KR100562790B1 - 동합금 및 동합금박판 - Google Patents
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Abstract
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 필요하다면, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5중량%의 Sn을 추가로 포함하고, 총량 0.0007 내지 0.5 중량%의 Al, Be, Ca, Cr, Mg, Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 추가로 포함하고, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어지며, Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V, Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소의 총 함량이 0.01 중량% 미만으로 제한된, 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항, 납땜성, 수지 접착성을 가지는 동합금.
동합금, 동합금박판, 내마모성
Description
본 발명은 적은 블랭킹금형 마모특성(이하 "블랭킹금형 내마모성"이라함)을 가지는 동합금 및 우수한 블랭킹금형 내마모성과 수지 접착성(resin adhesion)을 가지는 동합금에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 우수한 반복굽힘 피로저항(repeated bending fatigue resistance)과 우수한 납땜성(solderability)을 가진 동합금에 관한 것이고, 우수한 블랭킹금형 내마모성 및 수지 접착성을 보유함과 동시에 우수한 반복굽힘 피로저항과 우수한 납땜성을 보유한 동합금 및 동합금박판에 관한 것이다.
일반적으로, IC, LSI 등과 같은 반도체 장치를 위한 리드프레임(lead frame)과 다양한 전기전자부품을 위한 단자(terminal)와 커넥터(connector)들은 동합금박판을 스트립(strip)으로 절단한 다음, 펀칭, 프레싱 또는 벤딩 등의 금속작업(metal working)을 통해 제작된다. 다양한 단자와 커넥터는 물론 다양한 반도체장치의 리드프레임은 열경화성수지를 이용한 수지 패키징(resin packaging)에 사용된다.
반도체 장치를 위한 이들 리드프레임을 제조하는데 사용되는 것으로 알려진 동합금박판은 다음을 포함한다:
0.05내지 3.5중량%의 Fe와, 0.01내지 0.4중량%의 P와 나머지의 Cu 및 불가피적 불순물(inevitable impurities)로 본질적으로 이루어진 동합금박판과;
0.05내지 3.5중량%의 Fe와, 0.01내지 0.4중량%의 P와, 0.05내지 5중량%의 Zn과, 0.05내지 5중량%의 Sn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 두 개의 요소와 나머지의 Cu 및 불가피적 불순물로 본질적으로 이루어진 동합금박판과;
0.05내지 3.5중량%의 Fe와, 0.01내지 0.4중량%의 P와, Mg, Co, Pb, Zr, Cr, Mn, Al, Ni, Si, In 및 B로 이루어진 그룹으로부터 선택된 총 0.01내지 2중량%인 하나 또는 둘 이상의 요소와, 나머지의 Cu 및 불가피적 불순물로 본질적으로 이루어진 동합금박판과;
0.05내지 3.5중량%의 Fe와, 0.01내지 0.4중량%의 P와, 0.05내지 5중량%의 Zn과, 0.05내지 5중량%의 Sn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 두 개의 요소로 본질적으로 이루어지고, Mg, Co, Pb, Zr, Cr, Mn, Al, Ni, Si, In 및 B로 이루어진 그룹으로부터 선택된 총 0.01내지 2중량%인 하나 또는 둘 이상의 요소를 추가로 포함하며, 나머지의 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어진 동합금박판(일본 특허공개 제9-296237호 공보).
최근, IC나 LSI같은 반도체장치가 패킹밀도가 높아지고 사이즈가 작아지며 이들 반도체 장치에 사용되는 리드프레임의 두께가 얇아지고, 핀 수가 증가하며 피치가 좁아졌다. 또한, 사이즈가 작아지고 두께가 얇아진 많은 고정밀도의 단자와 커넥터가 성능이 향상된 다양한 전기전자부품을 보조하는데 사용되게 되었다. 많아진 핀과 좁아진 피치, 사이즈가 작아지고 두께가 얇아진 고정밀 단자와 커넥터를 가진, 두께가 얇아진 이들 리드프레임의 제조를 보조하는 주요인자로는 치수공차(dimensional tolerance)와 버(burr)의 사이즈가 포함된다. 프로세싱 재료의 블랭킹성(blankability)이 나쁘면, 형(mold)은 조금만 사용해도 마모될 것이다. 형이 마모되면, 치수공차는 감소하여, 버가 커짐으로써 단자와 커넥터에 보다 많은 핀과 좁은 피치를 제공하는 것이 불가능하게 된다. 종래의 동합금박판을 블랭킹하는 것은 형의 심한 마모가 초래되는 경향이 있었고, 따라서 형이 오래 사용되지 못하고 교환되어야 했다. 이는 고비용을 초래하였으므로, 비용을 절감하기 위하여는 우수한 블랭킹금형 내마모성을 가진 동합금박판이 요구된다.
또한, IC나 LSI등의 제조시 IC나 LSI등의 핀이 다루어지는 도중 구부러지는 경향이 있다. 또한, 많은 경우, 판매되고 있는 반도체 장치는 특별한 설비(special application)에 사용되거나 재사용된다. 이런 경우, 반복적인 굽힘을 통해 반도체 장치의 핀을 바로세우는 것이 필요하다. 두께가 얇아지고 피치가 좁아진 반도체장치의 이들 핀은 때때로 굽힘이 반복되는 사이 피로에 의해 부러질 수 있다. 핀이 부러지면 반도체 장치는 더이상 사용될 수 없어 버려져야 하고, 따라서 생산성의 심각한 감소를 초래한다. 따라서, 반복 굽힘에 의한 피로에 대해 우수한 저항을 가짐으로써 반복 굽힘과정 동안 부러지지 않는 동합금박판에 대한 요구가 있다.
또한, 반도체 장치의 리드프레임 및 다양한 전기전자부품의 단자와 커넥터가 통상 납땜(solder)되고, 그 납땜영역은 작을 것이 보다 강력히 요구되고, 납땜온도와 시간은 될 수 있는 한 낮고 짧을 것이 요구된다. 또한, 납땜에 사용되는 활성화 된 플럭스(activated flux)가 부식을 가속화시키므로, 근년에는 저활성 또는 비활성 플럭스가 리드프레임, 단자 및 커넥터를 납땜하는데 사용되고 있다. 그러나, 납땜이 잘 되지 않는 재료로 된 리드프레임, 단자, 커넥터가 저활성 또는 비활성 플럭스로 좁은 납땜영역에 걸쳐 납땜될 때는 납땜이 불완전한 경우가 발생한다. 이것은 제품의 신뢰성이 손상되게 되는 한가지 원인이 되고, 따라서 더욱 향상된 납땜성을 가진 동합금박판이 요구된다.
또한, IC나 LSI같은 반도체 칩은 약 200°C 또는 그 이상의 온도에서 다이-본딩(die-bonding) 및 와이어-본딩(wire-bonding)이 가해지고, 외부환경으로부터의 보호를 위해 수지로 포장된다. 수지 포장을 위한 몰딩은 160°C 또는 그 이상의 온도에서 행해지나, 수지와 리드프레임의 접착강도가 약하면, 수지와 리드프레임의 분리현상이 발생할 수 있다. 이러한 분리가 발생하는 장치는 수분의 흡수가 일어나게 되고, 수분의 증기압때문에 잇따르는 리플로우(reflow) 납땜과정 동안 패키지가 종종 부러진다. 이 문제점은 엄격한 신뢰도 필요조건을 만족시킴에 있어 심각한 장애가 되어왔다.
따라서, 본 발명은 우수한 블랭킹금형 내마모성을 가진 동합금을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 우수한 블랭킹금형 내마모성뿐 아니라 우수한 수지 고접착성을 가지는 동합금을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항 및 납땜성을 가지는 동합금을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘피로저항 및 납땜성 뿐아니라 우수한 수지 고접착성을 가지는 동합금을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 연구를 거듭한 끝에 다음의 사실을 발견함에 이르렀다.
(a) 블랭킹금형 내마모성은 반도체 장치용 리드 프레임, 다양한 전기전자 부품을 위한 단자 및 커넥터를 제조하는데 사용되는 구리에 Fe, Zn 및 P를 함유한 Fe-Zn-P 동합금의 탄소(carbon)나 탄화물(carbide)의 영향을 크게 받는다. 특히, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C(바람직하게는 0.001 내지 0.02 중량%의 C)가 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물의 조성을 가지는 종래의 Fe-Zn-P 동합금에 첨가되면, 블랭킹금형 내마모성이 상기한 종래의 Fe-Zn-P 동합금에 비해 더욱 향상된다;
(b) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.8 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 본질적으로 이루어진, 우수한 블랭킹금형 내마모성을 가지는 단락(a)에서 설명한 Fe-Zn-P 동합금에 0.0005 내지 0.02 중량%의 C가 첨가될뿐 아니라 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소가 총 0.0007 내지 0.5 중량%의 양으로 첨가되면, 수지 접착성이 상기한 종래의 Fe-Zn-P 동합금에 비해 더욱 향상된다;
(c) 상기한 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si중 하나의 요소가 0.0007 내지 0.5 중 량%의 양으로 첨가되면, 수지 접착성이 더욱 향상된다. 그러나, Mg와 Si를 첨가하는 것이 가장 바람직하다. Mg 또는 Si중 어느 하나가 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg 또는 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si의 양으로 첨가되거나, Mg 및 Si가 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg 및 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si의 양으로 첨가되어 Mg와 Si가 합금내에 공존하게 되는 것도 가능하다; 그리고,
(d) 단락(a), (b) 또는 (c)에서 설명한 0.0005 내지 0.02 중량%의 C(바람직하게는 0.001 내지 0.02 중량%의 C)가 첨가된 상기 Fe-Zn-P 동합금이 Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo(이하, 이들 요소를 "탄화물 형성요소"라고 칭한다)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 총량이 0.01 중량%와 같거나 그 이상인 양으로 하여 포함한다면, 첨가된 탄소에 의하여 블랭킹금형 내마모성을 향상시키는 작용이 억제된다. 따라서, 하나 또는 둘 이상의 탄화물 형성요소의 총량이 0.01 중량% 미만으로 제한되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기의 발견에 기초한 것이고, 다음의 특징을 가진다:
(1) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성을 가진 동합금;
(2) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.001 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성을 가진 동합금; 및
(3) Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소의 총량이 0.01 중량% 미만으로 제한된, 우수한 블랭킹금형 내마모성을 가지는 단락(1) 또는 (2)에서 기술한 동합금.
0.0005 내지 0.02 중량%의 C를 포함하여 우수한 블랭킹금형 내마모성을 가지는 상기 동합금의 수지 접착성은 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 한 개의 요소가 0.0007 내지 0.5 중량%의 Al, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Ca, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Be, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Cr, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg 또는 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si의 양으로 첨가될 때 향상된다. 아니면, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 둘 또는 그 이상의 요소가 총량이 0.0007 중량% 내지 0.5 중량%로 첨가될 수도 있다. Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹 중에서, Mg 와 Si를 첨가하는 것이 바람직하고, 또한, Mg 또는 Si 중 하나를 0.0007 중량% 내지 0.5 중량%의 Mg, 또는 0.0007 중량% 내지 0.5 중량%의 Si의 양으로 첨가하는 것도 바람직하다. 그러나, Mg와 Si 모두를 0.0007 중량% 내지 0.5 중량%의 Mg 및 0.0007 중량% 내지 0.5 중량%의 Si의 양으로 첨가하여 Mg와 Si가 합금 내에 공존하게 하는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명은 다음의 특징이 있다:
(4) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 총량 0.0007 내지 0.5 중량%로 하여 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성 및 수지 접착성을 가진 동합금;
(5) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg를 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성 및 수지 접착성을 가진 동합금;
(6) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성 및 수지 접착성을 가진 동합금;
(7) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg와 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성과 수지 접착성을 가진 동합금;
(8) 0.001 내지 0.02 중량%의 C를 포함하는, 단락(4), (5), (6), (7) 중 어느 것에 기술된 우수한 블랭킹금형 내마모성과 수지 접착성을 가지는 동합금; 및
(9) Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소의 총량이 0.01 중량% 미만으로 제한되는, 단락(4), (5), (6), (7), (8) 중 어느 것에 기술된 우수한 블랭킹금형 내마모성과 수지 접착성을 가지는 동합금.
단락(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8) 및 (9)에서 기술된 동합금은 판 형태(form of sheets)로 사용되도록 의도되었다.
따라서, 본 발명은 다음의 특징이 있다:
(10) 단락(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8) 및 (9) 중 어느 것에 기술된 동합금으로 이루어진 동합금박판.
또한, 본 발명자들은 보다 심화된 연구를 통하여 다음을 발견함에 이르렀다:
(e) 반도체 장치용 리드 프레임, 다양한 전기전자 부품을 위한 단자 및 커넥터를 제조하는데 사용되는, 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.8 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어지는 종래의 Fe-Zn-P 동합금에 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni 및 0.003 내지 0.5 중량%의 Sn이 첨가되면, 반복굽힘 피로저항 및 납땜성이 향상된다. 또한, 블랭킹금형 내마모성은 0.0005 중량% 내지 0.02 중량%의 C(바람직하게는 0.001 중량% 내지 0.02 중량%의 C)를 첨가함으로써 향상된다;
(f) 단락(e)에서 기술된, 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.8 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항 및 납땜성을 가지는 Fe-Zn-P 동합금에 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소가 총량 0.0007 내지 0.5 중량%로 첨가되면 수지 접착성이 향상된다;
(g) 상기 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si 중 하나가 0.0007 내지 0.5 중량%로 첨가되면 수지 접착성이 더욱 향상된다. 특히, Mg와 Si를 첨가하는 것이 가장 바람직하다. Mg 또는 Si중 어느 하나가 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg 또는 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si, 또는 Mg 및 Si 모두가 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg 및 0.0007 내 지 0.5 중량%의 Si로 첨가되어 합금 내에 Mg와 Si가 공존하도록 할 수 있다.
(h) 단락(e) - (g)중 어느 것에 기술된 동합금에 불순물로서 포함된 Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo(이하에서는 "탄화물 형성요소"로 칭한다)는 탄화물 형성요소 중 하나 또는 둘 이상의 요소의 총량이 0.01 중량%와 같거나 그 이상인 경우, 첨가된 탄소에 의한 블랭킹금형 내마모성을 향상시키는 작용을 억제한다. 따라서, 탄화물 형성요소의 총량은 0.01 중량% 미만으로 제한되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 발견에 근거한 것으로서, 다음의 특징이 있다:
(11) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5 중량%의 Sn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어지는 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항과 납땜성을 가지는 동합금;
(12) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5 중량%의 Sn, 0.001 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어지는 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항과 납땜성을 가지는 동합금;
(13) 단락(11) 또는 (12)에 기술된, 총량 0.01 중량%미만으로 제한된 Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소가 첨가된 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항과 납땜성을 가지는 동합금;
0.0005 내지 0.02 중량%의 C를 포함하는 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복 굽힘 피로저항과 납땜성을 가지는 상기 동합금의 수지 접착성은 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나의 요소가 0.0007 내지 0.5 중량%의 Al, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Ca, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Be, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Cr, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg, 또는 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si로 첨가될 때, 향상되어 진다. 그렇지 않으면, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 둘 또는 그 이상의 요소가 총량 0.0007 중량% 내지 0.5 중량%로 첨가될 수도 있다. Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어지는 그룹중, Mg와 Si가 첨가되는 것이 더욱 바람직하다. Mg와 Si중 어느 하나가 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg 또는 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si로 첨가될 수도 있고, Mg와 Si 모두 0.0007 내지 0.5 중량% 의 Mg 및 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si로 첨가되어 이들이 합금 내에 공존할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 다음의 특징이 있다:
(14) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5 중량%의 Sn, 및 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 총량 0.0007 내지 0.5 중량%로 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항, 납땜성 및 수지 접착성을 가진 동합금;
(15) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5 중량%의 Sn, 및 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg를 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항, 납땜성 및 수지 접착성을 가진 동합금;
(16) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5 중량%의 Sn, 및 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항, 납땜성을 가진 동합금;
(17) 1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5 중량%의 Sn, 및 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg와 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하며, 나머지의 Cu와 불가피적인 불순물로 이루어진 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항, 납땜성 및 수지 접착성을 가진 동합금;
(18) 0.001 내지 0.02 중량%의 C가 포함된 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항, 납땜성 및 수지 접착성을 가지는 단락(14), (15), (16), (17)중 어느 것에 기술된 동합금; 및
(19) 총량 0.01 중량% 미만으로 제한된 Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소가 포함된 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항, 납땜성 및 수지 접착성을 가지는 단락(14), (15), (16), (17), (18)중 어느 것에 기술된 동합금.
단락(11), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18) 및 (19)에 기술된 동합금은 판 형태로 사용되도록 의도되었다.
따라서, 본 발명은 다음의 특징이 있다:
(20) 단락(11), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18) 및 (19)에 기술된 동합금으로 형성된 동합금박판.
도 1은 시험편을 도시한 사시도이다.
본 발명에 따라 우수한 블랭킹금형 내마모성과 수지 접합강도를 가진 동합금 및 동합금박판과, 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항 및 납땜성을 가진 동합금 및 동합금박판과, 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항 및 납땜성뿐만 아니라 우수한 수지 접착성을 가진 동합금 및 동합금박판을 제조하기 위하여, 고순도 전기구리(electrolytic copper), 철합금(iron-based alloy) 또는 감소된 양의 탄화물 형성요소를 포함하는 동합금, Cu-Zn 모합금(mother alloy), Cu-Ni 모합금, Cu-Sn 모합금, Fe-C 모합금, Cu-P 모합금, Cu-Al 모합금, Cu-Be 모합금, Cu-Ca 모합금, Cu-Cr 모합금, Cu-Mg 모합금 및 Cu-Si 모합금을 포함한 원재료가 준비되었다. 우선, 고순도 전기구리는 환원성 분위기에서 고체흑연으로 덮여진 용해합금 메니스커스(meniscus)를 가지는 흑연으로 형성된 도가니(crucible)를 이용하여 유도형 용해로(induction type smelting furnace)에서 용해되어짐으로써 용해된 합금이 얻어졌다. 그 다음, Cu와 다른 요소를 포함한 모합금이 첨가되어 시험편에 의해 용해된 합금이 얻어지고, 마지막으로 Fe-C 모합금이 첨가되어 조성비를 맞추었다. 그리고 나서, 얻어진 용해 합금은 흑연주형(graphite mold)을 이용한 반연속 주조법(semi-continuous casting method)에 의해 주조되어, 동합금주괴(copper-based alloy ingots)가 형성되었다. 이들 주괴는 750 - 980°C의 온도로, 환원성 분위기에서 달구어진(annealed) 다음, 열간압연된 후 담금질(quenched)되고 표피제거(scalped)된다. 또한, 이들 주괴는 40 내지 80%의 단면수축율(reduction ratio)로 냉간압연됨과, 400 - 650°C의 온도에서 중간달굼(process-annealed)이 번갈아 반복되었다. 그리고 나서, 이들 주괴는 최종 냉간압연을 받은 후, 250 - 350°C의 온도에서 응력을 완화하는 달구어짐과 그 이외의 처리가 행해져서 동합금박판이 얻어졌다.
우수한 블랭킹금형 내마모성을 가진 본 발명의 동합금과 우수한 블랭킹금형 내마모성 뿐아니라 우수한 수지 접착성을 가진 본 발명의 동합금의 화학적 조성은 다음의 이유에서 전술한 바와같이 제한되었다:
Fe :
Fe성분은 Cu 기지(matrix)에 고용화(solid solved)되어 P와의 화합물을 형성함으로써 합금의 강도(strength)와 경도(hardness)를 증가시킨다. 그러나, Fe함량이 1.5 중량% 미만이면, 상기 효과가 요구하는 정도까지 달성될 수 없고, 반면, Fe함량이 2.4 중량%를 초과하면, 합금이 표면의 불연속성때문에 급격히 저하된 플랫터빌러티(platability)를 가지게 되고, 더욱이, 전기전도도와 가공성(workability) 이 모두 저하된다. 따라서, Fe함량은 1.5 내지 2.4 중량%의 범위, 바람직하게는 1.8 내지 2.3 중량%의 범위로 제한되었다.
P :
P성분은 탈산(deoxidation) 효과를 가지고, 또한 Fe와 화합물을 형성하여 합금의 강도를 증대시킨다. 그러나, P의 함량이 0.008 중량% 미만이면, 상기 효과가 요구하는 정도까지 달성될 수 없고, 반면, P의 함량이 0.08 중량%를 초과하면 합금의 전기전도도와 가공성이 떨어진다. 따라서, P 함량은 0.008 내지 0.08 중량%의 범위, 바람직하게는 0.01 내지 0.05 중량%의 범위로 제한되었다.
Zn :
Zn성분은 Cu 기지(matrix)에 고용화(solid solved)되어 합금의 납땜 열 벗겨짐저항(soldering thermal peeling resistance)을 증가시킨다. 그러나, Zn의 함량이 0.01 중량% 미만이면, 상기 효과가 요구하는 정도까지 달성되지 못한다. 반면, Zn의 함량이 0.50 중량%를 초과하면, 상기 효과가 포화된다. 따라서, Zn함량은 0.01 내지 0.50 중량%의 범위, 바람직하게는 0.05 내지 0.35 중량%의 범위로 제한되었다.
C :
C성분은 구리에 고용화시키기 극히 까다로운 요소이다. 그러나, 극소량의 C를 첨가하면 열간압연 도중 입자간의 균열을 억제시키는 주조 주괴(cast ingot)의 결정 알갱이를 정제하고, 나아가, 블랭킹금형 내마모성을 증대시킨다. 그러나, C함량이 0.0005 중량% 미만이면 상기 효과가 원하는 정도까지 달성될 수 없고, 반면, C 함량이 0.02 중량%를 초과하면, 바람직하지 못한 입자간의 균열이 열간압연 도중 발생한다. 따라서, C함량은 0.0005 내지 0.02 중량%의 범위로 제한되었다. 바람직하게는, C의 함량이 0.001 내지 0.02 중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.008 중량%의 범위로 제한되어야 한다.
Ni :
Ni 성분은 Cu 기지(matrix)에 고용화되어 리드굽힘에 대한 피로저항(반복굽힘 피로저항)을 강화시키고 향상시킨다. 그러나, Ni함량이 0.003 중량%미만이면 상기 효과가 원하는 수준까지 달성될 수 없고, 반면, Ni함량이 0.5 중량%를 초과하면, 합금의 전기전도도가 급격히 감소한다. 따라서, Ni함량은 0.003 내지 0.5 중량%의 범위, 바람직하게는 0.008 내지 0.2중량%의 범위로 제한되었다.
Sn :
Sn성분은 Cu 기지(matrix)에 고용화되어 강도를 증가시키고, 납땜성(solderability)을 향상시킨다. 그러나, Sn 함량이 0.003 중량%미만이면 상기 효과가 원하는 수준까지 달성되지 못하고, 반면, Sn 함량이 0.5 중량%를 초과하면 합금의 전기 전도도가 급격히 감소한다. 따라서, Sn 함량은 0.003 내지 0.5 중량%의 범위, 바람직하게는 0.008 내지 0.2 중량%의 범위로 제한되었다.
Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si :
이들 성분은 용해합금 메니스커스(meniscus)상에 산화방지막을 형성함으로써 각각 탈산효과뿐 아니라 C의 고갈을 억제하는 효과도 가지므로 필요에 따라 동합금에 포함되어질 수 있다. 또한, 이들 성분은 Fe-Zn-P 합금의 강도를 향상시키고, 수지 접착성을 향상시키는 작용을 한다. 그러나, 이들 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹 중 하나 또는 둘 이상의 성분의 총함량이 0.0007중량%미만이면 상기 효과가 원하는 수준까지 이루어질 수 없고, 반면, 총함량이 0.5 중량%를 초과하면 전기 전도도가 감소하며, 나아가, 다량의 산화물과 침전물이 쉽게 형성되어 표면의 청결도(cleanness)가 상실된다. 따라서, 이들 성분의 함량은 0.0007 내지 0.5 중량%의 범위, 바람직하게는 0.005 내지 0.15 중량%의 범위로 제한되었다. 이들 성분중, Mg와 Si가 가장 바람직하고, Be는 그 다음으로 바람직하며, Al, Ca 및 Cr은 Be 다음으로 바람직하다.
탄화물 형성요소(Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo) :
이들 요소는 쉽게 반응하여 탄화물을 형성한다. 따라서, 이들요소가 총 함량에 제한을 받지 않으면, 용해된 합금의 C와 반응하여 하드(hard) 탄화물을 형성하여 블랭킹금형 내마모성을 증대시키는 C의 작용의 감소를 초래한다. 따라서, 탄화물 형성요소 중 하나 또는 둘 이상의 요소의 총함량은 0.01 중량% 미만, 바람직하게는 0.001 중량% 미만으로 제한되었다. 본 발명의 본질을 해하지 않으면서, Mn, Co, Ag성분과 Sb, Bi, Pb성분이 각각 최대 0.5 중량%와 0.3 중량%로 첨가될 수 있다.
실시예
실시예 1
원재료로서, 고순도 전기구리(electrolytic copper), 탄화물 형성요소를 포함하는 철합금 또는 동합금, Cu-Zn 모합금, Cu-P 모합금, Fe-C 모합금 및 순철(pure iron)이 준비되었다. 우선, 고순도 전기구리, 탄화물 형성요소를 포함하는 철합금 또는 동합금 및 순철이 CO + N2 가스체(gaseous atmosphere)에서 고체 흑연으로 덮인 용해합금 메니스커스를 가진 흑연으로 된 도가니를 이용한 코어가 없는 유도 용해로에서 녹여져서 용해 합금이 얻어진다. 다음, 탈산을 위하여 얻어진 용해합금에 Cu-P 모합금이 첨가되고 난 후, Cu-Zn 모합금, 그리고 마지막으로, Fe-C 모합금이 첨가되어 조성비를 조절한다. 그 다음, 본 발명에 따른 동합금 No. 1 내지 16, 비교 동합금 No. 1 내지 3 및 종래의 동합금 No. 1으로서, 얻어진 용해 합금이 흑연 노즐 및 흑연 주형을 이용하여 주괴(ingot)로 주조되는데, 각각 두께 160mm, 폭 450mm, 길이 1600mm의 치수를 가지고, 표 1 내지 3에 나타낸 화학 조성비를 가지는 주괴가 얻어졌다.
본 발명에 따른 동합금 No. 1 내지 16, 비교 동합금 No. 1 내지 3, 종래의 동합금 No. 1의 이들 주괴는 860°C의 온도에서 각각 11mm의 두께를 가지는 박판으로 열간압연된다. 그리고, 이 박판들은 담금질되고, 상면과 하면이 각각 0.5mm씩, 양 측면이 각각 3mm씩 표피제거되어 10mm의 두께가 되도록 하였다. 그리고 나서, 박판들은 84%의 단면수축율로 냉간압연되어 1.60mm의 두께를 가지는 냉간압연박판으로 된다. 그 다음, 박판들은 530°C에서 한시간 동안 중간달굼(process-annealed)되었고, 69%의 단면수축율로 냉간압연되어 0.50mm의 두께를 가진 냉간압연박판으로 되었다. 이 박판들은 460 ~ 500°C의 범위 내에서 1시간 동안 다시 중간달굼되었다. 이 박판들은 산세척(acid pickling) 후, 50%의 단면수축율로 냉간압연되어 0.25mm의 두께를 가진 냉간압연박판으로 되었다. 마지막으로, 이 박판들 은 응력을 완화하기 위하여 300°C에서 2시간 동안 달구어졌다. 따라서, 본 발명에 따른 동합금 No. 1 내지 16, 비교 동합금 No. 1 내지 3, 종래의 동합금 No. 1의 동합금박판 스트립(strip)이 준비되었다.
이렇게 준비된 본 발명에 따른 동합금 No. 1 내지 16, 비교 동합금 No. 1 내지 3, 종래의 동합금 No. 1의 동합금박판 스트립은 다음의 조건에서 블랭킹되었다:
16 중량%의 Co와 나머지의 WC로 조성된 WC 경합금으로 형성된 상업적으로 구할 수 있는 블랭킹금형을 가진 소형 다이머신(dieing machine)(Noritsu Kikai사 제작, 모델 LEM 3201)이 연속 블랭킹을 위하여 사용되어, 두께 0.25mm, 폭 25mm의 치수를 가진 동합금박판 스트립으로부터 지름 5mm의 블랭킹된 원형 칩 백만 개를 얻었다. 블랭킹 시작 직후 얻어진 20개의 보어와, 블랭킹 마감 직전에 얻어진 20개의 보어가 선택되었고, 각 보어의 지름이 측정되었다. 각각의 20개의 보어 그룹의 두 개의 평균 지름으로부터의 지름의 변화량이 결정되어, 이를 블랭킹금형의 마모량으로 채택하였다. 표3의 종래의 동합금 No. 1에 의한 블랭킹금형의 마모량을 기준치 1로 설정하였고, 다른 동합금들에 의한 마모량을 표1 내지 3에 나타낸 바와 같이 기준치에 대한 상대치로 변환하여 블랭킹금형 내마모성을 측정하였다.
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | 주형의 마모량(상대율) | 비고 | |||||
| Fe | P | Zn | C | ※ 탄화물 형성요소 | ||||
| 본 발명에 의한 동합금 | 1 | 1.57 | 0.032 | 0.153 | 0.008 | 0.001 미만 | 0.66 | - |
| 2 | 1.92 | 0.025 | 0.104 | 0.010 | 0.001 미만 | 0.61 | - | |
| 3 | 1.89 | 0.023 | 0.122 | 0.005 | 0.001 미만 | 0.72 | - | |
| 4 | 2.13 | 0.028 | 0.089 | 0.002 | 0.001 미만 | 0.77 | - | |
| 5 | 2.12 | 0.037 | 0.093 | 0.003 | 0.001 미만 | 0.75 | - | |
| 6 | 2.08 | 0.031 | 0.133 | 0.008 | 0.001 미만 | 0.68 | - | |
| 7 | 2.14 | 0.033 | 0.147 | 0.009 | 0.003 | 0.79 | - | |
| 8 | 2.13 | 0.026 | 0.155 | 0.007 | 0.001 미만 | 0.69 | - | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | 주형의 마모량(상대율) | 비고 | |||||
| Fe | P | Zn | C | ※ 탄화물 형성요소 | ||||
| 본 발명에 의한 동합금 | 9 | 2.39 | 0.032 | 0.152 | 0.001 | 0.002 | 0.85 | - |
| 10 | 2.36 | 0.025 | 0.107 | 0.0006 | 0.001 미만 | 0.85 | - | |
| 11 | 2.16 | 0.025 | 0.124 | 0.006 | 0.001 미만 | 0.70 | - | |
| 12 | 2.15 | 0.031 | 0.266 | 0.010 | 0.001 미만 | 0.63 | - | |
| 13 | 2.13 | 0.033 | 0.023 | 0.008 | 0.007 | 0.84 | - | |
| 14 | 2.14 | 0.041 | 0.133 | 0.014 | 0.001 미만 | 0.56 | - | |
| 15 | 2.09 | 0.062 | 0.451 | 0.019 | 0.001 미만 | 0.52 | - | |
| 16 | 2.10 | 0.080 | 0.353 | 0.0008 | 0.001 미만 | 0.84 | - | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | 주형의 마모량 (상대율) | 비고 | |||||
| Fe | P | Zn | C | ※탄화물 형성요소 | ||||
| 비교 동합금 | 1 | 2.14 | 0.033 | 0.121 | *0.0003 | 0.001 미만 | 0.98 | - |
| 2 | 2.11 | 0.027 | 0.150 | *0.0220 | 0.001 미만 | 0.52 | 열간압연시 입자간 균열 | |
| 3 | 2.14 | 0.035 | 0.136 | 0.006 | *0.012 | 1.13 | - | |
| 종래의 동합금 1 | 2.19 | 0.026 | 0.108 | - | - | 1 | - | |
*는 본 발명의 범위를 벗어나는 값을 가리킨다.
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
표1 내지 3의 결과는 본 발명의 동합금 No.1 내지 16 모두의 박판이 종래의 동합금 No.1의 박판에 비하여 보다 우수한 블랭킹금형 내마모성을 나타내었음을 보여준다. 이 결과는 또한, 0.0005 중량% 미만의 C를 포함하는 비교 동합금 No.1과 총 0.01 또는 그 이상의 중량%의 탄화물 형성요소를 포함하는 비교 동합금 No.3 둘 다 불충분한 블랭킹금형 내마모성을 나타낸다는 것을 보여준다. 또한, 0.02 중량% 이상의 C를 포함하는 비교 동합금 No.2는 열간 압연과정 중 입자간 균열을 보였고, 따라서 바람직하지 못하다.
실시예 2
거의 바람직한 수준의 Fe, P, Zn 조성비를 가진 용해 합금이 실시예1에서와 유사한 방법으로 준비되었다. 그리고, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소가 Cu를 포함한 모합금의 형태로 첨가되어, 용해합금 메니스커스(meniscus)상에 산화방지막을 형성하였다. 그리고, Fe-C 모합금이 첨가되어 본 발명에 따른 동합금 No.17 내지 38, 비교 동합금 No.4 내지 6, 종래의 동합금 No.2로서 표4 내지 7에 나타낸 화학조성비를 가지는 동합금들이 얻어졌다. 실시예 1에서와 동일한 조건에서, 동합금은 두께 0.25mm로 냉간압연되었고, 최종적으로 응력완화를 위해 300°C의 온도에서 2분간 달구어짐으로써 본 발명에 의한 동합금 No.17 내지 38, 비교 동합금 No.4 내지 6, 종래의 동합금 No.2의 박판 스트립(sheet strip)이 준비되었다.
이들 박판 스트립들에 의한 블랭킹금형 내마모성은 표8의 종래의 동합금 No.2에 의한 다이 마모량을 기준치 1로 설정하여, 실시예1에서 채택된 것과 동일한 방법으로 측정되었고, 이에 대한 비교치들은 표8과 9에 나타내었다.
다음, 본 발명에 의한 동합금 No.17 내지 38, 비교 동합금 No.4 내지 6, 종래의 동합금 No.2의 박판 스트립들은 도1에 나타낸 바와 같은 각각 25mm ×150mm의 치수를 가지는 시험편 박판(1)로 절단되었다.
각각 손잡이(stud)(3)를 가진 여섯 개의 절단된 원추형 에폭시 수지편(2)(Sumitomo Bakelite사 제작, 모델 EME-6300H)은 각 합금시험편 박판(1)의 상면에 1.0㎠의 접합면으로 주조접합되고, 경화(curing)를 위하여 175°C의 온도에서 8시간 동안 용탕유지(soak)되어 시험편이 준비되었다. 합금시험편 박판(1)과 에폭시 수지편(2) 간의 접합강도를 측정하기 위하여 시험편 박판의 손잡이(3)를 장력시험기로 잡아당겼다. 본 발명에 의한 동합금 No.17 내지 38, 비교 동합금 No.4 내지 6, 종래의 동합금 No.2의 박판 스트립들의 수지 접착성을 측정한 것에 기초하여 측정결과의 평균치를 표8과 9에 나타내었다.
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||
| Fe | P | Zn | C | ※탄화물 형성요소 | Al,Be,Ca,Cr,Mg,Si | ||
| 본 발명의 동합금 | 17 | 2.14 | 0.035 | 0.087 | 0.002 | 0.001 미만 | Mg: 0.0010 |
| 18 | 2.12 | 0.033 | 0.096 | 0.003 | 0.001 미만 | Mg: 0.015 | |
| 19 | 2.21 | 0.027 | 0.132 | 0.013 | 0.001 미만 | Mg: 0.042 | |
| 20 | 2.10 | 0.031 | 0.144 | 0.019 | 0.001 미만 | Mg: 0.076 | |
| 21 | 2.17 | 0.026 | 0.156 | 0.007 | 0.001 미만 | Mg: 0.113 | |
| 22 | 1.62 | 0.03 | 0.152 | 0.005 | 0.001 미만 | Si: 0.0022 | |
| 23 | 1.97 | 0.031 | 0.125 | 0.001 | 0.001 미만 | Si: 0.121 | |
| 24 | 2.01 | 0.024 | 0.121 | 0.014 | 0.001 미만 | Si: 0.036 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||
| Fe | P | Zn | C | ※탄화물 형성요소 | Al,Be,Ca,Cr,Mg,Si | ||
| 본 발명의 동합금 | 25 | 2.15 | 0.031 | 0.085 | 0.002 | 0.001 미만 | Si:0.0008 |
| 26 | 2.15 | 0.026 | 0.093 | 0.003 | 0.001 미만 | Mg:0.022, Si:0.023 | |
| 27 | 2.17 | 0.035 | 0.144 | 0.008 | 0.001 미만 | Mg:0.042, Si:0.131 | |
| 28 | 2.22 | 0.033 | 0.154 | 0.016 | 0.001 미만 | Mg:0.076, Si:0.045 | |
| 29 | 2.15 | 0.026 | 0.152 | 0.007 | 0.001 미만 | Mg:0.113, Si:0.009 | |
| 30 | 1.61 | 0.033 | 0.152 | 0.005 | 0.001 미만 | Be:0.089 | |
| 31 | 1.57 | 0.030 | 0.154 | 0.0006 | 0.001 미만 | Al:0.089 | |
| 32 | 1.90 | 0.025 | 0.125 | 0.005 | 0.001 미만 | Ca:0.015 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||
| Fe | P | Zn | C | ※탄화물 형성요소 | Al,Be,Ca,Cr,Mg,Si | ||
| 본 발명의 동합금 | 33 | 2.23 | 0.033 | 0.088 | 0.002 | 0.001 미만 | Cr:0.0011 |
| 34 | 2.13 | 0.036 | 0.091 | 0.006 | 0.001 미만 | Mg:0.015, Si:0.079, Al:0.042 | |
| 35 | 2.17 | 0.035 | 0.144 | 0.017 | 0.001 미만 | Mg:0.076, Si:0.045, Be:0.021, Ca:0.006 | |
| 36 | 2.20 | 0.031 | 0.093 | 0.005 | 0.001 미만 | Cr:0.018, Al:0.019 | |
| 37 | 2.16 | 0.034 | 0.083 | 0.002 | 0.001 미만 | Cr:0.008, Al:0.021, Si:0.023, Ca:0.009, Be:0.006, Mg:0.023 | |
| 38 | 1.94 | 0.022 | 0.125 | 0.005 | 0.001 미만 | Si:0.008, Al:0.021, Mg:0.023, Ca:0.014 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||
| Fe | P | Zn | C | ※탄화물 형성요소 | Al,Be,Ca,Cr,Mg,Si | ||
| 비교 동합금 | 4 | 2.13 | 0.035 | 0.126 | *0.0003 | 0.001 미만 | Mg:0.021, Si:0.025 |
| 5 | 2.12 | 0.026 | 0.157 | *0.022 | 0.001 미만 | Mg:0.023, Si:0.022 | |
| 6 | 2.14 | 0.032 | 0.136 | 0.006 | *0.013 | Mg:0.021, Si:0.023 | |
| 종래의 동합금2 | 2.17 | 0.027 | 0.10 | - | - | - | |
*는 본발명의 범위를 벗어나는 값을 가리킨다.
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | ||
| 본 발명의 동합금 | 17 | 0.77 | 530 | - | 본 발명의 동합금 | 25 | 0.77 | 535 | - |
| 18 | 0.76 | 560 | - | 26 | 0.77 | 610 | - | ||
| 19 | 0.60 | 565 | - | 27 | 0.74 | 630 | - | ||
| 20 | 0.56 | 570 | - | 28 | 0.59 | 570 | - | ||
| 21 | 0.74 | 620 | - | 29 | 0.74 | 625 | - | ||
| 22 | 0.74 | 540 | - | 30 | 0.74 | 615 | - | ||
| 23 | 0.82 | 630 | - | 31 | 0.86 | 620 | - | ||
| 24 | 0.60 | 570 | - | 32 | 0.72 | 550 | - | ||
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | ||
| 본 발명의 동합금 | 33 | 0.77 | 525 | - | 비교 동합금 | 4 | 0.99 | 615 | - |
| 34 | 0.74 | 625 | - | 5 | 0.54 | 550 | 열간 압연시 입자간 균열 | ||
| 35 | 0.59 | 575 | - | 6 | 1.15 | 620 | - | ||
| 36 | 0.71 | 590 | - | 종래의 동합금2 | 1 | 410 | - | ||
| 37 | 0.81 | 620 | - | ||||||
| 38 | 0.73 | 615 | - | ||||||
표4 내지 9의 결과는 0.0005 - 0.02 중량%의 C를 포함하고, 총 0.0007 - 0.5 중량%의 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 추가로 포함하는 본 발명의 동합금 No.17 내지 38의 박판 스트립이 종래의 동합금 No.2의 박판 스트립에 비해 우수한 블랭킹금형 내마모성과 수지 접착성을 보인다는 것을 나타낸다. 이 결과는 또한, 0.0005 중량% 미만의 C를 포함하는 비교 동합금 No.4와, 0.01 또는 그 이상의 중량%의 탄화물 형성요소를 포함하는 비교 동합금 No.6 둘 다 불충분한 블랭킹금형 내마모성을 보인다는 것을 나타낸다. 또한, 0.02 중량% 이상의 C를 포함하는 비교 동합금 No.5는 열간 압연과정 중 입자간 균열을 보이고 따라서 바람직하지 않다.
실시예 3
원재료로서, 고순도 전기구리(electrolytic copper), 탄화물 형성요소를 포함하는 철합금 또는 동합금, Cu-Zn 모합금, Cu-P 모합금, Cu-Ni 모합금, Cu-Sn 모합금, Fe-C 모합금 및 순철(pure iron)이 준비되었다. 우선, 고순도 전기구리, 탄화물 형성요소를 포함하는 철합금 또는 동합금, Cu-Ni 모합금, Cu-Sn 모합금 및 순철이 CO + N2 가스체(gaseous atmosphere)에서 고체 흑연으로 덮인 용해합금 메니스커스을 가진 흑연으로 된 도가니를 이용한 코어가 없는 유도 용해로에서 녹여짐으로써 용해 합금이 얻어진다. 다음, 탈산을 위하여 얻어진 용해합금에 Cu-P 모합금이 첨가되고 난 후, Cu-Zn 모합금, 그리고 마지막으로, Fe-C 모합금이 첨가되어 조성비를 조절한다. 그 다음, 본 발명에 따른 동합금 No.39 내지 54, 비교 동합금 No.7 내지 11 및 종래의 동합금 No.3으로서, 얻어진 용해 합금이 흑연 노즐 및 흑연 주형을 이용하여 주괴(ingot)로 주조되는데, 각각 두께 160mm, 폭 450mm, 길이 1600mm의 치수를 가지고, 표 10 내지 12에 나타낸 화학 조성비를 가지는 주괴가 얻어졌다.
본 발명에 따른 동합금 No.39 내지 54, 비교 동합금 No.7 내지 11, 종래의 동합금 No.3의 이들 주괴는 860°C의 온도에서 각각 11mm의 두께를 가지는 박판으로 열간압연된다. 그리고, 이 박판들은 담금질되고, 상면과 하면이 각각 0.5mm씩, 양 측면이 각각 3mm씩 표피제거되어 10mm의 두께가 되도록 하였다. 그리고 나서, 박판들은 84%의 단면수축율로 냉간압연되어 1.60mm의 두께를 가지는 냉간압연박판으로 된다. 그 다음, 박판들은 530°C에서 한시간 동안 중간달굼(process-annealed)되었고, 80%의 단면수축율로 냉간압연되어 0.32mm의 두께를 가진 냉간압연박판으로 되었다. 이 박판들은 480°C에서 1시간 동안 다시 중간달굼되었다. 이 박판들은 산세척(acid pickling) 후, 53%의 단면수축율로 냉간압연되어 0.15mm의 두께를 가진 냉간압연박판으로 되었다. 마지막으로, 이 박판들은 응력을 완화하기 위하여 300°C에서 2분 동안 달구어졌다. 따라서 본 발명에 따른 동합금 No.39 내지 54, 비교 동합금 No.7 내지 11, 종래의 동합금 No.3의 동합금박판 스트립(strip)이 준비되었다.
이렇게 준비된 본 발명에 따른 동합금 No.39 내지 54, 비교 동합금 No.7 내지 11, 종래의 동합금 No.3의 동합금박판 스트립은 다음의 시험을 받았고, 시험결과는 표13과 14에 나타내었다.
(A) 블랭킹금형 마모 시험
16 중량%의 Co와 나머지의 WC로 조성된 WC 경합금으로 형성된 상업적으로 구할 수 있는 블랭킹금형를 가진 소형 다이머신(dieing machine)(Noritsu Kikai사 제작, 모델 LEM 3201)이 연속 블랭킹을 위하여 사용되어, 두께 0.15mm, 폭 25mm의 치수를 가진 본 발명에 따른 동합금 No.39 내지 54, 비교 동합금 No.7 내지 11, 종래의 동합금 No.3의 동합금박판 스트립으로부터 지름 5mm의 블랭킹된 원형 칩 백만 개를 얻었다. 블랭킹 시작 직후 얻어진 20개의 보어와, 블랭킹 마감 직전에 얻어진 20개의 보어가 선택되었고, 각 보어의 지름이 측정되었다. 각각의 20개의 보어 그룹의 두개의 평균 지름으로부터의 지름의 변화량이 결정되어, 이를 블랭킹금형의 마모량으로 채택하였다. 표12의 종래의 동합금 No.3에 의한 블랭킹금형의 마모량을 기준치 1로 설정하였고, 다른 동합금들에 의한 마모량을 표13과 14에 나타낸 바와 같이 기준치에 대한 상대치로 변환하여 블랭킹금형 내마모성을 측정하였다.
(B) (MIL-STD-883/2004에 의한)반복굽힘시험
각각 두께 0.15mm, 폭 25mm, 길이 300mm의 치수를 가진 본 발명에 따른 동합금 No.39 내지 54, 비교 동합금 No.7 내지 11, 종래의 동합금 No.3의 박판은 폭 1.5mm, 길이 6mm의 치수로 폭이 증가된 부분과, 폭 0.5mm, 길이 10mm의 치수로 폭이 축소된 부분을 각각 가지는 시험편으로 블랭킹되었다. 각 시험편의 폭이 증가된 부분은 (Hybrid Machine Products사가 제조한)리드피로시험기에 고정되었고, 폭이 축소된 부분은 중량 8oz.(226.8g)로 부하를 걸었다. 시험편의 폭이 축소된 부분은 한쪽으로 90도 꺾여졌고(제1 굽힘), 다시 반대방향으로 90도 꺾여져 원래의 위치로 되돌려졌으며(제2 굽힘), 제1 굽힘과 제2 굽힘은 1회로 카운트되었다. 상기 굽힘과정은 시험편이 끊어질 때까지 반복되었고, 절단이 일어나기까지의 굽힘 횟수가 카운트되었다. 각 동합금마다 박판으로부터 압연방향과 나란한 방향으로 다섯 개씩의 시험편이 절단되었고, 또한 압연방향과 수직방향으로 다섯 개씩의 시험편이 절단되었다. 절단이 일어나기까지의 굽힘의 평균 횟수가 모든 시험편에 대하여 계산되었고, 그 결과가 표13과 14에 나타내어짐으로써 반복굽힘 피로저항을 측정하였다.
(C) 납땜성 시험
납땜성은 Rhesca사가 제조한 모델 WET-6000에 의해 메니스코그래프 법(meniscograph method)을 이용하여 시험되었다. 보다 상세하게는, 두께 0.15mm, 폭 10mm, 길이 50mm의 치수를 가진 각 시험편들이 본 발명에 따른 동합금 No.39 내지 54, 비교 동합금 No.7 내지 11, 종래의 동합금 No.3으로부터 절단되었다. 이 시험편들은 #1000 에머리 페이퍼(emery paper)로 연마졌고, 아세톤으로 기름제거(degrease)되었다. 그리고, 10%의 황산수용액으로 40°C에서 1분간 산세척되었고, 세척과 말림을 한 후, 저활성 수지플럭스(low-activated rosin flux)로 도포하였다. 저활성 수지플럭스로 도포된 시험편은 다시 230°C의 온도에 고정된 60 중량% Sn - 40 중량% Pb 납땜탕에, 적심깊이(dipping depth): 2mm, 적심 속도; 16mm/sec, 감도(sensitivity): 5g의 조건하에서 적셔졌다. 시험편에 부력이 작용하기 시작할 때 적심의 개시로부터 부력이 최대치에 도달한 후 0이 될 때까지의 시간 t가 측정되었다. 측정결과는 표13과 14에 나타내었다. 납땜성은 t값에 의해 측정되었는데, t값이 작을수록 납땜에 대한 적심성(wettability)은 좋아진다.
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | |||||||
| Fe | P | Zn | Ni | Sn | C | ※탄화물 형성요소 | ||
| 본 발명의 동합금 | 39 | 1.59 | 0.030 | 0.155 | 0.268 | 0.052 | 0.007 | 0.001 미만 |
| 40 | 1.90 | 0.025 | 0.113 | 0.452 | 0.003 | 0.001 | 0.001 미만 | |
| 41 | 1.92 | 0.026 | 0.122 | 0.004 | 0.460 | 0.006 | 0.001 미만 | |
| 42 | 2.15 | 0.031 | 0.085 | 0.035 | 0.038 | 0.002 | 0.001 미만 | |
| 43 | 2.11 | 0.033 | 0.091 | 0.003 | 0.036 | 0.004 | 0.001 미만 | |
| 44 | 2.05 | 0.031 | 0.133 | 0.012 | 0.044 | 0.007 | 0.001 미만 | |
| 45 | 2.13 | 0.033 | 0.157 | 0.026 | 0.045 | 0.009 | 0.003 | |
| 46 | 2.10 | 0.028 | 0.151 | 0.094 | 0.035 | 0.008 | 0.001 미만 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | |||||||
| Fe | P | Zn | Ni | Sn | C | ※탄화물 형성요소 | ||
| 본 발명의 동합금 | 47 | 2.38 | 0.032 | 0.154 | 0.336 | 0.038 | 0.001 | 0.002 |
| 48 | 2.33 | 0.026 | 0.118 | 0.035 | 0.004 | 0.0006 | 0.001 미만 | |
| 49 | 2.16 | 0.028 | 0.125 | 0.040 | 0.011 | 0.005 | 0.001 미만 | |
| 50 | 2.18 | 0.030 | 0.260 | 0.038 | 0.025 | 0.012 | 0.001 미만 | |
| 51 | 2.14 | 0.027 | 0.021 | 0.051 | 0.056 | 0.009 | 0.007 | |
| 52 | 2.14 | 0.044 | 0.135 | 0.044 | 0.087 | 0.013 | 0.001 미만 | |
| 53 | 2.11 | 0.065 | 0.462 | 0.041 | 0.177 | 0.019 | 0.001 미만 | |
| 54 | 2.09 | 0.077 | 0.355 | 0.039 | 0.352 | 0.0007 | 0.001 미만 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지: Cu 및 불가피적 불순물) | |||||||
| Fe | P | Zn | Ni | Sn | C | ※탄화물 형성요소 | ||
| 비교 동합금 | 7 | 2.14 | 0.031 | 0.131 | 0.052 | 0.048 | *0.0003 | 0.001 미만 |
| 8 | 2.12 | 0.025 | 0.141 | 0.024 | *0.002 | *0.023 | 0.001 미만 | |
| 9 | 2.13 | 0.035 | 0.132 | *0.002 | 0.055 | 0.007 | *0.013 | |
| 10 | 2.11 | 0.027 | 0.150 | *0.622 | 0.043 | 0.008 | 0.001 미만 | |
| 11 | 2.16 | 0.035 | 0.136 | 0.047 | *0.635 | 0.006 | 0.001 미만 | |
| 종래의 동합금3 | 2.17 | 0.031 | 0.130 | - | - | - | 0.001 미만 | |
*는 본 발명의 범위를 벗어나는 값을 가리킨다.
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 반복굽힘의 횟수(No.) | t (Sec) | 비고 | |
| 본 발명의 동합금 | 39 | 0.70 | 6.0 | 0.8 | - |
| 40 | 0.81 | 6.4 | 0.9 | - | |
| 41 | 0.71 | 5.2 | 0.6 | - | |
| 42 | 0.78 | 5.5 | 0.7 | - | |
| 43 | 0.74 | 5.1 | 0.8 | - | |
| 44 | 0.69 | 5.3 | 0.8 | - | |
| 45 | 0.80 | 5.3 | 0.8 | - | |
| 46 | 0.68 | 5.8 | 0.8 | - | |
| 47 | 0.87 | 6.3 | 0.8 | - | |
| 48 | 0.85 | 5.4 | 0.9 | - | |
| 49 | 0.69 | 5.5 | 0.8 | - | |
| 50 | 0.60 | 5.3 | 0.9 | - | |
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 반복 굽힘의 횟수(No.) | t (Sec) | 비고 | |
| 본 발명의 동합금 | 51 | 0.84 | 5.6 | 0.8 | - |
| 52 | 0.58 | 5.3 | 0.9 | - | |
| 53 | 0.51 | 5.1 | 0.8 | - | |
| 54 | 0.84 | 5.6 | 0.7 | - | |
| 비교 동합금 | 7 | 0.98 | 5.6 | 0.8 | - |
| 8 | 0.51 | 5.1 | 1.4 | 열간 압연시 균열 | |
| 9 | 1.15 | 4.6 | 0.8 | - | |
| 10 | 0.86 | 6.5 | 0.8 | 전기전도도의 감소 | |
| 11 | 0.69 | 5.6 | 0.6 | 전기전도도의 감소 | |
| 종래의 동합금 3 | 1 | 4.5 | 1.2 | - | |
표10 내지 14의 결과는 본 발명의 동합금 No.39 내지 54 모두의 박판이 종래의 동합금 No.3의 박판에 비해 우수한 블랭킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항 및 납땜성을 보임을 나타낸다. 이 결과는 또한, 0.0005 중량% 미만의 C를 포함하는 비교 동합금 No.7과 총 0.01이상의 중량%의 탄화물 형성요소를 포함하는 비교 동합금 No.9 모두가 불충분한 블랭킹금형 내마모성을 보임을 나타낸다. 또한, 0.02 중량% 이상의 C를 포함하는 비교 동합금 No.8은 열간 압연과정 중 입자간 균열을 보이고 따라서 바람직하지 못하며, 0.5 중량% 이상의 Ni와 0.5 중량% 이상의 Sn을 첨가하면 전기 전도도가 감소되고, 따라서 바람직하지 못하다.
실시예 4
용해된 합금이 Fe, P, Zn, Ni 및 Sn을 첨가하여 실시예 3에서와 유사한 방식으로 준비되었다. 그리고, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소가 첨가되어 용해금속 메니스커스 상에 산화방지막을 형성하였다. 마지막으로, C와 Fe의 함량을 조절하기 위하여 Fe-C 모합금이 첨가되어, 본 발명에 따른 동합금 No.55 내지 76, 비교 동합금 No.12 내지 16, 종래의 동합금 No.4로서, 표15 내지 18에 나타낸 화학 조성비를 가지는 동합금을 얻었다. 실시예 3에서와 동일 조건하에서, 동합금은 냉간압연되어 두께 0.15mm의 냉간압연박판으로 되고, 최종적으로 응력완화를 위하여 300°C의 온도에서 2분간 달구어져서 본 발명에 따른 동합금 No.55 내지 76, 비교 동합금 No.12 내지 16, 종래의 동합금 No.4의 박판 스트립이 준비되었다.
실시예 3에서 채택된 것과 동일한 방법으로 이들 박판 스트립에 대하여 블랭킹금형 내마모성 시험이 행하여졌는데, 종래의 동합금 No. 4에 의한 다이의 마모량을 기준치 1로 설정하였고, 이에 대한 상대치들을 표19 내지 22에 나타내었으며, 이로써 블랭킹금형 내마모성을 측정하였다. 또한, 실시예 3에서 채택된 것과 동일 한 방법을 이용하여 반복굽힘 피로저항 시험이 행하여져, 절단이 발생하기 전까지의 각 시험편 굽힘 횟수가 측정되었고, 그 측정결과는 표19 내지 22에 나타내었고, 이로써 반복굽힘 피로저항이 측정되었다. 또한, 실시예 3에서 채택된 것과 동일한 방법으로 납땜성 시험이 행해져서 t값을 결정하였는데, 이 또한 표19 내지 22에 나타내었다. 납땜성은 t값에 의해 측정되었는데, t값이 작을수록 납땜에 대한 적심성(wettability)은 좋아진다.
(D) 수지 접착성 시험
다음, 본 발명에 따른 동합금 No.55 내지 76, 비교 동합금 No.12 내지 16, 종래의 동합금 No.4의 박판 스트립이 도1에 나타낸 바와 같이 각각 25mm×150mm의 치수를 가지는 합금 시험편 박판(1)으로 절단되었다.
각각 손잡이(3)를 가진 여섯 개의 절단된 원추형 에폭시 수지편(2)(Sumitomo Bakelite사 제작, 모델 EME-6300H)은 각 합금시험편 박판(1)의 상면에 1.0㎠의 접합면으로 주조접합된 후, 경화를 위하여 175°C의 온도에서 8시간 동안 용탕유지되어 시험편이 준비되었다. 합금시험편 박판(1)과 에폭시 수지편(2) 간의 접합강도를 측정하기 위하여 시험편 박판의 손잡이(3)를 장력시험기로 잡아당겼다. 본 발명에 의한 동합금 No.55 내지 76, 비교 동합금 No.12 내지 16, 종래의 동합금 No.4의 박판 스트립들의 수지 접착성을 측정한 것에 기초하여 측정결과의 평균치를 표19 내지 22에 나타내었다.
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지:Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||||
| Fe | P | Zn | Ni | Sn | C | ※탄화물 형성요소 | 비고 | ||
| 본 발명의 동합금 | 55 | 2.18 | 0.032 | 0.097 | 0.004 | 0.028 | 0.002 | 0.001미만 | Mg:0.0011 |
| 56 | 2.22 | 0.033 | 0.090 | 0.335 | 0.051 | 0.004 | 0.001미만 | Mg:0.014 | |
| 57 | 2.20 | 0.021 | 0.125 | 0.036 | 0.037 | 0.012 | 0.001미만 | Mg:0.040 | |
| 58 | 2.14 | 0.032 | 0.141 | 0.038 | 0.068 | 0.018 | 0.001미만 | Mg:0.082 | |
| 59 | 2.17 | 0.024 | 0.150 | 0.045 | 0.340 | 0.008 | 0.001미만 | Mg:0.117 | |
| 60 | 1.64 | 0.030 | 0.147 | 0.006 | 0.026 | 0.005 | 0.001미만 | Si:0.0020 | |
| 61 | 2.03 | 0.036 | 0.122 | 0.259 | 0.033 | 0.001 | 0.001미만 | Si:0.125 | |
| 62 | 2.11 | 0.027 | 0.124 | 0.041 | 0.038 | 0.013 | 0.001미만 | Si:0.031 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지:Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||||
| Fe | P | Zn | Ni | Sn | C | ※탄화물 형성요소 | 비고 | ||
| 본 발명의 동합금 | 63 | 2.17 | 0.033 | 0.081 | 0.037 | 0.005 | 0.003 | 0.001미만 | Si:0.0008 |
| 64 | 2.14 | 0.022 | 0.096 | 0.006 | 0.330 | 0.004 | 0.001미만 | Mg:0.020, Si:0.022 | |
| 65 | 2.21 | 0.032 | 0.131 | 0.036 | 0.035 | 0.007 | 0.001미만 | Mg:0.038, Si:0.035 | |
| 66 | 2.22 | 0.030 | 0.155 | 0.055 | 0.052 | 0.014 | 0.001미만 | Mg:0.074, Si:0.113 | |
| 67 | 2.18 | 0.026 | 0.150 | 0.355 | 0.005 | 0.007 | 0.001미만 | Mg:0.110, Si:0.009 | |
| 68 | 1.63 | 0.031 | 0.152 | 0.032 | 0.036 | 0.004 | 0.001미만 | Be:0.075 | |
| 69 | 1.58 | 0.033 | 0.146 | 0.038 | 0.029 | 0.001 | 0.001미만 | Al:0.085 | |
| 70 | 1.95 | 0.028 | 0.128 | 0.041 | 0.037 | 0.006 | 0.001미만 | Ca:0.013 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지:Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||||
| Fe | P | Zn | Ni | Sn | C | ※탄화물 형성요소 | 비고 | ||
| 본 발명의 동합금 | 71 | 2.24 | 0.035 | 0.084 | 0.045 | 0.044 | 0.002 | 0.001미만 | Cr:0.0013 |
| 72 | 2.22 | 0.036 | 0.095 | 0.037 | 0.028 | 0.005 | 0.001미만 | Mg:0.014, Al:0.036 Si:0.071 | |
| 73 | 2.17 | 0.032 | 0.146 | 0.056 | 0.047 | 0.016 | 0.001미만 | Mg:0.072, Be:0.020, Ca:0.006 | |
| 74 | 2.24 | 0.033 | 0.090 | 0.033 | 0.035 | 0.004 | 0.001미만 | Cr:0.016, Al:0.015 | |
| 75 | 2.15 | 0.028 | 0.086 | 0.041 | 0.039 | 0.002 | 0.001미만 | Ca:0.007, Si:0.023, Be:0.006, Mg:0.0021 | |
| 76 | 1.94 | 0.025 | 0.122 | 0.035 | 0.054 | 0.005 | 0.001미만 | Si:0.009, Mg:0.025, Ca:0.010 | |
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 화학적 조성(중량%) (나머지:Cu 및 불가피적 불순물) | ||||||||
| Fe | P | Zn | Ni | Sn | C | ※탄화물 형성요소 | 비고 | ||
| 비교 동합금 | 12 | 2.15 | 0.032 | 0.122 | 0.043 | 0.035 | *0.0003 | 0.001미만 | Mg:0.022, Si:0.027 |
| 13 | 2.18 | 0.024 | 0.148 | 0.036 | *0.002 | *0.024 | 0.001미만 | Mg:0.020, Si:0.022 | |
| 14 | 2.14 | 0.035 | 0.131 | *0.001 | 0.039 | 0.007 | *0.013 | Mg:0.023 | |
| 15 | 2.18 | 0.025 | 0.151 | *0.634 | 0.047 | 0.005 | 0.001미만 | Mg:0.021 | |
| 16 | 2.14 | 0.032 | 0.141 | 0.033 | *0.618 | 0.007 | 0.001미만 | Si:0.022 | |
| 종래의 동합금 4 | 2.25 | 0.031 | 0.122 | - | 0.035 | - | - | - | |
*는 본 발명의 범위를 벗어난 값을 가리킨다.
※ 탄화물 형성요소(Nb+Ti+Zr+Ta+Hf+W+V+Mo)
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 반복굽힘 횟수(No.) | t (Sec) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | |
| 본 발명의 동합금 | 55 | 0.76 | 5.2 | 0.8 | 525 | - |
| 56 | 0.76 | 6.4 | 0.8 | 550 | - | |
| 57 | 0.60 | 5.4 | 0.9 | 560 | - | |
| 58 | 0.57 | 5.2 | 0.9 | 570 | - | |
| 59 | 0.72 | 5.6 | 0.7 | 615 | - | |
| 60 | 0.74 | 5.3 | 0.8 | 540 | - | |
| 61 | 0.83 | 6.4 | 0.8 | 620 | - | |
| 62 | 0.61 | 5.5 | 0.9 | 565 | - | |
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 반복굽힘 횟수(No.) | t (Sec) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | |
| 본 발명의 동합금 | 63 | 0.76 | 5.4 | 0.9 | 530 | - |
| 64 | 0.76 | 5.4 | 0.6 | 610 | - | |
| 65 | 0.75 | 5.5 | 0.8 | 570 | - | |
| 66 | 0.60 | 5.5 | 0.9 | 630 | - | |
| 67 | 0.76 | 6.4 | 0.9 | 620 | - | |
| 68 | 0.75 | 5.7 | 0.8 | 610 | - | |
| 69 | 0.86 | 5.6 | 0.8 | 615 | - | |
| 70 | 0.71 | 5.3 | 0.8 | 550 | - | |
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 반복굽힘 횟수(No.) | t (Sec) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | |
| 본 발명의 동합금 | 71 | 0.77 | 5.5 | 0.7 | 520 | - |
| 72 | 0.75 | 5.5 | 0.8 | 615 | - | |
| 73 | 0.60 | 5.3 | 0.9 | 560 | - | |
| 74 | 0.72 | 5.5 | 0.8 | 585 | - | |
| 75 | 0.80 | 5.6 | 0.8 | 610 | - | |
| 76 | 0.73 | 5.6 | 0.8 | 605 | - | |
| 견본 | 주형의 마모량(상대율) | 반복굽힘 횟수(No.) | t (Sec) | 수지 접합강도(N/㎠) | 비고 | |
| 비교 동합금 | 12 | 0.98 | 5.5 | 0.7 | 610 | - |
| 13 | 0.56 | 5.1 | 1.4 | 550 | 열간압연시 균열 | |
| 14 | 1.13 | 4.5 | 0.8 | 610 | - | |
| 15 | 0.77 | 6.5 | 0.8 | 600 | 전기전도도의 감소 | |
| 16 | 0.74 | 5.7 | 0.6 | 605 | 전기전도도의 감소 | |
| 종래의 동합금 4 | 1 | 4.5 | 0.8 | 405 | - | |
표15 내지 22의 결과는 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 포함하는 본 발명 동합금 No.55 내지 76의 박판 스트립들이 종래의 동합금 No.4의 박판 스트립에 비해 블랭킹금형 내마모성 및 반복굽힘 피로저항에서 우위를 보일뿐만 아니라 수지 접합력에서도 우위를 보임을 나타낸다. 이 결과는 또한 0.0005 중량% 미만의 C, 및 Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 포함하는 비교 동합금 No.12와 총 0.01 또는 그 이상의 중량%의 탄화물 형성요소를 포함하는 비교 동합금 No.14 둘 다 불충분한 블랭킹금형 내마모성을 보인다는 것을 나타낸다. 또한, 이 결과는 0.02 중량% 이상의 C와 0.003 중량% 미만의 Sn을 포함하는 비교 동합금 No.13은 열간압연 도중 입자간 균열을 보이고 따라서 납땜성이 떨어진다는 것을 나타낸다. 또한, 이 결과는 0.5 중량%를 초과하는 양의 Ni가 첨가될 때, 그리고 0.5 중량%를 초과하는 양의 Sn이 포함될 때 전기전도도가 바람직하지 못하게 감소한다는 것을 나타낸다.
상기에 기술한 바와 같이, 본 발명의 동합금들은 종래의 동합금에 비해 블랭 킹금형 내마모성, 반복굽힘 피로저항 및 납땜성이 우수하고, 또한, 수지 접착성도 우수하다. 따라서, 본 발명의 동합금은 전자산업분야의 발전에 크게 기여할 수 있다.
Claims (20)
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지가 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.001 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지가 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
제1항 또는 제2항에 있어서, Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V 및 Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소의 총 함량이 0.01 중량% 미만으로 제한되는 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 총량 0.0007 내지 0.5 중량%로 하여 추가로 포함하고, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg를 추가로 포함하고, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C를 포함하고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하며, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.50 중량%의 Zn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg와 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하며, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, C가 0.001 내지 0.02 중량%의 양으로 포함된 것을 특징으로 하는 동합금.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V, Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소의 총함량이 0.01 중량% 미만으로 제한된 것을 특징으로 하는 동합금.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 동합금으로 형성된 동합금박판.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5중량%의 Sn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지가 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5중량%의 Sn, 0.001 내지 0.02 중량%의 C 및 나머지가 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
제11항 또는 제12항에 있어서, Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V, Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소의 총 함량이 0.01 중량% 미만으로 제한된 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5중량%의 Sn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, Al, Be, Ca, Cr, Mg 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소를 총량 0.0007 내지 0.5 중량%로 하여 추가로 포함하고, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5중량%의 Sn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg를 추가로 포함하고, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5중량%의 Sn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하고, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
1.5 내지 2.4 중량%의 Fe, 0.008 내지 0.08 중량%의 P, 0.01 내지 0.5 중량%의 Zn, 0.003 내지 0.5 중량%의 Ni, 0.003 내지 0.5중량%의 Sn, 0.0005 내지 0.02 중량%의 C로 이루어지고, 0.0007 내지 0.5 중량%의 Mg와 0.0007 내지 0.5 중량%의 Si를 추가로 포함하고, 나머지는 Cu와 불가피적 불순물들로 이루어진 것을 특징으로 하는 동합금.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, C가 0.001 내지 0.02 중량%의 양으로 포함된 것을 특징으로 하는 동합금.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, Nb, Ti, Zr, Ta, Hf, W, V, Mo로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 요소의 총 함량이 0.01 중량% 미만으로 제한된 것을 특징으로 하는 동합금.
제11항, 제12항, 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항의 동합금으로 형성된 동합금박판.
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