(19) 한민 특허청(KR)(12) 공개특허공보(A)

(11) 공개 10-2014-0060020

(43) 공개 2014 05월19

(51) 특허 (Int. Cl.)

C22C 9/00 (2006.01) C22F 1/08 (2006.01)

C22C 9/06 (2006.01) C22C 9/10 (2006.01)(21) 원 10-2012-0126595

(22) 원 2012 11월09

심사청 2012 11월09

(71) 원

주식 사 산

경 도 평택시 포승 평택항 156 134

(72)

동우

청사 41, 102동 1101 (월평동,합 트)

철민

지 75, 101동 1502 ( 산동, 랑새 트)

(74) 리

복,

체 청 항 수 : 15 항

(54) 동합 재 그

(57)

본 동합 재 그 에 한 것 , 특 , 도체 리드프 비 한 가

동차 커 등 보 달 재료 우수한 계 강도 특 과 도도 열

갖는 우수한 동합 재 그 에 한 것 다.

도 - 도1a

공개특허 10-2014-0060020

- 1 -

특허청

청 항 1

0.5 내지 4.0 량% 니 (Ni), 0.1 내지 1.0 량% 규 (Si), 0.02 내지 0.2 량% (P), (殘部)량

동(Cu) 가피한 순 루어지는 동합 재.

청 항 2

1 항에 어 ,

상 가피한 순 Ti, Co, Fe, Mn, Cr, Nb, V, Zr, Hf 루어지는 그룹 택 는 하나 상

고, 상 P 매개체 Ni-Si-P계 과 학 결합하여 Ni-Si-P-X( , X는 상

) 태 합 하는 것 동합 재.

청 항 3

1 항에 어 ,

상 가피한 순 함량 량% 동합 재 내 Ni 함량 Si 함량 합 10% 내 것

동합 재.

청 항 4

1 항에 어 ,

마그 슘(Mg) 0.3 량% 하 첨가 는 것 특징 하는 동합 재.

청 항 5

1 항에 어 ,

(Ag) 0.3 량% 하 첨가 는 것 특징 하는 동합 재.

청 항 6

1 항에 어 ,

연(Zn) 1.0 량% 하 첨가 는 것 특징 하는 동합 재.

청 항 7

1 항에 어 ,

주 (Sn) 0.8 량% 하 첨가 는 것 특징 하는 동합 재.

청 항 8

1 항에 어 ,

동합 재 내에 크 는 1 과하지 는 것 동합 재.

청 항 9

량% , 니 (Ni) 0.5~4.0, 규 (Si) 0.1~1.0, (P) 0.02~0.2, 동(Cu) (殘部)량 가피한 순

도 해 주 하여 주 얻는 단계; 상 주 750~1050 도에 열간가공하고 수냉하는

단계; 원하는 께에 라 냉간가공하고 300~600에 1~15시간 에 공냉 복 처리하는

단계; 냉간가공 후 300~700에 10 ~600 간 연 거 열처리하는 단계 포함하는

동합 재 .

청 항 10

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- 2 -

9 항에 어 ,

상 가피한 순 함량 량% 동합 재 내 Ni 함량 Si 함량 합 10% 내 것

동합 재 .

청 항 11

9 항에 어 ,

원 해시, 마그 슘(Mg) 0.3 량% 하 첨가 는 것 특징 하는

동합 재.

청 항 12

9 항에 어 ,

원 해시, (Ag) 0.3 량% 하 첨가 는 것 특징 하는 동합

재.

청 항 13

9 항에 어 ,

원 해시, 연(Zn) 1.0 량% 하 첨가 는 것 특징 하는 동합

재.

청 항 14

9 항에 어 ,

원 해시, 주 (Sn) 0.8 량% 하 첨가 는 것 특징 하는 동합

재 .

청 항 15

9 항에 어 ,

동합 재 내에 생 는 크 는 1 과하지 는 것 동합 재 .

술

본 동합 재 그 에 한 것 , 특 , 도체 리드프 비 한 가[0001]

동차 커 등 보 달 재료 우수한 계 강도 특 과 도도 열

갖는 우수한 동합 재 그 에 한 것 다.

경 술

도체 리드프 , 커 등과 같 재 는 동 본 하는 경 동[0002]

합 재가 주 사 고 다. 그 에 도 (corson)계(Cu-Ni-Si 계) 동합 재는 강도 도 우

수하여 많 도에 고 나, 도 보하 하여 순 (impurity)에 한 리가

매우 엄격하게 다(300~500ppm).

동(Cu) 주지 같 우수한 도체 고 리 사 고 는 재 다. 그러나 순동 [0003]

재 강도가 하여 강도 지하는 는 합하지 다는 단 에, 미 , 본 등 각 에

동에 여러 가지 합 원 첨가하여 합 하여 강도 지시키는 재 개 에 한 연 가 많

루어 다.

그러나 동 나 청동과 같 합 원 에 한 고 강 나 가공경 태 는 동합 재는, 합[0004]

원 첨가에 해 동합 재 강도가 순동 강도보다는 질 수 나, 도도( 도 ) 순동

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- 3 -

도도보다 크게 어지므 , 트랜지스 , 직 등 리드프 (Lead Frame) 나, 등 고강

도 고 도도 동시에 하는 재 하 에는 합하지 다.

지 지 개 경 계 동합 에 는 비 학 포함 는 니 (Ni)과 규 (Si)[0005]

가 경 나타내는 주 원 다.

에는 도도 감 하는 내에 강도 특 향상시키 해 Ni과 Si 원 에, Mg,[0006]

Fe, P, Sn, Co, Cr, Mn, Zn, Ti 등 합 원 미량 첨가하는 었다. 러한 합 원 에 , 특

Mg과 같 합 원 는 도도 감 가 고, 고 강 과, 내 특 리드프 시 열

우수하여 주합 원 채택하여 하고 다. 그러나, 실 업 시 Mg 강한 산 해 산

생하고 주 시 탕 동 감 시 주 결함 나 주 내 에 산

나 미 포 하는 경우가 많 생 어 에 많 생 , 열간 연시 균열

냉간 연 재 시에도 결함 남 가 고 다. 또한 P, Sn, Mn, Ti과 같 합 원

도 고 강 과는 우수하지만, 첨가에도 생 는 동합 재 도도 크게 감 시키므

주합 원 에도 하고 그 첨가량 극 미량 억 하여 한다.

근에는 러한 해결하 해, Ni, Si 타 첨가 는 합 원 크[0007]

어하여 질 보하고, 타 합 원 첨가 경우 도도 감 시키는 해 특 도에 라

합 원 규 함 합 특 개 시키는 나 고 나, 첨가시 도도

크게 해 수 는 순 원 (Ti, Co, Fe, As, Mn, Ge, Cr, Nb, Sb, Al, Sn 등)는 직도 량 엄격 규

하여 하는 실 다( 한민 특허등 10-0679913, 한민 특허등 10-0403187, 한민

특허등 10-0674396 참 ).

상술한 내 과 하여, 동(Cu)에 합 원 첨가에 도도 감 는 참고 헌 [Niedriglegierte[0008]

Kupferlegierungen, Deutsche Kupfer Institut, p.22]에 나타나 다. 들어, Ag, O, Zn 등 첨가량에

도도 감 가 비 합 원 나, Ti, Co, Fe, Mn, Ge, Cr, Nb, Sb, Al, Sn 등 합 원 는

그 도도 감 가 매우 크다는 개시 어 다.

래 술에 , 동합 에 P 주 탈산 과 생시 산 (oxygen) 거하고 동시에 탕 동[0009]

보하여 주 개 시키 , 순동 경우 수 취 (hydrogen embrittlement) 지하 해 미량 합

하는 사 어 다.

실 산업에 많 쓰 는 탈산동(Deoxidized Copper) 순동 내에 재하는 산 하 해 P[0010]

탈산하고 P 허 량 200~500ppm 한 동합 , 그 도도는 순동 비 80~85% 감 하여 나타

난다. 또한 경우 타 합 원 들 순 재하 동합 도도는 매우 격하게 감 다.

들 Ti, Co과 같 원 경우 100ppm만 재해도 도도가 매우 크게 감 하는 특 가지고 다.

한편, 경 계(Cu-Ni-Si계) 동합 에 P 첨가 과에 해 보고 경우가 나, 다[0011]

주 과 간 합 (intermetallic compound) 태 통한 과만 나타내고 다. Ni과 P가

결합하여 Ni3P Ni5P2가 고, Fe P가 결합하여 Fe3P 등 어, 생 는 동합 강도

도도 가시키는 결 역할 한다는 것( 한민 특허등 10-0018127)과, 또한 Mg 결합하여

Mg3P2, MgP4 태 합 시 강 과 도체 리드프 집 키징(packaging)에

어 몰 (molding)시 열 향상 역할 한다는 것 다( 한민 특허등 10-

0082046).

그러나 래 술에 첨가 P가 합 원 순 간 매개체 하여 또 다 3 [0012]

간 합 함 , 순 에 한 도도 감 가 억 고 도도가 가하는

과는 보고 없다.

내

해결하 는 과

본 순 내 에 포함하 도, 동시에 고강도, 열 고 도 나타내는[0013]

동합 재 그 공하고 한다.

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과 해결 수단

본 에 는 동합 재는 0.5 내지 4.0 량% 니 (Ni), 0.1 내지 1.0 량% 규[0014]

(Si), 0.02 내지 0.2 량% (P), (殘部)량 동(Cu) 가피한 순 루어진다. 상 가피한

순 Ti, Co, Fe, Mn, Cr, Nb, V, Zr, Hf 루어지는 그룹 택 는 하나 상 고,

상 P 매개체 Ni-Si-P계 과 학 결합하여 Ni-Si-P-X( , X는 상 )

태 합 할 수 다. 상 가피한 순 함량 동합 재 내 Ni+Si 함량 10%

내 다.

또한, 상 동합 재는 마그 슘(Mg) 0.3 량% 하 , (Ag) 0.3 량% 하 , 연(Zn)[0015]

1.0 량% 하 , 또는 주 (Sn) 0.8 량% 하 첨가 수 다. 상술한 동합 재

내에 크 는 1 과하지 는다.

한편, 본 에 는 동합 재 , 량% , 니 (Ni) 0.5~4.0, 규 (Si) 0.1~1.0, (P)[0016]

0.02~0.2, 동(Cu) (殘部)량 가피한 순 도 해 주 하여 주 얻는 단계; 상 주

750~1050 도에 열간가공하고 수냉하는 단계; 원하는 께에 라 냉간가공하고 300~600에 1~15

시간 에 공냉 복 처리하는 단계; 냉간가공 후 300~700에 10 ~600 간 연

거 열처리하는 단계 포함한다. 원 해시, 마그 슘(Mg) 0.3 량% 하 첨가

거나, (Ag) 0.3 량% 하 첨가 거나, 연(Zn) 1.0 량% 하 첨가 거나,

주 (Sn) 0.8 량% 하 첨가 수 다. 상술한 에 하여 생 동합 재 내에 생

는 크 는 1 과하지 는다.

과

본 순 과 어 하여, 강도 열 뿐만 니라, [0017]

재 가 는 특 도도 한 하는 동합 재 그

공한다.

도 간단한

도 1a 2 No. 3에 개시 (Cu-3.0Ni-0.7Si-0.05P-0.3Mn)에 라 본 에 는 동합 재[0018]

재 시료 과 미경(TEM) 사진 다. 도 1b 내지 1e는 각각 차 도 1a에 나타난 포 트 1

내지 4에 한 EDS 피크 다.

도 2a는 2 No. 12에 개시 (Cu-3.0Ni-0.7Si-0.05P-0.3Fe)에 라 본 에 는 동합 재

재 시료 TEM 사진 다. 도 2b 2c는 각각 차 도 2a에 나타난 포 트 1 2에 한 EDS 피크

다.

실시하 한 체 내

본 에 는 동합 재[0019]

본 도 에 미 는 순 과 어 동합 재 다. [0020]

상 동합 재는 0.5 내지 4.0 량% 니 (Ni), 0.1 내지 1.0 량 규 (Si), 0.02 내지[0021]

0.2 량 (P), (殘部)량 동(Cu) 가피한 순 루어지 , 상 순 Ti, Co, Fe, Mn,

Cr, Nb, V, Zr Hf 루어지는 그룹 택 는 1 상 포함한다. 상 순 함

량 Ni 함량 Si 함량 합 10% 내 다. 상 동합 재 내 에 Ni-Si-P-X 태( , X는 상 순

) 합 포함한다.

(1) Ni Si[0022]

본 에 하는 특 하 한 Ni 함량 수득 는 동합 재 0.5~4.0 량[0023]

% 다. Ni 0.5 량% 미만에 는 도체 리드프 나 커 에 필 한 강도가

지 , 4.0 량% 과에 는 타 순 과 에 주 상태에 Ni-Si 합 어 열간

연시 지 직과 연 차 한 균열(crack)과 같 량 생 다.

Si 통상 Ni:Si 비 5:1 내지 4:1 함량 동합 재에 포함 수 , 0.1~1.0 량% 포[0024]

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함 다. 첨가량 지나 게 에는 원하는 지 수 고, 첨가량 지나 게 많

시는 과 열간 연시 향 미 수 도 에도 지 한 향 끼 다.

동합 재에 해 시 처리 실시하 Ni Si는 주 강 미 한 크 Ni2Si 주 하는 Ni-Si계[0025]

하여 지 강도 도도 가시키는 역할 수행한다.

(2) P[0026]

P는 동합 에 탈산 역할과 강 역할 수행하는 원 해시 5 량% 상 P-Cu 태 합[0027]

하여 시 시 Ni3P 태 한 시키 ( [Journal of Materials Science, vol

21. 1986. pp. 1357-1362] 참 ), 또한 Mg2Si, Mg3P2, MgP4 태 합 시 강 과 에 여하는

것 나타났다( 한민 특허등 10-0082046-0000 참 ).

P는 Ni3P, Ni5P2, Fe3P, Mg3P2, MgP4 태 생 에 강도 향상뿐만 니라, 가피하게 재하는 [0028]

타 순 원 , 특 에 해당하는 Co, Fe, Mn, Cr, Nb, V, Zr, Hf( 하, 타 순 함) 결

합시 주는 매개체 역할 한다. 상술한 타 순 원 는 합 원료 사 는 스크랩(scrap) 나 동과

같 재료 순도에 라 가피하게 재한다. , P는 Ni-Si계 과 타 순 학 결합시

Ni-Si-P-X 과 같 태 합 한다.

라 , 동(Cu) 지(matrix) 직에 타 순 리 순 에 한 도도 감 과[0029]

하고, 에 한 강도 특 강 과 가 할 수 다.

(3) 순 (Ti, Co, Fe, Mn, Cr, Nb, V, Zr, Hf)[0030]

본 에 미하는 순 Ti, Co, Fe, Mn, Cr, Nb, V, Zr Hf 루어지는 그룹 택 는 [0031]

다. 상 순 1 상 포함 수 다. 상 순 처리시 P 결합에 지에 해 Ni-Si-

P-X 태( , X는 상술한 순 ) 지에 다.

한편, 타 순 P 매개체 Ni-Si 과 결합하 한 건 , 타 순 과 P 결합에 지[0032]

값 다 주합 원 P 결합에 지 값보다 한다는 것 다. 하여, 본 에

는 동합 재에 순 포함 는 결합에 지는 하 1( 헌 [Cohesion in metals, 1988,

F.R. de Boer 4, North-Holl and Physics Publishing]에 췌)과 같 주 합 원 Ni에 비해 결

합 나타내고 다. 라 순 주 합 원 보다 경우에는 주 합

원 상 해하지 , 상 도 수 다.

1

[0033] Ti Co Fe Mn Cr Nb V Zr Hf Ni

P 결합 에지 H

(kJ/mol)

-162 -63 -70 -95 -85 -148 -117 -204 -189 -61

* Ni2Si 결합에 지 = -32 kJ/mol[0034]

한편, Ni-Si계 상 해하지 고, 복합 합 태 해 는 Ni-Si 결합[0035]

또는 Ni-Si-P 결합 해하지 는 내에 재해 한다. 특 원 간 결합에 지는 각 원 몰

(mole) 량에 비 하는 , 들어 Zr-P 결합에 지는 -204 kJ/mol 매우 값 나타내고 나, 각각

함 량 경우에는 Zr P 결합하여 3 상 생 하 보다는, Ni-Si-P가 우 생

고 후 지 내 Zr 원 가 Ni-Si-P-Zr 태 루는 것 고 다( 헌 [Cohesion in metals,

1988, F.R. de Boer 4, North-Holland Physics Publishing]에 췌한 하 식 1 참 ). 라 H(Ni-

Si-P)>>H(X-P)( , X는 ) 경우에는 Ni-Si-P-X 합 가능하 , 만

시키는 건 각각 결합에 지 비 하 할 수 다. 몰(mole) 량 고 했 순

합 Ni 함량과 Si 함량 합 10% 하 경우, 상에 해가 지 뿐만 니라,

강도 열 강 에 순 능 나타낸다.

식 1[0036]

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X-P 원 간 결합 에 지 = [0037]

라 , 상 순 함량 Ni 함량 Si 함량 합 10% 내 다. [0038]

상 생 는 크 ( 경)는 1 과하지 는다. 크 ( 경)가 1 는 경[0039]

우, 도 가공 에 나 향 미 수 다.

(3) Mg[0040]

본 에 는 동합 Mg 포함할 수 다. Mg Cu-Ni-Si-P합 에 Mg2Si, Mg3P2, MgP4 태 합[0041]

시킴 욱 강 한 강 과 키게 하고, 동합 지에 Si과 P 거함 동합

에 도 주 도 열 크게 향상시킨다. 그러나 Mg 과도하게 첨가하 도도 연

감 시킨다. 라 Mg 첨가량 0.3 량% 내 하는 것 람직하다.

(4) Ag[0042]

본 에 는 동합 또한 Ag 포함할 수 다. Ag는 0.3 량% 지는 첨가하 라도 도도 하[0043]

없 강도 내열 특 향상시키는 역할 한다.

(5) Zn[0044]

본 에 는 동합 또한 Zn 포함할 수 다. Zn 1.0 량% 지는 첨가하 라도 도도 하[0045]

가 심하지 , 고 강 에 한 과 할 수 다.

(6) Sn[0046]

Sn 동 지 내에 산 도가 매우 느린 원 다량 첨가시 Sn 편 같 시키나, 0.8 량%[0047]

하 미량 첨가시 억 하여 강도 개 시키는 과가 다.

(7) O S[0048]

동합 에 , O S는 동에 다량 함 거나 스크랩 에 수 연 후 태 한다. 러한[0049]

들 탈산 과 에 상당 거 지만, 한 거는 매우 어 다. 래에는 산 15ppm 하 감해

Mg 산 지할 수 다고 나( 들어, 본 공개특허공보 평5-59468 참 ), 본 에

는 P 매개체 Ni-Si-P-X-O나 Ni-Si-P-X-S 태 결합하여 수 에, O S 동합

재 량 0.5 량% 내 포함 수 다. 상 내에 , 본 에 는 동합 재 상

특징 해 과 에 연스럽게 태 만들 수 다.

본 에 는 동합 재 [0050]

본 에 는 동합 재 하 같다: [0051]

상술한 에 라 해당 해 주 하여 주 얻는 단계, [0052]

상 주 750 내지 1050 도에 열간가공하고 수냉하는 단계, [0053]

수득 생 냉간가공하는 단계, [0054]

수득 생 300 내지 600에 1 내지 15시간 동 공냉 복하는 단계, [0055]

수득 생 300 내지 700에 10 내지 600 동 연 처리하는 단계. [0056]

상 주 주 단계에 는, 상술한 본 에 는 동합 재 비에 탕 [0057]

한다. , 0.5 내지 4.0 량% 니 (Ni), 0.1 내지 1.0 량% 규 (Si), 0.02 내지 0.2 량% (P),

(殘部)량 동(Cu) 수 고, 강도 가 해 상술한 고 강 원 가 미량 첨가 수 ,

타 순 과 에 원 스크랩 나 동, 타 순도가 낮 동스크랩 통하여 가피하게 포함

다. 상 한 본 에 는 동합 재 에 미 하 므 복 재하지

는다.

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한편, P 변경에 라 그 과 할 수 다. 본 에 는 탕 에 P 첨가 [0058]

, 해 또는 지 에 Cu, Ni, Si 그리고 택 고 강 원 Zn, Mg, Ag 또는 들 합

하여 해 료 후 합 태 Cu-P(5 량% 상 P ) 하여 고 료 지 P

함량 0.2 량%가 도 리하여 탕 처리할 수 다.

래 술에 P 해 공 에 살펴보 주 원재료 순 가 스크랩, Ni Cu 해 → P 탈산 →[0059]

주 합 원 (Si, Ni, Sn 등) → 산 합 원 (Mg, Cr 등) 다. 그러나, 러한 순

에 는 P 강한 산 에 Cu-5wt%P, Cu-10wt%P, Cu-15wt%P, Cu-30wt%P 태 합 (Cu-P) 태 동

사 하여 하고, 재료 순 본다 고주 주 해 경우 Ni과 원재

료 동 또는 스크랩 함께 해하고 나 , 동 나 스크랩 에 하는 산 거하 해 P

하는 경우가 다. 는 P 동 스크랩 산 하고 탕 동 보한

산 강한 합 원 Mg, Cr 등 산 는 것 억 하 함 다. 해 과 에 필 에 해 탕

탄 나, 상업 매하는 탈산 (C-B-Al-Mg-등) 탕 피복 ( 사계열 Na2B4O7) 사

하여 탕 산 지 하거나 해 과 에 필 에 해 탈 처리, 진 처리( 슬래그(slag)

거 탕 지(holding) 등 포함함) 실시하여 탕 내 산 과 가스(gas) 탕 상시

탕 건 보하는 공 거 수 다. 또한 동 해한 후 Ni 하는 경우도 지만

Ni 해하 해 는 한 도 해 시간 많 므 업에 는

피하고 다. 경우 다 합 원 첨가 에 P 함 탕 내에 산 거하여

후 재료 Si, Mg, Cr, Ti, Mn 산 억 시키는 가지고 다.

한편, 연 주 공 샤프트(shaft) 타 해 에 는 미 Cu 탕 산 억 하여 지[0060]

공 므 지 탕 폰드(pond)나 지 에 합 동(Cu-P) 진동 하여 량

하거나 또는 주 탕 탕 에 어 피 (wire feeding) 태 량

산 어 함 는 태 하고 다.

본 에 는 동합 재 에 는 해 공 거 후, 산 합 원[0061]

(Mg, Cr, Mn, Ge, Nb, Al 등) 해한 후에 P 함 , 주 공 산 향에 해 생 는

주 결함 하 , 후 처리시 Ni-Si-P-X 도한다. 본 에 P

해공 에 탈산, 탕 동 보 등 필 에 해 공 간에 여러 해도 과가 나 과 극

하 해 는 해공 마지막 공 에 드시 1 상 P 필 하다. 들어 하 순

P 할 수 다: 1200 상에 Cu 해→탈산 해 P 첨가량 1/2 (O 거)→

경 원 Ni, Si →고 강 원 (Zn, Mg, Ag, 또는 Sn) → 산 탈산 순 거

매개 역할 해 P 첨가량 나 지 1/2 →주 또는 연 주 태 주 .

타 합 원 첨가하지 는 경우, P 하여 탈산 과 함량 맞 는 P[0062]

강한 산 해 첨가량 통상 1/2 나누어 하나 업상 에 라 그 첨가량 변 시킬 수 다.

Cu 해 후에 P 첨가는 동 나 스크랩에 함 어 는 O 거하는 탈산 , Ni Si 해 후에

P 첨가는 P 보하 함 다. P는 공 300 내지 600에 1 내지 15시간

동 처리시 가피하게 함 는 O, S 순 (Ti, Co, Fe, Mn, Cr, Nb, V, Cd, Zr, Hf 또는 들 합)

과 결합하여 Ni-Si-P-X(O, S 순 ) 태 고, 라 순 에 한 도도 하 지하는 역

할 수행한다. 건 술한 같 타 순 P과 결합에 지 값 상 1

에 나타난 같 Ni-P 결합 에 지 값보다는 한다.

어 , 수득 생 주 750 내지 1050 도에 30 내지 10시간 동 열간가공하고 수냉하는 단[0063]

계 수행한다. 상 열간가공 열간 연, 열간단 , 열간 , 가열 후 망 등 상 변 등 열 가하

여 동합 재료 가공하는 공 포함하 , 생 는 특징에 라 당업 가

하게 택하여 수행할 수 다.

그 후, 수득 생 원하는 께에 라 냉간가공하는 단계 수행한다. 가공도는 생 께에 [0064]

라 당업 가 하게 택하여 냉간가공할 수 다.

어 , 300 내지 600 도에 1 내지 15시간 동 공냉 복 처리하는 단계 거 다.[0065]

공냉 생 는 특징에 라 당업 가 복 수 하게 택하여 수행할

수 다.

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마지막 , 냉간가공 후 300 내지 700에 10 내지 600 간 처리하는 단계 거 다. [0066]

처리는 상술한 단계 거쳐 생 생 그 과 에 열 가하여 해 하는 공 어닐링

(annealing) 단계 미한다.

같 본 에 는 동합 재는 고강도, 고 도 열[0067]

갖는다. , 상 경 동합 재는 태 순 재에도 하고 P 첨가 비

도도는 1~5% 상승 고, 강도는 40MPa 지 상승 고, 내연 도는 50 지 상승 다.

러한 과는 동합 재 내에 순 첨가 P 매개체 하여 Ni-Si-P-X( X는 순 ) 태

다.

상 동합 재는, 필 에 라, 재(strip), 태 수 다. 욱 체 , 들어 [0068]

께 0.08 내지 1.2mm 재 수 다.

라 , 본 에 라 수득 동합 재는 에 다 하게 사 수 는 , 들[0069]

어 도체 리드프 동차 커 , 단 , 릴 , 스 등 다 한 태 신 달 재

에 다.

실시[0070]

실시 비 에 는 동합 재 [0071]

P 에 도도 변 하 해 고주 도 사 하여, 내경 100mm 연도가니에 5kg[0072]

량 동 해하고, Ni 3.0 량%, Si 0.7 량% 첨가하여 해하고 고 강 합 원 타 순

합 원 향 하 해 산 강한 Mg, Zn, Mn, Ti, Cr, Fe 등 0.1 내지 0.3 량% 합

해하 다. 과 함량 2 3에 재 같다. 해는 1250 도에 각 합 원

해 실시하 고, 든 합 원 해한 후 1250 도 진 처리 5 내지 10 간 지하여 실시 후,

연 에 탕 주 하여 께 30mm 폭 70mm 주 하 다.

얻어진 주 재 하 해 980 도에 열간 연하고 수냉한 후, 0.3 내지 0.6mm [0073]

께 산 스 (scale) 거하 해 링 수행하고, 0.35mm 께 냉간가공하고, 460에 5시간 동

처리한 후, 산 막 거하여 업 복 수행하 다. 냉간가공 후, 동합 재

께는 0.2mm , 550에 50 간 처리하 다.

2에 개시 같 달리하여 다 한 실시 비 에 는 재 시료 하 다. [0074]

Cu-3.0Ni-0.7Si 합 과 Cu-1.0Ni-0.25Si 합 하여, 태, 리 특 ,

특 에 미 는 순 재 P 상 계 사하 해 다 한 합 재 시료 실시 비

하여 하 다.

재 시료 계 , 리 특 래 같 평가하 다.[0075]

시험 1 - 크 , 개수 [0076]

스트립 시료에 연 직각 향 단 직경 0.05 크 다 몬드 가 산 탁 경[0077]

연마 실시한 후, 학 식(chemical etching) 또는 프리 (replica) 하여 찰 시료 비 후,

과 미경(TEM) 하여 6,000 내지 100,000 크 에 찰하 고, 에

지 사 X- (EDS, Energy Dispersive Spectroscopy) 하여 하 다. 크 찰 결과

하 2 Ni-Si-P-X계 크 ()에 함께 나타내었다.

시험 2 - 계 , 리 특 평가[0078]

1) 도도[0079]

항 시 주는 4-프 브(probe) 항 하고, 열처리 순동 항값(체[0080]

항 1.7241μΩ)과 도도 비 %IACS 값 2 3에 리하여 나타내었다.

공개특허 10-2014-0060020

- 9 -

2) 경도 [0081]

비커스(Vickers) 경도 하여 KS B 0811:2003 시험 하 다. 결과는 2 3에 개시[0082]

같다.

2

No[0083] P

(wt%)

타 순

(wt%)

Ni-Si-P-X

크

()

도도

(%IACS)

강도

(MPa)

경도

(Hv, 1kg)

내연 도

(, 30지)

비고

1 0 0 < 1.5 48.9 710 220 480 비

2 0 0.3

Mn

< 0.8 38.8 745 239 500 비

3 0.05 0.3

Mn

< 0.8 40 751 247 550 실시

4 0 0 < 1.0 48.9 710 220 480 비

5 0 0.3

Ti

< 1.0 45 730 232 490 비

6 0.1 0.3

Ti

< 1.0 49 770 253 530 실시

7 0 0 < 1.5 48.9 710 220 480 비

8 0 0.3

Cr

< 1.0 45.2 750 245 550 비

9 0.05 0.3

Cr

< 1.0 48.3 775 255 590 실시

10 0 0 < 1.5 48.9 710 220 480 비

11 0 0.3

Fe

< 1.0 45.4 763 246 520 비

12 0.05 0.3

Fe

< 1.0 47.6 768 251 570 실시

* 합 Cu-3.0Ni-0.7Si [0084]

3

No[0085] P

(wt%)

순

(wt%)

Ni-Si-P-X

크

()

도도

(%IACS)

강도

(MPa)

경도

(Hv, 1kg)

내연 도

(, 30지)

비고

13 0 0 < 1.0 52.1 440 135 350 비

14 0 0.1

Mn

< 1.0 48.5 454 140 360 비

15 0.03 0.1

Mn

< 1.0 51.6 465 146 370 실시

16 0 0 < 1.0 52.1 440 135 350 비

17 0 0.1

Ti

< 1.0 47.3 436 131 330 비

18 0.05 0.1

Ti

< 1.0 51.2 453 140 350 실시

19 0 0 < 1.0 52.1 440 135 350 비

20 0 0.1

Cr

< 1.0 48 467 147 380 비

21 0.03 0.1

Cr

< 1.0 52 470 151 390 실시

22 0 0 < 1.0 52.1 440 135 350 비

23 0 0.1

Cr

< 1.0 48 467 147 380 비

공개특허 10-2014-0060020

- 10 -

24 0.05 0.1

Fe

< 1.0 53 475 156 380 실시

* 합 Cu-1.0Ni-0.25Si[0086]

상 2 3에 본 에 는 Ni-Si-P-X계 합 원 크 는 1.0 하 나타났다. [0087]

또한, 본 에 는 동합 재 가 한 특징 순 포함하고 에도 하고, P 첨가에 [0088]

해 도도, 강도, 경도값 상승한다는 다. , 상 2 No. 1 내지 3 결과 함

께 비 해 보 , No. 1에 하여 No. 2는 순 Mn 첨가 어 도도가 감 하는 결과 나타낸다. 그

러나, No. 2 에 0.05 량% 첨가한 경우, 도도, 강도 경도값 상승하는 것

할 수 다. 러한 변 는 에 동합 에 P 첨가 한 변 에 한 진 결과 는 것

다.

상 2 내지 3 결과 합해보 , 본 에 는 동합 재는 순 과 P 첨가에도 하고, [0089]

도도가 2 내지 4%IACS 도 가 하 고, 또한 동시에 강도값 나타내는 강도 경도

값도 첨가 보다 상승하 다. 러한 특 Ni-Si-P-X계 합 에 P가 타 순 합 원

매개체 역할에 한 지 내 순 결합시키는 역할 뒷 해주고 다.

그러므 강도 내연 강 하는 역할 하는 Ni-Si 과 순 결합하여 재료 내에 산강 [0090]

원 수행함에 라 P첨가 상태보다 내연 도 가시 내열 향상시킨다.

또한 원가 에 보 P첨가에 라 계 합 시 원재료 엄격한 규 없 도 도도[0091]

하 강도 내연 특 에 어 움 없 므 상 순 원재료(스크랩 포함)

할 수 므 , 원가 감 수행할 수 다.

한편, 본 에 는 동합 재에 Ni-Si-P-X 태 크 하 해 실시한 과[0092]

미경 결과 도 1a에 나타내고, 도 1a에 나타난 포 트 1 내지 4에 한 사 X- (EDS) 사

결과 도 1b 내지 1e에 나타내었다.

도 1a에 타 순 Mn 재시 P 포함한 Ni-Si-P-Mn 생 할 수 , [0093]

결과는 4에 나타내었다.

또한 결과 도 1b 내지 1e 4에 나타내었다. 4에 포 트 1, 2, 3 4는[0094]

도 1a에 나타난 포 트 미한다. 하 4에 할 수 는 같 지(포 트 1)에 는 P가 찰

지 는, 극미량 첨가 어 가능하 다. 에 에 는 P가 매개체 역할하여

Mn과 함께 것 할 수 었다.

4

포 트[0095] Cu Ni Si P Mn 태

1 91.8 0.39 7.81 - - Matrix

2 17.64 45.3 23.41 0.69 12.95 Ni-Si-P-Mn

3 17.89 47.32 20.15 0.66 13.97 Ni-Si-P-Mn

4 29.38 39.42 17.73 0.34 13.13 Ni-Si-P-Mn

도 2a에 는 타 순 Fe가 재시 P 포함한 Ni-Si-P-Fe 생 나타내고 다. 또한 도 2a[0096]

에 크 는 0.05 고, 학 하 5에

18.3Cu-33.3Ni-19.06Si-8.49P-20.86Fe 다.

5

Point[0097] Cu Ni Si P Fe 태

1 88.31 1.39 10.28 0.02 - Matrix

2 18.3 33.3 19.06 8.49 20.86 Ni-Si-P-Fe

공개특허 10-2014-0060020

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상 5 , 에 P과 순 Fe 재가 실 찰 다.[0098]

같 본 에 P 첨가에 라 Ni-Si-P-X계 는 것 하 , 게 [0099]

크 는 1.0 하 나타났 , 도도 1 내지 5%IACS 가시키 , 합 강도 보에 매우

과 다.

도

도 1a

도 1b

공개특허 10-2014-0060020

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도 1c

도 1d

공개특허 10-2014-0060020

- 13 -

도 1e

도 2a

공개특허 10-2014-0060020

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도 2b

도 2c

공개특허 10-2014-0060020

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