KR900004012B1 - 용접용 황동합금 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용접용 황동합금

본 발명은 용접용 황동합금에 관한 것이다. 구체적으로 황동(Cu-Zn)을 주재로 하고, 여기에 망간(Mn), 실리콘(Si), 주석(Sn)등을 일정 비율로 첨가하여 Cu-Zn-Si-Mn계의 합금을 조성하므로서 용접성의 개선은 물론, 인장강도, 내식성의 증가 특히, 색상의 불변을 도모할 수 있게한 용접용 황동합금에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 황동은 Cu-Zn계 합금의 총칭으로서, 여기에 Sn, Fe, Ni, Mn, Al, Si, Pb등의 첨가원소 소량을 함유하여, 특히 뛰어난 기계적 성질, 내식성을 부여한 합금계는 특수 황동이라 불리우면서 여러가지의 상품명으로 실용화 되어있음은 기지한 바와같다.

[표 1]

한편, 용접성을 나타내는 합금으로서는 동, 아연, 닉켈, 실리콘등으로 된 Cu-Zn-Ni-Si-Mn계의 합금이 주로 이용되고 있으나 이 합금은 용융점이 높고 신선이 어려울뿐 아니라 용접후 균열이 생기고 용접표면이 매우 거칠며 기포가 생기는 등의 문제점이 있다.

따라서 산처리등에 의해 상기 문제점들을 해결하려고 하고 있으나 공해의 요인으로 되는 결점이 있는 외에 용체에 유동성이 없어서 용접작업이 까다로운 결점들이 있다.

문헌에 알려진 공지기술에 의하면 국내 특허공고번호 81-409호 "내식성 강력 백동 합금"에서, 내식성이 강하고 주조성 및 가공성이 양호하며, 내변색성이 좋은 합금에 관한 기술이 공지된 바 있다.

그러나 이 기술은 그의 의도하는 바 내식성의 개량, 강도향상 및 빛깔 개선에 대체로 적절한 기술을 나타내고 있으나 용접성이 불량하여 본 발명에서는 응용할 수가 없다. 본 발명은 전술한 공지기술들과는 달리 내식성은 물론 주조성 및 가공성이 양호할뿐 아니라 융점이 낮고(850℃∼900℃)용접성이 지극히 우수하여 광범위하게 이용될 수 있는 황동합금을 제공하고자 함에 주요 목적이 있다.

본 발명의 기타 목적과 장점은 이하 본 발명의 명세서에서 명백히 설명되고 또 그 실시태양에서 알게 되는데 이들 목적과 장점은 그 방법과 공정수단 및 조합기술에 의해 실현될 수 있다.

본 발명의 특징적인 요소로서는(Mn+Si+Sn+Fe+Ni)이 6∼10중량 % Zn이 32∼34중량 % 나머지 Cu로 조성되는 황동합금을 제조하므로서 공지의 백동합금보다 내식성이나 주조성, 가공성 등이 현저하게 우수할 뿐 아니라 특히, 용접성이 뛰어나고 내변색성을 상승효과로 나타낼 수 있게 한 것이다.

본 발명은 1∼2중량 %의 Mn, 3∼4중량 %의 Si, 0.5∼1중량 %의 Sn, 0.5∼1중량 %의 Fe, 1∼2중량%의 Ni, 32∼34중량 %의 Zn 및 나머지 Cu로 조성되는 합금이다. 본 발명에 있어서, Cu에 Mn-Si-Sn을 첨가하는 것은 용접성을 부여하기 위한 것으로서 합금의 융점이 저하되고 용접색깔이 아름다워지며 색이 거의 변화하지 않음을 알 수 있다. 실험에 의하면 예컨대 Zn 35∼40중량 % 나머지 Cu로 조성한 합금의 경우에 있어서는 용접성이 불량하고 융점이 높아 용접조작이 까다로웠다.

따라서 본 발명에 있어서의 예의 연구 검토와 실험을 거듭한 결과 Mn-Si-Sn-Fe-Ni 6∼10중량 %, Zn 32∼34중량 %, 나머지 Cu로 조성되는 합금이 색상에 있어서, 백동에 비하여 황금색으로 아름답고 또 용접성은 물론 기계적 성질에 있어서도 월등히 뛰어난 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

또 본 발명에 의한 합금은 융점이 850℃∼900℃로서 비교적 낮고 용체의 유동성이 양호하며 용접의 인장력이 우수함을 알 수 있었다. 이와같은 본 발명 합금의 각 성분 범위의 한정 이유에 대하여 설명하면, Mn은, 합금의 유동성을 좋게 하며, Si와 함께 탈산에 유효한 원소로서 소입성(燒入性)을 증가시키는 역할을 한다. 탈산과 동시 강도를 높이지만 1.0% 미만에서는 강의 강도를 확보할 수 없으며 또 2.0%를 초과하면 냉간 가공성, 용접성을 열화시키므로 이 범위내에서 정지시킨다.

Si은 용탕의 유동성을 좋게하여 주조성이 뛰어나게 할뿐 아니라 탈산제로서의 역할을 한다. 그러나 2%이하에서는 그 효과가 미미하며 4%이상이면 용해시 다량의 비금속 개재물을 형성시키므로 그 양을 2∼4%의 범위로 제한하여야 하는데 바람직하기는 3∼4%가 좋다.

Sn은 용접시 용체의 융점을 낮추고 용체의 유동성을 증가시킴과 동시에 색상의 조화를 이루는 역할을 한다. 0.5%이하에서는 용체의 융점에 변화가 거의 없으며 과다하면 불투명한 색상조화를 초래하므로 0.5∼1%범위로 조정한다.

Fe는 본 합금계에 고용(固溶)되어 강도증가에 이바지하나 다량 첨가되면 피용접재를 착색시키므로 1%이하로 제한하며 0.5% 이하에서는 그 효과가 미미하므로 0.5∼1%의 조성범위에 두어야 한다.

Ni은 강의 내식성과 조직을 안정케하는 중요한 성분이다. 그러나 1%미만으로 되면 니켈의 효과는 현저하지 않고 2%를 넘으면 잔류 오스테나이트(austenite)를 증가시키고 경도가 저하되며 뿐만아니라 코스트가 높아지는 불이익을 초래한다.

본 발명 합금은 유동성을 더욱 증가시키기 위하여 Al을 첨가할 수도 있고, 이외에 결정입도를 좋게하기 위하여 Ti을 첨가할 수도 있다.

본 발명 합금의 실시예를 제 2 표로 나타낸다.

[표 2a]

[표 2b]

상기와 같이 본 발명에 있어서의 조성물중 Mn-Si은 주조시 용체의 유동성을 증가시킬 뿐만 아니라 융점을 낮게하여 용접성을 높혀주고, Sn은 용접시 용체의 융점을 낮추고 용체의 유동성을 증가함과 동시에 색상의 조화를 이루게한다. Fe-Ni은 합금조직을 치밀하게 하여 주며 합금의 촉매 및 연신율, 인장강도등을 증가하여줌은 물론 내식성의 증가와 색상을 좋게하여 준다.

색상은 황금색이고 거의 영구적인 불변색을 유지하고 있으며, 융점은 대체로 850℃∼900℃범위에서 주조성 및 가공성이 양호하다. 용접후는 표면이 깨끗하고 이는, 용접용체의 유동성이 양호하여 균열이 발생하지 않은 데에서 기인한다.

본 발명 합금은 용접후의 파괴시험에 있어서도 시판품에 비하여 우수하였으며 내식성 및 기계적 성질에 있어서도 "내식성 백동합금"에 비하여 월등히 좋은 것을 알 수 있었다.

본 발명에 의한 합금과 시판품(미합중국 제품)과를 대비한 특성 비교표는 아래표와 같았다.

[표 3]

[표 4]

Claims (1)

1∼2중량 % Mn, 3∼4중량 % Si, 0.5∼1중량 % Sn, 0.5∼1중량 % Fe, 1∼2중량 % Ni, 32∼34중량% Zn 및 나머지 Cu로 구성되어 있고, 상기 Mn, Si, Sn, Fe, Ni의 총량이 6∼10중량 %임을 특징으로 하는 용접용 황동합금.