KR20190095251A

KR20190095251A - 구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20190095251A
Application number: KR1020197010763A
Authority: KR
Inventors: 다케미 이소마츠; 쇼이치 단조
Original assignee: 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2019-08-14
Also published as: CN109844147A; JP6310538B1; JP2018095928A; CN109844147B; TW201821624A; TWI737845B; KR102349545B1; WO2018110037A1

Abstract

본 발명은, 구리 합금 선봉재의 집합 조직의 적정화를 도모하고, 집합 조직 제어에 의한 특성을 유효하게 발휘시켜, 강도와 내피로 특성이 우수한 구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 소정량 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 또한 집합 조직을 갖는 구리 합금 선봉재로서, 상기 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 하는, 구리 합금 선봉재.

Description

구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법

본 발명은, 구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전기 전자 부품이나, 정밀 기기, 자동차 등의 금속 부품으로서 사용하는 데에 바람직한 구리 합금 선봉재의 개량에 관한 것이다.

최근, 전자 부품의 현저한 경박·단소화에 수반하여, 특히 신뢰성이 요구되는 부품에는, 강도가 높은 베릴륨 구리, 티탄 구리 등의 고강도형 구리 합금의 수요가 증가하고 있다. 그러나, 베릴륨 구리는, 베릴륨 화합물이 독성을 갖는 등의 문제점이 있고, 티탄 구리는, 내식성이 낮아, 염수 분무 시험에서 용이하게 부식되는 등의 문제가 있어, 예를 들어 최근 등장한 스마트 워치나 안경형 단말과 같은 웨어러블 기기 등의, 인체와 접촉하고 야외에서의 사용이 상정되는 제품의 부품으로는 부적당하다.

이와 같은 배경으로부터, 최근에는 독성이 없고, 강도나 내식성이 우수한 Cu-Ni-Sn 계 합금이 주목되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 소정의 합금 조성을 갖고, 판재의 압연 방향에 대해 수직인 단면에 있어서의 평균 결정 입경이 6 ㎛ 미만이고, 결정립의 판폭 방향의 평균 길이 x 와 판두께 방향의 평균 길이 y 의 비 x/y 가 1 ≤ x/y ≤ 2.5 를 만족하고, 판재의 압연 방향에 대해 평행한 판면에 있어서의 X 선 회절 강도비는, (220) 면의 X 선 회절 강도를 1 로서 규격화했을 때에, (100) 면의 강도비가 0.30 이하, (111) 면의 강도비가 0.45 이하, (311) 면의 강도비가 0.60 이하이고, (111) 면의 강도비는, (100) 면의 강도비보다 크고, (311) 면의 강도비보다 작은 것을 특징으로 하는, 강도와 굽힘 가공성이 우수한 Cu-Ni-Sn 계 합금이 기재되어 있다.

또, 특허문헌 2 에는, 소정의 합금 조성을 갖고, 재료의 압연 가공 방향에 수직인 단면의 X 선 회절 강도에 있어서 S_RD ≥ 2 이고, 또한 재료의 압연 가공 방향과 평행한 단면의 X 선 회절 강도로 S_TD ≥ 4 이고, S_RD × S_TD ≥ 25 인 것을 특징으로 하는, 프레스 가공성이 우수한 Cu-Ni-Sn 계 합금이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 3 에는, 소정의 합금 조성을 갖고, 결정립의 판두께 방향의 평균 직경 x (㎛) 와 압연 방향과 평행한 평균 직경 y 의 비 (y/x) 가 1.2 ∼ 12, 또한 0 ＜x ≤ 15 를 만족하고, 단면 검경 (檢鏡) 에 의해 관찰되는 장경 0.1 ㎛ 이상의 제 2 상 입자의 개수가 1.0 × 10⁵/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는, 양호한 굽힘 가공성과 높은 강도를 양립시킨 Cu-Ni-Sn 계 합금이 기재되어 있다.

그런데, 손목 시계나 스마트 폰, 스마트 워치, 노트북 등의 정밀 기기의 통전부나 구조부, 가동부 (예를 들어, 미소한 기어의 축이나, 노트북의 디스플레이 가동부의 축) 에 사용되는 구리 합금 선봉재에서는, 반복적인 진동에 의한 국소적인 응력 집중에 의해, 피로 파괴를 발생시키는 경우가 있다. 또, 이것들의 기기에 외부로부터 충격이 가해졌을 때에는, 순간적으로 큰 충격이 되는 경우가 있고, 부품의 손상이나 파괴가 발생하는 경우가 있어, 기기의 사용이 곤란해지는 경우가 있다. 그 때문에, 최근, 이들의 기기에 사용되는 구리 합금 선봉재에는, 높은 강도와 우수한 내피로 특성이 요구되어 오고 있다.

이에 반하여 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 Cu-Ni-Sn 계 합금의 발명에서는, 고강도화나 굽힘 가공성 향상의 검토가 실시되고 있지만, 이들은 모두 판재에 관한 것으로, 구리 합금 선봉재로서의 강도 및 내피로 특성의 향상에 대해서는, 전혀 검토되어 있지 않다. 그 때문에, 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 합금재에서는, 구리 합금 선봉재로서 충분한 강도와 내피로 특성의 향상을 실현할 수 없었다.

일본 특허공보 제5839126호 일본 특허공보 제4009981호 일본 공개특허공보 2009-242895호

본 발명은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 구리 합금 선봉재의 집합 조직의 적정화를 도모하고, 집합 조직 제어에 의한 특성을 유효하게 발휘시켜, 강도와 내피로 특성이 우수한 구리 합금 선봉재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들이 예의 검토를 실시한 결과, 주조 후의 냉간 가공, 열간 가공 후의 온간 가공에 의해, 합금 선봉재 내의 집합 조직이 적정화되고, 용체화 열처리시에 합금 선봉재 내의 집합 조직을 소정의 결정 구조로 제어할 수 있다는 지견을 얻고, 이들 지견에 기초하여, Cu-Ni-Sn 계 합금재에 있어서, 특히 강도 및 내피로 특성을 향상할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다.

[1] 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 또한 집합 조직을 갖는 구리 합금 선봉재로서,

상기 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 하는, 구리 합금 선봉재.

[2] 인장 강도가 1000 ㎫ 이상이고, 또한,

JIS Z 2273-1978 에 준거한 피로 시험에 있어서, 부하 응력을 500 ㎫ 로 했을 때의, 선봉재가 파단에 이르기까지의 반복 횟수가 1.00 × 10⁷ 회 이상인, 상기 [1] 에 기재된 구리 합금 선봉재.

[3] 상기 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는 1.40 질량％ 이하인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 구리 합금 선봉재.

[4] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 선봉재를 제조하는 방법으로서,

3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재에, 주조 [공정 1], 제 1 냉간 가공 [공정 2], 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5], 온간 가공 [공정 6], 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8], 제 3 냉간 가공 [공정 9], 용체화 열처리 [공정 10], 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12], 표면 연마 [공정 13] 을 이 순으로 실시하고,

상기 제 1 냉간 가공은, 가공률이 5 ∼ 20 ％ 이고,

상기 온간 가공은, 가열 온도가 100 ∼ 500 ℃ 및 가공률이 10 ％ 이상이고,

상기 용체화 열처리는, 승온 속도가 10 ℃/초 이상, 용체화 온도가 600 ∼ 900 ℃, 그 용체화 온도에서의 유지 시간이 1 ∼ 180 초간 및 냉각 속도가 10 ℃/초 이상되는 것을 특징으로 하는 구리 합금 선봉재의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 특히 강도 및 내피로 특성을 향상시킨 구리 합금 선봉재를 제공하는 것이 가능해졌다. 이 구리 합금 선봉재는, 손목 시계나 스마트 폰, 스마트 워치, 노트북 등의 정밀 기기의 통전부, 가동부에 사용하는 데에 적합하다. 이와 같은 본 발명의 구리 합금 선봉재에 의하면, 반복적인 진동 등에 의한 피로 파괴를 억제할 수 있어, 상기 각종 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 본 발명에 따르는 구리 합금 선봉재의 제조 방법에 의하면, 상기 구리 합금 선봉재를 바람직하게 제조할 수 있다.

도 1 은, EBSD 법에 의해 계측한, 본 발명의 구리 합금 선봉재의 집합 조직 (역극점도) 의 일례를 나타내는 도면이고, 구체적으로는, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면의 법선 방향, 즉 선재의 길이 방향의 역극점도이다.
도 2 는, 선봉재의 피로 시험의 시험 방법의 설명도이다.

이하, 본 발명의 구리 합금 선봉재의 바람직한 실시형태에 대해, 상세하게 설명한다.

본 발명에 따르는 구리 합금 선봉재 (이하, 간단히「선봉재」라고 하는 경우가 있다) 는, 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 또한 집합 조직을 갖고, 그 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 합금 조성에 함유 범위가 예시되어 있는 성분 중, 함유 범위의 하한치가「0 질량％」로 기재되어 있는 성분은 모두, 필요에 따라 임의로 첨가되는 임의 첨가 성분을 의미한다. 즉 소정의 첨가 성분이「0 질량％」인 경우, 그 첨가 성분은 함유되지 않은 것을 의미한다.

또, 본 발명에서 말하는「구리 합금 선봉재」란,「구리 합금선재」및「구리 합금봉재」의 총칭으로, 그 길이 방향에 수직인 직경 (직경, 굵기) 이 0.3 ∼ 100 ㎜ 정도의 선상 또는 봉상의 구리 합금재를 가리킨다. 또한, 이하 설명을 용이하게 하기 위하여, 구리 합금 선봉재의 길이 방향에 수직인 직경은, 구리 합금 선재 및 구리 합금 봉재에 특별히 상관없이, 총칭하여「선경 (線徑)」으로 칭한다. 또, 본 발명에 있어서 구리 합금선재는, 선경이 0.3 ∼ 5 ㎜ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 3 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 또, 구리 합금봉재는, 선경이 5 ∼ 100 ㎜ 인 것이 바람직하고, 6 ∼ 50 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다.

＜합금 조성＞

본 발명의 구리 합금 선봉재의 합금 조성과 그 작용에 대해 나타낸다.

(필수 첨가 성분)

본 발명의 구리 합금 선봉재는, 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고 있다.

[3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni]

Ni 는, Sn 과 함께 시효 경화능이 높기 때문에, 강도를 높이기 위한 작용을 갖는 중요한 원소이다. 이러한 작용을 발휘하려면, Ni 함유량은 3.0 질량％ 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, Ni 함유량이 25.0 질량％ 보다 많으면, 금속간 화합물이 생성되기 쉬워지고, 생성된 금속간 화합물이 잔존하면, 이것이 기점이 되어 냉간 가공시에 균열이 발생하기 쉬워져, 냉간 가공성이 현저하게 악화된다. 이 때문에, Ni 함유량은, 3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 범위로 하고, 바람직하게는 9.0 ∼ 23.0 질량％ 의 범위로 한다.

[0.10 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn]

Sn 은, Ni 와 함께 시효 경화능이 높기 때문에, 강도를 높이기 위한 작용을 갖는 중요한 원소이다. 이러한 작용을 발휘하려면, Sn 함유량은 0.10 질량％ 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, Sn 함유량이 9.5 질량％ 보다 많으면, Ni 의 경우와 마찬가지로 금속간 화합물이 생성되기 쉬워지고, 생성된 금속간 화합물이 잔존하면, 이것이 기점이 되어 냉간 가공시에 균열이 발생하기 쉬워져, 냉간 가공성이 현저하게 악화된다. 이 때문에, Sn 함유량은, 0.10 ∼ 9.5 질량％ 의 범위로 하고, 바람직하게는 0.15 ∼ 9.5 질량％ 의 범위로 한다.

(임의 첨가 성분)

본 발명의 구리 합금 선봉재는, Ni 및 Sn 의 필수의 첨가 성분에 더하여, 추가로, 임의 첨가 원소로서 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유한다. 즉, 본 발명의 구리 합금 선봉재는, Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고 있으면 되고, 상기 적어도 1 성분이 함유되는 한, 그 밖의 성분에 대해서는 함유량이 0 질량％ 여도 된다. 또, 각 첨가 성분을 함유시키는 경우의 바람직한 함유량은, 각각 이하와 같다.

[0.02 ∼ 0.50 질량％ 의 Fe]

Fe 는, 도전율, 강도, 응력 완화 특성, 도금성 등의 제품 특성을 개선하는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Fe 함유량을 0.02 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Fe 를 0.50 질량％ 보다 많이 함유시켜도, 효과가 포화될 뿐만 아니라, 오히려 도전율을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Fe 함유량은 0.02 ∼ 0.50 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[0.01 ∼ 0.90 질량％ 의 Si]

Si 는, 납땜시의 내열 박리성이나 내마이그레이션성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Si 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Si 함유량이 0.90 질량％ 를 초과하면, 도전성을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Si 함유량은 0.01 ∼ 0.90 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[0.01 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg]

Mg 는, 응력 완화 특성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Mg 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Mg 함유량이 0.30 질량％ 를 초과하면, 도전성을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Mg 함유량은 0.01 ∼ 0.30 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[0.01 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn]

Mn 은, 모상 (母相)에 고용되어 신선 (伸線) 등의 가공성을 향상시킴과 함께, 입계 반응형 석출의 급격한 발달을 억제하고, 입계 반응형 석출에 의해 발생하는 불연속성 석출 셀 조직의 제어를 가능하게 하는 효과를 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Mn 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Mn 을 0.50 질량％ 보다 많이 함유시켜도, 효과가 포화될 뿐만 아니라, 도전율의 저하나 굽힘 가공성에 대한 악영향을 미치는 경향이 있다. 이 때문에, Mn 함유량은 0.01 ∼ 0.50 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn]

Zn 은, 굽힘 가공성을 개선함과 함께, Sn 도금이나 땜납 도금의 밀착성이나 마이그레이션 특성을 개선하는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Zn 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Zn 함유량이 0.10 질량％ 를 초과하면, 도전성을 저하시키는 경향이 있다. 이 때문에, Zn 함유량은 0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[0.01 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr]

Zr 은, 주로 결정립을 미세화시켜, 구리 합금 선봉재의 강도나 굽힘 가공성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Zr 함유량을 0.01 질량 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Zr 함유량이 0.15 질량％ 를 초과하면, 화합물을 형성하여, 도전율 및 구리 합금 선봉재의 신선 등의 가공성이 현저하게 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, Zr 함유량은 0.01 ∼ 0.15 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb]

Pb 는, 도전율을 저해하지 않고 강도, 응력 완화 특성 등의 제품 특성을 개선하는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Pb 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Pb 를 0.10 질량％ 보다 많이 함유시켜도, 특성을 개선하는 효과가 포화될 뿐만 아니라, 화합물을 형성하여, 열간 가공성이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, Pb 함유량은 0.01 ∼ 0.10 질량％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는 1.40 질량％ 이하]

Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는, 1.40 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 임의 첨가 성분의 적어도 1 성분의 함유량의 합계가 1.40 질량％ 이하이면, 가공성이나 도전율의 저하가 잘 발생하지 않는다. 이 때문에, 상기 임의 첨가 성분의 함유량의 합계는, 1.40 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

(잔부 : Cu 및 불가피 불순물)

상기 서술한 성분 이외의 잔부는, Cu 및 불가피 불순물이다. 여기서 말하는 불가피 불순물은, 제조 공정 상, 불가피적으로 함유될 수 있는 함유 레벨의 불순물을 의미한다. 불가피 불순물은, 함유량에 따라서는 도전율을 저하시키는 요인도 될 수 있기 때문에, 도전율의 저하를 가미하여 불가피 불순물의 함유량을 어느 정도 억제하는 것이 바람직하다. 불가피 불순물로서 들 수 있는 성분으로는, 예를 들어, 탄소 (C), 산소 (O), 황 (S) 등을 들 수 있다.

＜집합 조직＞

본 발명의 구리 합금 선봉재는, 집합 조직을 갖고, 이 집합 조직은, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상, 바람직하게는 5.1 ∼ 15.0 이고, 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상, 바람직하게는 5.5 ∼ 20.0 이다.

여기서, 선봉재의 길이 방향은, 선봉재를 제조할 때의 가공 방향 (예를 들어, 신선 방향이나 압출 방향) 에 대응한다. 즉, 예를 들어 신선 가공에 의해 제조한 선봉재의 길이 방향의 역극점도란, 측정면의 법선 방향 (ND) 을 선봉재의 신선 방향 (Drawing Direction : DD) 에 일치시켜 얻어진 역극점도 (Inverse Pole Figure : IPF) 이다. 또,「역극점도」란 시료의 좌표계의 특정한 방향에 주목하여, 어느 결정면의 법선 방위가 그 특정 방향을 향하고 있는 것인지를 나타내고 있고, 시료 전체의 배향성을 파악하는 데에 적합하다. 또한「방위 밀도」란, 일반적으로 결정립 방위 분포 함수 (ODF : crystal orientation distribution function) 로도 나타내지고, 랜덤인 결정 방위 분포 상태를 1 로 하고, 그것에 대한 특정한 결정 방위의 결정립이 몇 배의 집적으로 되어 있는지를 나타내는 것으로, 집합 조직의 결정 방위의 존재 비율 및 분산 상태를 정량적으로 해석할 때에 사용한다. 방위 밀도는, EBSD 및 X 선 회절 측정 결과로부터, (100), (110), (112) 정극점도 등 3 종류 이상의 정극점도 측정 데이터에 기초하여, 급수 전개법에 의한 결정 방위 분포 해석법에 의해 산출된다.

본 발명자들은, 강도 및 내피로 특성의 쌍방을 높이기 위하여, 집합 조직에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, 합금 조성을 상기 범위에 한정한 후, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 EBSD 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 선봉재의 길이 방향 (가공 방향) 의 역극점도의 (100) 면방위와 (111) 면방위는, 다른 결정 방위에 비하여 결정립 내의 변형 차 (KAM 치 : Karnel Average Misorientation) 가 높고, 결정 입경이 약간 큰 경향이 있는 것을 알 수 있고, 탄성역에서의 전위의 축적이 억제되는 것을 알 수 있었다. 또한, 선봉재의 길이 방향 (가공 방향) 의 역극점도를 보았을 때에, (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를 5.0 이상, (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도를 5.0 이상으로 제어함으로써, 특히 내피로 특성이 개선되는 것을 알아냈다.

또, 선봉재의 길이 방향 (가공 방향) 의 역극점도의 (111) 면방위는, 슈미트 인자가 낮아, 선봉재의 강도를 높이는 특징이 있고, (111) 면방위의 방위 밀도를 5.0 이상으로 함으로써, 고강도가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

상기와 같은 지견에 기초하여, 본 발명에서는, 선봉재의 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치와, (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를, 각각 상기 범위에 한정하였다.

또한, 강도에 대해서는, 시효 석출 열처리 후에 충분한 시효 경화를 발현시킴으로써도 높아진다. 이와 같은 시효 석출 열처리 후의 금속 조직은, 특정 방향으로 고용된 용질 원자인 Sn 의 농도가 주기성을 갖고 있고, 예를 들어, 특정 방향 (가공 방향) 을 따라 측정했을 때의 Sn 의 주기적인 농도 요동의 평균 파장이 수 ㎚ ∼ 수십 ㎚ 정도인 것이 바람직하다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의, 신선 방향 (Drawing Direction) 의 역극점도의 일례를 나타내는 것으로, EBSD 측정 결과로부터 해석하여 얻었다. 이 역극점도에서는, 각 방위의 방위 밀도를 색으로 나타내고 있고, 적색이 가장 방위 밀도가 높은 경향이 된다.

또, 본 발명에서는, 상기 집합 조직의 해석에는 EBSD 법을 이용하였다. EBSD 법이란, Electron BackScatter Diffraction 의 약자로, 주사 전자 현미경 (SEM) 내에서 시료에 전자선을 조사했을 때에 발생하는 반사 전자 키쿠치선 회절을 이용한 결정 방위 해석 기술이다. 본 발명에 있어서의 EBSD 측정에서는, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면을 측정면으로 하여, 800 ㎛ × 800 ㎛ 의 시료 면적에 대해, 0.1 ㎛ 스텝으로 스캔하여, 측정하였다. 상기 측정 면적 및 스캔 스텝은, 시료의 결정립의 크기에 따라 결정하면 된다. 측정 후의 결정립의 해석에는, 해석용 소프트웨어 (주식회사 TSL 솔루션즈 제조, OIM Analysis) 를 사용하였다. EBSD 에 의한 결정립의 해석에 있어서 얻어지는 정보는, 전자선이 시료에 침입되는 수십 ㎚ 의 깊이까지의 정보를 포함하고 있다.

또, (100) 면방위로부터 15°이내란, (100) 면으로부터의 어긋남 각도가 15°이내 (0°을 포함한다) 의 결정립을 가리킨다. 또한, (111) 면방위의 경우도 마찬가지이다.

또, 방위 밀도의 평균치란, 1 개의 봉선재에 대해, 적어도 5 개의 관찰면에서 각 면 방위의 방위 밀도의 측정을 실시하여, 각각의 측정치의 합계를 관찰면의 총 수로 평균한 값을 가리킨다.

[구리 합금 선봉재의 제조 방법]

다음으로, 본 발명의 구리 합금 선봉재의 바람직한 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 구리 합금 선봉재는, 3.0 ∼ 25.0 질량％ Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ Sn 을 함유시키고, 또한 임의 첨가 성분으로서 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 소정량 함유시켜, 잔부가 Cu 와 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재를 준비하고, 이 구리 합금 소재에, 주조 [공정 1], 제 1 냉간 가공 [공정 2], 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5], 온간 가공 [공정 6], 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8], 제 3 냉간 가공 [공정 9], 용체화 열처리 [공정 10], 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12], 표면 연마 [공정 13] 을 이 순으로 실시함으로써 제조된다. 특히 본 발명의 구리 합금 선봉재를 제조하려면, 제 1 냉간 가공 [공정 2], 온간 가공 [공정 6] 및 용체화 열처리 [공정 10] 의 각 조건을 제어, 관리하는 것이 바람직하다.

Cu, Ni 및 Sn 의 원료를, 주조기 내부 (내벽) 가 바람직하게는 탄소제의, 예를 들어 흑연 도가니에서, 용해시켜 주조한다 [공정 1]. 용해시킬 때의 주조기 내부의 분위기는, 산화물의 생성을 방지하기 위하여 진공 혹은 질소나 아르곤 등의 불활성 가스 분위기로 하는 것이 바람직하다. 주조 방법에는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 횡형 연속 주조기나 업 캐스트법 등을 사용할 수 있다.

주조 후에는 급랭시켜, 제 1 냉간 가공 [공정 2] 을 실시한다. 제 1 냉간 가공에서는, 주괴시에 대해 변형을 부여하고, 주괴시에 발생한 응고 편석을 분산시킨다. 제 1 냉간 가공은, 가공률 5 ∼ 20 ％ 로 한다. 또한, 제 1 냉간 가공의 가공률이 5 ％ 미만이면, (111) 면으로부터 15°이내의 방위 밀도의 형성이 불충분해지는 경향이 있고, 또, 20 ％ 를 초과하면, (100) 면으로부터 15°이내의 방위 밀도의 형성이 불충분해지는 경향이 있다.

여기서, 가공률 R (％) 은 하기 (1) 식으로 정의된다 (이하에 있어서 동일하다).

R ＝ (r₀ ² － r²)/r₀ ² × 100 … (1)

상기 (1) 식 중, r₀ 은 가공 전의 직경 (선경) 이고, r 은 가공 후의 직경 (선경) 이다.

또, 냉간 가공에 대해서는, 신선 가공, 압출 가공, 삼방 롤 등을 사용한 압연 가공 중 어느 것으로도 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 신선 가공이다. 또한, 이하에서 설명하는 각 냉간 가공, 열간 가공 및 온간 가공의 경우에 대해서도 동일하다.

제 1 냉간 가공 [공정 2] 에 계속해서, 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5] 을 순차 실시한다. 균질화 열처리 [공정 3] 에서는, 응고시에 발생한 조대한 정출물을, 가능한 한 모상에 고용시켜 작게 하여, 가능한 한 없애는 것이 바람직하다. 이와 같은 균질화 열처리는, 가열 온도 800 ∼ 1000 ℃ 에서 1 ∼ 20 시간 유지하는 것이 바람직하다. 또, 열간 가공 [공정 4] 에서는, 주조 조직을 파괴하여, 균일한 조직으로 함과 함께, 냉간 가공하기 쉬운 사이즈 (예를 들어 직경 150 ㎜ 이하) 로 한다. 이와 같은 열간 가공은, 가공률을 50 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 면삭 [공정 5] 에서는, 표면의 산화막을 제거한다. 이와 같은 면삭은 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다.

면삭 [공정 5] 후에, 온간 가공 [공정 6] 을 실시한다. 온간 가공은, 가공 방향에 수직인 면에 대해, 재결정 후의 결정립이 (100) 면과 (111) 면에서 배향하도록 제어하기 위하여, 중요한 공정이다. 이와 같은 온간 가공은, 도달 온도 100 ∼ 500 ℃ 까지 가열한 직후에, 가공률 10 ％ 이상에서 가공한다. 온간 가공의 도달 온도가 100 ℃ 미만이면, 변형 저항이 높아, 가공이 곤란해짐과 함께, (100) 면의 방위 밀도가 불충분해지는 경향이 있다. 온간 가공의 도달 온도가 500 ℃ 초과이면, 석출에 의한 변형 저항이 상승함과 함께, (111) 면의 방위 밀도가 불충분해지는 경향이 있다. 또, 온간 가공의 가공률이 10 ％ 미만이면, (111) 면의 방위 밀도가 불충분해지는 경향이 있다.

다음으로, 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8] 및 제 3 냉간 가공 [공정 9] 를 순차 실시한다. 여기서, 제 2 냉간 가공 [공정 7] 은, 가공률을 10 ∼ 50 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 또, 중간 어닐링 [공정 8] 은, 도달 온도 300 ∼ 700 ℃ 에서 유지 시간을 1 ∼ 360 초로 하는 것이 바람직하다. 또, 제 3 냉간 가공 [공정 9] 는, 가공률을 5 ∼ 30 ％ 로 하는 것이 바람직하다.

그 후, 용체화 열처리 [공정 10] 을 실시한다. 용체화 열처리에서는, 조직을 재결정화시켜, 가공 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를 5.0 이상, 또한 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치를 5.0 이상으로 제어한다. 이와 같은 용체화 열처리는, 승온 속도 10 ℃/초 이상, 도달 온도 600 ∼ 900 ℃, 유지 시간 1 ∼ 180 초로 하고, 또한 냉각 속도 10 ℃/초 이상에서 급랭시킨다. 용체화 열처리의 승온 속도가 10 ℃/초 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않는 경향이 있다. 또, 용체화 열처리의 도달 온도가 600 ℃ 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않고, 900 ℃ 초과이면, (111) 면의 방위 밀도가 감소하여, 충분한 피로 특성이 얻어지지 않는 경향이 있다. 또한, 용체화 열처리의 냉각 속도가 10 ℃/초 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않는 경향이 있다.

또한, 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12] 및 표면 연마 [공정 13] 을 순차 실시한다. 여기서, 제 4 냉간 가공은, 가공률을 5 ∼ 50 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 또, 시효 석출 열처리 [공정 12] 에서는, 충분한 시효 경화를 발현시킴으로써, 선봉재를 고강도화한다. 시효 석출 열처리는, 온도를 300 ∼ 500 ℃, 유지 시간을 0.1 ∼ 15 시간으로 하는 것이 바람직하다. 또, 표면 연마 [공정 13] 에서는, 표면 상태를 적정화한다. 이와 같은 표면 연마는 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다.

＜구리 합금 선봉재의 특성＞

본 발명의 구리 합금 선봉재는, 강도가 높고, 인장 강도가 1000 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1100 ㎫ 이상이다. 또한, 구체적인 측정 조건은, 후술하는 실시예에 있어서 설명한다.

또, 본 발명의 구리 합금 선봉재는, 내피로 특성이 우수하고, 예를 들어, JIS Z 2273-1978 에 준거한 피로 시험에 있어서는, 부하 응력을 500 ㎫ 로 했을 때의, 선봉재가 파단에 이르기까지의 반복 횟수가 1.00 × 10⁷ 회 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.10 × 10⁷ 회 이상이다. 또한, 구체적인 측정 조건은, 후술하는 실시예에 있어서 설명한다.

상기와 같은 특성을 갖는 본 발명의 구리 합금 선봉재는, 예를 들어 시계의 축 부품으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 구리 합금 선봉재는, 구리 합금선으로서, 또는 그 구리 합금선에 주석 도금을 실시한 도금선으로서, 또는 복수 개의 구리 합금선이나 도금선을 꼬꼬아합쳐 얻어지는 연선 (撚線) 으로서 사용할 수 있음과 함께, 또한, 그것들에 에나멜을 도포한 에나멜선이나, 추가로 수지 피복한 피복 전선으로서 사용할 수도 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 개념 및 특허 청구의 범위에 포함되는 모든 양태를 포함하여, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 개변할 수 있다.

실시예

이하에, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 ∼ 8)

먼저, DC (Direct Chill) 법에 의해, 표 1 에 나타내는 합금 조성을 갖는 구리 합금을 용해시키고, 이것을 주조하여, 주괴를 얻었다. 얻어진 주조괴에 대해, 각각 표 2 에 나타내는 조건으로 제 1 냉간 신선을 실시하여, 직경 10 ㎜ 의 황인선 (荒引線) 을 얻었다. 그 후, 얻어진 황인선을 900 ℃ 로 가열하고, 이 온도에서 5 시간 유지하여 균질화 처리를 실시하였다. 또한 열간 신선으로서 가공률 85 ％ 의 신선 가공을 실시하여, 신속하게 냉각시켰다. 이어서 표면을 0.2 ㎜ 연삭하여 산화 피막을 제거한 후, 각각 표 2 에 나타내는 조건으로 온간 신선을 실시하였다. 그 후, 제 2 냉간 신선으로서 가공률 45 ％ 의 신선 가공을 실시하여, 650 ℃ 로 가열하고, 이 온도에서 200 초간 유지하여 중간 어닐링하고, 제 3 냉간 신선으로서 가공률 25 ％ 의 신선 가공을 실시하고, 또한 표 2 에 나타내는 조건으로 용체화 열처리를 실시하였다. 그 후, 제 4 냉간 신선으로서 가공률 30 ％ 의 신선 가공을 실시하여, 400 ℃ 로 가열하고, 이 온도에서 3 시간 유지하여 시효 석출 열처리하고, 마지막으로 표면 연삭하여, 구리 합금 선봉재 (직경 0.38 ㎜) 를 제조하였다. 또한, 각 열처리는 모두, 불활성 가스 분위기 중에서 실시하였다.

[평가]

이와 같이 하여 제조한 구리 합금선봉에 대해, 각 실시예 및 각 비교예 모두, 이하에 나타내는 시험 및 평가를 실시하였다.

1. 집합 조직 해석

집합 조직 해석은, 전자선은 주사 전자 현미경의 W 필라멘트로부터의 열전자를 발생원으로 하였다. EBSD 법의 측정 장치는, 주식회사 TSL 솔루션즈 제조 OIM5.0 (제품명) 을 사용하고, 해석에는, OIM Analysis 를 사용하였다. 측정용 시료로는, 선재를 수지 매립 후에 CP (크로스섹션 폴리셔) 가공하여, 선재의 길이 방향에 수직인 단면을 잘라내어, 관찰면을 얻었다. 측정시 프로브 직경은 약 0.015 ㎛, 스캔 스텝은 0.1 ㎛, 측정 면적은 800 ㎛ × 800 ㎛ (64 × 10⁴ ㎛²) 로 하였다. 또, 이 측정은, 장척 (약 5000 m) 의 선재의 선단부와 후단부에 대해, 각각 5 개의 관찰면을 제조하여 실시하였다.

각각의 관찰면에 대해 얻어진 화상에 기초하여, 선재의 길이 방향 (신선 방향) 의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도 및 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도를, 각각 산출하고, 각각의 방위 밀도에 대해 전체 관찰면 (선단 5 면, 후단 5 면) 의 평균치 (N ＝ 10) 를 구하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

2. 내피로 특성

JIS Z 2273-1978 에 준하여 실시하였다. 구체적으로는, 도 2 에 나타낸 시험기를 사용하여, 시험편 (1) 은 그 일단이 고정부 (2) 에 끼워져 고정되고, 타단이 상하 방향으로 진동하는 나이프 에지 (2) 에 끼워져 굽혀진다. 시험편 (1) 의 선경은 0.5 ㎜, 시험편 (1) 의 고정 토크는, 고정부 (3) 의 하부 2 N·m, 상부 3 N·m 이다. 시험편 (1) 의 부하 응력치는, 하기의 식 (a) 로 구하였다.

500 ㎫ 의 부하 응력에서 시험을 실시하여, 재료가 파단될 때까지의 반복 횟수를 구하였다.

이와 같은 시험을, 각 실시예 및 비교예에 관련된 선재에 대해 3 개씩 실시하여, 선재가 파단될 때까지의 반복 횟수의 평균치를 구하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다. 본 실시예에서는, 파단까지의 반복 횟수가, 1.00 × 10⁷ 회 이상을 합격 레벨로 하였다.

또한, 상기 시험기에는, 피로 시험기 (AST52B, 주식회사 아카시 (현 주식회사 미츠토요) 제조) 를 사용하였다.

σ ＝ (3 × E × t × δ)/(2 × l²) … (a)

σ : 최대 굽힘 응력 (N/㎟)

δ : 휨량 (시험편에 부여하는 편진폭) (㎜)

l : 시험편 세트 길이 (㎜)

t : 시험편 선경 (㎜)

E : 휨 계수 (N/㎟)

3. 인장 강도

JIS Z 2241 : 2011 에 준하여 3 개 측정하고, 그 평균치 (㎫) 를 표 3 에 나타낸다. 또한, 본 실시예에서는 1000 ㎫ 이상을 합격 레벨로 하였다.

4. 도전율

도전율은, JIS H0505-1975 에 기초하는 4 단자법을 사용하여, 20 ℃ (±1 ℃) 로 관리된 항온조 중에서, 각 시험편의 2 개에 대해 도전율을 측정하고, 그 평균치 (％IACS) 를 표 3 에 나타낸다. 이 때 단자 사이 거리는 100 ㎜ 로 하였다. 또한, 본 실시예에서는 8.0 ％IACS 이상을 합격 레벨로 평가하였다.

표 3 에 나타내는 결과로부터, 실시예 1 ∼ 9 에 관련된 구리 합금 선봉재는, 소정의 합금 조성을 갖고, 집합 조직은, 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서, EBSD 법으로 측정한 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위이기 때문에, 인장 강도, 도전율 및 내피로 특성의 모든 특성이 밸런스가 양호하며 우수한 것이 확인되었다.

이에 반하여, 비교예 1 ∼ 8 에 관련된 구리 합금 선봉재는, 합금 조성, 선봉재의 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치 및 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치의 적어도 하나가 적정 범위 외이기 때문에, 실시예 1 ∼ 9 에 관련된 구리 합금 선봉재에 비하여, 인장 강도, 도전율 및 내피로 특성 중 어느 하나 이상의 특성이 떨어져 있고, 이들 특성의 밸런스가 충분하지 않은 것이 확인되었다.

또한, 실시예 1 ∼ 9 에 관련된 구리 합금 선봉재는, 염수 분무 시험에 의한 내식성에 대해서도 문제가 없는 것을 확인하였다.

Claims

3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 또한 집합 조직을 갖는 구리 합금 선봉재로서,
상기 집합 조직은, 상기 선봉재의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 전자선 후방 산란 회절법 (EBSD) 에 의한 집합 조직 해석을 실시하여 얻은, 상기 길이 방향의 역극점도의 (100) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위, 또한 상기 역극점도의 (111) 면방위로부터 ±15°이내의 방위 밀도의 평균치가 5.0 이상인 범위인 것을 특징으로 하는, 구리 합금 선봉재.
제 1 항에 있어서,
인장 강도가 1000 ㎫ 이상이고, 또한,
JIS Z 2273-1978 에 준거한 피로 시험에 있어서, 부하 응력을 500 ㎫ 로 했을 때의, 선봉재가 파단에 이르기까지의 반복 횟수가 1.00 × 10⁷ 회 이상인, 구리 합금 선봉재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr 및 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분의 함유량의 합계는 1.40 질량％ 이하인, 구리 합금 선봉재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 선봉재를 제조하는 방법으로서,
3.0 ∼ 25.0 질량％ 의 Ni 및 0.1 ∼ 9.5 질량％ 의 Sn 을 함유하고, 또한 0 ∼ 0.50 질량의 Fe, 0 ∼ 0.90 질량％ 의 Si, 0 ∼ 0.30 질량％ 의 Mg, 0 ∼ 0.50 질량％ 의 Mn, 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Zn, 0 ∼ 0.15 질량％ 의 Zr 및 0 ∼ 0.10 질량％ 의 Pb 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재에, 주조 [공정 1], 제 1 냉간 가공 [공정 2], 균질화 열처리 [공정 3], 열간 가공 [공정 4], 면삭 [공정 5], 온간 가공 [공정 6], 제 2 냉간 가공 [공정 7], 중간 어닐링 [공정 8], 제 3 냉간 가공 [공정 9], 용체화 열처리 [공정 10], 제 4 냉간 가공 [공정 11], 시효 석출 열처리 [공정 12], 표면 연마 [공정 13] 을 이 순으로 실시하고,
상기 제 1 냉간 가공은, 가공률이 5 ∼ 20 ％ 이고,
상기 온간 가공은, 가열 온도가 100 ∼ 500 ℃ 및 가공률이 10 ％ 이상이고,
상기 용체화 열처리는, 승온 속도가 10 ℃/초 이상, 용체화 온도가 600 ∼ 900 ℃, 그 용체화 온도에서의 유지 시간이 1 ∼ 180 초간 및 냉각 속도가 10 ℃/초 이상되는 것을 특징으로 하는 구리 합금 선봉재의 제조 방법.