KR102499442B1

KR102499442B1 - 구리 합금 판재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102499442B1
Application number: KR1020197016834A
Authority: KR
Inventors: 다케미 이소마츠; 쇼이치 단조; 마사루 히구치
Original assignee: 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2023-02-13
Anticipated expiration: 2038-04-23
Also published as: KR20200002779A; WO2018198995A1; CN110573635A; JP7145847B2; CN110573635B; JPWO2018198995A1

Abstract

Cu-Co-Si 계 합금을 사용하고, 고강도 및 고도전율을 구비하면서, 프레스 타발 가공성도 우수한 구리 합금 판재를 제공한다. 구리 합금 판재는, Co 를 0.3 ∼ 1.9 질량％ 및 Si 를 0.1 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도가, 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내를 만족한다.

Description

구리 합금 판재 및 그 제조 방법

본 발명은, 예를 들어 차재 부품용이나 전기·전자 기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등에 적용되는 구리 합금 판재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

구리 합금 판재는, 예를 들어 차재 부품용이나 전기·전자 기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등의 용도에 널리 사용되고 있다. 이와 같은 용도에 사용되는 구리 합금 판재에 요구되는 특성 항목으로는, 인장 강도, 내력 (항복 응력), 굽힘 가공성, 도전율, 피로 특성 등을 들 수 있다.

최근, 전기·전자 기기나 차재 부품의 고기능화, 고밀도 실장화에 수반하여, 구리 합금 재료에 대한 요구 특성도 보다 한층 엄격해지고 있다. 특히, 단자용의 구리 합금 판재는, 재료의 박판화나 협폭화에 의해 경량화나 재료 사용량의 저감이 검토되고 있다. 이와 같이 박판화된 판재로 구성된 판 스프링부에 있어서 접압 (接壓) 을 확보하려면, 재료 강도를 높이는 것이 필요하다.

또, 전기·전자 부품은, 일반적으로 판재에 프레스 가공이나 굽힘 가공을 실시하는 것에 의해 성형되는 점에서, 판재로서, 우수한 프레스 타발 (打拔) 가공성을 가져야 한다. 특히, 단자용의 구리 합금 판재의 경우, 프레스 타발 가공성이 열등하면, 프레스 타발 가공을 실시하였을 때의 절단면의 형상이 불안정해진다. 그것에 수반하여, 연달아 설치 형성되는 단자끼리의 배치 형성 간격을 일정하게 맞출 수 없어 편차가 생김과 함께, 단자마다에서 치수나 형상에 편차가 생기기 쉬워진다는 문제가 있다. 이것은, 차재 부품이나 전기·전자 부품을 제조하는 데에 있어서 바람직하지 않은 점에서, 구리 합금 판재로는, 우수한 프레스 타발 가공성을 구비하는 것도 필요하다.

또한, 대전류 용도에 사용되는 단자에서는, 고도전율을 갖는 구리 합금 재료로 형성되어 있는 것이 요구되고 있다.

최근에 있어서의 전자 기기의 배터리 용량의 대형화나, 액정 디스플레이의 대형화에 수반하여, 단말 내의 단자 및 충전 단자에 흐르는 전류치가 높아지고 있다.

전기·전자 기기, 자동차 차재용의 구리 합금재로는, 종래에는, 주로 석출 강화나 가공 경화에 의해 강화된 고강도 구리 합금인 Cu-Ni-Si 계 합금 (콜슨계 합금) 이 널리 사용되어 왔다.

그러나, Cu-Ni-Si 계 합금은, 도전율은 최대로도 50 ％IACS 정도이고, 대전류로 통전하면 저항 발열량이 많아져, 열로 인해 접점부의 스프링성의 저하나, 단자를 고정시키는 몰드의 열화 등에 의해, 단자의 기능이 현저하게 저하될 우려가 있는 점에서, 대전류용의 단자 재료로서 사용하기에는 적합하지 않다.

이 때문에, Cu-Ni-Si 계 합금에 대신하는 단자 재료를 개발하는 것이 요구되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1 에는, Cu-Ni-Si 계 합금 대신에, Cu-Co-Si 계 합금을 사용하고, 재결정 조직에 있어서 등축립 (等軸粒) 과 쌍정립 (雙晶粒) 계의 빈도를 제어함으로써, 판재의 굽힘 가공성과 도전성을 개선할 수 있음이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1 에서는, 프레스 타발 가공성에 대해서는 전혀 검토가 이루어지고 있지 않다.

일본 특허공보 제5534610호

본 발명의 목적은, Cu-Co-Si 계 합금을 사용하고, 고강도 및 고도전율을 구비하면서, 프레스 타발 가공성도 우수한 구리 합금 판재를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 구리 합금 판재는, 전체 결정립계에 대해, Σ7 입계와 Σ9 입계를 제어함과 함께, 압연 집합 조직과 재결정 집합 조직을 나타내는 α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 를 발달시킴으로써, 프레스 가공시의 재료와 금형이 접하는 면의 하중 집중이 억제되어, 프레스 타발 가공에 의해 생기는 절단면으로부터 특정한 처짐 (면) 과 전단면의 경계선의 변동 높이가 작아진다. 이 결과, 본 발명자들은, 프레스 타발 가공성이 현격히 향상되고, 연달아 설치 형성되는 단자끼리의 간격 그리고 단자의 치수 및 형상의 편차가 경감되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 요지 구성은, 이하와 같다.

(1) Co 를 0.3 ∼ 1.9 질량％ 및 Si 를 0.1 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도가, 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내를 만족하는 것을 특징으로 하는 구리 합금 판재.

(2) Co 를 0.3 ∼ 1.9 질량％ 및 Si 를 0.1 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 추가로 Cr 을 0.05 ∼ 1.0 질량％, Ni 를 0.05 ∼ 0.7 질량％, Fe 를 0.02 ∼ 0.5 질량％, Mg 를 0.01 ∼ 0.3 질량％, Mn 을 0.01 ∼ 0.5 질량％, Zn 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 및 Zr 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도가, 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내를 만족하는 것을 특징으로 하는 구리 합금 판재.

(3) 상기 Cr, Ni, Fe, Mg, Mn, Zn 및 Zr 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2 성분을, 합계로 1.5 질량％ 이하 함유하는 상기 (2) 에 기재된 구리 합금 판재.

(4) 압연 평행 방향의 인장 강도가 500 MPa 이상이고, 도전율이 50 ％IACS 초과이며, 또한, 프레스 타발 가공에 의한 절단면을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰함으로써 특정한 전단면 및 파단면은, 판 두께 방향으로 측정한 합계 치수의 최대치 (tmax) 와 최소치 (tmin) 의 차 (Δt) 가, 판 두께 (T) 의 30 ％ 이하인 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재.

(5) 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재를 제조하는 방법으로서,

상기 합금 조성으로 이루어지는 구리 합금 소재에, 주조 공정 [공정 1], 제 1 면삭 공정 [공정 2], 균질화 열처리 공정 [공정 3], 열간 압연 공정 [공정 4], 수랭 공정 [공정 5], 제 2 면삭 공정 [공정 6], 제 1 냉간 압연 공정 [공정 7], 용체화 열처리 공정 [공정 8], 시효 열처리 공정 [공정 9], 제 2 냉간 압연 공정 [공정 10] 및 어닐링 공정 [공정 11] 을 순차 실시하는 것을 특징으로 하는 구리 합금 판재의 제조 방법.

(6) 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재를 제조하는 방법으로서,

상기 합금 조성으로 이루어지는 구리 합금 소재에, 주조 공정 [공정 1], 제 1 면삭 공정 [공정 2], 균질화 열처리 공정 [공정 3], 열간 압연 공정 [공정 4], 수랭 공정 [공정 5], 제 2 면삭 공정 [공정 6], 제 1 냉간 압연 공정 [공정 7], 용체화 열처리 공정 [공정 8], 제 2 냉간 압연 공정 [공정 10], 시효 열처리 [공정 9], 제 3 냉간 압연 공정 [공정 12] 및 어닐링 공정 [공정 11] 을 순차 실시하는 것을 특징으로 하는 구리 합금 판재의 제조 방법.

(7) 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 한 항에 기재된 구리 합금 판재를 제조하는 방법으로서,

상기 합금 조성으로 이루어지는 구리 합금 소재에, 주조 공정 [공정 1], 제 1 면삭 공정 [공정 2], 균질화 열처리 공정 [공정 3], 열간 압연 공정 [공정 4], 수랭 공정 [공정 5], 제 2 면삭 공정 [공정 6], 제 1 냉간 압연 공정 [공정 7], 시효 열처리 공정 [공정 9] 및 제 2 냉간 압연 공정 [공정 10] 을 순차 실시하는 것을 특징으로 하는 구리 합금 판재의 제조 방법.

본 발명에 의하면, Cu-Co-Si 계 합금을 사용하고, 고강도 및 고도전율을 구비하면서, 프레스 타발 가공성도 우수한 구리 합금 판재의 제공이 가능해졌다.

도 1 은, EBSD 에 의해 측정하고, ODF (방위 분포 함수) 해석으로부터 얻어진, 구리 합금 판재의 대표적인 결정 방위 분포도이다. 도 1 에서는, 압연면 내의 2 축 직교 방향인, 압연 방향과 평행한 방향 (RD) 및 판 폭 방향 (TD) 과, 압연면의 법선 방향 (ND) 의 3 방향의 오일러각으로 나타내고, 즉, RD 축의 방위 회전을 Φ, ND 축의 방위 회전을 Φ₁, TD 축의 방위 회전을 Φ₂ 로서 나타낸다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태의 구리 합금 판재를 나타낸 것으로서, 프레스 타발 가공 후의 절단면이 보이는 상태에서 모식적으로 나타낸 부분 사시도이다.

이하, 본 발명에 관련된 구리 합금 판재의 바람직한 실시형태에 대해, 이하에서 상세하게 설명한다.

본 발명에 관련된 구리 합금 판재는, Co 를 0.3 ∼ 1.9 질량％ 및 Si 를 0.1 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에 대한 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계가 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도가, 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내를 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 「구리 합금 판재」는, (가공 전으로서 소정의 합금 조성을 갖는) 구리 합금 소재가 판상으로 가공된 것으로서, 특정 두께를 갖고 형상적으로 안정적이며 면 방향으로 펼쳐진 것을 의미하고, 넓은 의미로는 조재 (條材) 도 포함된다. 본 발명에 있어서, 판재의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 0.05 ∼ 1.0 mm, 더욱 바람직하게는 0.06 ∼ 0.8 mm 이다.

[성분 조성]

먼저, 본 발명에 관련된 구리 합금 판재의 성분 조성과 그 작용에 대해 설명한다.

＜필수 함유 성분＞

본 발명에 관련된 구리 합금 판재는, Co 및 Si 를 필수 함유 성분으로 한다.

(Co : 0.3 ∼ 1.9 질량％)

Co 는, Cu 의 모상 (매트릭스) 중에, 단체 또는 Si 와의 화합물로 이루어지는 제 2 상 입자의 석출물로서, 예를 들어 50 ∼ 500 nm 정도의 크기로 미세 석출된다. 이 석출물이 전위 이동을 억제함으로써 석출 경화시키고, 또한, 입 성장이 억제되어 결정립의 미세화에 의해 재료 강도를 상승시킴과 함께, 굽힘 가공성도 향상시키는 작용을 갖는 중요한 성분이다. 이러한 작용을 발휘하려면, Co 함유량을 0.3 질량％ 이상으로 하는 것이 필요하다. 또, Co 는 Ni 에 비해 고용되었을 때의 도전율의 저하 비율이 작지만, Co 함유량이 1.9 질량％ 를 초과하면, 도전율의 저하가 현저해져, 50 ％IACS 초과의 도전율이 얻어지지 않게 되는 점에서, Co 함유량은 1.9 질량％ 이하로 할 필요가 있다. 예를 들어, 일반적인 Cu-Ni-Si 계 합금 (Cu-2.3 질량％ Ni-0.65 질량％ Si) 의 경우, 도전율은 38 ％IACS 정도이지만, Co 함유량을 0.3 ∼ 1.9 질량％ 의 범위로 하는 본 발명의 구리 합금 판재는, 도전율이 60 ％IACS 이상으로 높은 수치가 얻어진다. 또, 본 발명의 구리 합금 판재의 인장 강도는, 제조 조건에 따라서도 다르지만, 특정 제조 조건을 채용하는 것에 의해, 시효 석출 후에 600 MPa 정도가 얻어지고, Cu-Ni-Si 계 합금으로 이루어지는 구리 합금 판재와 동등 레벨의 고강도가 얻어진다. 또한, 인장 강도와 도전율의 양 특성을 균형있게 만족시키려면, Co 함유량은, 0.8 ∼ 1.6 질량％ 의 범위인 것이 바람직하다.

(Si : 0.1 ∼ 0.5 질량％)

Si 는, Cu 의 모상 (매트릭스) 중에, Co 나 Cr 등과 함께 화합물로 이루어지는 제 2 상 입자의 석출물로서 미세 석출된다. 이 석출물이 전위 이동을 억제함으로써 석출 경화시키고, 또한, 입 성장이 억제되어 결정립의 미세화에 의해 재료 강도를 상승시키는 작용을 갖는 중요한 성분이다. 이러한 작용을 발휘하려면, Si 함유량을 0.1 질량％ 이상으로 하는 것이 필요하다. 또, Si 함유량이 0.5 질량％ 를 초과하면, 도전율의 저하가 현저해져, 50 ％IACS 초과의 도전율이 얻어지지 않게 되는 점에서, Si 함유량은 0.5 질량％ 이하로 할 필요가 있다. 또한, 인장 강도와 도전율의 양 특성을 균형있게 만족시키려면, Si 함유량은, 0.2 ∼ 0.5 질량％ 의 범위인 것이 바람직하다.

＜임의 첨가 성분＞

본 발명의 구리 합금 판재는, 상기 Co 및 Si 의 필수 함유 성분에 더하여, 추가로, 임의 함유 성분으로서, Cr 을 0.05 ∼ 1.0 질량％, Ni 를 0.05 ∼ 0.7 질량％, Fe 를 0.02 ∼ 0.5 질량％, Mg 를 0.01 ∼ 0.3 질량％, Mn 을 0.01 ∼ 0.5 질량％, Zn 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 및 Zr 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유해도 된다.

(Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량％)

Cr 은, Cu 의 모상 (매트릭스) 중에, 화합물이나 단체로서, 예를 들어 50 ∼ 500 nm 정도 크기의 석출물의 형태로 미세 석출된다. 이 석출물이 전위 이동을 억제함으로써 석출 경화시키고, 또한, 입 성장이 억제되어 결정립의 미세화에 의해 재료 강도를 상승시킴과 함께, 굽힘 가공성도 향상시키는 작용을 갖는 성분이다. 이 작용을 발휘하려면, Cr 함유량을 0.05 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Cr 함유량이 1.0 질량％ 이하이면, 도전율의 저하가 현저하지 않게 되어, 50 ％IACS 초과의 도전율이 얻어지지 않게 되는 경향이 없다. 이 때문에, Cr 함유량은, 0.05 ∼ 1.0 질량％ 로 한다.

(Ni : 0.05 ∼ 0.7 질량％)

Ni 는, Cu 의 모상 (매트릭스) 중에, 화합물이나 단체로서, 예를 들어 50 ∼ 500 nm 정도 크기의 석출물의 형태로 미세 석출된다. 이 석출물이 전위 이동을 억제함으로써 석출 경화시키고, 또한, 입 성장이 억제되어 결정립의 미세화에 의해 재료 강도를 상승시킴과 함께, 굽힘 가공성도 향상시키는 작용을 갖는 성분이다. 이 작용을 발휘하려면, Ni 함유량을 0.05 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Ni 함유량이 0.7 질량％ 이하이면, 도전율의 저하가 현저하지 않아, 50 ％IACS 초과의 도전율이 얻어지지 않게 되는 경향이 없다. 이 때문에, Ni 함유량은, 0.05 ∼ 0.7 질량％ 로 한다.

(Fe : 0.02 ∼ 0.5 질량％)

Fe 는, 도전율, 강도, 응력 완화 특성, 도금성 등의 제품 특성을 개선하는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Fe 함유량을 0.02 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Fe 를 0.5 질량％ 이하이면, 도전율이 저하되는 경향이 없다. 이 때문에, Fe 함유량은, 0.02 ∼ 0.5 질량％ 로 한다.

(Mg : 0.01 ∼ 0.3 질량％)

Mg 는, 내응력 완화 특성을 향상시키는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Mg 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Mg 함유량이 0.3 질량％ 이하이면, 도전성이 저하되는 경향이 없다. 이 때문에, Mg 함유량은, 0.01 ∼ 0.3 질량％ 로 한다.

(Mn : 0.01 ∼ 0.5 질량％)

Mn 은, 모상에 고용되어 신선 (伸線) 가공성을 향상시킴과 함께, 입계 반응형 석출의 급격한 발달을 억제하여, 입계 반응형 석출에 의해 생기는 불연속성 석출 셀 조직의 제어를 가능하게 하는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Mn 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Mn 의 함유량이 0.5 질량％ 이하이면, 도전율의 저하나 굽힘 가공성의 열화가 발생할 우려가 없다. 이 때문에, Mn 함유량은 0.01 ∼ 0.5 질량％ 로 한다.

(Zn : 0.01 ∼ 0.15 질량％)

Zn 은, 굽힘 가공성을 개선함과 함께, Sn 도금이나 땜납 도금의 밀착성이나 마이그레이션 특성을 개선하는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Zn 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Zn 함유량이 0.15 질량％ 이하이면, 도전성이 저하되는 경향이 없다. 이 때문에, Zn 함유량은, 0.01 ∼ 0.15 질량％ 로 한다.

(Zr : 0.01 ∼ 0.15 질량％)

Zr 은, 주로 결정립을 미세화시켜, 강도나 굽힘 가공성을 향상시키는 작용을 갖는 성분이다. 이러한 작용을 발휘시키는 경우에는, Zr 함유량을 0.01 질량 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Zr 함유량이 0.15 질량％ 이하이면, 화합물을 형성하여, 도전율 및 프레스 타발 가공성이 현저하게 저하되는 경향이 없다. 이 때문에, Zr 함유량은, 0.01 ∼ 0.15 질량％ 로 한다.

(임의 첨가 성분을 적어도 2 성분 함유하는 경우의 합계 함유량)

상기 서술한 Cr, Ni, Fe, Mg, Mn, Zn 및 Zr 로 이루어지는 군에서 선택되는 임의 첨가 성분을 적어도 2 성분 함유하는 경우에는, 합계 함유량을 1.5 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 합계 함유량이 1.5 질량％ 이하이면, 프레스 타발 가공성이나 도전율이 크게 저하되는 경우는 없기 때문이다. 이 때문에, 상기 합계 함유량은, 1.5 질량％ 이하로 한다.

＜잔부＞

상기 서술한 필수 함유 성분 및 임의 첨가 성분 이외에는, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어진다. 또한, 여기서 말하는 「불가피 불순물」이란, 대개 금속 제품에 있어서, 원료 중에 존재하는 것이나, 제조 공정에 있어서 불가피적으로 혼입되는 것으로, 본래는 불필요한 것이지만, 미량이며, 금속 제품의 특성에 영향을 미치지 않기 때문에 허용되고 있는 불순물이다.

[압연 집합 조직]

또, 본 발명에서는, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도가, 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내를 만족하는 것을 필수의 발명 특정 사항으로 한다. 또한, 여기서 말하는 「방위 밀도」란, 결정립 방위 분포 함수 (ODF : crystal orientation distribution function) 로도 나타내어지고, 랜덤인 결정 방위 분포 상태를 1 로 하고, 그것에 대해 몇 배의 집적으로 되어 있는지를 나타내는 것으로, 집합 조직의 결정 방위의 존재 비율 및 분산 상태를 정량적으로 해석할 때에 사용한다. 방위 밀도는, EBSD 및 X 선 회절 측정 결과로부터, (100), (110), (112) 정극점도 등 3 종류 이상의 정극점도 측정 데이터를 기초로 하여, 급수 전개법에 의한 결정 방위 분포 해석법에 의해 산출된다. 또 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계는, 특수 입계로 불리고, 대응 격자를 형성하는 결정립계이다. 결정립 사이에 단순한 방위 관계가 없는 경우에는 Σ 가 크고, 특별한 성질을 가지지 않는 입계는 랜덤 입계로 불린다. α-fiber 란 순구리를 압연 가공 및 재결정시켰을 때에 발달하는 결정 방위군이 ODF 맵으로 나타냈을 때에 섬유상과 같이 연결되어 있는 것을 가리키고 있다. 압연 가공과 재결정의 빈도에 의해, α-fiber 의 방위 밀도가 변화된다.

본 발명자들은, 구리 합금 판재의 프레스 타발 가공성을 향상시키기 위해, 압연 집합 조직과의 관계에 대해 예의 검토를 실시하였다. 그 결과, 합금 조성을 상기 범위로 한정하고, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율을 1.5 ％ 이상으로 하며, 또한 Σ9/Σ7 을 1.0 ∼ 5.0 으로 하고, 추가로 α-fiber (φ₁ ＝ 0°∼ 45°의 범위) 의 방위 밀도를 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내로 제어함으로써, 프레스 타발 가공성이 현격히 향상되는 것을 알아냈다.

즉, 특수 입계의 Σ7 및 Σ9 는, 다른 특수 입계에 비해 입계 에너지가 상대적으로 낮고, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이면, 프레스 가공 등의 국소적으로 고부하가 가해지는 가공의 경우라도, 외력에 대해 변형되기 쉽고, 우수한 프레스 타발 가공성이 안정적으로 얻어지기 때문이다.

또, Σ7 입계에 대해, Σ9 입계 쪽이 프레스 타발 가공성에 대한 기여가 크다. 한편, Σ7 입계는 Σ9 입계에 비해 프레스 타발 가공성에 대한 기여는 작기는 하지만, 다른 특수 입계보다 우수하다. 또한, Σ7, Σ9 입계 모두, 다른 특수 입계보다 입계 에너지가 낮고, 가공시의 프레스 타발성에 기여한다고 보여진다. 이 때문에, Σ9/Σ7 을 1.0 ∼ 5.0 으로 한정함으로써, 우수한 프레스 타발성을 발현할 수 있다.

또한, α-fiber (φ₁ ＝ 0°∼ 45°의 범위) 의 방위 밀도를 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내로 한정함으로써, 프레스 타발성에 더하여, 높은 강도를 얻을 수 있고, 후술하는 제조 방법으로 제조함으로써, 우수한 강도가 얻어진다.

도 1 은, EBSD 에 의해 측정하고, ODF (방위 분포 함수) 해석으로부터 얻어진, 구리 합금 판재의 대표적인 결정 방위 분포도로서, 압연면 내의 2 축 직교 방향인, 압연 방향과 평행한 방향 (RD) 및 판 폭 방향 (TD) 과, 압연면의 법선 방향 (ND) 의 3 방향의 오일러각으로 나타내고, 즉, RD 축의 방위 회전을 Φ, ND 축의 방위 회전을 Φ₁, TD 축의 방위 회전을 Φ₂ 로서 나타낸다. 여기서, α-fiber 는 φ₁ ＝ 0°∼ 45°의 범위에 집적되어 있다.

본 발명에 있어서의 상기 압연 집합 조직의 해석에는 EBSD 법을 이용하였다. EBSD 법이란, Electron BackScatter Diffraction 의 약칭으로, 주사 전자 현미경 (SEM) 내에서 시료에 전자선을 조사하였을 때에 생기는 반사 전자 키쿠치선 회절을 이용한 결정 방위 해석 기술이다. 본 발명에 있어서의 EBSD 측정에서는, 결정립을 200 개 이상 포함하는, 800 ㎛ × 1600 ㎛ 의 시료 면적에 대해, 0.1 ㎛ 스텝으로 스캔하고, 측정하였다. 상기 측정 면적 및 스캔 스텝은, 시료의 결정립의 크기에 따라 결정하면 된다. 또 방위차에 대해서는, 이웃하는 측정점의 방위차가 10°이상인 것을 결정립계로 간주한다. 측정 후의 결정립의 해석에는, TSL 솔루션즈사 제조의 해석 소프트 OIM Analysis (상품명) 를 사용하였다. EBSD 에 의한 결정립의 해석에 있어서 얻어지는 정보는, 전자선이 시료에 침입하는 수 10 nm 의 깊이까지의 정보를 포함하고 있다. 또, 판 두께 방향의 측정 지점은, 시료 표면으로부터 판 두께 (t) 의 1/8 배 ∼ 1/2 배의 위치 부근으로 하는 것이 바람직하다.

본 명세서에 있어서의 결정 방위의 표시 방법은, Z 축과 수직인 (압연면 (XY 면) 에 평행한) 결정면의 지수 (h k l) 와, X 축과 수직인 (YZ 면에 평행한) 결정 방향의 지수 [u v w] 를 사용하여, (h k l)[u v w] 의 형태로 나타낸다. 또, (1 3 2)[6 -4 3] 이나 (2 3 1)[3 -4 6] 등과 같이, 구리 합금의 입방정의 대칭성하에서 등가인 방위에 대해서는, 패밀리 (총칭) 를 나타내는 괄호 기호를 사용하여, {h k l}<u v w> 로 나타낸다. 대표적인 결정 방위로서, Brass 방위 {011}<211>, S 방위 {123}<634>, Copper 방위 {112}<111>, Goss 방위 {110}<001>, RDW 방위 {012}<100>, BR 방위 {236}<385> 등을 들 수 있다. 여기서, α-fiber 는, φ₁ ＝ 0°∼ 45°의 범위이고, Goss 방위 ∼ Brass 방위에서 연속적으로 변화되는 합금형의 파이버 집합 조직으로서 존재하고, 본 발명의 구리 합금 판재의 합금 성분은, 합금형의 집합 조직이고, 이것은, 첨가 원소인 Co 및 Si 를 규정 범위 내에서 제어함으로써 얻어지는 조직이다. α-fiber 가 규정 범위 내에서 존재함으로써, 프레스 타발 가공성을 현격히 향상시킬 수 있다.

[인장 강도]

본 발명에서는, 압연 평행 방향의 인장 강도가 500 MPa 이상인 것이 바람직하다. 압연 평행 방향의 인장 강도가 500 MPa 이상이면, 박판화나 협폭화된 판재로 단자를 형성한 경우에, 판재의 강도가 부족한 경향이 없고, 단자의 판 스프링부에 있어서 충분한 접압을 확보할 수 없게 될 우려가 없기 때문이다.

[도전율]

본 발명에서는, 도전율이 50 ％IACS 초과로 하는 것이 바람직하다. 도전율이 50 ％IACS 초과이면, 대전류로 통전해도 저항 발열량이 많지 않아, 열로 인해 접점부의 스프링성의 저하나, 단자를 고정시키는 몰드의 열화 등에 의해, 단자의 기능이 현저하게 저하될 우려가 없기 때문이다.

[프레스 타발 가공에 의한 절단면의 형상]

본 발명에서는, 프레스 타발 가공에 의한 절단면을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰함으로써 특정한 전단면 및 파단면은, 판 두께 방향으로 측정한 합계 치수의 최대치 (tmax) 와 최소치 (tmin) 의 차 (Δt) 가, 판 두께 (T) 의 30 ％ 이하인 것이 바람직하다.

도 2 는, 대표적인 실시형태의 구리 합금 판재의 부분 사시도이다. 도 2 에 나타내는 구리 합금 판재 (1) 는, 도시되지 않은 하형 (다이) 상에 고정된 상태에서 상형 (펀치) 을 하강시켜 실시하는 프레스 타발 가공을 실시한 상태를 나타낸 것으로서, 절단면 (절취면) (2) 을 가지고 있다. 또, 절단면 (2) 은, 프레스 가공된 구리 합금 판재 (1) 의 상면 (1a) 측으로부터, 처짐 (3), 전단면 (4) 및 파단면 (5) 순으로 구성되고, 또, 절단면 (4) 의 하단 가장자리에는, 통상, 정규의 단면 형상으로부터 밖으로 돌출된 얇은 지느러미상 부분인, 이른바 버 (거스러미) (6) 도 형성되어 있다.

본 발명자들은, 특히 처짐 (면) (3) 과 전단면 (4) 의 경계선 (7) 의 변동 높이 (Δt) 에 주목하여, 이 변동 높이 (Δt), 즉 구리 합금 판재 (1) 의 판 두께 (T) 에 대해 소정 범위 내, 보다 구체적으로는, 프레스 타발 가공에 의한 절단면 (2) 을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 특정한 전단면 (4) 및 파단면 (5) 을 판 두께 방향으로 측정한 합계 치수의 최대치 (tmax) 와 최소치 (tmin) 의 차 (Δt) 를, 판 두께 (T) 의 30 ％ 이하로 제어함으로써, 프레스 타발 가공성을 현격히 향상시키는 것을 알아냈다. 그리고, 이 변동 높이 (Δt) 의 제어는, 상기 서술한 바와 같이, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도를 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내로 함으로써 실현할 수 있다. 변동 높이 (Δt) 가 판 두께 (T) 의 30 ％ 초과이면, 프레스 타발 가공성이 열등하고, 연달아 설치 형성되는 단자끼리의 간격 그리고 단자의 치수 및 형상의 편차가 커지는 경향이 있다.

또한, 프레스 타발 가공에 의해 형성한 절단면 (2) 은, 버 (6) 의 발생 등이 있기 때문에, 구리 합금 판재 (1) 의 판 두께 (T) 와, 가공 후의 절단면 (2) 에서는, 처짐 (3) 이나 버 (6) 가 발생하고 있기 때문에, 구리 합금 판재 (1) 의 판 두께 (T) 를 올바르게 측정할 수 없는 점에서, 전단면 (4) 및 파단면 (5) 의 합계 치수의 측정은, 가공하고 있지 않은 구리 합금 판재 (1) 의 하면 (1b) 위치를 기준 라인으로 하고 실시하는 것으로 한다.

＜구리 합금 판재의 제조 방법＞

다음으로, 본 발명의 구리 합금 판재의 제조 방법의 구체예에 대해, 이하에서 설명한다.

(제조 방법 A)

본 발명의 구리 합금 판재의 제조 방법은, 구리 합금 소재를 용해하는 주조 공정 (공정 1) 에서 얻은 주괴의 표면에 형성한 산화막을 제거하기 위해 표리의 양면을 각각 0.5 mm 이상의 두께로 깎아내는 제 1 면삭 공정 (공정 2) 을 실시한 후에, 유지 온도 800 ∼ 1200 ℃, 유지 시간 0.1 ∼ 10 시간의 균질화 열처리 공정 (공정 3) 을 실시하고, 이어서, 압연 온도 600 ∼ 1100 ℃, 압연 횟수 4 회 이상, 합계 가공률 60 ％ 이상의 조건하에서 열간 압연 공정 (공정 4) 을 실시한 후, 수랭 공정 (공정 5) 에 의한 급랭을 실시하였다. 그 후, 표면의 산화막의 제거를 위해, 열연재의 표리의 양면을 각각 0.5 mm 이상의 두께로 깎아내는 제 2 면삭 공정 (공정 6) 을 실시한다. 그 후, 압연 횟수 2 회 이상, 합계 가공률 50 ％ 이상의 조건하에서 제 1 냉간 압연 공정 (공정 7) 을 실시한 후, 승온 속도 1 ∼ 150 ℃/초, 도달 온도 800 ∼ 1000 ℃, 유지 시간 1 ∼ 300 초, 냉각 속도 1 ∼ 200 ℃/초로 용체화 열처리 공정 (공정 8) 을 실시하고, 이어서, 도달 온도 300 ∼ 650 ℃, 유지 시간 0.2 ∼ 15 시간으로 시효 열처리 공정 (공정 9) 을 실시한다. 다음으로, 압연 횟수 2 회 이상, 합계 가공률 5 ％ 이상의 조건하에서 제 2 냉간 압연 공정 (공정 10) 을 실시한 후, 도달 온도 200 ∼ 600 ℃, 유지 시간 1 ∼ 3600 초로 어닐링 공정 (공정 11) 을 실시한다. 이와 같이 하여, 본 발명의 구리 합금 판재를 제작한다.

(제조 방법 B)

또, 구리 합금 판재의 다른 제조 방법으로는, 공정 1 부터 공정 8 까지를 실시한 후에, 제 2 냉간 압연 공정 (공정 10) 을 실시하고 나서 시효 열처리 공정 (공정 9) 을 실시하고, 그 후 추가로, 압연 횟수 2 회 이상, 합계 가공률 10 ％ 이상의 조건하에서 제 3 냉간 압연 공정 (공정 12) 을 실시하고, 그 후, 어닐링 공정 (공정 11) 을 실시하도록 해도 되고, 이러한 방법으로도, 본 발명의 구리 합금 판재를 제작하는 것이 가능하다.

(제조 방법 C)

또한, 구리 합금재의 다른 제조 방법으로는, 공정 1 부터 공정 7 까지 실시한 후에, 용체화 열처리 공정 (공정 8) 을 실시하지 않고, 시효 열처리 공정 (공정 9) 을 실시하고, 그 후, 제 2 냉간 압연 공정 (공정 10) 을 실시하도록 해도 되고, 이러한 방법으로도, 본 발명의 구리 합금 판재를 제작하는 것이 가능하다.

구리 합금 소재는, Co 를 0.3 ∼ 1.9 질량％ 및 Si 를 0.1 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 추가로 필요에 따라 Cr 을 0.05 ∼ 1.0 질량％, Ni 를 0.05 ∼ 0.7 질량％, Fe 를 0.02 ∼ 0.5 질량％, Mg 를 0.01 ∼ 0.3 질량％, Mn 을 0.01 ∼ 0.5 질량％, Zn 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 및 Zr 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖는 것이다.

여기서 말하는 「압연 가공률」이란, 압연 전의 단면적으로부터 압연 후의 단면적을 뺀 값을 압연 전의 단면적으로 나누고 100 을 곱하여, 퍼센트로 나타낸 값이다. 즉, 하기 식으로 나타내어진다.

[압연 가공률] ＝ {([압연 전의 단면적] － [압연 후의 단면적])/[압연 전의 단면적]} × 100 (％)

본 발명에서는, 상기 제조 방법 A ∼ C 를 구성하는 구성 중에서, 특히 공통의 공정인, 균질화 열처리 공정 (공정 3), 열간 압연 공정 (공정 4) 및 시효 열처리 공정 (공정 9) 을 제어하는 것이 중요하다. 즉, 균질화 열처리 공정에 있어서의 승온 속도를 10 ∼ 110 ℃/초 및 유지 온도를 950 ∼ 1250 ℃ 로 하고, 열간 압연 공정 (공정 4) 에 있어서의 냉각 개시 온도를 680 ∼ 850 ℃ 및 냉각 속도를 20 ∼ 130 ℃/초로 하고, 나아가 시효 열처리 공정 (공정 9) 에 있어서의 도달 온도를 450 ∼ 650 ℃ 및 유지 시간을 500 ∼ 20000 초로 하는 것이 필요하다. 또, 압연 집합 조직을 충분히 발달시켜, α-fiber 의 방위 밀도를 적정 범위 내로 제어하기 위해, 시효 열처리 공정 (공정 9) 은, 상기의 범위에서 열처리를 실시하는 것이 필요하다.

균질화 열처리 공정 (공정 3) 의 승온 속도가 10 ℃/초 이상 혹은 110 ℃/초 이하, 또는 유지 온도가 950 ℃ 이상이면, 주조시에 생성되는 정출물의 고용이 충분해져, 제조된 구리 합금 판재에 있어서, 만족 레벨의 강도와 도전율이 얻어진다. 한편, 균질화 열처리 공정 (공정 3) 의 유지 온도가 1250 ℃ 이하이면, 결정립계 근방이 부분적으로 액상화되어, 열간 압연시의 균열이 발생하기 쉬워져, 제조할 수 없는 경우가 없기 때문이다. 또, 열간 압연 공정 (공정 4) 의 냉각 개시 온도가 680 ℃ 이상 혹은 냉각 속도가 20 ℃/초 이상이면, 냉각 중에 용질 원소의 조대 석출이 진행되어, 제조된 구리 합금 판재에 있어서, 만족 레벨의 강도와 도전율 이 얻어지지 않게 될 우려가 없기 때문이다. 한편, 열간 압연 공정 (공정 4) 의 냉각 개시 온도가 850 ℃ 이하 혹은 냉각 속도가 130 ℃/초 이하이면, 압연 조직의 형성이 충분해져, 최종 공정 후의 프레스 타발성에 악영향을 미치는 경우가 없다. 또한, 시효 열처리 공정 (공정 9) 의 도달 온도가 450 ℃ 이상 혹은 유지 시간이 500 초 이상인 경우, 시효 석출량이 불충분하여 강도, 도전율이 부족한 경향이 없다. 한편, 시효 열처리 공정 (공정 9) 의 도달 온도가 650 ℃ 이하 혹은 20000 초 이하가 되면, 석출물의 조대화로 강도가 불충분해지는 경향이 없기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는, 균질화 열처리 공정 (공정 3), 열간 압연 공정 (공정 4) 및 시효 열처리 공정 (공정 9) 의 조건을 적정하게 제어하여 제조함으로써, 목표로 하는 조직 및 특성이 얻어진다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 개념 및 청구의 범위에 포함되는 모든 양태를 포함하고, 본 발명의 범위 내에서 개변할 수 있다.

실시예

다음으로, 본 발명의 효과를 더욱 명확하게 하기 위해, 이하에서 실시예에 대해 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.

(본 발명예 1 ∼ 16 및 비교예 1 ∼ 9)

본 발명예 1 ∼ 16 및 비교예 1 ∼ 9 는, 표 1 에 나타내는 조성이 되도록, 각각 Co 및 Si, 그리고 필요에 따라 첨가하는 임의 첨가 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 와 불가피 불순물로 이루어지는 구리 합금 소재를 고주파 용해로에 의해 용해하고, 이것을 주조 (공정 1) 하여 주괴를 얻었다. 주괴의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위해 표리의 양면을 각각 0.5 mm 의 두께로 깎아내는 제 1 면삭 공정 (공정 2) 을 실시한 후에, 표 2 에 나타내는 승온 속도 및 유지 온도의 조건하에서 균질화 열처리 공정 (공정 3) 을 실시하고, 이어서, 표 2 에 나타내는 냉각 개시 온도 및 냉각 속도의 조건하에서 열간 압연 공정 (공정 4) 을 실시한 후, 수랭 공정 (공정 5) 에 의한 급랭을 실시하였다. 그 후, 표면의 산화막의 제거를 위해, 열연재의 표리의 양면을 각각 0.5 mm 의 두께로 깎아내는 제 2 면삭 공정 (공정 6) 을 실시한다. 그 후, 합계 가공률 50 ％ 이상이 되도록 제 1 냉간 압연 공정 (공정 7) 을 실시한 후, 표 2 에 나타내는 제조 방법 A ∼ C 의 어느 제조 방법에 따르는 각 공정을 순서대로 실시하여, 각 구리 합금 판재를 제작하였다. 또한, 시효 열처리 공정 (공정 9) 에 있어서의 도달 온도 및 유지 시간은 표 2 에 나타낸다. 제작한 각 구리 합판재에 대해, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율, Σ9/Σ7 비, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도, 및 변동 높이 (Δt)/판 두께 (T) 의 비에 대해서도 표 2 에 나타낸다.

[평가 방법]

제작한 각 구리 합금 판재에 대해 하기 특성의 평가를 실시하였다.

(EBSD 측정에 의한 결정 방위의 측정 및 해석)

EBSD 법에 의해, 측정 면적 64 × 10⁴ ㎛² (800 ㎛ × 800 ㎛), 스캔 스텝은 0.1 ㎛ 의 조건으로 측정을 실시하였다. 스캔 스텝은 미세한 결정립을 측정하기 위해, 0.1 ㎛ 스텝으로 실시하였다. 해석에서는, 64 × 10⁴ ㎛² 의 EBSD 측정 결과로부터, 해석으로 역극점도 IPF (Inverse Pole Figure) 를 확인하였다. 전자선은, 주사 전자 현미경의 W 필라멘트로부터의 열전자를 발생원으로 하였다. 또한, 측정시의 프로브 직경은, 약 0.015 ㎛ 이다. EBSD 법의 측정 장치에는, TSL 솔루션즈사 제조 OIM5.0 (상품명) 을 사용하였다. Σ9/Σ7 비는, EBSD 측정의 결과를, 해석 소프트 (OIM Analysis) 로 측정면의 CSL (Coincidence Site Lattice) 중에서, Σ7 입계와 Σ9 입계를 산출하였다. α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도는, EBSD 측정의 결과를, 해석 소프트 (OIM Analysis) 로, 방위 분포 함수 : ODF (Oriantation Distribution Functions) 중에서, 특정 방위 밀도를 추출하였다. 또 방위차에 대해서는, 이웃하는 측정점의 방위차가 10°이상인 것을 결정립계로 간주하였다.

(인장 시험)

JIS Z 2241 : 2011 에 준하여 각 구리 합금 판재로부터 압연 평행 방향을 따라 잘라내어 3 개의 시험편을 제작하여 측정하고, 그 평균치 (MPa) 를 표 2 에 나타낸다. 또한, 본 실시예에서는, 인장 강도가 500 MPa 이상인 경우를 합격 레벨에 있는 것으로 평가하였다.

(도전율 (EC))

각 구리 합금 판재의 도전율은, 20 ℃ (±0.5 ℃) 로 유지된 항온조 중에서 사단자법에 의해 계측한 비저항의 수치로부터 산출하였다. 또한, 단자 간 거리는 100 mm 로 하였다. 또한, 본 실시예에서는, 판재의 도전율이 50 ％IACS 초과인 경우를 합격, 50 ％IACS 이하인 경우를 불합격인 것으로 평가하였다.

(프레스 타발 가공성)

제작한 각 구리 합금 판재에, 상형 (펀치) 과 하형 (다이) 의 클리어런스가 판 두께 (T) 의 5.0 ％ 가 되도록 조정하고, 타발 가공을 실시하여, 길이 치수 : 3.0 mm, 폭 치수 : 1.0 mm 의 사이즈이며, 또한 길이 치수가 압연 방향에 대해 수직 방향이 되도록 타발하여 샘플을 제작하고, 각 샘플에 형성된 절단면 중, 길이 치수와 직교하는 절단면 (폭 치수와 평행한 면) 을 관찰한다. 프레스 가공 후의 샘플을 고정시키고, SEM 으로 100 ∼ 500 배로 관찰한다. SEM 관찰에는, 히타치 제작소사 제조의 SEMEDX TypeM 을 사용하였다. 프레스 타발 가공에 의한 절단면을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰함으로써 특정한 전단면 및 파단면은, 판 두께 방향으로 측정한 합계 치수의 최대치 (tmax) 와 최소치 (tmin) 의 차 (Δt) 를 측정하였다. 측정한 Δt 는, 판 두께 (T) 의 30 ％ 이하인 것을, 프레스 타발 가공성이 합격 레벨에 있는 것으로서 「○」, 판 두께 (T) 의 30 ％ 초과인 것을, 프레스 타발 가공성이 합격 레벨에는 없고 불합격인 것으로서 「×」로 하여 표 2 에 나타낸다.

표 2 에 나타내는 평가 결과로부터, 본 발명예 1 ∼ 16 은 모두, 합금 조성, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율, Σ9/Σ7 비 및 α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도 전부가 본 발명의 적정 범위 내이기 때문에, 인장 강도, 도전율 및 프레스 타발 가공성이 우수하였다. 한편, 비교예 1 ∼ 9 는, 합금 조성, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율, Σ9/Σ7 비 및 α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도의 적어도 하나가 본 발명의 적정 범위 외이기 때문에, 모두 프레스 타발 가공성이 열등하였다.

산업상 이용가능성

1 : 구리 합금 판재
2 : 절단면
3 : 처짐 (면)
4 : 전단면
5 : 파단면
6 : 버
7 : 처짐 (면) (3) 과 전단면 (4) 의 경계선
Δt : 경계선 (7) 의 변동 높이
tmax : 전단면 (4) 및 파단면 (5) 을 판 두께 방향으로 측정한 합계 치수의 최대치
tmin : 전단면 (4) 및 파단면 (5) 을 판 두께 방향으로 측정한 합계 치수의 최소치

Claims

Co 를 0.3 ∼ 1.9 질량％ 및 Si 를 0.1 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도가, 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내를 만족하는 것을 특징으로 하는 구리 합금 판재.
Co 를 0.3 ∼ 1.9 질량％ 및 Si 를 0.1 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 추가로 Cr 을 0.05 ∼ 1.0 질량％, Ni 를 0.05 ∼ 0.7 질량％, Fe 를 0.02 ∼ 0.5 질량％, Mg 를 0.01 ∼ 0.3 질량％, Mn 을 0.01 ∼ 0.5 질량％, Zn 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 및 Zr 을 0.01 ∼ 0.15 질량％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 합금 조성을 갖고, EBSD 법에 의해 측정한 결과로부터 얻어진, 전체 결정립계에서 차지하는 특수 입계 Σ7 입계와 Σ9 입계의 합계량의 비율이 1.5 ％ 이상이고, Σ9/Σ7 이 1.0 ∼ 5.0 이고, α-fiber (Φ1 ＝ 0°∼ 45°) 의 방위 밀도가, 3.0 이상 25.0 이하의 범위 내를 만족하는 것을 특징으로 하는 구리 합금 판재.
제 2 항에 있어서,
상기 Cr, Ni, Fe, Mg, Mn, Zn 및 Zr 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2 성분을, 합계로 1.5 질량％ 이하 함유하는 구리 합금 판재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
압연 평행 방향의 인장 강도가 500 MPa 이상이고, 도전율이 50 ％IACS 초과이며, 또한, 프레스 타발 가공에 의한 절단면을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰함으로써 특정한 전단면 및 파단면은, 판 두께 방향으로 측정한 합계 치수의 최대치 (tmax) 와 최소치 (tmin) 의 차 (Δt) 가, 판 두께 (T) 의 30 ％ 이하인 구리 합금 판재.
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