KR20050050654A - 시효 경화 구리계 합금 및 이의 가공방법 - Google Patents

시효 경화 구리계 합금 및 이의 가공방법 Download PDF

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KR20050050654A
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로날드 엔. 캐론
피터 더블류. 로빈슨
데릭 이. 타일러
안드레아스 뵈겔
한스-아힘 쿤
외르크 제에거
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올린 코포레이션
빌란트-베르케악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 시효 경화 구리계 합금과 높은 항복 강도와 적당히 높은 전기전도도를 필요로 하는 용품에 상업적으로 유용한 스트립 제품을 스트립, 플레이트, 와이어, 호일, 튜브, 분말 또는 주형으로 제조하는 가공방법에 관한 것이다. 당해 합금은 특히 전기 접속소자와 내부 접속 소자에 사용하기에 적합하다. 당해 합금은 구리-티탄-X(여기서, X는 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물로부터 선택된다)을 함유한다. 당해 합금은 탁월한 응력 완화 내성과 함께, 항복 강도와 전기전도도의 우수한 조합을 제공한다. 항복 강도는 724MPa(105ksi) 이상이고 전기전도도는 50% IACS 이상이다.

Description

시효 경화 구리계 합금 및 이의 가공방법{Age-hardening copper-base alloy and processing}
도 1은 본 발명의 구리 합금을 가공처리하는 첫 번째 방법을 작업 공정도 형태로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 구리 합금을 가공처리하는 두 번째 방법을 작업 공정도 형태로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 구리 합금을 가공처리하는 세 번째 방법을 작업 공정도 형태로 도시한 것이다.
우수한 가공성과 응력 완화 내성뿐만 아니라 강도와 전기전도도가 조화를 이룬 구리 합금이 수많은 전류 흐름 용품에 요구된다. 대표적인 두 개의 용품은 자동차의 덮개 아래 용품과 다중매체 용품(컴퓨터, DVD 플레이어, CD 재생기 같은)의 활용이다.
자동차 용품과 관련하여, 우수한 가공도, 50% IACS 이상의 전기전도도 및 200℃를 초과하는 응력 완화 내성을 갖는 구리 합금이 필요하다. 다중매체 내부 접속 용품과 관련하여, 724MPa(105ksi)를 초과하는 항복 강도, 50% IACS를 초과하는 전기전도도 및 실온과 이보다 약간 높은 작업 온도에서 기계적 안정도를 갖고, 약 100℃에서의 우수한 응력 완화 내성에 의해 특화된 구리 합금이 필요하다.
상기 합금 조성물은 본 발명의 방법에 의해 처리될 때 놀랍게도 다른 전기적, 전자적 활용 뿐만 아니라 자동차와 다중매체 용품 모두를 위한 필요를 충족하는 최적의 속성의 조합을 제공한다. 상기 합금은 높은 전도도와 함께 적당히 높은 강도 그리고 매우 높은 강도와 함께 적당히 높은 전도도를 제공할 수 있다.
본 발명의 합금은 구리-티탄-X(여기서, X는 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물이다)이다. 티탄의 양은 0.35 내지 5중량%이고 "X" 성분의 총합은 0.001 내지 10중량%이다.
강도와 전기전도도는 X가 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 크롬, 아연, 은 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 때 최대화된다.
산소, 황 및 탄소는 본 발명의 합금에 전해용(음극) 구리, 재용해된 구리 또는 구리 합금 조각중 일반적으로 발견되는 양으로 존재할 수 있다. 일반적으로, 이들 성분 각각의 양은 약 2ppm 내지 약 50ppm의 범주에 있으며 바람직하게 각각은 20ppm 이하의 양으로 존재한다.
합금의 특성에 영향을 미치는 다른 첨가물이 또한 포함될 수 있다. 상기 첨가물은 비스무트, 납, 텔루르, 황 및 셀레늄 같이 상기 합금의 자유 기계 가공성을 개선하는 물질을 포함한다. 자유 가공성을 증가시키기 위해 부가될 때, 이들 첨가물은 2%를 초과하는 양으로 존재할 수 있다. 바람직하게, 자유 가공성 첨가물의 총량은 약 0.8% 내지 1.5% 사이이다.
구리 합금, 특히 재활용에 의해 형성된 구리 합금이나 구리 조각에서 발견되는 일반적인 불순물은 총 1%를 초과하는 양으로 존재할 수 있다. 공지된 목록에서처럼, 상기 불순물은 마그네슘, 알루미늄, 은, 규소, 카드뮴, 비스무트, 망간, 코발트, 게르마늄, 비소, 금, 백금, 팔라듐, 하프늄, 지르콘, 인듐, 안티몬, 크롬, 바나듐 및 베릴륨을 포함한다. 각각의 불순물은 0.35% 이하의 양으로, 바람직하게는 0.1% 이하의 양으로 존재해야 한다.
상기 특정된 불순물 범주에 속하는 양의 상기 열거된 몇몇 불순물 또는 다른 물질은 본 발명의 구리 합금에 유익한 영향을 가질 수 있음이 인지되어야 한다. 예를 들어, 강도와 형압능(stampability)이 증가할 수 있다. 본 발명은 상기 미량의 첨가물을 포함하는 것을 의미한다.
본 발명의 더욱 바람직한 양태에서, 티탄 양은 0.35 내지 2.5중량%이고 가장 바람직한 양태에서, 티탄 양은 0.8 내지 1.4중량%이다.
상기 구리 합금 매트릭스에서 티탄이 분리될 때, 전기전도도는 크게 낮아진다. 그러므로 "X"는 시효 어닐링 동안 티탄이 용액으로부터 침전되도록 바람직하게 영향을 미쳐야 한다. 상기 침전을 촉진하는 "X"로 적절한 성분은 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 규소, 황, 마그네슘, 크롬, 코발트 및 이들 성분의 배합물을 포함한다.
바람직한 첨가물의 하나는 니켈이다. 티켈과 티탄의 배합물은 CuNiTi의 침전을 유도하고 철과 티탄의 존재는 티탄 철의 침전을 유도한다.
또 다른 바람직한 첨가물은 마그네슘이다. 마그네슘의 첨가는 최종 치수의 합금 제품에서 응력 완화 내성 및 내연화성을 증가시킨다. 또한, 마그네슘은 공정내 시효 어닐링 열처리 공정 동안 내연화성을 제공한다.
미량으로 존재하는 경우, 크롬, 지르콘 및/또는 은의 첨가는 과도하게 전도도를 감소시키지 않으면서 강도를 증가시킨다.
본 발명에 관하여 적당한 수준의 굴곡성과 함께 증가한 항복 강도, 전기전도도, 응력 완화 내성을 가지는 하나의 바람직한 합금은 필수적으로
니켈 약 0.5 내지 5.0중량%,
티탄 약 0.35 내지 2.5중량%,
철 또는 코발트 약 0.5 내지 0.8중량%,
마그네슘 약 0.01 내지 1.0중량%,
임의로, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬 중의 하나 이상의 성분 약 1중량% 이하
및
이들의 혼합물과,
잔여량의 구리와 불순물로 이루어진다.
바람직하게는, 임의의 성분은 크롬, 지르콘 및 은 중의 하나 이상을 1중량% 이하를 포함한다.
당해 합금용으로 위한 더욱 바람직한 범주는,
니켈 약 0.8 내지 1.7중량%,
티탄 약 0.8 내지 1.4중량%,
철 또는 코발트 약 0.90 내지 1.10중량%,
마그네슘 약 0.10 내지 0.40중량%,
크롬, 지르콘, 은, 주석 중의 하나 이상의 성분 및 이들의 혼합물
및 잔여량의 구리와 불순물이다.
본 발명의 첫 번째 양태에서, 상기 합금 조성물과 공정은 약 793MPa(115ksi) 이상의 항복 강도를 제공하고 바람직하게는 827MPa(120ksi) 이상의 항복 강도를 제공한다. 본 양태에서, 전기전도도는 약 40% IACS 이하이다. 본 발명의 두 번째 양태에서, 상기 조성물과 공정은 약 724MPa(105ksi) 이상의 항복 강도를 제공하고 바람직하게는 793MPa(115ksi) 이하의 항복 강도를 제공한다. 본 발명의 두 번째 양태에서, 합금의 전기전도도는 바람직하게 약 45 내지 약 55% IACS 사이이다. 세 번째 양태에서, 상기 조성물과 공정은 약 552MPa(80ksi) 내지 약 690MPa(100ksi)의 항복 강도를 제공하고 전기전도도는 약 55 내지 약 65% IACS이다.
도 1은 본 발명의 첫 번째 양태에 관한 공정을 작업 공정도 형태로 설명한다. 본 발명의 합금은 종래의 기술에 따라 용융되고 주조(10)된다. 주조 합금은 약 750 내지 약 1,000℃에서 열간 압연(12)된다. 산소를 제거하기 위한 제분 후에, 합금은 압연 방향과 상호 교차하는 횡단면적의 감소("면적의 감소")가 약 50% 내지 약 99%가 되도록 냉간 압연(14)된다. 상기 합금은 약 850 내지 약 1,000℃의 고용화 어닐링 온도에서 약 10분 내지 약 1시간 동안 고용화되고, 급냉(18) 또는 평균 결정 크기가 약 5 와 20㎛인 등방성 결정을 얻기 위한 주위 온도로 급냉될 수 있다. 그 후에 상기 합금은 단위 면적당 약 80% 이상이 감소하도록, 바람직하게는 약 30% 내지 약 80% 감소하도록 처음으로 냉간 압연(20)될 수 있다. 첫 번째 냉간 압연(20) 후에 약 400℃ 내지 약 650℃, 바람직하게는 450℃ 내지 600℃의 온도에서 약 1분 내지 약 10시간, 바람직하게는 약 1시간 내지 8시간 동안 제1 어닐링(22)을 한다. 상기 합금은 그 후 최종값을 맞추기 위해 면적이 약 10% 내지 50% 감소하는 두 번째 냉간 압연(24)이 수행된다. 두 번째 냉간 압연 후에 약 150℃ 내지 약 600℃, 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 500℃에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 제2 어닐링(26)이 수행된다.
또는, 본 발명의 또 다른 양태에 따라, 상기 합금은 공정내 고용화 열처리를 사용하지 않고 최종 치수로 가공된다. 즉, 보다 저온의 어닐링 처리와 부수적인 냉간 작업의 사이클을 사용하여 후처리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 공정을 작업 공정도 방식으로 설명한다. 본 발명의 합금은 종래의 기술에 따라 용융되고 주조(10)된다. 상기 주조 합금은 약 750℃ 내지 약 1,000℃에서 열간 압연(12)된 후, 급냉된다. 산소를 제거하기 위해 밀링한 후에, 상기 열간 압연 합금은 약 50% 내지 약 90%의 면적 감소율로 냉간 압연된다. 상기 합금은 그 후 약 400℃ 내지 약 650℃의 어닐링 온도에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 처음으로 어닐링(28)된다. 경우에 따라, 상기 냉간 압연과 제1 어닐링 과정이 추가로 반복될 수 있다. 이어서, 상기 합금은 약 40% 내지 약 80%의 면적 감소율로 냉간 압연(30)되고 약 400℃ 내지 약 650℃, 바람직하게는 약 450℃ 내지 약 600℃에서 약 1 내지 10시간 동안에 제2 어닐링(32)된다. 상기 합금은 그 후 약 10% 내지 약 50%의 면적 감소율로 최종 치수로 냉간 압연된다. 임의로 약 150℃ 내지 약 600℃, 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 500℃에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 제3 어닐링(26)된다.
본 발명의 공정 중 더 바람직한 두 번째 양태는 바람직한 조성물 범주에서의 합금을 사용한다. 이 공정은 약 758MPa(110ksi)의 항복 강도와 약 50% IACS의 전도도의 만족할 만한 특성을 가진 본 발명의 합금을 제조할 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 합금은 종래의 기술에 따라 용융되고 주조(10)된다. 상기 주조 합금은 약 750℃ 내지 약 1,000℃에서 열간 압연(12)된다. 산소를 제거하기 위한 제분 후에 상기 열간 압연 합금은 면적이 약 50% 내지 약 99% 감소하도록 냉간 압연된다. 상기 합금은 그 후 약 950℃ 내지 1,000℃의 온도에서 약 15초 내지 약 1시간 동안 고용화(16)된다. 상기 합금은 다음으로 면적이 약 40% 내지 약 60% 감소하도록 냉간 압연(20)되고 그 후 약 400℃ 내지 약 650℃, 바람직하게는 약 450℃ 내지 약 600℃에서 약 1 내지 10시간, 바람직하게는 약 1 내지 약 3시간 동안 처음으로 어닐링(28)된다. 제1 어닐링(28) 후에 면적이 약 40% 내지 약 60% 감소하도록 냉간 압연(30)한다. 상기 합금은 그 후 제1 어닐링(28)보다 저온에서 제2 어닐링(32)된다. 제2 어닐링은 약 375℃ 내지 약 550℃의 온도에서 약 1 내지 약 3시간 동안 수행된다. 이중 어닐링 합금은 그 후 약 30% 이상의 면적 감소율로 최종 치수로 냉간 압연되고, 여기서 약 150℃ 내지 약 600℃, 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 500℃의 온도에서 약 1 내지 약 3시간 동안 제3 어닐링(34)된다.
본 발명의 합금과 공정은 다음 실시예를 참조하여 보다 잘 이해된다.
다음 실시예에서 공정 설명, 특성 및 구성단위의 몇몇은 약어의 형태로 기재된다. 예를 들어, "는 인치, WQ는 수 급냉, 사선 표시 /는 시간 동안, SA는 고용화 어닐링, CR은 냉간 압연 또는 냉간 압연된, YS는 항복 강도, TS는 인장 강도, EL은 신장도, % IACS는 전기전도도, MBR/t는 스트립 두께로 나눈 최소 굴곡 반경, SR은 응력 완화 내성, Gs는 입자 크기, ㎛는 마이크론 크기 또는 마이크로미터 크기, beg. 은 시작, recr. 은 재결정화된, n.c.r.은 완전히 재결정화되지 않은, sec. 또는 s는 초, hrs. 또는 h는 시간, MS/m은 단위 미터당 메가-지멘스 및 ksi는 단위면적(inch2)당 수천 파운드(lb).
실시예 1
도 1에 설명된 공정을 활용하여, 표 1에 열거된 분석된 조성물의 실험 잉곳 4.5㎏(10lb)가 연속하여 규소 도가니에서 용융되었고 더빌(Durville) 주조법에 의해 철재 금형에서 주조되었다. 주조 후에 상기 잉곳은 10.16㎝ ×10.16㎝ ×4.45㎝(4"×4"×1.75")였다. 950℃에서 3시간 동안의 함침 후에 상기 잉곳은 2.8㎝(1.1")의 두께로 열간 압연되었고, 10분 동안 950℃에서 재가열됐으며, 상기 세 길이가 1.27㎝(0.50")가 되도록 추가로 열간 압연되었고, 수 급냉되었다. 열간 압연된 결과물인 금속판은 2시간 동안 1,000℃에서의 담금과 수 급냉에 의해 균질화됐다. 산소막을 제거하기 위한 트리밍과 밀링 후에, 상기 합금은 1.27㎜(0.050")로 냉간 압연됐다. 상기 합금은 그 후 1,000℃의 온도에서 20 내지 60초 동안 고용화됐고, 예외적으로 합금 J346은 950℃에서 60초 동안 고용화됐다. 고용화와 급냉 후에, 상기 합금은 길이가 0.64㎜(0.025")로 50% 냉간 압연됐고 550℃에서 3시간 동안 시효 어닐링됐다. 상기 합금은 그 후 0.32㎜(0.0125") 측정치로 50% 냉간 압연됐고 275℃에서 2시간 동안 릴리이프 어닐링됐으며 표 2에 기록된 특성들이 측정됐다.
표 2의 자료는 621MPa 내지 765MPa(90ksi 내지 111ksi)의 높은 항복 강도와 38.2% IACS 내지 63.8% IACS의 전기전도도가 얻어짐을 보여준다. 얻어진 응력 완화 내성은 1000시간 후에 105℃의 온도에서 구리-니켈-티탄-철 합금 J345와 J346에 대해 요구되는 값인 95%에 근접했다.
실시예 1의 합금
합금 식별 번호(ID) 분석된 조성물, 중량%
J345 구리-2.32 니켈-1.06 철
J346 구리-1.16 니켈-0.92 철
J347 구리-0.80 니켈-0.80 티탄
J348 구리-0.89 니켈-1.82 티탄-1.04 철
J351 구리-2.45 니켈-1.16 티탄
J354 구리-2.43 니켈-1.18 티탄-0.38 마그네슘
표 1에 열거된 합금을 위한 릴리이프 어닐링 조건에 따른 특성들
합금ID 전기전도도% IACS YS/TS/ElMPa/MPa/% ksi/ksi/% 90°-MBR/t유리한 방향/불리한 방향 % SR105℃1,000h % SR105℃3,000h
J345 42.9 731/841/2 106/122/2 2.7/8.8 90.4 89.5
J346 56.1 669/703/3 97/102/3 1.4/2.9 88.2 87.3
J347 34.6 731/807/1 106/117/1 2.7/8.8 -- --
J348 38.2 765/855/4 111/124/4 1.9/7.5 -- --
J351 63.8 621/641/1 90/93/1 1.4/2.2 -- --
J354 47.0 752/793/2 109/115/2 5.0/8.8 95.1 93.9
실시예 2
도 2에 설명된 공정에 따라, 표 1의 합금은 열간 압연 금속판 기준에서 균일화를 통한 열처리에 따라 실시예 1에서처럼 처리됐다. 본 실시예에서 상기 합금은 공정중 고용화 열처리없이 최종 치수로 가공처리했다. 산소막을 제거하기 위해 트리밍 및 밀링시킨 후에, 상기 합금은 2.54㎜(0.100")로 냉간 압연됐고 550℃에서 3시간 동안 처음으로 어닐링됐다. 상기 합금은 그 후 0.76㎜(0.030")으로 70% 냉간 압연됐고 525℃에서 3시간 동안 두 번째로 시효 어닐링됐다. 상기 합금은 그 후 0.38㎜(0.015")의 측정치로 50% 냉간 압연됐고 275℃에서 2시간 동안 릴리이프 어닐링됐으며 그 상태에서 표 3에 언급된 성질들이 측정됐다.
표 2의 자료에 따라, 본 실시예의 합금은 676MPa 내지 738MPa(98ksi 내지 107ksi)의 높은 항복 강도, 그러나 49.9% IACS 와 69.7% IACS 사이의 더 높은 전기전도도의 조합을 갖는다. 철 또는 마그네슘 중 어느 하나가 구리-니켈-티탄 기제 합금에 첨가될 때 강화된 응력 완화 내성이 얻어진다. 표 3의 자료에서 합금 J354 와 합금 J351을 비교할 때 마그네슘이 구리-니켈-티탄 합금에 첨가되는 경우 최고의 응력 완화 내성이 얻어짐이 보여진다.
표 1에서 열거된 합금을 위한 릴리이프 어닐링 조건에 따른 특성들
합금ID 전기전도도%IACS YS/TS/ElMPa/MPA/% ksi/ksi/% 90°-MBR/t % SR105℃1,000h %SR 105℃3,000h
J345 57.8 738/793/4 107/115/4 3.1/4.2 86.9 85.9
J346 63.2 676/717/5 98/104/5 0.8/4.2 85.8 84.7
J347 49.9 724/765/3 105/111/3 0.8/5.2 -- --
J348 58.8 717/772/6 104/112/6 2.1/5.2 -- --
J351 69.7 676/717/4 98/104/4 0.8/0.8 82.7 80.8
J354 60.8 696/745/5 101/108/5 2.4/4.2 92.4 90.4
실시예 3
도 1에 설명된 공정에 따라, 표 4에 열거된 분석된 조성물의 실험 잉곳 4.5㎏(10lb)가 연속하여 규소 도가니에서 용융되었고 더빌(Durville) 주조법에 의해 철재 금형에서 주조되었다. 주조 후에, 상기 잉곳은 10.16㎝ ×10.16㎝ ×4.45㎝(4"×4"×1.75")였다. 950℃에서 3시간 동안의 함침 후에 상기 잉곳은 2.8㎝(1.1") 두께로 3회 열간 압연되었고, 950℃ 110분에서 재가열됐으며, 상기 1.27㎝(0.50") 두께로 더 열간 압연 되었고, 급냉되었다. 산소막을 제거하기 위해 트리밍 및 밀링시킨 후에, 상기 합금은 1.27㎜(0.050")로 냉간 압연됐다.
J477을 제외한 합금은 1,000℃에서 25초 동안 고용화 열처리됐고 결정 크기가 직경 12 내지 24㎛ 범위 내의 조절된, 미세한, 재결정화된 결정을 생산하기 위해 수 급냉됐다. 합금 J477은 950℃에서 25초 동안 고용화 열처리됐고 수급냉되어 9㎛ 크기의 입자가 생산됐다.
모든 합금은 그 후 0.64㎜(0.025")두께로 50% 냉간 압연됐고 550℃에서 과도하게 매트릭스를 연화하지 않고 전기전도도를 최대로 할 만큼 효과적인 시간 동안 시효 어닐링됐다. 550℃에서의 시간은 표 5에 기록된다. 상기 합금은 그 후 0.32㎜(0.0125") 치수로 50% 냉간 압연 됐고 275℃에서 2시간 동안 릴리이프 어닐링됐고 이 조건에서 표 5의 특성들이 측정됐다.
표 5의 자료는 기재 합금 J477이 634MPa(92ksi)의 항복 강도와 58.1% IACS 전도도의 훌륭한 특성의 조합을 제공하고, 상기 철 첨가가 기제 합금(J483 대 J477)의 강도를 단지 전기전도도를 약간 감소시키면서 690MPa(100ksi)로 증가시킴을 보여준다. 더욱이, 니켈, 티탄 및 철과 동일한 양을 유지하면서 105℃에서 응력 완화 내성을 증가시키기 위한 마그네슘 첨가의 이점은 합금 J491 과 J481을 비교하면서 보여진다. 마그네슘의 이점은 또한 합금 J491(표 5)의 특성과 표 2에서의 J345 와 J346의 특성과 비교함으로써 보여진다.
실시예 3의 합금
합금 식별 번호 분석된 조성물, 중량%
J477 구리-1.41 니켈-0.71 티탄
J481 구리-1.00 니켈-0.98 티탄-0.99 철
J483 구리-1.42 니켈-0.87 티탄-0.53 철
J485 구리-0.97 니켈-1.40 티탄-1.01 철
J486 구리-1.86 니켈-1.43 티탄-0.98 철
J491 구리-0.98 니켈-0.94 티탄-1.00 철-0.35 마그네슘
표 4에서 열거된 합금에 대한 릴리이프 어닐링 조건에서의 특성들
합금ID 550℃/시간 cond%IACS YS/TS/ElMPa/MPa/% ksi/ksi/% 90°-MBR/t % SR1,000시간105℃ % SR1,000시간150℃
J477 3 58.1 634/662/1 92/96/1 1.1/1.8
J481 5 56.6 662/690/4 96/100/4 1.1/1.8 92 90
J483 8 54.0 690/717/3 100/104/3 1.8/2.2 93 86
J485 8 53.6 696/731/5 101/106/5 0.8/2.1
J486 8 52.8 703/731/1 102/106/1
J491 8 55.0 676/703/5 98/102/5 1.4/2.4 96 86
실시예 4
도 2에 설명된 공정에 따라, 표 4의 합금은 공정 중 고용화 열처리를 사용하지 않고 최종값을 맞추기 위해 처리됐다. 산소막을 제거하기 위한 트리밍 및 밀링 후에, 열간 압연 조건에서처럼 상기 합금은 0.050"으로 냉간 압연되고 표 6에 나타난 것처럼 전기전도도를 최대로 할 만큼 효과적인 온도와 시간에서 제1 시효 어닐링됐다. 상기 합금은 그 후 0.025" 치수로 50% 냉간 압연됐고 표 6에 나타난 것처럼 매트릭스의 과도한 연화없이 전기전도도를 최대로 하기 위해 선택된 온도와 시간에서 제2 어닐링됐다. 각각의 합금에 적용된 상기 특정 시효 어닐링은 표 6에 기록된다. 상기 합금은 그 후 0.0125" 치수로 50% 냉간 압연됐고 275℃에서 2시간 동안 릴리이프 어닐링됐으며 표 7의 특성들은 이 조건에서 측정됐다. 본 공정을 이용하여, 철과 마그네슘을 첨가한 합금은 여전히 우수하지만 더 낮은 강도와 더 큰 전기전도도 및 우수한 응력 완화 내성을 제공한다.
표 4의 합금에 적용된 시효 어닐링
합금 식별번호 0.050" 값에서 시효 처리 0.025" 값에서 시효 처리 YS MPa/YS, ksi/전도도 %IACS
J477 525℃/2시간 450℃/1시간 524 / 76/69.4%
J481 550℃/2시간 500℃/1시간 427 / 62/69.4%
J483 550℃/2시간 500℃/1시간 552 / 80/65.1%
J485 550℃/4시간 500℃/1시간 552 / 80/65.2%
J486 550℃/2시간 450℃/1시간 483 / 70/66.6%
J491 550℃/4시간 500℃/1시간 448 / 65/61.0%
표 4에 열거된 합금에 대한 릴리이프 어닐링 조건에 따른 특성들
CR 0.32㎜(0.0125") + 릴리이프 어닐링 275℃/2시간
합금 식별번호 전기전도도%IACS YS/TS/ElMPa/MPa/% ksi/ksi/$ 90°-MBR/t % SR 105℃1,000시간 %SR 150℃1,000시간
J477 64.1 579/627/3 84/91/3 1.8/3.8
J481 68.1 545/607/4 79/88/4 1.7/1.9 82 76
J483 62.5 607/648/4 88/94/4 1.8/2.2 86 82
J485 61.3 641/703/5 93/102/5 1.8/3.8
J486 64.8 572/634/5 83/92/5
J491 60.3 614/648/5 89/94/5 1.9/2.2 94 77
실시예 5
도 3에 설명된 공정에 따라, 표 8에 열거된 분석된 조성물의 실험 잉곳 4.5㎏(10lb)가 연속하여 규소 도가니에서 용융되었고 더빌(Durville) 주조법에 의해 철재 금형에서 주조되었다. 주조 후에 상기 잉곳은 10.16㎝ ×10.16㎝ ×4.45㎝(4"×4"×1.75")였다. 950℃에서 3시간 동안의 함침 후에, 상기 잉곳은 2.8㎝(1.1") 두께로 3회 열간 압연되었고, 10분 동안 950℃에서 재가열됐으며, 1.27㎝(0.50")의 두께로 추가로 열간 압연되었고, 수 급냉되었다. 산소막을 제거하기 위한 트리밍 및 밀링 후에, 상기 합금은 2.54㎜(0.100")로 냉간 압연됐고 용광로에 950℃에서 40초 동안 고용화 열처리됐으며 8.0 내지 12㎛ 범위의 크기로 조절되고, 미세하고, 재결정화된 입자를 생산하기 위해 수 급냉됐다. 상기 합금은 그 후 1.27㎜(0.050") 치수로 50% 냉간 압연됐고 매트릭스의 과도한 연화 없이 전도도를 최대로 하기 위해 565℃에서 3시간 동안 시효 어닐링됐다. 상기 합금은 그 후 0.64㎜(0.025") 치수로 50% 냉간 압연됐고 410℃에서 2시간 동안 제2 시효 어닐링됐고 0.25㎜(0.010")로 냉간 압연됐다. 이 후에 250℃에서 2시간 동안 릴리이프 어닐링됐고 표 9의 특성들이 이 조건에서 측정됐다.
실시예 5의 합금
합금 식별 번호 분석된 조성물, 중량%
J694 구리-1.78 니켈-1.34 티탄-0.98 철-0.24 마그네슘
J698 구리-1.72 니켈-1.42 티탄-1.02 철-0.24 마그네슘-0.06 지르콘
J699 구리-1.72 니켈-1.35 티탄-1.01 철-0.23 마그네슘-0.60 은
J700 구리-1.75 니켈-1.37 티탄-1.01 철-0.23 마그네슘-0.53 크롬
표 8에 열거된 합금에 대한 릴리이프 어닐링 조건에 따른 특성들
410℃/2시간0.64㎜(0.025") CR 0.25㎜(0.010") + 250℃/2시간
합금식별번호 니켈/티탄 (니켈+철)/티탄 YSMPa ksi 전기전도도%IACS YS/TS/ElMPa/MPa/% ksi/ksi/% 90°-MBR/t
J694 1.3 2.1 648 94 50.9 745/800/3 108/116/3 2.2/9.4
J698 0.8 1.9 641 93 51.3 765/821/3 111/119/3 2.6/7.8
J699 1.3 2.0 621 90 51.9 772/821/2 112/119/2 2.8/10.9
J700 1.3 2.0 641 93 49.5 758/814/2 110/118/2 2.6/6.2
첫 번째 줄 합금 J694 와 지르콘을 함유한 합금 J698의 비교는 소량의 지르콘이 전기전도도에 영향을 미치지 않고 항복 강도를 증가시킴을 나타낸다. 합금 J694 와 은을 함유한 합금 J699의 비교는 소량의 은이 항복 강도와 전기전도도 모두를 증가시킴을 나타낸다. 합금 J694 와 크롬을 함유한 합금 J700의 비교는 소량의 크롬 첨가가 전기전도도는 약간 감소시키고 항복 강도를 약간 증가시킴을 나타낸다.
실시예 6
도 3에 설명된 공정에 따라, 표 10에 열거된 분석된 조성물의 실험 잉곳 4.5㎏(10lb)가 연속하여 규소 도가니에서 용융되었고 더빌(Durville) 주조법에 의해 철재 금형에서 주조되었다. 주조 후에 상기 잉곳은 10.16㎝ ×10.16㎝ ×4.45㎝(4"×4"×1.75")였다. 950℃에서 3시간 동안의 함침 후에 상기 잉곳은 2.8㎝(1.1")의 두께로 열간 압연되었고, 10분 동안 950℃에서 재가열됐으며, 1.27㎝(0.50")의 두께로 추가로 열간 압연되었고, 수 급냉되었다. 산소막을 제거하기 위한 트리밍과 밀링 후에, 상기 합금은 2.54㎜(0.100")로 냉간 압연됐고 용광로에 1,000℃에서 25 내지 35초 동안 고용화 열처리 됐으며 6 내지 12㎛ 범위의 크기로 조절되고, 미세하고, 재결정화된 결정을 생산하기 위해 수 급냉됐다. 상기 합금은 그 후 1.27㎜(0.050") 치수로 50% 냉간 압연됐고 550 내지 600℃에서 3 내지 4시간 동안 시효 어닐링됐다. 상기 합금은 그 후 0.64㎜(0.025") 치수로 50% 냉간 압연됐고, 410℃ 내지 425℃에서 2시간 동안 시효 어닐링됐고, 0.25㎜(0.010")로 냉간 압연됐으며, 250℃ 내지 275℃에서 2시간 동안 릴리이프 어닐링됐다.
표 11에 열거된 최종값의 특성은 더 우수한 항복 강도와 전도도의 조합이 마그네슘 첨가(J603과 비교하여 J604) 및/또는 지르콘 첨가(J603과 비교하여 J644)로 얻어졌다.
마그네슘 첨가없이, 크롬 첨가는 단독으로는 그렇게 효과적이지 않다(표 11(D 열)에서의 J646의 낮은 강도와 표 9에서의 J700의 더 높은 강도를 비교한다). 표 11로부터, 각각 거의 일정한 48% IACS의 전기전도도를 유지하면서, 첨가한 마그네슘 범주: 0, 0.16, 0.25, 0.31중량%에 따라 항복 강도(및 인장 강도)가 703(758), 710(772), 745(772), 745(800), 758(814)MPa[102(110), 103(112), 108(116), 110(118)ksi]로 증가하는 것을 주목해야 한다.
실시예 6의 합금
합금 식별 번호 분석된 조성, 중량%
J603 구리-1.86 니켈-1.47 티탄-0.99 철
J604 구리-1.89 니켈-1.33 티탄-0.98 철-0.25 마그네슘
J642 구리-1.61 니켈-1.42 티탄-1.04 철-0.16 마그네슘
J643 구리-1.61 니켈-1.40 티탄-1.02 철-0.31 마그네슘
J644 구리-1.53 니켈-1.37 티탄-0.91 철-0.19 지르콘
J646 구리-1.61 니켈-1.43 티탄-0.98 철-0.52 크롬
표 10에 열거된 합금에 대해 0.25㎜(0.010") 치수로 릴리이프 어닐링시킨 조건에 따른 특성들
YS, MPa/UTS, MPa/Elong., %(YS, ksi/UTS, ksi/Elong., %)전도도, %IACS
공정:합금 식별번호 A B C D E F
J603 607/669/4(88/97/4)62.4 627/690/4(91/100/4)56.0 696/758/4(101/110/4)53.4 703/758/3(102/110/3)48.1 710/772/3(103/112/3)50.3 710/765/3(103/111/3)46.9
J604 696/745/5(101/108/5)54.2 696/758/4(101/110/4)50.0 758/814/3(110/118/3)49.9 745/800/3(108/116/3)48.2 768/841/3(114/122/2)46.6 786/827/2(114/120/2)43.9
J642 641/696/3(93/101/3)60.1 648/717/4(94/104/4)56.0 724/772/3(105/112/3)53.9 710/772/3(103/112/3)51.3 731/786/3(106/114/3)53.8 731/779/3(106/113/3)50.6
J643 662/710/5(96/103/5)56.7 662/738/4(96/107/4)52.6 738/793/4(107/115/4)51.7 758/814/3(110/118/3)47.7 752/800/3(109/116/3)50.7 758/814/3(110/118/3)46.9
J644 600/676/4(87/98/4)64.7 669/738/4(97/107/4)61.1 724/786/3(105/114/3)56.8 738/800/4(107/116/4)50.3 745/807/3(108/117/3)53.4 745/800/3(108/116/3)47.6
J646 524/579/4(76/84/4)64.7 524/593/5(76/86/5)61.3 607/662/2(88/96/2)60.8 600/662/3(87/96/3)56.2 607/676/4(88/98/4)61.6 621/690/4(90/100/4)58.7
실시예 7
본 실시예는 상기 조성물과 공정이 항복 강도와 전기전도도에 영향을 미치는 정도를 설명한다. 표 12에 나타난 조성물을 갖는 합금 J694 와 J709는 3시간 동안 950℃에서의 함침에 의해 10.16㎝ ×10.16㎝ × 4.45㎝(4"×4"×1.75")의 잉곳으로 처리됐고 1.27㎝(0.50inch)로 열간 압연되고 수 급냉됐다. 산소를 제거하기 위한 트리밍과 밀링 후에, 상기 합금은 2.54㎜(0.10inch)로 냉간 압연됐고 1,000℃에서 35초간 고용화 열처리됐으며 수 급냉됐다. 상기 합금은 그 후 1.27㎜(0.05inch)로 냉간 압연됐고, 950℃에서 35초간 고용화됐으며 수 급냉됐다. 또한, 표 14에서 나타난 특성으로 표 13에서처럼 처리한다.
합금 조성
J694 구리-1.78 니켈-1.34 티탄-0.98 철-0.24 마그네슘
J709 구리-0.93 니켈-0.90 티탄-1.05 철-0.24 마그네슘
공정 1.27㎜(0.05inch)으로부터의 공정 단계
J1 565℃에서 3시간 동안 어닐링 + 0.64㎜(0.025inch)로 냉간 압연 + 410℃에서 2시간 동안 어닐링 + 0.38㎜(0.015inch)로 냉간 압연 + 250℃에서 2시간 동안 어닐링
J2 565℃에서 3시간 동안 어닐링 + 0.025inch로 냉간 압연 + 410℃에서 2시간 동안 어닐링 + 0.008inch로 냉간 압연 + 250℃에서 2시간 동안 어닐링
공정 합금 J694 합금 J709
YSMPa(ksi) TSMPa(ksi) 신도(%) 전기전도도(%IACS) YSMPa(ksi) TSMPa(ksi) 신도(%) 전기전도도(%IACS)
J1 807 117 841 122 1 42.8 765 111 793 115 1 42.8
J2 827 120 848 123 1 36.8 793 115 821 119 1 37.5
본 발명의 하나 이상의 양태를 위에 기술했다. 그렇지만, 본 발명의 취지와 범주에서 벗어나지 않는 여러 가지 변경이 있을 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 따라서, 다른 양태들은 첨부된 청구의 범위 내에 존재한다.
본 발명은 시효 경화 구리계 합금 및 당해 합금으로부터 상업적으로 유용한 제품을 제조하기 위한 가공 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 티탄을 0.35 내지 5중량% 함유하는 구리 합금은 공정 중 고용화 어닐링과 1회 이상의 시효 어닐링을 포함하는 공정으로 최종 치수로 가공 처리한다. 생성된 제품은 50% IACS를 초과하는 전기전도도와 724MPa(105ksi)를 초과하는 항복강도를 갖는다.
본원을 통해, 모든 조성은, 특별한 언급이 없는 한, 중량%로 표시되고, 모든 기계적 및 전기적 실험은 실온(일반적으로 22℃)에서 수행됐다. 용어 "약"은 ±10%를 의미하고 구리-계에서와 같은 용어 "-계"는 합금이 특정 기제 원소를 50중량% 이상 함유하는 것을 의미한다. 용어 "압연" 또는 "압연된"은 연신 또는 연신된 또는 예를 들어, 와이어, 로드 또는 튜브의 제조와 가공에서 사용되는 것과 같은 다른 형태의 냉간 가공을 포함하는 것을 의미한다.
수많은 다른 형태의 전기 접속소자가 구리계 합금으로부터 제조된다. 전기 접속소자의 중요한 특성은 항복강도, 굴곡 가공도, 응력 완화 내성, 탄성률, 최종 인장 강도 및 전기전도도를 포함한다.
이들 특성에 대해 목적하는 값과 이들 특성의 상대적인 중요도는 목적하는 구리 합금으로부터 제조되는 제품의 목적하는 용도에 의존한다. 다음 특성 기술은 수많은 목적하는 용도에 관하여 일반적인 것이지만, 목적하는 값은 자동차 덮개 용품에 대해 특정된다.
항복 강도는 재료가 응력과 변형도의 비율에 의해 전형적으로 0.2%의 차감비율에 해당하는 특정한 오차를 보여주는 응력을 말한다. 이는 소성변형이 탄성 변형에 비해 지배적으로 되는 순간의 압력이다. 구리 합금은 724MPa 이상의 항복 강도를 갖는 접속소자로서 활용되는 것이 바람직하다.
금속 스트립이 접속소자 내부로 구부러져 하중되는 경우와 같이, 외부 응력이 금속 스트립에 적용되는 경우, 응력 완화가 명백히 나타난다. 상기 금속은 동일하고 반대방향인 내부 응력을 증가시킴으로써 반응한다. 상기 금속이 변형 위치에 고정되는 경우, 내부 응력은 시간과 온도 둘 다의 함수로서 감소할 것이다. 이런 현상은 상기 금속내에서의 탄성 변형력이 마이크로플라스틱 플로우(microplastic flow)에 의해 가소성 또는 영구성 변형력으로 전환함으로써 발생한다.
구리계 전기 접속소자는 우수한 전기 접속을 위해 연장된 시간 동안 접촉하는 재료와 한계 접촉력 이상을 유지하여야 한다. 응력 완화는 상기 접촉력을 개방 회로에 이르는 한계치 이하로 감소시킨다. 접속소자용 구리 합금은, 105℃의 온도에 1000 시간 동안 노출되는 경우 95% 이상의 초기 응력을 유지하고 150℃의 온도에 1000 시간 동안 노출되는 경우 85% 이상의 초기 응력을 유지하는 것이 바람직하다.
영률로도 알려진 탄성률은 금속의 강성도 또는 경도의 측정값이고 탄성 범위에서의 상응하는 변형에 대한 응력의 비이다. 탄성률이 재료의 경도를 측정한 값이기 때문에, 140GPa(20×103ksi) 정도의 높은 탄성률이 바람직하다.
굴곡성은, 굴곡부가 굴곡부의 외각 반경을 따라 균열 없이 금속 스트립에 얼마나 정밀하게 형성될 수 있는지를 확인하는 최소굴곡반경(MBR)을 결정한다. 상기 MBR은 다른 형태가 여러 각도에서 굴곡부에 따라 형성되어야 하는 접속소자의 중요한 특성이다.
굴곡 형성도는 MBR/t로서 표현될 수 있고, 여기서 t는 금속 스트립의 두께이다. MBR/t는, 금속 스트립의 두께에 대한, 당해 금속 스트립이 실패없이 구부려질 수 있는 심봉의 최소굴곡반경의 비이다. "심봉" 실험은 금속 재료의 연성에 대한 반 유도된 굴곡 실험을 위한 표준 실험 방법이라는 명칭의 ASTM(American Society for Testing and Materials) 지정 E290-92에 명시되어 있다.
MBR/t는 사실상 등방성, 즉 금속 스트립의 회전 방향에 대해 평행한 굴곡축인 "불리한 방향" 뿐만 아니라 금속 스트립의 회전 방향에 대해 수직인 굴곡축인 "유리한 방향"에 대해 유사한 값을 나타내는 것이 바람직하다. MBR/t는, 90°의 굴곡에 대해 약 1.5 이하이고 180°의 굴곡에 대해 약 2 이하인 것이 바람직하다.
또는, 90°굴곡에 대한 굴곡 형성도는 V자형 오목부와 바람직한 반경을 갖는 작업표면이 있는 천공기를 활용하여 측정될 수 있다. "V자형 블록" 방법에서, 실험되는 템퍼(temper)에서의 구리 합금 스트립을 블록과 천공기 사이에 배치하고, 천공기가 오목부 안으로 구동할 때, 바람직한 굴곡이 스트립내에 형성된다.
V자형 블록 방법은 구리 합금 스트립을 180°로 굴곡성형시켜 원통형 작업 표면을 가진 천공기가 사용되는 180°"형틀 천공기" 방법과 관련 있다.
V자형 블록 방법과 형틀 천공기 방법 모두 구리 합금 탄성 재료의 성형도에 대한 굴곡 실험을 위한 표준 실험 방법이라는 명칭의 ASTM 지정 B820-98에 명시되어 있다.
주어진 금속 표본에 대해, 두 방법은 정량화 가능한 굴곡성 결과를 제공하고 임의의 방법이 상대적인 굴곡성을 측정하는데 활용될 수 있다.
최종 인장 강도는 인장 실험 동안 실패 전에 금속 스트립이 견디는 최대 하중을 금속 스트립의 초기 횡단면적으로 나눈 비이다. 최종 인장 강도는 약 760MPa에 이르는 것이 바람직하다.
전기전도도는 비합금 구리가 20℃에서 100% IACS(국제 어닐링된 구리 규격)의 전기전도도를 갖는 것으로 정의되는 % IACS로 표시된다.
티탄을 함유하는 구리계 합금에 대해서는 특히 미국 특허 제4,601,879호와 제4,612,167호에 기술되어 있다. 미국 특허 제4,601,879호는 니켈 0.25 내지 3.0중량%, 주석 0.25 내지 3중량% 및 티탄 0.12 내지 1.5중량%를 함유하는 구리계 합금을 기술하고 있다. 전형적인 합금은 48.5 내지 51.4% IACS의 전기전도도와 568.8 내지 579.2MPa(82.5 내지 84ksi)의 항복 강도를 갖는다.
미국 특허 제4,612,167호는 니켈 0.8 내지 4.0중량%와 티탄 0.2 내지 4.0중량%를 함유하는 구리 합금을 기술하고 있다. 전형적인 합금은 51% IACS의 전기전도도와 663.3MPa 내지 679.2MPa(96.2ksi 내지 98.5ksi)의 항복 강도를 갖는다.
아맥스 코퍼, 인코퍼레이티드(AMAX Copper, Inc.)(미국 코네티컷주 그리니치 소재)는 Cu-2%Ni-1%Ti과 Cu-5%Ni-2.5%Ti의 조성을 갖는 Cu-Ni-Ti 합금을 상용화했다. 상기 Cu-2%Ni-1%Ti 합금에 대해 기록된 특성은 항복 강도 441.3MPa 내지 551.6MPa(64 내지 80ksi); 최종 인장 강도 503.3MPa 내지 655.0MPa(73 내지 95ksi); 신장률 9%; 및 전기전도도 50 내지 60% IACS이다. 상기 Cu-5%Ni-2.5%Ti 합금의 기록된 특성은 항복 강도 620.6MPa 내지 689.5MPa(90 내지 100ksi); 최종 인장 강도 744.7MPa(108ksi) UTS; 신장률 10%; 및 전기전도도 40 내지 53% IACS이다.
이러한 구리 합금에 대한 수많은 현행 그리고 미래 용품은 50% IACS 이상의 전기전도도와 724MPa(105ksi) 이상의 항복 강도를 필요로 할 것이다. 필요로 하는 수준의 전기전도도와 강도를 제공할 수 있는 Cu-Ti 합금과 Cu-Ti 합금의 제조 방법에 대한 필요성이 여전히 있다.
발명의 요약
본 발명에 따라, 시효 경화 구리계 합금과, 고 항복 강도와 적당히 높은 전기전도도를 필요로 하는 용품을 위한 상업적으로 유용한 제품을 제조하기 위한 당해 합금의 처리방법이 제공된다. 제품에 대한 전형적인 형태는 스트립, 플레이트, 와이어, 호일, 튜브, 분말 또는 주형을 포함한다. 상기 합금은, 본 발명의 방법에 따라 처리되는 경우, 상기 합금을 전기 접속소자와 내부 접속소자에 사용하기에 특히 적합하도록 하는 724MPa(105ksi)이상의 항복 강도와 50% IACS의 전기전도도를 달성한다.
티탄 0.35 내지 5중량%, 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 비스무트, 황, 텔루르, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물로부터 선택된 X 0.001 내지 10중량%로 필수적으로 이루어지고 잔여량은 구리 및 불가피한 불순물이다. 상기 합금은 50% IACS 이상의 전기전도도와 105ksi 이상의 항복 강도를 갖는다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 상기 합금은 티탄 0.35 내지 2.5중량%, 니켈 0.5 내지 5.0중량%, 철, 코발트 및 이들의 혼합물 0.5 내지 0.8중량%, 마그네슘 0.01 내지 1.0중량%, 크롬, 지르콘, 은 및 이들의 혼합물 1% 이하로 필수적으로 이루어지고 잔여량은 구리와 불가피한 불순물이다.
이들 합금은, 베릴륨이 존재하지 않는 경우, 강도와 전도도 면에서 유사한 조합 특성을 나타내면서 현행의 베릴륨-구리 합금과 관련된 잠재적으로 위험한 건강 문제를 해소한다.

Claims (19)

  1. 티탄 0.35 내지 5중량%,
    니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물로부터 선택된 X 0.001 내지 10중량% 및
    잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어지고, 전기전도도가 50% IACS 이상이고 항복강도가 724MPa(105ksi) 이상인 구리계 합금.
  2. 제1항에 있어서, X가 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 크롬, 지르콘, 은 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 구리계 합금.
  3. 제2항에 있어서,
    티탄 0.35 내지 2.5중량%,
    니켈 0.5 내지 5.0중량%,
    철, 코발트 및 이들의 배합물 0.5 내지 0.8중량%,
    마그네슘 0.01 내지 1.0중량%,
    크롬, 지르콘, 은 및 이들의 배합물 1중량% 이하 및
    잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어지는 구리계 합금.
  4. 제3항에 있어서,
    티탄 0.8 내지 1.4중량%,
    니켈 0.8 내지 1.7중량%,
    철, 코발트 및 이들의 배합물 0.9 내지 1.1중량%,
    마그네슘 0.1 내지 0.4중량%,
    크롬, 지르콘, 은 및 이들의 배합물 1중량% 이하 및
    잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어지는 구리계 합금.
  5. 티탄 0.35 내지 2.5중량%,
    니켈 0.5 내지 5.0중량%,
    철, 코발트 및 이들의 배합물 0.5 내지 1.5중량%,
    마그네슘 0.01 내지 1.0중량%,
    주석, 크롬, 지르콘, 은, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 베릴륨, 망간, 비소, 안티몬, 붕소 및 이들의 배합물 1중량% 이하 및
    잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어진, 항복 강도, 전기전도도 및 응력 완화 내성의 개선된 조합을 갖는 구리계 합금.
  6. 제5항에 있어서, 크롬, 지르콘, 은 및 이들의 배합물을 1중량% 이하 함유하는 구리계 합금.
  7. 제6항에 있어서,
    티탄 0.8 내지 1.4중량%,
    니켈 0.8 내지 1.7중량%,
    철 또는 코발트 0.90 내지 1.10중량%,
    마그네슘 0.10 내지 0.40중량%,
    크롬, 지르콘, 은 및 이들의 배합물 0.01% 내지 1.0중량% 및
    잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어지는 구리계 합금.
  8. 티탄 0.35 내지 10중량%, 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물로부터 선택된 X 0.001 내지 6중량% 및 잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어진 구리계 합금을 주조(10)하고,
    당해 합금을 약 750 내지 약 1,000℃에서 열간 압연(12)시키고,
    당해 합금을 약 50 내지 약 97%의 면적감소율로 제1 냉간 압연(14)시키고,
    당해 합금을 약 850 내지 약 1,000℃의 온도에서 약 10초 내지 약 1시간 동안 제1 어닐링(16)시킨 후 상온으로 급냉(18)시키고,
    당해 합금을 약 80% 이하의 면적감소율로 제2 냉간 압연(20)시키고,
    당해 합금을 약 400 내지 약 650℃에서 약 1분 내지 약 10시간 동안 제2 어닐링(22)시키고,
    당해 합금을 약 10 내지 약 50%의 면적감소율로 최종 치수로 제3 냉간 압연(24)시킴을 특징으로 하여, 항복 강도, 전기전도도 및 응력 완화 내성의 개선된 조합을 갖는 구리계 합금을 제조하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제3 냉간 압연 단계(24)에서, 합금이 약 150℃ 내지 약 600℃의 온도에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 어닐링(26)되는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 제1 어닐링 단계(16), 제2 어닐링 단계(22) 및 제3 어닐링 단계(26)가, 합금이 최종 치수에서 724MPa(105ksi) 이상의 항복 강도와 50% IACS 이상의 전기전도도를 지니기에 효과적인 온도와 시간으로 수행되는 방법.
  11. 티탄 0.35 내지 10중량%, 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물로부터 선택된 X 0.001 내지 6중량% 및 잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어진 구리계 합금을 주조(10)하고,
    당해 합금을 약 750 내지 약 1,000℃에서 열간 압연(12)시키고,
    당해 합금을 약 50 내지 약 99%의 면적감소율로 냉간 압연(14)시킨 후 약 400 내지 약 650℃의 어닐링 온도에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 시효 어닐링(28)시킴을 포함하는 사이클을 1회 이상 제공하고,
    당해 합금을 약 40 내지 약 80%의 면적감소율로 냉간 압연(30)시키고,
    당해 합금을 약 400 내지 약 650℃에서 약 1 내지 10시간 동안 어닐링시켜 합금을 시효 경화(32)시키고,
    당해 합금을 약 10 내지 약 50%의 면적감소율로 최종 치수로 냉간 압연(34)시킴을 특징으로 하여, 적당한 수준의 굴곡성과 함께 항복 강도, 전기전도도 및 응력 완화 내성의 개선된 조합을 갖는 구리계 합금을 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 최종 냉간 압연 단계(34)에서, 합금이 약 150℃ 내지 약 600℃의 온도에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 어닐링(26)되는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 어닐링 단계(28, 32, 26)가, 합금이 최종 치수에서 724MPa(105ksi) 이상의 항복 강도와 50% IACS 이상의 전기전도도를 지니기에 효과적인 시간과 온도에서 수행되는 방법.
  14. 티탄 0.35 내지 10중량%, 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물로부터 선택된 X 0.001 내지 6중량% 및 잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어진 구리계 합금을 주조(10)하고,
    당해 합금을 약 750 내지 약 1,000℃에서 열간 압연(12)시키고,
    당해 합금을 약 50 내지 약 99%의 면적감소율로 냉간 압연(14)시키고,
    당해 합금을 약 950 내지 약 1,000℃의 온도에서 약 15초 내지 약 1시간 동안 고용화 어닐링(16)시키고, 상온으로 급냉시키고,
    당해 합금을 약 40 내지 약 60%의 면적감소율로 냉간 압연(20)시키고,
    당해 합금을 약 400 내지 약 650℃의 온도에서 약 1분 내지 약 10시간 동안 시효 어닐링(28)시키고,
    당해 합금을 약 40 내지 약 60%의 면적감소율로 냉간 압연(30)시키고,
    당해 합금을 제1 시효 어닐링 온도보다 저온인 약 375 내지 약 550℃에서 약 1 내지 약 3시간 동안 제2 시효 어닐링(32)시키고,
    당해 합금을 약 30% 이상의 면적감소율로 최종 치수로 냉간 압연(34)시킴을 특징으로 하여, 높은 항복 강도와 적당한 강도 및 전기전도도를 갖는 구리계 합금을 제조하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 최종 냉간 압연 단계(34)에서, 합금이 약 150 내지 약 600℃의 온도에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 어닐링(26)되는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 제1 어닐링 단계(16), 제2 어닐링 단계(32) 및 제3 어닐링 단계(26)가, 합금이 최종 치수에서 724MPa(105ksi) 이상의 항복 강도와 50% IACS 이상의 전기전도도를 지니기에 효과적인 온도와 시간으로 수행되는 방법.
  17. 티탄 0.35 내지 10중량%, 니켈, 철, 주석, 인, 알루미늄, 아연, 규소, 납, 베릴륨, 망간, 마그네슘, 비스무트, 황, 텔루르, 셀레늄, 은, 비소, 안티몬, 지르콘, 붕소, 크롬, 코발트 및 이들의 배합물로부터 선택된 X 0.001 내지 6중량% 및 잔여량의 구리와 불가피한 불순물로 필수적으로 이루어진 구리계 합금을 주조(10)하고,
    당해 합금을 약 750 내지 약 1,000℃에서 열간 압연(12)시키고,
    당해 합금을 약 50 내지 약 99%의 면적감소율로 냉간 압연(14)시키고,
    당해 합금을 약 950 내지 약 1,000℃에서 약 10초 내지 약 1시간 동안 고용화 어닐링(16)시키고, 주위 온도로 급냉(18)시키고,
    당해 합금을 약 40 내지 약 60%의 면적감소율로 냉간 압연(20)시키고,
    당해 합금을 약 500 내지 약 575℃의 온도에서 약 15초 내지 10시간 동안 또는 약 425 내지 약 475℃의 온도에서 약 2.5 내지 3.5시간 동안 시효 어닐링(28)시키고,
    당해 합금을 약 40 내지 약 60%의 면적감소율로 냉간 압연(30)시키고,
    당해 합금을 약 500 내지 약 550℃의 온도에서 약 1 내지 약 4시간 동안 제2 시효 어닐링(32)시키고,
    당해 합금을 약 30% 이상의 면적감소율로 최종 치수로 냉간 압연(34)시킴을 특징으로 하여, 높은 항복 강도와 적당한 강도 및 전기전도도를 갖는 구리계 합금을 제조하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 최종 냉간 압연 단계(34)에서, 합금이 약 150 내지 약 600℃의 온도에서 약 15초 내지 약 10시간 동안 어닐링(26)되는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 어닐링 단계(16, 28, 32, 26)가, 합금이 최종 치수에서 724MPa(105ksi) 이상의 항복 강도와 50% IACS 이상의 전기전도도를 지니기에 효과적인 시간과 온도에서 수행되는 방법.
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