WO2016143945A1

WO2016143945A1 - 황동 하지 도금된 용융주석도금 기타와이어 및 그 제조방법

Info

Publication number: WO2016143945A1
Application number: PCT/KR2015/004955
Authority: WO
Inventors: 제환승; 강성훈
Original assignee: 고려제강 주식회사
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2016-09-15
Also published as: KR20160109197A; KR101728002B1

Abstract

본 발명은 일렉트릭 기타나 어쿠스틱 기타 등에 사용되는 기타와이어에 관한 것으로, 강선의 표면에 구리 함유량이 55∼70%이고 아연 함유량이 30∼45%인 황동 도금층이 0.1∼0.5㎛ 두께로 형성되고, 상기 황동 도금층 위에 용융주석 도금층이 형성되되, 이때 상기 황동 도금층과 용융주석 도금층의 전체 두께는 5㎛ 이하의 두께로 이루어져 우수한 외관품질과 향상된 도금밀착성을 지닌다. 본 발명의 스프리용 강선 제조방법은, 소재 와이어 로드를 2.0∼4.0mm 직경으로 1차 건식 신선하는 단계와, 1차 신선된 강선의 열처리에 이어 0.5∼2.5mm 직경으로 2차 건식 신선하는 단계와, 2차 신선된 강선의 표면에 황동 도금층을 형성하는 단계와, 최종 선경이 0.1∼1.0㎜이고 황동도금층의 두께가 0.1∼0.5㎛가 되도록 3차 신선하는 단계와, 3차 신선된 강선을 용융주석 도금조를 통과시켜 용융주석 도금층이 형성되도록 하는 단계로 이루어진다.

Description

황동 하지 도금된 용융주석도금 기타와이어 및 그 제조방법

본 발명은 용융주석 도금된 기타와이어에 관한 것으로, 보다 자세하게는 소재 와이어 로드에 대한 신선 공정의 중간에 황동으로 하지도금을 하고, 하지도금된 중간 신선선을 최종 선경으로 신선한 후에 용융주석 도금을 행하여 황동하지 도금층 위에 형성된 용융주석 도금층의 도금밀착성 향상에 따른 외관 및 광택이 향상된 기타와이어와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 일렉트릭 기타(Electric Guitar)나 어쿠스틱(Acoustic Guitar) 등에 사용되는 기타와이어(guitar wire)는 원형 또는 육각형의 단면을 띠는 강선으로서 그 표면에는 주로 인체에 무해하고 미려한 외관을 띠는 용융주석 도금층이 형성되어 있다.

이와 같은 용융주석 도금층이 형성된 기타와이어의 경우에는, 제조시 전처리 공정에서 철 소지가 짧은 시간 동안에 공기 중에 노출되더라도 산화반응이 일어나서 표면에 산화층이 생성되고, 그 산화층으로 인해서 후속 공정을 통해 피복되는 주석 도금층의 도금 밀착성의 저하가 초래되어 결과적으로 도금층의 외관 및 광택이 불량하게 된다.

한편, 종래의 용융주석 도금된 기타와이어는 용융주석 도금 공정 전에 소재 외어어 로드를 최종적인 제품 선경으로 제조하기 위하여 다수 개의 신선다이스를 통과시키게 되는데, 이때 철 소지와 신선다이스 사이의 마찰로 인해서 선표면 품질이 저하되어 신선속도를 올릴 수 없게 됨에 따라 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

상기 신선선의 표면에 형성되는 용융주석 도금층의 밀착력 약화에 따른 문제점을 해결하기 위한 종래 기술의 하나로 특허 제10-0816585호가 알려져 있다. 상기 특허에서는 구리계 재질의 와이어 로드를 다수의 신선다이스를 이용하여 최종 목적으로 하는 선경으로의 순차적인 신선을 행함에 있어서, 상기 신선 공정 중에 불화물계 또는 염화물계의 플럭스로 중간 신선선에 대한 코팅을 행하는 플럭스 처리를 행하고, 플럭스 코팅된 세선을 용융주석 도금조를 통과시켜서 주석도금이 이루어지도록 함으로써 소지 금속선과 주석 도금층 사이의 밀착력과 균일성 향상이 이루어지도록 하고 있다.

또한, 특허 제10-0281333호에는 탄소강 선재를 다단 신선하여 소정 직경의 뮤직와이어를 제조함에 있어서, 중간 신선 후 탈지를 행하여 얻어진 신선선의 모재 표면에 인산염 피막과 석회 피막을 순차적으로 형성시킨 후 신선을 행함으로써 신신 속도의 저하를 초래함이 없이 낮은 표면 조도와 높은 광택성을 보이는 표면특성을 갖는 내식성이 우수한 뮤직 와이어(피아노 선)의 제조방법이 개시되고 있다.

그러나, 상기 특허 제10-0816585호는 동 재질의 소지 금속선과 아연 도금층 사이에 플럭스 코팅층을 개재시켜 소지 금속과 도금층 간의 밀착력 강화를 도모하고 있는 것으로, 상기 플럭스는 철 재질의 소지 금속선으로 이루어진 기타와이어에서는 상기와 같은 밀착력 향상효과를 나타내지 못하기 때문에 기타와이어에 그대로 적용될 수는 없는 문제점이 있다.

그리고, 상기 특허 제10-0218333호는 선 표면의 용융주석과 무관한 피아노선의 내식성 향상을 위한 제조방법에 관한 것일 뿐으로, 용융주석 도금층이 형성된 기타와이어에 그 제조 공정이 그대로 적용될 수 있는 것은 아니다.

이에, 강선의 표면에 용융주석 도금층이 형성된 기타와이어의 주석 도금층의 밀착성 강화를 통한 표면 외관 품질을 유지한 가운데 제조 공정에 있어서 신선속도의 저하를 초래함이 없이 높은 생산성을 나타낼 수 있는 기타와이어의 개발이 요망되고 있는 실정이다.

본 발명은 종래의 기타외어어에서 지적되고 있는 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소재 강선의 열처리에 이은 다단계의 신선을 한 후에 용융주석 도금을 행함에 있어서 신선 공정의 중간에 황동으로 하지도금을 하여 그 황동 하지 도금층 위에 용융주석 도금층이 형성되도록 하여 용융주석 도금층의 밀착성 향상에 따른 기타와이어의 우수한 외관 및 광택 특성이 발휘되도록 한 기타와이어 및 그 제조방법을 제공함에 기술적 목적을 두고 있다.

그리고, 본 발명은 신선 공정의 중간에 황동 도금층을 형성한 후 후속 신선공정이 수행되도록 함으로써 신선과정에서 다이스와 철 소지 사이에 위치하는 황동도금층의 윤활특성으로 인해서 신선속도의 향상이 이루어지도록 하여 생산성의 개선이 이루어지도록 한 기타와이어 및 그 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 하고 있다.

본 발명의 상기 목적은, 강선의 표면에 구리 함유량이 55∼70%이고 아연 함유량이 30∼45%인 황동 도금층이 0.1∼0.5㎛ 두께로 형성되고, 상기 황동 도금층 위에 용융주석 도금층이 형성되되, 이때 상기 황동 도금층과 용융주석 도금층의 전체 두께는 5㎛ 이하의 두께인 기타와이어에 의해서 달성된다.

상기 본 발명의 강선의 표면에 형성된 황동 하지 도금층은 구리 함유량이 55∼70%이고 아연 함유량이 30∼45%으로 제한되는바, 만일 구리 함유량이 55% 미만이거나 아연 함유량이 45%를 초과하게 되면 황동층 조직이 가공성이 좋지 않은 β상의 합금으로 되어 신선성의 저하가 초래되어 신선속도를 낮추게 되는 문제점이 있다. 반대로 구리 함유량이 70%를 초과하거나 아연 함유량이 30% 미만으로 되면, 도금 작업시 작업성이 불리하게 된다.

그리고, 본 발명의 기타와이어에 피복되는 황동 하지 도금층의 두께는 0.1∼0.5㎛ 가 바람직한바, 도금층의 두께가 0.1㎛ 미만으로 되면 신선 도중에 미소한 다이스 결함이 발생되더라도 표면 발청 및 변색이 발생하게 되어 제품에 악영향을 미칠 수 있으며, 또한 다이스와의 마찰로 인한 도금층 훼손으로 소지 금속이 노출되어 내식성을 악화시킬 우려가 있다.

반대로 황동 하지 도금층의 두께가 0.5㎛를 초과하는 경우에는 하지 도금층의 피막 두께 증가에 따른 용융주석 도금층의 밀착성 증가효과는 거의 기대됨이 없이 두터운 도금층 형성을 위한 제조비용의 증가만이 초래될 뿐이어서 상기의 상한 두께치 이하로 유지하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 기타와이어에서는 그 표면에 형성된 황동 하지 도금층과 용융주석 도금층의 전체 두께를 5㎛ 이하로 유지하는 것이 바람직한바, 그 이유는 5㎛를 초과하게 되면 과도한 도금 두께로 인해서 도금 외관 관리가 어려워져서 품질에 악영향을 미칠 수 있으며, 또한 도금층 두께가 두꺼울수록 생산비용의 증가가 수반되기 때문이다.

본 발명의 기타와이어의 제조 공정은, 소재 와이어 로드를 2.0∼4.0mm 직경으로 1차 건식 신선하는 단계와, 1차 신선된 강선의 열처리에 이어 0.5∼2.5mm 직경으로 2차 건식 신선하는 단계와, 2차 신선된 강선의 표면에 황동 도금층을 형성하는 단계와, 최종 선경이 0.1∼1.0㎜이고 황동 도금층의 두께가 0.1∼0.5㎛가 되도록 3차 신선하는 단계와, 3차 신선된 강선을 용융주석 도금조를 통과시켜 용융주석 도금층이 형성되도록 하는 단계로 이루어진다.

본 발명의 기타와이어의 제조에 사용되는 소재 강선의 화학조성은, 중량%로, C 0.80∼0.86%, Si 0.15∼0.30%, Mn 0.45∼0.60%, P 0.025% 이하, S 0.02% 이하이 며, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 황동 도금층은 구리 함유량이 55∼70%이고 아연 함유량이 30∼45%이 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 용융주석 도금 공정에서는, 최종 선경으로 신선된 황동도금 강선의 표면에 주석 도금층을 형성하기 위한 전단계 공정으로서 황동도금 강선이 세척조를 거치거나 플럭스 공정을 거치도록 하면 이후에 형성되는 주석 도금층의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 용융주석 도금층 형성 공정에서 사용되는 용융주석 도금조 내의 주석 성분은 100% 주석이고, 용탕의 표면 산화를 방지하기 위하여 산화방지제가 투입된다.

그리고 용탕조의 온도는 유동성 확보를 위해 용융 온도보다 높은 250 ∼ 280℃가 바람직하며, 침지시간은 5 ∼ 10초가 적당하다.

상기 용융주석 도금조를 통과하여 나온 도금 강선에 대해서는 와이핑을 적용하여 도금 두께에 대한 관리가 이루어지도록 하게 되는바, 이때에는 황동 도금층의 두께 0.1∼0.5㎛에 주석 도금층이 더해진 전체 두께가 5㎛ 이하가 되도록 하는 것이 도금층 품질관리 및 생산성 측면에서 바람직하다.

본 발명의 용융주석도금 기타와이어는 소지 강선과 주석 도금층 사이에 개재된 황동 하지 도금층이 소지 강선과 주석 도금층을 강력한 결합력으로 결속시켜주는 역할을 함에 따라 주석 도금층의 도금 밀착성이 강화되어 도금층의 외관 품질과 광택성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 용융주석도금 기타와이어는 소재 강선의 신선 중간 단계에서 황동도금이 행해지고, 황동도금이 행해진 강선에 대하여 후속 신선 공정이 이루어지게 되는데, 이때 상기 황동 도금층이 신선 다이스와 강선의 사이에서 윤활작용을 함에 따라 신선선의 표면품질이 저하되는 것을 방지할 수 있음은 물론 신선속도의 개선을 도모할 수 있어서 기타와이어의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 황동 하지도금된 용융주석도금 기타와이어의 특징적인 기술적 구성과 구체적인 제조 공정은 다음의 실시예를 통해서 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 기타와이어용 소재 강선으로서 중량%로, C 0.80∼0.86%, Si 0.15∼0.30%, Mn 0.45∼0.60%, P 0.025% 이하, S 0.02% 이하이며, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 화학조성 범위 내의 소재 로드를 마련하였다.

상기 소재 와이어 로드를 건식 신선기로 통과시켜 1차 신선이 이루어지도록 하였다. 1차 건식 신선된 선경이 2.0∼4.0mm 로 감소된 강선은 권취기 상에 권취되도록 하였다. 다음 권취기로부터 1차 건식 신선된 강선을 산세하고 가열로를 통과시켜 열처리가 이루어지도록 한 후, 건식 신선기로 공급하여 선경이 0.5∼2.5mm로 감소되도록 2차 건식 신선하였다.

다음은 황동 하지도금 공정으로서, 상기 2차 건식 신선된 와이어에 대해 통상의 황동도금 공정에 따라 황동도금층이 형성되도록 하였다. 이때, 황동 도금층은 구리 함유량이 55∼70%이고 아연 함유량이 30∼45%이 되도록 하였다.

이어서, 상기 황동도금된 강선을 신선기를 통과시켜 최종 선경이 0.1 ∼ 1.0mm 이고, 황동 도금층의 두께가 0.1∼0.2㎛로 되도록 3차 신선을 하였다.

마지막 공정으로서, 상기 3차 신선된 강선이 세척조를 통과한 후에 100%의 주석이 용융된 250 ∼ 280℃의 용융주석 도금조를 거치면서 황동 하지 도금층 위에 주석도금이 형성되도록 하였다. 이때, 용융주석 도금조 내의 상기 강선 침지시간은 5 ∼ 10초의 범위 내로 유지되도록 하였다.

상기와 같은 제조공정을 통해서 기타와이어 시편을 제조함에 있어서 황동하지 도금층 두께를 0.3㎛로 하고, 그 위에 형성되는 주석 도금층 두께를 변화시켜서 얻어진 시편들에 대한 외관 품질과 도금밀착성에 대한 시험을 행하였던바, 그 결과는 아래의 표1과 같다.

표 1

주석 도금층 두께에 따른 외관 및 도금밀착성 시험결과

구 분		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
시험 조건	황동도금층 두께(㎛)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
시험 조건	주석도금층 두께(㎛)	0.3	0.7	2.7	4.7	6	7
시험결과	외관	양호	양호	양호	양호	불량	불량
시험결과	도금밀착성	양호	양호	양호	양호	불량	불량

위의 표1에서와 같이, 황동 하지 도금층과 주석 도금층 전체의 두께가 본 발명의 범위, 즉 5㎛ 이내를 벗어나서 각각 6.3㎛ 및 7.3㎛의 두께로 두껍게 형성된 비교예1,2 시편의 경우에는 외관 품질과 도금밀착성이 불량한 것으로 관찰되었다.

Claims

강선의 표면에 구리 함유량이 55∼70%이고 아연 함유량이 30∼45%인 황동 도금층이 0.1∼0.5㎛ 두께로 형성되고, 상기 황동 도금층 위에 용융주석 도금층이 형성되되, 이때 상기 황동 도금층과 용융주석 도금층의 전체 두께는 5㎛ 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 황동하지 도금된 용융주석도금 기타와이어.
제1항에 있어서, 상기 강선의 화학조성은, 중량%로, C 0.8∼0.86%, Si 0.15∼0.30%, Mn 0.45∼0.60%, P 0.025% 이하, S 0.02% 이하이며, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 황동하지 도금된 용융주석도금 기타와이어.
소재 와이어 로드를 2.0∼4.0mm 직경으로 1차 건식 신선하는 단계와, 1차 신선된 강선의 열처리에 이어 0.5∼2.5mm 직경으로 2차 건식 신선하는 단계와, 2차 신선된 강선의 표면에 황동 도금층을 형성하는 단계와, 최종 선경이 0.1∼1.0㎜이고 황동도금층의 두께가 0.1∼0.5㎛가 되도록 3차 신선하는 단계와, 3차 신선된 강선을 용융주석 도금조를 통과시켜 용융주석 도금층이 형성되도록 하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 황동하지 도금된 용융주석도금 기타와이어의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 용융주석 도금층 형성 후의 황동 도금층과 용융주석 도금층의 전체 두께는 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 황동하지 도금된 용융주석도금 기타와이어의 제조방법.