KR100642571B1

KR100642571B1 - 피로특성이 우수한 Ｃｕ-Ｎｉ-Ｓｉ계 합금

Info

Publication number: KR100642571B1
Application number: KR1020040060453A
Authority: KR
Inventors: 니이미도시히로
Original assignee: 닛코킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-11-10
Also published as: KR20050014758A; TW200510552A; TWI287584B; JP2005048262A; CN1600881A; CN100408708C; JP4255330B2

Abstract

본 발명의 목적은, 커넥터 등의 전자재료에 이용되는 고강도 구리합금인 Cu-Ni-Si 계 합금의 피로특성을 개량하는 것에 있다.

이를 위해, 본 발명에서는, 질량 백분율 (%) 에 의거하여 (이하, % 로 표기함) Ni : 1.0∼4.5%, Si : 0.2∼1.2% 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지는 구리합금으로, 표면에 20∼200㎫ 의 압축잔류응력이 존재하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si 계 합금으로 하고 있으며, 피로특성이 우수하다.

Description

피로특성이 우수한 Ｃｕ-Ｎｉ-Ｓｉ계 합금{Cu-Ni-Si ALLOY HAVING EXCELLENT FATIGUE CHARACTERISTIC}

도 1 은 판두께 방향에서의 잔류응력의 분포를 나타내는 도면이다.

본 발명은, 커넥터 등의 전자재료에 이용되는 고강도 구리합금에 관한 것이다.

최근, 휴대전화, 디지털 카메라, 비디오 카메라 등의 전자기기에서의 고밀도 실장화가 진전되어, 그 전자부품은 현저하게 경박ㆍ단소화되고 있다. 이에 대응하여, 부품의 사용환경하에서 금속부재에 반복 부가되는 응력은 증가되는 경향에 있다. 또, 부품의 내구성에 대한 필요성도 높아지고, 금속부재의 피로특성에 대한 요구는 고도화되고 있다. 종래, 특히 신뢰성이 요구되는 부품에는, 피로강도가 높은 베릴륨구리, 티탄구리 등의 고강도형 구리합금이 사용되어 왔다.

그러나, 이들 고강도형 구리합금의 가격은 종래형 구리합금과 비교하여 매우 고가이기 때문에, 저가의 Cu-Ni-Si 계 합금이 많이 사용되게 되었다 (예컨대, 일본 공개특허공보 2001-49369 호 참조).

이 때문에, Cu-Ni-Si 계 합금에 있어서도 피로특성의 더 나은 개량이 요구되게 되었다.

일반적으로는, 합금의 강도를 높이면 피로강도가 향상된다. Cu-Ni-Si 계 합금은 석출강화형 구리합금으로, 압연가공도를 높게 하거나 또는 강도의 증가에 기여하는 석출물의 양을 증가시키면 강도는 증가되지만, 이 고강도화에 의한 피로특성의 개선에는 한계가 있었다.

본 발명자들은, 피로특성의 개선에 대해, 이하의 방법이 유효한 것을 발견하였다.

(1) 질량 백분율 (%) 에 의거하여 (이하, % 로 표기함) Ni : 1.0∼4.5%, Si : 0.2∼1.2% 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지는 구리합금으로, 표면에 20∼200㎫ 의 압축잔류응력이 존재하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si 계 합금,

(2) 표면의 최대 골 깊이 (이하, Rv 로 표기함) 가 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 에 기재된 Cu-Ni-Si 계 합금,

(3) 직경 4㎛ 이상의 개재물이 100개/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (2) 에 기재된 Cu-Ni-Si 계 합금,

(4) Mg : 0.05∼0.3% 를 함유하는 상기 (1)∼(3) 에 기재된 Cu-Ni-Si 계 합금,

(5) P : 0.01∼0.5% 를 함유하는 상기 (1)∼(4) 에 기재된 Cu-Ni-Si 계 합금,

(6) Sn : 0.01∼1.5% 를 함유하는 상기 (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 Cu-Ni-Si 계 합금,

(7) Zn : 0.01∼1.5% 를 함유하는 상기 (1)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 Cu-Ni-Si 계 합금,

(8) Fe, Co, Cr, Zr, Ti, Ag, Mn, Al 중 1종 이상을 총량 1% 이하의 범위로 첨가하는 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 Cu-Ni-Si 계 합금.

실시형태

본 발명의 한정 이유를 이하에 설명한다.

(1) 표면의 잔류응력

단자, 커넥터, 릴레이 등의 전자부품의 금속부재에는, 부품의 동작 혹은 부품의 착탈시에 탄성한도 내의 굽힘응력이 반복 부여된다. 이 경우의 피로 크랙은 굽힘부 외주 표면에서 발생하고, 이 크랙이 성장하여 부재의 파괴에 이른다. 금속소재의 표면에 압축잔류응력을 부여하면, 크랙의 발생이 억제되어, 피로수명이 증대된다.

표면에 20㎫ 이상의 압축잔류응력을 부여하면, 피로특성이 향상된다. 한편, 압축잔류응력이 200㎫ 를 초과하면 오히려 피로특성이 저하된다. 따라서, 압축잔류응력값을 20㎫ 이상, 200㎫ 이하로 규정한다.

(2) 표면조도

표면의 오목부는 노치로서 작용하고, 이 오목부에서 피로 크랙이 우선적으로 발생한다. 따라서, 표면의 조도를 작게 하면, 피로수명이 연장된다.

표면의 최대 골 깊이 Rv 가 1㎛ 를 초과하면 피로수명의 저하가 현저해진다. 따라서, Rv 를 1㎛ 이하로 규정한다. 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이하이다.

(3) 개재물

이 합금계는 석출경화형이기 때문에, 매트릭스 중에 석출물이 존재한다. 이 합금에 필요한 강도를 얻기 위한 석출물은 미세하지만, 4㎛ 이상의 조대한 석출물, 정출물 등의 개재물은 강도에 기여하지 않을 뿐만 아니라, 특히 크기가 10㎛ 를 초과하는 조대한 것은 굽힘 가공성, 에칭성, 도금성을 현저하게 저하시켜, 크랙의 전파를 촉진시키는 원인으로 생각되고, 피로수명이 저하된다.

여기에서, 본 발명에 있어서 「개재물」이란, 주조시의 응고과정에 발생되는 일반적으로 조대한 정출물 및 용해시의 용탕 내에서의 반응에 의해 발생되는 산화물, 황화물 등, 나아가서는 주조시의 응고과정 이후, 즉 응고 후의 냉각과정, 열간압연후, 용체화처리 후의 냉각과정 및 시효처리시에 고상의 매트릭스 중에 석출반응으로 발생되는 석출물이고, 본 구리합금의 SEM 관찰에 의해 매트릭스 중에 관찰되는 입자를 포괄하는 것이다.

「개재물의 크기」 및 「개재물의 개수」는 예컨대 이하의 수순으로 측정된다. 재료의 압연방향에 평행한 단면을 경면연마한 후에, 47°보메의 염화제이 철 용액으로 2분간 에칭한다. 그 후, 비용 증가를 방지하기 위해 관찰면에 카본을 증착시킨 것을 관찰시료로 한다. 그 시료에 대해, 주사형 전자현미경을 사용하여 시료의 다수 지점에서 배율이 700배인 2차 전자 이미지를 촬영한다. 「개재물의 크기」는, 2차 전자 이미지에 관찰되는 개재물을 포함하는 최소 원의 직경을 말한다. 「개재물의 개수」는, 이들 2차 전자 이미지에 관찰되는 개재물 개수를 실제로 센 단위평방 ㎜ 당의 개재물 개수이다. 또, 「개재물의 크기」마다 「개재물의 개수」를 세어 분급함으로써, 각각의 「개재물의 크기」마다의 「개재물의 개수」를 알 수 있다.

크기가 4㎛ 이상의 개재물의 개수가 100개/㎟ 를 초과하면 피로강도가 현저하게 저하된다. 따라서, 4㎛ 이상의 개재물의 개수가 100개/㎟ 이하가 되도록 규정한다.

(4) 구리합금의 조성

1) Ni 농도 : Ni 는 Cu 매트릭스 중에 Si 와의 금속간 화합물을 형성하여 석출하고, 도전율의 저하를 억제하여 강도를 대폭 향상시킨다. 그 첨가량을 1.0∼4.5% 로 규정한 이유는, 1.0% 미만에서는 석출량이 적어 충분한 강도가 얻어지지 않고, 4.5% 를 초과하면 주조 또는 열간가공시에 강도향상에 기여하지 않는 석출물이 생성되어, 첨가량에 알맞은 강도가 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 열간가공성이나 굽힘 가공성에 악영향을 주고, 또 정출물이나 석출물이 조대화되어 리드 프레임 단면으로부터 돌출되어 귀금속 도금의 밀착성을 악화시키기 때문이다.

2) Si 농도 : Si 는 도전성에 악영향을 주지 않고 Ni 와 반응하여 Ni₂Si 조성의 화합물을 생성한다. 따라서, Ni 의 첨가량이 결정되면 최적의 Si 첨가량이 결정된다. Si 의 첨가량을 0.2∼1.2% 로 규정한 이유는, 0.2% 미만에서는 Ni 의 경우와 동일하게 충분한 강도가 얻어지지 않고, 1.2% 를 초과하면 Ni 의 경우와 동일한 여러 문제가 생기기 때문이다.

3) Mg 농도 : Mg 는 응력완화특성을 향상시키지만, 도금의 내열박리성을 열화시키는 성분이다. Mg 첨가량을 0.05∼0.3% 로 하는 이유는, 0.05% 미만에서는 응력완화특성을 개선할 수 없고, 0.3% 를 초과하면 도금의 내열박리성이 저하되기 때문이다.

4) P 농도 : P 는 Mg-P 계, Ni-P 계 또는 Ni-Mg-P 계의 P 화합물에 의한 핀 고정 효과에 의해 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화한다. 그 첨가량은 0.01% 미만에서는 효과가 없고, 0.5% 를 초과하면 열간가공성이 저하됨과 동시에 도전성이 현저하게 저하되기 때문이다.

5) Sn 농도 : 구리합금을 커넥터 등의 전자재료에 사용하는 경우에, 재료의 표면에 도금을 실시하는 경우가 있다. 이 도금은 Sn 도금이 많아 상기 재료를 스크랩으로서 회수하여 재이용하는 경우에는, Sn 을 함유시키지 않은 경우에는 제거하기 위해 정련공정이 필요하게 되어, 제조상의 비용이 증가해 바람직하지 않다. 또, Sn 을 함유함으로써 강도가 높아지는 것도 기대되지만, 그 첨가량은 0.01% 미만에서는 효과가 없고, 1.5% 를 초과하면 도전율이 저하되기 때문이다.

6) Zn 농도 : Zn 은 구리합금에 주석 도금을 실행한 경우, 주석 도금층의 내열박리성 등의 내열성을 향상시키지만, 그 첨가량은 0.01% 미만에서는 효과가 없고, 1.5% 를 초과하면 도전율을 저하시키기 때문이다.

7) Fe, Co, Cr, Zr, Ti, Ag, Mn 또는 Al : Fe, Co, Cr, Zr, Ti, Ag, Mn 또는 Al 에는, Cu-Ni-Si 계 합금의 강도 및 내열성을 개선하는 작용이 있다. 또, 이들 중에서 Al 및 Mn 은 열간압연성을 개선하는 효과도 갖는다. 그 이유는, 이들 원소가 황과의 친화성이 강하기 때문에 황과 화합물을 형성하여, 열간압연 균열의 원인이 되는 잉곳 입계로의 황의 편석을 경감시키기 때문이다. Fe, Co, Cr, Zr, Ti, Ag, Mn 또는 Al 의 함유량이 총량으로 1.0% 를 초과하면 도전율이 현저하게 저하된다. 따라서, 이들 함유량을 총량으로 1.0% 이하로 하였다.

다음으로, 이 합금을 얻기 위한 제조방법에 대해 설명한다.

통상, 주괴의 제조는 반연속주조법으로 실행된다. 반연속주조에 있어서의 주조시의 응고과정에서 Ni-Si 계의 조대한 정출물 및 석출물이 생성되는 경우가 있다. 이들 조대한 개재물은 800℃ 이상의 온도에서 1시간 이상 가열한 후에 열간압연하고, 종료온도를 650℃ 이상으로 함으로써, 매트릭스 중에 고용된다. 그러나, 가열온도가 900℃ 이상이 되면 대량의 스케일의 발생, 열간압연시의 균열의 발생과 같은 문제가 발생하기 때문에, 가열온도는 800℃ 이상 900℃ 미만으로 하는 것이 좋다.

시효처리에서 고강도의 재료를 얻기 위해, 시효처리 전에 용체화처리를 할 수도 있고, 용체화처리 온도가 높은 쪽이 Ni, Si 의 매트릭스중으로의 고용량이 증 가하고, 시효처리시에 매트릭스중으로부터 Ni-Si 계의 금속간 화합물이 미세하게 석출되어, 보다 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해, 용체화처리 온도는 750℃ 이상, 바람직하게는 800∼950℃ 로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 구리합금은 950℃ 이면, Ni, Si 가 매트릭스 중에 충분히 고용되지만, 950℃ 를 초과하는 온도에서는, 용체화처리시에 재료 표면의 산화가 심하여, 산화층을 제거하기 위한 산세공정의 부하가 커지기 때문에, 950℃ 이하의 처리온도가 권장된다.

또, 시효처리 후의 강도를 더욱 향상시키기 위해, 시효처리 전에 냉간압연하는데, 그 가공도가 클수록 보다 높은 강도가 얻어진다. 그 가공도는 본 발명의 구리합금에 요구되는 강도, 가공성에 따라 적절하게 선택된다.

시효처리는 원하는 강도 및 전기전도성을 얻기 위해 행해지는데, 시효처리온도는 300∼650℃ 로 할 필요가 있다. 300℃ 미만에서는 시효처리에 시간이 걸려 비경제적이고, 650℃ 를 초과하면 Ni-Si 입자는 조대화되고, 또한 700℃ 를 초과하면 Ni 및 Si 가 고용되어 버려, 강도 및 전기전도성이 향상되기 않기 때문이다. 300∼650℃ 의 범위에서 시효처리할 때, 시효처리시간은 1∼10시간이면 충분한 강도, 전기전도성이 얻어진다.

또한, 본 발명의 구리합금에 있어서, 더욱 강도를 향상시키기 위해, 시효처리 후에 냉간압연하고, 그 후 열처리 (변형 제거 소둔) 를 할 수도 있다.

표면 조도의 조정은, 예컨대 압연, 연마 등에 의해 실행할 수 있다. 실제 조업에서는 표면조도를 조정한 압연롤 등을 사용하여 압연함으로써, 본 구리합 금의 표면조도를 조정할 수 있다. 또, 압연 후의 공정에서 재료표면에 대해 예컨대, 결의 거친 정도가 다른 버프 연마를 실시함으로써 재료의 표면조도를 조정할 수도 있다.

재료표면의 잔류응력의 조정은, 최종 냉간압연에서의 압연 롤 직경 및 1회의 통판에서의 가공도를 조정함으로써 달성된다. 즉, 롤의 직경을 작게 하면, 표면의 잔류응력이 인장응력으로부터 압축응력으로 이행하고, 1회의 통판에서의 가공도를 작게 하면, 표면의 잔류응력이 인장응력으로부터 압축응력으로 이행한다.

실시예

(1) 실시예 1

고주파 용해로에서 각종 성분 조성의 구리합금을 용제하여, 두께 20㎜ 의 잉곳으로 주조하였다. 다음에, Ni 및 Si 를 매트릭스 중에 충분히 고용시키기 위해 이 잉곳을 가열온도 800℃ 이상 900℃ 미만의 온도에서 2시간 이상 가열한 후, 두께 8㎜ 까지 종료온도가 650℃ 이상이 되도록 열간압연하였다. 이어서, 표면의 스케일 제거를 위해 면삭을 실시한 후, 냉간압연에 의해 두께 3㎜ 의 판으로 하였다. 그 후, 400℃ 내지 600℃ 의 온도에서 5시간 소둔하고, 여기에서 다시 표면의 스케일 제거를 위해 면삭을 실시한 후, 냉간압연에 의해 두께 0.5㎜ 의 판으로 하였다. 이어서, 850∼950℃ 의 온도에서 10분간 용체화처리한 후, 0.2㎜ 까지 냉간압연하였다. 그리고, 400∼600℃ 의 각 조성에서 최고 온도가 얻어지는 온도로 각 5시간의 시효처리를 행하였다.

또, 재료표면의 잔류응력을 조정하기 위해, 최종 냉간압연에서의 압연 롤 직 경 및 1회의 통판에서의 가공도를 조정하였다. 즉,

1) 압연 롤 : 직경 50㎜, 100㎜, 200㎜ 의 것을 준비하였다. 롤의 직경을 작게 하면, 표면의 잔류응력이 인장응력으로부터 압축응력으로 이행한다.

2) 가공도 : 1회의 통판에서의 가공도를 작게 하는, 즉 0.5㎜ 로부터 0.2㎜ 까지 압연하는 과정에서의 압연기로의 통판 회수를 늘리면, 표면의 잔류응력이 인장응력으로부터 압축응력으로 이행한다.

가공 후의 시료에 대해 인장시험, 도전율, 응력완화, 표면 최대 골 깊이 및 잔류응력측정, 피로시험을 실행하였다.

(a) 인장시험 및 도전율 측정

JIS Z 2241 에 준하여, JIS 13B 호 인장시험편을 사용하여, 압연방향과 평행하게 인장시험을 하여 0.2% 내력을 구하였다. 전기전도성은 JIS H 0505 에 준거한 사단자법에 의해 측정한 도전율 (%IACS) 에 의해 평가하였다.

(b) 응력 완화율 측정

응력완화특성은 150℃ 의 대기 중에서, 0.2% 내력의 80%의 굽힘응력 (σ) 이 부하되도록 식 (1) 에서 구한 변위량만큼 구부린 상태에서, 1000 시간 유지한 후의 응력완화율을 % 로 평가하였다.

y = (2×σ×L²)/(3×E×t) …식 (1)

(E : 영률 (=120㎬), t : 판두께, L : 스프링길이, y : 변위량)

(c) 표면 최대 골 깊이 Rv

JIS B 0601 에 준하여 측정한 조도 곡선의 골 바닥선의 값을 최대 골 깊이 Rv 로 하였다.

(d) 잔류응력

폭 20㎜, 길이 200㎜ 의 직사각형 시료를, 시료의 길이방향이 압연방향과 일치하도록 채취하였다. 염화제이철 수용액을 사용하여, 편면측으로부터 에칭하여 시료의 휨의 곡률반경을 구하고, 잔류응력을 산출하였다. 이 측정을 표리 양면에서 에칭량을 변화시켜 실행하여, 도 1 에 나타낸 바와 같은 두께 방향의 잔류응력 분포곡선을 얻었다 (스또우하지메 : 잔류응력과 변형, 우찌다로우가꾸호사, (1988), p.46). 이 곡선으로부터 표면 및 이면의 잔류응력값을 구하고, 양 값의 평균을 표면잔류응력값으로 정의하였다.

(e) 피로시험

JIS Z 2273 에 준거하여, 양진 평면굽힘 피로시험을 실행하였다. 폭 10㎜ 의 직사각형 시료를 시료의 길이방향이 압연방향과 일치하도록 채취하였다. 시료 표면에 부가하는 최대응력 (σ), 진폭 (f), 및 지점과 응력작용점과의 거리 (L) 가,

L = √(3tEf/(2σ)) (t:시료두께, E : 영률 (=120㎬))

의 관계가 되도록 시험조건을 설정하였다. 시료가 파단되었을 때의 회수 (Nf) 를 측정하였다. 측정은 4회 실행하고, 4회 측정에서의 Nf 의 평균값을 구하였다.

표 1 에 표면잔류응력을 변화시킨 각종 Cu-Ni-Si 계 합금의 피로수명을 나타낸다. 표 1 의 각 시료 모두, Rv=0.3∼0.4㎛, 크기가 4㎛ 이상의 개재물 개수를 100개/㎟ 이하로 조정하고 있다.

표면에 압축 (음) 의 잔류응력을 부여하면 피로수명이 길어지는 것을 알 수 있다. 단, 압축잔류응력이 200㎫ 를 초과하면, 피로수명이 저하하고 있다 (No.9).

또한, 잔류응력값에는, 롤의 표면조도, 윤활유의 종류, 압연시의 인장력, 압연하는 소재의 기계적 특성 등, 많은 요인이 영향을 준다. 따라서, 금회의 파라미터로서 변화시킨 압연 롤 직경 및 통판 회수만으로, 잔류응력이 일의적으로 결 정되는 것은 아니지만, 참고로 No.2 및 No.6 에서의 조건을 나타내면,

No.2 : 롤 직경 50㎜, 통판 회수 12회

No.6 : 롤 직경 200㎜, 통판 회수 6회

이었다.

(2) 실시예 2

표 2 에 나타내는 조성으로 각종 성분을 조정한 구리합금을 실시예 1 과 동일한 제조조건에서 제조하였다. 또한, 각 시료 모두, 표면에 압축 (음) 의 잔류응력 (-100∼-150㎫) 을 부여하고, Rv=0.3∼0.4㎛, 크기가 4㎛ 이상의 개재물 개수를 100개/㎟ 이하로 조정하였다.

본 발명예 16∼20 은 우수한 도전율 및 피로특성을 갖고 있음을 알 수 있다. 본 발명예 20 은 Mg 가 함유되어 있지 않기 때문에, 본 발명예 16∼19 에 비하여 응력완화특성이 떨어진다.

이에 대해, 비교예 21 은 P 농도가 높고, 또한 비교예 25 는 Ni 가 많아 열간압연에서 균열이 발생하였기 때문에, 이후의 가공을 단념하였다. 비교예 22 및 23 은 각각 Sn 또는 Zn 의 농도가 높고, 도전율이 저하되었다. 비교예 24 는 표면에 압축 (음) 의 잔류응력값을 부여하였음에도 불구하고, Ni 및 Si 의 양이 적어 강도가 낮았기 때문에 피로수명이 짧았다.

(3) 실시예 3

조성을 Cu - 2.53% Ni - 0.48% Si - 0.16% Mg 로 조정한 Cu-Ni-Si 계 합금에 대해, 최종 압연에서의 롤의 조도를 변화시키고, 표면의 최대 골 깊이 Rv 가 다른 두께 0.15㎜의 시료를 제작하였다. 조도 이외의 제조조건은, 실시예 1 과 동일하다. 또한, 각 시료의 잔류응력은, -100∼-150㎫ (압축잔류응력) 의 범위로 조정하였다. 크기가 4㎛ 이상의 개재물 개수를 100개/㎟ 이하로 조정하였다.

시료의 표면형태는 최종 압연 롤의 표면조도를 조정함으로써 조정하였다. 즉, 중심선 평균조도 Ra 가 0.5, 1.0, 1.5㎛ 인 동일 롤 직경 (100㎜) 의 압연 롤을 준비하여, 압연시의 압하력을 변경하였다. Ra 가 작은 롤을 사용하여 압하력을 낮추면 표면 최대 골 깊이 Rv 가 작아지고, Ra 가 큰 롤을 사용하여 압하력을 올리면 표면 최대 골 깊이 Rv 가 커진다.

표 3 에 부가응력 σ를 500㎫ 로 했을 때의 피로수명을 나타낸다. Rv 가 크면 피로수명이 저하되어, 200만회 미만이 된다.

(4) 실시예 4

조성을 Cu - 2.53% Ni - 0.48% Si - 0.16% Mg 로 조정한 Cu-Ni-Si 계 합금에 대해서, 실시예 1 과 동일한 조건에서 0.2㎜ 까지 가공하였다. 또한, 4㎛ 이상의 개재물의 개수가 다르도록 열간압연 전의 가열온도, 용체화처리의 온도를 조정하였다.

각 시료의 Rv 는 0.4∼0.5㎛ 의 범위, 잔류응력은 -70∼-80㎫ (압축잔류응력) 의 범위로 조정하였다.

표 4 에 부가응력 σ를 500㎫ 로 했을 때의 피로수명을 나타낸다. 개재물의 개수가 100개/㎟ 를 초과하면 피로수명이 저하되는 것을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 우수한 피로특성을 갖고, 단자, 커넥터 등 전자재료용 구리합금으로서 적합한 Cu-Ni-Si 계 합금을 얻을 수 있다.

Claims

질량 백분율 (%) 에 의거하여 (이하, % 로 표기함) Ni : 1.0∼4.5%, Si : 0.2∼1.2% 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지는 구리합금으로, 표면에 20∼200㎫ 의 압축잔류응력이 존재하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si 계 합금.
제 1 항에 있어서, Mg : 0.05∼0.3%, P : 0.01∼0.5%, Sn : 0.01∼1.5%, Zn : 0.01∼1.5% 로부터 선택한 1이상의 원소를 첨가하는 Cu-Ni-Si 계 합금.
제 1 항에 있어서, Fe, Co, Cr, Zr, Ti, Ag, Mn, Al 중 1종 이상을 총량 1% 이하의 범위로 첨가하는 Cu-Ni-Si 계 합금.
제 2 항에 있어서, Fe, Co, Cr, Zr, Ti, Ag, Mn, Al 중 1종 이상을 총량 1% 이하의 범위로 첨가하는 Cu-Ni-Si 계 합금.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 표면의 최대 깊이 (이하, Rv 로 표기함) 가 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si 계 합금.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 직경 4㎛ 이상의 개재물이 100개/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si 계 합금.
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