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KR100946721B1 - High strength copper alloy and casting thereof - Google Patents

High strength copper alloy and casting thereof Download PDF

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KR100946721B1
KR100946721B1 KR1020090026060A KR20090026060A KR100946721B1 KR 100946721 B1 KR100946721 B1 KR 100946721B1 KR 1020090026060 A KR1020090026060 A KR 1020090026060A KR 20090026060 A KR20090026060 A KR 20090026060A KR 100946721 B1 KR100946721 B1 KR 100946721B1
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KR
South Korea
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weight
copper alloy
copper
casting
strength
Prior art date
Application number
KR1020090026060A
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Korean (ko)
Inventor
최배호
Original Assignee
주식회사 씨제이씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A high-strength copper alloy and a high-strength copper alloy casting are provided to prevent loss of a product due to a thermal transformation by omitting the thermal process and to obtain high strength without the thermal treatment. CONSTITUTION: A high-strength copper alloy comprises manganese 6.2~ 10 weight%, aluminum 3.9~5 weight%, tin 0~15.1 weight%, nickel 0~3.9 weight%, zirconium 0~4.4 weight%, iron 0~3.6 weight%, other component, production induction impurities, and copper of rest weight%. The other component is composed of zinc, lead, phosphorus, graphite which has respectively maximum 0.05 weight%.

Description

고강도 동합금 및 고강도 동합금 주물{HIGH STRENGTH COPPER ALLOY AND CASTING THEREOF}High Strength Copper Alloy and High Strength Copper Alloy Castings {HIGH STRENGTH COPPER ALLOY AND CASTING THEREOF}

본 발명은 열처리 없이 양호한 기계적 특성을 갖는 동합금 및 동합금 주물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 열처리가 어려운 박육제품용 동합금 주물에 있어서 열처리 없이 고강도를 갖는 동합금 주물에 관한 것이며, 본 발명에 따른 동합금 주물의 응용분야는 정적 및 동적 하중을 받는 자동차, 전기, 전자 부품이 포함된다.The present invention relates to copper alloys and copper alloy castings having good mechanical properties without heat treatment. More particularly, the present invention relates to copper alloy castings having high strength without heat treatment in copper alloy castings for thin products which are difficult to heat treatment. Applications of copper alloy castings according to the present invention include automotive, electrical and electronic parts subjected to static and dynamic loads. .

동합금은 종래에는 배관 부재 즉, 수도꼭지, 금구 또는 밸브 등에 주로 폭넓게 사용되어 왔으나, 오늘날에는 그 활용범위가 확장되어 전기, 전자, 통신, 정보, 계측기기 또는 자동차 등에 사용되는 리드, 스위치, 커넥터, 릴레이 또는 슬라이딩편 등의 구성재로서도 고강도 동합금이 사용되고 있다.Copper alloys have conventionally been widely used in piping members, such as faucets, brackets, or valves, but today, their use has been expanded, and leads, switches, connectors, relays, etc. used in electrical, electronic, communication, information, measuring devices, or automobiles. Or high strength copper alloy is used also as structural materials, such as a sliding piece.

그러나, 최근 상기 기기의 소형화, 경량화, 고성능화에 따라, 이들에 사용되는 리드, 스위치, 커넥터 등의 구성재료에도 확실한 특성개선이 요구되고 있다. 예컨대, 커넥터의 용수철 접점부는 극박판이 사용되지만, 상기 극박판을 구성하는 고강도 동합금에는, 얇은 두께화를 꾀하기 위해서 고도의 강도가 요구되며, 또한 강도와 굴곡가능성을 비롯한 연성과의 고도한 밸런스를 갖을 것, 생산성, 경제성이 우수할 것 및 도전성, 내식성, 응력완화 특성, 납땜 접합성, 내마모성 등에 있어서 문제가 없을 것이 요구되고 있다.However, in recent years, with the miniaturization, weight reduction, and high performance of the above-mentioned devices, there is a demand for reliably improving characteristics of constituent materials such as leads, switches, and connectors. For example, although the spring contact portion of the connector is made of ultra-thin plate, the high-strength copper alloy constituting the ultra-thin plate requires high strength in order to achieve a thin thickness, and a high balance between ductility including strength and bendability. It is demanded to have a thing, to be excellent in productivity, economy, and to have no problem in electroconductivity, corrosion resistance, a stress relaxation property, solder joint property, abrasion resistance, etc.

종래의 고강도 동합금으로서는, 일반적으로 베릴륨동, 티탄동 등이 사용되나, 이들 일반적인 고강도 동합금에는 다음과 같은 문제가 있으며, 상기한 요구에 부응할 수 없다.As a conventional high strength copper alloy, beryllium copper, titanium copper and the like are generally used. However, these general high strength copper alloys have the following problems and cannot meet the above requirements.

즉, 베릴륨동은, 동합금 중 가장 높은 강도를 갖지만, 베릴륨이 인체에 대단히 유해하기 때문에, 베릴륨동 제품부재 또는 이를 함유한 제품의 폐기처리가 곤란하며, 제조에 사용되는 용해 설비에 필요한 초기비용이 매우 높아진다. 따라서, 소정의 특성을 얻기 위해서 제조 최종단계에서 용체화처리가 필요하게 되는 것은 물론, 제조비용을 포함한 경제성에 문제가 있다. 또한, 티탄동은, 베릴륨동에 다음가는 고강도를 갖지만, 티탄이 활성원소이기 때문에 비싼 용해 설비가 필요하고, 용해시의 품질 및 수율이 문제가 된다. 따라서, 베릴륨동과 같이, 제조 최종단계에서의 용체화처리가 필요하게 되는 것은 물론 경제성에 문제가 있다. 또한, 황동, 및 Si, Ni 를 첨가한 황동은 저렴하지만, 강도적으로 만족할 수 있는 합금이 아니며, 내식성(응력부식균열 및 탈아연부식)에 문제가 있고 상기한 소형화, 고성능화를 꾀하는 제품구성재로서는 부적당하다.That is, beryllium copper has the highest strength among copper alloys, but since beryllium is extremely harmful to the human body, it is difficult to dispose of the beryllium copper product member or the product containing the same, and the initial cost required for the melting facility used for manufacturing is high. Very high. Therefore, not only the solution treatment is required at the final stage of manufacturing in order to obtain a predetermined characteristic, but also there is a problem in economic efficiency including manufacturing cost. In addition, titanium copper has a high strength next to beryllium copper, but since titanium is an active element, expensive dissolution equipment is required, and quality and yield at the time of melting become a problem. Therefore, like copper beryllium, not only the solution treatment in the final stage of manufacturing is required but also there is a problem in economic efficiency. In addition, brass and brass with Si and Ni added are inexpensive, but are not an alloy that is satisfactory in strength. Inadequate

따라서, 위와 같은 동합금 이외에 고강도를 갖는 동합금의 개발이 요구된다. 일반적으로 동합금이 고강도를 갖도록 하기 위해서는 열처리 단계를 거치는 것이 필수적이다. 특히, 오늘날 자동차, 조선, 전기, 전자 제품에서 사용되는 구조 부 품에서 사용되는 Cu-Al-Mn-Fe계 합금 또는 Cu-Al-Fe-Ni계 합금에서는, 기계적 성질을 개선하기 위하여 섭씨 900도 내지 1000도 이상의 고온에서 담금질한 후 섭씨 500도 내지 650도에서 풀림 열처리를 하고 있다.Therefore, the development of a copper alloy having a high strength in addition to the above copper alloy is required. In general, it is essential to undergo a heat treatment step in order for the copper alloy to have a high strength. In particular, in Cu-Al-Mn-Fe-based alloys or Cu-Al-Fe-Ni-based alloys used in structural parts used in automobiles, shipbuilding, electrical and electronic products today, 900 degrees Celsius to improve the mechanical properties. After quenching at a high temperature of 1000 degrees or more, the annealing heat treatment is performed at 500 degrees to 650 degrees Celsius.

상기한 바와 같이, Cu-Al-Mn-Fe계 합금 또는 Cu-Al-Fe-Ni계 합금에서는, 기계적 성질을 개선하기 위하여 섭씨 900도 내지 1000도 이상의 고온에서 담금질한 후 섭씨 500도 내지 650도에서 풀림 열처리를 하고 있다. 그러나 박막 내지 박판과 같은 얇은 주조물인 박육제품의 경우 이와 같은 고온에서의 열처리 과정에서 제품의 변형이 생기므로 열처리가 바람직하지 않다. 대개 금속은 열처리를 통해서 강도가 향상되므로 열처리 과정을 거치지 않으면 원하는 금속의 강도를 얻기 어렵다.As described above, in the Cu-Al-Mn-Fe-based alloy or the Cu-Al-Fe-Ni-based alloy, in order to improve the mechanical properties, after quenching at a high temperature of 900 to 1000 degrees Celsius or higher 500 to 650 degrees Celsius Annealing heat treatment at However, in the case of thin products which are thin castings such as thin films or thin plates, the heat treatment is not preferable because the deformation of the product occurs during the heat treatment at such a high temperature. In general, the strength of the metal is improved through heat treatment, so it is difficult to obtain the desired strength of the metal without the heat treatment.

그러나, 박육제품은 열적 또는 기계적 응력을 받는 부품에 사용되므로, 양호한 기계적 특성을 갖는 동합금 주물을 제공하는 것이 필요하기 때문에, 열처리를 행하지 않고 주조 상태에서 기존 동합금과 동등하거나 그 이상의 강도를 얻도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 다이캐스팅, 중력주조 및 저압주조에 적합한 상기 합금으로 주조되는 주물은 높은 강도 뿐만이 아니라 연성 및 양호한 주조성 또한 갖추어야 한다.However, since thin products are used in parts that are subjected to thermal or mechanical stress, it is necessary to provide a copper alloy casting with good mechanical properties, so that a strength equal to or greater than the existing copper alloy can be obtained in a cast state without heat treatment. It is preferable. In addition, castings cast from these alloys suitable for die casting, gravity casting and low pressure casting must have not only high strength but also ductility and good castability.

본 발명에 따라 제조된 "주물" 이라 함은 주조로서만 제조되는 순수주물과, 예비성형된 주물을 냉간이나 열간성형을 가하여 최종 치수로 성형된 제품 및 압출용 빌렛을 포함한다. 순수 주물의 예로서는 사형주조, 다이캐스팅, 중력금형주조, 저압주조, 스퀴즈캐스팅, 로스트왁스 주조, 및 고체상태에서 가열하여 반용융 상태에서 성형하는 틱소캐스팅으로 제조되는 것이 있다. 세이핑(shaping)에 의하여 예비성형된 주물에서 수행되는 작업으로는 단조와 반용융단조가 있다.The term "casting" produced according to the present invention includes pure castings which are produced only as a casting, and products which have been molded into final dimensions by cold or hot forming the preformed castings and billets for extrusion. Examples of pure castings are sand casting, die casting, gravity mold casting, low pressure casting, squeeze casting, lost wax casting, and thiso casting, which is heated in a solid state and molded in a semi-melt state. The operations performed in castings preformed by shaping include forging and semi-melting forging.

대부분의 금속 부품들이 완전 고체상태(단조) 또는 완전 액체상태(주조)에서 제조되지만, 상기 반용융단조는 주조와 단조의 장점을 융합시켜 부품을 제조하는 기술이다. 상기 중력주조는 용융상태의 합금을 중력을 이용하여 주형에 주입하는 것으로 일반적으로 보급되어 있는 제조 방법이고, 저압주조법은 용융된 합금의 용탕면에 가스를 이용하여 압력을 가하여 주형내에 용탕을 주입하는 방식이다.Although most metal parts are manufactured in a completely solid state (forging) or in a completely liquid state (casting), the semi-melt forging is a technique for manufacturing parts by fusing the advantages of casting and forging. The gravity casting is a manufacturing method that is commonly spread by injecting a molten alloy into a mold using gravity, and the low pressure casting method is to inject a molten metal into the mold by applying pressure to the molten surface of the molten alloy using a gas That's the way.

본 발명에 따른 동합금 주물은 상기한 모든 공정을 통하여 제조가 가능하며, 상기한 바와 같이 열처리를 행하지 않고 주조상태에서 고강도를 갖는 부품의 바람직한 기계적인 특성은 다음과 같다.The copper alloy casting according to the present invention can be manufactured through all the above-described processes, and the preferable mechanical properties of the parts having high strength in the casting state without performing heat treatment as described above are as follows.

압축강도 Rm > 800 MpACompressive Strength Rm> 800 MpA

연신율 A5 > 6 %Elongation A5> 6%

상기 수치는 종래의 동합금의 압축강도와 연신율을 나타낸다. 본 발명에 따른 고강도 동합금의 바람직한 화학 조성은 아래와 같다.
6.2 중량% 이상이고 10 중량% 미만의 망간,
3.9 중량% 이상이고 5 중량% 미만의 알루미늄,
0 보다 많고 15.1 중량% 이하의 주석,
0 보다 많고 3.9 중량% 이하의 니켈,
0 보다 많고 4.4 중량% 이하의 지르코늄,
0 보다 많고 3.6 중량% 이하의 철,
각각이 최대 0.05 중량% 인 기타 성분,
0.05 중량% 이하의 생산유발불순물, 및
나머지 중량%의 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
The numerical values indicate the compressive strength and elongation of conventional copper alloys. Preferred chemical compositions of the high strength copper alloy according to the present invention are as follows.
At least 6.2 wt% and less than 10 wt% manganese,
At least 3.9% by weight and less than 5% by weight of aluminum,
More than 0 and 15.1 wt% or less of tin,
More than 0 and less than 3.9 wt% nickel,
More than 0 and no more than 4.4 wt% zirconium,
More than 0 and less than 3.6% by weight of iron,
Other ingredients, each up to 0.05% by weight,
Up to 0.05% by weight of impurities produced, and
A high strength copper alloy comprising the remaining weight percent copper.

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상기 화학조성범위를 갖는 합금원소의 효과는 다음과 같다.The effect of the alloying element having the chemical composition range is as follows.

망간은 베타 상을 안정화하여 베타 상에서 알파 및 감마2 상으로의 상변태를 억제하여 취성을 없애는 역할을 한다.Manganese plays a role in stabilizing the beta phase, thereby suppressing the transformation of the beta phase into alpha and gamma 2 phases, thereby eliminating brittleness.

알루미늄은 베타 상의 형성에 영향을 미쳐 강도와 경도를 증가시키는 효과가 있다.Aluminum has the effect of increasing the strength and hardness by affecting the formation of the beta phase.

주석은 융점을 낮추는 역할을 하며 강도 개선에 기여한다.Tin serves to lower the melting point and contribute to strength improvement.

니켈은 니켈-알루미늄 상을 석출하여 석출강화 효과를 나타내며 또한 연성을 개선한다.Nickel precipitates the nickel-aluminum phase to have a precipitation strengthening effect and also improves ductility.

철은 철-알루미늄 상을 석출하여 강도 개선에 기여하며 용탕 중에서 중력에 의한 알루미늄의 편석을 방지한다.
따라서, 상기 망간 조성의 하한보다 낮은 합금의 경우 상이 안정화되지 못하고 상변태가 일어날 수 있어서, 안정된 합금 생성이 불가능하다. 또한, 강도에 기여하는 나머지 알루미늄, 주석, 니켈, 철의 조성비 하한보다 낮은 비율이 포함된 합금의 경우 원하는 강도를 얻지 못하기 때문에 다이캐스트 공정시에 합금이 손상될 우려가 있으며, 완성된 제품의 강도가 떨어지기 때문에 효용성이 떨어지게 된다.
Iron precipitates the iron-aluminum phase, which contributes to strength improvement and prevents segregation of aluminum by gravity in the melt.
Therefore, in the case of an alloy lower than the lower limit of the manganese composition, the phase may not be stabilized and phase transformation may occur, thereby making it impossible to produce a stable alloy. In addition, alloys containing a ratio lower than the lower composition ratio of the remaining aluminum, tin, nickel, and iron, which contribute to the strength, may not obtain the desired strength, which may damage the alloy during the die casting process. Since the strength falls, the utility falls.

기타 성분 및 생산유발불순물은 상기 동합금을 제조시에 공정 중에서 의도하지 않게 유입될 수 있는 불순물을 나타낸다. 상기 불순물에는 상기한 구리, 망간, 알루미늄, 주석, 니켈, 지르코늄, 및 철을 제외한 나머지 모든 성분이 이에 해당될 수 있다. 보다 구체적으로, 기타 성분에는 아연, 납, 인, 흑연 등이 해당될 수 있다. Other components and production-induced impurities refer to impurities that can be introduced unintentionally in the process of manufacturing the copper alloy. The impurities may correspond to all components except for copper, manganese, aluminum, tin, nickel, zirconium, and iron. More specifically, zinc, lead, phosphorus, graphite, and the like may correspond to other components.

위와 같은 합금원소를 포함하는 고강도 동합금을 이용하여 바람직하게는 다이캐스팅, 중력주조, 저압주조 및 틱소캐스팅 공정에 의해서 본 발명에 따른 동합금 주물을 제작할 수 있다. 본 발명에 따른 고강도 동합금 주물은 열처리를 거치지 않고도 고강도를 갖게 되므로, 일정 수준 이상의 강도가 필요하나 열처리가 어려운 박육제품 등의 부품제작이 가능하게 된다. 또한, 열처리를 거치지 않으므로, 변형에 의한 제품 손실이 발생되지 않으며, 비용측면에서도 열처리 공정에 드는 비용만큼 비용이 절감되며, 공정시간도 단축되는 효과가 있다.Using a high-strength copper alloy containing the alloying elements as described above, preferably, the copper alloy casting according to the present invention may be produced by die casting, gravity casting, low pressure casting, and thixocasting processes. Since the high-strength copper alloy casting according to the present invention has high strength without undergoing heat treatment, it is possible to manufacture parts such as thin products that require a certain level or more of strength but are difficult to heat treatment. In addition, since the heat treatment is not performed, product loss due to deformation does not occur, and in terms of cost, the cost is reduced by the cost of the heat treatment process, and the process time is also shortened.

본 발명의 실시예에 따른 동합금 및 동합금 주물에 대해 표1 내지 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The copper alloy and the copper alloy casting according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Tables 1 to 3 as follows.

Figure 112009065853718-pat00006
Figure 112009065853718-pat00006

표1은 본 발명의 실시예에 따른 동합금의 다양한 화학조성을 질량분율(질량%)로 나타낸 도표이다. 합금재1 내지 합금재16 각각은 서로 다른 화학조성을 가지며, 본 발명에 따른 제1 내지 제16 실시예를 나타낸다.Table 1 is a chart showing various chemical compositions of the copper alloy according to the embodiment of the present invention in terms of mass fraction (mass%). Alloying materials 1 to 16 each have different chemical compositions and represent the first to sixteenth embodiments according to the present invention.

제1 내지 제16 실시예에 공통된 과정으로서, 각각의 원소를 전자저울에서 평량한 후, 흑연도가니에 넣어 고주파유도가열장치로 아르곤 가스 분위기에서 용해하여 합금을 만든 후, 구리 몰드를 사용하여 주조하였다. 주조제로부터 직경 5mm, 길이 12mm의 압축시험편을 선반에서 가공한 후, 만능시험기에서 0.2mm/분의 크로스헤드 속도로 압축시험을 행하여, 압축강도(Rm) 및 연신율(A5)을 측정하였다. 상기 결과는 후술할 표2에 나타나있다.As a procedure common to the first to sixteenth embodiments, each element was weighed in an electronic balance, then placed in a graphite crucible, melted in an argon gas atmosphere with a high frequency induction heating apparatus, and then cast using a copper mold. . After compressing test pieces 5 mm in diameter and 12 mm in length from the casting agent on a lathe, a compression test was conducted at a crosshead speed of 0.2 mm / min in a universal testing machine, and the compressive strength (Rm) and elongation (A5) were measured. The results are shown in Table 2 below.

Figure 112009065853718-pat00007
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표2는 각기 다른 화학조성을 가진 상기 제1 내지 제16 실시예에 따른 동합금의 기계적 성질을 나타낸다. 상기 기계적 성질은 압축강도(MPa) 및 연신율(%)을 측정한 값이다. 비교합금(ALBC4)의 기계적 성질의 수치는 본 발명의 실시예에 따른 동합금과 종래의 대표적인 고강도 동합금의 기계적 성질을 비교하기 위한 참고 데이터이다. 비교합금(ALBC4)의 기계적 성질은 "비철금속재료의 선택포인트, 일본규격협회(1991), pp. 209-214"를 참조하였다.Table 2 shows the mechanical properties of the copper alloys according to the first to sixteenth embodiments having different chemical compositions. The mechanical properties are measured values of compressive strength (MPa) and elongation (%). The numerical value of the mechanical properties of the comparative alloy (ALBC4) is reference data for comparing the mechanical properties of the copper alloy according to the embodiment of the present invention and the conventional representative high strength copper alloy. For the mechanical properties of the comparative alloy (ALBC4), see "Selection point of nonferrous metal materials, Japanese Standards Association (1991), pp. 209-214".

Figure 112009065853718-pat00008
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표3에 나타난 것처럼, 비교합금의 화학조성은 9 중량%의 망간, 8 중량%의 알루미늄, 2 중량%의 니켈, 3 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다.As shown in Table 3, the chemical composition of the comparative alloy includes 9% by weight manganese, 8% by weight aluminum, 2% by weight nickel, 3% by weight iron, and the remaining weight% copper.

종래의 대표적인 동합금인 비교합금(ALBC4)와 조성이 다른 본 발명의 실시예에 따른 조성 및 각 조성에 따른 합금의 압축강도 및 연신율은 아래와 같다.Compression strength and elongation of the alloy according to the composition and each composition according to the embodiment of the present invention is different from the conventional representative alloy (ALBC4), which is a typical copper alloy is as follows.

본 발명에 따른 제1 실시예에 따른 동합금은 30 중량%의 망간, 16.3 중량%의 알루미늄, 1.9 중량%의 니켈, 1.8 중량%의 철, 1.2 중량%의 지르코늄 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1120MPa 이고, 연신율은 15%이다.The copper alloy according to the first embodiment according to the present invention comprises 30% by weight manganese, 16.3% by weight aluminum, 1.9% by weight nickel, 1.8% by weight iron, 1.2% by weight zirconium and the rest by weight copper. . Compressive strength of the alloy according to the composition is 1120MPa, elongation is 15%.

본 발명에 따른 제2 실시예에 따른 동합금은 30 중량%의 망간, 10 중량%의 알루미늄, 2 중량%의 니켈, 3 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1180MPa 이고, 연신율은 16%이다.The copper alloy according to the second embodiment according to the present invention comprises 30 wt% manganese, 10 wt% aluminum, 2 wt% nickel, 3 wt% iron, and the balance wt% copper. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1180MPa, elongation is 16%.

본 발명에 따른 제3 실시예에 따른 동합금은 25 중량%의 망간, 15.5 중량%의 알루미늄, 1 중량%의 니켈, 1.5 중량%의 철, 2 중량%의 지르코늄 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1150MPa 이고, 연신율은 14%이다.The copper alloy according to the third embodiment according to the present invention comprises 25% by weight manganese, 15.5% by weight aluminum, 1% by weight nickel, 1.5% by weight iron, 2% by weight zirconium and the rest by weight copper . The compressive strength of the alloy according to the composition is 1150 MPa, the elongation is 14%.

본 발명에 따른 제4 실시예에 따른 동합금은 7.8 중량%의 망간, 8.6 중량%의 알루미늄, 2.1 중량%의 주석, 1 중량%의 니켈, 2 중량%의 지르코늄 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1050MPa 이고, 연신율은 16%이다.The copper alloy according to the fourth embodiment according to the present invention comprises 7.8 wt% manganese, 8.6 wt% aluminum, 2.1 wt% tin, 1 wt% nickel, 2 wt% zirconium and the remaining wt% copper. . Compressive strength of the alloy according to the composition is 1050MPa, elongation is 16%.

본 발명에 따른 제5 실시예에 따른 동합금은 6.2 중량%의 망간, 5.2 중량%의 알루미늄, 13.4 중량%의 주석, 3.3 중량%의 니켈, 0.5 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1100MPa 이고, 연신율은 10%이다.The copper alloy according to the fifth embodiment according to the present invention comprises 6.2 wt% manganese, 5.2 wt% aluminum, 13.4 wt% tin, 3.3 wt% nickel, 0.5 wt% iron, and the remaining wt% copper. do. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1100MPa, elongation is 10%.

본 발명에 따른 제6 실시예에 따른 동합금은 6.2 중량%의 망간, 5.2 중량%의 알루미늄, 15.1 중량%의 주석, 2 중량%의 니켈, 0.5 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1100MPa 이고, 연신율은 10%이다.The copper alloy according to the sixth embodiment according to the present invention comprises 6.2 wt% manganese, 5.2 wt% aluminum, 15.1 wt% tin, 2 wt% nickel, 0.5 wt% iron, and the remaining wt% copper. do. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1100MPa, elongation is 10%.

본 발명에 따른 제7 실시예에 따른 동합금은 13.5 중량%의 망간, 3.9 중량%의 알루미늄, 7.8 중량%의 주석, 2.9 중량%의 니켈, 0.9 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 950MPa 이고, 연신율은 15%이다.The copper alloy according to the seventh embodiment according to the present invention comprises 13.5 wt% manganese, 3.9 wt% aluminum, 7.8 wt% tin, 2.9 wt% nickel, 0.9 wt% iron, and the balance wt% copper. do. Compressive strength of the alloy according to the composition is 950MPa, elongation is 15%.

본 발명에 따른 제8 실시예에 따른 동합금은 13.5 중량%의 망간, 3.9 중량%의 알루미늄, 7.8 중량%의 주석, 3.9 중량%의 니켈, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1050MPa 이고, 연신율은 24%이다.The copper alloy according to the eighth embodiment according to the present invention comprises 13.5 wt% manganese, 3.9 wt% aluminum, 7.8 wt% tin, 3.9 wt% nickel, and the balance wt% copper. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1050MPa, elongation is 24%.

본 발명에 따른 제9 실시예에 따른 동합금은 13.3 중량%의 망간, 3.9 중량%의 알루미늄, 7.7 중량%의 주석, 0.9 중량%의 니켈, 0.9 중량%의 철, 4.4 중량%의 지르코늄, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1000MPa 이고, 연신율은 24%이다.The copper alloy according to the ninth embodiment according to the present invention is 13.3% by weight manganese, 3.9% by weight aluminum, 7.7% by weight tin, 0.9% by weight nickel, 0.9% by weight iron, 4.4% by weight zirconium, and the rest Wt% copper. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1000MPa, elongation is 24%.

본 발명에 따른 제10 실시예에 따른 동합금은 12.7 중량%의 망간, 4.4 중량%의 알루미늄, 7.8 중량%의 주석, 2.9 중량%의 니켈, 0.9 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1000MPa 이고, 연신율은 13%이다.The copper alloy according to the tenth embodiment according to the present invention comprises 12.7 wt% manganese, 4.4 wt% aluminum, 7.8 wt% tin, 2.9 wt% nickel, 0.9 wt% iron, and the balance wt% copper. do. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1000MPa, elongation is 13%.

본 발명에 따른 제11 실시예에 따른 동합금은 12.4 중량%의 망간, 3.9 중량%의 알루미늄, 9.55 중량%의 주석, 2.8 중량%의 니켈, 0.5 중량%의 철, 2.9 중량%의 지르코늄 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1000MPa 이고, 연신율은 16%이다.The copper alloy according to the eleventh embodiment according to the present invention comprises 12.4 wt% manganese, 3.9 wt% aluminum, 9.55 wt% tin, 2.8 wt% nickel, 0.5 wt% iron, 2.9 wt% zirconium and the rest of the weight. Contains% copper. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1000MPa, elongation is 16%.

본 발명에 따른 제12 실시예에 따른 동합금은 10.6 중량%의 망간, 4.4 중량%의 알루미늄, 11.5 중량%의 주석, 2 중량%의 니켈, 0.4 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1200MPa 이고, 연신율은 13%이다.The copper alloy according to the twelfth embodiment according to the present invention comprises 10.6 wt% manganese, 4.4 wt% aluminum, 11.5 wt% tin, 2 wt% nickel, 0.4 wt% iron, and the balance wt% copper. do. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1200MPa, elongation is 13%.

본 발명에 따른 제13 실시예에 따른 동합금은 13.3 중량%의 망간, 3.9 중량%의 알루미늄, 10.6 중량%의 주석, 2.9 중량%의 니켈, 0.9 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1220MPa 이고, 연신율은 16%이다.
본 발명에 따른 제14 실시예에 따른 동합금은 13.6 중량%의 망간, 4.7 중량%의 알루미늄, 8.3 중량%의 주석, 1.8 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 960MPa 이고, 연신율은 20%이다.
본 발명에 따른 제15 실시예에 따른 동합금은 13.5 중량%의 망간, 4 중량%의 알루미늄, 8.7 중량%의 주석, 3.2 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1220MPa 이고, 연신율은 18%이다.
본 발명에 따른 제16 실시예에 따른 동합금은 13.6 중량%의 망간, 4 중량%의 알루미늄, 8.2 중량%의 주석, 3.6 중량%의 철, 및 나머지 중량%의 구리를 포함한다. 상기 조성에 따른 합금의 압축강도는 1200MPa 이고, 연신율은 17%이다.
The copper alloy according to the thirteenth embodiment according to the present invention comprises 13.3 wt% manganese, 3.9 wt% aluminum, 10.6 wt% tin, 2.9 wt% nickel, 0.9 wt% iron, and the remaining wt% copper do. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1220MPa, elongation is 16%.
The copper alloy according to the fourteenth embodiment according to the present invention comprises 13.6 wt% manganese, 4.7 wt% aluminum, 8.3 wt% tin, 1.8 wt% iron, and the balance wt% copper. Compressive strength of the alloy according to the composition is 960MPa, elongation is 20%.
The copper alloy according to the fifteenth embodiment according to the present invention comprises 13.5 wt% manganese, 4 wt% aluminum, 8.7 wt% tin, 3.2 wt% iron, and the balance wt% copper. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1220MPa, elongation is 18%.
The copper alloy according to the sixteenth embodiment according to the present invention comprises 13.6 wt% manganese, 4 wt% aluminum, 8.2 wt% tin, 3.6 wt% iron, and the balance wt% copper. Compressive strength of the alloy according to the composition is 1200MPa, elongation is 17%.

본 발명에 따른 제1 내지 제16 실시예의 조성은 바람직하게는 6.2 내지 30 중량%의 망간, 3.9 내지 16.3 중량%의 알루미늄, 4 중량% 이하의 니켈, 15.1 중량% 이하의 주석, 4 중량% 이하의 철, 및 4.4 중량%의 지르코늄의 범위 내에 포함되며, 예외적으로, 주석이나, 철, 및 지르코늄은 포함하지 않을 수 있다.The composition of the first to sixteenth embodiments according to the invention is preferably from 6.2 to 30% by weight of manganese, from 3.9 to 16.3% by weight of aluminum, up to 4% by weight of nickel, up to 15.1% by weight of tin, up to 4% by weight. And iron, and 4.4% by weight of zirconium, except for tin, iron, and zirconium may not be included.

표2 에 나타낸 것과 같이, 비교합금과 비교해 볼 때, 압축강도는 150MPa 내지 420MPa 증가했다. 또한 연신율에 있어서도, 2% 내지 16% 이상 증가함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 동합금의 바람직한 조성을 선택하여 박육제품에 적절하지 않은 열처리 과정을 거치지 않고, 합금의 압축강도 및 연신율을 보다 강화한 주물부품을 제조할 수 있다.As shown in Table 2, the compressive strength increased from 150 MPa to 420 MPa when compared with the comparative alloy. Also in the elongation, it can be seen that increases by 2% to 16% or more. Therefore, by selecting a preferred composition of the copper alloy according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a cast part having a higher strengthening compressive strength and elongation of the alloy without undergoing a heat treatment process that is not appropriate for thin products.

이상으로 삽입된 표1 내지 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예 1 내지 16에 한정된 것은 아니며, 본 발명의 조성범위 내에서 서로 다른 다양한 조성의 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것인바, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정된 형태에 국한되는 것은 아니다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to Tables 1 to 3 inserted above, the present invention is not limited to the above Examples 1 to 16, and manufactured in the form of various compositions different from each other within the composition range of the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Are illustrative in all respects and are not limited to limited forms.

Claims (3)

6.2 중량% 이상이고 10 중량% 미만의 망간,At least 6.2 wt% and less than 10 wt% manganese, 3.9 중량% 이상이고 5 중량% 미만의 알루미늄,At least 3.9% by weight and less than 5% by weight of aluminum, 0 보다 많고 15.1 중량% 이하의 주석,More than 0 and 15.1 wt% or less of tin, 0 보다 많고 3.9 중량% 이하의 니켈,More than 0 and less than 3.9 wt% nickel, 0 보다 많고 4.4 중량% 이하의 지르코늄,More than 0 and no more than 4.4 wt% zirconium, 0 보다 많고 3.6 중량% 이하의 철,More than 0 and less than 3.6% by weight of iron, 각각이 최대 0.05 중량% 인 아연, 납, 인 및 흑연으로 이루어진 기타 성분,Other components consisting of zinc, lead, phosphorus and graphite, each up to 0.05% by weight, 제조공정 중에서 의도하지 않게 유입될 수 있는 0.05 중량% 이하의 생산유발불순물, 및Up to 0.05% by weight of undesired impurities that can be introduced unintentionally in the manufacturing process, and 나머지 중량%의 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.A high strength copper alloy comprising the remaining weight percent copper. 삭제delete 제1항의 상기 고강도 동합금으로 다이캐스팅, 중력주조, 저압주조, 및 틱소캐스팅 중 하나 이상의 공정을 거쳐서 제조된 고강도 동합금 주물.The high strength copper alloy casting of claim 1, which is manufactured through at least one of die casting, gravity casting, low pressure casting, and thixocasting.
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