KR20040089731A

KR20040089731A - 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재

Info

Publication number: KR20040089731A
Application number: KR10-2004-7014310A
Authority: KR
Inventors: 하세가와가쓰마사; 미하라구니테루; 우다가쓰히코; 미요시다카시
Original assignee: 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-21
Also published as: JP4177266B2; DE10392428T5; US20060196586A1; KR100787269B1; JPWO2003076672A1; WO2003076672A1; US20050028907A1; US7648601B2

Abstract

Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금선재로서, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성이 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재 및 그 제조방법.

Description

내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재{HIGH-STRENGTH HIGH-CONDUCTIVITY COPPER ALLOY WIRE ROD OF EXCELLENT RESISTANCE TO STRESS RELAXATION CHARACTERISTICS}

종래, 고강도 고도전성이 요구되는 선제품(wire product)에는 동에 베릴륨을 첨가한 베릴륨-동합금을 가공한 것이 많이 사용되어 왔다. 한편, 선재(wire) 분야에는 석출형 합금을 사용한 예는 적다.

그러나, 베릴륨 동합금을 사용한 것으로 대표되는 종래의 선재에는 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 베릴륨 동합금은 인청동(phosphor bronze) 등의 합금에 비해 비싸다.

(2) 유해물질인 베릴륨을 사용할 때, 제조작업자의 위생과 안전에 있어서 문제가 생길 수 있다.

(3) 베릴륨 동합금의 대체제품으로서 인청동이 있지만, 도전율과 강도에서 떨어진다.

(4) 저베릴륨 동합금(베릴륨 함유량 1.0 mass% 이하)은 강도가 낮다.

(5) 고베릴륨 동합금(베릴륨 함유량 1.5 mass% 이상)은 도전율이 낮고, 강도는 높지만, 최근의 상품수명을 생각하면 과잉 품질의 경향이 있다.

본 발명은, 내응력완화(resistance to stress relaxation)특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재(copper alloy wire)와 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은, Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금선재로서, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인, 내응력완화특성이 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재이다.

또한, 본 발명은, Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금선재로서, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재이다.

또한, 본 발명은, 상기 어느 한 개의 동합금으로서, 0.005∼0.3mass%의 Ag, 0.01∼0.5mass%의 Mn, 0.01∼0.2mass%의 Mg, 0.005∼0.2mass%의 Fe, 0.005∼0.2mass%의 Cr, 0.05∼2mass%의 Co, 0.005∼0.1mass%의 P로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 총량 0.005∼2mass%로 더욱 함유하고, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재이다.

또한, 본 발명은, Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금을 러프드로잉(rough drawing)하여 선재를 형성한 후, 용체화처리(solution treatment)를 실시하고, 시효처리(aging treatment) 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법이다.

또한, 본 발명은, Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금을 러프드로잉하여 선재를 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 시효처리 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법이다.

또한, 본 발명은, 상기 어느 하나의 동합금으로서, 0.005∼0.3mass%의 Ag, 0.01∼0.5mass%의 Mn, 0.0l∼0.2mass%의 Mg, 0.005∼0.2mass%의 Fe, 0.005∼0.2mass%의 Cr, 0.05∼2mass%의 Co, 0.005∼0.lmass%의 P로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을, 총량 0.005∼2mass%로 더욱 함유하는 동합금을 러프드로잉하여 선재를 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 시효처리 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법이다.

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

본 발명에 의하면, 이하의 수단이 제공된다.

(1) Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금선재로서, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성이 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재.

(2) Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금선재로서, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재.

(3) 상기 (1)항 또는 (2)항에 기재된 동합금으로서, 0.005∼0.3mass%의 Ag, 0.01∼0.5mass%의 Mn, 0.01∼0.2mass%의 Mg, 0.005∼0.2mass%의 Fe, 0.005∼0.2mass%의 Cr, 0.05∼2mass%의 Co, 0.005∼0.1mass%의 P로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 총량 0.005∼2mass%로 더욱 함유하고, 도전율이 20%IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재.

(4) Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금을 러프드로잉(rough drawing)하여 소선(wire rod)을 형성한 후, 용체화처리(solution treatment)를 실시하고, 시효처리(aging treatment) 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(5) Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 시효처리 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(6) 상기 (1)항 또는 (2)항에 기재된 동합금으로서, 0.005∼0.3mass%의 Ag, 0.01∼0.5mass%의 Mn, 0.0l∼0.2mass%의 Mg, 0.005∼0.2mass%의 Fe, 0.005∼0.2mass%의 Cr, 0.05∼2mass%의 Co, 0.005∼0.lmass%의 P로 이루어지는 군으로부터선택되는 1종 또는 2종 이상을, 총량 0.005∼2mass%로 더욱 함유하는 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 시효처리 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(7) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 550℃ 이하에서 １.5시간 이상 시효처리하고, 가공도 3 이상의 드로잉을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 1,000MPa 이상(통상 1,300MPa 이하)이고, 또한 도전율이 20% IACS 이상(통상 60% IACS 이하)인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(8) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 550℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리하고, 가공도 3 이상의 드로잉을 하고, 350℃ 이상 500℃ 이하에서 1.5시간 이상의 소둔처리(annealing)를 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 40% IACS 이상(통상 60% IACS 이하)이고, 또한 인장강도가 700MPa 이상(통상 1,300MPa 이하)인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의제조방법.

(9) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 7 이상의 드로잉을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 그것에 의하여 인장강도가 1,000MPa 이상(통상 1,300MPa 이하)이고, 또한 도전율이 20% IACS 이상(통상 60% IACS 이하)인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(10) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 7 이상의 드로잉을 실시하고, 200℃ 이상 400℃ 이하의 인장강도가 저하하지 않는 정도의 온도에서 1.5시간 이상의 소둔처리를 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 1,000MPa 이상(통상 1,300MPa 이하)이고, 또한 도전율이 20% IACS 이상(통상 60% IACS 이하)인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(11) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 3 이상의 드로잉을 하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 실시하고, 가공도 0 이상 3 미만으로 드로잉을 하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 40% IACS 이상(통상 60% IACS 이하)이고, 또한 인장강도가 700MPa 이상(통상 1,300MPa 이하)인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(12) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0.7 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 실시하고, 가공도 6 미만으로 드로잉을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 900MPa 이상 1,100MPa 이하, 또한 도전율이 30% IACS 이상 45% IACS 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(13) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 하고, (Ⅰ) 가공도 0 초과 4 이하로 드로잉을 한 후, (Ⅱ) 300℃ 이상 550℃ 이하의 범위에서 첫 번째 시효처리온도보다도 낮은 온도로 1.5시간 이상 소둔처리를 하고, 여기서 (Ⅰ)과 (Ⅱ)를 2번 이상 되풀이하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉을 하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 900MPa 이상 1,100MPa 이하, 또한 도전율이 30% IACS 이상 45% IACS 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

(14) 상기 (1)∼(3)항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 700MPa이상 1,100MPa 이하, 또한 도전율이 20% IACS 이상 50% IACS 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 전자전기기기 부품에 사용되는 고강도 고도전성 동합금선재에 함유되는 각 성분에 대해 설명한다.

Cu에 Ni와 Si를 첨가하면 Ni-Si 화합물(Ni₂Si상(phase))이 Cu 매트릭스중에 석출하여, 강도 및 도전성이 향상하는 것이 알려져 있다.

Ni 함유량이 1.0mass% 미만이면 석출량이 적기 때문에, 목표로 하는 기계적 강도를 얻을 수 없다. 반대로 Ni 함유량이 4.5mass%를 초과하여 첨가되면, 주조할 때나 열처리(예컨대, 용체화처리, 시효처리, 소둔처리)때 강도상승에 기여하지 않는 석출이 생겨, 첨가량에 걸맞는 강도를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 드로잉성(drawing property), 구부림가공성(bending property)에도 악영향을 끼치게 된다.

Si 함유량은, 석출되는 Ni와 Si의 화합물이 주로 Ni₂Si상으로 생각되므로, Ni 첨가량을 결정하면 가장 적당한 Si 첨가량이 결정된다. Si 함유량이 0.2mass% 미만이면, Ni 함유량이 적을 때와 마찬가지로 충분한 강도를 얻을 수 없다. 반대로 Si 함유량이 1.1mass%를 넘을 때도, Ni 함유량이 많을 때와 같은 문제가 생긴다.

본 발명에서는, Ni 함유량을 바람직하게는 1.7∼4.5mass%, 보다 바람직하게는 2.0∼4.0mass%, Si 함유량을 바람직하게는 0.4∼1.1mass%, 보다 바람직하게는 0.45∼1.0mass%가 되도록 조정하는 것이 바람직하다.

Sn, Zn은 본 발명을 구성하는 중요한 첨가원소이다. 이런 원소들은 상호 작용에 의해 양호한 특성균형을 실현하고 있다.

Sn은 내응력완화특성을 개선함과 동시에 드로잉성을 개선한다. Sn 함유량이 0.05mass% 미만이면 개선효과는 나타나지 않고, 반대로 1.5mass%를 초과하여 첨가되면 도전성이 저하된다.

Zn은 구부림가공성을 개선할 수 있다. 또한, Zn은 Sn도금이나 땜납도금의 내열박리성(resistance to peeling under heat), 내마이그레이션(resistance to migration) 특성도 개선하므로, 0.2mass% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 반면, 도전성을 고려하면, 1.5mass%를 초과하여 첨가하는 것은 바람직하지 못하다.

본 발명에서, Sn 함유량은 바람직하게는 0.05∼1.0mass%, 보다 바람직하게는 0.1∼0.5mass%, Zn 함유량은 바람직하게는 0.2∼1.0mass%, 보다 바람직하게는 0.4∼0.6mass%이다.

S는 열간가공성(hot workability)을 악화시키는 원소이고, 그 함유량을 0.005mass% 미만으로 규제한다. 특히, S 함유량을 0∼0.002mass% 미만으로 규제하는 것이 바람직하다.

다음에, Ag, Mn, Mg, Fe, Cr, Co, P를 함유하는 경우, 이들의 함유량 범위를 한정한 이유를 설명한다. Ag, Mn, Mg, Fe, Cr, Co, P는 가공성을 개선한다는 점에서 유사한 기능을 갖는다. 함유시키는 경우에는, Ag, Mn, Mg, Fe, Cr, Co, P로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을, 총량으로서 0.005∼2mass%, 바람직하게는 0.03∼1.5mass% 함유시킨다.

Ag는 내열성 및 강도를 향상시킴과 동시에, 결정립의 조대화를 저지하여 구부림가공성을 개선한다. Ag 함유량이 0.005 mass% 미만에서는 그 효과가 충분히 얻어지지 않고, 0.3 mass%를 초과하여 첨가하더라도 특성상에 악영향은 없으나 비용이 더 든다. 이런 관점에서, Ag를 함유하는 경우의 함유량은 0.005∼0.3mass%, 바람직하게는 0.01∼0.2mass%로 한다.

Mn은 강도를 상승시킴과 동시에, 열간가공성을 개선하는 효과가 있다. Mn의 함유량이 0.01mass% 미만이면 그 효과가 작고, 0.5mass%를 초과하여 함유하더라도 첨가량에 걸맞은 효과를 얻을 수 없는 것뿐만 아니라, 도전성을 열화시켜버린다. 따라서, Mn을 함유하는 경우의 함유량은 0.01∼0.5mass%, 바람직하게는 0.1∼0.35mass%로 한다.

Mg는 내응력완화특성을 개선하지만, 구부림가공성에는 악영향을 미치게 한다. 내응력완화특성의 관점에서는, Mg의 함유량이 0.01mass% 이상인 것이 바람직하고, 함유량은 많을수록 좋다. 반대로 구부림가공성의 관점에서는, 함유량이 0.2mass%를 넘으면 양호한 구부림가공성을 얻기가 어렵다. 이러한 관점에서, Mg를 함유하는 경우의 함유량은 0.01∼0.2mass%, 바람직하게는 0.05∼0.15mass%로 한다.

Fe, Cr은 Si와 결합하여, Fe-Si 화합물, Cr-Si 화합물을 형성하여, 강도를 상승시킨다. 또한, Ni와의 화합물을 형성하지 않고 동(copper)매트릭스중에 잔존하는 Si를 트랩하여, 도전성을 개선하는 효과가 있다. Fe-Si 화합물, Cr-Si 화합물은 석출경화능이 낮으므로, 이들 화합물을 다량 생성시키는 것은 좋은 방법이 아니다. 또한, 0.2 mass%을 초과하여 함유하면 구부림가공성이 열화된다. 이런 관점에서, Fe, Cr을 함유하는 경우의 첨가량은 각각 0.005∼0.2mass%, 바람직하게는 각각 0.03∼0.15mass%로 한다.

Co는 Ni와 마찬가지로 Si와 화합물을 형성하여, 강도를 향상시킨다. Co는 Ni에 비해서 비싸기 때문에 본 발명에서는 Cu-Ni-Si계 합금을 이용하고 있지만, 비용에 여유가 있다면 Cu-Co-Si계 합금이나 Cu-Ni-Co-Si계 합금을 선택해도 좋다. Cu-Co-Si계 합금은 시효석출(aging precipitation)시킨 경우, Cu-Ni-Si계 합금보다 강도와 도전성이 미세하게나마 향상된다. 따라서, 열·전기의 전도성을 중시하는 부재에는 유효하다. 또한, Co-Si 화합물은 석출경화능이 약간 높기 때문에, 내응력완화특성도 약간 개선되는 경향이 있다. 이런 관점에서, Co를 함유하는 경우의 함유량은 0.05∼2mass%, 바람직하게는 0.08∼1.5mass%로 한다.

P는 강도를 상승시킴과 동시에 도전성을 개선하는 효과를 갖는다. 다량의 함유는 입계석출(grain boundary precipitation)을 조장하여 구부림가공성을 저하시킨다. 따라서, P를 첨가하는 경우의 함유량은 바람직하게는 0.005∼0.1mass%, 더욱 바람직하게는 0.01∼0.05mass%이다.

이들을 2종 이상 동시에 첨가하는 경우에는, 요청되는 특성에 응해서 적절히 결정하면 되나, 내열성, Sn도금의 내열박리성, 땜납도금의 내열박리성, 도전성의 관점에서 총량 0.005∼2.0mass%로 하였다.

본 발명에서는, 기계적 강도와 도전성 등의 기본적인 특성을 저하시키지 않는 정도에서, 예컨대 총량으로 통상 0.01∼0.5mass%, 바람직하게는 0.01∼0.3mass%의 함유율로, B, Ti, Zr, V, Al, Pb, Bi 등을 첨가할 수 있다. 예컨대, B는 결정립의 조대화를 억제하여, 강도상승에 기여하는 효과가 있고, 도전율을 저하시키지 않은 정도로 0.005∼0.1mass% 첨가하는 것은 유효하다. Ti, Zr, V, Al, Pb, Bi는 각 원소의 함유량으로서 통상 0.005∼0.15mass%, 바람직하게는 0.005∼0.1mass%의 범위로 함유된다. 예컨대, Pb와 Bi의 함유량이 지나치게 많으면, 얻어지는 동합금선재는 구부림가공성이 뒤떨어지는 것으로 되는 경우가 있다.

본 발명에 사용되는 동합금에 있어서, 이상의 각 성분 이외의 잔부는 Cu 및 불가피적 불순물이다.

본 발명의 선재에 사용되는 동합금으로서 바람직한 성분범위의 예로서는 이하와 같은 여러 조성범위를 들 수 있다.

즉, 동합금조성의 제 1 예는, Ni를 1.0∼3.0mass%, Si를 0.2∼0.7mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 보다 바람직하게는, Ni를 1.8∼3.0mass%, Si를 0.4∼0.7mass%, Sn을 0.1∼0.35mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 더욱 바람직하게는, Ni를 2.2∼2.4mass%, Si를 0.52∼0.57mass%, Sn을 0.12∼0.26mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다.

동합금조성의 제 2 예는, Ni를 1.0∼3.0mass%, Si를 0.2∼0.7mass%, Sn을0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 보다 바람직하게는, Ni를 1.8∼3.0mass%, Si를 0.4∼0.7mass%, Sn을 0.1∼0.35mass%, Zn을 0.3∼0.8mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 더욱 바람직하게는, Ni를 2.2∼2.4mass%, Si를 0.52∼0.57mass%, Sn을 0.12∼0.26mass%, Zn을 0.45∼0.55mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다.

동합금조성의 제 3 예는, Ni를 1.0∼3.0mass%, Si을 0.2∼0.7mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, Mg을 0.01∼0.2mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 보다 바람직하게는, Ni를 1.8∼3.0mass%, Si를 0.4∼0.7mass%, Sn을 0.1∼0.35mass%, Zn을 0.3∼0.8mass%, Mg를 0.05∼0.17mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 더욱 바람직하게는, Ni를 2.2∼2.4mass%, Si를 0.52∼0.57mass%, Sn을 0.12∼0.26mass%, Zn을 0.45∼0.55mass%, Mg를 0.08∼0.16mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다.

동합금조성의 제 4 예는, Ni를 3.0∼4.5mass%, Si를 0.7∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 보다 바람직하게는, Ni를 3.5∼4.0mass%,Si를 0.8∼1.0mass%, Sn을 0.1∼0.35mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 더욱 바람직하게는, Ni를 3.6∼3.9mass%, Si를 0.85∼0.95mass%, Sn을 0.12∼0.26mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다.

동합금조성의 제 5 예는, Ni를 3.0∼4.5mass%, Si를 0.7∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 보다 바람직하게는, Ni를 3.5∼4.0mass%, Si를 0.8∼1.0mass%, Sn을 0.1∼0.35mass%, Zn을 0.3∼0.8mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 더욱 바람직하게는, Ni를 3.6∼3.9mass%, Si를 0.85∼0.95mass%, Sn을 0.12∼0.26mass%, Zn을 0.45∼0.55mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다.

동합금조성의 제 6 예는, Ni를 3.0∼4.5mass%, Si를 0.7∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼l.5mass%, Mg를 0.01∼0.2mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 보다 바람직하게는, Ni를 3.5∼4.0mass%, Si를 0.8∼1.0mass%, Sn을 0.1∼0.35mass%, Zn을 0.3∼0.8mass%, Mg를 0.05∼0.17mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다. 더욱 바람직하게는, Ni를 3.6∼3.9mass%, Si를 0.85∼0.95mass%, Sn을 0.12∼0.26mass%, Zn을 0.45∼0.55mass%, Mg를 0.08∼0.16mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금이다.

본 발명에 사용되는 동합금선재의 제조방법은 특별 제한할만한 것이 아니지만, 상기 동합금을 러프드로잉(rough drawing)하여 선재를 형성한 후, 다음과 같은 각 공정을 거치는 방법을 들 수 있다.

용체화처리(solution treatment) →시효처리(aging treatment)

용체화처리 →시효처리 →드로잉(drawing)

용체화처리 →드로잉

용체화처리 →드로잉 →시효처리

용체화처리 →드로잉 →시효처리 →드로잉

또한, 상기 각 공정에서 제조한 선재에 대하여, 도전율 개선 등을 목적으로 소둔처리(annealing treatment)를 해도 좋다.

동합금의 선재를 형성하는 러프드로잉 공정은, 빌렛(billet)으로 주조하고, 열간압출프레스에 의해 압출소선(extrusion rod)을 만들고, 선-드로잉(wire-drawing) 등에 의해 러프드로잉하는 것을 포함하여 이루어진다. 본 발명에 있어서 러프드로잉한 선재의 직경이 목적하는 선재의 최종 직경에 합치하고 있으면, 후 공정에서 드로잉을 더 할 필요가 없는 것은 말할 필요도 없다.

용체화처리는, 러프드로잉한 선재를 바람직하게는 700∼950℃에서 10분 이상, 보다 바람직하게는 800∼950℃에서 10분 이상 180분 이하, 더욱 바람직하게는850∼950℃에서 10분 이상 120분 이하 유지하여 행할 수 있다. 시효처리는, 바람직하게는 350∼600℃에서 1.5시간 이상 10시간 이하, 보다 바람직하게는 400∼600℃에서 2시간 이상 8시간 이하, 더욱 바람직하게는 450∼600℃에서 2시간 이상 6시간 이하 유지함으로써 행하여진다. 시효처리는 금속간 화합물의 석출을 진행시켜, 도전율과 강도를 향상시킨다. 드로잉(또는 선 드로잉)이란 러프드로잉에 의해 만든 선재를 소정 직경의 선재로 연신가공하는 것을 말한다. 이 경우의 선 드로잉은 바람직하게는 상온(room temperature)에서 가공도(η) 0∼10의 범위에서 행한다. 여기서 가공도란, 선 드로잉전의 선재의 드로잉방향에 대하여 수직방향으로 절단한 단면의 단면적을 S₀, 선 드로잉후의 단면적을 S로 하였을 때, η= 1n(S₀/S)로 얻어지는 값이다. 또한, 가공도(η)가 0이란 것은, 그 단계에서 선 드로잉을 하지 않은 것을 의미한다.

본 발명의 선재의 제조에 있어서는??판장재(plate 또는 조재(bar))의 가공공장을 그대로 적용할 수 없다. 판장재의 제조에 있어서는 압연으로 최대 가공도 3 정도까지 가공하는 데에 반하여, 선재의 제조에 있어서는 드로잉으로 가공도가 3 이상의 가공도 용이하게 실시할 수 있어야 한다. 이와 같이 선재는 판장재(또는 조재)에 비해 일반적으로 고(高)가공도로 가공하기 때문에, 강도의 상승이 크다. 또한, 저(低)가공도로 선재를 제조할 경우에 있어서도, 판장재 제조의 경우와 비교하여, 시효처리를 할 때의 온도와 특성(강도, 도전율 등)과의 관계가 달라진다.

본 발명의 선재제조에 있어서는 동합금의 조성이나 열처리의 공정에 따라서는, 용체화처리 후에는 드로잉을 행하지 않는 경우도 있지만, 통상 드로잉을 한다. 드로잉을 함으로써 얻어지는 선재의 강도가 상승하고, 내응력완화특성은 저하하는 방향으로 변화된다. 본 발명은 이러한 선재 특유의 문제에 대처하여, 원하는 강도와 내응력완화특성을 달성한다.

본 발명의 선재는 드로잉성에 뛰어나다. 여기서 드로잉성이란 소정의 선재를 다시 드로잉할 때의 가공성으로서, 재 드로잉시 단선이 적은 것, 드로잉 다이스의 마모가 적은 것 등을 말한다. 드로잉성의 평가방법으로서는, 예컨대 단선회수에 있어서는, 일정 길이(또는 일정 질량)의 재료를 드로잉했을 때에 발생하는 단선회수를 계측하는 방법이 있다. 또한, 드로잉 다이스의 마모에 있어서는, 일정 길이(또는 일정 질량)의 재료를 드로잉했을 때, 드로잉 개시시와 드로잉 종료시의 선재의 직경을 측정하여, 드로잉 다이스의 마모량을 평가하는 방법 등이 있다.

다음에는, 본 발명의 전자전기기기 부품에 사용되는 고강도 고도전성 동합금선재를 제조하기 위한 바람직한 방법에 대해 설명한다.

본 발명자 등은 용체화처리, 시효처리, 드로잉 조건의 조합을 다양하게 변경한 실험을 하였다. 그 결과, 상술한 강도 상승 및 도전율 상승에 기여하는 Cu-Ni-Si 화합물의 석출거동은, 선재가공중의 가공도 등에 의해 그 거동이 영향받는 것을 알게 되었다.

본 발명의 동합금선재의 제조에 있어서는, 예컨대 용체화처리 후에 시효하거나, 또는 용체화처리 후에 드로잉하여 시효한 후, 마무리 드로잉을 하여, 최종적으로 원하는 직경으로 만든다.

그 중에서도 보다 고강도의 선재를 얻는 방법에 대해 설명한다.

<상기 (7), (8)항에 기재된 방법의 설명>

중간 드로잉에서의 가공경화 및 시효처리시의 석출경화 양쪽에 의한 강도상승을 생각할 경우, 중간 드로잉에서 가공도가 4를 초과하면 시효처리에 의한 강도상승은 작고, 또한 중간 드로잉의 가공도가 지나치게 높은 때 시효처리를 하면 반대로 연화되어버린다. 따라서, 중간 드로잉의 가공도를 0 이상 4 이하, 바람직하게는 0.5 이상 3 이하로 규정한다. 한편, 마지막의 마무리 드로잉의 가공도가 3 미만에서는, 1,000MPa 이상의 고강도의 선재를 얻기 어렵다. 따라서, 마무리 드로잉에서의 가공도는 3 이상, 바람직하게는 4 이상 10 이하로 하였다.

다음, 소둔처리를 함으로써, 도전율, 구부림가공성, 내응력완화특성을 개선할 수 있다. 소둔처리는, 350℃ 이상 500℃ 이하로 1.5시간 이상, 바람직하게는 400℃ 이상 500℃ 이하로 2시간 이상 8시간 이하 행하는 것이 바람직하다.

<상기 (9), (10)항에 기재된 방법의 설명>

용체화처리를 한 후, 시효처리를 하지 않고 드로잉을 함에 따라 강도가 상승하지만, 가공도 7 미만으로는 충분한 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 이 경우의 가공도는 7 이상, 바람직하게는 8.5 이상 10 이하로 하였다.

이 후, 인장강도가 저하하지 않은 정도로 소둔처리를 함으로써, 도전율, 구부림가공성, 내응력완화특성을 개선할 수 있다. 소둔처리는 200℃ 이상 400℃ 이하로 1.5시간 이상, 바람직하게는 250℃ 이상 350℃ 이하로 2시간 이상 8시간 이하로 행하는 것이 바람직하다.

이하, 더욱 고도전성의 선재를 얻는 방법에 대해서 설명한다.

<상기 (11)항에 기재된 방법의 설명>

용체화처리를 하고 중간 드로잉을 한 후에 시효처리를 할 경우, 중간 드로잉의 가공도가 높을수록 시효처리를 한 후의 도전율의 상승율이 높아진다. 한편, 시효처리를 한 후에 마무리 드로잉을 할 경우, 마무리 드로잉의 가공도가 높아질수록 도전율의 저하는 커진다. 따라서, 보다 도전율이 높은 선재를 얻기 위해서는, 중간 드로잉의 가공도는 크고, 마무리 드로잉의 가공도는 가급적 작게 하거나, 마무리 드로잉을 하지 않는 것이 좋다. 따라서, 용체화한 후의(중간 드로잉에서의) 가공도를 3 이상, 바람직하게는 4 이상 10 이하로 하고, 시효처리를 한 후의(마무리 드로잉에서의) 가공도를 0 이상 3 미만, 바람직하게는 0.5 이상 2 이하로 한다. 또한, 상기 시효처리는 400℃ 이상 600℃ 이하로 1.5시간 이상, 바람직하게는 450℃ 이상 550℃ 이하로 2시간 이상 8시간 이하로 행하는 것이 바람직하다.

다음에는 기계적 강도와 도전성이 좋은 균형을 이루는 선재를 얻기 위한 방법에 대해 설명한다.

<상기 (12)항에 기재된 방법의 설명>

강도와 도전성이 좋은 균형을 이루는 선재를 얻기 위해서는, 중간 드로잉의 가공도와 마무리 드로잉의 가공도간에 미묘한 균형이 필요하게 된다. 중간 드로잉의 가공도가 0.7 미만에서는, 다음 공정인 시효처리로는 충분한 도전율의 향상을 얻을 수 없고, 시효처리를 한 후의 마무리 드로잉으로 인해 도전율이 떨어진다. 중간 드로잉의 가공도가 4를 넘으면, 시효처리를 할 때에 도전율은 크게 개선되지만, 강도는 시효경화가 나타나지 않을 뿐만 아니라, 선재가 연화되어버린다. 이 경우, 시효처리를 한 후의 마무리 드로잉공정에서, 연화로 인해 저하된 강도를 보충하기 위해서 높은 가공도로 드로잉을 하면, 도전율이 떨어진다. 따라서, 용체화처리와 시효처리 사이의 중간 드로잉의 가공도를 0.7 이상 4 이하, 바람직하게는 1 이상 3 이하로 한다. 마무리 드로잉의 가공도를 6 미만, 바람직하게는 0.5 이상 5 이하로 규정한 것은, 가공도가 6 이상이면 드로잉에 의해서 도전율이 30% IACS 미만으로 떨어지기 때문이다. 또한, 상기 시효처리는 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상, 더욱 바람직하게는 450℃ 이상 550℃ 이하에서 2시간 이상 8시간 이하 행하는 것이 바람직하다.

<상기 (13)항에 기재된 방법의 설명>

또 다른 방법으로서, 용체화처리를 한 후에 드로잉, 시효처리 및 소둔처리를 되풀이함에 따라, 강도와 도전율을 거듭 상승시키면서 목적의 지름의 선재로 만드는 방법도 있다. 이 경우, 각 열처리 사이의 드로잉의 가공도를 0 초과 4 이하, 바람직하게는 0.5 이상 3 이하로 규정한 것은, 가공도가 4를 넘으면 도전율이 많이 저하하여, 다음 시효처리 또는 소둔처리에 있어서 충분한 도전율을 얻을 수 없기 때문이다. 또한, 첫번째 시효처리에 비하여, 다음 단계에서 하는 소둔처리 및 그 다음에 하는 소둔처리의 온도를 낮게 하는 것은, 첫번째 시효 온도보다도 높은 온도로 다음 단계에서 소둔처리를 하면, 그 전 단계에서 생긴 석출물이 다시 고용(solid solution)하여, 전 단계의 시효처리의 효과가 없어지기 때문이다. 용체화처리를 한 후에 행하여지는 열처리에 있어서, 첫번째 열처리인 시효처리는 400℃이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상, 더욱 바람직하게는 450℃ 이상 550℃ 이하에서 2시간 이상 8시간 이하 행하는 것이 바람직하다. 두번째 이후의 열처리인 소둔처리는 300℃ 이상 550℃ 이하(더욱 바람직하게는 300℃ 이상 500℃ 이하)이고, 또한 첫번째 시효온도보다 낮은 온도로 1.5시간 이상(더욱 바람직하게는 2시간 이상 8시간 이하) 행하는 것이 바람직하다.

이 방법에 있어서, 드로잉과 소둔처리를 두 번 이상 되풀이하는 것은, 예컨대,

용체화처리 →드로잉 →시효처리 →(드로잉 →소둔처리)n →마무리 드로잉

(n은 2 이상의 정수이다),

위와 같이 적어도 2번의 소둔처리를 실시하는 것을 말한다. 또한, 상기 마무리 드로잉을 생략하여 소둔처리를 최종 처리로 해도 좋다.

<상기 (14)항에 기재된 방법의 설명>

또 다른 방법으로서, 러프드로잉에 의해 용체화처리 전에 원하는 직경의 선재를 형성해 놓고, 용체화처리와 시효처리를 하는 방법도 있다. 상기 시효처리는 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상, 바람직하게는 450℃ 이상 550℃ 이하에서 2시간 이상 8시간 이하 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자전기기기 부품용 동합금선재에 도금을 실시하는 것도 바람직하다. 도금은 그 방법에 있어서 특별하게 제한이 없고, 통상 행하여지는 방법으로 실시한다.

본 발명의 동합금선재의 직경은 특별하게 제한이 없고, 용도에 따라 적당히설정할 수 있지만, 바람직하게는 10㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 50㎛∼5㎜이다.

본 발명의 동합금선재는 강도, 도전성, 내응력완화특성에 뛰어나다.

또한, 본 발명의 동합금선재는 구부림가공성, 진직성(straightness), 진원도(roundness), 예컨대 금도금성 등의 도금성에 뛰어나다. 또한, 본 발명의 동합금선재에 대하여 추가로 드로잉을 할 경우, 드로잉성에도 뛰어나다.

더구나, 본 발명의 동합금선재는 베릴륨을 전혀 필요로 하지 않으므로, 베릴륨동합금으로 제조되는 선재의 결점을 극복하여, 싼 비용으로 제조안전성이 높다는 뛰어난 이점을 갖는다.

본 발명의 방법에 의하면, 이러한 뛰어난 특성, 물성을 갖는 동합금선재를 싼 비용으로 안전하게 제조할 수 있다.

본 발명을 하기 실시예에 근거하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

고주파 용해로에서, 표 1에 나타낸 조성의 합금을 용해하여 빌렛(billet)을 주조하였다. 그 다음, 빌렛들을 열간압출한 후, 냉간(선 드로잉)가공하여, 지름 15mm의 거친 소선(wire rod)을 만들었다. 이들을 용체화처리(900℃에서 90분)를 하고, 가공도(η) 0.7의 드로잉을 하여, 지름 0.5mm의 선재(wire)를 얻었다. 이것을 불활성가스 분위기중에서 500℃에서 2시간의 시효처리를 한 후, 가공도(η) 2.3의 드로잉을 하여, 지름 0.15mm의 선재를 제조하였다. 이렇게 얻어진 선재에 대해서 각종 특성평가를 하였다.

인장강도는 JIS Z2241에 준하여, 도전율은 JIS H0505에 준하여 측정하였다.

반복구부림성은, 230g의 하중이 가해지도록 시험선의 단부에 매어달고, 90°구부림을 거듭하여 파단되기까지의 구부림 회수로 나타내었다. 구부림 회수는 좌우 1왕복을 1회로 세고, 각 시험조건 당 5개를 측정하여 평균치로 하였다. 파단되기까지의 평균 구부림 회수가 5회 이상인 경우를 합격으로 한다.

구부림가공성을 평가하기 위해, 안쪽 구부림반경이 0mm인 180°밀착 구부림을 행하였다. 평가의 지표는 하기와 같다.

A. 주름도 없고 양호하다.

B. 작은 주름이 관찰된다.

C. 큰 주름이 관찰되지만, 크랙은 아직 발생하지 않는다.

D. 미세한 크랙이 관찰된다.

E. 명료하게 크랙이 관찰된다.

평가 A, B 및 C를 실용상 문제가 없는 수준으로, D와 E는 문제가 있는 수준으로 판단하였다.

내응력완화특성은 일본 전자재료공업회 표준규격(EMAS-3003)에 따라??open sided block method에 의해 측정하였다. 표면 최대응력이 내력(proof stress)의 80%가 되도록 부하응력을 설정하고, 150℃ 항온조에 1,000시간 동안 유지하여, 응력완화율(SRR)을 구하였다.

결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터 명백하듯이, 본 발명예 No.1∼37은 인장강도, 도전율, 반복구부림성, 구부림가공성, 내응력완화특성의 어느 것이나 뛰어난 특성을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.

한편, Ni량이 적은 비교예 No.38 및 Si량이 적은 비교예 No.40은, 목적으로 하는 강도를 얻을 수 없다. 반대로, 본 발명예 No.2∼4에 비교해서 Ni량이 지나치게 많은 비교예 No.39는, 강도의 점에서는 차이가 없지만, 구부림가공성이 열화한다. 또한, 본 발명예 No.2∼4에 비교해서 Si량이 지나치게 많은 비교예 No.41은, 강도의 점에서는 차이가 없지만, 구부림가공성이 열화한다.

Sn의 첨가량이 지나치게 적은 비교예 No.42는, 본 발명예 No.7과 비교해서 내응력완화특성이 크게 열화하고 있다. 반대로, Sn의 첨가량이 지나치게 많은 비교예 No.43은, 본 발명예 No.8과 비교하여 내응력완화특성에는 큰 차가 없지만, 목적으로 하는 도전율을 얻을 수 없다.

S의 첨가량이 본 발명의 규정량을 초과하고 있는 비교예 No.44는, 열간압출시에 크랙이 생겨 그 후의 공정으로의 유동을 중지하였다.

Zn의 첨가량이 본 발명의 규정량을 초과하고 있는 비교예 No.45는, 도전성이 열화하고 있다.

Mn의 첨가량이 본 발명의 규정량을 초과하고 있는 비교예 No.46은, Mn 첨가량이 적은 본 발명예 No.25, 26에 비교해서 강도상승의 효과는 보이지만, 도전성이 열화하고 있다.

Mg의 첨가량이 본 발명의 규정량을 초과하고 있는 비교예 No.47은, 구부림가공성이 열화되고, 본 발명예 No.29에 비교해서 내응력완화특성은 향상하지만, 목적으로 하는 도전성이 열화하고 있다.

Fe의 첨가량이 본 발명의 규정량을 초과하고 있는 비교예 No.48은, 본 발명예 No.31에 비교해서 도전성은 약간 향상하지만, 첨가량에 적당한 만큼의 향상이 아니다. 또한, 구부림가공성이 대폭 열화한다.

Cr의 첨가량이 본 발명의 규정량을 초과하고 있는 비교예 No.49는, 본 발명예 No.33에 비교해서 도전성은 약간 향상하지만, 첨가량에 적당한 만큼의 향상이 아니다. 또한, 구부림가공성이 대폭 열화한다.

P의 첨가량이 본 발명의 규정량을 초과하고 있는 비교예 No.50은, 본 발명예 No.35에 비교해서 강도와 도전성은 거의 변함이 없지만, 구부림가공성이 대폭 열화하고 있다.

다음, 표 1의 합금중에서 No.29, 30 조성의 합금을 용해하여 빌렛을 주조하였다. 다음에 이들 빌렛을 열간압출한 후, 냉간(선 드로잉)가공에 의해 지름 15mm의 거친 소선(wire rod)을 만들었다. 이들을 표 3에 나타내는 공정 A∼L 중 어느 하나를 적용하여 지름 0.15mm의 선재를 제작하였다. 또한, 마찬가지로 합금 No.29, 30 조성의 합금을 용해하여 빌렛을 주조하고, 이들 빌렛을 열간압출한 후, 표 3에 나타내는 공정 M, N, O, P 중 어느 하나를 적용하여 지름 0.15mm의 선재를 제작하였다. 이렇게 하여 얻어진 선재에 대해서, 상술의 각종 특성을 평가하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4로부터 명백하듯이, 본 발명예의 시료는 평가한 모든 특성에 있어서, 뛰어난 것을 알 수 있다.

이에 비하여, 비교예 No.73은 인장강도가 뒤떨어지고 있다. 비교예 No.74는 도전율과 내응력완화특성이 뒤떨어지고 있다. 비교예 No.75는 인장강도가 뒤떨어지고 있다. 비교예 No.76은 도전율이 뒤떨어지고 있다.

또한, 비교예 No.77은 인장강도와 도전율이 뒤떨어지고 있다. 비교예 No.78은 도전율, 구부림가공성과 내응력완화특성이 뒤떨어지고 있다. 비교예 No.79는 인장강도가 뒤떨어지고 있다. 비교예 No.80은 도전율과 내응력완화특성이 뒤떨어지고 있다.

본 발명의 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재는, 전자전기기기 부품용의 고강도 고도전성 동합금선재로서, 특히, IC 소켓핀이나 커넥터핀 등의 핀, 배터리단자, 플랫케이블 도체나 기기배선케이블 등의 도체, 코일용수철 등의 용수철재 등에 적합한 것이다.

본 발명의 방법은, 상기 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법으로서 적합한 것이다.

본 발명을 그 실시형태와 동시에 설명하였지만, 우리들은 특별히 지정하지 않는 한, 우리들의 발명을 상세한 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하고자 하는 것이 아니라, 첨부의 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하지 않고 폭넓게 해석돼야 한다고 생각한다.

Claims

Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금선재(copper alloy wire)로서, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성이 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재.
Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금선재로서, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 0.005∼0.3mass%의 Ag, 0.01∼0.5mass%의 Mn, 0.01∼0.2mass%의 Mg, 0.005∼0.2mass%의 Fe, 0.005∼0.2mass%의 Cr, 0.05∼2mass%의 Co, 0.005∼0.1mass%의 P로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 총량 0.005∼2mass%로 더욱 함유하고, 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재.
Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금을 러프드로잉(rough drawing)하여 소선(wire rod)을 형성한 후, 용체화처리(solution treatment)를 실시하고, 시효처리(aging treatment) 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
Ni를 1.0∼4.5mass%, Si를 0.2∼1.1mass%, Sn을 0.05∼1.5mass%, Zn을 0.2∼1.5mass%, S를 0.005mass% 미만(0을 포함한다) 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 시효처리 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 동합금으로서, 0.005∼0.3mass%의 Ag, 0.01∼0.5mass%의 Mn, 0.0l∼0.2mass%의 Mg, 0.005∼0.2mass%의 Fe, 0.005∼0.2mass%의Cr, 0.05∼2mass%의 Co, 0.005∼0.lmass%의 P로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을, 총량 0.005∼2mass%로 더욱 함유하는 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 시효처리 및 드로잉에서 선택되는 적어도 한 공정을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 20% IACS 이상 60% IACS 이하, 또한 인장강도가 700MPa 이상 1,300MPa 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 550℃ 이하에서 １.5시간 이상 시효처리하고, 가공도 3 이상의 드로잉을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 1,000MPa 이상이고, 또한 도전율이 20% IACS 이상인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 550℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리하고, 가공도 3 이상의 드로잉을 하고, 350℃ 이상 500℃ 이하에서 1.5시간 이상의 소둔처리(annealing)를 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 40% IACS 이상이고, 또한 인장강도가 700MPa 이상인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 7 이상의 드로잉을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 그것에 의하여 인장강도가 1,000MPa 이상이고, 또한 도전율이 20% IACS 이상인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 7 이상의 드로잉을 실시하고, 200℃ 이상 400℃ 이하의 온도에서 1.5시간 이상의 소둔처리를 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 1,000MPa 이상이고, 또한 도전율이 20% IACS 이상인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 3 이상의 드로잉을 하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 실시하고, 가공도 0 이상 3 미만으로 드로잉을 하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 도전율이 40% IACS이상이고, 또한 인장강도가 700MPa 이상인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0.7 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 실시하고, 가공도 6 미만으로 드로잉을 실시하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 900MPa 이상 1,100MPa 이하, 또한 도전율이 30% IACS 이상 45% IACS 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 하고, (Ⅰ) 가공도 0 초과 4 이하로 드로잉을 한 후, (Ⅱ) 300℃ 이상 550℃ 이하의 범위에서 첫 번째 시효처리온도보다도 낮은 온도로 1.5시간 이상 소둔처리를 하고, 여기서 (Ⅰ)과 (Ⅱ)를 2번 이상 되풀이하고, 가공도 0 이상 4 이하로 드로잉을 하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 900MPa 이상 1,100MPa 이하, 또한 도전율이 30% IACS 이상 45% IACS 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 동합금을 러프드로잉하여 소선을 형성한 후, 용체화처리를 실시하고, 400℃ 이상 600℃ 이하에서 1.5시간 이상의 시효처리를 하는 것을 포함하여 이루어지고, 이것에 의하여 인장강도가 700MPa 이상 1,100MPa 이하, 또한 도전율이 20% IACS 이상 50% IACS 이하인 동합금선재를 얻는 것을 특징으로 하는, 내응력완화특성에 뛰어난 고강도 고도전성 동합금선재의 제조방법.