구리의 개요
구리 등급
구리는 전도성과 다용도로 잘 알려진 금속으로, 다양한 등급으로 구할 수 있습니다. 이러한 구리의 범위는 일반적으로 간단한 부품부터 복잡한 시스템에 이르기까지 다양한 엔지니어링 요구 사항에 대한 적합성에 따라 선택됩니다. 다음은 가장 자주 사용되는 몇 가지 구리 합금입니다:
- 합금 101: 이 등급의 무산소 특성은 전기 전도성과 유연성을 향상시켜 첨단 전자 제품 및 정밀 엔지니어링 작업과 같이 이러한 특성이 요구되는 분야에 적합합니다.
- 합금 110(전해 구리): 구리 등급 중 전기 및 열 전도성이 가장 높고 성형성과 연성이 뛰어납니다. 효율성을 유지해야 하는 전기 시스템에 자주 사용됩니다.
- 합금 122: 이 합금은 합금 110과 많은 유사점을 공유하지만 향상된 기계 가공성, 용접성 및 가단성 측면에서 차이가 있습니다. 이러한 특성 덕분에 손쉬운 제작이 필수적인 배관 피팅 및 산업 분야에 이상적입니다.
- 합금 145(텔루륨 구리): 텔루륨 함량이 약 0.7%인 이 구리 합금은 높은 전도도가 필요하지만 복잡한 가공 작업이 필요한 경우 열 및 전기 전도도가 향상되고 가공성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.
구리의 응용 분야
구리는 뛰어난 기계적 특성으로 인해 내구성, 내식성 또는 전도성이 요구되는 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 이 금속을 사용하는 주요 분야는 다음과 같습니다;
- 방열판 및 열교환기: 구리는 열전도율이 뛰어나 방열판이나 열교환기에 선호되는 소재입니다. 컴퓨터 중앙처리장치(CPU)부터 냉각 또는 난방 시스템이 필요한 대형 플랜트에 이르기까지 필수 구성 요소는 과열을 방지하여 효율성을 높입니다.
- 건축 부품: 건축업자와 건축가 모두에게 구리의 자연스러운 매력과 긴 수명은 매혹적입니다. 구리는 지붕, 파사드, 장식 요소에 광범위하게 사용되어 미적 감각과 구조적 무결성을 더합니다.
- 전기 모터: 구리는 전기 전도성이 높아 전기 모터를 제조할 때 다른 금속보다 우수합니다. 이는 모터가 최소한의 에너지 손실로 효율적으로 작동한다는 것을 의미합니다.
- 통신 부품: 통신 산업에서 구리는 케이블, 전선 및 기타 신호를 안정적으로 전송하는 중요한 부품을 생산합니다.
- 잠수함의 생물 오염 방지 부품: 구리는 항균 특성을 가지고 있어 생물 오염이 발생하는 잠수함 부품에 이상적입니다. 구리는 혹독한 해양 환경에서도 부품의 기능과 작동성을 보존하는 데 도움이 됩니다.
브론즈 개요
브론즈 등급
청동 합금은 구성 성분에 따라 다양한 용도와 강도를 가진 등급으로 분류됩니다. 일반적으로 사용되는 두 가지 브론즈 등급은 다음과 같습니다;
- 합금 932: 이 고연 주석 청동은 주로 부싱과 와셔를 제작하는 데 사용됩니다. 가공이 용이하고 내구성이 뛰어나도록 설계된 구성입니다.
- 합금 954: 알루미늄 청동으로 명명된 이 합금은 알루미늄 성분이 함유되어 있어 강한 인성을 지니고 있습니다. 강도가 강하기 때문에 산업 기계 및 장비 설치와 같은 견고한 지지 요구 사항에 일반적으로 적용됩니다.
브론즈 신청
합금에 수반되는 특성 덕분에 청동은 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 다음은 청동의 대표적인 응용 분야입니다:
- 베어링 및 부싱: 청동을 가장 광범위하게 사용하는 분야 중 하나입니다. 청동은 우수한 내마모성과 부식에 대한 내성으로 인해 자동차 및 산업 기계에 사용되는 베어링과 부싱을 생산하는 데 자주 사용됩니다.
- 해양 장비: 청동은 비부식성으로 인해 선박 피팅, 프로펠러, 해양 플랫폼 등과 같은 해양 장비 제조에 적합한 재료 특성을 지니고 있습니다.
- 조각 예술: 예술가들은 쉽게 성형할 수 있고 쉽게 부러지지 않기 때문에 조각품을 만들 때 청동을 더 자주 사용합니다. 몇몇 유명한 역사적 조각품은 청동으로 제작되었습니다.
- 석유화학 장비: 석유 및 화학 산업에서는 밸브, 펌프 또는 파이프라인 시스템과 같은 다양한 장비에 우수한 기계적 특성과 알루미늄/강 피복 구리 스트립 또는 주석 도금 인청동으로 편조된 와이어가 필요하며, 커넥터/스프링 제조업체에서는 고강도 청동이 제공할 수 있는 높은 내식성을 필요로 합니다.
- 전기 커넥터: 전기 전도성 재료에는 티타늄/주석/은 코팅 구리 베릴륨, 알루미늄/철 피복 구리 스트립 또는 주석 도금 인청동으로 편조된 와이어 등이 있으며, 특히 산화에 대한 내성이 필요한 커넥터/스프링 제조업체에서 사용합니다.
- 운송 차량의 구성 요소’: 변속기용 베어링은 비행기나 자동차의 다른 주요 부품과 마찬가지로 내열성/내식성/내구성이 뛰어난 청동으로 제작되었습니다.
황동 개요
황동 등급
주로 구리와 아연으로 구성된 금속 합금인 황동은 다용도로 잘 알려져 있으며 구성 원소의 비율에 따라 다양한 종류로 분류됩니다. 이러한 다양한 등급은 정밀 엔지니어링, 건설, 해양 등 특정 용도에 맞게 합금의 특성을 변경합니다.
- 260 합금(카트리지 황동): 260 합금은 자동차 부품, 패스너, 탄약 제조에 광범위하게 사용되는 것 외에도 냉간 가공 특성이 뛰어납니다. CNC 프로토타입 가공 및 부품 생산 분야에 내구성을 제공합니다.
- 272 합금(황동): 아연 함량이 약 33%인 272 합금은 용접성을 향상시켜 강력하고 신뢰할 수 있는 용접이 중요한 산업 제조 분야에서 높은 가치를 지니고 있습니다.
- 330 합금: 납 함량이 낮기 때문에 쉽게 가공할 수 있으며 냉간 가공에 가장 적합합니다. 적응성과 내식성으로 인해 주로 배관 또는 배관 재료로 사용됩니다.
- 360 합금(자유 절단 황동): 가장 많이 사용되는 황동 합금인 360합금은 가단성과 가공성이 뛰어나 납땜이나 브레이징 작업 시 섬세한 작업에 적합합니다. 피팅, 패스너, 밸브와 같은 작고 복잡한 부품을 제조할 때 주로 사용됩니다.
- 385 합금(건축용 황동): 무게 대비 강도가 높아 아름다움과 내구성을 중요하게 고려해야 하는 건축 프레임워크 내 건축용 부품에 적합합니다.
- 464 합금(해군용 황동): 주로 열악한 해양 환경 조건을 위해 설계된 이 부식 방지 황동 합금은 온도 변화를 견딜 수 있을 뿐만 아니라 금속 작업 중 용접, 납땜, 굽힘 등 다양한 방법과 호환되기 때문에 소중하게 여겨집니다. 따라서 조선과 같은 해군 하드웨어에는 반드시 사용해야 합니다.
- 353 합금(시계 황동): 가공성이 뛰어난 소재로 잘 알려진 이 소재는 시계 산업에서 정밀하고 신뢰할 수 있어야 하는 시계 부품을 제작할 때 주로 사용됩니다.
황동 애플리케이션
황동은 다재다능한 금속 합금으로, 미적 특성과 기능적 특성으로 인해 다양한 맞춤형 용도에 적합하다는 평가를 받고 있습니다. 금을 닮은 황동 소재의 독특한 황금빛 색조는 장식용으로 더욱 매력적입니다. 반면에 쉽게 작업하고 가공할 수 있어 정밀도가 요구되는 작업에 이상적입니다. 다음은 황동이 사용되는 몇 가지 중요한 분야입니다:
- 악기: 황동은 음색이 풍부하고 공명하는 음을 내기 때문에 선호됩니다.
- 보석: 금처럼 보이기 때문에 다양한 종류의 저렴한 장신구를 만들 때 많이 사용되며, 여전히 멋지게 보입니다.
- 배관 피팅: 황동의 강도와 내식성 특성은 배관 피팅에 완벽한 특성으로 급수 시스템에 내구성과 신뢰성을 제공합니다.
- 전자 및 전기 단자: 예를 들어, 높은 전도성이 필요한 전자 산업에서는 전기 단자 및 커넥터에 황동을 사용하는 것이 일반적입니다.
- 도어 트림 – 도어 트림이나 탄력성과 미적 감각이 필요한 기타 고정 장치와 같은 건축 분야에는 황동이 유용합니다.
황동 대 청동 대 구리: 소재 비교 및 분석
요소의 구성
이 세 가지 중 구리는 유일한 천연 금속으로 구별됩니다. 구리는 (비철) 금속으로 자연적으로 발생하는 원소이며 많은 적용 가능한 제조 기술에 직접 적용될 수 있습니다. 반대로 황동과 청동은 순수 금속이 아닌 합금입니다.
황동은 구리와 아연의 합금인 반면 청동은 구리와 주석으로 구성되어 있어 그 성분이 뚜렷하게 구분됩니다. 특정 산업 응용 분야의 경우 납, 망간, 철, 실리콘 및 알루미늄과 같은 성분을 추가하여 황동을 풍부하게 만들 수 있습니다. 청동은 강도나 내구성을 높이기 위해 인, 알루미늄 니켈, 아연 등 다양한 성분을 첨가할 수 있습니다.
이러한 금속의 원소 구성은 고유한 용도와 특성을 강조하며, 따라서 금속의 특성에 따라 다양한 방식으로 유용하게 사용됩니다. 즉, 구리는 자연적으로 발생하기 때문에 다양한 형태로 직접 사용할 수 있는 반면, 황동과 청동 합금은 산업 전반의 다양한 응용 분야에 필요한 맞춤형 특성을 제공할 수 있습니다.
내식성
황동은 구리나 청동보다 내식성이 우수합니다. 따라서 바닷물 부식률이 높은 해양 환경에 이상적입니다. 구리는 보호 코팅으로 인해 내식성이 좋은 반면 청동은 가혹한 해양 조건에서 효과가 떨어지는 경향이 있습니다.
황동은 염분이나 습한 환경에 노출되었을 때 청동이나 구리보다 부식에 대한 저항력이 낮습니다.
요약하면 청동이 가장 높은 수준의 내식성을 제공하고 구리가 그 뒤를 따르며 황동이 가장 낮은 수준의 내식성을 제공합니다.
무게
황동, 청동, 구리의 무게 차이에 따라 적합성이 크게 결정됩니다. 청동과 황동의 무게를 비교해보면 두 금속의 무게는 거의 비슷하지만, 경우에 따라서는 무게가 더 가볍기 때문에 한 가지를 선택하는 경우도 있습니다.
밀도가 8720kg/㎥인 황동은 이 그룹의 다른 어떤 금속보다 가볍습니다. 청동은 7400~8900kg/cu.m이며, 구리는 8930kg/cu.m입니다.
무게 계층 구조: 구리> 청동> 황동은 구조적 요구 사항과 비용 효율성에 따라 재료를 선택하는 데 중요한 역할을 합니다.
경도
황동의 브리넬 경도 범위는 55~73이며, 이는 소리 특성으로 인해 악기를 비롯한 기계 분야에 적합합니다. 이는 황동의 경도에 따라 다양한 조성을 나타낼 수 있다는 다른 표현입니다.
구리의 경도는 하단이 약 35로, 가단성과 전도성이 요구되는 전기 및 배관 분야에서 이러한 부드러움의 이점을 누릴 수 있습니다. 구리는 하단의 경도가 약 35로 전기 연결이나 배관용으로 충분히 부드럽다는 점에 유의해야 합니다.
이러한 금속 중 청동은 브리넬 척도에서 40-420에 이르는 가장 복잡한 재료로 간주될 수 있습니다. 청동은 부서지기 쉽고 내구성이 뛰어나 구조용 소재로 이상적이지만 여전히 파손될 수 있습니다.
기계 가공성
청동과 구리의 가공성은 황동과는 다른 수준인 경향이 있습니다. 구리에 대한 가공 작업은 더 나은 가공성을 나타내며, 따라서 유연성이 향상되어 일반적인 제조 작업을 원활하게 진행할 수 있습니다. 다양한 산업 공정에서 적응성은 매우 중요한 요소입니다.
반대로 청동은 더 단단하기 때문에 다양한 가공 작업에 적합하지 않습니다. 강화되더라도 일부 가공상의 문제가 발생하여 공구 마모와 작업 비효율로 이어집니다. 하지만 황동은 청동이나 구리에 비해 가공이 까다로워 가공성이 가장 떨어집니다. 충분히 유연하지 않거나 응력을 받으면 구부러지기 때문에 황동은 가공 처리 시 효과적으로 관리하기 위해 특별한 기술이나 공구가 필요합니다.
용접성
구리, 청동, 황동은 용접성 측면에서 차이가 있습니다. 무산소 또는 탈산소 구리는 TIG-MIG 공법을 통해 우수한 용접성을 보여줍니다.
아연 함량이 낮은 부드러운 황동 합금은 용접성이 더 뛰어납니다. 여기에는 MIG, TIG 및 은 납땜 기술이 포함됩니다.
특히 납이 포함된 청동은 압력을 받으면 깨지기 쉽기 때문에 용접이 어려울 수 있습니다. 납이 없는 청동 등급을 용접할 때는 균열 가능성을 줄이기 위해 SWAM 기법을 사용하는 것이 가장 좋습니다.
내구성
구리와 황동 중에서 청동은 부식 속도가 낮고 구부러짐이 거의 없어 내구성이 가장 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 강도와 수명이 다른 금속과 구별되는 특징입니다.
구리는 청동보다 오래 지속되지만 유연성이 뛰어나 작은 균열이나 긁힘이 생기지 않습니다. 내구성이 뛰어나면서도 사용하기 쉽습니다.
그러나 황동은 다른 소재와 달리 균열 지점이 많고 빠르게 부식됩니다. 내구성 측면에서 보면 청동> 구리> 황동 순입니다.
녹는점
가장 부드러운 금속 중 하나인 황동은 약 927°C에서 녹습니다. 이 뛰어난 특성 덕분에 황동은 금속 세공과 관련된 섬세한 작업에 적합합니다. 반대로 청동은 녹는점(약 913ºC)이 약간 낮기 때문에 복잡한 조각품이나 부품을 쉽게 주조할 수 있다는 장점이 있습니다.
녹는점이 약 1085℃인 구리는 가단성이 부족하여 산업적으로 사용할 때 전기 전도성과 유연성이 높습니다. 따라서 구리의 높은 녹는점은 특히 전기 케이블과 고급 요리 도구에서 내구성과 효율성을 보장합니다. 따라서 구리는 산업 및 요리 분야에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
강도(항복률 및 인장 강도)
황동과 청동, 구리의 금속 강도는 항복 강도 값으로 표시된 각 재료의 인장 강도뿐만 아니라 항복 강도에도 상당한 차이가 있습니다: B=125-800 MPa Cu=95-124 MPa 및 C3=33 MPa로, 이 소재가 내구성이 매우 뛰어나다는 것을 명확히 알 수 있습니다. 동시에 Cu가 가장 무시할 수 있는 값을 가지므로 B가 그 다음입니다.
청동은 350~635MPa 이상으로 금속의 피로에 맞서 싸우는 데 적합합니다. 황동의 최종 인장 강도는 338-469MPa, 구리는 210MPa입니다. 각 소재는 특정 강도가 필요한 다양한 프로젝트에 적합한 장점이 있습니다.
열 및 전기 전도성
전기 전도도와 관련하여 구리는 100% 만점으로 선두를 달리고 황동은 약 28%, 청동은 약 15%로 그 뒤를 잇습니다. 구리는 함량이 높기 때문에 전기적 용도로는 구리>황동>청동의 순서를 따릅니다.
열전도율에 관한 한 청동>구리>황동 순이며, 청동은 이 매개변수에서 229~1440BTU/hr-ft²-ºf의 범위로 다른 제품보다 성능이 우수하고 구리는 223BTU/hr-ft²-ºf로 단 하나의 값만 가지고 있기 때문이죠. 반면, 황동은 64BTU/hr-ft²-ºf라는 단 하나의 수치로 최하위에 위치합니다. 이는 일부 속성과 연관되어 있기 때문에 사용자가 열 응용 분야에 적합한 재료를 선택하는 데 도움이 됩니다.
가공 부품에 적합한 소재를 선택하는 방법
일반 사용법
황동은 유연하고 비용 효율적이기 때문에 마찰 계수가 낮기 때문에 손잡이나 악기 등에 적합한 선택이 될 수 있습니다. 이러한 용도는 기능적이거나 장식적일 수 있습니다.
청동이 해양 분야에서 탁월한 성능을 발휘하는 주된 이유는 염수에 대한 내식성입니다. 즉, 혹독한 해양 환경에 노출되는 부품은 청동으로 제작해야 합니다.
구리는 식품 관련 애플리케이션에서 안전을 보장하는 항균 특성 때문에 식품용 플라스크와 히터에 선택됩니다.
따라서 부품 가공에 황동, 청동 또는 구리를 선택하려면 환경 내구성, 건강 안전, 잦은 취급과 같은 세부 사항을 평가해야 합니다. 각 소재는 각기 다른 장점으로 이러한 요구 사항에 적합합니다.
유연성 정도
부품 가공용 소재를 선택할 때는 황동, 청동, 구리의 특성을 파악하는 것이 중요합니다. 구리는 유연성, 전도도, 탄성이 높아 전기 및 열 응용 분야에 적합합니다. 황동과 청동은 가공성이 뛰어납니다. 예를 들어 황동(구리-아연 합금)으로 부식 방지 부품을 제작할 수 있습니다. 마찬가지로 베어링이나 부싱과 같은 내구성 있는 부품에는 강도와 내마모성으로 잘 알려진 청동과 같은 금속이 필요합니다. 이러한 속성을 바탕으로 프로젝트 디자인에 가장 적합한 재료를 선택하세요.
비용
부품 가공에 적합한 소재를 선택할 때는 황동과 청동의 비용과 특성을 고려하세요. 아연이 많이 함유되어 있어 가격이 저렴하고 가공성과 내식성이 좋은 황동은 구리뿐만 아니라 프로젝트에 이상적입니다.
아연이 상당량 함유되어 있어 가격이 저렴하고 전기 커넥터나 화려한 물체와 같이 기계 가공성과 내식성이 우수한 프로젝트에 이상적입니다.
청동은 놀라운 강도와 우수한 내식성으로 인해 가격이 비싸기 때문에 잠수 베어링을 포함한 선박 프로펠러에 적용하기 좋습니다.
가장 비싼 구리는 전기 및 열 전도성이 뛰어나 항상 최적의 성능을 유지해야 하는 전기 배선이나 전자 제품 등 다양한 분야에 이상적입니다.
따라서 각 재료는 특정 재료를 프로젝트의 요구 사항에 맞출 수 있는 방식으로 부품을 가공할 때 고유한 이점을 제공합니다.
결론
구리, 황동, 청동의 고유한 특성을 이해하면 특정 용도에 적합한 소재를 선택해 내구성과 효율성을 높일 수 있습니다.
당사와 협력하여 프로젝트의 재료 요구 사항에 맞는 전문가 안내와 우수한 가공 솔루션을 제공받으세요.
