Cu-Ni-Si-Co 합금의 기타 특성

Cu-1.3Ni-0.3Si 합금을 950 ℃ 에서 30 초 동안 용체화처리, 압하율 33% 로 최종압연, 420 ℃ 에서 24 시간 석출처리 실시하였으며, Cu-1.3Ni-0.6Si-1.0Co 합금은 1050 ℃

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에서 30 초 동안 용체화처리, 압하율 33% 로 최종압연, 420 ℃에서 4 석출처리한 시편의 내연화 온도를 측정하였다. 이 조건은 Cu-1.3Ni-0.3Si 합금과 Cu-1.3Ni-0.6Si-1.0Co 합금의 최적의 경도와 전기전도도를 가지는 구간이다. 0 ~ 700 ℃ 온도 구간에서 30 분 동안 유지한 후 경도를 측정하여 초기 경도 대비 20 % 저감 구간을 내연화 온도로 설정하였다.

Figure 30. Cu-1.3Ni-0.3Si 합금을 420℃ x 24 시간 석출 처리, Cu-1.3Ni-0.6Si-1Co 합금을 420℃ x 4 시간 석출 처리 후 내연화 온도

내연화 온도 평가 결과 Figure 30 과 같이 Cu-1.3Ni-0.6Si 합금은 경우 내연화 온도는 554 ℃ 이며 Cu-1.3Ni-0.6Si-1.0Co 합금의 경우 내연화 온도는 580 ℃ 로 나타났다. Cu- 1.3Ni-0.6Si 합금의 Co를 1 wt% 첨가시 내연화 온도는 약 26 ℃ 증가하였다. Cu-Ni-Si계 합금에서 Co 첨가는 경도와 내연화 온도가 동시에 증대하는 효과를 보였다.

53 4.3.2 굽힘가공성

Cu-1.3Ni-0.3Si 합금과 Cu-1.3Ni-0.6Si-1.0Co 합금의 석출처리 후 최대 물성에서 굽힘가공성을 측정하였다. 일반적으로 Cu-Ni-Si 계열과 같은 석출경화형 합금은 석출처리 전 최종압연에 따라 굽힘가공성의 차이가 많이 나며 일반적으로 50% 이하로 최종압하율을 설정한다. 본 논문에서는 공정 설계에서 굽힘가공성을 확보하기 위하여 최종 압하율을 33%로 설정하였다. 굽힘가공성의 측정 방법은 압연 방향 (G/W)과 압연 직각 방향 (B/W) 으로 180 º 굽힘 후 가공 부위를 현미경으로 관찰하여 주름 및 균열이 발생 여부로 평가하였다.

Table 11. Cu-1.3Ni-0.3Si 합금과 Cu-1.3Ni-0.6Si-1Co 합금을 석출 처리 후 압연 방향 (G/W), 압연 직각방향 (B/W)로 R/t = 0.5, 0 (180 °) 조건으로 굽힘가공성 평가

Table 11 과 같이 Cu-1.3Ni-0.3Si 합금과 Cu-1.3Ni-0.Si-1.0Co 합금 모두 압연 방향 (G/W), 압연 직각 방향 (B/W) 으로 R/t = 0.5, 0 조건으로 180° 굽힘 후 균열이 발생하지 않았으며 미세한 주름만 형성되었다. Figure 31 은 Cu-1.3Ni-0.3Si 합금과 Cu-1.3Ni- 0.6Si-1.0Co 합금의 석출 처리 후 최대 물성 구간에서 XRD 분석 결과이다. Figure 31 (a) 는 Cu-1.3Ni-0.3Si 합금의 석출 처리 후 Cu 의 (111) 의 결정면으로 집합조직이 발달하였으며, 상대적으로 Cu 의 (200) 결정면과 Cu 의 (220) 결정면은 집합조직은 발달하지 못하였다. Figure 31 (b) 는 Cu-1.3Ni-0.6Si-1.0Co 합금의 석출처리 후 Cu 의 (200) 결정면으로 발달하였으며, Cu 의 (111) 결정면과 Cu 의 (220) 결정면은 발달하지 못하였다. 석출경화형 동합금에 있어서 굽힘가공성 향상을 위해서는 집합 조직의 제어가

조건 Cu-1.3Ni-0.3Si Cu-1.3Ni-0.6Si-1.0Co

G/W B/W G/W B/W

R/t=0.5 winkle winkle winkle winkle

R/t=0 winkle winkle winkle winkle

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필수적이다. 용체화처리와 같은 열처리에서는 Cu 의 (111), (200) 결정면의 집합조직이 발달하며, 압연공정에서는 Cu 의 (220) 결정면의 집합조직이 발달한다. 이에 따라 굽힘가공성을 확보하기 위해서는 충분한 과포화고용체를 형성하며 Cu 의 (111), (200) 결정면을 형성하고 압연시 압하율을 50 % 이하로 하여 Cu 의 (220) 결정면의 형성은 최소화 하여야 한다. Figure 31 과 같이 Cu-1.3Ni-0.6Si-1.0Co 합금의 용체화처리, 석출 처리를 통하여 Cu 의 (111) 결정면과 Cu 의 (200) 결정면을 발달시키고, 최종 압연시 압하율을 33% 로 하여 Cu 의 (220) 결정면의 성장을 억제시켰다. 이에 따라 경도는 251 Hv, 전기전도도 51 %AICS 증대하여도 굽힘가공성은 압연 방향 (G/W), 압연 직각 방향 (B/W)에서 R/t = 0 에 굽힘 후에 균열이 발생하지 않고 미세한 주름만 형성되었다.

Figure 31. Cu-1.3Ni-0.3Si 합금과 Cu-1.3Ni-0.6Si-1Co 합금을 석출 처리 후 XRD 측정 (a) Cu-1.3Ni-0.3Si 합금 420 ℃ x 24 시간 석출처리, (b) Cu-1.3Ni-0.6Si-1Co 합금

420℃ x 4 시간 석출 처리 (용체화처리 온도 1050 ℃ x 30 초)

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