KR101485277B1

KR101485277B1 - 전자 재료용 Cu-Co-Si 계 구리 합금조 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101485277B1
Application number: KR1020137014528A
Authority: KR
Inventors: 히로시 구와가키; 야스히로 오카후지
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2015-01-21
Also published as: CN103443310B; EP2692879A1; EP2692879A4; TWI452152B; EP2692879B1; US9490039B2; WO2012132937A1; JP2012207260A; CN103443310A; JP4799701B1; US20140014241A1; TW201247908A; KR20130089656A

Abstract

강도 및 도전율의 밸런스가 우수하고, 또한 수하 컬이 억제된 Cu-Co-Si 계 합금조를 제공한다. Co : 0.5 ∼ 2.5 질량％, Si : 0.1 ∼ 0.7 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 전자 재료용 구리 합금조로서, 압연면을 기준으로 한 X 선 회절 극점도 측정에 의해 얻어지는 결과에서, 하기의 (a) 를 만족하는 구리 합금조 : (a) {200} 극점도에 있어서 α = 25°에 있어서의 β 주사에 의한 회절 피크 강도 중, β 각도 120°의 피크 높이가 표준 구리 분말의 그것에 대해 10 배 이상인 것.

Description

전자 재료용 Cu-Co-Si 계 구리 합금조 및 그 제조 방법{CU-CO-SI-BASED COPPER ALLOY STRIP FOR ELECTRON MATERIAL, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 석출 경화형 구리 합금에 관한 것으로, 특히 각종 전자 부품에 사용하기에 바람직한 Cu-Co-Si 계 구리 합금조에 관한 것이다.

커넥터, 스위치, 릴레이, 핀, 단자, 리드 프레임 등의 각종 전자 부품에 사용되는 전자 재료용 구리 합금에는, 기본 특성으로서 고강도 및 고도전성 (또는 열전도성) 을 양립시킬 것이 요구된다. 최근, 전자 부품의 고집적화 및 소형화·박육화가 급속히 진행되고, 이것에 대응하여 전자 기기 부품에 사용되는 구리 합금에 대한 요구 레벨은 점점 고도화되고 있다.

고강도 및 고도전성의 관점에서, 전자 재료용 구리 합금으로서 종래의 인청동, 황동 등으로 대표되는 고용 강화형 구리 합금을 대신하여, 석출 경화형 구리 합금의 사용량이 증가하고 있다. 석출 경화형 구리 합금에서는, 용체화 처리된 과포화 고용체를 시효 처리함으로써, 미세한 석출물이 균일하게 분산되어, 합금의 강도가 높아짐과 동시에, 구리 중의 고용 원소량이 감소하고 전기 전도성이 향상된다. 이 때문에, 강도, 스프링성 등의 기계적 성질이 우수하고, 또한 전기 전도성, 열전도성이 양호한 재료가 얻어진다.

석출 경화형 구리 합금 중, 코르손계 합금이라고 일반적으로 불리는 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은 비교적 높은 도전성, 강도, 및 굽힘 가공성을 겸비하는 대표적인 구리 합금으로, 업계에서 현재 활발하게 개발이 이루어지고 있는 합금의 하나이다. 이 구리 합금에서는, 구리 매트릭스 중에 미세한 Ni-Si 계 금속간 화합물 입자를 석출시킴으로써 강도와 도전율의 향상이 도모된다.

최근에는 Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 대신하여 Cu-Co-Si 계 구리 합금의 특성 향상을 도모하려고 하는 시도도 이루어지고 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-236071호 (특허문헌 1) 에서는, 전자 재료용의 구리 합금으로서 바람직한 기계적 및 전기적 특성을 구비하고, 기계적 특성이 균일한 Cu-Co-Si 계 합금을 얻는 것을 목적으로 하여, Co : 0.5 ∼ 4.0 질량％, Si : 0.1 ∼ 1.2 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 전자 재료용 구리 합금으로서, 평균 결정 입경이 15 ∼ 30 μm 이고, 관찰 시야 0.5 ㎟ 마다의 최대 결정 입경과 최소 결정 입경의 차의 평균이 10 μm 이하인 전자 재료용 구리 합금의 발명이 기재되어 있다.

당해 문헌에 기재된 구리 합금을 제조하는 방법으로서,

- 원하는 조성을 갖는 잉곳을 용해 주조하는 공정 1 과,

- 950 ℃ ∼ 1050 ℃ 에서 1 시간 이상 가열 후에 열간 압연을 실시하는 공정 2 와,

- 가공도 70 ％ 이상의 냉간 압연 공정 3 과,

- 350 ∼ 500 ℃ 에서 1 ∼ 24 시간 가열하는 시효 처리 공정 4 와,

- 950 ∼ 1050 ℃ 에서 용체화 처리를 실시하여, 재료 온도가 850 ℃ 에서 400 ℃ 까지 저하될 때의 평균 냉각 속도를 15 ℃/s 이상으로 하여 냉각시키는 공정 5 와,

- 임의적인 냉간 압연 공정 6 과,

- 시효 처리 공정 7 과,

- 임의적인 냉간 압연 공정 8

을 순서대로 실시하는 것을 포함하는 제조 방법이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2010-236071호

특허문헌 1 에 기재된 구리 합금 제조 방법에 의하면, 기계적 및 전기적 특성이 향상된 Cu-Co-Si 계 합금이 얻어지지만, 스프링 한계치에 대해서는 여전히 개선의 여지가 남아 있다. 또, 공업적 규모로 조재 (條材) 를 제조하는 경우에는 형상 정밀도가 불충분하고, 특히 수하 (垂下) 컬이 충분히 제어되어 있지 않다는 문제가 있는 것을 본 발명자는 알아내었다. 수하 컬이란, 재료가 압연 방향으로 휘는 현상이다. 조제품을 제조하는 경우에는, 생산 효율이나 제조 설비의 관점에서, 시효 처리는 배치로에서 실시하는 것이 통상적이지만, 배치식이면 재료를 코일상으로 감은 채로 가열 처리하기 때문에, 감겨지는 경향이 생겨버린다. 그 결과, 형상 (수하 컬) 이 나빠져 버리는 것이다. 수하 컬이 발생하면, 전자 재료용 단자를 프레스 가공할 때, 프레스 가공 후의 형상이 안정적이지 않은, 즉 치수 정밀도가 저하된다는 문제가 발생하므로, 최대한 억제하는 것이 요망된다.

그래서, 본 발명은, 강도 및 도전율 및 스프링 한계치의 밸런스가 우수하고, 또한, 수하 컬이 억제된 Cu-Co-Si 계 합금조 (條) 를 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 본 발명은 당해 Cu-Co-Si 계 합금조의 제조 방법을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 용체화 처리 후에 시효 처리, 냉간 압연을 순서대로 실시하고, 또한 시효 처리를 특정한 온도 및 시간 조건에 따른 3 단계 시효로 실시하여 얻어지는 Cu-Co-Si 계 합금조는, 강도 및 도전성 및 스프링 한계치의 밸런스가 우수하고, 또한 수하 컬의 억제가 가능해지는 것을 알아내었다.

그리고, 당해 방법에 의해 얻어진 구리 합금조는, 압연면을 기준으로 한 X 선 회절 극점도 측정의 각 α 에 있어서, β 에 대한 회절 강도의 구리 분말에 대한 비를 구한 결과, {200} 극점도에 있어서 α = 25°, β = 120°에 보여지는 피크 높이의 표준 구리 분말의 그것에 대한 비율이 10 배 이상이라는 특이성을 갖는 것을 알아내었다. 이와 같은 회절 피크가 얻어진 이유는 분명하지 않지만, 제 2 상 입자의 미세한 분포 상태가 영향을 주고 있다고 생각된다.

상기의 지견을 기초로 하여 완성한 본 발명은 일측면에 있어서, Co : 0.5 ∼ 2.5 질량％, Si : 0.1 ∼ 0.7 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 전자 재료용 구리 합금조로서, 압연면을 기준으로 한 X 선 회절 극점도 측정에 의해 얻어지는 결과에서, 하기의 (a) 를 만족하는 구리 합금조이다.

(a) {200} 극점도에 있어서 α = 25°에 있어서의 β 주사에 의한 회절 피크 강도 중, β 각도 120°의 피크 높이가 표준 구리 분말의 그것에 대해 10 배 이상인 것.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 일 실시형태에 있어서, 압연 방향으로 평행한 방향에 있어서의 수하 컬이 35 ㎜ 이하이다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 다른 일 실시형태에 있어서, Co 의 함유량 (질량％) 을 [Co], 0.2 ％ 내력을 YS (㎫) 로 했을 때,

식 가 : -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 500 ≥ YS ≥ -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 350

을 만족한다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 0.2 ％ 내력을 YS (㎫), 도전율을 EC (％IACS) 로 했을 때,

500 ≤ YS ≤ 800, 50 ≤ EC ≤ 75, 식 나 : -0.117 × [YS] + 130 ≤ EC ≤ -0.117 × [YS] + 154

를 만족한다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 또 다른 일 실시형태에 있어서, Co 의 함유량 (질량％) 을 [Co], 스프링 한계치를 Kb (㎫) 로 했을 때,

식 다 : 60 × [Co] + 265 ≤ Kb ≤ 60 × [Co] + 375

를 만족한다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 추가로 Ni 를 1.0 질량％ 미만 함유한다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 추가로 Cr, Mg, P, As, Sb, Be, B, Mn, Sn, Ti, Zr, Al, Fe, Zn 및 Ag 의 군에서 선택되는 적어도 1 종을 총계로 최대 2.0 질량％ 함유한다.

본 발명은 다른 일측면에 있어서,

- 상기 어느 것에 기재된 조성을 갖는 잉곳을 용해 주조하는 공정 1 과,

- 900 ℃ 이상 1050 ℃ 이하에서 1 시간 이상 가열 후에 열간 압연을 실시하는 공정 2 와,

- 냉간 압연 공정 3 과,

- 850 ℃ 이상 1050 ℃ 이하에서 용체화 처리를 실시하여, 400 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 매초 10 ℃ 이상으로 하여 냉각시키는 공정 4 와,

- 재료 온도를 480 ∼ 580 ℃ 로 하여 1 ∼ 12 시간 가열하는 1 단째와, 이어서 재료 온도를 430 ∼ 530 ℃ 로 하여 1 ∼ 12 시간 가열하는 2 단째와, 이어서 재료 온도를 300 ∼ 430 ℃ 로 하여 4 ∼ 30 시간 가열하는 3 단째를 갖고, 1 단째에서 2 단째까지의 냉각 속도 및 2 단째에서 3 단째까지의 냉각 속도는 각각 0.1 ℃/분 이상으로 하고, 1 단째와 2 단째의 온도차를 20 ∼ 80 ℃ 로 하며, 2 단째와 3 단째의 온도차를 20 ∼ 180 ℃ 로 하여 배치로에서 재료를 코일상으로 감은 채로 다단 시효하는 시효 처리 공정 5 와,

- 냉간 압연 공정 6

을 순서대로 실시하는 것을 포함하는 상기 구리 합금조의 제조 방법이다.

본 발명에 관련된 구리 합금조의 제조 방법은 일 실시형태에 있어서, 공정 6 후에, 재료 온도를 200 ∼ 500 ℃ 로 하여 1 초 ∼ 1000 초 가열하는 조질 (調質) 어닐링을 실시한다.

본 발명은 또 다른 일측면에 있어서, 본 발명에 관련된 구리 합금조를 가공하여 얻어진 신동품 (伸銅品) 이다.

본 발명은 또 다른 일측면에 있어서, 본 발명에 관련된 구리 합금조를 가공하여 얻어진 전자 부품이다.

본 발명에 의해, 강도 및 도전율 및 스프링 한계치의 밸런스가 우수하고, 또한 수하 컬이 억제된 Cu-Co-Si 계 합금조가 얻어진다.

도 1 은 발명예 및 비교예에 대해 Co 의 질량％ 농도를 x 축으로, YS 를 y 축으로 하여 플롯한 도이다.
도 2 는 발명예 및 비교예에 대해 YS 를 x 축으로, EC 를 y 축으로 하여 플롯한 도이다.
도 3 은 발명예 및 비교예에 대해 Co 의 질량％ 농도를 x 축으로, Kb 를 y 축으로 하여 플롯한 도이다.

Co 및 Si 의 첨가량

Co 및 Si 는 적당한 열처리를 실시함으로써 금속간 화합물을 형성하고, 도전율을 열화시키지 않고 고강도화가 도모된다.

Co 및 Si 의 첨가량이 각각 Co : 0.5 질량％ 미만, Si : 0.1 질량％ 미만에서는 원하는 강도가 얻어지지 않고, 반대로 Co : 2.5 질량％ 초과, Si : 0.7 질량％ 초과에서는 강도가 상승하지 않을 뿐만 아니라, 굽힘 가공성이 저하된다. 나아가서는 열간 가공성이 열화된다. 따라서 Co 및 Si 의 첨가량은 Co : 0.5 ∼ 2.5 질량％, Si : 0.1 ∼ 0.7 질량％ 로 하였다. Co 및 Si 의 첨가량은 바람직하게는, Co : 1.0 ∼ 2.0 질량％, Si : 0.3 ∼ 0.6 질량％ 이다.

또, Si 의 질량 농도에 대해 Co 의 질량 농도의 비 Co/Si 가 지나치게 낮은, 즉, Co 에 대해 Si 의 비율이 지나치게 높으면, 고용 Si 에 의해 도전율이 저하되거나, 어닐링 공정에 있어서 재료 표층에 SiO₂ 의 산화 피막을 형성하여 납땜성이 열화된다. 한편, Si 에 대한 Co 의 비율이 지나치게 높으면, 실리사이드 형성에 필요한 Si 가 부족하여 높은 강도를 얻기 어렵다.

그 때문에, 합금 조성 중의 Co/Si 비는 3 ≤ Co/Si ≤ 5 의 범위로 제어하는 것이 바람직하고, 3.7 ≤ Co/Si ≤ 4.7 의 범위로 제어하는 것이 보다 바람직하다.

Ni 의 첨가량

Ni 는 용체화 처리 등으로 재고용되지만, 계속되는 시효 석출시에 Si 와의 화합물을 생성하여, 도전율을 그다지 저해하지 않고 강도를 상승시킨다. 그러나, Ni 농도가 1.0 질량％ 이상이 되면, 시효 석출할 수 없는 Ni 가 모상 (母相) 에 고용되어 도전율이 저하된다. 따라서, 본 발명에 관련된 Cu-Co-Si 계 합금에는 Ni 를 1.0 질량％ 미만 첨가할 수 있다. 단, 0.03 질량％ 미만에서는 그 효과가 작기 때문에, 바람직하게는 0.03 질량％ 이상 1.0 질량％ 미만, 보다 바람직하게는 0.09 ∼ 0.5 질량％ 첨가하는 것이 좋다.

Cr 의 첨가량

Cr 은 용해 주조시의 냉각 과정에 있어서 결정립계에 우선 석출되기 때문에 입계를 강화할 수 있고, 열간 가공시의 균열이 잘 발생하지 않게 되어, 수율 저하를 억제할 수 있다. 즉, 용해 주조시에 입계 석출된 Cr 은 용체화 처리 등으로 재고용되지만, 계속되는 시효 석출시에 Cr 을 주성분으로 한 bcc 구조의 석출 입자 또는 Si 와의 화합물을 생성한다. 첨가한 Si 량 중, 시효 석출에 기여하지 않은 Si 는 모상에 고용된 채로 도전율의 상승을 억제하지만, 규화물 형성 원소인 Cr 을 첨가하여 규화물을 추가로 석출시킴으로써, 고용 Si 량을 저감시킬 수 있어 강도를 저해하지 않고 도전율을 상승시킬 수 있다. 그러나, Cr 농도가 0.5 질량％, 특히 2.0 질량％ 를 초과하면, 조대한 제 2 상 입자를 형성하기 쉬워지기 때문에 제품 특성을 저해한다. 따라서, 본 발명에 관련된 Cu-Co-Si 계 합금에는, Cr 을 최대로 2.0 질량％ 첨가할 수 있다. 단, 0.03 질량％ 미만에서는 그 효과가 작기 때문에, 바람직하게는 0.03 ∼ 0.5 질량％, 보다 바람직하게는 0.09 ∼ 0.3 질량％ 첨가하는 것이 좋다.

Mg , Mn , Ag 및 P 의 첨가량

Mg, Mn, Ag 및 P 는 미량의 첨가로 도전율을 저해하지 않고, 강도, 응력 완화 특성 등의 제품 특성을 개선한다. 첨가의 효과는 주로 모상에 대한 고용에 의해 발휘되지만, 제 2 상 입자에 함유됨으로써 더욱 효과를 발휘시킬 수도 있다. 그러나, Mg, Mn, Ag 및 P 의 농도의 총계가 2.0 질량％ 를 초과하면, 특성 개선 효과가 포화되는 데다, 제조성을 저해한다. 따라서, 본 발명에 관련된 Cu-Co-Si 계 합금에는 Mg, Mn, Ag 및 P 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 총계로 최대 2.0 질량％, 바람직하게는 최대 1.5 질량％ 첨가할 수 있다. 단, 0.01 질량％ 미만에서는 그 효과가 작기 때문에, 바람직하게는 총계로 0.01 ∼ 1.0 질량％, 보다 바람직하게는 총계로 0.04 ∼ 0.5 질량％ 첨가하는 것이 좋다.

Sn 및 Zn 의 첨가량

Sn 및 Zn 에 있어서도, 미량의 첨가로 도전율을 저해하지 않고, 강도, 응력 완화 특성, 도금성 등의 제품 특성을 개선한다. 첨가의 효과는 주로 모상에 대한 고용에 의해 발휘된다. 그러나, Sn 및 Zn 의 총계가 2.0 질량％ 를 초과하면, 특성 개선 효과가 포화되는 데다, 제조성을 저해한다. 따라서, 본 발명에 관련된 Cu-Co-Si 계 합금에는, Sn 및 Zn 에서 선택되는 1 종 또는 2 종을 총계로 최대 2.0 질량％ 첨가할 수 있다. 단, 0.05 질량％ 미만에서는 그 효과가 작기 때문에, 바람직하게는 총계로 0.05 ∼ 2.0 질량％, 보다 바람직하게는 총계로 0.5 ∼ 1.0 질량％ 첨가하는 것이 좋다.

As , Sb , Be , B, Ti , Zr , Al 및 Fe 의 첨가량

As, Sb, Be, B, Ti, Zr, Al 및 Fe 에 있어서도, 요구되는 제품 특성에 따라 첨가량을 조정함으로써, 도전율, 강도, 응력 완화 특성, 도금성 등의 제품 특성을 개선한다. 첨가의 효과는 주로 모상에 대한 고용에 의해 발휘되지만, 제 2 상 입자에 함유되거나 혹은 새로운 조성의 제 2 상 입자를 형성함으로써 더욱 효과를 발휘시킬 수도 있다. 그러나, 이들 원소의 총계가 2.0 질량％ 를 초과하면, 특성 개선 효과가 포화되는 데다, 제조성을 저해한다. 따라서, 본 발명에 관련된 Cu-Co-Si 계 합금에는, As, Sb, Be, B, Ti, Zr, Al 및 Fe 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 총계로 최대 2.0 질량％ 첨가할 수 있다. 단, 0.001 질량％ 미만에서는 그 효과가 작기 때문에, 바람직하게는 총계로 0.001 ∼ 2.0 질량％, 보다 바람직하게는 총계로 0.05 ∼ 1.0 질량％ 첨가하는 것이 좋다.

상기한 Ni, Cr, Mg, Mn, Ag, P, Sn, Zn, As, Sb, Be, B, Ti, Zr, Al 및 Fe 의 첨가량이 합계로 2.0 질량％ 를 초과하면 제조성을 저해하기 쉽기 때문에, 바람직하게는 이들 합계는 2.0 질량％ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 1.5 질량％ 이하로 한다.

결정 방위

본 발명에 관련된 구리 합금조는 일 실시형태에 있어서, 압연면을 기준으로 한 X 선 회절 극점도 측정의 각 α 에 있어서, β 에 대한 회절 강도의 구리 분말에 대한 비를 구한 결과에서, {200} 극점도에 있어서 α = 25°, β = 120°에 보여지는 피크 높이의 표준 구리 분말의 그것에 대한 비율 (이하, 「α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이 비율」이라고 한다) 이 10 배 이상이다.

α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이 비율은 바람직하게는 15 배 이상이고, 보다 바람직하게는 20 배 이상이며, 전형적으로는 10 ∼ 40 배이고, 보다 전형적으로는 15 ∼ 30 배이다. 순구리 표준 분말은 325 메시 (JIS Z8801) 의 순도 99.5 ％ 의 구리 분말로 정의된다.

{200} Cu 면의 회절 피크에서의 α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이를 제어함으로써 강도, 도전율 및 스프링 한계치의 밸런스가 우수하고, 또한 수하 컬이 억제되는 이유는 반드시 분명하지는 않고, 어디까지나 추정이지만, 1 회째의 시효 처리를 3 단 시효로 함으로써, 그 후의 냉간 압연으로 가공 변형이 축적되기 어려워, 시효 처리까지 성장한 특이적인 결정 방위가 잔존하기 때문에, 스프링 한계치가 향상된다고 생각된다.

{200} Cu 면의 회절 피크에서의 α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이는 극점도 측정으로 측정한다. 극점도 측정은 어느 1 개의 회절면 {hkl} Cu 에 주목하고, 주목한 {hkl} Cu 면의 2θ 치에 대해 (검출기의 주사각 2θ 를 고정시켜), α 축 주사를 단계적으로 실시하여, 각 α 치에 대해 시료를 β 축 주사 (0 ∼ 360°까지 면내 회전 (자전)) 시키는 측정 방법이다. 또한, 본 발명의 XRD 극점도 측정에서는 시료면에 수직 방향을 α 90°로 정의하고, 측정 기준으로 한다. 또, 극점도 측정은, 반사법 (α : -15°∼ 90°) 으로 측정한다.

{200} Cu 면의 회절 피크에서의 α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이는, α = 25°에 있어서 β 각도에 대한 강도를 플롯하여, β = 115 ∼ 125°의 범위에서 가장 높은 강도로 한다.

특성

본 발명에 관련된 구리 합금조는 일 실시형태에 있어서, Co 의 함유량 (질량％) 을 [Co], 0.2 ％ 내력을 YS (㎫) 로 했을 때, 식 가 : -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 500 ≥ YS ≥ -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 350 을 만족할 수 있다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 바람직한 실시형태에 있어서, 식 가' : -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 480 ≥ YS ≥ -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 370 을 만족할 수 있다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 더욱 바람직한 실시형태에 있어서, 식 가'': -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 460 ≥ YS ≥ -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 390 을 만족할 수 있다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 일 실시형태에 있어서, 압연 방향으로 평행한 방향에 있어서의 수하 컬이 35 ㎜ 이하이고, 바람직하게는 20 ㎜ 이하이며, 보다 바람직하게는 15 ㎜ 이하이고, 예를 들어 10 ∼ 30 ㎜ 이다.

본 발명에 있어서, 압연 방향으로 평행한 방향에 있어서의 수하 컬은 이하의 순서로 구한다. 시험 대상이 되는 조재로부터 압연 방향으로 평행한 길이 방향으로 500 ㎜ × 압연 방향으로 직각인 폭 방향으로 10 ㎜ 의 길이를 갖는 세장 (細長) 형상의 측정용 샘플을 잘라내고, 이 샘플의 길이 방향의 일단을 파지하고, 타단을 하방으로 수하하며, 이 타단의 연직선에 대한 휨량을 측정하여, 이것을 수하 컬로 한다. 또한, 본 발명에 있어서는 수하 컬을 상기와 같이 측정하는 것으로 하고 있지만, 압연 방향으로 평행한 길이 방향의 길이가 500 ∼ 1000 ㎜ 이고, 압연 방향으로 직각인 폭 방향으로 10 ∼ 50 ㎜ 의 길이를 갖는 세장 형상의 샘플이면, 수하 컬의 측정 결과는 거의 변함없다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 일 실시형태에 있어서, 0.2 ％ 내력을 YS (㎫), 도전율을 EC (％IACS) 로 했을 때, 500 ≤ YS ≤ 800, 50 ≤ EC ≤ 75, 식 나 : -0.117 × [YS] + 130 ≤ EC ≤ -0.117 × [YS] + 154 를 만족한다. 본 발명에 관련된 구리 합금조는 바람직한 실시형태에 있어서, 520 ≤ YS ≤ 780, 51 ≤ EC ≤ 74, 식 나' : -0.117 × [YS] + 134 ≤ EC ≤ -0.117 × [YS] + 150 을 만족한다. 본 발명에 관련된 구리 합금조는 더욱 바람직한 실시형태에 있어서, 540 ≤ YS ≤ 760, 52 ≤ EC ≤ 73, 식 나'' : -0.117 × [YS] + 138 ≤ EC ≤ -0.117 × [YS] + 146 을 만족한다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 일 실시형태에 있어서, Co 의 함유량 (질량％) 을 [Co], 스프링 한계치를 Kb (㎫) 로 했을 때, 식 다 : 60 × [Co] + 265 ≤ Kb ≤ 60 × [Co] + 375 를 만족할 수 있다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 바람직한 실시형태에 있어서, 식 다' : 60 × [Co] + 275 ≤ Kb ≤ 60 × [Co] + 365 를 만족할 수 있다.

본 발명에 관련된 구리 합금조는 더욱 바람직한 실시형태에 있어서, 식 다'' : 60 × [Co] + 285 ≤ Kb ≤ 60 × [Co] + 355 를 만족할 수 있다.

제조 방법

코르손계 구리 합금의 일반적인 제조 프로세스에서는, 먼저 대기 용해로를 사용하여 전기 구리, Si, Co 등의 원료를 용해하고, 원하는 조성의 용탕 (溶湯) 을 얻는다. 그리고, 이 용탕을 잉곳으로 주조한다. 그 후, 열간 압연을 실시하고, 냉간 압연과 열처리를 반복하여, 원하는 두께 및 특성을 갖는 조나 박으로 마무리한다. 열처리에는 용체화 처리와 시효 처리가 있다. 용체화 처리에서는 약 700 ∼ 약 1000 ℃ 의 고온에서 가열하여, 제 2 상 입자를 Cu 모지 (母地) 중에 고용시키고, 동시에 Cu 모지를 재결정시킨다. 용체화 처리를 열간 압연으로 겸하는 경우도 있다. 시효 처리에서는 약 350 ∼ 약 550 ℃ 의 온도 범위에서 1 시간 이상 가열하고, 용체화 처리로 고용시킨 제 2 상 입자를 나노미터 오더의 미세 입자로서 석출시킨다. 이 시효 처리로 강도와 도전율이 상승한다. 보다 높은 강도를 얻기 위해서, 시효 전 및/또는 시효 후에 냉간 압연을 실시하는 경우가 있다. 또, 시효 후에 냉간 압연을 실시하는 경우에는, 냉간 압연 후에 변형 제거 어닐링 (저온 어닐링) 을 실시하는 경우가 있다.

상기 각 공정의 사이에는 적절히 표면의 산화 스케일 제거를 위한 연삭, 연마, 쇼트 블라스트 산세 등이 적절히 실시된다.

본 발명에 관련된 구리 합금에 있어서도 상기의 제조 프로세스를 거치지만, 최종적으로 얻어지는 구리 합금의 특성이 본 발명에서 규정하는 바와 같은 범위가 되기 위해서는, 용체화 처리 및 그 후의 공정을 엄밀하게 제어하여 실시하는 것이 중요하다. 종래의 Cu-Ni-Si 계 코르손 합금과는 달리, 본 발명의 Cu-Co-Si 계 합금은, 시효 석출 경화를 위한 필수 성분으로서 제 2 상 입자의 제어가 어려운 Co 를 첨가하고 있기 때문이다. Co 는 Si 와 함께 제 2 상 입자를 형성하지만, 그 생성 및 성장 속도가 열처리시의 유지 온도와 냉각 속도에 민감하기 때문이다.

먼저, 주조시의 응고 과정에서는 조대한 창출물이, 그 냉각 과정에서는 조대한 석출물이 불가피하게 생성되기 때문에, 그 후의 공정에서 이들 제 2 상 입자를 모상 중에 고용할 필요가 있다. 900 ℃ ∼ 1050 ℃ 에서 1 시간 이상 유지 후에 열간 압연을 실시하면 Co 를 모상 중에 고용할 수 있다. 900 ℃ 이상이라는 온도 조건은 다른 코르손계 합금의 경우와 비교하여 높은 온도 설정이다. 열간 압연 전의 유지 온도가 900 ℃ 미만에서는 고용이 불충분하고, 1050 ℃ 를 초과하면 재료가 용해될 가능성이 있다. 또, 열간 압연 종료 후는 빠르게 냉각시키는 것이 바람직하다.

용체화 처리에서는 용해 주조시의 창출 입자나, 열연 후의 석출 입자를 고용시켜, 용체화 처리 이후의 시효 경화능을 높이는 것이 목적이다. 이 때, 용체화 처리시의 유지 온도와 시간, 및 유지 후의 냉각 속도가 중요해진다. 유지 시간이 일정한 경우에는, 유지 온도를 높게 하면, 용해 주조시의 창출 입자나, 열연 후의 석출 입자를 고용시키는 것이 가능해진다.

용체화 처리는 연속로 및 배치로 중 어느 것으로 실시해도 되지만, 본 발명과 같은 조재를 공업적으로 생산하는 데에 있어서는, 생산 효율의 관점에서 연속로에서 실시하는 것이 바람직하다.

용체화 처리 후의 냉각 속도는 빠를수록 냉각 중의 석출을 억제할 수 있다. 냉각 속도가 지나치게 느린 경우에는, 냉각 중에 제 2 상 입자가 조대화되어, 제 2 상 입자 중의 Co, Si 함유량이 증가하기 때문에, 용체화 처리로 충분한 고용을 실시할 수 없고, 시효 경화능이 저감된다. 따라서, 용체화 처리 후의 냉각은 급냉각으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 850 ℃ ∼ 1050 ℃ 에서 10 ∼ 3600 초의 용체화 처리 후, 평균 냉각 속도를 매초 10 ℃ 이상, 바람직하게는 15 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 매초 20 ℃ 이상으로 하여 400 ℃ 까지 냉각시키는 것이 효과적이다. 상한은 특별히 규정하지 않지만, 설비의 사양상 매초 100 ℃ 이하가 된다. 여기에서의 "평균 냉각 속도" 는 용체화 온도에서 400 ℃ 까지의 냉각 시간을 계측하고, "(용체화 온도 - 400)(℃)/냉각 시간 (초)" 에 의해 산출한 값 (℃/초) 을 말한다. 또한, 제 2 상 입자의 석출이 현저한 것은 400 ℃ 정도까지이므로, 400 ℃ 미만에 있어서의 냉각 속도는 문제가 되지 않는다.

냉각을 빠르게 하는 방법으로는 수랭이 가장 효과적이다. 단, 수랭에 사용하는 물의 온도에 따라 냉각 속도가 변하기 때문에, 수온 관리를 함으로써 보다 냉각을 빠르게 할 수 있다. 수온이 25 ℃ 이상이면 원하는 냉각 속도를 얻을 수 없는 경우가 있기 때문에, 25 ℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 물을 모은 조 내에 재료를 넣고 수랭하면, 물의 온도는 상승하여 25 ℃ 이상이 되기 쉽기 때문에, 재료가 일정한 물의 온도 (25 ℃ 이하) 에서 냉각되도록 안개상 (샤워상 또는 미스트상) 으로 하여 분무하거나, 수조에 항상 차가운 물을 흘리도록 하여 수온 상승을 방지하는 것이 바람직하다. 또, 수랭 노즐의 증설이나 단위 시간당에 있어서의 수량을 증가시킴으로써도 냉각 속도를 상승시킬 수 있다.

본 발명에 관련된 Cu-Co-Si 계 합금조를 제조하는 데에 있어서는, 용체화 처리 후에 시효 처리, 냉간 압연 및 임의적인 조질 어닐링을 순서대로 실시하고, 또한, 시효 처리를 특정한 온도 및 시간 조건에 따른 3 단계 시효로 실시하는 것이 유효하다. 즉, 3 단 시효를 채용함으로써 강도 및 도전율을 향상시키고, 그 후에 냉간 압연을 실시함으로써 수하 컬을 저감시킨다. 용체화 처리 후의 시효 처리를 3 단 시효로 함으로써 강도 및 도전율이 유의하게 향상된 것은, 1 단째 및 2 단째에서 석출된 제 2 상 입자의 성장 및 3 단째에서 석출된 제 2 상 입자에 의한 것이라고 생각된다.

3 단 시효에서는, 먼저 재료 온도를 480 ∼ 580 ℃ 로 하여 1 ∼ 12 시간 가열하는 1 단째를 실시한다. 1 단째에서는 제 2 상 입자의 핵 생성 및 성장에 의한 강도·도전율을 높이는 것이 목적이다.

1 단째에 있어서의 재료 온도가 480 ℃ 미만이거나, 가열 시간이 1 시간 미만이면, 제 2 상 입자의 체적 분율이 작고, 원하는 강도, 도전율을 얻기 어렵다. 한편, 재료 온도가 580 ℃ 초과가 될 때까지 가열한 경우나, 가열 시간이 12 시간을 초과한 경우에는, 제 2 상 입자의 체적 분율은 커지지만, 조대화되어 버려 강도가 저하되는 경향이 강해진다.

1 단째의 종료 후, 냉각 속도를 0.1 ℃/분 이상으로 하여 2 단째의 시효 온도로 이행한다. 이와 같은 냉각 속도로 설정한 것은 1 단째에서 석출된 제 2 상 입자를 과잉으로 성장시키지 않기 위한 이유에 의한다. 단, 냉각 속도를 지나치게 빠르게 하면, 언더슈트가 커지기 때문에, 100 ℃/분 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기에서의 냉각 속도는 (1 단째 시효 온도 - 2 단째 시효 온도)(℃)/(1 단째 시효 온도로부터 2 단째 시효 온도에 도달할 때까지의 냉각 시간 (분)) 으로 측정된다.

이어서, 재료 온도를 430 ∼ 530 ℃ 로 하여 1 ∼ 12 시간 가열하는 2 단째를 실시한다. 2 단째에서는 1 단째에서 석출된 제 2 상 입자를 강도에 기여하는 범위에서 성장시킴으로써 도전율을 높이는 것과, 2 단째에서 새롭게 제 2 상 입자를 석출시킴 (1 단째에서 석출된 제 2 상 입자보다 작음) 으로써, 강도, 도전율을 높이는 것이 목적이다.

2 단째에 있어서의 재료 온도가 430 ℃ 미만이거나, 가열 시간이 1 시간 미만이면 1 단째에서 석출된 제 2 상 입자가 성장할 수 없기 때문에, 도전율을 높이기 어렵고, 또 2 단째에서 새롭게 제 2 상 입자를 석출시킬 수 없기 때문에, 강도, 도전율을 높일 수 없다. 한편, 재료 온도가 530 ℃ 초과가 될 때까지 가열한 경우나, 가열 시간이 12 시간을 초과한 경우, 1 단째에서 석출된 제 2 상 입자가 지나치게 성장하여 조대화되어 버리고, 강도가 저하되어 버린다.

1 단째와 2 단째의 온도차는, 지나치게 작으면 1 단째에서 석출된 제 2 상 입자가 조대화되어 강도 저하를 초래하는 한편, 지나치게 크면, 1 단째에서 석출된 제 2 상 입자가 거의 성장하지 않아 도전율을 높일 수 없다. 또, 2 단째에서 제 2 상 입자가 석출되기 어려워지므로, 강도 및 도전율을 높일 수 없다. 그 때문에, 1 단째와 2 단째의 온도차는 20 ∼ 80 ℃ 로 해야 한다.

2 단째의 종료 후는 상기와 동일한 이유에서, 냉각 속도를 0.1 ℃/분 이상으로 하여 3 단째의 시효 온도로 이행한다. 동일하게, 100 ℃/분 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기에서의 냉각 속도는, (2 단째 시효 온도 - 3 단째 시효 온도)(℃)/(2 단째 시효 온도로부터 3 단째 시효 온도에 도달할 때까지의 냉각 시간 (분)) 으로 측정된다.

이어서, 재료 온도를 300 ∼ 430 ℃ 로 하여 4 ∼ 30 시간 가열하는 3 단째를 실시한다. 3 단째에서는 1 단째와 2 단째에서 석출된 제 2 상 입자를 조금 성장시키기 위해서와, 새롭게 제 2 상 입자를 생성시키는 것이 목적이다.

3 단째에 있어서의 재료 온도가 300 ℃ 미만이거나, 가열 시간이 4 시간 미만이면, 1 단째와 2 단째에서 석출된 제 2 상 입자를 성장시키지 못하고, 또 새롭게 제 2 상 입자를 생성시킬 수 없기 때문에, 원하는 강도, 도전율 및 스프링 한계치를 얻기 어렵다. 한편, 재료 온도가 430 ℃ 초과가 될 때까지 가열한 경우나, 가열 시간이 30 시간을 초과한 경우에는 1 단째와 2 단째에서 석출된 제 2 상 입자가 지나치게 성장하여 조대화되어 버리기 때문에 원하는 강도를 얻기 어렵다.

2 단째와 3 단째의 온도차는, 지나치게 작으면 1 단째, 2 단째에서 석출된 제 2 상 입자가 조대화되어 강도의 저하를 초래하는 한편, 지나치게 크면 1 단째, 2 단째에서 석출된 제 2 상 입자가 거의 성장하지 않아 도전율을 높일 수 없다. 또, 3 단째에서 제 2 상 입자가 석출되기 어려워지므로, 강도 및 도전율을 높일 수 없다. 그 때문에, 2 단째와 3 단째의 온도차는 20 ∼ 180 ℃ 로 해야 한다.

하나의 단에 있어서의 시효 처리에서는, 제 2 상 입자의 분포가 변화되어 버리는 점에서, 온도는 일정하게 하는 것이 원칙이지만, 설정 온도에 대해 ±5 ℃ 정도의 변동이 있어도 지장 없다. 그래서, 각 단계는 온도의 편차폭이 10 ℃ 이내에서 실시된다.

시효 처리 후에는 냉간 압연을 실시한다. 이 냉간 압연에서는 시효 처리에서의 불충분한 시효 경화를 가공 경화에 의해 보충할 수 있음과 함께, 시효 처리에 의해 발생하는 수하 컬의 원인이 되는 감겨지는 경향을 저감시키는 효과가 있다. 이 때의 가공도 (압하율) 는 원하는 강도 레벨에 도달시키고, 그리고 감겨지는 경향을 저감시키기 위해서 10 ∼ 80 ％ 로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 60 ％ 이다. 가공도가 지나치게 높으면, 굽힘 가공성이 나빠진다는 폐해가 생기고, 반대로 지나치게 낮으면, 수하 컬의 억제가 불충분해지기 쉽다.

냉간 압연 후는 그 이상 열처리를 실시할 필요는 없다. 다시 시효 처리를 실시하면, 냉간 압연에 의해 저감된 감겨지는 경향이 부활해 버릴 우려가 있기 때문이다. 단, 조질 어닐링을 실시하는 것은 허용된다.

조질 어닐링을 실시하는 경우에는 200 ℃ ∼ 500 ℃ 의 온도 범위에서 1 초 ∼ 1000 초의 조건으로 한다. 조질 어닐링을 실시함으로써, 스프링성 향상의 효과가 얻어진다.

본 발명의 Cu-Co-Si 계 합금조는 여러 가지 신동품, 예를 들어 판, 박, 관, 봉 및 선으로 가공할 수 있고, 또한 본 발명에 의한 Cu-Co-Si 계 합금조는, 리드 프레임, 커넥터, 핀, 단자, 릴레이, 스위치, 이차 전지용 박재 (箔材) 등의 전자 부품 등으로 가공하여 사용할 수 있다.

본 발명에 관련된 구리 합금조의 판두께는 특별히 한정은 되지 않지만, 예를 들어 0.005 ㎜ ∼ 1.500 ㎜ 이다. 또, 바람직하게는 0.030 ㎜ ∼ 0.900 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.040 ㎜ ∼ 0.800 ㎜, 특히 바람직하게는 0.050 ㎜ ∼ 0.400 ㎜ 이다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 나타내지만, 이들 실시예는 본 발명 및 그 이점을 보다 잘 이해하기 위해서 제공하는 것으로, 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.

표 1 에 기재된 각 첨가 원소를 함유하고, 잔부가 구리 및 불순물로 이루어지는 구리 합금 (10 ㎏) 을 고주파 용해로에서 1300 ℃ 에서 용제하고, 두께 30 ㎜ 의 잉곳으로 주조하였다. 이어서, 이 잉곳을 배치로에서 1000 ℃ 에서 3 시간 가열 후, 판두께 10 ㎜ 까지 열간 압연하고, 열간 압연 종료 후는 빠르게 냉각시켰다. 이어서, 표면의 스케일 제거를 위해 두께 9 ㎜ 까지 면삭 (面削) 을 실시한 후, 냉간 압연에 의해 길이 80 m × 폭 50 ㎜ × 두께 0.286 ㎜ 의 판으로 하였다. 다음으로 연속로에서 950 ℃ 에서 용체화 처리를 120 초 실시하고, 그 후 냉각시켰다. 용체화 온도로부터 400 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 20 ℃/s 로 하여 수랭하였다. 이어서, 배치로에서 코일상으로 감은 재료를 불활성 분위기 중, 표 1 에 기재된 각 조건에서 제 1 시효 처리를 실시하였다. 그 후, 0.20 ㎜ 까지 냉간 압연하였다 (압하율 : 30 ％). 마지막으로, 300 ℃ 에서 1 분간의 조질 어닐링을 실시하여 각 시험조를 제조하였다. 실시예 48 은 조질 어닐링을 생략하였다. 비교예 33 은 0.2 ㎜ 까지 냉간 압연 후에, 배치로에서 코일상으로 감은 재료를 불활성 분위기 중에서 1 단째의 온도가 300 ℃ 에서 시간이 3 시간, 2 단째의 온도가 260 ℃ 에서 시간이 6 시간의 2 단 시효를 제 2 시효 처리로 하여 실시하여 시험조를 제조하였다. 또한, 다단 시효를 실시하는 경우의 각 단에 있어서의 재료 온도는 표 1 에 기재된 설정 온도 ±3 ℃ 이내로 유지하였다.

[표 1-1]

[표 1-2]

이와 같이 하여 얻어진 각 시험조에 대해, 합금 특성을 이하와 같이 하여 측정하였다.

강도에 대해서는 JIS Z2241 에 준거하여 압연 평행 방향의 인장 시험을 실시하여 0.2 ％ 내력 (YS : ㎫) 을 측정하였다.

도전율 (EC ; ％IACS) 에 대해서는 JIS H0505 에 준거하여 더블 브리지에 의한 체적 저항율 측정에 의해 구하였다.

「α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이 비율」에 대해서는, 전술한 측정 방법에 의해, 리가쿠사 제조 형식 RINT-2500V 의 X 선 회절 장치를 사용하여 구하였다.

수하 컬에 대해서는, 전술한 측정 방법에 의해 구하였다.

굽힘 가공성에 대해서는, Badway (굽힘축이 압연 방향과 동일 방향) 의 W 굽힘 시험으로서, W 자형의 금형을 사용하여 시료 판두께와 굽힘 반경의 비가 1 이 되는 조건에서 90°굽힘 가공을 실시하였다. 계속해서, 굽힘 가공부 표면을 광학 현미경으로 관찰하여, 크랙이 관찰되지 않는 경우를 실용상 문제 없다고 판단하여 ○ (양호) 로 하고, 크랙이 관찰된 경우를 × (불량) 로 하였다.

스프링 한계치 Kb 는 JIS H3130 에 준거하여 반복식 휨 시험을 실시하여, 영구 변형이 잔류하는 굽힘 모멘트로부터 표면 최대 응력을 측정하였다.

각 시험편의 시험 결과를 표 2 에 나타낸다.

[표 2-1]

[표 2-2]

<고찰>

발명예 No.1 ∼ 48 은 「α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이 비율」이 10 배 이상이고, 강도 및 도전율 및 스프링 한계치의 밸런스가 우수하며, 또한, 수하 컬이 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 굽힘 가공성도 우수한 것을 알 수 있다.

비교예 No.7 은 제 1 시효를 1 단 시효로 실시한 예로, 스프링 한계치가 낮다.

비교예 No.8, 19 ∼ 23, 25 ∼ 32 는 제 1 시효를 2 단 시효로 실시한 예로, 스프링 한계치가 낮다. 비교예 22 는 강도에 대해 도전율도 낮아져 있다.

비교예 No.5 는 1 단째의 시효 시간이 짧았던 예로, 강도 및 도전율 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.11 은 1 단째의 시효 시간이 길었던 예로, 강도 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.1 은 1 단째의 시효 온도가 낮았던 예로, 강도 및 도전율이 낮아져 있다.

비교예 No.15 는 1 단째의 시효 온도가 높았던 예로, 강도 및 스프링 한계치가 낮고, 도전율이 높아져 있다.

비교예 No.6 은 2 단째의 시효 시간이 짧았던 예로, 강도 및 도전율 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.10 은 2 단째의 시효 시간이 길었던 예로, 강도 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.3 은 2 단째의 시효 온도가 낮았던 예로, 강도 및 도전율 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.14 는 2 단째의 시효 온도가 높았던 예로, 강도 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.2 및 비교예 No.9 는 3 단째의 시효 시간이 짧았던 예로, 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.12 는 3 단째의 시효 시간이 길었던 예로, 강도가 낮아져 있다.

비교예 No.4 는 3 단째의 시효 온도가 낮았던 예로, 강도 및 도전율 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.13 은 3 단째의 시효 온도가 높았던 예로, 강도 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.16 은 2 단째에서 3 단째로의 냉각 속도가 낮았던 예로, 강도 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.17 은 1 단째에서 2 단째로의 냉각 속도가 낮았던 예로, 강도 및 스프링 한계치가 낮아져 있다.

비교예 No.33 에 있어서는 제 1 시효를 2 단 시효로 하고, 제 2 시효 처리도 실시한 예로, 수직 컬이 커져 있다.

상기의 비교예는 모두 「α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이 비율」이 10 배 미만이고, 발명예에 비해 강도, 도전성 및 수하 컬의 밸런스가 떨어져 있는 것을 알 수 있다.

비교예 No.18 은 Co 농도 및 Si 농도가 낮고, 강도가 낮아져 있다.

비교예 No.24 는 「α = 25°에 있어서의 β 각도 120°의 피크 높이 비율」이 10 배 이상이고, 강도, 도전성 및 스프링 한계치의 밸런스가 우수하지만, 실시예 35 와 비교하여 Co 농도를 0.5 ％ 증량하고 있음에도 불구하고 거의 동일한 특성으로 되어 있어, 제조 비용면에서 문제가 된다. 또, Co 농도가 지나치게 높은 것에 의해 굽힘 가공성이 나빠져 있다.

발명예 및 비교예에 관해서 Co 의 질량％ 농도를 x 축으로, YS 를 y 축으로 하여 플롯한 도를 도 1 에, YS 를 x 축으로, EC 를 y 축으로 하여 플롯한 도를 도 2 에, CO 를 x 축으로 Kb 를 y 축으로 하여 플롯한 도를 도 3 에 각각 나타낸다.

도 1 로부터, 식 가 : -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 500 ≥ YS ≥ -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 350 의 관계를 만족하는 것을 알 수 있다.

도 2 로부터, 식 나 : -0.117 × [YS] + 130 ≤ EC ≤ -0.117 × [YS] + 154 의 관계를 만족하는 것을 알 수 있다.

도 3 으로부터, 식 다 : 60 × [Co] + 265 ≤ Kb ≤ 60 × [Co] + 375 의 관계를 만족하는 것을 알 수 있다.

Claims

Co : 0.5 ∼ 2.5 질량％, Si : 0.1 ∼ 0.7 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지던가, 또는, 추가로 이하의 (1) 과 (2) :
(1) 추가로 Cr, Mg, P, As, Sb, Be, B, Mn, Sn, Ti, Zr, Al, Fe, Zn 및 Ag 의 군에서 선택되는 적어도 1 종을 총계로 최대 2.0 질량％ 함유함;
(2) 추가로 Ni 를 1.0 질량％ 미만 함유함;
의 어느 하나 또는 둘 다의 조성 조건을 만족하는 전자 재료용 구리 합금조로서, 압연면을 기준으로 한 X 선 회절 극점도 측정에 의해 얻어지는 결과에서, 하기의 (a) 를 만족하는 구리 합금조 :
(a) {200} 극점도에 있어서 α = 25°에 있어서의 β 주사에 의한 회절 피크 강도 중, β 각도 120°의 피크 높이가 표준 구리 분말의 그것에 대해 10 배 이상인 것.
제 1 항에 있어서,
압연 방향으로 평행한 방향에 있어서의 수하 컬이 35 ㎜ 이하인 구리 합금조.
제 1 항에 있어서,
Co 의 함유량 (질량％) 을 [Co], 0.2 ％ 내력을 YS (㎫), 스프링 한계치를 Kb (㎫) 로 했을 때,
식 가 : -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 500 ≥ YS ≥ -55 × [Co]² + 250 × [Co] + 350
식 다 : 60 × [Co] + 265 ≤ Kb ≤ 60 × [Co] + 375 를 만족하는 구리 합금조.
제 1 항에 있어서,
0.2 ％ 내력을 YS (㎫), 도전율을 EC (％IACS) 로 했을 때,
500 ≤ YS ≤ 800, 50 ≤ EC ≤ 75, 식 나 : -0.117 × [YS] + 130 ≤ EC ≤ -0.117 × [YS] + 154 를 만족하는 구리 합금조.
- 제 1 항에 기재된 조성을 갖는 잉곳을 용해 주조하는 공정 1 과,
- 900 ℃ 이상 1050 ℃ 이하에서 1 시간 이상 가열 후에 열간 압연을 실시하는 공정 2 와,
- 냉간 압연 공정 3 과,
- 850 ℃ 이상 1050 ℃ 이하에서 용체화 처리를 실시하여, 400 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 매초 10 ℃ 이상으로 하여 냉각시키는 공정 4 와,
- 재료 온도를 480 ∼ 580 ℃ 로 하여 1 ∼ 12 시간 가열하는 1 단째와, 이어서 재료 온도를 430 ∼ 530 ℃ 로 하여 1 ∼ 12 시간 가열하는 2 단째와, 이어서 재료 온도를 300 ∼ 430 ℃ 로 하여 4 ∼ 30 시간 가열하는 3 단째를 갖고, 1 단째에서 2 단째까지의 냉각 속도 및 2 단째에서 3 단째까지의 냉각 속도는 각각 0.1 ℃/분 이상으로 하고, 1 단째와 2 단째의 온도차를 20 ∼ 80 ℃ 로 하며, 2 단째와 3 단째의 온도차를 20 ∼ 180 ℃ 로 하여 배치로에서 재료를 코일상으로 감은 채로 다단 시효하는 시효 처리 공정 5 와,
- 냉간 압연 공정 6
을 순서대로 실시하는 것을 포함하는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금조의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
공정 6 후에 재료 온도를 200 ∼ 500 ℃ 로 하여 1 초 ∼ 1000 초 가열하는 조질 어닐링을 실시하는 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금조를 가공하여 얻어진 신동품.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금조를 가공하여 얻어진 전자 부품.
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