KR101603393B1 - 구리합금 판재 및 그의 제조방법 - Google Patents

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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖고, 전자후방산란회절법에 의한 결정방위 해석에 있어서, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 면적률이 5% 이상 50% 이하이며, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립이 60㎛ 사방내에 40개 이상 100개 이하로 분산되어 있는 구리합금 판재, 및 그 제조방법에 있어서, 굽힘 가공성이 뛰어나고, 우수한 강도를 갖고, 각 특성의 압연 평행방향과 압연 수직방향과의 이방성이 적은, 전기·전자기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차재용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치 등에 적합한 구리합금 판재를 제공한다.

Description

구리합금 판재 및 그의 제조방법{COPPER ALLOY SHEET MATERIAL AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 전기·전자기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등에 적용되는 구리합금 판재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전기·전자기기 용도에 사용되는 구리합금 재료에 요구되는 특성 항목은, 도전율, 내력(耐力)(항복 응력), 인장 강도, 굽힘 가공성, 내응력 완화 특성 등이 있다. 최근, 전기·전자기기의 소형화, 경량화, 고기능화, 고밀도 실장화나, 사용 환경의 고온화에 수반하여, 이들의 특성에 대해 요구 수준이 높아지고 있다.
종래, 일반적으로 전기·전자기기용 재료로서는, 철계 재료 외, 인청동, 단동, 황동 등의 구리계 재료도 널리 이용되고 있다. 이들의 합금은 Sn나 Zn의 고용(固溶) 강화와, 압연이나 신선(wire drawing) 등의 냉간가공에 의한 가공 경화의 조합에 의해 강도를 향상시키고 있다. 이 방법에서는, 도전율이 불충분하고, 또한, 높은 압연율의 냉간가공을 가하는 것에 의해서 고강도를 얻고 있기 때문에, 굽힘 가공성이나 내응력 완화 특성이 불충분하다.
이것을 대신하는 강화법으로서 재료중에 미세한 제 2상(相)을 석출시키는 석출 강화법이 있다. 이 강화 방법은, 강도가 높아지는 것에 더하여, 도전율을 동시에 향상시키는 이점이 있기 때문에, 많은 합금계로 행하여지고 있다. 그러나, 작금의 전자기기나 자동차에 사용되는 부품의 소형화에 수반하여, 구리합금은, 보다 고강도인 재료에 의해 작은 반경의 굽힘 가공을 실시하는 것처럼 되어 있어, 굽힘 가공성이 뛰어난 구리합금 판재가 강하게 요구되고 있다. 또한, 고강도, 높은 용수철성과 양호한 굽힘 가공성을 갖는 판재로도, 압연 평행방향과 압연 수직방향으로 특성차가 있는 것은 바람직하지 않고, 어느 방향으로도 양호한 특성을 나타내는 것이 중요하다. 특히, 초소형 단자로서 이용될 때, 좁은 폭으로 핀형에 미세한 가공이 실시되어, 여기에서도 어느 방향으로도 양호한 특성을 나타내는 것이 중요하다. 종래의 Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, 높은 강도를 얻기 위해서는, 압연율을 높여 큰 가공 경화를 얻고 있었지만, 이 방법은 먼저 서술한 바와 같이 굽힘 가공성을 열화시켜 버려, 고강도와 양호한 굽힘 가공성을 양립시키는 것이 곤란하였다.
이 굽힘 가공성 향상의 요구에 대해서, 결정방위(結晶方位)의 제어에 의해서 해결하는 제안이 몇 가지 이루어지고 있다. 예를 들면, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서 이하와 같은 제안이 이루어지고 있다. 특허문헌 1에는, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, 결정립(結晶粒)지름과 {311}, {220}, {200}면으로부터의 X선회절 강도 I가 어느 조건을 충족시키는 결정방위의 경우에, 굽힘 가공성이 뛰어난 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, {200}면 및 {220}면으로부터의 X선회절 강도가 어느 조건을 만족하는 결정방위의 경우에, 굽힘 가공성이 뛰어난 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, 큐브(cube) 방위 {001}<100>의 비율을 50% 이하로 제어하는 것에 의해서 굽힘 가공성이 뛰어난 것이 개시되어 있다. 특허문헌 4에는, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, 강한 냉간가공으로 변형된 상태에 있는 결정 조직을 재결정시켜, 이방성(異方性)이 작은 결정 조직으로 바꾸는 것과 함께, 신율을 향상시키는 것에 의해서 굽힘 가공성이 양호해지는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 5에는, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, 결정립지름과, 큐브 방위 {001}<100>의 비율을 20∼60%로 제어하는 것에 의해서 강도 이방성이 작고 굽힘 가공성이 뛰어난 것이 개시되어 있다. 특허문헌 6에는, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, 결정립지름과, 큐브 방위 {001}<100>의 비율을 5∼50%로 제어하는 것에 의해서 기계강도, 도전율이나 굽힘 가공성을 손상시키는 일 없이 피로 특성을 향상시키는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 발명에 있어서는, 특정면으로부터의 X선회절에 의한 결정방위의 해석은, 어떤 넓이를 가진 결정방위의 분포중의 극히 일부의 특정의 면에 관한 것이다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 발명에 있어서는, 결정방위의 제어는 용체화 열처리 후의 압연 가공률의 저감에 의해서 행하고 있다. 또한, 큐브 방위 결정립의 면적, 분산성은 기재되지 않고, 굽힘 가공성, 강도의 이방성에 대해서는 개시되어 있지 않다. 특허문헌 4에 기재된 발명에 있어서는, 강한 냉간압연으로 변형된 상태에 있는 결정 조직을 재결정시켜, 이방성이 작은 결정 조직을 실현하고, 신율의 향상에 의해 양호한 굽힘 가공성을 실현하고 있지만, 결정방위 제어에 의한 특성 개선은 행하지 않았다. 특허문헌 5에 기재된 발명에 있어서는, 용체화 처리 전의 냉간압연에 있어서의 압하율, 용체화 처리에서의 승온속도 등의 공정을 조정함으로써, 큐브 방위를 집적시켜, 강도와 굽힘 가공성에 있어서의 이방성을 저감시키고 있다. 그러나, 특허문헌 5에서는, 용체화 처리에서의 승온속도가 늦기 때문에 그 승온시간이 길고, 그 결과, 큐브 방위 결정립이 조대(粗大)하고, 또한 큐브 방위 결정립의 등분산성이 뒤떨어지고 있어, 강도의 이방성도 크다. 또한, 특허문헌 6에 기재된 발명에 있어서는, 용체화 처리 전의 냉간압연을 85∼99.8%로 높은 압하율로 행하여, 그 후의 용체화 처리에서의 가열 온도와 유지 시간을 조정함으로써, 큐브 방위를 집적시켜, 피로 특성을 향상시키고 있다. 그러나, 특허문헌 6에서는, 용체화 처리의 결과 얻을 수 있는 큐브 방위 결정립이 조대하고, 또한 큐브 방위 결정립의 등분산성이 뒤떨어지고 있어, 강도의 이방성도 크다.
또한, 전기·전자기기 용도에 사용되는 구리합금 재료에 요구되는 특성 항목의 하나로서, 영률(세로 탄성 계수)이 낮은 것이 구해지고 있다. 최근 커넥터 등의 전자 부품의 소형화의 진행에 수반하여, 단자의 치수 정밀도나 프레스 가공의 공차가 어려워지고 있다. 재료의 영률을 저감함으로써, 컨택트 접압(接壓)에 미치는 치수 변동의 영향을 저감할 수 있기 때문에, 설계가 용이해진다. 영률의 측정에는, 인장 시험에 의한 응력-변형 선도의 탄성 영역의 경사로부터 산출하는 방법, 들보(외팔보)를 휘어지게 했을 때의 응력-변형 선도의 탄성 영역의 경사로부터 산출하는 방법의 2개의 방법이 있다.
일본공개특허공보 2006-009137호 일본공개특허공보 2008-013836호 일본공개특허공보 2006-283059호 일본공개특허공보 2005-350695호 일본공개특허공보 2011-162848호 일본공개특허공보 2011-012321호
상기와 같은 종래 기술의 문제점에 감안하여, 본 발명은, 굽힘 가공성이 뛰어나고, 우수한 강도를 갖고, 각 특성의 압연 평행방향과 압연 수직방향과의 이방성이 적은, 전기·전자기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차내 설치용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치 등에 적합한 구리합금 판재를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 상기 구리합금 판재를 얻는데 적합한 제조방법을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.
본 발명자들은, 전기·전자 부품 용도에 적절한 구리합금에 대해서 예의 연구를 행하여, Cu-Ni-Si계의 구리합금 판재에 있어서, 굽힘 가공성, 강도, 도전성을 크게 향상시키기 위해서, 큐브 방위의 집적 비율과 굽힘 가공성에 대해서 상관이 있는 것을 발견하였다. 또한, 그 결정방위 및 특성을 갖는 구리합금 판재에 있어서, 강도를 더 향상시키는 기능이 있는 합금 조성을 발견하고, 그것에 더하여, 본 합금계에 있어서 도전율이나 굽힘 가공성을 손상시키는 일 없이, 강도를 향상시키는 기능이 있는 원소를 첨가한 구리합금 판재를 발견하였다. 또한, 상기와 같은 결정방위를 실현하기 위해서, 큐브 방위의 집적 비율과 굽힘 가공성에 대해서 상관이 있는 것에 기초하여, 특정한 공정을 가져서 이루어지는 제조방법을 발견하였다. 본 발명은, 이들의 지견에 근거한 검토의 결과, 이루어지기에 이른 것이다.
즉, 본 발명에 의하면, 이하의 수단이 제공된다.
(1) Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖고,
전자후방산란회절법(電子後方散亂回折法)에 의한 결정방위 해석에 있어서, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 면적률이 5% 이상 50% 이하이며, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립이 60㎛ 사방내(四方內)에 40개 이상 100개 이하로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.
(2) Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하, Sn, Zn, Ag, Mn, B, P, Mg, Cr, Zr, Fe 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개를 합계로 0.005질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖고,
전자후방산란회절법에 의한 결정방위 해석에 있어서, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 면적률이 5% 이상 50% 이하이며, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립이 60㎛ 사방내에 40개 이상 100개 이하로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.
(3) 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 평균결정립면적이 1.8㎛2 이상 45.0㎛2 이하인 (1) 또는 (2) 항에 기재된 구리합금 판재.
(4) 모재(母材)의 결정립의 평균결정립면적이 50㎛2 이하인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중의 어느 한 항에 기재된 구리합금 판재.
(5) 압연 평행방향의 굴곡 계수와 압연 수직방향의 굴곡 계수의 차가 절대치로 10GPa 이하, 압연 평행방향의 내력과 압연 수직방향의 내력의 차가 절대치로 10MPa 이하인, (1) 내지 (4) 중의 어느 한 항에 기재된 구리합금 판재.
(6) 구리합금 소재를 주조하여 얻은 주괴에 균질화 열처리와 열간압연을 실시하고, 냉간압연에 의해서 박판으로 더 성형한 후, 상기 박판중의 용질 원자를 재고용(再固溶)시키는 중간 용체화 열처리를 실시하는 구리합금 판재의 제조방법으로서,
상기 구리합금 소재는, 상기 (1) 또는 (2) 항에 기재된 구리합금 판재의 합금 조성을 가지고 이루어지며,
상기 균질화 열처리를 800℃ 이상 1020℃ 이하에서 3분간 내지 10시간동안 행하고,
상기 냉간압연을 압연율 80% 이상 99.8% 이하에서 행한 후에
재결정 온도 미만인 400℃ 이상 700℃ 이하의 온도에서 5초간 내지 20시간의 중간소둔을 행하고,
100℃ 이상 400℃ 이하로 가열한 후에 그 온도하에서 압연율이 5% 이상 50% 이하의 중간온간 압연을 행한 후,
상기 중간 용체화 열처리를 600℃ 이상 1000℃ 이하에서 5초간 내지 1시간동안 행하고,
400℃ 이상 700℃ 이하에서 5분간 내지 10시간의 시효 석출 열처리를 행하는 각 공정을 이 순서에 포함해서 이루어지는 구리합금 판재의 제조방법.
본 발명의 구리합금 판재에 의하면, 굽힘 가공성이 뛰어나고, 우수한 강도를 나타내어, 각 특성의 압연 평행방향과 압연 수직방향의 이방성이 적은 구리합금 판재를 제공할 수 있다. 따라서, 전기·전자기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차내 설치용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치 등에 특별히 적합한 성질을 갖는 구리합금 판재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하면, 상기 구리합금 판재를 적합하게 제조할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 적절히 첨부된 도면을 참조하여, 하기의 기재로부터 보다 분명해질 것이다.
도 1은, 이웃하는 4블록을 1군으로서 적어도 4군 이상의 경우의 등분산성을 설명한 도면이다.
본 발명의 구리합금 판재가 바람직한 일실시형태에 대해 설명한다. 한편, 본 발명에 있어서의 '판재(板材)'에는, '조재(條材)'도 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 구리합금 판재는, Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 가진다. 바람직하게는 Ni를 3.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.5질량% 이상 2.0질량% 이하로 한다. 특히 바람직하게는 Ni를 4.0질량% 이상, Si를 1.0질량% 이상으로 한다.
또한, 전자후방산란회절법에 의한 결정방위 해석에 있어서, 큐브 방위 {001}<100>의 면적률(이하, 큐브 방위 면적률이라고 하기도 한다.)은, 5% 이상 50% 이하이고, 바람직하게는 10% 이상 45% 이하이고, 보다 바람직하게는 15% 이상 40% 이하이고, 특히 바람직하게는 20% 이상 35% 이하이다.
또는 구리합금 판재는, Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하 함유하고, Sn, Zn, Ag, Mn, B, P, Mg, Cr, Zr, Fe 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개를 합계로 0.005질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하는 것으로 해도 좋다. Sn, Zn, Ag, Mn, B, P, Mg, Cr, Zr, Fe 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 합계는, 바람직하게는 0.01질량% 이상 0.9질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.03질량% 이상 0.8질량% 이하이고, 특히 바람직하게는 0.05질량% 이상 0.5질량% 이하이다. 이 경우도, Ni 및 Si의 바람직한 함유량, 특히 바람직한 함유량과, 큐브 방위 면적률의 바람직한 범위, 특히 바람직한 범위는 상술한 범위와 같다.
또한 상기 각 구리합금 판재에 있어서, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 평균결정립면적은, 바람직하게는 1.8㎛2 이상 45.0㎛2 이하이고, 보다 바람직하게는 3.8㎛2 이상 36.0㎛2 이하이다. 더 바람직하게는 6.0㎛2 이상 28.8㎛2 이하, 특히 바람직하게는 10.0㎛2 이상 25.0㎛2 이하이다.
본 명세서에서, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 평균결정립면적을 생략하고, 큐브 방위 면적률 또는 큐브 방위 {001}<100>의 면적률 등이라고 하기도 한다. 또한, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립을 생략하고, 큐브 방위 결정립 또는 큐브 방위 {001}<100>의 결정립 등이라고 하기도 한다.
큐브 방위의 결정립을 포함한 모재의 평균결정립면적은 바람직하게는 40㎛2 이하, 더 바람직하게는 5∼30㎛2이다. 판재 평면의 300×300㎛의 범위에서의 EBSD 측정 결과로부터 결정립 면적의 평균치를 산출하여, 평균결정립면적으로 하였다.
또한, 전자후방산란회절법에 의한 결정방위 해석에 있어서, 60㎛ 사방내에 큐브 방위 {001}<100>의 결정립이 40개 이상 100개 이하 분포되어 등분산성을 갖고 있다. 그 큐브 방위 {001}<100>의 결정립은, 60㎛ 사방내에, 바람직하게는 45개 이상 95개 이하 분포되어 등분산성을 갖고, 특히 바람직하게는 50개 이상 90개 이하 분포되어 등분산성을 갖고 있다.
또한 게다가, 압연 평행방향과 압연 수직방향의 굽힘 가공성으로서, 폭 1㎜ 이하의 좁은 폭의 굽힘 가공에서의 180˚ U 밀착 굽힘으로, 굽힘 가공 표면에 크랙이 생기지 않는 것이 바람직하다.
게다가 또한, 압연 평행방향(//)의 굴곡 계수와 압연 수직방향(⊥)의 굴곡 계수의 차이는, 절대치로, 바람직하게는 10GPa 이하이고, 보다 바람직하게는 8GPa 이하이고, 특히 바람직하게는 5GPa 이하이다. 압연 평행방향의 내력과 압연 수직방향의 내력의 차는, 절대치로, 바람직하게는 10MPa 이하이고, 보다 바람직하게는 8MPa 이하이고, 특히 바람직하게는 5 MPa 이하이다. 이들의 차는, 모두 작으면 작을수록, 등방성이 보다 높은 것을 의미하므로 바람직하다. 이상적으로는, 이들의 차이는 모두 0(제로)으로서, 즉, 압연 평행방향과 압연 수직방향의 값이 동일하다고 하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 구리합금 판재는, 큐브 방위 {001}<100>의 면적률 및 그 평균결정립면적과, 더 바람직하게는 모재의 평균결정립면적이, 모두 상기 범위내에 있을 때, 180˚ U 밀착 굽힘으로 굽힘부의 정점에 크랙을 발생하지 않고 양호한 굽힘 특성을 얻을 수 있어, 굴곡 이방성 및 내력 이방성이 작아진다. 한편, 상기 면적률이 너무 작은 경우 또는 평균결정립면적이 너무 큰 경우, 혹은 모재의 평균결정립면적이 너무 큰 경우에는, 굽힘부의 정점에 크랙을 발생하기 쉬워져 양호한 굽힘 특성을 얻지 못하고, 굴곡 이방성 및 내력 이방성이 커진다.
본 발명의 구리합금 판재는, Ni를 1.0질량%∼5.0질량%, Si를 0.1질량%∼2.0질량% 함유한다. 이것에 의해서, Ni-Si계 화합물(Ni2Si상)이 Cu 매트릭스중에 석출되어 강도 및 도전성이 향상된다. 한편, Ni의 함유량이 너무 적으면 강도를 얻지 못하고, 너무 많으면 주조시나 열간가공시에 강도 향상에 기여하지 않는 석출이 발생하여, 첨가량에 알맞는 강도를 얻지 못하고, 열간가공성 및 굽힘 가공성이 더 저하한다. 또한 Si는 Ni와 Ni2Si상을 형성하기 때문에, Ni량이 정해지면 Si 첨가량이 정해지지만, Si량이 너무 적으면 강도를 얻지 못하고, Si량이 너무 많으면 Ni량이 많은 경우와 같은 문제가 생긴다. 따라서, Ni 및 Si의 첨가량은 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 큐브 방위 {001}<100>의 면적률에 대해서 설명한다.
구리합금 판재의 굽힘 가공성을 개선하기 위해서, 본 발명자들은 굽힘 가공부에 발생하는 크랙의 발생 원인에 대해 조사하였다. 그 결과, 소성(塑性)변형이 국소적으로 발달하여 전단 변형대를 형성하고, 국소적인 가공 경화에 의해서 마이크로 보이드의 생성과 연결이 일어나, 성형 한계에 이르는 것이 원인인 것을 확인하였다. 그 대책으로서 굽힘 변형에 있어서 가공 경화가 일어나기 어려운 결정방위의 비율을 높이는 것이 유효한 것을 발견하였다. 즉, 상술한 바와 같이, 큐브 방위 {001}<100>의 면적률이 5% 이상 50% 이하인 경우에, 양호한 굽힘 가공성을 나타내는 것을 발견하였다.
큐브 방위 {001}<100>의 면적률이 상기 범위내의 경우는, 상술한 작용 효과가 충분히 발휘된다. 또한, 상기 범위내인 것에 의해, 재결정 처리 후의 냉간압연 가공을 낮은 압연율로 행하지 않아도, 강도가 현저하게 저하되는 일이 없기 때문에 바람직하다. 즉, 재결정 처리 후의 냉간압연 가공을, 강도를 현저하게 저하시키는 일 없이 높은 압연율로 행할 수 있다. 한편, 큐브 방위 {001}<100>의 면적률이 너무 낮은 경우, 굽힘 가공성이 열화되고, 반대로 큐브 방위 {001}<100>의 면적률이 너무 높은 경우에는 강도가 저하된다. 따라서 상기의 관점으로부터, 큐브 방위 {001}<100>의 면적률은 5% 이상 50% 이하로 하지만, 이 바람직한 범위는 10% 이상 45% 이하이고, 보다 바람직한 범위는 15% 이상 40% 이하이고, 특히 바람직한 범위는 20% 이상 35% 이하이다.
다음으로, 상기 범위의 큐브 방위의 다른 방위에 대해 설명한다. 본 발명의 구리합금 판재에 있어서는, S 방위 {321}<436>, copper 방위 {121}<1-11>, D 방위 {4114}<11-811>, brass 방위 {110}<1-12>, Goss 방위 {110}<001>, RDW 방위 {102}<010> 등이 발생한다. 이들의 방위 성분은, 관측되는 전방위의 면적에 대해서 큐브 방위 면적률이 상기의 범위에 있으면, 허용된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서의 상기 결정방위의 해석에는, 전자후방산란회절(이하 EBSD라고 기술한다.) 법이 이용된다. 'EBSD 법'이란, Electron Back Scatter Diffraction의 약칭으로서, 주사전자현미경(SEM)내에서 시료 표면의 1점에 전자선을 조사(照射)했을 때에 생기는 반사 전자 회절 형태(EBSP: electron back-scattering pattern)를 이용하여 국소 영역의 결정방위나 결정 구조를 해석하는 결정방위 해석기술이다.
결정립을 200개 이상 포함한 1㎜ 사방의 시료 면적에 대해, 0.1㎛ 스텝으로 스캔하여 결정방위를 해석하였다. 시료의 결정립의 크기로부터 측정 면적은 300㎛×300㎛로 하였다. 각 방위의 면적률은, 큐브 방위 {001}<100>의 이상방위(理想方位)로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 면적의 전체 측정면적에 대한 비율이다. EBSD법에 의한 방위 해석에서 얻을 수 있는 정보는, 전자선이 시료에 침입하는 수십 ㎚의 깊이까지의 방위정보를 포함하고 있지만, 측정하고 있는 넓이에 대해서 충분히 작기 때문에, 본 명세서중에서는 면적률로서 기재하였다. 또한, 방위 분포는 판두께 방향으로 변화하고 있기 때문에, EBSD법에 의한 방위 해석은 판두께 방향으로 몇 점인지를 임의로 취하여 평균을 취하는 것이 바람직하다. 본원에서는 특별히 언급이 없는 한, 어느 결정방위를 갖는 결정면의 면적률은 이와 같이 하여 측정한 것을 부르기로 한다.
다음으로, 큐브 방위 {001}<100>의 결정립의 등분산성에 대해 설명한다.
큐브 방위 결정립의 분산성을 조사하기 위해, EBSD법에 의한 결정방위 해석으로 300㎛×300㎛의 범위를 0.1㎛ 스텝으로 스캔하여, 이 중 60㎛ 사방을 1블록으로 하여, 합계 25블록의 해석을 행하였다. 1블록당의 큐브 방위 결정립의 면적률, 개수, 평균결정립면적, 큐브 방위립을 포함한 모재의 평균결정립면적을 확인하여, 분산성을 조사하였다. 1블록당, 상술한 바와 같이 큐브 방위 면적률이 5% 이상 50% 이하, 큐브 방위 결정립의 개수가 40개 이상 100개 이하, 및 큐브 방위 결정립 1개당의 평균결정립면적이 1.8㎛2 이상 45.0㎛2 이하, 나아가서는 큐브 방위립을 포함한 모재의 평균결정립면적 50㎛2 이하인 경우를, 본 발명에 있어서의 1시야(300㎛×300㎛)당의 큐브 방위 결정립의 등분산성으로서 정량화하였다. 등분산성은, 1블록의 면적(60㎛×60㎛=3600㎛2)에 그 블록의 큐브 방위 면적률을 곱하여 1블록당의 큐브 방위 결정립의 총면적을 구하고, 그 총면적의 값을 1블록내의 큐브 방위 결정립의 개수로 나누어, 1블록에 있어서의 큐브 방위 결정립 1개당의 평균 면적을 구하는 것에 의해 계산된다. 그 구한 값이, 평균결정립면적이다. 여기서 말하는 '등분산성'이란, 1블록당의 큐브 방위 결정립의 평균결정립면적과 개수를 규정하고, 여기서 큐브 방위 결정립의 분포 상태가 만일 치우쳐 있어도, 25블록이 집적한 300×300㎛의 전체로 보았을 때에 등분산성을 확인할 수 있다. 예를 들면, 초소형 커넥터의 좁은 폭 핀(0.25㎜=250㎛)의 굽힘 가공부가 250×250㎛가 되면, 큐브 방위군은 적어도 4 이상의 블록으로 포함되게 되어, 등분산성이 있다고 할 수 있다. 만일, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이웃이 되는 4블록의 모서리에 큐브 방위가 집적되어 있어도, 분산성은 동일하고, 압연 평행, 수직방향의 이방성이 작다. 여기서의 등분산성(이웃이 되는 4블록을 1군으로서 적어도 4군 이상인 경우)은, 더 바람직하게는, 1블록의 면적을 보다 작게 설정하는 것도 규정할 수 있다. 예를 들면, 1블록의 면적을 30㎛ 사방으로 하여, 이 1블록내에 10∼25개의 큐브 방위 {001}<100>의 결정립이 존재하고, 큐브 방위 {001}<100>의 결정립 면적률이 5∼50%이며, 큐브 방위 {001}<100>의 결정립의 평균결정립면적이 1.8∼45.0㎛2인 것이 바람직하다. 이 경우, 모재의 결정립의 평균결정립면적은 바람직하게는 40㎛2 이하이다.
큐브 방위 결정립의 평균결정립면적이 너무 작은 경우에는, 용체화 열처리가 불충분하고, 미재결정 조직이 잔존하고 있어, 강도와 굽힘 가공성이 저하할 가능성이 있다. 한편, 큐브 방위 결정립의 평균 결정 면적이 너무 큰 경우에는, 굽힘 가공시에 큐브 방위 결정립 이외의 방위를 가진 결정립의 부분에서 균열(크랙)이 발생할 가능성이 높다. 또한, 굽히는 방향에 의해서 이방성이 생기는 경우가 있다. 따라서, 큐브 방위 결정립의 평균 결정 면적은 상술과 같은 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 큐브 방위 결정립은, 60㎛ 사방내에 40개 이상 100개 이하 분포되어 등분산성을 갖고 있기 때문에, 굽힘부의 정점에 크랙을 발생하지 않고 양호한 굽힘 특성을 얻을 수 있어, 굴곡 이방성 및 내력 이방성이 작아진다. 한편, 60㎛ 사방내에 분포하는 큐브 방위 결정립의 개수가 너무 적으면, 굽힘부의 정점에 크랙이 발생하여 양호한 굽힘 특성을 얻지 못하고, 굴곡 이방성 및 내력 이방성이 커진다. 한편, 상기 결정립의 개수가 너무 많은 경우, 굽힘 가공성, 굴곡 이방성, 내력 이방성이 뛰어나지만, 강도가 저하한다.
특히 상기 구리합금 판재로 이루어지는 초소형 커넥터용의 좁은 폭 핀(예를 들면 폭 0.25㎜)의 경우, 굽힘 가공성 개선에 유효한 큐브 방위 {001}<100>결정립의 면적률의 범위에서 그 면적률을 높여도, 큐브 방위 결정립의 평균결정립면적이 크고, 또한 큐브 방위 결정립의 분포가 불균일한 경우에는, 굽힘 가공시에 큐브 방위 결정립 이외의 방위를 가진 결정립의 부분에서 균열(크랙)이 발생할 가능성이 높다. 또한, 굽히는 방향에 의해서 이방성이 생기는 경우가 있다. 따라서, EBSD법에 의한 결정방위 해석에 있어서, 60㎛ 사방내에 큐브 방위 결정립이 40개 이상 100개 이하 분포되어, 등분산성을 갖고 있는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 구리합금 판재에서는, 큐브 방위 결정립의 평균결정립면적, 분산성을 제어한다. 구체적으로는, 재결정 용체화 열처리전의 중간온간 압연으로, 재결정되지 않는 온도까지 가열하고, 그 온도하에서 압연율 5% 이상의 압연을 실시하는 것에 의해서, 압연재 전체에서 변형의 도입과 개방을 적당한 상태로 제어하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 큐브 방위의 등분산성을 실현할 수 있다. 또한, 동시에 각 결정방위의 평균결정립면적도 제어 가능하다. 이 분산성을 제어하는 것에 의해, 좁은 폭 핀의 굽힘 가공성을 높여 굴곡 이방성 및 내력 이방성 등의 강도의 이방성을 저감하고 있다.
다음으로 본 발명의 구리합금 판재에 첨가되는 부첨가 원소에 대해 설명한다.
상술한 것처럼, 본 발명의 구리합금 판재는, 바람직한 하나의 형태에서는, Ni 및 Si의 주첨가 원소에 더하여, 부첨가 원소로서 Sn, Zn, Ag, Mn, B, P, Mg, Cr, Zr, Fe 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 원소를 포함해도 좋고, 그 함유량은 부첨가 원소의 합계로, 0.005질량% 이상 1.0질량% 이하이고, 바람직하게는 0.01질량% 이상 0.9질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.03질량% 이상 0.8질량% 이하이고, 특히 바람직하게는 0.05질량% 이상 0.5질량% 이하이다. 이들의 부첨가 원소는 총량으로 1.0질량% 이하이면 도전율을 저하시키는 변형이 생기기 어려워진다. 또한 상기 범위이면, 하기의 첨가 효과를 충분히 활용하고, 또한 도전율이 현저하게 저하하지 않는다. 특히 바람직한 범위내이면, 높은 첨가 효과와 높은 도전율을 얻을 수 있다. 한편, 부첨가 원소의 함유량이 너무 적은 경우에는, 첨가 효과가 충분히 발현하지 않게 된다. 다른 한편, 부첨가 원소의 함유량이 너무 많은 경우에는, 도전율이 낮아져 바람직하지 않다. 이하에, 각 부첨가 원소의 첨가 효과를 설명한다.
상기 부첨가 원소중에서, Mg, Sn, Zn은, 구리합금 판재의 내응력 완화 특성을 향상시킨다. 각각을 단독으로 첨가한 경우보다 함께 첨가한 경우에 상승(相乘)효과에 의해서 내응력 완화 특성이 더 향상된다. 또한, 땜납 취화(脆化)가 현저하게 개선되는 효과가 있다. 내응력 완화 특성은, 일본 전자 재료 공업회 표준 규격 EMAS-3003에 준하여, 150℃, 1000시간의 조건으로 측정한다. 외팔보(cantilever)법에 의해 내력의 80%의 초기 응력을 부하(負荷)하고, 150℃, 1000시간의 시험 후의 변위량을 내응력 완화 특성으로 한다.
상기 부첨가 원소중에서, Mn, Ag, B, P는, 구리합금 판재의 열간가공성을 향상시킴과 함께, 강도를 향상시킨다.
상기 부첨가 원소중에서, Cr, Zr, Fe, Hf는, 화합물이나 단체(單體)에서 모재에 미세하게 석출된다. 단체로서는, 바람직하게는 75㎚ 이상 450㎚ 이하로 석출되고, 보다 바람직하게는 90㎚ 이상 400㎚ 이하로 석출되고, 특히 바람직하게는 100㎚ 이상 350㎚ 이하로 석출되어, 석출 경화에 기여한다. 또한, 화합물로서 50㎚에서 500㎚의 크기로 석출된다. 어느 경우에도, 결정립의 성장을 억제하는 것에 의해서 결정립을 미세하게 하는 효과가 있어, 큐브 방위 {001}<100>의 결정립의 분산 상태가 좋아지는 것에 의해서, 굽힘 가공성을 양호하게 향상시킨다.
다음으로, 본 발명의 구리합금 판재의 굽힘 가공성에 대해서 설명한다.
굽힘 가공성은, 90˚W 굽힘 가공한 시험편을, 압축 시험기로 180˚ 밀착 굽힘 가공을 행하여, 그 굽힘부 정점에 균열(크랙)의 발생이 없는 것이 바람직하다.
이것을 환언하면, 본 발명의 구리합금 판재는, 압연 평행방향과 압연 수직방향의 굽힘 가공성으로서, 폭 1㎜ 이하의 좁은 폭의 굽힘 가공에서의 180˚ U 밀착 굽힘으로, 굽힘 가공 표면에 크랙이 생기지 않는 것이 바람직하다.
다음으로, 굴곡 계수의 이방성 및 내력의 이방성에 대해 설명한다.
압연 평행방향(//)의 굴곡 계수와 압연 수직방향(⊥)의 굴곡 계수의 차가 절대치로 10GPa 이하인 것이 바람직하고, 이 경우, 굴곡 계수의 이방성이 작다. 또한, 압연 평행방향의 내력과 압연 수직방향의 내력의 차가 절대치로 10MPa 이하인 것이 바람직하고, 이 경우, 내력의 이방성이 작다.
다음으로, 본 발명의 구리합금 판재의 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다.
본 발명의 구리합금 판재를 제조하기 위해서는, 구리합금 소재를 주조하여 얻은 주괴(鑄塊)에 열처리(균질화 처리)와 열간압연을 실시하고, 냉간압연에 의해서 박판으로 더 성형한 후, 상기 박판의 재결정 온도 미만에서의 중간소둔과 100℃ 이상 400℃ 이하로 가열한 후에 그 온도하에서 압연율이 5% 이상의 온간(溫間) 압연(이하, 중간온간 압연이라고 한다.)을 행하여, 그 후 박판중의 용질 원자를 재고용시키는 중간 용체화 열처리를 행한다고 하는 제조방법이다.
상기 구리합금 소재는, Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 1.0질량% 이하와, 필요에 따라, Sn, Zn, Ag, Mn, B, P, Mg, Cr, Zr, Fe 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개를 합계로 0.005질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖는 것이다.
여기서 말하는, 압연율이란, 압연전의 단면적으로부터 압연 후의 단면적을 뺀 값을 압연 전의 단면적으로 나누어 100을 곱하고 퍼센트로 나타낸 값이다. 즉, 하기 식으로 표시된다.
[압연율]={([압연전의 단면적]-[압연 후의 단면적])/[압연전의 단면적]}×100(%)
구체적으로는, 다음과 같은 제조방법을 바람직한 일례로서 들 수 있다.
상기 구리합금 소재를 주조[공정 1]해서 주괴를 얻는다. 이 주괴를 균질화 열처리[공정 2]하여, 열간압연[공정 3]한 후, 즉시 냉각(예를 들면, 수냉, 물담금질)[공정 4]한다. 다음으로 표면의 산화 피막을 제거하기 위해서 면삭(面削)[공정 5]을 행한다. 그 후, 냉간압연[공정 6]을 행하여, 압연율 80% 이상으로 압연하여 박판을 얻는다.
그리고 박판이 일부 재결정하는 정도의 온도인 400℃ 이상 700℃ 이하의 온도에서 5초간 내지 20시간의 중간소둔[공정 7]을 행하고 나서, 100℃ 이상 400℃ 이하로 가열한 후에 그 온도하에서 중간온간 압연[공정 8]으로서 5% 이상 50% 이하의 압연율의 중간온간 압연을 박판에 실시한다.
그 후, 용질 원자를 재고용시키는 중간 용체화 열처리[공정 9]를 행한다. 이 중간 용체화 열처리에 있어서의 박판의 재결정 집합 조직에 있어서 큐브 방위 면적률이 증가한다.
이 중간 용체화 열처리[공정 9] 후에는, 시효 석출 열처리[공정 10], 마무리 냉간압연[공정 11] 및, 조질소둔(調質燒鈍)[공정 12]을 이 순서로 실시한다.
한편, 종래의 석출형 구리합금의 제조방법은, 구리합금 소재를 주조[공정 1]해서 주괴를 얻고, 이것을 균질화 열처리[공정 2]하여, 열간압연[공정 3], 냉각(수냉)[공정 4], 면삭[공정 5], 냉간압연[공정 6]을 이 순서로 행하여 박판화 한다. 그리고 700℃ 이상 1000℃ 이하의 온도 범위에서 중간 용체화 열처리[공정 9]를 행하여 용질 원자를 재고용시킨 후에, 시효 석출 열처리[공정 10]와 마무리 냉간압연[공정 11] 및 필요에 따라 조질소둔[공정 12]에 의해서 필요한 강도를 만족시킨다고 하는 방법이다. 이 일련의 공정 중에서, 재료의 집합 조직은, 중간 용체화 열처리중에 일어나는 재결정에 의해서 대부분이 결정(決定)되고, 마무리 압연중에 일어나는 방위의 회전에 의해, 최종적으로 결정된다.
본 발명의 제조방법과 비교하여, 상기 중간소둔[공정 7]과 중간온간 압연[공정 8]의 2개의 공정은, 종래 행해지지 않았었다.
다음으로, 본 발명의 제조방법에 있어서의 각 공정의 조건을 보다 상세하게 설정한 실시형태에 대해서 설명한다.
주조[공정 1]에서는, 적어도 Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하 함유하고, Si를 0.1질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 다른 부첨가 원소에 대해서는 필요에 따라 적절히 함유하도록 원소를 배합하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 합금 소재를 고주파 용해로에 의해 용해하여, 이것을 0.1℃/초 이상 100℃/초 이하의 냉각속도로 냉각하여 주괴를 얻는다. 그리고, 이 주괴에 대해서 800℃ 이상 1020℃ 이하에서 3분간 내지 10시간의 균질화 열처리[공정 2]를 실시한다. 그 후, 열간압연[공정 3]을 행하고, 물담금질(냉각[공정 4]에 상당)을 더 행한다. 그리고, 면삭[공정 5]으로, 산화 피막을 제거한다. 그 후, 압연율 80%∼99.8%의 냉간압연[공정 6]을 실시하여 박판을 얻는다.
다음으로 400℃ 이상 700℃ 이하에서 5초간 내지 20시간의 중간소둔[공정 7]을 행하고, 또한, 100℃ 이상 400℃ 이하의 조건에서 가열 후에 그 온도하에서 압연율 5% 이상 50% 이하의 중간온간 압연[공정 8]을 행한다. 여기서, 온간 압연이란, 상기 100℃ 이상 400℃ 이하의 온도에서 압연하는 것을 말한다.
그 후, 600℃ 이상 1000℃ 이하에서 5초간 내지 1시간의 중간 용체화 열처리[공정 9]를 행한다. 그 후, 바람직하게는 질소나 아르곤 등의 불활성 가스 분위기중에서의 400℃ 이상 700℃ 이하에서 5분간 내지 10시간의 시효 석출 열처리[공정 10], 압연율이 3% 이상 25% 이하의 마무리의 냉간압연[공정 11], 200℃ 이상 600℃ 이하에서 5초간 이상 10시간 이하의 조질소둔[공정 12]을, 이 순서로 행하여 본 발명의 구리합금 판재를 얻는다.
본 발명의 제조방법에 있어서는, 얻을 수 있는 판재의 성질과 상태에 특별히 필요 없는 경우에는, 상기 면삭[공정 5], 마무리 냉간압연[공정 11], 조질소둔[공정 12]의 각 공정의 하나 이상을 생략하여 행하지 않아도 좋다.
본 실시형태에 있어서, 열간압연[공정 3]에서는, 700℃ 이상 재열(再熱)온도(1020℃) 이하의 온도역에서, 주조 조직이나 편석을 파괴하여 균일한 조직으로 하기 위한 가공과, 동적 재결정에 의한 결정립의 미세화를 위한 가공을 행한다.
중간소둔[공정 7]에서는 합금중의 조직을 전체면은 재결정시키지 않을 정도로 열처리를 행한다. 그 후, 재결정되지 않는 온도대인 바람직하게는 100℃ 이상 400℃ 이하, 보다 바람직하게는 120℃ 이상 380℃ 이하, 특히 바람직하게는 140℃ 이상 360℃ 이하까지 가열하고, 그 온도하에서, 바람직하게는 5% 이상 50% 이하, 보다 바람직하게는 7% 이상 45% 이하, 특히 바람직하게는 10% 이상 40% 이하의 압연율로 중간온간 압연[공정 8]을 실시하여, 가공 변형의 도입과 개방을 제어한다.
이 중간온간 압연[공정 8]에 있어서의 압연율이 너무 낮으면, 가공 변형이 작고, 다음 공정의 중간 용체화 열처리[공정 9]에서 결정립이 조대화되고, 굽힘 주름이 커져 특성이 뒤떨어진다. 한편, 중간온간 압연[공정 8]에 있어서의 압연율이 너무 높으면, 재결정 용체화 열처리[공정 9]로 성장하는 큐브 방위가 다른 방위로 회전하여, 큐브 방위 면적률이 저하한다. 또한, 중간온간 압연[공정 8]에 있어서의 가열 온도가 100℃보다 낮은 경우에는 가공 변형의 개방이 적어지고, 반대로 400℃보다 높은 경우에는 가공 변형의 개방이 진행됨과 함께 재결정이 진행되어 버려, 다음 공정의 중간 용체화 열처리[공정 9]에 있어서, 변형 유기(誘起) 입계 이동에서의 큐브 방위 결정립의 등분산성이 불충분해진다. 이 결과, 중간온간 압연[공정 8]에 있어서의 가열 온도가 너무 높거나 혹은 너무 낮은 어느 경우에도, 굽힘의 이방성으로서의 굴곡 이방성이나 강도의 이방성으로서의 내력 이방성이 생긴다.
중간 용체화 열처리[공정 9]에서는, 재결정 집합 조직에 있어서 큐브 방위 면적률이 증가한다. 여기서, 중간 용체화 열처리[공정 9] 전의 중간소둔[공정 7]의 열처리 온도를 상기 범위의 온도보다 높이면, 산화 피막이 형성되어 바람직하지 않다. 이 때문에, 이 중간소둔[공정 7]에서의 열처리 온도는 바람직하게는 400℃ 이상 700℃ 이하로 하였다. 특히, 일의적으로는 단정하기 어렵지만, 중간소둔[공정 7]에서 열처리 온도를 상기 온도 범위로 하는 것에 의해, 중간 용체화 열처리[공정 9]로 큐브 방위 면적률이 증가하는 경향이 있다.
중간 용체화 열처리[공정 9] 후에는, 시효 석출 열처리[공정 10], 마무리 냉간압연[공정 11], 조질소둔[공정 12]을 실시한다. 중간 용체화 열처리[공정 9]로 형성되는 재결정 집합 조직에 있어서 변형 유기 입계 이동에 의한 큐브 방위 면적률을 증가시키기 위해서는, 중간온간 압연[공정 8]으로 소정의 가공을 행하는 것이 유효하다. 한편, 중간온간 압연[공정 8]으로 결정방위를 일정 방향으로 제어해 둠으로써, 큐브 방위 결정립의 발달에 기여한다. 또한, 시효 석출 열처리[공정 10]를 행하는 것에 의해서, 첨가 원소를 고용체로부터 석출시킴으로써 석출 강화에 의해서 기계강도를 올릴 수 있다. 또한, 마무리 냉간압연[공정 11]을 행하는 것에 의해서, 판두께를 최종적으로 조정해도 좋다. 또한, 조질소둔[공정 12]을 행하는 것에 의해서, 판재의 조질을 최종적으로 조정해도 좋다.
또한, 냉간압연[공정 6]에 의해 가공 변형을 더 넣고, 중간소둔[공정 7]에서 400℃ 이상 700℃ 이하에서 5초간 내지 20시간의 열처리를 가하고, 중간온간 압연[공정 8]을 더 행함으로써, 중간 용체화 처리[공정 9]에서의 재결정 집합 조직에 있어서 큐브 방위 면적률이 현저하게 증가한다.
상기 중간소둔[공정 7]은, 완전하게는 재결정되어 있지 않고, 부분적으로 재결정되어 있는 아소둔(亞燒鈍) 조직을 얻는 것이 목적이다. 상기 중간온간 압연[공정 8]에서는, 가열 온도가 100℃ 이상 400℃ 이하, 압연율이 5% 이상의 압연에 의해서, 미시적으로 불균일한 변형의 도입과 개방을 진행시키는 것이 목적이다.
중간소둔[공정 7]과 중간온간 압연[공정 8]의 작용 효과에 의해서, 중간 용체화 처리[공정 9]에 있어서의 큐브 방위 결정립의 성장과 큐브 방위 결정립의 미세화와 등분산을 가능하게 한다. 중간온간 압연[공정 8]에서는, 압연에 의한 변형의 도입과, 가열에 의한 변형의 개방을 행하고 있지만, 이것들을 양쪽 모두 적정하게 제어함으로써, 중간 용체화 열처리[공정 9]의 변형 유기 입계 이동에서의 큐브 방위 결정립의 발달과, 큐브 방위 결정립의 미세화 및 등분산성을 높일 수 있다. 즉, 변형을 도입함으로써 큐브 방위 결정립을 발달시킬 수 있어, 변형을 개방함으로써 큐브 방위 결정립의 미세화 및 등분산성을 높일 수 있다. 종래의 통상의 방법에서는, 중간 용체화 처리[공정 9]와 같은 열처리는 다음 공정에서의 하중을 저감하기 위해서 재료를 재결정시키고 강도를 떨어뜨리는 것이 주목적이지만, 본 발명에서는 그 목적과는 완전히 다르다.
본 발명의 구리합금 판재의 판두께에는 특별히 제한은 없지만, 통상, 0.03∼0.50㎜이며, 바람직하게는, 0.05∼0.35㎜이다.
본 발명의 구리합금 판재는, 상술의 각 요건을 충족시킴으로써, 예를 들면 커넥터용 구리합금 판재에 요구되는 하기 특성을 만족해서 갖는 것이 바람직하다.
특성의 하나의 굽힘 가공성은, 180˚ 밀착 U 굽힘 시험에 있어서 굽힘 가공 표면부에 크랙이 없는 것이 바람직하다. 이 상세한 조건은 실시예에 기재된 대로 한다.
특성의 하나의 굴곡 계수는, 130GPa 이하인 것이 바람직하다. 이 상세한 조건은, 실시예에 기재된 대로 한다. 본 발명의 구리합금 판재가 나타내는 굴곡 계수의 하한치에는 특별히 제한은 없지만, 통상, 90GPa 이상이다.
특성의 하나의 내력은, 700MPa 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 750MPa 이상이다. 이 상세한 측정 조건은 실시예에 기재된 대로 한다. 본 발명의 구리합금 판재가 나타내는 내력의 상한치에는 특별히 제한은 없지만, 통상, 900MPa 이하이다.
특성의 하나의 도전율은, 5% IACS(International Annealed Copper Standard) 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 10% IACS 이상, 특히 바람직하게는 20% IACS 이상이다. 이 상세한 측정 조건은 실시예에 기재된 대로 한다. 본 발명의 구리합금 판재가 나타내는 도전율의 상한치에는 특별히 제한은 없지만, 통상, 50% IACS 이하이다.
실시예
이하에, 본 발명을 실시예에 기초하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1∼14 및 비교예 1∼4)
표 1에 나타낸 각각의 양의 Ni, Si, 부첨가 원소를 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피한 불순물로 이루어지는 합금을 고주파 용해로로 용해하고, 이것을 0.1℃/초부터 100℃/초의 냉각속도로 냉각하고 주조[공정 1]하여, 주괴를 얻었다.
이 주괴를 800℃ 이상 1020℃ 이하에서 3분에서 10시간의 균질화 열처리[공정 2]한 후, 700℃ 이상이고 또한 재열온도(1020℃) 이하에서 열간가공으로서의 열간압연[공정 3]을 행하고, 물담금질(냉각[공정 4]에 상당)을 더 행하여 열간압연판을 얻었다. 다음으로, 이 열간압연판의 표면의 면삭[공정 5]을 행하여 산화 피막을 제거하였다. 그 후, 압연율 80%부터 99.8%의 냉간압연[공정 6]을 행하여 박판을 얻었다.
다음으로 400℃ 이상 700℃ 이하에서 5초간 내지 20시간의 열처리에 의해 박판의 중간소둔[공정 7]을 행하고, 또한, 100℃ 이상 400℃ 이하로 가열 후에 그 온도하에서 5% 이상 50% 이하의 압연율로 압연하는 중간온간 압연[공정 8]을 행하였다.
그 후, 600℃ 이상 1000℃ 이하에서 5초간 내지 1시간의 중간 용체화 처리[공정 9]를 실시하였다. 다음으로, 불활성 가스 분위기중, 400℃ 이상 700℃ 이하에서 5분간 내지 1시간의 시효 석출 열처리[공정 10]를 행하고, 3%에서 25%의 압연율로 마무리의 냉간압연[공정 11], 200℃ 이상 600℃ 이하에서 5초간 이상 10시간 이하의 조질소둔[공정 12]을 행하여 구리합금 판재의 공시재(供試材)(실시예 1에서 14 및 비교예 1에서 4)를 제작하였다. 각 공시재의 최종 판두께는 0.08㎜로 하였다.
이들의 실시예 1에서 14 및 비교예 1에서 4의 각각의 조성 및 특성에 대해서는, 표 1 및 표 2에 나타내는 대로이다.
한편, 각 열처리나 압연 후에, 재료 표면의 산화나 조도(粗度)의 상태에 따라서 산세정이나 표면 연마를, 형상에 따라서 텐션 레벨러에 의한 교정을 행하였다. 또한, 열간가공[공정 3]에서의 가공 온도는, 압연기가 들어간 측과 나온 측에 설치한 방사 온도계에 의해 측정하였다.
각 공시재에 대해 하기의 특성 조사를 실시하였다.
(a) 큐브 방위 면적률
EBSD법에 의해, 0.09㎟(300㎛×300㎛)의 측정 면적을, 스캔 스텝이 0.1㎛의 조건으로 측정을 행하였다. 또한, 이 측정 면적에 있어서는, 60㎛×60㎛를 1블록으로 하고, 1시야에서 합계 25블록(5블록×5블록)의 측정을 할 수 있도록 하였다. 이 경우의 스캔 스텝은, 미세한 결정립을 측정하기 위해서 상기와 같이 0.1㎛스텝으로 하였다. 해석으로는, 300㎛×300㎛의 측정 면적에 있어서의 EBSD 측정 결과를, 상술의 25블록으로 분할하여, 각 블록의 큐브 방위 면적률, 평균결정립면적, 결정립의 개수, 큐브 방위립을 포함한 모재의 평균결정립면적을 확인하였다. 전자선은 주사형(走査型) 전자현미경의 텅스텐 필라멘트로부터의 열전자를 발생원으로 하였다.
(b) 180˚ 밀착 U 굽힘 시험
압연 방향으로 수직으로 폭 0.25㎜, 길이는 1.5㎜가 되도록 프레스에 의한 타발로 가공하였다. 이것에 굽힘의 축이 압연 방향으로 직각이 되도록 W 굽힌 것을 GW(Good Way), 압연 방향으로 평행이 되도록 W 굽힌 것을 BW(Bad Way)로 하여, 니혼신도우교카이(日本伸銅協會) 기술표준 JCBA―T307(2007)에 준거하여 90˚W 굽힘 가공 후, 압축 시험기로 안쪽 반경을 붙이지 않고 180˚ 밀착 굽힘 가공을 행하였다. 굽힘 가공 표면을 100배의 주사형 전자현미경으로 관찰하여, 크랙의 유무를 조사하였다. 크랙이 없는 것을 '○(양호)'로 표시하고, 크랙이 있는 것을 '×(열등)'으로 나타냈다. 여기서의 크랙의 사이즈는, 최대폭이 30㎛∼100㎛, 최대 깊이가 10㎛ 이상이다.
(c) 굴곡 계수
시험편은, 압연 방향으로 수직으로 폭이 0.25㎜, 압연 방향으로 평행하게 길이가 1.5㎜가 되도록 프레스에 의한 타발로 가공하였다. 외팔보로 시험편의 표리를 10회씩 측정하여, 그 평균치를 나타냈다.
굴곡 계수 E(GPa)는 하기 식(1)으로 표시된다.
E=4a/b×(L/t)3 (1)
여기서, a는 변위 f와 응력 w의 경사, b는 공시재의 폭, L은 고정단과 하중 점의 거리, t는 공시재의 판두께이다.
이 시험에서는, 굴곡의 압연 평행방향과 압연 수직방향의 이방성을 확인하였다.
(d) 내력[Y]
굴곡 계수의 측정에 있어서, 각 시험편의 탄성한계까지의 압입량(변위)으로부터 내력 Y(MPa)를 하기 식(2)으로부터 산출하였다.
Y={(3E/2)×t×(f/L)×1000}/L(2)
E는 굴곡 계수, t는 판두께, L은 고정단과 하중 점의 거리, f는 변위(압입 깊이)이다.
이 시험에서는, 내력의 압연 평행방향과 압연 수직방향의 이방성을 확인하였다.
(e) 도전율[EC]±0.5℃)로 유지된 항온조중에서 사단자법(四端子法)에 의해 비저항을 계측하여 도전율을 산출하였다. 한편, 단자간 거리는 100㎜로 하였다.
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 14, 비교예 1 내지 비교예 4에 대해서, 표 1에 나타내는 조성이 되도록, 주원료 Cu와 Ni, Si, 부첨가 원소를 배합하고, 용해, 주조하였다.
표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 14의 제조 조건으로, 중간온간 압연[공정 8]은, 100℃ 이상 400℃ 이하로 가열 후, 압연율을 5% 이상으로 하였다. 조직은, 실시예 1 내지 실시예 14의 큐브 방위 면적률이 5% 이상 50% 이하, 큐브 방위 결정립의 평균결정립면적이 1.8㎛2 이상 45.0㎛2 이하, 1블록(60㎛×60㎛)당의 큐브 방위 결정립의 개수가 40개 이상 100개 이하, 큐브 방위립을 포함한 모재의 평균결정립면적이 50㎛2 이하였다. 실시예 1 내지 실시예 14의 특성에서는, 180˚ U 밀착 굽힘, 굴곡 이방성, 내력 이방성이 모두 뛰어난 결과를 나타냈다.
비교예 1 내지 비교예 4에서는, 본 발명의 제조방법에 있어서의 규정을 충족시키지 않았기 때문에, 큐브 방위 면적률, 1블록당의 큐브 방위립의 개수를 충족시키지 않은 경우를 나타냈다.
[표 1]
Figure 112013081853227-pct00001
[표 2]
Figure 112013081853227-pct00002
표 1, 2에 나타내는 것처럼, 본 발명의 범위, 즉, Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하, 필요에 따라 Sn, Zn, Ag, Mn, B, P, Mg, Cr, Zr, Fe 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개를 합계로 0.005질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖고, 전자후방산란회절법에 의한 결정방위 해석에 있어서, 큐브 방위 {001}<100>의 면적률이 5% 이상 50% 이하이며, 이것들에 더하여 바람직하게는 큐브 방위를 갖는 결정립의 평균결정립면적이 1.8㎛2 이상 45.0㎛2 이하이며, 또한 모재의 결정립의 평균결정립면적이 50㎛2 이하인 것을 충족시키는 경우에는, 굽힘의 특성, 굴곡 계수의 특성, 내력의 특성의 모두 양호하였다. 휨의 특성에서는, 굽힘의 정부(頂部)에 균열이 발생하지 않았다. 또한 굴곡 계수의 특성에서는, 굴곡 계수 이방성이 10GPa 이내이며, 내력의 특성에서는 내력 이방성이 10MPa 이내이며, 모두 이방성이 작았다.
따라서, 본 발명의 구리합금 판재는, 전기·전자기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차내 설치용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치 등에 적합한 구리합금 판재로서 제공할 수 있다.
또한 표 2에 나타내는 바와 같이, 비교예의 시료에서는, 몇가지 특성이 뒤떨어지는 결과가 되었다.
즉, 비교예 1, 2, 4는, 큐브 방위 결정립의 평균결정립면적이 너무 컸기 때문에, BW의 굽힘의 특성 및 굴곡 계수 이방성, 내력 이방성이 뒤떨어졌다. 비교예 3은, 큐브 방위 면적률이 너무 작았기 때문에, 굽힘의 특성(GW, BW) 및 굴곡 이방성, 내력 이방성이 뒤떨어졌다.
한편, 도전율은 모두 30∼45% IACS를 나타냈다.
(종래예)
하기 표 3에 기재된 합금 조성(잔부는 구리(Cu))에 대해서, 중간소둔[공정 7]과 중간온간 압연[공정 8]에서의 가열을 행하지 않는 이외는, 상기 실시예 1과 같이 하여, 구리합금 판재를 제작하였다. 그 결과 얻어진 구리합금 판재의 공시재에 대해서, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 평가를 행하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112013081853227-pct00003
[표 4]
Figure 112013081853227-pct00004
표 3, 4로부터 분명하듯이, 본 발명에서 규정하는 합금 조성을 충족시키지 않고, 중간소둔[공정 7]을 행하지 않고, 그 후의 중간온간 압연[공정 8]에서의 가열을 행하지 않고 제작한 종래예 1, 2의 구리합금 판재는, 이들 2개의 공정 이외의 제조 조건( 각 공정과 조건)을 채용하고 있었다고 해도, 모두 큐브 방위의 평균결정립면적이 크고, 1블록당의 cube입자의 개수가 적고, 굴곡 계수와 내력의 이방성이 커져 있다.
또한, 본 발명에서 규정하는 합금 조성을 충족시키지만, 중간소둔[공정 7]을 행하지 않고, 그 후의 중간온간 압연[공정 8]에서의 가열을 행하지 않고 제작한 종래예 3의 구리합금 판재는, 이들 2개의 공정 이외의 제조 조건(각 공정과 조건)을 채용하고 있었다고 해도, 모두 큐브 방위의 평균결정립면적이 크고, 1블록당의 cube입자의 개수가 적고, 굽힘의 특성(BW)에 뒤떨어져, 굴곡 계수와 내력의 이방성이 커져 있다.
이것들과는 별도로, 종래의 제조 조건에 의해 제조한 구리합금 판재에 대해서, 본 발명에 관한 구리합금 판재와의 차이를 명확화하기 위해서, 그 종래의 제조 조건으로 구리합금 판재를 제작하여, 상기와 같은 특성 항목의 평가를 행하였다. 한편, 각 판재의 두께는 특별히 언급하지 않는 한 상기 실시예와 같은 두께가 되도록 가공률을 조정하였다.
(비교예 101)…일본공개특허공보 2011-162848호 본 발명예 1의 조건
3.2질량%의 Ni, 0.7 질량%의 Si, 1.0질량%의 Zn, 0.2 질량%의 Sn으로 이루어진 조성의 구리합금을 용융 제조하여, 주조하였다. 얻어진 주괴의 면삭을 행하고, 균질화 열처리 후에 종료 온도가 550∼850℃가 되도록 열간압연을 행하여, 수냉에 의한 급냉 후, 표층의 산화층을 기계 연마에 의해 제거(면삭)하였다. 이어서, 냉간압연으로 소정의 판두께까지 압연 후, 90% 이상의 가공률로 냉간압연을 더 행하여, 800∼900℃의 온도까지 0.1℃/s 이하의 승온속도로 가열하여 용체화 처리를 행하였다.
이어서, 500℃에서 시효 처리를 행하였다. 시효 처리 시간은, 구리합금의 조성에 따라서, 460℃의 온도에서의 시효에 딱딱함이 피크가 되는 시간으로 조정하였다. 한편, 이 시효 처리 시간에 대해서는, 본 발명예 1의 합금의 조성에 따라 최적인 시효 처리 시간을 예비 실험에 의해 구하였다.
이어서, 상기 시효 처리 후의 판재에 대해서, 40%의 압연율로 마무리 냉간압연을 더 실시하였다. 또한, 480℃에서 30초간의 저온소둔을 실시하였다. 한편, 필요에 따라서 도중에 연마, 면삭을 행하고, 판두께는 0.10㎜로 일치시켰다.
이것을 시료 c01로 하였다.
얻어진 시험체 c01은, 상기 본 발명에 관한 실시예와는 제조 조건으로 비교하고, 중간소둔[공정 7]을 행하지 않고, 용체화 열처리[공정 9] 전의 가열 온도하에서의 중간온간 압연[공정 8]도 실시되지 않았다. 또한, 용체화 열처리의 승온속도가 늦기 때문에, 도달 온도 부근에서는 입자 성장이 현저하게 되어, 결정립이 조대화되었다. 얻어진 조직은, 큐브 방위 결정립의 면적이 150㎛2 이상으로 커져 있었다. 또한, 굴곡 계수와 강도의 이방성도, 각각 10GPa보다 크고, 15MPa보다 커서, 본 발명에 있어서의 요구 특성을 충족시키지 않는 결과가 되었다.
(비교예 102)…일본공개특허공보 2011-12321호 실시예 1및 실시예 4의 조건
2.8질량%의 Ni, 0.9질량%의 Si로 이루어진 조성의 구리합금(해당 공보의 실시예 1), 및 2.8질량%의 Ni, 0.9질량%의 Si, 0.1질량%의 Zn, 0.1질량%의 Mg, 0.1질량%의 Sn으로 이루어진 조성의 구리합금(해당 공보의 실시예 4)의 각 합금을 코어리스로(coreless furnace)(고주파 유도 용해로)로 목탄 피복하에서 대기 용해하여, 4변이 구리 몰드로 둘러싸인 주형으로 주조하여, 두께 250㎜, 폭 620㎜, 길이 2500㎜의 주괴를 제작하였다.
다음으로 주형의 폭 155㎜ 위치와 두께 125㎜ 위치의 교점 위치에, φ3㎜의 지름의 SUS봉을 주형 상단부의 탕면(湯麵)보다 연직 방향으로 삽입하여, 미응고부의 깊이를 측정하였다. 얻어진 미응고부의 깊이로부터 주형 길이(구리 몰드 길이)를 줄인 값을, 주형 하단 깊이로부터 응고 종료 깊이까지의 거리로서 정의하였다.구체적으로는, 300㎜(해당 공보의 실시예 1) 및 260㎜(해당 공보의 실시예 4)였다. 이 거리가 250㎜ 이상이 되도록, 주조 속도를 50∼200㎜/분의 범위에서 조정하고, 주조를 행하여, 주괴를 얻었다.
얻어진 주괴보다 정상부(定常部)의 250×620×300㎜ 블록을 절단하고 꺼내어, 폭 620㎜의 중앙부에서 주조 방향과 평행 단면의 슬라이스(250×15×300㎜)를 채취하였다. 이것을 질산에 0.5∼1시간 담그고, 에칭되어 얻어진 매크로 조직으로부터 주상정(柱狀晶)의 [100]축의 방향을 얻었다. 주조 방향과 직교하는 면과 주상정의 [100]축의 방향이 교차하는 각도를 측정하였다. 구체적으로는, 13˚(해당 공보의 실시예 1) 및 11˚(해당 공보의 실시예 4)이었다.
또한 주괴를 균질화 처리 후, 500∼1000℃로 온도 조정하고, 전체 가공률로 60∼96%의 압연을 행하여, 그 후 얻어진 압연재를 직접 수냉하여 두께 약 10㎜의 코일로 하였다. 이 압연재의 표면을 밀링하여 산화 스케일을 제거하였다. 이 시점에서의 압연재의 큐브 방위의 비율은 5∼95%로 하였다. 그 후, 가공률 85∼99.8%의 냉간압연, 700∼1020℃에서 5초∼1시간의 용체화 열처리, 가공률 1∼60%의 마무리 냉간압연, 200∼600℃에서 5초∼10시간의 조질소둔을 기재된 순서로 실시하여, 두께 0.15㎜의 공시재를 얻었다.
이것들을 각각 시료 d01(해당 공보의 실시예 1) 및 d02(해당 공보의 실시예 4)로 하였다.
얻어진 시험체 d01 및 d02는, 상기 본 발명에 관한 실시예와는 제조 조건으로 비교하여, 중간소둔[공정 7]을 행하지 않고, 용체화 열처리[공정 9] 전의 가열 온도하에서의 중간온간 압연[공정 8]도 실시되지 않았다. 얻어진 조직은, 큐브 방위 결정립의 면적률은 각각 시료 d01(해당 공보의 실시예 1)에서 35% 및 시료 d02(해당 공보의 실시예 4)로 7%였지만, 입자 성장이 현저해져서, 큐브 방위의 결정립을 포함한 모재의 평균결정립면적은 각각 시료 d01(해당 공보의 실시예 1)에서 254㎛2 및 시료 d02(해당 공보의 실시예 4)에서는 201㎛2로 조대한 것이었다. 또한, 굴곡 계수와 강도의 이방성도, 각각 10GPa보다 크고, 15 MPa보다 커서, 본 발명에 있어서의 요구 특성을 충족시키지 않는 결과가 되었다.
본 발명을 그 실시형태와 함께 설명했지만, 우리는 특별히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 자세한 부분으로 한정하려고 하는 것이 아니라, 첨부된 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일 없이 폭넓게 해석되는 것이 당연하다고 생각한다.
본원은, 2011년 5월 2일에 일본에서 특허출원된 일본특허출원 2011-102996에 기초하는 우선권을 주장하는 것이고, 이것은 여기에 참조하여 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 수록한다.

Claims (6)

  1. Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖고,
    전자후방산란회절법(電子後方散亂回折法)에 의한 결정방위 해석에 있어서, 큐브(cube) 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 면적률이 5% 이상 50% 이하이며, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립이 60㎛ 사방내(四方內)에 40개 이상 100개 이하로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.
  2. Ni를 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하, Si를 0.1질량% 이상 2.0질량% 이하, Sn, Zn, Ag, Mn, B, P, Mg, Cr, Zr, Fe 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개를 합계로 0.005질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 갖고,
    전자후방산란회절법에 의한 결정방위 해석에 있어서, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 면적률이 5% 이상 50% 이하이며, 큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립이 60㎛ 사방내에 40개 이상 100개 이하로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    큐브 방위 {001}<100>으로부터의 어긋남이 15° 이내인 방위를 갖는 결정립의 평균결정립면적이 1.8㎛2 이상 45.0㎛2 이하인 구리합금 판재.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    모재의 결정립의 평균결정립면적이 50㎛2 이하인 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    압연 평행방향의 굴곡 계수와 압연 수직방향의 굴곡 계수의 차가 절대치로 10GPa 이하, 압연 평행방향의 내력(耐力)과 압연 수직방향의 내력의 차가 절대치로 10MPa 이하인, 구리합금 판재.
  6. 구리합금 소재를 주조하여 얻은 주괴에 균질화 열처리와 열간압연을 실시하고, 냉간압연에 의해서 박판에 더 성형한 후, 상기 박판중의 용질 원자를 재고용(再固溶)시키는 중간 용체화 열처리를 실시하는 구리합금 판재의 제조방법으로서,
    상기 구리합금 소재는, 상기 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 구리합금 판재의 합금 조성을 가지고 이루어지며,
    상기 균질화 열처리를 800℃ 이상 1020℃ 이하에서 3분간 내지 10시간동안 행하고,
    상기 냉간압연을 압연율 80% 이상 99.8% 이하에서 행한 후에
    재결정 온도 미만인 400℃ 이상 700℃ 이하의 온도에서 5초간 내지 20시간의 중간소둔을 행하고,
    100℃ 이상 400℃ 이하로 가열한 후에 그 온도하에서 압연율이 5% 이상 50% 이하의 중간온간 압연을 행한 후,
    상기 중간 용체화 열처리를 600℃ 이상 1000℃ 이하에서 5초간 내지 1시간동안 행하고,
    400℃ 이상 700℃ 이하에서 5분간 내지 10시간의 시효 석출 열처리를 행하는 각 공정을 이 순서대로 포함하여 이루어지는 구리합금 판재의 제조방법.

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6085536B2 (ja) * 2013-08-05 2017-02-22 株式会社Shカッパープロダクツ 銅条、めっき付銅条、リードフレーム及びledモジュール
KR102346254B1 (ko) * 2013-12-27 2022-01-03 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 구리합금판재, 커넥터, 및 구리합금판재의 제조방법
JP6696769B2 (ja) 2013-12-27 2020-05-20 古河電気工業株式会社 銅合金板材及びコネクタ
WO2015146981A1 (ja) 2014-03-25 2015-10-01 古河電気工業株式会社 銅合金板材、コネクタ、および銅合金板材の製造方法
KR101935987B1 (ko) * 2014-05-30 2019-01-07 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 구리합금 판재, 구리합금 판재로 이루어지는 커넥터, 및 구리합금 판재의 제조방법
CN105088009A (zh) * 2015-07-26 2015-11-25 邢桂生 一种铜合金框架带材及其制备方法
CN105088008A (zh) * 2015-07-26 2015-11-25 邢桂生 一种微合金化铜合金框架带材及其制备方法
CN113215439A (zh) * 2021-04-16 2021-08-06 安徽绿能技术研究院有限公司 一种高强度铜合金板材及其生产工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4875768B2 (ja) * 2008-06-03 2012-02-15 古河電気工業株式会社 銅合金板材およびその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4809602B2 (ja) 2004-05-27 2011-11-09 古河電気工業株式会社 銅合金
JP3856018B2 (ja) * 2004-06-03 2006-12-13 日立電線株式会社 高強度・高導電性銅合金の製造方法
JP3888366B2 (ja) 2004-06-08 2007-02-28 日立電線株式会社 銅合金の製造方法
JP4660735B2 (ja) * 2004-07-01 2011-03-30 Dowaメタルテック株式会社 銅基合金板材の製造方法
JP4584692B2 (ja) * 2004-11-30 2010-11-24 株式会社神戸製鋼所 曲げ加工性に優れた高強度銅合金板およびその製造方法
JP4566048B2 (ja) 2005-03-31 2010-10-20 株式会社神戸製鋼所 曲げ加工性に優れた高強度銅合金板及びその製造方法
JP5028657B2 (ja) * 2006-07-10 2012-09-19 Dowaメタルテック株式会社 異方性の少ない高強度銅合金板材およびその製造法
JP2010222618A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Nippon Mining & Metals Co Ltd Cu−Ni−Si系銅合金圧延板及びそれを用いた電気部品
JP5520533B2 (ja) * 2009-07-03 2014-06-11 古河電気工業株式会社 銅合金材およびその製造方法
JP5525247B2 (ja) * 2009-08-04 2014-06-18 株式会社神戸製鋼所 高強度で曲げ加工性に優れた銅合金
JP5476149B2 (ja) 2010-02-10 2014-04-23 株式会社神戸製鋼所 強度異方性が小さく曲げ加工性に優れた銅合金

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4875768B2 (ja) * 2008-06-03 2012-02-15 古河電気工業株式会社 銅合金板材およびその製造方法

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