급 식기류 및 제기류 등으로 선호되나, 방짜유기 제조에 사용되는 종래의 동합금재에서 주석(Sn)의 함량은 22 중량%에 달하므로 열간 가공시 상기 높은 주석 함량에 의해 야기되는 취성으로 인해 균열(crack)이 쉽게 발생한다. 따라서 기존의 방짜유기를 제조하려면, 열간가공이 가능한 β상 범위에서 최소한의 가공도로 가공한 후, 다시 열처리하여 가공하는 단계를 반복하여야 하므로, 매우 숙련된 기능인이 아니면 균열이 발생하지 않도록 가공하기가 어려운 동합금재이다. However, since the content of tin (Sn) in the conventional copper alloy material used in the manufacture of the fired organic material is 22% by weight, it is preferable that the high tin Cracks easily occur due to the brittleness caused by the content. Therefore, it is necessary to repeat the step of machining with minimum processing in the β-phase range capable of hot working, and then the step of processing by heat treatment again. It is difficult copper alloy material.

그러므로, 본 발명에서는 종래의 방짜유기와 동일한 미려한 색상 및 강도 등의 특성을 유지하면서도, 제조 공정에서 가공이 용이하고, 제조 비용을 줄일 수 있는 유기(鍮器)용 동합금재 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. Therefore, the present invention provides a copper alloy material for an organic (brass unit) and a method for manufacturing the same, which can be easily processed in the manufacturing process and can reduce the manufacturing cost while retaining the same characteristics as the conventional green and brown color I would like to.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르는 유기용 동합금재는 아연(Zn) 5.0 내지 15.0 중량%, 니켈(Ni) 5.0 내지 15.0 중량%, 주석(Sn) 1.0 내지 5.0 중량%, 철(Fe) 0.5 내지 3.0 중량%, 구리(Cu) 잔부(殘部)량 및 불가피한 불순물로 이루어진다. 상기 불가피한 불순물은 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 이들의 혼합물로부터 선택되며, 상기 유기용 동합금재 내에서 불가피한 불순물의 총량은 1.5 중량% 이하이다. 또한, 상기 동합금재의 색상값이 L*a*b* 색상값으로 L*: 82~89, a*: 1.5~4.5, 및 b*: 9.7~13.0이다. In order to achieve the above object, an organic copper alloy material according to the present invention comprises 5.0 to 15.0% by weight of zinc (Zn), 5.0 to 15.0% by weight of nickel (Ni), 1.0 to 5.0% by weight of tin (Sn) To 3.0% by weight, the amount of copper (Cu) remaining, and unavoidable impurities. The inevitable impurities are selected from phosphorus (P), silicon (Si), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), aluminum (Al), manganese (Mn) The total amount of impurities inevitable in the material is 1.5 wt% or less. Further, the color value of the copper alloy material is L *: 82 to 89, a *: 1.5 to 4.5, and b *: 9.7 to 13.0 as L * a * b * color values.

상기 유기용 동합금재는 용탕을 아연(Zn) 5.0 내지 15.0 중량%, 니켈(Ni) 5.0 내지 15.0 중량%, 주석(Sn) 1.0 내지 5.0 중량%, 철(Fe) 0.5 내지 3.0 중량%, 구리(Cu) 잔부(殘部)량 및 불가피한 불순물의 조성으로 준비하여 주괴를 주조하는 단계, 700~900℃ 범위에서 열간가공하는 단계, 가공도 10~95%로 냉간가공하는 단계, 300~900℃ 범위에서 소둔(annealing) 열처리하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된다. 상기 불가피한 불순물은 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 이들의 혼합물로부터 선택되며, 상기 유기용 동합금재 내에서 불가피한 불순물의 총량은 1.5 중량% 이하이다. 상기 소둔 열처리 단계 후에 응력완화처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. Wherein the organic copper alloy material comprises 5.0 to 15.0% by weight of zinc (Zn), 5.0 to 15.0% by weight of nickel, 1.0 to 5.0% by weight of tin, 0.5 to 3.0% by weight of iron, 0.5 to 3.0% Casting the ingot by preparing it with the composition of the remainder portion and unavoidable impurities, hot working at 700 to 900 占 폚, cold working at 10 to 95% of machining degree, annealing at 300 to 900 占 폚 annealing and annealing. The inevitable impurities are selected from phosphorus (P), silicon (Si), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), aluminum (Al), manganese (Mn) The total amount of impurities inevitable in the material is 1.5 wt% or less. And a stress relaxation treatment step after the annealing heat treatment step.

또한, 본 발명은 상기 유기용 동합금재로 제조된 유기 제품에 관한 것이다. The present invention also relates to an organic product made of the organic copper alloy material.

본 발명에 따르는 유기(鍮器)용 동합금재는 종래 방짜유기에 사용되는 놋쇠(구리(Cu) 78 중량% 및 주석(Sn) 22 중량%로 이루어지는 동합금)와 동등한 색상 및 강도 특성을 가지면서, 동시에 열간가공시 균열(crack)이 발생되지 않는 등 제조성이 개선되어 대량으로 용이하게 제조가능하다. 또한, 본 발명에 따르는 유기용 동합금재는 열처리 후 냉간가공성도 우수하여 방짜유기 제작에 필요한 가공성인 전신성(drawing), 연신율(elongation), 및 열처리성 등의 제조시 필요한 특성을 만족하므로, 기존 방짜유기 소재 대신에 악기류, 식기류, 생활 조리 기구류 및 생활 장신구류 등을 포함하는 각종 생활 용품에 사용될 수 있다. The copper alloy material for an organic brass material according to the present invention has color and strength characteristics equivalent to those of brass (copper (Cu) 78 wt% and tin (Sn) 22 wt% Cracks are not generated during hot working, and the mass production is facilitated. Further, the organic copper alloy material according to the present invention is excellent in cold workability after heat treatment, and satisfies the characteristics required for manufacturing such as drawing, elongation, and heat treatment, Instead of the material, it can be used for various household goods including musical instruments, tableware, life cooking utensils, life ornaments and the like.

유기용 Organic solvent 동합금재Copper alloy material

본 발명은 방짜유기와 동등한 색상을 나타내면서도 제조시 가공성이 뛰어난 유기용 동합금재에 관한 것이다.The present invention relates to an organic copper alloy material which exhibits a hue equivalent to that of an organic material and which is excellent in workability in manufacturing.

본 발명에 따르는 유기용 동합금재는 5.0 내지 15.0 중량%의 아연(Zn), 5.0 내지 15.0 중량%의 니켈(Ni), 1.0 내지 5.0 중량%의 주석(Sn), 0.5 내지 3.0 중량%의 철(Fe), 잔부량의 구리(Cu) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. The organic copper alloy material according to the present invention contains 5.0-15.0 wt% of zinc (Zn), 5.0-15.0 wt% of nickel, 1.0-5.0 wt% of tin (Sn), 0.5-3.0 wt% of iron (Fe ), Copper (Cu) and other unavoidable impurities.

상기 동합금재에서, 아연(Zn) 및 니켈(Ni)은 강도, 탄성 및 내식성을 보완하는 역할을 한다. 상기 아연은 강도 및 내식성을 증가시키고, 색상을 황색으로 변하게 하는 원소로서, 5.0 중량%보다 적게 포함되면 붉은 색상을 많이 띄게 되고, 15.0 중량%보다 많이 포함되면 지나치게 밝은 흰색으로 방짜유기 특유의 미려한 색상 구현이 어려울 뿐만 아니라 강도가 지나치게 증가하여 냉간 가공도를 저하시키는 점이 불리하다. 또한 상기 니켈은 강도와 색상을 향상시킬 수 있는 원소이며, 내식성을 향상시키는 원소이다. 상기 니켈이 5.0 중량%보다 적게 포함되면 습기 분위기에서 변색을 일으키는 단점이 있고, 15.0 중량%보다 많이 포함되면 최종 수득된 합금의 색상이 지나치게 밝은 흰색으로 변화시키고, 원재료비를 상승시키는 점이 불리하다. In the copper alloy material, zinc (Zn) and nickel (Ni) serve to complement strength, elasticity and corrosion resistance. When zinc is contained in an amount of less than 5.0% by weight, it becomes reddish color. When zinc is contained in an amount of more than 15.0% by weight, it is an excessively bright white, It is disadvantageous in that it is difficult to implement and the strength is excessively increased to lower the cold working degree. The nickel is an element capable of improving strength and color, and is an element improving the corrosion resistance. If the amount of nickel is less than 5.0 wt%, discoloration occurs in a humid atmosphere. If the amount of nickel is more than 15.0 wt%, the color of the final alloy is changed to an excessively bright white and the raw material cost is increased.

상기 동합금재에서, 주석(Sn)은 니켈(Ni)과 함께 내식성을 향상시키고, 방짜유기 특유의 색상을 구현하며, 내마모성을 향상시키는 역할을 하며, 1.0 중량%보다 적게 포함되면 색상 및 내마모성, 내변색성이 저하되는 단점이 있고, 5.0 중량%보다 많이 포함되면 열간가공시 취성을 유발시키는 점이 불리하다. In the copper alloy material, tin (Sn) improves the corrosion resistance together with nickel (Ni), realizes a hue unique to greenery, and improves wear resistance. When the content is less than 1.0% by weight, color and abrasion resistance, There is a disadvantage in that the discoloration resistance is lowered, and when it is contained in an amount of more than 5.0% by weight, it is disadvantageous that brittleness is caused in hot working.

그리고, 철(Fe)은 니켈(Ni)과 함께 강도를 향상시키고 내식성을 향상시키는 합금원소로서, 0.5 중량%보다 적게 포함되면 내식성 향상에 효과가 없으며, 3.0중량%보다 많이 포함되면 높은 산화성으로 인해 용탕 유동성 저하와 주괴내 기포를 발생시킬 수 있으므로 불리하다. Iron (Fe) is an alloy element which improves strength and improves corrosion resistance together with nickel (Ni). If it is contained in an amount of less than 0.5% by weight, it is not effective in improving corrosion resistance. Which is disadvantageous because it can lower the fluidity of the molten metal and generate bubbles in the ingot.

본 명세서에서, 불가피한 불순물이란, 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 등과 같이 용해 및 주조시 탈산과 용탕 유동성 증대를 위해 사용되는 첨가 원소로, 제조 공정에서 불가피하게 첨가되나, 총량 1.5 중량% 이하에서는 제조된 유기용 동합금재의 특성에는 영향을 미치지 않는다. In this specification, inevitable impurities include impurities such as phosphorus (P), silicon (Si), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), aluminum (Al), manganese The additive element used for increasing the flowability of the molten metal is inevitably added in the manufacturing process, but if the total amount is 1.5% by weight or less, the characteristics of the produced organic copper alloy material are not affected.

상술한 조성을 가지는 본 발명에 따르는 방짜유기용 동합금재는 기존의 방짜유기와 동등한 색상을 구현한다. 이러한 색상은 색차계로 평가될 수 있다. 상기 색차계의 예로서 L*a*b* 색차계를 들 수 있다. The organic copper alloy material according to the present invention having the above-described composition realizes a color equivalent to that of the conventional organic waste. This color can be evaluated as a color difference meter. An example of the color difference meter is an L * a * b * color difference meter.

또한 본 발명에 따르는 동합금재는 기존 방짜유기 동합금재와 동등한 내식성 및 내변색성을 구현하기 위해 주석의 양을 감소시키고, 대신 아연(Zn)과 니켈(Ni)을 첨가함으로써 내부식성 특성도 뛰어나다.In addition, the copper alloy material according to the present invention is excellent in corrosion resistance properties by reducing the amount of tin in order to realize the corrosion resistance and discoloration resistance equivalent to those of conventional organic copper alloy materials, and adding zinc (Zn) and nickel (Ni) instead.

한편, 기존의 방짜유기는 강도 및 항균성이 우수하나, 높은 주석함량으로 인해 열간가공성이 매우 불량한 반면, 상술한 본 발명에 따르는 유기용 동합금재는 열간가공성이 우수하고, 동시에 냉간가공성도 약 95% 수준으로 우수하며, 동합금재의 우수한 항균성을 그대로 유지한다.On the other hand, the conventional baked organic material has excellent strength and antibacterial property, but the hot workability is very poor due to high tin content. On the other hand, the organic copper alloy material according to the present invention has excellent hot workability and cold workability of about 95% And excellent antimicrobial property of the copper alloy material is maintained.

유기용 동합금재의 제조 방법Manufacturing method of organic copper alloy material

상술한 방짜유기용 동합금재는 하술되는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다: 상술한 구성 성분 비에 따른 용탕을 준비하여 주괴를 주조하는 단계, 700~900℃의 온도 범위에서 1초 내지 1시간 동안 열간가공하는 단계, 가공도 10~95%로 냉간가공하는 단계, 및 300~900℃의 온도 범위에서 소둔(annealing) 열처리하는 단계.The above-described fake organic copper alloy material can be produced by the following production method: casting an ingot by preparing a molten metal according to the above-described composition ratio, heating at a temperature of 700 to 900 占 폚 for 1 second to 1 hour A step of cold working at a processing rate of 10 to 95%, and a step of annealing annealing at a temperature range of 300 to 900 ° C.

상기 용탕 제조 단계에서는, 5.0~15.0 중량%의 아연(Zn), 5.0~15.0 중량%의 니켈(Ni), 1.0~5.0 중량%의 주석(Sn), 0.5~3.0 중량%의 철(Fe), 잔부(殘部)량의 동(Cu)으로 용탕을 제조한다. 용해 온도는 1200 내지 1350℃이다. 이때 기포 방지 등 건전 주괴를 확보하기 위해 탈산제로 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 등을 첨가할 수 있으며, 그 총량은 1.5 중량% 이하로 첨가한다. 상기 용탕으로 주괴를 주조한다. (Ni), 1.0 to 5.0 wt% of tin (Sn), 0.5 to 3.0 wt% of iron (Fe), and 0.01 to 5 wt% of zinc (Zn) And the molten copper is produced with the remaining amount of copper (Cu). The melting temperature is 1200 to 1350 占 폚. At this time, phosphorus (P), silicon (Si), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), aluminum (Al), manganese (Mn) and the like are added as a deoxidizing agent And the total amount thereof is not more than 1.5% by weight. The ingot is cast with the molten metal.

이어서, 상기 단계에서 수득된 주괴를 700~900℃의 온도 범위에서 열간가공한다. 상기 열간가공은 700℃보다 낮은 온도에서는 가공이 어렵고 균열 유발 가능성이 있으며, 900℃보다 높은 온도에서는 녹는점에 가까워 주괴가 용해될 가능성이 있다. 상기 열간가공 처리시간은 열간가공 형태에 따라 당업자가 정할 수 있는데, 예를 들어 1초 내지 1시간 범위이다. Then, the ingot obtained in the above step is hot-worked at a temperature range of 700 to 900 ° C. The hot working is difficult to process at a temperature lower than 700 ° C, and there is a possibility of causing cracks. At a temperature higher than 900 ° C, there is a possibility that the ingot will dissolve because it is near melting point. The hot working time can be determined by a person skilled in the art according to the hot working form, for example, ranging from 1 second to 1 hour.

이어서, 상기 단계에서 수득된 가공물을 상온에서 가공도 10~95% 범위로 냉간가공한다. 그 후, 상기 단계에서 수득된 가공물을 300~900℃의 온도범위에서 소둔(annealing) 열처리한다. 산화방지 분위기에서, 30분 내지 15시간 동안 소둔(annealing) 열처리하거나, 20초 내지 180초 동안 판재를 연속적으로 통과시키면서 소둔 열처리할 수 있다. 상기 냉간가공 및 소둔 열처리 단계는 필요에 따라 반복하여 수행할 수 있다. Next, the workpiece obtained in the above step is cold-worked at a room temperature and in a range of 10 to 95% in the degree of processing. Thereafter, the workpiece obtained in the above step is annealed in a temperature range of 300 to 900 ° C. An annealing heat treatment may be performed in an oxidation-preventing atmosphere for 30 minutes to 15 hours, or an annealing heat treatment may be performed while continuously passing the plate material for 20 seconds to 180 seconds. The cold working and annealing heat treatment steps may be repeatedly performed as needed.

또한 상기 소둔 열처리 후에 선택적으로 응력완화 처리를 추가로 수행할 수 있다. Further, stress relaxation treatment may be additionally performed after the annealing heat treatment.

한편, 기존 방짜유기 동합금재에서는 주괴 상태에서 취성을 유발하는 α+δ 상(phase)이 결정입계 및 결정입내에 약 100㎛ 크기로 존재하여 열간가공시 입계분리를 유발한다. 그러나 본 발명에 따르는 유기용 동합금재는 주석(Sn)의 함량이 1.0 내지 5.0중량% 범위로 한정되므로, 제조 공정 중에 이러한 α+δ 상(phase)이 거의 생기지 않는다. 즉, 본 발명에 따르는 유기용 동합금재에서 α+δ 상(phase)은 기존의 방짜유기 제조 시에 비하여 매우 적게 생성되며, 생성되더라도 단지 2㎛ 이하의 크기로 매우 작다. 그러므로, 상술한 본 발명에 따르는 동합금재는 열간가공시 취성이 일어나지 않으며, 동시에 매우 우수한 냉간가공성을 가진다. 따라서 기존의 방짜유기 제조시 필수적으로 요구되었던 장인들의 전문 가공법이 필요 없으며, 일반적인 열간가공 및 냉간가공 방법의 적용으로도 종래의 방짜유기와 동등한 특성을 가지는 유기용 동합금재 및 이를 이용하여 제조된 유기 제품의 대량 생산이 가능하다. On the other hand, in the conventional organic copper alloy material, the α + δ phase inducing brittleness in the ingot state exists in the crystal grain boundaries and the grain boundaries in a size of about 100 μm, causing grain boundary separation during hot working. However, since the content of tin (Sn) in the organic copper alloy material according to the present invention is limited to the range of 1.0 to 5.0 wt%, almost no such α + δ phase is produced during the manufacturing process. That is, in the organic copper alloy material according to the present invention, the phase + + delta phase is very small compared with that in the conventional manufacture of organic waste, and even if it is produced, the size is only 2 mu m or less. Therefore, the copper alloy material according to the present invention described above does not cause brittleness during hot working, and at the same time, has excellent cold workability. Therefore, there is no need for a special processing method of craftsmen, which was required in the conventional manufacture of organic waste, and the application of general hot working and cold working methods also makes it possible to produce organic copper alloy materials Mass production of products is possible.

본 발명에 따르는 유기용 동합금재의 활용Utilization of organic copper alloy material according to the present invention

본 발명에 의해 구현된 유기용 동합금재는 제조 방법이 매우 단순하고 대량 생산이 가능하며 기존 방짜유기와 동등한 특성을 나타내므로, 종래에 방짜유기가 사용된 다양한 생활 용품에 적용가능하다. 특히, 고급 식기류 및 제기류로 활용될 뿐만 아니라, 방짜 징 등 전통 악기류, 또한 화로, 불판, 신선로, 전골판, 주전자, 샤브 냄비, 석쇠 등의 생활 조리기구류 및 촛대 등의 생활 용품 등에도 폭넓게 사용된다.
The organic copper alloy material according to the present invention can be applied to a variety of daily necessities conventionally used in the field of frying since the manufacturing method is very simple and mass-producible and exhibits properties equivalent to those of conventional frying. Especially, it is not only used as a luxury dishware and a raising product but also widely used for household appliances such as cooking utensils such as a fireplace, a fireplace, a fireplace, a frying pan, a kettle, a kettle, a shabu do.

이하, 본 발명은 하술되는 실시예를 통하여 설명될 수 있지만, 본 발명이 하기 실시예에 국한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described through the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example

실시예Example 1 One

고주파 유도로를 사용하여, 내경 100mm 흑연도가니에 5kg 중량의 전기동을 용해하고, 니켈(Ni) 10.0중량%, 아연(Zn) 5.0중량%, 주석(Sn) 1.0중량%, 철(Fe) 1.0중량%을 첨가하여 용해하였다. 10 kg of nickel (Ni), 5.0 wt% of zinc (Zn), 1.0 wt% of tin (Sn) and 1.0 wt of iron (Fe) were weighed in a graphite crucible having an inner diameter of 100 mm by using a high frequency induction furnace. %.

용해온도는 1200~1350℃의 온도에서 융점이 높은 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe)을 먼저 용해하고, 그 다음 온도를 1200℃ 가까이 낮춘 후, 상대적으로 융점이 낮은 아연(Zn) 및 주석(Sn)을 용해하고, 탈산제로 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 등을 총량 1.0중량%로 첨가한 후 1100~1200℃의 온도로 진정 처리를 5~10분간 유지하여 실시 후(용탕 준비 단계), 흑연 금형에 용탕을 주입하여 두께 30mm 및 폭 70mm의 주괴를 제조하였다(주괴 주조 단계). 상기에서 용탕의 산화를 최소화하기 위해서 용탕의 표면을 완전히 덮을 수 있도록 목탄피복(가루로 용탕 표면 도포), 및 탈산제(C-B-Al-Mg-등) 0.01 중량%으로 첨가하였고, 또한 용탕 피복제(붕사계열 Na2B4O7) 20g을 첨가하고, 탈가스 처리(1분)를 실시하였다. The dissolution temperature was determined by first dissolving nickel (Ni), copper (Cu), and iron (Fe) having high melting points at a temperature of 1200 to 1350 ° C, lowering the temperature to near 1200 ° C, (Si), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), aluminum (Al) and manganese (Mn) as a deoxidizer are dissolved in a total amount of 1.0 (Molten metal preparation step), and a molten metal was injected into the graphite mold to prepare an ingot having a thickness of 30 mm and a width of 70 mm (the ingot casting was carried out at a temperature of 1100 to 1200 ° C) for 5 to 10 minutes step). In order to minimize the oxidation of the molten metal, 0.01 wt% of deoxidizing agent (CB-Al-Mg- etc.) was added to the surface of the molten metal to completely cover the surface of the molten metal, 20 g of borax-based Na 2 B 4 O 7 ) was added, followed by degassing treatment (1 minute).

수득된 주괴를 700~900℃ 온도에서 2시간 유지한 후, 열간압연하였다. 이어서 수득된 열간압연된 주괴를 표면의 스케일을 면삭으로 제거한 후, 70% 가공도로 냉간압연하고, 800℃에서 1시간 동안 소둔(annealing) 열처리하였다. 이어서 최종 70% 냉간압연하였다. 그리고 후가공을 용이하게 하기 위해 800℃에서 1시간 동안 소둔 열처리를 실시하여 두께 4mm X 가로 210mm X 세로 297mm의 판재 형태로 샘플을 수득하였다. The obtained ingot was held at 700 to 900 DEG C for 2 hours and then hot-rolled. Subsequently, the obtained hot-rolled ingot was subjected to surface heat treatment at a temperature of 800 ° C. for one hour after removing the scale of the surface by means of sawing, followed by cold rolling at 70% processing. Followed by a final 70% cold rolling. In order to facilitate post-processing, a sample was obtained in the form of a plate having a thickness of 4 mm, a width of 210 mm, and a length of 297 mm by annealing at 800 ° C for 1 hour.

실시예Example 2 내지 14 2 to 14

표 1에 기재된 성분 조성으로 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 두께 30mm 및 폭 70mm의 주괴를 수득하고, 이어서 실시예 1과 동일한 방식으로 판재 샘플을 제조하였다.An ingot having a thickness of 30 mm and a width of 70 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition shown in Table 1 was used. A plate material sample was prepared in the same manner.

비교예Comparative Example 1 One

기존의 방짜유기의 제조방법에 따라 Cu 78중량% 및 Sn 22중량%의 주괴를 수득하였다. 비교예 1에서는 판재 형태의 샘플은 균열로 인해 제조할 수 없었다. Ingot of Cu of 78% by weight and Sn of 22% by weight was obtained according to the conventional method of producing organic waste. In Comparative Example 1, the plate-shaped sample could not be produced due to cracking.

비교예Comparative Example 2 내지 4 2 to 4

비교예 2 내지 4는 표 1에 제시된 조성대로 실시예 1과 동일한 방식으로 주괴를 수득하고, 이어서 실시예 1과 동일한 방시으로 판재 샘플을 제조하였다. In Comparative Examples 2 to 4, ingots were obtained in the same manner as in Example 1, with the compositions shown in Table 1, and then plate samples were produced in the same way as in Example 1.

구분division 성분ingredient 주괴
(Hv, 3kg)
ingot
(Hv, 3 kg)
색차계Color difference meter 비고Remarks
CuCu ZnZn NiNi SnSn FeFe L*L * a*a * b*b * 1One 나머지Remainder 1010 55 1One 1One 9292 88.7188.71 3.533.53 12.8512.85 실시예 1Example 1 22 나머지Remainder 55 1515 2.52.5 22 115115 85.6785.67 3.943.94 12.0212.02 실시예 2Example 2 33 나머지Remainder 55 1010 33 33 108108 85.1585.15 3.643.64 11.8211.82 실시예 3Example 3 44 나머지Remainder 55 55 55 0.50.5 8989 87.5587.55 3.593.59 12.4412.44 실시예 4Example 4 55 나머지Remainder 55 55 1One 0.50.5 8282 86.5286.52 3.083.08 11.7611.76 실시예 5Example 5 66 나머지Remainder 55 77 33 1One 8888 86.8186.81 3.393.39 10.6410.64 실시예 6Example 6 77 나머지Remainder 88 66 3.53.5 1.51.5 9393 87.0387.03 2.482.48 11.5411.54 실시예 7Example 7 88 나머지Remainder 88 66 55 22 104104 87.5287.52 2.352.35 11.0711.07 실시예 8Example 8 99 나머지Remainder 88 77 44 2.52.5 102102 87.2487.24 1.521.52 10.5110.51 실시예 9Example 9 1010 나머지Remainder 88 88 1One 33 101101 86.5686.56 1.591.59 9.839.83 실시예 10Example 10 1111 나머지Remainder 88 88 2.52.5 1One 9999 84.1784.17 2.182.18 10.9510.95 실시예 11Example 11 1212 나머지Remainder 1010 1010 1.51.5 22 123123 86.3586.35 1.791.79 9.879.87 실시예 12Example 12 1313 나머지Remainder 1414 1414 1One 1One 134134 87.2787.27 2.212.21 10.6710.67 실시예 13Example 13 1414 나머지Remainder 1212 1010 2.52.5 1.51.5 123123 87.5687.56 2.712.71 10.4510.45 실시예 14Example 14 1515 나머지Remainder -- -- 2222 -- 103103 85.8785.87 2.262.26 10.6810.68 비교예 1Comparative Example 1 1616 나머지Remainder 33 55 33 -- 100100 83.6883.68 5.715.71 11.0211.02 비교예 2Comparative Example 2 1717 나머지Remainder -- 1010 -- 1One 8282 84.884.8 4.544.54 8.758.75 비교예 3Comparative Example 3 1818 나머지Remainder 33 66 66 44 9898 85.2385.23 4.824.82 10.8310.83 비교예 4Comparative Example 4

표 1은 실시예 및 비교예의 구성비와 경도 및 색차계인 L*a*b* 값을 개시한다. 경도는 각 실시예 및 비교예에서 수득되는 주괴를 비커스(Vicker's) 경도기를 이용하여 KS B 0811:2003 표준시험방법으로 측정하였다. 또한, 실시예와 비교예에 따라 제조된 동합금재의 색상을 확인하기 위해, 각 실시예 및 비교예에서 최종 수득되는 판재 형태의 샘플을 색차계를 이용하여 L*a*b* 값을 조사하였다. Table 1 shows the composition ratios of Examples and Comparative Examples and the L * a * b * values, which are the hardness and colorimetric system. The hardness was measured by the KS B 0811: 2003 standard test method using Vickers ' s hardness in the ingots obtained in each of the examples and the comparative examples. In order to confirm the hue of the copper alloy material produced according to Examples and Comparative Examples, the L * a * b * value was examined using a colorimeter for samples of the plate material form obtained in each of Examples and Comparative Examples.

본 발명에 따른 유기용 동합금재의 비커스 경도는 주괴에 대하여 측정시 82~134Hv(3kg) 수준으로 나타났으며, 이는 후속 가공에 의해 최종 동합금재에서는 250Hv(3kg)까지 향상될 수 있다. The Vickers hardness of the organic copper alloy material according to the present invention was found to be 82 ~ 134Hv (3kg) when measured against the ingot, which can be improved up to 250Hv (3kg) in the final copper alloy material by subsequent processing.

본 발명에 따르는 유기용 동합금재의 색차계 값은 L*: 82~89, a*: 1.5~4.5, b*: 9.7~13.0 범위로, 기존의 방짜유기(비교예 1에 해당됨)와 동등한 색상 범위에 포함된다. The colorimetric value of the organic copper alloy material according to the present invention is in the range of L *: 82 to 89, a *: 1.5 to 4.5, b *: 9.7 to 13.0, .

Claims (7)

아연(Zn) 5.0 내지 15.0 중량%, 니켈(Ni) 5.0 내지 15.0 중량%, 주석(Sn) 1.0 내지 5.0 중량%, 철(Fe) 0.5 내지 3.0 중량%, 구리(Cu) 잔부(殘部)량 및 불가피한 불순물로 이루어지는 유기용 동합금재. (Fe), 0.5 to 3.0% by weight of iron (Fe), the balance of copper (Cu), and the balance of copper An organic copper alloy material comprising an inevitable impurity. 제 1 항에 있어서,
상기 불가피한 불순물은 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 이들의 혼합물로부터 선택되며, 상기 유기용 동합금재 내에서 불가피한 불순물의 총량은 1.5 중량% 이하인 것인 유기용 동합금재.
The method according to claim 1,
The inevitable impurities are selected from phosphorus (P), silicon (Si), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), aluminum (Al), manganese (Mn) Wherein the total amount of impurities inevitable in the material is 1.5 wt% or less.
제 1 항에 있어서,
상기 동합금재의 색상값이 L*a*b* 색상값으로 L*: 82~89, a*: 1.5~4.5, 및 b*: 9.7~13.0인 것인 유기용 동합금재.
The method according to claim 1,
Wherein the color of the copper alloy material is L *: 82 to 89, a *: 1.5 to 4.5, and b *: 9.7 to 13.0 as L * a * b * color values.
용탕을 아연(Zn) 5.0 내지 15.0 중량%, 니켈(Ni) 5.0 내지 15.0 중량%, 주석(Sn) 1.0 내지 5.0 중량%, 철(Fe) 0.5 내지 3.0 중량%, 구리(Cu) 잔부(殘部)량 및 불가피한 불순물의 조성으로 준비하여 주괴를 주조하는 단계, 700~900℃ 범위에서 열간가공하는 단계, 가공도 10~95%로 냉간가공하는 단계, 300~900℃ 범위에서 소둔(annealing) 열처리하는 단계를 포함하는 유기용 동합금재의 제조 방법. Wherein the molten metal is selected from the group consisting of 5.0 to 15.0% by weight of zinc, 5.0 to 15.0% by weight of nickel, 1.0 to 5.0% by weight of tin, 0.5 to 3.0% by weight of iron, A casting of the ingot by preparing it in the form of a composition of impurities and inevitable impurities, a step of hot working in the range of 700 to 900 ° C, a step of cold working of 10 to 95% in the machining degree, an annealing heat treatment in the range of 300 to 900 ° C Wherein the organic copper alloy material is a metal alloy. 제 4 항에 있어서,
상기 불가피한 불순물은 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 이들의 혼합물로부터 선택되며, 상기 유기용 동합금재 내에서 불가피한 불순물의 총량은 1.5 중량% 이하인 것인 유기용 동합금재의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
The inevitable impurities are selected from phosphorus (P), silicon (Si), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), aluminum (Al), manganese (Mn) Wherein the total amount of impurities inevitable in the material is 1.5 wt% or less.
제 4 항에 있어서,
상기 소둔 열처리 단계 후에 응력완화처리하는 단계를 더 포함하는 것인 유기용 동합금재의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Further comprising a stress relaxation treatment step after the annealing heat treatment step.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따르는 유기용 동합금재로 제조된 유기 제품.An organic product made from the organic copper alloy material according to any one of claims 1 to 3.
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