KR20140053376A - Cu-ni-si alloy and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재로서 바람직한, 우수한 강도, 굽힘 가공성을 구비한 Cu-Ni-Si 계 합금 및 그 제조 방법을 제공한다. 1.0 ~ 4.5 질량% 의 Ni 및 0.2 ~ 1.0 질량% 의 Si 를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지고, EBSD (Electron Back-Scatter Diffraction:전자 후방 산란 회절) 측정을 실시하여 결정 방위를 해석하였을 때에, Cube 방위{0 0 1}<1 0 0> 의 면적률이 5 % 이상, Brass 방위{1 1 0}<1 1 2> 의 면적률이 20 % 이하, Copper 방위{1 1 2}<1 1 1> 의 면적률이 20 % 이하이며, 가공 경화 지수가 0.2 이하인 Cu-Ni-Si 계 합금.A Cu-Ni-Si alloy having excellent strength and bending workability, which is preferable as a conductive spring material for connectors, terminals, relays, switches and the like, and a method for producing the same. 1.0 to 4.5% by mass of Ni and 0.2 to 1.0% by mass of Si, and the balance of copper and inevitable impurities, and subjected to EBSD (Electron Back-Scatter Diffraction) The area ratio of the Cube orientation {0 0 1} <1 0 0> is not less than 5%, the area ratio of the Brass orientation {1 1 0} <1 1 2> is not more than 20% } A Cu-Ni-Si alloy having an area ratio of <1 1 1> of 20% or less and a work hardening index of 0.2 or less.
Description
본 발명은 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재로서 바람직한, 우수한 강도, 굽힘 가공성을 구비한 구리 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a copper alloy having excellent strength and bending workability, which is preferable as a conductive spring material for connectors, terminals, relays, switches and the like, and a manufacturing method thereof.
최근, 전자 기기의 소형화에 수반하여 전기·전자 부품의 소형화가 진행되고 있다. 그리고, 이들 부품에 사용되는 구리 합금에는 양호한 강도, 도전율이 요구된다. BACKGROUND ART [0002] In recent years, with the miniaturization of electronic devices, miniaturization of electric / electronic parts has been progressing. The copper alloy used for these parts is required to have good strength and electrical conductivity.
차재용 단자에 있어서도 소형화에 수반하여 사용되는 구리 합금에는 양호한 강도, 도전율이 요구된다. 또한, 차재용 암단자는 프레스 굽힘 가공 전에 굽힘 내면에 노칭 가공으로 불리는 랜싱 가공이 실시되는 경우가 많다. 이는 프레스 굽힘 가공 후의 형상 정밀도를 향상시키기 위해서 행해지는 가공이다. 제품 소형화에 수반하여, 단자의 형상 정밀도를 보다 향상시키기 위해서 노칭 가공은 깊어지는 경향이 있다. 따라서, 차재용 암단자에 사용되는 구리 합금에는 양호한 강도, 도전율과 더불어 양호한 굽힘 가공성이 요구된다. 나아가 릴레이 단자에 있어서도 소형화에 수반하여, 재료에 원하는 강도를 얻기 위해서 밀착 굽힘이 실시되는 점에서, 재료에는 양호한 굽힘 가공성이 요구된다.In the case of a vehicle-use terminal, a copper alloy to be used along with miniaturization is required to have good strength and conductivity. Further, in many cases, the vehicle arm terminal is subjected to a lancing process called a notching process on the bending inner surface before the press bending process. This is a process performed to improve the shape accuracy after press bending. With the miniaturization of products, the notching process tends to deepen in order to further improve the shape accuracy of the terminal. Therefore, the copper alloy used for the female terminal for vehicle use is required to have good strength and conductivity as well as good bending workability. Further, in the relay terminal, the bending workability is required for the material because the contact bending is performed in order to obtain the desired strength of the material with the miniaturization.
이러한 요구에 부응하여, 종래의 인청동이나 황동과 같은 고용 강화형 구리 합금 대신에, 높은 강도 및 도전율을 갖는 코르손 합금 등의 석출 강화형 구리 합금이 사용되고 있으며 그 수요는 증가하고 있다. 코르손 합금 중에서도 Cu-Ni-Si 계 합금은 고강도와 비교적 높은 도전율을 겸비하고 있으며, 그 강화 기구는 Cu 매트릭스 중에 Ni-Si 계 금속간 화합물 입자가 석출됨으로써 강도 및 도전율을 향상시킨 것이다. In response to this demand, precipitation hardening type copper alloys such as a Korson alloy having high strength and electrical conductivity have been used instead of conventional solid solution copper alloys such as phosphor bronze and brass, and their demand is increasing. Among the Korson alloys, the Cu-Ni-Si alloy has high strength and relatively high conductivity. The strengthening mechanism improves the strength and the conductivity by depositing Ni-Si intermetallic compound particles in the Cu matrix.
일반적으로, 강도와 굽힘 가공성은 상반되는 성질이며, Cu-Ni-Si 계 합금 에 있어서도 고강도를 유지하면서 굽힘 가공성의 개선이 요망되고 있다.Generally, strength and bending workability are opposite to each other, and it is desired to improve the bending workability of Cu-Ni-Si alloy while maintaining high strength.
Cu-Ni-Si 계 합금의 굽힘 가공성의 개선 방법으로서 특허문헌 1 ~ 3 에 기재되어 있는 바와 같이 결정 방위를 제어하는 방법이 있다. 특허문헌 1 에서는 EBSD 분석 측정 결과의{0 0 1}<1 0 0> 의 면적 비율을 50 % 이상으로 함으로써, 특허문헌 2 에서는 EBSP 분석 측정 결과의{0 0 1}<1 0 0> 의 면적 비율을 50 % 이상으로 하고, 또한 층 형상 경계를 갖지 않음으로써, 특허문헌 3 에서는 EBSD 분석 측정 결과의{1 1 0}<1 1 2> 의 면적 비율을 20 % 이하,{1 2 1}<1 1 1> 의 면적 비율을 20 % 이하,{0 0 1}<1 0 0> 의 면적 비율을 5 ~ 60 % 로 함으로써, 각각 굽힘 가공성을 개선시키고 있다. As a method for improving the bending workability of a Cu-Ni-Si alloy, there is a method of controlling the crystal orientation as described in Patent Documents 1 to 3. [ In Patent Document 1, by setting the area ratio of {0 0 1} <1 0 0> of the EBSD analysis measurement result to 50% or more, the area of {0 0 1} <1 0 0> The area ratio of {1 1 0} <1 1 2> of the EBSD analysis measurement result is not more than 20% and the area ratio of {1 2 1} <1 2> is not more than 50% 1 1 1> is not more than 20%, and the area ratio of {0 0 1} <1 0 0> is 5 to 60%, the bending workability is improved.
또, 특허문헌 4 에서는 가공 경화 지수를 0.05 이상으로 함으로써 굽힘 성형성을 개선시키고 있다.In Patent Document 4, the bending formability is improved by setting the work hardening index to 0.05 or more.
본 발명자들은 상기 선행 발명의 효과에 대하여 검증 시험을 하였다. 그 결과, 특허문헌 3 의 기술에 대하여, 굽힘 가공성을 굽힘 반경 0.15 mm (굽힘 반경/판두께 = 1) 의 W 굽힘으로 평가하였을 경우에, 일정한 개선 효과가 인정되었지만, 굽힘 반경 0.075 mm (굽힘 반경/판두께 = 0.5) 로 W 굽힘 시험을 실시한 결과, 균열이 발생하여 굽힘 가공성의 개선이 불충분함을 알 수 있었다. 그래서, 본 발명은 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재로서 바람직한 우수한 강도, 굽힘 가공성을 구비한 Cu-Ni-Si 계 합금 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present inventors conducted a verification test on the effects of the above-described prior art. As a result, when the bending workability was evaluated by W bending with a bending radius of 0.15 mm (bending radius / plate thickness = 1) with respect to the technique of Patent Document 3, a certain improvement effect was recognized, but a bending radius of 0.075 mm / Plate thickness = 0.5), it was found that the improvement of the bending workability was insufficient due to the occurrence of cracks. It is therefore an object of the present invention to provide a Cu-Ni-Si based alloy having excellent strength and bending workability, which is preferable as a conductive spring material for connectors, terminals, relays, switches and the like, and a method for producing the same.
종래 기술에서는 구리 합금의 결정 방위를 제어함으로써, Cu-Ni-Si 계 합금의 굽힘 가공성을 개선시키고 있는데, 결정 방위 제어뿐만이 아니라, 나아가 가공 경화 지수 (n 값) 를 제어함으로써, 우수한 굽힘 가공성이 얻어진다는 것을 알아냈다.In the prior art, the bending workability of the Cu-Ni-Si alloy is improved by controlling the crystal orientation of the copper alloy. However, not only the crystal orientation control but also the work hardening index (n value) is controlled to obtain excellent bending workability I found out.
이상의 지견을 배경으로 하여 완성한 본 발명은 1 측면에 있어서, 1.0 ~ 4.5 질량% 의 Ni 및 0.2 ~ 1.0 질량% 의 Si 를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지고, EBSD (Electron Back-Scatter Diffraction:전자 후방 산란 회절) 측정을 실시하여 결정 방위를 해석하였을 때에, Cube 방위{0 0 1}<1 0 0> 의 면적률이 5 % 이상, Brass 방위{1 1 0}<1 1 2> 의 면적률이 20 % 이하, Copper 방위{1 1 2}<1 1 1> 의 면적률이 20 % 이하이며, 가공 경화 지수가 0.2 이하인 Cu-Ni-Si 계 합금이다.The present invention has been completed with the above background in view. In one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 1.0 to 4.5% by mass of Ni and 0.2 to 1.0% by mass of Si; the balance of copper and inevitable impurities; Scatter Diffraction (electron backscattering diffraction) measurements were carried out to analyze the crystal orientation, the area ratio of the Cube orientation {0 0 1} <1 0 0> was 5% or more and the Brass orientation {1 1 0} <1 1 2 > Is a Cu-Ni-Si alloy having an area ratio of 20% or less, an area ratio of copper orientation {1 1 2} <1 1 1> of 20% or less and a work hardening index of 0.2 or less.
본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금은 일 실시형태에 있어서, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr 및 Ag 중 1 종 이상을 총량으로 0.005 ~ 2.5 질량% 함유한다.In one embodiment, the Cu-Ni-Si alloy according to the present invention contains at least one of Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, 0.005 to 2.5% by mass.
또, 본 발명은 다른 일 측면에 있어서, 1.0 ~ 4.5 질량% 의 Ni 및 0.2 ~ 1.0 질량% 의 Si 를 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 잉곳을 제작하고, 상기 잉곳을 열간 압연한 후, 냉간 압연을 실시하고, 연화도 0.25 ~ 0.75 의 열처리를 실시한 후, 가공도 7 ~ 50 % 의 냉간 압연을 실시하고, 이어서, 용체화 처리를 실시한 후, 시효 처리 및 변형 속도 1 × 10-4 (1/초) 이하의 냉간 압연을 임의의 순서로 실시하는 본 발명의 Cu-Ni-Si 계 합금의 제조 방법이다.According to another aspect of the present invention, there is provided an ingot comprising 1.0 to 4.5% by mass of Ni and 0.2 to 1.0% by mass of Si, the remainder being copper and inevitable impurities, and the ingot is hot-rolled then, subjected to cold-rolling and softening even after subjected to the heat treatment of 0.25 to 0.75, formability 7 and subjected to 50% cold rolling, and then, after subjected to a solution treatment, aging treatment and a deformation rate 1 × 10 - 4 (1 / sec) or less in an arbitrary order according to the method of manufacturing a Cu-Ni-Si alloy according to the present invention.
본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금의 제조 방법은 일 실시형태에 있어서, 상기 잉곳이 Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr 및 Ag 중 1 종 이상을 총량으로 0.005 ~ 2.5 질량% 함유한다.A method of producing a Cu-Ni-Si alloy according to the present invention is a method of manufacturing a Cu-Ni-Si alloy according to one embodiment of the present invention, wherein the ingot is at least one of Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, And 0.005 to 2.5% by mass of at least one of them.
본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 구리 합금을 구비한 신동품 (伸銅品) 이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a new copper alloy product (copper alloy product) comprising the copper alloy.
본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 구리 합금을 구비한 전자 기기 부품이다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic device part comprising the copper alloy.
본 발명에 의하면 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재로서 바람직한 우수한 강도, 굽힘 가공성을 구비한 Cu-Ni-Si 계 합금 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a Cu-Ni-Si alloy having excellent strength and bending workability, which is preferable as a conductive spring material for a connector, a terminal, a relay, a switch and the like, and a manufacturing method thereof.
도 1 은 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금을 여러 가지의 온도에서 어닐링하였을 때의 어닐링 온도와 인장 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the relationship between the annealing temperature and the tensile strength when the Cu-Ni-Si alloy according to the present invention is annealed at various temperatures.
(Ni 및 Si 농도) (Ni and Si concentration)
Ni 및 Si 는 시효 처리를 실시함으로써, Ni2Si 등의 금속간 화합물로서 석출된다. 이 화합물은 강도를 향상시키고, 석출됨으로써 Cu 매트릭스 중에 고용된 Ni 및 Si 가 감소되기 때문에 도전율이 향상된다. 그러나, Ni 농도가 1.0 질량% 미만 또는 Si 농도가 0.2 질량% 미만이 되면 원하는 강도가 얻어지지 않고, 반대로 Ni 농도가 4.5 질량% 를 초과하면 또는 Si 농도가 1.0 질량% 를 초과하면 열간 가공성이 열화된다. 이 때문에, 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금에서는 Ni 농도가 1.0 ~ 4.5 질량%, Si 농도가 0.2 ~ 1.0 질량% 로 제어되고 있다. Ni 농도는 1.3 ~ 4.0 질량% 가 바람직하고, Si 농도는 0.3 ~ 0.9 질량% 가 바람직하다.Ni and Si are precipitated as intermetallic compounds such as Ni 2 Si by aging treatment. This compound improves the strength and improves the conductivity by precipitating Ni and Si dissolved in the Cu matrix. However, if the Ni concentration is less than 1.0% by mass or the Si concentration is less than 0.2% by mass, desired strength can not be obtained. Conversely, if the Ni concentration exceeds 4.5% by mass or if the Si concentration exceeds 1.0% by mass, do. Therefore, in the Cu-Ni-Si based alloy according to the present invention, the Ni concentration is controlled to 1.0 to 4.5 mass% and the Si concentration to 0.2 to 1.0 mass%. The Ni concentration is preferably 1.3 to 4.0 mass%, and the Si concentration is preferably 0.3 to 0.9 mass%.
(그 밖의 첨가 원소)(Other added elements)
Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr 및 Ag 의 첨가는 강도 상승에 기여한다. 또한, Zn 은 Sn 도금의 내열 박리성의 향상에, Mg 는 응력 완화 특성의 향상에, Zr, Cr, Mn 은 열간 가공성의 향상에 효과가 있다. Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr 및 Ag 의 농도가 총량으로 0.005 질량% 미만이면 상기 효과가 얻어지지 않고, 반대로 2.5 질량% 를 초과하면 도전율이 현저하게 저하되어 전기·전자 부품 재료로서 사용할 수 없다. 이 때문에, 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금에서는 이들 원소를 총량으로 0.005 ~ 2.5 질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0.1 ~ 2.0 질량% 함유하는 것이 보다 바람직하다.The addition of Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr and Ag contributes to the strength increase. Zn is effective for improving the heat peelability of Sn plating, Mg for improving stress relaxation property, and Zr, Cr and Mn for improving hot workability. If the total concentration of Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr and Ag is less than 0.005 mass%, the above effect can not be obtained. Conversely, And thus it can not be used as a material for electric / electronic parts. Therefore, in the Cu-Ni-Si alloy according to the present invention, the total amount of these elements is preferably 0.005 to 2.5 mass%, more preferably 0.1 to 2.0 mass%.
(결정 방위)(Crystal orientation)
구리 합금에서는 Cube 방위가 많고 Brass 방위 및 Copper 방위가 적은 경우에, 불균일한 변형이 억제되고 굽힘성이 향상된다. 여기서, Cube 방위란, 압연면 법선 방향 (ND) 에 (001) 면을, 압연 방향 (RD) 에 (1 0 0) 면을 향하고 있는 상태이며,{0 0 1}<1 0 0> 의 지수로 나타난다. Brass 방위란, ND 에 (1 1 0) 면을, RD 에 (1 1 2) 면을 향하고 있는 상태이며,{1 1 0}<1 1 2> 의 지수로 나타낸다. Copper 방위란, ND 에 (1 1 2) 면을, RD 에 (1 1 1) 면을 향하고 있는 상태이며,{1 1 2}<1 1 1> 의 지수로 나타낸다. In a copper alloy, uneven deformation is suppressed and the bendability is improved when the Cube orientation is large and the Brass orientation and the Copper orientation are small. Here, the Cube bearing is a state in which the (001) plane faces the rolling plane normal direction ND and the (1 0 0) plane faces the rolling direction RD, and the index of {0 0 1} <1 0 0> Respectively. The Brass bearing is a state in which the (1 1 0) plane is directed to ND and the (1 1 2) plane is oriented to RD, and is expressed by the exponent of {1 1 0} <1 1 2>. Copper bearing indicates the (1 1 2) plane in ND and the (1 1 1) plane in RD, and is expressed by the exponent of {1 1 2} <1 1 1>.
본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금은 Cube 방위의 면적률이 5 % 이상으로 제어되어 있다. Cube 방위의 면적률이 5 % 미만이 되면 굽힘 가공성이 급격하게 악화된다. Cube 방위의 면적률의 상한치는 굽힘성 면에서는 규제되지 않지만, 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금의 경우, 제조 방법을 어떻게 변화시키더라도 Cube 방위의 면적률이 80 % 를 초과하는 경우는 없다. The area ratio of the Cube orientation in the Cu-Ni-Si based alloy according to the present invention is controlled to 5% or more. When the area ratio of the Cube orientation is less than 5%, the bending workability deteriorates sharply. The upper limit value of the area ratio of the Cube orientation is not regulated in terms of the bending property. However, in the case of the Cu-Ni-Si based alloy according to the present invention, when the area ratio of the Cube orientation exceeds 80% none.
본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금은 Copper 방위 및 Brass 방위의 면적률이 각각 20 % 이하로 제어되어 있다. Copper 방위의 면적률 또는 Brass 방위의 면적률 중 어느 한쪽이 20 % 를 초과하면 굽힘 가공성이 급격하게 악화된다. Copper 방위 및 Brass 방위의 면적률의 하한치는 굽힘성 면에서는 규제되지 않지만, 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금의 경우, 제조 방법을 어떻게 변화시키더라도, Copper 방위의 면적률 또는 Brass 방위의 면적률 중 어느 한쪽이 1 % 미만이 되는 경우는 없다.The Cu-Ni-Si alloy according to the present invention is controlled so that the area ratio of the copper orientation and the brass orientation is respectively 20% or less. If either the area ratio of the copper orientation or the area ratio of the brass orientation is more than 20%, the bending workability deteriorates sharply. Although the lower limit value of the area ratio of the copper orientation and the brass orientation is not regulated in terms of the bendability, in the case of the Cu-Ni-Si based alloy according to the present invention, the area ratio of the copper orientation or the Brass orientation Either one of the area ratios is not less than 1%.
(가공 경화 계수)(Work hardening coefficient)
금속을 소성 변형시키면, 변형이 퇴적되고, 가공 경화가 일어나고, 금속의 인장 강도는 상승한다. 가공 경화 계수 (이하, n 값) 란 이 가공 경화의 지표로서 사용되는 값이다. n 값이 클수록 그 금속은 가공 경화에 의한 인장 강도의 상승이 큰 것을 나타낸다. When the metal is plastic-deformed, deformation is deposited, work hardening occurs, and the tensile strength of the metal is increased. The work hardening coefficient (hereinafter referred to as n value) is a value used as an index of work hardening. The larger the value of n, the greater the increase in tensile strength due to work hardening.
재료를 커넥터 등의 전자 부품에 성형하기 위해서는 프레스 굽힘 가공을 실시해야 한다. 프레스 굽힘 가공을 실시하면 재료는 가공 경화되고, 그 인장 강도는 상승한다. In order to form the material into an electronic component such as a connector, press bending must be performed. When the material is subjected to press bending, the material is work-hardened and its tensile strength is increased.
일반적으로 재료의 인장 강도과 굽힘 가공성은 트레이드 오프의 관계이며, 인장 강도가 높을수록 굽힘 가공성은 나쁘다. In general, the tensile strength and the bending workability of the material are in a trade-off relationship, and the higher the tensile strength, the worse the bending workability.
따라서, 재료의 프레스 굽힘 가공에 기인한 가공 경화에 의한 인장 강도의 상승을 억제하면 프레스 굽힘 가공 시에 균열이 발생되기 어렵다. 바꾸어 말하면, n 값이 작을수록 양호한 굽힘 가공성이 얻어진다. Therefore, if increase in tensile strength due to work hardening due to press bending of the material is suppressed, cracks are less likely to occur during press bending. In other words, the smaller the value of n, the better the bending workability is obtained.
본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금은 n 값이 0.2 이하로 제어되어 있다. n 값은 바람직하게는 0.1 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 미만이다. n 값이 0.2 를 초과하면 굽힘 가공성이 급격하게 악화된다. n 값의 하한치는 굽힘성 면에서는 규제되지 않지만, 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금의 경우, 제조 방법을 어떻게 변화시키더라도, n 값이 0.01 미만이 되는 경우는 없다.The n value of the Cu-Ni-Si based alloy according to the present invention is controlled to 0.2 or less. The value of n is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less. When the value of n exceeds 0.2, the bending workability deteriorates sharply. The lower limit of the value of n is not regulated in terms of bendability. However, in the case of the Cu-Ni-Si alloy according to the present invention, the value of n does not become less than 0.01 regardless of how the manufacturing method is changed.
(제조 방법)(Manufacturing method)
본 발명의 제조 방법으로서는 먼저 용해로에서 전기 구리, Ni, Si 등의 원료를 용해시켜 원하는 조성의 용탕을 얻는다. 그리고, 이 용탕을 잉곳으로 주조한다. 그 후, 열간 압연, 제 1 냉간 압연, 열처리, 제 2 냉간 압연, 용체화 처리, 시효 처리, 제 3 냉간 압연의 순으로 원하는 두께 및 특성을 갖는 조 (條) 나 박 (箔) 으로 마무리한다. 열처리, 용체화 처리 및 시효 처리 후에는 가열 시에 생성된 표면 산화막을 제거하기 위해서, 표면의 산세나 연마 등을 실시해도 된다. 시효 처리와 제3 냉간 압연의 순서를 바꿔도 된다. 또, 고강도화를 위해서, 용체화 처리와 시효의 사이에 냉간 압연을 실시해도 된다. 또한 제3 냉간 압연에 의한 스프링 한계치의 저하를 회복시키기 위해서 제3 냉간 압연 후에 변형 제거 어닐링을 실시해도 된다. In the manufacturing method of the present invention, first, a raw material such as electric copper, Ni, Si or the like is dissolved in a melting furnace to obtain a molten metal having a desired composition. Then, the molten metal is cast into an ingot. Thereafter, the steel sheet is finished with a hot rolled steel sheet, a first cold rolling sheet, a heat treatment, a second cold rolling, a solution treatment, an aging treatment and a third cold rolling in the order of a desired thickness and properties . After the heat treatment, the solution treatment and the aging treatment, the surface may be pickled or polished to remove the surface oxide film formed during heating. The order of the aging treatment and the third cold rolling may be changed. For high strength, cold rolling may be performed between the solution treatment and the aging. Further, deformation removing annealing may be performed after the third cold rolling in order to recover the lowering of the spring limit value by the third cold rolling.
본 발명에서는 상기 결정 방위를 얻기 위해서, 용체화 처리 전에, 열처리 (이하, 예비 어닐링) 및 비교적 저가공도의 제 2 냉간 압연을 실시한다. 예비 어닐링은 연화도 S 가 0.25 ~ 0.75 가 되는 조건에서 실시한다. In the present invention, before the solution treatment, heat treatment (hereinafter referred to as preliminary annealing) and second cold rolling with relatively low cost are performed to obtain the crystal orientation. The preliminary annealing is performed under the condition that the softness S is 0.25 to 0.75.
도 1 에 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금을 여러 가지의 온도에서 어닐링하였을 때의 어닐링 온도와 인장 강도의 관계를 예시한다. 열전대를 장착한 시료를 소정의 온도로 가열한 노에 투입하고, 열전대에서 측정되는 시료 온도가 소정의 온도에 도달하였을 때에, 시료를 노에서 꺼내어 수랭하고 인장 강도를 측정한 것이다. 시료 도달 온도가 500 ~ 700 ℃ 사이에서 재결정이 진행되어 인장 강도가 급격하게 저하되었다. 고온측에서의 인장 강도의 완만한 저하는 재결정립의 성장에 의한 것이다. Fig. 1 illustrates the relationship between the annealing temperature and the tensile strength when the Cu-Ni-Si alloy according to the present invention is annealed at various temperatures. The sample equipped with the thermocouple was put into a furnace heated to a predetermined temperature, and when the sample temperature measured at the thermocouple reached a predetermined temperature, the sample was taken out from the furnace and cooled down to measure the tensile strength. The recrystallization proceeded at a sample arrival temperature of 500 to 700 ° C, and the tensile strength rapidly dropped. The gradual reduction of the tensile strength on the high temperature side is due to the growth of the recrystallized grains.
예비 어닐링에 있어서의 연화도 S 를 다음 식으로 정의한다. The degree of softening S in the preliminary annealing is defined by the following equation.
S = (σ0-σ) / (σ0-σ900)S = (? 0 - ?) / (? 0 - ? 900 )
여기서,σ0 은 예비 어닐링 전의 인장 강도이며, σ 및 σ900 은 각각 예비 어닐링 후 및 900 ℃ 에서 어닐링 후의 인장 강도이다. 900 ℃ 라는 온도는 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금을 900 ℃ 에서 어닐링하면 안정적으로 완전 재결정되는 점에서, 재결정 후의 인장 강도를 알기 위한 기준 온도로서 채용하고 있다.Where? 0 is the tensile strength before pre-annealing,? And? 900 are the tensile strength after pre-annealing and after annealing at 900 占 폚, respectively. The temperature of 900 占 폚 is adopted as a reference temperature for determining the tensile strength after recrystallization in that the Cu-Ni-Si based alloy according to the present invention is annealed at 900 占 폚 to be stably completely recrystallized.
S 가 0.25 미만이 되면, Copper 방위의 면적률이 증대하여 20 % 를 초과하고, 이에 수반하여 Cube 방위의 면적률 저하도 일어난다. When S is less than 0.25, the area ratio of the copper orientation increases to exceed 20%, accompanied by a decrease in the area ratio of the Cube orientation.
S 가 0.75 를 초과하면, Brass 방위의 면적률이 증대하여 20 % 를 초과하고, 이에 수반하여 Cube 방위의 면적률 저하도 일어난다.If S exceeds 0.75, the area ratio of the Brass orientation increases to exceed 20%, accompanied by a decrease in the area ratio of the Cube orientation.
예비 어닐링의 온도, 시간 및 냉각 속도는 특별히 제약받지 않고, S 를 상기 범위로 조정하는 것이 중요하다. 일반적으로는 연속 어닐링로를 사용하는 경우에는 노온 400 ~ 700 ℃ 에서 5 초간 ~ 10 분간의 범위, 배치 어닐링로를 사용하는 경우에는 노온 350 ~ 600 ℃ 에서 30 분간 ~ 20 시간의 범위에서 행해진다. The temperature, time and cooling rate of the preliminary annealing are not particularly limited, and it is important to adjust S to the above range. Generally, when a continuous annealing furnace is used, the furnace temperature is in the range of 400 to 700 ° C for 5 seconds to 10 minutes, and in the batch annealing furnace, the furnace temperature is in the range of 350 to 600 ° C for 30 minutes to 20 hours.
또한, 연화도 S 의 0.25 ~ 0.75 로의 조정은 다음과 같은 순서로 실시할 수 있다. The adjustment of the softening degree S from 0.25 to 0.75 can be carried out in the following order.
(1) 예비 어닐링 전 재료의 인장 시험 강도 (σ0) 를 측정한다. (1) Measure the tensile test strength (σ 0 ) of the pre-annealed material.
(2) 예비 어닐링 전의 재료를 900 ℃ 에서 어닐링한다. 구체적으로는 열전대를 장착한 재료를 950 ℃ 의 관 형상 노에 삽입하고, 열전대에서 측정되는 시료 온도가 900 ℃ 에 도달하였을 때에, 시료를 노에서 꺼내어 수랭한다. (2) The material before the pre-annealing is annealed at 900 占 폚. Specifically, the material with the thermocouple is inserted into the tubular furnace at 950 ° C., and when the sample temperature measured at the thermocouple reaches 900 ° C., the sample is taken out of the furnace and cooled.
(3) 상기 900 ℃ 어닐링 후의 재료의 인장 강도 (σ900) 를 구한다. (3) The tensile strength (? 900 ) of the material after the 900 占 폚 annealing is obtained.
(4) 예를 들어,σ0 이 800 MPa, σ900 이 300 MPa 인 경우, 연화도 0.25 및 0.75 에 상당하는 인장 강도는 각각 675 MPa 및 425 MPa 이다. (4) For example, when σ 0 is 800 MPa and σ 900 is 300 MPa, tensile strengths corresponding to softenings of 0.25 and 0.75 are 675 MPa and 425 MPa, respectively.
(5) 어닐링 후의 인장 강도가 425 ~ 675 MPa 가 되도록 어닐링 조건을 결정한다.(5) Annealing conditions are determined so that the tensile strength after annealing is 425 to 675 MPa.
또한, 상기 공정 (2) 에 있어서의 「열전대에서 측정되는 시료 온도가 900 ℃ 에 도달하였을 때에, 시료를 노에서 꺼내어 수랭한다」는 구체적으로는 예를 들어 시료를 노 내에서 와이어에 매달아 두고, 900 ℃ 에 도달한 시점에서 와이어를 절단하여 하방에 마련해 놓은 수조 내에 떨어뜨림으로써 수랭하는 방법이나, 시료 온도가 900 ℃ 에 도달한 직후에 수작업에 의해 노 내에서 재빠르게 꺼내어 수조에 담그는 방법 등에 의해 실시한다.Specifically, when the sample temperature measured at the thermocouple reaches 900 DEG C in the step (2), the sample is taken out from the furnace and cooled. Specifically, for example, the sample is suspended in a wire in a furnace, By cutting the wire at a point of time when the temperature reaches 900 DEG C and dropping it in a water tank provided below, or by a method in which the sample is rapidly taken out from the furnace immediately after the sample temperature reaches 900 DEG C and immersed in a water bath Conduct.
상기 어닐링 후, 용체화 처리에 앞서, 가공도 R 을 7 ~ 50 % 로 하는 제 2 냉간 압연을 실시한다. 가공도 R (%) 은After the annealing, the second cold rolling is performed so that the degree of processing R is 7 to 50% prior to the solution treatment. The processing degree R (%)
R = (t0 - t) / t0 × 100R = (t 0 - t) / t 0 100
(t0:압연 전의 판두께, t:압연 후의 판두께)(t 0: plate thickness before rolling, t: plate thickness after rolling)
로 정의한다. .
가공도 R 이 이 범위에서 벗어나면 Cube 방위의 면적률이 5 % 미만이 된다.If the processing degree R deviates from this range, the area ratio of the Cube orientation becomes less than 5%.
또한, n 값을 0.2 이하로 제어하기 위해서 제3 냉간 압연의 변형 속도를 1 × 10-4 (1/초) 이하로 제어한다. 본 발명의 변형 속도란, 압연 속도 / 롤 접촉 호 길이로서 특정되고, 변형 속도를 저하시키기 위해서는 압연 속도를 늦추거나, 압연의 패스 횟수를 늘려 롤 접촉 호 길이를 길게 하는 등이 효과적이다. 변형 속도의 하한치는 n 값의 점에서는 제한되지 않지만, 1 × 10-5 (1/초) 를 밑돌도록 하는 압연을 실시하면 그 압연 시간이 길어 공업적으로는 바람직하지 않다. 일반적인 공업에 있어서의 압연의 변형 속도는 2 × 10-4 ~ 5 × 10-4 (1/초) 정도이다.Further, in order to control the value of n to 0.2 or less, the deformation speed of the third cold rolling is controlled to be 1 x 10 -4 (1 / sec) or less. The deformation rate of the present invention is specified as the rolling speed / roll contact arc length. In order to lower the deformation rate, it is effective to decrease the rolling speed or to increase the number of pass passes to increase the roll contact arc length. The lower limit of the deformation rate is not limited in terms of the value of n, but rolling is performed at a rate lower than 1 x 10 -5 (1 / sec), which is industrially undesirable because of the long rolling time. The deformation rate of rolling in general industry is about 2 x 10 -4 to 5 x 10 -4 (1 / sec).
본 발명에 관련된 합금의 제조 방법을 공정순으로 열기하면 다음과 같이 된다.The process for producing the alloy according to the present invention is as follows in the order of the process.
(1) 잉곳의 주조(1) Casting of ingots
(2) 열간 압연 (온도 800 ~ 1000 ℃, 두께 5 ~ 20 mm 정도까지) (2) Hot rolling (at a temperature of 800 to 1000 占 폚 and a thickness of about 5 to 20 mm)
(3) 냉간 압연 (가공도 30 ~ 99 %) (3) Cold rolling (30 to 99% of processing degree)
(4) 예비 어닐링 (연화도 S = 0.25 ~ 0.75) (4) Preliminary annealing (softening degree S = 0.25 to 0.75)
(5) 경압연 (가공도 7 ~ 50 %) (5) Light rolling (7 to 50% processing)
(6) 용체화 처리 (700 ~ 900 ℃ 에서 5 ~ 300 초간) (6) Solution treatment (700 to 900 ° C for 5 to 300 seconds)
(7) 냉간 압연 (가공도 1 ~ 60 %, 변형 속도 1 × 10-4 (1/초) 이하) (7) Cold rolling (processing degree is 1 to 60%, deformation speed is 1 × 10 -4 (1 / sec) or less)
(8) 시효 처리 (350 ~ 550 ℃ 에서 2 ~ 20 시간) (8) Aging treatment (2 ~ 20 hours at 350 ~ 550 ℃)
(9) 냉간 압연 (가공도 1 ~ 50 %, 변형 속도 1 × 10-4 (1/초) 이하) (9) Cold rolling (processing degree is 1 to 50%, deformation speed is 1 x 10 -4 (1 / sec) or less)
(10) 변형 제거 어닐링 (300 ~ 700 ℃ 에서 5초 ~ 10 시간) (10) Deformation removal annealing (at a temperature of 300 to 700 ° C for 5 seconds to 10 hours)
여기서, 냉간 압연 (3) 의 가공도는 30 ~ 99 % 로 하는 것이 바람직하다. 예비 어닐링 (4) 에서 부분적으로 재결정립을 생성시키기 위해서는 냉간 압연 (3) 에서 변형을 도입해 둘 필요가 있고, 30 % 이상의 가공도에서 유효한 변형이 얻어진다. 한편, 가공도가 99 % 를 초과하면 압연재의 에지 등에 균열이 발생되어 압연 중의 재료가 파단되는 경우가 있다. Here, the degree of working of cold-rolled (3) is preferably 30 to 99%. In order to partially recrystallize the preliminary annealing 4, it is necessary to introduce deformation in the cold rolling 3, and effective deformation is obtained at a processing degree of 30% or more. On the other hand, if the degree of processing exceeds 99%, cracks may be generated on the edge of the rolled material, and the material during rolling may be broken.
냉간 압연 (7) 및 (9) 는 고강도화 그리고 n 값의 제어를 위해서 임의로 실시하는 것이며, 압연 가공도의 증가와 함께 강도가 증가하는 반면, 굽힘성이 저하된다. 냉간 압연 (7) 및 (9) 의 가공도에 관계없이 본 발명의 효과는 얻어진다. 단, 냉간 압연 (7) 및 (9) 에 있어서의 각각의 가공도가 상기 상한치를 초과하는 것은 굽힘성 면에서 바람직하지 않고, 각각의 가공도가 상기 하한치를 밑도는 것은 고강도화의 효과 면에서 바람직하지 않다. 또, n 값을 제어하기 위해, 냉간 압연 (7) 또는 냉간 압연 (9) 의 적어도 어느 한쪽의 냉간 압연을 실시할 필요가 있다. Cold rolling (7) and (9) are carried out arbitrarily for the purpose of high strength and control of the value of n, and the strength is increased while the rolling process degree is increased, while the bendability is decreased. The effects of the present invention are obtained regardless of the degree of processing of the cold rolling (7) and (9). However, it is not preferable from the viewpoint of bending property that the degree of processing in each of the cold rolling (7) and (9) exceeds the upper limit value, and the degree of processing is lower than the lower limit value, not. In order to control the value of n, it is necessary to perform cold rolling at least one of cold rolling (7) and cold rolling (9).
변형 제거 어닐링 (10) 은 냉간 압연 (9) 을 실시하는 경우에 이 냉간 압연에 의해 저하되는 스프링 한계치 등을 회복시키기 위해서 임의로 실시하는 것이다. 변형 제거 어닐링 (10) 의 유무에 상관없이 본 발명의 효과는 얻어진다. 변형 제거 어닐링 (10) 은 실시해도 되고 실시하지 않아도 된다. The deformation removing annealing 10 is carried out arbitrarily in order to recover the spring limit value or the like which is lowered by the cold rolling in the case of cold rolling 9. The effect of the present invention is obtained regardless of the presence or absence of the deformation removing annealing 10. [ Deformation removal annealing 10 may or may not be performed.
또한, 공정 (2), (6) 및 (8) 에 대해서는 Cu-Ni-Si 계 합금의 일반적인 제조 조건을 선택하면 된다.For the steps (2), (6), and (8), a general manufacturing condition of a Cu-Ni-Si alloy may be selected.
본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금은 여러 가지의 신동품, 예를 들어 판, 조 및 박으로 가공할 수 있고, 또한 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금은 리드 프레임, 커넥터, 핀, 단자, 릴레이, 스위치, 2차 전지용 박재 등의 전자 기기 부품 등에 사용 할 수 있다. The Cu-Ni-Si based alloy according to the present invention can be processed into various kinds of new products, for example, plates, rods, and foils. The Cu- , Terminals, relays, switches, and foil for secondary batteries.
또, 본 발명에 관련된 Cu-Ni-Si 계 합금의 최종 판두께 (제품 판두께) 는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 상기 제품 용도의 경우, 0.05 ~ 1.0 mm 이다.The final thickness (product thickness) of the Cu-Ni-Si alloy according to the present invention is not particularly limited, but is generally 0.05 to 1.0 mm in the case of the product application.
실시예Example
이하에 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 나타내겠지만, 이들 실시예는 본 발명 및 그 이점을 보다 잘 이해하기 위해서 제공하는 것으로, 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.Examples of the present invention will be described below with reference to comparative examples, but these examples are provided to better understand the present invention and its advantages, and are not intended to limit the invention.
(실시예 1)(Example 1)
Ni:2.6 질량%, Si:0.58 질량%, Sn:0.5 질량%, 및, Zn:0.4 질량% 를 함유하고 잔부가 구리 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금을 실험 재료로 하고, 예비 어닐링, 제 2 냉간 압연의 가공도 및 제3 냉간 압연의 변형 속도와 결정 방위 및 n 값과의 관계, 나아가 결정 방위 및 n 값이 제품의 굽힘성에 미치는 영향을 검토하였다. An alloy containing 2.6% by mass of Ni, 0.58% by mass of Si, 0.5% by mass of Sn and 0.4% by mass of Zn and the balance of copper and inevitable impurities was used as an experimental material, and preliminary annealing, The effects of the degree of processing of the rolling, the deformation rate of the third cold rolling, the crystal orientation and the n value, and further, the crystal orientation and the n value, on the bending properties of the product were examined.
고주파 용해로에서 아르곤 분위기 중에서 내경 60 mm, 깊이 200 mm 의 흑연 도가니를 이용하여 전기 구리 2.5 kg 을 용해하였다. 상기 합금 조성이 얻어지도록 합금 원소를 첨가하고, 용탕 온도를 1300 ℃ 로 조정한 후, 주철제의 주형에 용탕을 주입하고, 두께 30 mm, 폭 60 mm, 길이 120 mm 의 잉곳을 제조하였다. 이 잉곳을 950 ℃ 에서 3 시간 가열하고, 두께 10 mm 까지 열간 압연하였다. 열간 압연판 표면의 산화 스케일을 그라인더로 연삭하여 제거하였다. 연삭 후의 두께는 9 mm 였다. 그 후, 다음의 공정 순으로 압연 및 열처리를 실시하여 판두께 0.15 mm 의 제품 시료를 제작하였다. In a high-frequency melting furnace, 2.5 kg of electric copper was dissolved in an argon atmosphere using a graphite crucible having an inner diameter of 60 mm and a depth of 200 mm. An alloy element was added so that the alloy composition was obtained, the molten metal temperature was adjusted to 1300 캜, and a molten metal was injected into the cast iron mold to prepare an ingot having a thickness of 30 mm, a width of 60 mm and a length of 120 mm. The ingot was heated at 950 占 폚 for 3 hours and hot-rolled to a thickness of 10 mm. The oxide scale on the surface of the hot-rolled plate was ground by a grinder and removed. The thickness after grinding was 9 mm. Thereafter, rolling and heat treatment were carried out in the following process order to prepare a product sample having a thickness of 0.15 mm.
(1) 제 1 냉간 압연:제 2 냉간 압연의 압연 가공도에 따라 소정의 두께까지 냉간 압연하였다. (1) Cold rolling to a predetermined thickness according to the rolling process of the first cold rolling and the second cold rolling.
(2) 예비 어닐링:소정 온도로 조정한 전기로에 시료를 삽입하고, 소정 시간 유지한 후, 시료를 수조에 넣고 냉각 (수랭) 시키거나, 또는 시료를 대기중에 방치하여 냉각 (공랭) 시키는 두 방법의 조건으로 냉각시켰다. (2) Preliminary annealing: Two methods of inserting a sample into an electric furnace adjusted to a predetermined temperature, holding the sample for a predetermined time, cooling the sample (cooling) by putting the sample in a water bath, or allowing the sample to stand in the air to cool Lt; / RTI >
(3) 제 2 냉간 압연:여러 가지의 압연 가공도로, 두께 0.18 mm 까지 냉간 압연을 실시하였다. (3) Second cold rolling: Cold rolling was carried out to various thicknesses of 0.18 mm in thickness by various rolling processes.
(4) 용체화 처리:800 ℃ 로 조정한 전기로에 시료를 삽입하고, 10 초간 유지시킨 후, 시료를 수조에 넣고 냉각시켰다. (4) Solution treatment: A sample was inserted into an electric furnace adjusted to 800 DEG C and held for 10 seconds, and then the sample was placed in a water bath and cooled.
(5) 시효 처리:전기로를 이용하여 450 ℃ 에서 5 시간, Ar 분위기 중에서 가열하였다. (5) Aging treatment: Heating was carried out in an Ar atmosphere at 450 캜 for 5 hours using an electric furnace.
(6) 제3 냉간 압연:여러 가지의 변형 속도로, 0.18 mm 에서 0.15 mm 까지 가공도 17 % 로 냉간 압연하였다. (6) Third cold rolling: Cold-rolled at various deformation rates from 0.18 mm to 0.15 mm at a processing rate of 17%.
(7) 변형 제거 어닐링:400 ℃ 로 조정한 전기로에 시료를 삽입하고, 10 초간 유지시킨 후, 시료를 대기중에 방치하여 냉각시켰다. (7) Deformation removal annealing: A sample was inserted into an electric furnace adjusted to 400 DEG C, held for 10 seconds, and left to stand in the atmosphere for cooling.
예비 어닐링 후의 시료 및 제품 시료 (이 경우에는 변형 제거 어닐링을 마친 것) 에 대하여 다음의 평가를 실시하였다.The following evaluations were carried out on the sample after the pre-annealing and the product sample (in this case, the deformation annealing was completed).
(예비 어닐링에서의 연화도 평가)(Softness evaluation in preliminary annealing)
예비 어닐링 전 및 예비 어닐링 후의 시료에 대해, 인장 시험기를 이용하여 JIS Z 2241 에 준거하여 압연 방향과 평행하게 인장 강도를 측정하고, 각각의 값을 σ0 및 σ 로 하였다. 또, 900 ℃ 어닐링 시료를 상기 순서 (950 ℃ 의 노에 삽입하여 시료가 900 ℃ 에 도달하였을 때에 수랭) 로 제작하고,, 압연 방향과 평행하게 인장 강도를 동일하게 측정하여 σ900 을 구하였다. σ0, σ, σ900 으로부터, 다음 식에 의해 연화도 S 를 요구하였다. The tensile strength of the specimen before and after the pre-annealing was measured in parallel with the rolling direction in accordance with JIS Z 2241 using a tensile tester, and the respective values were defined as? 0 and?. The 900 占 폚 annealing sample was prepared in the above procedure (inserted into the furnace at 950 占 폚 and cooled when the sample reached 900 占 폚), and the tensile strength was measured in parallel with the rolling direction to obtain? 900 . From the values of σ 0 , σ, and σ 900 , softening degree S was requested by the following equation.
S = (σ0-σ) / (σ0-σ900)S = (? 0 - ?) / (? 0 - ? 900 )
(제품의 결정 방위 측정)(Measurement of crystal orientation of product)
Cube 방위, Copper 방위 및 Brass 방위의 면적률을 EBSD (Electron Back-Scatter Diffraction:전자 후방 산란 회절) 에 의해 측정하였다.The area ratio of Cube orientation, Copper orientation and Brass orientation was measured by Electron Back-Scatter Diffraction (EBSD).
EBSD 측정에서는 결정립을 200 개 이상 포함하는 500 μm 사방의 시료 면적에 대해, 0.5μm 의 단계로 스캔하고, 방위를 해석하였다. 이상 방위로부터의 어긋남 각도에 대해서는 공통의 회전축을 중심으로 회전각을 계산하여 어긋남 각도로 하였다. 예를 들어, S 방위 (2 3 1) [6 -4 3]에 대해, (1 2 1) [1 -1 1]은 (20 10 17) 방향을 회전축으로 하여 19.4°회전한 관계로 되어 있고, 이 각도를 어긋남 각도로 하였다. 공통의 회전축은 가장 작은 어긋남 각도로 표현할 수 있는 것을 채용하였다. 모든 측정점에 대해 이 어긋남 각도를 계산하여 소수 한자리까지를 유효 숫자로 하고, Cube 방위, Copper 방위, Brass 방위의 각각으로부터 10°이내의 방위를 가지는 결정립의 면적을 전체 측정 면적으로 나누어 면적률로 하였다. EBSD 에 의한 방위 해석에서 얻어지는 정보는 전자선이 시료에 침입하는 수 10 nm 깊이까지의 방위 정보를 포함하고 있지만, 측정하고 있는 넓이에 대해 충분히 작기 때문에 면적률로서 기재하였다.In the EBSD measurement, a sample area of 500 μm square containing 200 or more crystal grains was scanned at a step of 0.5 μm and the orientation was analyzed. With regard to the deviation angle from the ideal azimuth, the rotation angle was calculated around the common rotation axis to obtain the deviation angle. For example, with respect to the S orientation (2 3 1) [6 -4 3], (1 2 1) [1 -1 1] is rotated by 19.4 ° with the (20 10 17) , And this angle was regarded as a deviation angle. And the common rotation axis can be expressed by the smallest shift angle. This deviation angle was calculated for all the measurement points, and the area of the crystal grains having an orientation up to 10 degrees from each of the Cube orientation, Copper orientation and Brass orientation was regarded as an effective number up to one decimal place, . The information obtained from the orientation analysis by the EBSD includes orientation information up to a depth of several tens of nm at which the electron beam enters the sample, but is described as the area ratio because it is small enough for the area to be measured.
(제품의 인장 시험)(Tensile test of the product)
인장 시험기를 이용하여 JIS Z 2241 에 준거하여 압연 방향과 평행하게 인장 시험을 실시하여 응력-변형 곡선을 얻었다. 이 곡선으로부터 인장 강도 및 0.2 % 내력을 구하였다. 또한 응력-변형 곡선을 진응력-진변형 곡선으로 변환하고 n 값을 판독하였다.A tensile test was carried out using a tensile tester in parallel with the rolling direction in accordance with JIS Z 2241 to obtain a stress-strain curve. Tensile strength and 0.2% proof stress were obtained from this curve. Also, the stress-strain curves were converted to true stress-strain curves and n values were read.
(제품의 굽힘 시험) (Bending test of the product)
압연 방향에 대해 평행한 방향으로 JIS H 3130 에 기재된 W 굽힘 시험을 실시하였을 때, 균열이 생기지 않는 최소 굽힘 반경 (MBR, 단위:mm) 을 구하고, 판두께 (t, 단위:mm) 와의 비 (MBR/t) 를 측정하였다.The minimum bending radius (MBR, unit: mm) at which cracking does not occur when the W bending test described in JIS H 3130 is performed in a direction parallel to the rolling direction is determined and the ratio of the plate thickness (t, unit: mm) MBR / t) was measured.
표 1 에 시험 조건 및 평가 결과를 나타낸다. 발명예는 본 발명이 규정하는 조건으로 제조한 것이며, 결정 방위 및 n 값이 본 발명의 규정을 만족하고, MBR/t 가 0.5 이하로 양호한 굽힘 가공성이 얻어진다. Table 1 shows test conditions and evaluation results. The inventive example is manufactured under the conditions specified by the present invention, and the crystal orientation and n value satisfy the requirements of the present invention, and MBR / t is 0.5 or less, whereby good bending workability is obtained.
비교예 1 은 예비 어닐링에서의 연화도가 0.25 미만으로 되었기 때문에, Copper 방위의 면적률이 20 % 를 초과하고 Cube 방위의 면적률이 5 % 미만이 되었다. 비교예 2 는 예비 어닐링에서의 연화도가 0.75 를 초과하였기 때문에, Brass 방위의 면적률이 20 % 를 초과하고 Cube 방위의 면적률이 5 % 미만이 되었다. 비교예 3 및 4 는 제 2 압연의 가공도가 본 발명의 규정에서 벗어난 것이며, Cube 방위의 면적률이 5 % 미만이 되었다. 비교예 5 는 제 3 압연의 변형 속도가 본 발명의 규정에서 벗어난 것이며, n 값이 0.2 를 초과하였다. 이상의 비교예에서는 MBR/t 가 1 이 되어 굽힘 가공성이 나빴다. In Comparative Example 1, since the degree of softening in the preliminary annealing was less than 0.25, the area ratio of the copper orientation exceeded 20% and the area ratio of the Cube orientation became less than 5%. In Comparative Example 2, since the degree of softening in the preliminary annealing exceeded 0.75, the area ratio of the Brass orientation exceeded 20% and the area ratio of the Cube orientation became less than 5%. In Comparative Examples 3 and 4, the degree of processing of the second rolling was deviated from the specification of the present invention, and the area ratio of the Cube orientation was less than 5%. In Comparative Example 5, the deformation rate of the third rolling was deviated from the specification of the present invention, and the value of n exceeded 0.2. In the above comparative example, MBR / t was 1, and bending workability was bad.
또한, 비교예 5 는 특허문헌 3 이 권장하는 조건의 범위에서 실시된 것이며, 그 결정 방위는 특허문헌 2 의 규정을 만족하는 것이었다.In addition, Comparative Example 5 was carried out within the range of the conditions recommended by Patent Document 3, and its crystal orientation satisfied the requirements of Patent Document 2.
(실시예 2) (Example 2)
실시예 1 에서 나타낸 굽힘성의 개선 효과가, 상이한 성분 및 제조 조건의 Cu-Ni-Si 계 합금에서도 얻어지는지에 관해 검토하였다. It was examined whether the improvement effect of the bending property shown in Example 1 can be obtained also in Cu-Ni-Si based alloys with different components and manufacturing conditions.
실시예 1 과 동일한 방법으로 주조, 열간 압연 및 표면 연삭을 실시하여 표 2 의 성분을 갖는 두께 9 mm 의 판을 얻었다. 이 판에 대해 다음의 공정 순으로 압연 및 열처리를 실시하여 판두께 0.15 mm 의 제품 시료를 제작하였다. Casting, hot rolling and surface grinding were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a plate having a thickness of 9 mm and having the components shown in Table 2. This plate was subjected to rolling and heat treatment in the following process order to prepare a product sample having a plate thickness of 0.15 mm.
(1) 제 1 냉간 압연:제 2 냉간 압연의 압연 가공도에 따라 소정의 두께까지 냉간 압연하였다. (1) Cold rolling to a predetermined thickness according to the rolling process of the first cold rolling and the second cold rolling.
(2) 예비 어닐링:소정 온도로 조정한 전기로에, 시료를 삽입하여 소정 시간 유지한 후, 시료를 수조에 넣고 냉각시키거나 (수랭), 또는 시료를 대기중에 방치하여 냉각 (공랭) 시키는 두 방법의 조건으로 냉각시켰다. (2) Preliminary annealing: Two methods of inserting a sample into an electric furnace adjusted to a predetermined temperature and keeping it for a predetermined time, cooling the sample (cooling) by putting the sample into a water bath, or allowing the sample to stand in the air to cool Lt; / RTI >
(3) 제 2 냉간 압연:여러 가지의 압연 가공도로, 두께 0.18 mm 까지 냉간 압연을 실시하였다. (3) Second cold rolling: Cold rolling was carried out to various thicknesses of 0.18 mm in thickness by various rolling processes.
(4) 용체화 처리:소정 온도로 조정한 전기로에 시료를 삽입하고, 10 초간 유지시킨 후, 시료를 수조에 넣고 냉각시켰다. 그 온도는 재결정립의 평균 직경이 5 ~ 25 μm 의 범위가 되는 범위에서 선택하였다. (4) Solution treatment: A sample was inserted into an electric furnace adjusted to a predetermined temperature and held for 10 seconds, and then the sample was placed in a water bath and cooled. The temperature was selected so that the average diameter of recrystallized grains was in the range of 5 to 25 mu m.
(5) 시효 처리:전기로를 이용하여 소정 온도에서 5 시간, Ar 분위기 중에서 가열하였다. 그 온도는 시효 후의 인장 강도가 최대가 되도록 선택하였다.(5) Aging treatment: Heating was carried out in an Ar atmosphere at a predetermined temperature for 5 hours using an electric furnace. The temperature was chosen so that the tensile strength after aging was at a maximum.
(6) 제3 냉간 압연:여러 가지의 변형 속도로, 0.18 mm 에서 0.15 mm 까지 가공도 17 % 로 냉간 압연하였다. (6) Third cold rolling: Cold-rolled at various deformation rates from 0.18 mm to 0.15 mm at a processing rate of 17%.
(7) 변형 제거 어닐링:소정 온도로 조정한 전기로에 시료를 삽입하고, 10 초간 유지시킨 후, 시료를 대기중에 방치하여 냉각시켰다.(7) Deformation removal annealing: After inserting a sample into an electric furnace adjusted to a predetermined temperature and holding it for 10 seconds, the sample was allowed to stand in the air and cooled.
예비 어닐링 후의 시료 및 제품 시료에 대해, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 표 2 및 3 에, 각각 시험 조건 및 평가 결과를 나타낸다. 변형 제거 어닐링을 실시하지 않은 경우에는 그 온도의 란에 「없음」이라고 표기하였다.The samples and the product samples after the pre-annealing were evaluated in the same manner as in Example 1. Tables 2 and 3 show test conditions and evaluation results, respectively. In the case where deformation removal annealing was not performed, "no" was marked in the column of the temperature.
본 발명 합금은 본 발명이 규정하는 농도의 Ni 및 Si 를 함유하고, 본 발명이 규정하는 조건으로 제조한 것이며, 결정 방위 및 n 값이 본 발명의 규정을 만족하고, MBR/t 가 0.5 이하로 양호한 굽힘 가공성이 얻어졌다. The alloy of the present invention contains Ni and Si at the concentrations specified by the present invention and is produced under the conditions specified by the present invention. When the crystal orientation and n value satisfy the requirements of the present invention and MBR / t is 0.5 or less Good bending workability was obtained.
한편, 비교예 6 은 제 3 압연의 변형 속도가 본 발명의 규정에서 벗어났기 때문에, n 값이 0.2 를 초과하여 그 굽힘 가공성이 나빴다. 비교예 7, 8 및 9 는 예비 어닐링에서의 연화도가 본 발명의 규정에서 벗어났기 때문에, 비교예 10 및 11 은 제 2 압연의 가공도가 본 발명의 규정에서 벗어났기 때문에, 그 결정 방위가 본 발명의 규정에서 벗어나 굽힘 가공성이 나빴다. 비교예 12 는 Ni 및 Si 농도가 본 발명의 규정을 밑돈 것으로, 그 굽힘 가공성은 양호했지만, 0.2 % 내력이 500 MPa 에도 달하지 않았다.On the other hand, in Comparative Example 6, since the deformation rate of the third rolling was out of the specification of the present invention, the n value exceeded 0.2, and the bending workability was bad. In Comparative Examples 7, 8 and 9, since the degree of softening in the preliminary annealing is out of the specification of the present invention, in Comparative Examples 10 and 11, since the degree of processing of the second rolling is out of the specification of the present invention, The bending workability was bad, deviating from the specification of the present invention. In Comparative Example 12, the Ni and Si concentrations were lower than those of the present invention, and the bending workability was good, but the 0.2% proof strength did not reach 500 MPa.
Claims (6)
Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr 및 Ag 중 1 종 이상을 총량으로 0.005 ~ 2.5 질량% 함유하는 Cu-Ni-Si 계 합금.The method according to claim 1,
Cu-Ni-Si alloy containing 0.005 to 2.5 mass% of at least one of Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr and Ag in a total amount.
상기 잉곳이 Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Co, Cr 및 Ag 중 1 종 이상을 총량으로 0.005 ~ 2.5 질량% 함유하는 Cu-Ni-Si 계 합금의 제조 방법.The method of claim 3,
Wherein the ingot is a Cu-Ni-Si alloy containing 0.005 to 2.5 mass% of at least one of Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn, Gt;
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