KR102213955B1 - Copper alloy, copper alloy thin sheet and copper alloy manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 구리 합금은, Fe；1.5 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하, P；0.008 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하, Zn；0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 되어 있고, 상기 불가피 불순물로서 함유되는 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 되어 있다. The copper alloy of the present invention contains Fe; 1.5% by mass or more and 2.7% by mass or less, P; 0.008% by mass or more and 0.15% by mass or less, Zn; 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, and the remainder is Cu and unavoidable impurities. The content of C contained as the inevitable impurity is less than 3 ppm by mass.
Description
본 발명은, 예를 들어, 가전, 반도체 장치용 리드 프레임 등의 반도체 부품, 프린트 배선판 등의 전기·전자 부품 재료, 개폐기 부품, 부스 바, 커넥터 등의 기구 부품이나 산업용 기기 등에 사용되는 구리 합금 판조 (板條) 로서 바람직한 구리 합금, 구리 합금 박판 및 구리 합금의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is, for example, a copper alloy plate used in household appliances, semiconductor parts such as lead frames for semiconductor devices, electrical/electronic parts materials such as printed wiring boards, switch parts, mechanical parts such as busbars, connectors, industrial equipment, etc. It relates to a copper alloy, a copper alloy thin plate, and a method for producing a copper alloy preferable as (板條).
본원은, 2013년 8월 9일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2013-167045호, 및 2014년 6월 4일에 출원된 일본 특허출원 2014-116287호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-167045 for which it applied to Japan on August 9, 2013, and Japanese Patent Application No. 2014-116287 for which it applied to Japan on June 4, 2014, and its contents Is used here.
상기 서술한 각종 용도의 구리 합금으로는, 종래, Fe 와 P 를 함유하는 Cu-Fe-P 계의 구리 합금이 범용되고 있다. Cu-Fe-P 계의 구리 합금으로는, Fe；2.1 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하, P；0.015 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하, Zn；0.05 질량％ 이상 0.20 질량％ 이하를 함유하는 구리 합금 (CDA19400 합금) 이 예시된다. 또한, 이 CDA19400 합금은, CDA (Copper Development Association) 에 의해 규정되어 있는 국제 표준 합금이다.As the copper alloy for various uses described above, conventionally, a Cu-Fe-P-based copper alloy containing Fe and P has been widely used. As a Cu-Fe-P-based copper alloy, a copper alloy containing Fe; 2.1% by mass or more and 2.7% by mass or less, P; 0.015% by mass or more and 0.15% by mass or less, and Zn; 0.05% by mass or more and 0.20% by mass or less ( CDA19400 alloy) is illustrated. In addition, this CDA19400 alloy is an international standard alloy prescribed by the CDA (Copper Development Association).
여기서, 상기 서술한 CDA19400 합금은, 구리 모상 중에 Fe 또는 Fe-P 등의 금속간 화합물을 석출시킨 석출 강화형 합금으로서, 강도, 도전성 및 열전도성이 우수하므로, 다양한 용도로 널리 사용되고 있다.Here, the above-described CDA19400 alloy is a precipitation-strengthening alloy in which an intermetallic compound such as Fe or Fe-P is deposited in a copper matrix, and has excellent strength, conductivity, and thermal conductivity, and is therefore widely used for various purposes.
최근, Cu-Fe-P 계의 구리 합금의 용도 확대나, 전기, 전자 기기의 경량화, 박육화, 소형화 등에 수반하여, CDA19400 합금에 대해서도, 더욱 높은 강도나, 도전성, 우수한 굽힘 가공성이 요구되고 있다.In recent years, with the expansion of the use of Cu-Fe-P-based copper alloys, weight reduction, thickness reduction, and miniaturization of electric and electronic devices, and the CDA19400 alloy, higher strength, conductivity, and excellent bending workability are also required.
또, 상기 서술한 리드 프레임이나 커넥터 등은, 구리 합금 박판을 에칭하는 것이나 타발 (打拔) 하는 것에 의해 제조된다. 여기서, CDA19400 합금 등으로 이루어지는 구리 합금 박판을 타발 가공한 경우에는, 금형의 마모가 격렬하여, 단시간의 사용으로 금형을 교환해야 한다는 문제가 있었다.Moreover, the lead frame, connector, etc. mentioned above are manufactured by etching or punching a copper alloy thin plate. Here, in the case of punching a copper alloy thin plate made of a CDA19400 alloy or the like, there is a problem that the abrasion of the mold is intense, and the mold must be replaced in a short time.
그래서, 예를 들어 특허문헌 1, 2 에는, Cu-Fe-P 계 합금에 있어서, 열간 압연 공정에서의 균열을 억제함과 함께 내타발 금형 마모성 등의 제특성을 향상시키기 위해서, C 를 첨가하는 것이 제안되어 있다. 또, Cu-Fe-P 계 합금의 강도 등의 제특성을 향상시키기 위해서, Mg 등을 첨가하는 것이 제안되어 있다.So, for example, in Patent Documents 1 and 2, in the Cu-Fe-P-based alloy, in order to suppress cracks in the hot rolling process and to improve various properties such as punching mold wear resistance, C is added. Is proposed. Further, in order to improve various properties such as strength of the Cu-Fe-P-based alloy, it has been proposed to add Mg or the like.
그런데, Cu-Fe-P 계 합금으로 이루어지는 구리 합금에 있어서는, 주괴 (鑄塊) 를 압연하여 구리 합금 박판을 제조할 때에 표면 결함이 많이 발생하는 경우가 있다. 상기 서술한 표면 결함이 존재하면, 제조 수율이 대폭 저하되어 버리기 때문에, 구리 합금 박판의 제조 비용이 대폭 상승한다는 문제가 있었다.By the way, in a copper alloy made of a Cu-Fe-P-based alloy, surface defects often occur when manufacturing a copper alloy thin plate by rolling an ingot. When the above-described surface defects exist, the manufacturing yield is drastically lowered, and thus there is a problem that the manufacturing cost of the copper alloy thin plate is significantly increased.
또, 상기 서술한 Cu-Fe-P 계 합금으로 이루어지는 구리 합금 박판에 대해, 프레스 가공, 에칭 가공 또는 은 도금을 실시했을 때에, 조대한 철 합금 입자에서 기인한 비평활한 형상 불량을 일으키는 경우가 있었다.In addition, when pressing, etching or silver plating on the copper alloy thin plate made of the above-described Cu-Fe-P alloy, non-smooth shape defects caused by coarse iron alloy particles may occur. there was.
본 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, Cu-Fe-P 계 합금에 있어서, 표면 결함 및 형상 불량의 발생을 억제할 수 있는 구리 합금, 구리 합금 박판, 구리 합금의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for producing a copper alloy, a copper alloy thin plate, and a copper alloy capable of suppressing the occurrence of surface defects and shape defects in a Cu-Fe-P alloy. It is aimed at.
이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들이 예의 연구를 실시한 결과, CDA19400 합금 등의 Cu-Fe-P 계 합금에 발생하는 표면 결함 및 형상 불량은, Fe 와 C 를 함유하는 철 합금 입자가, 구리 합금 박판의 표면에 노출됨으로써 형성되는 것인 것이 판명되었다.In order to solve this problem, as a result of intensive research conducted by the present inventors, the surface defects and shape defects occurring in Cu-Fe-P-based alloys such as CDA19400 alloys are the iron alloy particles containing Fe and C. It turned out that it was formed by being exposed to the surface of a thin plate.
또, 구리 합금 용탕 중에 C 가 일정량 이상 존재했을 경우에, Fe 를 주성분으로 하고 C 를 함유하는 액상과 Cu 를 주성분으로 하는 액상이 액상 분리되어, 주괴 내에 조대한 Fe-C 정출물이 생성되는 것이 판명되었다. 그리고, 주괴 내에 생성된 조대한 Fe-C 정출물에서 기인하여, 구리 합금 박판의 표면에 노출되는 철 합금 입자가 생성된다는 지견을 얻었다.In addition, when a certain amount or more of C is present in the molten copper alloy, the liquid phase containing Fe as the main component and the liquid phase containing C as the main component is separated into a liquid phase, and coarse Fe-C crystals are generated in the ingot. It turned out. And the knowledge was obtained that iron alloy particles exposed on the surface of the copper alloy thin plate are generated due to the coarse Fe-C crystallized material generated in the ingot.
본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 구리 합금은, Fe；1.5 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하, P；0.008 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하, Zn；0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 되어 있고, 상기 불가피 불순물로서 함유되는 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 되어 있다.The present invention was made based on these findings, and the copper alloy according to the first aspect of the present invention is Fe; 1.5% by mass or more and 2.7% by mass or less, P; 0.008% by mass or more and 0.15% by mass or less, Zn; 0.01% by mass % Or more and 0.5% by mass or less, the remainder is Cu and unavoidable impurities, and the content of C contained as the unavoidable impurities is less than 3 ppm by mass.
이 구성의 구리 합금에 있어서는, 불가피 불순물인 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 규제되어 있다. C 는, 상기 서술한 바와 같이, Fe 를 주성분으로 하고 C 를 함유하는 액상과 Cu 를 주성분으로 하는 액상의 액상 분리를 촉진하는 작용을 갖는 원소이기 때문에, 이 C 의 함유량이 많아지면 주괴 내에 조대한 Fe-C 정출물이 생성되기 쉬워진다. 따라서, C 의 함유량을 상기 서술한 바와 같이 규제함으로써, 조대한 Fe-C 정출물의 발생을 억제할 수 있어, 철 합금 입자에 의한 표면 결함을 대폭 저감시키는 것이 가능해진다. 또, 조대한 Fe-C 정출물에서 기인하는 제품의 형상 불량을 억제할 수 있다.In the copper alloy of this configuration, the content of C, which is an inevitable impurity, is regulated to less than 3 ppm by mass. As described above, since C is an element that has an action of promoting the separation of the liquid phase containing Fe as the main component and the liquid phase containing Cu as the main component, when the content of C increases, the ingot becomes coarse. The Fe-C crystallized product is easily generated. Therefore, by regulating the C content as described above, generation of coarse Fe-C crystals can be suppressed, and surface defects caused by iron alloy particles can be significantly reduced. In addition, it is possible to suppress the shape defect of the product caused by the coarse Fe-C crystal.
여기서, 본 발명의 구리 합금에 있어서는, 추가로, Ni；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하, Sn；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 어느 일방 또는 쌍방을 함유해도 된다.Here, in the copper alloy of the present invention, Ni; 0.003 mass% or more and 0.5 mass% or less and Sn; 0.003 mass% or more and 0.5 mass% or less may contain either or both.
이 경우, Ni 또는 Sn 이, Cu 의 모상 중에 고용됨으로써, Cu-Fe-P 계 구리 합금의 강도 향상을 도모할 수 있다.In this case, when Ni or Sn is dissolved in the matrix of Cu, the strength of the Cu-Fe-P-based copper alloy can be improved.
또한, 본 발명의 구리 합금에 있어서는, 추가로, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 중 적어도 1 종 또는 2 종 이상을 0.0007 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 범위에서 함유해도 된다.In addition, in the copper alloy of the present invention, at least one or two or more of Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co are additionally 0.0007 mass% or more and 0.5 mass. You may contain in% or less range.
이 경우, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 와 같은 원소에 의해, Cu-Fe-P 계 합금의 강도 향상 및 내타발 금형 마모성의 향상을 도모할 수 있다.In this case, elements such as Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co are used to improve the strength of the Cu-Fe-P alloy and improve the wear resistance of the punching mold. can do.
또, 본 발명의 구리 합금에 있어서는, 추가로, 상기 불가피 불순물로서 함유되는 Mn 의 함유량이 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량이 1 질량ppm 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.In addition, in the copper alloy of the present invention, it is preferable that the content of Mn contained as the inevitable impurity is 20 ppm by mass or less and the content of Ta is 1 ppm by mass or less.
Mn, Ta 와 같은 원소는, 상기 서술한 바와 같이 구리 합금 용탕이 액상 분리되었을 때에, Fe 를 주성분으로 하고 C 를 함유하는 액상에 함유되어, 액상 분리를 촉진하는 경향이 있다. 이 때문에, 불가피 불순물인 Mn 및 Ta 가 많이 함유되면, 주괴 내에 조대한 Fe-C 정출물이 생성되기 쉬워질 우려가 있다. 그래서, Mn 의 함유량을 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량을 1 질량ppm 이하로 규정함으로써, 조대한 Fe-C 정출물의 발생을 확실하게 억제할 수 있다.Elements such as Mn and Ta are contained in a liquid phase containing Fe as a main component and C when the molten copper alloy is liquid phase separated as described above, and tends to promote liquid phase separation. For this reason, when Mn and Ta, which are unavoidable impurities, are contained in large quantities, there is a concern that coarse Fe-C crystals are likely to be generated in the ingot. Therefore, by defining the content of Mn to be 20 ppm by mass or less and the content of Ta to 1 ppm by mass or less, generation of coarse Fe-C crystals can be reliably suppressed.
본 발명의 제 2 양태에 관련된 구리 합금 박판은, 전술한 구리 합금으로 이루어지는 구리 합금 박판으로서, Fe 와 C 를 함유하는 철 합금 입자가 표면에 노출 됨으로써 형성된 길이 200 ㎛ 이상의 표면 결함이, 5 개/㎡ 이하로 되어 있다. 더욱 바람직하게는, 길이 200 ㎛ 이상의 표면 결함을 2 개/㎡ 이하로 하고, 가장 바람직하게는 1 개/㎡ 미만으로 한다. The copper alloy thin plate according to the second aspect of the present invention is a copper alloy thin plate made of the above-described copper alloy, and has surface defects of 200 μm or more in length formed by exposure of iron alloy particles containing Fe and C to the surface. It is less than ㎡. More preferably, the surface defects of 200 µm or more in length are 2/m 2 or less, most preferably less than 1/m 2.
또, 본 발명의 구리 합금 박판은, 박판의 두께가 0.5 ㎜ 이하로 되어 있다.Moreover, in the copper alloy thin plate of this invention, the thickness of a thin plate is 0.5 mm or less.
이 구성의 구리 합금 박판에 의하면, 불가피 불순물인 C 의 함유량이 낮게 억제된 구리 합금으로 이루어지므로, Fe 와 C 를 함유하는 철 합금 입자의 발생이 억제되어, 이 철 합금 입자에서 기인하는 표면 결함의 발생을 억제할 수 있다. 또, 조대한 Fe-C 정출물에서 기인하는 제품의 형상 불량을 억제할 수 있다. 또한 길이 200 ㎛ 이상의 표면 결함을 5 개/㎡ 이하로 함으로써, 프레스 가공, 에칭 가공 또는 은 도금을 실시했을 때에 발생하는 제품 불량률을 현저하게 저하시킬 수 있다. 특히, 구리 합금 박판의 판 두께가 0.5 ㎜ 이하인 경우, 200 ㎛ 이상의 표면 결함이 존재하면 두께 방향으로도 결함이 성장하고 있을 우려가 있기 때문에, 예를 들어, 프레스 가공, 에칭 가공 등의 미세한 형상을 부여하기 위한 가공을 실시하면 불량의 원인이 된다. 상기의 관점에서, 구리 합금 박판의 판 두께가 0.2 ㎜ 이하일 때에 본건 발명의 효과가 보다 발휘된다. 구리 합금 박판의 제조 비용과 얻어지는 효과를 고려하면, 바람직한 상기 박판의 판 두께의 하한치는 0.05 ㎜ 이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.According to the copper alloy thin plate of this configuration, since it is made of a copper alloy in which the content of C, which is an inevitable impurity, is kept low, generation of iron alloy particles containing Fe and C is suppressed, and surface defects resulting from the iron alloy particles are suppressed. It can suppress the outbreak. In addition, it is possible to suppress the shape defect of the product caused by the coarse Fe-C crystal. Moreover, by making the surface defect of 200 micrometers or more in length 5/m 2 or less, the product defect rate which arises when press working, etching processing, or silver plating is performed can be reduced remarkably. In particular, when the thickness of the copper alloy thin plate is 0.5 mm or less, if there are surface defects of 200 µm or more, there is a risk that defects may grow in the thickness direction as well. Therefore, for example, a fine shape such as press working or etching may be obtained. If processing is performed to impart, it may cause defects. From the above viewpoint, the effect of the present invention is more exhibited when the sheet thickness of the copper alloy thin plate is 0.2 mm or less. Considering the manufacturing cost of the copper alloy thin plate and the obtained effect, the preferable lower limit of the thickness of the thin plate is 0.05 mm, but is not limited thereto.
본 발명의 제 3 양태에 관련된 구리 합금의 제조 방법은, 전술한 구리 합금의 제조 방법으로서, 원료를 용해하여 구리 합금 용탕을 생성하는 용해 공정과, 상기 구리 합금 용탕을 1300 ℃ 이상으로 유지하는 고온 유지 공정과, 1300 ℃ 이상 으로 유지한 상기 구리 합금 용탕을 주형 내에 공급하여 주괴를 얻는 주조 공정을 구비하고 있다.A method for producing a copper alloy according to a third aspect of the present invention is a method for producing a copper alloy described above, comprising: a melting step of dissolving a raw material to produce a molten copper alloy; and a high temperature maintaining the molten copper alloy at 1300°C or higher. A holding step and a casting step of supplying the molten copper alloy held at 1300°C or higher into a mold to obtain an ingot are provided.
이 구성의 구리 합금의 제조 방법에 의하면, 구리 합금 용탕을 1300 ℃ 이상으로 유지하는 고온 유지 공정과, 1300 ℃ 이상으로 고온 유지한 구리 합금 용탕을 주형 내에 공급하여 주괴를 얻는 주조 공정을 구비하고 있으므로, 구리 합금 용탕에 있어서, Fe 를 주성분으로 하고 C 를 함유하는 액상이, Cu 를 주성분으로 하는 액상과 액상 분리되는 것을 억제할 수 있어, 조대한 Fe-C 정출물의 생성을 억제할 수 있다. 따라서, 철 합금 입자에서 기인하는 표면 결함을 저감시키는 것이 가능해진다. 또, 조대한 Fe-C 정출물에서 기인하는 제품의 형상 불량을 억제할 수 있다.According to the method for producing a copper alloy having this configuration, a high temperature holding step of maintaining the molten copper alloy at 1300°C or higher and a casting step of supplying the molten copper alloy maintained at a high temperature of 1300°C or higher into a mold to obtain an ingot are provided. , In the molten copper alloy, the separation of the liquid phase containing Fe as a main component and C from the liquid phase containing Cu as the main component can be suppressed, and generation of coarse Fe-C crystals can be suppressed. Therefore, it becomes possible to reduce surface defects caused by iron alloy particles. In addition, it is possible to suppress the shape defect of the product caused by the coarse Fe-C crystal.
본 발명에 의하면, Cu-Fe-P 계 합금에 있어서, 표면 결함 및 형상 불량의 발생을 억제할 수 있는 구리 합금, 구리 합금 박판, 구리 합금의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in a Cu-Fe-P alloy, it becomes possible to provide a method for producing a copper alloy, a copper alloy thin plate, and a copper alloy capable of suppressing the occurrence of surface defects and shape defects.
도 1 은, 구리 합금 박판의 표면 결함의 광학 현미경 관찰 사진이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태인 구리 합금의 제조 방법을 나타내는 플로도이다.1 is an optical microscope observation photograph of a surface defect of a copper alloy thin plate.
2 is a flow diagram showing a method for producing a copper alloy according to an embodiment of the present invention.
이하에, 본 발명의 제 1 실시형태인 구리 합금에 대해 설명한다.Below, the copper alloy which is the 1st embodiment of this invention is demonstrated.
본 발명의 제 1 실시형태인 구리 합금은, Fe；1.5 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하, P；0.008 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하, Zn；0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 되어 있고, 불가피 불순물로서 함유되는 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 되어 있다.The copper alloy according to the first embodiment of the present invention contains Fe; 1.5% by mass or more and 2.7% by mass or less, P; 0.008% by mass or more and 0.15% by mass or less, Zn; 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, and the remainder is It is composed of Cu and unavoidable impurities, and the content of C contained as unavoidable impurities is less than 3 ppm by mass.
이하에, 이들 원소의 함유량을 전술한 범위로 설정한 이유에 대해 설명한다.Hereinafter, the reason for setting the content of these elements in the above-described range will be described.
(Fe)(Fe)
Fe 는 Cu 의 모상 중에 고용됨과 함께, P 를 함유한 석출물 (Fe-P 화합물) 을 생성한다. 이 Fe-P 화합물이 Cu 의 모상 중에 분산됨으로써, 도전율을 저하시키지 않고, 강도 및 경도가 향상된다.While Fe is dissolved in the matrix of Cu, a precipitate containing P (Fe-P compound) is formed. By dispersing this Fe-P compound in the matrix of Cu, strength and hardness are improved without lowering the electrical conductivity.
여기서, Fe 의 함유량이 1.5 질량％ 미만에서는, 강도 향상의 효과 등이 충분하지 않다. 한편, Fe 의 함유량이 2.7 질량％ 를 초과하면, 큰 정출물이 생성되어 표면의 청정성을 저해할 우려가 있다. 또한 도전율 및 가공성의 저하를 초래할 우려가 있다.Here, when the Fe content is less than 1.5% by mass, the effect of improving the strength or the like is not sufficient. On the other hand, when the Fe content exceeds 2.7% by mass, there is a fear that a large crystallized product is generated and the cleanliness of the surface is impaired. In addition, there is a risk of causing a decrease in electrical conductivity and workability.
따라서, 본 실시형태에 있어서는, Fe 의 함유량을 1.5 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 얻게 하기 위해서는, Fe 의 함유량을 1.8 질량％ 이상 2.6 질량％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Therefore, in this embodiment, the content of Fe is set to 1.5 mass% or more and 2.7 mass% or less. In addition, in order to reliably obtain the above-described effects, the Fe content is preferably in the range of 1.8 mass% or more and 2.6 mass% or less.
(P)(P)
P 는, 탈산 작용을 갖는 원소이다. 또, 상기 서술한 바와 같이, Fe 와 함께 Fe-P 화합물을 생성한다. 이 Fe-P 화합물이 Cu 의 모상 중에 분산됨으로써, 도전율을 저하시키지 않고, 강도 및 경도가 향상된다.P is an element having a deoxidation action. Moreover, as mentioned above, an Fe-P compound is produced together with Fe. By dispersing this Fe-P compound in the matrix of Cu, strength and hardness are improved without lowering the electrical conductivity.
여기서, P 의 함유량이 0.008 질량％ 미만에서는, 강도 향상의 효과 등이 충분하지 않다. 한편, P 의 함유량이 0.15 질량％ 를 초과하면, 도전율 및 가공성의 저하를 초래한다.Here, when the P content is less than 0.008 mass%, the effect of improving strength and the like are not sufficient. On the other hand, when the P content exceeds 0.15 mass%, a decrease in electrical conductivity and workability is caused.
따라서, 본 실시형태에 있어서는, P 의 함유량을 0.008 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 얻게 하기 위해서는, P 의 함유량을 0.01 질량％ 이상 0.05 질량％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Therefore, in this embodiment, the content of P is set to 0.008 mass% or more and 0.15 mass% or less. Further, in order to reliably obtain the above-described effects, the content of P is preferably set in the range of 0.01% by mass or more and 0.05% by mass or less.
(Zn)(Zn)
Zn 은, Cu 의 모상 중에 고용되고, 땜납 내열 박리성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다.Zn is a solid solution in the matrix of Cu, and is an element having an action of improving solder heat-resistant peelability.
여기서, Zn 의 함유량이 0.01 질량％ 미만에서는, 땜납 내열 박리성을 향상시키는 작용 효과를 충분히 얻게 할 수 없다. 한편, Zn 의 함유량이 0.5 질량％ 를 초과해도 그 효과가 포화된다.Here, when the content of Zn is less than 0.01% by mass, the effect of improving the solder heat resistance peelability cannot be sufficiently obtained. On the other hand, even if the content of Zn exceeds 0.5% by mass, the effect is saturated.
따라서, 본 실시형태에 있어서는, Zn 의 함유량을 0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 얻게 하기 위해서는, Zn 의 함유량을 0.05 질량％ 이상 0.35 질량％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Therefore, in this embodiment, the content of Zn is set to 0.01 mass% or more and 0.5 mass% or less. In addition, in order to reliably obtain the above-described effects, the content of Zn is preferably in the range of 0.05 mass% or more and 0.35 mass% or less.
(C)(C)
C 는 불가피 불순물로서, 상기 서술한 구리 합금 중에 함유되는 것이다. 여기서, C 의 함유량이 많은 경우, 구리 합금 박판의 표면 결함이 대폭 증가한다. 이 표면 결함의 일례를 광학 현미경 관찰한 결과를 도 1 에 나타낸다.C is an unavoidable impurity and is contained in the above-described copper alloy. Here, when the C content is large, the surface defects of the copper alloy thin plate greatly increase. The result of observing an example of this surface defect with an optical microscope is shown in FIG.
EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) 에 의한 해석의 결과, 본 실시형태에 있어서 관찰되는 표면 결함은, Fe, C 를 갖는 철 합금 입자에서 기인하고 있다.As a result of the analysis by EPMA (Electron Probe Micro Analyzer), the surface defects observed in this embodiment originate from iron alloy particles having Fe and C.
통상, 상기 서술한 구리 합금을 용해 주조할 때에, Fe 원소는 Cu 를 주성분으로 하는 액상 중에 용해된 상태로 존재한다. 그러나, C 가 일정량 이상 존재하는 경우, 구리 합금 용탕은, Cu 를 주성분으로 하는 액상과 Fe 를 주성분으로 하고 C 를 함유하는 액상으로 분리되어, 결과적으로 조대한 Fe-C 정출물이 주괴 내에 존재하게 된다. 그 후, 주괴를 압연함으로써, 조대한 Fe-C 정출물에서 기인하는 철 합금 입자가 구리 합금 박판의 표면에 노출되어, 상기 서술한 표면 결함이 발생하는 것으로 생각된다. 또, 이 철 합금 입자에서 기인하여 프레스 가공, 에칭 가공 또는 은 도금을 실시했을 때에, 형상 불량이 발생한다.Usually, when melting and casting the above-described copper alloy, the Fe element is present in a dissolved state in a liquid phase containing Cu as a main component. However, when C is present in a certain amount or more, the molten copper alloy is separated into a liquid phase containing Cu as the main component and a liquid phase containing Fe as the main component, resulting in coarse Fe-C crystals present in the ingot. do. Thereafter, by rolling the ingot, it is considered that the iron alloy particles resulting from the coarse Fe-C crystallized material are exposed on the surface of the copper alloy thin plate, and the above-described surface defects are generated. Moreover, when press working, etching working, or silver plating is performed due to this iron alloy particle, a shape defect occurs.
따라서, C 원소를 저감시킴으로써, 철 합금 입자에서 기인하는 표면 결함 및 형상 불량을 억제하는 것이 가능해진다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는, C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 제한되어 있는 것이다. 상기 서술한 표면 결함 및 형상 불량의 억제를 확실하게 얻게 하기 위해서는, C 의 함유량을 2 질량ppm 미만으로 하는 것이 바람직하다.Therefore, by reducing the C element, it becomes possible to suppress surface defects and shape defects caused by iron alloy particles. Therefore, in this embodiment, the content of C is limited to less than 3 ppm by mass. In order to reliably obtain suppression of the above-described surface defects and shape defects, the content of C is preferably less than 2 ppm by mass.
또한, C 이외의 불가피 불순물로는, Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, H, Li, B, N, O, F, Na, S, Cl, K, V, Cr, Mn, Co, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, I, Cs, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi 등을 들 수 있다. 이들 불가피 불순물은, 총량으로 0.3 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 구리 합금의 제조 비용과 얻어지는 효과를 고려하면, 바람직한 상기 불가피 불순물의 총량의 하한치는 0.1 질량％ 이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.In addition, as unavoidable impurities other than C, Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, H, Li, B, N, O, F, Na, S , Cl, K, V, Cr, Mn, Co, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, I, Cs , Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, and the like. It is preferable that these unavoidable impurities are 0.3 mass% or less in total amount. Considering the production cost of the copper alloy and the effect obtained, the preferable lower limit of the total amount of the inevitable impurities is 0.1% by mass, but is not limited thereto.
다음으로, 본 실시형태인 구리 합금의 제조 방법의 일례에 대해, 도 2 에 나타내는 플로도를 참조하여 설명한다.Next, an example of a method for producing a copper alloy according to the present embodiment will be described with reference to the flow diagram shown in FIG. 2.
＜용해 공정 S01＞<melting process S01>
구리 원료, 순철, Zn 또는 Cu-Zn 모합금, P 또는 Cu-P 모합금을 용해하여 구리 합금 용탕을 생성한다. 또한, 구리 원료는, 순도가 99.99 질량％ 이상으로 된 이른바 4NCu, 순철은, 순도가 99.9 질량％ 이상으로 된 이른바 3NFe, 혹은 99.99 질량％ 이상의 4NFe, 분위기는 Ar 로 하는 것이 바람직하다. 용해 중의 온도는, 예를 들어 1100 ∼ 1300 ℃ 이다.Copper raw material, pure iron, Zn or Cu-Zn master alloy, P or Cu-P master alloy is dissolved to form a molten copper alloy. In addition, it is preferable that the copper raw material is so-called 4NCu having a purity of 99.99 mass% or more, and the pure iron is so-called 3NFe having a purity of 99.9 mass% or more, or 4NFe of 99.99 mass% or more, and the atmosphere is Ar. The temperature during melting is, for example, 1100 to 1300°C.
＜고온 유지 공정 S02＞<High temperature holding process S02>
다음으로, 얻어진 구리 합금 용탕을 1300 ℃ 이상으로 승온시켜 유지한다. 구리 합금 용탕을 고온으로 유지함으로써, 구리 합금 용탕에 있어서의 액상 분리를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 이 고온 유지 공정 S02 에 있어서는, 온도를 1300 ℃ 이상 1500 ℃ 이하, 유지 시간을 1 min 이상 24 h 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Next, the obtained molten copper alloy is heated to 1300°C or higher and maintained. By maintaining the molten copper alloy at a high temperature, it becomes possible to suppress liquid phase separation in the molten copper alloy. In addition, in this high temperature holding step S02, it is preferable to set the temperature in the range of 1300°C or more and 1500°C or less, and the holding time in the range of 1 min or more and 24 h or less.
＜주조 공정 S03＞<Casting process S03>
그리고, 1300 ℃ 이상의 구리 합금 용탕을, 고온 유지한 상태로부터 금형에 주탕 (注湯) 하여 주괴를 만들어 낸다. 이와 같이 하여, 본 실시형태인 구리 합금의 주괴가 만들어진다.Then, a molten copper alloy of 1300°C or higher is poured into a mold while maintaining a high temperature to form an ingot. In this way, the ingot of the copper alloy according to the present embodiment is produced.
여기서, 주조시의 냉각 속도는 빠른 편이 바람직하고, 예를 들어 1300 ℃ 로부터 900 ℃ 까지의 냉각 속도는, 5 ℃/s 이상, 10 ℃/s 이상이 더욱 바람직하다. 구리 합금의 제조 비용과 얻어지는 효과를 고려하면, 바람직한 상기 냉각 속도의 상한치는 200 ℃/s 이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.Here, it is preferable that the cooling rate at the time of casting is faster, and, for example, the cooling rate from 1300°C to 900°C is more preferably 5°C/s or more and 10°C/s or more. Considering the production cost of the copper alloy and the effect obtained, the upper limit of the preferable cooling rate is 200°C/s, but is not limited thereto.
얻어진 주괴에 대해, 열간 압연을 실시한 후, 냉간 압연과 열처리를 적절히 반복함으로써, 소정 두께의 구리 합금 박판이 만들어진다. 열간 압연은, 환원성 분위기 중에서 750 ℃ ∼ 1000 ℃ 의 조건에서 실시하였다. 냉간 압연의 압하율은 40 ∼ 95 ％, 열처리는 400 ∼ 700 ℃ 에서 실시하고, 최종 압연 후에 200 ∼ 350 ℃ 에서 최종 어닐링을 실시하였다.After performing hot rolling on the obtained ingot, a copper alloy thin plate having a predetermined thickness is produced by appropriately repeating cold rolling and heat treatment. Hot rolling was performed under conditions of 750°C to 1000°C in a reducing atmosphere. Cold rolling reduction ratio was 40 to 95%, heat treatment was performed at 400 to 700°C, and final annealing was performed at 200 to 350°C after final rolling.
이 구리 합금 박판에 있어서는, Fe 와 C 를 함유하는 철 합금 입자가 표면에 노출됨으로써 형성된 길이 200 ㎛ 이상의 표면 결함이, 5 개/㎡ 이하로 되어 있다. 바람직하게는, 200 ㎛ 이상의 표면 결함을 2 개/㎡ 이하로 한다. 나아가서는 1 개/㎡ 이하가 바람직하다.In this copper alloy thin plate, surface defects of 200 µm or more in length formed by exposure of iron alloy particles containing Fe and C to the surface are 5 pieces/m 2 or less. Preferably, the surface defects of 200 µm or more are 2/m 2 or less. Furthermore, 1 piece/m 2 or less is preferable.
이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태에 의하면, 불가피 불순물인 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 되어 있으므로, 주괴 내에 조대한 Fe-C 정출물이 생성되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 이 조대한 Fe-C 정출물에서 기인하는 철 합금 입자의 형성을 억제할 수 있어, 표면 결함의 발생을 대폭 저감시킬 수 있다. 또, 제품의 형상 불량을 억제할 수 있다.According to the present embodiment configured as described above, since the content of C, which is an inevitable impurity, is less than 3 ppm by mass, generation of coarse Fe-C crystals in the ingot can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the formation of iron alloy particles resulting from this coarse Fe-C crystallized material, and the occurrence of surface defects can be significantly reduced. In addition, defects in the shape of the product can be suppressed.
또한 본 실시형태의 제조 방법은, 상기 구리 합금 용탕을 1300 ℃ 이상의 고온으로 유지하는 고온 유지 공정 S02 와, 1300 ℃ 이상으로 유지한 구리 합금 용탕을 주형에 공급하여 주괴를 제조하는 주조 공정 S03 을 구비하고 있으므로, 조대한 Fe-C 정출물의 생성을 억제하는 것이 가능해진다.In addition, the manufacturing method of the present embodiment includes a high temperature maintenance step S02 for maintaining the molten copper alloy at a high temperature of 1300°C or higher, and a casting step S03 for manufacturing an ingot by supplying the molten copper alloy maintained at 1300°C or higher to a mold. Therefore, it becomes possible to suppress the generation of coarse Fe-C crystals.
이하에, 본 발명의 제 2 실시형태인 구리 합금에 대해 설명한다.Below, a copper alloy which is a 2nd embodiment of this invention is demonstrated.
본 발명의 제 2 실시형태인 구리 합금은, Fe；1.5 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하, P；0.008 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하, Zn；0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하를 함유함과 함께, Ni；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하, Sn；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 어느 일방 또는 쌍방을 함유하고, 추가로 Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 중 적어도 1 종 또는 2 종 이상을 0.0007 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 범위에서 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 되어 있고, 상기 불가피 불순물로서 함유되는 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 되어 있다.The copper alloy according to the second embodiment of the present invention contains Fe; 1.5% by mass or more and 2.7% by mass or less, P; 0.008% by mass or more and 0.15% by mass or less, and Zn; 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, Ni; 0.003% by mass or more and 0.5% by mass or less, Sn; 0.003% by mass or more and 0.5% by mass or less containing either one or both, and further Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be , At least one or two or more of Ti and Co in the range of 0.0007 mass% or more and 0.5 mass% or less, the balance being Cu and unavoidable impurities, and the content of C contained as the unavoidable impurities is 3 mass ppm It is less than.
이하에, 이들 원소의 함유량을 전술한 범위로 설정한 이유에 대해 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일한 원소에 대해서는 설명을 생략한다.Hereinafter, the reason for setting the content of these elements in the above-described range will be described. In addition, description of the same elements as in the first embodiment is omitted.
(Ni)(Ni)
Ni 는, Cu 의 모상 중에 고용되고, 강도 및 내 (耐) 리드 굽힘 피로 특성 (내반복 굽힘 피로 특성) 을 향상시키는 작용을 갖는다.Ni is solid solution in the matrix of Cu, and has an effect of improving strength and lead bending fatigue resistance (repeated bending fatigue resistance).
여기서, Ni 의 함유량이 0.003 질량％ 미만에서는, 상기 서술한 효과를 충분히 얻게 할 수 없다. 한편, Ni 의 함유량이 0.5 질량％ 를 초과하면, 도전율이 현저하게 저하된다.Here, when the Ni content is less than 0.003 mass%, the above-described effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Ni content exceeds 0.5% by mass, the electrical conductivity is remarkably lowered.
따라서, 본 실시형태에 있어서는, Ni 의 함유량을 0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 얻게 하기 위해서는, Ni 의 함유량을 0.008 질량％ 이상 0.2 질량％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. Therefore, in this embodiment, the content of Ni is set to 0.003 mass% or more and 0.5 mass% or less. In addition, in order to reliably obtain the above-described effects, the content of Ni is preferably in the range of 0.008 mass% or more and 0.2 mass% or less.
(Sn)(Sn)
Sn 은, Cu 의 모상 중에 고용되고, 강도 및 납땜성을 향상시키는 작용을 갖는다.Sn is solid solution in the matrix of Cu, and has an effect of improving strength and solderability.
여기서, Sn 의 함유량이 0.003 질량％ 미만에서는, 상기 서술한 효과를 충분히 얻게 할 수 없다. 한편, Sn 의 함유량이 0.5 질량％ 를 초과하면, 도전율이 현저하게 저하된다.Here, when the Sn content is less than 0.003 mass%, the above-described effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Sn content exceeds 0.5% by mass, the electrical conductivity is remarkably lowered.
따라서, 본 실시형태에 있어서는, Sn 의 함유량을 0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 얻게 하기 위해서는, Sn 의 함유량을 0.008 질량％ 이상 0.2 질량％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Therefore, in this embodiment, the content of Sn is set to 0.003 mass% or more and 0.5 mass% or less. In addition, in order to reliably obtain the above-described effects, the content of Sn is preferably in the range of 0.008 mass% or more and 0.2 mass% or less.
(Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co)(Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co)
Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 는 구리의 모상 중에 고용되거나, 혹은, 석출물, 정출물로서 존재하여 Cu-Fe-P 계 합금의 강도를 향상시키는 작용을 갖고, 또한 내타발 금형 마모성을 향상시키는 작용도 갖는다. Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co are solid solution in the copper matrix, or exist as precipitates and crystals to improve the strength of Cu-Fe-P alloys. It has an action of letting go, and also has an action of improving the wear resistance of the punching mold.
여기서, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 의 함유량이 0.0007 질량％ 미만에서는, 상기 서술한 효과를 충분히 얻게 할 수 없다. 한편, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 의 함유량이 0.5 질량％ 를 초과하면, 도전율이 저하됨과 함께, 큰 산화물이나 석출물이나 정출물이 생성되기 쉬워지고, 또한 표면의 청정성을 저해할 우려가 있다.Here, when the content of Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co is less than 0.0007 mass%, the above-described effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the content of Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co exceeds 0.5% by mass, the conductivity decreases and large oxides, precipitates, and crystals are generated. It becomes easy and there is a possibility that the cleanliness of the surface may be impaired.
따라서, 본 실시형태의 구리 합금은, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 의 함유량을 0.0007 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하로 설정하고 있다. 또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실하게 얻게 하기 위해서는, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 의 함유량을 0.005 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Therefore, in the copper alloy of this embodiment, the content of Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co is set to 0.0007 mass% or more and 0.5 mass% or less. In addition, in order to reliably obtain the above-described action and effect, the content of Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co is in the range of 0.005 mass% or more and 0.15 mass% or less. It is desirable to do.
여기서, 희토류 원소란, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 이다.Here, the rare earth elements are Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu.
또한, C 이외의 불가피 불순물로는, H, Li, B, N, O, F, Na, S, Cl, K, V, Cr, Mn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, I, Cs, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi 등을 들 수 있다. 이들 불가피 불순물은, 총량으로 0.3 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 구리 합금의 제조 비용과 얻어지는 효과를 고려하면, 바람직한 상기 불가피 불순물의 총량의 하한치는 0.1 질량％ 이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.In addition, as inevitable impurities other than C, H, Li, B, N, O, F, Na, S, Cl, K, V, Cr, Mn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, I, Cs, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, etc. I can. It is preferable that these unavoidable impurities are 0.3 mass% or less in total amount. Considering the production cost of the copper alloy and the effect obtained, the preferable lower limit of the total amount of the inevitable impurities is 0.1% by mass, but is not limited thereto.
이 제 2 실시형태인 구리 합금은, 상기 서술한 제 1 실시형태와 마찬가지로, 용해 공정 S01, 용탕의 고온 유지 공정 S02, 주조 공정 S03 에 의해 제조된다. 용해 공정 S01 에서는, Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 의 첨가에, 금속 원소 단체 혹은 상기 원소를 함유하는 모합금을 사용한다.The copper alloy which is this 2nd embodiment is manufactured by the melting process S01, the high temperature holding process S02 of a molten metal, and the casting process S03 similarly to the 1st embodiment mentioned above. In the dissolution step S01, for addition of Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co, a single metal element or a master alloy containing the above element is used.
이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태에 의하면, Ni, Sn 을 함유하고 있으므로, 고용 경화에 의해 강도 향상을 도모하는 것이 가능해진다.According to the present embodiment configured as described above, since Ni and Sn are contained, it becomes possible to achieve strength improvement by solid solution hardening.
또, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 중 적어도 1 종 또는 2 종 이상을 0.0007 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 범위에서 함유하고 있으므로, Cu-Fe-P 계 합금의 추가적인 고강도화를 도모할 수 있음과 함께, 내타발 금형 마모성의 향상을 도모할 수 있다.In addition, since Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co contain at least one or two or more of 0.0007 mass% or more and 0.5 mass% or less, Cu- While it is possible to further increase the strength of the Fe-P-based alloy, it is possible to improve the wear resistance of the punching mold.
그리고, C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 되어 있으므로, Fe 와 C 를 함유하는 철 합금 입자의 형성을 억제할 수 있어, 표면 결함의 발생을 대폭 저감시키는 것이 가능해진다. 또, 제품의 형상 불량을 억제할 수 있다.And since the C content is less than 3 ppm by mass, it is possible to suppress the formation of iron alloy particles containing Fe and C, and to significantly reduce the occurrence of surface defects. In addition, defects in the shape of the product can be suppressed.
이하에, 본 발명의 제 3 실시형태인 구리 합금에 대해 설명한다.Below, a copper alloy which is a 3rd embodiment of this invention is demonstrated.
본 발명의 제 3 실시형태인 구리 합금은, Fe；1.5 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하, P；0.008 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하, Zn；0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 되어 있고, 상기 불가피 불순물로서 함유되는 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만, Mn 의 함유량이 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량이 1 질량ppm 이하로 되어 있다.The copper alloy according to the third embodiment of the present invention contains Fe; 1.5% by mass or more and 2.7% by mass or less, P; 0.008% by mass or more and 0.15% by mass or less, Zn; 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, and the balance It is composed of Cu and unavoidable impurities, and the content of C contained as the unavoidable impurities is less than 3 ppm by mass, the content of Mn is 20 ppm by mass or less, and the content of Ta is 1 ppm by mass or less.
이하에, 이들 원소의 함유량을 전술한 범위로 설정한 이유에 대해 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일한 원소에 대해서는 설명을 생략한다.Hereinafter, the reason for setting the content of these elements in the above-described range will be described. In addition, description of the same elements as in the first embodiment is omitted.
(Mn, Ta)(Mn, Ta)
Mn, Ta 는 불가피 불순물로서, 상기 서술한 구리 합금 중에 함유되는 것이다.Mn and Ta are inevitable impurities and are contained in the copper alloy described above.
통상, 상기 서술한 구리 합금을 용해 주조할 때에, Fe 원소는 Cu 를 주성분으로 하는 액상 중에 용해된 상태로 존재한다. 그러나, C 가 일정량 이상 존재하는 경우, 구리 합금 용탕은, Cu 를 주성분으로 하는 액상과 Fe 를 주성분으로 하고 C 를 함유하는 액상으로 분리된다. 여기서, Mn, Ta 는, 구리 합금 용탕이 상기 서술한 바와 같이 액상 분리되었을 때에, Fe 를 주성분으로 하고 C 를 함유하는 액상에 함유되어, 액상 분리를 촉진할 우려가 있는 원소이다.Usually, when melting and casting the above-described copper alloy, the Fe element is present in a dissolved state in a liquid phase containing Cu as a main component. However, when C is present in a certain amount or more, the molten copper alloy is separated into a liquid phase containing Cu as a main component and a liquid phase containing Fe as a main component. Here, Mn and Ta are elements which are contained in a liquid phase containing Fe as a main component and C when the molten copper alloy is liquid phase separated as described above, and are likely to promote liquid phase separation.
이 때문에, C 원소를 저감시킴과 함께, Mn, Ta 의 함유량을 저감시킴으로써, 구리 합금 용탕의 액상 분리를 억제하고 조대한 Fe-C 정출물의 생성을 억제하여, 철 합금 입자에서 기인하는 표면 결함 및 형상 불량을 억제하는 것이 가능해진다. 그래서, 본 실시형태의 구리 합금에 있어서는, C 의 함유량을 3 질량ppm 미만, Mn 의 함유량을 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량을 1 질량ppm 이하로 제한하고 있다. 상기 서술한 표면 결함 및 형상 불량의 억제를 확실하게 얻게 하기 위해서는, C 의 함유량을 2 질량ppm 미만, Mn 의 함유량을 15 질량ppm 미만, Ta 의 함유량을 0.7 질량ppm 미만으로 하는 것이 바람직하다.Therefore, by reducing the C element and reducing the content of Mn and Ta, the liquid phase separation of the molten copper alloy is suppressed, the formation of coarse Fe-C crystals is suppressed, and surface defects caused by iron alloy particles and It becomes possible to suppress a shape defect. Therefore, in the copper alloy of this embodiment, the content of C is limited to less than 3 ppm by mass, the content of Mn is limited to 20 ppm by mass or less, and the content of Ta is limited to 1 ppm by mass or less. In order to reliably obtain suppression of the surface defects and shape defects described above, it is preferable that the content of C is less than 2 ppm by mass, the content of Mn is less than 15 ppm by mass, and the content of Ta is less than 0.7 ppm by mass.
또한, C, Mn, Ta 이외의 불가피 불순물로는, Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, H, Li, B, N, O, F, Na, S, Cl, K, V, Cr, Co, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, I, Cs, Hf, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi 등을 들 수 있다. 이들 불가피 불순물은, 총량으로 0.3 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 구리 합금의 제조 비용과 얻어지는 효과를 고려하면, 바람직한 상기 불가피 불순물의 총량의 하한치는 0.1 질량％ 이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.In addition, as inevitable impurities other than C, Mn, and Ta, Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, H, Li, B, N, O, F , Na, S, Cl, K, V, Cr, Co, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, I , Cs, Hf, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, and the like. It is preferable that these unavoidable impurities are 0.3 mass% or less in total amount. Considering the production cost of the copper alloy and the effect obtained, the preferable lower limit of the total amount of the inevitable impurities is 0.1% by mass, but is not limited thereto.
이 제 3 실시형태인 구리 합금은, 상기 서술한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 용해 공정 S01, 용탕의 고온 유지 공정 S02, 주조 공정 S03 에 의해 제조된다.The copper alloy which is this 3rd embodiment is manufactured by the melting process S01, the high temperature holding process S02 of a molten metal, and the casting process S03, similarly to the 1st Embodiment and 2nd embodiment mentioned above.
용해 공정 S01 에서는, Mn 및 Ta 의 함유량이 적은 원료를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, Mn 원소는, 철계 원료 등으로부터 혼입될 가능성이 높으므로, 철계 원료를 엄선하여 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, Mn 을 0.1 질량％ 이하, Ta 가 0.005 질량％ 이하인 Fe 원료를 사용한다.In the dissolution step S01, it is preferable to use a raw material having a small content of Mn and Ta. In particular, since the Mn element is highly likely to be mixed from iron-based raw materials or the like, it is preferable to carefully select and use iron-based raw materials. Preferably, an Fe raw material having Mn of 0.1% by mass or less and Ta of 0.005% by mass or less is used.
이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태에 의하면, 불가피 불순물로서 함유되는 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만, Mn 의 함유량이 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량이 1 질량ppm 이하로 되어 있으므로, 구리 합금 용탕의 액상 분리를 억제하고, Fe 와 C 를 함유하는 철 합금 입자의 형성을 억제할 수 있어, 표면 결함의 발생을 대폭 저감시키는 것이 가능해진다. 또, 제품의 형상 불량을 억제할 수 있다.According to the present embodiment having the configuration as described above, since the content of C contained as an inevitable impurity is less than 3 ppm by mass, the content of Mn is 20 ppm by mass or less, and the content of Ta is 1 ppm by mass or less, the molten copper alloy It is possible to suppress the liquid phase separation of the particles, suppress the formation of iron alloy particles containing Fe and C, and significantly reduce the occurrence of surface defects. In addition, defects in the shape of the product can be suppressed.
이상, 본 발명의 실시형태인 구리 합금, 구리 합금 박판, 구리 합금의 제조 방법에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.As mentioned above, although the manufacturing method of the copper alloy, a copper alloy thin plate, and a copper alloy as an embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed within the scope not departing from the technical idea of the invention. .
예를 들어, 구리 원료를 용해하여 구리 용탕을 생성하고, 이 구리 용탕에 각종 원소를 첨가하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 스크랩 원료 등을 용해하여, 성분 조제를 실시해도 된다.For example, although a copper raw material is dissolved to generate a molten copper metal, and various elements are added to the molten copper, it is not limited thereto, and a component may be prepared by dissolving a scrap raw material or the like.
또, 본 실시형태에서는, 고온 유지 공정 S02 를 구비한 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 수단에 의해, C 의 함유량을 저감시켜도 된다. 예를 들어, 사용하는 원료를 엄선함으로써, C 원소의 혼입을 방지해도 된다. C 원소는, 철계 원료 등으로부터 혼입될 가능성이 높으므로, 철계 원료를 엄선하여 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in this embodiment, although it demonstrated as having provided the high temperature holding process S02, it is not limited to this, You may reduce the C content by other means. For example, mixing of the element C may be prevented by carefully selecting the raw materials to be used. Since the C element is highly likely to be mixed from iron-based raw materials or the like, it is preferable to carefully select and use iron-based raw materials.
또한, 제 3 실시형태에 있어서는, Ni；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하, Sn；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 어느 일방 또는 쌍방을 함유해도 되고, 추가로, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 중 적어도 1 종 또는 2 종 이상을 0.0007 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 범위에서 함유해도 된다.In the third embodiment, Ni; 0.003% by mass or more and 0.5% by mass or less and Sn; 0.003% by mass or more and 0.5% by mass or less may contain either or both, and further, Mg, Ca, Sr, Ba , Rare earth elements, at least one or two or more of Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co in a range of 0.0007 mass% or more and 0.5 mass% or less.
실시예Example
이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 실시한 확인 실험의 결과에 대해 설명한다.Hereinafter, the results of a confirmation experiment conducted to confirm the effect of the present invention will be described.
(실시예 1)(Example 1)
순도 99.99 질량％ 이상, C 함유량이 1 질량ppm 이하인 무산소동 (ASTM B152 C10100) 으로 이루어지는 구리 원료를 준비하고, 이것을 알루미나 도가니 내에 장입하여, Ar 가스 분위기로 된 고주파 용해로에서 용해하였다.A copper raw material composed of oxygen-free copper (ASTM B152 C10100) having a purity of 99.99 mass% or more and C content of 1 mass ppm or less was prepared, charged into an alumina crucible, and dissolved in a high-frequency melting furnace in an Ar gas atmosphere.
얻어진 구리 용탕 내에, 원료로서, 순철, Cu-Zn 모합금, Cu-Ni 모합금, Cu-Sn 모합금, Cu-P 모합금, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 의 원료 또는 모합금을 필요에 따라 첨가하고, Ar 분위기 중에서 1200 ℃ 에서 용해하여, 표 1 에 나타내는 성분 조성으로 조제하고, 수랭 구리 주형에 주탕하여 주괴를 만들어 내었다. 또한, 각 원료의 C 함유량은 10 질량ppm 이하이다. 만들어진 주괴의 크기는, 두께 약 30 ㎜ × 폭 약 150 ㎜ × 길이 약 200 ㎜ 로 하였다. 또한, 본 발명예 1-27 에 있어서는, 철 원료로서 고순도철 (순도 99.99 질량％) 을 사용하였다.In the obtained molten copper metal, as raw materials, pure iron, Cu-Zn master alloy, Cu-Ni master alloy, Cu-Sn master alloy, Cu-P master alloy, and Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Raw materials or master alloys of Al, Be, Ti, and Co were added as needed, dissolved in an Ar atmosphere at 1200°C, prepared with the component composition shown in Table 1, and poured into a water-cooled copper mold to form an ingot. In addition, the C content of each raw material is 10 ppm by mass or less. The size of the produced ingot was about 30 mm thick, about 150 mm wide, and about 200 mm long. In addition, in Example 1-27 of this invention, high-purity iron (purity 99.99 mass %) was used as an iron raw material.
또, 본 발명예 23-26 에 있어서는, 얻어진 용탕을 1200 ℃ 로부터 1300 ℃ 로 한 번 승온시키고, 그 후에 주괴를 만들어 내었다.In addition, in Examples 23-26 of the present invention, the obtained molten metal was heated once from 1200°C to 1300°C, and then an ingot was formed.
상기의 용탕 온도를 1300 ℃ 로 했을 때의 1300 ℃ 에서 900 ℃ 까지의 냉각 속도, 및 용탕 온도를 1200 ℃ 로 했을 때의 1200 ℃ 에서 900 ℃ 까지의 냉각 속도는, 약 10 ℃/s 이상으로 하였다.The cooling rate from 1300°C to 900°C when the molten metal temperature is 1300°C, and the cooling rate from 1200°C to 900°C when the molten metal temperature is 1200°C is about 10°C/s or more. .
또, 비교예 1, 2 에 있어서는, C 분말을 첨가하여, 용탕과 접촉시킴으로써, C 량을 증가시켰다.In addition, in Comparative Examples 1 and 2, the amount of C was increased by adding the C powder and bringing it into contact with the molten metal.
얻어진 주괴를, 950 ℃ 로 가열하고, 두께 5.0 ㎜ 까지의 열간 압연을 실시하였다. 이 열간 압연 후, 산화 피막을 제거하기 위해서 표면 연삭을 실시하여, 두께 4.0 ㎜ 로 하였다.The obtained ingot was heated to 950°C and hot-rolled to a thickness of 5.0 mm. After this hot rolling, in order to remove the oxide film, surface grinding was performed and the thickness was set to 4.0 mm.
그 후, 조압연을 실시하여 두께 0.4 ㎜ 로 하였다. 다음으로, 550 ℃ × 1 시간의 가열 공정을 실시하고, 추가로 냉간 압연을 실시하여 두께를 0.2 ㎜ 로 하였다.Thereafter, rough rolling was performed to obtain a thickness of 0.4 mm. Next, the heating process of 550 degreeC x 1 hour was performed, and cold rolling was performed further, and the thickness was made into 0.2 mm.
다음으로, 450 ℃ × 1 시간의 가열 공정을 실시하고, 최종 냉간 압연을 실시하여, 두께 약 0.1 ㎜ × 폭 약 150 ㎜ 의 조재 (條材) 를 만들어 내었다.Next, a heating step of 450°C for 1 hour was performed, and final cold rolling was performed to produce a rough material having a thickness of about 0.1 mm × a width of about 150 mm.
그리고, 최종 어닐링으로서 250 ℃ × 1 시간의 가열 공정을 실시하고, 얻어진 조재를 특성 평가용 조재로 하였다. 여기서, 상기의 모든 열처리는 Ar 분위기 중에서 실시하였다.Then, as final annealing, a heating step of 250°C for 1 hour was performed, and the obtained crude material was used as a material for evaluation of properties. Here, all of the above heat treatment was performed in an Ar atmosphere.
얻어진 특성 평가용 조재를 사용하여, 이하의 특성 평가를 실시하였다.The following characteristic evaluation was performed using the obtained crude material for characteristic evaluation.
(Fe, P, Zn, 그 밖의 첨가 원소 및 불순물 함유량의 측정 방법)(Measurement method of content of Fe, P, Zn, and other additive elements and impurities)
표 1 의 조성은, Fe, P, Zn, 그 밖의 첨가 원소는 글로 방전 질량 분석 장치 (GD-MS), C 는 적외 흡수법을 이용하여 측정하였다.The composition of Table 1, Fe, P, Zn, and other additional elements were measured using a glow discharge mass spectrometer (GD-MS), and C was measured using an infrared absorption method.
(기계적 특성)(Mechanical properties)
특성 평가용 조재로부터 JIS Z 2241：2011 (ISO 6892-1：2009 에 기초한다)에 규정되는 13B 호 시험편을 채취하고, 오프셋 법에 의해, 0.2 ％ 내력을 측정하였다.A test piece of No. 13B specified in JIS Z 2241:2011 (based on ISO 6892-1:2009) was taken from the strip for evaluation of characteristics, and 0.2% proof strength was measured by the offset method.
또한, 시험편은, 인장 시험의 인장 방향이 특성 평가용 조재의 압연 방향에 대해 평행이 되도록 채취하였다.In addition, the test piece was taken so that the tensile direction of the tensile test might be parallel to the rolling direction of the strip for characteristic evaluation.
(결함 개수)(Number of defects)
특성 평가용 조재로부터 0.2 ㎡ 의 구리조 (銅條) 25 장에 대해, 이물질이 표면에 노출됨으로써 형성되는 길이 200 ㎛ 이상의 표면 결함 개수를 검사하였다. 결함의 길이는, 이물질이 표면에 노출된 표면 흠집의 압연 방향의 최대 길이로 하였다. 상기의 평가 방법에 의해, 평균 결함 개수 (개/㎡) 를 산출하였다.The number of surface defects of 200 µm or more in length formed by exposing foreign substances to the surface of 25 sheets of 0.2 m 2 copper bath from the property evaluation substrate was examined. The length of the defect was taken as the maximum length in the rolling direction of the surface flaws exposed on the surface of the foreign matter. The average number of defects (pcs/m 2) was calculated by the above evaluation method.
평가 결과를 표 1 에 나타낸다.Table 1 shows the evaluation results.
불가피 불순물인 C 의 함유량이 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 1, 2 에 있어서는, 결함 개수가 11.2 개/㎡, 11.0 개/㎡ 로 매우 많아져 있다. In Comparative Examples 1 and 2 in which the content of C, which is an unavoidable impurity, exceeds the range of the present invention, the number of defects is very large, 11.2 pieces/m 2 and 11.0 pieces/m 2.
이에 반해, 불가피 불순물인 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만으로 된 본 발명예 1-27 에 있어서는, 결함 개수가 모두 4.4 개/㎡ 이하로 비교예에 비해 대폭 저감되어 있는 것이 확인되었다.On the other hand, in the present invention example 1-27 in which the content of C, which is an inevitable impurity, was less than 3 ppm by mass, it was confirmed that the number of defects was all 4.4 pieces/m 2 or less, which was significantly reduced compared to the comparative example.
또, Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 를 첨가한 본 발명예 8-22, 24-26 에 있어서는, 0.2 ％ 내력이 500 ㎫ 정도로 되어 있어, 강도 특성의 향상이 확인된다.In addition, in Examples 8-22 and 24-26 in which Ni, Sn, Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co were added, 0.2% yield strength was 500 MPa It is about, and the improvement of the strength characteristic is confirmed.
또한, 구리 합금 용탕을 1300 ℃ 에서 유지한 후에, 주괴를 만들어 내고, 용탕의 고온 유지를 실시한 본 발명예 23-26 에 있어서는, 결함 개수가 더욱 저감되어 있다. 이것으로부터, 구리 합금 용탕의 고온 유지를 실시함으로써, 구리 합금 박판의 표면 결함을 더욱 억제할 수 있는 것이 확인되었다.In addition, in Examples 23-26 of the present invention in which the molten copper alloy was held at 1300°C, an ingot was formed, and the molten metal was maintained at a high temperature, the number of defects was further reduced. From this, it was confirmed that the surface defect of the copper alloy thin plate can be further suppressed by holding the molten copper alloy at a high temperature.
(실시예 2)(Example 2)
순도 99.99 질량％ 이상, C 함유량이 1 질량ppm 이하, Mn 함유량이 0.1 질량ppm 이하, Ta 함유량이 0.1 질량ppm 이하인 무산소동 (ASTM B152 C10100) 으로 이루어지는 구리 원료를 준비하고, 이것을 알루미나 도가니 내에 장입하여, Ar 가스 분위기로 된 고주파 용해로에서 용해하였다.A copper raw material made of oxygen-free copper (ASTM B152 C10100) having a purity of 99.99 mass% or more, C content of 1 mass ppm or less, Mn content of 0.1 mass ppm or less, and Ta content of 0.1 mass ppm or less was prepared, and charged into an alumina crucible. , Ar gas was dissolved in a high-frequency melting furnace.
얻어진 구리 용탕 내에, 원료로서, 순철, Fe-Mn 모합금, Fe-Ta 모합금, Cu-Zn 모합금, Cu-Ni 모합금, Cu-Sn 모합금, Cu-P 모합금, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 의 원료 또는 모합금을 필요에 따라 첨가하고, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 표 2 에 나타내는 성분 조성의 주괴 (두께 약 30 ㎜ × 폭 약 150 ㎜ × 길이 약 200 ㎜) 를 만들어 내었다. 또한, 본 발명예 39-41 에 있어서는, 얻어진 용탕을 1200 ℃ 로부터 1300 ℃ 로 한 번 승온시키고, 그 후에 주괴를 만들어 내었다.In the obtained molten copper, as raw materials, pure iron, Fe-Mn master alloy, Fe-Ta master alloy, Cu-Zn master alloy, Cu-Ni master alloy, Cu-Sn master alloy, Cu-P master alloy, and Mg, Ca , Sr, Ba, rare-earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co raw materials or master alloys are added as necessary, and in the same manner as in Example 1, the ingot of the component composition shown in Table 2 (thickness is about 30 mm × about 150 mm wide × about 200 mm long) were produced. In addition, in Inventive Example 39-41, the obtained molten metal was heated once from 1200°C to 1300°C, and then an ingot was formed.
이 주괴를 사용하여, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, 두께 약 0.1 ㎜ × 폭 약 150 ㎜ 의 특성 평가용 조재를 만들어 내었다.Using this ingot, by the same method as in Example 1, a strip for evaluation of properties having a thickness of about 0.1 mm x a width of about 150 mm was produced.
얻어진 특성 평가용 조재를 사용하여, 이하의 특성 평가를 실시하였다.The following characteristic evaluation was performed using the obtained crude material for characteristic evaluation.
또한, 결함 개수에 대해서는, 보다 상세하게 평가하기 위해서, 특성 평가용 조재로부터 0.2 ㎡ 의 구리조 50 장의 표리 양면을 관찰하고, 이물질이 표면에 노출됨으로써 형성되는 길이 200 ㎛ 이상의 표면 결함 개수를 검사하였다. 결함의 길이는, 이물질이 표면에 노출된 표면 흠집의 압연 방향의 최대 길이로 하였다. 상기의 평가 방법에 의해, 평균 결함 개수 (개/㎡) 를 산출하였다.In addition, in order to evaluate the number of defects in more detail, the front and back sides of 50 sheets of 0.2 m 2 copper bath were observed from the property evaluation substrate, and the number of surface defects of 200 μm or more in length formed by exposing foreign substances to the surface was examined. . The length of the defect was taken as the maximum length in the rolling direction of the surface flaws exposed on the surface of the foreign matter. The average number of defects (pcs/m 2) was calculated by the above evaluation method.
(Fe, P, Zn, Mn, Ta, 그 밖의 첨가 원소 및 불순물 함유량의 측정 방법)(Measurement method of content of Fe, P, Zn, Mn, Ta, and other additive elements and impurities)
Fe, P, Zn 은, 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석 장치 (ICP-AES) 를 사용하여 측정하였다. Mn, Ta, 그 밖의 첨가 원소는 글로 방전 질량 분석 장치 (GD-MS) 를 사용하여 측정하였다.Fe, P, and Zn were measured using an inductively coupled plasma emission spectroscopic analyzer (ICP-AES). Mn, Ta, and other additional elements were measured using a glow discharge mass spectrometer (GD-MS).
C 는, 적외 흡수법을 사용하여 측정하였다.C was measured using an infrared absorption method.
평가 결과를 표 2 에 나타낸다.Table 2 shows the evaluation results.
불가피 불순물인 Mn 의 함유량이 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량이 1 질량ppm 이하로 규정된 본 발명예 35-41 에 있어서는, 평균 결함 개수가 더욱 저감되어 있다.In Examples 35-41 of the present invention in which the content of Mn, which is an unavoidable impurity, is 20 ppm by mass or less and the content of Ta is 1 ppm by mass or less, the average number of defects is further reduced.
이것으로부터, 불가피 불순물인 Mn 의 함유량을 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량을 1 질량ppm 이하로 함으로써, 구리 합금 박판의 표면 결함을 더욱 억제할 수 있는 것이 확인되었다.From this, it was confirmed that surface defects of the copper alloy thin plate can be further suppressed by setting the content of Mn as an inevitable impurity to 20 ppm by mass or less and the content of Ta to 1 ppm by mass or less.
산업상 이용가능성Industrial availability
본 발명에 관련된 구리 합금, 구리 합금 박판 및 구리 합금의 제조 방법에 의하면, Cu-Fe-P 계 합금에 있어서, 표면 결함 및 형상 불량의 발생을 억제할 수 있다.According to the method for producing a copper alloy, a copper alloy thin plate, and a copper alloy according to the present invention, in a Cu-Fe-P-based alloy, the occurrence of surface defects and shape defects can be suppressed.
S01 : 용해 공정
S02 : 고온 유지 공정
S03 : 주조 공정
RD : 압연 방향
L : 표면 결함의 길이S01: dissolution process
S02: High temperature maintenance process
S03: Casting process
RD: rolling direction
L: length of surface defect
Claims (7)
상기 구리 합금은, Fe；1.5 질량％ 이상 2.7 질량％ 이하, P；0.008 질량％ 이상 0.15 질량％ 이하, Zn；0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 되어 있고,
상기 불가피 불순물로서 함유되는 C 의 함유량이 3 질량ppm 미만, Mn 의 함유량이 20 질량ppm 이하, Ta 의 함유량이 1 질량ppm 이하로 되어 있고,
Fe 와 C 를 함유하는 철 합금 입자가 표면에 노출됨으로써 형성된 길이 200 ㎛ 이상의 표면 결함이, 5 개/㎡ 이하로 되어 있는 구리 합금 박판.As a copper alloy thin plate made of a copper alloy,
The copper alloy contains Fe; 1.5% by mass or more and 2.7% by mass or less, P; 0.008% by mass or more and 0.15% by mass or less, Zn; 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, and the remainder is Cu and unavoidable impurities. ,
The content of C contained as the inevitable impurity is less than 3 mass ppm, the content of Mn is less than 20 mass ppm, and the content of Ta is less than 1 mass ppm,
A copper alloy thin plate in which surface defects of 200 µm or more in length formed by exposure of iron alloy particles containing Fe and C to the surface are 5 pieces/m 2 or less.
상기 구리 합금은, 하기의 A, B 조에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 추가로 함유하는 구리 합금 박판.
A 조 :
Ni；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하, Sn；0.003 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 어느 일방 또는 쌍방을 함유.
B 조 :
Mg, Ca, Sr, Ba, 희토류 원소, Zr, Si, Al, Be, Ti, Co 중 적어도 1 종 또는 2 종 이상을 0.0007 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 범위에서 함유. The method of claim 1,
The copper alloy sheet further contains at least one element selected from groups A and B below.
Group A:
Ni; 0.003% by mass or more and 0.5% by mass or less and Sn; 0.003% by mass or more and 0.5% by mass or less of either or both.
Group B:
At least one or two or more of Mg, Ca, Sr, Ba, rare earth elements, Zr, Si, Al, Be, Ti, and Co are contained in a range of 0.0007 mass% to 0.5 mass%.
상기 박판의 두께가 0.5 ㎜ 이하로 되어 있는 구리 합금 박판.The method of claim 1,
A copper alloy thin plate in which the thickness of the thin plate is 0.5 mm or less.
원료를 용해하여 구리 합금 용탕을 생성하는 용해 공정과, 상기 구리 합금 용탕을 1300 ℃ 이상 1500 ℃ 이하에서 1 min 이상 24 h 이하의 유지 시간으로 유지하는 고온 유지 공정과, 상기 고온 유지 공정에서 유지한 상기 구리 합금 용탕을 주형 내에 공급하여 주괴를 얻는 주조 공정을 구비하고 있는 구리 합금 박판의 제조 방법.As the manufacturing method of the copper alloy thin plate according to claim 1 or 2,
A melting process of dissolving a raw material to generate a molten copper alloy, a high temperature holding step of maintaining the molten copper alloy at a holding time of 1 min or more and 24 h at 1300°C or more and 1500° C. or less, and the high temperature maintenance process. A method for producing a copper alloy thin plate comprising a casting step of supplying the molten copper alloy into a mold to obtain an ingot.
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