KR101156567B1 - Copper alloy for maunfacturing a bronze statue and method of manufacturing a bronze statue using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동상 제작용 구리 합금과 이 합금을 이용한 동상의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주조성이 우수하여 얇고 미려한 표면을 얻을 수 있고, 여러 개의 주물을 만든 후 용접하여도 용접 흔적이 거의 생기지 않을 정도로 용접성이 우수하여 동상의 미감과 완성도를 획기적으로 개선할 수 있으며, 연신율도 우수하여 동상 제작 또는 취급 과정에서 균열이 쉽게 생기지 않아, 특히 동상 제작에 적합한 구리 합금과 이 합금을 이용한 동상의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a copper alloy for frostbite manufacturing and a method for producing a frostbite using this alloy, and more particularly, it has excellent castability, so that a thin and beautiful surface can be obtained. Excellent weldability that hardly occurs, it can significantly improve the aesthetics and completeness of the statue, and the elongation is also excellent, so that cracks do not easily occur during frostbite making or handling. Especially, copper alloy suitable for frostbite and frostbite using this alloy It relates to a manufacturing method of.
청동(Bronze)은 동(Cu)과 주석(Sn)의 합금인데, 필요에 따라 아연(Zn) 또는 납(Pb)과 같은 합금원소를 소량 포함하기도 한다. 그리고 구리(Cu)-주석(Sn)의 합금(주석청동)에는 탈산제로서 사용한 인(P)을 소량 잔류시키기도 하므로 상업상으로는 주석청동을 인청동(Phosphor bronze)이라고도 부른다. Bronze is an alloy of copper (Cu) and tin (Sn), and may contain a small amount of alloying elements such as zinc (Zn) or lead (Pb), if necessary. Since tin (copper bronze) of copper (Cu) -tin (Sn) also has a small amount of phosphorus (P) used as a deoxidizer, commercially known tin bronze is also referred to as phosphor bronze.
주석청동은 비교적 강도가 높을 뿐 아니라 주조성과 내마모성이 좋고, 해수에 대한 내식성이 좋은 등의 유용한 특성을 가지므로, 신석기시대 이후에 인류가 처음으로 발견하여 사용한 이후, 오늘날까지 사용목적에 따라 수많은 종류의 청동 합금이 개발되었다.Tin bronze is not only relatively high in strength but also has good properties such as good castability and abrasion resistance, and good corrosion resistance to seawater. Bronze alloy was developed.
이러한 청동은 주조성과 내마모성이 우수하여 예로부터 동상(銅像), 실내장식, 건축용 등으로 널리 사용되어 왔으며, 특히 동상 제작용으로는 2～5% 주석(Sn), 8～12% 아연(Zn)에 주조 후의 가공을 쉽게 하기 위하여 1～3%의 납(Pb)을 첨가한 것이 주로 사용되어 왔다.Such bronze has excellent castability and abrasion resistance, and has been widely used for statues, interior decoration, and construction since ancient times. Especially, for bronze statues, 2-5% tin (Sn) and 8-12% zinc (Zn) In order to facilitate the processing after casting, the addition of 1-3% lead (Pb) has been mainly used.
한편, 크기가 수 미터에서 수십 미터에 이르는 대형 동상을 제작하거나 복잡한 형상의 동상을 제작할 경우, 1개의 주물로 일체 제작이 불가능하기 때문에, 여러 개(많게는 수십 개)로 분할하여 주물을 제작한 후 용접하는 방식을 사용해야 한다. 그런데 종래의 동상 제작용으로 사용되어 온 청동 합금의 경우, 용접을 행한 후 용접 부위를 연마한 상태의 용접 부위의 색감이 도 1에 보이는 바와 같이, 주물 본체와 상당히 차이가 있어, 동상의 미감 또는 완성도가 상당히 떨어지는 문제점이 있었다.On the other hand, if you make a large statue of several meters to several tens of meters or if you make a complex statue of a statue, it is impossible to produce a single statue in one piece, so after dividing it into several pieces (many dozens) Weld method should be used. By the way, in the case of the bronze alloy that has been used for conventional frostbite manufacturing, as shown in Fig. 1, the color of the welded part in the state where the welded part is polished after welding is considerably different from that of the casting main body. There was a problem that the maturity is quite low.
또한, 동상의 경우 재료비와 무게를 고려하여, 대형 동상이라 하여도 주물의 두께는 평균 5 ~ 6mm의 비교적 얇은 두께로 주조하여야 한다. 그런데 종래의 동상 제작에 사용된 청동 합금은 주조과정에서 주물 표면에 기포의 발생으로 인해 표면이 미려하지 않게 되거나 주조 결함이 발생하여 제품 불량으로 이어지는 경우가 많았다.In addition, in the case of frostbite, in consideration of the material cost and weight, even the large frostbite should be cast to a relatively thin thickness of 5 ~ 6mm on average. By the way, the bronze alloy used in the conventional frostbite manufacturing process is often not a beautiful surface due to the generation of bubbles in the casting surface or casting defects were often leading to product defects.
또한, 종래의 동상 제작용 청동 합금은 연신율이 충분하지 않아서, 동상의 주조 과정 또는 취급 과정 중에, 도 2에 보이는 바와 같이, 동상의 표면에 균열이 쉽게 발생하는 문제점도 있다.
In addition, the conventional bronze alloy for frostbite manufacturing does not have sufficient elongation, and thus there is a problem that cracks are easily generated on the surface of the frostbite as shown in FIG. 2 during the casting or handling of the frostbite.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강도와 연신율이 충분하고 주조성이 우수하여 미려한 표면을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 특히 여러 개의 주물을 용접하여도 용접부위의 색감이 주물 본체와 거의 동일하여 육안으로 식별하기 어려울 정도로 용접성이 우수하여, 동상의 완성도와 미감을 획기적으로 개선할 수 있는 구리 합금 조성물을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the strength and elongation is sufficient and excellent castability not only to obtain a beautiful surface, but also the color of the welded part, especially when welding several castings It is an object to solve the problem to provide a copper alloy composition that is almost the same as the weldability is excellent enough to be difficult to visually identify, and can significantly improve the frostbite completeness and aesthetics.
또한, 본 발명의 다른 과제는 표면이 미려하고 다수의 주물을 용접한 후에 육안으로 용접부위의 식별이 거의 어려운 동상을 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing a statue in which the surface is beautiful and after welding a large number of castings, it is hard to identify the weld site with the naked eye.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은, 주석(Sn) 9 ~ 13중량%, 아연(Zn) 3 ~ 8중량%, 인(P) 0.1 ~ 2중량%, 나머지 구리(Cu) 및 불가피한 불순물을 포함하는 용접성과 주조성이 우수한 동상 제작용 구리합금을 제공한다.The present invention as a means for solving the above problems, 9 to 13% by weight of tin (Sn), 3 to 8% by weight of zinc (Zn), 0.1 to 2% by weight of phosphorus (P), the remaining copper (Cu) and unavoidable impurities It provides a copper alloy for frostbite manufacturing excellent weldability and castability comprising a.
또한, 본 발명에 따른 구리합금에 있어서, 상기 주석(Sn)은 10 ~ 12중량%이고, 상기 아연(Zn)은 4 ~ 7중량%이며, 상기 인(P)은 1 ~ 2중량%인 것이 보다 바람직하다.In addition, in the copper alloy according to the present invention, the tin (Sn) is 10 to 12% by weight, the zinc (Zn) is 4 to 7% by weight, the phosphorus (P) is 1 to 2% by weight. More preferred.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은, 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 및 인(P)을 제 1 항 또는 제 2 항의 조성이 되도록 원료를 배합하여 용해로에 장입하는 단계; 상기 용해로의 온도를 1150℃ ~ 1250℃로 유지한 상태에서 교반하면서 30분 ~ 4시간 동안 가열하여 용융하는 용탕을 만드는 단계; 만들어진 용탕을 1050℃ ~ 1100℃로 온도를 조절한 후, 주형에 주입하는 단계; 주형을 제거하여 주물을 만드는 단계; 및 만들어진 복수의 주물을 용접하고 용접 부위를 연마하는 단계;를 포함하고, 상기 주형은 주물과 접촉하는 내부 주형과, 상기 내부 주형의 외측에 접촉하여 배치되며 상기 용탕의 압력을 지지하는 외부 주형으로 이루어지고, 상기 내부 주형은, 150 ~ 200메시 크기의 제 1 주물사 15 ~ 25중량%와, 60 ~ 150메시 크기의 제 2 주물사 65 ~ 75중량%와, 30 ~ 60메시 크기의 제 3 주물사 5 ~ 15중량%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 동상의 제작 방법을 제공한다.
As a means for solving the above-mentioned other problems, the present invention mixes copper (Cu), tin (Sn), zinc (Zn), and phosphorus (P) to the composition of claim 1 or 2 and charges them into a melting furnace. Making; Making a molten metal by heating for 30 minutes to 4 hours while stirring while maintaining the temperature of the melting furnace at 1150 ° C to 1250 ° C; Adjusting the temperature of the produced molten metal to 1050 ° C to 1100 ° C, and then injecting the molten metal into a mold; Removing the mold to make a casting; And welding the plurality of castings made and polishing the welded portion, wherein the mold includes an inner mold in contact with the casting and an outer mold disposed in contact with an outside of the inner mold and supporting the pressure of the molten metal. The inner mold may include 15 to 25% by weight of the first foundry sand having a size of 150 to 200 meshes, 65 to 75% by weight of the second foundry sand having a size of 60 to 150 meshes, and a third molding sand having a size of 30 to 60 meshes. It provides a method of producing an frostbite, characterized in that made by mixing ~ 15% by weight.
본 발명에 의하면, 여러 개의 주물을 제작하여 용접하고 용접 후 용접부위를 연마한 후에는 주물 본체와 용접 부위 사이에 색감의 차이가 거의 없어, 육안으로는 용접한 것인지를 식별할 수 없을 정도의 높은 용접 특성을 발휘하여 특히 대형 청동 주물의 미감 또는 작품 완성도를 획기적으로 높일 수 있다.According to the present invention, after fabricating and welding a plurality of castings and polishing the welded area after welding, there is almost no difference in color between the casting body and the welded portion, so that it is difficult to discern whether it is welded with the naked eye. The welding properties can be used to significantly enhance the aesthetics or work completion of large bronze castings.
또한, 본 발명에 따른 구리합금은 주조성이 매우 우수하여 평균 두께 5 ~ 6mm의 얇은 두께로 제작하여도 표면이 미려하고 제품 불량이 줄어든다.In addition, the copper alloy according to the present invention is very excellent in castability, even if manufactured to a thin thickness of 5 ~ 6mm average thickness is beautiful surface and product defects are reduced.
또한, 본 발명에 따른 구리합금은 충분한 연성을 가져, 동상의 제작과정 또는 취급과정에 균열이 쉽게 생기지 않는다.
In addition, the copper alloy according to the present invention has sufficient ductility, so that cracks do not easily occur during the manufacturing or handling of the in-phase.
도 1은 종래의 동상 제작용 청동으로 제작한 다수의 주물을 용접하고 용접부위를 연마한 후, 용접부위를 촬영한 사진이다.
도 2는 종래의 동상 제작용 청동으로 제작한 주물에서 발생한 균열부위를 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 구리합금을 사용하여 제작한 다수의 주물을 용접하고 용접부위를 연마한 후, 용접부위를 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 구리합금의 제조에 사용한 주형의 단면을 보여주는 사진이다.1 is a photograph of a welded site after welding a plurality of castings made of bronze for conventional statue making and polishing the welded site.
Figure 2 is a photograph of the cracks generated in the casting made of conventional bronze for statue making.
3 is a photograph of a welded part after welding a plurality of castings produced using a copper alloy according to the present invention and polishing a welded part.
Figure 4 is a photograph showing a cross section of the mold used in the production of a copper alloy according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 표 및 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
일상 생활용품이나 기계 부품에 사용되는 청동과 달리 동상 제작용 청동의 경우, 동상의 형상을 안정적으로 유지할 수 있는 강도와 내식성만 있으면 되기 때문에, 미세조직보다는 주조 후의 색상, 표면 결함(기포, 균열 등)의 발생 여부, 그리고 무엇보다도 여러 개의 주물을 용접하였을 때, 용접부위의 연마 공정 후 색감이 주물 본체와 어느 정도 차이가 있는지가 중요하다.Unlike bronze used for daily necessities or mechanical parts, bronze for bronze statues only needs strength and corrosion resistance to maintain the shape of statues steadily. ), And above all, when welding several castings, it is important to see how the color difference after the polishing process of the welding part differs from the casting main body.
이에 따라 본 발명자는 용접 부위의 색감이 주물 본체와 거의 유사하거나 동일하여 육안으로 식별하기 어려운 청동 조성물을 연구한 결과, 이하와 같은 조성의 청동으로 주물을 형성하였을 때, 주조성이 우수하여 표면이 미려할 뿐 아니라 용접 후에도 용접 부위의 색감이 주물 본체와 실질적으로 동일하여 육안으로 구분되지 않는 정도의 용접성을 가졌음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다. Accordingly, the present inventors have studied a bronze composition which is hardly discernible to the naked eye because the color of the welded part is almost the same or the same as that of the casting body. When the casting is formed of bronze having the following composition, the castability is excellent and the surface is improved. In addition to being beautiful, even after welding, the color of the welded portion was substantially the same as that of the casting main body, and it was confirmed that the weldability was invisible to the naked eye.
본 발명에 따른 동상 제작용 구리합금 조성물은, 주석(Sn) 9 ~ 13중량%, 아연(Zn) 3 ~ 8중량%, 인(P) 0.1 ~ 2중량%, 나머지 구리(Cu) 및 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하며, 각각의 합금 성분을 상기와 같이 수치로 한정한 이유는 다음과 같다.Copper alloy composition for in-phase production according to the present invention, 9 to 13% by weight of tin (Sn), 3 to 8% by weight of zinc (Zn), 0.1 to 2% by weight of phosphorus (P), the remaining copper (Cu) and inevitable impurities It characterized in that it comprises a, each reason for limiting each alloy component to the numerical value as described above is as follows.
주석(Sn)은 일반적으로 주조성과 내식성을 향상시키고 납(Pb)의 용출을 억제하기 위하여 첨가되는 원소인데, 본 발명자는 특히 주조성과 주물의 용접 후 용접흔적이 남지 않도록 하는 용접성에 주안점을 두고 주석(Sn)의 합금량을 조절하였으며, 주석(Sn)의 함량이 일반적인 동상에 널리 사용되는 9중량% 미만일 경우 용접성의 개선이 충분하지 않고, 13중량%를 초과할 경우에도 용접성이 떨어진다. 따라서 주석(Sn)은 9 ~ 13중량%로 첨가되어야 하며, 안정적인 용접특성을 얻기 위해서는 10 ~ 12중량%로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.Tin (Sn) is generally an element added to improve castability and corrosion resistance and to suppress the elution of lead (Pb), the inventors of the present invention in particular focusing on the weldability to prevent welding traces remain after casting and casting of castings The alloying amount of (Sn) was adjusted, and when the content of tin (Sn) is less than 9% by weight, which is widely used in general in-phase, the improvement of weldability is not sufficient, and even when it exceeds 13% by weight, weldability is inferior. Therefore, tin (Sn) should be added at 9 to 13% by weight, and more preferably at 10 to 12% by weight in order to obtain stable welding characteristics.
아연(Zn)은 합금의 성형성을 향상시키는 원소이고, 내해수성 및 내압성을 향상시키는 원소인데, 본 발명자들은 역시 용접성에 주안점을 두고 아연(Zn)의 함량을 조절한 결과, 3중량% 미만일 경우 원하는 성형성과 용접성이 얻어지지 않고 8중량%를 초과할 경우에도 용접성이 떨어짐을 확인하였다. 즉, 아연(Zn)의 함량은 3 ~ 8중량%인 것이 바람직하고, 4 ~ 7중량%인 것이 보다 바람직하다Zinc (Zn) is an element that improves the moldability of the alloy, and is an element that improves seawater resistance and pressure resistance, the present inventors also adjusted the content of zinc (Zn) with a focus on weldability, when less than 3% by weight The desired formability and weldability were not obtained, and the weldability was found to be poor even when it exceeds 8% by weight. That is, the content of zinc (Zn) is preferably 3 to 8% by weight, more preferably 4 to 7% by weight.
인(P)은 구리합금 용탕의 탈산(즉, 청정화)과 용탕의 온도 유지를 위해 첨가하는 것으로, 합금 중에 0.05중량%이하 정도의 인(P)이 용탕에 남게 되면 합금의 유동성, 경도 및 강도가 증가되고, 내마모성, 탄성이 개선되지만, 0.5중량%를 초과하면 오히려 유동성 및 기타 기계적 성질이 저하되므로, 통상 0.5중량% 이하로 잔류시키는 성분이다. 그런데 본 발명자들은 인(P)의 잔류 함량이 0.1중량% 미만일 경우 유동성과 용탕의 온도 유지가 어렵고, 2중량%를 초과할 경우 연성이 떨어지며 도 1과 같이 용접라인이 생긴다. 따라서 인(P)은 0.1 ~ 2중량%로 함유되는 것이 바람직하고, 용탕의 보온 효과를 통한 유동성 유지 효과를 얻기 위해서는 인(P)은 0.5 ~ 1중량%로 함유되는 것이 보다 바람직하다.Phosphorus (P) is added to deoxidize (ie, purify) the copper alloy molten metal and to maintain the temperature of the molten metal. When phosphorus (P) of about 0.05% by weight or less remains in the molten alloy, the fluidity, hardness and strength of the alloy Is increased, and wear resistance and elasticity are improved, but when it exceeds 0.5% by weight, the fluidity and other mechanical properties are lowered, and therefore it is usually a component that remains at 0.5% by weight or less. However, the inventors of the present invention are difficult to maintain the fluidity and the temperature of the molten metal when the residual content of phosphorus (P) is less than 0.1% by weight, and when the content exceeds 2% by weight, the ductility falls and a welding line is formed as shown in FIG. 1. Therefore, it is preferable that phosphorus (P) is contained in an amount of 0.1 to 2% by weight, and in order to obtain a fluidity maintaining effect through the thermal insulation effect of the molten metal, phosphorus (P) is more preferably contained in an amount of 0.5 to 1% by weight.
다음으로, 본 발명에 따른 구리합금 조성물을 이용한 동상의 제조방법에 대해 설명한다.Next, the manufacturing method of the in-phase using the copper alloy composition which concerns on this invention is demonstrated.
구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn) 및 인(P)을 제 1 항 또는 제 2 항의 조성이 되도록 원료를 배합하여 용해로에 장입하는 단계; 상기 용해로의 온도를 1150℃ ~ 1250℃로 유지한 상태에서 교반하면서 30분 ~ 4시간 동안 가열하여 용융하는 용탕을 만드는 단계; 만들어진 용탕을 1050℃ ~ 1100℃로 온도를 조절한 후, 주형에 주입하는 단계; 주형을 제거하여 주물을 만드는 단계; 및 만들어진 복수의 주물을 용접하고 용접 부위를 연마하는 단계;를 포함하고, 상기 주형은 주물과 접촉하는 내부 주형과, 상기 내부 주형의 외측에 접촉하여 배치되며 상기 용탕의 압력을 지지하는 외부 주형으로 이루어지고, 상기 내부 주형은, 150 ~ 200메시 크기의 제 1 주물사 15 ~ 25중량%와, 60 ~ 150메시 크기의 제 2 주물사 65 ~ 75중량%와, 30 ~ 60메시 크기의 제 3 주물사 5 ~ 15중량%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Mixing copper (Cu), tin (Sn), zinc (Zn), and phosphorus (P) so as to have a composition according to claim 1 or 2, and charging the same into a melting furnace; Making a molten metal by heating for 30 minutes to 4 hours while stirring while maintaining the temperature of the melting furnace at 1150 ° C to 1250 ° C; Adjusting the temperature of the produced molten metal to 1050 ° C to 1100 ° C, and then injecting the molten metal into a mold; Removing the mold to make a casting; And welding the plurality of castings made and polishing the welded portion, wherein the mold includes an inner mold in contact with the casting and an outer mold disposed in contact with an outside of the inner mold and supporting the pressure of the molten metal. The inner mold may include 15 to 25% by weight of the first foundry sand having a size of 150 to 200 meshes, 65 to 75% by weight of the second foundry sand having a size of 60 to 150 meshes, and a third molding sand having a size of 30 to 60 meshes. It is characterized by consisting of ~ 15% by weight.
상기 용탕의 온도가 1150℃ 미만일 경우 래들로 옮기는 과정에서 실제 주탕시의 온도가 낮아져 건전한 주물을 얻기 어렵고, 1250℃를 초과할 경우 주석(Sn)의 반응성이 높아져 주석(Sn)의 손실이 지나치게 많아지기 때문이다.When the temperature of the molten metal is less than 1150 ° C., the temperature of the actual pouring decreases in the process of transferring to the ladle, so that it is difficult to obtain a sound casting. For losing.
또한, 상기 용해시간은 가열로의 종류에 따라 달라지나, 30분 미만일 경우 용탕의 온도의 안정화가 충분하지 않고, 4시간 이상일 경우 경제적이지 않기 때문에, 30분 ~ 4시간의 범위로 수행한다. In addition, the dissolution time varies depending on the type of heating furnace, but if it is less than 30 minutes, the temperature of the molten metal is not sufficiently stabilized, and if it is not more than 4 hours, it is not economical, it is performed in the range of 30 minutes to 4 hours.
또한, 상기 주형에 주입 직전의 용탕의 온도는 1050℃ 미만일 경우 주조성이 떨어져 얇고 미려한 표면의 주물을 얻기 어렵고, 1100℃를 초과할 경우 용탕의 온도가 높아 주물의 표면에 기포가 발생할 가능성이 높으므로, 1100℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다.In addition, when the temperature of the melt just before injection into the mold is less than 1050 ° C., castability is difficult to obtain a thin and beautiful surface casting, and when the temperature exceeds 1100 ° C., the temperature of the melt is high, so that bubbles are likely to occur on the surface of the casting. Therefore, it is preferable to keep it at 1100 degrees C or less.
상기 내부 주형은 주조시의 기포발생을 최대한 억제하기 위한 것으로, 상기와 같은 범위로 혼합되지 않을 경우, 생성된 기포의 제거가 용이하지 않아, 미려한 표면을 얻기 어려우므로, 상기와 같은 혼합조건으로 혼합하는 것이 바람직하다.The internal mold is to suppress the bubbles generated during casting as much as possible, if not mixed in the above range, it is not easy to remove the generated bubbles, it is difficult to obtain a beautiful surface, mixing under the same mixing conditions It is desirable to.
이하에서는 본 발명자들이 본 발명에 따른 합금(실시예)과 기존의 동상 제조용 합금(비교예)으로 동상을 제조한 후 그 특성을 대비하였다.
Hereinafter, the inventors prepared an in-phase with an alloy (example) according to the present invention and an existing in-phase alloy (comparative example), and then compared the characteristics thereof.
[실시예][Example]
고주파 용해로내에 배치된 도가니에, 용탕의 조성이, 주석(Sn) 11중량%, 아연(Zn) 5중량%, 그리고 잔류 인(P)의 함량이 1중량%가 되도록 원료를 조절하여 장입하고, 1250℃에서 1시간 동안 가열하여 용탕을 얻었다. 얻어진 용탕은 래들에 옮겨담고 용탕의 온도가 1050 ~ 1100℃가 되도록 유지한 후, 도 5에 보인 것과 같은 방식으로 제조한 판상의 주형에 용탕을 주입하여 주물을 제조하였다. In the crucible disposed in the high frequency melting furnace, the raw material is charged and charged so that the composition of the molten metal is 11% by weight of tin (Sn), 5% by weight of zinc (Zn), and 1% by weight of residual phosphorus (P). It heated at 1250 degreeC for 1 hour, and obtained the molten metal. The obtained molten metal was transferred to a ladle and maintained at a temperature of 1050 to 1100 ° C., followed by injecting molten metal into a plate-shaped mold prepared in the same manner as shown in FIG. 5 to prepare a casting.
이와 같이 얻어진 주물을 용접하였는데, 이때 용접은 TIG용접기(알곤) 용접기를 사용하여 판상으로 주조된 주물을 전단기로 절단한 후 주물 합금과 동일한 조성으로 이루어진 용접봉(주물 제품을 절단하여 준비한 용접봉임)을 사용하여 동상에 용접을 하여 도 3과 같은 용접물을 얻었다. 용접을 완료한 후에는 금형 그라인더 연마기를 사용하여 돌출되어 있는 용접 비드 부분을 연마하여 주물 표면과 동일한 높이를 갖도록 연마하였다.The casting thus obtained was welded, in which the welding was made by cutting a casting cast into a plate using a TIG welding machine (argon) welding machine with a shear, and then a welding rod having the same composition as the casting alloy (a welding rod prepared by cutting a casting product). Weld to the in-phase using to obtain a weld as shown in FIG. After the welding was completed, the protruding weld bead portion was polished using a mold grinder polisher to have the same height as the casting surface.
도 4는 연마가 완료된 후, 연마부위를 촬영한 사진이며, 도 4에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구리 합금 조성물을 사용하여 제작한 주물의 용접부위는 주물 본체와 거의 구별되지 않을 정도로 주물 본체와 거의 유사한 색감을 나타낸다.FIG. 4 is a photograph of the polishing portion after polishing is completed, and as shown in FIG. 4, the welding portion of the casting manufactured using the copper alloy composition according to the embodiment of the present invention is hardly distinguished from the casting body. The color is almost similar to that of the casting body.
또한, 아래 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 구리합금의 주물에 대한 인장시험 결과를 보여준다.In addition, Table 1 below shows the tensile test results for the casting of the copper alloy according to an embodiment of the present invention.
(Kgf/㎠)The tensile strength
(Kgf / ㎠)
(Kgf/㎠)Yield strength
(Kgf / ㎠)
(%)Elongation
(%)
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구리 합금은 인장강도와 항복강도가 비교적 높을 뿐 아니라, 연신율이 매우 높아서, 주조물을 제조한 후에도 쉽게 균열이 생기지 않는다.
As confirmed in Table 1, the copper alloy according to the embodiment of the present invention not only has a relatively high tensile strength and yield strength, but also a very high elongation, and thus does not easily crack even after the casting is manufactured.
[비교예][Comparative Example]
고주파 용해로내에 배치된 도가니에, 용탕의 조성이, 국내에서 널리 사용되고 있는 동상 제작용 청동 합금 조성인, 주석(Sn) 3중량%, 아연(Zn) 9중량%, 그리고 잔류 인(P)의 함량이 0.05중량%가 되도록 원료를 조절하여 장입하고, 1250℃에서 1시간 동안 가열하여 용탕을 얻었다. 얻어진 용탕은 래들에 옮겨담고 용탕의 온도가 1050 ~ 1100℃가 되도록 유지한 후, 도 5에 보인 것과 같은 방식으로 제조한 주형에 용탕을 주입하여 다수의 주물을 제조하였다. In the crucible placed in the high-frequency melting furnace, the composition of the molten metal is 3% by weight of tin (Sn), 9% by weight of zinc (Zn), and residual phosphorus (P), which is a bronze alloy composition for statue making, which is widely used in Korea. The raw material was adjusted and charged so that it may become 0.05 weight%, and it heated at 1250 degreeC for 1 hour, and obtained the molten metal. The obtained molten metal was transferred to a ladle and maintained at a temperature of 1050 to 1100 ° C., and then a plurality of castings were prepared by injecting molten metal into a mold prepared in the same manner as shown in FIG. 5.
얻어진 주물을 용접하였는데, 이때 용접은 TIG용접기를 사용하여, 비교예와 동일한 성분의 용접봉을 사용하여 용접하였다. 용접을 완료한 후에는 금형그라인더 연마기를 사용하여 용접부위를 연마하여 주물 표면과 동일한 높이를 갖도록 연마하였다.The obtained casting was welded, but the welding was carried out using a TIG welding machine, using a welding rod of the same component as the comparative example. After the welding was completed, the welding area was polished using a mold grinder polisher to have the same height as the casting surface.
도 1은 비교예에 의해 제조한 동상의 연마부위를 촬영한 사진인데, 도 1에서 화살표가 지시한 곳에서 확인되는 바와 같이, 비교예에 의해 제조한 동상의 경우에는 용접자국이 선명하게 드러나므로, 동상을 제작하였을 때, 동상의 미감과 완성도가 떨어지는 문제가 있다.
Figure 1 is a photograph of the polishing portion of the statue prepared by the comparative example, as confirmed by the arrow indicated in Figure 1, in the case of the statue produced by the comparative example, because the weld marks are clearly visible , When creating a statue, there is a problem that the aesthetics and completeness of the statue falls.
Claims (3)
상기 주석(Sn)은 10 ~ 12중량%이고,
상기 아연(Zn)은 4 ~ 7중량%이며,
상기 인(P)은 0.5 ~ 1중량%인 것을 특징으로 하는 용접성과 주조성이 우수한 동상 제작용 구리합금.The method of claim 1,
The tin (Sn) is 10 to 12% by weight,
The zinc (Zn) is 4 to 7% by weight,
The phosphorus (P) is copper alloy for frostbite manufacturing excellent in weldability and castability, characterized in that 0.5 to 1% by weight.
상기 용해로의 온도를 1150℃ ~ 1250℃로 유지한 상태에서 교반하면서 30분 ~ 4시간 동안 가열하여 용융하는 용탕을 만드는 단계; 및
만들어진 용탕을 1050℃ ~ 1100℃로 온도를 조절한 후, 주형에 주입하는 단계;
주형을 제거하여 주물을 만드는 단계; 및
만들어진 복수의 주물을 용접하고 용접 부위를 연마하는 단계;를 포함하고,
상기 주형은 주물과 접촉하는 내부 주형과, 상기 내부 주형의 외측에 접촉하여 배치되며 상기 용탕의 압력을 지지하는 외부 주형으로 이루어지고,
상기 내부 주형은, 150 ~ 200메시 크기의 제 1 주물사 15 ~ 25중량%와, 60 ~ 150메시 크기의 제 2 주물사 65 ~ 75중량%와, 30 ~ 60메시 크기의 제 3 주물사 5 ~ 15중량%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 동상의 제작 방법.
Mixing copper (Cu), tin (Sn), zinc (Zn), and phosphorus (P) so as to have a composition according to claim 1 or 2, and charging the same into a melting furnace;
Making a molten metal by heating for 30 minutes to 4 hours while stirring while maintaining the temperature of the melting furnace at 1150 ° C to 1250 ° C; And
Adjusting the temperature of the produced molten metal to 1050 ° C to 1100 ° C, and then injecting the molten metal into a mold;
Removing the mold to make a casting; And
And welding the plurality of castings made and polishing the welded portion.
The mold is composed of an inner mold in contact with the casting, and an outer mold disposed in contact with the outside of the inner mold and supporting the pressure of the molten metal,
The inner mold is 15 to 25% by weight of the first molding sand of 150 to 200 mesh size, 65 to 75% by weight of the second molding sand of 60 to 150 mesh size, and 5 to 15 weight of the third molding sand of 30 to 60 mesh size Method of producing a frostbite characterized in that the mixture was made by%.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110093311A KR101156567B1 (en) | 2011-09-16 | 2011-09-16 | Copper alloy for maunfacturing a bronze statue and method of manufacturing a bronze statue using the same |
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| KR101156567B1 true KR101156567B1 (en) | 2012-06-20 |
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| KR (1) | KR101156567B1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111378890A (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 杭州朱炳仁文化艺术有限公司 | Cast copper sculpture material and preparation process of cast copper sculpture |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62116744A (en) | 1985-11-13 | 1987-05-28 | Kobe Steel Ltd | Phosphor bronze excellent in migration resistance |
-
2011
- 2011-09-16 KR KR1020110093311A patent/KR101156567B1/en active IP Right Grant
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| JPS62116744A (en) | 1985-11-13 | 1987-05-28 | Kobe Steel Ltd | Phosphor bronze excellent in migration resistance |
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