KR910000014B1

KR910000014B1 - 금,은색 장식용 구리합금 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR910000014B1
Application number: KR1019870009230A
Authority: KR
Inventors: 나기전; 이봉규
Original assignee: 나기전; 이봉규
Priority date: 1987-08-24
Filing date: 1987-08-24
Publication date: 1991-01-19
Also published as: KR890003974A

Abstract

내용 없음.

Description

금, 은색 장식용 구리합금 및 그 제조방법

본 발명은 인류생활중에 미적추구욕을 만족하기 위하여 고대로부터 귀하게 여겨온 금과 은의 색상을 변색없이 오래도록 나타내는 금은색 장식용 구리(Cu) 합금 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 금과 은은 귀금속으로서 색이 안정되고, 변질이 없이 우아한 미적가치성 때문에 애호되어 왔고 그 모조를 위한 연구도 활발하였던바, 그 첫째 수단은 금과 은을 직접구리에 도금하는 것은 가격이 너무나 고가이고 또한 통상적으로 얇게 도금하기 때문에 사용도중에 그 두께가 얇아 벗겨지기 쉬워서 얼룩이 나타나고, 또한 벗겨진 부위와 원래의 부위와의 색상이 달라 귀금속으로서의 가치성을 인정받지 못했으며, 그 둘째수단으로는, 알루미늄(Al) 분말등에 착염한 안료를 투명도료에 혼합하여 도장하는 방법과, 은백색 물체위에 직접 금, 은색 염료를 착색한 투명도료를 도장하는 방법이 있으나 이것들 역시 실제 금, 은과는 현격한 질감은 차이가 있어 저렴한 장식물에 사용되어온 정도이었고, 셋째 수단으로는, 납(Pb)을 구리(Cu)에 첨가하여 금색을 내는 방법으로 제조한 합금도 출현한 바 있으나, 이 역시 쉽게 변색이 되고 독성이 심하여 인체용 장신구로서는 부적합하였다. 또한 금-은-파라디움(Au-Ag-Pd)계 합금으로서 내식성이 높고, 변색이 없고, 주조성 및 가공성이 우수하여 치과용 재료로서 적합한 합금이 특허공고 제86-66호로서 공고 되었으나 이는 고가의 금(Au), 은(Ag) 및 파라디움(Pd)를 주성분으로 하였기 때문에 가격이 고가이여서 인체용 장신구로서 다량 사용하기에는 부적합하여 사용범위가 극히 제한되는 등의 결점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 결점이 없고 저렴한 가격으로 인체에 무해한 금, 은색을 나타내는 장식용 구리합금을 제공하기 위한 것으로 특히 본 발명은 합금자체로 원하는 제품의 전소재를 제조할 수 있게 함으로서 금, 은과 같이 반영구적으로 사용할 수 있게 하기 위한 금, 은색 장식용 구리합금과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것으로서 이하에서 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉 본 발명에서는 내산화성이 강하고 산화되어 녹이난다고 해도 본연의 색상을 그대로 유지하는 니켈(Ni)과 구리(Cu)로 합금을 조성합금화하고, 치밀한 금속결정에 의하여 우아한 귀금속색과 광택을 유지하며 금속합금착색이 잘되는 아연(Zn)과 알루미늄(Al) 및 주석(Sn)을 조성합금화하여 전자의 니켈(Ni)과 구리(Cu) 합금량이 후자의 아연(Zn)과 알루미늄(Al) 및 주석(Sn) 합금량보다 많은 비율로 혼합합금할 경우에 있어서는 14K, 18K 등의 합금색에 가까운 색상이 나타나는 합금체가 되고, 상기한 후자를 전자보다 적은 비율이기는 하나 어느정도 많은 비율로 혼합합금을 만들 경우에는 은색(銀色)의 색상을 나타내는 장식용 합금체가 되게하는 한편, 이 합금체에 Au, Pd, Ag 등의 귀금속을 5wt% 이상 조성합금함에 따라 변색이 없이 더욱 진품에 가까운 금, 은 색상을 나타내도록하기 위한 것으로 이하에서 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉 금색의 광택을 지닌 본 발명의 장식용 구리합금의 조성비는, 구리(Cu) : 67.86-77.9%, 니켈(Ni) : 19,14-4.1%, 아연(Zn) : 7.8-7.2%, 알루미늄(Al) : 2.6-5.4% 및 주석(Sn) : 2.6-5.4%로 조성되어지는 것으로서 이는 다음과 같은 공정을 거쳐서제조가능하다. 니켈(Ni) : 5-22%, 구리(Cu) : 95-78%를 목탄분말 주입하에 1200℃로 1시간 가열하여 용융된 제1차 용융금속합금체 82-87%에 아연(Zn) : 40-60%, 알루미늄(Al) : 30-20%, 주석(Sn) : 30-20%를 목탄분말 주입하에 600℃로 30분간 가열하여 용융된 제2차 용융금속합금체 18-13%를 혼합하여 900℃-1200℃에서 1시간 가열하여 얻어진 제3차 용융금속 합금체가 상기와 같은 금색의 광택을 지닌 장식용 구리합금을 얻을 수 있으며, 상기에서 용융되는 제1차 용융금속 합금체에서 니켈(Ni) : 5-22%를 조성사용하게 되는데 이는 내식성을 유지함에 있고 특히 5% 이하에서는 내식성을 유지하기에는 극히 어렵고 22% 이상이면 목적결과물에서 금색의 광택을 지니지 않게된다. 구리(Cu) : 95-78%를 조성사용하게 되는데 이는 용해금속의 유동성과 합금의 연질성을 높혀주는데 있으며 특히 78% 이하에서는 목적결과물에서 금색의 광택을 지니지 않게된다.

상기에서 용융되는 제2차 용융합금체에서 아연(Zn) : 40-60%를 조성사용하게 되는데 이는 융점을 저하시키고 또한 제2차 용융합금체가 목탄분말 주입에 따라 발생되는 CO₂가스에 의하여 불활성 상태가 유지되도록하여 산화물의 생성을 막는것과 함께 탈산작용을 유도함에 있다. 특히 목적결과물에서는 7.8-7.2%로 합금조성되어지는데 이는 결국 제2차 용융금속 합금체를 용융할때에 상기와 같은 목적에 입각하여 행하여지나, 함량이 전체적으로 많아지면 내식성이 감소하고 특히 10% 이상 함유하게 되면 목적결과물의 광택이 극히 혼탁된다.

알루미늄(Al) : 30-20%를 조성사용하게 되는데 이는 30% 이상이 되면 조성합금용융시 발생하는 산화에 의하여 유동성이 해치게되어 합금속 조직이 파괴되고, 또한 산화물개재(介在)에 의하여 목적결과물에 불량이 발생하게 되며, 20% 이하가 되면 용융상태에서 급속이 냉각해야하는 단점을 배제함에 있다.

주석(Sn) : 30-20%를 조성사용하게 되는데, 이는 상기와 같이 제한함으로서 용융시에 용탕의 유동성을 양호하게 하고, 강도를 증가시킴과 동시에 용탕중에 CO가스 생성반응에 의한 기포의 발생을 방지함과 목적 결과물에서 10% 이상 함유하게 되면 내마모성, 내부식성은 있으나 가공성이 극히 나빠지는 단점이 있게된다.

한편 은색의 광택을 지닌 본 발명의 구리합금 조성비는 구리(Cu) : 67.86-74.1%, 니켈(Ni) : 19.14-20.9%, 아연(Zn) : 7.8-3.0%, 알루미늄(Al) : 2.6-1% 및 주석(Sn) : 2.6-1%로 조성되어지는 것으로서 이는 다음과 같은 공정을 거쳐서 제조가능하다.

즉 상기와 같이 니켈(Ni) : 5-22%, 구리(Cu) : 95-78%를 목탄분말 주입하에 1200℃로 1시간 가열하여 용융된 제1차 용융금속 합금체 87-95%에 아연(Zn) : 40-60%, 알루미늄(Al) : 30-20%, 주석(Sn) : 30-20%를 목탄분말 주입하에 600℃로 30분간 가열하여 용융된 제2차 용융금속 합금체 13-15%를 혼합하여 900℃~1200℃에서 1시간 가열하여 얻어진 제3차 용융금속 합금체가 상기와 같은 은색의 광택을 지닌 장식용 구리합금을 얻을 수 있게 된다.

특히 여기에서는 전자의 것에 비하여 니켈(Ni) 함량의 성분비가 상대적으로 많음을 알 수 있는데 이는 은색의 광택을 내고자함에 있다.

한편 상기한 공정에 따라 제조된 제3차 용융금속 합금체 58.5-63%에 금(Au) : 30-28%, 파라디움(Pd) : 1.5-2%, 은(Ag) : 10-7%를 혼합하여 목탄분말 주입하에 5-20분간 1200℃에서 완전 용융하여 제4차 용융금속 합금체가 얻어지는데 이는 구리(Cu) :44.67-49.08%, 니켈(Ni) : 2.4-2.58%, 아연(Zn) : 4.21-3%, 알루미늄(Al) : 3.6-3.4%, 주석(Sn) : 3.6-3.4%, 금(Au) : 30-28%, 파라디움(Pd) : 1.5-2% 및 은(Ag) : 10-7%로 조성되는 진한 금색의 광택을 띤 조성결과물을 얻을 수 있는데, 이는 외견상 진품과 같은 광택을 가지게 되므로 훌륭한 금색의 장식물의 원자재로서 사용가능하게 된다.

여기에서 조성사용되는 금(Au) : 30-28%는 (황)금색도를 높이고 조직을 치밀케하는 데에 있으며, 특히 28% 이하가 되면 이와반대로 미(황)금색으로 변하게 된다.

파라디움(Pd) : 1.5-2%로 조성사용하게 되는데 이는 보통 3% 이상이 첨가되면 금(Au), 은(Ag) 및 아연(Zn)과의 합금작용에서 (황)금색도를 상쇄시키게 되므로 단지 금(Au)과의 은(Ag) 합금에 있어 첨가원소로 사용하게 된다.

은(Ag) : 10-7%를 조성사용하게 되는데 이는 10% 이상이 되면 내식성이 감소하게 될 뿐만아니라 특히 아연(Zn)과의 합금작용에서 금색도가 엷어져 엷은(미)색의 금색이 나타날 뿐만아니라 강도 역시 감소하게 된다.

또한 상기한 제4차 용융금속 합금체를 제조하기 위해 목탄분말 주입하에 용융하게 되는데 이는 CO₂가스에 의하여 용융체가 불활성 상태가 유지되도록 하여 산화물의 생성을 방지하면서 완전 용융하는데에 있다.

이와같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 평균물설치를 살펴보면 다음의 표 1과 같았다.

[표 1]

이와같은 본 발명은 저렴한 생산비에 의하여 제조가능하면서도 외견상의 장식효과는 진품의 금, 은색상과 지극히 유사하므로 귀금속성 장식물등에 효과적으로 공급사용할 수 있는 매우 유효한 발명임이 명백하다.

Claims

구리(Cu) : 67-86-77.9%, 니켈(Ni) : 19.14-4.1%, 아연(Zn) : 7.8-7.2%, 알루미늄(Al) : 2.6-5.4% 및 주석(Sn) : 2.6-5.4%로 조성되어 금색의 광택을 가진것을 특징으로 하는 금, 은색 장식용 구리합금.
구리(Cu) : 67.86-74.1%, 니켈(Ni) : 19.14-20.9%, 아연(Zn) : 7.8-3.0%, 알루미늄(Al) : 2.6-1% 및 주석(Sn) : 2.6-1%로 조성되어 은색의 광택을 가진것을 특징으로 하는 금, 은색 장식용 구리합금.
니켈(Ni) : 5-22%, 구리(Cu) : 95-78%를 목탄분말 주입하에 1200℃로 1시간 가열하여 용융된 제1차 용융합금체 82-95%에, 아연(Zn) : 40-60%, 알루미늄(Al) : 30-20%, 주석(Sn) : 30-20%를 목탄분말 주입하에 600℃로 30분간 가열하여 용융된 제2차 용융합금체 18-5%를 혼합하여 900℃-1200℃에서 1시간 가열하여 얻어진 제3차 용융합금체 58.5%-63%에 금(Au) : 30-28%, 파라디움(Pd) : 1.5-2%, 은(Ag) : 10-7%를 첨가하여 목탄분말 주입하에 5-20분간 1200℃에서 완전 용융하여 얻어진 제4차 용융합금체가 구리(Cu) : 44.69-49.08%, 니켈(Ni) : 2.4-2.58%, 아연(Zn) : 4.21-3%, 알루미늄(Al) : 3.6-3.4%, 주석(Sn) : 3.6-3.4%, 금(Au) : 30-28%, 파라디움(Pd) : 1.5-2%, 은(Ag) : 10-7%로 조성되는 금, 은색 장식용 구리합금의 제조방법.