KR20150093099A - 비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동 - Google Patents

비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동 Download PDF

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지아드 리
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찌아싱 아이디시 플러밍 엔드 히팅 테크놀로지 엘티디
타이조우 아이디시 인베스트먼트 엘티디.
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Abstract

본 발명은 일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금을 제공하는데 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석과 황동 합금 전체 무게의 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 일종 이상의 원소와 잔량의 아연을 포함한다.

Description

비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동{LOW-LEAD BISMUTH-FREE SILICON-FREE BRASS}
본 발명은 일종 낮은 리드 황동 합금에 관한 것으로서 특히, 일종 절삭이 용이하고 탈아연 방지를 겸비한 황동 합금 재료에 관한 것이다.
일반적으로 가공용의 황동으로서 아연 금속을 38-42%의 비율로 첨가한다. 황동의 가공성 향상시키기 위하여 보통 황동에 2～3％의 리드을 함유하여 강도와 가공성을 증가한다. 연입 황동은 훌륭한 성형 성(제품을 각종 모양으로 용이하게 제조), 절삭성 및 내마모성을 구비하여 각종 모양의 기계 가공 부품에 널리 사용되며 동 산업에서 비교적 큰 비율을 차지하고 있으며 세계적으로 공인하는 중요한 기초 소재이다. 하지만, 연입 황동은 생산 혹은 사용 과정에서 리드가 고체 혹은 기체 형태로 용출되는 현상이 쉽게 발생하며 의료 연구에 따르면 리드는 인체 조혈과 신경계, 특히는 어린이의 신장 및 기타 기관에 대한 피해가 크다. 세계 각 국에서는 모두 리드으로 인한 오염과 피해를 중요시하고 미국보건재단(National Sanitation Foundation, NSF)에서는 리드 원소 허용량을 0.25 %이하로 정하였고 유럽의 유해물질 제한 지침(Restriction of Hazardous Substances Directive, RoHS)등에서도 모두 선후로 높은 리드 황동에 대한 규정, 제한 및 사용 금지를 제출하였다.
또한, 황동 중의 아연 함량이 20wt%를 초과할 시, 탈아연(dezincification)부식 현상이 쉽게 발생하며 특히, 상기 황동이 높은 염화 이온을 접촉하는 환경 예를 들어, 해수 환경 경우에 탈아연 부식 현상의 발생을 가속화 한다. 탈아연 작용은 황동 합금의 구조에 심각한 손상을 주어 황동 제품의 표면층 강도를 하강시키며 심지어 황동 파이프의 천공을 초래하게 되며 황동 제품의 사용 수명을 대폭 감소하며 응용상의 문제를 초래하게 된다.
때문에 상기 문제를 해결하기 위해 일종 높은 리드 황동을 대체하고 탈아연 부식을 방지하며 주조 성능, 단조성, 절삭성, 내식성 및 기계적 성질을 동시에 고려한 합금 배합 방법을 제공할 필요가 있다.
종래 기술로 부터 알수 있다 싶이 규소는 합금 미세구조(Microstructure)에서 γ상 형식으로 존재하며(κ 상 경우도 존재) 이때 규소는 일정한 정도에서 리드(lead)가 합금 중에서의 작용을 대체할 수 있고 합금의 절삭성을 제고한다. 합금의 절삭성은 규소의 함량이 증가함에 따라 제고되지만 규소의 용점이 높고 비율이 낮고 쉽게 산화되기 때문에 합금 용융 과정에서 규소 단량체를 노 내에 가입하면 규소는 합금 표면에 떠있으며 합금 용융 시 규소는 산화되여 산화규소 혹은 기타 산화물로 되며 규소를 함유한 동 합금을 제조하기 힘드며 만일 Cu-Si 합금의 방식으로 규소를 첨가하면 경제적 비용이 비교적 높다.
리드를 대체하여 비스무트을 첨가하면 합금 조직 중에서 절삭 중단 점을 형성하여 절삭성을 제고하지만 비스무트 함량이 너무 높으면 단조할 시 열 균열이 쉽게 발생하며 생산에 불리하다.
때문에 본 발명은 일종 인장 강도, 연신율, 탈아연 방지성이 우수하고 절삭성 등 성능이 우수한 황동 합금을 제공하여 고강도, 내마모성을 수요하는 절삭 가공품으로서 단조품과 주조 제품 등의 구성 재료로 사용하는데 그 목적이 있다. 대량의 리드를 함유한 합금 동을 안전하게 대체하고 또한 인류 사회 발전이 리드 제품에 대한 제한에 대한 수요를 완전히 만족시킨다.
상술한 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동 합금을 제공한다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품1이라고 약칭)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석 및 잔량의 아연을 포함한다.
본 발명물1은 리드의 함량을 0.1-0.25wt%로 하강시킨 후 동의 함량을 60-65wt%로 제어하고 소량의 알루미늄과 주석을 첨가하여 합금의 절삭성을 개선한다. 상기 합금의 미세구조는 주요하게 α 상, β 상, γ 상 및 입계 혹은 결정립 내에 분포 된 연약하고 부서지기 쉬운 금속 간 화합물을 포함하는데 그 중 동과 아연이 황동 합금의 주요성분을 구성한다.
합금 중에 주석을 첨가하면 γ 상을 형성할 수 있는데 이로 인해 합금의 절삭성을 제고하고 주석의 가입은 합금의 강도를 현저히 제고하였고 소성을 개선하였으며 내식성을 제고하였다. 하지만 주석을 첨가하면 원가를 제고하는 점을 고려하여 주석을 첨가 함과 동시에 알루미늄을 첨가하면 합금의 절삭성을 개선하는 외에 또한 합금강도, 내마모성, 주조 유동성 및 내고온산화성도 제고할 수 있으며 상술한 작용을 더욱 잘 발휘하기 위하여 주석과 알루미늄의 함량을 각각 0.05-0.5wt%과 0.1-0.7wt%로 한다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품2라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.5wt%의 망간 및/또는 0.05-0.3wt%의 인 및 잔량의 아연을 포함한다.
비교하여 볼 때, 발명품2는 발명품1의 기초상에서 진일보로 0.05-0.3wt%의 인 및/또는 0.05-0.5wt%의 망간을 가입하여 비록 인은 γ 상을 형성할 수 없으나 인은 γ 상 분포를 개선하는 기능을 구비하기 때문에 합금의 절삭성을 제고한다. 동시에 인을 첨가한 γ 상은 주요한 α 상의 결정립을 분산 시키고 합금의 주조 성능, 내식성을 제고하였다. 인의 함량이 0.05wt%보다 낮을 때 그 작용을 발휘할 수 없으나 인의 함량이 0.3wt%보다 높을 때 반대로 주조 성능과 내식성을 하강시킨다. 또한, 망간을 첨가하면 탈아연 방지성과 주조 유동성에 도움이 되며 망간의 함량이 0.05wt%보다 낮으면 그 작용을 효과적으로 발휘할 수 없으며 그 함량이 0.5wt%일 때 그 작용의 발휘가 포화치에 도달한다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품3이라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석과 황동 합금 전체 무게의 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 일종 이상의 원소와 잔량의 아연을 포함한다.
발명품3은 발명품2의 기초 상에서 진일보로 미량의 붕소를 가입하여 합금탈아연을 억제하고 그 기계적 강도를 증강함과 동시에 동 합금 표면의 아산화동막의 결함 구조를 개변하여 아산화동막을 더욱 균일하고 조밀하게 하며 내 오염성을 제고한다. 붕소의 함량이 0.001wt% 보다 낮을 때 상기 작용을 발휘할 수 없으며 또한 0.01wt%를 초과할 때 상기 성능을 진일보 제고할 수 없기 때문에 붕소의 바람직한 함량은 0.001-0.01wt%이다. 인과 망간의 함량 범위은 발명품2와 일치하며 그 이유는 발명품2의 이유와 동일하다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품4라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간, 0.001-0.01wt%의 붕소 및 잔량의 아연을 포함한다.
리드, 알루미늄, 주석, 인, 망간 및 붕소 원소가 황동 합금 중에서의 작용에 대해서는 이미 설명하였고 황동 합금에 동시에 이런 원소를 가입하여 합금의 기계적 성능을 제고하여 요구가 높은 제품의 수요를 만족한다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품5라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간, 0.001-0.01wt%의 붕소, 잔량의 아연 및 불가피한 불순물을 포함하는데 그 중 불순물은 황동 합금 전체 무게의 0.25 wt%이하의 니켈 및/또는 0.15 wt%이하의 크롬 및/또는 0.25 wt%이하의 철을 포함한다.
발명품5는 발명품4의 기초상에서 일부 불가피한 불순물 즉, 기계적 불순물 니켈 및/또는 크롬 및/또는 철을 포함한다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품6이라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간, 0.001-0.01wt%의 붕소,잔량의 아연을 포함하는데 그 중 알루미늄, 주석, 인, 망간 및 붕소의 총 함량은 상기 황동 합금 전체 무게의 2wt%를 초과하지 않는다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품7이라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간, 0.001-0.01wt%의 붕소 및 잔량의 아연을 포함하며 그 중 알루미늄, 주석, 인, 망간, 붕소의 총 함량은 상기 황동 합금 전체 무게의 0.2-2wt%를 차지한다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품8이라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드와 황동 합금 전체 무게의 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 두가지 이상의 원소와 잔량의 아연을 포함한다.
그 중 알루미늄, 주석, 인, 망간 및/또는 붕소의 첨가 여부는 부동한 제품이 절삭성 요구에 대한 높고 낮음에 따라 선택하며 그 함량 범위는 발명품3과 일치하며 이유도 발명품3에서 설명한 이유와 동일하다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품9라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65 wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드와 황동 합금 전체 무게의 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 두가지 이상의 원소와 잔량의 아연 및 불가피한 불순물을 포함하는데 그 중 불순물은 황동 합금 전체 무게의 0.25 wt%이하의 니켈 및/또는 0.15 wt%이하의 크롬 및/또는 0.25 wt%이하의 철을 포함한다.
발명품9는 발명품8의 기초상에서 일부 불가피한 불순물 즉, 기계적 불순물 니켈 및/또는 크롬 및/또는 철을 포함한다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품10이라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인 및 잔량의 아연을 포함한다.
발명품10중에서 인 함량의 범위 및 그 작용은 발명품2와 일치하며 인은 비록 γ 상을 형성할 수 없으나 인은 γ 상 분포를 양호하게 하는 기능을 구비 함과 동시에 인을 첨가한 γ 상은 주요한 α상의 결정립을 분산 시키고 합금의 주조 성능, 내식성을 제고한다. 때문에 알루미늄이 없다 하더라고 일반 생산 정황에서의 절삭성에 대한 수요를 만족할 수 있다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품11이라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인과 황동 합금 전체 무게의 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 두가지 이상의 원소 및 잔량의 아연을 포함한다.
그 중 알루미늄, 망간 및/또는 붕소의 첨가 여부는 부동한 제품이 절삭성 요구에 대한 요구의 높고 낮음에 따라 선택하며 그 함량 범위는 발명품3과 일치하며 이유도 발명품3에서 설명한 이유와 동일하다.
일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금(이하, 발명품12라고 약칭 함)에 있어서, 황동 합금 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인과 황동 합금 전체 무게의 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 두가지 이상의 원소와 잔량의 아연 및 불가피한 불순물을 포함하며 그 중 불순물은 황동 합금 전체 무게의 0.25 wt%이하의 니켈 및/또는 0.15 wt%이하의 크롬 및/또는 0.25 wt%이하의 철을 포함한다.
발명품12는 발명품11의 기초상에서 일부 불가피한 불순물 즉, 기계적 불순물 니켈 및/또는 크롬 및/또는 철을 포함한다.
본 발명은 진일보로 일종 황동 합금의 제조방법을 제공하는데 발명품3을 예로 하여 아래와 같은 절차를 포함한다.
1) 동과 망간을 제공하고 온도를 1000-1050℃까지 상승시켜 상기 동과 상기 망간으로 하여금 동망간 합금 용액을 형성；
2) 상기 동망간 합금 용액의 온도를 950-1000℃으로 하강；
3) 유리 조재제를 상기 동망간 합금 용액의 표면에 커버；
4) 아연을 상기 동망간 합금 용액 내에 첨가하여 동망간아연 용액을 형성；
5) 상기 동망간아연 용액에 대해 슬랙 제거를 진행하고 리드, 알루미늄, 주석을 황동 합금 재료 용액 내에 첨가하여 금속 용액을 형성；
6) 상기 금속 용액의 온도를 1000-1050℃로 상승시키고 붕소동 합금, 인동 합금을 첨가하여 비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동 합금 용액을 형성；
7) 상기 황동 합금 용액을 출탕, 주조하여 상기 황동 합금 재료를 형성한다.
바람직하게는, 상기 제조방법 중에서, 동망간 합금을 제공하여 동, 망간 원소의 소스로 한다.
바람직하게는, 상기 제조방법 중에서 사용하는 용해로는 고주파 용해로이며 또한 상기 고주파 용해로 내에서 흑연 도가니를 용광로 내벽으로 한다.
고주파 용해로는 용해 속도가 빠르고 온도 상승이 빠르며 깨끗하고 오염이 없으며 또한 용해 과정에서 자기 교반할 수 있는(즉, 자력선 영향을 받는)등 특성을 구비한다.
본 발명에서 기술한 비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동 합금은 각종 부동한 물질을 일정한 비율로 첨가한 후 다시 고주파 용해로를 통해 기지의 연입 황동과 상당한 기계적 가공성능을 제조해 내며 우수한 인장 강도, 연신율, 탈아연 방지성을 구비하며 또한 대량의 리드를 포함하지 않기 때문에 기지의 연입 황동 합금 재료를 대체하여 제품 제조에 사용하는데 예를 들어, 수도꼭지 혹은 욕실 용품의 부품으로 사용한다.
도1은 발명품3의 제조방법 흐름도이다.
본 발명의 기술안을 더욱 명확하게 설명하기 위해 아래에 실시예를 통해 본 발명의 기술을 설명하고자 한다.
본 발명의 범위는 상기 전형적인 실시예에 한정되지 않는다. (해당 분야와 본 공개 내용을 획들할 수 있는 당업자들이 생각할 수 있는)여기서 설명하는 본 발명의 특징의 변화와 추가 수정 및 여기서 설명한 본 발명의 원리의 기타 응용은 본 발명의 범의 내에 포함된다고 봐야 한다.
본 발명의 수치에 대한 설명에 있어서 이상과 이하는 모두 수치 자신을 포함하는 것으로 해석된다.
본 발명에서 탈아연 부식 방지 성능 테스트는 주조 상태의 형식으로 AS-2345-2006표준에 따라 진행된 것으로서 1000C.C탈 이온수에 12.8g의 염화동을 가입하고 측정물을 그 중에 24시간 방치하여 탈아연 심도를 측정하였다. ◎는 탈아연 심도가 100㎛ 보다 작은 것을 대표하고；○는 탈아연 심도가 100㎛과 200㎛사이에 있는 것을 대표하며；×는 탈아연 심도가 200㎛보다 큰 것을 대표한다.
본 명세서에서 말하는 절삭성능 테스트는 주조 상태의 형식으로 진행되며 동일한 커터를 채용하며 동일한 절삭 속도와 동일한 공급량으로 진행되며 절삭 속도는 25m/min(메터/분)이고 공급량은 0.2mm/r(밀리미터/매 블레이드 수량)이며 절삭 심도는 0.5mm이며 테스트 바 직경은 20mm이며 C36000 합금 재료를 기준으로 절삭 저항을 측량하는 것을 통해 상대 절삭율을 획득한다.
상대 절삭율＝C36000 합금 재료의 절삭 저항/시료 절삭 저항.
◎는 상대 절삭율이 85％보다 큰 것을 대표하고；○는 상대 절삭율이 70％보다 큰 것을 대표한다.
본 명세서에서 말하는 인장 강도와 연신율의 테스트는 모두 주조 상태의 형식으로 실온에서 인장 테스트를 진행하였다. 연신율 즉, 시료가 인장단열 후 표점 거리 부분의 총 변형 △L와 원 표점 거리 길이L의 비율의 퍼센트는 δ=△L/L × 100%이다. 비교 시료는 동일한 상태의 동일한 규격의 리드 함유 황동 즉, C36000 합금이다.
그 중 C36000 합금 재료의 실측 성분 배분율은 아래와 같으며 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
Figure pct00001
도1은 발명품3의 제조방법 흐름도 이며 아래와 같은 절차를 포함한다.
절차S100: 동과 망간을 제공한다. 본 절차에서 동망간 합금을 제공하여 상기 동과 망간 원소를 제공하는 소스로 할 수 있다.
절차S102: 동망간 모합금에 대해 가열을 진행하여 온도를 1000-1050℃ 사이로 상승시켜 동망간 모합금을 동망간 합금 용액으로 형성시킨다. 본 절차에서 상기 동망간 합금을 고주파 용해로에 넣고 용해로 내에서 용해시켜 온도 상승을 진행할 수 있는데 온도를 1000-1050℃사이로 상승시킬 수 있고 심지어 1100℃까지 도달할 수 있으며 그 과정은 5-10분 지속되여 동망간 합금을 동망간 합금 용액으로 용해시킨다. 상술한 동작은 온도가 너무 높아 동망간이 용해된 액체가 대량의 외부 기체를 흡수하여 성형된 합금 재료에 균열 작용이 발생하는 것을 초래할 수 있다.
절차S104: 동망간 합금 용액의 온도를950-1000℃사이로 하강시킨다. 본 절차에서 용해로 내의 온도가 1000-1050℃사이로 상승하고 5-10분 지속될 때 고주파 용해로의 전원을 오프하여 용해로 내의 온도를 950-1000℃까지 하강시킴과 동시에 상기 동망간 합금 용액을 용융 상태로 유지시킨다.
절차S106: 유리 조재제 라이스(Glass slag former rice)를 동망간 합금 용액의 표면에 커버한다. 본 절차에서 유리 조재제를 950-1000℃의 동망간 합금 용액의 표면에 커버하는데 본 절차는 액체와 공기의 접촉을 효과적으로 차단하며 또한 다음 단계에서 첨가하려는 아연이 950-1000℃사이에서 고온 용해로 인해 비등 휘발이 발생하는 것을 방지한다.
절차S108: 아연을 동망간 합금 용액 내에 첨가하여 동망간아연 용액을 형성한다. 본 절차에서 아연을 용해로 내에 첨가하며 동망간 합금 용액에 가라 앉게 하여 아연을 동망간 합금 용액에서 충분히 용해시켜 동망간아연 용액을 형성한다.
절차S110: 동망간아연 용액에 대해 슬랙 제거를 진행한다. 본 절차에서 고주파 유도의 작용을 통해 동망간아연 용액을 교반 혼합한 후 재차 조재제를 건져 낸다. 다음 재차 슬랙 제거제를 이용하여 슬랙 제거 동작을 진행한다.
절차S112: 리드, 알루미늄, 주석을 동망간아연 용액 내에 첨가하여 금속 용액을 형성한다. 본 절차에서 동리드모합금, 동알루미늄모합금, 동주석모합금을 동망간아연 용액 내에 첨가할 수 있다.
절차S114: 금속 용액의 온도를 1000-1050℃사이로 승온시키고 동붕소 합금과 인동 합금을 첨가하여 비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동 합금 용액을 형성한다.
절차S116: 황동 합금 용액을 출탕, 주조하여 황동 합금을 형성한다. 본 절차에서 상기 황동 합금 용액을 균일하게 교반한 후 출탕 온도를 1000-1050℃사이로 제어하며 마지막으로 다시 상기 황동 합금 용액을 출탕하여 비스무트와 규소를 함유하지 않고 리드가 낮으며 가공성능이 훌륭하며 탈아연 방지 및 기계적 성능이 모두 우수한 황동 합금을 주조한다.
실시예1
표1-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 5가지 부동한 그룹의 발명품1을 나타 냈으며 번호는 각각 1001-1005이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%) 이다.
표1-1
Figure pct00002
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00003
실시예2
표2-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 5가지 부동한 그룹의 발명품2를 나타 냈으며 번호는 각각 2001-2005이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표2-1
Figure pct00004
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00005
실시예3
표3-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품3을 나타 냈으며 번호는 각각 3001-3008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표3-1
Figure pct00006
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00007
실시예4
표4-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품4를 나타 냈으며 번호는 각각 4001-4008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표4-1
Figure pct00008
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00009
실시예5
표5-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품5를 나타 냈으며 번호는 각각 5001-5008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표5-1
Figure pct00010
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00011
실시예6
표6-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품6을 나타 냈으며 번호는 각각 6001-6008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표6-1
Figure pct00012
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00013
실시예7
표7-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품7를 나타 냈으며 번호는 각각 7001-7008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표7-1
Figure pct00014
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00015
실시예8
표8-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품8를 나타 냈으며 번호는 각각 8001-8008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표8-1
Figure pct00016
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00017
실시예9
표9-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품9를 나타 냈으며 번호는 각각 9001-9008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표9-1
Figure pct00018
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00019
실시예10
표10-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 5가지 부동한 그룹의 발명품10를 나타 냈으며 번호는 각각 10001-10005이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표10-1
Figure pct00020
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00021
실시예11
표11-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품11를 나타 냈으며 번호는 각각 11001-11008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표11-1
Figure pct00022
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00023
실시예12
표12-1에서는 상기 공정에 따라 수득한 8가지 부동한 그룹의 발명품12를 나타 냈으며 번호는 각각 12001-12008이며 각 그룹의 단위는 중량 퍼센트(wt%)이다.
표12-1
Figure pct00024
상기 그룹의 합금에 대해 주조 상태의 형식으로 실온에서 절삭성능, 탈아연 부식 방지 성능, 인장 강도 및 연신율의 테스트를 진행하였고 비교 시료는 동일한 상태, 동일한 규격의 연입 황동 즉, C36000 합금이다.
인장 강도, 연신율, 절삭성능 및 탈아연 부식 방지 성능 실험 결과는 아래와 같다.
Figure pct00025
상술한 내용으로 부터 알수 있다 싶이, 비스무트와 규소를 포함하지 않은 낮은 리드 황동 합금은 각종 부동한 물질을 일정한 비율로 첨가한 후 다시 고주파 용해로를 통해 기지의 연입 황동과 상당한 기계적 가공성능을 제조해 내며 우수한 인장 강도, 연신율, 탈아연 방지성을 구비하며 또한 리드 함량이 낮아서 기지의 연입 황동 합금 재료를 대체하여 제품 제조에 사용하는데 예를 들어, 수도꼭지 혹은 욕실 용품의 부품으로 사용한다.
본 발명은 실시방식을 통해 상술한 바와 같이 공개되였으나 이는 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며 당업자들은 본 발명의 사상 및 범위 내에서 각종 변경과 보정을 진행할 수 있기 때문에 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위를 기준으로 한다.

Claims (12)

  1. 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석 및 잔량의 아연을 포함하는 것을 특징으로 하는 일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 황동 합금 전체 무게의 0.05-0.5wt%의 망간 및/또는 0.05-0.3wt%의 인을 진일보 포함하는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 황동 합금 전체 무게의 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 일종 이상의 원소를 진일보 포함하는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 황동 합금 전체 무게의 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소를 진일보 포함하는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  5. 제4항에 있어서,
    불가피한 불순물을 진일보 포함하며 그 중 상기 불순물은 상기 황동 합금 전체 무게의 0.25 wt%이하의 니켈 및/또는 0.15 wt%이하의 크롬 및/또는 0.25wt%이하의 철을 진일보 포함하는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  6. 제4항에 있어서,
    그 중 상기 망간, 알루미늄, 주석, 인 및 붕소의 총 함량은 상기 황동 합금 전체 무게의 2wt%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  7. 제6항에 있어서,
    그 중 상기 망간, 알루미늄, 주석, 인 및 붕소의 총 함량은 상기 황동 합금 전체 무게의 0.1wt%보다 작지 않는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  8. 상기 황동 합금 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드와 전체 무게의 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인, 0.05-0.5 wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 두가지 이상의 원소와 잔량의 아연을 포함하는 것을 특징으로 하는 일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  9. 제8항에 있어서,
    불가피한 불순물을 진일보 포함하며 그 중 상기 불순물은 상기 황동 합금 전체 무게의 0.25 wt%이하의 니켈 및/또는 0.15 wt%이하의 크롬 및/또는 0.25 wt%이하의 철을 포함하는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  10. 상기 황동 합금 전체 무게의 60-65wt%의 동, 0.1-0.25wt%의 리드, 0.05-0.5wt%의 주석, 0.05-0.3wt%의 인 및 잔량의 아연을 포함하는 것을 특징으로 하는 일종 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 황동 합금 전체 무게의 0.1-0.7wt%의 알루미늄, 0.05-0.5 wt%의 망간 및 0.001-0.01wt%의 붕소에서 선택한 두가지 이상의 원소를 진일보 포함하는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
  12. 제11항에 있어서,
    불가피한 불순물을 진일보 포함하며 그 중 상기 불순물은 상기 황동 합금 전체 무게의 0.25 wt%이하의 니켈 및/또는 0.15 wt%이하의 크롬 및/또는 0.25 wt%이하의 철을 포함하는 것을 특징으로 하는 비스무트와 규소를 포함하지 않고 절삭성이 우수한 낮은 리드 황동 합금.
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