KR20160042906A

KR20160042906A - 전자·전기 기기용 구리 합금, 전자·전기 기기용 구리 합금 박판, 전자·전기 기기용 부품, 단자 및 버스 바

Info

Publication number: KR20160042906A
Application number: KR1020167004222A
Authority: KR
Inventors: 가즈나리 마키; 히로타카 마츠나가; 슈헤이 아리사와
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-04-20
Also published as: TWI527915B; EP3037561A4; TW201512432A; US20160186294A1; JP5668814B1; CN105452502A; JP2015036433A; CN105452502B; EP3037561A1; US10392680B2; EP3037561B1; KR102254086B1; WO2015022837A1

Abstract

본 발명은, 전자·전기 기기용 구리 합금, 전자·전기 기기용 구리 합금 박판, 전자·전기 기기용 부품, 단자 및 버스 바에 관한 것으로, 상기 전자·전기 기기용 구리 합금은, Zr 을 0.01 mass％ 이상 0.11 mass％ 미만, Si 를 0.002 mass％ 이상 0.03 mass％ 미만 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 가 2 이상 30 이하의 범위 내로 되어 있다.

Description

전자·전기 기기용 구리 합금, 전자·전기 기기용 구리 합금 박판, 전자·전기 기기용 부품, 단자 및 버스 바{COPPER ALLOY FOR ELECTRONIC/ELECTRICAL DEVICES, COPPER ALLOY THIN PLATE FOR ELECTRONIC/ELECTRICAL DEVICES, COMPONENT FOR ELECTRONIC/ELECTRICAL DEVICES, TERMINAL AND BUS BAR}

본 발명은, 반도체 장치의 커넥터나, 그 밖의 단자, 전자 릴레이의 가동 도전편, 리드 프레임, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품으로서 사용되는 전자·전기 기기용 구리 합금, 그것을 사용한 전자·전기 기기용 구리 합금 박판, 전자·전기 기기용 부품, 단자 및 버스 바에 관한 것이다.

본원은, 2013년 8월 12일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2013-167829호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 전자 기기나 전기 기기 등의 소형화 및 경량화에 수반하여, 이들 전자 기기나 전기 기기 등에 사용되는 커넥터 등의 단자, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품의 소형화 및 박육화가 도모되고 있다. 이 때문에, 전자·전기 기기용 부품을 구성하는 재료로서, 탄력성, 강도, 굽힘 가공성이 우수한 구리 합금이 요구되고 있다. 특히, 비특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 커넥터 등의 단자, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품으로서 사용되는 구리 합금으로는, 내력이 높은 것이 바람직하다.

또, 특히 높은 도전율이 요구되는 용도인 경우에는, CDA 합금 No.15100 (Cu-Zr 계 합금) 이 사용되고 있다. 또, 특허문헌 1 ∼ 3 에는, 상기 서술한 Cu-Zr 계 합금을 베이스로 하여 더욱 특성을 향상시킨 구리 합금이 제안되어 있다.

이들 Cu-Zr 계 합금은, 석출 경화형의 구리 합금으로, 높은 도전율을 유지한 채로 강도가 향상되어 있고, 또한 내열성도 우수하다.

일본 공개특허공보 소52-003524호 일본 공개특허공보 소63-130737호 일본 공개특허공보 평06-279895호

노무라 코야,「커넥터용 고성능 구리 합금조의 기술 동향과 당사의 개발 전략」, 코베 제강 기보 Vol.54 No.1 (2004) p.2 ∼ 8

그런데, 커넥터 등의 단자, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품은, 예를 들어 구리 합금의 판재에 대해 프레스 타발을 실시하고, 또한 필요에 따라 굽힘 가공 등이 실시되어 제조되고 있다. 이 때문에, 상기 서술한 구리 합금에는, 프레스 타발 등에 있어서, 프레스 금형의 마모나 버의 발생을 억제할 수 있도록, 양호한 전단 가공성도 요구되고 있다.

여기서, 상기 서술한 Cu-Zr 계 합금은, 높은 도전율을 확보하기 위하여 순구리에 가까운 조성을 갖고 있고, 연성이 높아, 전단 가공성이 양호하지 않았다. 상세히 서술하면, 프레스 타발을 실시했을 때에, 버가 발생하고, 치수 정밀도가 양호하게 타발을 실시할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 금형이 마모되기 쉽다는 문제나, 타발 부스러기가 많이 발생한다는 문제도 있었다.

특히, 최근에는, 전자 기기나 전기 기기 등의 추가적인 소형화 및 경량화에 수반하여, 이들 전자 기기나 전기 기기 등에 사용되는 커넥터 등의 단자, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품의 추가적인 소형화 및 박육화가 요구되고 있다. 이 때문에, 전자·전기 기기용 부품을 치수 정밀도가 양호하게 성형하는 관점에서, 이들 전자·전기 기기용 부품을 구성하는 재료로서, 전단 가공성을 충분히 향상시킨 구리 합금이 요구되고 있다.

여기서, 구리 합금의 비커스 경도를 향상시키면 전단 가공성이 향상되게 된다. 또한 구리 합금의 비커스 경도를 향상시키면 표면의 흠집이 잘 나지 않는 성질 (내마모성) 도 향상된다. 그 때문에, 전자·전기 기기용 부품으로서 사용되는 구리 합금으로는, 상기 서술한 비커스 경도가 높을 것이 요망된다.

또, 커넥터 등의 단자에 있어서는, 접압을 확보하기 위해서 엄격한 굽힘 가공을 실시할 필요가 있어, 종래보다 우수한 내력이 요구되고 있다.

또한, 하이브리드 자동차나 전기 자동차 등에 사용되는 소비 전력이 큰 전자·전기 기기용 부품에 있어서는, 통전시의 저항 발열을 억제하기 위하여, 높은 도전율을 확보할 필요가 있다.

본 발명은, 이상과 같은 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로서, 높은 도전율과 높은 내력을 가짐과 함께 비커스 경도가 높고, 커넥터 등의 단자나 릴레이, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품에 적절한 Cu-Zr 계 합금으로 이루어지는 전자·전기 기기용 구리 합금, 그리고, 이 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 전자·전기 기기용 구리 합금 박판, 전자·전기 기기용 부품, 단자 및 버스 바를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 예의 연구를 실시한 결과, Cu-Zr 계 합금에 소량의 Si 를 첨가하고, Zr/Si 의 질량비를 적정화함으로써, 도전율 및 내력을 향상시킬 수 있음과 함께, 비커스 경도를 대폭 향상시키는 것이 가능하다는 지견을 얻었다.

본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금은, Zr 을 0.01 mass％ 이상 0.11 mass％ 미만, Si 를 0.002 mass％ 이상 0.03 mass％ 미만 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 가 2 이상 30 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 서술한 구성의 전자·전기 기기용 구리 합금에 의하면, Zr 과 Si 를 상기 서술한 범위 내에서 함유하고 있기 때문에, 석출 경화에 의해, 높은 도전율을 유지한 채로 내력의 향상을 도모할 수 있다.

혹은, 높은 내력을 유지한 채로 도전율을 더욱 높게 할 수 있다. 또, 석출물 입자가 구리의 모상 중에 분산됨으로써, 비커스 경도를 향상시킬 수 있다.

또, Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 를 2 이상 30 이하의 범위 내로 하고 있으므로, 잉여의 Si 나 Zr 이 존재하지 않아, 구리의 모상 중에 Si 나 Zr 이 고용되어 도전율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, Cu 와 Zr 과 Si 를 함유하는 Cu-Zr-Si 입자를 갖는 것이 바람직하다.

Cu 와 Zr 과 Si 를 함유하는 Cu-Zr-Si 입자로는, 용해 주조시에 정출 또는 편석된 입경 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 조대한 입자와, 그 후의 열처리 등에 있어서 석출된 입경 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 미세한 입자가 존재한다.

입경 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하 정도의 비교적 조대한 Cu-Zr-Si 입자는, 강도 향상에는 기여하지 않지만, 프레스 타발 등으로 대표되는 전단 가공을 실시했을 때에 파괴의 기점이 되기 때문에, 전단 가공성을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

한편, 입경 1 ∼ 500 ㎚ 정도의 미세한 Cu-Zr-Si 입자는, 강도 향상에 기여하고, 높은 도전율을 유지한 채로 내력의 향상을 도모할 수 있다. 혹은, 높은 내력을 유지한 채로 도전율을 더욱 높게 할 수 있다. 또, 비커스 경도를 높게 함으로써, 모상 중에 전위 밀도가 높은 조직이 형성되고, 전단 가공시에 용이하게 파단에 이르기 때문에, 늘어짐이나 버의 크기가 억제되고, 전단 가공성이 향상된다.

또, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 상기 Cu-Zr-Si 입자의 적어도 일부는, 입경이 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 범위 내로 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 서술한 바와 같이, 입경이 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 범위 내로 된 미세한 Cu-Zr-Si 입자는, 강도의 향상에 크게 기여하게 된다. 따라서, 높은 도전율을 유지한 채로 내력의 향상을 도모할 수 있다. 혹은, 높은 내력을 유지한 채로 도전율을 더욱 높게 할 수 있다.

또, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 추가로, Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있어도 된다.

이 경우, 이들 원소가 구리의 모상 중에 고용됨으로써, 더욱 내력을 향상시킬 수 있다. 또한, 함유량이 0.1 mass％ 이하로 되어 있으므로, 높은 도전율을 유지할 수 있다.

또, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 추가로, Ti, Co, Cr 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있어도 된다.

이 경우, 이들 원소가 단독으로 혹은 화합물로서 석출됨으로써, 도전율을 저하시키지 않고, 더욱 내력을 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 추가로, P, Ca, Te, B 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있어도 된다.

이 경우, 이들 원소는 용해 주조시에 정출 및 편석에 의해 조대 입자가 형성되고, 구리의 모상 중에 분산되게 된다. 이들 조대 입자는, 프레스 타발 등으로 대표되는 전단 가공을 실시했을 때에 파괴의 기점이 되기 때문에, 전단 가공성을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 도전율이 80 ％IACS 이상인 것이 바람직하다.

이 경우, 석출물 입자가 모상 중에 충분히 분산되어 있게 되고, 내력을 확실하게 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 특히 높은 도전율이 요구되는 전자·전기용 부품의 소재로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 0.2 ％ 내력이 300 ㎫ 이상인 기계적 특성을 갖는 것이 바람직하다.

0.2 ％ 내력이 300 ㎫ 이상인 경우에는, 용이하게 소성 변형되지 않게 되기 때문에, 커넥터 등의 단자, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품에 특히 적절하다.

또한, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 100 HV 이상의 비커스 경도를 갖는 것이 바람직하다.

비커스 경도를 100 HV 이상으로 함으로써, 보다 확실하게 모상 중에 전위 밀도가 높은 조직이 형성되고, 전단 가공시에 용이하게 파단에 이르기 때문에, 늘어짐나 버의 크기가 억제되고, 전단 가공성이 향상되게 된다.

본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금 박판은, 상기 서술한 전자·전기 기기용 구리 합금의 압연재로 이루어지고, 두께가 0.05 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 구성의 전자·전기 기기용 구리 합금 박판은, 커넥터, 그 밖의 단자, 전자 릴레이의 가동 도전편, 리드 프레임, 버스 바 등의 소재로서 바람직하게 사용할 수 있다.

여기서, 본 발명의 전자·전기 기기용 구리 합금 박판에 있어서는, 표면에 Sn 도금 또는 Ag 도금이 실시되어 있어도 된다.

본 발명의 전자·전기 기기용 부품은, 상기 서술한 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 있어서의 전자·전기 기기용 부품이란, 단자, 커넥터, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바 등을 포함하는 것이다.

또, 본 발명의 단자는, 상기 서술한 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 있어서의 단자는, 커넥터 등을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 버스 바는, 상기 서술한 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 구성의 전자·전기 기기용 부품 (예를 들어, 커넥터 등의 단자, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바), 특히 커넥터 등의 단자 및 버스 바는, 도전율, 내력, 비커스 경도가 높기 때문에, 치수 정밀도가 우수하고, 소형화 및 박육화해도 우수한 특성을 발휘할 수 있다.

본 발명에 의하면, 높은 도전율과 높은 내력을 가짐과 함께 비커스 경도가 높고, 커넥터 등의 단자나 릴레이, 버스 바 등의 전자·전기 기기용 부품에 적절한 Cu-Zr 계 합금으로 이루어지는 전자·전기 기기용 구리 합금, 그리고, 이 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 전자·전기 기기용 구리 합금 박판, 전자·전기 기기용 부품, 단자 및 버스 바를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금의 공정예를 나타내는 플로 차트이다.
도 2 는 본 발명예 No.5 의 합금에 대한, TEM (투과형 전자현미경) 관찰에 의한 석출물을 함유하는 부위에 있어서의 배율 20,000 배에서의 조직 사진이다.
도 3a 는 본 발명예 No.5 의 합금에 대한, TEM (투과형 전자현미경) 관찰에 의한 석출물을 함유하는 부위에 있어서의 배율 100,000 배에서의 조직 사진이다.
도 3b 는 도 3a 에서 관찰된 입자에 대한 EDX (에너지 분산형 X 선 분광법) 에 의한 분석 결과를 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명의 일 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금에 대해 설명한다.

본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금은, Zr 의 함유량이 0.01 mass％ 이상 0.11 mass％ 미만, Si 의 함유량이 0.002 mass％ 이상 0.03 mass％ 미만이 되고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 가 2 이상 30 이하의 범위 내로 되어 있다.

또한, 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금은, Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있어도 된다.

또, 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금은, Ti, Co, Cr 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있어도 된다.

또한, 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금은, P, Ca, Te, B 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있어도 된다.

그리고, 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, Cu 와 Zr 과 Si 를 함유하는 Cu-Zr-Si 입자를 갖고 있다. Cu-Zr-Si 입자로는, 입경이 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 범위 내로 된 비교적 조대한 입자와, 입경이 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 범위 내로 된 미세한 입자가 존재하고 있다.

또, 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 도전율이 80 ％IACS 이상으로 되고, 0.2 ％ 내력이 300 ㎫ 이상, 표면의 비커스 경도가 100 HV 이상으로 되어 있다.

또한, 0.2 ％ 내력의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 750 ㎫ 로 할 수 있다. 또, 표면의 비커스 경도의 상한치도 특별히 한정되지 않지만, 250 HV 로 할 수 있다.

여기서, 상기 서술한 바와 같이 성분 조성, 조직 등을 규정한 이유에 대해 이하에 설명한다.

(Zr)

Zr 은, 상기 서술한 Cu-Zr-Si 입자를 형성하고, 도전율을 유지한 채로 내력을 향상시키는 작용 효과, 혹은 내력을 유지한 채로 도전율을 향상시키는 작용 효과를 갖는 원소이다. 또, 비커스 경도를 향상시킬 수 있다.

여기서, Zr 의 함유량이 0.01 mass％ 미만인 경우에는, 그 작용 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, Zr 의 함유량이 0.11 mass％ 이상인 경우에는, 도전율이 대폭 저하될 우려가 있음과 함께, 용체화가 곤란해져, 열간 가공시나 냉간 가공시에 단선이나 균열 등의 결함이 발생할 우려가 있다.

이상과 같은 점에서, 본 실시형태에서는, Zr 의 함유량을 0.01 mass％ 이상 0.11 mass％ 미만의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, Cu-Zr-Si 입자의 개수를 확보하여 강도를 확실하게 향상시키기 위해서는, Zr 의 함유량을 0.04 mass％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.05 mass％ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 도전율의 상승이나 가공시의 결함 등을 확실하게 억제하기 위해서는, Zr 의 함유량을 0.10 mass％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

(Si)

Si 는, 상기 서술한 Cu-Zr-Si 입자를 형성하고, 도전율을 유지한 채로 내력을 향상시키는 작용 효과, 혹은 내력을 유지한 채로 도전율을 향상시키는 작용 효과를 갖는 원소이다. 또, 비커스 경도를 향상시킬 수 있다.

여기서, Si 의 함유량이 0.002 mass％ 미만인 경우에는, 그 작용 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, Si 의 함유량이 0.03 mass％ 이상인 경우에는, 도전율이 대폭 저하될 우려가 있다.

이상과 같은 점에서, 본 실시형태에서는, Si 의 함유량을 0.002 mass％ 이상 0.03 mass％ 미만의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, Cu-Zr-Si 입자의 개수를 확보하여 강도를 확실하게 향상시키기 위해서는, Si 의 함유량을 0.003 mass％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.004 mass％ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 도전율의 상승을 확실하게 억제하기 위해서는, Si 의 함유량을 0.025 mass％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.02 mass％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(Zr/Si)

상기 서술한 바와 같이, Zr 과 Si 를 Cu 중에 첨가함으로써, Cu-Zr-Si 입자가 형성되고, 도전율을 유지한 채로 내력을 향상시키거나, 혹은 내력을 유지한 채로 도전율을 향상시킬 수 있다. 또, 비커스 경도를 향상시킬 수 있다.

여기서, Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 가 2 미만인 경우에는, Zr 의 함유량에 대해 Si 의 함유량이 많아, 과잉의 Si 에 의해 도전율이 저하될 우려가 있다. 한편, Zr/Si 가 30 을 초과하는 경우에는, Zr 의 함유량에 대해 Si 의 함유량이 적어, Cu-Zr-Si 입자를 충분히 형성할 수 없어, 상기 서술한 작용 효과를 충분히 얻을 수 없다.

이상과 같은 점에서, 본 실시형태에서는, Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 를 2 이상 30 이하의 범위 내로 설정하고 있다. 또한, 도전율의 저하를 확실하게 억제하기 위해서는, Zr/Si 를 3 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Cu-Zr-Si 입자의 개수를 확보하여 강도를 확실하게 향상시키기 위해서는, Zr/Si 를 25 이하로 하는 것이 바람직하고, 20 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg)

Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 와 같은 원소는, 구리의 모상 중에 고용되어, 강도를 향상시키는 작용 효과를 갖는다. 따라서, 추가적인 강도 향상을 도모하는 경우에는, 적절히 첨가하는 것이 바람직하다.

여기서, Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계가 0.005 mass％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 확실히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계가 0.1 mass％ 를 초과하는 경우에는, 도전율이 대폭 저하될 우려가 있다.

이상과 같은 점에서, Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 와 같은 원소를 첨가하여 강도의 향상을 도모하는 경우에는, Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계를 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

(Ti, Co, Cr)

Ti, Co, Cr 와 같은 원소는, 석출물 입자를 형성하고, 도전율을 유지한 채로 강도를 대폭 향상시키는 작용 효과를 갖는다. 따라서, 추가적인 강도 향상을 도모하는 경우에는, 적절히 첨가하는 것이 바람직하다.

여기서, Ti, Co, Cr 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계가 0.005 mass％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 확실히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, Ti, Co, Cr 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계가 0.1 mass％ 를 초과하는 경우에는, 도전율이 저하될 우려가 있다.

이상과 같은 점에서, Ti, Co, Cr 와 같은 원소를 첨가하여 강도의 향상을 도모하는 경우에는, Ti, Co, Cr 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계를 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

(P, Ca, Te, B)

P, Ca, Te, B 와 같은 원소는, 용해 주조시에 정출 및 편석에 의해 비교적 조대한 입자를 형성하고, 전단 가공성을 대폭 향상시키는 작용 효과를 갖는다. 따라서, 전단 가공성을 더욱 향상시키는 경우에는, 적절히 첨가하는 것이 바람직하다.

여기서, P, Ca, Te, B 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계가 0.005 mass％ 미만인 경우에는, 상기 서술한 작용 효과를 확실히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, P, Ca, Te, B 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계가 0.1 mass％ 를 초과하는 경우에는, 도전율이 저하될 우려가 있다.

이상과 같은 점에서, P, Ca, Te, B 와 같은 원소를 첨가하여 전단 가공성의 향상을 도모하는 경우에는, P, Ca, Te, B 중 어느 1 종 또는 2 종 이상의 함유량의 합계를 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

(불가피 불순물)

또한, 상기 서술한 원소 이외의 불가피 불순물로는, Fe, Mn, Sr, Ba, Sc, Y, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Re, Ru, Os, Se, Rh, Ir, Pd, Pt, Au, Cd, Ga, In, Li, Ge, As, Sb, Tl, Pb, C, Be, N, H, Hg, Tc, Na, K, Rb, Cs, O, S, Po, Bi, 란타노이드 등을 들 수 있다. 이들 불가피 불순물은, 총량으로 0.3 mass％ 이하인 것이 바람직하다.

(Cu-Zr-Si 입자)

Cu 에 Zr, Si 를 첨가한 경우에는, Cu 와 Zr 과 Si 를 함유하는 Cu-Zr-Si 입자가 존재하게 된다. 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, Cu-Zr-Si 입자로서, 입경이 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 범위 내로 된 비교적 조대한 입자와, 입경이 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 범위 내로 된 미세한 입자가 존재하고 있다.

여기서, 입경이 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 범위 내로 된 조대한 Cu-Zr-Si 입자는, 용해 주조시에 정출 또는 편석된 것으로 추측된다. 또, 입경이 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 범위 내로 된 미세한 Cu-Zr-Si 입자는, 그 후의 열처리 등에 있어서 석출된 것으로 추측된다.

입경 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 조대한 Cu-Zr-Si 입자는, 강도 향상에는 기여하지 않지만, 프레스 타발 등으로 대표되는 전단 가공을 실시했을 때에 파괴의 기점이 되어, 전단 가공성을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

한편, 입경 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 미세한 Cu-Zr-Si 입자는, 강도 향상에 기여하고, 높은 도전율을 유지한 채로 내력의 향상을 도모할 수 있다. 혹은, 높은 내력을 유지한 채로 도전율을 더욱 높게 할 수 있다. 또, 비커스 경도를 향상시킬 수 있다.

(도전율 : 80 ％IACS 이상)

Zr, Si 가 Cu 의 모상 중에 고용되어 있는 경우에는, 도전율이 대폭 저하되게 된다. 그래서, 본 실시형태에서는, 도전율을 80 ％IACS 이상으로 규정하고 있기 때문에, 상기 서술한 Cu-Zr-Si 입자가 충분히 존재하고 있게 되고, 확실하게 강도의 향상 및 전단 가공성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 서술한 작용 효과를 확실히 얻기 위해서는, 도전율을 85 ％IACS 이상으로 하는 것이 바람직하고, 88 ％IACS 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 본 실시형태의 전자·전기 기기용 구리 합금의 도전율의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 100 ％IACS 미만이어도 된다.

다음으로, 이와 같은 구성으로 된 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금의 제조 방법에 대해, 도 1 에 나타내는 플로도를 참조하여 설명한다.

(용해·주조 공정 S01)

먼저, 구리 원료를 용해하여 얻어진 구리 용탕에, Zr, Si 를 첨가하여 성분 조정을 실시하고, 구리 합금 용탕을 용제한다. 또한, Zr, Si 의 첨가에는, Zr 단체 및 Si 단체나 Cu-Zr 모합금 및 Cu-Si 모합금 등을 사용할 수 있다. 또, Zr 및 Si 를 함유하는 원료를 구리 원료와 함께 용해해도 된다. 또, 본 합금의 리사이클재 및 스크랩재를 사용해도 된다. 또한, Zr, Si 이외의 원소 (예를 들어 Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg, Ti, Co, Cr, P, Ca, Te, B 등) 를 첨가하는 경우에도, 동일하게 각종 원료를 사용할 수 있다.

구리 용탕은, 순도가 99.99 mass％ 이상으로 된 이른바 4 NCu 로 하는 것이 바람직하다. 또, 구리 합금 용탕의 용제시에는, Zr 및 Si 의 산화 등을 억제하기 위하여, 진공로, 혹은 불활성 가스 분위기 또는 환원성 분위기로 된 분위기로를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 성분 조정된 구리 합금 용탕을 주형에 주입하여 주괴를 만들어낸다. 또한, 양산을 고려한 경우에는, 연속 주조법 또는 반연속 주조법을 사용하는 것이 바람직하다.

(열처리 공정 S02)

다음으로, 얻어진 주괴의 균질화 및 용체화를 위하여 열처리를 실시한다. 주괴를 800 ℃ 이상 1080 ℃ 이하로까지 가열하는 열처리를 실시함으로써, 주괴 내에 있어서, Zr 및 Si 를 균질하게 확산시키거나, Zr 및 Si 를 모상 중에 고용시키거나 하는 것이다. 이 열처리 공정 S02 는, 비산화성 또는 환원성 분위기 중에서 실시하는 것이 바람직하다.

가열 후의 냉각 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 워터 ?칭 등 냉각 속도가 200 ℃/min 이상이 되는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

(열간 가공 공정 S03)

다음으로, 조 (粗) 가공의 효율화와 조직의 균일화를 위하여 열간 가공을 실시한다. 가공 방법은 특별히 한정되지 않지만, 최종 형상이 판, 조 (條) 인 경우에는 압연을 채용하는 것이 바람직하다. 선이나 봉인 경우에는 압출이나 홈 압연, 벌크 형상의 경우에는 단조나 프레스를 채용하는 것이 바람직하다. 열간 가공시의 온도도 특별히 한정되지 않지만, 500 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

또한, 열간 가공 후의 냉각 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 워터 ?칭 등 냉각 속도가 200 ℃/min 이상이 되는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

(중간 가공 공정 S04/중간 열처리 공정 S05)

또, 열간 가공 후, 용체화의 철저, 재결정 조직화 또는 가공성 향상을 위한 연화를 목적으로 하여 중간 가공, 중간 열처리를 부가해도 된다. 이 중간 가공 공정 S04 에 있어서의 온도 조건은 특별히 한정은 없지만, 냉간 가공이 되는 －200 ℃ 내지 200 ℃ 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또, 중간 가공 공정 S04 에 있어서의 가공률은, 최종 형상에 근사하도록 적절히 선택되게 되지만, 최종 형상을 얻을 때까지의 중간 열처리 공정 S05 의 횟수를 줄이기 위해서는, 20 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 가공률을 30 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 소성 가공 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 압연, 선긋기, 압출, 홈 압연, 단조, 프레스 등을 채용할 수 있다.

중간 열처리 공정 S05 에 있어서의 열처리 방법은 특별히 한정은 없지만, 바람직하게는 500 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 조건으로, 비산화 분위기 또는 환원성 분위기 중에서 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 중간 가공 공정 S04, 중간 열처리 공정 S05 는 반복하여 실시해도 된다.

(마무리 가공 공정 S06)

다음으로, 상기의 공정을 실시한 재료를 필요에 따라 절단함과 함께, 표면에 형성된 산화막 등을 제거하기 위하여 필요에 따라 표면 연삭을 실시한다. 그리고, 소정의 가공률로 냉간 가공을 실시한다. 또한, 이 마무리 가공 공정 S06 에 있어서의 온도 조건은 특별히 한정은 없지만, －200 ℃ 내지 200 ℃ 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또, 가공률은, 최종 형상에 근사하도록 적절히 선택되게 되지만, 가공 경화에 의해 강도를 향상시키기 위해서는, 가공률을 30 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 추가적인 강도의 향상을 도모하는 경우에는, 가공률을 50 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 소성 가공 방법은 특별히 한정되지 않지만, 최종 형상이 판, 조인 경우에는 압연을 채용하는 것이 바람직하다. 선이나 봉의 경우에는 압출이나 홈 압연, 벌크 형상의 경우에는 단조나 프레스를 채용하는 것이 바람직하다.

(시효 열처리 공정 S07)

다음으로, 마무리 가공 공정 S06 에 의해 얻어진 마무리 가공재에 대해, 강도, 도전율의 상승을 위하여 시효 열처리를 실시한다. 이 시효 열처리 공정 S07 에 의해 입경 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 미세한 Cu-Zr-Si 입자가 석출되게 된다.

여기서 열처리 온도는 특별히 한정되지 않지만, 최적의 사이즈의 Cu-Zr-Si 입자를 균일하게 분산 석출시키기 위하여, 250 ℃ 이상 600 ℃ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도전율에 의해 석출 상태를 파악할 수 있는 점에서, 소정의 도전율이 되도록, 열처리 조건 (온도, 시간) 을 적절히 설정하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 서술한 마무리 가공 공정 S06 과 시효 열처리 공정 S07 을 반복 실시해도 된다. 또, 시효 열처리 공정 S07 의 후에, 형상 수정이나 강도 향상을 위하여 1 ％ 내지 70 ％ 의 가공률로 냉간 가공을 실시해도 된다. 또한, 조질이나 잔류 변형의 제거를 위하여 열처리를 실시해도 된다. 또한, 열처리 후의 냉각 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 워터 ?칭 등 냉각 속도가 200 ℃/min 이상이 되는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여, Cu-Zr-Si 입자를 갖는 전기·전자 기기용 구리 합금이 만들어지게 된다. 이 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 0.2 ％ 내력이 300 ㎫ 이상, 비커스 경도가 100 HV 이상으로 되어 있다.

또, 마무리 가공 공정 S06 에 있어서의 가공 방법으로서 압연을 적용한 경우, 판두께 0.05 ∼ 1.0 ㎜ 정도의 전자·전기 기기용 구리 합금 박판 (조재 (條材)) 을 얻을 수 있다. 이와 같은 박판은, 이것을 그대로 전자·전기 기기용 부품에 사용해도 되지만, 판면의 일방 혹은 양면에, 막두께 0.1 ∼ 10 ㎛ 정도의 Sn 도금 또는 Ag 도금을 실시하여, 도금이 형성된 구리 합금조로 해도 된다.

또한, 본 실시형태인 전기·전자 기기용 구리 합금 (전자·전기 기기용 구리 합금 박판) 을 소재로 하여, 타발 가공이나 굽힘 가공 등을 실시함으로써, 예를 들어 커넥터 등의 단자, 릴레이, 리드 프레임, 버스 바와 같은 전자·전기 기기용 부품이 성형된다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시형태인 전기·전자 기기용 구리 합금에 의하면, Zr 의 함유량이 0.01 mass％ 이상 0.11 mass％ 미만, Si 의 함유량이 0.002 mass％ 이상 0.03 mass％ 미만으로 되고, Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 가 2 이상 30 이하로 되어 있으므로, 상기 서술한 Cu-Zr-Si 입자를 형성하여 구리의 모상 중에 분산시킴으로써, 도전율을 유지한 채로 내력을 향상시키거나, 혹은 내력을 유지한 채로 도전율을 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 비커스 경도를 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 실시형태에 있어서는, 입경 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 미세한 Cu-Zr-Si 입자를 갖고 있으므로, 높은 도전율을 유지한 채로 내력의 향상을 도모할 수 있다.

혹은, 높은 내력을 유지한 채로 도전율을 더욱 높게 할 수 있다. 또, 비커스 경도를 향상시킬 수 있다.

또한, 입경이 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 범위 내로 된 조대한 Cu-Zr-Si 입자를 갖고 있으므로, 전단 가공시에 조대한 Cu-Zr-Si 입자가 파괴의 기점이 되어, 전단 가공성을 대폭 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 도전율이 80 ％IACS 이상으로 되어 있으므로, Zr 이나 Si 가 구리의 모상 중에 고용되어 있지 않아, Cu-Zr-Si 입자가 모상 중에 충분히 분산되어 있게 되고, 강도를 확실하게 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 특히 높은 도전율이 요구되는 전자·전기용 부품의 소재로서 사용할 수 있다.

여기서, 본 실시형태의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서, 추가로 Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하는 경우에는, 이들 원소가 구리의 모상 중에 고용됨으로써, 더욱 내력을 향상시킬 수 있다. 즉, 고용 강화에 의해 강도의 향상을 도모할 수 있는 것이다.

또, 본 실시형태의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서, 추가로 Ti, Co, Cr 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하는 경우에는, 이들 원소가 단독으로 혹은 화합물로서 석출됨으로써, 도전율을 저하시키지 않고, 더욱 내력을 향상시킬 수 있다. 즉, 석출 강화에 의해 강도의 향상을 도모할 수 있는 것이다.

또한, 본 실시형태의 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서, 추가로 P, Ca, Te, B 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하는 경우에는, 이들 원소가 용해 주조시에 정출 및 편석에 의해 비교적 조대한 입자를 형성하게 되어, 이 조대한 입자가 전단 가공시에 파괴와 기점이 되기 때문에, 전단 가공성을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금에 있어서는, 0.2 ％ 내력이 300 ㎫ 이상인 기계 특성을 갖기 때문에, 예를 들어 전자 릴레이의 가동 도전편 혹은 단자의 스프링부와 같이, 특히 고강도가 요구되는 부품에 적절하다.

본 실시형태인 전자·전기 기기용 구리 합금 박판은, 상기 서술한 전자·전기 기기용 구리 합금의 압연재로 이루어지기 때문에, 내응력 완화 특성이 우수하고, 커넥터, 그 밖의 단자, 전자 릴레이의 가동 도전편, 리드 프레임, 버스 바 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 용도에 따라, 표면에 Sn 도금 및 Ag 도금을 형성하여 사용해도 된다.

본 실시형태인 전자·전기 기기용 부품, 단자, 버스 바는, 상기 서술한 본 실시형태의 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지기 때문에, 치수 정밀도가 우수하고, 소형화 및 박육화해도 우수한 특성을 발휘할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태인 전기·전자 기기용 구리 합금에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 전기·전자 기기용 구리 합금의 제조 방법의 일례에 대해 설명했지만, 제조 방법은 본 실시형태에 한정되지는 않고, 기존의 제조 방법을 적절히 선택하여 제조해도 된다.

실시예

이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 실시한 확인 실험의 결과에 대해 설명한다.

순도 99.99 mass％ 이상의 무산소동 (ASTM F68-Class1) 으로 이루어지는 구리 원료를 준비하고, 이것을 고순도 그라파이트 도가니 내에 장입하고, Ar 가스 분위기로 된 분위기로 내에 있어서 고주파 용해시켰다. 얻어진 구리 용탕 내에, 각종 첨가 원소를 첨가하여 표 1 및 표 2 에 나타내는 성분 조성으로 조제하고, 수랭 구리 주형에 주탕 (注湯) 하여 주괴를 만들어냈다. 또한, 주괴의 크기는, 두께 약 20 ㎜ × 폭 약 20 ㎜ × 길이 약 100 ∼ 120 ㎜ 로 하였다.

얻어진 주괴에 대해, Ar 가스 분위기 중에 있어서, 균질화와 용체화를 위하여 표 3 및 표 4 에 기재된 온도 조건으로 4 시간의 가열을 실시하는 열처리 공정을 실시하고, 그 후, 워터 ?칭을 실시하였다. 열처리 후의 주괴를 절단함과 함께, 산화 피막을 제거하기 위하여 표면 연삭을 실시하였다.

그 후, 표 3 및 표 4 에 기재된 가공률, 온도에서 열간 압연을 실시하고, 워터 ?칭을 실시한 후, 표 3 및 표 4 에 기재된 조건에서 마무리 가공 공정으로서 냉간 압연을 실시하여, 두께 약 0.5 ㎜ 의 조재를 만들어냈다.

그리고, 얻어진 조재에 대해, 표 3 및 표 4 에 기재된 온도에서, 표 5 및 표 6 에 기재된 도전율이 될 때까지 시효 열처리를 실시하여, 특성 평가용 조재를 제조하였다.

(가공성 평가)

가공성의 평가로서, 상기 서술한 마무리 가공 공정 (냉간 압연시) 에 있어서의 모서리 균열의 유무 (냉간 압연 균열의 유무) 를 관찰하였다. 육안으로 모서리 균열이 전혀 혹은 거의 관찰되지 않은 것을「A」, 길이 1 ㎜ 미만의 작은 모서리 균열이 발생한 것을「B」, 길이 1 ㎜ 이상 3 ㎜ 미만의 모서리 균열이 발생한 것을「C」, 길이 3 ㎜ 이상의 큰 모서리 균열이 발생한 것을「D」로 하였다. 모서리 균열의 길이가 1 ㎜ 이상 3 ㎜ 미만인「C」는 실용상 문제가 없는 것으로 판단하였다.

또한, 모서리 균열의 길이란, 압연재의 폭 방향 단부로부터 폭 방향 중앙부를 향하는 모서리 균열의 길이이다. 평가 결과를 표 5 및 표 6 에 나타낸다.

(입자 관찰)

Cu, Zr, Si 를 함유하는 Cu-Zr-Si 입자를 확인하기 위하여, 투과형 전자현미경 (TEM : 니혼 전자 주식회사 제조, JEM-2010F) 을 사용하여 입자 관찰하고, EDX 분석 (에너지 분산형 X 선 분광법) 을 실시하였다.

먼저, 도 2 에 나타내는 바와 같이, TEM 을 사용하여 20,000 배 (관찰 시야 : 2 × 10⁷ ㎚²) 로 관찰하였다. 그리고, 관찰된 입자에 대해, 도 3a 에 나타내는 바와 같이, 100,000 배 (관찰 시야 : 7 × 10⁵ ㎚²) 로 관찰을 실시하였다. 또, 입경이 10 ㎚ 미만인 입자에 대해서는, 추가로 500,000 배 (관찰 시야 : 3 × 10⁴ ㎚²) 로 관찰을 실시하였다.

또, 관찰된 입자에 대해, EDX (에너지 분산형 X 선 분광법) 를 사용하여 조성을 분석하고, Cu-Zr-Si 입자인 것을 확인하였다. EDX 분석 결과의 일례를 도 3b 에 나타낸다.

Cu-Zr-Si 입자의 입경은, 장경 (도중에 입계에 접하지 않는 조건으로 입자 내에 가장 길게 그을 수 있는 직선의 길이) 과 단경 (장경과 직각으로 교차하는 방향으로, 도중에 입계에 접하지 않는 조건으로 가장 길게 그을 수 있는 직선의 길이) 의 평균치로 하였다.

조직 관찰에 의해, 입경 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 범위 내의 Cu-Zr-Si 입자가 관찰된 것을 A, 관찰되지 않은 것을 D 로 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 5 및 표 6 에 나타낸다.

(도전율)

특성 평가용 조재로부터 폭 10 ㎜ × 길이 60 ㎜ 의 시험편을 채취하고, 4 단자법에 의해 전기 저항을 구하였다. 또, 마이크로 미터를 사용하여 시험편의 치수 측정을 실시하고, 시험편의 체적을 산출하였다. 그리고, 측정한 전기 저항치와 체적으로부터 도전율을 산출하였다. 또한, 시험편은, 그 길이 방향이 특성 평가용 조재의 압연 방향에 대해 수직이 되도록 채취하였다. 측정 결과를 표 5 및 표 6 에 나타낸다.

(기계적 특성)

특성 평가용 조재로부터 JIS Z 2241 (ISO 6892-1 : 2009, Metallic materials-Tensile testing-Part 1 : Method of test at room temperature (MOD)) 에 규정되는 13B 호 시험편을 채취하고, 오프셋법에 의해 0.2 ％ 내력, 인장 강도를 측정하였다. 또한, 시험편은, 인장 시험의 인장 방향이 특성 평가용 조재의 압연 방향에 대해 수직이 되도록 채취하였다.

또, 영률 E 는, 상기 서술한 시험편에 변형 게이지를 첩부 (貼付) 하고, 하중-신장 곡선의 구배로부터 구하였다. 평가 결과를 표 5 및 표 6 에 나타낸다.

(비커스 경도)

JIS Z 2244 (ISO 6507-4 에 준한다) 에 규정되어 있는 마이크로 비커스 경도 시험 방법에 준거하여, 시험 하중 0.98 N 으로 비커스 경도를 측정하였다. 평가 결과를 표 5 및 표 6 에 나타낸다.

Zr 의 함유량이 본 발명의 범위보다 많은 비교예 1 에 있어서는, 마무리 가공 (냉간 압연) 시에 큰 모서리 균열이 발생하였다. 이 때문에, 그 후의 공정과 평가를 중지하였다.

Zr 의 함유량이 본 발명의 범위보다 적은 비교예 2 에 있어서는, 입경 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 Cu-Zr-Si 입자가 관찰되지 않고, 0.2 ％ 내력이 218 ㎫ 로 낮고, 비커스 경도도 불충분하였다. 여기서, 비교예 2 에 있어서 Cu-Zr-Si 입자가 없음에도 불구하고 도전율이 높아진 것은, Zr, Si 모두 첨가량이 지나치게 낮기 때문에 Zr, Si 가 석출되지 않고, 또 구리 중에 고용되어 있는 양이 적기 때문이다.

Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 가 본 발명의 범위보다 작은 비교예 3 에 있어서는, 도전율이 크게 저하되었다. 여기서, 비교예 3 에 있어서 Cu-Zr-Si 입자가 있음에도 불구하고 도전율이 낮아진 것은, Si 를 과잉으로 첨가했기 때문에 Cu-Zr-Si 입자가 석출되어도 또한 잉여의 Si 가 구리 중에 많이 고용되어 있기 때문이다.

이에 반하여, 본 발명예 1 ∼ 44 에 있어서는, 마무리 가공 (냉간 압연) 시에 3 ㎜ 이상의 큰 모서리 균열은 발생하지 않았다. 또, 모두 입경 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 Cu-Zr-Si 입자가 관찰되었고, 높은 도전율과 높은 내력을 갖고 있었다. 또한, 비커스 경도가 높아졌다.

이상과 같은 점에서, 본 발명예에 의하면, 높은 도전율과 높은 내력을 가짐과 함께 비커스 경도가 높고, 전자·전기 기기용 부품에 적절한 전자 기기용 구리 합금을 제공할 수 있는 것이 확인되었다.

Claims

Zr 을 0.01 mass％ 이상 0.11 mass％ 미만, Si 를 0.002 mass％ 이상 0.03 mass％ 미만 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고,
Zr 의 함유량 (mass％) 과 Si 의 함유량 (mass％) 의 비 Zr/Si 가 2 이상 30 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항에 있어서,
Cu 와 Zr 과 Si 를 함유하는 Cu-Zr-Si 입자를 갖는 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 2 항에 있어서,
상기 Cu-Zr-Si 입자의 적어도 일부는, 입경이 1 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 범위 내로 되어 있는 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, Ag, Sn, Al, Ni, Zn, Mg 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있는 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, Ti, Co, Cr 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있는 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, P, Ca, Te, B 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005 mass％ 이상 0.1 mass％ 이하의 범위 내에서 함유하고 있는 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
도전율이 80 ％IACS 이상인 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
0.2 ％ 내력이 300 ㎫ 이상인 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
표면의 비커스 경도가 100 HV 이상인 전자·전기 기기용 구리 합금.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전자·전기 기기용 구리 합금의 압연재로 이루어지고, 두께가 0.05 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 전자·전기 기기용 구리 합금 박판.
제 10 항에 있어서,
표면에 Sn 도금 또는 Ag 도금이 실시되어 있는 전자·전기 기기용 구리 합금 박판.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자·전기 기기용 부품.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단자.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전자·전기 기기용 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버스 바.