KR20230147832A - Bronze alloy and manufacturing method thereof - Google Patents
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- C25D3/48—Electroplating: Baths therefor from solutions of gold
Abstract
본 발명은 청동 합금재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 청동 합금재 제조 방법은 용탕을 주석(Sn) 22.0중량%와 구리(Cu) 78.0중량%의 조성으로 준비하여 주조재를 주조하는 단계, 상기 주조재에 대한 열처리를 수행하는 단계, 상기 열처리가 수행된 주조재의 표면에 전해도금법으로 금을 도금하는 단계 및 상기 금이 도금된 주조재에 확산 열처리를 수행하여, 상기 열처리한 주조재의 표면에 구리-금-주석 조성의 합금층을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a bronze alloy material and a method for manufacturing the same. The method for manufacturing a bronze alloy material according to an embodiment of the present invention includes preparing molten metal with a composition of 22.0% by weight tin (Sn) and 78.0% by weight copper (Cu). Casting a casting material, performing heat treatment on the casting material, plating gold on the surface of the heat-treated casting material by electroplating, and performing diffusion heat treatment on the gold-plated casting material, It may include forming an alloy layer of a copper-gold-tin composition on the surface of the heat-treated cast material.
Description
본 발명은 청동 합금재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 유기용 청동 합금재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bronze alloy material and a manufacturing method thereof, and particularly to an organic bronze alloy material and a manufacturing method thereof.
구리와 주석이 78:22의 중량비로 합금화된 전통 유기그릇은 우리나라에서 신라 시대부터 그 유래를 찾을 수 있고, 조선시대에 성황을 누려왔던 고유의 전통 금속 식기로서, 위생적이고 유독성 물질에 민감하게 반응하여 변색되는 특성이 있으며, 인체 친화적이고 고급스러운 금 색상으로 인하여 전래로부터 다양한 용도로 널리 사용되어 왔다. Traditional organic dishes made by alloying copper and tin at a weight ratio of 78:22 can be traced back to the Silla period in Korea, and are a unique traditional metal tableware that was popular during the Joseon Dynasty. It is hygienic and sensitive to toxic substances. It has the property of discoloring, and has been widely used for various purposes since ancient times due to its human-friendly and luxurious gold color.
최근 신종 코로나 바이러스, 사스, 메르스 등과 같은 전염성이 강한 호흡기 증후군으로 인해 큰 사회적 문제가 발생되고 있으며, 순수 구리 혹은 구리 함량이 60% 이상인 구리 합금에서 효력을 갖는 항균동(Antimicrobial copper)은 구리 자체가 지닌 천연 항균성으로 인해 교차오염 등 전염성 감염 질환의 예방에 매우 효과적이기 때문에 의료시설이나 대중교통 시설 등 사람들의 접촉이 잦은 곳에서 발생하는 감염성 세균을 제거하고 관련 질병을 예방하는 데 사용될 수 있다.Recently, highly contagious respiratory syndromes such as the new coronavirus, SARS, and MERS have caused a major social problem. Antimicrobial copper, which is effective in pure copper or copper alloy with a copper content of more than 60%, is produced by copper itself. Because it is very effective in preventing infectious diseases such as cross-contamination due to its natural antibacterial properties, it can be used to remove infectious bacteria and prevent related diseases in places where people frequently come into contact, such as medical facilities or public transportation facilities.
항균동은 미국 환경보호청 (EPA)에 등록된 유일한 터치 표면 소재로서 의료기관 감염을 유발하는 박테리아의 99.9% 이상을 2시간 이내에 박멸할 수 있어 최고의 항균소재로 부각되고 있다. Antibacterial copper is the only touch surface material registered with the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) and is emerging as the best antibacterial material as it can eradicate more than 99.9% of bacteria that cause infections in medical institutions within 2 hours.
영국 사우스햄튼 대학 (Southampton university)의 Bill Keevil 교수에 의하면 구리 혹은 구리 합금은 인플루엔자 A, 노로바이러스 등을 효과적으로 불활성화 시킨다고 보고하였다. According to Professor Bill Keevil of Southampton University in the UK, copper or copper alloy effectively inactivates influenza A and norovirus.
또한 사스와 메르스 등과 가까운 인간 코로나바이러스 (229E)에 대한 다양한 재료의 항균효과를 실험한 결과, 테플론, PVC, 세라믹, 유리, 실리콘 러버, 그리고 스테인레스 스틸 등의 재료 표면에서는 최소 5일 이상 감염성을 유지하였으나, 70% 이상의 구리를 함유한 구리 합금의 표면에서는 1 시간 이내 급속하게 파괴된다고 보고하였으며, 항균능이 우수한 항균동 구리 합금을 유동 인구가 많은 공공장소나 장소내 설비에 사용하면 항균동의 천연 항균성으로 인해 교차오염 등 전염성 감염 질환의 예방에 매우 효과적인 것으로 보고하였다. In addition, as a result of testing the antibacterial effect of various materials against human coronavirus (229E), which is close to SARS and MERS, the surfaces of materials such as Teflon, PVC, ceramic, glass, silicone rubber, and stainless steel showed infectivity for at least 5 days. However, it was reported that the surface of copper alloy containing more than 70% copper is rapidly destroyed within 1 hour. When antibacterial copper alloy with excellent antibacterial activity is used in public places or facilities with a large floating population, the natural antibacterial properties of antibacterial copper are reduced. It was reported to be very effective in preventing infectious diseases such as cross-contamination.
순천대학교 김중범 등의 연구에 의하면 methicillin 내성 Staphylococcus aureus (MRSA), vancomycin 내성 Enterococcus faecium (VREFM), multidrug 내성 Pseudomonas aerugionsa (MRPA) 균주에 대한 순수 구리, 유기용 청동 합금 및 304 스테인레스 스틸의 살균효과를 비교 평가한 결과 스테인레스 스틸의 경우 MRSA와 VREFM은 8일, MRPA는 4일 동안 생존하였으나, 구리와 유기용 청동 합금의 경우 10시간 이내에 상기 3가지 균주는 모두 사멸하였다고 보고하였다. According to a study by Kim Jung-beom and others at Suncheon National University, the sterilization effects of pure copper, organic bronze alloy, and 304 stainless steel were compared against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), vancomycin-resistant Enterococcus faecium (VREFM), and multidrug-resistant Pseudomonas aerugionsa (MRPA) strains. As a result of the evaluation, it was reported that in the case of stainless steel, MRSA and VREFM survived for 8 days and MRPA for 4 days, but in the case of copper and organic bronze alloy, all three strains died within 10 hours.
유기용 청동 합금은 병을 유발하는 대장균, 황색포도상 구균, 비보리오균, O-157균 등에 대한 살균 효과가 증명되면서 유기그릇이 가진 항균 특성은 현대의 웰빙산업과 부합되고, 다양하고 자유로운 표현이 가능한 미적인 측면, 내수성, 내구성 및 내열성과 같은 실용적인 측면 등 유기 그릇의 우수한 기능성을 인정받고 있다. Organic bronze alloy has been proven to have a sterilizing effect against disease-causing Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Viborio bacteria, and O-157 bacteria, and the antibacterial properties of organic dishes are in line with the modern wellness industry and allow for diverse and free expression. Organic dishes are recognized for their excellent functionality, including aesthetic aspects as well as practical aspects such as water resistance, durability, and heat resistance.
유기용 청동 합금이 소금물이나 인간의 땀에 포함된 염소이온 (Cl-)에 접촉하게 되면 청동 합금의 표면에서 구리 이온들이 방출되며, 방출된 구리 이온들이 박테리아와 같은 세균의 세포막에 존재하는 단백질 또는 지방산을 공격하여 세포의 주요 방어막인 외피에 구멍을 뚫어 세포안으로 구리 이온이 들어가게 된다. 세포 내부로 주입된 과량의 구리 이온이 세포의 신진대사를 수행하는 효소와 결합하여 효소의 활동을 억제시킴으로 박테리아는 더 이상 에너지를 생성할 수 없어 소멸하게 됨으로서 유기용 청동 합금이 천연 항균성을 갖게 된다. When an organic bronze alloy comes in contact with chlorine ions (Cl-) contained in salt water or human sweat, copper ions are released from the surface of the bronze alloy, and the released copper ions are used to form proteins or proteins present in the cell membrane of bacteria, such as bacteria. By attacking the fatty acid, it creates a hole in the cell's main protective layer, the outer shell, allowing copper ions to enter the cell. Excessive copper ions injected into the cell bind to the enzymes that carry out cell metabolism and inhibit the activity of the enzymes, causing the bacteria to no longer generate energy and disappear, giving the organic bronze alloy natural antibacterial properties. .
유기용 청동합금은 구리와 주석이 78 : 22 중량비로 합금화된 구리 합금으로서 유기 그릇의 제조방법에 따라서 주물유기와 방짜유기로 나뉜다. 구리-주석 이원계 평형 상태도에서 보듯이 유기용 청동합금을 용해한 후 특정 모양의 주물틀에 주조한 후 서냉하여 제조되는 주물유기의 경우 상온에서 유기용 청동합금의 미세조직은 알파상과 취성이 강한 델타상으로 이루어져 있기 때문에 복잡한 형상의 제품을 제조하기 적합하나 충격에 취약한 단점이 있다. 방짜유기의 경우 유기용 청동합금을 용해하여 판재를 제조한 후 고온에서 열간가공/열처리한 다음 상온으로 급냉처리하여 알파상과 베타상으로 이루어진 미세조직으로 상변태시킨 후 절단, 가공/성형 및 표면 연삭 공정을 통해 유기 제품을 생산하고 있다. Bronze alloy for organic use is a copper alloy made by alloying copper and tin at a weight ratio of 78:22, and is divided into cast ware and round ware depending on the manufacturing method of the organic vessel. As shown in the copper-tin binary system equilibrium phase diagram, in the case of organic cast iron, which is manufactured by melting organic bronze alloy, casting it in a casting mold of a specific shape, and then slowly cooling, the microstructure of the organic bronze alloy at room temperature is alpha phase and highly brittle delta phase. Because it is made up of phases, it is suitable for manufacturing products with complex shapes, but it has the disadvantage of being vulnerable to impact. In the case of organic bronze alloy, sheets are manufactured by dissolving organic bronze alloy, then hot worked/heat treated at high temperature, then rapidly cooled to room temperature to transform the phase into a microstructure consisting of alpha and beta phases, followed by cutting, processing/forming, and surface grinding. Organic products are produced through a process.
유기용 청동합금이 소금물이나 인간의 땀과 같은 염소이온 (Cl-) 분위기에 노출되면 합금화된 주석은 구리보다 전위값이 낮아서 이온 용해도가 크기 때문에 부식을 촉진시키는 촉매 역할을 하지만, 열역학적으로 깁스 자유에너지 (Gibbs free energy)가 낮고 산소와의 반응도가 커서 선택적 산화물인 SnO2가 우선적으로 청동합금의 표면에 형성됨으로써 오히려 부식을 억제시켜 청동합금의 내변색 및 내부식 특성을 향상시킬 수 있는 가능성이 높으므로 청동합금에 첨가되는 주석의 함량이 증가할수록 청동합금의 내식/내변색성은 향상될 수 있다. When an organic bronze alloy is exposed to a chloride ion (Cl-) atmosphere such as salt water or human sweat, the alloyed tin has a lower potential value than copper and thus has a greater ion solubility, so it acts as a catalyst to accelerate corrosion, but thermodynamically, the Gibbs free energy (Gibbs free energy) is low and reactivity with oxygen is high, so SnO2, a selective oxide, is preferentially formed on the surface of the bronze alloy, which inhibits corrosion and is highly likely to improve the discoloration and corrosion resistance characteristics of the bronze alloy. As the content of tin added to the bronze alloy increases, the corrosion/discoloration resistance of the bronze alloy can be improved.
중량비로 주석이 최대 15.8%까지 고용될 수 있는 알파상은 구리내에 고용된 주석의 함량이 낮기 때문에 염소이온 분위기에 노출되면 유기용 청동합금의 표면에 연속적이고 치밀한 SnO2 산화피막을 형성하기 어려워 유기용 청동합금과 부식용액이 지속적으로 반응함으로써 SnO2 산화물과 함께 적록 색상의 Cu2O와 푸른 색상의 patina (본 발명에서는 atacamite (Cu2Cl(OH)3) 조성의 부식 생성물) 등이 알파상의 표면에 빠르게 생성되므로 인해 변색도가 크고 부식 저항성이 현저히 감소하게 된다. The alpha phase, which can dissolve up to 15.8% tin by weight, has a low content of tin dissolved in copper, so it is difficult to form a continuous and dense SnO2 oxide film on the surface of organic bronze alloy when exposed to a chlorine ion atmosphere. As the alloy and the corrosion solution continuously react, SnO2 oxide, red-green Cu2O and blue-colored patina (in the present invention, a corrosion product of atacamite (Cu2Cl(OH)3) composition) are rapidly generated on the surface of the alpha phase, causing discoloration. The higher the degree, the corrosion resistance is significantly reduced.
주석이 중량비로 22.0 ~ 25.8%까지 고용될 수 있는 베타상과 주석이 중량비로 32.2 ~ 32.9%까지 고용될 수 있는 델타상은 염소이온 분위기에 노출되면 부식 초기부터 합금표면에 비교적 치밀하고, 안정적인 SnO2 산화피막을 형성하여 염소이온 혹은 산소의 내부 확산을 억제시켜 부식이 진행되는 것을 막아는 주는 역할을 수행한다. 그러나 염소이온에 노출된 시간이 증가하면 SnO2 산화피막에 존재하는 기공 혹은 전위와 같은 결함들을 통해 구리이온 (Cu+)들이 표면까지 외부로 확산하여 합금 표면에 초록 색상의 CuCl, Cu2O, Cu2Cl(OH)3 등의 부식 생성물들을 형성하게 되나, 알파상의 부식 속도와 비교하면 상대적으로 매우 느리다. The beta phase, in which tin can be dissolved up to 22.0 to 25.8% by weight, and the delta phase, in which tin can be dissolved up to 32.2 to 32.9% by weight, are relatively dense and stable SnO2 oxidation occurs on the alloy surface from the beginning of corrosion when exposed to a chlorine ion atmosphere. It forms a film and plays a role in preventing corrosion by inhibiting the internal diffusion of chlorine ions or oxygen. However, as the exposure time to chlorine ions increases, copper ions (Cu+) diffuse outward to the surface through defects such as pores or dislocations in the SnO2 oxide film, forming green colored CuCl, Cu2O, and Cu2Cl(OH) on the alloy surface. It forms corrosion products such as 3, but it is relatively very slow compared to the corrosion rate of the alpha phase.
유기용 청동합금에 존재하는 알파상이 부식 환경에 노출되면 염소이온의 확산통로로 작용하여 염소이온에 노출된 시간이 경과됨에 따라 베타상과 델타상의 결정입 내부로 변색과 부식이 진행되어 유기용 청동합금의 내변색성과 내식성을 급격히 감소시킨다.When the alpha phase present in organic bronze alloy is exposed to a corrosive environment, it acts as a diffusion channel for chlorine ions, and as the time elapses of exposure to chlorine ions, discoloration and corrosion progress inside the crystal grains of the beta phase and delta phase, resulting in organic bronze. It drastically reduces the discoloration and corrosion resistance of the alloy.
또한, 주물유기의 경우 상온에서 알파상과 델타상의 혼합상으로 이루어져 있으며, 방짜유기의 경우 상온에서 알파상과 베타상의 혼합상으로 이루어져 있기 때문에 갈바닉 부식 (galvanic corrosion)의 원인이 될 수 있다.In addition, in the case of cast iron, it consists of a mixed phase of alpha and delta phases at room temperature, and in the case of spindle oil, it consists of a mixed phase of alpha and beta phases at room temperature, which may cause galvanic corrosion.
유기용 청동합금은 염소 이온이 존재하는 소금물 혹은 사람의 땀과 접촉하게 되면 구리 이온이 쉽게 방출되어 우수한 천연 항균능을 발휘하게 되나, 반대로 구리 이온의 방출에 의해서 유기용 청동합금의 표면이 쉽게 변색되어 사람들이 접촉을 꺼리기 때문에 유기용 청동합금의 항균능을 100% 발휘하기 어렵다. 유기용 청동합금의 내식/내변색성을 향상시키면 항균능이 감소되고, 항균능을 향상시키면 내식/내변색성이 감소되는 상호 모순되는 특징을 가지고 있기 때문에 항균능과 내식/내변색성이 적절히 조합된 우수한 유기용 청동합금의 개발이 필요하다.When organic bronze alloy comes in contact with salt water containing chlorine ions or human sweat, copper ions are easily released, demonstrating excellent natural antibacterial properties. However, the surface of organic bronze alloy is easily discolored due to the release of copper ions. Because people are reluctant to come into contact with it, it is difficult to demonstrate 100% of the antibacterial activity of organic bronze alloy. When the corrosion resistance/discoloration resistance of organic bronze alloy is improved, the antibacterial activity decreases, and when the antibacterial activity is improved, the corrosion resistance/discoloration resistance decreases. Therefore, it has mutually contradictory characteristics, so antibacterial activity and corrosion resistance/discoloration resistance are appropriately combined. There is a need for the development of excellent organic bronze alloys.
따라서 유기용 청동합금의 열처리 공정에 의한 생성상의 조절만으로 염소이온 분위기에 노출된 유기용 청동합금의 내변색성과 내식성 및 항균능을 만족할 만한 수준으로 향상시키는 것은 한계가 있기 때문에 유기용 청동합금의 표면에 내변색과 내식성 및 항균능이 우수한 재료를 표면에 처리하는 방법들이 연구되고 있다.Therefore, there is a limit to improving the discoloration resistance, corrosion resistance, and antibacterial activity of organic bronze alloy exposed to a chlorine ion atmosphere to a satisfactory level only by controlling the production phase through the heat treatment process of organic bronze alloy. Methods of treating the surface of materials with excellent discoloration resistance, corrosion resistance, and antibacterial activity are being studied.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서 종래의 전통 유기와 유사한 고급스러운 미려한 색상, 내수성, 내구성, 내열성 및 항균능 등과 같은 우수한 특성을 유지하면서, 내변색성과 내식성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 청동 합금재 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 있다.The present invention was created to solve the above problems, and it can dramatically improve discoloration resistance and corrosion resistance while maintaining excellent properties such as luxurious and beautiful color, water resistance, durability, heat resistance, and antibacterial activity similar to conventional organic products. The purpose is to provide a bronze alloy material and a manufacturing method thereof.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.The object of the present invention is not limited to the objects mentioned above. The object of the present invention will become clearer from the following description and may be realized by means and combinations thereof as set forth in the claims.
본 발명의 일 실시예에 따른 청동 합금재의 제조 방법은 용탕을 주석(Sn) 22.0중량%와 구리(Cu) 78.0중량%의 조성으로 준비하여 주조재를 주조하는 단계, 상기 주조재에 대한 열처리를 수행하는 단계, 상기 열처리가 수행된 주조재의 표면에 전해도금법으로 금을 도금하는 단계 및 상기 금이 도금된 주조재에 확산 열처리를 수행하여, 상기 열처리한 주조재의 표면에 구리-금-주석 조성의 합금층을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing a bronze alloy material according to an embodiment of the present invention includes preparing molten metal with a composition of 22.0% by weight of tin (Sn) and 78.0% by weight of copper (Cu) and casting a casting material, and heat treating the casting material. plating gold on the surface of the heat-treated cast material by electroplating, and performing diffusion heat treatment on the gold-plated cast material to form a copper-gold-tin composition on the surface of the heat-treated cast material. It may include forming an alloy layer.
본 발명에 따르면, 열처리를 통해 금이 도금된 주조재의 표면에 구리-금-주석의 확산층을 연속적이면서 치밀하게 형성시켜 청동 합금재의 금색 상 안정성을 구현할 수 있다.According to the present invention, the gold phase stability of the bronze alloy material can be realized by forming a continuous and dense diffusion layer of copper-gold-tin on the surface of the gold-plated casting material through heat treatment.
본 발명에 따르면, 소금물이나 인간의 땀과 같은 염소이온 분위기에 노출되었을 때 발생하는 변색과 부식을 방지함과 동시에 대장균과 황색포도상구균에 대한 청동 합금재의 우수한 항균 특성을 구현할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent discoloration and corrosion that occurs when exposed to a chlorine ion atmosphere such as salt water or human sweat, and at the same time implement excellent antibacterial properties of bronze alloy materials against Escherichia coli and Staphylococcus aureus.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급될 수 있다.Meanwhile, even if the effect is not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification and its potential effects expected by the technical features of the present invention can be treated as if described in the specification of the present invention.
본 발명에 대해 더욱 이해하기 위해 포함되며 본 출원에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 원리를 설명하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시예를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청동 합금재의 제조 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금 도금된 청동 합금재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 열처리가 수행된 청동 합금재의 단면도이다
도 4 및 도 5는 본 발명의 효과를 나타내기 위한 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this application and are included to further understand the present invention, represent embodiments of the invention together with detailed description illustrating the principles of the invention.
1 is a flowchart of a method for manufacturing a bronze alloy material according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of a gold-plated bronze alloy material according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of a bronze alloy material on which diffusion heat treatment was performed according to an embodiment of the present invention.
Figures 4 and 5 are graphs showing the effect of the present invention.
본 명세서의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 명세서는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 명세서와 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The above-described objectives, features and advantages of the present specification will become more apparent through the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. However, since this specification can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail below. Like reference numerals throughout the specification in principle refer to the same elements. Additionally, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to this specification may unnecessarily obscure the gist of this specification, the detailed description will be omitted.
이하, 본 명세서와 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, the method and device related to this specification will be described in more detail with reference to the drawings. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청동 합금재의 제조 방법에 대한 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금 도금된 청동 합금재의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 열처리가 수행된 청동 합금재의 단면도이다1 is a flowchart of a method for manufacturing a bronze alloy material according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional view of a gold-plated bronze alloy material according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a cross-sectional view of a bronze alloy material on which diffusion heat treatment was performed according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 청동 합금재의 제조 방법은 먼저 주조재를 주조함으로써 시작될 수 있다(S10). 주조재를 주조하는 경우 용탕을 사용할 수 있고, 용탕은 구리(Cu)와 주석(Sn)의 중량비가 78:22일 수 있다. 이를 상세히 설명하면, 알곤(Ar) 분위기 유지가 가능하도록 제작된 고주파 유도 용해로에 흑연 도가니를 고정할 수 있다. 이어서 흑연 도가니 내부에 전해동을 장입한 후, 고순도 알곤을 공급하면서 구리를 용해한 후 주석을 장입하고 용해하여 중량비로 주석이 22.0%, 구리가 78.0%로 합금화된 유기용 청동합금 용탕을 제조할 수 있다. 예를 들어, 전해동은 9.36kg일 수 있고, 고순도 알곤의 순도는 99.999%일 수 있으며 분당 3 리터(L)씩 공급될 수 있고, 장입되는 주석은 2.64kg일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 이후, 흑연 임펠러를 용탕속에 장입하여 용탕을 교반시켜 용탕 내부의 주석 편석을 최대한 억제한 후 청동합금을 철 몰드에 주입하고 냉각시켜 구리와 주석의 중량비가 78:22인 유기용 청동합금 주조재를 주조할 수 있다. 예를 들어, 임펠러는 40rpm으로 동작할 수 있고, 청동합금 주조재의 조성은 Cu-22wt%Sn일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.Referring to FIG. 1, the method for manufacturing a bronze alloy material according to an embodiment of the present invention may begin by first casting a casting material (S10). When casting a casting material, molten metal can be used, and the molten metal may have a weight ratio of copper (Cu) and tin (Sn) of 78:22. To explain this in detail, a graphite crucible can be fixed to a high-frequency induction melting furnace designed to maintain an argon (Ar) atmosphere. Next, electrolytic copper is charged inside the graphite crucible, copper is dissolved while supplying high-purity argon, and tin is then charged and melted to produce an organic bronze alloy molten metal alloyed with 22.0% tin and 78.0% copper by weight. . For example, the electrolyzed copper may be 9.36 kg, the purity of high-purity argon may be 99.999%, and 3 liters (L) may be supplied per minute, and the tin charged may be 2.64 kg, but the amount is not limited to this. Afterwards, a graphite impeller was charged into the molten metal to agitate the molten metal to suppress tin segregation inside the molten metal as much as possible. Then, the bronze alloy was injected into an iron mold and cooled to produce an organic bronze alloy casting material with a weight ratio of copper to tin of 78:22. It can be cast. For example, the impeller may operate at 40 rpm, and the composition of the bronze alloy casting may be Cu-22wt%Sn, but it is not limited thereto.
이후, 상기 주조재에 대한 열간가공을 수행할 수 있다(S20). 여기에서, 열간가공은 586oC 내지 799oC의 온도 범위에서 수행할 수 있으나 이에 한정하지 아니한다. 열간가공은 열간단조, 열간압연 및 열간압출 중 적어도 하나의 공정을 통해 수행될 수 있다. 한편, S20 단계는 선택적인 공정으로 생략될 수 있다.Afterwards, hot working can be performed on the casting material (S20). Here, hot working can be performed in a temperature range of 586 o C to 799 o C, but is not limited thereto. Hot working may be performed through at least one of hot forging, hot rolling, and hot extrusion. Meanwhile, step S20 can be omitted as an optional process.
이후, 상기 주조재에 대한 열처리를 수행할 수 있다(S30). 여기에서, 열처리는 균질화 열처리일 수 있고, 586oC 내지 799oC의 온도 범위에서 수행될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 예를 들어, 주조재의 열처리는 650 ℃에서 24 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 또한, 상기 주조재는 S20 단계를 거쳐 열간가공이 수행된 것일 수 있고, 상기 주조재는 S20 단계가 생략된 경우 열간가공이 수행되지 않은 것일 수 있다.Afterwards, heat treatment can be performed on the casting material (S30). Here, the heat treatment may be a homogenization heat treatment and may be performed in a temperature range of 586 o C to 799 o C, but is not limited thereto. For example, heat treatment of the cast material may be performed at 650° C. for 24 hours, but is not limited thereto. In addition, the casting material may have been hot worked through step S20, and the casting material may have not been hot worked if step S20 is omitted.
이후, 열처리가 수행된 주조재에 대한 급냉처리를 수행할 수 있다(S40). 여기에서, 급냉처리는 0oC 내지 30oC의 온도 범위에서 수행할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 여기에서, 급냉처리는 얼음 소금물에서 수행될 수 있다. 또한, 일 실시예에서 상기 급냉처리된 주조재를 절단하여 알파상과 베타상의 혼합상으로 이루어진 Cu-22wt%Sn 조성의 청동합금 판재를 제조할 수 있다. Afterwards, rapid cooling treatment can be performed on the heat-treated casting material (S40). Here, the rapid cooling treatment can be performed in a temperature range of 0 o C to 30 o C, but is not limited thereto. Here, quenching may be performed in ice brine. Additionally, in one embodiment, the quenched cast material can be cut to manufacture a bronze alloy sheet with a Cu-22wt%Sn composition consisting of a mixed phase of alpha and beta phases.
이후, 급냉처리가 수행된 주조재의 표면에 금(Au) 도금을 수행할 수 있다(S50). 여기에서 도금은 전해도금법에 의해 수행될 수 있다. 도금된 금의 두께는 0.1mm~ 1mm일 수 있다. 예를 들어, 도금 공정시 2.76V의 직류 전압을 공급할 수 있고, 이 경우 전류 밀도는 300mA/cm2일 수 있다. 예를 들어, 주조재의 표면에 금을 도금하기 위해 금염(gold salt, 예를 들어, 청화금칼륨염(potassium gold cyanide salt), 전기 전도염(conducting salt, 예를 들어, 유기산염과 옥살산칼륨 일수화물의 혼합물(a mixture of organic acid salt and potassium oxalate monohydrate)), 산성염(acid salt, 예를 들어, 구연산 염기(citrate-acid-based)), 광택제(brightener, 예를 들어, 수산화칼륨과 방향족 유기화합물의 혼합물(mixture of potassium hydroxide and aromatic organic compounds)), 및 코발트 첨가제(cobalt additive)의 혼합액을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 또한, 전해도금 처리시 도금 액의 균일 조성을 확보하기 위해 마그네틱 스터러로 도금 액을 교반할 수 있다. 금 도금 시 양극재로는 메쉬 형태의 원통형 백금 피복 티타늄(platinum coated titanium) 셀을 사용할 수 있고, 도금 온도 및 도금 욕의 pH값은 각각 55℃ 및 4.0 내지 4.2일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.Thereafter, gold (Au) plating may be performed on the surface of the cast material on which the quenching treatment was performed (S50). Here, plating may be performed by electroplating. The thickness of the plated gold may be 0.1 mm to 1 mm. For example, during the plating process, a direct current voltage of 2.76V may be supplied, and in this case, the current density may be 300mA/cm 2 . For example, to plate gold on the surface of a casting, gold salt (e.g., potassium gold cyanide salt), electrically conducting salt (e.g., organic acid salt and potassium oxalate monohydrate) are used. a mixture of organic acid salt and potassium oxalate monohydrate, an acid salt (e.g., citrate-acid-based), a brightener (e.g., potassium hydroxide and an aromatic organic compound) A mixture of potassium hydroxide and aromatic organic compounds and a cobalt additive can be used, but are not limited to this. In addition, a magnetic stirrer is used to ensure a uniform composition of the plating solution during electroplating treatment. The plating solution can be stirred. During gold plating, a mesh-shaped cylindrical platinum coated titanium cell can be used as the anode material, and the plating temperature and pH value of the plating bath are 55°C and 4.0 to 4.2, respectively. It may be, but is not limited to this.
일 실시예서, S40 단계에서 청동합금 판재를 제조한 경우, 제조한 청동 판재의 표면을 실리카 페이스트(silica paste)로 미세 연마를 수행할 수 있다 실리카 페이스트의 크기는 0.03 μm일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 이후, 미세 연마가 수행된 청동 판재에 대한 세척 및 건조를 수행할 수 있다. 세척은 초음파 세척기에서 알코올 및 증류수를 통해 수행될 수 있고, 세척 및 건조는 각각 5 분간 수행될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 세척 및 건조가 수행된 청동 판재에 대한 전처리를 수행할 수 있다. 상기 전처리는 시편 표면 활성화를 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 전처리는 10분 동안 10% 황산 용액에서 수행될 수 있다. 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명에서 금 도금된 유기용 청동 합금재의 단면을 주사 전자 현미경으로 관찰한 미세조직 사진으로서, 약 0.7 μm 두께의 금 도금층이 균일하게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.In one embodiment, when a bronze alloy sheet is manufactured in step S40, the surface of the manufactured bronze sheet can be finely polished with silica paste. The size of the silica paste may be 0.03 μm, but is not limited to this. No. Afterwards, the bronze plate on which fine polishing was performed can be cleaned and dried. Cleaning can be performed using alcohol and distilled water in an ultrasonic cleaner, and cleaning and drying can be performed for 5 minutes each, but are not limited to this. Pretreatment can be performed on bronze plates that have been washed and dried. The pretreatment may be performed to activate the specimen surface. For example, pretreatment may be performed in 10% sulfuric acid solution for 10 minutes. Referring to Figure 2, Figure 2 is a microstructure photograph of a cross-section of an organic bronze alloy material plated with gold in the present invention observed with a scanning electron microscope, and it can be seen that a gold plating layer with a thickness of about 0.7 μm is uniformly formed. .
이후, 표면에 금이 도금된 주조재에 확산 열처리를 수행할 수 있다(S60). 여기에서, 확산 열처리는 금이 도금된 주조재의 표면에 구리-금-주석 조성의 표면 확산층을 형성시키는 공정일 수 있다. 표면 확산층의 중량비는 (40~55)%구리-(42~55)%금-(3~5)%주석일 수 있다. 확산 열처리는 200oC 내지 250oC 온도 범위에서 수행될 수 있고, 30 분(minute) 내지 10 시간 수행될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.Afterwards, diffusion heat treatment can be performed on the cast material with gold plating on the surface (S60). Here, diffusion heat treatment may be a process of forming a surface diffusion layer of copper-gold-tin composition on the surface of a gold-plated casting material. The weight ratio of the surface diffusion layer may be (40-55)% copper-(42-55)% gold-(3-5)% tin. Diffusion heat treatment may be performed in a temperature range of 200 o C to 250 o C and may be performed for 30 minutes to 10 hours, but is not limited thereto.
일 실시예에서, 청동 판재의 표면에 도금처리가 수행된 경우, 확산 열처리 및 로냉처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 확산 열처리는 알곤 분위기 하 250 ℃에서 5 시간 동안 수행될 수 있고 로냉처리는 상온까지 수행될 수 있다. 도 3을 참조하면, 도 3은 확산 열처리된 유기용 청동 합금재의 단면을 주사 전자 현미경으로 관찰한 미세조직 사진이며, EDS (Energy Dispersive Spectroscopy)를 이용하여 조성을 분석한 결과 중량비로 50.5%Cu-45%Au-4.5%Sn 조성의 합금층이 연속적이면서 치밀하게 유기용 청동 합금재의 표면에 형성되어 있음을 확인할 수 있다. In one embodiment, when plating treatment is performed on the surface of the bronze plate, diffusion heat treatment and furnace cold treatment may be performed. For example, diffusion heat treatment can be performed at 250° C. for 5 hours under an argon atmosphere and furnace cold treatment can be performed up to room temperature. Referring to Figure 3, Figure 3 is a microstructure photograph of a cross-section of a diffusion heat-treated organic bronze alloy material observed with a scanning electron microscope. As a result of analyzing the composition using EDS (Energy Dispersive Spectroscopy), it was found to be 50.5% Cu-45 by weight. It can be confirmed that the alloy layer of %Au-4.5%Sn composition is continuously and densely formed on the surface of the organic bronze alloy material.
도 4 및 도 5는 본 발명의 효과를 나타내기 위한 그래프이다.Figures 4 and 5 are graphs showing the effect of the present invention.
도 4는 본 발명에서 구리와 주석의 중량비가 78:22인 전통 유기 합금을 650oC에서 24 시간 동안 열처리를 수행한 후 상온으로 급냉처리한 시편과 급냉처리된 전통유기 합금의 표면에 금을 전해도금한 후 250oC에서 5 시간 동안 확산 열처리한 후 로냉처리한 시편을 20oC로 유지된 3.5% 소금물 용액에 1, 5, 10 및 24 시간 동안 각각 침지한 후 시편 표면의 변색도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 4 shows a specimen in which a traditional organic alloy with a weight ratio of copper and tin of 78:22 was heat treated at 650 o C for 24 hours and then quenched to room temperature, and gold was deposited on the surface of the quenched traditional organic alloy in the present invention. After electroplating, diffusion heat treatment at 250oC for 5 hours, the furnace cold-treated specimen was immersed in a 3.5% salt water solution maintained at 20oC for 1, 5, 10, and 24 hours, respectively, and the discoloration of the surface of the specimen was measured. This is the graph shown.
전통 유기 합금과 구리-금-주석 합금층이 표면처리된 전통 유기합금의 변색특성을 비교하기 위해 분광계를 이용하여 가시광선 영역의 반사도 스펙트럼과 CIE-L*a*b* 표색계로 색도차를 연산하였다. 색도차는 다음 수학식 1에 따라 연산할 수 있다.To compare the discoloration characteristics of traditional organic alloys and traditional organic alloys surface-treated with a copper-gold-tin alloy layer, a spectrometer was used to calculate the chromaticity difference using the reflectance spectrum in the visible light region and the CIE-L*a*b* colorimetric system. did. The chromaticity difference can be calculated according to Equation 1 below.
수학식 1에서, ΔЕ는 색도차를 나타낼 수 있다. Lt는 20oC로 유지된 3.5% 소금물 용액에 침지 하기전의 시편의 밝기(명도)를 Lg는 20oC로 유지된 3.5% 소금물 용액에 미리 설정한 시간만큼 침지한 후의 시편의 밝기(명도)를 나타낼 수 있다. at 및 bt는 20oC로 유지된 3.5% 소금물 용액에 침지 하기전의 시편의 채도를 나타낼 수 있고, ag 및 bg는 20oC로 유지된 3.5% 소금물 용액에 미리 설정한 시간만큼 침지한 후의 시편의 채도를 나타낼 수 있다. 여기에서 미리 설정한 시간은 1, 5, 10 및 24 시간 중 하나일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.In Equation 1, ΔЕ can represent the chromaticity difference. L t is the brightness (brightness) of the specimen before immersion in a 3.5% salt water solution maintained at 20 o C, and Lg is the brightness (brightness) of the specimen after immersion in a 3.5% salt water solution maintained at 20 o C for a preset time. It can be expressed. a t and b t are It can represent the saturation of the specimen before immersion in 3.5% salt water solution maintained at 20 o C, and a g and b g are It can indicate the saturation of the specimen after immersion in a 3.5% salt water solution maintained at 20 o C for a preset time. Here, the preset time may be one of 1, 5, 10, and 24 hours, but is not limited thereto.
또한, 수학식 1에 따라 색도차를 연산하는 경우 SCI (Specular component include) 모드로써 표준 광원 D65와 시야각 10o 를 사용하였으며, 지름 10 mm의 원형 색 감지판에 시편을 위치시킨 후 변색도를 최소 5회 측정하여 평균값을 얻었다.In addition, when calculating the chromaticity difference according to Equation 1, a standard light source D65 and a viewing angle of 10 o were used in SCI (Specular component include) mode. After placing the specimen on a circular color detection plate with a diameter of 10 mm, the degree of discoloration was minimized. Measurements were made 5 times and the average value was obtained.
도 4에서 보듯이 3.5% 소금물 용액에서 24 시간 동안 침지한 경우 전통 유기합금과 구리-금-주석 합금층이 표면처리된 전통 유기합금의 표면 변색도는 각각 19.98과 2.18 정도로써, 전통 유기합금과 비교하여 구리-금-주석 합금층이 표면처리된 전통 유기합금의 내변색성이 약 9 배 이상 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Figure 4, when immersed in a 3.5% salt water solution for 24 hours, the surface discoloration degrees of the traditional organic alloy and the traditional organic alloy with the copper-gold-tin alloy layer surface treated are about 19.98 and 2.18, respectively, which are similar to the traditional organic alloy and the traditional organic alloy. In comparison, it can be seen that the discoloration resistance of a traditional organic alloy surface treated with a copper-gold-tin alloy layer is about 9 times better.
도 5는 전통 유기용 청동합금 시편과 금 도금된 유기용 청동합금을 250 oC에서 5 시간 동안 확산 열처리한 시편을 20oC로 유지된 3.5% 소금물 용액에서 측정한 동전위 분극곡선이다.Figure 5 shows the electropotential polarization curves of traditional organic bronze alloy specimens and gold-plated organic bronze alloy specimens subjected to diffusion heat treatment at 250 o C for 5 hours measured in a 3.5% salt water solution maintained at 20 o C.
내식성을 비교 평가하기 위하여 기준전극 (reference electrode)으로는 Ag/AgCl을, 상대전극으로 메쉬 형태의 순수한 백금전극을 각각 사용하였으며, 전기화학적 부식평가 방법인 동전위 분극실험(Potentio-dynamic Polarization, PP)을 20 oC로 유지된 3.5% 소금물 수용액에서 실시하였다. 부식 환경에서 전기 이중층에 의한 표면 불안정화를 해소하기 위해서 개방회로 전위 (open circuit potential, OCP)를 20분 동안 행한 후 부식실험을 실시하였으며, 도 5에 동전위 분극곡선의 결과를 나타내었다. 도 5의 결과로부터 얻어진 분극곡선을 타펠(Tafel) 외삽하여 부식 전류값 (Icorr)과 부식 전위값 (Ecorr)은 표 1과 같을 수 있다.To comparatively evaluate corrosion resistance, Ag/AgCl was used as a reference electrode and a mesh-shaped pure platinum electrode was used as a counter electrode. Potentio-dynamic polarization (PP), an electrochemical corrosion evaluation method, was used. ) was carried out in a 3.5% aqueous salt water solution maintained at 20 o C. In order to eliminate surface destabilization caused by the electric double layer in a corrosive environment, a corrosion experiment was conducted after conducting an open circuit potential (OCP) for 20 minutes, and the results of the electropotential polarization curve are shown in FIG. 5. By Tafel extrapolation of the polarization curve obtained from the results of FIG. 5, the corrosion current value (Icorr) and corrosion potential value (Ecorr) can be as shown in Table 1.
표 1을 참조하면, 전통 유기합금과 구리-금-주석 합금층이 표면처리된 전통 유기합금의 부식 전류값은 각각 13.7과 0.41 μA/cm2 정도이며, 부식 전압값은 각각 -0.235와 -0.130 V 정도였다. 따라서 전통 유기합금과 비교하여 구리-금-주석 합금층이 표면처리된 전통 유기합금의 내식성은 약 33 배 이상 우수한 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, the corrosion current values of the traditional organic alloy and the traditional organic alloy surface-treated with the copper-gold-tin alloy layer are approximately 13.7 and 0.41 μA/cm 2 , respectively, and the corrosion voltage values are -0.235 and -0.130, respectively. It was about V. Therefore, compared to traditional organic alloys, it can be seen that the corrosion resistance of traditional organic alloys surface-treated with a copper-gold-tin alloy layer is about 33 times better.
더 나아가, 전통 유기 합금과 구리-금-주석 합금층이 표면처리된 전통 유기합금의 항균능을 비교할 수 있다. 이는 필름 밀착법 (JIS Z 2081:2010)으로 평가하였다. 대조구로 Sterilized PP film을 이용하였다. 항균능 평가에 이용된 시험편의 크기는 40 x 40 x 2(t) mm3 정도였으며, 시험 균주는 대표적 음성균인 대장균 (Escherichia coli ATC 8739)과 양성균인 황색포도상구균 (Staphylococcus aureus ATCC 6538)을 사용하였다. 습도 90%, 온도 35±2 oC 조건에서 24시간 동안 세균을 배양하였으며, 다음 수학식 2로부터 항균 활성치를 연산할 수 있고, 전통 유기 합금과 구리-금-주석 합금층이 표면처리된 전통 유기합금의 항균능은 표 2와 같이 나타낼 수 있다.Furthermore, the antibacterial activity of a traditional organic alloy and a traditional organic alloy surface treated with a copper-gold-tin alloy layer can be compared. This was evaluated by the film adhesion method (JIS Z 2081:2010). Sterilized PP film was used as a control. The size of the test piece used to evaluate antibacterial activity was about 40 x 40 did. Bacteria were cultured for 24 hours at a humidity of 90% and a temperature of 35 ± 2 o C. The antibacterial activity value can be calculated from the following equation 2, and the traditional organic alloy and copper-gold-tin alloy layer were surface treated. The antibacterial activity of the alloy can be expressed as Table 2.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is obvious to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (11)
상기 주조재에 대한 열처리를 수행하는 단계;
상기 열처리가 수행된 주조재의 표면에 전해도금법으로 금을 도금하는 단계; 및
상기 금이 도금된 주조재에 확산 열처리를 수행하여, 상기 열처리가 수행된 주조재의 표면에 구리-금-주석 조성의 합금층을 형성시키는 단계를 포함하는, 청동 합금재의 제조 방법.Casting a casting material by preparing molten metal with a composition of 22.0% by weight tin (Sn) and 78.0% by weight copper (Cu);
performing heat treatment on the casting material;
plating gold on the surface of the heat-treated cast material by electroplating; and
A method for producing a bronze alloy material, comprising the step of performing diffusion heat treatment on the gold-plated casting material to form an alloy layer of a copper-gold-tin composition on the surface of the heat-treated casting material.
상기 주조재에 대한 열간가공을 수행하는 단계를 더 포함하는, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 1,
A method for producing a bronze alloy material, further comprising performing hot working on the cast material.
상기 열간가공을 수행하는 단계는,
상기 열간가공을 586℃ 내지 799℃에서 수행하는 단계인, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 2,
The step of performing the hot working is,
A method of producing a bronze alloy material, which includes performing the hot working at 586°C to 799°C.
상기 열간가공을 수행하는 단계는,
상기 열간가공을 열간단조, 열간압연 및 열간압출 중 적어도 하나를 통해 수행하는, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 2,
The step of performing the hot working is,
A method of manufacturing a bronze alloy material, wherein the hot working is performed through at least one of hot forging, hot rolling, and hot extrusion.
상기 열처리를 수행하는 단계는,
상기 열처리를 586℃ 내지 799℃에서 수행하는 단계인, 합금재의 제조 방법.According to paragraph 1,
The step of performing the heat treatment is,
A method of manufacturing an alloy material, which includes performing the heat treatment at 586°C to 799°C.
상기 열처리가 수행된 주조재에 대한 급냉처리를 수행하는 단계를 더 포함하고,
상기 급냉처리를 수행하는 단계는 상기 열처리가 수행된 주조재를 0℃로부터 30℃까지 급냉처리하는 단계를 포함하는, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 1,
Further comprising performing a rapid cooling treatment on the heat-treated casting material,
The step of performing the quenching treatment includes the step of quenching the heat-treated cast material from 0° C. to 30° C.
상기 금을 도금하는 단계는,
상기 주조재에 상기 금을 0.1 μm 내지 1μm의 두께로 도금하는 단계인, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 1,
The step of plating the gold is,
A method of manufacturing a bronze alloy material, which is the step of plating the gold on the cast material to a thickness of 0.1 μm to 1 μm.
상기 확산 열처리를 수행하는 단계는,
200oC 내지 250oC에서 수행되는, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 1,
The step of performing the diffusion heat treatment is,
A process for producing a bronze alloy material, carried out at 200 o C to 250 o C.
상기 확산 열처리를 수행하는 단계는,
상기 확산 열처리를 30분 내지 10시간 수행하는 단계인, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 1,
The step of performing the diffusion heat treatment is,
A method of producing a bronze alloy material, which is the step of performing the diffusion heat treatment for 30 minutes to 10 hours.
상기 구리-금-주석 조성의 합금층은,
합금층의 중량비는 (40~55)%구리-(42~55)%금- (3~5)%주석인, 청동 합금재의 제조 방법.According to paragraph 1,
The alloy layer of the copper-gold-tin composition,
A method of producing a bronze alloy material in which the weight ratio of the alloy layer is (40-55)% copper-(42-55)% gold-(3-5)% tin.
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