KR101570556B1

KR101570556B1 - 전기·전자부품용 동합금 재료의 제조방법

Info

Publication number: KR101570556B1
Application number: KR1020117004937A
Authority: KR
Inventors: 구니테루 미하라; 료스케 마쓰오; 다쓰히코 에구치
Original assignee: 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2015-11-19
Also published as: JPWO2010016429A1; JP4913902B2; CN102112640B; KR20110039371A; EP2333128A4; EP2333128A1; CN102112640A; US20110200479A1; WO2010016429A1

Abstract

첨가원소로서 Co 및 Si를 함유하는 전기전자부품용 동합금 재료로서, Co와 Si로 이루어지는 평균입자지름이 5nm 이상 50nm 미만의 화합물 A가 분산되고, 또한, Co와 Si의 한쪽 혹은 양쪽을 함유하지 않는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 B와, Co와 Si의 양쪽 및 다른 원소를 더 함유하는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 C와, Co와 Si로 이루어지는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 D로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이 분산되고, 또한, 모상의 동합금의 결정립 지름이 3∼35㎛이고, 또한 도전율이 50%IACS 이상인 전기전자부품용 동합금 재료.

Description

전기·전자부품용 동합금 재료의 제조방법{Method for Producing Copper Alloy Material for Electrical/Electronic Component}

본 발명은 전기·전자기기용의 커넥터, 단자재 등, 특히, 고도전성이 요구되는 고주파 릴레이나 스위치, 혹은, 자동차 차재용 등의 커넥터나 단자재 및 리드 프레임 등의 전기전자부품에 적용되는 동합금 재료의 제조방법에 관한 것이다.

지금까지, 전자·전기기기용의 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등에는 황동 (C26000)이나 인청동(C51910, C52120, C52100) 및 베릴륨동(C17200, C17530)이나 코르손계 동합금(이하, 단순히 코르손동이라고도 한다. 예를 들면, C70250) 등이 사용되어 왔다.

최근, 이것들이 사용되는 전자·전기기기로 사용되는 전류의 주파수가 높아져, 재료에도 고도전성이 요구되도록 되고 있다. 따라서, 원래, 황동이나 인청동은 도전성이 낮고, 코르손동은 커넥터재로서 중도전성(EC≒40%IACS)을 나타내지만, 고도전성이 더 요구되고 있다. 또한, 베릴륨동은 고가인 것도 주지이다. 한편, 고도전성인 순동(C11000)이나 Sn이 들어간 구리(C14410) 등은 강도가 낮은 결점이 있다. 따라서, 종래의 코르손동을 넘는 도전성과 동등한 인장강도, 굽힘 가공성을 구비한 동합금이 요구되고 있다.

여기서, CXXXXX란 CDA(Copper Development Association)에서 규정된 동합금의 종류이다. 또한, %IACS는 재료의 도전성을 나타내는 단위로서, 'IACS'란 "international annealed copper standard"의 약자이다.

특히, 최근의 전자기기 부품에서는, 기기의 소형화에 수반하여 복잡하고 어려운 굽힘 가공이 된 커넥터나 단자를 많이 볼 수 있다. 이것은, 소형화에 수반하여 커넥터의 사이즈도 소형화되지만, 접촉의 신뢰성을 유지하기 위해서는 가능한 한 긴 컨택트 길이를 취하고 싶기 때문이다. 이러한 설계 사상을 갖는 커넥터나 단자를 벨로즈(주름) 굽힘 커넥터 또는 단자라고 부르는 것이 많다. 즉, 작은 부품중에 복잡하게 구부러진 단자·커넥터가 장비·설치되는 요구가 높다. 한편으로, 소형화에 수반하여 사용되는 커넥터·단자의 재료는 보다 얇아진다. 이것은, 경량화, 자원 절약의 관점에서도 진행되고 있다. 얇은 재료는 두꺼운 재료와 비교해서, 같은 접압(接壓)을 유지하기 위해서는 강도가 높은 재료가 요구된다.

동합금 재료의 강도를 높이는 방법으로서 고용 강화, 가공 강화, 석출 강화 등의 여러 가지 강화 방법이 있지만, 일반적으로 도전성과 강도는 상반되는 특성이다. 이 중에서, 동합금에 있어서 도전성을 저하시키지 않고 강도를 높이는 방법으로서, 석출 강화가 유망하다는 것이 알려져 있다. 이 석출 강화란 석출을 일으키는 원소를 첨가한 합금을 고온에서 열처리하여, 구리 모상에 그러한 원소를 고용시킨 후, 그 고용시켰을 때의 온도보다 저온에서 열처리하여, 고용시킨 원소를 석출시키는 수법이다. 예를 들면, 베릴륨동, 코르손동 등은 그 강화 방법을 채용하고 있다.

그런데, 상기한 굽힘 가공성과 강도는 상반되는 특성이며, 일반적으로 강도가 높은 재료는 굽힘 가공성이 나쁘고, 굽힘 가공성이 좋은 재료는 반대로 강도가 낮다. 강도를 높이기 위해서는 냉간 압연율을 높이는 것이 효과적으로 되지만, 냉간 압연율을 높이면 굽힘 가공성이 현저하게 열화되는 경향이 있다. 지금까지, 석출형의 동합금으로서, 베릴륨동, 코르손동, 티탄동 등이, 굽힘 가공성과 강도의 밸런스가 좋다고 여겨져 왔다. 그러나, 베릴륨동은 첨가원소인 베릴륨이 환경 부하 물질로 여겨지고 있어, 대체 재료가 요구되고 있다. 또한, 코르손동이나 티탄동은 일반적으로 50%IACS 이상의 도전성을 갖지 않는다. 50%IACS 이상의 높은 도전성의 요구되는 용도로서는, 예를 들면, 고전류가 인가되는 배터리 단자나 릴레이 접점 등이 있다. 또한, 일반적으로 도전율이 높은 재료는 열전도 특성도 우수하기 때문에, 방열성이 요구되는 CPU(집적연산소자)의 소켓이나 히트 싱크 등의 재료에도 높은 도전성의 요구가 있다. 특히, 최근의 하이브리드 차나 고속처리가 행하여지는 CPU에서는, 높은 도전성과 높은 강도를 구비한 재료가 요구되고 있다.

이러한 배경으로부터, 강도, 굽힘 가공성, 도전성(열전도성)을 가미하여, 코발트(Co)와 실리콘(Si)으로 이루어지는 금속간 화합물을 이용한 동합금이 주목받고 있다. Co와 Si를 필수로 포함한 동합금이나 이에 관련되는 기술이, 이하와 같이 알려져 있다.

우선, Co와 Si를 필수로 포함한 동합금의 선행기술에 대해 서술한다.

특허문헌 1에는, Co와 Si와 Zn(아연), Mg(마그네슘), S(유황)를 필수로 포함한 합금이 기재되어 있다. 특허문헌 1에서의 목적은 열간 가공성의 개선이다.

특허문헌 2에는, Co와 Si와, Mg, Zn, Sn(주석)을 포함한 합금이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3은 Co와 Si와, Sn, Zn를 필수로 포함한 합금이 기재되어 있다. 한편, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에는, Co와 Si의 석출물(화합물)에 대해 Co₂Si화합물이라는 기재가 있다.

특허문헌 4에는, Cu-Co-Si계 합금이 기재되어 있다. 특허문헌 4의 합금의 용도는 리드 프레임이며, 합금의 종류가 석출 강화형 합금이라고 기재되어 있다.

특허문헌 5에는, Cu-Co-Si합금중에 석출되는 개재물의 크기가 2㎛ 이하로 기재되어 있다.

특허문헌 6에는, Cu-Co-Si합금중에 Co₂Si화합물을 석출시키는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1∼6에 기재된 기술은, 모두 Co와 Si로 이루어지는 금속간 화합물의 1종류(또는, 1사이즈)에만 대해서 설명되어 있는 것이다. 그런데, 다른 합금계, 특히 Ni와 Si를 필수의 첨가원소로 한 소위 코르손동에 관해서는, 2종류 이상의 금속간 화합물을 동합금중에 분산시키면, 굽힘 특성 등이 향상된다는 지견이 있다. 이 기술로서, 특허문헌 7∼11이 알려져 있다.

일본 공개특허공보 소화61-87838호 일본 공개특허공보 소화63-307232호 일본 공개특허공보 평성02-129326호 일본 공개특허공보 평성02-277735호 일본 공개특허공보 2008-88512호 일본 공개특허공보 2008-56977호 일본 공개특허공보 2006-161148호 일본 공개특허공보 2006-265731호 일본 공개특허공보 2007-314847호 일본 공개특허공보 2008-75151호 일본 공개특허공보 2008-75152호

그러나, 각 특허문헌에 기재된 기술은, 모두 강도, 굽힘 가공성, 도전성(열전도성)의 모든 것을 높은 레벨로 만족하는 것은 아니다.

특허문헌 1은 열간 가공성의 개선을 목적으로 하고 있고, Co와 Si의 석출물(화합물)에 대해서는 기재가 없고, 또한 강도나 도전성에 대한 기재가 없다.

특허문헌 2에는, 재결정 처리를 행한다는 기재가 없어, 굽힘 가공성은 나쁘다고 생각된다.

특허문헌 3에는, 그 실시예에 도전율은 30%IACS 이하로 비교적 낮은 값이 나타나 있다.

특허문헌 4에는, 석출 강화형 합금이라고 기재되어 있지만 구체적인 화합물이나 그 사이즈가 기재되지 않았다. 또한, 재결정 처리를 행한다는 기재가 없어, 굽힘 가공성은 나쁘다고 생각된다.

특허문헌 5 및 특허문헌 6에는, 재료의 내측 굽힘 반지름을 R, 판두께를 t로 했을 때에, R/t=1의 조건으로 굽힘 가공성을 평가한 예가 있지만, 이 정도의 레벨에서는 향후 요구되는 굽힘 가공성에는 반드시 대응할 수 없는 경우가 있다고 생각된다.

또한, 특허문헌 7∼11에 기재된 기술은, 모두 Ni와 Si를 주원소로 한 소위 코르손동이다. 코르손동과 Cu-Co-Si계 합금이란, 성분이 다르기 때문에, 예를 들면 용체화 처리를 행하는 온도가 다르다는 등의 차이점이 있다. 예를 들어, 코르손동의 경우는 Ni량이 3mass% 이상의 경우, 900℃ 정도의 용체화 처리 온도가 필요하게 되지만, Cu-Co-Si합금의 경우, 900℃ 정도의 용체화 온도에서는, Co량이 약 1.0∼1.2mass%밖에 용체화 처리를 충분히 할 수 없다는 것을 알 수 있었다. 또한, Ni량이 3mass% 이상의 코르손동은, 강도나 굽힘 특성을 높은 상태로 하고 싶은 경우, 도전율을 20%IACS 이상으로 하는 것이 사실상 곤란하여, 고도전율의 동합금을 얻을 수 없다. 즉, 코르손동과 Cu-Co Si합금에서는, 용체화 처리 온도나 합금으로서의 특성에 큰 차이점이 있어, 종래 기술의 연장선상은 아닌 새로운 기술이 필요하다.

따라서, 본 발명자들은, 동합금 재료에서의 고도전성, 고강도, 양호한 굽힘 가공성을 동시에 만족시키기 위해, Cu-Co-Si계 동합금중에 2종류 이상의 석출물(화합물)을 분산시켜, 그러한 석출물의 사이즈를(필요에 의해 그 밀도도) 제어함으로써 결정립 지름과의 특정의 적합한 관계를 발견하고, 검토를 더 거듭하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명에 의하면, 이하의 수단이 제공된다:

(1) Co를 0.4∼2.0mass%, Si를 0.1∼0.5mass% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지고,
Co와 Si로 이루어지는 평균입자지름이 5nm 이상 50nm 미만의 화합물 A가 분산되고,
또한, Co와 Si의 한쪽 혹은 양쪽을 함유하지 않는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 B와, Co와 Si의 양쪽 및 다른 원소를 더 함유하는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 C와, Co와 Si로 이루어지는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 D로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이 분산되고,
상기 화합물 A∼D의 분산밀도의 비가 0.0001≤{(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)/화합물 A의 분산밀도}≤0.1이고,
모상인 동합금의 결정립 지름이 3∼35㎛이고, 또한 도전율이 50%IACS 이상인 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법으로서,

상기 Co를 0.4∼2.0mass%, Si를 0.1∼0.5mass% 함유하고 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 조성의 동합금 조성물의 주괴 제조시에서의 고상 온도로부터 500℃까지의 평균 냉각속도가 5~100℃/초이고, Co량이 0.4∼1.2mass%이면 800~950℃, 1.0∼1.5mass%이면 900~950℃, 1.3∼2.0mass%이면 900~1000℃에서의 용체화 열처리 후에 시효 열처리를 행하고, 상기 시효 열처리 후 300℃까지의 냉각속도를 20~100℃/시간으로 하는 것을 특징으로 하는 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법.

(2) Al, Ag, Sn, Zn, Mg, Mn, In으로부터 선택된 적어도 1종을 합계로 0.05∼1.0mass% 더 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 (1)에 기재된 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법.

삭제

(3) Fe, Cr, Ni, Zr, Ti로부터 선택된 적어도 1종을 합계로 0.05∼1.0mass% 더 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 (1) 또는 (2)에 기재된 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법.

삭제

여기서, '석출물(화합물)의 평균입자지름(사이즈)'이란, 후술하는 방법으로 구한 석출물의 평균입자지름이다. 또한, '결정립 지름'이란, 후술하는 JIS-H0501(절단법)에 기초하여 측정한 값이다.

본 발명은, 높은 도전성을 나타내는 Cu-Co-Si합금중의 2종류 이상의 석출물(화합물)을 제어하는 것에 의해, 결정립 지름을 최적화하여, 도전율이 높고, 강도가 높고, 굽힘 가공성이 우수한 전기전자부품 용도에 적합한 동합금 재료를 제공할 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 하기의 기재로부터 보다 분명해질 것이다.

본 발명의 제조방법에 의한 동합금 재료의 바람직한 실시형태에 대해서, 상세하게 설명한다. 여기서, '동합금 재료'란, 동합금 소재(여기에서는 형상의 개념이 없는 동합금의 각 성분 원소의 혼합물을 의미한다)가, 소정의 형상(예를 들면, 판, 조, 박, 막대, 선 등)으로 가공된 것을 의미한다.

한편, 동합금 재료의 바람직한 구체적인 예로서 판재, 조재에 대해 설명하지만, 동합금 재료의 형상은 판재나 조재에 한정되는 것은 아니다.

우선, 본 발명의 기술 사상에 대해 서술한다. 본 발명자들의 검토에 의해, 강도가 높고, 높은 도전성을 갖고, 굽힘 가공성이 양호한 동합금 재료를 얻기 위해서는, Cu-Co-Si계 합금중에 2종류 이상의 사이즈가 다른 석출물(화합물)이 필요하고, 모상의 동합금의 결정립 지름을 3∼35㎛로 갖추는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다. 또한 석출물(화합물)의 밀도를 제어하는 것이, 모상의 동합금의 결정립 지름을 3∼35㎛로 갖추기 위해서 바람직한 것을 알 수 있었다. 또한, 2종류의 사이즈가 다른 석출물중에서, 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 조대한 화합물은, 바람직하게는, 주괴 제조시의 냉각속도를 적정하게 설정함으로써 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 전기전자부품 용도에 적합한 동합금 재료로서, 도전성이 50%IACS 이상으로서, 또한 인장강도와 굽힘 가공성과의 관계에 대해서는, 인장강도가 550MPa 이상 650MPa 미만의 경우는, 굽힘 가공성의 지침이 되는 R/t≤0.5, 인장강도가 650MPa 이상 700MPa 미만의 경우는, R/t≤1, 인장강도가 700MPa 이상 750MPa 미만의 경우는, R/t≤2, 인장강도가 750MPa 이상 800MPa 미만의 경우는, R/t≤3이 되는 것이 바람직하다.

여기서, R/t는, 일본신동(伸銅)협회 기술표준 '구리 및 동합금 박판조의 굽힘 가공성 평가방법(JBMA T307)'에 준거한 굽힘 각도 90°의 W 굽힘 시험을 행한 결과를 의미하고, 압연 수직방향으로 잘라낸 판재를 소정의 굽힘 반지름(R)으로 굽힘 시험을 행하여, 그 정점에 크랙(균열)이 생기지 않는 한계의 R을 구하여, 그 때의 판두께(t)로 규격화한 값이다. 일반적으로 R/t가 작을수록, 굽힘 가공성이 양호하다고 알려져 있다.

본 발명의 전기전자부품용 동합금 재료에서는, 도전율이 50%IACS 이상이다. 도전율은, 보다 바람직하게는 55%IACS 이상, 더 바람직하게는 60%IACS 이상이며, 높을수록 바람직하지만, 그 상한은 통상 75%IACS 정도이다. 또한, 본 발명의 전기전자부품용 동합금 재료에서는, 인장강도와 굽힘 가공성(R/t)이, 상기의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 굽힘 가공성(R/t)의 하한은 0이다.

전기전자부품 용도에 적합한 동합금 재료로서, 도전율이 높고, 강도가 높고, 굽힘 가공성이 우수한 재료를 얻기 위해서, 2종류 이상의 사이즈가 다른 금속간 화합물을 Cu-Co-Si계 합금중에 분산시키는 기술이 유용하다.

우선, 이 기술의 배경을 서술하지만, 여기서 서술하는 동합금은, 금속간 화합물이 Co와 Si를 포함한 화합물 1종류인 경우의 예이다. Co와 Si를 구리에 첨가하고, 적합한 열처리를 실시하면, Co와 Si로 이루어지는 금속간 화합물이 석출되는, 이른바 석출형 동합금이 된다.

석출형 동합금의 기능을 발휘시키는 열처리 방법으로서, 다음의 2회의 열처리를 반드시 행하는 것이 일반적으로 행하여지고 있다. 1회째의 열처리는, 용체화(혹은 재결정) 처리 또는 균질화 처리라 불리고, 비교적 고온에서, 또한, 단시간의 열처리가 행하여진다. 2회째의 열처리는, 시효 열처리 또는 석출 처리라 불리고, 상기의 용체화 처리 온도보다 저온에서, 또한, 장시간의 열처리를 행한다.

우선, 1회째의 열처리는 압연된 동합금의 박판을 열처리로중을 통판시키는 연속 소둔로를 이용하여 행하여진다. 이것은, 박판을 코일 형상으로 감은 상태로 고온에서 열처리하면 밀착이 발생하는 것, 그 후의 냉각속도가 늦으면 고용된 원소가 제어 없이 석출을 일으켜, 강도에 기여하지 않는 석출이 되기 때문이다. 또한, 고온의 노를 통판하기 때문에 판 갈라짐도 염려되기 때문에, 단시간의 열처리가 행하여지고 있다.

한편, 2회째의 열처리는 강도에 기여하는 석출물(화합물)을 동합금중에 균일하고 미세하게 분산시키기 위해서는, 동합금의 박판을 코일 형상으로 감은 상태로 온도 제어를 실시한 열처리로중에서 비교적 장시간(구체적으로는 수분~수십시간)의 열처리를 행하여 충분히 고상 확산처리로 최적인 석출물(화합물)을 분산시킨다.

따라서, 석출형 동합금에서는, 가능한 한 용체화 처리(1회째의 열처리)시의 온도를 높게 하고, 구리 모상에 고용시키는 용질원소를 증가시키고, 그 후의 시효 열처리(2회째의 열처리)와의 온도차를 이용하여 석출물(화합물)을 석출시켜 동합금을 강화한다. 이 용체화 처리(1회째의 열처리)의 온도가 높을수록 용질 원소의 고용량이 증가하기(이것에 의해서, 나중의 2회째의 열처리시에 석출되는 석출량이 증가한다) 때문에, 1회째의 열처리에서는 고온의 열처리가 유리하지만, 반대로, 동시에 일어나는 재결정의 조직의 조대화가 굽힘 가공성에 악영향을 미친다. 강도가 높은 동합금에서 결정립 지름이 조대하면, 굽힘 가공을 행하였을 때에, 그 부분에서 크랙(균열)이 발생하거나, 주름(표면 거침)의 요철이 커져, 필요한 접압을 얻을 수 없거나, 접점도가 불안정하게 되어, 커넥터·단자 등의 용도에 적합한 동합금 재료는 되지 않는다. 또한, 재결정시의 입자지름은 고온만큼 조대해서, 상기한 바와 같이 용질 원소를 늘리려고 했을 때에 1회째의 열처리로 고온의 열처리를 행하면, 반대로 굽힘 가공성이 열화하게 된다. 이와 같이, 금속간 화합물이 Co와 Si를 포함한 화합물 1종류인 동합금 재료에서, 높은 도전율, 높은 강도, 양호한 굽힘 가공성을 모두 만족시키는 것은 극히 곤란하다고 할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는, 높은 도전율, 높은 강도, 양호한 굽힘 가공성을 모두 만족시키기 위해서, Cu-Co-Si계 합금중에 사이즈가 다른 2종류 이상의 금속간 화합물을 분산시키는 기술을 개발하였다. Co와 Si로 이루어지는 5nm 이상 50nm 미만의 미세한 화합물은 석출 강화에 기여하는 화합물이다. 한편, 50nm 이상 500nm 이하의 조대한 화합물은 석출 강화에는 기여하지 않고, 상기의 고온 용체화 처리시에 효과를 발휘하는 화합물이다. 이 조대한 화합물은, 고온 용체화 처리시에도 구리 모상에 고용할 수 없고, 구리 모상내에 존재한다. 따라서, 입성장이 일어나도 그 조대한 화합물이 장해가 되어, 입계 이동이 불가능한 상태를 일으켜, 결과적으로 결정립 지름의 조대화는 억제된다.

동합금의 경우, 원료를 용해(용제) 후, 응고한 주괴를 출발 재료로 하여, 열간 압연이나 냉간 압연, 여러 가지의 열처리가 행하여져서 원하는 특성이 나타난 동합금 재료가 완성된다. 이 주괴의 응고시나 열간 압연중, 그 냉각중 및 여러 가지의 열처리나 그 냉각중에 다양한 사이즈의 금속간 화합물이 형성되지만, 그것을 구리 모상에 재고용시키는 처리가 용체화 처리이다. 그 용체화 처리는 시효 열처리의 전에 행하여지는 처리이지만, 용체화 처리시에는 조대한 화합물만이 잔존하고, 그 이외는 구리 모상에 고용된다. 즉, 용체화 처리 후에 구리 모상중에 잔존하는 것은 조대한 화합물뿐이다.

다음 공정의 시효 열처리로 미세한 석출물(화합물)을 석출시키게 되지만, 이 온도에서는 전(前)열처리로 고온에 노출되어 있던 조대한 화합물의 사이즈와 밀도는 변화하지 않는다. 한편, 용체화 열처리와 시효 열처리를 계속하여 행하는 경우와 이들 사이에 냉간 압연 공정을 사이에 두는 경우가 있지만, 어느 경우의 이들 열처리 공정에서도 조대한 화합물의 사이즈와 밀도에는 변화는 없다.

석출 강화에 기여하는 화합물인, 평균입자지름이 5nm 이상 50nm 미만의 화합물 A는 시효 열처리로 석출하여, 강도를 향상시키는 화합물이다. 화합물 A는 Co₂Si가 바람직하지만, Co₂Si의 조성비가 되지 않는 화합물(예를 들면, CoSi, CoSi₂등)을 포함하고 있어도 좋다. 화합물 A의 평균입자지름이 5nm 이상이면 석출 경화량이 충분하고, 평균입자지름이 50nm 미만이면 정합 변형이 소실되는 일 없이 강도가 충분하게 된다. 그 때문에, 화합물 A의 사이즈는 5nm 이상 50nm 미만이라고 규정되고, 바람직한 사이즈는 10nm 이상 30nm 이하이다. 그러나, 이 화합물 A는 관찰방법으로 바뀌기 때문에 후에 게시한 '실시예'에 그 상세함을 나타낸다.

다음에, 화합물 B는 Co와 Si의 한쪽 혹은 양쪽을 함유하지 않는 화합물로, 이것은 강도에 기여는 작다. 화합물 B의 조성으로서 예를 들면, Co-x, Si-x, 또는, x-y 등을 들 수 있다. 여기서, x나 y는, Co 이외 또한 Si 이외의 원소이다. 이 화합물 B는 용체화 처리 온도에서 구리 모상에 고용되어 소실되어 버리면, 모상의 동합금의 결정립 지름의 제어에 활용할 수 없다. 따라서, 이 화합물 B는, 화합물 A의 주요소인 Co₂Si의 고용온도(즉, 융점)보다 높은 융점을 갖는 화합물이다.

화합물 B의 평균입자지름은, 50nm 이상 500nm 이하의 경우에 고온에서의 입계 이동을 억제(핀닝)하는 효과를 발휘한다. 화합물 B는, 50nm 이상의 평균입자지름을 갖기 위해 비정합인 화합물이며, 모상의 동합금의 입계 이동을 억제하기 위해서는, 화합물자의 평균입자지름은 50nm 이상 500nm 이하가 바람직하다. 한편, 화합물 B의 평균입자지름은 보다 바람직하게는 100nm 이상 300nm 이하이다. 용체화 처리 후의 조직 관찰에서, 화합물 B가 분산되어 있는 경우가 가장 입자성장을 억제하고 있는 것이 확인되었다.

다음에, 화합물 C는 Co와 Si의 양쪽 및 다른 원소를 더 함유하는 화합물로, 이것도 강도에 기여는 작다. 상기 화합물 B와의 차이는, 예를 들면, Co-Si-x, 또는, Co-Si-x-y 등의 조성이 되는 화합물이다. 여기서, x나 y는, Co 이외 또한 Si 이외의 원소이다. 화합물 C도, 화합물 B와 마찬가지로 고온 용체화 처리시에 구리 모상에 고용되어 소실되지 않는 것이 바람직하기 때문에, Co₂Si의 고용온도(즉, 융점)보다 높은 융점을 갖는 화합물이다. 화합물 C의 평균입자지름은, 화합물 B와 같은 효과를 요구하고 있기 때문에, 50nm 이상 500nm 이하가 바람직하다. 한편, 화합물 C의 평균입자지름은, 보다 바람직하게는 100nm 이상 300nm 이하이다.

여기서, 화합물 B 또는 화합물 C가 화합물 A와 같은 평균입자지름인 5nm 이상 50nm 미만의 크기로 존재하는 것이 있다. 평균입자지름이 5nm 이상 50nm 미만인 화합물 B나 화합물 C와 같은 조성의 화합물은, 용체화 처리로 일단 고용된 원소가 석출을 일으켰을 때에, 주원소인 Co와 치환을 행하여 Si와 화합물을 형성하고, 강도 향상에 기여한다. 예를 들면, 첨가원소 중 Fe, Ni, Cr은, 주석출상의 Co의 일부와 치환하고, (Co, x)₂Si화합물(x=Fe, Ni, Cr)을 형성하여 강도를 향상시키는 기능이다.

마지막으로, 화합물 D는 Co 및 Si만으로 이루어지는 화합물로, 화합물 A와는 함유 성분은 같다. 그러나, 사이즈가 다른 동시에, Co₂Si의 조성비가 되지 않는 화합물(예를 들면, CoSi, CoSi₂)도 존재한다. 화합물 D가 화합물 A와 다른 것은 그 사이즈가 조대하기 때문에, 고온 단시간의 용체화 처리에서는 모상에 고용되는 시간이 부족하고, 결과적으로 구리 모상에 잔류하여, 입자성장의 억제를 하는 기능을 발휘한다. 한편, 이 화합물 D는 모난 형상을 하고 있는 것이 많지만, 그 입자지름은 평균입자지름으로서 정의한다.

따라서, 화합물 D의 평균입자지름도, 화합물 D가 화합물 B나 화합물 C와 같은 효과를 요구하고 있기 때문에, 50nm 이상 500nm 이하가 바람직하다. 한편, 화합물 D의 평균입자지름은, 보다 바람직하게는 100nm이상 300nm 이하이다.

상기 화합물 B, 화합물 C, 화합물 D는, 투과 전자현미경 부속의 EOS(에너지분산형 검출기)로 그 성분 분석을 행하는 것에 의해, 어느 화합물(석출물)인지를 판별하여, 각각에 대해서 그 사이즈를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에서 모상의 동합금의 결정립 지름을 3∼35㎛로 하는 이유는, 결정립 지름이 3㎛ 이상이면, 재결정이 충분하게 되어, 불충분한 재결정 부분이 보이는 미재결정을 포함한 혼립이 될 우려가 없고, 굽힘 가공성이 양호해지기 때문이다. 또한, 결정립 지름이 35㎛ 이하이면, 입계 밀도가 높고, 굽힘 응력(부하된 변형)을 충분히 흡수할 수 있어, 가공성이 향상되기 때문이다. 한편, 동합금의 결정립 지름은, 바람직하게는 10nm 이상 30㎛ 이하이다.

또한, 본 발명에서는 재료의 도전율을 50%IACS 이상으로 하고 있다. 이 특성은, 바람직하게는 예를 들면, Co의 함유량을 0.4∼2.0mass%, Si의 함유량을 0.1∼0.5mass%로 하고, Co₂Si의 금속간 화합물을 석출시키는 것 등에 의해 얻을 수 있는 특성이다.

여기서, 각 화합물의 분산밀도의 비를 0.0001≤{(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)/화합물 A의 분산밀도}≤0.1로 하는 이유를 서술한다. 우선, 모상의 동합금의 입계 이동을 억제하는 조대한 화합물 B, 화합물 C, 화합물 D는, 화합물 A와 함께 2종류 이상 존재하더라도 상관없지만, 그 분산밀도의 비는, 0.0001≤{(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)/화합물 A의 분산밀도}≤0.1로 한다. 이 범위이면 입계 이동의 억제 효과가 크고, 또한 이동을 억제하는 강도에 기여하지 않는 조대한 석출물(화합물)의 비율이 적어지기 때문에, 고강도의 목적을 충분히 달성할 수 있다. 각 화합물의 분산밀도의 비는, 바람직하게는, 0.0001≤{(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)/화합물 A의 분산밀도}≤0.01이며, 보다 바람직하게는 0.0001≤{(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)/화합물 A의 분산밀도}≤0.001이다.

화합물 B와 화합물 C와 화합물 D의 수(특히, 이들 합계 수)가 너무 적으면, 결정입자 조대화 등에 의해 얻을 수 있는 동합금 재료의 굽힘성의 열화 등이 일어나는 경우가 있다.

본 발명에 따른 동합금 재료에 있어서는, 화합물 A가 그 석출수가 많을수록, 즉 동합금 재료중에서의 화합물 A의 분산밀도가 높을수록, 강도가 향상된다. 또한, 화합물 B와 화합물 C와 화합물 D의 석출수(특히, 이들 합계 수)가 많을수록, 즉 동합금 재료중에서의(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)가 높을수록, 강도 향상에 대해서 양호한 굽힘성을 갖는 동합금 재료를 얻을 수 있다. 이들 화합물 수(그 분산밀도)에 대해서는, 용체화 처리나 시효 처리에서의 조건을 적정하게 조정하면, 통상은, 첨가합금원소 성분이 많을수록, 얻을 수 있는 화합물도 증가한다고 생각된다.

본 발명에 따른 동합금 재료에서의 Co 및 Si의 첨가량에 대해서, Co를 0.4∼2.0mass%로 한 이유는, 0.4mass% 이상이면 원하는 강도를 얻을 수 있고, 2.0mass% 이하에서는 용체화 온도가 적절한 범위가 되어, 극단적으로 난이도가 높은 제조 기술을 필요로 하지 않기 때문이다. 한편, Si는 이 Cu-Co-Si합금의 석출 강화상인 Co₂Si의 화학량론비가 Co/Si≒4.2이며, 이것에 준한 Si 첨가범위로 하였다. Co/Si의 값은, 3.5 이상 4.8 이하이면 실용상 문제는 없다. Fe, Ni, Cr의 각 원소는, 주석출상의 Co의 일부와 치환하여, (Co, x)₂Si화합물(x=Fe, Ni, Cr)을 형성한 경우, 그 비의 계산은, (Co+x)/Si≒4.2(x=Fe, Ni, Cr)의 계산이 된다. 그 경우에서도, (Co+x)/Si≒3.5∼4.8이면 실용상 문제는 없다.

본 발명에 따른 동합금 재료는, Co, Si 이외의 원소를 포함하고 있어도 좋다.

Al, Ag, Sn, Zn, Mg, Mn, In은 구리 모상에 고용되어 강화되는 특징이 있다. 그 첨가량이 합계로 0.05mass% 이상이면 효과를 이루고, 1.0mass% 이하이면 도전성을 저해하는 일도 없다. 바람직한 첨가량은 이들 원소의 적어도 1종을 합계로 0.2∼0.4mass%이다.

한편, Zn에는 땜납 밀착성을 향상시키는 효과, Mn는 열간 가공성을 개선하는 효과도 있다. 또한, Sn, Mg의 첨가는 내응력 완화 특성의 개선에 효과가 있다. 개개의 Sn, Mg첨가에서도 그 효과는 볼 수 있지만, 동시에 첨가하는 것에 의해, 상승적으로 그 효과를 발휘하는 원소이다. 그 첨가량이 합계로 0.1mass% 이상이면 효과를 이루고, 1.0mass% 이하이면 도전성을 저해하는 일도 없고, 50%IACS 이상의 도전성이 확보된다. 한편, Sn와 Mg의 첨가비에도 지견이 있다. Sn/Mg≥1의 경우가 내응력 완화 특성은 우수한 결과가 많다. 또한, Zn, Mn, Sn, Mg의 각 원소는, 화합물 B, 화합물 C의 x, y가 되는 기능도 겸비하고 있기 때문에, 화합물 B, 화합물 C로서의 입계 이동 억제 효과를 발휘한다.

Fe, Cr, Ni, Zr, Ti는, Co와 치환을 행하여 Si와 화합물을 형성하고, 강도 향상에 기여하는 원소이다. 즉, Fe, Ni, Cr, Zr, Ti의 각 원소는, 주석출상의 Co의 일부와 치환하고, (Co, z)₂Si화합물(z=Fe, Ni, Cr, Zr, Ti)을 형성하고 강도를 향상시키는 기능이 있다. 그 첨가량은 이들 원소의 적어도 1종을 합계로 0.05mass% 이상이면 첨가한 것에 의한 효과가 발휘되고, 1.0mass% 이하이면 주조시에 정출을 일으키거나 강도에 기여하지 않는 금속간 화합물을 형성하거나 하는 일도 없다. 한편, Fe, Cr, Ni, Zr, Ti의 각 원소는, 화합물 B, 화합물 C의 x, y가 되는 기능도 겸비하고 있기 때문에, 화합물 B, 화합물 C로서의 입계 이동 억제 효과를 발휘한다. 한편, 이들 원소는 복합하여 첨가하더라도, 단독으로 첨가하더라도 거의 같은 효과를 볼 수 있다. 그 첨가량에서 바람직한 것은, 이들 원소의 적어도 1종을 합계로 0.5∼0.8mass%이다.

한편, Al, Ag, Sn, Zn, Mg, Mn, In으로 이루어지는 군의 각 원소와, Fe, Cr, Ni, Zr, Ti로 이루어지는 군의 각 원소를 각각 복합 첨가하더라도, 상술한 범위내이면, 개개의 특성을 저해하는 일은 없다.

본 발명의 전기전자부품용 동합금 재료에서의 불가피 불순물로서는, H, C, O, S 등을 들 수 있다.

다음에, 본 발명의 동합금 재료를 제법의 관점으로부터 설명한다.

본 발명의 동합금 재료의 제조방법은, 예를 들면, 다음의 공정을 거칠 수 있다. 본 발명의 동합금 재료의 제조방법의 개략은, 용해→주조→균질화 처리→열간 압연→면삭→냉간 압연→용체화 열처리→시효 열처리→최종 냉간 압연→저온소둔이다. 시효 열처리와 최종 냉간 압연은 반대의 순서라도 좋다. 또한, 최종 저온 소둔(변형제거 소둔)은 생략해도 좋다. 각 공정의 조건으로서는, 여기서 특별히 서술한 공정 이외에 대해서는 통상의 방법에 의해 행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 동합금 주괴의 제조시에서의, 고상 온도로부터 500℃까지의 평균 냉각속도가 5∼100℃/초인 것도, 화합물 B, 화합물 C, 화합물 D의 적정한 사이즈, 양의 석출에 기여한다. 이 평균 냉각속도가 5℃/초 이상 100℃/초 이하이면 화합물 B, 화합물 C, 화합물 D가 적절히 형성되어, 결과적으로 모상의 동합금의 결정립 지름을 적합한 범위로 할 수 있다. 여기서 고상 온도라 함은 응고가 개시되는 온도이며, 500℃보다 저온에서는 화합물 A가 석출되는 온도대가 되기 때문에, 온도 범위의 하한을 500℃로 하였다.

한편, 상기 주조 후의 냉각속도가 너무 늦으면, 조대한 석출물의 증가에 의해 강도가 저하하는 경우가 있다.

용체화 열처리 온도는, Co량이 0.4∼1.2mass%이면 800∼950℃, 1.0∼1.5mass%이면 900∼950℃, 1.3∼2.0mass%이면 900∼1000℃에서, 각각 충분히 용체화와 재결정을 행하게 할 수 있다. 이 온도의 열처리에 의해서 모상의 동합금의 결정립 지름이 결정된다. 또한, 그 온도로부터의 냉각속도가 50℃/초 정도의 급속 냉각인 것이 바람직하다. 이 급속 냉각이 행하여지지 않으면 상기 고온에서 용체화된 원소가 석출을 일으키는 경우가 있다. 이 냉각중에 석출을 일으킨 입자(화합물)는 강도에 기여하지 않는 비정합 석출물이고, 또한, 다음의(또는 다음의 냉간 압연의 다음의) 시효 열처리 공정으로 정합 석출물이 형성될 때에 핵생성 사이트로서 기여하고, 그 부분의 석출을 촉진시켜, 특성에 악영향을 준다. 한편, 이 냉각속도는 고온에서의 용체화 열처리 온도로부터 300℃까지의 평균 속도를 의미한다. 300℃ 이하의 온도에서는 큰 조직 변화는 일어나지 않기 때문에, 이 온도까지의 냉각속도를 소정의 냉각속도로 하면 좋다.

본 발명에서는, 상기 용체화 열처리(이 열처리에 의해서 용체화와 더불어 재결정도 행한다) 후에, Co와 Si의 화합물을 동합금중에 형성시키기 위해, 시효 열처리를 실시한다. 이 열처리는 용체화 열처리 후에도, 그 후에 소정의 냉간 압연을 실시한 후에 행해도 좋다. 이 시효 열처리의 조건은, 용체화 열처리 후에 최종 냉간 압연전에 행하는 경우에는, 500∼600℃의 온도에서 1∼4시간이 바람직하고, 한편, 용체화 열처리 후에 최종 냉간 압연 후에 행하는 경우에는, 450∼550℃의 온도에서 1∼4시간이 바람직하다. 또한, 이 시효 열처리 후의 냉각속도는 20∼100℃/시간으로 한다. 이 범위에서는, 도전율의 상승이 충분하게 된다. 한편, 100℃/시간보다 냉각속도가 빠르면 도전율의 상승이 충분하지 않고, 또한, 20℃/시간보다 냉각속도가 늦어도, 목적으로 하는 특성 변화는 일어나지 않고 열처리 시간의 장시간화만이 일어나 경제적이지도 않다. 상기 냉각속도로 하는 온도의 범위는, 각 열처리 온도로부터 300℃까지의 냉각 범위로 한다. 온도 범위의 하한이 300℃보다 높으면, 원하는 고도전성을 얻지 못하고, 온도 범위의 하한을 300℃보다 아무리 낮게 해도 얻을 수 있는 도전율은 변하지 않는다.

상기 시효 열처리 후의 냉각속도는, 열처리로에서 온도 관리함으로써 조정할 수 있다. 한편, 급속히 냉각하고 싶은 경우는, 열처리로의 가열대로부터 서료를 취출하여, 강제 공냉이나 물 담금질로 대응할 수 있다.

[실시예]

다음에, 본 발명을 실시예에 기초하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

표 1, 표 2에 나타낸 성분을 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피 불순물로 이루어지는 합금(본 발명예 No.1∼35, 비교예 No.101∼128)을 고주파 용해로에 의해 용해하고, 이것을 5∼100℃/초의 냉각속도로 주조하여 두께 30mm, 폭 100mm, 길이 150mm의 주괴를 얻었다. 이때, 주형의 주벽 근방에 열전대를 세트하여, 수시, 측정하면서 주조, 용제를 행하여 주괴를 만들었다.

얻어진 주괴를 930∼1050℃의 온도에서 0.5∼1.0시간의 유지 후, 열간압연을 행하여 판두께 t=12mm의 열연판을 제작하고, 그 양면을 각 1mm 면삭하여 판두께 t=10mm로 하고, 이어서 냉간 압연에 의해 판두께 t=0.3mm로 마무리하여, 700∼950℃의 온도에서 용체화 열처리를 행하였다. 이 준비한 재료를 다음의 2공정중 어느 하나의 처리를 실시하여 최종 제품의 공시재를 만들었다.

공정 A : (상기 용체화 열처리)-시효 열처리(500∼600℃의 온도에서 2∼4시간)-냉간 가공(가공율 5∼25%)

※ 이 후, 필요에 따라서, 300∼400℃의 온도에서 1∼2시간의 변형제거 소둔을 실시하였다.

공정 B : (상기 용체화 열처리)-냉간 압연(가공율 5∼25%)-시효 열처리(450∼550℃의 온도에서 2∼4시간)

이 공시재에 대해 하기의 특성 조사를 행하였다. 본 발명예의 결과를 표 1에, 비교예의 결과를 표 2에 나타낸다. 한편, 표 1 및 표 2에 있어서, 화합물 밀도의 항목에서의 'E+08' 등은, 10의 거듭제곱('E+08'의 경우는 '×10⁸')을 표시한다.

a. 인장강도 :

공시재(시험편)의 압연 평행방향으로부터 잘라낸 JIS Z2201-13B호의 시험편을 JIS Z2241에 준하여 3개 측정하여 그 평균치를 나타내었다.

b. 도전율 측정 :

사단자법(四端子法)을 이용하여, 20℃(±1℃)로 관리된 항온조중에서, 각 시험편의 2개에 대해 도전율을 측정하여, 그 평균치(%IACS)를 표 1∼2에 나타내었다. 이 때 단자간 거리는 100mm로 하였다.

c. 굽힘 가공성 :

공시재로부터 압연 방향으로 수직으로 폭 10mm, 길이 35mm로 시험편을 잘라내어, 이것에 굽힘축이 압연방향으로 평행하게 굽힘 반지름 R=0∼0.5(mm)의 사이에서 0.1mm 자국의 6수준으로 90°의 W구부림(Bad-way 구부림) 하여, 굽힘부에서의 균열의 유무를 관찰하여 균열의 유무를 조사하였다. 굽힘부에서의 균열의 유무의 관찰은, 50배의 광학 현미경에서의 눈으로의 관찰과, 주사형 전자현미경(SEM)에서의 굽힘 가공 부위의 관찰에 의해 행하였다. 표 1중의 R/t의 R은 굽힘 반지름이고 t는 판두께를 나타내고, 이 값이 작을수록 양호한 굽힘 가공성을 나타낸다.

d. 결정립 지름:

공시재(시험편)의 압연 방향으로 수직인 단면을 습식 연마, 버프 연마에 의해 경면에 마무리한 후, 크롬산:물=1:1의 액체로 수초간 연마면을 부식한 후, 광학 현미경으로 200∼400배의 배율이나, 주사형 전자현미경(SEM)의 2차 전자상을 이용하여 500∼2000배의 배율로 사진을 찍어, 상기 단면의 결정립 지름을 JIS H0501의 절단법에 준하여 측정하였다. 한편, 사진의 배율에 대해서는, 관측되는 결정입자의 크기에 따라 변화시켰다. 한편, 표중의 '혼립'이란, 재결정 영역과 미재결정 영역(압연 가공조직이 잔류한 상태)의 양쪽이 혼재한 조직으로, 혼립의 경우에는 입자지름은 측정하지 않았다. 미재결정이 존재하면 굽힘 가공성이 열화된다고 말하고 있다. 그 때문에, 혼립은 바람직하지 않은 조직이다.

e. 시효 열처리 후의 냉각속도

냉각속도는 열처리를 행하는 재료의 무게를 변화함으로써 조정하거나, 또는, 이용한 열처리로에서 온도 관리함으로써 조정하였다. 예를 들면, 같은 열처리로(배치식)를 이용함으로써, 보다 빠른 냉각속도를 얻기 위해서는, 동시에 열처리를 행하는 양을 줄이고, 한편, 보다 늦은 냉각속도를 얻기 위해서는, 더미(dummy)로 하는 시험편을 넣어 동시에 열처리를 행하는 양을 많이 하여, 각각 열처리하였다. 한편, 급속히 냉각하고 싶은 경우는, 열처리로의 가열대로부터 시료를 취출하여, 강제 공냉이나 물 담금질로 대응하였다. 한편, 냉각속도의 조정은, 열처리로에서 온도 관리를 하는 것에 의해서도 행하였다. 샘플의 수량이 특히 적은 경우나 냉각속도가 매우 늦은 경우 등은 열처리로에서 온도 관리함으로써 냉각속도를 조정하였다.

f. 화합물의 사이즈, 수와 분산밀도

석출물(화합물)의 사이즈(평균입자지름)는 투과 전자현미경을 이용하여 측정하였다. 최종 제품에서는 가공 변형의 영향을 받아 관찰하기 어려워지기 때문에 시효 열처리 후의 재료의 조직 관찰을 실시하였다. 열처리재의 임의의 장소로부터 TEM용 시험편을 잘라내어, 질산(20%)의 메탄올 용액으로, 온도 -20∼-25℃에서 전해 연마(트윈제트식 전해연마장치에 의한다)를 행하여 관찰용의 시험편을 완성시켰다.

그 후, 가속 전압 : 300kV로 관찰을 행하여, 전자선의 입사 방위를 (001) 근방에 맞추어, 배율 100000배의 사진을 임의로 3매 촬영하였다. 그 사진을 이용하여 화합물 A(약 100개)의 규정의 사이즈에 해당하는 개수를 구하였다.

또한, 화합물 B, 화합물 C, 화합물 D는 투과 전자현미경 부속의 EDS(에너지분산형 검출기)로 그 성분 분석을 행한 후, 1000∼5000배의 배율로 임의로 3매의 사진을 촬영하고, 그 사진을 이용하여 원하는 규정의 사이즈에 해당하는 개수를 구하였다. 한편, 그 개수는 10∼100개이다.

이러한 값으로부터, 각 화합물 A, B, C 및 D의 분산밀도(개/㎟)를 구하였다. 이하의 표중에서는, 분산밀도를 단순히 밀도라 간략하게 기재한다. 또한, '화합물 B, C, D밀도(개/㎟)'은, 각 화합물, B, C 및 D의 분산밀도(개/㎟)의 합계를 나타내지만, 만약 어떤 화합물이 존재하지 않으면, 나머지의 화합물 단독의 분산밀도 또는 나머지 2종의 화합물의 분산밀도의 합계인 것은 말할 필요도 없다. 게다가 또한, '(B+C+D)/A'는, '{(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)/화합물 A의 분산밀도}'를 간략 기재한 것이다.

표 1에 나타나는 바와 같이, 실시예(본 발명예)는, 강도, 도전성, 굽힘 가공성의 모든 것을 높은 레벨로 밸런스 좋게 만족하고 있다. 구체적으로는, 도전성 (EC)이 50%IACS 이상으로서, 또한 인장강도(TS)와 굽힘 가공성(R/t)과의 관계에 대해서는, TS가 550MPa 이상 650MPa 미만의 경우는 R/t≤0.5, TS가 650MPa 이상 700MPa 미만의 경우는 R/t≤1, TS가 700MPa 이상 800MPa 미만의 경우는 R/t≤2로 모두 높은 레벨로 양호한 밸런스를 달성하고 있다. 이것에 대해, 표 2에 나타나는 비교예에서는, 강도, 도전성, 굽힘 가공성중 어느 하나의 특성이 실용적이지 않은 것이 되었다. 이 중, 비교예의 시료 No.101, 107∼112, 125∼126은, 인장강도가 500MPa 미만에서 실용 레벨에 못 미친 것이었다.

본 발명을 그 실시형태와 함께 설명했지만, 우리들은 특별히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려고 하는 것이 아니고, 첨부한 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일 없이 폭넓게 해석되는 것이 당연하다고 생각한다.

본원은, 2008년 8월 5일에 일본에서 특허 출원된 특원 2008-2024671에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 이것은 여기에 참조하여 그 내용을 본 명세서의 기재된 일부로서 수록한다.

Claims

Co를 0.4∼2.0mass%, Si를 0.1∼0.5mass% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지고,
Co와 Si로 이루어지는 평균입자지름이 5nm 이상 50nm 미만의 화합물 A가 분산되고,
또한, Co와 Si의 한쪽 혹은 양쪽을 함유하지 않는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 B와, Co와 Si의 양쪽 및 다른 원소를 더 함유하는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 C와, Co와 Si로 이루어지는 평균입자지름이 50nm 이상 500nm 이하의 화합물 D로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이 분산되고,
상기 화합물 A∼D의 분산밀도의 비가 0.0001≤{(화합물 B의 분산밀도+화합물 C의 분산밀도+화합물 D의 분산밀도)/화합물 A의 분산밀도}≤0.1이고,
모상인 동합금의 결정립 지름이 3∼35㎛이고, 또한 도전율이 50%IACS 이상인 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법으로서,
상기 Co를 0.4∼2.0mass%, Si를 0.1∼0.5mass% 함유하고 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 조성의 동합금 조성물의 주괴 제조시에서의 고상 온도로부터 500℃까지의 평균 냉각속도가 5~100℃/초이고, Co량이 0.4∼1.2mass%이면 800~950℃, 1.0∼1.5mass%이면 900~950℃, 1.3∼2.0mass%이면 900~1000℃에서의 용체화 열처리 후에 시효 열처리를 행하고, 상기 시효 열처리 후 300℃까지의 냉각속도를 20~100℃/시간으로 하는 것을 특징으로 하는 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법.
제 1 항에 있어서, Al, Ag, Sn, Zn, Mg, Mn, In으로부터 선택된 적어도 1종을 합계로 0.05∼1.0mass% 더 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, Fe, Cr, Ni, Zr, Ti로부터 선택된 적어도 1종을 합계로 0.05∼1.0mass% 더 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 전기전자부품용 동합금 재료의 제조방법.
삭제
삭제
삭제
삭제