KR20130089661A

KR20130089661A - Copper alloy and method for producing copper alloy

Info

Publication number: KR20130089661A
Application number: KR1020137015270A
Authority: KR
Inventors: 기요히토 이시다; 료스케 가이누마; 이쿠오 오누마; 도시히로 오모리; 다카시 미야모토; 히로키 사토
Original assignee: 니폰 세이센 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 토호쿠 테크노 아치
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-08-12
Also published as: JP5743165B2; CN103328665A; US20130333812A1; KR101576715B1; JPWO2012081573A1; EP2653574A1; CN103328665B; EP2653574A4; EP2653574B1; WO2012081573A1

Abstract

Ni: 3.0~29.5질량%, Al: 0.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 FCC 구조의 구리 합금으로서, 상기 구리 합금의 모상 중에, Si를 포함하는 L1₂ 구조의 γ'상을 평균 입경이 100nm 이하로 석출시킴으로써, 고강도라도 가공성이 우수하고, 또한, 고도전성을 갖고, 또 그 특성을 제어할 수 있는 구리 합금을 제공한다.As a copper alloy of FCC structure containing Ni: 3.0-29.5 mass%, Al: 0.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%, and remainder consists of Cu and an unavoidable impurity, In the matrix form of the said copper alloy, By precipitating the γ 'phase of the L1 ₂ structure containing Si to 100 nm or less in average, the copper alloy which is excellent in workability, and has high electrical conductivity and can control the characteristic even in high strength is provided.

Description

구리 합금 및 구리 합금의 제조 방법{COPPER ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING COPPER ALLOY}Copper alloy and manufacturing method of copper alloy {COPPER ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING COPPER ALLOY}

본 발명은, 전기·전자 기기용의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등에 적용되는 고강도, 고도전성을 갖는 구리 합금 및 이 구리 합금을 제조하는 구리 합금의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper alloy having high strength and high conductivity applied to lead frames, connectors, terminal materials, and the like for electric and electronic devices, and a method for producing a copper alloy for producing the copper alloy.

종래, 전자 기기의 리드 프레임 등의 각종 단자, 커넥터, 릴레이 또는 스위치 등의 전기 전도성 및 스프링성이 필요한 재료에 있어서는, 제조 비용을 중시하는 용도에는 저렴한 황동이 적용되고 있었다. 또한, 한편으로, 스프링성 등의 기계적 성질이 중시되는 용도에는 인청동이 적용되고 있었다. 또한, 스프링성에 더하여, 내식성이 중시되는 용도에는 양은이 적용되고 있었다.Conventionally, in the material which needs electrical conductivity and spring property, such as various terminals, a connector, a relay, or a switch, such as a lead frame of an electronic device, inexpensive brass was applied for the use which places importance on manufacturing cost. On the other hand, phosphor bronze was applied to applications in which mechanical properties such as spring property are important. In addition to the spring property, silver and silver were applied to the use which stresses corrosion resistance.

그러나, 최근의 전자 기기류 및 그 부품의 경량화, 박육화 및 소형화에 따라, 이들 재료를 사용한 것에서는 필요한 강도를 충분히 만족시킬 수 없는 것이 현상이다.However, with the recent reduction in weight, thickness and miniaturization of electronic devices and their components, the use of these materials is a phenomenon that the required strength cannot be sufficiently satisfied.

최근 전자 기기의 각종 단자 등의 전기 전도성 및 스프링성이 필요한 재료에 있어서는, 종래의 인청동, 황동 등으로 대표되는 고용 강화형 합금 대신에, 고강도 및 고도전성의 관점에서, 시효 경화형의 구리 합금의 사용량이 증가하고 있다.In recent years, in materials requiring electrical conductivity and springability of various terminals of electronic devices, instead of the solid solution reinforced alloys represented by conventional phosphor bronze, brass, etc., the amount of aging-curable copper alloys is used from the viewpoint of high strength and high conductivity. This is increasing.

시효 경화형의 구리 합금은, 용체화 처리된 과포화 고용체를 시효 처리함으로써, 미세 입자가 균일하게 석출되어 내력 또는 스프링 한계값 등의 강도 특성의 향상과 함께 고용 원소량이 감소하여 도전율의 향상에 기여하는 구리 합금이다.In the age hardening type copper alloy, by aging a solution-treated supersaturated solid solution, fine particles are uniformly deposited to improve the strength characteristics such as the proof strength or the spring limit value, and the amount of the solid solution element is reduced, contributing to the improvement of the conductivity. Copper alloy.

따라서, 점점 엄격해지는 전자 기기류 및 그 부품의 경량화, 재료의 고강도화의 요구를 만족하는 재료로서, 예를 들어, Cu-Ni-Si계 합금(코르손)이나 베릴륨구리 등의 시효 경화형 구리 합금이 사용되고 있다.Therefore, as a material that meets the demands for increasingly stringent electronic devices, the weight reduction of the components thereof, and the high strength of the material, for example, an age hardening type copper alloy such as Cu-Ni-Si-based alloy (Corson) or beryllium copper is used. have.

이 밖에, 경량화, 재료의 고강도화하여, 전자 기기류에 대응하는 구리 합금으로서 Cu-Ni-Si계 합금(코르손)을 사용하여 제조 방법에 의한 개선도 시도되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는, Ni를 1.0~5.0질량%, Si를 0.2~1.0질량%, Zn을 1.0~5.0질량%, Sn을 0.1~0.5질량%, P를 0.003~0.3질량% 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피적 불순물로 이루어지는 구리 합금재로서, 목적으로 하는 최종 판두께의 1.3~1.7배의 두께까지 냉간 압연하는 제1 냉간 압연 공정, 제1 냉간 압연 후의 재료를 700~900℃로 가열 후, 매분 25℃ 이상의 강온 속도로 300℃ 이하까지 냉각하는 제1 열처리 공정, 제1 열처리 후의 재료를 최종 판두께까지 냉간 압연하는 제2 냉간 압연 공정, 제2 냉간 압연 후의 재료를 400~500℃로 가열하여 30분~10시간 유지하는 제2 열처리 공정, 및 제2 열처리 후의 재료를 길이 방향으로 장력을 가하면서 400~550℃에서 10초~3분간 가열 유지하는 구리 합금재가 개시되어 있다. 그러나, 제조 공정이 복잡해져, 제조 비용의 저감을 도모하기가 어렵다.In addition, weight reduction, high strength of the material, and improvement by a manufacturing method using Cu-Ni-Si type alloy (Corson) as a copper alloy corresponding to electronic devices are also tried. For example, in patent document 1, 1.0-5.0 mass% of Ni, 0.2-1.0 mass% of Si, 1.0-5.0 mass% of Zn, 0.1-0.5 mass% of Sn, and 0.003-0.3 mass% of P are contained, The remainder is a copper alloy material composed of Cu and unavoidable impurities, the first cold rolling step of cold rolling to a thickness of 1.3 to 1.7 times the final sheet thickness as desired, and the material after the first cold rolling to 700 to 900 ° C. After the heating, the first heat treatment step of cooling to 300 ° C. or lower at a temperature lowering rate of 25 ° C. or more every minute, the second cold rolling step of cold rolling the material after the first heat treatment to the final plate thickness, and the material after the second cold rolling of 400 to 500 A second heat treatment step of heating to 30 ° C. for 30 minutes to 10 hours, and a copper alloy material for heating and holding at 400 to 550 ° C. for 10 seconds to 3 minutes while tensioning the material after the second heat treatment in the longitudinal direction are disclosed. However, the manufacturing process is complicated, and it is difficult to reduce the manufacturing cost.

이 Cu-Ni-Si계(코르손) 합금을 이용하고, 다른 금속 원소를 첨가하여 개선하는 것이 개시되어 있다(특허문헌 2 내지 4를 참조.). 예를 들어, 특허문헌 2에서는, Ni: 1.0~4.5질량%, Si: 0.50~1.2질량%, Cr: 0.0030~0.3질량%를 함유하고(단, Ni와 Si의 중량비가 3≤Ni/Si≤5.5이다.), 잔부 Cu 및 불가피적 불순물로 구성되는 구리 합금으로서, 재료 중에 분산되는 크기가 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하인 Cr-Si 화합물에 대해, 그 분산 입자 중의 Si에 대한 Cr의 원자 농도비가 1~5이고, 그 분산 밀도가 1×10⁶개/mm² 이하인 전자 재료용 구리 합금이 기재되어 있다. 그러나, Ni-Si계 금속간 화합물의 강도를 개선하는 것으로서, 고강도·고도전성에 관하여 한계가 있다.It is disclosed to improve by adding another metal element using this Cu-Ni-Si type (Corson) alloy (refer patent documents 2-4). For example, in patent document 2, Ni: 1.0-4.5 mass%, Si: 0.50-1.2 mass%, Cr: 0.0030-0.3 mass% are contained, provided that the weight ratio of Ni and Si is 3 <= Ni / Si <= 5.5.), And the Cr-Si compound having a size of 0.1 µm or more and 5 µm or less dispersed in the material, wherein the atomic concentration ratio of Cr to Si in the dispersed particles is 1 It is -5 and the copper alloy for electronic materials whose dispersion density is 1 * 10 <^6> piece / mm <^2> or less is described. However, there is a limit in terms of high strength and high conductivity as improving the strength of the Ni-Si-based intermetallic compound.

또한, Ni-Si계와는 다른 금속간 화합물, Cr-Si계, Ni-P에 Fe를 첨가하는 Ni-P-Fe계, Ni-Ti계 금속간 화합물을 석출시키는 구리 합금이 개시되어 있다(특허문헌 5 내지 7을 참조.). 예를 들어, 특허문헌 7에서는, Ni 1~3mass% 및 Ti 0.2~1.4mass%를 함유하고, 상기 Ni 및 Ti의 질량 백분율의 비율(Ni/Ti)이 2.2~4.7이고, Mg와 Zr의 일방 또는 양방을 합하여 0.02~0.3mass%, Zn 0.1~5mass%를 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피적 불순물로 이루어지는 구리 합금으로서, Ni, Ti 및 Mg로 이루어지는 금속간 화합물, Ni, Ti 및 Zr로 이루어지는 금속간 화합물, 또는 Ni, Ti, Mg 및 Zr로 이루어지는 금속간 화합물을 적어도 1개 함유하고, 상기 금속간 화합물의 분포 밀도가 1×10⁹~1×10¹³개/mm²이고, 인장 강도가 650MPa 이상 또한 도전율이 55IACS% 이상 또한 150℃에서 1000시간 유지하였을 때의 응력 완화율이 20% 이하인 전기 전자 기기용 구리 합금이 기재되어 있다.In addition, there is disclosed a copper alloy which precipitates an intermetallic compound different from Ni-Si, Cr-Si, and Ni-P-Fe and Ni-Ti intermetallic compounds in which Fe is added to Ni-P ( See Patent Documents 5 to 7. For example, in patent document 7, it contains Ni 1-3 mass% and Ti 0.2-1.4 mass%, the ratio (Ni / Ti) of the mass percentage of said Ni and Ti is 2.2-4.7, and Mg and Zr are either Or a combination of 0.02 to 0.3 mass% and Zn 0.1 to 5 mass%, the balance being a copper alloy composed of Cu and unavoidable impurities, comprising an intermetallic compound consisting of Ni, Ti, and Mg, consisting of Ni, Ti, and Zr. At least one intermetallic compound or an intermetallic compound composed of Ni, Ti, Mg, and Zr, wherein the distribution density of the intermetallic compound is 1 × 10 ⁹ to 1 × 10 ¹³ pieces / mm ² , and the tensile strength is Copper alloys for electrical and electronic devices having a conductivity of at least 650 MPa and a conductivity of at least 55IACS% and a stress relaxation rate of at most 20% at 150 ° C. for 1000 hours are described.

일본 공개특허공보 2007-070651Japanese Laid-Open Patent Publication 2007-070651 일본 공개특허공보 2009-242921Japanese Laid-Open Patent Publication 2009-242921 일본 공개특허공보 2010-090408Japanese Laid-Open Patent Publication 2010-090408 일본 공개특허공보 2008-266787Japanese Laid-Open Patent Publication 2008-266787 일본 공개특허공보 2007-126739Japanese Laid-Open Patent Publication 2007-126739 일본 공개특허공보 2001-335864Japanese Laid-Open Patent Publication 2001-335864 일본 공개특허공보 2006-336068Japanese Laid-Open Patent Publication 2006-336068

그러나, 어느 구리 합금에서도, 겸비하는 고강도, 고도전성이 최근의 요청에 대하여 불충분하다.However, the high strength and high conductivity which both copper alloys have are insufficient for the recent request.

이에, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 과제는, 고강도라도 가공성이 우수하고, 또한, 고도전성의 구리 합금 및 이러한 구리 합금의 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a copper alloy having a high workability and a highly conductive copper alloy and a method for producing such a copper alloy even in high strength.

또, 이들의 고강도라도 가공성이 우수하고, 또한, 고도전성을 갖는 특성을 제어할 수 있는 구리 합금 및 이러한 구리 합금의 제조 방법을 제공하는 것이다.Moreover, even if it is these high strength, it is excellent in workability and can provide the copper alloy which can control the characteristic which has high electrical conductivity, and the manufacturing method of such a copper alloy.

상기 과제를 해결하는 수단인 본 발명의 특징으로는, 발명자들은 고강도 구리 합금을 얻기 위하여 검토한 결과, Cu-Ni-Al 합금에 있어서, FCC 구조의 모상 중에 Ni₃Al로 L1₂ 구조의 γ'상을 미세 석출시키는 것이 유효함을 알 수 있었다. 또한 Si를 첨가함으로써 한층 더 고강도화되는 것을 알 수 있었다.As a feature of the present invention, which is a means for solving the above problems, the inventors studied to obtain a high-strength copper alloy, and as a result, in the Cu-Ni-Al alloy, γ 'of the L1 ₂ structure with Ni ₃ Al in the matrix phase of the FCC structure. It was found that the microprecipitation was effective. Moreover, it turned out that it becomes further high strength by adding Si.

따라서, 본 발명의 구리 합금은, Ni: 3.0~29.5질량%, Al: 0.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 FCC 구조의 구리 합금으로서, 상기 구리 합금의 모상 중에, Si를 포함하는 Ni₃Al로 L1₂ 구조의 γ'상이 평균 입경이 100nm 이하로 석출되어 있는 것을 특징으로 한다.Therefore, the copper alloy of this invention contains Ni: 3.0-29.5 mass%, Al: 0.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%, The copper alloy of FCC structure which remainder consists of Cu and an unavoidable impurity. In the base phase of the copper alloy, the Ga ₃ phase of the L1 ₂ structure with Ni ₃ Al containing Si is precipitated with an average particle diameter of 100 nm or less.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, Ni: 3.0~14.0질량%, Al: 0.5~4.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고, 또한, 도전율이 8.5IACS% 이상인 것을 특징으로 한다.Moreover, the copper alloy of this invention contains Ni: 3.0-14.0 mass%, Al: 0.5-4.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%, It is characterized by the electrical conductivity being 8.5IACS% or more.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, 냉간 가공성이 10~95%인 것을 특징으로 한다.Moreover, the copper alloy of this invention is further characterized by cold workability of 10 to 95%.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, Al당량(질량%)=(Al질량%+1.19Si질량%) 및 Ni질량%로 나타내는 범위로서, (Al: 2.0질량%, Ni: 3.0질량%), (Al: 4.0질량%, Ni: 9.5질량%), (Al: 1.5질량%, Ni: 14.0질량%), (Al: 0.5질량%, Ni: 5.0질량%)의 4점으로 둘러싸이는 영역 A에 있는 것을 특징으로 한다.Moreover, the copper alloy of this invention is further represented as Al equivalent (mass%) = (Al mass% + 1.19 Si mass%) and Ni mass%, (Al: 2.0 mass%, Ni: 3.0 mass%), In the region A surrounded by four points of (Al: 4.0% by mass, Ni: 9.5% by mass), (Al: 1.5% by mass, Ni: 14.0% by mass), (Al: 0.5% by mass, Ni: 5.0% by mass). It is characterized by being.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, Ni: 9.5~29.5질량%, Al: 1.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고, 또한, 비커스 경도가 220Hv 이상인 것을 특징으로 한다.Moreover, the copper alloy of this invention contains Ni: 9.5-29.5 mass%, Al: 1.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%, Furthermore, Vickers hardness is 220 Hv or more, It is characterized by the above-mentioned.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, Al당량(질량%)=(Al질량%+1.19Si질량%) 및 Ni질량%로 나타내는 범위로서, (Al: 4.0질량%, Ni: 9.5질량%), (Al: 7.0질량%, Ni: 16.0질량%), (Al: 2.5질량%, Ni: 29.5질량%), (Al: 1.5질량%, Ni: 14.0질량%)의 4점으로 둘러싸이는 영역 B에 있는 것을 특징으로 한다.Moreover, the copper alloy of this invention is further represented by Al equivalent (mass%) = (Al mass% + 1.19 Si mass%) and Ni mass%, (Al: 4.0 mass%, Ni: 9.5 mass%), In the region B surrounded by four points of (Al: 7.0% by mass, Ni: 16.0% by mass), (Al: 2.5% by mass, Ni: 29.5% by mass), (Al: 1.5% by mass, Ni: 14.0% by mass). It is characterized by being.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, 첨가 원소로서, Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, Zn으로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.01~5.0질량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.Moreover, the copper alloy of this invention further contains 0.01-5.0 mass% in 1 or 2 or more types of elements selected from the group which consists of Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, Zn as an additional element. It is characterized by containing.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, 첨가 원소로서, C, P 및 B로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.001~0.5질량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.Moreover, the copper alloy of this invention contains 0.001-0.5 mass% in total amount of 1 type, or 2 or more types of elements chosen from the group which consists of C, P, and B as an additional element.

본 발명의 고강도 구리 합금의 제조 방법은, 일체로 하여 용융 혼합하여 열간 가공 및 냉간 가공 후, 다음으로 700~1020℃에서 0.1~10시간의 범위에서 열처리하고, 그 후, 400~650℃에서 0.1~48시간의 범위에서 시효 처리하는 것을 특징으로 한다.The method for producing a high strength copper alloy of the present invention is integrally melt mixed, followed by hot working and cold working, followed by heat treatment at 700 to 1020 ° C. for 0.1 to 10 hours, and thereafter at 0.1 to 400 to 650 ° C. It is characterized by aging treatment in the range of ˜48 hours.

또 본 발명의 고강도 구리 합금의 제조 방법은, 또한, 상기 시효 처리 전 또는 후에, 가공률이 10~95%인 냉간 가공을 행하는 것을 특징으로 한다.Moreover, the manufacturing method of the high-strength copper alloy of this invention is further characterized by performing cold working whose work rate is 10 to 95% before or after the said aging treatment.

상기 과제를 해결하는 수단인 본 발명의 구리 합금에 의해, 고도전성에 대하여 검토한 결과, 영역 A 및 영역 B에 있어서 강도, 도전성의 양자를 만족시키는 것을 알 수 있었다. 영역 A에서는 특히 도전율이 높고, 가공성이 우수한 고강도 구리 합금을, 영역 B는 특히 강도가 높은 고강도 구리 합금을 얻을 수 있다.The copper alloy of the present invention, which is a means for solving the above problems, examined the high electrical conductivity and found that both the strength and the conductivity were satisfied in the region A and the region B. FIG. In the region A, a high-strength copper alloy having particularly high electrical conductivity and excellent workability, and a high-strength copper alloy having a particularly high strength can be obtained.

또한, 본 발명의 구리 합금의 제조 방법에 의해, 고도전성에 대하여 검토한 결과, 영역 A 및 영역 B에 있어서 강도, 도전성의 양자를 만족시키는 구리 합금을 제조할 수 있다.Moreover, as a result of examining high conductivity by the manufacturing method of the copper alloy of this invention, the copper alloy which satisfy | fills both intensity | strength and electroconductivity in the area | region A and the area | region B can be manufactured.

도 1은 상측이 전자선 회절에 의한 석출물의 결정 구조 LI₂를 나타냄과 함께, 하측이 석출물의 상태를 나타내는 투과 전자 현미경의 사진이다.1 is a transmission electron microscope photograph showing the crystal structure LI ₂ of the precipitate by electron beam diffraction on the upper side, and the state of the precipitate on the lower side.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 한편, 이른바 당업자는 특허청구범위 내에 있어서의 본 발명을 변경·수정하여 다른 실시형태를 이루는 것은 용이하고, 이들의 변경·수정은 특허청구범위에 포함되는 것이며, 이하의 설명은 본 발명에 있어서의 최선의 형태의 예로서, 이 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the best form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. On the other hand, those skilled in the art can easily change and modify the present invention within the claims to form other embodiments, and these changes and modifications are included in the claims, and the following description is given in the present invention. As an example of the best mode, the claims are not limited.

본 발명의 구리 합금은, Ni: 3.0~29.5질량%, Al: 0.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 FCC 구조의 구리 합금으로서, 상기 구리 합금의 모상 중에, 평균 입경이 100nm 이하이고, Si를 포함하는 Ni₃Al로 L1₂ 구조의 γ'상이 석출되어 있다. 상기 L1₂ 구조는, 예를 들어 전자선 회절상의 배열 구조로 확인할 수 있다.The copper alloy of this invention contains Ni: 3.0-29.5 mass%, Al: 0.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%, The remainder is a copper alloy of FCC structure which consists of Cu and an unavoidable impurity, in the mother phase of the copper alloy, and the average particle diameter is 100nm or less, and is γ 'phase of the L1 ₂ structure precipitated with Ni ₃ Al containing Si. The L1 ₂ structure can be identified, for example, in the arrangement of the electron beam diffraction image.

도 1은, 상측이 전자선 회절에 의한 석출물의 결정 구조 LI₂를 나타냄과 함께, 하측이 석출물의 상태를 나타내는 투과 전자 현미경의 사진이다.Figure 1, the upper side refers to the precipitate with the crystal structure by the electron beam diffraction LI _2, a photograph of a transmission electron microscope showing a state where the lower side of the precipitate.

한편, 본 사진은, Ni: 12.3질량%-Al: 1.0질량%-Si: 0.3질량%-Cu의 조성으로, 용체화 처리: 900℃ 10분-냉간 가공 30%-시효 처리 500℃ 6시간의 열처리를 실시하고 있다.In addition, this photograph is a composition of Ni: 12.3 mass%-Al: 1.0 mass%-Si: 0.3 mass%-Cu, and solution solution: 900 degreeC 10 minutes-cold processing 30%-aging treatment 500 degreeC 6 hours Heat treatment is performed.

도 1과 같이, 전자선 회절에서는 회절면(110)을 갖는 규칙상을 대상으로 하는 것으로 되어 있다. 즉, γ'상은 금속간 화합물로서, 구석에 위치하는 원자가 Al 및 Si, 면심(面心)에 위치하는 원자가 Ni인 규칙화된 FCC 구조이다.As shown in FIG. 1, in the electron beam diffraction, a regular phase having the diffractive surface 110 is intended. That is, the γ 'phase is an intermetallic compound and has a regular FCC structure in which valences Al and Si located in corners and Ni atoms located in the face are placed.

또한 후술하지만, 도 1의 하측의 사진에서는 L1₂ 구조의 γ'상이 미세하게 석출되어 있는 것을 알 수 있다.Also described later, it can be seen that it is the picture of the lower γ 'phase of the L1 ₂ structure precipitated in finely 1.

이들 FCC 구조를 갖는 모상의 구리 및 L1₂ 구조를 갖는 γ'상은, 모두 FCC 구조이기 때문에 정합성이 좋아 강도의 향상에 기여함과 함께, γ'상을 석출시킴으로써 모상의 용질 원소 농도가 감소하여, 도전율의 향상에도 기여한다.Since both the copper of the parent phase having the FCC structure and the γ 'phase having the L1 ₂ structure are FCC structures, the conformity is good, contributing to the improvement of the strength, and the concentration of the solute element in the mother phase is reduced by depositing the γ' phase. It also contributes to the improvement of the conductivity.

본 발명의 구리 합금은, FCC 구조를 가진 상태의 구리 합금이다. FCC 구조는, 금속 원소가 가장 조밀하게 적층된 구조로, 고강도, 고도전성의 모상 합금으로서 적합하다. 따라서, FCC 구조를 갖는 구리는, 가공성이 우수하여 원하는 형상을 용이하게 제조할 수 있다.The copper alloy of this invention is a copper alloy of the state which has FCC structure. The FCC structure is a structure in which metal elements are densely stacked, and is suitable as a high strength, highly conductive mother alloy. Therefore, copper which has an FCC structure is excellent in workability and can manufacture a desired shape easily.

본 발명의 구리 합금은, Ni: 3.0~29.5질량%, Al: 0.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하는 것이 고강도와 고도전성을 만족시키기 위해 필요하다.It is necessary for the copper alloy of this invention to contain Ni: 3.0-29.5 mass%, Al: 0.5-7.0 mass%, and Si: 0.1-1.5 mass% in order to satisfy high strength and high electrical conductivity.

Ni와 Al은, 모상의 Cu 중에서, Ni₃Al의 금속간 화합물을 석출하여, γ'상을 형성한다. 또한, Al과 Si는, Ni와 합쳐 Ni₃(Al, Si) 금속간 화합물을 형성하기 때문에, Al과 Si는 양방을 합하여, 이 계에 맞춘 양이 필요하고, 또한, Ni₃Al, Ni₃Si의 단독의 계가 아니라, L1₂형 중에서 FCC 구조의 구석에 혼재하면서 1개의 Ni₃(Al, Si) 금속간 화합물을 형성하고 있다.Ni and Al precipitate an intermetallic compound of Ni ₃ Al in the mother phase Cu to form a γ 'phase. In addition, since Al and Si combine with Ni to form a Ni ₃ (Al, Si) intermetallic compound, Al and Si need to be added in combination to both of these systems, and Ni ₃ Al and Ni ₃ are required. Instead of Si alone, one Ni ₃ (Al, Si) intermetallic compound is formed while being mixed in the corner of the FCC structure in the L1 ₂ type.

본 발명의 구리 합금에 있어서의 L1₂ 구조를 갖는 γ'상은 금속간 화합물로서, 구석에 위치하는 원자가 Al 및 Si, 면심에 위치하는 원자가 Ni인 규칙화된 FCC 구조이다.The γ 'phase having the L1 ₂ structure in the copper alloy of the present invention is an ordered FCC structure in which the valence Al and Si in the corner and the valence Ni in the face center are intermetallic compounds.

또한, 상세하게 설명하면, L1₂ 구조의 γ'상은 GCP(Geometrically close packing)상에 속하며, 그 조밀 충전 구조에 기인하여 연성이 있고, 또한 정합성이 높기 때문에 미세 조직인 γ'상이 석출되어 있는 γ+γ' 조직이 되어 있음으로써 인성이 있는 가공성이 높은 구리 합금을 얻을 수 있다.In detail, the γ 'phase of the L1 ₂ structure belongs to the GCP (Geometrically close packing) phase, and due to its compact packing structure, the γ + phase in which the microstructured γ' phase is precipitated because of its ductility and high matching. By forming the γ 'structure, a copper alloy having high toughness can be obtained.

이 γ'상은, 모상인 구리가 주체인 γ상에 구형으로, 미세하게 석출된다. γ'상이 구형임으로써, γ'상과 γ상의 계면에서 응력 집중되지 않고 인성이 있는 가공성이 높은 구리 합금을 얻을 수 있다.This γ 'phase is finely precipitated spherically on the γ phase whose main copper is a main phase. Since the γ 'phase is spherical, a copper alloy having high toughness without toughness at the interface between the γ' phase and the γ phase can be obtained.

또한, γ'상의 평균 입경을 작게 제어함으로써 강도의 향상을 더욱 불러올 수 있다. γ'상의 평균 입경을 작게 함으로써, 이동하는 전위의 피닝 사이트가 많아져, 높은 인장 강도를 얻을 수 있다.Further, by controlling the average particle diameter of the γ 'phase to be small, the improvement in strength can be further brought about. By making the average particle diameter of (gamma) 'phase small, the pinning site of the dislocation to move increases, and high tensile strength can be obtained.

또한, γ'상은 금속간 화합물로, 이것 자체의 경도가 높고, 인장 강도도 높다. 따라서, γ'상 내를 전위가 이동하는 것을 방해함으로써, 구리 합금에 대한 경도, 인장 강도에 공헌할 수 있다.In addition, the γ 'phase is an intermetallic compound, which has high hardness and high tensile strength. Therefore, it can contribute to the hardness and tensile strength with respect to a copper alloy by interfering with dislocation shifting in (gamma) 'phase.

또한, 도전율은, 일반적으로, 구리 중에 고용되는 용질 원소 농도가 높을수록 저하하는데, γ단상의 용체화 상태에 비하여 저온에서 열처리를 하여 γ'상을 석출시킴으로써 모상의 용질 원소 농도가 감소하기 때문에, γ'상의 석출은 도전율의 향상에도 기여한다. 한편, γ'상의 도전율은, 순Cu보다 도전율은 낮기 때문에, 이 γ'상이 점유하는 체적의 비율에 따른 분만큼 전자의 이동을 저하시키지만, 적당량의 γ'상의 면적분율로 함으로써 높은 도전율을 유지할 수 있다.In addition, the conductivity generally decreases as the concentration of the solute element dissolved in copper is higher. However, the concentration of the solute element in the mother phase is decreased by heat treatment at low temperature to precipitate the γ 'phase as compared with the solution state of the γ-single phase solution. Precipitation of the γ 'phase also contributes to the improvement of the electrical conductivity. On the other hand, the conductivity of the γ 'phase is lower than that of the pure Cu, so that the electrons are reduced by the amount of the volume occupied by the γ' phase, but by maintaining an appropriate area fraction of the γ 'phase, a high conductivity can be maintained. have.

따라서, 구리 합금으로 하였을 때에, 냉간 가공성 등의 연성을 크게 저해하지 않고 경도, 인장 강도 등의 기계적 특성에 대한 공헌이 크고, 또한, 도전율을 향상시키는 효과가 있는 제2상으로서, γ'상이 적합하다. 이 때, γ'상의 면적분율은 5~40%가 바람직하다.Therefore, when the copper alloy is used, the γ 'phase is suitable as a second phase which has a great contribution to mechanical properties such as hardness and tensile strength without significantly inhibiting ductility such as cold workability and improves electrical conductivity. Do. At this time, the area fraction of the γ 'phase is preferably 5 to 40%.

이 면적분율은, 구리 합금의 어느 단면의 각 금속 조직의 면적을 비교함으로써 구할 수 있다. 한편, 통상적으로는, 면적분율과 체적분율은, 카발리에리의 원리에 의한 2개의 입체를 어느 평면과 평행한 평면으로 자를 때의 절단면의 면적이 동일하면, 2개의 입체의 체적은 동일하다. 따라서, 이 면적분율은 체적분율로 취급해도 지장이 없다.This area fraction can be calculated | required by comparing the area of each metal structure of any cross section of a copper alloy. On the other hand, an area fraction and a volume fraction generally have the same volume when the area of the cut surface at the time of cutting two solids by Cavalieri's principle into a plane parallel to a certain plane is the same. Therefore, this area fraction can be treated as a volume fraction.

한편, 면적분율은, 금속 현미경, 전자 현미경(SEM, TEM), EPMA(X선 분석 장치) 등으로 측정할 수 있다.In addition, an area fraction can be measured with a metal microscope, an electron microscope (SEM, TEM), an EPMA (X-ray analyzer), etc.

또한, 이 γ'상의 평균 입경은 100nm 이하가 바람직하다. 작을수록 바람직하지만 열처리에 의한 조대화 때문에 실용 상의 석출 사이즈를 1nm보다 미세하게 제어하기는 어렵고, 1nm 이상이고, 100nm 이하이면 충분한 강도를 얻을 수 있다.In addition, the average particle diameter of the γ 'phase is preferably 100 nm or less. Although smaller is preferable, it is difficult to control the precipitation size for practical use finer than 1 nm because of coarsening by heat treatment, and sufficient strength can be obtained if it is 1 nm or more and 100 nm or less.

γ'상의 평균 입경은, 전자 현미경에 의한 조직 관찰로부터 화상 해석에 의해 복수의 γ'상의 직경을 계측하고, 그들을 평균함으로써 얻어진다.The average particle diameter of a γ 'phase is obtained by measuring the diameter of several γ' phases by image analysis from the structure observation by an electron microscope, and averaging them.

이 때에, 첨가되어 있는 Ni, Al, Si에 의해, Ni₃Al의 금속간 화합물의 γ'상 이외의 Ni₂(Al, Si), NiAl, Ni₅Si₂ 등의 금속간 화합물이 석출되는 경우가 있다.At this time, if by the Ni, Al, Si, which is added, which is an intermetallic compound, such as other than the γ 'between the metal of the Ni ₃ Al compound _{Ni 2 (Al, Si),} NiAl, Ni 5 Si 2 precipitation There is.

그러나, Ni₂(Al, Si)는 Ni₃(Al, Si)와 비교하여 석출되는 양이 적어, 구리 합금의 기계적 성질, 전기적 성질에 미치는 영향은 작다.However, Ni ₂ (Al, Si) is less precipitated compared to Ni ₃ (Al, Si), and the effect on the mechanical and electrical properties of the copper alloy is small.

NiAl로 나타내는 β상의 금속간 화합물이 석출된다. 이 β상은 BCC 규칙 구조의 B2 구조이지만, 석출되는 조성 범위가 좁고, 석출되어도 Ni₃(Al, Si)와 비교하여 양이 적어, 구리 합금의 기계적 성질, 전기적 성질에 미치는 영향은 작다.Β phase intermetallic compound represented by NiAl is precipitated. This β phase is a B2 structure of a BCC regular structure, but the composition range to be precipitated is narrow, and even when precipitated, the amount is smaller than that of Ni ₃ (Al, Si), and the effect on the mechanical and electrical properties of the copper alloy is small.

또한, Ni₅Si₂의 금속간 화합물이 석출되는 경우가 있다. 이 Ni₅Si₂도 Ni₃(Al, Si)와 비교하여 석출되는 양이 적어, 구리 합금의 기계적 성질, 전기적 성질에 미치는 영향은 작다.In addition, an intermetallic compound of Ni ₅ Si ₂ may be precipitated. The amount of precipitated Ni ₅ Si _{2 is} also smaller than that of Ni ₃ (Al, Si), and the effect on the mechanical and electrical properties of the copper alloy is small.

그러나, 이들 Ni₃(Al, Si)의 γ'상 이외의 금속간 화합물이 각각 다수 석출됨으로써, 구리 합금의 기계적 성질, 전기적 성질에 영향을 미치지만, Ni₃(Al, Si) 이상으로 영향을 미치는 것은 아니다. 그러나, 이들 모든 석출물을 합친 후에, 본 발명의 구리 합금이 성립하고 있다.However, the precipitation of a large number of intermetallic compounds other than the γ 'phase of Ni ₃ (Al, Si) affects the mechanical and electrical properties of the copper alloy, but affects more than Ni ₃ (Al, Si). It's not crazy. However, after combining all these precipitates, the copper alloy of this invention is established.

Si는 매트릭스 중의 용질 원소 농도를 저하시키는 효과가 있어, γ'상의 체적분율을 증가시킴과 함께 도전율을 높이는 효과가 있다. 그 때문에, γ'상은 Ni₃(Al, Si)의 금속간 화합물이 됨으로써, Ni₃Al의 단체와 비교하여 강도, 도전율이 우수하다. Al과 Si의 양비는, Al/Si=1~5의 범위에 있는 것이 바람직하다. Al/Si비가 1보다 작으면 γ'상 외에 연성, 도전율의 저하에 영향을 미치는 다른 화합물이 석출되고, 5보다 크면 γ'상의 체적분율이 불충분하고 매트릭스 중의 용질 원소 농도의 저하도 불충분하여 강도 및 도전율의 상승이 충분히 얻어지지 않기 때문이다.Si has the effect of reducing the concentration of solute elements in the matrix, and increases the volume fraction of the γ 'phase and increases the conductivity. Therefore, the γ 'phase becomes an intermetallic compound of Ni ₃ (Al, Si), which is superior in strength and electrical conductivity as compared with Ni ₃ Al alone. It is preferable that the ratio of Al and Si exists in the range of Al / Si = 1-5. If the Al / Si ratio is less than 1, other compounds affecting ductility and lowering of conductivity in addition to the γ 'phase are precipitated. If the Al / Si ratio is larger than 5, the volume fraction of the γ' phase is insufficient, and the concentration of the solute element in the matrix is insufficient. This is because an increase in electrical conductivity is not sufficiently obtained.

따라서, Al: 0.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%의 범위로 하여, γ'상을 석출시킴으로써, 고강도, 고도전성, 그리고 가공성이 우수한 조성 영역을 얻을 수 있다.Therefore, the composition region excellent in high strength, high electrical conductivity, and workability can be obtained by precipitating a gamma 'phase in the range of Al: 0.5-7.0 mass% and Si: 0.1-1.5 mass%.

또, 본 발명의 구리 합금은, Ni: 3.0~14.0질량%, Al: 0.5~4.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하는 조성의 범위이고, 또한, 도전율이 8.5IACS% 이상이다.Moreover, the copper alloy of this invention is the range of the composition containing Ni: 3.0-14.0 mass%, Al: 0.5-4.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%, and electrical conductivity is 8.5IACS% or more.

이 조성 범위로 하여, 100nm 이하의 γ'상을 석출시킴으로써, 도전율을 8.5IACS% 이상으로 할 수 있다.With this composition range, the conductivity can be made 8.5IACS% or more by depositing a gamma 'phase of 100 nm or less.

도전율을 8.5IACS% 이상으로 함으로써, 고도전성을 갖는 구리 합금으로서 전자 기기 등의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등에 적용된다.By setting the electrical conductivity to 8.5IACS% or more, it is applied to lead frames such as electronic devices, connectors, terminal materials and the like as copper alloys having high conductivity.

또, 본 발명의 구리 합금은, 이 조성 범위로 하여, 100nm 이하의 γ'상을 석출시킴으로써, 또한, 냉간 가공성을 10~95%로 할 수 있다.Moreover, the copper alloy of this invention can make cold workability 10 to 95% by making the composition range into a 100 nm or less γ 'phase precipitated.

냉간 가공성은, 온도 20℃에서 실시하는 압연의 경우에는, 소둔을 하지 않고 균열되지 않게 압연할 수 있는 최대 두께의 감소율로 정의하고, 신선(伸線)의 경우에는 소둔을 하지 않고 균열되지 않게 신선할 수 있는 최대 감면율로 정의한다.Cold workability is defined as the reduction rate of the maximum thickness which can be rolled without annealing without cracking in the case of rolling performed at the temperature of 20 degreeC, and is drawn so that it may not crack without annealing in the case of drawing. It is defined as the maximum reduction rate that can be achieved.

γ'상의 Ni₃(Al, Si) 금속간 화합물은 순Cu보다 가공성이 낮기 때문에, 이 Ni₃(Al, Si) 금속간 화합물이 점유하는 체적의 비율에 따른 분만큼 가공률을 크게 할 수 없다.Since the Ni ₃ (Al, Si) intermetallic compound on the γ 'phase is less workable than pure Cu, the processing rate cannot be increased by the amount corresponding to the proportion of the volume occupied by the Ni ₃ (Al, Si) intermetallic compound. .

따라서, Ni: 3.0~14.0질량%, Al: 0.5~4.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하는 조성의 범위로 함으로써, γ'상의 석출량을 제어하여, 도전율을 높게 유지한 채, 냉간 가공성을 10~95%로 할 수 있다.Therefore, by setting it as the range of the composition containing Ni: 3.0-14.0 mass%, Al: 0.5-4.0 mass%, and Si: 0.1-1.5 mass%, the precipitation amount of (gamma) 'phase is controlled and the conductivity is kept high, Cold workability can be 10 to 95%.

냉간 가공성이 10% 미만에서는 목적 형상을 가진 재료를 만들 수 없다는 문제가 있다. 냉간 가공성이 95%를 넘으면 설비에 대한 부담이 크다는 문제가 있다. 따라서, 냉간 가공성은 10~95%의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20~90%가 한층 더 좋다.If the cold workability is less than 10%, there is a problem that a material having a desired shape cannot be made. If the cold workability exceeds 95%, there is a problem that the burden on the facility is large. Therefore, the range of 10-95% of cold workability is preferable, More preferably, 20-90% is further more preferable.

냉간 가공성을 10~95%로 함으로써, 고강도를 갖는 구리 합금으로서 전자 기기 등의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등에 적용된다.By making cold workability into 10 to 95%, it is applied to lead frames, such as an electronic device, a connector, a terminal material, etc. as a copper alloy which has high strength.

또한, 본 발명의 구리 합금은, Ni와 Al, Si의 첨가량이, Al당량(질량%)=(Al질량%+1.19Si질량%) 및 Ni질량%로 나타내는 Ni 대 Al 등량도에 있어서, (Al: 2.0질량%, Ni: 3.0질량%), (Al: 4.0질량%, Ni: 9.5질량%), (Al: 1.5질량%, Ni: 14.0질량%), (Al: 0.5질량%, Ni: 5.0질량%)의 4점으로 둘러싸이는 영역 A에 있다.In addition, in the copper alloy of the present invention, the Ni to Al equivalent amount diagram in which the addition amount of Ni, Al, and Si is represented by Al equivalent (mass%) = (Al mass% + 1.19 Si mass%) and Ni mass% ( Al: 2.0 mass%, Ni: 3.0 mass%), (Al: 4.0 mass%, Ni: 9.5 mass%), (Al: 1.5 mass%, Ni: 14.0 mass%), (Al: 0.5 mass%, Ni: It is in the area | region A enclosed by four points of 5.0 mass%).

본 발명의 구리 합금은, 이 영역 A의 범위로 하여 γ'상이 석출되는 체적분율을 5~20%로 함으로써, 높은 도전율과 높은 냉간 가공성을 얻을 수 있다.In the copper alloy of the present invention, by setting the volume fraction in which the γ 'phase is precipitated within the range of this region A to 5 to 20%, high electrical conductivity and high cold workability can be obtained.

이 영역 A의 범위에서는, 대략 10~25IACS%의 도전율을 얻을 수 있고, 또한 10~95%의 냉간 가공성을 얻을 수 있기 때문에, 접점 재료로서 접촉·접찰(摺擦)되는 일이 많더라도 마모를 적게 할 수 있다.In the range of this area A, a conductivity of approximately 10 to 25 IACs% can be obtained and a cold workability of 10 to 95% can be obtained. You can do less.

따라서, 높은 도전율과 높은 냉간 가공성을 갖는 구리 합금으로서, 전자 기기 등의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등에 적용될 수 있다.Therefore, it can be applied to lead frames, such as electronic devices, connectors, terminal materials, etc. as a copper alloy which has high electrical conductivity and high cold workability.

또한, 본 발명의 구리 합금에서는, Ni: 9.5~29.5질량%, Al: 1.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고, 또한, 비커스 경도가 220~450Hv의 범위에 있다.Moreover, in the copper alloy of this invention, Ni: 9.5-29.5 mass%, Al: 1.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass% are contained, and Vickers hardness exists in the range of 220-450 Hv.

높은 Ni량의 첨가에 의해, γ'상이 점유하는 체적, 면적을 높게 함으로써, 비커스 경도를 높게 할 수 있다.By adding a high Ni amount, the Vickers hardness can be increased by increasing the volume and area occupied by the γ 'phase.

이 경우, γ'상이 석출되는 체적분율을 20~40%로 함으로써, 구리에 대한 비커스 경도로 나타내는 강도에 공헌할 수 있다.In this case, by making the volume fraction which a (gamin ') phase precipitates into 20 to 40%, it can contribute to the intensity | strength shown by the Vickers hardness with respect to copper.

이 때의 γ'상의 평균 입경은, 상기와 동일하게 100nm 이하가 바람직하다. 작을수록 바람직하지만 실용 상의 석출은 완전히 균일하게 행하기가 어려우며 1nm 이상이고, 100nm 이하이면 충분한 강도를 얻을 수 있고, 30nm 이하가 보다 바람직하다.As for the average particle diameter of a γ 'phase at this time, 100 nm or less is preferable similarly to the above. Although smaller is preferable, precipitation in practical use is difficult to carry out completely uniformly, and 1 nm or more and 100 nm or less can obtain sufficient intensity | strength, and 30 nm or less is more preferable.

한편, 본 발명의 구리 합금은, 이 조성 범위에 있어서의 도전율은, 대략 7~15IACS%의 도전율을 얻을 수 있기 때문에, 높은 비커스 경도를 아울러 구비함으로써, 전자 기기 등의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등에 적용되어도, 마모가 적고, 내구성이 좋아 장시간의 사용에 견딜 수 있다.On the other hand, in the copper alloy of the present invention, the electrical conductivity in this composition range can obtain a conductivity of approximately 7 to 15 IACs%, so that the copper alloy of the present invention has a high Vickers hardness, thereby providing lead frames such as electronic devices, connectors, and terminal materials. Even if it is applied or the like, the wear is low, the durability is good, and it can endure long time use.

또한, 본 발명의 구리 합금에서는, Al당량(질량%)=(Al질량%+1.19Si질량%) 및 Ni질량%로 나타내는 Ni 대 Al 등량도에 있어서, (Al: 4.0질량%, Ni: 9.5질량%), (Al: 7.0질량%, Ni: 16.0질량%), (Al: 2.5질량%, Ni: 29.5질량%), (Al: 1.5질량%, Ni: 14.0질량%)의 4점으로 둘러싸이는 영역 B에 있다.In addition, in the copper alloy of the present invention, in the Ni to Al equivalence diagram represented by Al equivalent (mass%) = (Al mass% + 1.19 Si mass%) and Ni mass%, (Al: 4.0 mass%, Ni: 9.5) Mass%), (Al: 7.0 mass%, Ni: 16.0 mass%), (Al: 2.5 mass%, Ni: 29.5 mass%), (Al: 1.5 mass%, Ni: 14.0 mass%) This is in area B.

본 발명의 구리 합금은, 이 영역 B의 범위로 하고, γ'상이 석출되는 체적분율을 25~40%로 함으로써, 또한, 비커스 경도로 나타내는 높은 강도를 가질 수 있다. 이것은, γ'상이 금속간 화합물이고, 고도가 매우 높은 것에서 유래하고 있다. 단, γ'상의 면적률이 높아지면 도전율이 저하된다는 단점이 있다.The copper alloy of this invention can have a high intensity | strength shown by the Vickers hardness by making it into the range of this area | region B, and making the volume fraction which a (gamin ') phase precipitates into 25 to 40%. This is because the γ 'phase is an intermetallic compound and is derived from a very high altitude. However, there is a disadvantage that the conductivity decreases when the area ratio of the γ 'phase increases.

따라서, 이 영역 B의 범위로 함으로써, 높은 도전율을 얻으면서, 높은 비커스 경도를 아울러 구비할 수 있다.Therefore, by setting it as the range of this area | region B, while having high electrical conductivity, it can be equipped with high Vickers hardness.

이로써, 전자 기기 등의 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등에 널리 적용할 수 있다.Thereby, it can apply widely to lead frames, connectors, terminal materials, etc. of electronic equipment.

또 본 발명의 구리 합금은, 또한, 첨가 원소로서, Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, Zn으로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.01~5.0질량%를 함유시킬 수 있다.Moreover, the copper alloy of this invention further contains 0.01-5.0 mass% in 1 or 2 or more types of elements selected from the group which consists of Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, Zn as an additional element. It can be contained.

Co, Ti, Cr 및 Zr은, γ'상을 안정화하여 석출을 촉진시키기 때문에 강도의 향상에 기여하고, 또 Cu 중의 용질 원소 농도를 감소시키는 효과도 있기 때문에 도전율의 향상에도 기여한다.Co, Ti, Cr, and Zr contribute to the improvement of strength because they stabilize the γ 'phase to promote precipitation, and also contribute to the improvement of the electrical conductivity because there is an effect of reducing the concentration of solute element in Cu.

Sn, Mg 및 Zn은 내응력 완화 특성을 개선시키는 것에 효과가 있음과 함께, Cu 중에 고용되기 때문에 강도의 향상에 기여한다.Sn, Mg, and Zn are effective in improving the stress relaxation resistance, and contribute to the improvement of the strength because they are dissolved in Cu.

Fe는 Cu 중에 Fe의 미세립이 분산됨으로써 결정립의 미세화에 효과가 있어, 강도의 향상 및 내열성의 향상에 기여한다.Fe is effective in miniaturizing crystal grains by dispersing fine grains of Fe in Cu, thereby contributing to the improvement of strength and the improvement of heat resistance.

첨가 원소의 첨가량은, 선택한 1종 또는 2종 이상의 첨가 원소가 총량으로 0.01~5.0질량%를 함유하도록 한다. 선택한 1종 또는 2종 이상의 첨가 원소가 총량으로 0.01질량% 미만에서는, 구리 합금에 대하여 도전율의 향상, 강도의 향상에도 기여하지 않는다는 문제가 있다. 또한, 첨가 원소가 총량으로 5.0질량%를 넘으면, 도전율의 향상, 강도의 향상에는 기여하지만, 도전율 등의 전기적 특성과 비커스 경도 등의 기계적 특성을 적정한 범위로 제어할 수 없게 된다는 문제가 있다.The addition amount of an additional element is made to contain 0.01-5.0 mass% of 1 type or 2 or more types of selected additional elements in total amount. If the selected one or two or more kinds of additional elements are less than 0.01% by mass in total amount, there is a problem that they do not contribute to the improvement of the electrical conductivity and the strength of the copper alloy. Moreover, when the added element exceeds 5.0 mass% in total amount, it contributes to the improvement of an electrical conductivity and an intensity | strength, but there exists a problem that it cannot control electric characteristics, such as electrical conductivity, and mechanical characteristics, such as Vickers hardness, in an appropriate range.

본 발명의 구리 합금은, 첨가 원소로서, 또한, C, P 및 B로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.001~0.5질량%를 함유시킬 수 있다.The copper alloy of the present invention can contain 0.001 to 0.5% by mass as an additional element, in a total amount of one or two or more elements selected from the group consisting of C, P and B.

C는, 결정립의 미세화에 효과가 있다고 생각되며 강도의 향상에 기여한다. 또한, Cu 중의 용질 원소의 고용도를 저하시켜 도전율 향상에 기여한다.C is considered to be effective for the refinement of crystal grains and contributes to the improvement of strength. Moreover, the solubility of the solute element in Cu is reduced and it contributes to the improvement of electrical conductivity.

P는, 탈산제로서 사용되며, Cu의 불순물의 농도를 감소시키는 효과가 있어, 도전율의 향상에 기여한다.P is used as a deoxidizer, has the effect of reducing the concentration of impurities of Cu, and contributes to the improvement of electrical conductivity.

B는, 결정립 성장을 억제하는 효과가 있기 때문에, 미세화하여 강도의 향상에 효과가 있다. 내열성을 향상시킬 수 있다.Since B has an effect of suppressing grain growth, it is effective in miniaturizing and improving strength. Heat resistance can be improved.

첨가량은, 선택한 1종 또는 2종 이상의 첨가 원소가 총량으로 0.001~0.5질량%를 함유하도록 한다. 첨가 원소가 총량으로 0.001질량% 미만에서는, 구리 합금에 대하여 도전율의 향상, 강도의 향상에도 기여하지 않는다는 문제가 있다. 또한, 첨가 원소가 총량으로 0.5질량%를 넘으면, 도전율의 향상, 강도의 향상에는 기여하지만, 도전율 등의 전기적 특성과 비커스 경도 등의 기계적 특성을 적정한 범위로 제어할 수 없게 된다는 문제가 있다.The addition amount is such that the selected one or two or more kinds of additional elements contain 0.001 to 0.5% by mass in total. If the added element is less than 0.001% by mass in total, there is a problem that it does not contribute to the improvement of the electrical conductivity and the strength of the copper alloy. Moreover, when the added element exceeds 0.5 mass% in total amount, it contributes to the improvement of the electrical conductivity and the strength, but there is a problem in that the electrical properties such as electrical conductivity and mechanical properties such as Vickers hardness cannot be controlled in an appropriate range.

또한, 본 발명의 구리 합금의 제조 방법에서는, 일체로 하여 용융 혼합하고, 주조한 후, 열간 단조 등의 열간 가공 및 필요에 따라 냉간 압연, 냉간 신선 등의 냉간 가공에 의해 판재, 선재, 관재 등의 형상으로 성형한다. 다음으로, 700~1020℃에서 0.1~10시간의 범위에서 열처리하고, 그 후, 400~650℃에서 0.1~48시간의 범위에서 시효 처리한다.Moreover, in the manufacturing method of the copper alloy of this invention, after integrally melt-mixing and casting, it is a board | plate material, a wire rod, a pipe | tube material, etc. by hot working, such as hot forging, and cold working, such as cold rolling and cold drawing, as needed. Molded into the shape of. Next, heat treatment is carried out at 700 to 1020 ° C for 0.1 to 10 hours, and thereafter, aging treatment is performed at 400 to 650 ° C for 0.1 to 48 hours.

본 발명의 구리 합금의 제조 방법은, (a) Ni: 3.0~29.5질량%, Al: 0.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%와 Cu를 일체로 하여 용융 혼합하여 주괴로서 구리 합금재를 형성하는 공정과, 열간 및 필요에 따라 냉간 가공에 의해 성형한 후에 (b) 상기 구리 합금재를 700℃~1020℃의 온도 범위에서, 0.1~10시간의 범위에서 열처리하는 용체화 처리를 행하는 공정과, (c) 용체화 처리 후의 구리 합금재를 400℃~650℃의 온도 범위에서, 0.1~48시간의 범위에서 가열하는 시효 처리를 행하는 공정을 갖는다.The manufacturing method of the copper alloy of this invention (a) Ni: 3.0-29.5 mass%, Al: 0.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass% integrally melt-mixing Cu and a copper alloy material as an ingot (B) performing a solution treatment to heat-treat the copper alloy material in a temperature range of 700 ° C. to 1020 ° C. in a range of 0.1 to 10 hours after forming by hot working and cold working as necessary. It has a process of performing the aging process which heats the copper alloy material after a process and (c) solution treatment in the temperature range of 400 degreeC-650 degreeC for 0.1 to 48 hours.

(a)의 구리 합금재를 형성하는 공정에서는, 구리 합금의 원료로는, 첨가 원소로서, 또한, Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, Zn으로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.01~5.0질량%를 더 첨가할 수도 있다. 또한, 구리 합금의 원료로서, C, P 및 B로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.001~0.5질량% 첨가할 수도 있다.In the step of forming the copper alloy material of (a), the raw material of the copper alloy is, as an additive element, one or two selected from the group consisting of Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, and Zn. You may add 0.01-5.0 mass% of elements or more in total amount further. Moreover, as a raw material of a copper alloy, you may add 0.001-0.5 mass% of 1 type, or 2 or more types of elements chosen from the group which consists of C, P, and B in a total amount.

용융 혼합은, Al, Si의 산화에 의한 감소를 방지하기 위하여, 예를 들어, 붕화칼슘 등의 탈산제를 사용하거나, 또는, 아르곤 가스나 질소 가스 등을 사용하여 버블링 처리, 또는, 진공 용기 내에서 진공 중에서 용해를 행하면 된다. 용해시키는 방법으로는, 특별히 제한되는 경우는 없으며, 고주파 용해로 등의 공지된 장치를 사용하여, 구리 합금 원료의 융점 이상의 온도로 가열하면 된다.In order to prevent the reduction caused by the oxidation of Al and Si, the melt mixing is performed by using a deoxidizing agent such as calcium boride, or bubbling using argon gas or nitrogen gas, or in a vacuum container. What is necessary is just to melt in vacuum. The method of dissolving is not particularly limited and may be heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the copper alloy raw material using a known apparatus such as a high frequency melting furnace.

(b)의 용체화 처리를 행하는 공정에서는, 구리 합금재를 700℃~1020℃의 온도 범위에서, 0.1~10시간의 범위에서 열처리한다. 이에 의해, 첨가한 합금 원소가, Cu의 모상 중에 편석되지 않고 고르게 균질화된 고용체가 달성된다. 가열의 방법은, 특별히 제한되는 경우는 없으며, 공지된 방법에 따라 행하면 된다.In the step of performing the solution treatment of (b), the copper alloy material is heat-treated at a temperature in the range of 700 ° C to 1020 ° C for 0.1 to 10 hours. Thereby, the solid solution which the added alloy element does not segregate in Cu base form and was homogeneously homogeneous is achieved. The method of heating is not specifically limited, What is necessary is just to follow a well-known method.

이 용체화 처리로, Ni, Al, Si 등을 균질하게 분산시킴으로써, 후술하는 시효 처리에 의해 100nm 이하의 미세한 평균 입경을 갖는 γ'상을 석출시킬 수 있다.In this solution treatment, by uniformly dispersing Ni, Al, Si and the like, a γ 'phase having a fine average particle diameter of 100 nm or less can be precipitated by the aging treatment described later.

(c)의 시효 처리를 행하는 공정에서는, 구리 합금재를 400~650℃에서, 0.1~48시간의 범위에서 시효 처리한다. 400℃ 미만에서, 및/또는, 0.1시간 미만에서는 γ'상을 석출시킬 수 없다. 650℃를 넘고 및/또는 48시간을 넘으면, γ'상이 성장하고, 평균 입경이 100nm를 넘어, 원하는 도전율 및 가공률이 얻어지지 않는다는 문제가 발생한다. 따라서, 원하는 도전율 및 경도를 얻기 위해서는, 이러한 시효 처리가 필수 요건이 된다.In the step of performing the aging treatment of (c), the copper alloy material is aged at 400 to 650 ° C. in the range of 0.1 to 48 hours. Γ 'phase cannot be precipitated below 400 degreeC, and / or less than 0.1 hour. When it exceeds 650 degreeC and / or exceeds 48 hours, (gamma) 'phase will grow, an average particle diameter will exceed 100 nm, and the problem that a desired electric conductivity and a processing rate cannot be obtained. Therefore, in order to obtain desired electrical conductivity and hardness, such an aging treatment becomes an essential requirement.

또한, 본 발명의 고강도 구리 합금의 제조 방법은, 또한, 상기 시효 처리 전 또는 후에, 10~95%의 냉간 가공을 행하는 것을 특징으로 한다.Moreover, the manufacturing method of the high strength copper alloy of this invention is further characterized by performing cold working of 10 to 95% before or after the said aging treatment.

본 발명의 고강도 구리 합금의 제조 방법은, 상기 서술한 제조 공정 외에, 추가로, (d) 상기 구리 합금재를 상기 시효 처리 전 또는 후에 10~95%의 냉간 가공을 행하는 공정을 마련한다.In addition to the manufacturing process mentioned above, the manufacturing method of the high strength copper alloy of this invention provides the process of (d) cold-processing 10-95% of the said copper alloy material before or after the said aging treatment.

구리 합금재를 시효 처리 전에 냉간 가공함으로써, 결정립계, 전위, 적층 결함 등의 격자 결함을 형성하여, 결정립 미세화나 가공 경화시킴과 함께, 그 후의 Ni₃(Al, Si)의 γ'상을 다수 분산시켜 석출시킴으로써, γ'상의 평균 입경을 100nm 이하로 함과 함께, 시효 처리의 온도를 낮게 하고, 또한, 시간을 짧게 할 수 있다. 냉간 가공의 방법은, 특별히 제한되는 경우는 없으며, 롤러에 의한 압연 등의 공지된 방법으로 행하면 된다.By cold working the copper alloy material before aging treatment, lattice defects such as grain boundaries, dislocations, lamination defects, etc. are formed, crystal grain refinement and work hardening, and a large number of subsequent γ 'phases of Ni ₃ (Al, Si) are dispersed. By making it precipitate, it is possible to make the average particle diameter of the γ 'phase to be 100 nm or less, lower the temperature of the aging treatment, and shorten the time. The method of cold working is not specifically limited, What is necessary is just to perform it by well-known methods, such as rolling with a roller.

또한, 구리 합금재를 시효 처리 후에 냉간 가공함으로써, 전위, 적층 결함 등을 도입시켜 가공 경화시킬 수 있으므로, 고강도화시킬 수 있다.In addition, by cold working the copper alloy material after the aging treatment, dislocations, lamination defects, and the like can be introduced and work hardened, thereby increasing the strength.

이 때에, 가공률은 10~95%의 범위에서 행한다. 가공률이 10% 미만에서는, 결함의 도입이 적어, 상기 가공의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 가공률이 95%를 넘으면, 가공 설비에 대한 부하가 커져 문제가 발생한다.At this time, a processing rate is performed in 10 to 95% of range. If the processing rate is less than 10%, there is little introduction of defects, and the effect of the processing is not sufficiently obtained. If the processing rate exceeds 95%, the load on the processing equipment becomes large, causing problems.

이들 공정 후에는, 스프링성을 부여하기 위하여 100~400℃의 범위에서 저온 시효를 행해도 된다. 저온 시효의 방법은, 특별히 제한되는 경우는 없으며, 공지된 방법에 따라 행할 수 있다.After these processes, in order to provide a spring property, you may perform low temperature aging in the range of 100-400 degreeC. The method for low temperature aging is not particularly limited and can be carried out in accordance with a known method.

이러한 제조 방법에 의해 얻어지는 구리 합금은, 구리 합금 중에 석출되는 L1₂ 구조의 γ'상의 조대화를 억제하면서, 충분한 양의 미세한 상을 석출시킬 수 있기 때문에, 도전율 등의 전기적 특성, 냉간 가공성, 비커스 경도 등의 기계적 특성을 용이하게 제어할 수 있다.Since the copper alloy obtained by such a manufacturing method can deposit a sufficient amount of fine phases while suppressing the coarsening of the γ 'phase of the L1 ₂ structure deposited in the copper alloy, electrical properties such as conductivity, cold workability, and Vickers Mechanical properties such as hardness can be easily controlled.

실시예Example

(구리 합금 No.1~57)(Copper alloy Nos. 1-57)

본 발명의 구리 합금의 범위에서, 실시예 1~57의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다.In the range of the copper alloy of this invention, the copper alloy material of the composition of Examples 1-57 was integrated into the high frequency induction melting furnace, it melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot.

(실시예 1~57의 조성)(Composition of Examples 1 to 57)

그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

열처리 조건은, 대표적인 제조 조건으로, 열간 압연(900℃, 압하율 90%)-용체화(900℃, 10분)-냉간 압연(20℃, 압하율 30%)-시효 석출 처리(500℃, 18시간)이다.Heat-treatment conditions are typical manufacturing conditions, hot rolling (900 degreeC, rolling reduction 90%)-solutionization (900 degreeC, 10 minutes)-cold rolling (20 degreeC, rolling reduction 30%)-aging precipitation treatment (500 degreeC, 18 hours).

이 때의, 각각의 조성에 있어서의 도전율, 가공성, 비커스 경도를 나타내고 있다.The electrical conductivity, workability, and Vickers hardness in each composition at this time are shown.

(도전율, 가공성, 비커스 경도의 결과)(Consequences of Conductivity, Workability, Vickers Hardness)

표 2-1, 표 2-2로부터, 본 발명의 구리 합금의 범위에서, 도전율 등의 전기적 특성, 냉간 가공성, 비커스 경도 등의 기계적 특성을 제어할 수 있음을 알 수 있다.From Table 2-1 and Table 2-2, it turns out that in the range of the copper alloy of this invention, mechanical characteristics, such as electrical characteristics, cold workability, and Vickers hardness, can be controlled.

그 후, 표 3에 나타내는 제조 열처리 조건 공정을 거쳐 FCC 구조의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was precipitated in the mother phase of FCC structure through the manufacturing heat processing conditions process shown in Table 3.

(제조 조건)(Manufacturing conditions)

표 4에서는, 구리 합금으로서 No.16~23의 조성의 구리 합금을 사용하여, 표 3에 있어서의 각각의 제조 조건에서의 도전율과 비커스 경도를 나타내고 있다.In Table 4, the copper alloy of the composition of No. 16-23 is used as a copper alloy, and the electrical conductivity and Vickers hardness in each manufacturing conditions in Table 3 are shown.

(제조 조건에서의 도전율과 비커스 경도의 결과)(Consequences of Conductivity and Vickers Hardness in Manufacturing Conditions)

이 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외에는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 4, the electrical conductivity was 8.5IACS% or more, and the Vickers hardness was 220 Hv or more, except for the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13.

(구리 합금 No.58~70)(Copper Alloy No. 58-70)

다음으로, 첨가 원소를 첨가하였다. 실시예 58~70의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다.Next, additional elements were added. The copper alloy material of the composition of Examples 58-70 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-mixed. This was used as a casting ingot.

(첨가 원소의 조성)(Composition of additive element)

이 때의, 각각의 조성에 있어서의 도전율과 비커스 경도를 나타내고 있다.The electrical conductivity and Vickers hardness in each composition at this time are shown.

표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 6, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(도전율과 비커스 경도의 결과)(Consequences of Conductivity and Vickers Hardness)

(구리 합금 No.71~76)(Copper alloy Nos. 71-76)

다음으로, 첨가 원소로서 Sn을 첨가하였다.Next, Sn was added as an additional element.

실시예 71~76의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 71-76 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 7에 실시예 71~76의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 71-76 is shown in the following Table 7.

표 8에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이 되었다.As can be seen from Table 8, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13. It became.

또한, 처리 가공 조건 1, 5, 6, 7, 8, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.In addition, in the heat treatment processing conditions which require aging treatments other than the processing conditions 1, 5, 6, 7, 8, 12, and 13, all Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.77~82)(Copper alloy No.77-82)

다음으로, 첨가 원소로서 Ti를 첨가하였다.Next, Ti was added as an additional element.

실시예 77~82의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 77-82 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 9에 실시예 77~82의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 77-82 is shown in the following Table 9.

표 10에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 10, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.83~88)(Copper alloy No. 83-88)

다음으로, 첨가 원소로서 Zr을 첨가하였다.Next, Zr was added as an additional element.

실시예 83~88의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 83-88 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 11에 실시예 83~88의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 83-88 is shown in the following Table 11.

표 12에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 12, in the manufacturing conditions of the manufacturing method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13. The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.89~94)(Copper alloy No. 89-94)

다음으로, 첨가 원소로서 Cr을 첨가하였다.Next, Cr was added as an additional element.

실시예 89~94의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 89-94 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 13에 실시예 89~94의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 89-94 is shown in the following Table 13.

표 14에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 14, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.95~100)(Copper alloy No.95-100)

다음으로, 첨가 원소로서 Fe를 첨가하였다.Next, Fe was added as an additional element.

실시예 95~100의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 95-100 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 15에 실시예 95~100의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 95-100 is shown in the following Table 15.

표 16에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 16, in the manufacturing conditions of the manufacturing method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13. The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.101~106)(Copper alloy No.101-106)

다음으로, 첨가 원소로서 P를 첨가하였다.Next, P was added as an additional element.

실시예 101~106의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 101-106 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 17에 실시예 101~106의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 101-106 is shown in the following Table 17.

표 18에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 18, in the manufacturing conditions of the manufacturing method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.107~112)(Copper alloy No.107-112)

다음으로, 첨가 원소로서 Zn을 첨가하였다.Next, Zn was added as an additional element.

실시예 107~112의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 107-112 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 19에 실시예 107~112의 조성을 나타낸다.In Table 19 below, the compositions of Examples 107 to 112 are shown.

표 20에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 20, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.113~118)(Copper alloy No.113-118)

다음으로, 첨가 원소로서 Mg를 첨가하였다.Next, Mg was added as an additional element.

실시예 113~118의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 113-118 was thrown into the high frequency induction melting furnace integrally, melt | dissolved, and was melt-mixed. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 21에 실시예 113~118의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 113-118 is shown in the following Table 21.

표 22에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 22, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.119~122)(Copper alloy No.119-122)

다음으로, 첨가 원소로서 B를 첨가하였다.Next, B was added as an additional element.

실시예 119~122의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 119-122 was integrated into the high frequency induction melting furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 23에 실시예 119~122의 조성을 나타낸다.The composition of Examples 119-122 is shown in the following Table 23.

표 24에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 24, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

(구리 합금 No.123~128)(Copper alloy No.123-128)

다음으로, 첨가 원소로서 Co를 첨가하였다.Next, Co was added as an additional element.

실시예 123~128의 조성의 구리 합금재를, 고주파 유도 용해로에 일체로 하여 투입하고, 용해시켜 용융 혼합하였다. 이것을 주조 잉곳(as-cast)으로 하였다. 그 후, FCC 구조의 Cu의 모상 중에 L1₂ 구조의 γ'상을 석출시켰다.The copper alloy material of the composition of Examples 123-128 was integrated into the high frequency induction furnace, melt | dissolved, and melt-blended. This was used as a casting ingot. Then, the γ 'phase of the L1 ₂ structure was deposited in the Cu phase of the Cu structure of the FCC structure.

이하의 표 25에 실시예 123~128의 조성을 나타낸다.The compositions of Examples 123 to 128 are shown in Table 25 below.

표 26에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법의 제조 조건에서는, 열처리 가공 조건 1, 5, 12, 13 이외의 시효 처리를 필수로 하고 있는 열처리 가공 조건에서는, 모두 도전율이 8.5IACS% 이상이고, 비커스 경도가 220Hv 이상이 되었다.As can be seen from Table 26, in the manufacturing conditions of the production method of the present invention, all of the electrical conductivity is 8.5IACS% or more under the heat treatment processing conditions that require aging treatment other than the heat treatment processing conditions 1, 5, 12, and 13 The Vickers hardness became 220 Hv or more.

따라서, 본 발명의 구리 합금은, 소정의 조성으로, 또한 소정의 제조 방법에 의해 얻어지는 구리 합금은, 구리 합금 중에 석출되는 L1₂ 구조의 γ'상의 조대화를 억제하면서, 충분한 양의 미세한 γ'상을 석출시킬 수 있기 때문에, 도전율 등의 전기적 특성, 냉간 가공성, 비커스 경도 등의 기계적 특성을 용이하게 제어할 수 있음을 알 수 있었다.Accordingly, the copper alloy of the present invention, in a predetermined composition, and copper alloys, γ of the L1 ₂ structure precipitated in the copper alloy, while suppressing coarsening on, a sufficient amount of fine γ 'is obtained by a predetermined method Since the phase can be deposited, it has been found that mechanical properties such as electrical properties such as electrical conductivity, cold workability, and Vickers hardness can be easily controlled.

Claims

Ni: 3.0~29.5질량%, Al: 0.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피적 불순물로 이루어지는 FCC 구조의 구리 합금으로서,
상기 구리 합금의 모상 중에, Si를 포함하는 Ni₃Al로 L1₂ 구조의 γ'상이 평균 입경이 100nm 이하로 석출되어 있는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.As a copper alloy of FCC structure containing Ni: 3.0-29.5 mass%, Al: 0.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%, and remainder consists of Cu and an unavoidable impurity,
Wherein the mother phase of the copper alloy, high-strength copper alloy, characterized in that the average particle size γ 'phase of the L1 ₂ structure with Ni ₃ Al containing Si is deposited to less than 100nm.

제1항에 있어서,
상기 고강도 구리 합금은, Ni: 3.0~14.0질량%, Al: 0.5~4.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고,
또한, 도전율이 8.5IACS% 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.The method of claim 1,
The said high strength copper alloy contains Ni: 3.0-14.0 mass%, Al: 0.5-4.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%,
Moreover, electrical conductivity is 8.5IACS% or more, The high strength copper alloy characterized by the above-mentioned.

제2항에 있어서,
냉간 가공성이 10~95%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.The method of claim 2,
High strength copper alloy, characterized by cold workability in the range of 10 to 95%.

제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 고강도 구리 합금은, Al당량(질량%)=(Al질량%+1.19Si질량%) 및 Ni질량%로 나타내는 범위로서, (Al: 2.0질량%, Ni: 3.0질량%), (Al: 4.0질량%, Ni: 9.5질량%), (Al: 1.5질량%, Ni: 14.0질량%), (Al: 0.5질량%, Ni: 5.0질량%)의 4점으로 둘러싸이는 영역 A에 있는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.The method according to claim 2 or 3,
The said high strength copper alloy is a range represented by Al equivalent (mass%) = (Al mass% + 1.19 Si mass%) and Ni mass%, (Al: 2.0 mass%, Ni: 3.0 mass%), (Al: 4.0 It is in the area | region A surrounded by four points of mass%, Ni: 9.5 mass%), (Al: 1.5 mass%, Ni: 14.0 mass%), (Al: 0.5 mass%, Ni: 5.0 mass%), High strength copper alloy made.

제1항에 있어서,
상기 고강도 구리 합금은, Ni: 9.5~29.5질량%, Al: 1.5~7.0질량%, Si: 0.1~1.5질량%를 함유하고,
또한, 비커스 경도가 220Hv 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.The method of claim 1,
The said high strength copper alloy contains Ni: 9.5-29.5 mass%, Al: 1.5-7.0 mass%, Si: 0.1-1.5 mass%,
Moreover, Vickers hardness is 220 Hv or more, High strength copper alloy characterized by the above-mentioned.

제5항에 있어서,
상기 고강도 구리 합금은, Al당량(질량%)=(Al질량%+1.19Si질량%) 및 Ni질량%로 나타내는 범위로서, (Al: 4.0질량%, Ni: 9.5질량%), (Al: 7.0질량%, Ni: 16.0질량%), (Al: 2.5질량%, Ni: 29.5질량%), (Al: 1.5질량%, Ni: 14.0질량%)의 4점으로 둘러싸이는 영역 B에 있는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.The method of claim 5,
The said high strength copper alloy is a range represented by Al equivalent (mass%) = (Al mass% + 1.19 Si mass%) and Ni mass%, (Al: 4.0 mass%, Ni: 9.5 mass%), (Al: 7.0 Characterized by being in a region B surrounded by four points: mass%, Ni: 16.0 mass%), (Al: 2.5 mass%, Ni: 29.5 mass%), (Al: 1.5 mass%, Ni: 14.0 mass%). High strength copper alloy made.

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고강도 구리 합금은, 첨가 원소로서, 또한, Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, Zn으로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.01~5.0질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The said high strength copper alloy contains 0.01-5.0 mass% in total amounts of 1 type, or 2 or more types of elements chosen from the group which consists of Co, Ti, Sn, Cr, Fe, Zr, Mg, Zn as an additional element further. High strength copper alloy, characterized in that.

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고강도 구리 합금은, 첨가 원소로서, 또한, C, P 및 B로 이루어지는 군에서 선택한 1종 또는 2종 이상의 원소를 총량으로 0.001~0.5질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The said high-strength copper alloy contains 0.001 to 0.5 mass% in total amounts of 1 type, or 2 or more types of elements chosen from the group which consists of C, P, and B as an additional element.

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 고강도 구리 합금으로서,
일체로 하여 용융 혼합하여 열간 가공 및 냉간 가공 후,
다음으로 700~1020℃에서 0.1~10시간의 범위에서 열처리하고,
그 후, 400~650℃에서 0.1~48시간의 범위에서 시효 처리하는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금의 제조 방법.As the high strength copper alloy according to any one of claims 1 to 8,
After integrally melt mixing and hot working and cold working,
Next, heat treatment in the range of 0.1 to 10 hours at 700 to 1020 ℃,
Thereafter, the aging treatment is performed at 400 to 650 ° C. for 0.1 to 48 hours.

제9항에 있어서,
상기 시효 처리 전 또는 후에, 가공률이 10~95%인 냉간 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 고강도 구리 합금의 제조 방법.10. The method of claim 9,
Before or after the aging treatment, a cold working process having a processing rate of 10 to 95% is performed.