KR960005232B1

KR960005232B1 - Cu-al계 합금조성물

Info

Publication number: KR960005232B1
Application number: KR1019930022184A
Authority: KR
Inventors: 동창림
Original assignee: 동창림
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1996-04-23
Also published as: KR950011628A

Abstract

내용 없음.

Description

CU-AL계 합금조성물

본 발명은 각종 산업기계부품이나 주방용품 등에 이용할 수 있도록 한 CU-AL계 합금조성물에 관한 것이다.

종래에도 Al:8-18중량%,V:0.05-3%, 잔부 Cu로 되는 동기기능합금, 또는 Al:2-18%,V:0.05-3%,Fe,Co,Ni,Si,Sn,Ag,Mg,Mn,Sb,Ga,Ge,In 등의 1종이상을 합금이 β상 구조를 가질 수 있는 범위내에서 함유하고, 나머지 Cu로 되는 동기기능합금.

이 합금은 V의 소량첨가에 따라 Cu-Al합금의 변태온도역을 거의 변동시키는 것이 없고, 주재조의 결정입을 미세화하여 다시 균질화, 열간가공, β화처위함의 가열공정시의 동기기능합금(銅基機能合金)이 일본 특개소 58-181838호로 공지되어 있고, 또한 중량%로서, Cu:54-66%,Al:1.0-5.0%,Mn:1.0-5.0%,Si:0.2-1.5%,Ni:0.5-4.0%,Fe:0.2-2.0%,Pb:0.2-1.5%, 잔부가 Zn로 되는 합금을 조제하고, 특히 동합금성분에 Pb를 첨가하는 것에 따라 쾌삭성(快削性)을 부여할 수 있도록함을 특징으로 하는 내마모성동합금이 일본특개소 56-163231호로 공지되어 있으나, 이의 합금조성물은 우수한 내식성과 고강도를 가지고 있으나, 주로 용해하여 사형 또는 금형주조하여 주물형태로 제조하여 사용해야 함으로 그 사용범위가 제한적이고, 특히 이를 열간가공시 α+γ₂상에 의하여 석출량이 증대되어 압연이 불가능하므로 산업전반에 걸쳐 유용하게 사용할 수 없는 문제가 있었다.

상기의 문제점을 감안하여 본 발명을 Cu-Al계의 합금이 갖는 우수한 내식성과 고강도 및 미려한 고광택을 손상시키지않고 냉간가공성과 성형성이 뛰어나며, 특히 미려한 황금색을 가진 고강도 및 고광택을 발휘시킬 수 있는 CU-AL계의 합금조성물을 발명하게 된 것이다.

본 발명의 합금조성비율은, Al:5-10%, Ni:0.5-3%, Fe:0.5-3%, Mn:0.1-3%, Sn:0.01-2.5%, Mg:0.001-1%,Sn:0.01-2% 나머지 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지고 있다.

주조된 상태에서 응고후 950℃ 이상의 온도에서 열간 및 냉간가공하여 열처리를 행한 결과, 종래 합금의 특성을 유지하며, 가공성과 성형성이 매우 우수함을 알게 되었다.

상기 합금에서 조성의 수치한정이유는 다음과 같다.

알루미늄(Al):Al은 응용금속의 유동성과 합금의 강도 및 산화에 의한 내식성을 향상시키는 작용과 황금색의 색상을 띄게하는 작용은 있지만, 그 함량이 5%미만이면 전기한 효과를 기대할 수가 없고, 10%이상이 되면 열간 및 냉간압연성이 저하하기 때문에 그 조성의 량을 5-10%로 정하였다.

니켈(Ni):Ni은 Al과 같은 성질을 가지고 있으며, 석출경화현상의 발생으로 강도를 향상시키는 작용이 있으나, 그 함유량이 0.5%미만이면 전기한 효과를 기대할 수 없고, 3%가 넘으면 가공성의 저하로 그 조성의 량을 0.5-3%로 할 때에는 Al에서 갖는 노란색을 좀더 미려한 황금색의 색감효과를 기대할 수 있다.

철(Fe):Fe는 합금의 강도를 향상시키는 작용을 하나 그 량이 많을 경우에는 석출량이 증대로 인하여 인성이 떨어지며, Ni과 Fe의 비를 일정수준을 유지시켜 조성할때에는 Ni의 석출경화현상이 압면에 미치는 영향을 억제시켜 성형성을 향상시키는 작용이 있으나. 그 함유량이 0.5%미만이면 전기한 효과를 기대할 수 없고, 3%가 넘으면 가공성의 저하로 그 조성의 량을 0.5-3%로 하는 것이 바람직하다.

망간(Mn):Mn은 조직안정제 및 탈산작용이 있으며, 강도와 내식성을 향상시키는 작용이 있으나, 그 함유량이 0.1%미만이면 전기한 효과를 기대할 수 없고, 3%가 넘으면 주조성이 저하하기 때문에 그 함유량을 0.1-3%로 정할때에는 합금에 미려한 황색을 나타나게 된다.

주석(Sn):Sn는 합금의 내후성 및 냉간가공성을 향상시키는 작용이 있으나, 그 함유량 0.01%미만이면 전기한 효과를 기대할 수 없고, 2.5%를 넘으면 가공성이 떨어지기 때문에 그 함유량을 0.01-2.5%로 정하였다.

마그네슘과 규소(Mg과Si):Mg과Si은 Cu-Al계 합금시 Mg의 조성비를 0.001-1% 또는 Si의 조성비를 0.001-2%로 조성할 때 합금의 인성이 양호하게 되고, 강한 가공에 좋으면 Mg,Si중 1종 또는 2종을 함유하여야 한다.

[실시예]

상기의 재료와 조성비율로하여 조성과정을 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 도가니를 사용하여 각각의 조성을 갖인 용량을 준비하고, 위와 같이 용해된 용량을 금형에 주조하여 두께 40mm,폭 215mm,길이 320mm 의 주괴를 만들어 냉각한후에 표면을 면삭한다.

면삭된 주괴를 900℃이상의 온도로 가열하여 1시간 유지시킨다음, 압연을 실시하여 두께 5.5mm,폭 340mm, 길이 1330mm의 중간재를 만들어 이것을 800℃-650℃에서 서냉하여 얻은 소재를 냉간가공하여 성형 가공할 수 있는 소재를 생산한다.

이상에서 본 바와 같이 상기의 조정과정으로 주물, 열간가공 및 냉간가공 및 열처리하여된 본 발명품의 질을 알아보기 위해 기계적성질시험을 한국공업규격(KS)에 따라 실시하였다.

경도시험은 KSB-0811규정에 따라 비커스경도계(MATSUZAWA MODEL VK-M)로 행하였으며, 이때 시험조건은 하중 5Kg, 하중유지시간 30초로 하였다.

인장시험은 KSB-0802 인장시험방법에 의하여 실시하였으며, 시험조건은 상온에서 하중부하속도 2mm/mm로 하였다.

시험에 사용된 시험편은 KSBO801에 규정되어 있는 5호시험편으로 하였고, 시험기는 KSB5521규정에 만족되는 만능인장시험기(INSTRON MODEL 1137)로써 시험하였다.

성분조성과 시험결과는 다음과 같다.

[표 1]

성분조성(중량%)

[표 2]

기계적성질

상기와 같이 본 발명품은 우수한 내식성과 고강도를 보유하고 있고, 미려한 황금색의 고광택을 지니며 압연성과 가공성 및 성형성이 매우 우수함을 알 수 있다. 이에 따라 질이 우수한 자동차부품,유압부품,각종밸브류나 식기,냄비,양식기,수저,모조귀금속류와 장식품,악세사리용품,건축내,외장재를 제조, 사용할 수 있으며, 또한 장기간에 걸쳐서 아름다운 황금색을 유지하므로 산업사회의 다양한 분야에서 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

합금의 조성이 Al5-10%,Ni:0.5-3%,Fe0.5-3%,Mn0.1-3%,Sn0.01-2.5%,Mg0.001-1%,Si0.01-2%와 나머지의 잔여량이 구리 및 불가피한 불순물로 혼합됨을 특징으로 하는 CU-AL계합금조성물.