KR102370860B1 - Copper alloy sheet material, connector, and method for manufacturing copper alloy sheet material - Google Patents
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Abstract
[과제] 판재 표면의 미시적인 요철의 척도인 파형 모티프 평균 길이(AW) 와 파형 모티프 평균 깊이(W)를 적정하게 제어함으로써, 굽힘 가공성과 내마모성이 우수하여, 전기·전자기기용 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차량탑재용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등에 적합한 구리합금 판재, 그것을 이용한 커넥터, 및 상기 구리합금 판재의 제조방법을 제공하는 것이다.
[해결수단] Ni를 1.00∼6.00질량%, Si를 0.10∼2.00질량% 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피 불순물로 이루어지며, 판재 표면의 파형 모티프 평균 길이(AW)가 5.00㎛ 이상, 파형 모티프 평균 깊이(W)가 0.50㎛ 이상인 구리합금 판재, 그것을 이용한 커넥터, 및 상기 구리합금 판재의 제조방법.[Task] By appropriately controlling the average length (AW) of corrugated motifs and the average depth (W) of corrugated motifs, which are measures of microscopic irregularities on the surface of the plate, it has excellent bending workability and abrasion resistance. To provide a copper alloy sheet suitable for a connector and terminal material, a relay, a switch, a socket, etc., such as a terminal material, for mounting on an automobile vehicle, a connector using the same, and a method for manufacturing the copper alloy sheet.
[Solutions] 1.00 to 6.00 mass % of Ni and 0.10 to 2.00 mass % of Si, the balance being copper and unavoidable impurities, the average length (AW) of the wavy motifs on the surface of the plate material is 5.00 μm or more, the average of the wavy motifs A copper alloy sheet having a depth (W) of 0.50 μm or more, a connector using the same, and a method for manufacturing the copper alloy sheet.
Description
본 발명은, 구리합금 판재, 그것을 이용한 커넥터, 및 그 구리합금 판재의 제조방법에 관한 것이고, 특히, 굽힘 가공성과 내마모성이 우수하며, 차량탑재 부품용이나 전기·전자기기용 리드 프레임, 커넥터, 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등에 적용되는 구리합금 판재, 그것을 이용한 커넥터, 및 상기 구리합금 판재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a copper alloy sheet material, a connector using the same, and a method for manufacturing the copper alloy sheet material, and in particular, has excellent bending workability and wear resistance, and is a lead frame, connector, and terminal material for vehicle-mounted parts and electric/electronic devices. , a copper alloy plate applied to a relay, a switch, a socket, etc., a connector using the same, and a method of manufacturing the copper alloy plate.
차량탑재 부품용이나 전기·전자기기용 리드 프레임, 커넥터, 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등의 용도로 사용되는 구리합금 판재에 요구되는 특성 항목에는, 도전율, 내력(항복 응력), 인장강도, 굽힘 가공성, 내응력 완화 특성, 피로 특성이 있다. 근래, 전기·전자기기의 소형화, 경량화, 고기능화, 고밀도 실장화나, 사용 환경의 고온화에 수반하여, 이 요구 특성이 높아지고 있다. 특히, 차량탑재 부품용이나 전기·전자기기용 부품에 이용되는 구리나 구리합금의 판재에는, 두께를 얇게 하는 요구가 높아지고 있기 때문에, 요구되는 강도 레벨은 보다 높은 것으로 되고 있다.Conductivity, proof strength (yield stress), tensile strength, and bending properties required for copper alloy plates used for vehicle-mounted parts or lead frames for electrical and electronic devices, connectors, terminal materials, relays, switches, sockets, etc. It has machinability, stress relaxation resistance, and fatigue properties. In recent years, this required characteristic is increasing with size reduction, weight reduction, high functionalization, high density mounting, and temperature increase of a use environment of an electric/electronic device. In particular, since the demand for thinning the thickness of copper or copper alloy plate materials used for vehicle-mounted parts and parts for electric/electronic devices is increasing, the required strength level is higher.
또, 차량탑재 부품이나 전기·전자 부품을 구성하는 커넥터, 리드 프레임, 릴레이, 스위치 등의 부품에 사용되는 재료에는, 차량탑재 부품이나 전기·전자기기의 조립시나 작동시에 부여되는 응력에 견딜 수 있는 높은 강도가 요구된다. 이것에 더하여, 차량탑재부 용도나 전기·전자 부품은 일반적으로 굽힘 가공에 의해 성형되기 때문에, 우수한 굽힘 가공성이 요구된다.In addition, materials used for components such as connectors, lead frames, relays, and switches constituting vehicle-mounted components and electrical/electronic components cannot withstand the stress applied during assembly or operation of vehicle-mounted components or electrical/electronic devices. high strength is required. In addition to this, since the use of vehicle mounting parts and the electrical/electronic parts are generally formed by bending, excellent bending workability is calculated|required.
구리합금 판재의 강화법으로서 재료 중에 미세한 제2 상을 석출시키는 석출강화가 있다. 이 강화방법은 강도가 높아지는 것에 더하여, 도전율을 동시에 향상시키는 메리트가 있기 때문에, 많은 합금계에서 행해지고 있다. 그러나, 요즈음의 전자기기나 자동차에 사용되는 부품의 소형화에 수반하여, 사용되는 구리합금은, 보다 고강도인 재료를 보다 작은 반경에서 굽힘 가공이 실시되도록 되어 있고, 굽힘 가공성이 우수한 구리합금 판재가 강하게 요구되고 있다. 또한, 굽힘 가공을 행했을 때에, 재료의 표면 근방에 있어서의 요철이 커져, 가공 조건을 엄격하게 해 가면, 오목한 개소를 기점으로 크랙이 발생해 버린다. 판 두께 방향으로 크랙의 발달에 의해, 국소적으로 단면적이 작아지고, 전기 접점으로서 사용했을 때에 전기 저항값이 상승하여, 재료가 발열해 버린다. 또, 이 요철에 의하여 접점부의 마모가 진행되어 버린다. 그 때문에, 상기 각 요구 특성을 만족하는 것과 아울러, 내마모성을 향상시키는 것이 요구되고 있었다.As a method of strengthening a copper alloy sheet, there is precipitation strengthening in which a fine second phase is deposited in the material. This strengthening method is used in many alloy systems because it has the merit of simultaneously improving the electrical conductivity in addition to increasing the strength. However, with the miniaturization of parts used in electronic devices and automobiles these days, the copper alloy used is designed to be bent at a smaller radius with a higher strength material, and the copper alloy sheet material with excellent bending workability is strong. is being demanded Moreover, when bending is performed, the unevenness|corrugation in the vicinity of the surface of a material becomes large, and if a processing condition is made strict, a crack will generate|occur|produce from the recessed part as a starting point. Due to the development of cracks in the thickness direction, the cross-sectional area becomes small locally, the electrical resistance value increases when used as an electrical contact, and the material generates heat. Moreover, abrasion of a contact part will advance by this unevenness|corrugation. Therefore, while satisfy|filling each said required characteristic, it was calculated|required to improve abrasion resistance.
이들 차량탑재 부품이나 전기·전자기기용 구리합금 판재에 있어서, 그 요구 특성을, 표층 부분의 금속 조직(조도 등), 집합조직을 제어함으로써 달성하려고 하는 제안이 몇 개인가 이루어져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, Cu-Ni-Si계 합금의 판재 표면의 최대 골 깊이(Rv)를 제어함으로써, 판재의 피로 수명을 개선시키고 있다. 또, 특허문헌 2에서는, Cu-Ni-Si계 합금의 판 두께 방향으로, 표면으로부터 판 두께의 1/6t의 깊이까지의 전단대의 개수와 그 이외 부분의 전단대 개수의 비를 제어함으로써 굽힘 가공성이나 굽힘부의 외관을 개선하고 있다. 특허문헌 3에서는, Cu-Ni-Si계 합금의 Cube 방위를 가지는 결정립의 면적률과 개수(분산 밀도)를 제어함으로써, 굽힘 가공성을 개선하고 있다.In these vehicle-mounted parts and copper alloy sheet materials for electric/electronic devices, several proposals have been made to achieve the required characteristics by controlling the metal structure (roughness, etc.) and texture of the surface layer portion. For example, in
특허문헌 1에 기재된 발명에 있어서는, 판재 표면의 압축 잔류응력을 20∼200㎫로 하고, 표면의 최대 골 깊이(Rz)를 1.0㎛ 이하로 함으로써, 피로시험에서의 재료의 오목부를 작게 하여, 고강도 구리합금 판재의 피로 특성을 경감하고 있다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 굽힘 가공성과 내마모성과의 개량에 대해서는 착안되어 있지 않고, 기재되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 1에서는, 판재 표면의 파형 모티프(Waviness motif) 제어에 관해서는 착안되어 있지 않고, 이것과 굽힘 가공성이나 내마모성과의 관계에 대해서는 아무런 시사조차 되어 있지 않다.In the invention described in
특허문헌 2에 기재된 발명에 있어서는, 판 두께 방향으로 표면으로부터 판 두께의 1/6t의 깊이까지의 표층과 그 이외의 내부에 있어서의 전단대 개수의 비를 제어하고, 판재 표층의 전단대 개수를, 판 두께 내부의 전단대 개수 이하로 함으로써, 굽힘 가공성을 개선하고, 또, 굽힘 가공시의 표층 근방의 불균일 변형을 경감하여 GW 굽힘 표면의 피부 조도를 개선하고 있다. 그러나, 특허문헌 2에서는, 내마모성의 개량에 대해서는 착안되어 있지 않고, 기재되어 있지 않다. 또한, 판재 표면의 파형 모티프 제어에 관해서는 착안되어 있지 않고, 이것과 굽힘 가공성이나 내마모성과의 관계에 대해서는 아무런 시사조차 되어 있지 않다.In the invention described in Patent Document 2, the ratio of the number of shear bands in the surface layer from the surface to a depth of 1/6t of the plate thickness in the plate thickness direction and the other inside is controlled, and the number of shear bands in the plate material surface layer is , by setting the number of shear bands or less within the thickness of the sheet to improve the bending workability, and also to reduce the non-uniform deformation near the surface layer during bending, thereby improving the skin roughness of the GW bending surface. However, in Patent Document 2, no attention is paid to, and no description is made about, improvement of abrasion resistance. In addition, no attention is paid to the control of the wavy motif on the surface of the sheet material, and there is no suggestion at all about the relationship between this and bending workability or wear resistance.
특허문헌 3에 기재된 발명에 있어서는, Cube 방위 결정립의 사이즈와 개수를 제어함으로써, 굽힘 가공성을 개선하고 있다. 그러나, 특허문헌 3에서는, 내마모성의 개량에 대해서는 착안되어 있지 않고, 기재되어 있지 않다. 또한, 판재 표면의 파형 모티프 제어에 관해서는 착안되어 있지 않고, 이것과 굽힘 가공성이나 내마모성과의 관계에 대해서는 아무런 시사조차 되어 있지 않다. 또한, Cube 방위 결정립의 판 두께 방향의 분포와 굽힘 가공성이나 내마모성과의 관계에 대해서는 아무런 시사조차 되어 있지 않다.In invention described in patent document 3, bending workability is improved by controlling the size and number of cube orientation crystal grains. However, in patent document 3, attention is not paid and it does not describe about the improvement of abrasion resistance. In addition, no attention is paid to the control of the wavy motif on the surface of the sheet material, and there is no suggestion at all about the relationship between this and bending workability or wear resistance. In addition, there is no suggestion at all about the distribution of the cube orientation crystal grains in the plate thickness direction and the relationship between bending workability and wear resistance.
코르손계 합금(Cu-Ni-Si계 합금)의 판재를 가공하여, 단자의 접점부 등으로서 사용할 때는, 코르손계 합금의 굽힘 가공부의 외관은, 인청동의 굽힘 표면보다 뒤떨어져, 표면의 요철이 크다고 하는 특징이 있다. 이것은, 판재의 굽힘시험을 행했을 때에, 판 두께 표층 근방은 인장응력이 가해져, 소성변형이 생기고 있기 때문이다. 이 표층 근방의 변형은, 금속 조직 내에서 불균일하게 변형되어 있는 것에 기인한다. 그리고, 이 불균일 변형에 의하여, 요철이 발생하여, 전기 접점부재로서 사용했을 때에, 이 요철에 의하여 접점부의 마모가 진행해 버린다. 또, 판재 표면에 대하여 통상의 조도화(예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 버프 연마 등)를 행하면, 판재 표면의 요철에 있어서, 볼록한 최고점과 오목한 최심부의 가로방향(가공방향 또는 판 폭 방향)의 길이가 짧게 됨과 함께, 볼록한 최고점과 오목한 최심부의 세로방향(판 두께 방향)의 깊이가 얕아져, 접점부로서 사용했을 때의 마모가 진행되기 쉬워진다.When a Corson-based alloy (Cu-Ni-Si-based alloy) plate material is processed and used as a contact part of a terminal, the appearance of the Corson-based alloy bending part is inferior to that of phosphor bronze, and the surface irregularities are large. There is a characteristic. This is because, when a bending test of the sheet material is performed, tensile stress is applied in the vicinity of the sheet thickness surface layer, and plastic deformation occurs. This deformation in the vicinity of the surface layer originates in the non-uniform deformation in the metal structure. And by this non-uniform deformation|transformation, when unevenness|corrugation generate|occur|produces and it uses as an electrical contact member, abrasion of a contact part will advance by this unevenness|corrugation. In addition, when normal roughening (for example, the buffing described in Patent Document 1) is performed on the surface of the sheet material, in the unevenness of the surface of the sheet material, the convex highest point and the deepest concave portion are transverse direction (processing direction or sheet width direction) ) is shortened, and the depth in the longitudinal direction (thickness direction) of the convex highest point and the concave deepest part becomes shallow, and abrasion at the time of using it as a contact part advances easily.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여, 본 발명은, 판재 표면의 미시적인 요철의 척도인 파형 모티프 평균 길이(AW)와 파형 모티프 평균 깊이(W)를 적정하게 제어함으로써, 굽힘 가공성과 내마모성이 우수하며, 전기·전자기기용 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차량탑재용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등에 적합한 구리합금 판재, 그것을 이용한 커넥터, 및 상기 구리합금 판재의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.In view of the problems of the prior art as described above, the present invention, by appropriately controlling the average length (AW) of the waveform motif and the average depth (W) of the waveform motif, which are measures of microscopic irregularities on the surface of the plate, bending workability and wear resistance Copper alloy sheet material suitable for lead frame, connector, terminal material, etc. for electric and electronic equipment, connector or terminal material for vehicle mounting, relay, switch, socket, etc., a connector using the same, and a method for manufacturing the copper alloy sheet material The task is to provide
본 발명자들은, 전기·전자 부품, 자동차 차량탑재용 부품 등의 용도에 적절한 구리합금에 대하여 연구를 행하여, Cu-Ni-Si계 구리합금에 있어서, 양호한 굽힘 가공성과 내마모성을 이루기 위한 굽힘 표면 성상에 대하여 조사를 진행한 바, 파형 모티프로 규정되는 특정의 표면 성상의 제어를 행함으로써, 판재 표면의 요철에 대하여, 볼록한 최고점과 오목한 최심부의 가로방향의 길이가 확대함과 함께, 볼록한 최고점과 오목한 최심부의 세로방향(판 두께 방향)의 깊이가 깊어지고, 그 결과, 굽힘 가공 후의 표면이 균일 변형하게 됨으로써 국소적인 마모의 진행을 방지하여, 굽힘 가공성과 내마모성이 크게 향상되는 것을 알 수 있고, 종래 이상의 우수한 굽힘 가공성과 우수한 내마모성을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. 또, 상기의 표면 성상의 제어에 더하여, Cube 방위를 가지는 결정립의 특정 깊이까지의 판재 표층부에서의 집적 비율에도 굽힘 가공성 및 내마모성과의 상관이 있는 것을 발견하고, 상기 파형 모티프로 규정되는 특정의 표면 성상을 제어하는 것에 더하여, 판 두께 방향으로 특정 깊이까지의 판재 표층부에 있어서 Cube 방위를 가지는 결정립의 존재 비율을 특정 범위로 제어함으로써, 상기 개량효과가 한층 더 좋게 되는 것을 찾아냈다. 본 발명은 이들의 지견에 기초하여 완성하기에 이른 것이다.The present inventors have researched on a copper alloy suitable for applications such as electric/electronic parts, automobile and vehicle mounting parts, and in the Cu-Ni-Si-based copper alloy, the bending surface properties for achieving good bending workability and wear resistance As a result of the investigation, by controlling the specific surface properties defined by the corrugated motif, the lengths of the convex peak and the deepest part in the convex direction are enlarged with respect to the unevenness of the surface of the plate material, and the convex peak and the concave part are enlarged. It can be seen that the depth in the longitudinal direction (thickness direction) of the deepest part is increased, and as a result, the surface after bending is deformed uniformly, thereby preventing the progress of local wear, and it can be seen that bending workability and wear resistance are greatly improved, It turned out that the excellent bending workability and the outstanding wear resistance can be obtained than the conventional one. Further, in addition to the control of the surface properties described above, it was found that there was also a correlation between bending workability and wear resistance in the accumulation ratio in the plate material surface layer up to a specific depth of the crystal grains having the Cube orientation, and the specific surface defined by the corrugation motif. In addition to controlling the properties, it was found that the improvement effect was further improved by controlling the abundance ratio of crystal grains having a Cube orientation in a specific range in the plate material surface layer portion up to a specific depth in the sheet thickness direction. The present invention has been completed based on these findings.
즉, 본 발명에 의하면, 하기에 기재된 수단이 제공된다:That is, according to the present invention, the means described below are provided:
(1) Ni를 1.00∼6.00질량%, Si를 0.10∼2.00질량% 함유하고, 잔부가 구리 및 불가피 불순물로 이루어지는 구리합금 판재로서, (1) A copper alloy sheet material containing 1.00 to 6.00 mass % of Ni and 0.10 to 2.00 mass % of Si, the balance being copper and unavoidable impurities;
판재 표면의 파형 모티프 평균 길이(Waviness motif average length)(AW)가 5.00㎛ 이상, 파형 모티프 평균 깊이(W)가 0.50㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.A copper alloy sheet material, characterized in that the wavy motif average length (AW) of the surface of the sheet material is 5.00 µm or more, and the wavy motif average depth (W) is 0.50 µm or more.
(2) Ni를 1.00∼6.00질량%, Si를 0.10∼2.00질량% 함유하고, 및 B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag 및 Sn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.005∼3.000질량% 함유하며, 잔부가 구리 및 불가피 불순물로 이루어지는 구리합금 판재로서,(2) 1.00 to 6.00 mass % of Ni and 0.10 to 2.00 mass % of Si, and at least selected from the group consisting of B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag and Sn. A copper alloy sheet material containing 0.005 to 3.000 mass % of one type in total, the balance being copper and unavoidable impurities,
판재 표면의 파형 모티프 평균 길이(AW)가 5.00㎛ 이상, 파형 모티프 평균 깊이(W)가 0.50㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.A copper alloy sheet material, characterized in that the average length (AW) of the wavy motifs on the surface of the sheet material is 5.00 µm or more, and the average depth (W) of the corrugation motifs is 0.50 µm or more.
(3) 상기 구리합금 판재의 표면으로부터 판 두께의 1/8의 위치에 이르기까지의 표층부에서, 상기 구리합금 판재의 압연면에 대하여 Cube 방위를 가지는 결정립이 5.0% 이상의 면적률을 가지는, (1) 또는 (2) 항에 기재된 구리합금 판재.(3) in the surface layer portion from the surface of the copper alloy sheet to a position of 1/8 of the sheet thickness, crystal grains having a Cube orientation with respect to the rolled surface of the copper alloy sheet have an area ratio of 5.0% or more, (1 ) or the copper alloy sheet material according to (2).
(4) 상기 구리합금 판재의 표면 조도(Ra)가 0.20㎛ 이하인, (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 구리합금 판재.(4) The copper alloy sheet material according to any one of (1) to (3), wherein the surface roughness (Ra) of the copper alloy sheet material is 0.20 µm or less.
(5) 상기 구리합금 판재의 압연 수직방향으로 하중 100g으로 30 왕복의 슬라이딩 시험을 한 후의 동마찰계수가 0.5 이하인, (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 구리합금 판재.(5) The copper alloy sheet material according to any one of (1) to (4), wherein the copper alloy sheet material has a dynamic friction coefficient of 0.5 or less after performing a sliding test of 30 reciprocations under a load of 100 g in the vertical direction of rolling of the copper alloy sheet material.
(6) 상기 구리합금 판재의 180° U굽힘시험에서 굽힘의 축이 압연 평행방향과 압연 수직방향 중 어느 경우에서도 크랙 없이 굽힘 가공이 가능한, (1)∼(5) 중 어느 한 항에 기재된 구리합금 판재.(6) The copper according to any one of (1) to (5), wherein in the 180° U-bending test of the copper alloy sheet material, the bending axis can be bent without cracks in either the rolling parallel direction or the rolling vertical direction. alloy plate.
(7) (1)∼(6) 중 어느 한 항에 기재된 구리합금 판재로 이루어지는 커넥터.(7) A connector comprising the copper alloy plate material according to any one of (1) to (6).
(8) Ni를 1.00∼6.00질량%, Si를 0.10∼2.00질량% 함유하고, 및 B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag 및 Sn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.000∼3.000질량% 함유하며, 잔부가 구리 및 불가피 불순물로 이루어지는 구리합금 소재를 용해·주조[공정 1]한 후, 균질화 열처리[공정 2], 열간압연[공정 3], 수냉[공정 4], 냉간압연 1[공정 6], 냉간압연 2[공정 7], 롤러 레벨러(Roller leveler)[공정 8], 중간 용체화 열처리[공정 9], 시효석출 열처리[공정 10], 냉간압연 3[공정 12], 및 최종소둔[공정 13]의 각 공정을 이 순서로 실시하는 구리합금 판재의 제조방법으로서,(8) contains 1.00 to 6.00 mass % of Ni and 0.10 to 2.00 mass % of Si, and at least selected from the group consisting of B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag and Sn. After melting and casting a copper alloy material containing 0.000 to 3.000 mass % of one type in total, the remainder being copper and unavoidable impurities [Step 1], homogenization heat treatment [Step 2], hot rolling [Step 3], water cooling [Process 4], cold rolling 1 [process 6], cold rolling 2 [process 7], roller leveler [process 8], intermediate solution heat treatment [process 9], aging precipitation heat treatment [process 10], cold A method of manufacturing a copper alloy sheet in which each step of rolling 3 [step 12] and final annealing [step 13] is performed in this order,
상기 냉간압연 1[공정 6]은, 합계 가공률 50∼90%로 가공을 행하고,In the cold rolling 1 [Step 6], processing is performed at a total working rate of 50 to 90%,
상기 냉간압연 2[공정 7]는, 압연시의 장력을 50∼400㎫로 하며, 압연기의 롤 조도(Ra)를 0.5㎛ 이상으로 하고, 합계 가공률 30% 이상으로 가공을 행하며, In the cold rolling 2 [Step 7], the tension at the time of rolling is 50 to 400 MPa, the roll roughness (Ra) of the rolling mill is 0.5 μm or more, and the processing is performed at a total working rate of 30% or more,
상기 롤러 레벨러[공정 8]는, 벤더수를 9개 이상으로 하고, 압입량으로서의 인터메쉬(Intermesh)가 0.2% 이상으로 되는 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 구리합금 판재의 제조방법.The method for manufacturing a copper alloy sheet material, wherein the roller leveler [Step 8] performs processing such that the number of benders is 9 or more, and the intermesh as an indentation amount is 0.2% or more.
(9) 상기 구리합금 소재가, B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag 및 Sn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.005∼3.000질량% 함유하는, (8) 항에 기재된 구리합금 판재의 제조방법.(9) the copper alloy material contains 0.005 to 3.000 mass% in total of at least one selected from the group consisting of B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag and Sn, (8) The manufacturing method of the copper alloy plate material as described in item|item.
(10) 상기 수냉[공정 4]과 상기 냉간압연 1[공정 6]과의 사이에, 면삭[공정 5]을 실시하는, (8) 또는 (9) 항에 기재된 구리합금 판재의 제조방법.(10) The method for manufacturing a copper alloy sheet material according to item (8) or (9), wherein chamfering [step 5] is performed between the water cooling [step 4] and the cold rolling 1 [step 6].
(11) 상기 시효석출 열처리[공정 10]와 상기 냉간압연 3[공정 12]과의 사이에, 산세·연마[공정 11]를 실시하는, (8)∼(10) 중 어느 한 항에 기재된 구리합금 판재의 제조방법.(11) The copper according to any one of (8) to (10), wherein pickling and polishing [Step 11] are performed between the aging precipitation heat treatment [Step 10] and the cold rolling 3 [Step 12]. A method for manufacturing an alloy plate.
이하, 도 1을 참조하여, 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, it demonstrates.
여기서, 판재 표면의 「파형 모티프 평균 길이(AW)」란, 판재 표면의 요철에 대하여, 1개의 모티프의 볼록한(산의) 최고점(산정)(Hj)으로부터 그 모티프의 오목(골짜기)한 최심부(골짜기의 밑바닥)를 지나 그 모티프의 또 하나의 볼록한(산의) 최고점(산정)(Hj+1)까지의 가로방향의 길이를 파형 모티프의 길이(ARj)로 하고, 이 파형 모티프 길이의 평가 길이에서의 산술 평균치를 말한다. 또, 「파형 모티프의 평균 깊이(W)」란, 상기 1개의 모티프의 볼록한 최고점(Hj)으로부터 그 모티프의 오목한 최심부를 지나 그 모티프의 또 하나의 볼록한 최고점(Hj + 1)까지의 사이에서의 세로방향(판 두께 방향)의 최고점(즉 어느 쪽인가의 산정)으로부터 최저점(즉 골짜기의 밑바닥)까지의 거리(깊이)를 파형 모티프의 깊이(Wj=Hj + 1)로 하고, 이 파형 모티프 깊이에 대해서의 평가 길이에서의 산술 평균치를 말한다. 이들 파형 모티프 평균 길이(AW)와 파형 모티프의 평균 깊이(W)란, JIS에서 규격화된 표면 성상의 정의(JIS B 0631:2000)에 따른 모티프 파라미터이다.Here, the "wavy motif average length (AW)" of the plate material surface means the concave (valley) of the motif from the convex (mountainous) highest point (calculation) (H j ) of one motif with respect to the unevenness of the plate material surface. Let the horizontal length from the deep part (bottom of the valley) to another convex (mountainous) highest point (mountain) of the motif (H j+1 ) be the length (AR j ) of the waveform motif, Evaluation of length Refers to the arithmetic mean of the length. In addition, the "average depth (W) of a waveform motif" refers to the distance from the convex highest point (H j ) of one motif through the deepest concave part of the motif to another convex highest point (H j + 1 ) of the motif. Let the distance (depth) from the highest point (ie, the calculation of either side) in the vertical direction (thickness direction) to the lowest point (ie, the bottom of the valley) as the depth of the waveform motif (W j =H j + 1 ), It refers to the arithmetic mean value in the evaluation length with respect to this waveform motif depth. These waveform motif average length (AW) and average depth (W) of waveform motifs are motif parameters according to the definition of surface properties standardized by JIS (JIS B 0631:2000).
본 발명의 구리합금 판재는, 판재 표면의 파형 모티프 평균 길이(AW)와 파형 모티프 평균 깊이(W)를 제어함으로써, 바람직하게는 이것에 더하여 판 두께 방향으로 특정 깊이까지의 판재 표층부의 Cube 방위를 가지는 결정립의 면적률도 제어함으로써, 굽힘 가공성, 내마모성이 우수하여, 전기·전자기기용 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차량탑재용 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치, 소켓 등에 특별히 적합한 성질을 가진다. 또, 본 발명의 제조방법은, 상기 구리합금 판재를 염가로 안정되게 제조하는 방법으로서 적합하다.In the copper alloy sheet material of the present invention, by controlling the average length (AW) of the corrugation motifs and the average depth (W) of the corrugation motifs on the surface of the sheet material, the Cube orientation of the surface layer portion of the sheet material up to a specific depth in the sheet thickness direction is preferably added. By controlling the area ratio of the grains, it has excellent bending workability and wear resistance, and is particularly suitable for connectors and terminal materials, relays, switches, sockets, etc. have Moreover, the manufacturing method of this invention is suitable as a method of manufacturing the said copper alloy plate material stably at low cost.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 적당히 첨부의 도면을 참조하여, 하기의 기재로부터 보다 분명해질 것이다.The above and other characteristics and advantages of the present invention will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings as appropriate.
도 1은, 조도 모티프(A)와, 파형 모티프(B)를 나타내고, 파형 모티프 평균 길이(AW)와 파형 모티프 평균 깊이(W)를 설명하는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 제조방법의 하나의 구체적인 예에 있어서, 롤러 레벨러[공정 8]에 있어서의 벤더(도면 중에서는 9개)와 압입량(인터메쉬)을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은, 비교예 4에서, 크랙이 생긴 경우의 판재 표층부의 금속조직을 나타내는 전자현미경 사진(배율 500배)이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the roughness motif A and the waveform motif B, and is a figure explaining the waveform motif average length AW and the waveform motif average depth W. As shown in FIG.
Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the benders (nine in the figure) and the press-fitting amount (intermesh) in the roller leveler [Step 8] in one specific example of the manufacturing method of the present invention.
Fig. 3 is an electron micrograph (magnification of 500) showing the metal structure of the plate material surface layer portion in the case of cracks in Comparative Example 4;
본 발명의 구리합금 판재의 바람직한 실시의 형태에 대하여, 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명에 있어서의 「판재」에는, 「조재」도 포함하는 것으로 한다.A preferred embodiment of the copper alloy sheet material of the present invention will be described in detail. In addition, the "plate material" in this invention shall also include a "steel material".
[합금조성][alloy composition]
우선, 본 발명의 판재를 구성하는 구리합금의 조성을 설명한다.First, the composition of the copper alloy constituting the plate material of the present invention will be described.
(필수 첨가원소)(essential additive)
본 발명의 판재를 구성하는 구리합금에의 필수 첨가원소 Ni와 Si의 함유량과 그 작용에 대하여 나타낸다.The contents of essential addition elements Ni and Si to the copper alloy constituting the plate material of the present invention and their action are shown.
(Ni)(Ni)
Ni는, 후술하는 Si와 함께 함유되어, 시효석출 열처리로 석출한 Ni2Si상을 형성하고, 구리합금 판재의 강도의 향상에 기여하는 원소이다. Ni의 함유량은 1.00∼6.00질량%이며, 바람직하게는 1.20∼5.50질량%, 더 바람직하게는 1.50∼5.00질량%이다. Ni의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 상기 Ni2Si상을 적정하게 형성시켜, 구리합금 판재의 기계적 강도(인장강도나 0.2% 내력)를 높일 수 있다. 또, 도전율도 높다. 또, 열간압연가공성도 양호하다.Ni is an element which is contained together with Si mentioned later, forms Ni2Si phase which precipitated by aging precipitation heat processing, and contributes to the improvement of the intensity|strength of a copper alloy plate material. Content of Ni is 1.00-6.00 mass %, Preferably it is 1.20-5.50 mass %, More preferably, it is 1.50-5.00 mass %. By setting the Ni content in the above range, the Ni 2 Si phase can be properly formed, and the mechanical strength (tensile strength or 0.2% yield strength) of the copper alloy sheet material can be increased. Moreover, electrical conductivity is also high. Moreover, the hot rolling workability is also favorable.
(Si)(Si)
Si는, 상기 Ni와 함께 함유되어, 시효석출 열처리로 석출한 Ni2Si상을 형성하고, 구리합금 판재의 강도의 향상에 기여한다. Si의 함유량은 0.1∼2.0질량%이며, 바람직하게는 0.20∼1.80질량%, 더 바람직하게는 0.50∼1.50질량%이다. Si의 함유량은 화학량론비로 Ni/Si=4.2로 하는 것이 가장 도전율과 강도의 밸런스가 좋다. 그 때문에 Si의 함유량은, Ni/Si가 2.50∼7.50의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.00∼6.50이다. Si의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 구리합금 판재의 인장강도를 높게 할 수 있다. 이 경우, 과잉인 Si가 구리의 매트릭스 중에 고용하여, 구리합금 판재의 도전율을 저하시키지 않는다. 또, 주조시의 주조성이나, 열간 및 냉간에서의 압연가공성도 양호하여, 주조 균열이나 압연 균열이 생기지도 않는다.Si is contained together with the Ni, forms a Ni 2 Si phase precipitated by aging precipitation heat treatment, and contributes to the improvement of the strength of the copper alloy sheet material. Content of Si is 0.1-2.0 mass %, Preferably it is 0.20-1.80 mass %, More preferably, it is 0.50-1.50 mass %. As for the content of Si, in a stoichiometric ratio, Ni/Si=4.2 has the best balance between conductivity and strength. Therefore, as for content of Si, it is preferable to make Ni/Si become the range of 2.50-7.50, More preferably, it is 3.00-6.50. By making the content of Si into the above range, it is possible to increase the tensile strength of the copper alloy sheet material. In this case, excess Si is dissolved in the copper matrix and the conductivity of the copper alloy sheet is not reduced. Moreover, the castability at the time of casting and the rolling workability in hot and cold are also favorable, and casting cracks and rolling cracks do not generate|occur|produce.
(부첨가원소) (additive element)
다음으로 본 발명의 판재를 구성하는 구리합금에 있어서의 부첨가원소의 종류와 그 첨가 효과에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 부첨가원소를 함유시키지 않아도 좋지만, 함유시키는 경우는, 바람직한 부첨가원소로서는, B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag 및 Sn을 들 수 있다. 이들 원소는 총량으로 3.000질량% 이하이면 도전율을 저하시키는 변형을 일으키지 않기 때문에 바람직하다. 첨가 효과를 충분히 활용하고, 또 도전율을 저하시키지 않기 위해서는, 총량으로, 0.005∼3.000질량%인 것이 바람직하고, 0.010∼2.800질량%가 더 바람직하며, 0.030∼2.500질량%인 것이 특히 바람직하다. 또한 이들 부첨가원소는, 총량으로 0.005질량% 미만의 경우, 불가피 불순물로서 취급한다. 이하에, 각 원소의 첨가 효과를 나타낸다.Next, the types of sub-addition elements in the copper alloy constituting the plate material of the present invention and the effect of the addition will be described. In the present invention, it is not necessary to contain an additive element, but when it is contained, preferred examples of the additive element include B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag and Sn. If these elements are 3.000 mass % or less in total, since the deformation which reduces electrical conductivity does not raise|generate, it is preferable. In order to fully utilize the effect of addition and not to lower the electrical conductivity, the total amount is preferably 0.005 to 3.000 mass %, more preferably 0.010 to 2.800 mass %, and particularly preferably 0.030 to 2.500 mass %. Incidentally, when the total amount of these auxiliary additives is less than 0.005 mass %, they are treated as unavoidable impurities. The effect of adding each element is shown below.
(Mg, Sn, Zn)(Mg, Sn, Zn)
Mg, Sn, Zn은, 첨가함으로써 내응력 완화 특성을 향상시킨다. 각각을 첨가한 경우보다 모두 첨가한 경우에 상승효과에 의하여 더욱 내응력 완화 특성이 향상된다. 또, 땜납 취화가 현저하게 개선되는 효과가 있다. Mg, Sn, Zn 각각의 함유량은, 바람직하게는 0.050∼0.750질량%, 더 바람직하게는 0.100∼0.750질량%이다. Mg, Sn, and Zn improve stress relaxation resistance by adding them. Stress relaxation resistance is further improved by a synergistic effect when all are added than when each is added. Moreover, there is an effect that solder embrittlement is remarkably improved. Each content of Mg, Sn, and Zn becomes like this. Preferably it is 0.050-0.750 mass %, More preferably, it is 0.100-0.750 mass %.
(Mn, Ag, B, P)(Mn, Ag, B, P)
Mn, Ag, B, P는 첨가하면 열간 가공성을 향상시킴과 함께, 강도를 향상시킨다. Mn, Ag, B, P 각각의 함유량은, 바람직하게는 0.050∼0.160질량%, 더 바람직하게는 0.050∼0.150질량%이다.When Mn, Ag, B, and P are added, hot workability is improved and strength is improved. Each content of Mn, Ag, B, and P is preferably 0.050 to 0.160 mass%, more preferably 0.050 to 0.150 mass%.
(Cr, Zr, Fe, Co)(Cr, Zr, Fe, Co)
Cr, Zr, Fe, Co는, 화합물이나 단체에서 미세하게 석출되어, 석출경화에 기여한다. 또, 화합물로서 50∼500㎚의 크기로 석출하여, 입성장을 억제함으로써 결정립경을 미세하게 하는 효과가 있어, 굽힘 가공성을 양호하게 한다. Cr, Zr, Fe, Co 각각의 함유량은, 바람직하게는 0.050∼0.500질량%, 더 바람직하게는 0.100∼0.450질량%이다.Cr, Zr, Fe, and Co are finely precipitated in a compound or a single substance, and contribute to precipitation hardening. Moreover, as a compound, it precipitates to a size of 50 to 500 nm, and suppresses grain growth, thereby having an effect of making a grain size fine, thereby improving bending workability. Each content of Cr, Zr, Fe, and Co becomes like this. Preferably it is 0.050-0.500 mass %, More preferably, it is 0.100-0.450 mass %.
[파형 모티프][Waveform motif]
본 발명의 구리합금 판재는, 그 판재 표면에 있어서, 파형 모티프 평균 길이(AW)가 5.00㎛ 이상이고, 또, 파형 모티프 평균 깊이(W)가 0.50㎛ 이상이다. 도 1을 참조하여, 상기에서 설명한 바와 같이, 파형 모티프 평균 길이(AW)는 바람직하게는 5.50㎛ 이상이다. 파형 모티프 평균 깊이(W)는 바람직하게는 0.55㎛ 이상이다. 더 바람직하게는, 파형 모티프 평균 길이(AW)가 6.00㎛ 이상이며, 또, 파형 모티프 평균 깊이(W)가 0.60㎛ 이상이다. 이들 상한치는 특히 제한되는 것은 아니지만, 통상, 파형 모티프 평균 길이(AW)는 10.00㎛ 이하이며, 파형 모티프 평균 깊이(W)는 1.10㎛ 이하이다. 구리합금 판재의 표면에 있어서, 파형 모티프 평균 길이(AW)를 5.00㎛ 이상으로 제어하고, 또, 파형 모티프 평균 깊이(W)를 0.50㎛ 이상으로 제어함으로써, 굽힘 가공성, 내마모성이 우수한, 전기·전자기기나 자동차 적재용 부품 등의 용도로 적합한 구리합금을 얻을 수 있다. 이와 같이 파형 모티프 평균 길이(AW)와 파형 모티프 평균 깊이(W)의 양쪽을 적정하게 제어함으로써, 굽힘 가공 후의 표면이 균일 변형할 수 있는 표면 성상으로 되어, 마모의 개시점으로 되는 극미소한 요철을 방지할 수 있고, 국소적인 마모의 진행을 방지하여, 내마모성이 향상된다고 생각된다.The copper alloy sheet material of the present invention has a corrugation motif average length (AW) of 5.00 µm or more and a corrugation motif average depth (W) of 0.50 µm or more on the surface of the sheet material. As described above with reference to FIG. 1 , the waveform motif average length AW is preferably 5.50 μm or more. The waveform motif average depth W is preferably 0.55 μm or more. More preferably, the waveform motif average length AW is 6.00 µm or more, and the waveform motif average depth W is 0.60 µm or more. Although these upper limits are not specifically limited, Usually, the waveform motif average length AW is 10.00 micrometer or less, and the waveform motif average depth W is 1.10 micrometer or less. In the surface of the copper alloy sheet material, by controlling the average length (AW) of the wavy motifs to 5.00 µm or more and the average depth (W) of the corrugation motifs to 0.50 µm or more, the bending workability and wear resistance are excellent, electrical/electronic It is possible to obtain a copper alloy suitable for applications such as equipment and automobile loading parts. In this way, by appropriately controlling both the corrugated motif average length (AW) and the corrugated motif average depth (W), the surface after bending becomes a surface property that can be deformed uniformly, and extremely minute irregularities that become the starting point of wear It is thought that the wear resistance can be prevented and the wear resistance is improved by preventing the progress of local wear.
[표면 조도][Surface roughness]
본 발명의 구리합금 판재는, 그 판재 표면에 있어서, 표면 조도(Ra)가 0.20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 표면 조도(Ra)는 더 바람직하게는 0.08∼0.18㎛이다. 구리합금 판재의 표면에 있어서, 표면 조도(Ra)를 0.20㎛ 이하로 제어함으로써, 굽힘 가공성과 내마모성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 표면 조도(Ra)란, JIS B 0631:2000에서 규정된 산술 평균 조도이다.The copper alloy sheet material of the present invention preferably has a surface roughness (Ra) of 0.20 µm or less on the sheet material surface. The surface roughness (Ra) is more preferably 0.08 to 0.18 µm. On the surface of the copper alloy sheet, by controlling the surface roughness (Ra) to 0.20 µm or less, it is possible to improve bending workability and wear resistance. Here, surface roughness Ra is the arithmetic mean roughness prescribed|regulated by JIS B 0631:2000.
[판 두께 방향 표층부의 Cube 방위를 가지는 결정립의 면적률][Area ratio of crystal grains having Cube orientation of the surface layer part in the thickness direction]
본 발명의 구리합금 판재는, EBSD 측정에 있어서의 결정 방위 해석에 있어서, 구리합금 판재의 표면으로부터 판 두께의 1/8의 위치에 이르기까지의 표층부의 Cube 방위 {0 0 1}<1 0 0>을 가지는 결정립이 판재의 압연면의 5.0% 이상의 면적률을 가지는 것이 바람직하다. 이 판재 표층부의 Cube 방위를 가지는 결정립의 면적률은, 더 바람직하게는 8.0% 이상이다. 판재 표층부의 Cube 방위를 가지는 결정립의 면적률의 상한치는 특히 제한되는 것은 아니지만, 통상, 30.0% 이하이다. 본 발명에 있어서는, 판 두께를 t로 하고, 판재 표면(0t)으로부터 판 두께 방향으로 1/8t의 위치까지의 깊이 영역을 판재의 표층부로 한다. 본 명세서에 있어서는, 이 표층부를 편의적으로 「표층부(0t∼1/8t)」라고도 표시한다. 또, 「Cube 방위 {0 0 1}<1 0 0>을 가지는 결정립」을 「Cube 방위 결정립」이라고도 약기한다.In the copper alloy sheet material of the present invention, in the crystal orientation analysis in EBSD measurement, Cube orientation {0 0 0 1} <1 0 0 0 0 0 It is preferable that the grains having > have an area ratio of 5.0% or more of the rolled surface of the plate material. The area ratio of the crystal grains having the Cube orientation of the plate material surface layer portion is more preferably 8.0% or more. Although the upper limit of the area ratio of the crystal grains which has a Cube orientation of a board|plate material surface layer part is not specifically limited, Usually, it is 30.0 % or less. In this invention, let the plate|board thickness be t, and let the depth area|region from the plate|board material surface 0t to the position of 1/8t in the plate|board thickness direction be the surface layer part of a board|plate material. In this specification, this surface layer part is also referred to as "surface layer part (0t to 1/8t)" for convenience. In addition, "a crystal grain having a cube orientation {0 0 1}<1 0 0>" is also abbreviated as a "Cube orientation crystal grain".
Cube 방위 결정립의 판재 표면 근방에서의 분포를, 표층부(0t∼1/8t)에서 5.0% 이상으로 제어함으로써, 내마모성의 향상과 아울러, 굽힘 가공성을 개선할 수 있다. 이것은, 표층부(0t∼1/8t)에서의 Cube 방위 결정립의 면적률을 5.0% 이상으로 제어함으로써, 굽힘 가공에서 발생하는 전단대의 발생을 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다.By controlling the distribution of the cube orientation grains in the vicinity of the plate material surface to 5.0% or more in the surface layer portions (0t to 1/8t), it is possible to improve wear resistance and improve bending workability. This is considered to be because the generation of shear bands generated in bending can be suppressed by controlling the area ratio of the Cube orientation crystal grains in the surface layer portions (0t to 1/8t) to 5.0% or more.
구리합금 판재의 굽힘 가공성을 개선하기 위해서, 본 발명자들은 굽힘 가공부에 발생하는 크랙(도 3 참조)의 발생 원인에 대해 조사했다. 그 결과, 소성변형이 국소적으로 발달하여 전단 변형대를 형성하여, 국소적인 가공 경화에 의하여 마이크로 보이드의 생성과 연결이 일어나, 성형 한계에 이르는 것이 원인인 것을 확인했다. 그 대책으로서, 굽힘 변형에 있어서 가공 경화가 일어나기 어려운 결정 방위의 비율을 높이는 것이 유효한 것을 찾아냈다. 즉, 판 두께 방향 표층부에 있어서의 Cube 방위 결정립의 면적률이 5% 이상의 경우에, 양호한 굽힘 가공성을 나타내는 것을 알 수 있었다. Cube 방위 결정립의 면적률이 상기 하한치 이상의 경우는, 상술한 작용 효과가 충분히 발휘된다.In order to improve the bending workability of a copper alloy plate material, the present inventors investigated the cause of the occurrence of the crack (refer FIG. 3) which generate|occur|produces in a bending work part. As a result, it was confirmed that the cause was that plastic deformation was locally developed to form a shear deformation zone, and micro-voids were generated and connected by local work hardening and reached the molding limit. As a countermeasure, it was found effective to increase the ratio of the crystal orientation in which work hardening hardly occurs in bending deformation. That is, it turned out that favorable bending workability was shown when the area ratio of Cube orientation crystal grains in a plate|board thickness direction surface layer part was 5 % or more. When the area ratio of Cube orientation crystal grains is more than the said lower limit, the above-mentioned effect is fully exhibited.
본 명세서에 있어서 크랙이란, 재료 표면의 상처로서, 결정립 1개분 이상, 결정립끼리의 계면이 이간한 것을 말한다.In this specification, a crack is a wound on the surface of a material, and means that the interface between crystal grains is spaced apart for one or more crystal grains.
구리합금 판재를 특히 커넥터 등으로서 이용하는 경우, 굽힘 가공의 방향은, 판재 면내에 있어서의 압연 평행방향과 압연 수직방향의 어느 방향으로도 가공되는 경우가 있다. 그래서, 커넥터재 등으로서 이용하는 구리합금 판재에 대하여, 판재 면내에 있어서의 압연 평행방향(RD 또는 LD)과 압연 수직방향(TD)의 강도, 굽힘 가공성의 이방성을 저감함으로써, 어느 방향으로도 가공시의 금형 설계, 커넥터의 스프링 힘이 안정된다고 하는 메리트를 얻을 수 있다. 이 점에서, Cube 방위 이외의 결정 방위를 가지는 결정립은, 판재 면내에 있어서의 압연 평행방향과 압연 수직방향으로 다른 결정면을 가지고 있다. 한편, 본 발명에 따라서 표층부(0t∼1/8t)에서 우선 성장시키는 Cube 방위 결정립은, RD, TD 모두 (100)면을 향하고 있기 때문에, 굽힘 가공성의 이방성은 작아진다.When using a copper alloy plate material especially as a connector etc., the direction of a bending process may be processed either in the rolling parallel direction and rolling perpendicular|vertical direction in the board|plate material surface. Therefore, with respect to a copper alloy sheet material used as a connector material, etc., by reducing the anisotropy of strength and bending workability in the rolling parallel (RD or LD) and rolling vertical direction (TD) in the sheet material plane, when processing in any direction of the mold design and the advantages of stabilizing the spring force of the connector. From this point, the crystal grains having crystal orientations other than the Cube orientation have different crystal planes in the rolling parallel direction and the rolling vertical direction in the plane of the plate material. On the other hand, since cube orientation crystal grains first grown in the surface layer portion (0t to 1/8t) according to the present invention face the (100) plane in both RD and TD, the anisotropy of bending workability becomes small.
또, Cube 방위 결정립은, 표면 성상을 제어했을 때에 미크로인 오목부의 바닥, 즉, 파형 모티프 깊이의 골짜기에 위치하고, 굽힘 가공에 의한 표층부의 판재 법선 방향(ND), 판재 폭 방향(압연 수직방향, TD), 판재 가공방향(압연 평행방향, RD)의 각 방향으로의 변형을 담당하여, 굽힘 가공성을 향상시킨다.In addition, when the surface properties are controlled, the Cube orientation crystal grains are located at the bottom of the micro concave portion, that is, the valley of the depth of the wave motif, and the sheet material normal direction (ND) of the surface layer portion by bending processing, the sheet material width direction (rolling vertical direction, TD) and the sheet material processing direction (rolling parallel direction, RD) are responsible for deformation in each direction, thereby improving bending workability.
재료의 굽힘 가공시에 크랙이 발생하는 원인을 분명히 하기 위해서, 본 발명자들은, 굽힘 변형한 후의 단면의 금속 조직을 전자현미경 및 전자 후방 산란 회절 측정(이하, EBSD라고도 함)에 의하여 상세하게 조사했다. 그 결과, 기체 재료(판재)의 굽힘 가공에 있어서, 결정립은 균일하게 변형되고 있는 것이 아니라, 특정의 결정 방위의 영역에만 변형이 집중되는, 불균일한 변형이 진행되는 것이 관찰되었다. 그리고, 그 불균일 변형에 의해, 굽힘 가공한 후의 기체 재료 표면(굽힘의 외측)에는, 수 ㎛의 깊이의 주름이나, 크랙이 발생하는 것을 알 수 있다. 또한, 90° 굽힘 가공에서는 변형은 판재의 최표면에 부여되는데 대해, 180° 굽힘에 있어서는 박판재의 최표면뿐만 아니라, 판재 최표면으로부터 판 두께 방향으로 1/8의 위치까지의 영역에서 크게 변형되어 있고, 최표면으로부터 발달하는 국소 변형 영역에 대해, 최표면의 결정립뿐만 아니라 판 두께 방향으로 1/8 위치의 깊이까지의 결정립이 관여하고 있는 것을 알 수 있다. 그리고, 그 국소 변형대는 Cube 방위 결정립에는 별로 관찰되지 않고, Cube 방위 결정립은 불균일 변형을 억제하는 효과가 있는 것을 알 수 있다. 그 결과, 판 표면에 발생하는 요철이 저감되어, 크랙이 억제되는 것을 알 수 있다. 한편, Brass 방위 등의 Cube 방위 이외의 방위성분을 가지는 결정립은, 굽힘 변형 후에 국소 변형이 수반되고 있는 것이 많아, 굽힘성에는 악영향을 미치는 것을 알 수 있다.In order to clarify the cause of the occurrence of cracks during bending of the material, the present inventors investigated the metal structure of the cross section after bending deformation by electron microscopy and electron backscattering diffraction measurement (hereinafter also referred to as EBSD) in detail. . As a result, it was observed that, in the bending of the base material (plate material), the crystal grains were not deformed uniformly, but non-uniform deformation in which the deformation was concentrated only in a region of a specific crystal orientation proceeded. And it turns out that wrinkles and cracks with a depth of several micrometers generate|occur|produce on the surface (outside of bending) of the base material after bending by the non-uniform deformation|transformation. In addition, in 90° bending processing, deformation is imparted to the outermost surface of the plate material, whereas in 180° bending, not only the outermost surface of the thin plate material, but also in the region from the outermost surface of the plate material to the 1/8 position in the plate thickness direction. It can be seen that not only the crystal grains on the outermost surface but also the crystal grains up to the depth of 1/8 position in the plate thickness direction are involved in the local deformation region developing from the outermost surface. And, the local strain zone is not observed very much in Cube orientation grains, and it turns out that Cube orientation crystal grains have the effect of suppressing non-uniform deformation|transformation. As a result, it turns out that the unevenness|corrugation which generate|occur|produces on the board|plate surface is reduced and a crack is suppressed. On the other hand, crystal grains having orientation components other than the Cube orientation, such as the Brass orientation, are often accompanied by local deformation after bending deformation, and it can be seen that the bendability is adversely affected.
[판 두께 방향의 집합조직 분포 평가][Evaluation of texture distribution in the thickness direction]
구리합금 중의 Cube 방위 결정립의 면적률에 대하여, 판 두께 방향으로의 분포를 조사하기 위해, 연마량을 변경하여 측정을 행하였다. 판 두께 방향에서 표층부(0t∼1/8t)의 조직을 관찰하기 위해서는, 시험편의 이면을 마스킹하고, 표면만 전해 연마를 행한다. 이때, 시험편 표면이 경면 마무리가 되어 있는 점, 연마량이 최소한인 점에 주의하면서 연마를 행한다. 실제로는, 여기서의 전해 연마에 의한 연마량의 미세 조정에 의해, 0t∼1/8t의 조직을 파악할 수 있게 되어, EBSD 해석에서 상세한 해석이 가능해지는 것을 알 수 있다. 준비한 시험편의 측정은, EBSD에 의한 방위 해석으로 300㎛×300㎛의 범위를 0.1㎛ 스텝에서 스캔하여, Cube 방위 결정립의 면적률을 측정했다.About the area ratio of the Cube orientation crystal grains in a copper alloy, in order to investigate the distribution to the plate|board thickness direction, it measured by changing the grinding|polishing amount. In order to observe the structure of the surface layer portions (0t to 1/8t) in the plate thickness direction, the back surface of the test piece is masked, and only the surface is electrolytically polished. At this time, polishing is carried out paying attention to the point that the surface of the test piece is mirror-finished and the point that the amount of polishing is minimal. In fact, it turns out that by fine-tuning the polishing amount by electropolishing here, the structure of 0t to 1/8t can be grasped, and detailed analysis can be performed in the EBSD analysis. The measurement of the prepared test piece scanned the range of 300 micrometers x 300 micrometers in 0.1 micrometer step by the orientation analysis by EBSD, and measured the area ratio of Cube orientation crystal grains.
[EBSD법][EBSD Act]
본 발명에 있어서의 상기 결정 방위의 해석에는, EBSD법을 이용한다. EBSD법이란, Electron BackScatter Diffraction의 약어로, 주사전자현미경(SEM) 내에서 시료에 전자선을 조사했을 때에 생기는 반사 전자 키쿠치선 회절을 이용한 결정 방위 해석 기술이다. 결정립을 200개 이상 포함하는, 300㎛×300㎛의 시료 면적에 대해, 0.1㎛스텝에서 스캔하여, 각 결정립의 결정 방위를 해석한다. 측정 면적 및 스캔 스텝은 시료의 결정립의 크기로부터 300×300㎛와 0.1㎛로 한다. 각 방위의 면적률은, Cube 방위 {0 0 1}<1 0 0>의 이상 방위에서 ±10° 이내의 범위에서 그 결정립의 법선을 가지는 결정립의 면적을 구하고, 얻어진 면적의 전 측정 면적에 대한 비율로서 구할 수 있다. EBSD에 의한 방위 해석에 있어서 얻어지는 정보는, 전자선이 시료에 침입하는 수 10㎚의 깊이까지의 방위 정보를 포함하고 있지만, 측정하고 있는 넓이에 대하여 충분히 작기 때문에, 본 명세서 중에서는 면적률로서 기재했다. 또, 방위 분포는 판 두께 방향으로 변화하고 있기 때문에, EBSD에 의한 방위 해석은 판 두께 방향으로 몇 점인가를 임의로 취하여 평균을 취하는 것이 바람직하다.The EBSD method is used for the analysis of the crystal orientation in the present invention. The EBSD method is an abbreviation of Electron BackScatter Diffraction, and is a crystal orientation analysis technique using reflected electron Kikuchi ray diffraction generated when a sample is irradiated with an electron beam in a scanning electron microscope (SEM). A sample area of 300 µm x 300 µm containing 200 or more crystal grains is scanned in 0.1 µm steps, and the crystal orientation of each crystal grain is analyzed. The measurement area and scan step are set to 300 x 300 µm and 0.1 µm from the size of the grains of the sample. The area ratio of each orientation is calculated by calculating the area of the grains having the normal line of the grain within ±10° from the ideal orientation of the cube orientation {0 0 1}<1 0 0>, It can be obtained as a ratio. Although the information obtained in the azimuth analysis by EBSD includes azimuth information up to a depth of several 10 nm where the electron beam penetrates the sample, since it is sufficiently small for the area being measured, it is described as an area ratio in this specification. . In addition, since the azimuth distribution changes in the plate thickness direction, it is preferable that the azimuth analysis by EBSD randomly selects several points in the plate thickness direction and averages them.
[Cube 방위 이외의 방위][Directions other than cube orientations]
또, 상기 범위의 Cube 방위 외에, 판 두께 방향 표층부에는, S방위 {3 2 1}<3 4 6>, Copper 방위 {1 2 1}<1 -1 1>, Brass 방위 {1 1 0}<1 -1 2>, Goss 방위 {1 1 0}<0 0 1>, R1방위 {2 3 6}<3 8 5>, RDW 방위 {1 0 2}<0 -1 0> 등을 가지는 결정립도 존재한다. 본 발명에 있어서는, 관측면(판재의 압연면)에 대하여, 판 두께 방향 표층부에 있어서의 Cube 방위 결정립의 면적률이 상기의 범위에 있으면, 이들의 Cube 방위 이외의 방위를 가지는 결정립을 포함하고 있는 것은 허용된다.In addition to the Cube orientation within the above range, in the plate thickness direction surface layer portion, the S orientation {3 2 1}<3 4 6>, the copper orientation {1 2 1}<1 -1 1>, the Brass orientation {1 1 0}< 1 -1 2>, Goss direction {1 1 0}<0 0 1>, R1 direction {2 3 6}<3 8 5>, RDW orientation {1 0 2}<0 -1 0>, etc. do. In the present invention, if the area ratio of the Cube orientation crystal grains in the surface layer part in the plate thickness direction with respect to the observation surface (rolled surface of the plate material) is within the above range, crystal grains having orientations other than these Cube orientations are included. thing is allowed
[구리합금 판재의 제조방법][Manufacturing method of copper alloy plate]
다음으로, 본 발명의 구리합금 판재의 제조방법과 바람직한 제조 조건에 대하여 설명한다.Next, the manufacturing method and preferable manufacturing conditions of the copper alloy plate material of this invention are demonstrated.
우선, 종래의 석출형 구리합금의 제조방법을 설명한다. 종래의 석출형 구리합금의 제조방법은, 구리합금 소재를 용해·주조[공정 1]하여 주괴를 얻고, 이것을 균질화 열처리[공정 2]하고, 열간압연[공정 3], 수냉[공정 4], 면삭[공정 5], 냉간압연[공정 6']을 이 순서로 행하여 박판화하며, 700∼1000℃의 온도 범위에서 중간 용체화 열처리[공정 9]를 행하여 용질 원자를 재고용시킨 후에, 시효석출 열처리[공정 10]와 마무리 냉간압연[공정 12]에 의하여 필요한 강도를 만족시키는 것이다. 또, 마무리 냉간압연[공정 12] 후에 변형 제거를 위한 최종소둔[공정 13]을 행하기도 한다. 또한, 시효석출 열처리[공정 10]와 마무리 냉간압연[공정 12]의 사이에, 산화막 제거 공정(산세·연마[공정 11])이 들어가기도 한다. 이 일련의 공정 중에서, 재료의 집합조직은, 중간 용체화 열처리 중에 일어나는 재결정에 의하여 대략 결정되고, 마무리 냉간압연 중에 일어나는 방위의 회전에 의해, 최종적으로 결정된다. 또, 판재 표면의 요철(표면 조도)은, 산화막 제거의 공정과 마무리 냉간압연에서 결정된다.First, a conventional method for producing a precipitation type copper alloy will be described. In the conventional manufacturing method of a precipitation type copper alloy, a copper alloy material is melted and cast [Step 1] to obtain an ingot, and this is subjected to a homogenization heat treatment [Step 2], hot rolling [Step 3], water cooling [Step 4], face grinding [Step 5], cold rolling [Step 6'] is performed in this order to make a thin plate, and after performing an intermediate solution heat treatment [Step 9] in a temperature range of 700 to 1000 ° C to re-dissolve solute atoms, aging precipitation heat treatment [Step 10] and finish cold rolling [Step 12] to satisfy the required strength. In addition, after finish cold rolling [Step 12], final annealing [Step 13] to remove deformation may be performed. Also, an oxide film removal step (pickling/polishing [Step 11]) is sometimes performed between the aging precipitation heat treatment [Step 10] and the finish cold rolling [Step 12]. In this series of processes, the texture of the material is roughly determined by recrystallization occurring during the intermediate solution heat treatment, and finally determined by the orientation rotation occurring during the finish cold rolling. Moreover, the unevenness|corrugation (surface roughness) of the surface of a board|plate material is determined by the process of oxide film removal and finish cold rolling.
이것에 대하여, 본 발명에 있어서는, 종래 채용되어 있지 않은 제조공정을 거쳐, 파형 모티프를 제어한 구리합금 판재를 제조한다.On the other hand, in the present invention, a copper alloy sheet material in which the waveform motif is controlled is manufactured through a manufacturing process not conventionally employed.
구체적으로는, 용해·주조[공정 1], 균질화 열처리[공정 2], 열간압연[공정 3]후에, 수냉[공정 4], 면삭[공정 5](면삭은 임의로 행함)하는 곳까지는 동일하지만, 이후, 중간 용체화 열처리[공정 9] 전에 행하는 가공 공정이 다르다. 즉, 본 발명에 있어서는, 상기 수냉[공정 4], 면삭[공정 5](면삭은 임의로 행함) 후에, 냉간압연 1[공정 6]에 의해 합계 압연율 50∼90%로 압연하고, 다음의 냉간압연 2[공정 7]에 의해 압연시의 장력을 50∼400㎫, 압연기의 롤 조도(Ra)를 0.5㎛ 이상으로 하여, 합계 압연율 30% 이상으로 압연하며, 또한, 벤더수를 9개 이상으로 하고, 압입량(인터메쉬)이 0.2% 이상이 되도록 롤러 레벨러[공정 8]를 실시함으로써, 판재 표층부에 적당한 변형을 가한다. 이 가공 공정을 거침으로써, 중간 용체화 열처리[공정 9]의 재결정 집합조직에 있어서 표층부(0t∼1/8t)에서의 Cube 방위 결정립의 면적률이 증가한다. 또, 중간 용체화 열처리[공정 9] 후에는, 시효석출 열처리[공정 10], 산세·연마[공정 11](산세·연마는 임의로 행함), 냉간압연 3[공정 12](마무리 냉간압연), 및, 최종소둔[공정 13](조질소둔, 변형제거소둔)을 실시한다. 한편, 냉간압연 1[공정 6]과 냉간압연 2[공정 7]는 연속하여 행할 수 있다. 또, 냉간압연 1[공정 6]과 냉간압연 2[공정 7]는, 각각을 복수의 압연패스로 행해도 좋고, 그 경우, 전 압연패스에서의 압연율의 합계가 상기 합계 압연율이 되도록 한다.Specifically, after melting/casting [Step 1], homogenization heat treatment [Step 2], hot rolling [Step 3], water cooling [Step 4], and face-cutting [Step 5] (surface grinding is performed arbitrarily) is the same, but Thereafter, the processing steps performed before the intermediate solution heat treatment [Step 9] are different. That is, in the present invention, after water cooling [Step 4] and face-cutting [Step 5] (surface-cutting is performed arbitrarily), cold rolling 1 [Step 6] is performed to a total rolling ratio of 50 to 90%, and the following cold rolling By rolling 2 [Step 7], the tension at the time of rolling is 50 to 400 MPa, the roll roughness (Ra) of the rolling mill is 0.5 µm or more, the total rolling ratio is 30% or more, and the number of benders is 9 or more and a roller leveler [Step 8] is performed so that the press-fitting amount (intermesh) is 0.2% or more, thereby applying an appropriate deformation to the plate material surface layer portion. By passing through this processing step, the area ratio of the Cube orientation crystal grains in the surface layer portion (0t to 1/8t) in the recrystallized texture of the intermediate solution heat treatment [Step 9] increases. In addition, after the intermediate solution heat treatment [Step 9], the aging precipitation heat treatment [Step 10], Pickling/Grinding [Step 11] (Pickling/Grinding is arbitrarily performed), Cold Rolling 3 [Step 12] (Finishing cold rolling), And, the final annealing [Step 13] (temper annealing, strain relief annealing) is performed. On the other hand, cold rolling 1 [step 6] and cold rolling 2 [step 7] can be performed continuously. In addition, cold rolling 1 [step 6] and cold rolling 2 [step 7] may each be performed in a plurality of rolling passes, and in that case, the sum of the rolling rates in all the rolling passes becomes the above total rolling rate. .
여기서, 압하율(또는 압연율, 가공률)이란, 압연가공을 행했을 때의 두께의 변화율이며, 압연 전의 판 두께를 t1, 압연 후의 판 두께를 t2로 했을 때, 압하율(%)은 하기의 식으로 표시된다. Here, the reduction ratio (or rolling ratio, working ratio) is the rate of change of thickness when rolling is performed, and when the plate thickness before rolling is t 1 and the plate thickness after rolling is t 2 , the reduction ratio (%) is represented by the following formula.
압하율 R(%) R= {1-(t2/t1)}×100Rolling reduction R(%) R= {1-(t 2 /t 1 )}×100
이하에, 각 공정의 바람직한 조건을 보다 상세하게 설명한다.Below, the preferable conditions of each process are demonstrated in more detail.
우선, 적어도 Ni를 1.0∼6.0질량% 및 Si를 0.1∼2.0질량% 함유하고, 다른 부첨가원소에 대해서는 필요에 의해 적당히 함유하도록 원소를 배합하며, 잔부가 Cu와 불가피 불순물로 이루어지는 구리합금 소재를 고주파 용해로 등에 의해 용해하고, 이것을 0.1∼100℃/초의 냉각속도로 주조[공정 1]하여 주괴를 얻는다. 이 주괴를 800∼1020℃에서 3분∼10시간의 균질화 열처리[공정 2] 후, 열간가공[공정 3]을 행한 후에 물 담금질(수냉[공정 4]에 상당)을 행하며, 필요에 의해 산화 스케일 제거를 위해서 면삭[공정 5]을 행한다.First, it contains at least 1.0 to 6.0 mass% of Ni and 0.1 to 2.0 mass% of Si, and for other auxiliary elements, the elements are blended so as to contain them appropriately as needed, the remainder being Cu and unavoidable impurities. It is melted in a high-frequency melting furnace or the like, and this is cast [Step 1] at a cooling rate of 0.1 to 100°C/sec to obtain an ingot. This ingot is subjected to homogenization heat treatment [Step 2] for 3 minutes to 10 hours at 800 to 1020 ° C., followed by hot working [Step 3], followed by water quenching (equivalent to water cooling [Step 4]), and, if necessary, oxidized scale. For removal, chamfering [Step 5] is performed.
그 후에, 합계 가공률 50∼90%의 냉간압연 1[공정 6]을 실시하고, 다음으로, 압연시의 장력을 50∼400㎫, 압연기의 롤 조도(Ra)를 0.5㎛ 이상으로 하며, 합계 가공률 50% 이상의 냉간압연 2[공정 7]을 행한다. 또한, 롤러 레벨러[공정 8]에서, 벤더수를 9개 이상으로 하고, 압입량(인터메쉬)이 0.2% 이상이 되도록 가공을 가한다.After that, cold rolling 1 [Step 6] with a total working rate of 50 to 90% is performed, and then, the tension at the time of rolling is 50 to 400 MPa, and the roll roughness (Ra) of the rolling mill is 0.5 µm or more, and the total Cold rolling 2 [Step 7] at a working rate of 50% or more is performed. Further, in the roller leveler [Step 8], the number of benders is set to 9 or more, and processing is applied so that the amount of press fit (intermesh) is 0.2% or more.
이 냉간압연 1[공정 6]에 있어서는, 판재 표면에 있어서의 요철을 제어하면서, 아울러, 판재 전체에 재결정에 필요한 가공 변형을 가한다. 한편, 냉간압연 2[공정 7]에 있어서는, 특히 압연 롤의 조도를 조정함으로써, 표층부에 우선하여 압축변형을 가한다. 다음의 롤러 레벨러[공정 8]에 있어서는, 표층에 우선하여 압축변형을 주고, 용체화 열처리시에 Cube 방위를 발달시킴과 함께, 또한, 롤러 레벨러로 가공 중에 파형 모티프 평균 길이와 파형 모티프 평균 깊이를 제어한다. 또, 롤러 레벨러[공정 8]에 있어서는, 압연 집합조직이 형성됨으로써, 변형 유기 입계 이동으로, 후의 중간 용체화 열처리[공정 9]에서 Cube 방위가 입성장하는 구동 에너지가 부여된다.In this cold rolling 1 [step 6], while controlling the unevenness|corrugation in the board|plate material surface, at the same time, the work distortion required for recrystallization is applied to the whole board|plate material. On the other hand, in cold rolling 2 [Step 7], compression deformation is applied in preference to the surface layer portion by adjusting the roughness of the rolling rolls in particular. In the following roller leveler [Step 8], compressive deformation is given priority to the surface layer, cube orientation is developed during solution heat treatment, and the average length of wavy motifs and average depth of wavy motifs are measured during processing with a roller leveler. control In addition, in the roller leveler [Step 8], a rolling texture is formed, and thus, a driving energy for grain growth of Cube orientation is provided in a subsequent intermediate solution heat treatment [Step 9] by strain-induced grain boundary movement.
이후, 중간 용체화 열처리[공정 9]에서 600∼1000℃로 5초∼1시간의 열처리를 행하고, 시효석출 열처리[공정 10]에서 300∼700℃로 5분 ∼10시간의 열처리를 행하며, 그 다음으로, 필요에 의해 산세·연마공정[공정 11]에서 산화막의 제거를 행한다. 이 산세는, 특히 제한되는 것은 아니지만, 희산으로 침지시간이 통상 5∼100초간, 바람직하게는, 10∼30초간 세정하여 행한다. 묽은산으로서는, 예를 들면 농도 20% 이하의 묽은황산, 묽은염산 또는 묽은질산(예를 들면, 황산+과산화수소) 등을 들 수 있고, 이들의 묽은산은 농도 10% 이하로 사용하는 것이 바람직하다. 연마는, 판재 표면에 잔존한 산화막을 제거하기 위해서, 필요에 따라서 버프 연마를 실시한다. 다음으로, 가공률이 3∼25%의 마무리 냉간압연[공정 12], 100∼600℃로 5초∼10시간의 조질소둔[공정 13]을 행하여, 본 발명의 구리합금 판재를 얻는다.Thereafter, in the intermediate solution heat treatment [Step 9], heat treatment is performed at 600 to 1000 ° C. for 5 seconds to 1 hour, and in the aging precipitation heat treatment [Step 10], heat treatment is performed at 300 to 700 ° C. for 5 minutes to 10 hours, and the Next, if necessary, the oxide film is removed in the pickling/polishing step [Step 11]. Although this pickling is not particularly limited, the immersion time is usually 5 to 100 seconds, preferably 10 to 30 seconds, with dilute acid. Examples of the dilute acid include dilute sulfuric acid with a concentration of 20% or less, dilute hydrochloric acid, or dilute nitric acid (for example, sulfuric acid + hydrogen peroxide), and these dilute acids are preferably used at a concentration of 10% or less. In the polishing, in order to remove the oxide film remaining on the surface of the plate, buffing is performed as necessary. Next, finish cold rolling with a working rate of 3 to 25% [Step 12], and temper annealing at 100 to 600° C. for 5 seconds to 10 hours [Step 13] are performed to obtain the copper alloy sheet material of the present invention.
여기서, 도중의 또는 최종의 판재제품의 표면조도는 압연 롤 조도에서도 영향을 받는다. 압연 롤의 조도가 재료에 전사되어, 큰 롤일수록 압연재의 조도는 큰 경향이 있다. 그러나, 롤의 조도를 작게 해 버리면, 선진률(先進率)이 마이너스가 되어, 슬립한 상태에서의 압연가공이 되어 버리기 때문에, 표면 결함이 발생하는 경우가 있고, 또는, 판이 떨어져 나가는 등의 압연 작업성에 악영향을 미치는 현상이 일어나는 경우도 있다. 한편, 최종의 압연으로 제어할 수 있는 조도에도 한계가 있으며, 같은 롤 조도의 압연 롤로 압연된 경우, 최종 압연 전에 제공되는 재료 조도가 작을수록, 또는 압하량(가공률)이 클수록, 최종 압연제품의 조도는 작아진다.Here, the surface roughness of the intermediate or final sheet product is also affected by the rolling roll roughness. The roughness of the rolling roll is transferred to the material, and the larger the roll, the larger the roughness of the rolling material tends to be. However, if the roughness of the roll is reduced, the advance rate becomes negative, and rolling is performed in a slipping state. In some cases, a phenomenon that adversely affects workability occurs. On the other hand, there is a limit to the roughness that can be controlled by the final rolling, and in the case of rolling with a rolling roll having the same roll roughness, the smaller the material roughness provided before the final rolling or the larger the reduction (working rate), the larger the final rolled product illuminance becomes smaller.
본 발명의 바람직한 1개의 실시형태에 있어서는, 열간압연[공정 3]에서는, 재열온도로부터 700℃까지의 온도역에서, 주조 조직이나 편석을 파괴하여 균일한 조직으로 하기 위한 가공과, 동적 재결정에 의한 결정립의 미세화를 위한 가공을 행한다. 그 후, 수냉[공정 4], 필요에 의해 면삭[공정 5]한다. 그 다음으로, 냉간압연 1[공정 6]에서 가공률 50∼90%, 바람직하게는 70∼90%, 더 바람직하게는 80∼90%로 소정의 판 두께까지 압연한 후, 냉간압연 2[공정 7]에서 장력을 50∼400㎫, 바람직하게는 100∼400㎫, 더 바람직하게는 200∼400㎫, 롤 조도(Ra)를 0.5㎛ 이상, 바람직하게는 0.55㎛ 이상 1.5㎛ 이하로 하고, 판재 표면의 요철을 제어와, 판재 전체에 변형을 부여한다. 또한, 롤러 레벨러[공정 8]에서, 벤더수를 9개 이상, 바람직하게는 10개 이상 20개 이하로 하여, 판재의 압입량(인터메쉬)이 0.2% 이상, 바람직하게는 0.2∼2.0%, 더 바람직하게는 0.5∼1.5%가 되도록 가공을 가한다. 이것에 의해, 중간 용체화 열처리[공정 9]에서의 재결정 집합조직에 있어서, 표층부(0t∼1/8t)에서의 Cube 방위 결정립이 증가한다. 여기서, 냉간압연 1[공정 6]의 합계 가공률이 너무 낮으면, 판재 전체의 가공 변형이 불충분하고, 중간 용체화 열처리[공정 9]에서의 재결정이 불충분하게 된다. 냉간압연 2[공정 7]에서는, 합계 가공률과, 압연 중의 판재에 대한 장력, 압연 롤의 조도를 조정함으로써, 표층부(0t∼1/8t)의 전단변형을 억제하여, 압축변형을 도입한다. 이것이, 재결정 용체화 열처리[공정 9]에서의 Cube 방위의 성장에 있어서 중요한 가공이 된다. 또한, 롤러 레벨러[공정 8]에서, 판재 표층부에의 압축변형을 축적시킴으로써, Cube 방위 성장에 필요한 압연 집합조직을 형성시킴과 함께, 롤러 레벨러의 벤더수와 압입량(인터메쉬)을 제어함으로써, 판재 표면에 있어서의 파형 모티프 평균 길이(AW)와 파형 모티프 평균 깊이(W)를 제어할 수 있다. 중간 용체화 열처리[공정 9] 후에는, 시효석출 열처리[공정 10], 필요에 의해 산세·연마[공정 11]를 행한다. 그 후, 냉간압연 3[공정 12], 최종소둔[공정 13]을 실시한다.In one preferred embodiment of the present invention, in hot rolling [Step 3], in the temperature range from the reheating temperature to 700°C, processing for breaking the cast structure and segregation to obtain a uniform structure, and dynamic recrystallization Processing for refining crystal grains is performed. Thereafter, water cooling [Step 4] and, if necessary, chamfering [Step 5] is carried out. Next, in cold rolling 1 [Step 6], after rolling to a predetermined plate thickness at a working rate of 50 to 90%, preferably 70 to 90%, more preferably 80 to 90%, cold rolling 2 [Step 7], the tension is 50 to 400 MPa, preferably 100 to 400 MPa, more preferably 200 to 400 MPa, and the roll roughness (Ra) is 0.5 µm or more, preferably 0.55 µm or more and 1.5 µm or less, and the plate material Controls surface irregularities and gives deformation to the entire board. Further, in the roller leveler [Step 8], the number of benders is 9 or more, preferably 10 or more and 20 or less, and the press-fitting amount (intermesh) of the plate material is 0.2% or more, preferably 0.2 to 2.0%, More preferably, processing is applied so that it may be 0.5 to 1.5%. Thereby, in the recrystallized texture in the intermediate solution heat treatment [Step 9], the Cube orientation crystal grains in the surface layer portions (0t to 1/8t) increase. Here, if the total working rate of cold rolling 1 [Step 6] is too low, the working deformation of the entire sheet material is insufficient, and recrystallization in the intermediate solution heat treatment [Step 9] becomes insufficient. In cold rolling 2 [Step 7], shear deformation of the surface layer portions 0t to 1/8t is suppressed and compression deformation is introduced by adjusting the total working rate, the tension to the sheet material during rolling, and the roughness of the rolling roll. This becomes an important process in the growth of the Cube orientation in the recrystallization solution heat treatment [Step 9]. In addition, in the roller leveler [Step 8], by accumulating the compressive strain on the surface layer portion of the plate material, the rolled texture required for cube orientation growth is formed, and by controlling the number of benders and the amount of press fit (intermesh) of the roller leveler, It is possible to control the average length (AW) of the wavy motifs and the average depth (W) of the wavy motifs on the surface of the plate material. After the intermediate solution heat treatment [Step 9], aging precipitation heat treatment [Step 10] and, if necessary, pickling and polishing [Step 11] are performed. Thereafter, cold rolling 3 [Step 12] and final annealing [Step 13] are performed.
여기서, 압입량(인터메쉬)을, 도 2를 참조하여 설명한다. 롤러 레벨러(1)는, 복수의 벤더(2)(도에서는 상부 롤 4개와 하부 롤 5개의 합계 9개)로 이루어지며, 제조 도중에 롤러 레벨러 처리가 실시되는 구리합금 판재(3)를 압연방향(RD)으로 벤더 사이를 통판한다. 압입량(인터메쉬)이란, 롤러 레벨러 상부 롤과 하부 롤 사이의 간격의 경사이다. 롤러 레벨러는, 입측에서 압입량이 최대가 되며 (도면 중의 H), 출측에 걸쳐 압입량이 작게 된다. 즉 롤러 레벨러 상부 롤과 하부 롤의 간격은, 출측에 걸쳐 넓어진다. 이 입측의 최대 압입량과, 상부 롤의 입측-출측간의 거리(도면 중 L)로 이루어지는 기울기를, 압입량(인터메쉬)으로 한다. H를 입측 최대 압입량으로 하고, L을 상부 롤의 입측-출측간의 거리로 하면, 압입량(인터메쉬)(h)은, 하기의 식으로 표시된다.Here, the press-fit amount (intermesh) will be described with reference to FIG. 2 . The
압입량(인터메쉬) h(%) h=(H/L)×100Press-fitting amount (intermesh) h(%) h=(H/L)×100
[판재의 두께][Thickness of plate]
본 발명의 구리합금 판재의 두께에는, 특히 제한은 없지만, 바람직하게는 0.04∼0.50㎜, 더 바람직하게는 0.05∼0.45㎜이다.Although there is no restriction|limiting in particular in the thickness of the copper alloy plate material of this invention, Preferably it is 0.04-0.50 mm, More preferably, it is 0.05-0.45 mm.
[구리합금 판재의 특성][Characteristics of copper alloy plate]
본 발명의 구리합금 판재는, 예를 들면 커넥터용 구리합금 판재에 요구되는 특성을 만족할 수 있다. 본 발명의 구리합금 판재는 하기의 특성을 가지는 것이 바람직하다.The copper alloy sheet material of the present invention may satisfy the characteristics required for, for example, a copper alloy sheet material for a connector. The copper alloy sheet material of the present invention preferably has the following characteristics.
● 판재의 동마찰계수는 0.5 이하인 것이 바람직하다. 하한치에는 특히 제한은 없지만, 통상 0.1 이상으로 한다.● It is desirable that the coefficient of kinetic friction of the plate is 0.5 or less. Although there is no restriction|limiting in particular in a lower limit, Usually, it is made into 0.1 or more.
● 0.2% 내력이 700㎫ 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 750㎫ 이상이다. 상한치에는 특히 제한은 없지만, 통상 1200㎫ 이하로 한다.● It is preferable that 0.2% yield strength is 700 MPa or more. More preferably, it is 750 MPa or more. Although there is no restriction|limiting in particular in an upper limit, Usually, it is set as 1200 MPa or less.
● 굽힘 가공성이 R/t=1.0으로 되는 180° U굽힘시험에 있어서, 굽힘의 축이 압연 평행방향(BW 굽힘)과 압연 수직방향(GW 굽힘) 중 어느 경우에도, 굽힘 가공 후의 표면에 크랙이 발생하지 않는 것이 바람직하다.● In the 180° U-bending test in which the bending workability is R/t=1.0, in any case where the axis of bending is in either the rolling parallel direction (BW bending) or the rolling vertical direction (GW bending), cracks appear on the surface after bending It is preferable not to occur.
● 도전율이 25%IACS 이상인 것이 바람직하다. 상한치에는 특히 제한은 없지만, 통상 60%IACS 이하로 한다.● It is desirable that the conductivity be 25%IACS or higher. Although there is no restriction|limiting in particular in an upper limit, Usually, it is made into 60 %IACS or less.
한편, 각 특성의 상세한 측정조건은 특별히 언급하지 않는 한 실시예에 기재된 바와 같이 한다.On the other hand, detailed measurement conditions for each characteristic are as described in Examples unless otherwise specified.
실시예Example
이하에, 본 발명을 실시예에 기초하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그것으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited thereto.
(실시예 1∼17, 비교예 1∼18)(Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 18)
실시예 1∼17에 대해서는 표 1-1에 나타내는 조성이 되도록, 비교예 1∼18에 대해서는 표 1-2에 나타내는 조성이 되도록, 각각 Ni, Si, 및 필요한 부첨가원소를 함유하고, 잔부가 Cu와 불가피 불순물로 이루어지는 구리합금 소재가 고주파 용해로에 의해 용해되며, 이것을 0.1∼100℃/초의 냉각속도로 주조[공정 1]하여 주괴를 얻었다.For Examples 1 to 17, Ni, Si, and necessary auxiliary elements were contained, respectively, so that the composition shown in Table 1-1 was obtained, and for Comparative Examples 1 to 18, the composition shown in Table 1-2 was contained, and the remainder was A copper alloy material composed of Cu and unavoidable impurities is melted by a high-frequency melting furnace, and this is cast [Step 1] at a cooling rate of 0.1 to 100°C/sec to obtain an ingot.
실시예 1∼17에 대해서는, 표 2-1에 나타낸 제조 조건으로 판재를 제조했다.즉, 상기 얻어진 주괴를 800∼1020℃로 3분∼10시간의 균질화 열처리[공정 2] 후, 1020∼700℃로 열간가공[공정 3]을 행하였다. 그 후, 물 담금질(수냉[공정 4]에 상당)하고, 산화 스케일 제거를 위해서 면삭[공정 5]을 행하였다. 그 후, 합계 가공률 50∼90%의 냉간압연 1[공정 6], 다음에, 합계 가공률 30% 이상으로, 롤 조도(Ra)가 0.5㎛ 이상, 장력을 50∼400㎫으로 가공하는 냉간압연 2[공정 7]를 행하였다. 그 후, 롤러 레벨러[공정 8]에서, 벤더수 9개 이상이며, 판재의 압입량(인터메쉬)이 0.2% 이상이 되도록, 가공을 가하였다. 그 후, 600∼1000℃로 5초∼1시간의 중간 용체화 처리[공정 9]를 실시했다. 그 후, 300∼700℃로 5분∼1시간의 시효석출 열처리[공정 10]를 행하고, 다음에, 산세·연마[공정 11]를 행하였다. 이 산세는, 묽은산으로서 농도 0.1∼5.0%의 황산+과산화수소를 이용하여, 침지시간을 5∼100초 사이로 하여 판재를 세정했다. 연마는, 판재 표면에 잔존한 산화막을 제거하기 위해서 버프 연마를 실시하였다. 그 후, 3∼25%의 압연율로 마무리 냉간압연[공정 12], 다음에, 100∼600℃로 5초∼10시간의 조질소둔[공정 13]을 행하여, 구리합금 판재의 공시재로 했다. 여기서, 공시재의 최종판 두께는 0.1㎜로 했다. 또, 각 열처리나 압연 후에, 재료 표면의 산화나 조도 상태에 따라 산 세정이나 표면 연마를, 형상에 따라 텐션 레벨러에 의한 교정을 행하였다. 각 실시예에서의 제조 조건을 표 2-1에, 얻어진 공시재의 특성을 표 2-2에, 각각 나타낸다.For Examples 1 to 17, plate materials were manufactured under the manufacturing conditions shown in Table 2-1. That is, the obtained ingot was subjected to homogenization heat treatment at 800 to 1020°C for 3 minutes to 10 hours [Step 2], followed by 1020 to 700 Hot working [Step 3] was performed at °C. Thereafter, water quenching (corresponding to water cooling [Step 4]) was performed, and chamfering [Step 5] was performed to remove oxide scale. After that, cold rolling 1 [Step 6] with a total working rate of 50 to 90%, then cold working with a total working rate of 30% or more, a roll roughness (Ra) of 0.5 µm or more, and a tension of 50 to 400 MPa Rolling 2 [Step 7] was performed. After that, in the roller leveler [Step 8], the number of vendors was 9 or more, and processing was applied so that the press-fitting amount (intermesh) of the plate material was 0.2% or more. Thereafter, an intermediate solution treatment [Step 9] was performed at 600 to 1000°C for 5 seconds to 1 hour. Thereafter, aging and precipitation heat treatment [Step 10] was performed at 300 to 700 DEG C for 5 minutes to 1 hour, followed by pickling and polishing [Step 11]. This pickling was carried out using sulfuric acid + hydrogen peroxide having a concentration of 0.1 to 5.0% as a dilute acid, and the immersion time was between 5 and 100 seconds to wash the plate material. The polishing was performed by buffing in order to remove the oxide film remaining on the surface of the sheet material. Thereafter, finish cold rolling [Step 12] at a rolling ratio of 3 to 25%, followed by temper annealing [Step 13] at 100 to 600 ° C. for 5 seconds to 10 hours [Step 13] is performed to obtain a copper alloy sheet material did. Here, the thickness of the final plate of the test material was set to 0.1 mm. In addition, after each heat treatment or rolling, acid washing and surface polishing were performed according to the oxidation and roughness state of the material surface, and correction by a tension leveler was performed according to the shape. The manufacturing conditions in each Example are shown in Table 2-1, and the characteristic of the obtained test material is shown in Table 2-2, respectively.
한편, 각 비교예에 대해서는, 상기의 제조 조건을 표 2-3에 나타낸 바와 같이 변경한 이외는 각 실시예와 마찬가지로 하고, 공시재를 제조했다. 각 비교예의 특성을 표 2-4에 나타낸다.In addition, about each comparative example, except having changed the said manufacturing conditions as shown in Table 2-3, it carried out similarly to each Example, and manufactured the test material. The characteristics of each comparative example are shown in Table 2-4.
이들 공시재에 대해 하기의 특성 조사를 행하였다.The following properties were investigated for these test materials.
a. 파형 모티프 평균 길이[AW]와 파형 모티프 평균 깊이[W]a. Waveform motif average length [AW] and waveform motif average depth [W]
판재 표면의 파형 모티프 평균 길이와 파형 모티프 평균 깊이는, JIS B 0631:2000으로 규정하는 방법에 따라서 측정한 표면조도 측정 결과로부터 산출했다.The average length of the corrugated motifs and the average depth of the corrugated motifs on the surface of the plate material were calculated from the surface roughness measurement results measured in accordance with the method specified in JIS B 0631:2000.
b. 표면 조도b. surface roughness
표면 조도(Ra)는, 고사카켄큐쇼 가부시키가이샤(小坂究所株式會社)제 표면 조도계(상품명:서프코다 SE3500), 촉침 선단 반경 2㎛, 측정력 0.75N 이하의 조건을 이용하여 측정했다. 표면 조도(Ra)는, 0.2㎛ 이하인 경우를 양호하다고 판단하고, 0.2㎛를 초과하는 경우를 불량이라고 판단했다.The surface roughness (Ra) was measured using the conditions of a surface roughness meter (trade name: Surfcoda SE3500) manufactured by Kosaka Kenkyusho Co., Ltd., a radius of 2 µm at the tip of the stylus, and a measuring force of 0.75 N or less. The surface roughness Ra judged the case where it was 0.2 micrometer or less as favorable, and judged the case where it exceeded 0.2 micrometer as bad.
c. 표층부(0t∼1/8t)에서의 Cube 방위 결정립의 면적률c. Area ratio of cube orientation grains in the surface layer portion (0t to 1/8t)
EBSD법에 의해, 측정 면적 300㎛×300㎛, 스캔 스텝 0.1㎛의 조건으로 결정 방위의 측정을 실시했다. 해석에서는, 300㎛×300㎛의 EBSD 측정 결과를, 25블록으로 분할하고, 각 블록의 표층부(0t∼1/8t)에서의 Cube 방위를 가지는 결정립의 면적률을 이하와 같이 확인했다. 전자선은 주사전자현미경의 W 필라멘트로부터의 열전자를 발생원으로 했다.The crystal orientation was measured by the EBSD method under the conditions of a measurement area of 300 µm × 300 µm and a scan step of 0.1 µm. In the analysis, the EBSD measurement result of 300 µm × 300 µm was divided into 25 blocks, and the area ratio of crystal grains having a Cube orientation in the surface layer portion (0t to 1/8t) of each block was confirmed as follows. The electron beam was generated from hot electrons from the W filament of the scanning electron microscope.
또한, EBSD 측정 전의 연마에서는, 표층부(0t∼1/8t)의 조직 관찰을 실시하기 위해, 전해 연마에서 목적부 조직을 노출시켰다. 이 연마하여 노출시킨 부분으로서 0t, 1/10t, 1/8t의 3개소에 대하여 EBSD로 관찰했다. 모두 3개소에 있어서, Cube 방위 결정립의 측정 시야에 대한 점유율(즉 면적률)을 각각 구했다. 그리고 이 3개소의 면적률의 평균치를 구하고, 이것을 표 중에 「표층부에서의 Cube 방위 결정립의 면적률(%)」로서 나타냈다. 이 값이 5.0% 이상인 경우를 양호, 5.0% 미만인 경우를 불량이라고 판단했다.In addition, in the polishing before the EBSD measurement, in order to observe the structure of the surface layer portions (0t to 1/8t), the target portion structure was exposed by the electrolytic polishing. As this polished and exposed portion, three locations of 0t, 1/10t, and 1/8t were observed by EBSD. In all three places, the occupancy rate (that is, area ratio) with respect to the measurement visual field of a Cube orientation crystal grain was calculated|required, respectively. And the average value of the area ratio of these three places was calculated|required, and this was shown as "area ratio (%) of the Cube orientation crystal grains in the surface layer part" in the table|surface. The case where this value was 5.0 % or more was judged as favorable, and the case where it was less than 5.0 % was judged as bad.
d. 180° U굽힘시험에 있어서의 굽힘 가공성 d. Bending workability in 180° U-bending test
압연방향과 수직으로 폭 0.25㎜, 길이 1.50㎜가 되도록 프레스에 의한 타발로 BW 공시재, 압연방향과 평행하게 폭 0.25㎜, 길이 1.50㎜가 되도록 프레스에 의한 타발로 GW 공시재를 잘라냈다. 이것에 굽힘의 축이 압연방향과 직각이 되도록 W 굽힘 한 것을 GW(Good Way), 압연방향과 평행하게 되도록 W 굽힘한 것을 BW(Bad Way)라고 하고, 90° W 굽힘 가공 후, 압축 시험기에서 180° U 굽힘 가공을 행하였다. 굽힘 가공된 표면을 100배의 주사전자현미경으로 관찰하여, 크랙의 유무를 조사했다. GW 굽힘과 BW 굽힘 중 어느 것에 있어서도 크랙이 발생하지 않은 경우를 양호라고 판단하고, 표 중에 「A」라고 표시하며, GW 굽힘과 BW 굽힘 중 적어도 어느 하나에서 크랙이 발생한 경우를 불량이라고 판단하여 표 중에 「B」라고 나타냈다.A BW test material was cut by punching by a press so that the width was 0.25 mm and a length of 1.50 mm perpendicular to the rolling direction, and the GW test material was cut by punching so that the width was 0.25 mm and a length of 1.50 mm parallel to the rolling direction. In this case, the bending axis of W is called GW (Good Way) so that it is perpendicular to the rolling direction, and W bending so that it is parallel to the rolling direction is called BW (Bad Way). After 90° W bending, the compression tester 180° U bending processing was performed. The bent surface was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 100, and the presence or absence of cracks was investigated. A case in which cracks do not occur in either GW bending or BW bending is judged as good, marked as "A" in the table, and a case in which a crack occurs in at least one of GW bending and BW bending is judged to be defective. Indicated by "B".
e. 내마모성(동마찰계수의 측정)e. Wear resistance (measurement of coefficient of dynamic friction)
내마모성의 척도로서, 동마찰계수를 측정하여 평가했다. 일본신동협회(日本伸銅協會)의 JCBA T311;2001(구리 및 구리합금판의 동마찰계수 측정방법)에 준거하여, 판재의 압연 수직방향으로, 프로브의 하중 100g, 슬라이딩 거리 10㎜, 30 왕복에서 슬라이딩 시험을 행하였다. 30 왕복 후의 동마찰계수를 측정했다. 판재의 동마찰계수가 0.5 이하인 경우를 양호, 0.5를 초과하는 경우를 불량이라고 판단한다.As a measure of abrasion resistance, the coefficient of dynamic friction was measured and evaluated. Based on JCBA T311;2001 (Method for measuring the coefficient of dynamic friction of copper and copper alloy plates) of the Japan Copper Association, in the vertical direction of rolling of the plate, the probe load is 100 g, the sliding distance is 10 mm, and 30 reciprocating A sliding test was performed in The coefficient of kinetic friction after 30 reciprocations was measured. If the dynamic friction coefficient of the plate is 0.5 or less, it is judged good, and if it exceeds 0.5, it is judged as bad.
f. 0.2% 내력[YS]f. 0.2% Yield [YS]
굴곡 계수 측정에 있어서, 각 시험편의 탄성 한계까지의 압입량(변위)으로부터 0.2% 내력(㎫)을 산출하여, 강도의 척도로 했다. E: 굴곡 계수, t: 판 두께, L: 고정단과 하중점의 거리, f: 변위(압입깊이)로 하면, 0.2% 내력은 다음의 식으로 표시된다.In the bending modulus measurement, 0.2% yield strength (MPa) was calculated from the amount of indentation (displacement) up to the elastic limit of each test piece, and it was set as a measure of strength. E: flexural coefficient, t: plate thickness, L: distance between fixed end and load point, f: displacement (indentation depth), 0.2% yield strength is expressed by the following formula.
0.2% 내력(㎫) YS= {(3 E/2)×t×(f/L)×1000}/L0.2% yield strength ( YS= {(3 E/2)×t×(f/L)×1000}/L
판재의 0.2% 내력이 700㎫ 이상인 경우를 양호, 700㎫ 미만의 경우를 불량이라고 판단한다.If the 0.2% yield strength of the plate material is 700 MPa or more, it is judged good, and the case of less than 700 MPa is judged as bad.
g. 도전율[EC]g. Conductivity [EC]
20℃(±0.5℃)로 유지된 항온조 중에서 4단자법에 의해 비저항을 계측하여 도전율을 산출했다. 한편, 단자간 거리는 100㎜로 했다. 판재의 도전율이 25%IACS 이상인 경우를 양호, 25%IACS 미만의 경우를 불량이라고 판단한다.In a thermostat maintained at 20°C (±0.5°C), the specific resistance was measured by the four-terminal method, and the electrical conductivity was calculated. In addition, the distance between terminals was 100 mm. The case where the electrical conductivity of the plate material is 25% IACS or more is judged good, and the case of less than 25% IACS is judged bad.
[표 1-1][Table 1-1]
[표 1-2][Table 1-2]
[표 2-1][Table 2-1]
[표 2-2][Table 2-2]
[표 2-3][Table 2-3]
[표 2-4][Table 2-4]
표 2-2에 나타낸 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에서 규정하는 합금조성(표 1-1)에서, 본 발명에서 규정하는 제조방법(표 2-1)으로 얻은 각 실시예의 구리합금 판재는, 소정의 파형 모티프 평균 길이(AW)와 소정의 파형 모티프 평균 깊이(W)를 만족하고, 고강도이며 고도전율을 가짐과 함께, 굽힘 가공성과 내마모성(동마찰계수)이 양호했다. 또한, 판재의 표면조도(Ra), 표층부(0t∼1/8t)에서의 Cube 결정립의 면적률도 바람직한 값을 나타냈다. 따라서, 본 발명의 구리합금 판재는, 전기·전자기기용 리드 프레임, 커넥터, 단자재 등, 자동차 차량탑재 단자 등의 커넥터나 단자재, 릴레이, 스위치 등에 적합한 구리합금 판재이다.As is clear from the results shown in Table 2-2, in the alloy composition (Table 1-1) specified in the present invention, the copper alloy sheet material of each Example obtained by the manufacturing method (Table 2-1) specified in the present invention is, It satisfies the predetermined average corrugation motif length (AW) and the predetermined corrugation motif average depth (W), has high strength and high conductivity, and has good bending workability and abrasion resistance (dynamic friction coefficient). In addition, the surface roughness (Ra) of the plate material and the area ratio of cube crystal grains in the surface layer portion (0t to 1/8t) also showed desirable values. Therefore, the copper alloy sheet material of the present invention is a copper alloy sheet material suitable for a lead frame for electric/electronic devices, a connector, a terminal material, and the like, a connector and terminal material for an automobile vehicle mounted terminal, a relay, a switch, and the like.
이것에 대하여, 표 2-4에 나타낸 결과로부터 분명한 바와 같이, 각 비교예의 시료에서는, 몇 개의 특성이 뒤떨어진 결과가 되었다.On the other hand, as is clear from the result shown in Table 2-4, in the sample of each comparative example, some characteristics were inferior.
비교예 12∼18은, 합금조성이 본 발명 규정의 범위 외였기 때문에, 강도(0.2% 내력)나 도전율의 한쪽이 뒤떨어지고 있다. 비교예 1∼11은, 적어도 1개의 제조 조건이 본 발명의 규정의 범위 외였기 때문에, 소정의 파형 모티프 평균 길이(AW)와 소정의 파형 모티프 평균 깊이(W)를 어느 쪽도 만족하고 있지 않아, 굽힘 가공성과 내마모성의 한쪽 또는 양쪽이 뒤떨어지고 있다. 또, 표 2-4에는 나타내지 않지만, Cube 결정립이 방위 집적하지 않은 경우에서도 본 발명의 상기 효과가 기대된다.Comparative Examples 12 to 18 were inferior in either strength (0.2% yield strength) or electrical conductivity because the alloy composition was outside the scope of the present invention. In Comparative Examples 1 to 11, neither of the predetermined waveform motif average length (AW) nor the predetermined waveform motif average depth (W) were satisfied because at least one manufacturing condition was outside the scope of the present invention. , one or both of bending workability and abrasion resistance are inferior. Moreover, although not shown in Table 2-4, the said effect of this invention is anticipated also when Cube crystal grains do not oriented-accumulate.
본 발명을 그 실시 형태와 함께 설명했지만, 우리는 특히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려 하지 않고, 첨부의 청구범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하지 않고, 폭넓게 해석되어야 한다고 생각한다.Although the present invention has been described along with its embodiments, we do not intend to limit our invention in any detail of the description unless otherwise specified, and do not go against the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims, and interpret it broadly. i think it should be
본원은, 2014년 3월 25일에 일본에서 특허 출원된 일본 특허출원 2014-062760에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 이것은 여기에 참조하여 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 취한다.This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2014-062760 for which the patent application was carried out in Japan on March 25, 2014, This takes in the content as a part of description of this specification with reference to here.
1: 롤러 레벨러
2: 벤더
3: 구리합금 판재(제조 도중의 것)
H: 입측 최대 압입량
L: 상부 롤의 입측-출측간 거리
RD: 판재의 압연 평행방향1: Roller Leveler
2: vendor
3: Copper alloy plate (thing in the process of manufacturing)
H: Maximum indentation amount
L: Distance between entry-exit side of upper roll
RD: Rolling parallel direction of the plate
Claims (11)
상기 구리합금 판재의 표면의 파형 모티프 평균 길이(Waviness motif average length)(AW)가 5.00㎛∼9.80㎛, 파형 모티프 평균 깊이(W)가 0.50㎛∼1.10㎛, 및 상기 구리합금 판재의 표면 조도(Ra)가 0.06㎛∼0.20㎛ 인 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.A copper alloy sheet material containing 1.00 to 6.00 mass % of Ni and 0.10 to 2.00 mass % of Si, the balance being copper and unavoidable impurities,
Waviness motif average length (AW) of the surface of the copper alloy sheet is 5.00 μm to 9.80 μm, the average depth (W) of the wavy motif is 0.50 μm to 1.10 μm, and the surface roughness of the copper alloy sheet ( A copper alloy sheet material, characterized in that Ra) is 0.06 μm to 0.20 μm.
상기 구리합금 판재의 표면의 파형 모티프 평균 길이(AW)가 5.00㎛∼9.80㎛, 파형 모티프 평균 깊이(W)가 0.50㎛∼1.10㎛, 및 상기 구리합금 판재의 표면 조도(Ra)가 0.06㎛∼0.20㎛ 인 것을 특징으로 하는 구리합금 판재.1.00 to 6.00 mass% of Ni, 0.10 to 2.00 mass% of Si, and at least one selected from the group consisting of B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag and Sn A copper alloy sheet material containing 0.005 to 3.000 mass % in total, the balance being copper and unavoidable impurities,
The average length (AW) of the corrugation motif on the surface of the copper alloy plate material is 5.00 µm to 9.80 µm, the average depth W of the corrugation motif is 0.50 µm to 1.10 µm, and the surface roughness (Ra) of the copper alloy plate material is 0.06 µm to Copper alloy plate, characterized in that 0.20㎛.
상기 구리합금 판재의 표면으로부터 판 두께의 1/8의 위치에 이르기까지의 표층부에서, 상기 구리합금 판재의 압연면에 대하여 Cube 방위를 가지는 결정립이 5.0% 이상의 면적률을 가지는 구리합금 판재.3. The method of claim 1 or 2,
A copper alloy sheet having an area ratio of 5.0% or more of crystal grains having a Cube orientation with respect to the rolled surface of the copper alloy sheet in the surface layer portion from the surface of the copper alloy sheet to a position of 1/8 of the sheet thickness.
상기 구리합금 판재의 압연 수직방향으로 하중 100g으로 30 왕복의 슬라이딩 시험을 한 후의 동마찰계수가 0.5 이하인 구리합금 판재.3. The method of claim 1 or 2,
A copper alloy sheet having a dynamic friction coefficient of 0.5 or less after performing a sliding test of 30 reciprocations under a load of 100 g in the vertical direction of rolling of the copper alloy sheet.
상기 구리합금 판재의 180° U굽힘시험에서 굽힘의 축이 압연 평행방향과 압연 수직방향 중 어느 경우에서도 크랙 없이 굽힘 가공이 가능한 구리합금 판재.3. The method of claim 1 or 2,
In the 180° U-bending test of the copper alloy sheet, the bending axis of the copper alloy sheet can be bent without cracks in either the rolling parallel direction or the rolling vertical direction.
상기 냉간압연 1[공정 6]은, 합계 가공률 50∼90%로 가공을 행하고,
상기 냉간압연 2[공정 7]는, 압연시의 장력을 50∼400㎫로 하며, 압연기의 롤 조도(Ra)를 0.5㎛ 이상으로 하고, 합계 가공률 30% 이상으로 가공을 행하며,
상기 롤러 레벨러[공정 8]는, 벤더수를 9개 이상으로 하고, 압입량으로서의 인터메쉬(Intermesh)가 0.2% 이상이 되는 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 구리합금 판재의 제조방법.1.00 to 6.00 mass% of Ni, 0.10 to 2.00 mass% of Si, and at least one selected from the group consisting of B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag and Sn After dissolving and casting a copper alloy material containing 0.000 to 3.000 mass % in total and the remainder being copper and unavoidable impurities [Step 1], homogenization heat treatment [Step 2], hot rolling [Step 3], Water cooling [Step 4 ], cold rolling 1 [process 6], cold rolling 2 [process 7], roller leveler [process 8], intermediate solution heat treatment [process 9], aging precipitation heat treatment [process 10], cold rolling 3 [ Step 12] and final annealing [Step 13] as a method of manufacturing a copper alloy sheet material in this order,
In the cold rolling 1 [Step 6], processing is performed at a total working rate of 50 to 90%,
In the cold rolling 2 [Step 7], the tension at the time of rolling is 50 to 400 MPa, the roll roughness (Ra) of the rolling mill is 0.5 μm or more, and the processing is performed at a total working rate of 30% or more,
The method for producing a copper alloy sheet material, wherein the roller leveler [Step 8] performs processing such that the number of benders is 9 or more, and the intermesh as an indentation amount is 0.2% or more.
상기 구리합금 소재가, B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag 및 Sn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.005∼3.000질량% 함유하는 구리합금 판재의 제조방법.9. The method of claim 8,
The copper alloy material is B, Mg, P, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Zr, Ag, and at least one selected from the group consisting of Sn in a total of 0.005 to 3.000 mass% of a copper alloy sheet material containing manufacturing method.
상기 수냉[공정 4]과 상기 냉간압연 1[공정 6]과의 사이에, 면삭[공정 5]을 실시하는 구리합금 판재의 제조방법.10. The method according to claim 8 or 9,
A method of manufacturing a copper alloy sheet in which face grinding [step 5] is performed between the water cooling [step 4] and the cold rolling 1 [step 6].
상기 시효석출 열처리[공정 10]와 상기 냉간압연 3[공정 12]과의 사이에, 산세·연마[공정 11]를 실시하는 구리합금 판재의 제조방법.
10. The method according to claim 8 or 9,
A method of manufacturing a copper alloy sheet material in which pickling and polishing [step 11] are performed between the aging precipitation heat treatment [step 10] and the cold rolling 3 [step 12].
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