KR20200015357A - Iron-copper alloy material coated with copper and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a copper-coated iron-copper alloy material, which comprises iron-copper (Fe-Cu) alloy and a copper layer formed on the surface of the iron-copper alloy, and a manufacturing method thereof. According to one embodiment, the copper layer is formed through self-coating by high-temperature heat treatment of the iron-copper alloy. According to the present invention, the iron-copper (Fe-Cu) alloy is used as a main body, and copper (Cu) is coated on the surface of the iron-copper (Fe-Cu) alloy through high-temperature heat treatment, and therefore provided are excellent mechanical properties, economical efficiency, etc. along with high electrical conductivity.

Description

구리 코팅된 철-구리 합금재 및 그 제조방법 {IRON-COPPER ALLOY MATERIAL COATED WITH COPPER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Copper-coated iron-copper alloy and its manufacturing method {IRON-COPPER ALLOY MATERIAL COATED WITH COPPER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 구리 코팅된 철-구리 합금재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 하나의 실시형태에 따라서 철-구리(Fe-Cu) 합금을 본체로 하되, 고온 열처리를 통해 상기 철-구리(Fe-Cu) 합금의 표면에 구리(Cu)가 자체 코팅되어, 높은 전기전도성과 함께 우수한 기계적 물성 및 경제성 등을 가지는 구리 코팅된 철-구리 합금재 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a copper-coated iron-copper alloy material and a method for manufacturing the same, wherein an iron-copper (Fe-Cu) alloy is used as a main body according to one embodiment, and the iron-copper (Fe- Copper (Cu) is self-coated on the surface of the Cu) alloy, and the present invention relates to a copper-coated iron-copper alloy material having high mechanical properties and economical efficiency, and the like and a method of manufacturing the same.

일반적으로 전기전도성이 요구되는 제품에는 구리(Cu, copper)가 많이 사용되고 있다. 예를 들어 전기ㆍ전자 기기, 통신 기기, 전기 부품, 전자 부품, 자동차 부품 및 반도체 부품 등에 사용되는 커넥터, 단자, 접지선, 전극, 릴레이, 스프링, 스위치 및 리드 프레임 등이 그러하다. 또한, 구리는 높은 전기전도성을 가지기는 하나, 이는 강도 등이 약하므로 구리에 다른 금속을 합금한 구리 합금재가 주로 사용되고 있다. In general, copper (Cu, copper) is widely used in products that require electrical conductivity. Examples include connectors, terminals, ground wires, electrodes, relays, springs, switches, and lead frames used in electrical and electronic devices, communication devices, electrical parts, electronic parts, automobile parts, and semiconductor parts. Moreover, although copper has high electrical conductivity, since it is weak in strength etc., the copper alloy material which alloyed another metal to copper is mainly used.

최근, 각종 전기ㆍ전자 기기 및 통신 기기 등이 소형화, 경량화 및 고성능화되어 감에 따라, 이들에 사용되는 구리 합금재의 경우에도 특성 개선이 요구되고 있다. 예를 들어, 높은 전기전도성은 물론이고 고강도, 용접성 및 경제성 등이 요구되고 있다. In recent years, as various electric and electronic devices, communication devices, and the like become smaller, lighter, and higher in performance, there is a demand for improvement of properties even in the case of the copper alloy materials used therein. For example, high electrical conductivity as well as high strength, weldability and economy are required.

고강도의 구리 합금재로는 베릴륨-구리(Be-Cu) 합금을 들 수 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 JP2003-003246호, 한국 공개특허공보 제10-2012-0048287호, 한국 공개특허공보 제10-2015-0053814호 등에는 베릴륨-구리(Be-Cu) 합금에 관한 기술이 제시되어 있다. A high strength copper alloy material is a beryllium-copper (Be-Cu) alloy. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. JP2003-003246, Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2012-0048287, Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2015-0053814, and the like disclose a technique related to a beryllium-copper (Be-Cu) alloy. Is presented.

그러나 베릴륨-구리(Be-Cu) 합금은 높은 강도를 갖지만, 전기전도성이 낮고, 이를 구성하는 베릴륨(Be)이 인체에 유해하다. 아울러, 베릴륨-구리(Be-Cu) 합금은 연속 주조가 어렵고, 베릴륨(Be) 자체의 원료 가격이 높아 경제성이 낮다. 이에 따라, 베릴륨-구리(Be-Cu) 합금은 일부 제품에 제한적으로 사용되어 범용성이 떨어지는 문제점이 있다. However, the beryllium-copper (Be-Cu) alloy has a high strength, but the electrical conductivity is low, constituting beryllium (Be) is harmful to the human body. In addition, the beryllium-copper (Be-Cu) alloy is difficult to continuously cast, beryllium (Be) is a low raw material because of the high raw material price. Accordingly, beryllium-copper (Be-Cu) alloy is limited in some products, there is a problem inferior in versatility.

또한, 구리를 주성분으로 하되 아연(Zn), 주석(Sn) 및 니켈(Ni) 등을 함유한 구리 합금재가 제안되고 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 JP2007-056365호, 한국 공개특허공보 제10-2014-0127911호 및 한국 공개특허공보 제10-2015-0109378호 등에는 전기ㆍ전자 기기의 커넥터나 단자 등의 구성재로 사용되는 구리 합금재로서 Cu-Zn-Sn 합금이나 Cu-Zn-Sn-Ni 합금 등의 구리 합금재가 제시되어 있다. 그러나 이러한 구리 합금재의 경우에도 전기전도성이 낮고 아연(Zn), 주석(Sn) 및 니켈(Ni) 등의 가격이 높아 경제성이 떨어지며, 이는 또한 강도 등의 기계적 물성이 충분하지 않다. In addition, copper alloy materials containing copper (Zn), tin (Sn), nickel (Ni) and the like as main components have been proposed. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. JP2007-056365, Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2014-0127911, and Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2015-0109378 are used as constituent materials of connectors and terminals of electrical and electronic devices. Copper alloy materials, such as a Cu-Zn-Sn alloy and a Cu-Zn-Sn-Ni alloy, are proposed as a copper alloy material used. However, even in the case of such a copper alloy material, the electrical conductivity is low and the price of zinc (Zn), tin (Sn), nickel (Ni), etc. is high, so economic efficiency is low, which is also insufficient mechanical properties such as strength.

일본 공개특허공보 JP2003-003246호Japanese Laid-Open Patent Publication JP2003-003246 한국 공개특허공보 제10-2012-0048287호Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2012-0048287 한국 공개특허공보 제10-2015-0053814호Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2015-0053814 일본 공개특허공보 JP2007-056365호Japanese Laid-Open Patent Publication JP2007-056365 한국 공개특허공보 제10-2014-0127911호Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2014-0127911 한국 공개특허공보 제10-2015-0109378호Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2015-0109378

이에, 본 발명은 적어도 전기전도성이 요구되는 제품에 매우 유용하게 사용될 수 있는 구리가 포함된 철 합금재로서, 높은 전기전도성을 가지면서 기계적 물성 및 경제성 등이 향상된 철-구리 합금재 및 그 제조방법, 그리고 상기 철-구리 합금재를 포함하는 제품을 제공하는 데에 목적이 있다. Accordingly, the present invention is an iron alloy material containing copper that can be used very usefully at least in products requiring electrical conductivity, and has a high electrical conductivity and improved mechanical properties and economics, such as iron-copper alloy material and a method of manufacturing the same And it is an object to provide a product comprising the iron-copper alloy material.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,

철-구리(Fe-Cu) 합금; 및 Iron-copper (Fe—Cu) alloys; And

상기 철-구리(Fe-Cu) 합금의 표면에 형성된 구리층을 포함하는, 구리 코팅된 철-구리 합금재를 제공한다. It provides a copper-coated iron-copper alloy material comprising a copper layer formed on the surface of the iron-copper (Fe-Cu) alloy.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 구리층은, 상기 철-구리(Fe-Cu) 합금이 열처리되어, 상기 철-구리(Fe-Cu) 합금에 포함된 구리가 표면으로 용출되어 형성된다. According to one embodiment, the copper layer is formed by heat-treating the iron-copper (Fe-Cu) alloy and eluting copper contained in the iron-copper (Fe-Cu) alloy to the surface.

또한, 본 발명은, In addition, the present invention,

철-구리(Fe-Cu) 합금을 얻는 제1단계; 및 A first step of obtaining an iron-copper (Fe—Cu) alloy; And

상기 철-구리(Fe-Cu) 합금의 표면에 구리층을 형성하는 제2단계를 포함하는, 구리 코팅된 철-구리 합금재의 제조방법을 제공한다. It provides a method of manufacturing a copper-coated iron-copper alloy material comprising a second step of forming a copper layer on the surface of the iron-copper (Fe-Cu) alloy.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 제2단계는, 상기 제1단계에서 얻어진 철-구리(Fe-Cu) 합금을 열처리하여, 상기 철-구리(Fe-Cu) 합금에 포함된 구리가 표면으로 용출되게 하여 구리층을 형성한다. 아울러, 상기 철-구리(Fe-Cu) 합금은 철(Fe) 55 ~ 95원자% 및 구리(Cu) 5 ~ 45원자%를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the second step is heat-treating the iron-copper (Fe-Cu) alloy obtained in the first step, the copper contained in the iron-copper (Fe-Cu) alloy elutes to the surface To form a copper layer. In addition, the iron-copper (Fe-Cu) alloy may include 55 to 95 atomic% iron (Fe) and 5 to 45 atomic% copper (Cu).

이에 더하여, 본 발명은, 상기 구리 코팅된 철-구리 합금재를 포함하는 제품을 제공한다. 상기 제품은, 예를 들어 커넥터, 단자, 접지선 또는 전극 등으로부터 선택될 수 있다. In addition, the present invention provides a product comprising the copper coated iron-copper alloy material. The product may for example be selected from connectors, terminals, ground wires or electrodes and the like.

본 발명에 따르면, 철-구리(Fe-Cu) 합금을 본체로 하되, 표면에 구리(Cu)가 코팅되어 높은 전기전도성을 가지면서 기계적 물성 및 경제성 등이 향상되는 효과를 갖는다. 이에 따라, 적어도 전기전도성이 요구되는 제품에 유용하게 적용될 수 있다. According to the present invention, an iron-copper (Fe-Cu) alloy is used as a main body, and copper (Cu) is coated on the surface to have high electrical conductivity while improving mechanical properties and economic efficiency. Accordingly, it can be usefully applied to products requiring at least electrical conductivity.

또한, 본 발명에 따르면, 하나의 실시형태에 따라서, 고온 열처리를 통해 구리(Cu)가 자체적으로 코팅되어, 구리 코팅의 제조과정이 간단하고, 고순도로 구리 코팅이 구현되는 효과를 갖는다. In addition, according to the present invention, according to one embodiment, the copper (Cu) is coated by itself through a high temperature heat treatment, the manufacturing process of the copper coating is simple, and has the effect of implementing the copper coating with high purity.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 철-구리 합금재의 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 철-구리 합금재의 제조과정을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Fe-Cu 합금의 B-H 곡선이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Fe-Cu 합금 입자의 배율별 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Fe-Cu 합금 입자의 EDS 분석 결과이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Fe-Cu 합금 입자의 EDS 분석 결과이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Fe-Cu 합금 입자의 EDS 분석 결과이다.
도 8은 비교예에 따른 입자 시편의 SEM 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 철-구리 합금재의 열처리 전과 열처리 후의 표면 이미지이다.
1 is a cross-sectional configuration diagram of an iron-copper alloy material according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram for explaining a manufacturing process of the iron-copper alloy material according to the embodiment of the present invention.
3 is a BH curve of the Fe-Cu alloy prepared according to the embodiment of the present invention.
Figure 4 is a SEM photograph of the magnification of the Fe-Cu alloy particles prepared according to the embodiment of the present invention.
5 is an EDS analysis result of the Fe—Cu alloy particles prepared according to the embodiment of the present invention.
6 is an EDS analysis result of the Fe—Cu alloy particles prepared according to the embodiment of the present invention.
7 is an EDS analysis result of the Fe—Cu alloy particles prepared according to the embodiment of the present invention.
8 is an SEM photograph of a particle specimen according to a comparative example.
9 is a surface image before and after the heat treatment of the iron-copper alloy material according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "제1" 및 "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. As used herein, the term "and / or" is used in a sense including at least one or more of the components listed before and after. As used herein, the term "one or more" means one or more than one. In addition, the terms "first" and "second" as used herein are used to distinguish one component from another component, and each component is not limited by the terms.

본 발명은 제1형태에 따라서, 구리 코팅된 철-구리 합금재를 제공한다. 본 발명은 제2형태에 따라서, 상기 구리 코팅된 철-구리 합금재의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 제3형태에 따라서, 상기 구리 코팅된 철-구리 합금재를 포함하는 제품을 제공한다. The present invention provides a copper coated iron-copper alloy material according to the first aspect. The present invention provides a method for producing the copper-coated iron-copper alloy material according to the second aspect. The present invention also provides a product comprising the copper-coated iron-copper alloy material according to the third aspect.

첨부된 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 구리 코팅된 철-구리 합금재를 보인 것이다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 첨부된 도면에서, 각 구성요소 및 영역을 명확하게 표현하기 위해 두께는 확대하여 나타낸 것일 수 있고, 도면에 표시된 두께, 크기 및 비율 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 범용적인 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 1 and 2 show a copper coated iron-copper alloy material according to an embodiment of the present invention. The accompanying drawings show exemplary embodiments of the invention, which are provided merely to assist in understanding the invention. In the accompanying drawings, in order to clearly express each component and region, the thickness may be enlarged, and the scope of the present invention is not limited by the thickness, size, and ratio shown in the drawings. Hereinafter, in describing the present invention, detailed descriptions of related well-known general functions and / or configurations will be omitted.

도 1에는 본 발명의 실시형태에 따른 구리 코팅된 철-구리 합금재(이하, "합금재"로 약칭한다.)로서, 이는 직사각형의 단면을 가지는 합금재(10)를 예시한 것이다. 본 발명에 따른 합금재(10)는 철-구리 합금(Fe-Cu Alloy)과, 상기 철-구리 합금(Fe-Cu Alloy)의 표면에 형성된 구리(Cu)층을 포함한다. 1, a copper coated iron-copper alloy material (hereinafter abbreviated as "alloy material") according to an embodiment of the present invention, which illustrates an alloy material 10 having a rectangular cross section. The alloy material 10 according to the present invention includes an iron-copper alloy (Fe-Cu Alloy) and a copper (Cu) layer formed on the surface of the iron-copper alloy (Fe-Cu Alloy).

구체적으로, 본 발명에 따른 합금재(10)는 본체(12)와, 상기 본체(12)의 표면에 형성된 코팅층(14)을 포함하되, 상기 본체(12)는 철-구리 합금(12)이고, 상기 코팅층(14)은 구리층(14)으로 구성된다. 상기 구리층(14)은, 예를 들어 용융된 구리(Cu)가 철-구리 합금(12)의 표면에 분사나 침적(함침) 등을 통해 코팅될 수 있다. Specifically, the alloy material 10 according to the present invention includes a main body 12 and a coating layer 14 formed on the surface of the main body 12, wherein the main body 12 is an iron-copper alloy 12 , The coating layer 14 is composed of a copper layer (14). The copper layer 14 may be coated with, for example, molten copper (Cu) by spraying or depositing (impregnating) the surface of the iron-copper alloy 12.

상기 본체(12)로서의 철-구리 합금(12)은 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금이며, 이는 하나의 실시형태에 따라서 특정의 조성을 가지는 철-구리 합금(12)이다. 이러한 철-구리 합금(12)에 대한 구체적인 구성은 후술한다. 또한, 상기 코팅층(14)으로서의 구리층(14)은 불가피한 불순물을 포함할 수 있으나, 이는 순도 99.9wt% 이상의 구리(Cu)이다. The iron-copper alloy 12 as the body 12 is an alloy of iron (Fe) and copper (Cu), which is an iron-copper alloy 12 having a specific composition according to one embodiment. The specific configuration of this iron-copper alloy 12 will be described later. In addition, although the copper layer 14 as the coating layer 14 may contain an unavoidable impurity, it is copper (Cu) having a purity of 99.9 wt% or more.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 구리층(14)은 철-구리 합금(12)의 고온 열처리에 의한 자체 코팅을 통해 형성된다. 구체적으로, 상기 구리층(14)은 철-구리 합금(12)이 열처리되어, 상기 철-구리 합금(12)에 포함된 구리(Cu)가 표면으로 용출(elution)되어 형성된다. According to one embodiment, the copper layer 14 is formed through self-coating by high temperature heat treatment of the iron-copper alloy 12. Specifically, the copper layer 14 is formed by heat-treating the iron-copper alloy 12, and copper (Cu) contained in the iron-copper alloy 12 is eluted to the surface.

본 발명에서, 상기 합금재(10) 및 본체(12)의 형상이나 크기 등은 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 합금재(10)는, 예를 들어 평판형, 선형, 구형 또는 이들 이외의 입체적 형상 등을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 합금재(10)은, 구체적인 예를 들어 사각판형, 원판형, 육면체 및 원기둥형 등으로부터 선택된 외형을 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 합금재(10)는, 예를 들어 커넥터, 단자, 접지선, 전극, 릴레이, 스프링, 스위치 및 리드 프레임 등으로부터 선택된 제품의 형상을 갖거나, 이들 제품을 구성할 수 있는 부품의 형상을 가질 수 있다. In the present invention, the shape and size of the alloy material 10 and the main body 12 are not limited. The alloy material 10 according to the present invention may have, for example, a plate shape, a linear shape, a spherical shape, or a three-dimensional shape other than these. The alloy material 10 according to the present invention may have an external shape selected from, for example, a square plate shape, a disc shape, a hexahedron, a cylinder shape, and the like. In addition, the alloy material 10 according to the present invention may have a shape of a product selected from, for example, a connector, a terminal, a ground wire, an electrode, a relay, a spring, a switch, a lead frame, or the like and may constitute a product. It may have a shape of.

한편, 본 발명에 따른 합금재(10)의 제조방법은 철-구리 합금(12)을 얻는 제1단계와, 상기 철-구리 합금(12)의 표면에 구리층(14)을 형성하는 제2단계를 포함한다. 하나의 실시형태에 따라서, 상기 제2단계에서는 제1단계에서 얻어진 철-구리 합금(12)을 열처리하여, 상기 철-구리 합금(12)에 포함된 구리(Cu)가 표면으로 용출되게 하여 구리층(14)을 형성한다. 이하, 각 단계별 실시형태를 설명하면서 본 발명에 따른 합금재(10)의 구체적인 실시형태를 설명하면 다음과 같다. On the other hand, the manufacturing method of the alloying material 10 according to the present invention is the first step of obtaining the iron-copper alloy 12, and the second to form a copper layer 14 on the surface of the iron-copper alloy 12 Steps. According to one embodiment, in the second step, the iron-copper alloy 12 obtained in the first step is heat-treated to allow copper (Cu) contained in the iron-copper alloy 12 to elute to the surface. Form layer 14. Hereinafter, specific embodiments of the alloying material 10 according to the present invention will be described with reference to each step embodiment.

[1] 철-구리 합금[1] iron-copper alloys

상기 철-구리 합금(12)은 특정의 합금 조성을 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 철-구리 합금(12)이 특정의 합금 조성을 가지는 경우, 우수한 기계적 물성(강도 등)을 가지면서 열처리에 의한 구리(Cu)의 자체 코팅이 가능하다. 이는 또한 높은 전기전도성과 경제성 등을 갖게 한다. The iron-copper alloy 12 has a specific alloy composition. According to the present invention, when the iron-copper alloy 12 has a specific alloy composition, it is possible to self-coated copper (Cu) by heat treatment while having excellent mechanical properties (strength, etc.). It also has high electrical conductivity and economy.

이하에서는 본 발명에서 특정하는 상기 철-구리 합금에 대해 설명한다. 본 발명자는 상기 철-구리 합금에 대해 한국 특허출원 제10-2017-0015982호(등록특허 제10-1910015호)에 제시한 바 있다. Hereinafter, the iron-copper alloy specified in the present invention will be described. The present inventors have been presented in Korean Patent Application No. 10-2017-0015982 (Registration No. 10-1910015) for the iron-copper alloy.

상기 본체(10)를 구성하는 철-구리 합금은 철(Fe)과 구리(Cu)를 포함하되, 구리(Cu)보다 철(Fe)의 함량이 높은 철계 구리 합금으로서, 이는 철(Fe)과 구리(Cu)의 전체 기준으로 철(Fe) 55 ~ 95원자%(atomic%)와 구리(Cu) 5 ~ 45원자%를 포함한다. The iron-copper alloy constituting the main body 10 includes iron (Fe) and copper (Cu), but an iron-based copper alloy having a higher content of iron (Fe) than copper (Cu), which is iron (Fe) and The total standard of copper (Cu) includes 55 to 95 atomic percent iron (Fe) and 5 to 45 atomic percent copper (Cu).

본 발명에서 사용되는 함량 단위 「원자%」는 철(Fe)과 구리(Cu)의 원자(atomic) 전체를 기준(Fe와 Cu의 합)으로 한 것이며, 이는 또한 금속 분야에서 주지된 바와 같이 「부피%」로 표현될 수 있다. 즉, 본 발명에서, 원자% = 부피%로 표현될 수 있다. The content unit "atomic%" used in the present invention is based on the entire atomic (a sum of Fe and Cu) of iron (Fe) and copper (Cu), which is also known in the metal field as Volume% ”. That is, in the present invention, it may be expressed as atomic% = volume%.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 철-구리 합금은 철과 구리 이외의 다른 금속원소는 포함하지 않는다. 또한, 철-구리 합금은 불가피한 불순물로서 탄소(C)나 산소(O) 등의 불순물을 포함할 수 있으나, 이러한 불순물은 극소량이다. 불순물은, 예를 들어 0.1원자%(0.1부피%) 이하, 또는 0.01원자% 이하로 불가피하게 포함될 수 있다. According to one embodiment, the iron-copper alloy does not contain metal elements other than iron and copper. In addition, the iron-copper alloy may include impurities such as carbon (C) and oxygen (O) as unavoidable impurities, but such impurities are very small. Impurities may be inevitably included, for example, at most 0.1 atomic% (0.1 vol%), or at most 0.01 atomic%.

상기 철-구리 합금은 철에 적량의 구리를 포함하여, 철의 장점과 구리의 장점이 잘 조율되어, 개선된 특성을 갖는다. 상기 철-구리 합금은 소정의 전기전도성을 가지면서 우수한 기계적 물성, 열전도성, 내열성 및 경제성 등을 갖는다. 또한, 상기 철-구리 합금은 열처리에 의해 자체적으로 구리 코팅이 가능하다. The iron-copper alloy includes an appropriate amount of copper in iron, so that the advantages of iron and copper are well coordinated and have improved properties. The iron-copper alloy has a predetermined electrical conductivity while having excellent mechanical properties, thermal conductivity, heat resistance and economical efficiency. In addition, the iron-copper alloy can be copper coating itself by heat treatment.

구체적으로, 본 발명에서 특정하는 상기 철-구리 합금은 순수 구리(Cu)나 종래의 구리 합금재에 비하여 우수한 강도, 경도, 내마모성, 열전도성 및 내열성 등을 갖는다. 또한, 상기 철-구리 합금은 용접이 가능하며, 저가의 철(Fe)을 베이스(주성분)으로 하여 높은 경제성을 갖는다. 아울러, 열처리에 의한 자체 구리 코팅이 가능하여 높은 전기전도성을 갖게 한다. 본 발명에서, 「자체 구리 코팅」은 철-구리 합금 자체에 포함(확산)되어 있던 구리(Cu)가 표면으로 용출하여 구리층(14)을 형성하는 것을 의미한다. Specifically, the iron-copper alloy specified in the present invention has superior strength, hardness, wear resistance, thermal conductivity, heat resistance, and the like, compared to pure copper (Cu) or a conventional copper alloy material. In addition, the iron-copper alloy can be welded, and has a high economic efficiency using a low-cost iron (Fe) as a base (main component). In addition, it is possible to have a self-coating by the heat treatment to have a high electrical conductivity. In the present invention, " self copper coating " means that copper (Cu) contained in the iron-copper alloy itself elutes to the surface to form the copper layer 14.

상기 철-구리 합금은 아래와 같이 제조될 수 있다. 아래에서 설명되는 제조방법은 상기 특정의 조성을 가지는 철-구리 합금의 제조를 용이하게 구현한다. 그러나 상기 철-구리 합금은 이하에서 설명되는 제조방법에 의해 제조된 것으로 한정되는 것은 아니다. The iron-copper alloy may be prepared as follows. The manufacturing method described below easily implements the production of the iron-copper alloy having the specific composition. However, the iron-copper alloy is not limited to that produced by the manufacturing method described below.

상기 철-구리 합금의 제조방법(이하, "합금 제조방법"으로 약칭한다.)은 용해로를 준비하는 제1공정, 상기 용해로에 철과 구리를 투입, 용해하여 용탕을 형성하는 제2공정, 상기 용탕을 안정화하는 제3공정, 및 상기 안정화된 용탕을 주조틀에 주입하여 주조하는 제4공정을 포함한다. 또한, 합금 제조방법은 선택적인 공정으로서, 상기 제4공정을 통해 얻어진 주조물로부터 분말상의 철-구리 합금 입자를 얻는 제5공정을 더 포함할 수 있다. The manufacturing method of the iron-copper alloy (hereinafter, abbreviated as "alloy manufacturing method") is a first step of preparing a melting furnace, a second step of adding iron and copper to the melting furnace to melt to form a molten metal, the And a third step of stabilizing the molten metal, and a fourth step of injecting and casting the stabilized molten metal into a casting mold. In addition, the alloy manufacturing method may further include a fifth step of obtaining powdered iron-copper alloy particles from the casting obtained through the fourth step as an optional step.

(1) 용해로 준비(제1공정) (1) Melting Furnace Preparation (Step 1)

상기한 바와 같이, 본 발명에서 특정하는 철-구리 합금은 철 55 ~ 95원자%와 구리 5 ~ 45원자%를 포함한다. 본 발명에서 특정하는 상기 합금 조성은 이론적인 용융 합금 조성이 아니다. 즉, 철의 함량이 이론적으로 합금될 수 있는 양을 초과하는 비율이다. 이러한 합금 조성은 용해(용탕)에 의한 용융 방법을 통해 비정질의 완전한 합금으로 이루어지기 어렵다. 일반적으로, 철과 구리는, 구리보다 철의 함량이 낮은 경우(예를 들어, Fe 함량 2.5부피% 미만)에 용융 합금이 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명에서 특정하는 상기 합금 조성의 경우에는 용탕에서 Fe-rich상과 Cu-rich상의 2상 분리가 일어나고, 편석(어느 한 금속이 한곳에 편중됨)이 발생하여 균일한 분포의 완전한 용융 합금이 이루어지기 어렵다. As described above, the iron-copper alloy specified in the present invention contains 55 to 95 atomic% iron and 5 to 45 atomic% copper. The alloy composition specified in the present invention is not a theoretical molten alloy composition. That is, the proportion of iron in excess of the amount that can theoretically be alloyed. This alloy composition is difficult to be made into an amorphous complete alloy through a melting method by melting (molten metal). In general, the molten alloy may be made of iron and copper when the iron content is lower than that of copper (eg, less than 2.5% by volume of Fe content). However, in the case of the alloy composition specified in the present invention, two-phase separation of the Fe-rich phase and the Cu-rich phase occurs in the molten metal, and segregation (which one metal is biased in one place) occurs, resulting in a complete molten alloy having a uniform distribution. It is difficult to make.

본 발명자는 철의 함량이 높으면서 완전한 용융 합금을 이루기 위한 수많은 연구를 거듭한 결과, 구리의 함량을 적정하고 불순물의 함량을 최소화한 경우, 및/또는 용해 과정을 개선한 경우에 편석(편중)없이 완전한 용융 합금이 이루어짐을 알 수 있었다. 즉, 본 발명자에 따르면, 용해로의 개선 및/또는 용해 과정에서의 원료 투입방법을 개선한 경우에 완전한 용융 합금이 이루어짐을 알 수 있었다. As a result of numerous studies to achieve a complete molten alloy with a high iron content, the present inventors have found that without proper segregation (biasing) when the copper content is titrated, the impurities are minimized, and / or the dissolution process is improved. It can be seen that a complete molten alloy is achieved. That is, according to the present inventors, it can be seen that a complete molten alloy is achieved in the case of improving the melting furnace and / or improving the raw material input method in the melting process.

본 제1공정에서는, 위와 같은 과제를 해결하기 위한 하나의 실시형태를 제공한다. 본 제1공정에 따라서, 철과 구리의 용탕을 형성하기 위한 용해로를 준비하되, 상기 용해로는 급격한 승온을 통해 빠른 용해가 가능한 고주파 유도열의 용해로를 사용한다. 또한, 상기 용해로는 마그네슘을 주성분으로 하는 세라믹 용해로를 사용하는 것이 좋다. 상기 세라믹 용해로는, 예를 들어 산화마그네슘을 주성분으로 하는 세라믹을 고온, 소성을 통해 제조된 것을 사용할 수 있다. 이러한 용해로는 철-구리의 합금을 용이하게 구현한다. In this first step, one embodiment for solving the above problems is provided. According to the first step, a melting furnace for forming a molten iron and copper molten metal is prepared, but the melting furnace uses a melting furnace of high frequency induction heat capable of rapid melting through rapid temperature rise. In addition, it is preferable to use a ceramic melting furnace containing magnesium as a main component. As the ceramic melting furnace, for example, one manufactured by heating a ceramic containing magnesium oxide as a main component at high temperature and firing can be used. Such furnaces readily implement alloys of iron-copper.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 용해로는 내면에 다공성의 불순물 흡수층을 형성시켜 사용한다. 구체적으로, 본 제1공정은 고주파 유도열의 세라믹 용해로를 준비하되, 상기 세라믹 용해로의 내면에 다공성의 불순물 흡수층을 형성하는 표면 처리 단계를 포함한다. 이때, 상기 불순물 흡수층은 용해로의 내면 전체 또는 일부에 형성되며, 구체적으로는 용탕과 맞닿는 면으로서 용해로의 적어도 내부 바닥면 및/또는 벽체 내부면에 형성될 수 있다. According to one embodiment, the melting furnace is used by forming a porous impurity absorbing layer on the inner surface. Specifically, the first process includes preparing a ceramic melting furnace of high frequency induction heat, and forming a porous impurity absorbing layer on the inner surface of the ceramic melting furnace. In this case, the impurity absorbing layer may be formed on the whole or part of the inner surface of the melting furnace, and specifically, may be formed on at least an inner bottom surface and / or a wall inner surface of the melting furnace as a surface in contact with the molten metal.

또한, 상기 불순물 흡수층은 적어도 불순물 흡수제를 포함한다. 구체적으로, 상기 표면 처리 단계에서는 불순물 흡수제, 수지 및 용매를 포함하는 흡수층 조성물을 용해로의 내면에 도포한 다음, 소성하여 다공성의 불순물 흡수층을 형성할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 다공성의 불순물 흡수층에 의해, 철-구리의 용탕 내에 포함된 불순물(예를 들어, C, O 등)이 흡수, 제거되어, 상기 비-이론적인 합금 조성에서도 편석(편중)없이 완전한 합금이 이루어진다. 이러한 다공성의 불순물 흡수층은, 예를 들어 0.5mm ~ 2mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. In addition, the impurity absorbing layer contains at least an impurity absorbent. Specifically, in the surface treatment step, an absorbing layer composition including an impurity absorbent, a resin, and a solvent may be applied to the inner surface of the melting furnace, and then calcined to form a porous impurity absorbing layer. According to the present invention, the porous impurity absorbing layer absorbs and removes impurities (for example, C, O, etc.) contained in the molten iron-copper molten metal and segregates even in the non-theoretical alloy composition. Without complete alloying is achieved. The porous impurity absorbing layer may have a thickness of, for example, 0.5 mm to 2 mm, but is not limited thereto.

상기 불순물 흡수제는 철-구리의 용탕 내에 포함된 불순물(예를 들어, C, O 등)을 흡수, 제거할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 불순물 흡수제는 분말상으로서, 이는 예를 들어 50 ~ 500㎛의 크기를 가지는 것을 사용할 수 있다. 상기 불순물 흡수제는 금속산화물 및/또는 금속으로부터 선택될 수 있으며, 이는 규산지르코늄(Zirconium Silicate) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 좋다. 상기 불순물 흡수제는, 보다 좋게는 규산지르코늄과 알루미늄(Al) 둘 모두를 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 알루미늄(Al)은 99.8중량% 이상의 고순도를 가지는 것을 사용할 수 있다. 상기 불순물 흡수제로서 위와 같은 규산지르코늄과 알루미늄(Al)은 다른 금속산화물이나 금속에 비하여 용탕 내의 불순물을 완전히 효과적으로 제거할 수 있어 본 발명에 바람직하다. 상기 규산지르코늄과 알루미늄(Al)은, 구체적으로 용탕 내의 불순물을 완전히 제거하여 철과 구리만을 포함하는 고순도의 합금 용탕을 형성할 수 있다. 이는 하기 실시예에 의해서도 확인될 수 있다. The impurity absorbent is not particularly limited as long as it can absorb and remove impurities (for example, C, O, etc.) contained in the molten iron-copper. The impurity absorbent may be in the form of a powder, for example, having a size of 50 to 500 μm. The impurity absorbent may be selected from a metal oxide and / or a metal, which may include at least one selected from zirconium silicate and aluminum (Al). Preferably, the impurity absorbent uses both zirconium silicate and aluminum (Al). At this time, the aluminum (Al) may be used having a high purity of 99.8% by weight or more. The above zirconium silicate and aluminum (Al) as the impurity absorber can remove impurities in the molten metal more effectively than other metal oxides or metals, and are preferable in the present invention. Specifically, the zirconium silicate and aluminum (Al) may completely remove impurities in the molten metal to form a high purity alloy molten metal including only iron and copper. This can also be confirmed by the following examples.

또한, 상기 수지는 접착성을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 분말상의 불순물 흡수제 상호간을 결집시키면서 용해로 내면과 불순물 흡수층의 초기 접착력을 제공할 수 있는 것이면 좋다. 아울러, 상기 수지는 소성에 의한 고온의 열에 의해 제거되어, 불순물 흡수층에 다공성을 부여한다. 상기 수지는 합성수지 및/또는 천연수지 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 수지는 고상 및/또는 액상일 수 있으며, 이는 예를 들어 아크릴계, 비닐계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계, 올레핀계, 에스테르계 및 고무계 등으로부터 선택된 하나 이상의 중합체 및/또는 이들의 공중합체 등으로 선택될 수 있다. In addition, the resin is not particularly limited as long as it has an adhesive property, and this resin may be any material capable of providing initial adhesion between the inner surface of the melting furnace and the impurity absorbing layer while aggregating the powdery impurity absorbents with each other. In addition, the resin is removed by high temperature heat by sintering to impart porosity to the impurity absorbing layer. The resin may be selected from synthetic resins and / or natural resins. The resin may be solid and / or liquid, which may be, for example, one or more polymers and / or copolymers thereof selected from acrylic, vinyl, epoxy, urethane, silicone, olefin, ester, rubber and the like. Can be selected.

상기 수지는, 예를 들어 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(Butadiene-Styrene-Alkyl Methacrylate copolymer)를 사용할 수 있다. 상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체는, 구체적인 예를 들어 부타디엔-스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 부타디엔-스티렌-에틸 메타크릴레이트 공중합체 및/또는 부타디엔-스티렌-부틸 메타크릴레이트 공중합체 등으로부터 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체는 50nm ~ 500nm의 입자 크기를 가지는 것을 사용할 수 있다. 이와 같이 수지로서 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체를 선택하고, 나노 크기를 가지는 것을 사용하는 경우, 소성을 통해 빠르게 제거될 수 있고 분말상의 불순물 흡수제 간의 사이에 고르게 분산된다. 이에 따라, 불순물 흡수제 간의 결집력을 개선함은 물론 불순물 흡수층에 균질하고 미세한 다공구조를 형성시켜 불순물의 흡수 제거능이 향상된다. For example, the butadiene-styrene-alkyl methacrylate copolymer may be used as the resin. The butadiene-styrene-alkyl methacrylate copolymer is, for example, butadiene-styrene-methyl methacrylate copolymer, butadiene-styrene-ethyl methacrylate copolymer and / or butadiene-styrene-butyl methacrylate air Coalescing and the like. In one example, the butadiene-styrene-alkyl methacrylate copolymer may be used having a particle size of 50nm to 500nm. As such, when the butadiene-styrene-alkyl methacrylate copolymer is selected as the resin and one having a nano size is used, it can be quickly removed through calcination and is evenly dispersed between the powdery impurity absorbents. As a result, the cohesion between the impurity absorbents is improved, and a homogeneous and fine porous structure is formed in the impurity absorber layer, thereby improving the absorption and removal capability of the impurity.

상기 용매는 분산성과 도포성을 위한 것으로서, 이는 탄화수소계로부터 선택될 수 있다. 상기 용매는, 예를 들어 알코올류 및/또는 케톤류 등으로부터 선택될 수 있다. The solvent is for dispersibility and applicability, which may be selected from hydrocarbon systems. The solvent may be selected from, for example, alcohols and / or ketones.

또한, 상기 흡수층 조성물은 하나의 예시에서 불순물 흡수제 50 ~ 80중량%, 수지 5 ~ 20중량% 및 용매 15 ~ 40중량%를 포함할 수 있다. 이때, 불순물 흡수제의 함량이 50중량% 미만인 경우, 불순물의 흡수 제거능이 미미할 수 있고, 80중량%를 초과하는 경우 다공성과 도포성이 떨어질 수 있다. 아울러, 상기 수지의 함량이 5중량% 미만인 경우, 다공성과 접착성이 떨어질 수 있으며, 20중량%를 초과하는 경우 상대적으로 불순물 흡수제의 함량이 낮아져 불순물의 흡수 제거능이 미미해질 수 있다. 그리고 용매는 분산성과 도포성을 고려하여 상기 범위가 좋다. In addition, the absorbent layer composition may include 50 to 80% by weight of impurity absorbent, 5 to 20% by weight of resin, and 15 to 40% by weight of solvent in one example. In this case, when the content of the impurity absorbent is less than 50% by weight, the absorption and removal ability of the impurity may be insignificant, and when the content of the impurity absorber exceeds 80% by weight, porosity and applicability may be deteriorated. In addition, when the content of the resin is less than 5% by weight, porosity and adhesion may be lowered, and when the content of more than 20% by weight, the content of the impurity absorbent is relatively low, so that the absorption and removal capability of the impurities may be insignificant. And a solvent is good in the said range in consideration of dispersibility and applicability | paintability.

위와 같이 본 제1공정을 통해 용해로의 내면에 다공성의 불순물 흡수층을 형성한 경우, 용해 과정에서 용탕 내에 포함된 불순물이 흡수, 제거되어 균질상의 완전한 철-구리 합금을 생성할 수 있으며, 이와 함께 불순물을 거의 포함하지 않은 고순도의 철-구리 합금을 효과적으로 얻을 수 있다. As described above, when the porous impurity absorbing layer is formed on the inner surface of the melting furnace through the first process, impurities contained in the molten metal are absorbed and removed during the dissolution process to form a homogeneous complete iron-copper alloy, and together with the impurities It is possible to effectively obtain a high-purity iron-copper alloy containing almost no.

(2) 용해(제2공정)(2) Dissolution (2nd step)

상기 용해로에 철과 구리의 합금 원료를 투입한다. 이때, 철은 고순도의 순철을 사용할 수 있으며, 상기 구리는 고순도의 전해동을 사용할 수 있다. 용해로는 전원 인가에 의한 고주파 유도열에 의해 가온될 수 있다. 용해로는, 철과 구리가 용해될 수 있는 온도로 유지하면 좋다. 예를 들어, 고주파 유도열을 통해 용해로를 빠르게 승온시켜 약 1,520℃ ~ 1,650℃로 유지하여 철과 구리를 용해하는 것이 좋다. 이러한 용해 과정에서는 교반이 진행될 수 있다. An alloy raw material of iron and copper is introduced into the melting furnace. In this case, iron may use high purity pure iron, and the copper may use high purity electrolytic copper. The furnace may be heated by high frequency induction heat by power application. The melting furnace may be maintained at a temperature at which iron and copper can be dissolved. For example, it is preferable to dissolve iron and copper by rapidly heating the melting furnace through high frequency induction heat and maintaining the temperature at about 1,520 ° C to 1,650 ° C. In this dissolution process, stirring may proceed.

또한, 본 제2공정에서는 최종 생성된 철-구리 합금의 전체 기준으로 철 55 ~ 95원자%(또는 부피%)와 구리 5 ~ 45원자%(또는 부피%)를 포함하도록, 상기 용해로에 철과 구리를 투입, 용해하여 용탕을 형성한다. 구체적으로, 용해로에 철과 구리의 총 투입량을 철 55 ~ 95부피%와 구리 5 ~ 45부피%(즉, 철 : 구리 = 55 ~ 95 : 5 ~ 45의 부피비)로 하는 경우에 상기 합금 조성을 갖게 할 수 있다. 이때, 구리의 함량이 5원자%(5부피%) 미만인 경우, 예를 들어 전기전도성, 열전도성 및/또는 내식성 등이 미미해질 수 있다. 그리고 구리의 함량이 45원자%(45부피%)를 초과하는 경우, 상대적으로 철의 함량이 낮아져 예를 들어 강도, 경도, 내마모성 및 내열성 등의 기계적/열적 물성이 낮아질 수 있다. In the second process, the iron and the iron in the melting furnace to include 55 to 95 atomic% (or volume%) and 5 to 45 atomic% (or volume%) of iron as the total basis of the iron-copper alloy finally produced. Copper is added and dissolved to form a molten metal. Specifically, the alloy composition is obtained when the total input of iron and copper to the furnace is 55 to 95% by volume of iron and 5 to 45% by volume of copper (that is, volume ratio of iron: copper = 55 to 95: 5 to 45). can do. In this case, when the content of copper is less than 5 atomic% (5 volume%), for example, electrical conductivity, thermal conductivity and / or corrosion resistance may be insignificant. And when the content of copper exceeds 45 atomic% (45% by volume), the iron content is relatively low, for example, mechanical / thermal properties such as strength, hardness, wear resistance and heat resistance can be lowered.

본 발명의 실시형태에 따라서, 위와 같은 점을 고려하여 본 제2공정에서는 최종 생성된 철-구리 합금의 전체 기준으로 철 80 ~ 95원자%와 구리 5 ~ 20원자%를 포함하도록, 상기 용해로에 철과 구리를 투입, 용해하여 용탕을 형성하는 것이 좋다. 즉, 용해로에 철과 구리의 총 투입량을 철 80 ~ 95부피%와 구리 5 ~ 20부피%(즉, 철 : 구리 = 80 ~ 95 : 5 ~ 20의 부피비)로 하는 경우에 상기 합금 조성을 갖게 하는 것이 좋다. 보다 구체적인 예를 들어, 철 80.5 ~ 95원자%와 구리 5 ~ 19.5원자%를 포함하도록, 상기 용해로에 철과 구리를 투입, 용해하여 용탕을 형성하는 것이 좋다. 이러한 합금 조성을 가지는 경우, 우수한 전기전도성, 열전도성, 내열성 및 기계적 물성 등을 가져 본체(12)의 재질로 매우 유용하다. According to the embodiment of the present invention, in consideration of the above, in the second process, the iron-copper alloy includes 80 to 95 atomic% of iron and 5 to 20 atomic% of copper, based on the total basis of the finally produced iron-copper alloy. Iron and copper are added and dissolved to form a molten metal. That is, when the total amount of iron and copper input to the furnace is 80 to 95% by volume of iron and 5 to 20% by volume of copper (ie, iron: copper = 80 to 95: 5 to 20 by volume), the alloy composition It is good. More specifically, for example, iron and copper may be added to and dissolved in the melting furnace so as to include 80.5 to 95 atomic% iron and 5 to 19.5 atomic% copper. In the case of having such an alloy composition, it has excellent electrical conductivity, thermal conductivity, heat resistance, mechanical properties, and the like, and is very useful as a material of the main body 12.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 용해로에 철과 구리를 투입함에 있어서, 철과 구리를 초기에 1 : 1의 부피비로 투입하고, 교반을 진행하면서 빠르게 용해시킨 다음, 이후 철을 추가 투입하여 상기 합금 조성을 갖도록 할 수 있다. 즉, 한번의 투입을 통해 상기 합금 조성을 갖도록 하는 것보다는 초기에는 철과 구리를 1 : 1의 부피비로 투입하고, 이후 철을 추가 투입함으로써 상기 합금 조성을 갖도록 하는 것이 균질한 철-구리의 합금 조성에 바람직하다. 아울러, 철의 추가 투입 시에는 간헐적으로 조금씩 투입하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 소량으로 수회에 걸쳐 철을 추가 투입하는 것이 균질한 합금 조성에 유리하다. According to one embodiment, in introducing iron and copper into the melting furnace, iron and copper are initially added in a volume ratio of 1: 1, rapidly dissolved while stirring, and then iron is further added to the alloy. It can be made to have a composition. In other words, rather than having the alloy composition through a single input, it is initially added in a volume ratio of 1: 1 iron and copper, and then an additional iron is added to the alloy composition of the homogeneous iron-copper. desirable. In addition, it is more preferable to intermittently add little by little at the time of addition of iron. In other words, the addition of iron in small quantities over several times is advantageous for the homogeneous alloy composition.

또한, 본 제2공정(용해 과정)에서는 용해로에 탈산제를 첨가하여 탈산(산화 방지)시키면서 진행할 수 있다. 아울러, 본 제2공정(용해 과정)에서는 플럭스를 더 첨가할 수 있다. 이때, 상기 탈산제와 플럭스는 합금 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 상기 탈산제는, 예를 들어 99.8중량% 이상의 고순도 Al 및/또는 고순도 Ti 등을 사용할 수 있으며, 상기 플럭스는 Al2O3, CaO 및/또는 SiO2 등을 사용할 수 있다. In addition, in this 2nd process (dissolution process), it can advance, adding a deoxidizer to a melting furnace and deoxidizing (oxidation prevention). In addition, flux can be further added in this 2nd process (melting process). At this time, the deoxidizer and flux may be used that is commonly used in the field of alloys. The deoxidizer may be, for example, 99.8% by weight or more of high purity Al and / or high purity Ti, and the flux may be Al 2 O 3 , CaO and / or SiO 2 , or the like.

(3) 안정화(제3공정)(3) Stabilization (3rd step)

상기 용해를 통해 형성된 용탕을 안정화시킨다. 안정화는 용해로의 전원 공급을 차단하고, 용탕을 용해로에 소정 시간동안 방치하는 방법으로 진행할 수 있다. 이때, 안정화는 용탕 온도를 예를 들어 1,450℃ ~ 1,520℃로 유지하여 방치하는 방법으로 진행될 수 있다. 이러한 안정화에 의해, 철과 구리의 균질화가 이루어질 수 있다. The melt formed through the dissolution is stabilized. Stabilization may be performed by interrupting the power supply to the furnace and leaving the molten metal in the furnace for a predetermined time. At this time, the stabilization may proceed by maintaining the molten metal temperature, for example, 1,450 ℃ to 1,520 ℃. By this stabilization, homogenization of iron and copper can be achieved.

(4) 주조(제4공정)(4) Casting (4th process)

상기 안정화된 용탕을 주조틀에 주입하여 일정 형태의 합금 주조물로 주조한다. 본 제4공정(주조)은 통상의 금속 주조 공정에 따른다. 상기 주조틀은 특별히 제한되지 않으며, 이는 주괴(ingot) 및 주조편의 형상을 갖거나, 경우에 따라서는 커넥터나 단자 등의 제품 형상을 가질 수 있다. 아울러, 상기 주조틀은 통상과 같이 냉각 기능을 가질 수 있다. The stabilized molten metal is injected into a casting mold and cast into an alloy casting of a certain form. This 4th process (casting) is based on a normal metal casting process. The casting mold is not particularly limited, and may have a shape of an ingot and a casting piece, or in some cases, a product shape such as a connector or a terminal. In addition, the casting mold may have a cooling function as usual.

또한, 본 제4공정을 통해 얻어진 주조물은 통상적인 열처리 및/또는 냉각 등의 공정을 통해 후처리될 수 있다. 상기 주조물은, 구체적인 예를 들어 소둔(Annealing), 불림(Normalizing), 담금질(Quenching) 및/또는 뜨임(Tempering) 등의 공정을 통해 후처리될 수 있다. 이러한 후처리는 기계적 물성(인장강도, 휨강도, 압축강도 및 경도 등)을 개선할 수 있다. 이와 같이 얻어진 주조물은 본체(12)의 제조에 사용될 수 있다. In addition, the casting obtained through the fourth process may be post-processed through a process such as conventional heat treatment and / or cooling. The casting may be post-processed through, for example, a process such as annealing, normalizing, quenching and / or tempering. Such post-treatment can improve mechanical properties (tensile strength, flexural strength, compressive strength and hardness, etc.). The casting thus obtained can be used for the manufacture of the body 12.

(5) 입자화(제5공정)(5) Granulation (5th step)

본 제5공정은 선택적인 공정으로서, 이를 통해 분말상의 철-구리 합금을 얻을 수 있다. 본 제5공정에 따라서, 상기 제4공정(주조)을 통해 얻어진 주조물을 재용해한 다음, 분사시켜 분말상의 철-구리 합금 입자를 얻는다. 구체적으로, 본 제5공정은 상기 주조물을 재용해하는 재용해 단계와, 상기 재용해된 용해물을 분사시켜 분말상의 철-구리 합금 입자를 얻는 입자화 단계를 포함할 수 있다. This fifth process is an optional process, through which a powdered iron-copper alloy can be obtained. According to this fifth step, the casting obtained in the fourth step (casting) is redissolved and then sprayed to obtain powdered iron-copper alloy particles. Specifically, the fifth process may include a re-dissolving step of re-dissolving the casting, and a granulation step of spraying the re-dissolved melt to obtain powdered iron-copper alloy particles.

이때, 상기 재용해 단계에서는 제1공정에서와 같은 용해로를 사용할 수 있다. 또한, 본 제5공정의 재용해 단계에서는 철-구리 합금의 산화를 방지하기 위해, 진공의 용해로에서 재용해시키는 것이 좋다. 즉, 용해로는 진공로를 사용할 수 있다. 이러한 진공로에서 상기 주조물을 1,600℃~ 1,700℃에서 재용해할 수 있다. 상기 입자화 단계는 재용해된 용해물을 1,400℃~ 1,500℃에서 분사하여 분말상으로 입자화할 수 있다. 이때, 입자화된 분말은, 예를 들어 0.1㎛ ~ 150㎛의 크기를 가질 수 있다. 이와 같이 얻어진 분말상의 철-구리 합금 입자는, 구형의 입자상을 가질 수 있다. In this case, the remelting step may use the same melting furnace as in the first step. In the re-dissolving step of the fifth process, in order to prevent oxidation of the iron-copper alloy, it is preferable to re-dissolve in a melting furnace of a vacuum. That is, a melting furnace can use a vacuum furnace. In such a vacuum furnace, the casting may be re-dissolved at 1,600 ° C to 1,700 ° C. In the granulation step, the re-dissolved melt may be sprayed at 1,400 ° C. to 1,500 ° C. to granulate the powder. In this case, the granulated powder may have a size of, for example, 0.1 μm to 150 μm. The powdered iron-copper alloy particles thus obtained may have a spherical particulate form.

위와 같은 제조방법에 따르면, 철 55 ~ 95원자%와 구리 5 ~ 45원자%를 포함하는 철-구리 합금으로서, 이는 비-이론적인 합금 조성임에도 편석(편중)없이 완전한 합금이 이루어진다. 또한, 상기 철-구리 합금은 철의 장점과 구리의 장점이 잘 조율되어, 전술한 바와 같이 우수한 전기전도성, 열전도성, 내열성 및 기계적 물성(인장강도, 휨강도, 압축강도 및 경도 등)을 가지는 본체(12)의 재질로 매우 유용하다. According to the above manufacturing method, iron-copper alloy containing 55 to 95 atomic% iron and 5 to 45 atomic% copper, which is a non-theoretical alloy composition, but complete alloying without segregation (biasing). In addition, the iron-copper alloy is well coordinated with the advantages of iron and copper, as described above the body having excellent electrical conductivity, thermal conductivity, heat resistance and mechanical properties (tensile strength, bending strength, compressive strength and hardness, etc.) Very useful as a material of (12).

또한, 전술한 바와 같이, 하나의 실시형태에 따라서, 상기 철-구리 합금은 철 80 ~ 95원자% 및 구리 5 ~ 20원자%를 포함한다. 구체적으로는 철 80.5 ~ 95원자% 및 구리 5 ~ 19.5원자%를 포함하며, 더욱 구체적으로는 철 82.5 ~ 90.5원자% 및 구리 9.5 ~ 17.5원자%를 포함할 수 있다. 이와 같은 합금 조성을 가지는 경우 전기전도성, 열전도성, 내열성 및 기계적 물성 등의 특성이 효과적으로 개선된다. Further, as mentioned above, according to one embodiment, the iron-copper alloy comprises 80 to 95 atomic percent iron and 5 to 20 atomic percent copper. Specifically, it may include 80.5 to 95 atomic% iron and 5 to 19.5 atomic% copper, and more specifically, 82.5 to 90.5 atomic% iron and 9.5 to 17.5 atomic% copper. In the case of such an alloy composition, properties such as electrical conductivity, thermal conductivity, heat resistance, and mechanical properties are effectively improved.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 철-구리 합금은 위와 같은 조성을 가지되, 열전도율이 70 W/mㆍK 이상인 것이 바람직하다. 구체적인 실시형태에 따라서, 상기 철-구리 합금은 하기 (a) 내지 (c)의 물성을 가지는 것이 좋다. 하기 (a) 내지 (c)의 물성을 가지는 경우, 전기ㆍ전자 기기 등의 구성재로서 매우 유용함은 물론 내구성 등에서도 바람직하다. According to one embodiment, the iron-copper alloy has the same composition as above, but preferably has a thermal conductivity of 70 W / m · K or more. According to a specific embodiment, it is preferable that the iron-copper alloy has physical properties of the following (a) to (c). When having the physical property of following (a)-(c), it is very useful as a structural material, such as an electrical and electronic device, and also is preferable also in durability.

(a) 열전도율 70 W/mㆍK 이상(a) Thermal conductivity 70 W / mK or more

(b) 인장강도 300 N/㎟ 이상(b) tensile strength over 300 N / mm2

(c) 경도 100 HB 이상 (c) hardness of 100 HB or more

상기 열전도율, 인장강도 및 경도는 통상의 측정방법에 따른다. 열전도율은, 예를 들어 ASTM E1461(Laser flash : Thru-plane)에 준하여 상온(20℃ ~ 25℃)에서 측정된 값일 수 있다. 그리고 인장강도는 KS B 0801에 준하여 측정되고, 경도는 KS B 0805에 준하여 측정된 것일 수 있다. The thermal conductivity, tensile strength and hardness are in accordance with conventional measuring methods. The thermal conductivity may be, for example, a value measured at room temperature (20 ° C. to 25 ° C.) according to ASTM E1461 (Laser flash: Thru-plane). And tensile strength is measured according to KS B 0801, hardness may be measured according to KS B 0805.

상기 열전도율은, 구체적인 예를 들어 70 ~ 150 W/mㆍK를 가질 수 있으며, 바람직하게는 72 W/mㆍK 이상, 더욱 바람직하게는 75 W/mㆍK 이상일 수 있다. 또한, 상기 인장강도는, 구체적인 예를 들어 300 ~ 1,350 N/㎟를 가질 수 있다. 그리고 상기 경도는 브리넬 경도(Brinell Hardness)로서, 이는 구체적인 예를 들어 100 HB ~ 400 HB를 가질 수 있다. 이러한 각 물성은 적용 용도에 따라 최적화될 수 있다. 예를 들어, 인장강도 및 경도의 경우, 전술한 바와 같은 후처리(불림, 담금질 및 뜨임 등)를 통해 증가될 수 있으며, 이러한 후처리에 의해 인장강도는 500 N/㎟ 이상, 경도는 200 HB 이상을 가질 수 있다. The thermal conductivity may specifically have 70 to 150 W / m · K, for example, preferably 72 W / m · K or more, and more preferably 75 W / m · K or more. In addition, the tensile strength may have, for example, 300 to 1,350 N / mm 2. And the hardness is Brinell Hardness (Brinell Hardness), which may have a specific H 100 ~ 400 HB, for example. Each of these properties can be optimized according to the application. For example, in the case of the tensile strength and hardness, it can be increased through the post-treatment (such as soaking, quenching and tempering, etc.) as described above, by such a post-treatment tensile strength is 500 N / ㎜ or more, hardness is 200 HB It can have more than.

또한, 상기 철-구리 합금은 구형의 입자상을 가질 수 있다. 구형의 입자상은 상기 제5공정을 통해 구현될 수 있다. 이때, 철-구리 합금은 구형의 입자상을 가지되, 예를 들어 0.1㎛ ~ 150㎛의 크기(직경)를 가질 수 있다. 여기서, 「구형」은 완전한 구형만을 의미한 것은 아니며, 이는 완전한 구형(spherical)은 물론 준-구형(quasi-spherical)을 포함한다. In addition, the iron-copper alloy may have a spherical particulate form. The spherical particulate phase may be implemented through the fifth process. At this time, the iron-copper alloy has a spherical particulate form, for example, may have a size (diameter) of 0.1㎛ ~ 150㎛. Here, "spherical" does not mean only a perfect sphere, which includes a quasi-spherical as well as a complete spherical.

아울러, 본 발명에서, 상기「구형의 입자」는, 철-구리의 합금이 비-이론적인 합금 조성임에도 편석(편중)됨이 없이 철과 구리가 합금 내에 균일하게 분포되고 완전한 용융 합금이 이루어졌음을 의미한다. 이러한 점에서 「구형의 입자」는 기술적 의의를 갖는다. 즉, 완전한 용융 합금이 이루어지 않는 경우, 분사를 통해 구형의 입자상을 갖기 어렵다. 또한, 본 발명에서, 상기「구형의 입자」는 재용해를 통해 균일한 조성의 철-구리 합금 성형물을 가공할 수 있다는 점에서도 기술적 의의를 갖는다. In addition, in the present invention, the "spherical particles", even though the iron-copper alloy is a non-theoretical alloy composition, iron and copper are uniformly distributed in the alloy and a complete molten alloy is formed without segregation (declination). Means. In this sense, "spherical particles" have a technical significance. In other words, when a complete molten alloy is not achieved, it is difficult to have spherical particulates through spraying. In addition, in the present invention, the "spherical particles" has a technical significance in that the iron-copper alloy molding having a uniform composition can be processed through re-dissolution.

이상에서 설명한 철-구리 합금은 본 발명에 따른 합금재(10)의 재료, 즉 상기 본체(12)로 사용된다. 이때, 본체(12)는 상기 제4공정(주조)에서 얻어진 철-구리 합금 주조물(주괴 또는 주조편)을 이용하거나, 상기 제5공정(입자화)에서 얻어진 분말상의 철-구리 합금 입자를 이용하여 성형될 수 있다. 하나의 실시형태에 따라서, 상기 본체(12)는 철-구리 합금 주조물(주괴 또는 주조편)이나 철-구리 합금 입자를 용융시킨 다음, 예를 들어 사출 성형 등의 방법으로 소정의 형상을 갖도록 제조될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 본체(12)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 커넥터나 단자 등의 제품 형상을 가질 수 있다. The iron-copper alloy described above is used as the material of the alloying material 10 according to the present invention, that is, the body 12. At this time, the main body 12 uses an iron-copper alloy casting (an ingot or a cast piece) obtained in the fourth step (casting), or uses powdered iron-copper alloy particles obtained in the fifth step (granulation). Can be molded. According to one embodiment, the main body 12 is manufactured to melt an iron-copper alloy casting (an ingot or cast piece) or an iron-copper alloy particle, and then have a predetermined shape by, for example, injection molding or the like. Can be. As described above, the shape of the main body 12 is not particularly limited, and may have, for example, a product shape such as a connector or a terminal.

[2] 구리 코팅[2] copper coatings

상기한 바와 같이, 코팅층(14)으로서의 구리층(14)은 순도 99.9wt% 이상의 구리(Cu)로 구성될 수 있다. 하나의 실시형태에 따라서, 상기 구리층(14)은 본체(12)의 열처리, 즉 상기 철-구리 합금(12)의 열처리에 의해 자체 코팅되어 형성된다. 이를 위해 상기 철-구리 합금(12)을 고온 열처리한다. 이때, 철-구리 합금(12)의 자체 내부에 포함(확산)되어 있던 구리(Cu)가 표면으로 용출되어 순도 99.9wt% 이상의 구리층(14)을 형성한다. 이는 도 2에 보인 바와 같다. As described above, the copper layer 14 as the coating layer 14 may be composed of copper (Cu) having a purity of 99.9 wt% or more. According to one embodiment, the copper layer 14 is formed by self-coating by heat treatment of the body 12, that is, heat treatment of the iron-copper alloy 12. To this end, the iron-copper alloy 12 is subjected to high temperature heat treatment. At this time, copper (Cu) contained (diffused) in the iron-copper alloy 12 itself is eluted to the surface to form a copper layer 14 having a purity of 99.9 wt% or more. This is as shown in FIG.

도 2를 참고하면, 상기 철-구리 합금(12)에 열을 가하게 되면, 철-구리 합금(12)을 구성하는 구리(Cu)가 용융(액상화)된다. 그리고 용융(액상화)된 구리(Cu)는 부피 팽창으로 철-구리 합금(12)의 표면으로 석출되어 코팅된다. 이러한 열처리에 의해 소정 두께를 가지는 고순도의 구리층(14)이 형성된다. Referring to FIG. 2, when heat is applied to the iron-copper alloy 12, copper (Cu) constituting the iron-copper alloy 12 is melted (liquefied). The molten (liquefied) copper (Cu) is deposited and coated on the surface of the iron-copper alloy 12 by volume expansion. By this heat treatment, a high purity copper layer 14 having a predetermined thickness is formed.

상기 열처리는 철-구리 합금(12)에 열을 가할 수 있으면 좋다. 상기 열처리는, 예를 들어 전기로 등의 가열로에서 진행될 수 있다. 그리고 상기 열처리는 비산화성 분위기, 예를 들어 진공 분위기나 불활성 가스(Ar, N2 등) 분위기 하에서 진행될 수 있다. The heat treatment may be applied to the iron-copper alloy (12). The heat treatment may be performed in a heating furnace such as an electric furnace. The heat treatment may be performed in a non-oxidizing atmosphere, for example, a vacuum atmosphere or an inert gas (Ar, N 2, etc.) atmosphere.

상기 열처리는 구리(Cu) 및 철-구리 합금(12)의 융점을 고려하여 적절한 온도에서 진행한다. 즉, 상기 열처리는 구리(Cu)의 융접(약 1,085℃)보다 높은 온도에서 진행한다. 또한, 상기 철-구리 합금(12)은 철(Fe)의 융점(약 1,538℃)보다 낮은 온도로서, 약 1,493℃ 이하의 융점을 가질 수 있다. 이에, 상기 열처리는 철-구리 합금(12)의 융점보다 낮은 온도로서, 약 1,493℃ 이하의 온도에서 진행하는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 열처리는 약 1,100℃ ~ 1,490℃, 또는 약 1,100℃ ~ 1,450℃의 온도 구간에서 진행할 수 있다. The heat treatment is carried out at an appropriate temperature in consideration of the melting points of copper (Cu) and iron-copper alloy (12). That is, the heat treatment proceeds at a temperature higher than the melting (about 1,085 ° C) of copper (Cu). In addition, the iron-copper alloy 12 is lower than the melting point of iron (Fe) (about 1,538 ° C), and may have a melting point of about 1,493 ° C or less. Thus, the heat treatment is a temperature lower than the melting point of the iron-copper alloy 12, it is preferable to proceed at a temperature of about 1,493 ℃ or less. Specifically, the heat treatment may be performed in a temperature section of about 1,100 ℃ ~ 1,490 ℃, or about 1,100 ℃ ~ 1,450 ℃.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 열처리는 철-구리 합금(12)을 전기로 등의 가열로 내에 장입한 다음, 예를 들어 1,100℃ ~ 1,450℃의 온도를 유지하는 방법으로 진행할 수 있다. 이때, 열처리 온도가 1,100℃ 미만인 경우에는 구리(Cu)의 표면 용출이 어려울 수 있다. 그리고 열처리 온도가 1,450℃를 초과하여 너무 높은 경우에는 철리-구리 합금(12) 자체가 용융될 수 있다. 보다 구체적인 실시형태에 따라서, 철리-구리 합금(12)의 용융을 방지하면서 구리(Cu)가 빠르게 표면으로 용출될 수 있도록, 상기 열처리는 1,200℃ ~ 1,450℃의 온도에서 진행할 수 있다. According to one embodiment, the heat treatment may be carried out by charging the iron-copper alloy 12 into a heating furnace such as an electric furnace and then maintaining a temperature of, for example, 1,100 ° C to 1,450 ° C. At this time, when the heat treatment temperature is less than 1,100 ℃ it may be difficult to elute the surface of the copper (Cu). And when the heat treatment temperature is too high, exceeding 1,450 ℃, the copper-copper alloy 12 itself may be melted. According to a more specific embodiment, the heat treatment may proceed at a temperature of 1,200 ° C. to 1,450 ° C. so that copper (Cu) can be rapidly eluted to the surface while preventing melting of the copper-copper alloy 12.

상기 구리층(14)은, 예를 들어 5nm ~ 20㎛의 두께를 가질 수 있다. 이때, 구리층(14)이 너무 얇으면 합금재(10)의 전기전도성 등이 미미할 수 있고, 구리층(14)이 너무 두꺼우면 합금재(10)의 표면 강도 등이 약해질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 구리층(14)은 0.1㎛ ~ 1㎛의 두께를 가질 수 있다. 또한, 이러한 구리층(14)의 두께는 열처리 시간을 통해 조절될 수 있다. 즉, 열처리 시간이 길어질수록 구리층(14)의 두께는 증가한다. 이를 감안하여 열처리 시간을 조절하여 적정한 두께를 갖게 할 수 있다. 상기 열처리는, 예를 들어 10초(sec) ~ 1시간(hour) 동안 진행될 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. The copper layer 14 may have a thickness of, for example, 5 nm to 20 μm. At this time, if the copper layer 14 is too thin, the electrical conductivity of the alloy material 10 may be insignificant, and if the copper layer 14 is too thick, the surface strength of the alloy material 10 may be weakened. In consideration of this point, the copper layer 14 may have a thickness of 0.1 μm to 1 μm. In addition, the thickness of the copper layer 14 may be adjusted through the heat treatment time. That is, the longer the heat treatment time is, the thickness of the copper layer 14 increases. In consideration of this, the heat treatment time may be adjusted to have an appropriate thickness. The heat treatment may be performed, for example, for 10 seconds to 1 hour, but is not limited thereto.

위와 같은 열처리를 진행한 후에는 냉각이 진행될 수 있다. 냉각은, 예를 들어 상온에서 서서히 진행될 수 있다. 냉각을 종료하게 되면, 본체(12)로서의 철-구리 합금(12)을 심재로 하고, 이의 표면에 구리층(14)이 자체 코팅된 합금재(10)가 생성된다. After the heat treatment as described above can be cooled. Cooling may, for example, proceed slowly at room temperature. When cooling is complete | finished, the alloy material 10 which self-coated the copper layer 14 on the surface of the iron-copper alloy 12 as a main body 12 is produced.

따라서, 위와 같은 구리 코팅에 따르면, 철-구리 합금(12)의 표면에 구리층(14)을 형성함에 있어, 별도의 구리(C)를 용융시켜 코팅하지 않고도, 열처리에 의한 자체 코팅(용출)을 통해 고순도의 구리층(14)을 간단하게 코팅할 수 있다. Therefore, according to the copper coating as described above, in forming the copper layer 14 on the surface of the iron-copper alloy 12, self-coating (elution) by heat treatment without melting and coating a separate copper (C) Through the high purity copper layer 14 can be simply coated.

위와 같은 구리 코팅을 진행한 후에는 선택적인 공정으로서 가공 공정이 진행될 수 있다. 상기 가공 공정은, 예를 들어 표면 연마 등의 표면 처리 공정 등을 들 수 있다. 또한, 상기 가공 공정은, 커넥터나 단자 등의 제품으로 형성하기 위한 절단 및/또는 구부림 등의 제품 형성 공정을 포함할 수 있다. After proceeding with the copper coating as described above may be processed as an optional process. The said processing process is surface treatment processes, such as surface grinding | polishing, etc. are mentioned, for example. In addition, the processing step may include a product forming step such as cutting and / or bending to form a product such as a connector or a terminal.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 적어도 높은 전기전도성을 가지면서 기계적 물성 및 경제성 등이 향상된다. 즉, 본 발명에 따른 합금재(10)는 상기 고순도의 구리층(14)에 의해 적어도 높은 전기전도성을 갖는다. 본 발명에 따른 합금재(10)는, 예를 들어 2.4μΩㆍcm 이하의 비저항(specific resistance)을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 합금재(10)는, 구체적인 예를 들어 1.73μΩㆍcm ~ 2.4μΩㆍcm의 비저항을 가질 수 있다. 이에 따라, 적어도 전기전도성이 요구되는 제품에 매우 유용하게 적용될 수 있다. According to the present invention described above, while having at least high electrical conductivity, mechanical properties, economical efficiency and the like are improved. That is, the alloy material 10 according to the present invention has at least high electrical conductivity by the high purity copper layer 14. The alloy material 10 according to the present invention may have a specific resistance of 2.4 μΩ · cm or less, for example. The alloy material 10 according to the present invention may have a specific resistance of, for example, 1.73 μΩ · cm to 2.4 μΩ · cm. Accordingly, it can be very usefully applied to products requiring at least electrical conductivity.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 본체(12)로서의 철-구리 합금(12)에 의해 우수한 기계적 물성을 가지며, 이는 또한 가격이 저렴한 철(Fe)을 베이스(주성분)으로 하여 구성되어 있으므로 높은 경제성 등을 갖는다. In addition, as described above, the iron-copper alloy 12 as the main body 12 has excellent mechanical properties, and since it is composed of iron (Fe), which is inexpensive, as a base (main component), high economical efficiency and the like. Has

본 발명에 따른 합금재(10)는, 예를 들어 전기전도성이 요구되는 것으로서 전기ㆍ전자 기기, 통신 기기, 전기 부품, 전자 부품, 자동차 부품 및 반도체 부품 등의 구성재로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제품은 상기 합금재(10)를 포함하는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 커넥터, 단자, 접지선, 전극, 릴레이, 스프링, 스위치 및 리드 프레임 등으로부터 선택될 수 있다. The alloy material 10 according to the present invention can be used as a constituent material of, for example, an electric / electronic device, a communication device, an electric part, an electronic part, an automotive part, a semiconductor part, and the like, for which electrical conductivity is required. In addition, the product according to the present invention is not particularly limited as long as it includes the alloy material 10, which may be selected from, for example, a connector, a terminal, a ground wire, an electrode, a relay, a spring, a switch, and a lead frame.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것은 아니며, 이는 단지 실시예와의 비교를 위해 제공된다. Hereinafter, the Example and comparative example of this invention are illustrated. The following examples are provided by way of example only to help understanding of the present invention, whereby the technical scope of the present invention is not limited. In addition, the following comparative examples do not imply prior art, they are provided only for comparison with the examples.

1. 합금 제조1. Alloy Manufacturing

[실시예 1] Example 1

< 용해로 > <Melting Furnace>

고주파 유도열 용해로로서 마그네슘을 주성분으로 하는 세라믹 용해로를 준비하였다. 이후, 준비된 용해로의 내부 벽면과 바닥에 다공성의 불순물 흡수층을 형성하였다. 상기 다공성의 불순물 흡수층은, 조성물 전체 중량 기준으로 불순물 흡수제 65중량%, 수지 15중량% 및 용매 30중량%을 혼합한 흡수층 조성물을 약 1mm의 두께로 도포한 다음, 약 1,150℃의 온도로 가열, 소성하여 형성하였다. 이때, 상기 불순물 흡수제로는 규산지르코늄(ZrSiO4)과 Al 분말을 사용하고, 상기 수지로는 부타디엔-스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체를 사용하였으며, 상기 용매로는 아이소프로필 알코올을 사용하였다. As a high frequency induction heat melting furnace, a ceramic melting furnace mainly composed of magnesium was prepared. Thereafter, a porous impurity absorbing layer was formed on the inner wall and bottom of the prepared melting furnace. The porous impurity absorbing layer is coated with an absorbent layer composition containing 65% by weight of impurity absorbent, 15% by weight of resin, and 30% by weight of solvent, based on the total weight of the composition, and then heated to a temperature of about 1,150 ° C., It calcined and formed. In this case, zirconium silicate (ZrSiO 4 ) and Al powder were used as the impurity absorbent, butadiene-styrene-methyl methacrylate copolymer was used as the resin, and isopropyl alcohol was used as the solvent.

< 용탕/안정화/주조 > <Molten / Stabilized / Foundry>

상기 용해로에 철(순도 약 99.9중량%의 순철)과 구리(순도 약 99.9중량%의 전해동)을 초기에 1 : 1의 부피비로 투입하고, 교반을 진행하면서 출력을 높여 빠르게 용해시켰다. 이때, 용해 과정에서는 탈산제(Al)를 간헐적으로 첨가하여 탈산시키면서 진행하였다. 또한, 육안 관찰을 통해 투입된 철과 구리의 완전한 용해를 확인한 다음, 철의 함량을 높이기 위해 용해로에 철을 조금씩 추가 투입하고 용탕 온도 약 1,550℃에서 완전히 용해시켰다. 이후, 용해로의 전원을 차단하고, 용탕 온도가 약 1,500℃가 될 때까지 방치하여 안정화시켰다. 다음으로, 안정화된 용탕을 주조틀에 주입한 후, 냉각시켜 Fe-Cu 합금 잉고트(ingot)를 얻었다. Iron (purity of about 99.9 wt% pure iron) and copper (electrolytic copper of about 99.9 wt% purity) were initially added to the melting furnace at a volume ratio of 1: 1, and the output was rapidly dissolved while stirring while increasing the output. At this time, in the dissolution process, deoxidizing agent (Al) was added intermittently while deoxidizing. In addition, after confirming the complete dissolution of the added iron and copper through visual observation, in order to increase the iron content of iron was added little by little and completely dissolved at about 1,550 ℃ melt temperature. Thereafter, the power of the melting furnace was cut off and allowed to stand until the molten metal temperature became about 1,500 ° C. Next, the stabilized molten metal was poured into a casting mold, and then cooled to obtain a Fe—Cu alloy ingot.

[실시예 2 및 실시예 3] EXAMPLE 2 AND 3

상기 실시예 1과 대비하여, 최종 합금 조성(Fe와 Cu의 원자%)을 다르게 하기 위해, 용해 과정에서 철의 추가 투입량을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 각 실시예에 따른 Fe-Cu 합금 잉고트(ingot)를 얻었다. Compared to Example 1, in order to change the final alloy composition (atomic% of Fe and Cu), the same as in Example 1 except that the addition amount of iron in the melting process was changed to Fe-Cu alloy ingots were obtained.

[비교예 1] Comparative Example 1

용해로의 내면에 다공성의 불순물 흡수층을 형성함에 있어, 불순물 흡수제의 종류를 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 구체적으로, 불순물 흡수제로서 규산지르코늄(ZrSiO4)과 Al의 대신에 산화지르코늄(ZrO2)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. In forming the porous impurity absorbing layer on the inner surface of the melting furnace, it was carried out in the same manner as in Example 1 except that the type of impurity absorbent was changed. Specifically, it was carried out in the same manner as in Example 1 except that zirconium oxide (ZrO 2 ) was used instead of zirconium silicate (ZrSiO 4 ) and Al as the impurity absorber.

[비교예 2] Comparative Example 2

상기 실시예 1과 비교하여, 용해로에 철과 구리를 투입함에 있어 9 : 1의 부피비로 한번에 투입하고, 또한 용해로의 내면에는 다공성의 불순물 흡수층을 형성하지 않고 용해하여 제조된 것을 본 비교예 2에 따른 시편으로 사용하였다. Compared to Example 1, the iron and copper in the melting furnace at a 9: 1 by volume ratio, and the inner surface of the furnace was prepared by melting without forming a porous impurity absorbing layer in this Comparative Example 2 Was used as a specimen.

위와 같이 얻어진 Fe-Cu 합금 시편에 대하여, 다음과 같이 성분을 분석하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. 또한, 각 합금 시편에 대하여 열전도율, 인장강도, 경도 및 투자율(透磁率)을 평가하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 함께 나타내었다. 열전도율은 금속 시료의 열전도도 측정방법으로서, 각 합금 시편의 밀도, 비열 및 열확산계수를 측정한 다음, ASTM E1461(Laser flash : Thru-plane)에 준하여 평가하였다. 이때, 모든 시험은 25℃의 온도에서 진행하였다. 또한, 인장강도는 KS B 0801에 준하여 평가하였으며, 경도는 KS B 0805에 준하여 브리넬 경도(Brinell Hardness)로 평가하였다. 그리고 투자율은 투자율 측정기(일본, 이연전자(주)의 제품, 모델명 BHU-60)를 이용하여 주파수 50 Hz에서 평가하였다. For the Fe-Cu alloy specimens obtained as above, the components were analyzed as follows, and the results are shown in the following [Table 1]. In addition, the thermal conductivity, tensile strength, hardness and permeability of each alloy specimen were evaluated, and the results are shown together in the following [Table 1]. Thermal conductivity is a method of measuring the thermal conductivity of a metal sample, and the density, specific heat, and thermal diffusivity of each alloy specimen were measured, and then evaluated according to ASTM E1461 (Laser flash: Thru-plane). At this time, all the tests were carried out at a temperature of 25 ℃. In addition, tensile strength was evaluated according to KS B 0801, and hardness was evaluated by Brinell Hardness according to KS B 0805. The permeability was evaluated at a frequency of 50 Hz using a permeability measuring instrument (product of Japan, Lee Yeon Electronics Co., Ltd., model name BHU-60).

< 성분 분석 > <Component Analysis>

무게를 측정한 합금 시편을 글래스(glass) 재질의 비커에 넣고 왕수(염산 + 황산 수용액) 10mL를 가하여 용해하였다. 그리고 아래의 측정조건에 따른 고주파 유도결합 플라즈마 발광분광분석(ICP-AES)을 통해 Fe와 Cu를 정량하여 시료중의 농도로 환산하여 분석하였다. The weighed alloy specimen was placed in a glass beaker and 10 mL of aqua regia (hydrochloric acid + aqueous sulfuric acid solution) was added to dissolve it. In addition, Fe and Cu were quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP-AES) according to the following measurement conditions, and converted into concentrations in the sample for analysis.

* ICP-AES의 측정조건* Measurement condition of ICP-AES

- 측정 장치 : PerkinElmer Optima 5300DVMeasuring device: PerkinElmer Optima 5300DV

- 측정파장 : 238.204nm(Fe), 327.393nm(Cu)Measurement wavelength: 238.204nm (Fe), 327.393nm (Cu)

- 정량방법 : 내부표준법 -Quantitative method: Internal standard method

< Fe-Cu 합금의 성분 분석 및 물성 평가 결과 >                 <Component Analysis and Property Evaluation Results of Fe-Cu Alloy>
비 고

Remarks

불순물
흡수제

impurities
Absorbent
성분 조성
(원자%)
Ingredient composition
(atom%)

열전도율
[W/mㆍK]

Thermal conductivity
[W / mK]

인장강도
[N/㎟]

The tensile strength
[N / mm2]

브리넬 경도
[HB]

Brinell hardness
[HB]

투자율
[mm]

Permeability
[m m ]
Fe
Fe
CuCu
실시예 1
Example 1
ZrSiO4 + Al ZrSiO 4 + Al 89.5889.58 10.4210.42 74.374.3 327327 154154 630630
실시예 2
Example 2
ZrSiO4 + AlZrSiO 4 + Al 88.3288.32 11.6811.68 76.676.6 323323 143143 613613
실시예 3
Example 3
ZrSiO4 + AlZrSiO 4 + Al 90.0790.07 9.939.93 70.570.5 342342 161161 637637
비교예 1
Comparative Example 1
ZrO2 ZrO 2 편석 발생Segregation 56.156.1 크랙crack -- --
비교예 2
Comparative Example 2
-- 편석 발생Segregation 47.347.3 크랙crack -- --

상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 실시예들에 따른 Fe-Cu 합금의 경우, 비교예들에 비하여 70 W/mㆍK 이상의 높은 열전도율을 가짐을 알 수 있었다. 또한, 실시예들에 따른 Fe-Cu 합금은 320 N/㎟ 이상의 인장강도 및 140 HB 이상의 경도를 가짐을 알 수 있었다. 이때, 320 N/㎟ 이상의 높은 인장강도는, Fe와 Cu가 편석(편중)됨이 없이 균일한 분포를 가지면서 완전한 합금이 이루어졌음을 의미한다. 아울러, 약 600 mm 수준의 투자율을 보임을 알 수 있었으며, 이는 전자기파 차폐능을 가짐을 의미한다. 첨부된 도 3은 실시예 1에 따른 합금의 B-H 곡선(자화곡선 ; magnetization curve)을 보인 것으로서, 이는 연자성을 가짐을 의미한다. As shown in Table 1, in the case of the Fe-Cu alloy according to the embodiments, it can be seen that it has a high thermal conductivity of 70 W / m · K or more than the comparative examples. In addition, it can be seen that the Fe-Cu alloys according to the embodiments have a tensile strength of 320 N / mm 2 or more and a hardness of 140 HB or more. In this case, a high tensile strength of 320 N / mm 2 or more means that a complete alloy was formed while the Fe and Cu had a uniform distribution without segregation (declination). In addition, approximately 600 m m It can be seen that the level of permeability is shown, which means that it has electromagnetic shielding ability. The attached Figure 3 shows the BH curve (magnetization curve) of the alloy according to Example 1, which means that it has a soft magnetic properties.

이에 반하여, 비교예들의 경우 완전한 합금이 이루어지지 않고 편석이 발생됨을 알 수 있었다. 또한, 인장강도의 측정 시 편석으로 인해 크랙이 발생되어 인장강도의 측정이 불가능하였다. 아울러, 비교예들의 경우, 편석으로 인해 성분이 불균일하므로 정확히 평가할 수가 없어 [표 1]에 나타내지 않았다. 경도와 투자율의 경우도 위와 같은 이유로 나타내지 않았다. On the contrary, in the comparative examples, it was found that segregation occurred without a complete alloy. In addition, the crack was generated due to segregation during the measurement of the tensile strength, it was impossible to measure the tensile strength. In addition, in the case of the comparative examples, because the components are non-uniform due to segregation, it can not be accurately evaluated, it is not shown in Table 1. Hardness and permeability are not shown for the same reason.

하기 [표 2]는 후처리에 따른 물성 평가 결과로서, 이는 상기 실시예 2와 동일한 합금 시편에 대하여 처리 전과 처리 후의 결과를 보인 것이다. 후처리는 통상적인 방법에 따라 소둔(Annealing), 불림(Normalizing), 담금질(Quenching) 및 뜨임(Tempering)을 진행하였다. Table 2 shows the results of evaluation of physical properties according to the post-treatment, which shows the results before and after treatment for the same alloy specimen as in Example 2. Post-treatment was performed by annealing, normalizing, quenching and tempering in a conventional manner.

< Fe-Cu 합금의 후처리에 따른 물성 변화 결과 >         <Result of Property Change by Post-treatment of Fe-Cu Alloy>
비 고

Remarks

처리 전
(실시예 2)

Before treatment
(Example 2)
처리 후(실시예 2)After Treatment (Example 2)
소둔Annealed 불림calling out 담금질(900℃)
+ 뜨임
Quenching (900 ℃)
+ Tempering
담금질(1,050℃)
+ 뜨임
Quenching (1,050 ℃)
+ Tempering
인장강도
[N/㎟]
The tensile strength
[N / mm2]
323323 301301 604604 1,0161,016 1,3111,311
신율
[%]
Elongation
[%]
1010 3030 1515 33 1One
브리넬 경도
[HB]
Brinell hardness
[HB]
143143 100100 207207 282282 374374

상기 [표 2]에 보인 바와 같이, Fe-Cu 합금은 후처리에 의해 물성이 변화됨을 알 수 있었다. 예를 들어, 온도 1,050℃에서 담금질(및 뜨임)을 진행한 경우 1,300 N/㎟ 이상의 인장강도와 370 HB 이상의 경도로서, 처리 전에 비해 기계적 강도가 향상됨을 알 수 있었다. 이와 같이, 일반 순수 단일 금속(순철 등)과 같이 열처리에 의해 기계적 강도가 향상되고 있음을 볼 때, 이는 완전한 합금이 이루어졌음을 의미한다. As shown in [Table 2], the Fe-Cu alloy was found to change the physical properties by the post-treatment. For example, when quenching (and tempering) at a temperature of 1,050 ° C., the tensile strength of 1,300 N / mm 2 or more and the hardness of 370 HB or more were found, and the mechanical strength was improved. As such, when the mechanical strength is improved by heat treatment like ordinary pure single metal (such as pure iron), this means that a complete alloy has been achieved.

[실시예 4 ~ 6] [Examples 4 to 6]

상기 실시예 1과 대비하여, 최종 합금 조성(Fe와 Cu의 원자%)을 다르게 하기 위해, 용해 과정에서 철의 추가 투입량을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 각 실시예(4 ~ 6)에 따른 Fe-Cu 합금 잉고트(ingot)를 얻었다. 또한, 본 실시예들에서는 주조를 통해 얻어진 Fe-Cu 합금 잉고트를 다음과 같이 입자화시켜 분말상의 Fe-Cu 합금 입자를 제조하였다. Compared to Example 1, in order to change the final alloy composition (atomic% of Fe and Cu), except that the addition amount of iron in the dissolution process was carried out in the same manner as in Example 1 each Example Fe-Cu alloy ingot according to (4-6) was obtained. In addition, in the present embodiments, the Fe-Cu alloy ingot obtained through casting was granulated as follows to prepare powdery Fe-Cu alloy particles.

먼저, 주조를 통해 얻어진 각 실시예(4 ~ 6)에 따른 Fe-Cu 합금 잉고트를 고주파 유도열의 용해로에 넣고, 최대 출력을 가하여 약 1,650℃의 온도에서 재용해시켰다. 이때, 용해로는 산화 방지를 위해 진공을 유지하였다. 다음으로, 분사기를 이용하여 상기 재용해된 용해물을 분사시켜 입자화시켰다. 이때, 분사 챔버는 산화 방지를 위해 아르곤(Ar) 가스 분위기로 유지하였으며, 상기 용해물을 1,450℃의 온도에서 분사시켜 제조하였다. First, the Fe-Cu alloy ingots according to the respective examples (4 to 6) obtained through casting were put in a melting furnace of high frequency induction heat, and the maximum output was applied to redissolve at a temperature of about 1,650 ° C. At this time, the furnace was maintained in a vacuum to prevent oxidation. Next, the redissolved melt was sprayed using an injector to granulate. At this time, the injection chamber was maintained in an argon (Ar) gas atmosphere to prevent oxidation, and the melt was prepared by spraying at a temperature of 1,450 ℃.

첨부된 도 4 내지 도 7은 상기 각 실시예들(4 ~ 6)에 따라 제조된 분말상의 Fe-Cu 합금 입자에 대한 SEM 사진과 EDS 분석 결과를 보인 것이다. 도 4는 실시예 4에 따른 Fe-Cu 합금 입자의 배율별 SEM 사진을 보인 것이고, 도 5는 실시예 4에 따른 Fe-Cu 합금 입자의 EDS 분석 결과를 보인 것이다. 그리고 도 6은 실시예 5에 따른 Fe-Cu 합금 입자의 EDS 분석 결과를 보인 것이고, 도 7는 실시예 6에 따른 Fe-Cu 합금 입자의 EDS 분석 결과를 보인 것이다. 4 to 7 show SEM photographs and EDS analysis results of the powdery Fe—Cu alloy particles prepared according to the examples (4 to 6). Figure 4 is a SEM picture of the magnification of the Fe-Cu alloy particles according to Example 4, Figure 5 shows the results of EDS analysis of the Fe-Cu alloy particles according to Example 4. And Figure 6 shows the results of EDS analysis of Fe-Cu alloy particles according to Example 5, Figure 7 shows the results of EDS analysis of Fe-Cu alloy particles according to Example 6.

도 4 내지 도 7에 보인 바와 같이, 각 실시예들(4 ~ 6)에 따라 제조된 Fe-Cu 합금 입자는 30㎛ 이하의 미립자로서 거의 완전한 구형의 형태를 가짐을 알 수 있다. 또한, 도 5의 하단에 보인 3개의 사진은 Fe과 Cu의 분포를 보인 것(Fe : 빨간색, Cu : 초록색)으로서, Fe과 Cu가 편석(편중)됨이 없이 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있다. 이때, 도 5의 하단에 보인 3개의 사진 중에서, 가운데 사진은 Fe의 분포(빨간색)을 보인 것이고, 맨 오른쪽 사진은 Cu의 분포(초록색)를 보인 것이며, 맨 왼쪽 사진은 Fe과 Cu의 분포를 보인 것이다. 이와 같이, Fe-Cu 합금 입자가 완전한 구형의 형태를 가지면서 균일한 분포를 보인다는 것은 Fe과 Cu가 완전한 합금을 이루고 있음을 의미한다. As shown in Figures 4 to 7, it can be seen that the Fe-Cu alloy particles produced according to each of the embodiments (4 to 6) has a nearly full spherical shape as fine particles of 30㎛ or less. In addition, the three pictures shown at the bottom of Figure 5 shows the distribution of Fe and Cu (Fe: red, Cu: green), it can be seen that the Fe and Cu are uniformly distributed without segregation (biased) have. At this time, among the three pictures shown at the bottom of FIG. 5, the middle picture shows the distribution of Fe (red), the rightmost picture shows the distribution of Cu (green), and the leftmost picture shows the distribution of Fe and Cu. It is seen. As such, the Fe-Cu alloy particles having a perfect spherical shape and showing a uniform distribution mean that Fe and Cu are completely alloys.

한편, 첨부된 도 8은 비교예 2에 따른 잉고트를 이용하여 분사시킨 입자 시편의 SEM 사진이다. 도 8에 보인 바와 같이, 비교예 2의 경우에는 편석으로 인해 입자의 형상이 불균일한 조각 형태를 가졌다. 이는 완전한 합금이 이루어지지 않았음을 의미한다. On the other hand, Figure 8 attached is a SEM photograph of the particle specimen sprayed using an ingot according to Comparative Example 2. As shown in FIG. 8, in Comparative Example 2, the particles had a non-uniform piece shape due to segregation. This means that no complete alloy has been achieved.

2. 구리 코팅2. copper coating

[실시예 7] Example 7

상기 Fe-Cu 합금 제조의 실시예들 중에서 양호한 결과를 보인 실시예 2에 따른 Fe-Cu 합금 잉고트(ingot)을 이용하여 판상의 기판을 제조하였다. 그리고 상기 기판을 전기로에 넣은 다음, 진공 분위기 하에서 열처리하였다. 이때, 전기로 내의 온도를 약 1250℃로 유지하고 3분 동안 열처리하였다. 첨부된 도 9에 열처리 전(구리 코팅 전)과 열처리 후(구리 코팅 후)의 이미지를 나타내었다. 첨부된 도 9에서 (a)는 열처리 전(구리 코팅 전)의 이미지이고, (b)는 열처리 후(구리 코팅 후)의 이미지이다. A plate-like substrate was manufactured using the Fe-Cu alloy ingot according to Example 2, which showed good results among the examples of Fe-Cu alloy manufacturing. The substrate was placed in an electric furnace and then heat treated under a vacuum atmosphere. At this time, the temperature in the electric furnace was maintained at about 1250 ℃ and heat-treated for 3 minutes. 9 shows images before and after heat treatment (before copper coating) and after heat treatment (after copper coating). In FIG. 9, (a) is an image before heat treatment (before copper coating), and (b) is an image after heat treatment (after copper coating).

도 9에 보인 바와 같이, 열처리에 의해 Fe-Cu 합금 내에 포함(확산)되어 있던 Cu가 표면으로 용출되어, 기판의 표면이 황색의 구리색으로 변화하였음을 알 수 있다. As shown in FIG. 9, it was found that Cu contained in the Fe-Cu alloy (diffusion) was eluted to the surface by heat treatment, and the surface of the substrate changed to yellow copper color.

또한, 하기 [표 3]에는 열처리 전(구리 코팅 전)과 열처리 후(구리 코팅 후)의 비저항(μΩㆍcm)과 전기전도율(%)을 측정한 결과를 보인 것이다. 이때, 비저항은 비저항 측정기(Resistivity Meter)(일본, Mitsubishi사 제품, 모델명 MCP-T610)를 이용하여 측정하였다. 그리고 전기전도율(%)은 하기 수학식에 따라 순수 구리(Cu)의 비저항(1.7241μΩㆍcm)에 대한 열처리 전(구리 코팅 전)과 열처리 후(구리 코팅 후)의 비저항을 백분율로 나타내었다. In addition, Table 3 shows the results of measuring the specific resistance (μΩ · cm) and electrical conductivity (%) before heat treatment (before copper coating) and after heat treatment (after copper coating). At this time, the specific resistance was measured using a resistance meter (Mesisubishi, Japan, model name MCP-T610). The electrical conductivity (%) is expressed as a percentage of the specific resistance of the pure copper (Cu) before the heat treatment (before copper coating) and after the heat treatment (after copper coating) with respect to the specific resistance (1.7241 μΩ · cm) of pure copper (Cu).

[수학식] [Equation]

전기전도율(%) = (순수 Cu의 비저항 / Fe-Cu 기판의 비저항) x 100Electric conductivity (%) = (Resistivity of pure Cu / Resistivity of Fe-Cu substrate) x 100

< 전기적 특성 측정 결과 >                  <Electrical characteristic measurement result> 비 고Remarks 비저항
[μΩㆍcm]
Resistivity
[μΩ · cm]
전기전도율
(1.7241μΩㆍcm의 순수 Cu 대비)
Electrical conductivity
(Compared to pure Cu of 1.7241 μΩ · cm)
열처리 전
Before heat treatment
13.22113.221 13.04%13.04%
열처리 후
(자체 구리 코팅)
After heat treatment
(Self copper coating)
2.2752.275 75.78%75.78%

상기 [표 3]에 보인 바와 같이, 열처리에 의해 Fe-Cu 합금 내에 포함(확산)되어 있던 Cu가 표면으로 용출되어, 열처리 전보다 높은 전기전도성(비저항 및 전기전도율)을 가짐을 알 수 있다. As shown in Table 3, it can be seen that Cu contained in the Fe-Cu alloy (diffusion) was eluted to the surface by heat treatment, and thus had higher electrical conductivity (specific resistance and electrical conductivity) than before the heat treatment.

10 : 합금재 12 : 본체(철-구리 합금)
14 : 코팅층(구리층)
10: alloy material 12: main body (iron-copper alloy)
14 coating layer (copper layer)

Claims (12)

철-구리 합금; 및
상기 철-구리 합금의 표면에 형성된 구리층을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재.
Iron-copper alloy; And
Copper-coated iron-copper alloy material, characterized in that it comprises a copper layer formed on the surface of the iron-copper alloy.
제1항에 있어서,
상기 구리층은, 상기 철-구리 합금이 열처리되어, 상기 철-구리 합금에 포함된 구리가 표면으로 용출되어 형성된 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재.
The method of claim 1,
The copper layer is a copper-coated iron-copper alloy material, characterized in that the iron-copper alloy is heat-treated, the copper contained in the iron-copper alloy is eluted to the surface.
제2항에 있어서,
상기 구리층은, 상기 철-구리 합금이 1,100℃ ~ 1,450℃의 온도에서 열처리되어 형성된 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재.
The method of claim 2,
The copper layer is a copper-coated iron-copper alloy material, characterized in that the iron-copper alloy is formed by heat treatment at a temperature of 1,100 ℃ ~ 1,450 ℃.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 철-구리 합금은,
철 55 ~ 95원자%; 및
구리 5 ~ 45원자%를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The iron-copper alloy,
Iron 55-95 atomic%; And
Copper-coated iron-copper alloy material, characterized in that containing 5 to 45 atomic% copper.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 철-구리 합금은,
철 80 ~ 95원자%; 및
구리 5 ~ 20원자%를 포함하고,
열전도율이 70 W/mㆍK 이상인 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The iron-copper alloy,
80 to 95 atomic percent iron; And
5 to 20 atomic percent copper,
A copper coated iron-copper alloy material characterized by a thermal conductivity of at least 70 W / m · K.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 구리층은 5nm ~ 20㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The copper layer has a thickness of 5nm ~ 20㎛ copper-coated iron-copper alloy material.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 구리 코팅된 철-구리 합금재는 2.4μΩㆍcm 이하의 비저항을 가지는 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The copper-coated iron-copper alloy material has a specific resistance of 2.4 μΩ · cm or less.
철-구리 합금을 얻는 제1단계; 및
상기 철-구리 합금의 표면에 구리층을 형성하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재의 제조방법.
A first step of obtaining an iron-copper alloy; And
And a second step of forming a copper layer on the surface of the iron-copper alloy.
제8항에 있어서,
상기 제2단계는, 상기 제1단계에서 얻어진 철-구리 합금을 열처리하여, 상기 철-구리 합금에 포함된 구리가 표면으로 용출되게 하여 구리층을 형성하는 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재의 제조방법.
The method of claim 8,
The second step is a copper-coated iron-copper, characterized in that by heat-treating the iron-copper alloy obtained in the first step, the copper contained in the iron-copper alloy to elute to the surface to form a copper layer Method for producing alloy material.
제9항에 있어서,
상기 제2단계는, 상기 제1단계에서 얻어진 철-구리 합금을 1,100℃ ~ 1,450℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 구리 코팅된 철-구리 합금재의 제조방법.
The method of claim 9,
The second step is a method of producing a copper-coated iron-copper alloy material, characterized in that the iron-copper alloy obtained in the first step at a temperature of 1,100 ℃ ~ 1,450 ℃.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 따른 구리 코팅된 철-구리 합금재를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
An article comprising the copper-coated iron-copper alloy material according to any one of claims 1 to 3.
제11항에 있어서,
상기 제품은 커넥터, 단자, 접지선 또는 전극인 것을 특징으로 하는 제품.
The method of claim 11,
The product is a connector, a terminal, a ground wire or an electrode.
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