KR102121180B1 - Cu-Ni-Si BASED COPPER ALLOY HAVING EXCELLENT WEAR-RESISTANCE OF MOLDING - Google Patents

Cu-Ni-Si BASED COPPER ALLOY HAVING EXCELLENT WEAR-RESISTANCE OF MOLDING Download PDF

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Abstract

(과제) 금형 마모성이 우수한 Cu-Ni-Si 계 구리 합금을 제공한다.
(해결 수단) 질량% 로, Ni : 2.0 ∼ 5.0 %, Si : 0.3 ∼ 1.5 % 함유하고, Ni/Si 비가 1.3 이상 6.7 이하이고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 0.2 % 내력 YS 가 700 ㎫ 이상이고, 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 제 1 Ni-Si 입자가 0.04 × 103 ∼ 1.4 × 103 개/㎟, 직경 0.5 ㎛ 미만의 제 2 Ni-Si 입자의 개수가 상기 제 1 Ni-Si 입자의 개수 이상 4.0 × 103 개/㎟ 미만인 Cu-Ni-Si 계 구리 합금이다.
(Task) Provide a Cu-Ni-Si-based copper alloy having excellent mold abrasion resistance.
(Solution) As a mass%, Ni: 2.0-5.0%, Si: 0.3-1.5%, Ni/Si ratio is 1.3 or more and 6.7 or less, the balance is made of Cu and unavoidable impurities, and 0.2% yield strength YS is 700 ㎫ or more, the first Ni-Si particles having a diameter of 0.5 to 0.6 µm are 0.04 × 10 3 to 1.4 × 10 3 /mm 2, and the number of second Ni-Si particles having a diameter of less than 0.5 µm is the first Ni-Si It is a Cu-Ni-Si-based copper alloy with a number of particles greater than 4.0 × 10 3 particles/mm 2.

Description

금형 마모성이 우수한 Cu-Ni-Si 계 구리 합금 {Cu-Ni-Si BASED COPPER ALLOY HAVING EXCELLENT WEAR-RESISTANCE OF MOLDING}Cu-Ni-Si-based copper alloy with excellent mold wearability {Cu-Ni-Si BASED COPPER ALLOY HAVING EXCELLENT WEAR-RESISTANCE OF MOLDING}

본 발명은, 예를 들어 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재에 바람직한 Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 관한 것이다.The present invention relates to a Cu-Ni-Si based copper alloy suitable for conductive spring materials such as connectors, terminals, relays, switches, for example.

종래부터, 단자나 커넥터의 재료로서, 고용 강화형 합금인 황동이나 인청동이 사용되어 왔다. 그런데, 전자 기기의 고성능화에 수반하여, 사용되는 구리 합금에는 고전류화가 요구되고 있다. 그래서, 종래의 고용 강화형의 구리 합금에 비해, 강도, 전기 전도성 및 열전도성이 우수한 석출 강화형의 구리 합금이 사용되어 오고 있다. 석출 강화형의 구리 합금은, 용체화 처리된 과포화 고용체를 시효 처리함으로써, 미세한 석출물이 균일하게 분산되고, 합금의 강도가 높아짐과 함께, 구리 중의 고용 원소량이 감소되어 전기 전도성이 향상된다. 이 때문에, 강도, 스프링성 등의 기계적 성질이 우수하고, 또한 전기 전도성, 열전도성이 양호해진다.Conventionally, as a material for a terminal or a connector, brass or phosphor bronze, which is a solid solution strengthening alloy, has been used. By the way, with the high performance of electronic devices, high current is required for the copper alloy used. Therefore, compared with the conventional solid solution strengthened copper alloy, a precipitation strengthened copper alloy excellent in strength, electrical conductivity, and thermal conductivity has been used. The precipitation-enhanced copper alloy is treated by aging the solution-saturated supersaturated solid solution, whereby fine precipitates are uniformly dispersed, the strength of the alloy is increased, and the amount of the dissolved element in copper is reduced to improve electrical conductivity. For this reason, mechanical properties, such as strength and spring properties, are excellent, and electrical conductivity and thermal conductivity become good.

석출 강화형 구리 합금으로서, Cu-Ni-Si 계 구리 합금이 개발되고 있다 (특허문헌 1). 그러나, 일반적으로 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은, 연속 프레스 가공에 있어서의 프레스 타발면의 전단면이 커서, 금형 중의 펀치 등의 공구가 재료와 접촉하는 면적이 증가하기 때문에, 마모가 촉진된다. 이 때문에, 금형의 메인터넌스 빈도가 높아져 생산성이 저하되는 문제가 있어, 그 억제가 요망되고 있다.As a precipitation strengthening type copper alloy, a Cu-Ni-Si type copper alloy has been developed (Patent Document 1). However, in general, the Cu-Ni-Si-based copper alloy has a large shear surface of the press punching surface in continuous press working, and thus increases the area where tools such as punches in the mold come into contact with the material, thereby increasing wear. . For this reason, there is a problem that the frequency of maintenance of the mold increases and productivity decreases, and suppression thereof is desired.

그래서, 최근, 콜슨 합금의 금형 마모성을 개선하는 기술로서, 석출물의 개수와 분포를 제어하는 방책이 제창되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 2 의 발명에서는 (1) 열간 압연 (2) 냉간 압연 (3) 용체화 처리 (4) 시효 처리 (5) 최종 냉간 압연 (6) 응력 제거 어닐링을 이 순서로 포함하는 공정에서, 열간 압연 최종 패스 종료 후의 냉각을 개시 온도 300 ∼ 450 ℃ 에서 실시하고, 용체화 처리 전의 냉간 압연을 1 패스당의 평균 압연율을 15 ∼ 30 % 로 총 압연율을 70 % 이상에서 실시하고, 용체화 처리를 800 ∼ 900 ℃ 에서 60 ∼ 120 초 동안 실시하고, 시효 처리를 400 ∼ 500 ℃ 에서 7 ∼ 14 시간 실시한다.Therefore, recently, as a technique for improving the mold abrasiveness of the Colson alloy, a measure for controlling the number and distribution of precipitates has been proposed. For example, in the invention of Patent Document 2, (1) hot rolling (2) cold rolling (3) solution treatment (4) aging treatment (5) final cold rolling (6) stress relief annealing in this order In, cooling after the end of the hot rolling final pass is performed at a starting temperature of 300 to 450°C, cold rolling before the solution treatment is performed at an average rolling rate per pass of 15 to 30%, and a total rolling rate of 70% or more, The solution treatment is performed at 800 to 900°C for 60 to 120 seconds, and the aging treatment is performed at 400 to 500°C for 7 to 14 hours.

이로써, 표면의 입경 20 ∼ 80 ㎚ 의 Ni-Si 석출물 입자의 개수를 1.5 × 106 ∼ 5.0 × 106 개/㎟, 표면의 입경 100 ㎚ 를 초과하는 Ni-Si 석출물 입자의 개수를 0.5 × 105 ∼ 4.0 × 105 개/㎟ 로 제어하고, 표면으로부터의 두께가 전체 판두께의 20 % 인 표면층에 있어서의 입경 20 ∼ 80 ㎚ 의 Ni-Si 석출물 입자의 개수를 a 개/㎟, 상기 표면층보다 내방 부분에 있어서의 입경 20 ∼ 80 ㎚ 의 Ni-Si 석출물 입자의 개수를 b 개/㎟ 로 한 경우에, a/b 가 0.5 ∼ 1.5 가 되도록 제어하여, 내금형 마모성을 개선하고 있다.Thereby, the number of Ni-Si precipitate particles having a particle diameter of 20 to 80 nm on the surface is 1.5×10 6 to 5.0×10 6 particles/mm 2, and the number of Ni-Si precipitate particles exceeding 100 nm on the surface particle diameter is 0.5×10. The number of Ni-Si precipitate particles having a particle size of 20 to 80 nm in the surface layer controlled from 5 to 4.0 x 10 5 particles/mm 2 and the thickness from the surface being 20% of the total plate thickness is a/mm 2, and the surface layer When the number of Ni-Si precipitate particles having a particle size of 20 to 80 nm in the inner portion is set to b/mm 2, a/b is controlled to be 0.5 to 1.5 to improve mold abrasion resistance.

특허문헌 3 의 발명에서는, (1) 주조 (10 ∼ 30 ℃/초의 냉각 속도로 주조) (2) 재열처리 (850 ∼ 950 ℃ 에서 2 ∼ 8 시간) (3) 열간 압연 (종료 온도 680 ∼ 780 ℃, 압연 시간 180 ∼ 450 초, 냉각 시간 40 ∼ 180 ℃/초) (4) 면삭 (5) 냉간 압연 (6) 용체화 처리 (950 ℃ 에서 20 초, 그 후 즉시 물 ?칭) (7) 시효 열처리 (온도 425 ∼ 500 ℃, 시간 1 ∼ 6 시간 동안 실시) (8) 냉간 압연 (압연율 10 %) 을 이 순서로 포함하는 공정으로 실시한다.In the invention of Patent Document 3, (1) casting (casting at a cooling rate of 10 to 30°C/sec) (2) reheat treatment (2 to 8 hours at 850 to 950°C) (3) hot rolling (finish temperature 680 to 780 ℃, rolling time 180 to 450 sec, cooling time 40 to 180°C/sec) (4) Face milling (5) Cold rolling (6) Solution treatment (20 sec at 950°C, water immediately after that) (7) Aging heat treatment (temperature 425 to 500°C, performed for 1 to 6 hours) (8) Cold rolling (rolling rate of 10%) was performed in a process comprising this sequence.

이로써, (a) (Ni 와 Si 를 합계로 50 mass% 이상 함유하는 3 종류의 금속간 화합물 A (직경 : 0.3 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하), B (직경 : 0.05 ㎛ 이상 0.3 ㎛ 미만), C (직경 : 0.001 ㎛ 를 초과 0.05 ㎛ 미만)), (b) (구리 합금 판재의 압연 방향에 수직인 단면에 있어서의 결정입경의 가로 길이 x (㎛) 와 세로 길이 y (㎛) 가, 관계식 [x/y ≥ 2] 를 만족한다) 및, (c) (화합물 A 의 분산 밀도 a, 상기 금속간 화합물 B 의 분산 밀도 b 및 상기 금속간 화합물 C 의 분산 밀도 c 가, 관계식 [a/(b + c) ≤ 0.010] 및 [0.001 ≤ (b/c) ≤ 0.10] 을 만족한다), 를 만족하도록 제어하여, 내금형 마모성을 개선하고 있다.Thereby, (a) (three types of intermetallic compounds A (diameter: 0.3 µm or more and 2 µm or less), B (diameter: 0.05 µm or more and less than 0.3 µm), C (containing Ni and Si in total, 50 mass% or more) Diameter: more than 0.001 µm and less than 0.05 µm), (b) (horizontal length x (µm) and vertical length y (µm) of the crystal grain diameter in the cross section perpendicular to the rolling direction of the copper alloy sheet, the relational formula [x /y ≥ 2]), and (c) (the dispersion density a of the compound A, the dispersion density b of the intermetallic compound B, and the dispersion density c of the intermetallic compound C are represented by the relational formula [a/(b + c) ≤ 0.010] and [0.001 ≤ (b/c) ≤ 0.10]), thereby improving the wear resistance of the mold.

국제 공개 제WO2011/068134호International Publication No. WO2011/068134 국제 공개 제WO2013/094061호International Publication No. WO2013/094061 일본 공개특허공보 2008-95185호Japanese Patent Application Publication No. 2008-95185

그러나, 종래의 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은 내금형 마모성을 개선하지만, 보다 강도가 높은 영역에서의 검토가 충분히 이루어지지 않았다.However, the conventional Cu-Ni-Si-based copper alloy improves mold abrasion resistance, but has not been sufficiently studied in a region with higher strength.

이들 사정을 감안하여, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 금형 마모성이 우수한 Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 제공을 목적으로 한다.In view of these circumstances, the present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a Cu-Ni-Si-based copper alloy having excellent mold abrasion resistance.

석출 강화형의 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은, 시효 처리에 의해 ㎚ 레벨의 입경의 Ni-Si 입자를 석출물로서 대량으로 석출시키지만, 강도의 향상에 기여하지 않는 미세한 ㎛ 레벨의 입경의 Ni-Si 입자도 많이 존재한다.The precipitation-enhanced Cu-Ni-Si-based copper alloy precipitates Ni-Si particles having a particle size of nm level as a precipitate in a large amount by aging treatment, but does not contribute to the improvement of strength. Si particles are also present.

본 발명자는, Ni 의 함유량이 2.0 % 이상 또한 Ni/Si 비가 1.3 이상 6.7 이하이고, 0.2 % 내력 YS 가 700 ㎫ 이상인 고강도인 경우, Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 재료를 프레스 가공했을 때, 재료의 표면 및 파면에 존재하는 ㎛ 레벨의 Ni-Si 입자가 금형과 접촉하면, 그 입자를 기점으로 긁힘 마모가 발생하는 것을 발견하였다. 그리고, 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 Ni-Si 입자의 개수가 긁힘 흠집의 개수와 상관이 있는 것을 알 수 있었다. 그래서, 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 Ni-Si 석출물을 억제함으로써 금형 마모성을 향상시킬 수 있는 것을 알아내었다.When the content of Ni is 2.0% or more, the Ni/Si ratio is 1.3 or more and 6.7 or less, and the 0.2% yield strength YS is 700 MPa or more, when the material of the Cu-Ni-Si-based copper alloy is pressed, It has been found that when the Ni-Si particles of the µm level existing on the surface and the wavefront of the material come into contact with the mold, scratch wear occurs from the particles. Then, it was found that the number of Ni-Si particles having a diameter of 0.5 to 0.6 µm correlates with the number of scratches. Therefore, it was found that mold abrasion resistance can be improved by suppressing Ni-Si precipitates having a diameter of 0.5 to 0.6 µm.

또한, 제품의 인장 강도 TS (㎫) 와 0.2 % 내력 YS (㎫) 의 비인 항복비 YS/TS 가 0.9 이상이고, 가공 경화 지수 n 값 (이하, n 값) 이 0.05 이하인 경우에, 더욱 내금형 마모성이 향상되는 것을 알아내었다.Further, when the yield ratio YS/TS, which is the ratio of the tensile strength TS (㎫) of the product to 0.2% proof stress YS (㎫), is 0.9 or more, and the work hardening index n value (hereinafter, n value) is 0.05 or less, the inner mold is further molded. It was found that the abrasion resistance was improved.

또, 직경 0.5 ㎛ 미만의 Ni-Si 입자의 개수가 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 Ni-Si 입자의 개수보다 적어지면 응착 마모가 촉진되고, 직경 0.6 ㎛ 를 초과하는 Ni-Si 입자의 개수가 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 Ni-Si 입자의 개수보다 많아지면 긁힘 마모가 촉진되는 것도 판명되었다.In addition, adhesion wear is promoted when the number of Ni-Si particles having a diameter of less than 0.5 μm is smaller than the number of Ni-Si particles having a diameter of 0.5 to 0.6 μm, and the number of Ni-Si particles exceeding 0.6 μm in diameter is 0.5. It was also found that scratch wear was promoted when the number of Ni-Si particles of -0.6 µm was increased.

또한, Ni 의 함유량이 2.0 % 미만이고, 0.2 % 내력 YS 가 700 ㎫ 미만인 경우에는, Ni-Si 입자의 개수가 금형 마모성에 영향을 주는 현상은 현저하게 확인되지 않았다.In addition, when the content of Ni is less than 2.0% and the 0.2% yield strength YS is less than 700 MPa, a phenomenon in which the number of Ni-Si particles affects mold abrasion is not remarkably confirmed.

그리고, ㎚ 레벨의 입경의 Ni-Si 입자이면, 용체화 및 시효 처리의 조건을 제어하여 조정할 수 있지만, ㎛ 레벨의 Ni-Si 입자를 제어하고자 하면, 과시효 등을 실시해야 해서, 강도 등의 특성을 저해시킨다. 그래서, 열간 압연 조건을 제어하여 열간 압연 직후의 Ni-Si 입자의 직경과 개수를 규제하는 것을 알아내었다.And if it is Ni-Si particles having a particle size of nm level, it is possible to control and adjust the conditions of solution treatment and aging treatment. However, when controlling Ni-Si particles at a µm level, overaging or the like must be performed, such as strength. Properties. Therefore, it was found that the diameter and number of Ni-Si particles immediately after hot rolling are controlled by controlling the hot rolling conditions.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은, 질량% 로, Ni : 2.0 ∼ 5.0 %, Si : 0.3 ∼ 1.5 % 함유하고, Ni/Si 비가 1.3 이상 6.7 이하이고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 0.2 % 내력 YS 가 700 ㎫ 이상이고, 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 제 1 Ni-Si 입자가 0.04 × 103 ∼ 1.4 × 103 개/㎟, 직경 0.5 ㎛ 미만의 제 2 Ni-Si 입자의 개수가 상기 제 1 Ni-Si 입자의 개수 이상 4.0 × 103 개/㎟ 미만이다.In order to achieve the above object, the Cu-Ni-Si-based copper alloy of the present invention contains Ni: 2.0 to 5.0% and Si: 0.3 to 1.5% in mass%, and the Ni/Si ratio is 1.3 or more and 6.7 or less, The remainder is composed of Cu and unavoidable impurities, 0.2% proof stress YS is 700 MPa or more, and the first Ni-Si particles having a diameter of 0.5 to 0.6 µm are 0.04 × 10 3 to 1.4 × 10 3 /mm 2, and the diameter is less than 0.5 µm. The number of the second Ni-Si particles of the number of the first Ni-Si particles is greater than or equal to 4.0×10 3 pieces/mm 2.

항복비 YS/TS 가 0.9 이상, 가공 경화 계수 n 값이 0.05 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the yield ratio YS/TS is 0.9 or more and the work hardening coefficient n value is 0.05 or less.

본 발명의 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은, 추가로 Mg, Mn, Sn, Zn 및 Cr 의 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상을 총량으로 0.005 ∼ 1.0 질량% 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable that the Cu-Ni-Si-based copper alloy of the present invention further contains at least one selected from the group of Mg, Mn, Sn, Zn, and Cr in a total amount of 0.005 to 1.0 mass%.

본 발명에 의하면, 금형 마모성이 우수한 Cu-Ni-Si 계 구리 합금이 얻어진다.According to the present invention, a Cu-Ni-Si-based copper alloy having excellent mold abrasion properties is obtained.

도 1 은 금형 마모를 정량화하기 위한 펀치의 마모 면적을 설명하는 도면이다.1 is a view illustrating a wear area of a punch for quantifying mold wear.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 대해 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서 % 란, 특별히 언급하지 않는 한 질량% 를 나타내는 것으로 한다.Hereinafter, the Cu-Ni-Si-based copper alloy according to the embodiment of the present invention will be described. In addition, in this invention,% means mass% unless otherwise specified.

(조성)(Furtherance)

[Ni, Co 및 Si][Ni, Co and Si]

구리 합금 중에 Ni : 2.0 ∼ 5.0 %, Si : 0.3 ∼ 1.5 % 함유하고 Ni/Si 비가 1.3 이상 6.7 이하이다. Ni 및 Si 는, 적당한 열처리를 실시함으로써 금속간 화합물을 형성하여, 도전율을 열화시키지 않고 강도를 향상시킨다.The copper alloy contains Ni: 2.0 to 5.0%, Si: 0.3 to 1.5%, and the Ni/Si ratio is 1.3 to 6.7. Ni and Si form an intermetallic compound by appropriate heat treatment, thereby improving strength without deteriorating the electrical conductivity.

Ni 및 Si 의 함유량이 상기 범위 미만이면, 강도의 향상 효과가 얻어지지 않고, 상기 범위를 초과하면 도전성이 저하됨과 함께 열간 가공성이 저하된다.When the content of Ni and Si is less than the above range, an effect of improving the strength is not obtained, and when it exceeds the above range, conductivity decreases and hot workability decreases.

Ni/Si 비가 1.3 미만인 경우, 및 Ni/Si 비가 6.7 을 초과하는 경우에는, 모두 도전율이 현저하게 저하된다.When the Ni/Si ratio is less than 1.3, and when the Ni/Si ratio exceeds 6.7, the conductivity is significantly reduced.

[다른 첨가 원소][Other additive elements]

합금 중에, 추가로 Mg, Mn, Sn, Zn 및 Cr 의 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상을 총량으로 0.005 ∼ 1.0 질량% 함유해도 된다.In the alloy, at least one selected from the group of Mg, Mn, Sn, Zn and Cr may be contained in an amount of 0.005 to 1.0% by mass in a total amount.

Mg 는 강도와 내응력 완화 특성을 향상시킨다. Mn 은 강도와 열간 가공성을 향상시킨다. Sn 은 강도를 향상시킨다. Zn 은 땜납 접합부의 내열성을 향상시킨다. Cr 은, Ni 와 동일하게 Si 와 화합물을 형성하기 때문에, 석출 경화에 의해 도전율을 열화시키지 않고 강도를 향상시킨다.Mg improves the strength and stress relaxation characteristics. Mn improves strength and hot workability. Sn improves strength. Zn improves the heat resistance of the solder joint. Since Cr forms a compound with Si in the same way as Ni, it improves strength without deteriorating the electrical conductivity by precipitation hardening.

또한, 상기한 각 원소의 총량이 상기 범위 미만이면 상기한 효과가 얻어지지 않고, 상기 범위를 초과하면 도전율의 저하를 초래하는 경우가 있다.In addition, when the total amount of each element described above is less than the above-mentioned range, the above-described effect is not obtained, and if it exceeds the above-mentioned range, the conductivity may be lowered.

[Ni-Si 입자][Ni-Si particles]

Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 포함되는 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 제 1 Ni-Si 입자(석출물) 가 0.04 × 103 ∼ 1.4 × 103 개/㎟ 이다.The first Ni-Si particles (precipitates) having a diameter of 0.5 to 0.6 µm contained in the Cu-Ni-Si-based copper alloy are 0.04 × 10 3 to 1.4 × 10 3 /mm 3 .

제 1 Ni-Si 입자는, 상기 서술한 바와 같이 금형의 긁힘 마모를 발생시킨다.As described above, the first Ni-Si particles generate scratch wear on the mold.

따라서, 제 1 Ni-Si 입자의 개수가 적은 편이 좋지만, Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 단위 면적당, 제 1 Ni-Si 입자가 0.04 × 103 개/㎟ 미만인 경우, 금형에 Cu-Ni-Si 계 구리 합금이 응착되는 응착 마모가 촉진된다.Therefore, it is preferable that the number of the first Ni-Si particles is small, but when the first Ni-Si particles are less than 0.04 x 10 3 pieces/mm 2 per unit area of the Cu-Ni-Si-based copper alloy, Cu-Ni- is formed in the mold. Adhesion abrasion in which the Si-based copper alloy adheres is promoted.

여기서, Ni-Si 입자는 프레스시에 응력이 집중되어, 크랙의 기점이 되기 때문에, Ni-Si 입자가 크거나, 다수 분포되어 있을 정도로 재료의 전단면에 대한 비율이 적어진다. 이것은, Ni-Si 입자의 개수가 많을수록 응력 집중 부분이 많아, 조기에 크랙이 진전되므로, 재료의 전단면에 대한 비율은 작아지기 때문이다. 그리고, 전단면은 프레스 중의 금형과 접촉하는 면이기 때문에, 그 면적이 증가하면 금형과 재료의 접촉 시간이 길어져, 재료로부터 금형에 응착물이 부착되기 쉬워진다.Here, the Ni-Si particles are concentrated in stress at the time of pressing and become a starting point for cracking, so the ratio of the material to the shear surface of the Ni-Si particles is large or small enough to be distributed. This is because the larger the number of Ni-Si particles, the greater the concentration of stress areas, and the earlier the crack propagates, the smaller the proportion of the material to the shear surface. In addition, since the front end surface is a surface in contact with the metal mold in the press, when the area is increased, the contact time between the metal mold and the material becomes long, so that the adhesive material easily adheres to the metal mold from the material.

한편, 제 1 Ni-Si 입자가 1.4 × 103 개/㎟ 를 초과하면, 금형의 긁힘 마모가 촉진된다.On the other hand, when the first Ni-Si particles exceed 1.4×10 3 /mm 3 , scratch wear of the mold is promoted.

Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 포함되는 직경 0.5 ㎛ 미만의 제 2 Ni-Si 입자의 개수가, 제 1 Ni-Si 입자의 개수 이상, 또한 4.0 × 103 개/㎟ 미만이다.The number of second Ni-Si particles having a diameter of less than 0.5 µm contained in the Cu-Ni-Si-based copper alloy is greater than or equal to the number of first Ni-Si particles and less than 4.0 x 10 3 /mm 2.

제 2 Ni-Si 입자의 개수가 제 1 Ni-Si 입자의 개수보다 적어지면 응착 마모가 촉진된다. 한편, 제 2 Ni-Si 입자의 개수가 4.0 × 103 개/㎟ 이상이 되면, 긁힘 마모가 촉진된다.When the number of second Ni-Si particles is less than the number of first Ni-Si particles, adhesion abrasion is promoted. On the other hand, when the number of the second Ni-Si particles is 4.0 × 10 3 /mm 2 or more, scratch wear is promoted.

여기서, 제 2 Ni-Si 입자의 개수에 의한 금형 마모에 대한 영향은 제 1 Ni-Si 입자의 개수에 의한 금형 마모에 대한 영향과 동일하기 때문에, 제 2 Ni-Si 입자의 개수가 적으면 응착 마모가 촉진되고, 개수가 많으면 긁힘 마모가 촉진된다.Here, since the influence on the mold wear by the number of the second Ni-Si particles is the same as the influence on the mold wear by the number of the first Ni-Si particles, if the number of the second Ni-Si particles is small, adhesion Wear is promoted, and a large number promotes scratch wear.

또한, 제 2 Ni-Si 입자의 개수의 증감은, 제 1 Ni-Si 입자의 개수의 증감에 따라 변화하는 경향이 있다.In addition, the increase or decrease in the number of second Ni-Si particles tends to change with the increase or decrease in the number of first Ni-Si particles.

제 1 ∼ 제 2 Ni-Si 입자의 입경 및 개수는, Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 압연 평행 단면을 연마하고, 에칭 후에, FE-SEM (전해 방사형 주사 전자 현미경) 을 사용하여 1500 ∼ 5000 배 정도의 배율의 이미지를 기초로 측정한다. 입자 해석 소프트 및 EDS (에너지 분산형 X 선 분석) 를 사용하여 상기 화상 중의 성분을 측정하고, 모재 성분과 상이한 성분으로 구성되는 입자를 제 1 ∼ 제 3 Ni-Si 입자로 간주한다. 각 입자의 각각의 입경을 측정하여, 화상 처리 소프트 (예를 들어, 미국 국립 위생 연구소가 공개하고 있는 Image J) 를 사용하여 개수를 센다. 여기서, 석출물에 외접하는 원의 직경을 각 Ni-Si 입자의 입경으로 한다.The particle size and number of the first to second Ni-Si particles are 1500 to 5000 using a FE-SEM (electrolyte radial scanning electron microscope) after grinding a parallel rolling section of a Cu-Ni-Si-based copper alloy and etching. It is measured on the basis of an image at a magnification of about 2 times. Components in the image are measured using particle analysis software and EDS (energy dispersive X-ray analysis), and particles composed of components different from the base material components are regarded as first to third Ni-Si particles. The particle size of each particle is measured, and the number is counted using image processing software (for example, Image J published by the National Institute of Sanitation in the United States). Here, the diameter of the circle circumscribed to the precipitate is taken as the particle diameter of each Ni-Si particle.

Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 항복비 YS/TS 가 0.9 이상이고, 가공 경화 계수 (n 값) 가 0.05 이하이면 바람직하다.It is preferable that the yield ratio YS/TS of the Cu-Ni-Si-based copper alloy is 0.9 or more, and the work hardening coefficient (n value) is 0.05 or less.

항복비 YS/TS 의 값이 0.9 이상이면, TS 와 YS 의 차가 작기 때문에, 신장되기 시작하자마자 곧 파단된다. 즉, 항복비가 높으면 재료가 프레스 중에 바로 파단됨으로써, 금형과 재료의 접촉 시간이 짧아져, 내금형 마모성이 향상된다.When the value of the yield ratio YS/TS is 0.9 or more, the difference between TS and YS is small, and as soon as it starts to elongate, it breaks soon. That is, when the yield ratio is high, the material breaks immediately during press, thereby shortening the contact time between the mold and the material, thereby improving mold wear resistance.

또, 가공 경화 계수 (n 값) 는 재료의 균일 신장과 상관이 있는 값이다. 이 값이 작을수록 재료를 프레스했을 때, 타발까지 필요한 소성 변형 영역이 작아진다. 즉, n 값이 0.05 이하이면, 금형과 재료의 접촉 시간이 짧아지기 때문에, 내금형 마모성이 향상된다.Moreover, the work hardening coefficient (n value) is a value correlated with the uniform elongation of a material. The smaller this value, the smaller the plastic deformation area required for punching when the material is pressed. That is, when the value of n is 0.05 or less, the contact time between the mold and the material is shortened, so that the mold wear resistance is improved.

또한, 가공 경화 계수 (n 값) 는 다음과 같이 하여 구한다.In addition, the work hardening coefficient (n value) is calculated|required as follows.

인장 시험에 있어서 시험편을 인장시키고, 하중을 부하하면, 탄성 한도를 넘어 최고 하중점에 이를 때까지의 소성 변형역에서는 시험편 각 부는 균일하게 신장된다 (균일 신장). 이 균일 신장이 발생하는 소성 변형역에서는 진응력 (σt) 과 진변형 (εt) 사이에는 식 1In the tensile test, when the test piece is stretched and a load is applied, each part of the test piece is uniformly stretched (uniformly elongated) in the plastic strain region that exceeds the elastic limit and reaches the highest load point. In the plastic strain region where this uniform elongation occurs, Equation 1 is between the true stress (σ t ) and the true strain (ε t ).

σt = Kεt n σ t = Kε t n

의 관계가 성립하고, 이것을 n 승 경화칙이라고 한다. 「n」을 가공 경화 계수로 한다 (스도우 하지메 : 재료 시험법, 우치다 로카쿠호사, (1976), p. 34). n 은 0 ≤ n ≤ 1 의 값을 취하고, n 이 클수록 가공 경화의 정도가 크고, 국소적인 변형을 받은 부분이 가공 경화되었을 때 다른 부분으로 변형이 이동하여, 잘록한 부분이 생기기 어려워진다. 이 때문에, n 값이 큰 재료는 균일한 신장을 나타낸다.The relationship of is established, and this is called the nth power curing rule. Let "n" be the work hardening coefficient (Sudo Hajime: Material Test Method, Rochikuho Uchida, (1976), p. 34). n takes a value of 0 ≤ n ≤ 1, and the larger n, the greater the degree of work hardening, and when the part subjected to local deformation is work hardened, the deformation moves to another part, making it difficult to produce a constricted part. For this reason, a material with a large n value exhibits uniform elongation.

항복비와 n 값은 각각 마무리 압연 가공도와 상관이 있어, 후술하는 마무리 압연의 압연 가공도를 제어함으로써, 항복비와 n 값을 조정할 수 있다.The yield ratio and the n value are each correlated with the finish rolling workability, and the yield ratio and the n value can be adjusted by controlling the rolling workability of the finish rolling described later.

마무리 압연의 압연 가공도가 10 % 미만인 경우, 항복비는 0.9 보다 작아지고, n 값은 0.05 보다 커진다. 마무리 압연의 압연 가공도가 10 % 이상 15 % 미만인 경우에는, 가공 경화에 의해 YS 의 값이 증가함으로써 항복비가 0.9 이상이 되므로 바람직하다. 한편으로 n 값은 0.05 보다 큰 상태이다.When the rolling degree of finish rolling is less than 10%, the yield ratio becomes smaller than 0.9, and the n value becomes larger than 0.05. When the rolling degree of finish rolling is 10% or more and less than 15%, it is preferable because the yield ratio increases to 0.9 or more by increasing the value of YS by work hardening. On the other hand, the value of n is greater than 0.05.

마무리 압연의 압연 가공도가 15 % 이상 30 % 이하인 경우, 항복비는 0.9 이상이 되어, 균일 신장이 저하됨으로써 n 값은 0.05 이하가 되고, 가장 바람직한 조건이 된다.When the rolling workability of finish rolling is 15% or more and 30% or less, the yield ratio becomes 0.9 or more, and the uniform elongation decreases, so that the n value becomes 0.05 or less, which is the most preferable condition.

마무리 압연의 압연 가공도가 30 % 를 초과하고 40 % 이하인 범위에서는, TS 와 비교하여 YS 의 강도가 조기에 포화되는 것으로부터 항복비가 0.9 미만이 되고, n 값은 0.05 이하가 된다. 압연 가공도가 40 % 를 초과해도 동일한 경향이지만, 항복비가 보다 작아짐으로써 금형 마모성은 악화된다.In the range in which the rolling workability of the finish rolling exceeds 30% and is 40% or less, the yield ratio becomes less than 0.9 and the n value becomes 0.05 or less because the strength of YS is prematurely saturated as compared with TS. Even if the rolling workability exceeds 40%, it is the same tendency, but the mold wearability deteriorates as the yield ratio becomes smaller.

[0.2 % 내력][0.2% proof strength]

Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 압연 평행 방향의 0.2 % 내력은, 예를 들어 700 ㎫ 이상이다. 0.2 % 내력을 700 ㎫ 이상으로 하면, 강도가 향상된다.The 0.2% yield strength in the rolling parallel direction of the Cu-Ni-Si copper alloy is 700 MPa or more, for example. When the 0.2% yield strength is 700 MPa or more, the strength is improved.

또한, 인장 강도는, JIS-Z2241 에 따라 인장 시험하여 구한다. 인장 시험의 조건은, 시험편 폭 12.7 ㎜, 실온 (15 ∼ 35 ℃), 인장 속도 5 ㎜/min, 게이지 길이 50 ㎜ 로 하였다.In addition, tensile strength is calculated|required by the tensile test according to JIS-Z2241. The conditions for the tensile test were a test piece width of 12.7 mm, room temperature (15 to 35°C), a tensile speed of 5 mm/min, and a gauge length of 50 mm.

[신장][kidney]

Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 압연 평행 방향의 신장은, 예를 들어 13 % 이하이다. 신장의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 1 % 이다.The elongation in the rolling parallel direction of the Cu-Ni-Si-based copper alloy is, for example, 13% or less. The lower limit of elongation is not particularly limited, but is, for example, 1%.

또, 신장은 파단 신장이고, 인장 시험기에 의해, JIS-Z2241 에 따라, 상기 서술한 인장 강도를 측정함과 동시에 측정하였다. 그리고, 시험편이 파단되었을 때의 표점간 길이 L (게이지 길이) 과, 시험 전의 표점 거리 L0 의 차를 % 로 구하였다.In addition, the elongation was a breaking elongation, and the tensile strength described above was measured and measured by a tensile tester in accordance with JIS-Z2241. Then, the difference between the length L (gauge length) between the marks when the test piece was broken and the distance L0 before the test was determined as %.

인장 시험의 조건은, 시험편 폭 12.7 ㎜, 실온 (15 ∼ 35 ℃), 인장 속도 5 ㎜/min, 게이지 길이 L = 50 ㎜ 이고, 동박의 압연 방향으로 인장 시험한다.The conditions of the tensile test are a test piece width of 12.7 mm, room temperature (15 to 35°C), a tensile speed of 5 mm/min, a gauge length L = 50 mm, and tensile testing is performed in the rolling direction of the copper foil.

[도전율][Conductivity]

Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 도전율 (%IACS) 은, 예를 들어 30 이상이다.The conductivity (%IACS) of the Cu-Ni-Si copper alloy is 30 or more, for example.

<제조 방법><manufacturing method>

본 발명의 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은, 통상적으로 잉곳을 열간 압연, 냉간 압연, 용체화 처리, 시효 처리, 마무리 압연, 응력 제거 어닐링의 순서로 실시하여 제조할 수 있다. 용체화 처리 전의 냉간 압연이나 재결정 어닐링은 필수는 아니고, 필요에 따라 실시해도 된다.The Cu-Ni-Si-based copper alloy of the present invention can usually be produced by performing ingots in the order of hot rolling, cold rolling, solution treatment, aging treatment, finish rolling, and stress relief annealing. Cold rolling or recrystallization annealing prior to solution treatment is not essential, and may be performed as necessary.

<열간 압연><Hot rolling>

여기서, 열간 압연 후에 냉간 압연 전의 재료 중의 직경 1.0 ㎛ 이상 3.5 ㎛ 이하의 제 3 Ni-Si 입자가 3.5 × 103 ∼ 8.5 × 103 개/㎟ 의 범위 내가 되도록, 열간 압연을 설정한다. 이것은, 용체화 및 시효 처리의 조건을 조정하여 ㎛ 레벨의 Ni-Si 입자를 제어하고자 하면, 과시효 등을 실시해야 해서, 강도 등의 특성을 저해시키기 때문이다.Here, hot rolling is set so that the third Ni-Si particles having a diameter of 1.0 µm or more and 3.5 µm or less in the material before cold rolling after hot rolling are within a range of 3.5 × 10 3 to 8.5 × 10 3 /mm 3 . This is because, if the conditions of solution treatment and aging treatment are to be controlled to control the Ni-Si particles at the µm level, overaging and the like must be performed, thereby impairing properties such as strength.

직경 1.0 ㎛ 이상 3.5 ㎛ 이하의 제 3 Ni-Si 입자의 개수를 제어하는 것은, 최종 제품의 제 1 Ni-Si 입자의 개수를 제어하는 것에 대응한다.Controlling the number of third Ni-Si particles having a diameter of 1.0 µm or more and 3.5 µm or less corresponds to controlling the number of first Ni-Si particles in the final product.

제 3 Ni-Si 입자가 3.5 × 103 개/㎟ 미만이면, 제 1 Ni-Si 입자가 0.04 × 103 개/㎟ 미만이 되어, 응착 마모가 촉진된다. 제 3 Ni-Si 입자가 8.5 × 103 개/㎟ 를 초과하면, 제 1 Ni-Si 입자가 1.4 × 103 개/㎟ 이상이 되어, 긁힘 마모가 촉진된다.When the third Ni-Si particles are less than 3.5 x 10 3 particles/mm 2, the first Ni-Si particles become less than 0.04 x 10 3 particles/mm 2 and adhesion wear is promoted. When the third Ni-Si particles exceed 8.5 × 10 3 particles/mm 2, the first Ni-Si particles become 1.4 × 10 3 particles/mm 2 or more, and scratch wear is promoted.

제 3 Ni-Si 입자의 직경 및 개수를 규제하기 위한 열간 압연의 조건으로는, 예를 들어 열간 압연 온도 800 ∼ 1000 ℃, 유지 시간 1 ∼ 5 h 의 범위에서 조정할 수 있다.The conditions of the hot rolling for regulating the diameter and number of the third Ni-Si particles can be adjusted, for example, within a range of a hot rolling temperature of 800 to 1000°C and a holding time of 1 to 5 h.

[실시예 1][Example 1]

대기 용해로 중에서 전기 구리를 용해시키고, 필요에 따라 표 1 에 나타내는 첨가 원소를 소정량 투입하여, 용탕을 교반하였다. 그 후, 주입 (鑄入) 온도 1200 ℃ 에서 주형에 출탕 (出湯) 하여, 표 1 에 나타내는 조성의 구리 합금 잉곳을 얻었다. 잉곳을 열간 압연하여, 판 두께를 10 ㎜ 로 하였다. 그 후, 면삭, 냉간 압연, 용체화 처리, 시효 처리, 저온 열처리, 마무리 압연의 순서로 실시하여, 판 두께 0.05 ∼ 0.4 ㎜ 의 시료를 얻었다. 마무리 냉간 압연 후에 200 ℃ ∼ 500 ℃ 의 온도 범위에서 1 초 ∼ 1000 초 동안 응력 제거 어닐링을 실시하였다.The electric copper was dissolved in an air melting furnace, and a predetermined amount of the additive element shown in Table 1 was added as necessary, and the molten metal was stirred. Thereafter, it was poured into a mold at an injection temperature of 1200°C to obtain a copper alloy ingot having the composition shown in Table 1. The ingot was hot rolled to make the plate thickness 10 mm. Subsequently, it was carried out in the order of chamfering, cold rolling, solution treatment, aging treatment, low temperature heat treatment, and finish rolling to obtain samples having a plate thickness of 0.05 to 0.4 mm. After the finish cold rolling, stress relief annealing was performed in a temperature range of 200°C to 500°C for 1 second to 1000 seconds.

또한, 열간 압연은 1000 ℃ 에서 3 시간 실시하고, 용체화 처리를 700 ∼ 900 ℃ 에서 실시하였다. 시효 처리는 400 ℃ ∼ 550 ℃ 에서 1 ∼ 15 시간의 범위에서, 마무리 압연 후의 인장 강도가 최대가 되는 온도 및 시간으로 실시하고, 마무리 압연은 가공률 10 ∼ 40 % 의 범위에서 실시하였다.Moreover, hot rolling was performed at 1000 degreeC for 3 hours, and solution treatment was performed at 700-900 degreeC. The aging treatment was performed at 400°C to 550°C in a range of 1 to 15 hours, at a temperature and time at which the tensile strength after finish rolling was maximum, and finish rolling was performed within a range of 10 to 40% of the working rate.

<평가><Evaluation>

얻어진 시료에 대해 이하의 항목을 평가하였다.The following items were evaluated about the obtained sample.

[도전율][Conductivity]

응력 제거 어닐링 후의 압연 평행 방향의 시료에 대해, JISH0505 에 준거하여, 더블 브릿지 장치를 사용한 사단자법에 의해 구한 체적 저항률로부터 도전율(%IACS) 을 산출하였다.About the sample in the rolling parallel direction after stress relief annealing, electrical conductivity (%IACS) was computed from the volume resistivity calculated|required by the tetragonal method using a double bridge apparatus based on JISH0505.

[인장 강도][The tensile strength]

응력 제거 어닐링 후의 시료에 대해, 인장 방향이 압연 방향과 평행이 되도록, 프레스기를 사용하여 JIS13B 호 시험편을 제조하였다. JIS-Z2241 에 따라 이 시험편의 인장 시험을 실시하여, 인장 강도 TS 를 측정하였다. 인장 시험의 조건은, 시험편 폭 12.7 ㎜, 실온 (15 ∼ 35 ℃), 인장 속도 5 ㎜/min, 게이지 길이 L = 50 ㎜ 이고, 동박의 압연 방향으로 인장 시험하였다.For the sample after the stress relief annealing, a JIS 13B test piece was prepared using a press machine so that the tensile direction was parallel to the rolling direction. The tensile test of this test piece was performed according to JIS-Z2241, and the tensile strength TS was measured. The conditions of the tensile test were a test piece width of 12.7 mm, room temperature (15 to 35°C), a tensile rate of 5 mm/min, and a gauge length L = 50 mm, and tensile testing was performed in the rolling direction of the copper foil.

[신장][kidney]

상기 인장 시험에 의해, 파단 신장을 구하였다. 시험편이 파단되었을 때의 표점간 길이 L 과, 시험 전의 목표점 거리 L0 의 차를 % 로 구하고, 신장으로 하였다.The elongation at break was determined by the tensile test. The difference between the length L between the marks when the test piece was broken and the target distance L0 before the test was determined as %, and was taken as elongation.

[긁힘 마모 평가][Evaluation of scratch wear]

펀치 흠집 수 : 가로 세로 5 ㎜ 의 펀치를 사용하여, 각 시료의 압연 평행 방향을 길이 방향으로 하여 5 × 15 ㎜ 로 자른 시료 10 장에 대해, 각각 1 쇼트 (합계 10 쇼트) 타발한 후의 펀치 측면에 생긴 흠집의 수를 육안으로 계수하였다. 펀치 흠집 수가 20 개 이하이면, 금형의 긁힘 마모가 적고, 금형 마모성이 우수하다.No. of punches: Punch side after punching 1 shot (10 shots in total) for 10 samples cut into 5 × 15 mm in the lengthwise direction of the rolling parallel direction of each sample using a punch having a width of 5 mm The number of scratches on the surface was counted visually. When the number of punch scratches is 20 or less, there is little scratch wear of the mold and excellent mold abrasion resistance.

[응착 마모 평가][Evaluation of adhesion wear]

응착 마모의 판정은 볼 온 디스크식의 마찰 마모 시험기를 사용하여 실시하였다. 시험은, 하중 1 N, 슬라이딩 거리 125 m 로 실시하고, 볼 (상대재) 의 재질은 SUJ2 로 하였다.The adhesion wear was judged using a ball-on-disk friction wear tester. The test was conducted with a load of 1 N and a sliding distance of 125 m, and the material of the ball (relative member) was SUJ2.

마모 시험 전후에 볼의 슬라이딩부 단면의 프로파일을 레이저 현미경으로 측정하고, 슬라이딩부의 길이 1 ㎛ 이상의 부위에 대해, 시험 전에 비해 시험 후의 단면 프로파일의 높이가 높아진 경우에, 응착 마모가 발생했다고 판단하였다.Before and after the abrasion test, the profile of the cross-section of the sliding portion of the ball was measured with a laser microscope, and it was judged that adhesion wear occurred when the height of the cross-sectional profile after the test was higher than that before the test with respect to a portion of the sliding portion having a length of 1 µm or more.

[금형 마모성의 평가][Evaluation of mold abrasion property]

금형 마모성은, 상기 긁힘 마모 평가, 응착 마모 평가만으로는 판단할수 없고, 재료의 기계적 특성에도 영향을 받는다. 이들의 영향을 종합적으로 판단하기 위해, 터릿 펀치 프레스기를 사용하여, 200 × 300 ㎜ 자른 시료 5 장에 대해, 각 시료를 10 만 쇼트 타발한 후의 펀치날의 마모량을 측정함으로써 금형 마모성을 평가하였다. 펀치날의 마모량은, 프레스 전을 기준으로 하여 측정하였다.The mold abrasion property cannot be judged only by the scratch wear evaluation and adhesion wear evaluation, and is influenced by the mechanical properties of the material. In order to comprehensively judge the effects of these, mold abrasion was evaluated by measuring the amount of abrasion of the punch blade after 100,000 shots of each sample, for 5 samples cut by 200 × 300 mm using a turret punch press. The amount of wear of the punch blade was measured on the basis of before pressing.

원통형의 펀치를 사용하여, 클리어런스는 판 두께의 5 %, 프레스 속도는 290 shot/min 으로 하고, 펀치의 압입 깊이는 판 두께의 50 % 로 설정하였다. 또, 펀치와 다이는 각각 경도가 상이한 것을 사용하여, 펀치의 경도가 다이의 경도의 60 ∼ 80 % 의 값이 되도록 설정하였다.Using a cylindrical punch, the clearance was set to 5% of the plate thickness, the press speed was 290 shots/min, and the punching depth was set to 50% of the plate thickness. In addition, punches and dies each having a different hardness were used, and the punch hardness was set to a value of 60 to 80% of the die hardness.

펀치날의 마모량은, 레이저 현미경을 사용하여, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 프레스 전의 펀치날의 단면 프로파일 P1 과 프레스 후의 펀치날의 단면 프로파일 P2 사이에서 고저차가 발생한 면적 S1 을 마모된 면적으로 간주하고, 그 면적을 산출하였다. 도 1 의 부호 D 는 프레스 방향을 나타낸다. 이하의 기준으로 금형 마모성을 평가하였다. 평가가 ○ 이면, 금형 마모성이 우수하고, ◎ 이면 더욱 우수한 것을 나타낸다.The amount of wear of the punch blade, using a laser microscope, as shown in Fig. 1, the area S1 where the height difference occurred between the cross-sectional profile P1 of the punch blade before press and the cross-sectional profile P2 of the punch blade after press was regarded as the worn area , The area was calculated. Reference numeral D in Fig. 1 indicates the press direction. The mold wearability was evaluated according to the following criteria. If the evaluation is ○, the mold abrasion resistance is excellent, and if ◎, it is more excellent.

◎ : 마모 면적이 1000 ㎛2 이하◎: wear area is 1000 μm 2 or less

○ : 마모 면적이 1000 ㎛2 를 초과 1500 ㎛2 미만○: Wear area is more than 1000 μm 2 and less than 1500 μm 2

× : 마모 면적이 1500 ㎛2 이상×: wear area is 1500 μm 2 or more

얻어진 결과를 표 1, 표 2 에 나타낸다.Table 1 and Table 2 show the obtained results.

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Figure 112018087732628-pat00002
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표 1, 표 2 로부터 분명한 바와 같이, 제 1 Ni-Si 입자 ∼ 제 2 Ni-Si 입자의 개수를 소정 범위 내로 규제한 각 실시예의 경우, 금형 마모성이 우수하였다. 또, 마무리 압연의 가공도가 15 ∼ 30 % 인 것은 더욱 금형 마모성이 우수하고, 항복비 YS/TS 가 0.9 이상, 가공 경화 계수 n 값이 0.05 이하가 되었다. 이것은, 금형과 재료의 접촉 시간이 감소되었기 때문이라고 생각된다.As is apparent from Table 1 and Table 2, the mold wear resistance was excellent in each of the examples in which the number of the first Ni-Si particles to the second Ni-Si particles was regulated within a predetermined range. Moreover, the workability of finish rolling being 15 to 30% is more excellent in mold abrasion, yield ratio YS/TS is 0.9 or more, and work hardening coefficient n value is 0.05 or less. This is considered to be because the contact time between the mold and the material is reduced.

또한, 마무리 압연의 가공도가 10 % 이상 15 % 미만인 실시예 5, 7, 9 의 경우, 항복비가 0.9 이상이 되었지만, n 값은 0.05 보다 컸다. 또, 마무리 압연의 가공도가 30 % 를 초과하고 40 % 이하인 실시예 2, 3, 10, 11 의 경우, n 값이 0.05 이하가 되었지만, 항복비가 0.9 보다 작았다. 단, 이것들의 실시예도 실용상 문제는 없다.In addition, in Examples 5 and 7, 9 in which the working degree of finish rolling was 10% or more and less than 15%, the yield ratio was 0.9 or more, but the n value was greater than 0.05. Further, in Examples 2, 3, 10, and 11 in which the workability of finish rolling was more than 30% and 40% or less, the n value was 0.05 or less, but the yield ratio was less than 0.9. However, these examples have no practical problems.

한편, 제 1 Ni-Si 입자가 1.4 × 103 개/㎟ 를 초과하고, 제 2 Ni-Si 입자의 개수가 4.0 × 103 개/㎟ 이상이 된 비교예 1 ∼ 4 및 비교예 6 의 경우, 펀치 흠집 수가 20 개를 초과하고, 금형의 긁힘 마모가 촉진되어 금형 마모성이 뒤떨어졌다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 4 and Comparative Example 6, the first Ni-Si particles exceeded 1.4 × 10 3 particles/mm 2 and the number of second Ni-Si particles became 4.0 × 10 3 particles/mm 2 or more. , The number of punch scratches exceeded 20, and the scratch wear of the mold was promoted, resulting in poor mold abrasion.

제 1 Ni-Si 입자가 0.04 × 103 개/㎟ 미만, 제 2 Ni-Si 입자의 개수가 제 1 Ni-Si 입자의 개수 미만인 비교예 5 의 경우, 응착 마모가 촉진되어 금형 마모성이 뒤떨어졌다.In Comparative Example 5, in which the first Ni-Si particles were less than 0.04×10 3 particles/mm 2 and the number of second Ni-Si particles was less than the number of first Ni-Si particles, adhesion abrasion was promoted and mold abrasion was inferior. .

Claims (3)

질량% 로, Ni : 2.0 ∼ 5.0 %, Si : 0.3 ∼ 1.5 % 함유하고, Ni/Si 비가 1.3 이상 6.7 이하이고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지고, 0.2 % 내력 YS 가 700 ㎫ 이상이고, 직경 0.5 ∼ 0.6 ㎛ 의 제 1 Ni-Si 입자가 0.04 × 103 ∼ 1.4 × 103 개/㎟, 직경 0.5 ㎛ 미만의 제 2 Ni-Si 입자의 개수가 상기 제 1 Ni-Si 입자의 개수 이상 4.0 × 103 개/㎟ 미만이고, 직경 0.6 ㎛ 초과의 Ni-Si 입자의 개수가 상기 제 1 Ni-Si 입자의 개수 이하인 Cu-Ni-Si 계 구리 합금.In mass%, Ni: 2.0 to 5.0%, Si: 0.3 to 1.5%, Ni/Si ratio is 1.3 to 6.7 or less, the balance is made of Cu and unavoidable impurities, 0.2% proof stress YS is 700 MPa or more, The first Ni-Si particles having a diameter of 0.5 to 0.6 μm are 0.04×10 3 to 1.4×10 3 pieces/mm 2, and the number of second Ni-Si particles having a diameter of less than 0.5 μm is equal to or greater than the number of the first Ni-Si particles. Cu-Ni-Si-based copper alloy having a number of Ni-Si particles of less than 4.0 x 10 3 pieces/mm 2 and a diameter of more than 0.6 µm, which is less than or equal to the number of the first Ni-Si particles. 제 1 항에 있어서,
항복비 YS/TS 가 0.9 이상, 가공 경화 계수 n 값이 0.05 이하인, Cu-Ni-Si 계 구리 합금.
According to claim 1,
Cu-Ni-Si-based copper alloy having a yield ratio YS/TS of 0.9 or more and a work hardening coefficient n of 0.05 or less.
제 1 항에 있어서,
추가로 Mg, Mn, Sn, Zn 및 Cr 의 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상을 총량으로 0.005 ∼ 1.0 질량% 함유하는 Cu-Ni-Si 계 구리 합금.
According to claim 1,
Further, a Cu-Ni-Si-based copper alloy containing 0.005 to 1.0 mass% of at least one or more selected from the group of Mg, Mn, Sn, Zn and Cr in a total amount.
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