KR101717386B1 - Cu-Be 합금 및 이의 제조방법 - Google Patents

Cu-Be 합금 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101717386B1
KR101717386B1 KR1020157010419A KR20157010419A KR101717386B1 KR 101717386 B1 KR101717386 B1 KR 101717386B1 KR 1020157010419 A KR1020157010419 A KR 1020157010419A KR 20157010419 A KR20157010419 A KR 20157010419A KR 101717386 B1 KR101717386 B1 KR 101717386B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mass
less
alloy
rolling
solution treatment
Prior art date
Application number
KR1020157010419A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150053814A (ko
Inventor
히로미 미우라
나오쿠니 무라마츠
Original Assignee
엔지케이 인슐레이터 엘티디
국립대학법인 전기통신대학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔지케이 인슐레이터 엘티디, 국립대학법인 전기통신대학 filed Critical 엔지케이 인슐레이터 엘티디
Publication of KR20150053814A publication Critical patent/KR20150053814A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101717386B1 publication Critical patent/KR101717386B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026Alloys based on copper
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0016Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B2003/005Copper or its alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working

Abstract

본 발명의 Cu-Be 합금은, Co를 함유하는 Cu-Be 합금으로서, Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.12 질량%이고, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하이다. 또한, 본 발명의 Cu-Be 합금의 제조방법은, 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하의 Co 및 1.60 질량% 이상 1.95 질량% 이하의 Be를 함유하는 Cu-Be 합금 원료를 용체화 처리하여 용체화 처리재를 얻는 용체화 처리 공정을 포함하는 것이다.

Description

Cu-Be 합금 및 이의 제조방법{Cu-Be ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 Cu-Be 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래, Cu-Be 합금은, 고강도와 고도전성을 양립시키는 실용 합금으로서 널리 전자 부품이나 기계 부품에 사용되고 있다. 이러한 Cu-Be 합금은, 예컨대, 용해 주조 후에, 열간이나 냉간에 의한 소성 가공과 소둔 처리를 반복하고, 그 후, 용체화 처리, 냉간 가공, 시효 경화 처리를 이 순서대로 행함으로써 얻어진다(특허문헌 1, 2 참조). 그런데, Cu-Be 합금의 시효 경화 처리에서는, 입계 반응에 의해 Cu-Be 화합물이 입계에 불연속 석출되는 경우가 있고, 이에 따라 기계 강도가 저하되는 경우가 있다. 그래서, 기계 강도의 저하를 억제하기 위해, Co를 첨가하는 것이 제안되어 있다(비특허문헌 1∼3 참조). Co를 첨가함으로써, 시효 경화 처리시의 입계 반응을 억제하여, Cu-Be 화합물이 입계에 불연속 석출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, Co를 첨가함으로써, 주조나 열간 가공, 소둔, 용체화 처리 등에서의 결정립의 조대화를 방지할 수 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 평7-13283호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제2827102호
비특허문헌 1 : 모리나가, 고토, 다카하시 ; 일본 금속 학회지, 24권, 12호(1960) 777-781 비특허문헌 2 : 미시마, 오오쿠보 ; 신동 기술 연구회지, 5권, 1호(1966) 112-118 비특허문헌 3 : 츠바키노, 노리, 미타니 ; 일본 금속 학회지, 44권, 10호(1980) 1122-11
그러나, Cu-Be 합금에 Co를 첨가한 것에서는, 기계 강도가 여전히 충분하지 않아, 기계 강도를 더욱 높일 것이 요구되고 있었다.
본 발명은, 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기계 강도를 높일 수 있는 Cu-Be 합금 및 그 제조방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명자들은, 0.12 질량% 이하의 Co를 함유하고, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하가 되는 Cu-Be 합금을 제작했다. 그리고, 이 Cu-Be 합금을, 냉간으로 강가공하고, 시효 경화 처리한 바, 기계 강도를 높일 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 Cu-Be 합금은,
Co를 함유하는 Cu-Be 합금으로서,
상기 Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하이고,
2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하이다.
또한, 본 발명의 Cu-Be 합금의 제조방법은,
0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하의 Co 및 1.60 질량% 이상 1.95 질량% 이하의 Be를 함유하는 Cu-Be 합금 원료를 용체화 처리하여 용체화 처리재를 얻는 용체화 처리 공정을 포함하는 것이다.
본 발명에서는, 기계 강도를 높일 수 있는 Cu-Be 합금 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. 이 이유는 이하와 같이 추찰된다. 종래의 Cu-Be 합금에서는, 조대한 Cu-Co계 화합물이 점재함으로써, 이 Cu-Co계 화합물이 파단의 기점이 되어, 충분한 기계 강도가 얻어지지 않았다. 실제로, 종래의 Co를 첨가한 Cu-Be 합금의 파단면을 확인하면, 조대한 Cu-Co계 화합물의 존재가 확인된다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 파단의 기점이 되는 조대한 Cu-Co계 화합물이 거의 존재하지 않기 때문에, 인장 강도 등의 기계 강도의 저하를 억제할 수 있는 것으로 추찰된다.
도 1은, 단조 방법의 일례를 도시한 설명도이다.
도 2는, 단조에 의한 워크 조직의 변화의 설명도이다.
도 3은, 실험예 1의 용체화 처리재의 TEM 사진이다.
도 4는, 비교예 3의 용체화 처리재의 TEM 사진이다.
본 발명의 Cu-Be 합금은, Co를 함유하는 Cu-Be 합금이다. Co의 함유량은, 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하이면 되지만, 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 미만으로 해도 좋다. Co의 함유량이 0.005 질량% 이상이면, Co 첨가의 효과, 즉, Cu-Be 화합물이 입계에 불연속 석출되는 것을 억제하거나, 결정립의 조대화를 방지하거나 하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, Co의 함유량이 0.12 질량% 이하이면, 조대한 Cu-Co계 화합물이 거의 존재하지 않기 때문에, 기계 강도를 높일 수 있다. Be의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 1.60 질량% 이상 1.95 질량% 이하인 것이 바람직하고, 1.85 질량% 이상 1.95 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 1.60 질량% 이상이면, 시효 경화 처리에 의한 기계 강도를 높이는 효과를 기대할 수 있고, 1.95 질량% 이하이면, 조대한 Cu-Co계 화합물이 잘 생성되지 않기 때문이다.
이 Cu-Be 합금은, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하이다. 이러한 것에서는, 파단의 기점이 될 가능성이 있는 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 존재 비율이 적기 때문에, 기계 강도를 높일 수 있다. 여기서, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물은, 그 수가 5개 이하이면 되지만, 4개 이하인 것이 바람직하고, 3개 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상 1 ㎛ 미만의 Cu-Co계 화합물의 수는, 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물은, 그 평균 입경이 0.9 ㎛ 미만인 것이 바람직하고, 0.5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.3 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 평균 입경이 작을수록, 파단의 기점이 되기 어렵기 때문이다. 또, 본 발명에 있어서, 입경이란, 압연 방향을 따른 단면 혹은 마지막의 단조 방향을 따른 단면을 포함하는 작은 조각을 잘라내고, 이것을 박막화하여 TEM 관찰에 의해 확인되는 입자의 장직경을 DL, 단직경을 DS로 했을 때에, 입경(D)=(DL+DS)/2로 표시되는 것으로 한다. 또한, 평균 입경이란, 입경의 합을, 입경을 측정한 Cu-Co계 화합물의 수로 나눈 값을 말하는 것으로 한다.
이 Cu-Be 합금은, 전술한 TEM 화상에서 입경 1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물이 관찰되지 않는 것이 바람직하고, 입경 1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물이 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다. 이러한 것에서는, 파단의 기점이 되는 경우가 많은 입경 1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물이 거의 존재하지 않기 때문에, 기계 강도를 높일 수 있다.
이 Cu-Be 합금은, 용체화 처리를 거친 상태(후술하는 냉간 가공 전)의 용체화 처리재여도 좋다. 용체화 처리는, Cu의 매트릭스 중에 Be(또는 Be 화합물) 및 Co(또는 Co 화합물)를 고용한 용체화 처리재를 얻는 처리이다. 용체화 처리의 방법에 관해서는 후술하기 때문에, 여기서는 구체적인 설명은 생략한다. 용체화 처리재는, 그대로는, 강도가 비교적 낮지만, 이후의 가공이나 열처리 등에 의해 강도를 높일 수 있다. 이 용체화 처리재는, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하이다. 이 때문에, 이후의 가공시에, Cu-Co계 화합물을 기점으로 하는 파단 등을 억제할 수 있고, 강도를 보다 높이기 위한 강가공 등에 견딜 수 있다.
이 Cu-Be 합금은, 용체화 처리재를 이용하여, 냉간 가공, 및 그것에 계속되는 시효 경화 처리를 거쳐 얻어진 것으로 해도 좋다. 이러한 처리를 거쳐 얻어진 Cu-Be 합금은, 높은 기계 강도를 갖는다. 냉간 가공으로는, 압연율 90% 이상의 냉간 압연이나 누적 변형 ΣΔε이 2.0 이상인 냉간 단조 등의 냉간에 의한 강가공을 들 수 있다. 냉간 가공의 방법에 관해서는 후술하기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 시효 경화 처리의 방법에 관해서도 후술하기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략하지만, 250℃ 이상 350℃ 이하의 온도 범위에서, 15분 이상 4시간 이하 유지하는 처리인 것이 바람직하다. 또, 용체화 처리재 대신에, 용체화 처리를 거치지 않은 비용체화 처리재를 이용해도 좋지만, 용체화 처리재를 이용하는 것이 바람직하다. 용체화 처리재를 이용한 경우, Be 원자의 과포화 고용체의 상태를 만들 수 있기 때문에, 그 후의 시효 경화 처리에서 보다 많은 Cu-Be 화합물을 결정립 내에 석출할 수 있고, 강도를 높이는 데에 유리하기 때문이다.
이 Cu-Be 합금은, 예컨대, 인장 강도를 1700 MPa 이상 등으로 할 수 있다. 특히, 압연율 90% 이상의 냉간 압연이나 누적 변형 ΣΔε이 2.0 이상인 냉간 단조를 거쳐 얻어진 것이면, 1700 MPa 이상으로 하는 것이 용이하고, 누적 변형 ΣΔε이 2.4 이상인 냉간 단조를 거쳐 얻어진 것이면, 1900 MPa 이상으로 하는 것이 용이하다. 또한, 이 Cu-Be 합금에서는, 파단 신장률을 1.5% 이상 등으로 할 수 있다. 특히, 압연율 90% 이상의 냉간 압연을 거쳐 얻어진 것이면, 파단 신장률을 4% 이상으로 하는 것이 용이하고, 누적 변형 ΣΔε이 2.0 이상인 냉간 단조를 거쳐 얻어진 것이면, 파단 신장률을 1.5% 이상으로 하는 것이 용이하다.
본 발명의 Cu-Be 합금의 제조방법은, 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하의 Co 및 1.60 질량% 이상 1.95 질량% 이하의 Be를 함유하는 Cu-Be 합금 원료를 용체화 처리하여 용체화 처리재를 얻는 용체화 처리 공정을 포함하는 것이다. 이러한 Cu-Be 합금의 제조방법에서는, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하인 Cu-Be 합금을 용이하게 제조할 수 있다.
이 Cu-Be 합금의 제조방법은, (1) 용해 주조 공정과, (2) 균질화 처리 공정과, (3) 예비 가공 공정과, (4) 용체화 처리 공정과, (5) 냉간 가공 공정과, (6) 시효 경화 처리 공정을 포함하는 것으로 해도 좋다.
(1) 용해 주조 공정
이 공정에서는, 1.60 질량% 이상 1.95 질량% 이하의 Be와, 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하의 Co를 포함하고, 잔부를 Cu 및 불가피적 불순물로 하는 조성의 원료를, 용해 주조하고, 잉곳을 제작한다. 이러한 원료 조성이면, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하인 Cu-Be 합금을 보다 용이하게 얻을 수 있다. 용해 방법은, 특별히 한정되지 않고, 통상의 고주파 유도 용해법, 저주파 유도 용해법, 아크 용해법, 전자빔 용해법 등으로 해도 좋고, 레비테이션 용해법 등으로 해도 좋다. 이 중, 고주파 유도 용해법 또는 레비테이션 용해법을 이용하는 것이 바람직하다. 고주파 유도 용해법에서는, 많은 양을 한번에 용해할 수 있다. 한편, 레비테이션 용해법에서는, 용융 금속을 부양시켜 용해하기 때문에, 도가니 등으로부터의 불순물의 혼입을 보다 억제할 수 있다. 용해 분위기는 진공 분위기 또는 불활성 분위기인 것이 바람직하다. 불활성 분위기는, 합금 조성에 영향을 미치지 않는 가스 분위기이면 되고, 예컨대 질소 분위기, 헬륨 분위기, 아르곤 분위기 등으로 해도 좋다. 이 중, 아르곤 분위기를 이용하는 것이 바람직하다. 주조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 금형 주조법이나, 저압 주조법 등으로 해도 좋고, 보통 다이 캐스트법이나, 스퀴즈 캐스팅법, 진공 다이 캐스트법 등의 다이 캐스트법으로 해도 좋다. 또한, 연속 주조법으로 해도 좋다. 주조에 사용하는 주형은, 순동제, 구리 합금제, 합금 강제 등으로 할 수 있다. 용해 주조 공정에서는, 불순물이 되는 Fe, S, P를 질량비로 0.01% 미만으로 제한할 수 있는 것이 바람직하다.
(2) 균질화 처리 공정
이 공정에서는, Cu의 매트릭스 중에 Be(또는 Be 화합물) 및 Co(또는 Co 화합물)를 고용시키고, 결정립에 전위가 생기지 않은 구리 합금을 생성하는 처리를 행한다. 구체적으로는, 얻어진 잉곳을, 소정의 균질화 처리 분위기하에, 소정의 균질화 처리 온도역에서 소정의 균질화 처리 시간에 걸쳐 가열 유지함으로써, 주조시에 비평형적으로 생성되는 편석 등의 후공정에 악영향을 미치는 불균일한 조직을 제거하여 균질화한다. 균질화 처리 분위기는, 용해 분위기와 마찬가지로, 진공 분위기 또는 불활성 분위기인 것이 바람직하다. 균질화 처리 온도역은, 710℃ 이상 850℃ 이하가 바람직하다. 710℃ 이하에서는 입계 반응이 발생할 가능성이 있고, 860℃ 이상에서는 Be의 양에 따라서는 융해가 시작되는 경우가 있기 때문이다. 균질화 처리 시간은, 1시간 이상 24시간 이하가 바람직하고, 2시간 이상 12시간 이하가 보다 바람직하다. 1시간 미만이면 Be 용질 원자의 확산을 촉진하는 데에 충분하지 않고, 충분한 확산이 완료되는 24시간을 초과해도 그 이상의 효과는 기대할 수 없기 때문이다.
(3) 예비 가공 공정
이 공정에서는, 균질화 처리를 거친 잉곳을, 원하는 크기, 형상으로 가공하여 예비 가공재를 얻는다. 구체적으로는, 예컨대, 냉간이나 열간으로 압연을 행하여, 판재로 가공해도 좋다. 또한, 예컨대, 냉간이나 열간으로 단조를 행하여, 직방체 형상의 벌크재로 가공해도 좋다. 또, 얻어진 판재나 벌크재는, 표면에 형성된 산화 피막을 절삭 등에 의해 제거한 것으로 해도 좋다.
(4) 용체화 처리 공정
이 공정에서는, 예비 가공재를 용체화 처리하여, Cu의 매트릭스 중에 Be(또는 Be 화합물) 및 Co(또는 Co 화합물)를 고용한 용체화 처리재를 얻는다. 구체적으로는, 예컨대, 소정의 용체화 처리 분위기하에, 소정의 용체화 처리 온도역에서 소정의 용체화 처리 시간에 걸쳐 가열 유지하고, 그 후, 수랭, 공랭, 또는 방랭에 의해, 구리 합금의 표면 온도가 예컨대 20℃ 이하가 되도록 냉각하는 것으로 해도 좋다. 용체화 처리 분위기는, 용해 분위기와 마찬가지로, 진공 분위기 또는 불활성 분위기인 것이 바람직하다. 용체화 처리 온도역은, 710℃ 이상 860℃ 이하가 바람직하다. 710℃ 이하에서는 입계 반응이 발생할 가능성이 있고, 860℃ 이상에서는 Be의 양에 따라서는 융해가 시작되는 경우가 있기 때문이다. 이 중, 790℃ 이상 850℃ 이하가 보다 바람직하다. 이러한 높은 온도역을 선택함으로써, 보다 높은 과포화 고용체 상태를 만들 수 있기 때문이다. 용체화 처리 시간은, 1분 이상 3시간 이하가 바람직하고, 1분 이상 1시간 이하가 보다 바람직하다. 용체화 처리 시간은, 예비 가공재의 형상이나 크기에 따라 결정되지만, 박판재나 봉선재(棒線材)인 경우라도 1분에 미치지 못하면 Be 용질 원자를 충분히 고용시킬 수 없고, 큰 벌크재라도 3시간을 초과하면 그 이상의 고용 촉진은 기대할 수 없고, 결정립의 조대화가 현저히 발생하기 때문이다. 냉각 속도는, -55℃/s 이상(바람직하게는 -200℃/s 이상)으로 하는 것이 바람직하다. -55℃/s 이상이면 냉각 도중에 입계 반응(Cu-Be 화합물의 입계에 대한 불연속 석출)이나 Cu-Co계 화합물의 석출이 발생할 가능성을 줄일 수 있고, -200℃/s 이상이면 입계 반응을 보다 억제할 수 있기 때문이다. 이렇게 하여 얻어진 용체화 처리재는, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하이다.
(5) 냉간 가공 공정
이 공정에서는, 용체화 처리재를 냉간으로 강가공하여 냉간 가공재를 얻는다. 구체적으로는, 예컨대, 냉간 압연을 하여 압연재로 가공해도 좋다. 또한, 예컨대, 냉간 단조를 하여 단조재로 가공해도 좋다. 냉간으로 강가공함으로써, 조직의 미세화가 가능하고, 그것에 의해 기계 강도를 보다 높일 수 있다. 또, 조직의 미세 화는, 예컨대, SEM-EBSD를 이용한 OIM(결정 방위 분산 분석)법에 의해 측정한 입계의 경각이 2° 이상이 되는 결정립을 이루는 조직이, 강변형에 의해 1방향 또는 2방향으로 신장하여 그 이외의 방향에서 미세화되거나, 결정립 내에 새롭게 생성된 전이 셀에 의해 미세화되거나, 결정립 내에 도입된 전단 변형대에 의해 미세화되거나, 결정립 내에 생성된 변형 쌍정에 의해 미세화되거나 함으로써 생기는 것으로 해도 좋다.
압연재로 가공하는 경우, 예컨대, 판재로 가공된 예비 가공재를 용체화 처리한 용체화 처리재를 이용하여, 상하 한쌍 또는 그 이상의 롤을 이용하여 압연하는 방법을 이용할 수 있다. 압연 방법으로는, 구체적으로는, 압축 압연이나 전단 압연 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 조합하여 이용할 수 있다. 여기서, 압축 압연이란, 압연 대상에 압축력을 부여하여 압축 변형을 발생시키는 것을 목적으로 하는 압연을 말한다. 또한, 전단 압연이란, 압연 대상에 전단력을 부여하여 전단 변형을 발생시키는 것을 목적으로 하는 압연을 말한다. 압축 압연의 방법으로는, 예컨대, 상하 한쌍의 롤을 이용하여 압연하는 경우, 상롤과 잉곳의 접촉면 및 하롤과 잉곳의 접촉면의 마찰 계수가 모두 최소가 되도록 하여 압연하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 예컨대, 상롤과 잉곳 사이의 마찰 계수가 0.01 이상 0.05 이하이고, 하롤과 잉곳 사이의 마찰 계수가 0.01 이상 0.05 이하로서, 상롤측과 하롤측의 마찰 계수의 차가 0 이상 0.02 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상롤과 하롤의 회전 속도는 동일한 정도인 것이 바람직하다. 이러한 압축 압연에서는, 균일하게 압연 변형시키는 것이 용이하기 때문에, 압연 정밀도를 양호한 것으로 할 수 있다. 전단 압연의 방법으로는, 예컨대, 상하 한쌍의 롤을 이용하여 압연하는 경우, 상롤과 잉곳의 접촉면과, 하롤과 잉곳의 접촉면에서, 마찰 상태에 차를 형성하여 압연하는 방법을 들 수 있다. 여기서, 마찰 상태에 차를 형성하는 방법으로는, 상하 한쌍의 롤이 서로 상이한 속도로 회전하는 이주속(異周速) 압연법이나 한쌍의 롤과 잉곳의 각 계면에서의 마찰 계수를 서로 상이하게 한 상태에서 압연하는 방법 등을 들 수 있다. 이 때, 예컨대, 상롤과 잉곳 사이의 마찰 계수가 0.1 이상 0.5 이하이고, 하롤과 잉곳 사이의 마찰 계수가 0.01 이상 0.2 이하로서, 상롤측과 하롤측의 마찰 계수의 차가 0.15 이상 0.5 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 마찰 계수(μ)는, 압연 롤에 관한 구동 토크 G(Nm), 롤 반경 R(m), 압하 가중 P(N)를 이용하여 μ=G/RP로 표시할 수 있다. 이러한 전단 압연은, 가공도가 높은 압연에 특히 적합하기 때문에, 강가공에 의한 조직의 미세화가 가능하다. 또한, 조직을 미세화함으로써, 기계 강도를 보다 높일 수 있다. 압축 압연 및 전단 압연에 있어서, 상롤이나 하롤은 목적으로 하는 마찰 상태를 얻을 수 있는 것이면 되고, 재질이나 롤 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 평탄한 판을 얻을 수 있는 것으로 해도 좋고, 요철 단면이나 테이퍼 단면 등의 이형 단면을 갖는 판을 얻을 수 있는 것으로 해도 좋다. 압연 패스 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 복수회의 압연을 반복하여 최종 판두께까지 압연 가공을 행하는 것으로 해도 좋다. 이렇게 하면, 압연 도중에 잘 파단되지 않는다. 압연 가공을 하는 경우, 판재를, 압연율이 90% 이상이 되도록 냉간으로 압연하는 것이 바람직하다. 압연율을 크게 하면 조직이 미세화되어, 기계 강도를 보다 높일 수 있기 때문이다. 압연율은, 100% 미만이면 되지만, 가공의 관점에서 99.99% 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 압연율(%)은, {(압연 전의 판두께-압연 후의 판두께)×100}÷(압연 전의 판두께)를 계산하여, 얻어지는 값이다. 압연 속도는 특별히 한정되지 않지만, 1 m/min 이상 100 m/min 이하인 것이 바람직하고, 5 m/min 이상 20 m/min 이하인 것이 보다 바람직하다. 5 m/min 이상이면 효율적으로 압연 가공을 행할 수 있고, 20 m/min 이하이면 압연 도중의 파단 등을 보다 억제할 수 있기 때문이다.
단조재로 가공하는 경우, 예컨대, 벌크재로 가공된 예비 가공재를 용체화 처리한 용체화 처리재를 이용하여, 냉각 발열(拔熱)하면서 벌크재의 상호 직교하는 X축, Y축, Z축 방향으로부터 단조하는 방법을 이용할 수 있다. 단조의 순서는, 벌크재가 갖는 변 중, 가장 긴 변에 대응하는 축 방향으로부터 순서대로 압력을 가하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 단조 장치 등에 의해, 벌크재에 대하여 각 축 방향으로부터 압력을 가할 수 있다. 가압시, 벌크재의 표면 온도가 120℃ 이하(보다 바람직하게는 20∼100℃의 범위 내)를 유지하도록, 가압할 때마다 냉각하는 것이 바람직하다. 표면 온도가 120℃를 초과하면, 복수의 결정립을 횡단하는 전단대 조직을 발생시키기 쉬워지기 때문에 균열이나 파괴 등이 생겨, 가공 전의 형상을 유지할 수 없게 된다. 가압시의 압력은 압하량이나 가압 횟수에 의해 결정되지만, 1200 MPa 이하가 되는 압하량이나 가압 횟수로 하는 것이 바람직하다. 가압 압력을 1200 MPa 이하로 하면, 단조 장치의 대형화를 초래하는 경우가 없기 때문이다. 이 때, 1회의 가압에 의한 압하량(가공률(%))은, 14% 이상 33% 이하의 범위 내로 하고, 1회의 가압으로 벌크재에 가해지는 소성 변형의 양(변형량 ; ε)은, 0.15∼0.36의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또, 「압하량」이란, 가공 변형량을 원래의 높이로 나눈 비율(가공률)이고, 변형량 ε=ln(1-가공률)로 표시된다. 냉각 방법은, 공랭, 수랭, 방랭 등 어느 방법이어도 좋지만, 반복 작업의 효율성과 능률을 고려하면, 수랭에 의한 냉각이 바람직하다. 냉각은, 가압에 의해 벌크재로부터 발생하는 열을 냉각하기 위한 것으로, 벌크재의 표면 온도가 120℃ 이하가 되도록 행하는 것이 바람직하고, 20∼100℃가 보다 바람직하고, 20℃∼30℃(1년 평균 대기 온도 정도)가 더욱 바람직하다. 이러한 처리를, 벌크재에 가해지는 소성 변형량의 누적치인 누적 변형 ΣΔε이, 소정의 값에 도달할 때까지 반복한다. 이 누적 변형 ΣΔε은, 2.0 이상인 것이 바람직하고, 2.4 이상인 것이 보다 바람직하다. 기계 강도를 보다 높일 수 있기 때문이다.
이하에서는, 이러한 단조 방법의 일례에 관해, 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은, 이 단조 방법의 일례를 도시한 설명도이다. 이 단조 방법에서는, 단조용 금형(20)을 이용한다. 단조용 금형(20)은, 직사각형의 6면체인 제1 형상의 워크(벌크재)로부터 직사각형의 6면체인 제2 형상의 워크로 변형시킴으로써 상기 워크에 소성 변형을 가하는 단조 방법에 이용되는 것이다. 이 단조용 금형(20)은, 워크(W)를 상측으로부터 가압 변형시키는 상금형(21)과, 직방체의 공간인 워크 공간(45)에 워크(W)를 저장하는 하금형(30)을 구비하고 있다. 이 단조 방법에서는, 예컨대 단조용 금형(20)의 워크 공간(45)에 직사각형의 6면체(직방체)인 제1 형상의 워크(W)를 적재하는 적재 공정과, 적재된 워크를 직사각형의 6면체인 제2 형상으로 변형시킴으로써 워크(W)에 소성 변형을 가하는 가공 공정을 포함하고, 적재 공정과 가공 공정을 2회 이상 행하는 것으로 한다. 도 1에 있어서, 도 1의 (a)가 적재 공정, 도 1의 (b)가 가공 공정, 도 1의 (c)가 타출 공정, 도 1의 (d)가 추출 공정의 설명도이다. 이 단조 방법에서는, 워크(W)를 워크 공간(45)에 넣고, 가압 변형시키고, 쳐내어 꺼내는 처리를 반복 행하는 것이다. 또, 단조용 금형(20)의 사용시에는, 워크(W)의 표면이나 워크 공간(45)을 형성하는 벽부(54) 등에 윤활제를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 워크(W)와 단조용 금형(20) 사이에 윤활제가 개재되도록 단조 처리를 행하는 것으로 해도 좋다. 윤활제로는, 예컨대, 겔체(금속 비누 등), 분말(MoS2, 흑연 등), 액체(광유 등)를 이용할 수 있다. 윤활제는, 열전도성이 높고, 워크(W)로부터의 가공열을 금형에 열전달하는 것을 방해하지 않는 것이 바람직하다.
적재 공정(도 1의 (a))에서는, 워크 공간(45)에 워크(W)를 적재한다. 적재 공정에서는, 워크 공간(45) 중 어느 측벽부의 2면과 접촉한 상태로 워크(W)를 적재하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 가공 공정에서 워크(W)의 위치 어긋남을 억제할 수 있기 때문에, 보다 효율적으로 워크(W)에 소성 변형을 가할 수 있다. 가공 공정(도 1의 (b))에서는, 충분한 가압력으로 워크(W)를 워크 공간(45) 내에서 변형시킨다. 가공 공정에서는, 직방체의 상호 직교하는 X축, Y축, Z축 방향으로부터 각각 단조한다. 단조의 순서는, 워크(W)가 갖는 변 중, 가장 긴 변에 대응하는 축 방향으로부터 순서대로 압력을 가하는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이, 워크(W)의 X축, Y축, Z축의 순으로 가공 공정을 실행하는 경우에 관해 설명한다. 워크(W)에 가해지는 소성 변형의 변형 속도는, 1×10-3(s-1) 이상 1×10+1(s-1) 이하의 범위가 바람직하고, 1×10-2(s-1) 이상 1×10+1(s-1) 이하의 범위가 보다 바람직하다. 이 가공 공정에서는, 예컨대, 변형 전의 제1 형상의 워크(W)와 변형 후의 제2 형상의 워크가 X, Y, Z축의 길이는 상이하지만 제1 형상과 제2 형상이 동일한 형상이 되는 변형을 워크(W)에 행하는 것이 바람직하다. 즉, 워크(W)의 각 변의 비는, 변형 전과 변형 후에 동일한 비율로 유지되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 각 축 방향에 대하여 균등한 소성 변형을 부여할 수 있다. 타출 공정(도 1의 (c))에서는, 슬라이드 받침대(35)를 슬라이드시켜, 연통 공간(33)을 형성시킨 후, 상형 압자(22)에 의해 상측으로부터 가압하여 워크 공간(45) 내의 워크(W)를 연통 공간(33)으로 쳐내는 처리를 행한다. 추출 공정(도 1의 (d))에서는, 쳐낸 워크(W)를 연통 공간(33)으로부터 꺼내는 처리를 행한다. 예컨대, 슬라이드 받침대(35)를 제거한 공간으로부터, 관통 구멍(34)에 압출 막대 등을 삽입함으로써 압출하여 워크(W)를 꺼낸다. 이 때, 꺼낸 워크(W)를 냉각하는 것이 바람직하다. 냉각 방법은, 공랭, 수랭, 방랭 등 어느 방법이어도 상관없지만, 반복 작업의 효율성과 능률을 고려하면, 수랭에 의한 냉각이 바람직하다. 냉각은, 가압에 의해 구리 합금으로부터 발생하는 열을 냉각하는 것으로, 벌크재의 표면 온도가 120℃ 이하가 되도록 행하는 것이 바람직하고, 20∼100℃가 보다 바람직하고, 20℃∼30℃(1년 평균 대기 온도 정도)가 더욱 바람직하다.
이 단조 방법에서는, 적재 공정, 가공 공정, 타출 공정 및 추출 공정을 소정의 가압 횟수까지 행하는 것으로 한다. 여기서, 「가압 횟수」란, 각 축(X축, Y축, Z축) 방향 중 어느 한쪽으로부터 워크(W)에 압력이 가해진 경우를 1회로 하여 카운트업되는 횟수를 말하는 것으로 한다. 또한, 「소정의 가압 횟수」란, 구리 합금에 가해지는 소성 변형량의 누적치(누적 변형 ΣΔε)가, 예컨대 2.0 이상이나 2.4 이상이 되는 횟수를 말하는 것으로 해도 좋다.
이러한 단조 방법에 의하면, 단조용 금형(20)의 워크 공간(45)에서 워크(W)를 가압 변형시키기 때문에, 형상 안정성을 보다 확보할 수 있다.
(5) 시효 경화 처리 공정
이 공정에서는, 냉간 가공재를, 소정의 시효 경화 처리 분위기하에, 소정의 시효 경화 처리 온도역에서 소정의 시효 경화 시간에 걸쳐 유지함으로써, 냉간 가공재에 포함되는 Be(또는, Be 화합물)를 석출시켜 석출 경화시켜, 시효 경화 처리재를 얻는다. 시효 경화 처리 분위기는, 용해 분위기와 마찬가지로, 진공 분위기 또는 불활성 분위기인 것이 바람직하다. 시효 경화 처리 온도역으로는, 200℃ 이상 550℃ 이하의 범위가 바람직하고, 250℃ 이상 350℃ 이하의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 시효 경화 시간으로는, 1분 이상 24시간 이하가 바람직하고, 15분 이상 4시간 이하가 보다 바람직하다. 이러한 시효 경화 처리 공정을 거침으로써, 기계 강도가 보다 높은 Cu-Be 합금이 얻어진다.
또, 본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러가지 양태로 실시할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
예컨대, 전술한 실시형태에서는, Cu-Be 합금의 제조방법은, (1) 용해 주조 공정과, (2) 균질화 처리 공정과, (3) 예비 가공 공정과, (4) 용체화 처리 공정과, (5) 냉간 가공 공정과, (6) 시효 경화 처리 공정을 포함하는 것으로 했지만, 이들 공정을 전부 포함하는 것이 아니어도 좋다. 예컨대, (1)∼(3) (5) (6)의 각 공정은, 생략해도 좋고 다른 공정으로 대체해도 좋다. 또한, (5)의 냉간 가공 공정에서는, 냉간 압연 및 냉간 단조를 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 압출이나 인발 등에 의한 냉간 신선 등으로 해도 좋다.
실시예
이하에서는, Cu-Be 합금을 구체적으로 제조한 예에 관해 설명한다. 또, 용체화 처리재로서의 Cu-Be 합금은, 실험예 1∼26의 모두가 실시예이다. 또한, 시효 경화 처리재로서의 Cu-Be 합금은, 실험예 1∼6, 10∼16, 19∼23이 실시예이고, 실험예 7∼9, 17∼18, 24∼26은 비교예이다.
[Cu-Be 합금의 제조]
(실험예 1∼6)
우선, Be와 Co가 표 1에 기재한 바와 같은 비율로 잔부가 Cu가 되도록 원료를 칭량하고, 용해·주조하여 잉곳을 얻었다. 이 잉곳에 관해, 질소 가스 분위기하에, 750℃에서 4시간 유지하는 균질화 처리를 행했다. 계속해서, 대기하에, 800∼750℃에서, 압연율 95%의 열간 압연을 행하고, 그 후 대기하에, 실온 25℃에서, 압연율 90%의 냉간 압연을 행했다. 또한, 800℃의 염욕 중에서 3분 유지하고, 그 후 약 -400℃/s로 수랭하는 용체화 처리를 행하여, 실험예 1∼6의 용체화 처리재를 얻었다. 얻어진 용체화 처리재를, 대기하에, 실온 25℃에서, 표 1에 기재한 압연율이 되도록 냉간 압연하고, 또한, 질소 가스 분위기하에, 표 1에 기재한 온도, 시간으로 유지하는 시효 경화 처리를 행하여, 시효 경화 처리재를 얻었다.
Figure 112015039144584-pct00001
(실험예 7∼9)
실험예 7∼9에서는, 실험예 1과 동일한 용체화 처리재를 이용했다. 그리고, 표 1에 기재한 압연율이 되도록 냉간 압연을 하고, 표 1에 기재한 온도, 시간 유지하여 시효 경화 처리를 행한 것 이외에는, 실험예 1과 동일하게 하여 시효 경화 처리재를 얻었다. 한편, 실험예 7에서는 냉간 압연의 압연율을 작게 했다. 또한, 실험예 8에서는 아시효, 실험예 9에서는 과시효로 했다.
(비교예 1∼3)
비교예 1∼3에서는, 원료의 비율, 냉간 압연에서의 압연율, 시효 경화 처리의 온도 및 시간을 표 1에 기재한 것으로 한 것 이외에는, 실험예 1과 동일하게 용체화 처리재 및 시효 경화 처리재를 얻었다.
(실험예 10∼16)
여기서는, 냉간 압연 대신에, 냉간 단조를 행했다. 구체적으로는, 우선, Be와 Co가 표 2에 기재한 바와 같은 비율로 잔부가 Cu가 되도록 원료를 칭량하고, 용해·주조하여 잉곳을 얻었다. 이 잉곳에 관해, 질소 가스 분위기하에, 750℃에서 4시간 유지하는 균질화 처리를 행했다. 계속해서, 대기하에, 800∼750℃에서, 누적 변형 ΣΔε 2.4의 열간 단조를 행했다. 또한, 질소 분위기하에, 780℃에서 3시간 유지하고, 그 후 약 -95℃/s로 급랭하는 용체화 처리를 행하여, 실험예 10∼16의 용체화 처리재를 얻었다. 얻어진 용체화 처리재를, 대기하에, 실온 25℃에서, 표 2에 기재한 누적 변형 ΣΔε이 되도록 냉간 단조하고, 또한, 질소 가스 분위기하에, 표 2에 기재한 온도, 시간 유지하는 시효 경화 처리를 행하여, 시효 경화 처리재를 얻었다.
Figure 112015039144584-pct00002
(실험예 17∼18)
실험예 17∼18에서는, 실험예 10과 동일한 용체화 처리재를 이용했다. 표 2에 기재한 누적 변형 ΣΔε이 되도록 냉간 단조를 하고, 표 2에 기재한 온도, 시간 유지하여 시효 경화 처리를 행한 것 이외에는, 실험예 10과 동일하게 시효 경화 처리재를 얻었다. 한편, 실험예 17에서는 아시효, 실험예 18에서는 과시효로 했다.
(실험예 19∼23)
실험예 19∼23에서는, 실험예 16과 동일하게, 냉간 단조의 누적 변형 ΣΔε이 2.0이 되도록 냉간 단조를 행했다. 구체적으로는, 원료의 비율, 시효 경화 처리의 온도 및 시간을 표 2에 기재한 것으로 한 것 이외에는, 실험예 16과 동일하게 용체화 처리재 및 시효 경화 처리재를 얻었다.
(실험예 24∼26)
실험예 24∼26에서는, 냉간 단조의 누적 변형 ΣΔε이 2.0 미만이 되도록 냉간 단조를 행했다. 구체적으로는, 원료의 비율, 냉간 단조의 누적 변형, 시효 경화 처리의 온도 및 시간을 표 2에 기재한 것으로 한 것 이외에는, 실험예 10과 동일하게 용체화 처리재 및 시효 경화 처리재를 얻었다.
(비교예 4∼6)
비교예 4∼6에서는, 원료의 비율, 냉간 단조에서의 누적 변형 ΣΔε, 시효 경화 처리의 온도 및 시간을 표 2에 기재한 것으로 한 것 이외에는, 실험예 10과 동일하게 용체화 처리재, 냉간 단조재 및 시효 경화 처리재를 얻었다.
[TEM 관찰]
실험예 1∼26 및 비교예 1∼6의 용체화 처리재에 관해, TEM 관찰을 행하여, Cu-Co계 화합물의 입경 및 개수를 계측했다. 이 결과를 표 1, 2에 기재했다. 또, Cu-Co계 화합물의 입경(평균 입경) 및 개수는, 10 ㎛×10 ㎛의 시야를 5개소 TEM 관찰하여 산출한 평균치로 했다. 도 3에는, 실험예 1의 용체화 처리재의 TEM 사진을 도시한다. 또한, 도 4에는, 비교예 3의 용체화 처리재의 TEM 사진을 도시한다. 또, 도 3의 (b)는, 도 3의 (a)를 확대한 것이다. 도 3, 4에 있어서, 석출물이 Cu-Co계 화합물인 것은, EDX 분석법에 의한 원소 분석으로 확인했다. 또한, 실험예 1∼26 및 비교예 1∼6의 시효 경화 처리재에 관해서도 동일하게 TEM 관찰을 행하여, Cu-Co계 화합물의 입경 및 개수를 계측했다. 그렇게 한 결과, Cu-Co계 화합물의 형상, 입경, 개수는 용체화 처리재와 동등했다.
[기계적 특성·전기적 특성의 확인]
UTS(인장 강도) 및 신장률(파단 신장률)은, JISZ2241에 준하여 측정했다. 또, 실험예 1∼9 및 비교예 1∼3에 관해서는, 압연 방향, 판폭 방향, 압연-판폭 사이 45° 방향이 인장축과 일치하도록 3개의 시험편을 제작하고, 각 시험편의 인장 강도의 평균치를 구했다. 또한, 실험예 10∼26 및 비교예 4∼6에 관해서는, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, X-Y 사이 45°방향, Y-Z 사이 45°방향, Z-X 사이 45° 방향이 인장축과 일치하도록 6개의 시험편을 제작하고, 각 시험편의 인장 강도의 평균치를 구했다. 경도(마이크로 비커스 경도)는, JISZ2244에 준하여 측정했다. 도전율은, JISH0505에 준하여 선재의 체적 저항(ρ)을 측정하고, 소둔한 순동의 저항치(1.7241 μΩcm)와의 비를 계산하여 도전율(%IACS)로 환산했다. 환산에는, 이하의 식을 이용했다. 도전율 γ(%IACS)=1.7241÷체적 저항(ρ)×100. 이 결과를 표 1, 2에 기재했다.
[결과와 고찰]
표 1, 2로부터, Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하이고, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하인 용체화 처리재를 이용하고, 압연율 90% 이상의 냉간 압연 또는 누적 변형 2.0 이상의 냉간 단조 및, 그것에 계속되는 적절한 시효 경화 처리를 거쳐 얻어진 실험예 1∼6 및, 실험예 10∼16, 19∼23의 시효 경화 처리재에서는, 인장 강도가 1700 MPa 이상으로 컸다.
실험예 1과 동일한 용체화 처리재를 이용하기는 했지만, 압연율이 작은 실험예 7, 시효 경화 처리가 아시효가 된 실험예 8, 시효 경화 처리가 과시효가 된 실험예 9나, 실험예 10과 동일한 용체화 처리재를 이용하기는 했지만, 누적 변형이 작은 실험예 24∼26, 시효 경화 처리가 아시효가 된 실험예 17, 시효 경화 처리가 과시효가 된 실험예 18 등의 시효 경화 처리재에서는, 인장 강도가 충분하지 않았다. 또, 실험예 7∼9나 실험예 17∼18, 24∼26에서 이용한 용체화 처리재는, 냉간 가공이나 시효 경화 처리를 적절히 행하면, 강도를 높일 수 있는 것이다.
Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하이기는 하지만, Cu-Co계 화합물의 개수가 6개 이상인 비교예 1에서는, 실험예 1과 동일한 냉간 압연 및 시효 경화 처리를 행했음에도 불구하고, 인장 강도가 충분하지 않았다. 마찬가지로, Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하이기는 하지만, Cu-Co계 화합물의 개수가 6개 이상인 비교예 4에서는, 실험예 10과 동일한 냉간 단조 및 시효 경화 처리를 행했음에도 불구하고, 인장 강도가 충분하지 않았다. 이러한 점에서, Cu-Co계 화합물은, 5개 이하일 필요가 있는 것을 알 수 있었다. 또한, Co의 함유량이 0.12 질량%를 상회하는 비교예 2, 3 및 비교예 5, 6에서는, Cu-Co계 화합물의 입경이 1 ㎛ 이상이고, 그 개수도 6개 이상이 되고, 인장 강도도 매우 작았다. 이상의 점으로부터, 기계 강도가 높은 Cu-Be 합금을 얻기 위해서는, 적어도 Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하이고, 2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하일 필요가 있는 것을 알 수 있었다.
본 출원은, 2012년 11월 2일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-242498호를 우선권 주장의 기초로 하고 있으며, 인용에 의해 그 내용의 전부가 본 명세서에 포함된다.
산업상 이용 가능성
본 발명은, 고강도·고파괴 인성, 내구 신뢰성을 필요로 하는 전자 접점 부품이나 기계 구조용 부품 등에 이용 가능하다.
20 : 단조용 금형, 21 : 상금형, 22 : 상형 압자, 30 : 하금형, 33 : 연통 공간, 34 : 관통 구멍, 35 : 슬라이드 받침대, 45 : 워크 공간, 54 : 벽부, W : 워크.

Claims (14)

  1. Co를 함유하는 Cu-Be 합금으로서,
    상기 Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하이고,
    상기 Be의 함유량이 1.60 질량% 이상 1.95 질량% 이하이며,
    상기 Co 및 상기 Be를 제외한 잔부는 Cu와 0.01 질량% 미만의 불순물을 포함하고,
    2만배의 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하인 것인, Cu-Be 합금.
  2. 제1항에 있어서, 상기 TEM 화상에서, 입경 1 ㎛ 이상의 Cu-Co계 화합물이 관찰되지 않는 것인, Cu-Be 합금.
  3. 제2항에 있어서, 상기 TEM 화상에서 확인 가능한 입경 0.1 ㎛ 이상 1 ㎛ 미만의 Cu-Co계 화합물의 수가 10 ㎛×10 ㎛의 시야당 5개 이하인 것인, Cu-Be 합금.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Co의 함유량이 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 미만인 것인, Cu-Be 합금.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압연율 90% 이상의 냉간 압연 또는 누적 변형 2.0 이상의 냉간 단조, 및 그 다음에 이어지는 시효 경화 처리를 거쳐 얻어진 것인, Cu-Be 합금.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시효 경화 처리는, 250℃ 이상 350℃ 이하의 온도 범위에서, 15분 이상 4시간 이하 유지하는 처리인 것인, Cu-Be 합금.
  8. 제6항에 있어서, 상기 냉간 압연 또는 냉간 단조 전에, 용체화 처리를 거친 것인, Cu-Be 합금.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 인장 강도가 1700 MPa 이상인 것인, Cu-Be 합금.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 파단 신장률이 1.5% 이상인 것인, Cu-Be 합금.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용체화 처리 후, 냉간 가공 전의 용체화 처리재인 것인, Cu-Be 합금.
  12. 0.005 질량% 이상 0.12 질량% 이하의 Co 및 1.60 질량% 이상 1.95 질량% 이하의 Be를 함유하는 Cu-Be 합금 원료를 용체화 처리하여 용체화 처리재를 얻는 용체화 처리 공정, 및
    상기 용체화 처리재를, 압연율 90% 이상이 되도록 냉간 압연을 하거나, 또는 누적 변형 2.0 이상이 되도록 냉간 단조를 하여, 냉간 가공재를 얻는 냉간 가공 공정을 포함하며
    상기 Cu-Be 합금 원료에서 상기 Co 및 상기 Be를 제외한 잔부는 Cu와 0.01 질량% 미만의 불순물을 포함하는 Cu-Be 합금의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉간 가공재를, 250℃ 이상 350℃ 이하의 온도 범위에서, 15분 이상 4시간 이하 유지하여 시효 경화재를 얻는 시효 경화 처리 공정을 포함하는, Cu-Be 합금의 제조방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 Cu-Be 합금 원료는, 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 미만의 Co를 함유하는 것인, Cu-Be 합금의 제조방법.
KR1020157010419A 2012-11-02 2013-10-23 Cu-Be 합금 및 이의 제조방법 KR101717386B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012242498 2012-11-02
JPJP-P-2012-242498 2012-11-02
PCT/JP2013/078695 WO2014069303A1 (ja) 2012-11-02 2013-10-23 Cu-Be合金およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150053814A KR20150053814A (ko) 2015-05-18
KR101717386B1 true KR101717386B1 (ko) 2017-03-16

Family

ID=50627212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157010419A KR101717386B1 (ko) 2012-11-02 2013-10-23 Cu-Be 합금 및 이의 제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10094002B2 (ko)
EP (1) EP2915891B1 (ko)
JP (1) JP6300375B2 (ko)
KR (1) KR101717386B1 (ko)
CN (1) CN104769139B (ko)
WO (1) WO2014069303A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101910015B1 (ko) 2017-02-06 2018-10-19 (주)엠티에이 높은 열전도성의 철-구리 합금 및 그 제조방법
JP7399855B2 (ja) * 2017-11-17 2023-12-18 マテリオン コーポレイション ベリリウム-銅合金から形成される金属リング
KR102116004B1 (ko) 2018-08-03 2020-05-27 (주)엠티에이 다양한 형상의 탄소체 성장용 금형 및 이를 이용한 탄소체 성장방법
KR20180113487A (ko) 2018-10-08 2018-10-16 (주)엠티에이 높은 열전도성의 철-구리 합금 및 그 제조방법
WO2020231674A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-19 Materion Corporation Copper-beryllium alloy with high strength
KR102301974B1 (ko) * 2019-08-21 2021-09-16 서울대학교산학협력단 아크-멜팅법을 이용한 촉매전극의 제조방법 및 이에 따라 제조된 촉매전극
JP2021155837A (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 日本碍子株式会社 ベリリウム銅合金リング及びその製造方法
KR102578486B1 (ko) 2021-11-09 2023-09-14 (주)엠티에이 그물망구조를 가지는 철-구리 합금 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008297617A (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Dowa Metaltech Kk Cu−Be系銅合金板材およびその製造法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929047B1 (ko) * 1970-07-10 1974-08-01
JPS527558B2 (ko) * 1972-02-19 1977-03-03
JPS4887396A (ko) * 1972-02-19 1973-11-16
JPS5032019A (ko) * 1973-07-24 1975-03-28
US4425168A (en) 1982-09-07 1984-01-10 Cabot Corporation Copper beryllium alloy and the manufacture thereof
EP0271991B1 (en) * 1986-11-13 1991-10-02 Ngk Insulators, Ltd. Production of copper-beryllium alloys
JPH03294462A (ja) * 1990-04-13 1991-12-25 Furukawa Electric Co Ltd:The 析出硬化型銅合金の溶体化処理方法
JPH0713283A (ja) 1993-06-29 1995-01-17 Konica Corp ハロゲン化銀写真感光材料
EP0707084B1 (en) * 1994-01-06 1999-03-24 Ngk Insulators, Ltd. Beryllium copper alloy having high strength, machinability and heat resistance and production method thereof
DE69520268T2 (de) 1995-02-01 2001-08-09 Brush Wellman Behandlung von Legierungen und danach hergestellte Gegenstände
EP2570506B1 (en) * 2010-05-14 2016-04-13 Mitsubishi Materials Corporation Copper alloy for electronic device, method for producing this alloy, and copper alloy rolled material for this device
CN102181744A (zh) * 2011-04-27 2011-09-14 东莞市嘉盛铜材有限公司 一种高性能铍铜合金及其制备方法
CN102719699B (zh) * 2012-07-03 2014-07-02 北京有色金属研究总院 一种高弹性低铍铜合金及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008297617A (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Dowa Metaltech Kk Cu−Be系銅合金板材およびその製造法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150225817A1 (en) 2015-08-13
CN104769139A (zh) 2015-07-08
CN104769139B (zh) 2017-06-09
US10094002B2 (en) 2018-10-09
EP2915891A1 (en) 2015-09-09
JPWO2014069303A1 (ja) 2016-09-08
KR20150053814A (ko) 2015-05-18
JP6300375B2 (ja) 2018-03-28
EP2915891A4 (en) 2016-08-10
EP2915891B1 (en) 2018-11-21
WO2014069303A1 (ja) 2014-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101717386B1 (ko) Cu-Be 합금 및 이의 제조방법
JP6226097B2 (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材、電子・電気機器用部品、端子、バスバー、及び、リレー用可動片
JP6296558B2 (ja) 銅合金およびその製造方法
CN111788320B (zh) 电子电气设备用铜合金﹑电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子及汇流排
CN107208189B (zh) 铜合金、铜合金塑性加工材、组件、端子及汇流条
RU2508415C2 (ru) Обрабатываемый резанием сплав на основе меди и способ его получения
CN108431257B (zh) 电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及继电器用可动片
JP5910790B1 (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー
EP2479298B1 (en) Copper alloy foil, flexible printed wiring board obtained using same, and process for producing copper alloy foil
CN114302975B (zh) 电子电气设备用铜合金﹑电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子及汇流排
WO2017043577A1 (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー
WO2017043559A1 (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー
WO2019189534A1 (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー
WO2017043556A1 (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー
JP2017179493A (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー
KR101636117B1 (ko) 고강도 마그네슘 합금 선재 및 그 제조 방법, 고강도 마그네슘 합금 부품, 및 고강도 마그네슘 합금 스프링
JP2017179492A (ja) 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金塑性加工材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー
TW202308768A (zh) 沿層方向彎曲加工用銅條,以及電子、電氣機器用零件、母線

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 4