KR101846807B1

KR101846807B1 - 열처리 방법 및 열처리 장치

Info

Publication number: KR101846807B1
Application number: KR1020177017971A
Authority: KR
Inventors: 마호토 다케다; 나오쿠니 무라마츠; 료타 다케우치
Original assignee: 엔지케이 인슐레이터 엘티디; 고쿠리츠다이가쿠호진 요코하마 고쿠리츠다이가쿠
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2018-04-06
Also published as: US20130000792A1; KR101782664B1; US9435015B2; JP6238372B2; KR20170082640A; EP2537953B1; KR20130125701A; CN102822377A; JPWO2012060330A1; EP2537953A4; JP2016040414A; WO2012060330A1; EP2537953A1; CN102822377B

Abstract

본 발명의 열처리 방법은, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금에 대하여, 합금의 정해진 제1 변태에 관한 제1 온도와, 이 제1 온도보다 고온인 합금의 정해진 제2 변태에 관한 제2 온도에 기초하여 정해지는 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도로 한 접촉식 가열체와 상기 합금을 0.01 sec 이상 3.0 sec 이하의 시간을 접촉시켜 가열 처리를 행하여, 합금에 관해 예비 상태를 생성하는 예비 상태 생성 공정을 포함한다.

Description

열처리 방법 및 열처리 장치{HEAT TREATMENT METHOD AND HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 열처리 방법 및 열처리 장치에 관한 것이다.

종래 금속 박대(薄帶)의 열간 가공이나 온간 가공은, 주행 방향으로 길게 설치한 가열조 내에서 열처리를 행하고, 열처리후에 압연 롤을 다수 배치하여, 미리 가열된 금속 박대를 압연했다. 그러나, 이 방법에서는 처리 시간이 길고 다단계에 걸친 처리 단계가 되어, 조직의 균일성이나 고성능의 재료 특성을 정밀하게 부여하는 것은 어려웠다. 따라서, 예를 들어, 온도 제어된 단일 롤을 지그재그로 배치하고, 여기에 박판을 접촉 주행시켜 한면씩 교대로 가열하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평6-272003호 공보

그런데, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금에서는, 예를 들어, 원하는 특성을 얻기 위해, 중간 단계의 변태에 의해 얻어지는 상(相)(이하에서는, 중간상으로도 칭함)을 많이 존재시키는 것이 요구되는 경우가 있다. 그러나, 열처리 시간을 길게 하거나 열처리 온도를 높이는 것만으로는, 보다 고온에서 생기는 변태가 촉진되어 버리거나 하여 중간상의 양을 일정 이상 높이는 것이 어려운 경우가 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금을 열처리함에 있어서, 보다 바람직한 상을 형성할 수 있는 열처리 방법 및 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 바, 본 발명자들은, 온도에 따라 다단계로 변태하는 합금이며, 승온에 따라 G.P.존, γ"상, γ'상, γ상의 순으로 석출 변태하는 Cu-Be계 합금에 대하여, G.P.존이 석출되는 온도 이상 γ"상이 석출되는 온도 이하로 가열한 가열 롤을 정해진 시간 전술한 합금에 접촉시켜 예비 상태를 생성해 두면, 이후의 열처리에서 γ상의 석출을 억제할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 열처리 방법은,

온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금을 열처리하는 열처리 방법으로서,

상기 합금의 정해진 제1 변태에 관한 제1 온도와, 상기 제1 온도보다 고온인, 상기 합금의 정해진 제2 변태에 관한 제2 온도에 기초하여 정해지는 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도로 한 접촉식 가열체와 상기 합금을 0.01 sec 이상 3.0 sec 이하의 시간을 접촉시켜 가열 처리를 행하여, 상기 합금에 관해 예비 상태를 생성하는 예비 상태 생성 공정

을 포함하는 것이다.

본 발명의 열처리 장치는,

온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금을 열처리하는 열처리 장치로서,

접촉에 의해 상기 합금을 가열하는 접촉식 가열체와,

상기 접촉식 가열체를, 상기 합금의 정해진 제1 변태에 관한 제1 온도와 상기 제1 온도보다 고온인, 상기 합금의 정해진 제2 변태에 관한 제2 온도에 기초하여 정해지는 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도로 하여, 그 접촉식 가열체와 상기 합금을 0.01 sec 이상 3.0 sec 이하의 시간을 접촉시키는 제어 수단

을 갖춘 것이다.

본 발명의 열처리 방법 및 열처리 장치에서는, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금을 열처리하는 경우에, 보다 바람직한 상을 생성할 수 있다. 그 이유는 분명하지 않지만, 다단계로 변태하는 합금에서는, 장시간의 가열이나 고온에서의 가열에 의해 보다 고온측에서 생기는 변태가 촉진되는 경우가 있지만, 미리 중간상의 핵이 되는 것을 포함하는 예비 상태를 생성해 둠으로써, 이것을 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다.

도 1은 본 발명의 열처리 방법을 포함하는 합금 박대의 제조 방법의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 2는 Cu-Be계 합금 박대를 가압한 상태로 예비 상태 생성 공정을 행한 후에 DSC 측정을 행한 결과의 개념을 나타내는 설명도이다.
도 3은 Cu-Be계 합금 박대를 가압하지 않은 상태로 예비 상태 생성 공정을 행한 후에 DSC 측정을 행한 결과의 개념을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 열처리 방법의 히트 패턴의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 열처리 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은 다단적으로 예비 상태 생성 공정을 실행하는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 열처리 장치의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 열처리 장치의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 열처리 장치의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 열처리 장치의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 11은 가열과 동시에 가압을 한 실시예의 DSC 측정 결과이다.
도 12는 가열과 동시에 가압을 하지 않은 실시예의 DSC의 측정 결과이다.
도 13은 실시예 28, 29 및 비교예 20의 X선 회절 측정 결과이다.

본 발명의 열처리 방법은, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금에 대하여 행하는 열처리 방법이다. 도 1은, 본 발명의 열처리 방법인 예비 상태 생성 공정을 포함하는 합금 박대의 제조 방법의 일례를 나타내는 설명도이다. 이 제조 방법은, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금 조성이 되도록 원료를 용해하여 주조하는 용해ㆍ주조 공정과, 이 합금의 주괴를 원하는 두께까지 냉간 압연하여 소재 합금 박대를 얻는 중간 압연 공정을 포함하는 것으로 해도 좋다. 또, 이 제조 방법은, 얻어진 소재 합금 박대를 가열ㆍ급랭시켜 석출 경화형 원소를 과포화로 고용(固溶)시키는 용체화 처리 공정과, 용체화 처리후의 소재 합금 박대를 세정하는 산세정(酸洗淨) 공정과, 필요한 두께까지 냉간으로 압연을 행하는 마무리 압연 공정을 포함하는 것으로 해도 좋다. 또한, 이 제조 방법은, 마무리 압연후의 소재 합금 박대에 정해진 예비 상태를 생성시키는 예비 상태 생성 공정과, 시효 경화 처리를 실시하여 제2 상 및 정해진 중간상을 석출시키는 본 열처리 공정으로서의 시효 처리 공정을 포함하는 것으로 해도 좋다. 이 「정해진 중간상」이란, 원하는 특성을 얻기 위해, 중간 단계의 변태에 의해 얻어지는 바람직한 상을 말하는 것으로 한다. 또, 「박대」란, 두께가 3.00 mm 이하인 박 또는 판을 말하는 것으로 한다. 또, 박대는 두께가 0.10mm 이상인 것으로 해도 좋다. 도 1에서는, 예비 상태 생성 공정은, 마무리 압연 공정과 시효 경화 처리 공정 사이에 행하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 용체화 처리 공정과 산세정 공정 사이에 행해도 좋고, 산세정 공정과 마무리 압연 공정 사이에 행해도 좋다. 이와 같이, 예비 상태 생성 공정은, 용체화 처리 공정후, 시효 경화 처리 공정전에 행하는 것으로 해도 좋다. 본 발명의 열처리 방법에서는, 예비 상태 생성 공정을 행함으로써, 시효 경화 처리 공정에서 중간상을 보다 더 석출시키고, 바람직하지 않은 상(이하, 불필요상으로도 칭함)의 석출을 억제할 수 있다. 이하, 예비 상태 생성 공정 및 시효 경화 처리 공정에 관해 상세히 설명한다.

본 발명에서 이용하는 합금은, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금이면 되고, 석출 경화형의 합금 조성을 갖는 것 등을 들 수 있다. 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금이란, 예를 들어, 시차 주사 열량 측정(Differential scanning calorimetry : DSC 측정)을 행한 경우에 복수의 피크를 갖는 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 합금 조성으로는, 스테인리스강의 300번대, 600번대의 것이나 알루미늄 합금의 2000번계, 6000번계, 7000번계의 것, 구리 합금 등을 들 수 있다. 그 중 구리 합금 박대가 도전율이 높고 전자 부품 등으로서 이용되는 경우가 많기 때문에 바람직하다. 구리 합금으로는, 예를 들어, Cu-Be계 합금이나 Cu-Ni-Si계 합금, Cu-Ti계 합금, Cu-Fe계 합금, Cu-Cr-Zr계 합금 등을 들 수 있다. 모두 과포화 고용체로부터의 제2 상의 석출이 일어나는 합금계이다. 그 중 Cu-Be계 합금이 바람직하다. 예를 들어, Cu-Be계 합금에서는, Be를 1.8 질량% 이상 2.0 질량% 이하 포함하고, Co를 0.2 질량% 이상 포함하는 것 등이 바람직하다. Cu-Ni-Si계 합금에서는, Ni를 1.3 질량% 이상 2.7 질량% 이하 포함하고, Si를 0.2 질량% 이상 0.8 질량% 이하 포함하는 것 등이 바람직하다. Cu-Ti계 합금에서는, Ti를 2.9 질량% 이상 3.5 질량% 이하 포함하는 것 등이 바람직하다. Cu-Fe계 합금에서는, Fe를 0.2 질량% 정도 포함하는 것 등이 바람직하다. Cu-Cr-Zr계 합금에서는, Cr을 0.5 질량% 이상 1.5 질량% 이하 포함하고, Zr을 0.05 질량% 이상 0.15 질량% 이하 포함하는 것 등이 바람직하다. 강화 기구의 면에서 엄밀하게는 석출 경화형과 구별되지만, 급랭에 의해 용질 원소가 최대한으로 고용함으로써 강화되는 고용 강화형 합금, 또한 시효 처리시에 과포화 고용체의 분해가 일어나 주기적인 변조 구조를 생성함으로써 강화되는 스피노달 분해형 합금 등에 관해서도 본 방법의 기본적 사고가 유효하다.

본 발명의 예비 상태 생성 공정에서는, 합금의 정해진 제1 변태에 관한 제1 온도와, 제1 온도보다 고온인, 합금의 정해진 제2 변태에 관한 제2 온도에 기초하여 정해지는 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도로 한 접촉식 가열체와 합금을 0.01 sec 이상 3.0 sec 이하의 시간을 접촉시켜 가열 처리를 행하여, 합금에 관해 예비 상태를 생성한다. 이 예비 상태 생성 공정은, 본 열처리 공정(예를 들어 시효 경화 처리 공정)을 행하기 전에 급격하게 합금을 가열함으로써, 본 열처리 공정에서의 가열 냉각에서의 불필요상의 생성을 억제하고, 본 열처리 공정에서의 가열 냉각에서의 중간상을 보다 더 생성시키는 예비 상태로 하는 열처리이다. 이 「예비 상태」란, 예를 들어, 중간상의 핵이 생성된 상태나, 중간상의 핵이 생성되지는 않았지만 이 핵이 생성되기 직전의 상태 등을 포함하는 것으로 한다. 여기서, 제1 변태나 제2 변태는, 다단계로 변태하는 합금의 변태 중의 각각 상이한 어느 변태로 할 수 있고, 제1 변태는 저온측에서 생기는 변태, 제2 변태는 고온측에서 생기는 변태인 것으로 한다. 또, 제1 변태의 상이 양호한 상으로 해도 좋고, 제2 변태보다 고온에서 생기는 변태의 상이 불필요상으로 해도 좋다. 제1 변태에 관한 제1 온도란, 예를 들어, 제1 변태가 개시하는 온도로 해도 좋고, 제1 변태가 가장 활발해지는 온도로 해도 좋고, 제1 변태가 완료하는 온도로 해도 좋다. 이러한 온도는, 예를 들어 DSC 측정으로 구할 수 있다. DSC 측정 결과에서, 피크의 상승 온도를 제1 변태가 시작하는 온도, 피크 온도를 제1 변태가 가장 활발해지는 온도, 피크가 끝나고 보합 상태가 된 온도 또는 다음 피크가 상승하기 직전의 온도를 제1 변태가 완료하는 온도로 할 수 있다. 제2 변태에 관한 제2 온도에 관해서도 제1 온도와 동일하게 정할 수 있다. 예비 상태 생성 온도 영역은, 이러한 제1 온도와 제2 온도에 기초하여 정할 수 있고, 예를 들어, 제1 온도 이상 제2 온도 이하로 할 수 있다. 이 때, 예비 상태 생성 온도 영역은, 접촉식 가열체로부터의 열전도나 방열 등을 고려해도 좋고, 경험적으로 정해도 좋다. 예를 들어, 제1 온도를 DSC 측정에서 구해지는 합금의 제1 변태의 피크 온도로 하고, 제2 온도를 DSC 측정에서 구해지는 제2 변태의 상승 온도로 하고, 예비 상태 생성 온도 영역을, 제1 온도보다 고온이고 제2 온도보다 저온인 온도 영역으로 해도 좋다. 이렇게 하면, 제1 변태 또는 제1 변태의 핵생성이 확실하게 생기고, 제2 변태보다 높은 온도에서의 변태(불필요상)는 거의 생기지 않기 때문에, 보다 바람직한 예비 상태를 얻을 수 있다.

본 발명의 예비 상태 생성 공정에서는, 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도로 한 접촉식 가열체와 합금을 0.01 sec 이상 3.0 sec 이하의 시간을 접촉시켜 가열 처리를 행한다. 이 접촉 시간이 0.01 sec 이상에서는 충분히 예비 상태로 할 수 있고, 3.0 sec 이하에서는 불필요상의 석출을 보다 억제할 수 있다. 이 접촉 시간은, 0.1 sec 이상이 보다 바람직하고, 1.0 sec 이상이 더욱 바람직하다. 또, 이 접촉 시간은, 2.9 sec 이하가 보다 바람직하고, 2.8 sec 이하가 더욱 바람직하다. 본 발명의 예비 상태 생성 공정에서, 합금의 승온 속도는, 70℃/sec 이상인 것이 바람직하고, 180℃/sec 이상인 것이 보다 바람직하고, 200℃/sec 이상인 것이 더욱 바람직하다. 승온 속도가 보다 높으면, 불필요상의 생성을 보다 억제할 수 있어 바람직하다. 이 승온 속도는, 가열의 용이성 때문에 2500℃/sec 이하인 것이 바람직하다. 이 예비 상태 생성 공정은, 공기 분위기중 등에서 행해도 좋지만, 불활성 가스 분위기중에서 행하는 것이 바람직하다. 또, 불활성 가스를 가열면 주변에 분사하면서 행해도 좋다. 또, 가열은, 합금 박대의 폭방향으로 ±2.0℃ 이하의 정밀도를 기초로 상하대칭으로 행하는 것이 바람직하다. 이 합금의 승온 속도는, 예를 들어, 합금의 승온 개시 온도로부터 승온 종료 온도까지 사이의 승온 속도로 해도 좋고, 접촉식 가열체와 승온전의 합금의 온도의 차이를 접촉식 가열체와 합금의 접촉 시간으로 나눈 값으로 해도 좋다.

본 발명의 예비 상태 생성 공정에서는, 접촉식 가열체와 합금을 접촉시켜 가열함으로써 합금을 급속 가열을 할 수 있지만, 접촉식 가열체로서 가열 기구를 갖는 쌍을 이루는 가열 롤을 이용하여, 쌍을 이루는 가열 롤 사이에 합금 박대를 끼워 넣고 연속적으로 이동시키면서 가열 처리를 행하는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 양면으로부터 효율적으로 가열하는 것이 가능하여, 합금 박대를 급가열할 수 있다. 또, 쌍을 이루는 가열 롤을 이용함으로써, 단일 롤을 이용하는 경우와 비교하여 하나의 가열 롤의 열용량을 작게 하는 것이 가능하다. 또, 쌍을 이루는 가열 롤과 합금 박대가 접촉할 때, 롤과 접촉하고 있는 선형의 영역은 표면과 이면으로부터 동시에 가열되기 때문에, 가열 불균일이 생기기 어려워, 형상을 보다 양호하게 유지할 수 있다. 형상을 보다 양호하게 유지할 수 있다면, 형상을 교정하는 공정이나 설비(예를 들어 레벨러 등)를 생략할 수 있다는 점에서도 바람직하다. 또, 연속적으로 균일한 열처리를 행할 수 있다는 점에서도 바람직하다. 쌍을 이루는 가열 롤의 클리어런스는, 목적으로 하는 합금 박대의 두께에 기초하여 정할 수 있지만, 합금과의 접촉에 의해 가열하는 관점에서, 소재 합금 박대의 두께 이하인 것이 바람직하다. 가열 롤은, 접선 속도가 박대의 주행 속도와 동기하도록 회전시키는 것이 바람직하다. 이러한 접선 속도는, 합금 박대와 가열 롤의 접촉 시간을 전술한 범위로 하도록, 가열 롤의 사이즈나 가열 롤과 합금 박대의 접촉 면적 등을 고려하여 경험적으로 구할 수 있다.

본 발명의 예비 상태 생성 공정에서는, 접촉식 가열체는, 합금 박대를 가압하여 가열하는 것으로 해도 좋고, 가압하지 않고 가열하는 것으로 해도 좋다. 합금 박대를 가압하여 가열하는 경우, 접촉식 가열체에 의한 압연율(가공률)이 0.01% 이상 10% 이하가 되도록 합금 박대를 압연 처리하면서 가열 처리를 행하는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 왜곡을 부여하면서 가열 처리를 행하면, 예비 상태 생성 공정에서의 예비 상태의 생성이 촉진되고, 중간상의 생성 방향의 변동을 억제할 수 있다고 생각되기 때문이다. 여기서, 가공률 dh(%)는, 가공전의 합금 박대의 두께 h_θ(mm)와, 가공후의 합금 박대의 두께 h₁(mm)을 이용하여, 가공률 dh=((h_θ-h₁)/h_θ)×100에 의해 구하는 것으로 한다. 가공률 dh(%)는, 0.1% 이상인 것이 바람직하고, 1.0% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 가공률 dh(%)는, 8.0% 이하인 것이 바람직하고, 6.0% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 때, 접촉식 가열체에 의한 가공률을 압박 변형 개시로부터 변형 종료하기까지의 시간(압박하고 있는 시간)으로 나누어 구해지는 가공 속도 dε/dt가, 10^-5/s 이상 10^-2/s 이하가 되는 저가공 속도로 압박 변형하는 것이 바람직하다. 접촉식 가열체로서 전술한 가열 롤을 이용하면, 압박 변형을 저가공 속도로 행하는 것이 용이하여 바람직하다. 가열 롤을 이용한 경우라 하더라도, 각 롤쌍당의 가공 속도 dε/dt가, 10^-5/s 이상 10^-2/s 이하가 되는 저가공 속도로 압박 변형하는 것이 바람직하다. 또, 접촉식 가열체를 이용하여 합금 박대를 가압하여 가열하는 경우, 압박력은, 정해진 가공률이 되도록 가열 온도나 가열 시간 등에 따라서 경험적으로 정할 수 있다. 가압하지 않고 가열한다는 것은, 가압력 제로로 가열하는 것을 말하는 것으로 해도 좋지만, 변형이 생기지 않는 또는 압연율이 0.01% 미만이 되는 가압력으로 가압하여 가열하는 것을 포함해도 좋다. 변형이 생기지 않는 가압력은, 예를 들어, 중간상의 생성 방향의 변동을 억제할 수 있는 가압력으로 하는 등 경험적으로 정할 수 있고, 예를 들어, 가열된 합금이 갖는 탄성 한계의 1/100보다 크고 1/2 미만인 가압력 등으로 할 수 있다.

시효 경화 처리 공정은, 예비 상태 생성 공정후에, 예비 상태를 갖는 합금에 대하여 가열ㆍ냉각을 행하여, 중간상을 석출시키는 공정이다. 이 시효 경화 처리 공정에서는 합금의 강도를 보다 높일 수 있다. 시효 경화 처리 공정에서의 가열 온도, 냉각 온도, 가열 속도, 냉각 속도는, 이용하는 합금에 따라서 적절하게 경험적으로 정할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 예비 상태 생성 공정에서의 제1 온도 및 제2 온도는, 시효 경화 처리 공정에서의 가열시의 승온 속도에 기초하여 정한 승온 속도로 합금을 DSC 측정하여 얻어지는 변태에 관한 온도로 해도 좋다. 이렇게 하면, 시효 경화 처리 공정의 결과에 DSC의 측정 결과를 보다 더 가까운 것으로 할 수 있어, 실제 제조 공정에서 유용한 제1 온도 및 제2 온도를 정할 수 있다.

여기서, 예비 상태 생성 공정의 구체예로서 Cu-Be계 합금을 이용하여 설명한다. 도 2는, Cu-Be계 합금 박대를 가압한 상태로 예비 상태 생성 공정을 행한 후에 DSC 측정을 행한 결과의 개념을 나타내는 설명도이고, 도 3은, Cu-Be계 합금 박대를 가압하지 않은 상태로 예비 상태 생성 공정을 행한 후에 DSC 측정을 행한 결과의 개념을 나타내는 설명도이다. 도 2, 3에는, 예비 상태 생성 공정을 행하지 않은 경우의 DSC 측정 결과의 개념도 나타냈다. Cu-Be계 합금에서는, 용체화 처리를 행함으로써, Cu에 과포화의 Be가 고용된 α상을 얻을 수 있다. 이 α상에 관해 정해진 시효 경화 처리 온도로 시효 경화 처리를 행하면 γ상이 석출된다. 이 γ상이 석출되는 과정에서는, G.P.존, γ"상, γ'상을 거쳐 γ상이 석출된다. 즉, 온도에 따라서 다단계로 변태한다. 이 Cu-Be계 합금에서는, G.P.존, γ"상, γ'상이 중간상이고, γ상이 불필요상인 것으로 해도 좋다. 도 2, 3에 나타낸 바와 같이, Cu-Be계 합금에서는, 온도 상승에 따라, G.P.존이 석출되는 제1 변태, γ"상이 석출되는 제2 변태, γ'상이 석출되는 제3 변태 및 γ상이 석출되는 제4 변태가 일어난다. 이 Cu-Be계 합금에서, 예비 상태 생성 공정에서는, DSC 측정 결과에서의 G.P.존의 석출 피크 온도를 제1 온도, γ"상의 석출 피크의 상승 온도를 제2 온도로 할 수 있다. 그리고, 제1 온도보다 고온이고 제2 온도보다 저온인 온도 영역인 230℃ 이상 290℃ 이하의 온도를 예비 상태 생성 온도 영역으로 할 수 있다. 이렇게 하면, 시효 경화 처리 공정에서 중간상을 보다 많이 석출시킬 수 있다. 또, 도 2, 3에 나타낸 바와 같이, Cu-Be계 합금 박대에서는, 예비 상태 생성 공정에서 합금을 가압하는지의 여부에 따라 DSC 측정 결과가 변화한다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 예비 상태 생성 공정에서 합금을 가압하는 경우, 왜곡을 도입하면서 가열하기 때문에, 예비 상태에서 G.P.존의 핵이 이미 석출되어 있는 상태가 바람직하다. 이렇게 하면, 시효 경화 처리 공정후에, 중간상(G.P.존, γ"상, γ'상)의 초기 석출이 많고, γ상이 석출되기 어려워지는 것으로 추찰된다. 한편, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예비 상태 생성 공정에서 합금을 가압하지 않은 경우, 고용도가 높은 상태가 바람직하다. 이렇게 하면, 시효 경화 처리 공정후에, 중간상(G.P.존, γ"상, γ'상)의 초기 석출이 많고, γ상이 석출되기 어려워지는 것으로 추찰된다. 이와 같이, DSC 측정에 기초하여, 예비 상태 생성 공정의 제1 온도 및 제2 온도를 파악하여, 예비 상태 생성 온도 영역을 구할 수 있다. 예비 상태 생성 온도 영역은, Cu-Be계 합금에서는 230℃ 이상 290℃ 이하의 온도 영역이 바람직하지만, 예를 들어, Cu-Ni-Si계 합금에서는 400℃ 이상 500℃ 이하의 온도 영역이 바람직하고, Cu-Ti계 합금에서는 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도 영역이 바람직하고, Cu-Cr-Zr계 합금에서는 350℃ 이상 550℃ 이하의 온도 영역이 바람직하다. 또, 6061 알루미늄계 합금에서는, 100℃ 이상 200℃ 이하의 온도 영역이 바람직하다. 또, SUS304계 합금에서는, 300℃ 이상 400℃ 이하의 온도 영역이 바람직하다.

다음으로, 예비 상태 생성 공정 및 시효 경화 처리 공정의 개념에 관해 설명한다. 도 4는, 본 발명의 열처리에서의 히트 패턴의 일례를 나타낸다. 도 4의 상단에서, 히트 패턴을 실선으로 나타내고, α상으로부터, β상, γ상, η상의 각각으로의 변태에 관한 상변태 예비 상태 곡선을 파선으로 나타내고 있다. 상변태 예비 상태 곡선이란, 예비 상태 생성 공정에서, 박대 합금을 이 상변태 예비 상태 곡선의 온도 및 시간의 범위내로 하면, 그 후의 시효 경화 처리 공정에서, 중간상이 보다 많이 얻어지는 범위로서 경험적으로 구해진 곡선이다. 상변태 예비 상태 곡선은, 합금 박대를 정해진 승온 속도로 정해진 온도 범위에 정해진 시간 처리한 후에 시효 경화 처리 공정을 행하여 얻어진 중간상의 생성량과, 이 예비 상태 생성 공정의 승온 속도, 처리 시간, 처리 온도와의 관계를 구하여, 얻어진 관계로부터 경험적으로 정할 수 있다. 도 4의 예에서는, 실선으로 나타낸 히트 패턴을 그리도록 합금 박대를 열처리하면, 이후의 시효 경화 처리에서 γ상에 관한 변태가 일어나, 중간상이 보다 더 생성되는 것이 된다. 따라서, β상, η상의 상변태 예비 상태 곡선에 걸리지 않고, γ상의 석출에 관한 상변태 예비 상태 곡선을 가로질러 정해진 온도에 도달하여 상변태 예비 상태 곡선내의 온도로, 예를 들어 0.01 sec 이상 3.0 sec 이하가 되도록 유지하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 다른 불필요상의 석출을 보다 억제할 수 있다. 이 유지는, 승강온을 수반하는 것이어도 좋다. 상변태 예비 상태 곡선을 가로지를 때의 가열 속도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 70℃/sec 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이, 급가열을 하기 때문에, 완전 상변태에 이르는 도중의 중간상의 핵을 순간적으로 형성ㆍ고정하여, 중간상을 임의의 단계에서 멈추게 할 수 있다. 또, 그 후에 열처리를 한 경우에도, 완전 상변태에 이르는 것을 억제할 수 있다. 도 4에서는, η상의 상변태 예비 상태 곡선에 걸리지 않도록 급랭시킨 경우에 관해 나타내고 있다. 이러한 급랭은, 예를 들어, 냉각 기구를 갖는 접촉식 냉각체(냉각 롤 등)를 이용하여 행해도 좋다. 도 4의 하단에서는, 도 4의 상단의 열처리와 동시에 가압을 행하는 경우의 판 두께의 변화의 일례를 나타내고 있다. 이와 같이, 가열 및 냉각의 타이밍에 가압을 행해도 좋다.

계속해서, 본 발명의 열처리 방법을 실행하는 열처리 장치에 관해 설명한다. 본 발명의 열처리 장치는, 온도에 따라서 다단계로 변태하는 합금을 열처리하는 열처리 장치로서, 접촉에 의해 합금을 가열하는 접촉식 가열체와, 접촉식 가열체를, 합금의 정해진 제1 변태에 관한 제1 온도와 제1 온도보다 고온인, 합금의 정해진 제2 변태에 관한 제2 온도에 기초하여 정해지는 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도로 하고, 이 접촉식 가열체와 합금을 0.01 sec 이상 30sec 이하의 시간을 접촉시키는 제어부를 갖춘 것이다. 이 열처리 장치에서, 접촉식 가열체는, 가열 기구를 가지며 합금을 끼워 넣도록 쌍을 이루는 가열 롤인 것으로 해도 좋다. 도 5는, 본 발명의 열처리 장치(10)의 일례를 나타내는 구성도이다. 이 열처리 장치(10)는, 합금과의 접촉에 의해 합금을 가열하는 접촉식 가열체로서의 가열 롤(12)과, 가열 롤(12)과 합금 박대(20)의 접촉 시간이나 가열 롤(12)의 온도를 제어하는 제어 장치(15)를 갖추고 있다. 이와 같이, 접촉식 가열체를 이용하여 합금을 가열하면, 가열로로 가열하는 경우 등과 같은 비접촉에서의 가열과 비교하여 순간적인 가열이 가능해지기 때문에, 보다 조직 제어를 하기 쉽다. 가열 롤(12)에는, 가열 기구로서의 히터(14)가 내장되어 있고, 히터(14)는, 전술한 제어 장치(15)에 의해 가열 롤(12)의 표면 온도가 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도가 되도록 제어된다. 이 가열 롤(12)은, 샤프트(16)에 의해 회전 가능하게 피봇 지지되어 있고, 합금 박대(20)를 끼워 넣도록 쌍을 이루어 설치되어 있다. 또, 열처리 장치(10)는, 압박 기구(18)에 의해 쌍을 이루는 가열 롤(12)을 눌러 합금 박대(20)에 가압 가능하게 구성되어 있다. 이러한 압박 기구(18)를 가짐으로써 압연 가능할 뿐만 아니라, 접촉식 가열체와 합금 박대의 접촉 면적이나 접촉 상태를 바꿈으로써 보다 용이하게 열처리 조건을 제어할 수 있다. 압박 기구(18)의 대신, 압박 기구의 압박 방향과 평행한 방향으로 접촉식 가열체를 이동할 수 있는 가변 기구를 갖는 것으로 해도 좋다. 이 가변 기구는, 예를 들어, 가열 롤(12)이 합금 박대(20)의 패스 경로에 대하여 상하 가변이 되도록 하는 것으로 해도 좋다.

가열 롤(12)에는, 도시하지 않은 모터가 접속되어 있고, 회전의 접선 속도가 합금 박대(20)의 진행 속도와 일치하도록 제어 장치(15)에 의해 제어 가능하게 되어 있다. 이렇게 하면, 합금 박대(20)의 진행이 방해되는 것에 기인하는 형상 불량이나 합금 박대(20)의 표면의 찰상 등을 억제할 수 있다. 이 쌍을 이루는 가열 롤(12)은, 합금 박대(20)의 평탄도를 교정하는 압박 기구(18)를 갖추고 있다. 이 압박 기구(18)는, 샤프트(16)의 양단에 설치되어 샤프트(16)를 상하 이동 및 회전 가능하게 지지하는 지지 부재와, 샤프트(16)의 양단에 설치되어 샤프트(16)를 합금 박대(20) 쪽으로 압박하는 코일 스프링을 갖추고 있다. 이러한 압박 기구(18)를 갖는 것으로 하면, 합금 박대(20)에 대하여 가열 처리와 동시에 가압 처리를 행하는 것이 보다 용이해진다.

제어 장치(15)는, 가열 롤(12)에 접촉한 합금 박대가, 전술한 열처리 방법의 예비 상태 생성 공정에서의 예비 상태 생성 온도 영역 내가 되도록, 히터(14)를 가열 제어하고, 도시하지 않은 모터를 회전 제어한다.

이상 설명한 열처리 방법 및 열처리 장치에 의하면, 접촉식 가열체를 이용하기 때문에 합금을 급가열할 수 있고, 또 미세한 온도 관리를 할 수 있다. 그리고, 완전 상변태에 이르는 도중의 중간상의 핵을 순간적으로 형성ㆍ고화할 수 있기 때문에, 중간상을 임의의 단계에서 멈추게 할 수 있어, 원하는 중간상 생성의 배리언트(variant)를 얻을 수 있다.

본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

전술한 실시형태에서는, 예비 상태 생성 공정 이외의 공정을 포함하는 열처리 방법에 관해 기재했지만, 예비 상태 생성 공정을 적어도 포함하는 것이면 된다. 즉, 본 발명의 열처리 방법은, 예비 상태 생성 공정만을 포함하는 것으로 해도 좋다. 예를 들어, 용체화 처리 공정을 행한 소재를 구입하여, 이것에 대하여 예비 상태 생성 공정을 행하는 것으로 해도 좋다. 또, 예비 상태 생성 공정까지 행한 합금을 제품으로 하여, 사용자가 시효 경화 처리 공정을 행하는 것으로 해도 좋다.

전술한 실시형태에서는, α상+γ상에 관한 예비 상태 생성 온도 영역 내가 되도록 합금 박대를 예비 상태 생성 처리하는 것으로 했지만(도 4), 도 6에 나타낸 바와 같이, 다단적으로 예비 상태 생성 공정을 실행하는 것으로 해도 좋다. 도 6은, 다단적으로 예비 상태 생성 공정을 실행하는 설명도이다. 도 6에서는, 예를 들어, α상+η상에 관한 예비 상태 생성 온도 영역 내가 되도록 합금 박대를 예비 상태 생성 처리한 후(일점쇄선), α상+γ상에 관한 예비 상태 생성 온도 영역 내가 되도록 합금 박대를 예비 상태 생성 처리하고(실선), α상+β상에 관한 예비 상태 생성 온도 영역 내가 되도록 합금 박대를 예비 상태 생성 처리하는 것으로 한다(이점쇄선). 이와 같이, 각 상의 핵을 형성하는 것이 가능하므로, 각 상을 제어하여 석출시키는 것으로 응용할 수 있다.

전술한 실시형태에서는, 가열 기구로서의 히터(14)를 갖춘 열처리 장치(10)로 했지만, 특별히 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이, 가열된 유체가 내부를 유동하는 가열 롤(12B)을 갖춘 열처리 장치(10B)로 해도 좋고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 가열 롤(12C)의 외부로부터 이 가열 롤(12C)의 그 표면을 복사 가열하는 히터(14C)를 갖춘 열처리 장치(10C)로 해도 좋다. 이렇게 하더라도, 가열 롤에 의해 합금을 가열할 수 있다. 이것은, 접촉식 가열체가 가열 롤이 아닌 경우도 마찬가지이다.

전술한 실시형태에서는, 접촉식 가열체로서 한쌍의 가열 롤(12)을 이용했지만, 도 9에 나타낸 바와 같이 복수의 롤쌍을 이용한 열처리 장치(10D)로 해도 좋다. 이와 같이 복수의 가열 롤쌍으로 합금 박대를 가열하는 경우, 롤쌍마다 온도를 바꿔, 보다 미세한 온도 관리를 하는 것이 가능하다. 이 때, 인접하는 롤끼리의 표면 온도가 50℃ 이상 상이하고, 롤 중립점 사이를 통과하는 시간(인접하는 처리와 처리 사이의 시간)이 5 s 이하가 되는 온도-시간 곡선을 그리는 처리를 행하는 것이 바람직하다. 또, 2조째 이후의 금속 롤을 이용하는 경우도, 합금 박대를 각 가열 롤에 의해 가압해도 좋고 가압하지 않아도 좋다. 또, 가열 롤 뿐만 아니라, 냉각 기구를 갖는 냉각 롤을 설치해도 좋다. 이렇게 하면, 합금 박대를 급랭시키는 것도 가능하고, 보다 세밀한 온도 관리를 하는 것이 가능하다. 또, 쌍을 이루는 가열 롤은 상하 한쌍으로 했지만, 가열 롤이 배치되는 방향은 특별히 한정되지 않고, 좌우 한쌍으로 해도 좋다. 또, 한쪽만의 롤을 이용해도 좋다. 또, 전술한 실시형태에서는, 가열 롤(12)은 회전의 접선 속도가 합금 박대(20)의 진행 속도와 일치하도록 제어 가능한 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이러한 것으로도 합금 박대를 급가열할 수 있다.

전술한 실시형태에서는, 접촉식 가열체로서 가열 롤(12)을 이용하여 연속적으로 합금 박대(20)와 접촉하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10에 나타낸 바와 같이, 히터(14E)를 내장한 블록형의 접촉식 가열체(12E)를 갖춘 열처리 장치(10E)로 하여, 합금 박대(20)를 단속적으로 이송하고, 단속적으로 합금 박대(20)와 접촉식 가열체(12E)를 접촉시켜도 좋다.

전술한 실시형태에서는, 쌍을 이루는 가열 롤(12)은 압박 기구(18)를 갖춘 것으로 했지만, 압박 기구(18)를 생략해도 좋다. 이 때, 가열 롤(12)은 회전 가능하게 고정되어 있어도 좋다. 이렇게 해도 합금 박대를 급가열할 수 있다.

전술한 실시형태에서는, 압박 기구(18)는 코일 스프링을 갖추는 것으로 했지만, 그 대신에, 예를 들어 탄성체, 유압, 가스압, 전자력, 가압 모터, 기어, 나사 중 어느 1종 이상에 의해 압박력을 조정하는 것 등을 이용할 수 있다. 이러한 압박 기구(18)는, 예를 들어 한쪽의 가열 롤(12)에만 마련되고, 다른 쪽의 가열 롤(12)은 고정된 것이어도 좋다. 또, 가열 롤(12)의 양쪽에 각각 독립적으로 마련된 것이어도 좋고, 공통으로 마련된 것이어도 좋다.

전술한 실시형태에서는, 가열 롤(12)은 스테인레스제인 것으로 했지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 가열 롤(12)에는 여러가지 소재를 이용할 수 있지만, 금속제인 것이 바람직하다. 열전도성이 좋아, 급가열에 적합하기 때문이다. 또, 표면을 보다 평활하게 할 수 있다는 점에서도 바람직하다. 내식성이나 강도, 열강도의 관점에서 스테인레스제인 것이 바람직하다. 또, 승온 속도를 보다 높인다고 하는 관점에서는, 가열 롤(12)로서 열전도율이 높은 큐프로니켈을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 가열 롤(12)은, 크롬, 지르코늄, 크롬 화합물, 지르코늄 화합물 중 어느 1종 이상을 포함하는 층을 표면에 갖는 것으로 해도 좋다. 구리와 반응성이 적은 이러한 코팅을 함으로써, 구리 합금 박대를 제조하는 경우에 롤에 구리가 부착하는 것을 억제하는 것이 가능하고, 또 이 부착한 구리가 또한 합금 박대(20)에 전사되는 것을 억제할 수 있다. 이 층은, 두께 2 ㎛ 이상 120 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 두께 5 ㎛ 이상 97 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 2 ㎛ 이상이면 박리가 생기기 어렵고, 또 균일한 층으로 하는 것이 가능하기 때문이다. 또, 120 ㎛ 이하이면, 가열 롤(12)의 열전도율을 저하시키지 않고 합금 박대(20)를 급가열할 수 있기 때문이다.

전술한 실시형태에서는, 석출 경화형의 합금 박대의 제조 방법으로서 설명했지만, 특별히 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 박대가 아니라 봉형상체로 해도 좋다.

실시예

다음으로, 본 발명의 열처리 방법에 의해 합금 박대를 제작한 구체예를 실시예로서 설명한다.

[실시예 1]

우선, Be를 1.90 질량%, Co를 0.20 질량%, 잔부를 Cu로 하는 Cu-Be-Co계 합금을 용해ㆍ주조후, 냉간 압연 및 용체화 처리를 행하여, 폭 50 mm, 두께 0.27 mm의 소재 합금 박대를 준비했다. 이 조성은 사전에 화학 분석한 값이며, 두께는 마이크로미터에서의 측정치이다. 용체화 처리는, 처리는 이하와 같이 행했다. 우선, 냉간 압연한 소재 합금을 질소 분위기에서 0.15 MPa가 되도록 유지한 가열실 내에서 800℃까지 가열했다. 이 온도는, 가열실의 종단부 부근에 설치한 열전대의 지시 온도이다. 계속해서, 가열한 소재 합금 박대를 냉각실과 이어지는 통과구로부터 냉각실 내로 연속적으로 반출하여, 냉각실 내에 설치된 한쌍의 냉각 롤로 25℃까지 냉각시켰다. 이 때의 냉각 속도는 640℃/s였다. 이 냉각 롤은 모두 스테인레스(SUS316)제이며, 외측 통의 표면에는 막두께 5 ㎛의 경질 Cr 도금을 한 것을 이용했다. 냉각시에 냉각 롤의 접선 속도는 박대의 진행 속도와 일치하도록 했다.

전술한 바와 같이 하여 얻어진 25℃로 유지된 합금 박대에 대하여, 본 발명의 예비 상태 생성 공정을 행했다. 예비 상태 생성 공정에서는, 상하 대칭의 한쌍의 가열판(6.0 cm×6.0 cm)을 이용하여 상기 합금 박대를 가열 처리했다. 이 때, 가열판의 표면 온도는 231℃로 했다. 이 온도는 접촉식 온도계로 측정한 값이다. 또, 가열판과 합금 박대의 접촉 시간은 1.0sec로 하고, 이 때의 가열 속도는 206℃/sec였다. 이 때, 가열판에서는 가열과 동시에 압연을 행하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 했다. 가공률 dh(%)는, 가공전의 박대의 두께 h_θ(mm)와 가공후의 박대의 두께 h₁(mm)를 마이크로미터를 이용하여 측정하고, dh=((h_θ-h₁)/h_θ)×100에 의해 구했다. 가열판은 모두 스테인레스제이고, 외측 표면에는 막두께 5 ㎛의 경질 Cr 도금을 한 것을 이용했다. 가열한 합금 박대는, 가열판과의 접촉후 그대로 공냉시켰다. 이와 같이 하여 예비 상태를 생성한 합금 박대를 실시예 1로 했다.

[실시예 2∼6]

가열판과의 접촉 시간을 2.9 sec, 가열 속도가 71℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 2의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 290℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 2.9 sec, 가열 속도가 91℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 3의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 0.1 sec, 가열 속도가 2350℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 4의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 235℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 5의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 2.9 sec, 가열 속도가 81℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 6의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 7, 8]

가공률을 3.2%로 한 것 외에는 실시예 5와 동일한 공정을 거쳐 실시예 7의 합금 박대를 얻었다. 또, 가공률을 9.9%로 한 것 외에는 실시예 5와 동일한 공정을 거쳐 실시예 8의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 9]

용체화 처리에서 93℃까지 냉각을 행하고, 93℃로 유지된 합금 박대에 대하여, 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 167℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 9의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 10, 11]

Ni를 2.40 질량%, Si를 0.60 질량%, 잔부를 Cu로 하는 Cu-Ni-Si계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 400℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 375℃/sec가 되도록 가열하고, 가공률을 3.2%로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 10의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 450℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 425℃/sec가 되도록 가열하고, 가공률을 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 10과 동일한 공정을 거쳐 실시예 11의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 12, 13]

Ti를 3.0 질량%, 잔부를 Cu로 하는 Cu-Ti계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 350℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 325℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 12의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 450℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 425℃/sec가 되도록 가열하고, 가공률을 3.2%로 한 것 외에는, 실시예 12와 동일한 공정을 거쳐 실시예 13의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 14, 15]

Cr을 0.3 질량%, Zr을 0.12 질량%, 잔부를 Cu로 하는 Cu-Cr-Zr계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 350℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 325 ℃/sec가 되도록 가열하고, 가공률을 3.2%로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 14의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 450℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 425℃/sec가 되도록 가열하고, 가공률을 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 14와 동일한 공정을 거쳐 실시예 15의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 16]

Mg를 0.65 질량%, Si를 0.35 질량%, 잔부를 Al로 하는 6061 알루미늄계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 150℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 125℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 16의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 17]

Cr을 18.3 질량%, Ni를 8.6 질량%, 잔부를 Fe로 하는 SUS304계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 400℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 375℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 17의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 1∼7]

가열판의 표면 온도를 227℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 202℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 비교예 1의 합금 박대를 얻었다. 또, 가공률을 14%로 한 것 외에는, 비교예 1과 동일한 공정을 거쳐 비교예 2의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 227℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.2 sec, 가열 속도가 63℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 비교예 3의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 310℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 285℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 비교예 4의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 25℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 2.9 sec, 가열 속도가 0℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 비교예 5의 합금 박대를 얻었다. 또, 용체화 처리에서 107℃까지 냉각을 행하고, 107℃로 유지된 합금 박대에 대하여, 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 153℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 비교예 6의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 190℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 165℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 비교예 7의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 8]

비교예 8에서는 Cu-Ni-Si계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 350℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 325℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 11과 동일한 공정을 거쳐 비교예 8의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 9]

비교예 9에서는 Cu-Ti계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 300℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 275℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 12와 동일한 공정을 거쳐 비교예 9의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 10]

비교예 10에서는 Cu-Cr-Zr계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 300℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 275℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 15와 동일한 공정을 거쳐 비교예 10의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 11]

비교예 11에서는 6061 알루미늄계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 210℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 185℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 16과 동일한 공정을 거쳐 비교예 11의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 12]

비교예 12에서는 SUS304계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 470℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 445℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 17과 동일한 공정을 거쳐 비교예 12의 합금 박대를 얻었다.

(DSC 평가)

실시예 1∼17 및 비교예 1∼12의 합금 박대에 관해, 시차 주사 열량 측정(Differential scanning calorimetry : DSC 측정)을 행했다. 도 11은, 실시예 2, 6 및 비교예 5의 DSC 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 11에는, G.P.존, γ"상, γ상의 기준 피크 위치도 나타냈다. 전술한 DSC의 결과로부터 상석출의 상태를 평가했다. 표 1은 실시예 1∼17 및 비교예 1∼12의 평가 결과를 나타내는 표이다. 표 1에는 평가 결과 외에 합금 박대의 제조 조건도 기재했다. 또, 표 2에는 표 1에서의 판정 기준을 나타냈다. 판정 기준에서 피크 위치의 어긋남 이외의 항목의 수치는, DSC에서의 각 석출 피크의 적분 강도이다. 또한, 표 3에는 실시예 2, 3 및 비교예 5의 판정 내용을 상세하게 나타냈다. 실시예 1∼17에서는 모두, 초기 석출상(G.P.존), 후기 석출상(γ상), 피크 위치(기준 피크 위치와의 어긋남)가 양호했다. 이에 비해, 비교예 1∼12에서는, 초기 석출상, 후기 석출상, 피크 위치 중의 적어도 1 이상이 판정 기준을 만족하지 않았다. 표 2에 나타내는 판정 기준은, 가열과 동시에 압연을 하는 것에 대한 판정 기준이다. 이러한 것에서는, 왜곡을 도입하면서 가열하고 있기 때문에, G.P.존이 이미 석출되어 있는 것이 바람직하다. 또, 시효후에 γ상이 석출되기 어려운 것이 바람직하다.

판정 기준	◎	○	△
G.P.존	5 이상 16 미만	16 이상 26 미만	26 이상
γ	71 미만	71 이상 76 미만	76 이상
피크 위치의 어긋남	-5℃ 이상 10℃ 미만	10℃ 이상 15℃ 이하	-5℃ 미만, 15℃보다 높음

[실시예 18∼22]

가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 69℃/sec가 되도록 가열하고, 가공률이 0%가 되도록 한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 실시예 18의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 290℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 88℃/sec가 되도록 한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 19의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 1.0 sec, 가열 속도가 235℃/sec가 되도록 한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 20의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 78℃/sec가 되도록 한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 21의 합금 박대를 얻었다. 또, 용체화 처리에서 93℃까지 냉각을 행하고, 93℃로 유지된 합금 박대에 대하여 가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 56℃/sec가 되도록 한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 22의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 23]

Ni를 2.40 질량%, Si를 0.60 질량%, 잔부를 Cu로 하는 Cu-Ni-Si계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 400℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 125℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 23의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 24]

Ti를 3.0 질량%, 잔부를 Cu로 하는 Cu-Ti계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 350℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 108℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 24의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 25]

Cr을 0.3 질량%, Zr을 0.12 질량%, 잔부를 Cu로 하는 Cu-Cr-Zr계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 350℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 325℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 25의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 26]

Mg를 0.65 질량%, Si를 0.35 질량%, 잔부를 Al로 하는 6061 알루미늄계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 150℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 125℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 26의 합금 박대를 얻었다.

[실시예 27]

Cr을 18.3 질량%, Ni를 8.6 질량%, 잔부를 Fe로 하는 SUS304계 합금을 이용하고, 가열판의 표면 온도를 400℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 375℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 실시예 27의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 13, 14]

가열판의 표면 온도를 260℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.2 sec, 가열 속도가 73℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 비교예 13의 합금 박대를 얻었다. 또, 가열판의 표면 온도를 25℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 0℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 18과 동일한 공정을 거쳐 비교예 14의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 15]

비교예 15에서는 Cu-Ni-Si계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 350℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 108℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 23와 동일한 공정을 거쳐 비교예 15의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 16]

비교예 16에서는 Cu-Ti계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 300℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 92℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 24와 동일한 공정을 거쳐 비교예 16의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 17]

비교예 17에서는 Cu-Cr-Zr계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 300℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 92℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 25와 동일한 공정을 거쳐 비교예 17의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 18]

비교예 18에서는 6061 알루미늄계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 210℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 62℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는, 실시예 26과 동일한 공정을 거쳐 비교예 18의 합금 박대를 얻었다.

[비교예 19]

비교예 19에서는 SUS304계 합금을 이용했다. 가열판의 표면 온도를 470℃로 하고, 가열판과의 접촉 시간을 3.0 sec, 가열 속도가 148℃/sec가 되도록 가열한 것 외에는 실시예 27과 동일한 공정을 거쳐 비교예 19의 합금 박대를 얻었다.

(DSC 평가)

실시예 18∼27 및 비교예 13∼19의 합금 박대에 관해 DSC 측정을 행했다. 도 12는, 실시예 18, 19 및 비교예 14의 DSC 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 12에는, G.P.존, γ"상, γ'상, γ상의 기준 피크 위치도 나타냈다. 전술한 DSC 측정의 결과로부터 상석출의 상태를 평가했다. 표 4는 실시예 18∼27 및 비교예 13∼19의 평가 결과를 나타내는 표이다. 표 4에는 평가 결과 외에, 합금 박대의 제조 조건도 기재했다. 또, 표 5에는 표 4에서의 판정 기준을 나타냈다. 판정 기준에서 피크 위치의 어긋남 이외의 항목의 수치는, DSC에서의 각 석출 피크의 적분 강도이다. 또한, 표 6에는 실시예 18, 19 및 비교예 14의 판정 내용을 상세하게 나타냈다. 실시예 18∼27에서는 모두, 초기 석출상(G.P.존), 후기 석출상(γ상), 피크 위치(기준 피크 위치와의 어긋남)가 양호했다. 이에 비해, 비교예 13∼19에서는, 초기 석출상, 후기 석출상, 피크 위치 중의 적어도 1 이상이 판정 기준을 만족하지 않았다. 표 5에 나타내는 판정 기준은, 가열과 동시에 압연을 하지 않는 것에 대한 판정 기준이다. 이러한 것에서는, 고용도가 높고, 시효후의 초기 석출이 많고, γ상이 적은 편이 바람직하다.

	◎	○	△
G.P.존	101 이상	80 이상 101 미만	80 미만
γ	101 미만	101 이상 131 이하	131보다 크다
피크 위치의 어긋남	-10℃ 이상 5℃ 미만	5℃ 이상 10℃ 이하	-10℃ 미만, 10℃보다 높음

[실시예 28, 29]

실시예 28∼41에서는 합금 박대의 두께를 보다 구체적으로 검토했다. 여기서는, 25℃로 유지된 Cu-Be계의 합금 박대(실시예 1과 동일)에 대하여, 실시예 1과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행했다. Cu-Be계의 합금 박대의 두께를 0.25 mm로 하고, 가열판의 표면 온도를 280℃로 하고, 가열판과 합금 박대의 접촉 시간을 3.0 sec로 하고, 가공률 dh(%)를 3.0%로 하여 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 28로 했다. 이 때의 가열 속도는 85℃/sec였다. 또, CuBe계의 합금 박대의 두께를 0.25 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 29로 했다.

[실시예 30, 31]

Cu-Be계의 합금 박대의 두께를 1.50 mm로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 30으로 했다. 또, Cu-Be계의 합금 박대의 두께를 1.50 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 31로 했다.

[실시예 32, 33]

Cu-Be계의 합금 박대의 두께를 3.00 mm로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 32로 했다. 또, Cu-Be계의 합금 박대의 두께를 3.00 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 33으로 했다.

[비교예 20, 21]

Cu-Be계의 합금 박대의 두께를 3.20 mm로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 비교예 20으로 했다. 또, Cu-Be계의 합금 박대의 두께를 3.20 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 비교예 21로 했다.

[비교예 22]

가열판과 합금 박대의 접촉 시간을 0sec, 즉, 가열판과 합금 박대를 접촉시키지 않은 것 외에는, 실시예 28과 동일한 처리를 행한 것을 비교예 22로 했다.

[실시예 34, 35]

Cu-Ni-Si계의 합금 박대(실시예 10)를 이용하고, 그 두께를 0.25 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 34로 했다. 또, Cu-Ni-Si계의 합금 박대의 두께를 1.50 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 35로 했다.

[실시예 36, 37]

Cu-Ti계의 합금 박대(실시예 12)를 이용하고, 그 두께를 0.25 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 36으로 했다. 또, Cu-Ti계의 합금 박대의 두께를 1.50 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 37로 했다.

[실시예 38, 39]

Cu-Cr-Zr계의 합금 박대(실시예 14)를 이용하고, 그 두께를 0.25 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 38로 했다. 또, Cu-Cr-Zr계의 합금 박대의 두께를 1.50 mm로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 39로 했다.

[실시예 40, 41]

6061 알루미늄계의 합금 박대(실시예 16)를 이용하고, 그 두께를 0.25 mm로 하고, 가열판의 표면 온도를 200℃로 하고, 가열판과 합금 박대의 접촉 시간을 3.0 sec로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 40으로 했다. 이 때의 가열 속도는 58.0℃/sec였다. 또, SUS304계의 합금 박대(실시예 17)를 이용하고, 그 두께를 0.25 mm로 하고, 가열판의 표면 온도를 400℃로 하고, 가열판과 합금 박대의 접촉 시간을 3.0 sec로 하고, 가공률 dh(%)를 5.0%로 한 것 외에는, 실시예 28과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 실시예 41로 했다. 이 때의 가열 속도는 125℃/sec였다.

[비교예 23∼27]

Cu-Ni-St계의 합금 박대의 두께를 3.10mm로 한 것 외에는, 실시예 34와 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 비교예 23으로 했다. 또, Cu-Ti계의 합금 박대의 두께를 3.20 mm로 한 것 외에는, 실시예 36과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 비교예 24로 했다. 또, Cu-Cr-Zr계의 합금 박대의 두께를 3.20 mm로 한 것 외에는, 실시예 38과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 비교예 25로 했다. 또, 6061 알루미늄계의 합금 박대의 두께를 3.2 mm로 한 것 외에는, 실시예 40과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 비교예 26로 했다. 또, SUS304계의 합금 박대의 두께를 3.2 mm로 한 것 외에는, 실시예 41과 동일한 예비 상태 생성 공정을 행한 것을 비교예 27로 했다.

(단면 경도 및 표면 경도 측정)

예비 상태 생성 공정을 거쳐 얻어진 샘플(시효 경화 처리전)의 단면 경도 및 표면 경도를 측정했다. 측정은, 비커스 경도 측정 장치(Mitutoyo HM-115)를 이용하여 가중 300 g으로 행했다. 측정은, 얻어진 샘플의 단면과 표면을 따로따로 행하여, 그 결과를 각각 단면 경도(Hv) 및 표면 경도(Hv)로 했다. 단면의 측정에서는, 시료를 원주 형상의 길이 방향을 따르도록 수지에 매립하고, 이 수지를 매립한 원주 형상의 시료를 단면이 표면에 노출되도록 절단, 연마한 후, 합금 박대의 두께의 중심부의 경도를 측정했다. 여기서는, 단면 경도와 표면 경도의 차이가 비커스 경도로 10Hv 이하인 것이 보다 바람직한 것이라고 판정했다.

(X선 회절 측정)

예비 상태 생성 공정을 거쳐 얻어진 샘플(시효 경화 처리전)의 X선 회절 측정을 행했다. 측정은, X선 회절 측정 장치(Rigaku RINT1400)를 이용하여, CuK α선에 의해 2θ=30°∼40°로 행했다. 도 13은, 실시예 28, 29 및 비교예 20의 합금 박대의 X선 회절 측정 결과의 개요이다. 도 13에는, γ상과 γ'상과 CoBe상을 갖는 샘플 및, γ상만 석출한 샘플의 측정 결과도 포함시켰다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 실시예에서는 γ상의 석출이 보다 억제되어 있는 것을 알 수 있다.

(평가 결과)

표 7은, 실시예 28∼41 및 비교예 20∼27의 평가 결과를 나타내는 표이다. 표 7에는, 소재 종별, 두께(mm), 예비 상태 생성 처리전의 재료 온도(℃), 가열판 온도(℃), 접촉 시간(sec), 가열 속도(℃/sec), 가공률(%), 단면 경도(Hv), 표면 경도(Hv), γ상 및 γ'상의 석출의 유무에 관해 정리하여 나타냈다. 후기 석출상은, Cu-Be계에서는 γ상, Al6000계에서는 β상, SUS304계에서는 σ상이다. 또, 초기 석출상은, Cu-Be계에서는 γ'상이고, Al6000계에서는 β"상이다. 표 7에 나타낸 바와 같이, 두께가 0.25 mm∼3.00 mm인 실시예 28∼41에서는, 단면 경도와 표면 경도의 차이가 보다 작아, 단면과 표면에서 동등, 즉 보다 균일한 재료로 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 비해, 두께가 3.00 mm를 넘는 비교예 20, 21, 23∼27에서는, 단면과 표면의 경도차가 커, 균일한 재료를 얻을 수 없다는 것을 알 수 있다. 또, 비교예 20∼27에서는, γ상 등의 후기 석출상은 없고, γ'상 등의 초기 석출상도 없었다. 이에 비해, 실시예 28∼41에서는, γ상 등의 후기 석출상이 거의 없고, γ'상 등의 초기 석출상이 대부분 있었다. 따라서, 두께가 0.25 mm∼3.00 mm인 실시예 28∼41에서는, γ'상 등의 초기 석출상을 석출하여, 보다 바람직한 상태인 것을 알 수 있다.

본 출원은, 2010년 11월 1일에 출원된 일본국 특허 출원 제2010-245515호를 우선권 주장의 기초로 하고 있고, 인용에 의해 그 내용 전부가 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 합금의 가공 분야에 이용할 수 있다.

Claims

온도에 따라서 다단계로 변태하는, Cu-Be계 합금, Cu-Ni-Si계 합금, Cu-Ti계 합금, Cu-Cr-Zr계 합금 및 알루미늄계 합금 중 1 이상의 합금을 열처리하는 열처리 장치로서,
접촉에 의해 상기 합금을 가열하는 접촉식 가열체와,
상기 접촉식 가열체를 상기 합금의 정해진 제1 변태에 관한 제1 온도와, 상기 제1 온도보다 고온인 상기 합금의 정해진 제2 변태에 관한 제2 온도에 기초하여 정해지는 예비 상태 생성 온도 영역 내의 정해진 온도로 하고, 그 접촉식 가열체와 상기 합금을 0.01 sec 이상 3.0 sec 이하의 시간을 접촉시키는 제어 수단과,
상기 합금에 대하여 시차 주사 열량 측정을 행하는 시차 주사 열량 측정 수단을 포함하고,
상기 제1 온도는 시차 주사 열량 측정에서 구해지는 상기 합금의 제1 변태의 피크 온도이고, 상기 제2 온도는 시차 주사 열량 측정에서 구해지는 제2 변태의 상승 온도이고, 상기 예비 상태 생성 온도 영역은 상기 제1 온도보다 고온이고 상기 제2 온도보다 저온의 온도 영역인 것인 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 접촉식 가열체는, 가열 기구를 가지며 상기 합금을 끼워 넣도록 쌍을 이루는 가열 롤인 것인 열처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 가열 롤은 히터가 내장되어 있는 것인 열처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉식 가열체는, 상기 합금을 압박하는 압박 기구를 포함하고 있는 것인 열처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 접촉식 가열체는, 압연율이 0.01% 이상 10% 이하가 되는 압박력으로 상기 합금을 압연하는 것인 열처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합금은 두께가 3.0 mm 이하로 형성되어 있는 것인 열처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 접촉식 가열체와 상기 합금을 0.01sec 이상 3.0sec 이하의 시간 동안 접촉시킬 때에, 상기 합금의 승온 속도를 70℃/sec 이상 2500℃/sec 이하의 범위로 하는 것인 열처리 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 합금의 승온 속도를 180℃/sec 이상으로 하는 것인 열처리 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 합금의 승온 속도를 200℃/sec 이상으로 하는 것인 열처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 불활성 가스를 상기 합금의 가열면 주변에 분사하는 장치를 갖는 것인 열처리 장치.