KR20120046049A

KR20120046049A - 전자 부품용 티탄구리

Info

Publication number: KR20120046049A
Application number: KR1020110110857A
Authority: KR
Inventors: 히로야스 호리에; 나오히코 에라
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-05-09
Also published as: CN102465214A; JP2012097305A; TW201217550A; JP5718021B2

Abstract

(과제) 우수한 강도 및 굽힘 가공성을 갖는 티탄구리를 제공한다.
(해결 수단) Ti 를 2.0 ? 4.0 질량％ 함유하고, 추가로 Fe, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Mn, Zr, Si, Mg, B 및 P 에서 선택되는 1 종 이상을 총계로 0.01 ? 0.15 중량％ 함유하며, 잔부 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 전자 부품용 구리 합금으로서, 압연면에 있어서의 X 선 회절 적분 강도가, 이하의 (1) 및 (2) 의 관계를 만족시키는 구리 합금.
(1) 30 ≤ (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) ≤ 95,
(2) 0.36 ≤ 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) ≤ 0.48

Description

전자 부품용 티탄구리 {TITAN-COPPER FOR ELECTRIC PARTS}

본 발명은 커넥터 등의 전자 부품용 부재로서 바람직한 티탄구리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근에는 휴대 단말 등으로 대표되는 전자 기기의 소형화가 점점 진행되어, 따라서 거기에 사용되는 커넥터는 협(狹)피치화 및 저배화(低背化)의 경향이 현저하다. 소형의 커넥터일수록 핀 폭이 좁고, 작게 접은 가공 형상이 되기 때문에, 사용하는 부재에는 필요한 스프링성을 얻기 위한 높은 강도와, 가혹한 굽힘 가공에 견딜 수 있는 우수한 굽힘 가공성이 요구된다. 이러한 점에서, 티탄을 함유하는 구리 합금 (이하, 「티탄구리」라고 한다) 은, 비교적 강도가 높고, 응력 완화 특성에 있어서는 구리 합금 중에서 가장 우수하기 때문에, 특히 강도가 요구되는 신호계 단자용 부재로서 오래전부터 사용되어 왔다.

티탄구리는 시효 경화형의 구리 합금이다. 용체화 처리에 의해 용질 원자인 Ti 의 과포화 고용체를 형성시키고, 그 상태에서 저온에서 비교적 장시간의 열처리를 실시하면, 스피노달 분해에 의해 모상 중에 Ti 농도의 주기적 변동인 변조 구조가 발달하여, 강도가 향상된다. 이 때, 문제가 되는 것은, 강도와 굽힘 가공성이 상반되는 특성인 점이다. 즉, 강도를 향상시키면 굽힘 가공성이 저해되고, 반대로 굽힘 가공성을 중시하면 원하는 강도가 얻어지지 않는다는 것이다. 일반적으로, 냉간 압연의 압하율을 높게 할수록 도입되는 전위량이 많아져 전위 밀도가 높아지기 때문에, 석출에 기여하는 핵 생성 사이트가 늘어나, 시효 처리 후의 강도를 높일 수 있지만, 압하율을 지나치게 높게 하면 굽힘 가공성이 악화된다. 이 때문에, 강도 및 굽힘 가공성의 양립을 도모하는 것이 과제로 여겨져 왔다.

그래서, Cr, Zr, Ni, Fe 등의 제 3 원소를 첨가함으로써, 결정립의 미세화를 촉진시켜 티탄구리의 특성 개량을 실시하는 것이 제안되어 있다 (예 : 일본 공개특허공보 평6-248375호, 일본 공개특허공보 2004-231985호, 및 일본 공개특허공보 2009-084592호).

일본 공개특허공보 평6-248375호 일본 공개특허공보 2004-231985호 일본 공개특허공보 2009-084592호

티탄구리에 첨가하는 이들 제 3 원소의 양이 증가함에 따라, Ti 의 고용한(固溶限) 온도를 상승시켜 조대한 제 2 상 입자가 석출되기 쉬워지는 점에서, 종래는 용체화 처리를 2 회 실시함으로써 그 결점을 보완하였다. 즉, 1 회째의 용체화 처리를 높은 온도에서 실시함으로써 Ti 를 충분히 고용시키고, 2 회째의 용체화 처리에 의해 미세한 재결정 조직을 얻었다.

그러나, 용체화 처리를 2 회 실시한다는 것은 그만큼 생산 시간, 생산 비용, 에너지 소비가 높아진다는 점에서, 공업적 생산을 고려하는 데에 있어서는 용체화 처리를 1 회로 끝낼 수 있으면 유리하다고 생각된다. 그래서, 본 발명은 용체화 처리를 1 회 실시하는 것만으로 제조할 수 있으면서, 강도 및 굽힘 가공성의 밸런스가 우수한 티탄구리를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은 그러한 티탄구리를 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 제 3 원소의 첨가량을 상당히 억제한 경우에는, 1 회의 용체화 처리로 고용 및 재결정을 동시에 실시할 수 있고, 동일한 제 3 원소의 첨가량으로 얻어지는 티탄구리의 특성을 비교하면 오히려 1 회의 용체화 처리를 실시한 경우가 우수하다는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이와 같이 하여 얻어진 티탄구리의 압연면에 대하여 X 선 회절 측정 (XRD) 에 의해 결정 방위를 조사하면, 특징적인 피크를 나타낸다는 것을 알아냈다.

상기 지견에 기초하여 완성한 본 발명은 일 측면에 있어서, Ti 를 2.0 ? 4.0 질량％ 함유하고, 추가로 Fe, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Mn, Zr, Si, Mg, B 및 P 에서 선택되는 1 종 이상을 총계로 0.01 ? 0.15 중량％ 함유하며, 잔부 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 전자 부품용 구리 합금으로서,

압연면에 있어서의 {200} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {200} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{200}, 압연면에 있어서의 {220} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {220} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{220}, 압연면에 있어서의 {311} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {311} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{311}, 압연면에 있어서의 {111} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {111} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{111} 로 하면, 이하의 (1) 및 (2) 의 관계를 만족시키는 구리 합금이다.

(1) 30 ≤ (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) ≤ 95

(2) 0.36 ≤ 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) ≤ 0.48

본 발명에 관련된 구리 합금의 일 실시형태에서는, 추가로 이하의 (3) 의 관계를 만족시킨다.

(3) 1.02 ≤ (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) ≤ 2.00

본 발명은 다른 일 측면에 있어서, 상기 구리 합금으로 이루어지는 신동품이다.

본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 구리 합금을 구비한 전자 부품이다.

본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 구리 합금을 구비한 커넥터이다.

본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, Ti 를 2.0 ? 4.0 질량％ 함유하고, 추가로 Fe, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Mn, Zr, Si, Mg, B 및 P 에서 선택되는 1 종 이상을 총계로 0.01 ? 0.15 중량％ 함유하며, 잔부 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 전자 부품용 구리 합금 소재에 대하여, 730 ? 880 ℃ 에서 Ti 의 고용한이 첨가량과 동일해지는 온도에 비하여 0 ? 20 ℃ 높은 온도로 가열하는 용체화 처리를 실시하고,

용체화 처리에 이어서, 압하율 5 ? 40 ％ 의 최종 냉간 압연을 실시하고,

최종 냉간 압연에 이어서, 재료 온도 300 ? 500 ℃ 에서 0.1 ? 15 시간의 시효 처리를 실시하는 것을 포함하고, 용체화 처리는 1 회만 실시하는 본 발명에 관련된 구리 합금의 제 1 제조 방법이다.

용체화 처리에 이어서, 재료 온도 300 ℃ 이상 700 ℃ 미만으로 하여 0.001 ? 12 시간 가열하는 시효 처리를 실시하고,

시효 처리에 이어서, 압하율 5 ? 40 ％ 의 최종 냉간 압연을 실시하는 것을 포함하고, 용체화 처리는 1 회만 실시하는 본 발명에 관련된 구리 합금의 제 2 제조 방법이다.

본 발명에 관련된 티탄구리는, 강도 및 굽힘 가공성이 우수함과 함께, 용체화 처리를 1 번 실시함으로써 제조할 수 있기 때문에, 공업적 생산 가치가 높다.

＜Ti 함유량＞

Ti 가 2.0 질량％ 미만에서는 티탄구리 본래의 변조 구조의 형성에 의한 강화 기구를 충분히 얻을 수 없는 점에서 충분한 강도가 얻어지지 않고, 반대로 4.0 질량％ 를 초과하면 조대한 TiCu₃ 가 석출되기 쉬워져, 강도 및 굽힘 가공성이 열화되는 경향이 있다. 따라서, 본 발명에 관련된 구리 합금 중의 Ti 의 함유량은 2.0 ? 4.0 질량％ 이고, 바람직하게는 2.7 ? 3.5 질량％ 이다. 이와 같이 Ti 의 함유량을 적정화함으로써, 전자 부품용에 적합한 강도 및 굽힘 가공성을 함께 실현할 수 있다.

＜제 3 원소＞

소정의 제 3 원소를 티탄구리에 첨가하면, Ti 가 충분히 고용되는 높은 온도에서 용체화 처리를 해도 결정립이 용이하게 미세화되어, 강도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 소정의 제 3 원소는 변조 구조의 형성을 촉진시킨다. 또한, Ti-Cu 계의 안정상의 급격한 조대화를 억제하는 효과도 있다. 그 때문에, 티탄구리 본래의 시효 경화능이 얻어지게 된다.

티탄구리에 있어서 상기 효과가 가장 높은 것이 Fe 이다. 그리고, Mn, Mg, Co, Ni, Si, Cr, V, Nb, Mo, Zr, B 및 P 에 있어서도 Fe 에 준한 효과를 기대할 수 있고, 단독 첨가에 의해서도 효과가 나타나지만, 2 종 이상을 복합 첨가해도 된다.

이들 원소는 합계로 0.01 질량％ 이상 함유하면 그 효과가 나타나기 시작하는데, 합계로 0.15 질량％ 를 초과하면 1 번의 용체화 처리로는 충분한 고용과 적절한 재결정립의 발현을 양립시키는 것이 어려워져, 강도와 굽힘 가공성의 밸런스가 열화되는 경향이 있다. 따라서, 제 3 원소군으로서 Mn, Fe, Mg, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Zr, Si, B 및 P 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.01 ? 0.15 질량％ 함유할 수 있고, 합계로 0.01 ? 0.08 질량％ 함유하는 것이 바람직하다.

＜X 선 회절의 적분 강도＞

본 발명에 관련된 티탄구리는, 압연면에 있어서의 {200} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {200} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{200}, 압연면에 있어서의 {220} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {220} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{220}, 압연면에 있어서의 {311} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {311} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{311}, 압연면에 있어서의 {111} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {111} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{111} 로 하면, 이하의 (1) 및 (2) 의 관계를 만족시킨다.

(1) 30 ≤ (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) ≤ 95

(2) 0.36 ≤ 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) ≤ 0.48

{200} 결정면은 주로 용체화 처리에 의해 발달하는 결정 방위로, 용체화 처리 직후에는 (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) 은 10 미만 정도로 상당히 작은 값이 되어 있다. 이에 대하여, 용체화 처리 후에 냉간 압연을 실시하면, 냉간 압연의 압하율에 따라 {220} 결정면이 점차 발달하여, (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) 이 커진다. 따라서, (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) 은, 일 측면에 있어서는 냉간 압연의 정도를 평가하는 지표라고 할 수 있다. (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) 이 지나치게 작으면 충분한 강도가 얻어지지 않는 한편, (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) 이 지나치게 높으면 이번에는 굽힘 가공성이 열화된다. 강도와 굽힘 가공성의 밸런스를 고려하면, 30 ≤ (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) ≤ 95 로 하는 것이 바람직하고, 40 ≤ (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) ≤ 70 으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 제 3 원소를 첨가한 티탄구리에서는, 종래, 원하는 강도와 굽힘 가공성을 얻기 위하여 용체화 처리를 2 회 실시하고 있던 점에서, 2 회째의 용체화 처리 후에는 {200} 결정면이 과도하게 발달하였다. 그 후, 냉간 압연을 실시하면 {111} 결정면 → {311} 결정면으로 결정 방위의 회전이 일어나기 때문에, 냉간 압연의 압하율에 따라 {111} 결정면 및 {311} 결정면이 순서대로 발달하여, 최종적으로는 {220} 결정면에 대한 배향이 커지지만, 종래에는 용체화 처리 후의 {200} 결정면에 대한 배향이 크기 때문에, 냉간 압연 후에도 그 과도 단계에 있는 {111} 결정면 및 {311} 결정면에 대한 배향이 비교적 많이 잔존하여, 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) ＞ 0.48 이 되었다.

한편, 본 발명에 관련된 티탄구리에서는 용체화 처리를 1 회밖에 실시하지 않기 때문에, 용체화 처리 후의 {200} 결정면의 발달 정도는 작다. 그 때문에, 냉간 압연 후에는 {220} 결정면에 대한 배향이 지배적이 되어, {111} 결정면 및 {311} 결정면에 대한 배향의 잔존이 적다. 전형적으로는, 본 발명에 관련된 티탄구리는 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) ≤ 0.48 을 만족시키고, 바람직하게는 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) ≤ 0.45 를 만족시킨다. 그러나, 용체화 처리가 불충분하면 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) 이 과소해져, 양호한 굽힘 가공성을 얻을 수 없다. 따라서, 0.36 ≤ 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) 을 만족시키는 것이 바람직하고, 0.38 ≤ 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) 을 만족시키는 것이 보다 바람직하다. I/I₀{111} 에 대하여 2 를 곱하여 가중하고 있는 것은, 용체화 처리 직후의 {200} 결정면의 발달이 클수록 잔존하는 {111} 결정면도 크게 남기 쉬워, 인과 관계가 크기 때문이다.

또한, 본 발명에 관련된 구리 합금은 바람직한 실시형태에 있어서, 추가로 이하의 (3) 의 관계를 만족시킨다.

(3) 1.02 ≤ (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) ≤ 2.00

(I/I₀{111})/(I/I₀{200}) 은, 용체화 처리 후의 냉간 압연에 의한 {200} 결정면으로부터 {111} 결정면으로의 회전 용이성을 나타내고 있다고 할 수 있다. 이유는 확실하지는 않지만, (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) 을 당해 범위로 함으로써, 강도와 굽힘 가공성의 밸런스가 더욱 향상된다. 1.10 ≤ (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) ≤ 1.50 인 것이 보다 바람직하다. (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) 을 이와 같은 범위로 하기 위해서는, 후술하는 바와 같이, 용체화 처리 후, 냉간 압연을 실시하기 전에 소정의 열처리를 실시하는 것이 유효하다.

＜용도＞

본 발명에 관련된 구리 합금은 여러 가지 신동품, 예를 들어 판, 스트립, 관, 막대 및 선으로서 제공될 수 있다. 본 발명에 관련된 티탄구리는 한정적이지는 않지만, 스위치, 커넥터, 잭, 단자, 릴레이 등의 전자 부품의 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다.

＜제법＞

본 발명에 관련된 티탄구리는, 용체화 처리를 1 회만 실시하고, 그 이후의 공정에서 적절한 열처리 및 냉간 압연을 실시함으로써 제조할 수 있다. 이하에 바람직한 제조예를 공정마다 순차적으로 설명한다.

1) 잉곳 제조

용해 및 주조에 의한 잉곳의 제조는, 기본적으로 진공 중 또는 불활성 가스 분위기 중에서 실시한다. 용해에 있어서 첨가 원소의 용해 잔여물이 있으면, 강도의 향상에 대하여 유효하게 작용하지 않는다. 따라서, 용해 잔여물을 없애기 위하여, Fe 나 Cr 등의 고융점의 제 3 원소는, 첨가하고 나서 충분히 교반한 후에 일정 시간 유지할 필요가 있다. 한편, Ti 는 Cu 중에 비교적 잘 녹기 때문에 제 3 원소의 용해 후에 첨가하면 된다. 따라서, Cu 에 Fe, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Mn, Zr, Si, Mg, B 및 P 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.01 ? 0.15 질량％ 함유하도록 첨가하고, 이어서 Ti 를 2.0 ? 4.0 질량％ 함유하도록 첨가하여 잉곳을 제조하는 것이 바람직하다.

2) 균질화 소둔 및 열간 압연

잉곳 제조시에 생성된 응고 편석이나 정출(晶出)물은 조대하기 때문에 균질화 소둔으로 가능한 한 모상에 고용시켜 작게 하고, 가능한 한 없애는 것이 바람직하다. 이는 굽힘 균열의 방지에 효과가 있기 때문이다.

구체적으로는, 잉곳 제조 공정 후에는, 900 ? 970 ℃ 로 가열하여 3 ? 24 시간 균질화 소둔을 실시한 후에, 열간 압연을 실시하는 것이 바람직하다. 액체 금속 취성을 방지하기 위하여, 열연 전 및 열연 중에는 960 ℃ 이하로 하며, 또한 원래 두께부터 전체의 압하율이 90 ％ 까지인 패스는 900 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 패스마다 적당한 재결정을 일으켜 Ti 의 편석을 효과적으로 저감시키기 위하여, 패스마다의 압하량을 10 ? 20 ㎜ 에서 실시하면 된다.

3) 중간 압연

용체화 처리 전에 중간 압연을 실시한다. 중간 압연에 있어서의 압하율을 높게 할수록, 용체화 처리에 있어서의 재결정립을 균일하고 또한 미세하게 제어할 수 있다. 단, 가공도를 지나치게 높게 하여 최종의 용체화 처리를 실시하면, 재결정 집합 조직이 발달하여 소성 이방성이 발생해서 프레스 성형성을 저해하는 경우가 있다. 따라서, 중간 압연의 압하율은 바람직하게는 70 ? 99 ％ 이다. 압하율은 {((압연 전의 두께 － 압연 후의 두께)/압연 전의 두께) × 100 ％} 로 정의된다.

4) 용체화 처리

중간 압연 후, 용체화 처리를 1 번 실시한다. 용체화 처리에서는, 석출물을 완전히 고용시키는 것이 바람직하지만, 완전히 없앨 때까지 고온으로 가열하면 결정립이 조대화되기 쉽기 때문에, 가열 온도는 제 2 상 입자 조성의 고용한 부근의 온도로 한다 (Ti 의 첨가량이 2.0 ? 4.0 질량％ 인 범위에서 Ti 의 고용한이 첨가량과 동일해지는 온도는 730 ? 840 ℃ 정도이며, 예를 들어 Ti 의 첨가량이 3.2 질량％ 에서는 800 ℃ 정도). 그리고 이 온도까지 급속히 가열하고, 냉각 속도도 빠르게 하면 조대한 제 2 상 입자의 발생이 억제된다. 따라서, 전형적으로는 730 ? 880 ℃ 인 Ti 의 고용한이 첨가량과 동일해지는 온도 이상으로 가열하고, 보다 전형적으로는 730 ? 880 ℃ 인 Ti 의 고용한이 첨가량과 동일해지는 온도에 비해 0 ? 20 ℃ 높은 온도, 바람직하게는 0 ? 10 ℃ 높은 온도로 가열한다. 본 발명에 있어서는 용체화 처리를 1 번밖에 실시하지 않지만, 제 3 원소의 첨가량이 적기 때문에, 충분한 고용이 이루어져 미세한 재결정립도 얻어진다.

또한, 용체화 처리에서의 가열 시간은 짧은 편이 결정립의 조대화를 억제할 수 있다. 가열 시간은 예를 들어 30 ? 90 초로 할 수 있고, 전형적으로는 30 ? 60 초로 할 수 있다. 이 시점에서 제 2 상 입자가 발생해도 미세하고 또한 균일하게 분산되어 있으면, 강도와 굽힘 가공성에 대하여 거의 무해하다. 그러나 조대한 것은 최종의 시효 처리에 의해 더욱 성장하는 경향이 있기 때문에, 이 시점에서의 제 2 상 입자는 생성되어도 가능한 한 적고 작게 해야 한다.

5) 용체화 처리 후의 공정 (냉간 압연 → 시효 처리의 패턴)

용체화 처리에 이어서, 최종의 냉간 압연 및 시효 처리를 순서대로 실시할 수 있다. 최종의 냉간 가공에 의해 티탄구리의 강도를 높일 수 있다. 이 냉간 압연에 있어서의 압하율은, 전술한 결정 방위의 적분 강도에 영향을 준다. 본 발명에서 규정하는 각종 결정 방위의 적분 강도를 만족시키는 위해서는 압하율을 5 ? 40 ％, 바람직하게는 10 ? 30 ％, 보다 바람직하게는 15 ? 25 ％ 로 한다.

상기 냉간 압연 후, 시효 처리를 실시한다. 시효 처리는 관례적인 조건에서 실시하면 되는데, 예를 들어 재료 온도 300 ? 500 ℃ 에서 0.1 ? 15 시간 가열하는 것이 바람직하고, 재료 온도 350 ? 450 ℃ 에서 0.5 ? 8 시간 가열하는 것이 보다 바람직하다.

5') 용체화 처리 후의 공정 (시효 처리 → 냉간 압연의 패턴)

바람직하게는, 용체화 처리에 이어서, 시효 처리 및 최종의 냉간 압연을 순서대로 실시한다. 종래는 최종의 용체화 처리 후에는 먼저 냉간 압연을 실시하는 것이 통례였지만, 최종의 용체화 처리 후, 냉간 압연을 실시하지 않고 즉시 시효 처리를 실시하고, 그 후에 냉간 압연함으로써, 1.02 ≤ (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) ≤ 2.00 의 범위로 하는 것이 용이해져, 강도 및 굽힘 가공성의 밸런스가 향상된다.

용체화 처리 후의 티탄구리를 열처리하면, 변조 구조의 발달에 수반하여 도전율이 상승하기 때문에, 소둔의 정도는 소둔 전후에서의 도전율의 변화를 지표로 할 수 있다. 본 발명자의 연구에 따르면, 열처리는 도전율을 0.5 ? 8 ％IACS, 바람직하게는 1 ? 4 ％IACS 상승시키는 것과 같은 조건에서 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같은 도전율의 상승에 대응하는 구체적인 열처리 조건은, 재료 온도 300 ℃ 이상 700 ℃ 미만으로 하여 0.001 ? 12 시간 가열하는 조건이다.

열처리는 이하의 어느 조건에서 실시하는 것이 바람직하다.

?재료 온도 300 ℃ 이상 400 ℃ 미만으로 하여 0.5 ? 3 시간 가열

?재료 온도 400 ℃ 이상 500 ℃ 미만으로 하여 0.01 ? 0.5 시간 가열

?재료 온도 500 ℃ 이상 600 ℃ 미만으로 하여 0.001 ? 0.01 시간 가열

?재료 온도 600 ℃ 이상 700 ℃ 미만으로 하여 0.001 ? 0.005 시간 가열

또한, 열처리는 이하의 어느 조건에서 실시하는 것이 보다 바람직하다.

?재료 온도 350 ℃ 이상 400 ℃ 미만으로 하여 1 ? 3 시간 가열

?재료 온도 400 ℃ 이상 500 ℃ 미만으로 하여 0.2 ? 0.5 시간 가열

?재료 온도 500 ℃ 이상 550 ℃ 미만으로 하여 0.005 ? 0.01 시간 가열

?재료 온도 550 ℃ 이상 600 ℃ 미만으로 하여 0.001 ? 0.005 시간 가열

?재료 온도 600 ℃ 이상 650 ℃ 미만으로 하여 0.0025 ? 0.005 시간 가열

상기 시효 처리 후, 최종의 냉간 압연을 실시한다. 최종의 냉간 가공에 의해 티탄구리의 강도를 높일 수 있다. 이 냉간 압연에 있어서의 압하율은, 전술한 결정 방위의 적분 강도에 영향을 준다. 본 발명에서 규정하는 각종 결정 방위의 적분 강도를 만족시키는 위해서는 압하율을 5 ? 40 ％, 바람직하게는 10 ? 30 ％, 보다 바람직하게는 15 ? 25 ％ 로 한다.

공정 5') 에 있어서의 최종의 냉간 압연 후, 필요에 따라 변형 제거 소둔이나 시효 처리를 실시해도 된다. 시효 처리의 조건은 관용의 조건이면 되지만, 시효 처리를 종래에 비해 가볍게 실시하면, 강도와 굽힘 가공성의 밸런스가 더욱 향상된다. 구체적으로는, 시효 처리는 재료 온도 300 ? 400 ℃ 에서 3 ? 12 시간 가열하는 조건에서 실시하는 것이 바람직하다.

시효 처리는 이하의 어느 조건에서 실시하는 것이 보다 바람직하다.

?재료 온도 340 ℃ 이상 360 ℃ 미만으로 하여 5 ? 8 시간 가열

?재료 온도 360 ℃ 이상 380 ℃ 미만으로 하여 4 ? 7 시간 가열

?재료 온도 380 ℃ 이상 400 ℃ 미만으로 하여 3 ? 6 시간 가열

시효 처리는 이하의 어느 조건에서 실시하는 것이 보다 더 바람직하다.

?재료 온도 340 ℃ 이상 360 ℃ 미만으로 하여 6 ? 7 시간 가열

?재료 온도 360 ℃ 이상 380 ℃ 미만으로 하여 5 ? 6 시간 가열

?재료 온도 380 ℃ 이상 400 ℃ 미만으로 하여 4 ? 6 시간 가열

또한, 당업자이면 상기 각 공정 사이에 적절히 표면의 산화 스케일 제거를 위한 연삭, 연마, 숏 블라스트 산세 등의 공정을 실시할 수 있다는 것은 이해할 수 있을 것이다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 나타내지만, 이들 실시예는 본 발명 및 그 이점을 보다 잘 이해하기 위하여 제공하는 것으로서, 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.

본 발명예의 구리 합금을 제조할 때에는, 활성 금속인 Ti 가 제 2 성분으로서 첨가되기 때문에, 용제(溶製)에는 진공 용해로를 사용하였다. 또한, 본 발명에서 규정한 원소 이외의 불순물 원소의 혼입에 의한 예상 외의 부작용이 발생하는 것을 미연에 방지하기 위하여, 원료는 비교적 순도가 높은 것을 엄선하여 사용하였다.

먼저, Cu 에 Mn, Fe, Mg, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Zr, Si, B 및 P 를 표 1 에 나타내는 조성으로 각각 첨가한 후, 동일 표에 나타내는 조성의 Ti 를 각각 첨가하였다. 첨가 원소의 용해 잔여물이 없도록 첨가 후의 유지 시간도 충분히 배려한 후, 이들을 Ar 분위기에서 주형에 주입하여, 각각 약 2 ㎏ 의 잉곳을 제조하였다.

상기 잉곳에 대하여 950 ℃ 에서 3 시간 가열하는 균질화 소둔 후, 900 ? 950 ℃ 에서 열간 압연을 실시하여, 판두께 10 ㎜ 의 열연판을 얻었다. 면삭에 의한 탈스케일 후, 냉간 압연하여 베어 스트립의 판두께 (1.5 ㎜) 로 하고, 시험편에 따라서는 베어 스트립에서의 제 1 용체화 처리를 실시하였다. 제 1 용체화 처리의 조건은 850 ℃ 에서 7.5 분간 가열로 하였다. 또한, 발명예에서는 제 1 용체화 처리를 실시하지 않았다. 이어서, 중간의 냉간 압연에서는 최종 판두께가 0.25 ㎜ 가 되도록 중간의 판두께를 조정하여 냉간 압연한 후, 급속 가열할 수 있는 소둔로에 삽입하여 최종의 용체화 처리를 실시하고, 그 후 수랭하였다. 이 때의 가열 조건은 재료 온도가 Ti 의 고용한이 첨가량과 동일해지는 온도 (Ti 농도 3.2 질량％ 에서 약 800 ℃, Ti 농도 2.0 질량％ 에서 약 730 ℃, Ti 농도 4.0 질량％ 에서 약 840 ℃, Ti 농도 2.9 질량％ 에서 약 790 ℃) 를 기준으로 하여 표 1 에 기재된 가열 조건에서 각각 1 분간 유지로 하였다. 이어서, Ar 분위기 중에서 표 1 에 기재된 조건에서 제 1 시효 처리를 실시하였다. 산세에 의한 탈스케일 후, 표 1 에 기재된 조건에서 최종 냉간 압연하고, 마지막으로 표 1 에 기재된 각 가열 조건에서 시효 처리를 실시하여 발명예 및 비교예의 시험편으로 하였다. 시험편에 따라서는 용체화 처리 직후의 시효 처리를 생략하였다.

얻어진 각 시험편에 대하여, 이하의 조건에서 특성 평가를 실시하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

＜강도＞

인장 방향이 압연 방향과 평행해지도록, 프레스기를 사용하여 JIS 13 B 호 시험편을 제작하였다. JIS-Z 2241 에 따라 이 시험편의 인장 시험을 실시하고, 압연 평행 방향의 0.2 ％ 내력 (耐力 ; YS) 을 측정하였다.

＜굽힘 가공성＞

JIS H 3130 에 따라, Badway (굽힘축이 압연 방향과 동일 방향) 의 W 굽힘 시험을 실시하여 균열이 발생하지 않는 최소 반경 (MBR) 의 판두께 (t) 에 대한 비인 MBR/t 값을 측정하였다.

＜X 선 회절 측정＞

각 시험편에 대하여, 리가쿠 전기사 제조 형식 rint Ultima2000 의 X 선 회절 장치를 사용하여, 이하의 측정 조건에서 압연면의 회절 강도 곡선을 취득하고, {111} 결정면, {200} 결정면, {220} 결정면, {311} 결정면의 적분 강도 (I) 를 측정하였다. 동일한 측정 조건에서, 순구리 표준 분말 시료에 대해서도 {111} 결정면, {200} 결정면, {220} 결정면, {311} 결정면에 대하여 적분 강도 (I₀) 를 구하고, I/I₀{111}, I/I₀{200}, I/I₀{220}, I/I₀{311} 을 계산하여, (I/I₀{220})/(I/I₀{200}), 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}), 및 (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) 을 구하였다.

?타깃 : Cu 관구

?관 전압 : 40 ㎸

?관 전류 : 40 ㎃

?주사 속도 : 5°/min

?샘플링폭 : 0.02°

?측정 범위 (2θ) : 60°? 80°

＜고찰＞

No.2 및 3 은 발명예로서, 강도와 굽힘 가공성이 양호한 밸런스로 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, No.12 및 13 은 용체화 처리 후에 시효 처리를 실시한 발명예로서, 강도와 굽힘 가공성의 밸런스가 더욱 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, No.15 는 Fe 농도가 0.08 질량％ 인 발명예이고, No.16 은 Ti 농도 하한값의 발명예이며, No.17 은 Ti 농도 상한값의 발명예이고, No.18 은 최종 냉간 압연의 압하율을 낮춘 발명예이고, No.19 는 최종 냉간 압연의 압하율을 높인 발명예이고, No.20 은 제 2 시효 처리를 실시하지 않은 발명예이다.

한편, No.1 및 11 은 Fe 농도가 지나치게 낮았던 비교예이다. No.4, 5 및 14 는 Fe 농도가 지나치게 높았던 비교예이다. 특히, No.14 는 Fe 농도를 0.2 질량％ 로 하고 2 회 용체화 처리한 종래예에 상당하는데, 발명예에서는 이것에 필적하는 강도 및 굽힘 가공성의 밸런스를 얻고 있는 것을 이해할 수 있다. No.6 ? 10 은 용체화 처리를 2 회 실시한 비교예로서, 발명예와 비교함으로써 본 발명에 의한 강도 및 굽힘 가공성의 밸런스 향상 효과를 잘 이해할 수 있다. No.23 은 최종 냉간 압연의 압하율을 지나치게 낮춘 비교예이고, No.24 는 최종 냉간 압연의 압하율을 지나치게 높인 비교예이다.

Claims

Ti 를 2.0 ? 4.0 질량％ 함유하고, 추가로 Fe, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Mn, Zr, Si, Mg, B 및 P 에서 선택되는 1 종 이상을 총계로 0.01 ? 0.15 중량％ 함유하며, 잔부 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 전자 부품용 구리 합금으로서,
압연면에 있어서의 {200} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {200} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{200}, 압연면에 있어서의 {220} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {220} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{220}, 압연면에 있어서의 {311} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {311} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{311}, 압연면에 있어서의 {111} 결정면으로부터의 X 선 회절 적분 강도의 순구리 표준 분말의 {111} 결정면의 X 선 회절 적분 강도에 대한 비를 I/I₀{111} 로 하면, 이하의 (1) 및 (2) 의 관계를 만족시키는 구리 합금.
(1) 30 ≤ (I/I₀{220})/(I/I₀{200}) ≤ 95
(2) 0.36 ≤ 2 × (I/I₀{111}) ＋ (I/I₀{311}) ≤ 0.48
제 1 항에 있어서,
추가로 이하의 (3) 의 관계를 만족시키는 구리 합금.
(3) 1.02 ≤ (I/I₀{111})/(I/I₀{200}) ≤ 2.00
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 구리 합금으로 이루어지는 신동품.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 구리 합금을 구비한 전자 부품.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 구리 합금을 구비한 커넥터.
Ti 를 2.0 ? 4.0 질량％ 함유하고, 추가로 Fe, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Mn, Zr, Si, Mg, B 및 P 에서 선택되는 1 종 이상을 총계로 0.01 ? 0.15 중량％ 함유하며, 잔부 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 전자 부품용 구리 합금 소재에 대하여, 730 ? 880 ℃ 에서 Ti 의 고용한이 첨가량과 동일해지는 온도에 비하여 0 ? 20 ℃ 높은 온도로 가열하는 용체화 처리를 실시하고,
용체화 처리에 이어서, 압하율 5 ? 40 ％ 의 최종 냉간 압연을 실시하고,
최종 냉간 압연에 이어서, 재료 온도 300 ? 500 ℃ 에서 0.1 ? 15 시간의 시효 처리를 실시하는 것을 포함하고, 용체화 처리는 1 회만 실시하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 구리 합금의 제조 방법.
Ti 를 2.0 ? 4.0 질량％ 함유하고, 추가로 Fe, Co, Ni, Cr, V, Nb, Mo, Mn, Zr, Si, Mg, B 및 P 에서 선택되는 1 종 이상을 총계로 0.01 ? 0.15 중량％ 함유하며, 잔부 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 전자 부품용 구리 합금 소재에 대하여, 730 ? 880 ℃ 에서 Ti 의 고용한이 첨가량과 동일해지는 온도에 비하여 0 ? 20 ℃ 높은 온도로 가열하는 용체화 처리를 실시하고,
용체화 처리에 이어서, 재료 온도 300 ℃ 이상 700 ℃ 미만으로 하여 0.001 ? 12 시간 가열하는 시효 처리를 실시하고,
시효 처리에 이어서, 압하율 5 ? 40 ％ 의 최종 냉간 압연을 실시하는 것을 포함하고, 용체화 처리는 1 회만 실시하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 구리 합금의 제조 방법.