KR101802933B1 - Brass with improved dezincification resistance and machinability - Google Patents

Abstract

본 발명은 (i) 내식 탈 아연 및 (ii) 절삭성 개선과, (iii) 결정 입계 부식으로부터 보호할 수 있는 황동 합금에 관한 것이다. 본 발명에 따른 황동 합금은 a. 동 62-68 중량%, b. 납 0.02-1.00 중량%, c. <비소 0.02 중량%,d. 인 0.01-0,06 중량% 및/또는 안티몬 0.01-0.06 중량% 및 e. 나머지는 아연을 포함하며, 상기 황동 합금은 β-상태의 함량이 < 5%이거나, 바람직하게는 ≤1%인 것을 특징으로 하는 내식 탈아연, 절삭 성 및 결정 입계 부식 보호가 개선것이다. 또한, 본 발명은 상기의 황동 합금을 제작하는 방법을 제공한다. The present invention relates to a brass alloy capable of protecting from (i) corrosion-resistant dezincification and (ii) machinability improvement and (iii) grain boundary corrosion. The brass alloy according to the present invention comprises: a. 62-68 wt% copper, b. 0.02-1.00 wt% lead, c. 0.02% by weight of arsenic, d. 0.01-0.06% by weight and / or antimony 0.01-0.06% by weight and e. The balance comprising zinc, wherein the brass alloy has an? -State content of less than or equal to 5%, preferably? 1%. The present invention also provides a method for manufacturing the above brass alloy.

Description

내식 탈아연, 절삭 성 및 결정 입계 부식 보호가 개선된 황동 합금{BRASS WITH IMPROVED DEZINCIFICATION RESISTANCE AND MACHINABILITY}[0001] BRASS WITH IMPROVED DEZINCIFICATION RESISTANCE AND MACHINABILITY [0002] FIELD OF THE INVENTION [0003]

본 발명은 원칙적으로 개선된 내(식) 탈아연 (dezincification resistance)과 결정 입계 부식 (intergranular grain boundary corrosion)으로 부터 보호가 가능한 무 비소 황동 합금과 절삭성 (기계 가공성)에 관한 것이다. The present invention relates in principle to an improved arsenic resistance and a non-arsenic brass alloy that can be protected from intergranular grain boundary corrosion and machinability.

황동은 동 (Cu)과 아연 (Zn)을 기본 구성으로 하는 물질이다. 납 (Pb), 철 (Fe), 알루미늄 (Al), 니켈 (Ni), 망간 (Mn), 및 실리콘 (Si) 등과 같은 서로 다른 합금 물질을 부가하여 황동은 독특한 성질을 가질 수 있게 되며, 이에 따라, 서로 다른 종류의 공정과 최종 생성물에 적합한 서로 다른 황동 합금이 존재한다. 조립과 제조 방법에 따라, 황동은 소위 서로 다른 상태, 즉 미세구조 요소로 구성된다. 통상 황동 상태는 동이 풍부한 α-상태 (α-phase)와 아연이 풍부한 β-상태 (β-phase)를 포함한다. 종종, 황동은 이들 2상태의 혼합으로 구성된다. Brass is a material composed mainly of copper (Cu) and zinc (Zn). Brass can have unique properties by adding different alloy materials such as lead (Pb), iron (Fe), aluminum (Al), nickel (Ni), manganese (Mn) Accordingly, there are different brass alloys suitable for different kinds of processes and end products. Depending on the assembly and the manufacturing process, the brass is composed of so-called different states, i.e., microstructure elements. Brass states usually include copper-rich (alpha-phase) and zinc-rich (beta-phase). Often, brass consists of a mixture of these two states.

동질 황동 조성을 구비한 고용체는 대략 아연 35 중량%에 동을 첨가하여 형성된다. 아연 함량을 더 증가시키면 본래의 동질 고용체 (α-상태)와 증가된 아연 함량 (β-상태)의 혼합이 된다. 아연 35-45 중량%를 포함한 황동은 이들 2 상태의 혼합으로 구성되며, 이는 α-β 황동 또는 이중 황동이라고 불린다. α-상태와 β-상태 사이의 관계는 아연 함량에 주로 결정된다. α-β 황동에 β-상태가 존재하게 되면, 냉간 연성이 감소하나 압출이나 펀칭에 의한 열간 가공에 대한 감수성이 크게 증가하게 되며, 열분해 없이 캐스팅을 할 수 있게 되며, 이는 납이 존재할 때도 마찬가지이다. 또한, α-β 합금은 보다 향상된 기계적 성질을 갖고 있으며, 아연 함량이 많기 때문에, 특정의 경우 α-황동보다 저렴하다. 그러나, α-β 황동 합금이 탈아연 감도가 더 높다. 따라서, 내(식) 탈아연 (dezincification resistance)을 구비한 α-β 황동 합금을 생산할 필요성이 있다. A solid solution having a homogeneous brass composition is formed by adding copper to approximately 35 weight% of zinc. A further increase in zinc content results in the mixing of the original homogeneous solid solution (? -State) and the increased zinc content (? -State). Brass, including 35-45 wt.% Zinc, consists of a mixture of these two states, which is called? -? Brass or double brass. The relationship between the? -state and? -state is mainly determined by the zinc content. The presence of β-state in α-β brass reduces the cold ductility but increases the susceptibility to hot working by extrusion or punching and allows casting without pyrolysis, even when lead is present . In addition, the α-β alloy has improved mechanical properties and is cheaper than α-brass in certain cases because of its high zinc content. However, the α-β brass alloy has higher dezinc sensitivity. Therefore, there is a need to produce an? -? Brass alloy with internal (dezincification) resistance.

특정 환경의 경우, 특수 합금이 필요하게 된다. 그 같은 경우로는, 내식 탈아연이 요구되는 믹서 탭과 밸브, 커플링 등 빌딩 서비스 피팅 (building service fitting)을 들 수 있다. 탈 아연이란 아연이 부분적으로 부식되어 다공 동 구조 (porous copper structure)로 되는 부식의 한 종류이다. In certain circumstances, special alloys are required. Such cases include mixer taps, building service fittings such as valves and couplings where corrosion resistance zinc is required. Zinc is a type of corrosion where zinc is partially corroded into a porous copper structure.

내식 탈아연 황동(dezincification resistance brass)은 비교적 60% 이상의 고 함량 동과 비소 (As), 안티몬 (안티모니, Sb) 또는 인 (P)을 포함하며, 이는 α-상태의 황동을 내 탈아연 (resistance to dezincification) 되도록 만든다. 상기 α-상태만이 안정될 수 있기 때문에, 동의 함량을 더 높게 하여 β-상태의 함량을 최소화하는 것이 중요하다. 그러나, 비소 및 동 60 중량%이상으로 사용하더라도, β-상태가 남는 것으로 밝혀졌다. 따라서, α-β 황동 합금 (동 60 중량%보다 작거나 같은 구성)의 β-상태를 최소할 필요가 있다.The dezincification resistance brass contains a high content of copper and arsenic (As), antimony (antimony, Sb) or phosphorus (P) in a relatively high level of more than 60% resistance to dezincification. Since only the? -State can be stabilized, it is important to increase the copper content to minimize the content of? -State. However, even when used in an amount of 60 wt% or more of arsenic and copper, it was found that the? -State remained. Therefore, it is necessary to minimize the? -State of the? -? Brass alloy (composition smaller than or equal to 60% by weight of copper).

미국특허 3,963,526에 따르면, As, Sb 또는 P와 같은 탈 아연 억제 합금 요소 최소 0.02 중량%를 합금에 첨가하면 5-20%의 β-상태 황동 합금을 확보할 수 있는 것으로 알려졌다. 합금에 자연적으로 존재하는 β-상태의 연속 그물구조 (continuous network)는 일정 시간 동안 400C° -600C° 온도로 열처리되는 반 가공 주형 황동 합금(cast brass alloy)에 의해 파괴될 수 있다. 탈 아연 뿐만 아니라, 황동 합금은 결정 입계 부식 (intergranular grain boundary corrosion)에 영향을 받을 수 있는데, 이 결정 입계 부식은 입계를 따라 발생하는 부식의 한 형태이다. 아연 함량은 황동 합금의 결정 입계에서 더 높으며, 결정 입계 부식은 결정 입계를 따라 존재하는 아연을 공격한다. 따라서, 결정 입계 부식에 대한 황동 합금을 보호하기 위한 필요성 또한 요구되는 것이다.According to U.S. Patent No. 3,963,526 it has been found that adding at least 0.02% by weight of a de-zinc inhibiting alloy element such as As, Sb or P to an alloy can achieve 5-20% of a β-state brass alloy. The continuous network of β-states naturally present in the alloy can be destroyed by a semi-finished cast brass alloy which is heat-treated at a temperature of 400 ° C to 600 ° C for a period of time. In addition to zinc, brass alloys can be affected by intergranular grain boundary corrosion, which is a form of corrosion that occurs along grain boundaries. The zinc content is higher in the grain boundaries of the brass alloy, and grain boundary corrosion attacks the existing zinc along the grain boundaries. Thus, there is also a need to protect brass alloys against grain boundary corrosion.

사람들은 물이나 일부 음식을 들 때 무기 비소에 종종 노출되며, 특히, 생선이나 조개류 (1-3)를 통해 여러 유기 비소 화합물에 노출된다. 전세계적으로 보았을 때, 수백만의 사람들이 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있는 고농도 비소 함량이 포함된 물을 마시고 있다. 이 같은 현상이 가장 심각한 지역은 뱅글라데시, 인도, 대만 및 남미, 중국을 포함한다. 따라서, 식수와 접촉되는 황동 합금에 가능한 비소를 적게 사용함으로써 비소 함량을 줄일 필요가 있다. People are often exposed to inorganic arsenic when they drink water or some food, and are exposed to various organic arsenic compounds, especially through fish or shellfish (1-3). Globally, millions of people are drinking water containing high levels of arsenic, which can have a serious health impact. The most serious areas include Bangladesh, India, Taiwan and South America, and China. Therefore, it is necessary to reduce arsenic content by using as little arsenic as possible for brass alloys in contact with drinking water.

미국 과학 아카데미는 임계치 10μg/l의 비소 함량이 포함된 식수를 하루 1 리터를 마시는 1천명의 사람 중 1-3 사람이 생애 중 암에 걸릴 수 있다고 추측하면서, 이는 개인 환경 요인 (3)으로 허용 가능한 위험으로 고려될 수 있는 저 위험 수치 (노출된 10만명 당 약 1건)를 초과하는 것이다. 다른 암 발생 물질과 마찬가지로, 건강영향 위험은 적게 노출될수록 감소한다. 식수에서 비소의 임계치는 유럽연합 내에서는 10μg/l이다. The US Academy of Sciences estimates that 1-3 of the 1,000 people drinking 1 liter of drinking water per day with an arsenic content of 10 μg / l are likely to have cancer in their lifetime, (About one per 100,000 exposed) that can be considered a possible hazard. As with other cancer-causing substances, the risk of health effects decreases with less exposure. The threshold for arsenic in drinking water is 10 μg / l in the European Union.

스웨덴의 경우, 식수의 비소 임계치는 10μg/l이며, 이는 암 위험 (3)에 근거한다. 암 발생에 따른 평생 위험은 1천명 당 1-3명 (0.1-0.3)으로 추정되는데, 이는 식수 임계치(연령, 기후 및 신체활동에 따른 일일 10-20μg)에 해당되는 일일 비소 섭취에 따른 것이다. 따라서, 가능한 한 비소 섭취량을 제한 것이 바람직하다. 이는 특히, 어린애 적용되는데 왜냐하면, 실험 연구에 따르면, 태반과 영유아가 성인보다 더 민감하기 때문이다.In Sweden, the arsenic threshold for drinking water is 10 μg / l, which is based on cancer risk (3). The lifetime risk from cancer is estimated to be 1-3 (0.1-0.3) per 1,000 people, which is due to daily arsenic intake, which corresponds to a drinking water threshold (10-20 μg per day for age, climate and physical activity). Therefore, it is desirable to limit the intake of arsenic as much as possible. This is especially true for children because experimental studies have shown that the placenta and infants are more sensitive than adults.

상수도 시설에서 납이 비교적 흔히 발견되는 국가의 경우, 식수에 포함된 납은 Z크게 노출된다. 납은 이미 복용량이 낮아도 (3, 4) 신경계통을 손상시킬 수 있다.미성숙 신경계통에는 특히 민감하다. 혈중 납 함량은 건강 위험에 따라 정해진다. 혈중 함량이 100μg/l 및 그 이상인 경우, 지적 능력 저하라는 증세는 발달을 저해하고 행동 장애는 태아 상태와 유아기에 노출된 아이들에게 나타날 가능성이 있다. 따라서, 식수와 접촉하는 황동 합금의 납 함량을 낮게 사용하여 식수의 납 함량을 줄일 필요가 있다.In countries where lead is relatively common in water utilities, lead in drinking water is significantly exposed. Lead, even at low doses (3, 4), can damage the nervous system, which is particularly sensitive to the immature nervous system. Blood lead content is determined by health risk. If the blood level is 100 μg / l or more, the symptoms of intellectual deterioration may hinder development and the behavioral disorders may appear in the fetus and in children exposed to infancy. Therefore, it is necessary to reduce the lead content of drinking water by using a low lead content of brass alloy in contact with drinking water.

본 발명의 목적은 무 비소 α-β 황동 합금을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 비소나 비소만을 포함한 황동 합금보다 향상된 탈 아연 황동 합금을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 비소나 비소만을 포함한 황동 합금보다 결정 입계 부식 (intergranular grain boundary corrosion)을 유사 또는 더 잘 보호할 수 있는 황동 합금을 제공하는데 있다. 또 다른 목적은 납 합량이 ≤1.0 중량%이거나, 바람직하게는 ≤납 0.10 중량%인 황동 합금을 제공하는데 있다. 또 다른 목적은 β-상태의 함량이 < 5%이거나, 바람직하게는 ≤1%인 황동 합금을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a non-arsenic alpha-beta brass alloy. Another object is to provide a de-zincated brass alloy which is superior to brass alloys containing only arsenic or arsenic. Another object is to provide a brass alloy capable of providing similar or better protection of intergranular grain boundary corrosion than brass alloys containing only arsenic or arsenic. Another object is to provide a brass alloy having a lead amount of? 1.0 wt% or preferably? Lead of 0.10 wt%. Another object is to provide a brass alloy having a? -State content of <5%, preferably? 1%.

본 발명은, 독립 항에서 보는 바와 같이, 상기 목적을 달성하는 것이다. 종속 항에서 본 발명의 적절한 실 시 예를 정의된다.The present invention achieves the above object, as seen in the independent clause. Suitable examples of the invention are defined in the dependent claims.

본 발명은 (i) 내식 탈 아연 및 (ii) 절삭성 개선과, (iii) 결정 입계 부식으로부터 보호할 수 있는 황동 합금에 관한 것이다. The present invention relates to a brass alloy capable of protecting from (i) corrosion-resistant dezincification and (ii) machinability improvement and (iii) grain boundary corrosion.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 동 62-68 중량%, 납 0.02-1.00 중량%, <비소 0.02 중량% 및/또는 인 0.01-0,06 중량% 및/또는 안티몬 0.01-0.05 중량% 및 나머지는 아연으로 구성된다. 상기 황동 합금은 β-상태의 함량이 < 5%이거나, 바람직하게는 ≤1%인 것을 특징으로 하고 있다. α-상태만이 안정화되기 때문에, β-상태의 함량을 < 5%이거나, 바람직하게는 ≤1%으로 최소화하는 것이 중요하며, 이는 탈 아연과 결정 입계 부식에 대응하기 위함이 그 목적이다.According to one example, in principle, the arsenic-free brass alloy comprises 62-68 wt% copper, 0.02-1.00 wt% lead, 0.02 wt% arsenic and / or 0.01-0.06 wt% phosphorus and / Or 0.01-0.05 wt% of antimony and the balance of zinc. The brass alloy is characterized in that the content of the? -Structure is <5%, or preferably? 1%. Since only the? -state is stabilized, it is important to minimize the content of? -state to <5%, preferably to? 1%, which is intended to cope with dezincification and intergranular corrosion.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (arsenic-free) 황동 합금은 동 62-68 중량%, 납 0.02-1.00 중량%, <비소 0.02중량% 및/또는 인 0.01-0.06 중량% 및/또는 안티몬 0.01-0.06 중량% 및 나머지는 아연으로 구성되며, 상기 황동 합금의 제조 방법은:According to one example, in principle, the arsenic-free brass alloy comprises 62-68 wt.% Copper, 0.02-1.00 wt.% Lead, 0.02 wt.% Arsenic and / or 0.01-0.06 wt.% Phosphorus and / or 0.01-0.06 wt.% Antimony, and the remainder being zinc. The method of making the brass alloy comprises:

a. 고로 (furnace)의 기저 합금 (base alloy)에 안티몬과 납을 첨가하고,a. Antimony and lead are added to the base alloy of the furnace,

b. 상기 용해물 (smelt)을 몰드 (mould)에 주입하고,b. The melt is injected into the mold,

c. 상기 반 가동 주형 황동 합금 (cast brass alloy)을 1-2시간동안 500C°-550C°로 열을 가하는 것을 특징으로 한다.c. Characterized in that the semi-movable cast brass alloy is heated at 500 ° C to 550 ° C for 1-2 hours.

α-상태만이 안정화되기 때문에, β-상태의 함량을 최소화하여 탈 아연과 결정 입계 부식에 대응하는 것을 목적으로 한다. 억제제 안티몬과 연계한 열 처리로 β-상태의 함량을 축소하고, 합금 첨가제 납으로 절삭력을 축소한다.Since only the? -state is stabilized, the content of? -state is minimized to cope with dezincification and grain boundary corrosion. Reduce the content of β-state by heat treatment in conjunction with the inhibitor antimony, and reduce the cutting power with lead of alloy additive.

일 실 예에서, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 합금의 여타 결정과 연계하여 이를 제조 (제법 한정 물건발명, product by process) 하는 것을 특징으로 하는데, 왜냐하면, 다른 방법으로 합금의 기술적 특징을 정의하기가 어렵기 때문이다. 즉, 일부 열처리를 통해 황동 합금이 (i)개선된 내식 탈 아연 및 (ii) 결정 입계 부식으로부터 보호할 수 있게 되는 것이다.In one example, in principle, the arsenic-free (arsenic-free) brass alloy is characterized in that it is made (in a product by process) in connection with the other crystals of the alloy, It is difficult to define the features. That is, through some heat treatment, the brass alloy can be protected from (i) improved corrosion resistance and (ii) grain boundary corrosion.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 동 63.0-64.0 중량%, 납 0.02-1.00중량%, 및/또는 인 0.02-0.06중량%, 안티몬 0.02-0.06중량% 및 나머지는 아연으로 구성된다. 다소 상향 조정된 양의 납으로 절삭력을 어느 정도 개선할 수 있게 된다.According to one example, in principle, the arsenic-free brass alloy comprises 63.0-64.0 wt% copper, 0.02-1.00 wt% lead, and / or 0.02-0.06 wt% phosphorus, 0.02-0.06 wt% antimony, Is composed of zinc. It is possible to improve the cutting force to some extent with a slightly upwardly adjusted amount of lead.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 동 63.0-64.0중량%, 납 0.80-1.00 중량%, 인 0.02-0.06 중량%, 안티몬 0.02-0.06 중량% 및 나머지는 아연으로 구성된다. 다소 상향 조정된 양의 납으로 절삭력을 어느 정도 개선할 수 있게 된다.According to one example, in principle, the arsenic-free brass alloy comprises 63.0-64.0 wt% copper, 0.80-1.00 wt% lead, 0.02-0.06 wt% phosphorus, 0.02-0.06 wt% antimony and the balance zinc . It is possible to improve the cutting force to some extent with a slightly upwardly adjusted amount of lead.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 또한 철 0.07-0.12중량%, 알루미늄 0-0.05 또는 0.45-0.70 중량%로 구성된다. 황동 합금에 철과 알미늄이 존재하여 경도, 강도 및 인장강도를 어느 정도 증가시킨다. According to one example, in principle, the arsenic-free (arsenic-free) brass alloy also comprises 0.07-0.12 wt% of iron, 0-0.05 of aluminum or 0.45-0.70 wt% of aluminum. Iron and aluminum are present in the brass alloy to increase the hardness, strength and tensile strength to some extent.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 동 63.5 중량%, 아연 35.0중량%, 납 0.9 중량%, 철 0.10중량%, 알루미늄 0.50 중량%, 인 0.02-0.06 중량%, 안티몬 0.02-0.06 중량%로 구성된다. 철과 알루미늄 합금 첨가물은 강도, 경도 및 인장강도를 개선시킨다. 인과 안티몬 각각 0.02-0.06 중량%의 함량은 내식 탈 아연과 결정 입계 부식으로부터 보호한다.According to a practical example, in principle, the non-arsenic-free brass alloy contains 63.5 wt% copper, 35.0 wt% zinc, 0.9 wt% lead, 0.10 wt% iron, 0.50 wt% aluminum, 0.02-0.06 wt% And 0.02-0.06 wt% of antimony. Iron and aluminum alloy additives improve strength, hardness and tensile strength. The content of 0.02-0.06% by weight of phosphorus and antimony respectively protects against corrosion resistant zinc and grain boundary corrosion.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 동 63.5 중량%, 아연 35.0중량%, 납 0.9 중량%, 철 0.10중량%, 알루미늄 0.50 중량%, 인 0.03 중량%, 안티몬 0.03 중량%로 구성된다. 인과 안티몬 각각 0.03 중량%의 함량은 내식 탈 아연과 결정 입계 부식으로부터 보다 더 보호하며, 약 10%의 절삭력을 감소한다.According to a practical example, in principle, the above arsenic-free brass alloy contains 63.5 wt% copper, 35.0 wt% zinc, 0.9 wt% lead, 0.10 wt% iron, 0.50 wt% aluminum, 0.03 wt% phosphorus, 0.03 wt% antimony % By weight. The content of 0.03% by weight of phosphorus and antimony, respectively, is more protective from corrosion resistant dezinc and grain intergranular corrosion and reduces the cutting force by about 10%.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 무 비소 (비소 없는) 황동 합금은 니켈 0-0.200 중량%, 망간 0-0.100중량%, 실리콘 0-0.02중량%, 비소 0-0.002중량% 및/또는 붕소 0.0004-0.0006 중량%, 바람직하게는 붕소 0.0005 중량% 로 구성된다. 니켈은 연성에 커다란 영향없이 내 부식성과 경도 및 인장 강도를 개선하며, 이는 상승 온도에서 개선된 성질을 부여한다. 망간의 존재는 어느 정도 경도, 강도 및 인장 강도를 증가시킨다. 실리콘은 강도, 작업성 및 내 마도도를 증가시킨다. 비소와 붕소 함량은 함금에서 허용 가능한 불가분의 불순물 함량이다.According to one example, in principle, the arsenic-free brass alloy comprises 0-0.200 wt% nickel, 0-0.100 wt% manganese, 0-0.02 wt% silicon, 0-0.002 wt% arsenic and / -0.0006% by weight, preferably 0.0005% by weight of boron. Nickel improves corrosion resistance and hardness and tensile strength without significant effect on ductility, which gives improved properties at elevated temperatures. The presence of manganese increases the hardness, strength and tensile strength to some extent. Silicon increases strength, workability and abrasion resistance. The arsenic and boron contents are the permissible impurity content in the alloy.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 황동 합금은 동 62-68 중량%, 납 0.02-1.00중량%, 비소 0.01중량%, 안티몬 0.02 중량% 및 나머지는 아연으로 구성된다.According to one example, in principle, the brass alloy consists of 62-68 wt% copper, 0.02-1.00 wt% lead, 0.01 wt% arsenic, 0.02 wt% antimony, and the balance zinc.

일 실 예에 따르면, 원칙적으로 상기 황동 합금은 동 62-68중량%, 납 0.02-1.00 중량%, 비소 0.01 중량%, 안티몬 0.02 중량%, 인 0.015중량% 및 나머지는 아연으로 구성된다.According to one example, in principle, the brass alloy consists of 62-68 wt% copper, 0.02-1.00 wt% lead, 0.01 wt% arsenic, 0.02 wt% antimony, 0.015 wt% phosphorus, and the remainder zinc.

일 실 예에 따르면, 상기 무 비소 황동 합금의 제조 방법은:According to one embodiment, the method of making the arsenic-free brass alloy comprises:

a. 고로 (furnace)의 기저 합금에 안티몬과 납을 첨가하고,a. Antimony and lead were added to the base alloy of the furnace,

b. 상기 용해물 (smelt)을 몰드 (mould)에 주입하고,b. The melt is injected into the mold,

c. 상기 반가공 주형 황동 합금을 1-2시간동안 500C°-550C°로 열을 가하는 것을 특징으로 한다.c. Characterized in that the semi-finished cast brass alloy is heated at 500 ° C to -550 ° C for 1-2 hours.

억제제 안티몬 및/또는 비소와 연계한 열처리는 β상태의 양을 축소하며 또한 합금 첨가제 납은 절삭력을 감소시킨다. Heat treatment in conjunction with the inhibitor antimony and / or arsenic reduces the amount of beta state, and lead alloying additive reduces cutting power.

일 실 예에 따르면, 상기 무 비소 황동 합금의 제조 방법은 2시간 동안 550C°에서 열처리하여 제조되며, 이는 β상태의 양을 < 5%이거나, 바람직하게는 ≤1%로 감소시키며, 또한 합금 첨가제 납은 절 삭 력을 약 10% 감소시킨다. According to one example, the method of making the arsenic-free brass alloy is produced by heat treating at 550 ° C for 2 hours, which reduces the amount of? State to <5%, preferably? 1% Lead reduces the cutting force by about 10%.

도 1은 열처리 시험 합금 10의 미세구조를 나타내며, 모든 사진은 광학 현미경을 사용하여 촬영한 것이며, 첫 열은 200x 배율이며, 둘 째 열은 배율이 500x이다.
도 2는 시험 플레이트의 단면으로, 대표적 시험 합금의 부식 정도를 나타낸다.Fig. 1 shows the microstructure of the heat-treated test alloy 10, and all photographs were taken using an optical microscope. The first column is 200x magnification and the second column is 500x magnification.
Fig. 2 is a cross section of the test plate, showing the degree of corrosion of representative test alloys.

본 발명은 원칙적으로 (i) 내식 탈 아연 및 (ii) 절삭성 개선과, (iii) 결정 입계 부식으로부터 보호할 수 있는 무 비소 황동 합금에 관한 것으로, 상기 황동 합금은 동 62-68 중량%, 납 0.02-1.00 중량%, <비소 0.02 중량% 및/또는 인 0.01-0,06 중량% 및/또는 안티몬 0.01-0.05 중량% 및 나머지는 아연으로 구성되며, 상기 황동 합금은 β-상태의 함량이 < 5%이거나, 바람직하게는 ≤1%인 것을 특징으로 하고 있다. The present invention relates in principle to a non-arsenic brass alloy capable of protecting from (i) corrosion-resistant zinc and (ii) machinability improvement and (iii) grain boundary corrosion, said brass alloy comprising 62-68% 0.02-1.00 wt.%, Arsenic 0.02 wt.% And / or phosphorus 0.01-0. 06 wt.% And / or antimony 0.01-0.05 wt.% And the remainder being zinc, wherein the brass alloy has a? 5% or, preferably,? 1%.

본 발명에 따른 황동 합금은 또한 강도, 내 마모성 및/또는 인장 강도를 높이기 위해 철, 알루미늄, 니켈, 망간 및 실리콘과 같은 합금 첨가제로 구성될 수 있다. 황동 합금에 철, 망간 및 알루미늄을 첨가하면 어느 정도 경도, 강도 및 인장장도를 높일 수 있다. 실리콘은 황동 합금의 강도와 내 마모성을 증가시킨다. 니켈은 연성에 커다란 영향을 주지 않으면서 경도와 인장 강도를 높이며, 이로 인해 높은 온도에서도 향상된 물성을 제공한다. 붕소, 비스무트 (bismuth), 크롬 및 비소와 같은 여타 요소도 필수불가결한 불순물로 황동 합금에 존재할 수 있다. The brass alloy according to the present invention may also be composed of alloying additives such as iron, aluminum, nickel, manganese and silicon to increase strength, abrasion resistance and / or tensile strength. Addition of iron, manganese and aluminum to the brass alloy can increase the hardness, strength and tensile elongation to some extent. Silicon increases the strength and abrasion resistance of brass alloys. Nickel improves hardness and tensile strength without significantly affecting ductility, thereby providing enhanced properties at higher temperatures. Other elements such as boron, bismuth, chromium and arsenic can also be present in brass alloys as indispensable impurities.

상기에서 “무 비소” (arsenic-free)의 정의는 본 발명에 따른 황동 합금은 비소 <0.02 중량%로 구성된 것을 의미한다. 바람직하게는, 상기 황동 합금은 비소 ≤0.02% 중량%로 구성되는 데, 다시 말해, 비소가 필수불가결한 불순물임을 나타내는 것이다. The definition of &quot; arsenic-free &quot; above means that the brass alloy according to the present invention is composed of <0.02% by weight of arsenic. Preferably, the brass alloy is composed of arsenic &lt; 0.02% wt.%, In other words, arsenic is an indispensable impurity.

본 발명에 따른 황동 합금의 제조 방법은:A method of manufacturing a brass alloy according to the present invention comprises:

a. 고로 (furnace)의 기저 합금에 안티몬과 납을 첨가하고, 상기 기저 합금은 동, 아연, 납으로 구성되며, 철과 알루미늄과 같은 여타 합금 첨가물이 포함되는데 이들 철과 알루미늄은 황동 합금에 필히 포함되어야 하며,a. Antimony and lead are added to the base alloy of the furnace and the base alloy is composed of copper, zinc, lead and other alloy additives such as iron and aluminum. These iron and aluminum must be included in the brass alloy In addition,

b. 상기 용해물 (smelt)을 몰드 (mould)에 주입하고,b. The melt is injected into the mold,

c. 상기 반 가공 주형 황동 합금을 1-2시간동안 500C°-550C°, 바람직하게는, 2시간동안 550C°로 열을 가하는 것을 특징으로 한다.c. Characterized in that the semi-finished cast brass alloy is heated for 1-2 hours at 500 ° C to -550 ° C, preferably for 2 hours at 550 ° C.

억제제 안티몬을 첨가하고 열을 가하면, <5%의 β-상태, 바람직하게는 ≤1%의 β-상태의 황동 합금을 구할 수 있는데, 이에 따라, 개선된 탈 아연과 결정 입계 부식 보호를 달성할 수 있다. 또한, 본 발명은 알루미늄 또는 철이 함유되어, 납이 탈 아연에 대한 억제제로 작용하지 않으며, 대신에 납은 절삭력을 축소시키는 결과를 가져오는데, 이는 기대하지 않았던 기술 효과 (예 1 참조)인 것이다. 또한, 안티몬과 2시간 동안 550C°로 열을 가하면, β-존 (zone)이 연속되지 않아, 결정 입계 부식 보호를 촉진시키게 된다. By adding the inhibitor antimony and applying heat, a brass alloy of < 5% of the? -State, preferably? 1% of the? -State can be obtained, thereby achieving improved dezincification and grain boundary corrosion protection . The present invention also includes aluminum or iron so that lead does not act as an inhibitor to zinc removal, and instead leads to reduced cutting forces, which is an unexpected technical effect (see Example 1). In addition, when heat is applied with antimony at 550 ° C for 2 hours, the? -Zone is not continuous and promotes grain boundary corrosion protection.

하기의 예들은 본 발명의 일 실 예를 도시한 것으로 본 발명의 보호 범위에 속한 α-상태와 β-상태를 구비한 여타 황동 합금을 배제하는 것이 아니다. 상기 예는 비소, 안티몬 및/또는 납을 포함하는 서로 다른 조합의 황동 합금 간의 비교 실험(기술 영향을 보여주기 위한 목적)을 포함한다. The following examples illustrate one example of the present invention and do not exclude other brass alloys having an? -State and a? -State within the scope of protection of the present invention. This example includes a comparative experiment (for the purpose of showing the technical effect) between different combinations of brass alloys including arsenic, antimony and / or lead.

예Yes

노르딕 Nordic 브래스Brass 구숨A life ( ( NBGNBG , Nordic Brass , Nordic Brass GusumGusum )사가 제조한 기저 합금) Base alloy

본 발명에서 시험된 시험 합금 1-11은 시제품 명칭 752를 구비한 기저 합금을 사용하여 제조되었으며, 비소, 안티몬 및 납의 함량은 가능한 0 (zero)에 가깝다. 시제품 752의 화학 조성은 표 1에 중량%로 나타나 있으며, “NBG” 표준치”는 달성하고자 하는 기저 합금의 화학조성을 나타내며, “Min”과 “Max”는 각각 허용오차를 표시한다. 또한, 기저 합금의 측정 조성도 함께 표시되어 있다.The test alloys 1-11 tested in the present invention were prepared using a base alloy having the prototype name 752 and the contents of arsenic, antimony and lead were as close to zero as possible. The chemical composition of the prototype 752 is shown in Table 1 as weight percent, "NBG" "standard value" indicates the chemical composition of the base alloy to be achieved, and "Min" and "Max" indicate the tolerance respectively. The measurement composition of the base alloy is also shown.

기저 Base 황동752의Brass 752 최대, 최소 및  Max, Min and 표준치Standard value 및 화학 분석으로 시험 합금 1-11을 제조하기 위해 사용됐음 And used to make test alloys 1-11 by chemical analysis 화학 조성Chemical composition % % 최소at least 최대maximum NBGNBG 표준치Standard value 시험 합금 1-11을 제조하기 위해 사용된 기저 합금 분석Base alloy analysis used to make test alloys 1-11 CuCu 63.063.0 64.064.0 63.563.5 63.2563.25 ZnZn BalanceBalance 35.035.0 35.2335.23 PbPb 0.800.80 1.001.00 0.900.90 0.8960.896 SnSn 0.0160.016 FeFe 0.070.07 0.120.12 0.100.10 0.0700.070 AlAl 0.450.45 0.700.70 0.5000.500 0.5040.504 NiNi 0.2000.200 0.0130.013 MnMn 0.1000.100 0.0030.003 SiSi 0.020.02 0.0150.015 AsAs 0.0020.002 0.0020.002 SbSb <0.001<0.001 BiBi 0.0010.001 PP <0.001<0.001 BB 0.00040.0004 0.00060.0006 0.00050.0005 0.00060.0006 MgMg 0.0010.001 CrCr 0.0020.002 As+As + SbSb +P+ P 0.0050.005 0.0020.002

시험 합금 1-11Test alloy 1-11

상기 시험 합금은 고로 (Leybold)의 기저 합금에 비소, 안티몬 및/또는 납을 첨가하여 2kg의 잉곳 (주철)의 형태로 제조되며, 상기 합금은 용해 도가니 (Morgan 도가니)에서 용해되며, 유도 코일에 놓여진다. 상기 합금은 고로 상부에 위치한 통풍구를 통해 공기가 존재한 가운데 용해되며, 용해물 (smelt)을 코일과 함께 용해 도가니를 기울여 몰드 (mould)에 주입된다. 상기 몰드의 크기는 40x40mm (s높이, 300mm)이다. The test alloy is prepared in the form of a 2 kg ingot (cast iron) by adding arsenic, antimony and / or lead to a base alloy of a Leybold, the alloy being dissolved in a melting crucible (Morgan crucible) . The alloy is melted in the presence of air through the vent located at the top of the blast furnace, and the melt is injected into the mold by tilting the melting crucible with the coil. The size of the mold is 40 x 40 mm (s height, 300 mm).

서로 다른 조합의 비소, 안티몬 및/또는 납을 구비한 시험 합금이 하기 표 2에 도시된다. The test alloys with different combinations of arsenic, antimony and / or lead are shown in Table 2 below.

시험 합금 1-11의 비소, 납 및 안티몬 함량은 중량%로 표시된다. "분석 (Analysed)" 함량은 측정된 양을 중량%로 표시하며, "계획(Planned)" 함량은 본 시험 합금에서 달성하고자 하는 함량을 표시한다. The arsenic, lead and antimony contents of the test alloys 1-11 are expressed in% by weight. The "Analized" content represents the measured amount in weight percent, and the "Planned" content represents the content desired to be achieved in this test alloy. 계획plan 분석analysis As (As ( %w% w )) P (P ( %w% w )) SbSb ( ( %w% w )) As (As ( %w% w )) P (P ( %w% w )) SbSb ( ( %w% w )) 합금 1 (기저합금)Alloy 1 (base alloy) -- -- -- 0.0020.002 0.0000.000 0.0000.000 합금 2Alloy 2 0.020.02 -- -- 0.0200.020 0.0000.000 0.0000.000 합금 3Alloy 3 0.060.06 -- -- 0.0660.066 0.0000.000 0.0010.001 합금 4Alloy 4 -- 0.020.02 -- 0.0020.002 0.0180.018 0.0000.000 합금 5Alloy 5 -- 0.060.06 -- 0.0020.002 0.0660.066 0.0000.000 합금 6Alloy 6 -- -- 0.020.02 0.0020.002 0.0000.000 0.0190.019 합금 7Alloy 7 -- -- 0.060.06 0.0020.002 0.0000.000 0.0620.062 합금 8Alloy 8 0.030.03 0.030.03 -- 0.0290.029 0.0300.030 0.0000.000 합금 9Alloy 9 0.030.03 0.030.03 0.0300.030 0.0000.000 0.0300.030 합금 10Alloy 10 0.030.03 0.030.03 0.0020.002 0.0290.029 0.0290.029 합금 11Alloy 11 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.0210.021 0.0220.022 0.0220.022

상기 시험 합금의 화학 조성은 하기 표 3에 표시하며, 표 3에는 붕소, 비스무트 (bismuth), 망간 및 크롬과 같은 필수불가결한 불순물도 포함되어 있다.The chemical composition of the test alloys is shown in Table 3 below, and Table 3 also includes indispensable impurities such as boron, bismuth, manganese, and chromium.

중량%로 표시된 시험 합금의 화학 조성.The chemical composition of the test alloys, expressed in% by weight. CuCu ZnZn PbPb SnSn FeFe AlAl NiNi MnMn SiSi AsAs SbSb BB BiBi PP MgMg CrCr 최소at least 6363 0.80.8 .07.07 .45.45 최대maximum 6464 bal.honey. 0.90.9 .12.12 0.70.7 0.20.2 0.10.1 0.020.02 .002.002 NBG
표준NBG
Standard 63.563.5 3535 1One .10.10 0.50.5 1One 63.163.1 35.435.4 .88.88 .017.017 .09.09 .49.49 .014.014 .004.004 .016.016 .002.002 00 .001.001 .001.001 00 .001.001 .002.002 22 63.263.2 35.235.2 .88.88 .014.014 .11.11 .49.49 .013.013 .004.004 .016.016 .020.020 00 .001.001 .001.001 00 .001.001 .002.002 33 63.363.3 35.135.1 .89.89 .016.016 .09.09 .50.50 .013.013 .004.004 .016.016 .066.066 .001.001 .001.001 .001.001 00 .001.001 .002.002 44 63.363.3 35.135.1 .89.89 .016.016 .08.08 .50.50 .013.013 .004.004 .015.015 .002.002 00 .001.001 .001.001 .018.018 .001.001 .002.002 55 63.463.4 35.035.0 .91.91 .018.018 .09.09 .49.49 .014.014 .004.004 .016.016 .002.002 00 .001.001 .001.001 .066.066 .001.001 .002.002 66 63.363.3 35.235.2 .89.89 .016.016 .08.08 .48.48 .013.013 .004.004 .017.017 .002.002 .019.019 .001.001 .001.001 00 .001.001 .002.002 77 63.463.4 35.035.0 .89.89 .016.016 .09.09 .49.49 .013.013 .004.004 .016.016 .002.002 .062.062 .001.001 .001.001 00 .001.001 .002.002 88 63.563.5 34.934.9 .89.89 .013.013 .10.10 .49.49 .013.013 .004.004 .016.016 .029.029 00 .001.001 .001.001 .030.030 .001.001 .002.002 99 63.263.2 35.235.2 .91.91 .018.018 .09.09 .50.50 .014.014 .004.004 .016.016 .030.030 .030.030 .001.001 .001.001 00 .001.001 .002.002 1010 63.663.6 34.834.8 .89.89 .016.016 .10.10 .48.48 .013.013 .004.004 .017.017 .002.002 .029.029 .001.001 .001.001 .028.028 .001.001 .002.002 1111 63.563.5 34.934.9 .89.89 .015.015 .10.10 .49.49 .013.013 .004.004 .016.016 .020.020 .022.022 .001.001 .001.001 .022.022 .001.001 .002.002

부식 시험Corrosion test

상기 시험 합금 1-11은 반 가공 주형 및 열처리 샘플 플레이트 형태의 부식에 노출되었다. 상기 열처리는 2시간 동안 550C°로 열을 가한 것으로, 고로에서 제거된 후, 상기 샘플은 물에 즉시 냉각되었다 (최대5분까지 지연). 상기에서 설명한 바와 같이, 열처리의 목적은 시험 합금의 β-상태를 축소하기 위함이다.The test alloys 1-11 were exposed to corrosion in the form of semi-finished molds and heat treated sample plates. The heat treatment was conducted at 550 ° C for 2 hours, after which the sample was immediately cooled in water (delayed by up to 5 minutes) after it was removed from the blast furnace. As described above, the purpose of the heat treatment is to reduce the? -State of the test alloy.

상기 열처리를 2시간 동안 550C°로 실시한 것은 여타 온도와 시간 간격 (예를 들어, 460C°-550C°에서 30분-8시간)이 주어진 비교 실험 결과, 개선된 내 탈 아연과 결정 입계 부식 보호가 2시간 550C°에서 달성되는 것이 밝혀졌기 때문이다. 또한, 실험에서 2시간-550C° 열처리로 하는 경우, β-존 (zone)이 연속되지 않아, 결정 입계 부식 보호를 촉진시키는 것이 밝혀졌다.As a result of a comparative experiment in which the above heat treatment was carried out at 550 ° C for 2 hours, and at other temperatures and time intervals (for example, 460 ° C to -550 ° C for 30 minutes to 8 hours) 2 hours and 550 ° C, respectively. Further, in the experiment, it was found that when the annealing was carried out for 2 hours at -550 ° C, the β-zones were not continuous, thereby promoting the grain boundary corrosion protection.

탈 아연과 결정 입계 부식 시험은 잉곳 중앙에서 샘플 플레이트를 절단하여 이루어졌다. 상기 플레이트는 상기 샘플을 잉곳에서 절단하고, 노출 표면이 600 매쉬 종이 (600 mesh paper)를 사용하여 그라인딩 (grinding)하여 만들어 졌다. 이어, 상기 샘플 플레이트는 네일 바니시 (nail vanish)를 사용하여 일부 마스킹 (mask)하여 미 노출 기준 표면 (unexposed reference surface)을 생성하고 이는 부식 정도를 결정하는데 사용되었다. Dezincification and crystal intergranular corrosion tests were performed by cutting the sample plate at the center of the ingot. The plate was made by cutting the sample in an ingot and grinding the exposed surface using 600 mesh paper. The sample plate was then partially masked using a nail varnish to produce an unexposed reference surface, which was used to determine the degree of corrosion.

상기 시험 합금 1-11은 ISO 6509 “동 및 동 합금- 황동-탈 아연 결정”에 따라 1% CuCl² 용액에 75±2C° 온도에서 24시간 부식에 노출되었다.The test alloys 1-11 were exposed to 1% CuCl 2 solution at 75 ± 2 ° C for 24 hours according to ISO 6509 "Copper and Copper Alloy-Brass-Dezinc Crystals".

부식 시험 후, 금속 현미경 검사를 위해 네일 바니시 마스킹에 직각인 단면을 샘플 플레이트를 그라인딩 (grinding)과 폴리싱 (polishing)을 하여 준비했다. 부식 정도는 200x 및 500x 배율을 사용하여 광학현미경법으로 결정했다. After the corrosion test, a sample plate was prepared by grinding and polishing the cross section perpendicular to the nail varnish masking for metallographic microscopy. The degree of corrosion was determined by optical microscopy using 200x magnification and 500x magnification.

부식 노출에 앞선 구조는 같은 방식으로 식각 단면에 실시됐다. 정량 (Quantification)은 200 포인트를 대체하는 그리드 교점의 부분을 계산하여 실시했는데 즉, 이는 그리드를 그림 위에 놓고, α-상태와 β-상태의 각각의 수를 계산하여 %로 환산했다.The structure prior to exposure to corrosion was performed in the same manner on the etched section. Quantification was performed by calculating the portion of the grid intersection that replaced 200 points, that is, putting the grid on the picture and calculating the number of each of the α-state and β-state and converting it to%.

결 과result - 시험 합금의 β-상태 정량  - β-state quantification of test alloys

식각 단면의 β-상태의 양을 결정하여 하기 표 4와 같이 그 결과를 제시한다.The amount of the? -State in the etched section is determined and the results are shown in Table 4 below.

비교 시험을 통해 모든 시험 합금의 β-상태의 양이 열처리로 상당 부분 감소된 것을 볼 수 있었다. 이 결과는 5% 미만의 β-상태 양의 수치의 경우, 연속 그물망이 형성되지 않는 것으로 보였으나, 10% 이상의 β-상태 함량의 경우, 연속 그물망이 형성을 수반했다. 이는 반 가공 주형 및 열처리 시험 합금 10의 미세구조가 도시된 도 1에 잘 나타나 있다. 이 시험의 결과는 열처리가 β-상태를 가능한 한 감소시키는데 필요하다는 점을 강조하는 것이다.The comparative test showed that the amount of β-states in all test alloys was significantly reduced by heat treatment. This result showed that for a β-state quantity of less than 5%, a continuous network did not appear, but for a β-state content of more than 10%, a continuous mesh was formed. This is illustrated in FIG. 1 in which the microstructure of the semi-finished mold and the heat treated test alloy 10 is shown. The result of this test is to emphasize that heat treatment is necessary to reduce the β-state as much as possible.

반 가공 주형 및 열처리 시험 합금 1-11 β-상태 (%)의 측정치 (단면 점 (메시-단면)을 구비한 그리드를 사용하여 측정, 13x19, 및 200x 또는 500x 배율로 각각 고, 저 치 측정)Semi-processed molds and heat treated alloys 1-11 Measurements of β-state (%) (measured using a grid with cross-section points (mesh-section), 13x19, and 200x or 500x magnification, respectively) 　 As (As ( %w% w )) P (P ( %w% w )) SbSb ( ( %w% w )) CastCast 열처리Heat treatment 합금 1 Alloy 1 -- -- -- 1313 22 합금 2Alloy 2 0.020.02 -- -- 1616 44 합금 3Alloy 3 0.060.06 -- -- 1313 22 합금 4Alloy 4 -- 0.020.02 -- 1111 1One 합금 5Alloy 5 -- 0.060.06 -- 1515 22 합금 6Alloy 6 -- -- 0.020.02 1010 44 합금 7Alloy 7 -- -- 0.060.06 1515 22 합금 8Alloy 8 0.030.03 0.030.03 -- 1616 1One 합금 9Alloy 9 0.030.03 0.030.03 1313 1One 합금 10Alloy 10 0.030.03 0.030.03 1111 1One 합금 11Alloy 11 0.020.02 0.020.02 0.020.02 1515 1One

결과 - 내(식) Result - My (expression) 탈아연Dezincification ( ( dezincificationdezincification resistance) resistance)

시험 합금 1-11에 대한 CuCl² 용액 노출에 대한 결과가 표 5에 표시되어 있으며, α-및/또는 β-상태에서 부식이 발생, 탈 아연 (AD-탈 아연 깊이) (μm) 정도가 표시되어 있다. 도 2는 대표적인 시험 합금에 대한 부식 정도를 보여주는 시험 플레이트의 단면을 도시한다.The results for the CuCl2 solution exposure for test alloys 1-11 are shown in Table 5, where corrosion occurs in the a- and / or b-states, indicating dezinc (AD-dezinc depth) (μm) have. Figure 2 shows a cross-section of a test plate showing the extent of corrosion to representative test alloys.

모든 합금 (표 4 참조)의 β-상태 함량이 상당 수준 감소되는 것을 상기 시험에서 볼 수 있다. 상기 표 5의 비교 실험은 감소된 β-상태 함량이 비소와 안티몬을 포함하는 모든 합금의 탈 아연 깊이를 상당 수준 감소시키는 것을 분명히 보여준다. 상기 시험 합금 1 (기저 합금 752)을 시험 합금 2, 3, 6-10과 비교했을 때, 비소와 안티몬의 α-상태의 탈 아연이 감소된다는 것을 결론지을 수 있다.It can be seen in the above test that the? -State content of all alloys (see Table 4) is significantly reduced. Comparative experiments in Table 5 clearly show that the reduced? -State content significantly reduces the dezinc depth of all alloys, including arsenic and antimony. It can be concluded that when the test alloy 1 ( base alloy 752) is compared with test alloy 2, 3, 6-10, the de-zinc of the a-state of arsenic and antimony is reduced.

이 같은 결과는 또한 α-상태의 부식을 억제하지 않는다는 점을 보여주는 것이다. 이 와는 반대로, α-상태의 탈 아연은 열처리로 β-상태가 축소된 후 더 심각해 지는 것으로 보인다 (상기 합금 5에서 “max”치와 비교). 이는 최선의 부식 보호를 위해 α-상태 및 β-상태 간의 최적 관계의 필요성을 시사하는 것이다. These results also show that they do not inhibit the corrosion of α-states. On the contrary, the α-state dezinc appears to become more severe after the β-state is reduced by heat treatment (compared to the "max" value in Alloy 5). This suggests the need for an optimal relationship between the? -State and the? -State for best corrosion protection.

또한, 안티몬 없이 비소를 포함한 황동 합금와 비소없이 안티몬을 포함한 황동 합금을 비교하는 것이 흥미로우며, 그 결과는 비소를 함유한 것이 결정 입계 부식을 증진시키는 반면 안티몬 함유만으로는 적은 부식 정도를 보여주고 있다. 검사결과는 입계에서 다소 증가된 비소 함량을 보였는데 이는 입계에서 부식 보호가 더 좋음을 나타내며, 이는 하기 표 5에서 볼 수 있다. 비소 없이 안티몬만 함유한 황동 합금은 안티몬없이 비소만 함유한 황동 합금과 대조하여 어떠한 입계 부식도 나타나지 않았다 (표 5 참조). 또한, 아주 적은 함량의 비소와 안티몬 조합은 시너지 효과로 일반 및 입계 부식에서 보호되는 것이 밝혀졌다. It is also interesting to compare brass alloys containing arsenic without antimony to brass alloys containing arsenic without arsenic, and the results show that the presence of arsenic improves grain boundary corrosion while the antimony content alone shows less corrosion. The test results showed slightly increased arsenic content at the grain boundary, indicating better corrosion protection at the grain boundary, which can be seen in Table 5 below. Brass alloys containing only antimony without arsenic did not exhibit any intergranular corrosion as opposed to brass alloys containing only arsenic without antimony (see Table 5). In addition, it has been found that a very small amount of arsenic and antimony combination is synergistically protected from normal and intergranular corrosion.

또한, 안티몬 0.02 중량%와 안티몬 0.06% 중량 사이의 최저 및 최대 농도간에 차이가 있는 것으로 보이는데, 이는 안티몬 사용시 0.02중량%보다 더 높은 농도가 최대 효과를 위해 필요함을 나타내는 것일 수 있다. 합금 10에서와 같이 0.03 중량% 농도는 탈 아연의 억제제로 작용하는 것으로 보인다.In addition, there appears to be a difference between the minimum and maximum concentrations between 0.02 wt.% Antimony and 0.06 wt.% Antimony, indicating that a concentration higher than 0.02 wt.% Is required for maximum effect when antimony is used. The concentration of 0.03% by weight, as in alloy 10, appears to act as an inhibitor of dezincification.

최선의 결과는 시험 합금 7, 9, 10 및 11에서 나왔는데, 이들 모두 안티몬≥0.02 중량% 또는 비소와 안티몬≥0.02중량 % 조합을 포함하고 있다.The best results came from test alloys 7, 9, 10 and 11, all of which contain antimony ≥0.02% by weight or a combination of arsenic and antimony ≥0.02% by weight.

종합하면, 결과는 내 탈아연과 결정 입계 부식 방지를 위해 (i) 열처리 및 (ii) 비소나 안티몬 함유가 필요하다는 점을 시사한다. Taken together, the results suggest that (i) heat treatment and (ii) arsenic and antimony incorporation are necessary to prevent zinc depletion and grain boundary corrosion.

CuCl₂ 노출 후 탈 아연 깊이 (AD) 및 결정 입계 부식 (IGA)와 일반 부식과 같은 공존 부식 구조를 확인하는 것은 α 또는 β와 같은 부식 형태를 결정하기 어렵다는 점을 시사한다.Identifying coexisting corrosion structures such as dezinc depth (AD) and grain boundary erosion (IGA) and general corrosion after CuCl ₂ exposure suggests that it is difficult to determine corrosion types such as α or β. Type of corrosion Type of corrosion CastCast AD depthAD depth Type of corrosion Type of corrosion
Heat-treatedHeat-treated AD depthAD depth 　 As %wAs% w P %wP% w SbSb %w % w AD typeAD type Other attackOther attack max (μm)max (μm) mean (μm)mean (μm) AD typeAD type Other attackOther attack max (μm)max (μm) mean (μm)mean (μm) Alloy 1 Alloy 1 -- -- -- ? and β? and β 353353 134134 αalpha 270270 8484 Alloy 2Alloy 2 0.020.02 -- -- βbeta IGAIGA 325325 5757 βbeta IGAIGA 3636 1010 Alloy 3Alloy 3 0.060.06 -- -- βbeta IGAIGA 282282 5252 βbeta IGAIGA 8989 4040 Alloy 4Alloy 4 -- 0.020.02 -- α and βα and β 402402 319319 αalpha 211211 7373 Alloy 5Alloy 5 -- 0.060.06 -- α and βα and β IGAIGA 203203 100100 αalpha 328328 7676 Alloy 6Alloy 6 -- -- 0.020.02 α and βα and β IGAIGA 402402 155155 αalpha generalgeneral 106106 99 Alloy 7Alloy 7 -- -- 0.060.06 α and βα and β generalgeneral 165165 5757 βbeta generalgeneral 3838 00 Alloy 8Alloy 8 0.030.03 0.030.03 -- βbeta 178178 110110 βbeta IGAIGA 9292 1717 Alloy 9Alloy 9 0.030.03 0.030.03 βbeta generalgeneral 209209 8484 generalgeneral 4242 77 Alloy 10Alloy 10 0.030.03 0.030.03 α and βα and β 113113 4848 αalpha generalgeneral 3535 00 Alloy 11Alloy 11 0.020.02 0.020.02 0.020.02 βbeta 193193 8787 αalpha generalgeneral 4040 00

결과 - 절삭력Result - cutting force

시험 합금의 절단력을 분석한 결과 기대하지 않았던 합금 10의 기술이 나타났으며, 이는 양질의 기계 가공력은 물론 합금 1보다 10% 축소된 절삭력을 보여주었다.Analysis of the breaking strength of the test alloys revealed an unexpected alloy 10 technique that showed a 10% reduction in cutting power over alloy 1 as well as good mechanical machining power.

절삭력 축소의 장점은, 절삭력이 커지면, 기계동력에 문제가 발생하는데 이는 통상 작동시 발생하는 문제이며 이로 인해 칩 폭이 커지게 된다. 또한, 절삭력이 커지면, 정밀도와 정확도에 부정적인 영향을 미친다. The advantage of cutting power is that when the cutting force is increased, there is a problem with the mechanical power, which is a problem that occurs during normal operation, which leads to a larger chip width. Also, as the cutting force increases, the accuracy and accuracy are negatively affected.

본 발명에 따른 일실예는 상기 예를 참고로 상세히 설명했다. 상기 예는 그러나 단지 설명을 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하기 위함이 아니다. 따라서, 상기 예에 대한 보정과 변형은 본 발명의 보호 범위에서 벗어나서는 아니 된다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 상기 예에 의해서가 아니라 청구범위에 의해 정해져야 한다. An example according to the present invention has been described in detail with reference to the above examples. The above examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of protection of the present invention. Accordingly, the corrections and modifications to the above examples should not depart from the scope of protection of the present invention. Further, the scope of protection of the present invention should be determined by the claims rather than the above examples.

참 고 문 헌references

1) IARC MONOGRAPS1) IARC MONOGRAPS

2) Sveriges deologiska undersokning2) Sveriges deologiska undersokning

3) Socialstyrisen3) Socialstyrisen

4) WORLD HEALTH ORGANIZATION, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans4) WORLD HEALTH ORGANIZATION, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans

Claims (28)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete a. 동 62-68 중량%,
b. 납 0.02-1.00 중량%,
c. ≤비소 0.02 중량%,
d. 인(P) 0.01-0.06 중량% 및 안티몬 0.01-0.06 중량%,
e. 철 0.07-0.l2 중량 %,
f. 알루미늄 0-0.70 중량%,
g. 나머지는 아연과 불가피한 불순물들을 포함하며,
상기 성분을 고로(furnace)에 첨가하여 생성된 용해물(smelt)을 몰드(mould)에 주입하여 획득한 반 가동 주형 황동 합금(cast brass alloy)을 1-2시간동안 500C°- 550C°로 열 처리하여 제조되고, β- 상태의 함량이 < 5%인 것을 특징으로 하는 내식 탈아연, 절삭성 및 결정 입계 부식 보호가 개선된 황동 합금. a. 62-68 wt% copper,
b. 0.02-1.00 wt% lead,
c. 0.02% by weight of arsenic,
d. 0.01 to 0.06% by weight of phosphorus (P) and 0.01 to 0.06% by weight of antimony,
e. 0.07-0.l2% by weight of iron,
f. 0-0.70 wt% aluminum,
g. The remainder includes zinc and unavoidable impurities,
The cast brass alloy obtained by injecting the resulting smelt into a mold is added to the furnace and heated to 500 ° C - 550 ° C for 1-2 hours. Wherein the content of? -State is < 5%. &Lt; Desc / Clms Page number 24 &gt; 제8항에 있어서,
a. 동 63.5 중량%,
b. 납 0.9 중량%,
c. 비소 0 중량%,
d. 인(P) 0.02-0.06 중량%, 안티몬 0.02-0.06 중량%
e. 철 0.10 중량% 및
f. 알루미늄 0.50 중량%
g. 나머지는 아연 및 불가피한 불순물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 황동 합금.9. The method of claim 8,
a. 63.5% by weight of copper,
b. 0.9% by weight of lead,
c. 0% by weight of arsenic,
d. (P) 0.02-0.06 wt%, antimony 0.02-0.06 wt%
e. 0.10% by weight of iron and
f. Aluminum 0.50 wt%
g. And the remainder comprising zinc and unavoidable impurities. 제9항에 있어서, 인(P) 0.03 중량%, 안티몬 0.03 중량%인 것을 특징으로 하는 황동 합금.The brass alloy according to claim 9, wherein 0.03% by weight of phosphorus (P) and 0.03% by weight of antimony are contained. a. 동 62-68 중량%,
b. 납 0.02-1.00 중량%,
c. ≤비소 0.02 중량%,
d. 인(P) 0.01-0.06 중량%, 안티몬 0.01-0.06 중량%,
e. 선택적으로 철 0.07-0.12 중량%,
f. 선택적으로 알루미늄 0-0.70 중량%,
g. 니켈 0-0.200 중량%,
h. 망간 0-0.100 중량%,
i. 실리콘 0-0.02 중량%,
j. 붕소 0.0004-0.0006 중량% 및
k. 나머지는 아연 및 필수불가결한 불순물들을 포함하고,
상기 성분을 고로(furnace)에 첨가하여 생성된 용해물(smelt)을 몰드(mould)에 주입하여 획득한 반 가동 주형 황동 합금(cast brass alloy)을 1-2시간동안 500C°- 550C°로 열 처리하여 제조되고, β-상태의 함량이 < 5%인 것을 특징으로 하는 내식 탈아연, 절삭성 및 결정 입계 부식 보호가 개선된 황동 합금.a. 62-68 wt% copper,
b. 0.02-1.00 wt% lead,
c. 0.02% by weight of arsenic,
d. (P) 0.01-0.06 wt.%, Antimony 0.01-0.06 wt.%,
e. Optionally 0.07-0.12 wt% of iron,
f. Alternatively 0-0.70 wt% aluminum,
g. Nickel 0-0.200 wt%
h. Manganese 0 - 0.100% by weight,
i. 0-0.02% by weight of silicone,
j. 0.0004-0.0006% by weight of boron and
k. The remainder comprising zinc and indispensable impurities,
The cast brass alloy obtained by injecting the resulting smelt into a mold is added to the furnace and heated to 500 ° C - 550 ° C for 1-2 hours. Wherein the content of? -State is < 5%. &Lt; Desc / Clms Page number 24 &gt; 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제8항 또는 제9항에 있어서, 알루미늄 또는 철의 존재 하에서 상기 황동 합금의 절삭력을 축소시키기 위하여 인(P)의 사용을 특징으로 하는 황동 합금.
The brass alloy according to claim 8 or 9, characterized by the use of phosphorus (P) to reduce the cutting force of the brass alloy in the presence of aluminum or iron.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete

Images