KR20240074759A - Copper alloy sheet and its manufacturing method, as well as electronic components and drawing products - Google Patents
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Abstract
높은 인장 강도를 갖는 동시에, 뛰어난 드로잉 가공성을 안정되게 얻는 것이 가능한 구리 합금 판재 및 그 제조 방법을 제공한다.
구리 합금 판재는 Ni과 Co 중 일방 또는 양방을 1.00질량% 이상 5.00질량% 이하, Si를 0.20질량% 이상 1.50질량% 이하의 범위로 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어진 합금 조성을 갖는 구리 합금 판재로, 인장 강도가 550MPa 이상이고, 또, SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율은 30% 이상 90% 이하의 범위이다.Provided is a copper alloy sheet material that has high tensile strength and can stably obtain excellent drawability, and a manufacturing method thereof.
Copper alloy sheet is a copper alloy having an alloy composition containing one or both of Ni and Co in a range of 1.00 mass% to 5.00 mass%, Si in a range of 0.20 mass% to 1.50 mass%, and the balance consisting of Cu and inevitable impurities. In a plate material, the tensile strength is 550 MPa or more, and the area ratio of crystal grains with a GAM value in the range of 0.1° to 0.8°, obtained from crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method, is in the range of 30% to 90%.
Description
본 발명은 구리 합금 판재 및 그 제조 방법, 그리고 전자 부품 및 드로잉 가공품에 관한 것이다.The present invention relates to copper alloy sheets and their manufacturing methods, as well as electronic components and drawn products.
구리 합금 판재는 예를 들면, 전기·전자 부품용 커넥터, 리드 프레임, 릴레이, 스위치, 소켓, 실드 케이스, 실드 캔, 카메라 모듈 케이스, 액정이나 유기 EL 디스플레이의 방열 부품, 보강판, 샤시, 자동차 차재용 커넥터, 실드 케이스, 실드 캔 등에 이용되며, 펀칭, 굽힘, 드로잉, 장출 등의 프레스 가공이 실시되는 경우가 많다.Copper alloy plates are used, for example, in connectors for electrical and electronic components, lead frames, relays, switches, sockets, shield cases, shield cans, camera module cases, heat dissipation parts for liquid crystal and organic EL displays, reinforcement plates, chassis, and automotive vehicle applications. It is used for connectors, shield cases, shield cans, etc., and press processing such as punching, bending, drawing, and elongation is often performed.
종래의 구리 합금 판재는, 이러한 프레스 가공에 의해, 본래는 실현 곤란한 난가공 형상을 실현하기 위하여서는, 기계적 특성을 희생시키지 않을 수 없었다. 여기서 말하는 「난가공 형상」이란, 예를 들면, 드로잉 가공품을 제조할 때에, 코너나 엣지부의 곡률 반경이 평소보다 작은 펀치 등의 치구로 가공한 경우에 성형되는 형상을 의미한다. 또한, 「드로잉 가공품」이란, 드로잉 가공에 의해 성형된 가공품을 의미하며, 성형된 가공품에 이음매를 갖지 않는 것이 특징이다. 또한, 「드로잉 가공」이란, 금속판 성형법의 일종으로, 전형적으로는, 한 장의 금속 박판에 펀치를 눌러 넣어, 원통, 각통 및 원추 등, 각종 형상의 바닥이 부착된 용기를 형성하는 가공법을 의미한다. 또, 「드로잉 가공품」에는 드로잉 가공과는 다른 기타 가공법, 예를 들면, 굽힘 가공, 크러싱 가공, 트위스트 가공 등과, 드로잉 가공을 병용함으로써 성형되는 가공품도 포함된다.In conventional copper alloy sheets, mechanical properties had to be sacrificed in order to realize difficult-to-process shapes that were inherently difficult to achieve through such press processing. The “difficult-to-process shape” referred to here means, for example, a shape formed when manufacturing a drawn product and processing it with a fixture such as a punch with a smaller radius of curvature at the corner or edge than usual. In addition, “drawing processed product” refers to a processed product formed by drawing processing, and is characterized by having no joints in the molded processed product. In addition, “drawing processing” is a type of metal plate forming method, and typically refers to a processing method of pressing a punch into a single sheet of metal to form containers with bottoms of various shapes, such as cylinders, square cylinders, and cones. . In addition, “drawing processed products” also include processed products formed by using drawing processing in combination with other processing methods different from drawing processing, such as bending processing, crushing processing, twist processing, etc.
이러한 난가공 형상을 갖는 드로잉 가공품을 제조할 경우, 구리 합금 판재가 본래 갖고 있는 기계적 특성이 충분히 활용되고 있다고는 할 수 없다. 또한, 구리 합금 판재의 기계적 특성을 중시한 경우에는, 목적인 난가공 형상으로 가공하는 것이 어려워지기 때문에, 전자기기 등의 소형화에 대한 요구를 만족하기가 어렵다. 이는 치구(펀치)의 곡률 반경을 어느 정도 크게 하지 않을 수 없는 결과, 전자 부품 등을 구성하는 드로잉 가공품의 실장 공간이 저절로 커져버리는 것이 하나의 원인이다. 나아가서는, 드로잉 가공품의 형상을 최적화함으로써, 드로잉 가공성을 중시한 만큼 희생한 방열성을 향상시킬 여지는 있지만, 그 최적 형상으로의 드로잉 가공은 곤란한 경우가 많다.When manufacturing a drawn product with such a difficult-to-process shape, it cannot be said that the original mechanical properties of the copper alloy sheet are fully utilized. In addition, when emphasis is placed on the mechanical properties of copper alloy sheets, it becomes difficult to process them into the desired difficult-to-process shape, making it difficult to meet the demand for miniaturization of electronic devices, etc. One of the reasons for this is that the radius of curvature of the jig (punch) has to be increased to some extent, and the mounting space for the drawn products that make up electronic components naturally becomes larger. Furthermore, by optimizing the shape of the drawn product, there is room to improve heat dissipation at the expense of drawing processability, but drawing to the optimal shape is often difficult.
이에 관하여, 특허문헌 1에는 1.0∼3.0질량%의 Ni을 함유하고, Ni의 질량% 농도에 대하여 1/6∼1/4 농도의 Si를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지며, 후방 산란 전자 회절상 시스템이 부착된 주사형 전자현미경에 의한 EBSD법으로, 스텝 사이즈 0.5㎛로 표면의 측정 면적 내 전체 픽셀의 방위를 측정하여, 인접한 픽셀간의 방위차가 5° 이상인 경계를 결정립계로 간주한 경우의, 결정립 내 전체 픽셀간의 평균 방위차가 4° 미만인 결정립의 면적 비율이 측정 면적의 45∼55%이고, 측정 면적 내에 존재하는 결정립의 면적 평균(GAM)이 0.8∼1.6°이고, 입경이 100㎚를 초과하는 Ni-Si 석출물 입자의 개수가 0.2∼0.7개/㎛2이고, 또, 결정립 내에 고용되어 있는 Si 농도가 0.1∼0.4질량%인, Cu-Ni-Si계 구리 합금판이 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 결정립 내의 평균 방위차나 NiSi 화합물의 입경을 제어함으로써, 구리 합금판의 스프링 특성을 향상시킬 수 있다고 되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 결정립의 면적 평균(GAM)값이나 Si의 고용 농도를 제어함으로써, 구리 합금판의 굽힘 가공 후의 내피로 특성을 향상 가능하다고 되어 있다.In this regard, Patent Document 1 contains 1.0 to 3.0% by mass of Ni, contains Si at a concentration of 1/6 to 1/4 with respect to the mass% concentration of Ni, the balance consists of Cu and inevitable impurities, and the rear Using the EBSD method using a scanning electron microscope equipped with a scattering electron diffraction imaging system, the orientation of all pixels within the measurement area of the surface is measured with a step size of 0.5㎛, and boundaries where the orientation difference between adjacent pixels is 5° or more are considered grain boundaries. The area ratio of grains with an average orientation difference between all pixels within the grain is less than 4° is 45 to 55% of the measured area, the area average (GAM) of the grains present within the measured area is 0.8 to 1.6°, and the particle diameter is 100 nm. A Cu-Ni-Si-based copper alloy plate is disclosed in which the number of Ni-Si precipitate particles exceeding 0.2 to 0.7 pieces/μm 2 and the Si concentration dissolved in crystal grains is 0.1 to 0.4 mass%. Patent Document 1 states that the spring characteristics of a copper alloy plate can be improved by controlling the average orientation difference within the crystal grains and the grain size of the NiSi compound. Additionally, Patent Document 1 states that the fatigue resistance of a copper alloy plate after bending can be improved by controlling the grain area average (GAM) value or the solid solution concentration of Si.
또한, 특허문헌 2에는 1.0∼3.0질량%의 Ni을 함유하고, Ni의 질량% 농도에 비하여 1/6∼1/4 농도의 Si를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지며, 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.02∼0.2㎛이고, 표면 거칠기 평균선을 기준으로 하였을 때의 각각의 산 부분과 골짜기 부분의 값의 절대치에 대한 표준편차가 0.1㎛ 이하이고, 합금 조직중 결정립의 종횡비(결정립의 짧은 지름/결정립의 긴 지름)의 평균치가 0.4∼0.6이며, 후방 산란 전자 회절상 시스템이 부착된 주사형 전자현미경에 의한 EBSD법으로 측정 면적 범위 내 전체 픽셀의 방위를 측정하여, 인접한 픽셀간 방위차가 5° 이상인 경계를 결정립계로 간주한 경우의, GOS의 전체 결정립에서의 평균치가 1.2∼1.5°이고, 결정립계의 전체 입계 길이(L)에 대한 특수 입계의 전체 특수 입계 길이(Lσ)의 비율(Lσ/L)이 60∼70%이고, 스프링 한계치가 450∼600N/㎟인 Cu-Ni-Si계 구리 합금판이 개시되어 있다. 특허문헌 2의 구리 합금판에서는, Lσ/L의 비율을 60∼70%로 함으로써, 딥 드로잉 가공성을 높일 수 있다고 되어 있다.In addition, Patent Document 2 contains 1.0 to 3.0% by mass of Ni, contains Si at a concentration of 1/6 to 1/4 of the mass% concentration of Ni, the balance consists of Cu and inevitable impurities, and the surface The arithmetic mean roughness (Ra) is 0.02-0.2㎛, the standard deviation of the absolute value of each peak and valley based on the surface roughness average line is 0.1㎛ or less, and the aspect ratio of the grains in the alloy structure ( The average value of the short diameter of the crystal grain/long diameter of the crystal grain is 0.4 to 0.6, and the orientation of all pixels within the measurement area is measured using the EBSD method using a scanning electron microscope equipped with a backscattering electron diffraction image system, and the orientation of all pixels within the measurement area is measured, When boundaries with an orientation difference of 5° or more are considered grain boundaries, the average value of all grains of GOS is 1.2 to 1.5°, and the ratio of the total special grain boundary length (Lσ) of special grain boundaries to the total grain boundary length (L) of grain boundaries A Cu-Ni-Si-based copper alloy plate with (Lσ/L) of 60 to 70% and a spring limit of 450 to 600 N/mm2 is disclosed. In the copper alloy plate of Patent Document 2, it is stated that deep drawing workability can be improved by setting the ratio of Lσ/L to 60 to 70%.
최근, 전기·전자 부품이나 자동차 차재용 부품의 소형화 및 경박화에 따라, 그것들을 구성하는 부품의 하나인 프레스 가공 제품에는, 보다 높은 기계적 특성이 강하게 요구되게 되었다. 특히, 전자기기에 탑재되는, 딥 드로잉 가공에 의해 제조되는 커넥터(커넥터의 쉘이나 홀드다운 등의 고정 금구를 포함함)나 모듈 케이스(소형 카메라 모듈 케이스, 실드 케이스, 전지 모듈 케이스 등), 샤시, 부분적으로 드로잉 가공이 되는 보강판이나 방열판 등에 있어서, 보다 높은 인장 강도와 드로잉 가공성의 양립 레벨이 요구되고 있다.In recent years, with the miniaturization and thinning of electrical and electronic components and automobile components, there has been a strong demand for press-processed products, which are one of the components constituting them, to have higher mechanical properties. In particular, connectors (including fixing fixtures such as connector shells and holddowns), module cases (small camera module cases, shield cases, battery module cases, etc.), and chassis manufactured by deep drawing to be mounted on electronic devices. For reinforcing plates and heat sinks that are partially drawn, a higher level of both tensile strength and drawability is required.
이에 관하여, 특허문헌 1은 드로잉 가공성에 대해서는 전혀 검토되어 있지 않고, 하물며, 높은 인장 강도와 뛰어난 드로잉 가공성을 균형 있게 양립시키는 것에 대해서는 개시도 없으며, 이러한 특성의 평가 결과도 도시되어 있지 않다.In relation to this, Patent Document 1 does not examine drawing processability at all, and even more so, does not disclose how to balance high tensile strength and excellent drawing processability, and does not show evaluation results of these characteristics.
또한, 특허문헌 2에는, 결정립계의 전체 입계 길이(L)에 대한 특수 입계의 전체 특수 입계 길이(Lσ)의 비율(Lσ/L)을 소정 범위 내로 함으로써, 딥 드로잉 가공성을 향상시킬 수 있다고 하지만, 비교적 헐거운 드로잉 가공을 실시하였을 때의 드로잉 가공 시험을 실시하고 있는 것에 지나지 않기 때문에, 높은 인장 강도와 뛰어난 드로잉 가공성과의 밸런스 성능을 보다 한층 더 높이는 것이 바람직하다.Additionally, Patent Document 2 states that deep drawing processability can be improved by keeping the ratio (Lσ/L) of the total special grain boundary length (Lσ) of special grain boundaries to the total grain boundary length (L) of grain boundaries within a predetermined range. Since the drawing process is only conducted when relatively loose drawing process is performed, it is desirable to further improve the balance performance between high tensile strength and excellent drawing processability.
따라서, 본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 높은 인장 강도를 갖는 동시에, 뛰어난 드로잉 가공성을 안정되게 얻는 것이 가능한 구리 합금 판재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was made in view of the above problems, and its purpose is to provide a copper alloy sheet material that has high tensile strength and can stably obtain excellent drawability and a method of manufacturing the same.
본 발명자들은 Ni과 Co 중 일방 또는 양방을 1.00질량% 이상 5.00질량% 이하, Si를 0.20질량% 이상 1.50질량% 이하의 범위로 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어진 합금 조성을 갖는 구리 합금 판재에 있어서, 인장 강도를 550MPa 이상으로 하고, 또, SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율을 30% 이상 90% 이하의 범위로 함으로써, 구리 합금 판재의 인장 강도를 높일 수 있는 동시에, 드로잉 가공성, 특히, 드로잉품 형상의 균일성을 높일 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors have proposed a copper alloy sheet having an alloy composition containing one or both of Ni and Co in a range of 1.00 mass% or more and 5.00 mass% or less, Si in a range of 0.20 mass% or more and 1.50 mass% or less, and the balance consisting of Cu and inevitable impurities. In this case, the tensile strength is set to 550 MPa or more, and the area ratio of crystal grains with a GAM value in the range of 0.1° to 0.8° obtained from the crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method is set to the range of 30% to 90%. By doing so, it was discovered that the tensile strength of the copper alloy sheet could be increased and the drawing processability, especially the uniformity of the shape of the drawn product, could be improved, leading to the completion of the present invention.
(1) Ni과 Co 중 일방 또는 양방을 1.00질량% 이상 5.00질량% 이하, Si를 0.20질량% 이상 1.50질량% 이하의 범위로 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어진 합금 조성을 갖는 구리 합금 판재로, 인장 강도가 550MPa 이상이고, 또, SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율은 30% 이상 90% 이하의 범위인, 구리 합금 판재.(1) A copper alloy sheet having an alloy composition containing one or both of Ni and Co in a range of 1.00 mass% to 5.00 mass%, Si in a range of 0.20 mass% to 1.50 mass%, and the balance consisting of Cu and inevitable impurities. Copper, which has a tensile strength of 550 MPa or more and a GAM value obtained from crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method, and the area ratio of crystal grains in the range of 0.1° to 0.8° is in the range of 30% to 90%. Alloy plate.
(2) 가공 경화 지수(n값)가 0.10이상 0.20이하의 범위인, 상기 (1)에 기재된 구리 합금 판재.(2) The copper alloy sheet according to (1) above, wherein the work hardening index (n value) is in the range of 0.10 to 0.20.
(3) SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 결정립의 평균 결정립 지름이 4㎛ 이상 25㎛ 이하의 범위이고, 또, 상기 평균 결정립 지름의 표준편차가 6㎛ 이하인, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 구리 합금 판재.(3) The average grain diameter of the crystal grains obtained from the crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method is in the range of 4 μm to 25 μm, and the standard deviation of the average grain diameter is 6 μm or less. (1) or ( Copper alloy sheet described in 2).
(4) 상기 합금 조성은 Zn, Sn, Mg, Cr 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 임의 첨가 성분을 합계 0.10질량% 이상 1.00질량% 이하의 범위로 추가로 함유하는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재.(4) The alloy composition further contains at least one optionally added component selected from the group consisting of Zn, Sn, Mg, Cr and Fe in a total range of 0.10 mass% to 1.00 mass%, (1) ) The copper alloy sheet according to any one of (3) to (3).
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재를 이용하여 형성된 전자 부품.(5) An electronic component formed using the copper alloy sheet according to any one of (1) to (4) above.
(6) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재를 드로잉 가공하여 얻어진 드로잉 가공품.(6) A drawn product obtained by drawing the copper alloy sheet according to any one of (1) to (4) above.
(7) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재의 제조 방법으로, 상기 합금 조성과 동등한 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재에 용해 주조 공정[공정 1], 재열 공정[공정 2], 열간 압연 공정[공정 3], 제1 냉간 압연 공정[공정 4], 제1 소둔 공정[공정 5], 제2 냉간 압연 공정[공정 6], 제2 소둔 공정[공정 7], 제3 소둔 공정[공정 8], 제3 냉간 압연 공정[공정 9] 및 제4 소둔 공정[공정 10]을 순차 실시하여, 상기 제1 소둔 공정[공정 5]에서는, 도달 온도를 800℃ 이상 1000℃ 이하의 범위 그리고 유지 시간을 5초 이상 30초 이하의 범위로 하고, 상기 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서는, 1패스당 가공률[%]과 압연 롤 지름[㎜]의 곱을 2000[%·㎜] 이하로 하고, 상기 제3 냉간 압연 공정[공정 9]에서는, 총가공률을 1% 이상 10% 이하의 범위로 하고, 상기 제4 소둔 공정[공정 10]에서는, 도달 온도(T)를 400℃ 이상 600℃ 이하의 범위로 하고, 또, 상기 도달 온도(T(℃))와의 관계에서, 식 (I)에 도시하는 부등식 관계를 만족하는 장력(F(kgf/㎟))을 부여하면서 소둔하는, 구리 합금 판재의 제조 방법.(7) A method for manufacturing a copper alloy sheet according to any one of (1) to (4) above, comprising the steps of a melt casting process [process 1] and a reheating process [process 2] on a copper alloy material having an alloy composition equivalent to the alloy composition. ], hot rolling process [process 3], first cold rolling process [process 4], first annealing process [process 5], second cold rolling process [process 6], second annealing process [process 7], third An annealing process [process 8], a third cold rolling process [process 9], and a fourth annealing process [process 10] are performed sequentially, and in the first annealing process [process 5], the temperature reached is 800°C or more and 1000°C or less. The range and holding time are in the range of 5 seconds to 30 seconds, and in the second cold rolling process [Process 6], the product of the processing rate [%] per pass and the rolling roll diameter [mm] is 2000 [%· mm] or less, and in the third cold rolling process [process 9], the total processing rate is set to be in the range of 1% to 10%, and in the fourth annealing process [process 10], the attained temperature (T) is set to In the range of 400°C or more and 600°C or less, and in relation to the above achieved temperature (T(°C)), while applying tension (F(kgf/mm2)) that satisfies the inequality relationship shown in equation (I) Annealing, a method of manufacturing a copper alloy sheet.
-0.0015×T＋0.12≤F≤-0.0015×T＋0.18 ··· 식 (I)-0.0015×T+0.12≤F≤-0.0015×T+0.18··· Equation (I)
본 발명에 따르면, 높은 인장 강도를 갖는 동시에, 뛰어난 드로잉 가공성을 안정되게 얻는 것이 가능한 구리 합금 판재 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a copper alloy sheet material that has high tensile strength and can stably obtain excellent drawability, and a method for manufacturing the same.
도 1은 딥 드로잉 시험기로 드로잉 가공성을 평가하기 때문에, 시험 판재(W)의 중앙부를, 선단부가 원주형이고, 또, 코너부의 곡률 반경(R)이 작은 펀치로 눌러 넣었을 때의 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.Fig. 1 conceptually shows the state when the central part of the test plate W is pressed into the punch with a cylindrical tip and a small radius of curvature R at the corners, since drawing workability is evaluated using a deep drawing tester. This is a drawing.
다음으로, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 설명은 본 발명에 있어서의 실시형태 예를 도시한 것이며, 특허 청구범위를 한정하는 것은 아니다.Next, embodiments of the present invention will be described. The following description shows examples of embodiments of the present invention and does not limit the scope of the patent claims.
본 발명에 따른 구리 합금 판재는 Ni과 Co 중 일방 또는 양방을 1.00질량% 이상 5.00질량% 이하, Si를 0.20질량% 이상 1.50질량% 이하의 범위로 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어진 합금 조성을 갖는 것이며, 인장 강도가 550MPa 이상이고, 또, SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율이 30% 이상 90% 이하의 범위이다.The copper alloy sheet according to the present invention is an alloy containing one or both of Ni and Co in a range of 1.00 mass% to 5.00 mass%, Si in a range of 0.20 mass% to 1.50 mass%, and the balance consisting of Cu and inevitable impurities. It has a composition, a tensile strength of 550 MPa or more, and a GAM value obtained from crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method, and the area ratio of crystal grains in the range of 0.1° to 0.8° is in the range of 30% to 90%. .
본 발명의 구리 합금 판재는 Ni과 Co 중 일방 또는 양방과 Si를 각각 적정량 함유시키는 동시에, 적정한 제조 조건으로 제조됨으로써, Si 화합물의 잔존에 의한 결정립 지름의 편차를 저감하면서, 구리 합금 판재의 인장 강도, 특히, 인장 강도를 높일 수 있다. 또한, SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율을 30% 이상 90% 이하의 범위로 함으로써, 구리 합금 판재의 인장 강도가 높아지는 동시에, 드로잉 가공성, 특히, 드로잉품 형상의 균일성을 높일 수 있다. 따라서, 본 발명의 구리 합금 판재에 따름으로써, 높은 인장 강도를 갖는 동시에, 뛰어난 드로잉 가공성을 안정되게 얻는 것이 가능한 구리 합금 판재 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.The copper alloy sheet of the present invention contains an appropriate amount of one or both of Ni and Co and Si, and is manufactured under appropriate manufacturing conditions, thereby reducing the variation in grain diameter due to the residual Si compound and the tensile strength of the copper alloy sheet. , In particular, tensile strength can be increased. In addition, by setting the area ratio of crystal grains with a GAM value in the range of 0.1° to 0.8°, obtained from crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method, to a range of 30% to 90%, the tensile strength of the copper alloy sheet is increased. , the drawing processability, especially the uniformity of the shape of the drawn product, can be improved. Therefore, by using the copper alloy sheet of the present invention, it is possible to provide a copper alloy sheet that has high tensile strength and can stably obtain excellent drawability, and a manufacturing method thereof.
[1] 구리 합금 판재의 합금 조성[1] Alloy composition of copper alloy sheet
본 발명의 구리 합금 판재의 합금 조성은 필수 함유 성분으로서, Ni과 Co 중 일방 또는 양방을 1.00질량% 이상 5.00질량% 이하, Si를 0.20질량% 이상 1.50질량% 이하의 범위로 함유하는 것이다.The alloy composition of the copper alloy sheet of the present invention contains, as essential components, one or both of Ni and Co in a range of 1.00 mass% to 5.00 mass%, and Si in a range of 0.20 mass% to 1.50 mass%.
이하, 구리 합금 판재의 합금 조성의 한정 이유에 대해서 설명한다.Hereinafter, the reason for limiting the alloy composition of the copper alloy sheet will be explained.
(Ni과 Co: 합계 1.00질량% 이상 5.00질량% 이하)(Ni and Co: 1.00 mass% or more and 5.00 mass% or less in total)
Ni(니켈)과 Co(코발트)는 모두 구리 합금 판재의 인장 강도를 높이는 작용을 갖는 중요한 성분이다. 이러한 작용을 발휘시키는 관점에서, Ni과 Co 중 일방 또는 양방을 첨가하고, 이것들을 합계 1.00질량% 이상 5.00질량% 이하의 범위로 함유하는 것이 필요하다. 여기서, Ni과 Co의 합계량이 5.00질량%를 초과하면, 후술하는 제1 소둔 공정[공정 5]에서 Si 화합물이 잔존함으로써, 결정립 지름의 편차가 커지기 쉬워진다. 따라서, Ni과 Co의 합계량은 1.50질량% 이상 4.00질량% 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.Both Ni (nickel) and Co (cobalt) are important components that have the effect of increasing the tensile strength of copper alloy sheets. From the viewpoint of exhibiting this effect, it is necessary to add one or both of Ni and Co and contain them in a total range of 1.00 mass% or more and 5.00 mass% or less. Here, if the total amount of Ni and Co exceeds 5.00% by mass, the Si compound remains in the first annealing process (process 5) described later, and the variation in crystal grain diameter tends to increase. Therefore, it is preferable that the total amount of Ni and Co is in the range of 1.50 mass% or more and 4.00 mass% or less.
(Si: 0.20질량% 이상 1.50질량% 이하)(Si: 0.20 mass% or more and 1.50 mass% or less)
Si(규소)는 구리 합금 판재의 인장 강도를 높이는 작용을 갖는 중요한 성분이다. 이러한 작용을 발휘시키는 관점에서, Si 함유량을 0.20질량% 이상으로 하는 것이 필요하다. 반면, Si 함유량이 1.50질량%를 초과하면, 도전율 저하가 현저해지고, 또, 결정립 지름의 편차가 커지기 때문에, Si 함유량의 상한은 1.50질량%로 하는 것이 필요하다.Si (silicon) is an important component that has the effect of increasing the tensile strength of copper alloy sheets. From the viewpoint of exhibiting this effect, it is necessary to set the Si content to 0.20 mass% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 1.50 mass%, the decrease in conductivity becomes significant and the variation in crystal grain diameter increases, so the upper limit of the Si content must be set to 1.50 mass%.
<임의 첨가 성분><Optional added ingredients>
더욱이, 본 발명의 구리 합금 판재는 임의 첨가 성분으로서, Zn, Sn, Mg, Cr 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 임의 첨가 성분을 합계 0.10질량% 이상 1.00질량% 이하의 범위로 추가로 함유할 수 있다.Furthermore, the copper alloy sheet of the present invention contains at least one optionally added component selected from the group consisting of Zn, Sn, Mg, Cr, and Fe in a total range of 0.10% by mass to 1.00% by mass. It can be contained as.
(Zn: 0.10질량% 이상 0.50질량% 이하)(Zn: 0.10 mass% or more and 0.50 mass% or less)
Zn(아연)은 Sn 도금의 밀착성이나 마이그레이션 특성을 개선하는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시킬 경우에는, Zn 함유량을 0.10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Zn 함유량이 0.50질량%를 초과하면, 도전성이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, Zn 함유량은 0.10질량% 이상 0.50질량% 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.Zn (zinc) is a component that improves the adhesion and migration characteristics of Sn plating. When exhibiting this effect, it is preferable that the Zn content is 0.10% by mass or more. On the other hand, when the Zn content exceeds 0.50% by mass, conductivity tends to decrease. For this reason, the Zn content is preferably in the range of 0.10 mass% or more and 0.50 mass% or less.
(Sn: 0.10질량% 이상 0.30질량% 이하)(Sn: 0.10 mass% or more and 0.30 mass% or less)
Sn(주석)은 내응력 완화 특성을 향상하는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시킬 경우에는, Sn 함유량은 0.10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Sn 함유량이 0.30질량%를 초과하면, 도전성이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, Sn 함유량은 0.10질량% 이상 0.30질량% 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.Sn (tin) is a component that has the effect of improving stress relaxation resistance. When exhibiting this effect, the Sn content is preferably 0.10% by mass or more. On the other hand, when the Sn content exceeds 0.30 mass%, conductivity tends to decrease. For this reason, the Sn content is preferably in the range of 0.10 mass% or more and 0.30 mass% or less.
(Mg: 0.10질량% 이상 0.30질량% 이하)(Mg: 0.10 mass% or more and 0.30 mass% or less)
Mg(마그네슘)은 내응력 완화 특성을 향상시키는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시킬 경우에는, Mg 함유량을 0.10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Mg 함유량이 0.30질량%를 초과하면, 도전율이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, Mg 함유량은 0.10질량% 이상 0.30질량% 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.Mg (magnesium) is an ingredient that has the effect of improving stress relaxation resistance. When exhibiting this effect, it is preferable that the Mg content is 0.10% by mass or more. On the other hand, when the Mg content exceeds 0.30 mass%, the electrical conductivity tends to decrease. For this reason, the Mg content is preferably in the range of 0.10 mass% or more and 0.30 mass% or less.
(Cr: 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하)(Cr: 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less)
Cr(크롬)은 용체화 열처리에서 결정립의 조대화를 억제하는 작용을 갖는 성분이다. 이 작용을 발휘시킬 경우에는, Cr 함유량을 0.05질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Cr 함유량이 0.30질량%를 초과하면, 주조 시에 Cr을 포함한 조대한 창출물을 발생시키기 쉬워지기 때문에, 크랙의 기점이 형성되기 쉬워진다. 이 때문에, Cr 함유량은 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.Cr (chromium) is a component that has the effect of suppressing coarsening of crystal grains during solution heat treatment. When exhibiting this effect, it is preferable that the Cr content is 0.05% by mass or more. Additionally, if the Cr content exceeds 0.30% by mass, coarse products containing Cr are likely to be generated during casting, and thus crack origins are likely to be formed. For this reason, the Cr content is preferably in the range of 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less.
(Fe: 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하)(Fe: 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less)
Fe(철)은 용체화 열처리에서 결정립의 조대화를 억제하는 작용을 갖는 성분이다. 이 작용을 발휘시킬 경우에는, Fe 함유량을 0.05질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Fe 함유량이 0.30질량%를 초과하면, 주조 시에 Fe을 포함한 조대한 창출물을 발생시키기 쉬워지기 때문에, 크랙의 기점이 형성되기 쉬워진다. 이 때문에, Fe 함유량은 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.Fe (iron) is a component that has the effect of suppressing coarsening of crystal grains during solution heat treatment. When exhibiting this effect, it is preferable that the Fe content is 0.05% by mass or more. Additionally, if the Fe content exceeds 0.30% by mass, coarse products containing Fe are likely to be generated during casting, and thus crack origins are likely to be formed. For this reason, the Fe content is preferably in the range of 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less.
(임의 첨가 성분의 합계 함유량: 0.10질량% 이상 1.00질량% 이하)(Total content of optionally added components: 0.10 mass% or more and 1.00 mass% or less)
이러한 임의 첨가 성분은 상술한 임의 첨가 성분에 의한 효과를 얻기 위하여, 합계 0.10질량% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 반면, 이러한 임의 첨가 성분은 다량으로 포함하면, 필수 함유 성분과의 사이에서 화합물을 발생시키기 쉬워지기 때문에, 합계 1.00질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.In order to obtain the effects of the optionally added components described above, it is preferable to contain a total of 0.10 mass% or more of these optionally added components. On the other hand, if these optionally added components are included in a large amount, it is easy to generate compounds between the essential components, so it is preferable that the total amount is 1.00% by mass or less.
(잔부: Cu 및 불가피 불순물)(Remaining: Cu and inevitable impurities)
구리 합금 판재를 구성하는 Cu 합금은 상술한 성분 이외에는, 잔부가 Cu(구리) 및 불가피 불순물로 이루어진 합금 조성을 갖는다. 또한, 여기서 말하는 「불가피 불순물」이란, 대개 금속 제품에서, 원료 중에 존재하는 것이나, 제조 공정에서 불가피하게 혼입되는 것으로, 본래는 불필요한 것이지만, 미량이고, 금속 제품의 특성에 영향을 미치지 않기 때문에 허용되고 있는 불순물이다. 불가피 불순물로서 들 수 있는 성분으로는, 예를 들면, 유황(S), 탄소(C), 산소(O) 등의 비금속 원소나, 안티몬(Sb) 등의 금속 원소 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 성분 함유량의 상한은 예를 들면, 상기 성분마다 0.05질량%, 상기 성분의 총량 0.20질량%로 할 수 있다.The Cu alloy constituting the copper alloy sheet material has an alloy composition consisting of Cu (copper) and unavoidable impurities other than the components described above. In addition, the "inevitable impurities" referred to herein are those that are usually present in the raw materials of metal products or are inevitably mixed during the manufacturing process. Although they are inherently unnecessary, they are allowed in trace amounts and do not affect the characteristics of the metal product. It is an impurity. Components that can be cited as inevitable impurities include, for example, non-metallic elements such as sulfur (S), carbon (C), and oxygen (O), and metallic elements such as antimony (Sb). In addition, the upper limit of the content of these components can be, for example, 0.05% by mass for each component and 0.20% by mass of the total amount of the components.
[2] 구리 합금 판재의 인장 강도[2] Tensile strength of copper alloy sheet
본 발명의 구리 합금 판재는 압연 방향과 평행인 방향으로 인장하였을 때의 인장 강도가 550MPa 이상인 것이 필요하다. 이로써, 구리 합금 판재를 전기·전자 부품이나 자동차 차재용 부품 등의 소형 부품이나 박형 부품에 사용한 경우에도, 원하는 인장 강도를 얻을 수 있기 때문에, 이러한 용도로 구리 합금 판재를 적합하게 사용할 수 있다. 여기서, 인장 강도 측정은 압연 방향과 평행인 방향이 길이 방향이 되도록 잘라낸, JIS Z2241에 규정되어 있는 13B호의 2개 시험편으로 실시하고, 2개 시험편으로부터 얻어진 인장 강도의 평균치를 인장 강도의 측정치로 한다.The copper alloy sheet of the present invention needs to have a tensile strength of 550 MPa or more when stretched in a direction parallel to the rolling direction. As a result, the desired tensile strength can be obtained even when the copper alloy sheet is used for small parts or thin parts such as electrical/electronic components or automotive vehicle parts, so the copper alloy sheet can be suitably used for such purposes. Here, the tensile strength measurement is performed with two test pieces of No. 13B specified in JIS Z2241, which are cut so that the direction parallel to the rolling direction becomes the longitudinal direction, and the average value of the tensile strength obtained from the two test pieces is taken as the measured value of the tensile strength. .
[3] 구리 합금 판재의 GAM값 및 그 면적 비율[3] GAM value and area ratio of copper alloy sheet
GAM(grain average misorientation)값은 SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 값으로, 15° 이상의 방위차를 갖는 대각도 입계에서 구별되는 결정립 내에 있어서, 측정점간의 거리(이하, 스텝 사이즈라고도 함)를 0.5㎛로 측정하여 이웃한 측정점마다의 방위차를 계산하여, 계산된 방위차를 동일 결정립 내에서 평균치로서 산출한 값이다.GAM (grain average misorientation) value is a value obtained from crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method, and is the distance between measurement points (hereinafter also referred to as step size) within grains distinguished at diagonal grain boundaries with an orientation difference of 15° or more. is measured at 0.5 ㎛, the orientation difference at each neighboring measurement point is calculated, and the calculated orientation difference is calculated as an average value within the same crystal grain.
GAM값이 작은 경우, 1개의 결정립 내 평균 방위차가 작아지기 때문에, 변형이 적은 균일한 결정립이 생성되어 있거나, 또는, 결정립 내가 연속적인 방위 구배를 갖는다. 반면, GAM값이 큰 경우, 결정립 내의 평균 방위차가 커지기 때문에, 1개의 결정립 내의 국소적 변형이 커진다.When the GAM value is small, the average orientation difference within one crystal grain becomes small, so uniform crystal grains with little strain are produced, or the grains have a continuous orientation gradient. On the other hand, when the GAM value is large, the average orientation difference within the grains increases, so the local strain within one grain increases.
본 발명의 구리 합금 판재는 SEM-EBSD법으로 관찰하여 얻어지는 결정 방위 해석 데이터에 있어서, GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율은 30% 이상 90% 이하의 범위이다. 이로써, 구리 합금 판재의 인장 강도가 높아지는 동시에, 드로잉품 형상의 균일성을 높일 수 있다. 특히, 이 면적 비율을 30% 이상으로 함으로써, 결정립 내 방위차가 작은 결정립이 구리 합금 판재의 결정립에서 차지하는 비율이 증가함으로써, 구리 합금 판재의 결정립 방위가 안정되기 때문에, 구리 합금 판재의 드로잉 가공성, 특히, 드로잉품 형상의 균일성을 높일 수 있다. 반면, 이 면적 비율을 90% 이하로 함으로써, 구리 합금 판재의 인장 강도 저하를 억제할 수 있다.In the crystal orientation analysis data obtained by observing the copper alloy sheet of the present invention by SEM-EBSD method, the area ratio of crystal grains with a GAM value in the range of 0.1° to 0.8° is in the range of 30% to 90%. As a result, the tensile strength of the copper alloy sheet can be increased and the uniformity of the shape of the drawn product can be improved. In particular, by setting this area ratio to 30% or more, the proportion of crystal grains with small orientation differences within the crystal grains in the crystal grains of the copper alloy sheet increases, thereby stabilizing the grain orientation of the copper alloy sheet, thereby improving the drawing workability of the copper alloy sheet, especially , the uniformity of the shape of the drawing can be improved. On the other hand, by setting this area ratio to 90% or less, a decrease in the tensile strength of the copper alloy sheet can be suppressed.
여기서, GAM값은 고분해능 주사형 분석 전자현미경(일본 전자 주식회사 제조, JSM-7001FA)에 부속된 EBSD 검출기를 이용하여 연속 측정한 결정 방위 데이터로부터 해석 소프트웨어(TSL사 제조, OIM Analysis)를 이용하여 산출한 결정 방위 해석 데이터로부터 얻을 수 있다. 또한, 「EBSD」란, Electron BackScatter Diffraction의 약어로, 주사형 전자현미경(SEM) 내에서 시료인 구리 판재에 전자선을 조사하였을 때에 생기는 반사 전자 키쿠치선 회절을 이용한 결정 방위 해석 기술이다. 「OIM Analysis」란, EBSD에 의해 측정된 데이터 해석 소프트웨어이다. 측정은 약 400㎛×800㎛의 시야에서 스텝 사이즈 0.5㎛로 실시한다. 측정은 구리 합금 판재를 수지 매립하고, 기계 연마 및 버프 연마(콜로이달 실리카)로 마무리된, 압연 방향을 따른 단면에서 실시할 수 있다. 또한, 측정은 전해 연마된 구리 합금 판재의 표면에서 실시해도 된다. 이러한 단면 및 표면에서의 측정 영역은 약 400㎛×800㎛로 한다. 단면 및 표면의 양방 측정에서, 샘플 사이즈에 의해 상기 시야 사이즈를 얻지 못할 경우에는, 복수의 시야에서 측정하여 평균한 값을 사용해도 된다. GAM값의 해석은 결정립계를 15° 이상의 방위차를 갖는 것이라 정의하고, 결정립계에 포함되는 신뢰성 지수 CI값이 0.1이상이 되는 측정점을 해석의 대상으로 삼는다.Here, the GAM value is calculated using analysis software (OIM Analysis, manufactured by TSL) from crystal orientation data continuously measured using an EBSD detector attached to a high-resolution scanning analytical electron microscope (JSM-7001FA, manufactured by Japan Electronics Co., Ltd.). It can be obtained from one crystal orientation analysis data. In addition, “EBSD” is an abbreviation for Electron BackScatter Diffraction, and is a crystal orientation analysis technology using reflected electron Kikuchi line diffraction that occurs when an electron beam is irradiated to a sample copper plate in a scanning electron microscope (SEM). “OIM Analysis” is data analysis software measured by EBSD. Measurements are performed with a step size of 0.5 μm in a field of view of approximately 400 μm × 800 μm. Measurements can be made on a cross-section along the rolling direction of a copper alloy sheet that has been resin-embedded and finished by machine polishing and buffing (colloidal silica). Additionally, the measurement may be performed on the surface of an electrolytically polished copper alloy sheet. The measurement area on this cross section and surface is approximately 400㎛×800㎛. In both cross-section and surface measurements, if the above-mentioned field size cannot be obtained due to the sample size, the average value of measurements in multiple fields of view may be used. In the analysis of the GAM value, a grain boundary is defined as having an orientation difference of 15° or more, and measurement points where the reliability index CI value included in the grain boundary is 0.1 or more are considered the subject of analysis.
[4] 구리 합금 판재의 결정립의 평균 결정립 지름 및 그 표준편차[4] Average grain diameter and standard deviation of crystal grains of copper alloy sheet
본 발명의 구리 합금 판재는 SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는, 결정립의 평균 결정립 지름이 4㎛ 이상 25㎛ 이하의 범위이고, 또, 평균 결정립 지름의 표준편차가 6㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 평균 결정립 지름의 해석은 결정립계를 15° 이상의 방위차를 갖는 것이라 정의하고, 2픽셀 이상의 크기를 갖는 결정립을 해석의 대상으로 삼는다.The copper alloy sheet of the present invention preferably has an average crystal grain diameter of 4 μm or more and 25 μm or less, obtained from crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method, and a standard deviation of the average grain diameter of 6 μm or less. . Here, in the analysis of the average grain diameter, a grain boundary is defined as having an orientation difference of 15° or more, and grains with a size of 2 pixels or more are the object of analysis.
특히, 결정립의 평균 결정립 지름을 4㎛ 이상으로 함으로써, 구리 합금 판재의 드로잉 가공성을 보다 한층 더 높일 수 있다. 반면, 결정립의 평균 결정립 지름이 25㎛보다 크면, 리징(ridging)에 의해 드로잉 가공품의 외관을 해칠 우려가 있다. 따라서, 구리 합금 판재의 결정립의 평균 결정립 지름은 4㎛ 이상 25㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하다.In particular, by setting the average grain diameter of the crystal grains to 4 μm or more, the drawing processability of the copper alloy sheet can be further improved. On the other hand, if the average grain diameter of the crystal grains is larger than 25 μm, there is a risk that the appearance of the drawn product may be damaged due to ridging. Therefore, it is preferable that the average grain diameter of the crystal grains of the copper alloy sheet is in the range of 4 ㎛ or more and 25 ㎛ or less.
또한, 평균 결정립 지름의 표준편차를 6㎛ 이하로 함으로써, 구리 합금 판재의 결정립의 입경에서 편차가 저감됨으로써, 드로잉 가공 시에 응력 집중이 일어나기 어려워지기 때문에, 구리 합금 판재의 드로잉 가공성을 보다 한층 더 높일 수 있다.In addition, by setting the standard deviation of the average grain diameter to 6 ㎛ or less, the deviation in the grain size of the copper alloy sheet is reduced, making it difficult for stress concentration to occur during drawing, further improving the drawing processability of the copper alloy sheet. It can be raised.
구리 합금 판재의 결정립의 평균 결정립 지름 및 그 표준편차는 상술한 SEM-EBSD법으로 관찰하여 얻어지는 결정 방위 해석 데이터로부터 임의로 추출되는 500개 이상의 결정립 직경의 가중 평균과, 그 표준편차로 할 수 있다.The average grain diameter and its standard deviation of the crystal grains of the copper alloy sheet can be the weighted average of 500 or more grain diameters randomly extracted from the crystal orientation analysis data obtained by observation with the SEM-EBSD method described above, and the standard deviation.
[5] 구리 합금 판재의 가공 경화 지수(n값)[5] Work hardening index (n value) of copper alloy sheet
본 발명의 구리 합금 판재는 가공 경화 지수(n값)가 0.10이상 0.20이하의 범위인 것이 바람직하다. 가공 경화 지수를 이 범위로 함으로써, 구리 합금 판재의 드로잉 가공성을 해치지 않고, 구리 합금 판재에 의해 한층 더 높은 인장 강도를 가져올 수 있다. 반면, 가공 경화 지수는 0.10보다 낮으면, 구리 합금 판재의 드로잉 가공성이 저하되기 쉬워진다.The copper alloy sheet of the present invention preferably has a work hardening index (n value) in the range of 0.10 to 0.20. By setting the work hardening index within this range, a higher tensile strength can be obtained from the copper alloy sheet without impairing the drawing processability of the copper alloy sheet. On the other hand, if the work hardening index is lower than 0.10, the drawing workability of the copper alloy sheet tends to deteriorate.
가공 경화 지수(n값)는 JIS Z2253；2011에 규정되어 있는 시험 방법으로 구할 수 있다. 그 일례로서, 진변형이 2% 이상 8% 이하의 범위에 있는 데이터로부터 가공 경화 지수(n값)를 산출할 수 있다.The work hardening index (n value) can be obtained by the test method specified in JIS Z2253; 2011. As an example, the strain hardening index (n value) can be calculated from data where the true strain is in the range of 2% to 8%.
[6] 구리 합금 판재의 제조 방법의 일례[6] An example of a manufacturing method of a copper alloy sheet
상술한 구리 합금 판재는 합금 조성이나 제조 프로세스를 조합하여 제어함으로써 실현할 수 있으며, 그 제조 프로세스는 특별히 한정되지 않는다. 그 중에서도, 이러한 높은 인장 강도를 갖는 동시에, 안정되고 뛰어난 드로잉 가공성을 얻는 것이 가능한 제조 프로세스의 일례로서, 이하의 방법을 들 수 있다.The above-described copper alloy sheet can be realized by controlling the alloy composition and manufacturing process in combination, and the manufacturing process is not particularly limited. Among them, the following method can be cited as an example of a manufacturing process that can achieve such high tensile strength and at the same time stable and excellent drawing processability.
본 발명의 구리 합금 판재의 제조 방법의 일례는 상술한 구리 합금 판재의 합금 조성과 동등한 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재에 적어도 용해 주조 공정[공정 1], 재열 공정[공정 2], 열간 압연 공정[공정 3], 제1 냉간 압연 공정[공정 4], 제1 소둔 공정[공정 5], 제2 냉간 압연 공정[공정 6], 제2 소둔 공정[공정 7], 제3 소둔 공정[공정 8], 제3 냉간 압연 공정[공정 9] 및 제4 소둔 공정[공정 10]을 순차 실시하는 것이다. 이 중, 제1 소둔 공정[공정 5]에서는, 도달 온도를 800℃ 이상 1000℃ 이하의 범위 그리고 유지 시간을 5초 이상 30초 이하의 범위로 한다. 또한, 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서는, 1패스당 가공률[%]과 압연 롤 지름[㎜]의 곱을 2000[%·㎜] 이하로 한다. 또한, 제3 냉간 압연 공정[공정 9]에서는, 총가공률을 1% 이상 10% 이하의 범위로 한다. 또한, 제4 소둔 공정[공정 10]에서는, 도달 온도(T)를 400℃ 이상 600℃ 이하의 범위로 하고, 또, 상기 도달 온도(T(℃))와의 관계에서, 식 (I)에 도시하는 부등식 관계를 만족하는 장력(F(kgf/㎟))을 부여하면서 소둔한다.An example of the method for manufacturing a copper alloy sheet of the present invention is a copper alloy material having an alloy composition equivalent to that of the above-described copper alloy sheet, at least a melt casting process [process 1], a reheat process [process 2], and a hot rolling process [process]. 3], first cold rolling process [process 4], first annealing process [process 5], second cold rolling process [process 6], second annealing process [process 7], third annealing process [process 8], The third cold rolling process [process 9] and the fourth annealing process [process 10] are performed sequentially. Among these, in the first annealing process [Process 5], the attained temperature is set to be in the range of 800°C or more and 1000°C or less, and the holding time is set to be in the range of 5 seconds or more and 30 seconds or less. Additionally, in the second cold rolling process [Step 6], the product of the processing rate per pass [%] and the rolling roll diameter [mm] is set to 2000 [%·mm] or less. Additionally, in the third cold rolling process [Step 9], the total processing rate is set to be in the range of 1% to 10%. In addition, in the fourth annealing process [Process 10], the attained temperature (T) is set to be in the range of 400°C or more and 600°C or less, and in relation to the achieved temperature (T(°C)), shown in formula (I) Annealing is performed while applying a tension (F (kgf/㎟)) that satisfies the inequality relationship.
-0.0015×T＋0.12≤F≤-0.0015×T＋0.18 ···식 (I)-0.0015×T+0.12≤F≤-0.0015×T+0.18···Equation (I)
(i) 용해 주조 공정[공정 1](i) Melt casting process [Process 1]
용해 주조 공정[공정 1]은 상술한 합금 조성과 동등한 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재를 용융시키고, 이것을 주조함으로써, 소정 형상(예를 들면, 두께 30㎜, 폭 100㎜, 길이 150㎜)의 주괴(잉곳)를 제작한다. 용해 주조 공정[공정 1]은 고주파 용해로를 이용하여, 대기중, 불활성 가스 분위기중 또는 진공중에서, 구리 합금 소재를 용융 및 주조하는 것이 바람직하다. 또, 구리 합금 소재의 합금 조성은 제조의 각 공정에서, 첨가 성분에 따라서는 용해로에 부착되거나 휘발되거나 하여, 제조되는 구리 합금 판재의 합금 조성과는 반드시 완전히는 일치하지 않는 경우가 있지만, 구리 합금 판재의 합금 조성과 실질적으로 같은 합금 조성을 갖고 있다.The melt casting process [Step 1] melts a copper alloy material having an alloy composition equivalent to the above-described alloy composition and casts it to form an ingot (for example, 30 mm thick, 100 mm wide, 150 mm long) of a predetermined shape. ingot) is produced. The melt casting process [Step 1] preferably uses a high-frequency melting furnace to melt and cast the copper alloy material in the air, an inert gas atmosphere, or a vacuum. In addition, the alloy composition of the copper alloy material may not necessarily completely match the alloy composition of the copper alloy sheet to be manufactured, as it may adhere to the melting furnace or volatilize depending on the added components during each manufacturing process. It has an alloy composition that is substantially the same as that of the plate.
(ii) 재열 공정[공정 2](ii) Reheating process [Process 2]
재열 공정[공정 2]은 주조 공정[공정 1]을 실시한 후의 주괴에 대해서 열처리를 실시하는 공정이다. 재열 공정[공정 2]에서 열처리 조건은 통상 실시되고 있는 조건이면 되며, 특별히 한정은 하지 않는다. 여기서, 열처리 조건의 일례를 들면, 도달 온도가 850℃ 이상 1000℃ 이하의 범위, 도달 온도에서의 유지 시간이 1시간 이상 5시간 이하의 범위이다.The reheating process [process 2] is a process of heat treating the ingot after performing the casting process [process 1]. In the reheating process [Process 2], the heat treatment conditions may be those that are normally implemented and are not particularly limited. Here, to give an example of heat treatment conditions, the achieved temperature is in the range of 850°C or more and 1000°C or less, and the holding time at the achieved temperature is in the range of 1 hour or more and 5 hours or less.
(iii) 열간 압연 공정[공정 3](iii) Hot rolling process [Process 3]
열간 압연 공정[공정 3]은 재열 공정[공정 2]을 실시한 주괴에 대해서, 소정의 두께가 될 때까지 열간 압연을 실시하여 열연재를 제작하는 공정이다. 열간 압연 공정[공정 3]에서는, 예를 들면, 압연 온도를 700℃ 이상으로 하고, 또, 총가공률(합계 압하율)을 50% 이상으로 하는 것이 바람직하다.The hot rolling process [process 3] is a process of producing a hot rolled material by hot rolling the ingot that has undergone the reheat process [process 2] until it reaches a predetermined thickness. In the hot rolling process [Step 3], for example, it is desirable to set the rolling temperature to 700°C or higher and to set the total working ratio (total reduction ratio) to 50% or higher.
여기서, 「가공률」(압하율)은 압연 전 단면적에서 압연 후 단면적을 뺀 값을 압연 전 단면적으로 나누고 100을 곱하여, 퍼센트로 나타낸 값이며, 하기 식으로 표시된다.Here, the “processing ratio” (reduction ratio) is a value obtained by subtracting the cross-sectional area after rolling from the cross-sectional area before rolling, divided by the cross-sectional area before rolling and multiplied by 100, expressed as a percentage, and is expressed by the following formula.
[가공률]={([압연 전 단면적]-[압연 후 단면적])/[압연 전 단면적]}×100(%)[Processing rate]={([Cross-sectional area before rolling]-[Cross-sectional area after rolling])/[Cross-sectional area before rolling]}×100(%)
열간 가공 공정[공정 3] 후의 열연재는 냉각하는 것이 바람직하다. 여기서, 열연재에 대한 냉각 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 결정립의 조대화를 일어나기 어렵게 할 수 있다는 관점에서는, 가능한 한 냉각 속도를 크게 하는 수단인 것이 바람직하고, 예를 들면, 수냉 등의 수단에 의해, 냉각 속도를 10℃/초 이상으로 하는 것이 바람직하다.It is desirable to cool the hot rolled material after the hot working process [Step 3]. Here, the cooling means for the hot rolled material is not particularly limited, but for example, from the viewpoint of preventing coarsening of crystal grains from occurring, it is preferable to use means that increase the cooling rate as much as possible, for example, water cooling, etc. It is preferable to set the cooling rate to 10°C/sec or more by means of .
여기서, 냉각 후의 열연재에 대해서, 표면을 깍아내는 면삭을 실시할 수 있다. 면삭을 실시함으로써, 열간 가공 공정[공정 3]에서 생긴 표면의 산화막이나 결함을 제거할 수 있다. 면삭 조건은 통상 실시되고 있는 조건이면 되며, 특별히 한정되지 않는다. 면삭에 의해 열연재 표면으로부터 깍아내는 양은 열간 가공 공정[공정 3]의 조건에 근거하여 적절히 조정할 수 있으며, 예를 들면, 열연재 표면으로부터 0.5㎜∼4㎜ 정도로 할 수 있다.Here, chamfering of the surface can be performed on the hot rolled material after cooling. By performing chamfering, oxide films and defects on the surface created during the hot working process [Step 3] can be removed. The chamfering conditions may be those that are normally implemented and are not particularly limited. The amount to be shaved off from the surface of the hot rolled material by chamfering can be adjusted appropriately based on the conditions of the hot working process [Step 3], for example, about 0.5 mm to 4 mm from the surface of the hot rolled material.
(iv) 제1 냉간 압연 공정[공정 4](iv) First cold rolling process [Process 4]
제1 냉간 압연 공정[공정 4]은 열간 가공 공정[공정 3]을 실시한 후의 열연재에 냉간 압연을 실시하는 공정이다. 제1 냉간 압연 공정[공정 4]에서의 압연은 제품 판 두께에 맞추어 임의의 압하율로 실시할 수 있으며, 예를 들면, 총가공률을 50% 이상 99% 이하의 범위로 할 수 있다.The first cold rolling process [process 4] is a process of cold rolling the hot rolled material after performing the hot working process [process 3]. Rolling in the first cold rolling process [Process 4] can be performed at an arbitrary reduction ratio according to the product plate thickness, for example, the total processing ratio can be in the range of 50% to 99%.
(v) 제1 소둔 공정[공정 5](v) First annealing process [Process 5]
제1 소둔 공정[공정 5]은 제1 냉간 압연 공정[공정 4]을 실시한 후의 냉연재에 대해서, 합금 조성에 따라 열처리를 실시하는 공정이다.The first annealing process [process 5] is a process of heat treating the cold rolled material after performing the first cold rolling process [process 4] according to the alloy composition.
제1 소둔 공정[공정 5]에서의 소둔 조건은 도달 온도를 800℃ 이상 1000℃ 이하의 범위 그리고 유지 시간을 5초 이상 30초 이하의 범위로 함으로써, Si 화합물을 고용시킬 수 있으며, 그 결과, 미고용 Si 화합물의 분포가 균일해져, 재결정 시의 결정립 균일성이 높아진다. 도달 온도가 800℃ 미만이거나, 혹은 유지 시간이 5초 미만이면, 미고용 Si 화합물의 분포가 불균일해져, 재결정 시의 결정립 균일성이 저하되는 경향이 있다. 한편, 도달 온도가 1000℃ 초과이거나, 혹은 유지 시간이 30초를 초과하면, 결정립의 조대화나 이상립 성장에 따른 특성의 편차 문제가 생기므로, 바람직하지 않다.The annealing conditions in the first annealing process [Process 5] are such that the attained temperature is in the range of 800°C or more and 1000°C or less and the holding time is in the range of 5 seconds or more and 30 seconds or less, so that the Si compound can be dissolved in solid solution. As a result, The distribution of unsolubilized Si compounds becomes uniform, and grain uniformity during recrystallization increases. If the attained temperature is less than 800°C or the holding time is less than 5 seconds, the distribution of the unsolidified Si compound becomes non-uniform, and grain uniformity during recrystallization tends to decrease. On the other hand, if the attained temperature exceeds 1000°C or the holding time exceeds 30 seconds, problems with deviation in properties due to coarsening of crystal grains or growth of abnormal grains occur, which is not preferable.
(vi) 제2 냉간 압연 공정[공정 6](vi) Second cold rolling process [Process 6]
제2 냉간 압연 공정[공정 6]은 제1 소둔 공정[공정 5]을 실시한 후의 냉연재에 대해서, 압연 워크 롤을 이용하여 추가로 냉간 압연을 실시하는 공정이다. 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서는, 1패스당 가공률[%]과 압연 워크 롤의 직경(압연 롤 지름)[㎜]의 곱을 2000[%·㎜] 이하로 한다. 이 곱이 2000[%·㎜]보다 크면, 구리 합금 판재의 표면에만 전단 변형이 일어나기 쉬워짐으로써, 판재 내부와의 사이에서 변형량이나 결정 방위에 차이가 생기기 때문에, 이후의 열처리에 의해 재결정시킬 때에, 결정립 지름의 균일성이 저하된다. 따라서, 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서, 1패스당 가공률[%]과 압연 롤 지름[㎜]의 곱은 바람직하게는 1600[%·㎜] 이하, 더욱 바람직하게는 1000[%·㎜] 이하이다.The second cold rolling process [process 6] is a process of additionally cold rolling the cold rolled material after performing the first annealing process [process 5] using a rolling work roll. In the second cold rolling process [Step 6], the product of the processing rate per pass [%] and the diameter of the rolling work roll (rolling roll diameter) [mm] is set to 2000 [%·mm] or less. If this product is greater than 2000 [%·mm], shear deformation is likely to occur only on the surface of the copper alloy sheet, and a difference in the amount of strain or crystal orientation occurs between the inside of the sheet and the sheet, so when recrystallized by subsequent heat treatment, Uniformity of grain diameter deteriorates. Therefore, in the second cold rolling process [process 6], the product of the processing rate [%] per pass and the rolling roll diameter [mm] is preferably 1600 [%·mm] or less, more preferably 1000 [%·mm] ] It is as follows.
또한, 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서 이용되는 압연 워크 롤의 직경은 60㎜ 이상 400㎜ 이하의 범위로 할 수 있다. 또한, 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서, 1패스당 가공률은 5% 이상 50% 이하의 범위로 할 수 있다. 또한, 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서, 총가공률은 5% 이상 70% 이하의 범위로 할 수 있다.Additionally, the diameter of the rolling work roll used in the second cold rolling process [Step 6] can be in the range of 60 mm to 400 mm. Additionally, in the second cold rolling process [process 6], the processing rate per pass can be in the range of 5% or more and 50% or less. Additionally, in the second cold rolling process [Step 6], the total processing rate can be in the range of 5% to 70%.
(vii) 제2 소둔 공정[공정 7](vii) Second annealing process [Process 7]
제2 소둔 공정[공정 7]은 제2 냉간 압연 공정[공정 6]을 실시한 후의 냉연재에 대해서 열처리를 실시하여 재결정시키는 소둔 공정이다. 여기서, 제2 소둔 공정[공정 7]에서 열처리 조건은 예를 들면, 도달 온도가 800℃ 이상 1000℃ 이하의 범위이고, 또, 도달 온도에서의 유지 시간이 5초 이상 30초 이하의 범위로 할 수 있다. 여기서, 도달 온도가 1000℃를 초과하는 경우나, 유지 시간이 30초를 초과할 경우, 결정립이 조대화하기 쉽다. 또한, 유지 시간이 30초를 초과할 경우, 결정립 지름에 편차가 생기기 쉬워지기 때문에, 평균 결정립 지름의 표준편차가 커져, 그로 인해, 드로잉 가공 시에 응력이 집중하여 가공성 저하를 초래하기 쉽다. 또한, 도달 온도가 800℃ 미만인 경우나, 유지 시간이 5초 미만인 경우, 고용량이 저하됨으로써 석출 강화량이 저하된다.The second annealing process [Process 7] is an annealing process in which the cold rolled material after performing the second cold rolling process [Process 6] is subjected to heat treatment to recrystallize it. Here, in the second annealing process [Process 7], the heat treatment conditions are, for example, the attained temperature is in the range of 800 ℃ or more and 1000 ℃ or less, and the holding time at the achieved temperature is in the range of 5 seconds or more and 30 seconds or less. You can. Here, when the attained temperature exceeds 1000°C or the holding time exceeds 30 seconds, crystal grains tend to coarsen. In addition, if the holding time exceeds 30 seconds, the grain diameter tends to vary, so the standard deviation of the average grain diameter increases, and as a result, stress is concentrated during drawing, which tends to cause a decrease in workability. In addition, when the attained temperature is less than 800°C or the holding time is less than 5 seconds, the solid solution capacity decreases and the amount of precipitation strengthening decreases.
제2 소둔 공정[공정 7] 후의 냉연재는 바로 냉각하는 것이 바람직하다. 여기서, 열연재에 대한 냉각 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 결정립의 조대화에 의한 인장 강도 저하를 일어나기 어렵게 만들 수 있다는 관점에서는, 가능한 한 냉각 속도를 크게 하는 수단인 것이 바람직하며, 예를 들면, 수냉 등의 수단에 의해, 냉각 속도를 50℃/초 이상으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable to immediately cool the cold rolled material after the second annealing process [Process 7]. Here, the cooling means for the hot rolled material is not particularly limited, but for example, from the viewpoint of making it difficult to reduce the tensile strength due to coarsening of crystal grains, it is preferable to use means that increase the cooling rate as much as possible, e.g. For example, it is desirable to set the cooling rate to 50°C/sec or more by means such as water cooling.
(viii) 제3 소둔 공정[공정 8](viii) Third annealing process [Process 8]
제3 소둔 공정[공정 8]은 냉각 후의 냉연재에 대해서 열처리를 실시하여 재결정시키는 소둔 공정이다. 여기서, 제3 소둔 공정[공정 8]에서, 열처리 조건은 도달 온도가 450℃ 이상 600℃ 이하의 범위이고, 또, 도달 온도에서의 유지 시간이 1시간 이상 5시간 이하의 범위이다. 여기서, 도달 온도가 450℃ 미만인 경우나, 유지 시간이 1시간 미만인 경우, 석출 강화를 얻기 어려워진다.The third annealing process [Process 8] is an annealing process in which the cold rolled material after cooling is subjected to heat treatment to recrystallize it. Here, in the third annealing process [Process 8], the heat treatment conditions are such that the attained temperature is in the range of 450°C or more and 600°C or less, and the holding time at the achieved temperature is in the range of 1 hour or more and 5 hours or less. Here, when the achieved temperature is less than 450°C or the holding time is less than 1 hour, it becomes difficult to obtain precipitation strengthening.
(ix) 제3 냉간 압연 공정[공정 9](ix) Third cold rolling process [Process 9]
제3 냉간 압연 공정[공정 9]은 제3 소둔 공정[공정 8]을 실시한 후의 냉연재에 대해서, 추가로 냉간 압연을 실시하는 공정이다. 제3 냉간 압연 공정[공정 9]에서, 총가공률은 1% 이상 10% 이하의 범위로 한다. 여기서, 총가공률이 1%미만인 경우, 구리 합금 판재의 인장 강도를 향상시키는 효과가 작아진다. 또한, 총가공률이 10%보다 클 경우, 구리 합금 판재의 드로잉 가공성이 저하된다.The third cold rolling process [process 9] is a process of additionally cold rolling the cold rolled material after performing the third annealing process [process 8]. In the third cold rolling process [process 9], the total processing rate is in the range of 1% to 10%. Here, when the total processing rate is less than 1%, the effect of improving the tensile strength of the copper alloy sheet becomes small. Additionally, when the total processing rate is greater than 10%, the drawing processability of the copper alloy sheet deteriorates.
(x) 제4 소둔 공정[공정 10](x) Fourth annealing process [Process 10]
제4 소둔 공정[공정 10]은 제3 냉간 압연 공정[공정 9]을 실시한 후의 냉연재에 대해서 열처리를 실시하고, 전위의 부동화나 회복에 의한 판재의 기계적 특성의 조질을 실시하는 소둔 공정이다. 여기서, 제4 소둔 공정[공정 10]에서 열처리 조건은 도달 온도(T)를 400℃ 이상 600℃ 이하의 범위로 하고, 또, 도달 온도(T(℃))와의 관계에서, 식 (I)에 도시하는 부등식 관계를 만족하는 장력(F(kgf/㎟))을 부여하면서 소둔한다. 또한, 도달 온도(T)에서의 유지 시간은 5초 이상 30초 이하의 범위인 것이 바람직하다.The fourth annealing process [process 10] is an annealing process in which the cold rolled material after the third cold rolling process [process 9] is heat treated and the mechanical properties of the sheet material are tempered by passivating or recovering dislocations. Here, in the fourth annealing process [Process 10], the heat treatment conditions are such that the attained temperature (T) is in the range of 400°C or more and 600°C or less, and in relation to the achieved temperature (T(°C)), Equation (I) Annealing is performed while applying a tension (F (kgf/mm2)) that satisfies the inequality relationship shown. Additionally, the holding time at the attained temperature (T) is preferably in the range of 5 seconds or more and 30 seconds or less.
여기서, 냉연재에 부여하는 장력(F)은 식 (II)에 도시하는 부등식 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 식 (III)에 도시하는 부등식 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.Here, the tension F applied to the cold rolled material more preferably satisfies the inequality relationship shown in Equation (II), and more preferably satisfies the inequality relationship shown in Equation (III).
-0.0015×T＋0.12≤F≤-0.0015×T＋0.18 ··식 (I)-0.0015×T+0.12≤F≤-0.0015×T+0.18 ··Formula (I)
-0.0015×T＋0.13≤F≤-0.0015×T＋0.17 ··식 (II)-0.0015×T＋0.13≤F≤-0.0015×T＋0.17 ··Formula (II)
-0.0015×T＋0.14≤F≤-0.0015×T＋0.16 ··식 (III)-0.0015×T＋0.14≤F≤-0.0015×T＋0.16 ··Formula (III)
이러한 부등식 관계를 만족하도록, 장력(F)을 냉연재에 부여함으로써 얻어지는 구리 합금 판재에 대하여, 인장 강도, 도전성, 드로잉 가공성의 밸런스를 향상시킬 수 있다. 특히, 장력(F)을 냉연재에 부여하면서 소둔함으로써, 적은 장력으로도 구리 합금 판재에 잔류하는 변형이 감소하기 쉬워지기 때문에, 구리 합금 판재의 드로잉 가공성을 높일 수 있다. 여기서, 장력이나, 열처리 온도나 시간이 부족한 경우, 구리 합금 판재에 잔류하는 변형이 많아짐으로써, 구리 합금 판재에 포함되는 결정립의 방위 편차가 커지기 때문에, 구리 합금 판재의 GAM값이 높아져, 그 결과, 드로잉 가공성이 저하된다. 또한, 구리 합금 판재에 잔류하는 변형이 많아짐으로써, 구리 합금 판재의 가공 경화 지수가 저하되고, 그로 인해 구리 합금 판재의 드로잉 가공성도 저하된다. 또한, 장력이나, 열처리의 온도나 시간이 과잉이 되면, 인장 강도가 저하되어, 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에 의한 효과가 소실된다.By applying tension F to the cold rolled material so as to satisfy this inequality relationship, the balance of tensile strength, conductivity, and drawability can be improved for the obtained copper alloy sheet. In particular, by annealing while applying tension (F) to the cold rolled material, the strain remaining in the copper alloy sheet is easily reduced even with a small tension, and thus the drawing workability of the copper alloy sheet can be improved. Here, when the tension, heat treatment temperature or time is insufficient, the strain remaining in the copper alloy sheet increases, and the orientation deviation of the crystal grains contained in the copper alloy sheet increases, so the GAM value of the copper alloy sheet increases, resulting in Drawing processability deteriorates. In addition, as the strain remaining in the copper alloy sheet increases, the work hardening index of the copper alloy sheet decreases, and as a result, the drawability of the copper alloy sheet also decreases. Additionally, if the tension or the temperature or time of heat treatment are excessive, the tensile strength decreases and the effect of the second cold rolling process [Step 6] is lost.
[7] 구리 합금 판재의 용도[7] Uses of copper alloy sheets
본 발명의 구리 합금 판재는 특히, 드로잉 가공을 실시하여 드로잉 가공품을 얻기에 적합하며, 예를 들면, 전기·전자 부품이나 자동차 차재용 부품 등을 형성하기에 적합하다. 보다 구체적으로는, 특히 소형화 및 경박화할 필요가 있는 전기·전자 부품용 커넥터, 리드 프레임, 릴레이, 스위치, 소켓, 실드 케이스, 실드 캔, 카메라 모듈 케이스, 액정이나 유기 EL 디스플레이의 방열 부품, 보강판, 샤시, 자동차 차재용 커넥터, 실드 케이스, 실드 캔 등에 이용하기에 적합하다.The copper alloy sheet of the present invention is particularly suitable for obtaining a drawn product by performing drawing processing, and is suitable for forming, for example, electrical/electronic components, automotive vehicle parts, etc. More specifically, connectors, lead frames, relays, switches, sockets, shield cases, shield cans, camera module cases, heat dissipation parts for liquid crystal and organic EL displays, and reinforcement plates for electrical and electronic components that need to be miniaturized and lightweight. , chassis, automotive connectors, shield cases, shield cans, etc.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 개념 및 특허 청구범위에 포함되는 모든 양태를 포함하며, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 개변할 수 있다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes all aspects included in the concept and claims of the present invention, and can be modified in various ways within the scope of the present invention. It can be modified.
[실시예][Example]
다음으로, 본 발명의 효과를 더욱 명확하게 하기 위하여, 본 발명예 및 비교예에 대해서 설명하겠지만, 본 발명은 이들 본 발명예에 한정되는 것은 아니다.Next, in order to further clarify the effect of the present invention, examples and comparative examples will be described, but the present invention is not limited to these examples.
(본 발명예 1∼32 및 비교예 1∼12)(Invention Examples 1 to 32 and Comparative Examples 1 to 12)
표 1에 도시하는 합금 조성을 갖는 각종 구리 합금 소재를 용해하고, 이것을 대기 분위기에서 냉각하여 주조하는 용해 주조 공정[공정 1]을 실시하여 주괴를 얻었다. 이 주괴에 대해서, 900℃ 이상 1000℃ 이하 범위의 유지 온도 그리고 1시간 이상 2시간 이하 범위의 유지 시간으로 열처리를 실시하는 재열 공정[공정 2]을 실시한 후, 바로, 총가공률이 50% 이상이 되도록, 주괴의 길이 방향이 압연 방향이 되도록 압연하는 열간 압연 공정[공정 3]을 실시하여 열연재를 얻었다. 그 후, 수냉에 의해 실온까지 냉각하였다.Ingots were obtained by melting various copper alloy materials having the alloy compositions shown in Table 1, cooling them in an atmospheric atmosphere and casting them through a melt casting process [Process 1]. After performing a reheating process [Process 2] on this ingot, in which heat treatment is performed at a holding temperature in the range of 900℃ to 1000℃ and a holding time in the range of 1 hour to 2 hours, the total processing rate is immediately 50% or more. To achieve this, a hot rolling process [Step 3] of rolling the ingot so that its longitudinal direction is in the rolling direction was performed to obtain a hot rolled material. Afterwards, it was cooled to room temperature by water cooling.
냉각 후의 열연재에 대해서, 면삭을 실시하여 표리 양면으로부터 1㎜∼4㎜ 정도를 깍아내, 표면의 산화막을 제거한 후, 총가공률이 80% 이상 99% 이하의 범위가 되는 조건에서, 열연재의 길이 방향이 압연 방향이 되도록 하여 압연하는, 제1 냉간 압연 공정[공정 4]을 실시하였다.After cooling, the hot rolled material is subjected to chamfering to shave off about 1 mm to 4 mm from both the front and back sides, and the oxide film on the surface is removed. Under the condition that the total processing rate is in the range of 80% to 99%, the hot rolled material is processed. The first cold rolling process [Process 4] was performed, in which the longitudinal direction of was rolled in the rolling direction.
제1 냉간 압연 공정[공정 4]을 실시한 후의 압연재에 대해서, 표 2에 기재되는 도달 온도 및 유지 시간으로 열처리를 실시하는 제1 소둔 공정[공정 5]을 실시하고, 이어서, 표 2에 기재되는, 1패스당 가공률[%]과 압연 워크 롤의 직경(압연 롤 지름)[㎜], 1패스당 가공률과 압연 롤 지름의 곱[%·㎜]의 조건에서, 5% 이상 70% 이하의 총가공률로, 압연재의 길이 방향이 압연 방향이 되도록 하여 압연하는, 제2 냉간 압연 공정[공정 6]을 실시하였다.The rolled material after performing the first cold rolling process [Process 4] is subjected to a first annealing process [Process 5] in which heat treatment is performed at the reaching temperature and holding time shown in Table 2, and then, as shown in Table 2. Under the conditions of the processing rate per pass [%], the diameter of the rolling work roll (rolling roll diameter) [mm], and the product of the processing rate per pass and the rolling roll diameter [%·mm], 5% to 70%. The second cold rolling process [Process 6] was performed at the following total processing rate, in which the rolled material was rolled so that its longitudinal direction was in the rolling direction.
제2 냉간 압연 공정[공정 6]을 실시한 후의 압연재에 대해서, 800℃ 이상 1000℃ 이하 범위의 도달 온도 그리고 10초 이상 30초 이하 범위의 유지 시간으로 열처리를 실시하는 제2 소둔 공정[공정 7]을 실시하고, 바로 수냉에 의해 실온까지 냉각하였다.A second annealing process [process 7] in which the rolled material after performing the second cold rolling process [process 6] is heat treated at an attained temperature in the range of 800°C or more and 1000°C or less and a holding time in the range of 10 seconds or more and 30 seconds or less. ] was carried out and immediately cooled to room temperature by water cooling.
냉각 후의 압연재에 대해서, 450℃ 이상 550℃ 이하 범위의 도달 온도 그리고 2시간의 유지 시간으로 열처리를 실시하는 제3 소둔 공정[공정 8]을 실시하고, 다음으로, 표 2에 기재되는 총가공률의 조건에서, 길이 방향이 압연 방향이 되도록 하여 압연하는 제3 냉간 압연 공정[공정 9]을 실시하였다. 여기서, 비교예 4에 대해서는, 제3 냉간 압연 공정[공정 9]을 실시하지 않고, 후술하는 제4 소둔 공정[공정 10]을 실시하였다.The rolled material after cooling is subjected to a third annealing process [Process 8] in which heat treatment is performed at an attained temperature in the range of 450 ° C. to 550 ° C. and a holding time of 2 hours, and then the total processing shown in Table 2 Under the conditions of the rolling rate, the third cold rolling process [Process 9] of rolling with the longitudinal direction being the rolling direction was performed. Here, for Comparative Example 4, the third cold rolling process [Process 9] was not performed, but the fourth annealing process [Process 10] described later was performed.
제3 냉간 압연 공정[공정 9]을 실시한 후의 압연재에 대해서, 표 2에 기재되는 도달 온도로, 장력(F)을 가하면서, 5초 이상 30초 이하 범위의 유지 시간으로 열처리를 실시하는 제4 소둔 공정[공정 10]을 실시하여, 본 발명의 구리 합금 판재를 제작하였다. 여기서, 압연재에 가하는 장력(F)은 표 2에 기재되는 바와 같이, 식 (I)에 도시하는 부등식의 범위 내가 되도록 하였다.Heat treatment is performed on the rolled material after performing the third cold rolling process [Step 9], with a holding time in the range of 5 seconds to 30 seconds while applying tension (F) at the temperature reached as shown in Table 2. 4 An annealing process [Process 10] was performed to produce the copper alloy sheet of the present invention. Here, the tension (F) applied to the rolled material was set to be within the range of the inequality shown in equation (I), as shown in Table 2.
또한, 표 1에서는, 구리(Cu), Ni(니켈), Co(코발트), Si(규소) 이외의 구성 성분을 임의 첨가 성분으로서 기재하였다. 또한, 표 1에서는, 구리 합금 소재의 합금 조성에 포함되지 않는 성분란에는 가로선 「-」을 기재하여, 해당하는 성분을 포함하지 않거나, 또는 함유하고 있었다 하더라도 검출 한계치 미만인 것을 분명히 하였다.In addition, in Table 1, components other than copper (Cu), Ni (nickel), Co (cobalt), and Si (silicon) are listed as optionally added components. Additionally, in Table 1, a horizontal line "-" is written in the component column that is not included in the alloy composition of the copper alloy material to make it clear that the corresponding component is not included or, even if it is included, is below the detection limit.
[각종 측정 및 평가 방법][Various measurement and evaluation methods]
상기 본 발명예 및 비교예와 관련된 구리 합금 판재를 이용하여, 하기에 도시하는 특성 평가를 실시하였다. 각 특성의 평가 조건은 하기와 같다.Using the copper alloy sheets related to the invention examples and comparative examples, the property evaluation shown below was performed. The evaluation conditions for each characteristic are as follows.
[1] 구리 합금 판재의 인장 강도 측정[1] Measurement of tensile strength of copper alloy sheet
인장 강도 측정은 압연 방향에 대해서 평행인 방향이 길이 방향이 되도록 공시재를 잘라낸, JIS Z2241에 규정되어 있는 13B호의 2개 시험편으로 실시하여, 2개 시험편으로부터 얻어진 인장 강도의 평균치를 측정치로 하였다. 또한, 본 실시예에서는, 인장 강도가 550MPa 이상을 합격 레벨이라 하였다. 결과를 표 3에 도시한다.Tensile strength measurement was performed with two test pieces of No. 13B specified in JIS Z2241, which were cut from the specimen so that the direction parallel to the rolling direction was the longitudinal direction, and the average value of the tensile strength obtained from the two test pieces was taken as the measured value. In addition, in this example, a tensile strength of 550 MPa or more was considered a passing level. The results are shown in Table 3.
[2] 구리 합금 판재의 GAM값 및 그 면적 비율[2] GAM value and area ratio of copper alloy sheet
구리 합금 판재의 GAM값은 본 발명예 및 비교예에서 얻어진 구리 합금 판재에 대해서, 고분해능 주사형 분석 전자현미경(일본 전자 주식회사 제조, JSM-7001 FA)에 부속된 EBSD 검출기를 이용하여 연속 측정한 결정 방위 데이터로부터, 해석 소프트웨어(TSL사 제조, OIM Analysis)를 이용하여 산출한 결정 방위 해석 데이터로부터 얻었다. 측정은 약 400㎛×800㎛의 시야에서 스텝 사이즈 0.5㎛로 실시하였다. 또한, 측정은 구리 합금 판재를 수지 매립하고, 기계 연마 및 버프 연마(콜로이달 실리카)로 마무리된, 압연 방향을 따른 단면에서 실시하며, 결정립계를 15° 이상의 방위차를 갖는 것이라 정의하고, 결정립계에 포함되는, 신뢰성 지수 CI값이 0.1이상이 되는 측정점을 해석 대상으로 삼았다. 이렇게 하여 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립 면적의, 측정 대상인 SEM 화상 전체 면적에서 차지하는 면적 비율을 구하였다. 또한, 본 실시예에서는, GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율이 30% 이상 90% 이하의 범위인 것을 합격 레벨이라 하였다. 결과를 표 3에 도시한다.The GAM value of the copper alloy sheet is determined by continuously measuring the copper alloy sheet obtained in the present invention example and comparative example using an EBSD detector attached to a high-resolution scanning electron microscope (JSM-7001 FA, manufactured by Japan Electronics Co., Ltd.). The orientation data was obtained from crystal orientation analysis data calculated using analysis software (OIM Analysis, manufactured by TSL). Measurements were performed with a step size of 0.5 μm in a field of view of approximately 400 μm × 800 μm. In addition, the measurement is conducted on a cross-section along the rolling direction of a copper alloy sheet that is resin-embedded and finished with mechanical polishing and buff polishing (colloidal silica), and the grain boundary is defined as having an orientation difference of 15° or more. The included measurement points with a reliability index CI value of 0.1 or more were selected for analysis. The area ratio of the grain area in the range of 0.1° to 0.8° of the GAM value obtained in this way was determined from the total area of the SEM image to be measured. In addition, in this example, the area ratio of crystal grains with a GAM value in the range of 0.1° to 0.8° was defined as the passing level when the area ratio was in the range of 30% to 90%. The results are shown in Table 3.
[3] 구리 합금 판재의 결정립의 평균 결정립 지름 및 그 표준편차[3] Average grain diameter and standard deviation of crystal grains of copper alloy sheet
구리 합금 판재의 결정립의 평균 결정립 지름과 그 표준편차는 상술한 SEM-EBSD법으로 관찰하여 얻어지는 결정 방위 해석 데이터로부터, 임의로 추출되는 500개 이상의 결정립 직경의 가중 평균과, 그 표준편차를 구하였다. 여기서, 평균 결정립 지름의 해석은 결정립계를 15° 이상의 방위차를 갖는 것이라 정의하고, 2픽셀 이상의 크기를 갖는 결정립을 해석 대상으로 삼았다. 결과를 표 3에 도시한다.The average grain diameter and its standard deviation of the crystal grains of the copper alloy sheet were determined from the crystal orientation analysis data obtained by observation using the SEM-EBSD method described above. The weighted average of the grain diameters of more than 500 randomly extracted grains and its standard deviation were obtained. Here, in the analysis of the average grain diameter, a grain boundary was defined as having an orientation difference of 15° or more, and grains with a size of 2 pixels or more were analyzed. The results are shown in Table 3.
[4] 구리 합금 판재의 가공 경화 지수(n값) 측정[4] Measurement of work hardening index (n value) of copper alloy sheet
구리 합금 판재의 가공 경화 지수(n값)는 JIS Z2253；2011에 규정되어 있는 시험 방법으로 구하였다. 특히, 본 발명예 및 비교예에서는, 진변형이 2% 이상 8% 이하의 범위에 있는 데이터로부터 가공 경화 지수(n값)를 산출하였다.The work hardening index (n value) of the copper alloy sheet was obtained by the test method specified in JIS Z2253; 2011. In particular, in the present invention examples and comparative examples, the strain hardening index (n value) was calculated from data where the true strain was in the range of 2% to 8%.
[5] 구리 합금 판재의 드로잉 가공성 평가[5] Evaluation of drawing processability of copper alloy sheet
구리 합금 판재의 드로잉 가공성은 도 3에 도시하는 바와 같이, 딥 드로잉 시험기(예를 들면, 에릭슨사 제조 박판 성형 시험기)(10)를 이용하여, 시험 판재(W)의 가장자리부를, 다이(12)와 주름 누름 부재(16) 사이에서 조인 후에, 시험 판재(W)의 중앙부를, 선단부가 원주형이고, 또, 코너부의 곡률 반경(R)이 작은 펀치(14)로 눌러 넣어 가, 원통형 컵을 성형하였다. 이 때, 균열이 생기지 않는 펀치(14)의 선단 코너부의 곡률 반경(R)의 최소치 결과와, 균열이 생기지 않는 최소의 펀치 지름으로 드로잉 가공하였을 때의 드로잉 가공품의 가장자리의 파상(burr) 높이를, 압연 방향으로부터 원주를 따라 45° 간격으로 측정하였을 때의, 각도(°)와 파상 높이(㎛)의 관계 플롯에서 최소 이승법에 따른 직선 근사식 기울기의 절대치(파상 편차)의 결과에 대하여, 이하의 평가 기준에 따라 평가하였다. 여기서, 시험 판재(W)의 판 두께를 0.15㎜, 시험 판재(W)의 직경을 61㎜, 펀치(14)의 직경을 33㎜, 펀치(14)의 선단 코너부의 곡률 반경(R)을 0.30㎜, 0.50㎜, 0.75㎜, 0.90㎜, 1.00㎜의 6종류로 하고, 펀치(14)와 다이(12)의 클리어런스를 0.35㎜, 다이(12)의 숄더부의 곡률 반경을 1.0㎜로 하여, 시험 판재(W)의 펀치(14) 측 표면에 윤활유(상품명: 프레톤 R-303P, 스기무라 화학공업사 제조)를 도포하였다. 결과를 표 3에 도시한다. 또한, 인장 시험에서 강도가 부족한 예(인장 강도가 550MPa 미만인 예)에 대하여서는, 드로잉 가공성 평가는 실시하지 않았다. 또한, 펀치(14)의 선단 코너부의 곡률 반경(R)의 최소치 결과가 「×」라 평가된 예에 대하여서는, 드로잉 가공품의 가장자리의 파상 높이 평가는 실시하지 않았다.As shown in FIG. 3, the drawing processability of a copper alloy sheet is measured using a deep drawing tester (for example, a thin plate forming tester manufactured by Ericsson) 10, and the edge portion of the test sheet W is subjected to a die 12. After tightening between the and corrugation pressing members 16, the central portion of the test plate W is pressed into the punch 14, which has a cylindrical tip and a small radius of curvature R at the corners, thereby forming a cylindrical cup. It was molded. At this time, the minimum value of the radius of curvature (R) of the tip corner of the punch 14 that does not cause cracks and the burr height of the edge of the drawn product when drawn with the minimum punch diameter that does not cause cracks are calculated. , Regarding the results of the absolute value (waviness deviation) of the slope of the straight line approximation according to the least square method in the relationship plot between angle (°) and waviness height (㎛) when measured at 45° intervals along the circumference from the rolling direction, It was evaluated according to the following evaluation criteria. Here, the thickness of the test plate W is 0.15 mm, the diameter of the test plate W is 61 mm, the diameter of the punch 14 is 33 mm, and the radius of curvature (R) of the tip corner of the punch 14 is 0.30. There were six types of tests: mm, 0.50 mm, 0.75 mm, 0.90 mm, and 1.00 mm, the clearance between the punch 14 and the die 12 was 0.35 mm, and the radius of curvature of the shoulder of the die 12 was 1.0 mm. Lubricant (product name: Preton R-303P, manufactured by Sugimura Chemical Industries, Ltd.) was applied to the surface of the plate W on the punch 14 side. The results are shown in Table 3. In addition, for cases where the strength was insufficient in the tensile test (examples where the tensile strength was less than 550 MPa), drawing processability evaluation was not performed. In addition, for the example in which the minimum value of the radius of curvature (R) of the tip corner of the punch 14 was evaluated as “×”, the waviness height of the edge of the drawn product was not evaluated.
(a) 펀치(14)의 선단 코너부의 곡률 반경(R)의 최소치의 평가 기준(a) Evaluation criteria for the minimum value of the radius of curvature (R) of the tip corner of the punch 14
◎(우수): 곡률 반경(R)의 최소치가 0.5㎜ 이하인 경우◎ (Excellent): When the minimum value of curvature radius (R) is 0.5 mm or less.
○(양호): 곡률 반경(R)의 최소치가 0.5㎜ 초과 0.75㎜ 이하인 경우○ (Good): When the minimum value of curvature radius (R) is greater than 0.5 mm and less than or equal to 0.75 mm.
×(불가): 곡률 반경(R)의 최소치가 0.75㎜ 초과인 경우× (impossible): When the minimum value of curvature radius (R) exceeds 0.75 mm
(b) 드로잉 가공품의 가장자리 파상의 평가 기준(b) Evaluation criteria for edge waviness of drawn workpieces
◎(우수): 파상 편차가 0.5㎜ 이하인 경우◎ (Excellent): When the waviness deviation is 0.5 mm or less.
○(양호): 파상 편차가 0.5㎜ 초과 0.7㎜ 이하인 경우○ (Good): When the waviness deviation is more than 0.5 mm and less than 0.7 mm.
△(가능): 파상 편차가 0.7㎜ 초과 1.0㎜ 이하인 경우△(possible): When the waviness deviation is more than 0.7 mm and less than 1.0 mm
×(불가): 파상 편차가 1.0㎜ 초과인 경우× (not possible): When the waviness deviation exceeds 1.0 mm
<드로잉 가공성의 종합 평가><Comprehensive evaluation of drawing processability>
◎(우수): 상기 (a) 및 (b) 평가 모두가 「◎」인 경우◎ (Excellent): When both (a) and (b) above evaluations are “◎”
○(양호): 상기 (a) 및 (b) 평가 모두가 「◎」, 「○」 또는 「△」인 경우○ (good): When both the above (a) and (b) evaluations are “◎”, “○” or “△”
×(불가): 상기 (a) 및 (b) 평가 중 적어도 한쪽이 「×」인 경우× (impossible): When at least one of the evaluations (a) and (b) above is “×”
표 1∼표 3의 결과로부터, 본 발명예 1∼32의 구리 합금 판재는 합금 조성이 본 발명의 적정 범위 내인 동시에, 인장 강도가 550MPa 이상이고, 또, SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율은 30% 이상 90% 이하의 범위이며, 이 때에, 드로잉 가공성 평가도 「◎」 또는 「○」이라 평가되는 것이었다.From the results of Tables 1 to 3, the copper alloy sheets of Examples 1 to 32 of the present invention have alloy compositions within the appropriate range of the present invention and have a tensile strength of 550 MPa or more. Moreover, from the crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method, The area ratio of crystal grains with a obtained GAM value in the range of 0.1° to 0.8° was in the range of 30% to 90%, and at this time, the drawing workability evaluation was also evaluated as “◎” or “○”.
따라서, 본 발명예 1∼32의 구리 합금 판재는 높은 인장 강도를 갖는 동시에, 뛰어난 드로잉 가공성을 안정되게 얻는 것이 가능하였다.Accordingly, the copper alloy sheets of Examples 1 to 32 of the present invention had high tensile strength and were able to stably obtain excellent drawing processability.
특히, 본 발명예 4의 구리 합금 판재는 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서의 1패스당 가공률과 압연 롤 지름의 곱이 작아, 표면 전단의 영향을 받기 어려웠기 때문에, 재결정 후의 결정립 지름이 균일하고, 드로잉 가공성 평가에서 얻어지는 파상의 편차도 작아졌다고 생각된다.In particular, the copper alloy sheet of Example 4 of the present invention had a small product of the processing rate per pass and the rolling roll diameter in the second cold rolling process [Step 6], and was difficult to be affected by surface shear, so the grain diameter after recrystallization was It is thought that it is uniform, and the variation in waviness obtained in the evaluation of drawing processability is also reduced.
또한, 본 발명예 9의 구리 합금 판재는 제3 냉간 압연 공정[공정 9]의 총가공률이 작거나, 또는, 제4 소둔 공정[공정 10]에서 냉연재에 부여하는 장력이 작았기 때문에, 인장 강도와 드로잉 형성성의 밸런스가 뛰어났다고 생각된다.In addition, the copper alloy sheet of invention example 9 had a small total processing rate in the third cold rolling process [process 9], or the tension applied to the cold rolled material in the fourth annealing process [process 10] was small, I think it has an excellent balance between tensile strength and draw formability.
또한, 본 발명예 13∼15의 구리 합금 판재는 Ni과 Co의 합계량이 많아, 제3 냉간 압연 공정[공정 9]의 총가공률이 작거나, 또는, 제4 소둔 공정[공정 10]에서 냉연재에 부여하는 장력이 작았기 때문에, 인장 강도와 드로잉 형성성의 밸런스가 뛰어났다고 생각된다.In addition, the copper alloy sheets of Examples 13 to 15 of the present invention have a large total amount of Ni and Co, and the total processing rate in the third cold rolling process [Step 9] is low, or the total working rate is low in the fourth annealing process [Step 10]. Because the tension applied to the serial was small, it is thought that the balance between tensile strength and drawing formability was excellent.
또한, 본 발명예 16의 구리 합금 판재는 제3 냉간 압연 공정[공정 9]의 총가공률이 작거나, 또는, 제4 소둔 공정[공정 10]에서 냉연재에 부여하는 장력이 작았기 때문에, 인장 강도와 드로잉 형성성의 밸런스가 뛰어났다고 생각된다. 더욱이, 본 발명예 16의 구리 합금 판재는 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서 1패스당 가공률과 압연 롤 지름의 곱이 작았기 때문에, 드로잉 가공성 평가에서 얻어지는 편차가 작아졌다고 생각된다.In addition, the copper alloy sheet of invention example 16 had a small total processing rate in the third cold rolling process [process 9], or the tension applied to the cold rolled material in the fourth annealing process [process 10] was small, I think it has an excellent balance between tensile strength and draw formability. Furthermore, in the copper alloy sheet of Example 16 of the present invention, the product of the processing rate per pass and the rolling roll diameter in the second cold rolling process [Process 6] was small, so it is thought that the deviation obtained in the evaluation of drawing workability was small.
또한, 본 발명예 18의 구리 합금 판재는 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서의 1패스당 가공률과 압연 롤 지름의 곱이 작거나, 또는, 제4 소둔 공정[공정 10]에서 냉연재에 부여하는 장력이 작았기 때문에, 드로잉 형성성과 파상 편차의 평가 결과가 뛰어났다고 생각된다.In addition, the copper alloy sheet of Example 18 of the present invention has a small product of the processing rate per pass and the rolling roll diameter in the second cold rolling process [process 6], or is applied to the cold rolled material in the fourth annealing process [process 10]. Because the applied tension was small, it is believed that the evaluation results of draw formability and waviness deviation were excellent.
한편, 비교예 1∼12의 구리 합금 판재는 모두 합금 조성, 인장 강도 및 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율 중, 적어도 어느 하나가 본 발명의 적정 범위 밖이기 때문에, 인장 강도가 합격 레벨에 이르지 못하거나, 또는, 드로잉 가공성의 종합 평가가 「×」로 평가되는 것이었다.On the other hand, in the copper alloy sheets of Comparative Examples 1 to 12, at least one of the alloy composition, tensile strength, and GAM value of the grain area ratio in the range of 0.1° to 0.8° is outside the appropriate range of the present invention, The tensile strength did not reach the passing level, or the comprehensive evaluation of drawing processability was evaluated as “×”.
10 딥 드로잉 시험기
12 다이
14 펀치
16 주름 누름 부재
W 시험 판재
R 펀치 코너부의 곡률 반경10 Deep drawing tester
12 die
14 punch
16 pleated pressing member
W test plate
R radius of curvature of punch corner
Claims (7)
인장 강도가 550MPa 이상이고, 또,
SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는 GAM값이 0.1° 이상 0.8° 이하의 범위인 결정립의 면적 비율은 30% 이상 90% 이하의 범위인,
구리 합금.A copper alloy sheet containing one or both of Ni and Co in a range of 1.00 mass% to 5.00 mass%, Si in a range of 0.20 mass% to 1.50 mass%, and an alloy composition with the balance consisting of Cu and inevitable impurities.
The tensile strength is 550 MPa or more, and
The area ratio of crystal grains whose GAM value obtained from the crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method is in the range of 0.1° to 0.8° is in the range of 30% to 90%,
Copper alloy.
가공 경화 지수(n값)가 0.10이상 0.20이하의 범위인,
구리 합금 판재.According to paragraph 1,
The work hardening index (n value) is in the range of 0.10 to 0.20,
Copper alloy sheet.
SEM-EBSD법의 결정 방위 해석 데이터로부터 얻어지는, 결정립의 평균 결정립 지름이 4㎛ 이상 25㎛ 이하의 범위이고, 또, 상기 평균 결정립 지름의 표준편차가 6㎛ 이하인,
구리 합금 판재.According to claim 1 or 2,
The average grain diameter of the crystal grains obtained from the crystal orientation analysis data of the SEM-EBSD method is in the range of 4 μm to 25 μm, and the standard deviation of the average grain diameter is 6 μm or less,
Copper alloy sheet.
상기 합금 조성은 Zn, Sn, Mg, Cr 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 임의 첨가 성분을 합계 0.10질량% 이상 1.00질량% 이하의 범위로 추가로 함유하는,
구리 합금 판재.According to any one of claims 1 to 3,
The alloy composition further contains at least one optionally added component selected from the group consisting of Zn, Sn, Mg, Cr and Fe in a total range of 0.10 mass% to 1.00 mass%,
Copper alloy sheet.
상기 합금 조성과 동등한 합금 조성을 갖는 구리 합금 소재에 용해 주조 공정[공정 1], 재열 공정[공정 2], 열간 압연 공정[공정 3], 제1 냉간 압연 공정[공정 4], 제1 소둔 공정[공정 5], 제2 냉간 압연 공정[공정 6], 제2 소둔 공정[공정 7], 제3 소둔 공정[공정 8], 제3 냉간 압연 공정[공정 9] 및 제4 소둔 공정[공정 10]을 순차 실시하여,
상기 제1 소둔 공정[공정 5]에서는, 도달 온도를 800℃ 이상 1000℃ 이하의 범위 그리고 유지 시간을 5초 이상 30초 이하의 범위로 하고,
상기 제2 냉간 압연 공정[공정 6]에서는, 1패스당 가공률[%]과 압연 롤 지름[㎜]의 곱을 2000[%·㎜] 이하로 하고,
상기 제3 냉간 압연 공정[공정 9]에서는, 총가공률을 1% 이상 10% 이하의 범위로 하고,
상기 제4 소둔 공정[공정 10]에서는, 도달 온도(T)를 400℃ 이상 600℃ 이하의 범위로 하고, 또, 상기 도달 온도(T(℃))와의 관계에서, 식 (I)에 도시하는 부등식 관계를 만족하는 장력(F(kgf/㎟))을 부여하면서 소둔하는,
구리 합금 판재의 제조 방법.
-0.0015×T＋0.12≤F≤-0.0015×T＋0.18 ···식 (I)A method for manufacturing a copper alloy sheet according to any one of claims 1 to 4,
A copper alloy material having an alloy composition equivalent to the above alloy composition is subjected to a melt casting process [process 1], a reheat process [process 2], a hot rolling process [process 3], a first cold rolling process [process 4], and a first annealing process [ Process 5], second cold rolling process [process 6], second annealing process [process 7], third annealing process [process 8], third cold rolling process [process 9], and fourth annealing process [process 10] By sequentially performing
In the first annealing process [Process 5], the attained temperature is set to be in the range of 800°C or more and 1000°C or less, and the holding time is set to be in the range of 5 seconds or more and 30 seconds or less,
In the second cold rolling process [Process 6], the product of the processing rate [%] per pass and the rolling roll diameter [mm] is set to 2000 [%·mm] or less,
In the third cold rolling process [Step 9], the total processing rate is set to be in the range of 1% to 10%,
In the fourth annealing process [Step 10], the attained temperature (T) is set to be in the range of 400°C or more and 600°C or less, and in relation to the attained temperature (T(°C)), shown in formula (I) Annealing while applying a tension (F (kgf/㎟)) that satisfies the inequality relationship,
Manufacturing method of copper alloy sheet.
-0.0015×T+0.12≤F≤-0.0015×T+0.18...Equation (I)
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