KR20040041539A

KR20040041539A - 고강도 동합금

Info

Publication number: KR20040041539A
Application number: KR10-2003-7010919A
Authority: KR
Inventors: 오이시케이이치로; 사사키이사오; 오타니준이치
Original assignee: 삼보신도고교 가부기키가이샤
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-05-17
Also published as: JPWO2004022805A1; EP1538229A1; AU2003236001A1; CN1284875C; EP2230323A1; CN1516748A; EP1538229A4; TW200404102A; WO2004022805A1; JP3961529B2; TW593703B; KR100565979B1; US20040234412A1

Abstract

본 발명은, 기계적 성질, 가공성, 내식성 등이 우수하고, 경제성도 문제가 없는 고강도 동합금으로, 4∼19mass%의 Zn과 0.5∼2.5mass%의 Si를 이들의 함유량간에 Zn-2.5·Si=0∼15mass%의 관계를 갖도록 함유하면서 잔부가 Cu로 되는 합금조성을 이루는 동시에, 평균결정립경 D가 0.3㎛≤D≤3.5㎛인 결정조직을 하고 있으며, 재결정상태에 있어서의 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상인 압연재를 개시한다.

Description

고강도 동합금{High Strength Copper Alloy}

일반적으로, 전기, 전자, 통신, 정보, 계측기기나 자동차 등에 사용되는 리드, 스위치, 커넥터, 릴레이, 슬라이딩편 등의 구성재로서, 고강도 동합금이 사용되고 있지만, 최근 상기 기기의 소형화, 경량화, 고성능화에 따라, 이들에 사용되는 리드, 스위치, 커넥터 등의 구성재료에도, 매우 엄격한 특성개선이 요구되고 있다. 예컨대, 커넥터의 용수철 접점부는 극박판이 사용되지만, 상기 극박판을 구성하는 고강도 동합금에는, 얇은 두께화를 꾀하기 위해서 고도의 강도가 요구되며, 또한 강도와 굴곡가공성을 비롯한 연성과의 고도한 밸런스를 갖을 것, 생산성, 경제성이 우수할 것 및 도전성, 내식성[내응력부식균열, 내탈아연(耐脫亞鉛)부식, 내마이그레이션(耐 Migration)], 응력완화 특성, 납땜접합성, 내마모성 등에 있어서 문제가 없을 것이 요구되고 있다.

그런데, 고강도 동합금으로서는, 일반적으로, 베릴륨동, 티탄동, 알루미늄청동, 인청동, 양백(洋白), 황동이나 Sn, Ni를 첨가한 황동이 주지되어 있지만, 이들일반적인 고강도 동합금에는 다음과 같은 문제가 있으며, 상기한 요구에 부응할 수 없다.

즉, 베릴륨동은, 동합금 중, 가장 높은 강도를 갖지만, 베릴륨이 인체에 대단히 유해하기(특히, 용융상태에서는 베릴륨 증기가 극미량이어도 대단히 위험하기) 때문에, 베릴륨동 제품부재 또는 이를 함유한 제품의 폐기처리(특히, 폐각처리)가 곤란하며, 제조에 사용되는 용해 설비에 필요한 초기비용이 매우 높아진다.따라서, 소정의 특성을 얻기 위해서 제조 최종단계에서 용체화처리가 필요하게 되는 것은 물론, 제조비용을 포함한 경제성에 문제가 있다.

또한, 티탄동은, 베릴륨동에 다음가는 고강도를 갖지만, 티탄이 활성원소이기 때문에 비싼 용해 설비가 필요하고, 용해시의 품질·수율이 문제가 된다. 따라서, 베릴륨동과 같이, 제조 최종단계에서의 용체화처리가 필요하게 되는 것은 물론, 경제성에 문제가 있다.

또한, 알루미늄청동은 알루미늄이 활성원소이기 때문, 건전한 주괴를 얻는 것이 곤란하며, 또한 납땜접합성도 나쁘다는 문제가 있다.

또한, 인청동, 양백은, 열간가공성이 나쁘고, 열간압연에 의한 제조가 곤란하기 때문에, 일반적으로 횡형 연속주조에 의해 제조된다. 따라서, 생산성이 나쁘고, 에너지- 비용이 많고, 수율도 나쁘다. 또한, 고강도의 대표품종인 용수철용 인청동이나 용수철용 양백에는, 비싼 Sn, Ni가 다량에 함유되어 있기 때문에, 경제성에 문제가 있다.

황동 및 Si, Ni를 첨가한 황동은 저렴하지만, 강도적으로 만족할 수 있는 것이 아니며, 내식성에 문제(응력부식균열 및 탈아연부식)가 있고, 상기한 소형화, 고성능화를 꾀하는 제품구성재로서는 부적당하다.

따라서, 이러한 일반적인 고강도 동합금은, 전술하는 바와 같이 소형화, 경량화, 고성능화되는 경향에 있는 각종 기기의 부품구성재로서 도저히 만족할 수 있는 것은 아니고, 새로운 고강도 동합금의 개발이 강하게 요청되고 있다.

본 발명은, 전기, 전자, 통신, 정보, 계측기기나 자동차 등에 사용되는 리드, 스위치, 커넥터(Connector), 릴레이, 슬라이딩편(Sliding 片) 등의 구성재로서 적합한 고강도 동합금에 관한 것이다.

본 발명자는, 0.2% 내력(영구변형이 0.2%가 될 때의 강도이며, 이하에서는, 단지 「내력」이라고도 한다)은 결정립경 D의 1/2승(D^-1/2)에 비례해서 상승하는, 홀·펫치(Hall-Petch)의 관계식[E. O. Hall, Proc. Phys. Soc. London. 64 (1951) 747. 및 N.J. Petch, J. Iron Steel Inst. 174 (1953) 25. 참조]에 착안하여, 결정립을 미세화함으로써, 상기한 시대의 요청을 만족할 수 있는 고강도 동합금을 얻을 수 있다고 생각하고, 결정립의 미세화에 대해서 여러 가지의 연구, 실험을 행하였다. 그 결과, 첨가 원소 대신에 동합금을 재결정시키는 것에 의한 결정립의 미세화를 실현하고, 결정립(재결정립)을 어떤 정도 이하로 미세화시킴으로써 0.2% 내력을 주로 하는 강도를 현저히 향상시킬 수 있으며, 결정립경이 작게 됨에 따라 강도도 증대되는 것을 밝혀냈다. 또한, 결정립의 미세화에 있어서의 첨가원소의 영향에 대해서 여러 가지의 실험을 하고, Cu-Zn합금에 대하여 Si의 첨가는, 핵생성 사이트를 증가시키는 효과가 있으며, 또한 Cu-Zn-Si합금에 대하여 Co의 첨가는 입성장을 억제하는 효과가 있기 때문에, 이들의 효과를 이용하여 미세한 결정립을 갖는 Cu-Zn-Si계 합금 또는 Cu-Zn-Si-Co계 합금을 얻는 것이 가능하다는 것을 밝혀냈다. 즉,핵생성 사이트의 증가는 Si첨가에 의한 적층결함에너지의 저하가 원인이라고 생각하고, 입성장의 억제는 Co첨가에 의한 미세한 석출물의 생성이 원인이라고 여겨진다.

본 발명은, 상기 연구사항에 근거하여 이루어진 것으로, 기계적 성질, 가공성, 내식성 등이 우수하고, 경제성에도 문제가 없는 신규한 고강도 동합금으로, 특히, 소형화, 경량화, 고성능화되는 경향에 있는 각종 기기의 부품구성재로서도 적합하게 사용할 수 있고, 광범한 용도에 이바지하게 할 수 있는 극히 실용성이 풍부한 고강도 동합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 제1로, 본 발명은, 주로 고강도성을 필요로 하는 압연재(판재, 조재, 선재 등) 또는 그 가공재(프레스 성형품, 굴곡가공품 등)로서 적합한 고강도 동합금(이하, 「제1발명 동합금」이라고 한다)을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 제1발명 동합금을 구성재로서 적합하게 사용할 수 있는 제품, 부품으로는, 얇은 두께화, 경량화를 요구하는 휴대형, 소형의 통신기기나 PC 등에 사용되는 전자기기부품, 의료기기부품, 의류부품, 기계부품, 열교환기의 관판(管板), 해수에 의한 냉각장치나 소형 선박 등에서의 해수취입구, 출구의 구성부품, 배선기기부품, 자동차용 각종 기기부품, 계측기기부품, 유희용구 및 일용품 등이 있으며, 구체적으로는, 커넥터, 릴레이, 스위치, 소켓, 용수철, 톱니바퀴, 핀, 와셔(Washer), 유희용 코인, 키, 텀블러(Tumbler), 버튼(Botton), 호크(Hook), 잠금쇠붙이, 다이어프램(Diaphragm), 벨로우(Bellow), 슬라이딩편, 베어링, 볼륨(Volume)용 슬라이딩편, 부시(Bush), 퓨즈그립(Fuse Grip), 리드프레임(Lead Frame), 계기판 등을 들 수 있다.

또한, 제2에, 본 발명은, 주로 제1발명 동합금에 요구되는 정도로는 강도를 필요로 하지 않지만, 고도로 밸런스된 강도와 도전성을 필요로 하는 압연재(판재, 조 재, 선재 등) 또는 그 가공재(프레스 성형품, 굴곡가공품 등)로서 적합한 고강도 동합금(이하, 「제2발명 동합금」이라고 한다)을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 제2발명 동합금을 구성재로서 적합하게 사용할 수 있는 제품, 부품으로는, 자동차용 각종 기기부품, 도전성을 필요로 하는 정보기기부품, 계측기기부품, 가전기기부품, 열교환기의 관판, 해수에 의한 냉각장치나 소형 선박 등에 있어서의 해수취입구, 출구의 구성부품, 기계부품, 유희용품 및 일용품 등이 있고, 구체적으로는, 커넥터, 스위치, 릴레이, 부시, 퓨즈그립, 리드프레임, 배선기구, 키, 텀블러, 버튼, 호크, 잠금쇠붙이, 다이어프램, 벨로우, 슬라이딩편, 베어링, 유희용 코인 등을 들 수 있다.

또한, 제3으로, 본 발명은, 주로, 제1발명 동합금과 동등한 정도의 고강도성을 필요로 하는 신선재[단면원형의 일반적 선재, 단면형상이 사각형(정사각형 등), 다각형(6각형 등) 등의 이형(異形)선재] 또는 그 가공재(굴곡가공품 등)로서 적합하게 사용되는 고강도 동합금(이하, 「제3발명 동합금」이라고 한다)을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 제3발명 동합금을 구성재로서 적합하게 사용할 수 있는 제품, 부품으로는, 의료기기부품, 건축용 부품, 의류부품, 기계부품, 유희용품, 자동차용 각종 기기부품, 계측기기부품 및 전자, 전기기기부품 등이 있고, 구체적으로는, 커넥터, 키, 헤더(Header)부재, 못(유희기기용 못 등), 와셔, 핀, 나사, 코일용수철, 리드스크류, 복사기 등의 샤프트, 철망(양식용 철망 또는 해수에 의한냉각장치나 소형 선박 등에 있어서의 해수취입구, 출구의 필터 등), 슬라이딩편, 베어링, 볼트 등을 들 수 있다.

그러나, 제1발명 동합금은, 4∼19mass%(바람직하게는 6∼15mass%, 보다 바람직하게는 7∼13mass%)의 Zn과 0.5∼2.5mass%(바람직하게는, 0.9∼2.3mass%, 보다 바람직하게는 1.3∼2.2mass%)의 Si와 이들의 함유량간에 Zn-2.5·Si= 0∼15mass%(바람직하게는 1∼12mass%, 보다 바람직하게는 2∼9mass%)의 관계를 갖도록 함유하면서 동시에 잔부가 Cu로 된 합금조성을 이루는 동시에, 평균결정립경 D가 0.3㎛≤D≤3.5㎛(바람직하게는 0.3㎛≤D≤2.5㎛, 보다 바람직하게는 0.3㎛≤D≤2㎛)인 결정조직으로 이루어지며, 재결정상태에서의 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상(바람직하게는 300N/㎟ 이상)인 것을 기본구성으로 하는 것이다.

또한, 제2발명 동합금은, 4∼17mass%(바람직하게는 5∼13mass%, 보다 바람직하게는 6∼11.5mass%)의 Zn과 0.1∼0.8mass%(바람직하게는 0.2∼0.6mass%, 보다 바람직하게는 0.2∼0.5mass%)의 Si와 이들의 함유량간에 Zn-2.5·Si=2∼15mass%(바람직하게는 4∼12mass%, 보다 바람직하게는 5∼10mass%)의 관계를 갖도록 함유하면서 동시에 잔부가 Cu로 된 합금조성을 이루는 동시에, 평균결정립경 D가 O.3㎛≤D≤3.5㎛(바람직하게는 0.3㎛≤D≤3㎛, 보다 바람직하게는 0.3㎛≤D≤2.5㎛)인 결정조직으로 이루어지며, 재결정상태에서의 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상(바람직하게는 300N/㎟ 이상)인 것을 기본구성으로 하는 것이다.

또한, 제3발명 동합금은, 66∼76mass%(바람직하게는 68∼75.5mass%)의 Cu와 21∼33mass%(바람직하게는 22∼31mass%)의 Zn과 0.5∼2mass%(바람직하게는0.8∼1.8mass%, 보다 바람직하게는 1∼1.7mass%)의 Si와, 이들의 함유량간에 Cu-5·Si=62∼67mass%(바람직하게는 Cu-5·Si= 63∼66.5mass%) 및 Zn+6·Si=32∼38mass%(바람직하게는 Zn+6·Si=33∼37mass%)의 관계를 갖도록, 함유하여 이루어지는 합금조성으로 하는 동시에, 평균결정립경 D가 0.3㎛≤D≤3.5㎛(바람직하게는 O.3㎛≤D≤3㎛, 보다 바람직하게는 0.3㎛≤D≤2.5㎛)인 결정조직으로 이루어지며, 재결정상태에서의 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상(바람직하게는 300N/㎟ 이상)인 것을 기본구성으로 하는 것이다.

각 발명 동합금에 있어서 상기 평균결정립경 D 및 0.2% 내력은, 해당 합금조직의 일부 또는 전부를 재결정시키는 열처리된 재결정화처리가 복수회에 걸쳐서 행하여질 때에는, 최후에 행해진 재결정화처리(이하, 「최종재결정화처리」라고 한다)에 의해 얻을 수 있은 재료(이하, 「재결정재」라고 한다)에 있어서의 평균결정립경 및 0.2% 내력으로 특정되는 것이다. 또, 상기 재결정화처리가 1회만 행하여질 때에는, 그 처리가 최종재결정화처리이며 또한 그 처리재가 재결정재인 것은 말할 필요도 없다.

각 발명 동합금은, 바람직한 실시형태에서, 일반적으로,

(1) 주괴를 열간가공(압연, 압출, 단조 등) 및/또는 냉간가공(압연, 신선)을 포함하는 소성가공에 의해 소정 형상으로 가공하고, 그 소성가공소재를 재결정온도역에서의 열처리(소둔 등)에 의해 재결정화처리(최종재결정화처리)함으로써 얻을 수 있는 재결정재(주로, 제1 및 제2발명 동합금은 압연재이며, 제3발명 동합금은 신선재이다),

(2) 상기 (1)의 재결정재를 소정 형상에 냉간가공(압연, 신선, 단조)함으로써 얻을 수 있는 냉간가공재(주로, 제1 및 제2발명 동합금은 압연재이며, 제3발명 동합금은 신선재이다),

(3) 상기 (1)의 재결정재를 프레스가공, 굴곡가공 등에 의해 소정의 제품형상으로 가공함으로써 얻을 수 있는 제품가공재,

(4) 상기 (2)의 냉간가공재를 프레스가공, 굴곡가공 등에 의해 소정의 제품형상으로 가공함으로써 얻을 수 있는 제품가공재,

의 어떠한 형태로 제공된다.

제1발명 동합금에서는, 특성을 더 향상시키기 위해서, 0.005∼0.5mass%(바람직하게는 0.01∼0.3mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼0.2mass%)의 Co 및/또는 0.03∼1.5mass%(바람직하게는, 0.05∼0.7mass%, 보다 바람직하게는 0.05∼0.5mass%)의 Sn을, 더 함유하는 합금조성으로 이루어진 것으로서 하는 것이 바람직하다.

이 경우, Co 및 Sn의 함유량은, 상기 범위 내에서 Si의 함유량을 고려해서 결정된다. 즉, Co의 함유량은, 이것을 Si함유량으로 나눈 값 Co/Si가 0.005∼0.5(바람직하게는 Co/Si=0.01∼0.3, 보다 바람직하게는 Co/Si=0.03∼0.2)가 되도록 결정된다. 또한, Sn의 함유량은, Si함유량을 해당 함유량으로 나눈 값 Si/Sn이 1.5 이상(바람직하게는 Si/Sn≥2, 보다 바람직하게는 Si/Sn≥3)이 되도록 결정된다.

또한, 제1발명 동합금에 있어서는, 0.005∼0.3mass%(바람직하게는 0.01∼0.2mass%)의 Fe 및/또는 O.005∼0.3mass%(바람직하게는 0.01∼0.2mass%)의 Ni를, Co의 대체 원소로서 혹은 Co와 함께 첨가하는 원소로서 더 함유하는 합금조성으로 할 수 있다.

이 경우, Fe함유량 또는 Ni함유량은, Si함유량(Co와 함께 첨가시킬 경우에는, Si함유량 및 Co함유량)을 고려해서 결정된다. 즉, Fe, Ni함유량은, Co가 함유될 경우를 포함한 합계 함유량을 Si의 함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni+Co)/Si가 0.005∼0.5(바람직하게는 (Fe+Ni+Co)/Si=0.01∼0.3, 보다 바람직하게는 (Fe+Ni+Co)/Si= 0.03∼0.2)가 되도록 결정된다. 상기한 결정을 함에 있어서는, 상기한 합계 함유량 (Fe+Ni+Co)이 0.005∼0.55mass%(바람직하게는 0.01∼0.35mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼0.25mass%)가 되도록 배려하는 것이 바람직하다.

제2발명 동합금에서는, 특성을 더욱 향상시키기 위해서, 0.005∼0.5mass%(바람직하게는 0.01∼0.3mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼ 0.2mass%)의 Co 및/또는 0.2∼3mass%(바람직하게는 1∼2.6mass%, 보다 바람직하게는 1.2∼2.5mass%)의 Sn을, 더 함유하는 합금조성으로 하는 것이 바람직하다.

이 경우, Co함유량 및 Sn함유량은, Si함유량과의 관계를 고려해서 결정된다.즉, Co함유량은, 상기한 범위 내에서, Co함유량을 Si함유량으로 나눈 값 Co/Si가 0.02∼1.5(바람직하게는 Co/Si=0.04 ∼1, 보다 바람직하게는 Co/Si=0.06∼0.5)가 되도록 결정된다. 또한, Sn함유량은, 상기한 범위 내에서, Si함유량을 Sn함유량으로 나눈 값 Si/Sn이 0.5 이하(바람직하게는 Si/Sn≤0.4, 보다 바람직하게는 Si/Sn≤0.3)가 되도록 결정된다.

또한, 제2발명 동합금에서는, Co에 대신 혹은 Co와 함께, 0.005∼0.3mass%(보다 바람직하게는 0.01∼0.2mass%)의 Fe 및/또는 0.005∼0.3mass%(보다 바람직하게는 0.01∼0.2mass%)의 Ni를 함유시킬 수 있다. 이 경우, Fe함유량 또는 Ni함유량은, Si함유량(Co와 함께 첨가시킬 경우에는, Si함유량 및 Co함유량)을 고려해서 결정된다. 즉, Fe, Ni함유량은, Co를 함유할 경우를 포함한 합계 함유량을 Si의 함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni+Co)/Si가 0.02∼1.5(바람직하게는 (Fe+Ni+Co)/Si=0.04∼1, 보다 바람직하게는 (Fe+Ni+Co)/Si=0.06∼0.5 )가 되도록 결정된다. 상기한 결정을 함에 있어서는, 상기한 합계 함유량(Fe+Ni+Co)이 0.005∼0.55mass%(바람직하게는 0.01∼0.35mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼0.25mass%)가 되도록 배려해 두는 것이 바람직하다.

또한, 제1 및 제2발명 동합금에서는, 용도상 필요한 특성에 따라, P, Sb, As, Sr, Mg, Y, Cr, La, Ti, Mn, Zr, In, Hf으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 함유시킬 수 있다. 이들의 원소의 함유량은, 각각, 0.003∼0.3mass%의 범위에서 적절히 결정된다.

제3발명 동합금에서는, 특성을 더욱 향상시키기 위해서, O.005 ∼0.3mass%(바람직하게는 0.01∼0.2mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼0.15mass%)의 Co 및/또는 0.03∼1mass%(바람직하게는 0.05∼0.7mass%, 보다 바람직하게는 0.05∼0.5mass%)의 Sn을, 더 함유하는 합금조성으로 하는 것이 바람직하다.

이 경우, Co, Sn의 함유량은, 상기 범위 내에 있어서 Si함유량을 고려해서 결정된다. 즉, Co함유량은, 이것을 Si함유량으로 나눈 값 Co/Si가 0.005∼0.4(바람직하게는 Co/Si=0.01∼0.2, 보다 바람직하게는 Co/Si=0.02∼0.15 )가 되도록 결정된다. 또한, Sn함유량은, 해당 함유량으로 Si함유량을 나눈 값 Si/Sn이 1 이상(바람직하게는 Si/Sn≥1.5, 보다 바람직하게는 Si/Sn≥2)이 되도록 결정된다.

또한, 제3발명 동합금에 있어서는, Co의 대체 원소로서 혹은 Co와 함께 첨가되는 원소로서, 0.005∼0.3mass%(바람직하게는 0.01∼0.2mass%)의 Fe 및/또는 0.005∼0.3mass%(바람직하게는 0.01∼0.2mass%)의 Ni를 함유시킬 수 있다.

이 경우, Fe함유량 또는 Ni함유량은, Si함유량(Co와 함께 첨가시킬 경우에는, Si함유량 및 Co함유량)을 고려해서 결정된다. 즉, Fe, Ni함유량은, Co를 함유할 경우를 포함한 합계 함유량을 Si의 함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni+Co)/Si가 0.005∼0.4(바람직하게는 (Fe+Ni+Co)/Si=0.01∼0.2, 보다 바람직하게는 (Fe+Ni+Co)/Si=0.02∼0.15)가 되도록 결정된다. 상기 결정을 함에 있어서는, 상기한 합계 함유량 (Fe+Ni+Co)이 0.005∼0.35mass%(바람직하게는 0.01∼0.25mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼0.2mass%)가 되도록 배려하는 것이 바람직하다.

또한, 제3발명 동합금에서는, 각각 0.005∼0.2mass%의 P, Sb 및 As와 각각 0.003∼0.3mass%의 Sr, Mg, Y, Cr, La, Ti, Mn, Zr, In 및 Hf으로부터 선택한 1종 이상의 원소를, 용도상 필요한 특성에 따라, P, Sb 및 As를 1종 이상 함유할 경우에는 이들의 합계 함유량이 0.005∼0.25mass%가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 할 수 있다.

그런데, 상술한 바와 같이, 결정립(재결정립)의 미세화에 의해 고강도, 특히 0.2% 내력이 향상하지만, 본 발명자가 실험에 의해 확인한 바로는, 평균결정립경 D가 3.5㎛ 이하가 되면, 3.5㎛을 넘을 경우에 비하여, 현저한 내력향상이 확인되었다. 또한, 평균결정립경 D를 3.5㎛로부터 점차 작게한 바, 3㎛, 2.5㎛, 2㎛에 달한시점에서, 내력향상도가 급격히 변화되는 것이 확인되었다. 이러한 실험에 의한 확인 사항으로부터, 전기, 전자, 통신, 계측기기 등의 부품구성재에 필요한 내력(일반적으로, 250N/㎟ 이상이며, 바람직하게는 300N/㎟ 이상이다)이 확보되기 위해서는, 평균결정립경 D가 3.5㎛ 이하일 필요가 있으며, 고도한 강도(내력)가 요구될 경우에는 3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 고도한 강도가 요구될 경우는 2.5㎛ 이하인 것이 바람직하다고 생각되며, 특히 가능한 범위에서 강도의 비약적인 향상을 꾀하기 위해서는, 평균결정립경 D를 2㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다고 생각된다. 한편, 평균결정립경 D가 작게 됨에 따라서 내력도 향상하게 되지만, 실험에 의해 확인한 바로는 평균결정립경의 최소는 0.3㎛이며, 0.3㎛ 미만의 것은 실용 레벨로는 얻는 것이 곤란하다고 예측된다.

상기한 점에서, 제1∼제3발명 동합금에서는, 250N/㎟ 이상(바람직하게는 300N/㎟ 이상)의 내력을 확보하기 위해서, 0.3㎛≤D≤3.5㎛의 재결정조직인 것이 필요하다고 하였다. 즉, 재결정상태(최종재결정화처리 후의 상태)에 있어서의 평균결정립경 D가 0.3㎛≤D≤3.5㎛이며, 또한 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상인 것이 필요하다. 그리고, 제2 및 제3발명 동합금에서는, 보다 고강도인 것이 요구될 경우에 있어서, 0.3㎛≤D≤3㎛로 하는 것이 바람직하고, 0.3㎛≤D≤2.5㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 제2 및 제3발명 동합금보다 더욱 고강도인 것이 필요한 용도에도 제공되는 제1발명 동합금에서는, 0.3㎛≤D≤2.5㎛로 하는 것이 바람직하고, 0.3㎛≤D≤2㎛로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 제1∼제3발명 동합금은, 적당한 열처리(일반적으로는 소둔)에 의해 재결정시킴으로써 상기한 바와 같은 결정립의 미세화를 실현한 것이지만, 상기 결정립의 미세화는 전술한 합금조성으로 함으로써 가능해진다.

즉, 제1∼제3발명 동합금에 있어서, Zn, Si는, 적층결함에너지를 떨어뜨리고, 전위밀도를 높여, 재결정립 생성의 핵 사이트(장소)를 늘려서, 결정립의 미세화에 기여하는 기능과, Cu의 매트릭스에 고용해서 재료강도 향상에 기여하는 기능을 갖으며(이하, 두 기능을 「결정립미세화·강도향상 기능」이라고 한다), 이들의 함유량은 다음과 같은 이유로부터 상술한 바와 같이 결정되고 있다.

즉, 주로 압연재 또는 그 제품가공재로서 사용되는 제1 및 제2발명 동합금에서는, Zn함유에 의한 결정립미세화·강도향상 기능이 충분히 발휘되기 위해서는, Zn함유량을 4mass% 이상으로 할 필요가 있으며, 해당 기능을 보다 효과적으로 발휘시키기 위해서는, 강도의 대폭적인 향상을 꾀하는 제1발명 동합금에 있어서 6mass% 이상(바람직하게는 7mass% 이상)으로 하고, 제1발명 동합금보다 약간 고강도성이 떨어지는 것이 허용되는 제2발명 동합금에 있어서 5mass% 이상(바람직하게는 6mass% 이상)으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Zn함유량이 과다하면, 응력부식균열 감수성이 증가하며, 굴곡가공성도 저하하게 된다. 따라서, 압연재의 용도 및 응력부식균열의 억제기능을 갖는 Si의 함유량과의 관계를 고려하면, Zn함유량을, 제1발명 동합금에서는 19mass% 이하(바람직하게는 15mass% 이하, 보다 바람직하게는 13mass% 이하)로 하고, 제2발명 동합금에서는 17mass% 이하(바람직하게는 13mass% 이하, 보다 바람직하게는 11.5mass% 이하)로 할 필요가 있다.

한편, Si함유에 의한 결정립미세화·강도향상 기능은, Zn보다 아주 소량에서발휘되지만, Zn과의 상호작용에 의한 것이다. 또한, Si는 Zn과의 함께 첨가함에 의해 응력부식균열성을 개선, 억제하는 작용이 있다. 그러나, Si의 과잉첨가는, 도전성을 저하시키게 된다. 이러한 점을 고려하면, 강도향상 및 결정립미세화를 주안점으로 하는 제1발명 합금에서는, Si함유량을 0.5mass% 이상으로 하는 것이 필요하며, 0.9mass% 이상(보다 바람직하게는 1.3mass% 이상)으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 제1발명 동합금에 있어서, Si를 2.5mass%를 넘게 첨가하면, 도전성, 열간가공성 및 냉간가공성이 나빠지고, 이들 특성을 보다 충분히 확보하기 위해서는 Si함유량을 2.3mass% 이하로 하는 것이 바람직하며, 2.2mass% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 강도와 도전성과의 밸런스를 중시하는 제2발명 합금에서는, 소정의 강도를 얻기 위해서 필요한 결정립미세화 효과를 발휘시키려면, Si함유량을 적어도 0.1mass%로 할 필요가 있고, 0.2mass% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 강도와의 밸런스를 고려해서 소정의 도전율을 확보하기 위해서는, Si함유량을 0.8mass% 이하로 하는 것이 필요하며, 용도에 맞는 충분한 도전성을 확보하기 위해서는 0.6mass% 이하(보다 바람직하게는 0.5mass% 이하)로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 및 제2발명 동합금에 있어서는, Zn, Si을 함께 첨가함으로써 결정립미세화의 효과와 응력부식균열성 및 강도와의 밸런스를 취할 필요가 있지만, 그 것을 위하여는, Zn, Si함유량을 상기한 범위에서 각각 독립적으로 결정하는 것만으로써는 불충분하며, Zn, Si함유량의 상호관계를 Zn-2.5·Si로 특정하여, 해당 관계식의 값이 일정 범위가 되도록 결정하는 것이 필요하다. 즉, 결정립미세화에 의한소정의 강도를 확보하기 위해서는, 제1발명 동합금에서는 Zn-2.5·Si≥Omass%가 되는 것이 필요하며, Zn-2.5·Si≥1mass%(보다 바람직하게는 Zn-2.5·Si≥2mass%)가 되는 것이 바람직하고, 제2발명 동합금에서는 Zn-2.5·Si≥2mass%가 되는 것이 필요하며, Zn-2.5·Si≥4mass%(보다 바람직하게는 Zn-2.5·Si≥5mass%)가 되는 것이 바람직하다. 한편, 제1 및 제2발명 동합금의 어떤 것에 있어서도, Zn-2.5·Si>15mass%가 되면, 응력부식균열이 현저하게 생기기 때문에, Zn, Si함유량을 Zn-2.5·Si≤15mass%가 되도록 결정할 필요가 있고, 응력부식균열의 보다 효과적인 억제를 꾀하기 위해서는, Zn-2.5·Si≤12mass%(보다 바람직하게는, 제1발명 동합금에서 Zn-2.5·Si≤9mass%, 제2발명 동합금에서 Zn-2.5·Si≤10mass%)가 되도록 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 제3발명 동합금에서, Zn함유량은, 제1 및 제2발명 동합금에서와 같이 결정립미세화·강도향상 기능을 고려하는 것은 물론이지만, 또 제3발명 동합금이 주로 신선재 또는 그 제품가공재로서 사용되기 때문에 열간압출성을 고려해서 결정할 필요가 있고, 압연재인 제1 및 제2발명 동합금에 비해서 다량이어야 하며, 열간압출성을 충분히 확보하기 위해서는, 21mass% 이상으로 할 필요가 있다. 열간압출-신선을 보다 양호하게 하기 위해서는, Zn함유량을 22mass% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 제3발명 동합금은, 제1 및 제2발명 동합금에 비해서는, Zn함유량이 많기 때문에 내응력부식균열성이 떨어지게 되지만, 일반적인 Cu-Zn계 합금(예컨대, JIS-C2700(65Cu-35Zn))에 비해서는, Zn함유량이 적고, 선재 등으로서의 용도상, 내응력부식균열성도 충분히 만족할 수가 있다. 그러나, 제3발명 동합금에 있어서, 선재 등으로서 필요하면서도 충분한 내응력부식균열성 및 냉간가공성을 확보하기 위해서는, Zn함유량을 33mass% 이하로 하는 것이 필요하다. 즉, Zn함유량이 33mass%을 넘으면, β상, γ상이 잔류하기 쉽고, 냉간가공성에 악영향을 주게 되며, 또 응력부식균열성 및 탈아연부식이라는 점에서도 문제가 된다. 내응력부식균열성 및 냉간가공성을 확보하면서 열간압출-신선을 보다 양호하게 행하려면, Zn함유량을 31mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 제3발명 동합금에 있어서는, 열간압출성, 냉간가공성을 확보하기 위해서 Cu함유량도 고려해야 하며, Cu함유량이 66mass% 미만에서는 β상, γ상이 잔류하기 쉽고, 냉간가공성이 문제가 되며, 반대로 76mass%을 넘으면, 열간압출이 곤란하게 된다. 따라서, Cu함유량은 66∼76mass%로 할 필요가 있으며, 냉간가공성, 열간압출성을 충분히 확보하기 위해서는 68∼75.5mass%로 하는 것이 바람직하다.

또한, Si는, 상술한 바와 같이, Zn과 함께 첨가함에 의해 결정립미세화·강도향상 기능 및 응력부식균열성의 개선, 억제기능을 발휘하는 것이다. 따라서, 신선재인 제3발명 동합금에 있어서도, 결정립미세화·고강도향상 기능을 주안점이라고 하면, 제1발명 동합금과 같이, Si함유량은 0.5mass% 이상으로 하여야 하고, 신선재인 것을 감안하면, 0.8mass% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1mass% 이상으로 하는 것이 가장 적합하다. 그러나, Si함유량이 2mass%을 넘으면, 냉간가공성의 저해 요인인 γ상, β상이 석출한다. 따라서, 냉간가공성을 확보하기 위해서는, Si함유량을 2mass% 이하로 할 필요가 있고, Zn이 다량으로 함유되는 것을 고려하여, 1.8mass% 이하인 것이 바람직하며, 1.7mass% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 제3발명 동합금에 있어서, 열간압출성, 냉간가공성 및 내응력부식균열성을 충분히 확보하기 위해서는, Cu, Si, Zn함유량을 각각 독립해서 결정하는 것만으로는 불충분하며, Si 함유량과 Cu함유량 및 Zn함유량과의 관계를 고려해서 결정할 필요가 있고, Cu, Si함유량의 상호관계에서 Cu-5Si=62∼67mass%가 되면서 Zn, Si함유량의 상호 관계에서 Zn+6·Si=32∼38mass%가 되도록, Cu, Si, Zn함유량을 결정할 필요가 있다. 즉, Cu, Si, Zn함유량이 각각 상기한 범위 내이어도, Cu, Si함유량의 상호관계가 Cu-5Si>67mass%가 되던가, 혹은 Zn, Si함유량의 상호관계가 Zn+6·Si<32mass%가 되면, 양호한 열간가공성을 확보할 수가 없으며, 반대로 Cu-5Si<62mass% 또는 Zn+6·Si>38가 되면, 결정립계에서의 Zn, Si농도가 높아지거나 β상, γ상이 잔류하기 쉽게 되기 때문에 냉간가공성이 나빠지고, 또 응력부식균열이 생기기 쉬워져, 용도에 따라서는 탈아연부식의 문제도 생기기 쉬워진다. 또한, 이러한 문제를 발생시키지 않고, 냉간가공성, 내응력부식균열성 등을 보다 충분히 확보하기 위해서는, Cu-5Si=63∼66.5mass% 및 Zn+6·Si=33∼37mass%가 되도록, Cu, Si, Zn함유량을 결정하는 것이 바람직하다.

그런데, 결정립은, 온도상승에 따라 혹은 시간의 경과에 따라 성장해 가게 되며, 재결정 과정에 있어서는, 모든 부분에서 동시에 재결정하는 것은 아니고, 재결정이 쉬운 부분에서부터 재결정화가 시작되며, 조직 전역에서의 재결정이 완료할때까지는 장시간이 필요하다. 이때문에, 재결정 과정의 초기에서 재결정된 결정립은, 재결정 과정이 종료할 때까지 성장을 시작하고, 조직 전역이 완전히 재결정하는 시점에서는 꽤 성장하게 된다. 따라서, 조직 전역에 있어서 미세한 재결정립이균일하게 분포되기 위해서는, 재결정 과정에 있어서의 재결정립의 성장을 억제하는 것이 바람직하다. Co에는 상기 재결정립의 성장억제 기능이 있으며, 제1∼제3발명 동합금에 있어서 Co를 첨가하는 이유는 이 점에 있다. 즉, Co는 Si와 화합하고, 미세한 석출물(0.01㎛ 정도의 Co₂Si 등)을 형성하고, 결정립의 성장을 억제한다. Co 에 의한 결정립의 성장억제 기능이 발휘되기 위해서는, Co함유량을 0.005mass% 이상으로 하는 것이 필요하다. 그러나, 첨가된 Co의 전량이 상기한 석출물의 형성에 관여하지는 않으며, 일부 고용하는 Co에 의해 매트릭스의 내열성이 향상하면서 응력완화 특성이 향상하게 된다. 따라서, 이러한 내열성, 응력완화 특성의 향상 기능도 충분히 발휘시키기 위해서는, 제1∼제3발명 동합금의 어느 것에서도, Co함유량을 0.01mass% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.02mass% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 제1 및 제2발명 동합금에 있어서는 Co를 0.5mass%를 넘게 첨가해도, 또 제3발명 동합금에 있어서는 Co를 0.3mass%를 넘게 첨가해도, 용도상 필요로 하는 결정립의 성장억제 효과, 응력완화 특성의 개선 효과가 포화하고, 그 이상 향상하지 않고, 경제적으로 쓸모없으며, 오히려 석출물의 조대화나 석출물량의 과다에 의해 굴곡가공성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, Co함유량은, 제1 및 제2발명 동합금에 있어서는 0.5mass% 이하로 할 필요가 있고, 또 제3발명 동합금에 있어서는 0.3mass% 이하로 할 필요가 있지만, 상기한 각 기능을 보다 유효하게 발휘시키는 동시에 용도상 필요로 하는 굴곡가공성을 충분히 확보하기 위해서는, 제1 및 제2발명 동합금에 있어서는 0.3mass% 이하로 하는 것이 바람직하고, 또 O.2mass% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 또 제3발명 동합금에 있어서는0.2mass% 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.15mass% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, Co는 결정립의 미세화를 꾀함은 물론, Si와 밀접한 관계를 갖기 때문에, Co함유량은 Si함유량과의 관계에서 결정할 필요가 있고, 결정립미세화에 의해 용도상 필요한 강도향상을 꾀하기 위해서는, Co함유량을 그 Si함유량에 대한 비율 Co/Si가 제1 및 제3발명 동합금에서는 0.005 이상이 되도록, 또한 제2발명 동합금에서는 0.02 이상이 되도록 결정하는 것이 필요하다. 즉, Co/Si가 이들 값에 이르지 못할 경우에는, 상기 석출물의 형성이 적고, 또한 결정립의 성장억제 효과가 발휘되지 않으며, 해당 발명합금의 용도상 필요로 하는 고강도를 얻기 어렵다. 또한, 결정립의 성장억제 효과를 충분히 발휘시켜 더욱 강도향상을 꾀하기 위해서는, Co/Si가, 제1 및 제3발명 동합금에서는 0.01 이상인 것이 바람직하고, 0.02 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제2발명 동합금에서는 0.04 이상인 것이 바람직하고, 0.06 이상인 것이 바람직하다.

이렇게 Co는, Si함유량과의 관계에서, Co/Si가 상기한 바와 같이 일정값 이상이 되도록 결정해야 하지만, Co/Si가 필요 이상으로 커지면, 상기 석출물의 조대화, 증량화(增量化)를 초래하고, 굴곡가공성을 저해하게 된다. 예컨대, Co/Si가, 압연재인 제1발명 동합금에 있어서 0.5를 넘고, 또 신선재 또는 그 제품가공재인 제3발명 동합금에 있어서 0.4를 넘으면, 굴곡가공성이 급격히 저하한다. 또한, 제1발명 동합금이 요구하는 정도까지 강도를 향상시켜 둘 필요가 없는 용도에 제공되는 제2발명 동합금에 있어서도, Co/Si가 1.5를 넘으면, 필요로 하는 최저한도의 굴곡가공성을 확보하기 곤란하게 된다. 따라서, Co/Si의 상한치는, 상기한 점과 Co에 의한 결정립 성장억제 효과를 비교 고려하면서, 해당 발명 동합금이 제공하게 되는 용도 및 가공이력, 형상도 고려하여 결정해야 하며, 구체적으로는 Co/Si의 범위는 다음과 같이 결정된다. 즉, Co/Si의 상한은, 제1발명 동합금에서는 Co/Si≤0.5로 하는 것이 필요하며, Co/Si≤0.3로 하는 것이 바람직하고, Co/Si≤0.2로 하는 것이 가장 적합하다. 또한, 제2발명 동합금에서는, Co/Si≤1.5로 하는 것이 필요하며, Co/Si≤1로 하는 것이 바람직하고, Co/Si≤0.5로 하는 것이 가장 적합하다. 또한, 제3발명 동합금에서는, Co/Si≤0.4로 하는 것이 필요하며, Co/Si≤0.2로 하는 것이 바람직하고, Co/Si≤0.15로 하는 것이 가장 바람직하다.

Fe, Ni는, Co와 같은 결정립 억제효과(보다 정확하게는, Fe, Ni에 의한 해당 효과는 Co와 동등 이하이다)를 발휘하는 것이다. 따라서, Fe, Ni는, Co의 대체 원소로서 함유시킬 수 있다. 물론, Fe, Ni를 Co와 함께 첨가함으로써, 상기 효과가 더욱 향상하는 것을 기대할 수 있다. Fe 및/또는 Ni를 Co로 바꾸거나 Co와 함께 첨가할 경우, 비싼 Co의 함유량을 저감하는 경제적 효과가 크다. Fe, Ni를 함유시킬 경우에, Fe, Ni함유량 및 Si함유량과의 관계 (Co+Fe+Ni)/Si는, Co함유량 및 Si함유량과의 관계 Co/Si에 대하여 상술했던 바와 같은 이유, 근거로부터, 제1∼제3발명 동합금의 어느 것에서도, Fe, Ni함유량은 Co함유량과 동일하게 하며, (Fe+Ni+Co)/Si도 Co/Si와 동일하게 한다. 즉, (Fe+Ni+Co)/Si는, 제1발명 동합금에서는 0.005∼O.5(바람직하게는 0.01∼0.3, 보다 바람직하게는 0.002∼0.2)로 하고, 제2발명 동합금에서는 0.02∼1.5(바람직하게는 0.04∼1, 보다 바람직하게는0.06∼0.5)로 하며, 제3발명 동합금에서는 O.005∼0.4(바람직하게는 0.01∼0.2, 보다 바람직하게는 0.02∼0.15)로 한다. 그런데, Fe, Ni는 Co의 대체 원소가 될 수 있는 것이며, Co와 같은 기능을 발휘하는 것이기 때문에, Fe, Ni, Co의 2종 이상을 함께 첨가시킬 경우에 있어서도, 이들의 합계 함유량은, Co만을 단독 첨가시킬 경우의 함유량(상기한 Co의 함유량)과 동등해야 한다. 단지, Fe, Ni, Co의 2종 이상을 함께 첨가시킬 경우, 고용, 석출을 고려하면, Fe, Ni, Co의 함께 첨가한 함유량(합계 함유량)의 상한치는 Co함유량보다도 0.05mass% 정도 확대하는 것이 허용된다. 상기한 점으로부터, Fe, Ni, Co의 2종 이상을 함께 첨가시킬 경우에는, 그 합계 함유량(Fe+Ni+Co)을, Co함유량에 대하여 그 상한치를 0.05mass% 확대시킨 범위로 하는 것이 바람직하다고 하였다. 즉, 상기 합계 함유량(Fe+Ni+Co)이, 제1 및 제2발명 동합금에서는 0.005∼0.55mass%(바람직하게는 0.01∼0.35mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼0.25mass%)인 것이 바람직하고, 제3발명 동합금에서는 0.005∼0.35mass%(바람직하게는 0.01∼0.25mass%, 보다 바람직하게는 0.02∼0.2mass%)인 것이 바람직하다고 하였다.

Sn은, 고강도향상 기능, 결정립미세화 기능 및 응력완화 특성, 내식성, 내마모성의 향상기능 등을 발휘하는 것이다. 그러나, 제1 및 제3발명 동합금에서는, 고강도 향상기능, 결정립미세화 기능, 매트릭스의 내열성 향상기능, 응력완화특성, 내식성, 내마모성의 향상기능을 충분히 발휘시키기 위해서, Sn함유량을 0.03mass% 이상으로 할 필요가 있으며, 0.05mass% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Sn함유량이, 압연재인 제1발명 동합금에 있어서 1.5%를 넘고, 또한 신선재인 제3발명 동합금에 있어서 1mass%를 넘으면, 굴곡가공성이 급격히 저하한다. 따라서, 굴곡가공성을 확보하기 위해서는, Sn함유량을, 제1발명 동합금에서는 1.5mass% 이하로 하고, 제3발명 동합금에서는 1mass% 이하로 하는 것이 필요하다. 또한, 제1 및 제3발명 동합금의 어느 것에서도, 굴곡가공성을 보다 충분히 확보하기 위해서는, Sn함유량을 0.7mass% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5mass% 이하로 하는 것이 가장 적합하다.

한편, 요구하는 최저강도가 제1 및 제3발명 동합금보다 낮은 제2발명 동합금에서는, Si함유량과의 관계도 고려하여, Sn첨가에 의한 고강도 향상, 결정립미세화, 응력완화 특성의 향상, 내응력부식균열성, 내식성, 내마모성의 향상을 꾀하는 것이 바람직하지만, 그것을 위하여는 Sn함유량을 0.2mass% 이상으로 하는 것이 필요하며, 요구되는 강도에 따라 1mass% 이상, 또는 1.2mass% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Sn을 3mass%를 넘게 첨가하면, 열간가공성이 저해되어, 굴곡가공성도 나빠진다. 따라서, 상기한 가공성을 확보하기 위해서는, Sn함유량은 3mass% 이하로 할 필요가 있으며, 보다 양호한 열간가공성, 굴곡가공성을 확보하기 위해서는, 2.6mass% 이하로 하는 것이 바람직하고, 2.5mass% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, Sn을 첨가시킬 경우, 그 함유량은 Si함유량과의 관계(Si/Sn)를 고려할 필요가 있다. 강도향상을 주안점으로 하는 제1발명 동합금에 있어서는, Si함유량을 많게 해서 고강도를 얻으려고 할 경우, Si/Sn <1.5 미만이면, 굴곡가공성을 비롯하는 연성이 현저하게 저하하게 된다. 따라서, 제1발명 동합금에 있어서는, Sn함유량을 Si/Sn≥1.5가 되도록 결정할 필요가 있으며, 상기 연성을 충분히 확보하기 위해서는, Si/Sn≥2로 하는 것이 바람직하고, Si/Sn≥3로 하는 것이 가장 적합하다. 또한, Sn함유량을 제1발명 동합금보다 약간 소량으로 억제한 제3발명 동합금에서는, 상기와 같은 이유 때문에, Sn함유량을 Si/Sn≥1이 되도록 결정할 필요가 있으며, 상기 연성을 충분히 확보하기 위해서는, Si/Sn≥1.5로 하는 것이 바람직하고, Si/Sn≥2로 하는 것이 가장 적합하다.

한편, 고강도와 밸런스되는 도전성이 요구되는 제2발명 동합금에서는, Si의 첨가에 제약을 받기 때문에 연성을 크게 손상하지 않고 고강도를 확보하려면, Sn함유량을 Si함유량과의 관계에 있어서 Si/Sn≤0.5가 되도록 결정하는 것이 필요하다. 연성, 강도를 보다 향상시키기 위해서는, Si/Sn≤0.4로 하는 것이 바람직하고, Si /Sn≤0.3으로 하는 것이 가장 적합하다.

P, Sb, As, Sr, Mg, Y, Cr, La, Ti, Mn, Zr, In, Hf는, 해당 합금의 용도에 따라 첨가되는 것이며, 주로 결정립의 미세화, 열간가공성의 개선, 내식성의 개선, 불가피하게 혼입하는 유해미량원소(S 등)를 보다 무해한 것으로 하는 작용 및 응력완화 특성의 향상 등의 효과를 발휘한다. 상기 효과는, 해당 각 원소의 함유량이 0.003mass% 미만에서는 거의 기대할 수 없고, 반대로 0.3mass%를 넘게 첨가해도, 첨가량에 맞는 효과는 얻을 수 없으며, 경제적으로 쓸데 없어서, 도리어 굴곡가공성을 손상하게 된다. 단지, Zn함유량이 많은 제3발명 동합금에 있어서는, 특히, P, Sb, As는 내탈아연부식성, 내응력부식균열성의 향상을 목적으로 첨가시킨다. 이러한 목적으로 첨가시키는 P, Sb, As의 효과는, 상기와 마찬가지로, 0.005% 미만의첨가에서는 거의 발휘되지 않는다. 한편, P함유량이 0.2mass%를 넘으면, 도리어 냉간에서의 굴곡가공성이 손상되게 된다. 따라서, 제3발명 동합금에 있어서 P, Sb, As를 첨가시킬 경우에는, 그 함유량을 0.005∼0.2mass%로 하는 것이 필요하며, P, Sb, As의 2종 이상을 함께 첨가시킬 경우에 있어서의 합계 함유량을 0.OO5∼O.25mass%로 할 필요가 있다.

그런데, 재결정재를 얻기 위한 열처리(재결정화처리)로서는, 일반적으로, 상기 (1)에 말하는 소성가공소재를 200∼600℃에서 20분∼10시간 유지하는 것에 의한 소둔이 채용된다. 상기 열처리는, 보통, 배치(Batch)방식에서 행하여지지만, 열처리 시간이 길 경우, 열처리의 초기단계에서 재결정된 것이, 가령 Co첨가에 의한 결정성장 억제효과가 발휘된다고 하여도 서서히 성장하고, 결정립의 균일한 미세화를 방해할 수 있는 우려가 있다. 그러나, 상기 우려가 있는 경우, 성형재를 일반적인 소둔온도보다도 고온(성형재의 온도)이면서 단시간의 열처리(급속고온가열처리)를 함으로써, Co를 첨가시킬 경우는 물론, 첨가시키지 않을 경우에도 초기재결정립의 성장을 방지하고, 재결정에 의한 결정립의 미세화를 양호하게 할 수 있다. 즉, 높은 열에너지를 단시간에 작용시킴으로써, 보다 많은 핵생성 사이트에서 단시간에서 거의 동시에 재결정화시키고, 결정성장시키는 시간적인 여유를 주지 않기 때문이다. 구체적으로는, 예컨대, 상기 소성가공소재를, 450∼750℃, 1∼1000초의 조건에서 열처리(급속고온가열처리)함으로써, 해당 성형재의 결정조직을 완전히 재결정화시키도록 하는 것이다.

또한, 제1∼제3발명 동합금은, 일반적으로, 상기한 바와 같이, (1)의 재결정재, (2)의 냉간가공재 또는 (3)(4)의 제품가공재로서 제조되지만, 그 제조공정에 있어서 다음과 같은 처리를 부가해 둠으로써, 강도 등의 합금특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

예컨대, 재결정재를 얻기 전의 냉간가공에 있어서 그 가공율을 30% 이상(바람직하게는 60% 이상)으로 함으로써, 구체적으로는, (1)에 말하는 소성가공소재를 얻는 공정에 있어서 압연율 또는 신선율이 30% 이상(바람직하게는 60% 이상)의 냉간가공을 함으로써, 결정립의 미세화를 촉진시키고, 결정립의 미세화에 의한 강도향상을 보다 효과적으로 꾀할 수 있다. 즉, 결정립을 미세화시키기 위해서는, 그 핵생성 사이트가 필요하지만, 상기한 바와 같이 가공율이 높은 냉간가공에 의해 핵생성 사이트가 증가하고, 그 가공율이 높은 정도, 핵생성 사이트의 증가량이 많아진다. 또한, 재결정이라 함은 변형에너지의 개방에 의한 것이기 때문에, 상기 냉간가공에 의해 전단변형을 증가시킴으로써, 보다 미세한 결정립을 얻을 수 있게 되고, 그 결과 결정립의 미세화에 의한 강도향상을 보다 효과적으로 꾀할 수 있다. 그런데, 최종재결정화처리되는 소성가공소재로서는, 평균결정립경(재결정 전의 평균결정립경)이 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는 평균결정립경이 20㎛ 이하(바람직하게는 10㎛ 이하)인 것으로 하는 것이 바람직하다. 재결정 전의 평균결정립경이 작은 만큼, 이어서 행해지는 열처리에서 재결정의 핵이 되는 장소가 증가하고, 특히 입계에서의 전위밀도가 높은 만큼, 핵생성 사이트가 되기 쉽기 때문이다. 단지, 평균결정립경이 작은 만큼 강도가 높아지기 때문에, 고강도 동합금의 제조에 필요로 하는 에너지 코스트가 높으며, 제조시간도 길게 된다. 따라서, (1)에 말하는 소성가공소재의 평균결정립경은, 상기한 가공율과 맞추어 정하는 것이 바람직하다. 또, 용도상, 재결정재인 채로는 강도가 부족할 경우에는, 해당 재결정재에 가공율 10∼60%의 냉간압연 또는 냉간신선을 실시함으로써, 더욱 높은 강도를 얻을 수 있다.

또한, 상기 소성가공소재를 얻을 경우에, 1패스의 압연가공 또는 신선가공을 실시할 경우, 그 압하율, 신선율을 크게 설정[15% 이상(바람직하게는 25% 이상)]해 두는 것이 바람직하다. 압하율, 신선율이 높은 냉간가공에 의해, 전단변형 및 핵생성 사이트의 증가를 꾀하고, 재결정립이 더욱 미세화하는 것을 실현할 수 있기 때문이다. 또한, 압연가공을 작은 직경의 롤 또는 반대로 극단적으로 큰 직경의 롤에 의해 행할 것, 혹은 신선가공을 다이스 각도가 큰 신선다이스 또는 반대로 다이스 각도가 극단적으로 작은 신선다이스에 의해 하는 것도, 핵생성 사이트 또는 국부적인 변형에너지의 증가를 꾀하고, 재결정립이 더욱 미세화하는 것을 실현하는데 유효하다. 또한, 압연가공을 다른 원주속도 압연방법에 의해 하는 것, 즉 직경이 다른 상하롤을 사용하는 압연기에 의해 속도를 바꾸면서 압연하는 것도, 피압연재에 큰 전단변형을 주며, 재결정립의 미세화를 꾀할 수 있다.

또한, 각 발명 동합금은, 그 용도 등에 따라, 재결정시키지 않는 적당한 열처리(일반적으로, 150∼600℃, 1초∼4시간에서의 소둔)를 실시함으로써, 용수철 한계치 및 응력완화특성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, (2)의 냉간가공재((4)에 말하는 냉간가공재를 포함한다) 또는 (3)(4)의 제품가공재에, 예컨대 200℃, 2시간의 조건 또는 600℃, 3초의 조건에서 열처리를 실시한다.

실시예1로서, 표1∼표4에 나타낸 조성의 동합금을 대기 중에서 용해하고, 두께 35mm, 폭 80mm, 길이 200mm의 각주형상의 주괴를 얻었다. 그리고, 이 주괴를 850℃에서 열간압연(4패스)하여 두께 6mm의 중간판재로 하고, 이것을 산세한 뒤에, 다시 냉간압연에 의해 두께 1mm의 최종판재로 한 후, 각 최종판재를, 그것이 100% 재결정하는 온도(이하, 「재결정온도」라고 한다)에서 1시간 열처리(소둔)함으로써, 즉 조직의 완전한 재결정화처리를 실시함으로써, 제1발명 동합금 No.101 ∼No.186을 얻었다. 또한, 재결정화처리를 행함에 있어서는, 사전에 각 최종판재로부터 채취한 시료편(1변 20mm 정도의 정사각형 판재편)을 300℃로부터 50℃씩 1시간 유지한 조건에서 소둔하여, 해당 시료편이 완전히 재결정했을 때의 최저온도를 찾아내고, 이것을 상기한 재결정온도로 결정하였다(표15~ 표17 참조).

또한, 상기와 동일한 공정에 의해 합금 No.102, No.107, No.111, No.154, No.180의 구성소재와 동질(동일 형상, 동일 조성)의 최종판재를 얻은 뒤, 상기 최종판재를 상기와 다른 조건에 의해 재결정화처리하고, 합금 No.102, No.107, No.111, No.152, No.175와 각각 동일 조성의 제1발명 동합금 No.102A, No.107A, No.111A, No.154A, No.1805A를 얻었다. 즉, 제1발명 동합금 No.102A, No.107A, No.111A, No.154A, No.180A는, 최종판재를, 그 재결정온도보다 훨씬 높은 고온에 단시간 가열유지함으로써, 재결정화처리(급속고온가열처리)한 것이며, 그 온도 a(℃) 및 가열 시간 b(초)는, 표15∼표17의 「재결정온도」의 란에 「a(b)」로서 기재하는 바와 같다. 예컨대, 표15에 있어서, No.102A의 「재결정온도」의 란에는「480(20)」으로 기재하고 있는데, 이것은 최종판재를 480℃에 20초간 가열유지하는 것을 의미한다.

또한, 실시예2로서, 표5∼표8에 나타낸 조성의 동합금을 대기 중에서 용해하여, 두께 35mm, 폭 80mm, 길이 200mm의 각주 형상의 주괴를 얻었다. 그리고, 이 주괴를 850℃에서 열간압연(4패스)해서 두께 6mm의 중간판재로 하고, 이것을 산세한 뒤에서, 다시 냉간압연에 의해 두께 1mm의 최종판재로 한 후, 각 최종판재를, 그것이 100% 재결정하는 온도, 즉 재결정온도에서 1시간열처리(소둔)함으로써(재결정화처리함으로써), 제2발명 동합금 No.201 ∼No.281을 얻었다. 또한, 재결정온도는 사전에 제1실시예와 동일하게 하여 결정하였다(표18∼표20참조).

또한, 상기와 동일 공정에 의해 합금 No.202, No.209, No.250, No.265의 구성 소재로 동질인 최종판재를 얻은 뒤, 해당 최종판재에 상술한 급속고온가열처리를 실시해서 재결정화함으로써, 합금 No.202, No.209, No.250, No.265와 각각 동일 조성의 제2발명 동합금 No.202A, No.209A, No.250A, No.265A를 얻었다. 즉, 각 합금 No.202A, No.209A, No.250A, No.265A를 얻는 급속고온가열처리조건(온도 a(℃) 및 가열 시간 b(초))은, 표15∼표17과 같은 기재 방식에 의해, 표18∼표20의 「재결정온도」의 란에 「a(b)」로서 기재하고 있다.

또한, 실시예3으로서, 표9∼표12에 나타낸 조성의 합금을 대기 중에서 용해하여, 지름 95mm, 길이 180mm의 원주형상의 주괴를 얻었다. 이 주괴를 780℃로 가열해서 압출프레스(500t)에 의해 지름 12mm의 환봉재를 얻었다. 이 환봉재를 세정후 8mm 지름까지 신선가공하고, 다시 500℃, 1시간의 조건에서 열처리한 뒤, 세정후 신선가공해서 4mm 지름의 선재(성형재)를 얻었다. 그리고, 각 선재를, 그것이 100% 재결정하는 온도(재결정온도)에서 1시간열처리(소둔)함으로써(재결정화처리함으로써), 제3발명 동합금 No.301 ∼No.397을 얻었다. 또, 재결정화처리를 함에 있어서는, 사전에 각 선재로부터 채취한 시료편(길이 20mm(4mm 지름)정도의 선재편)을 300℃로부터 50℃씩 1시간 유지하는 조건에서 소둔하고, 해당 시료편이 완전히 재결정했을 때의 최저온도를 찾아내고, 이것을 상기한 재결정온도로서 결정하였다(표21∼표24 참조).

또한, 상기와 동일 공정에 의해 합금 No.302, No.314, No.338의 구성 소재와 동질인 선재(성형재)를 얻은 뒤, 해당 최종판재에 전술한 급속고온가열처리를 실시해서 재결정화함으로써, 합금 No.302, No.314, No.338과 각기 동일 조성의 제3발명 동합금 No.302A, No.314A, No.338A를 얻었다. 각 합금 No.302A, No.314A, No.338A를 얻는 급속고온가열처리조건(온도 a(℃) 및 가열 시간 b(초))은, 표15∼표17과 같은 기재 방식에 의해 표21∼표24의 「재결정온도」의 란에 「a(b)」로서 기재하고 있다.

비교예1로서, 제1실시예와 동일한 공정에 의해, 표13에 나타낸 조성의 제1비교예 합금 No.401 ∼No.422를 얻었다. 또한, 비교예2로서, 제3실시예와 동일한 공정에 의해 표14에 나타낸 조성의 제2비교예 합금 No.423 ∼No.431을 얻었다. 또, 제1비교예 합금 No.401 ∼No, 407은, 각각 JIS규격의 C2100, C2200, C2300, C2400, C2600, C2680 및 C4250과 동일 조성을 이루는 것이며, 제2 비교예 합금 No.423 및 No.424는, 각각 JIS규격의 C2600 및 C2700과 동일 조성을 이루는 것이다. 또, 표1∼표12에 있어서, Co는 함유하지만 Fe, Ni를 함유하지 않는 것에 관한 「(Co+Fe+Ni)/Si」의 표시는 「Co/Si」라고 바꾸어 기재한다.

그런데, 비교예 합금 No.421, No.425, No.427, No.431에 대해서는, 제조공정에 있어서 다음과 같은 문제가 생기고, 이후의 공정을 행할 수 없었기 때문에, 제작을 단념하였다. 즉, No.421 에 관해서는 주괴를 열간압연하는 단계에서 큰 균열이 발생하였고, No.425 에 관해서는 열간압출을 할 수 없었으며, No.427 및 No.431에 관해서는 신선공정에서 파단하여, 어느 것도, 이후의 공정을 행할 수 없었기 때문에 제작을 단념하였다.

그리고, 제1발명 동합금 No.101 ∼No.186, No.102A, No.107A, No.111A, No.154A, No.180A, 제2발명 동합금 No.201 ∼No.281, No.202A, No.209A, No.250A, No.265A 및 제3발명 동합금 No.301 ∼No.397, No.302A, No.314A, No.338A와 더불어 제1 및 제2비교예 합금 No.401 ∼No.431(제작을 단념한 No.421, No.425, No.427, No.431을 제외한다)의 재결정조직에 있어서의 평균결정립경 D(㎛)를, 광학상을 이용한 절단법(JIS-HO501)에 근거해서 측정하였다. 그 결과는 표15∼표26에 나타낸 바와 같다.

또한, 제1발명 동합금 No.101 ∼No.186, No.102A, No.107A, No.111A, No.154A, No.180A 및 제2발명 동합금 No.201 ∼No.281, No.202A, No.209A, No.250A, No.265A와 더불어 제1비교예 합금 No.401 ∼No.422(No.421을 제외한다)에 대해서 도전율을 측정하였다. 그 결과는, 표15∼표20 및 표25에 나타낸 바와 같다.또, 도전율(%IACS)은, 국제표준 연동(軟銅)의 체적비저항(17.241×10^-9μΩ·m)을해당 합금의 체적비저항으로 나눈 값의 백분률비이다.

또한, 제1발명 동합금 No.101 ∼No.186, No.102A, No.107A, No.111A, No.154A, No.180A 및 제2발명 동합금 No.201 ∼No.281, No.202A, No.209A, No.250A, No.265A와 더불어 제1비교예 합금 No.401 ∼No422(No.421을 제외한다)에 대해서, 암슬러형 만능시험기를 사용하여 인장강도시험을 행하여, 내력(0.2% 내력), 인장강도 및 연신을 측정하였다. 또한, 각 합금을 두께 0.7mm까지 냉간압연(30% 압연)하고, 그 압연재 (이하, 「후가공재」라고 한다)에 대해서, 상기와 같은 인장강도시험을 행하고, 내력(0.2% 내력), 인장강도 및 연신을 측정하는 동시에, 굴곡가공성의 평가 및 응력부식균열시험을 행하였다. 그 결과는 표15∼표20 및 표25에 나타낸 바와 같다. 또, 제1발명 동합금 No.101 ∼No.186, No.102A, No.107A, No.111A, No.154A, No.180A 및 제2발명 동합금 No.201 ∼No.281, No.202A, No.209A, No.250A, No.265A를 30% 압연해서 얻을 수 있는 후가공재도, 본 발명에 따른 고강도 동합금인 것은 말할 필요도 없다.

또, 굴곡가공성의 평가는, 후가공재로부터 그 압연방향에 대하여 수직에 잘라낸 시료편을 W자 형상으로 구부리고, 균열이 생겼을 때의 절곡도 R/t(R: 절곡부에서의 내주측의 곡률반경(mm), t: 시험편의 판두께(mm))에 의해 행하였다. 표12∼표17 및 표22에 있어서는, R/t=0.5에서 균열이 생기지 않은 것을, 굴곡가공성에 뛰어난 것으로 하여 「◎」로 나타내고, R /t=1.5에서는 균열이 생기지 않았지만, 0.5≤R/t <1.5에서 균열이 생긴 것을, 양호한 굴곡가공성을 갖는 것(실용상의 문제는 없다)으로 하여 「0」으로 나타내며, R /t=2.5에서는 균열이 생기지 않았지만,1.5≤R/t <2.5에서 균열이 생긴 것을, 일반적인 굴곡가공성을 갖는 것(문제는 있지만 실용가능하다)으로 하여 「△」로 나타내고, R /t≥2.5에서 균열이 생긴 것을, 굴곡가공성이 떨어지는 것(실용 곤란)으로 하여 「×」로 나타내었다.

또한, 응력부식균열시험은, JISH3250에 규정된 시험용기와 시험액을 사용하여 행한 것이며, 같은 양의 암모니아수와 물을 혼합한 액을 사용하고, 암모니아 분위기 폭로시간(暴露時間)과 응력완화율(후가공재의 표면에는 해당 후가공재의 내력값의 80%의 응력을 부가하였다)과의 관계에 있어서, 내응력부식균열성의 평가를 행하였다. 표15∼표20 및 표25에서는, 75시간 폭로(暴露)에서 응력완화율이 20% 이하의 것을 내부식 균열성에 뛰어난 것으로 하여 「◎」으로 나타내고, 응력완화율이 75시간 폭로에서는 20%를 넘어도 30시간 폭로에서는 20% 이하의 것을 내부식균열성이 양호한 것(실용상의 문제는 없다)으로 하여 「0」으로 나타내며, 12시간 폭로에서 응력완화율이 20% 이하의 것을 일반적인 내부식균열성을 갖는 것(문제는 있지만 실용가능하다)으로 하여 「△」으로 나타내고, 12시간 폭로에서 응력완화율이 20%를 넘는 것을 내응력부식균열성이 떨어지는 것(실용 곤란)으로 하여 「×」으로 나타내었다.

또한, 제3발명 동합금 No.301 ∼No.397, No.302A, No.314A, No.338A 및 제2비교예 합금 No.423 ∼No.431(제작을 단념한 No.425, No.427, No.431을 제외한다)을 암슬러형 만능시험기를 사용해서 인장강도시험을 행하여, 내력(0.2% 내력), 인장강도 및 연신을 측정하였다. 또한, 각 합금을 3.35mm 지름까지 신선하고, 그 신선재(이하, 「후가공재」라고 한다)에 대하여, 상기와 같은 인장시험을 행하여, 내력, 인장강도, 연신을 측정하는 동시에, 굴곡가공성의 평가 및 응력부식균열시험을 행하였다. 그 결과는 표21∼표24 및 표26에 나타낸 바와 같다. 또, 제3발명 동합금 No.301 ∼No.397, No.302A, No.314A, No.338A를 신선가공해서 얻을 수 있는 후가공재도, 본 발명에 따른 고강도 동합금인 것은 말할 필요도 없다.

또, 굴곡가공성의 평가는, 후가공재를 V블록을 사용해서 90도로 구부려, 균열이 생겼을 때의 절곡도 R/d(R: 절곡부에서의 내주측의 곡률반경(mm), d: 후가공재의 지름(mm))에 의해 행하였다. 표18∼표22에 있어서는, R/d=0에서 균열이 생기지 않은 것을 굴곡가공성에 뛰어난 것으로 하여 「◎」으로 나타내고, R/d=0.25에서는 균열이 생기지 않았지만 0≤R/d<0.25에서 균열이 생긴 것을 양호한 굴곡가공성을 갖는 것(실용상의 문제는 없다)으로 하여 「O」으로 나타내며, R/d=0.5에서는 균열이 생기지 않았지만 0.25≤R/d <0.5에서 균열이 생긴 것을 일반적인 굴곡가공성을 갖는 것(문제는 있지만 실용가능하다)으로 하여 「△」으로 나타내고, R/d=0.5에서 균열이 생긴 것을 굴곡가공성이 떨어지는 것(실용 곤란)으로 하여 「×」으로 나타내었다.

또한, 응력부식균열시험은, 상기 굴곡가공성의 평가에 사용한 후가공재로서 R/d=1.5의 90도 굽힘을 행한 것에 대해서, JISH3250에 규정된 시험기 및 시험액을 사용하여 행한 것으로, 같은 양의 암모니아수과 물을 혼합한 액을 사용해서 암모니아 폭로를 행한 뒤, 황산에서 세수한 후에 10배의 실체현미경으로 균열의 유무를 조사하고, 내응력부식균열성의 평가를 행하였다. 표15∼표20 및 표25에 있어서는, 40시간 폭로에서 균열이 없는 것을 내부식균열성이 뛰어난 것으로 하여 「◎」으로나타내고, 40시간 폭로에서는 균열이 생겼지만 15시간 폭로에서는 균열이 없는 것을 내부식균열성이 양호한 것(실용상의 문제는 없다)으로 하여 「0」으로 나타내며, 15시간 폭로에서는 균열이 생겼지만 6시간 폭로에서는 균열이 없은 것을 일반적인 내부식균열성을 갖는 것(문제는 있지만 실용가능하다)으로 하여 「△」으로 나타내고, 6시간 폭로에서 균열이 생긴 것을, 내응력부식균열성이 떨어지는 것(실용 곤란)으로 하여 「×」으로 나타내었다.

표15∼표26로부터, 제1∼제3발명 동합금은, 처음에 특별히 정한 합금조성 및 재결정조직을 갖지 않는 제1 및 제2비교예 합금에 비하여, 결정립의 미세화를 꾀할 수 있고, 내력을 포함한 기계적 성질 및 굴곡가공성 등을 대폭적으로 향상시킬 수 있으며, 종래의 고강도 동합금에서는 사용하기 어려운 용도에도 판재, 조재, 선재등으로서 적합하게 사용할 수가 있는 것임을 이해할 수 있다. 또한, 재결정화처리를 급속고온가열처리에 의해 행함으로써, 결정립 D가 더욱 미세화하고 강도향상을 꾀할 수 있다는 것도 이해된다. 또한, 표15∼표26에는 기재하지 않고 있지만, 상기한 후가공재(재결정화된 압연재, 신선재를, 다시 냉간압연, 신선가공한 것)를 150∼600℃, 1초∼4시간에서 열처리한 것에 대해서는, 용수철 한계치 및 응력완화특성이 대폭적으로 향상하고 있는 것이 확인되었다.

Claims

4∼19mass%의 Zn과 O.5 ∼2.5mass%의 Si를 이들의 함유량간에 Zn-2.5·Si=0∼15mass%의 관계를 갖도록 함유하면서 잔부가 Cu로 되는 합금조성으로 이루어지는 동시에, 평균결정립경 D가 O.3㎛ ≤D ≤3.5㎛인 결정조직으로 이루어지며, 재결정상태에 있어서의 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제1항에 있어서,

0.005∼0.5mass%의 Co를, 그 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 Co/Si가 0.005 ∼0.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제1항에 있어서,

0.03 ∼1.5mass%의 Sn을, 그 함유량에서 Si함유량을 나눈 값 Si/Sn이 1.5 이상이 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제2항에 있어서,

0.03∼1.5mass%의 Sn을, 그 함유량에서 Si함유량을 나눈 값 Si/Sn이 1.5 이상이 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제1항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass% 의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni)/Si가 0.005∼0.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제3항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni)/Si가 0.005∼0.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제2항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass% 의 Ni를, 이것들과 Co와의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값(Fe+Ni+Co)/Si가 0.005∼O.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제4항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass% 의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, Co를 함유할 경우를 포함한 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni+Co)/Si가 0.005 ∼0.5가되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
4∼17mass%의 Zn과 0.1∼0.8mass%의 Si를 이들의 함유량간에 Zn-2.5·Si=2∼15mass%의 관계를 갖도록 함유하면서 잔부가 Cu로 되는 합금조성으로 이루어지는 동시에, 평균결정립경 D가 0.3㎛≤D≤3.5㎛인 결정조직으로 되며, 재결정상태에 있어서의 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제9항에 있어서,

0.005∼0.5mass%의 Co를, 그 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 Co/Si가 0.02 ∼1.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제9항에 있어서,

0.2 ∼3mass%의 Sn을, 그 함유량으로 Si함유량을 나눈 값 Si/Sn이 0.5 이하가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제10항에 있어서,

0.2 ∼3mass%의 Sn을, 그 함유량으로 Si함유량을 나눈 값 Si/Sn이 0.5 이하가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제9항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni을, 이들의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni)/Si가 0.02∼1.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제11항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni)/Si가 0.02∼1.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제10항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들과 Co와의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값(Fe+Ni+Co)/Si가 0.02∼1.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제12항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들과 Co와의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni+Co)/Si가 0.02∼1.5가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

각각 0.003 ∼0.3mass%의 P, Sb, As, Sr, Mg, Y, Cr, La, Ti, Mn, Zr, In 및 Hf으로부터 선택한 1종 이상의 원소를, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
66∼76mass%의 Cu와 21∼33mass%의 Zn과 0.5 ∼2mass%의 Si를, 이들의 함유량간에 Cu-5·Si=62∼67mass% 및 Zn+6·Si=32∼38mass%의 관계를 갖도록 함유하는 합금조성으로 이루어지는 동시에, 평균결정립경 D가 0.3㎛≤D≤3.5㎛인 결정조직으로 되며, 재결정상태에 있어서의 0.2% 내력이 250N/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제18항에 있어서

0.005∼0.3mass%의 Co를, 그 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 Co/Si가 0.005∼0.4가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제18항에 있어서

0.03 ∼1mass%의 Sn을, 그 함유량으로 Si함유량을 나눈 값 Si/Sn이 1 이상이 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제19항에 있어서,

0.03 ∼1mass%의 Sn을, 그 함유량으로 Si함유량을 나눈 값 Si/Sn이 1 이상이 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 고강도 동합금.
제18항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni)/Si가 0.005∼0.4가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제20항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni)/Si가 0.005∼O.4가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제19항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들과 Co와의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni+Co)/Si가 0.005∼0.4가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제21항에 있어서,

0.005 ∼0.3mass%의 Fe 및/또는 0.005 ∼0.3mass%의 Ni를, 이들과 Co와의 합계 함유량을 Si함유량으로 나눈 값 (Fe+Ni+Co)/Si가 0.005∼0.4가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

각각 0.005 ∼0.2mass%의 P, Sb 및 As와 각각 0.003 ∼0.3mass%의 Sr, Mg, Y, Cr, La, Ti, Mn, Zr, In 및 Hf으로부터 선택한 1종 이상의 원소를, P, Sb 및 As를 1종 이상 함유할 경우에 있어서는 이들의 합계 함유량이 0.005∼0.25mass%가 되도록, 더 함유하는 합금조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

가공율을 30% 이상으로 하는 냉간가공을 포함하는 소성가공에 의해 얻을 수 있는 소성가공 소재를 재결정화처리하여 되는 재결정재인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제27항에 있어서,

소성가공소재를 450∼750℃, 1∼1000초의 조건에서 열처리함으로써 재결정화시켜 이루어지는 재결정재인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제27항에 있어서,

재결정재를 냉간압연가공 또는 냉간신선가공하여 이루어지는 냉간가공재인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제29항에 있어서,

냉간가공재를 150∼600, 1초∼4시간의 조건에서 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제29항에 있어서,

냉간가공재를 소정의 제품형상에 가공한 제품가공재인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제31항에 있어서,

제품가공재를 150∼600, 1초∼4시간의 조건에서 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

압연재 또는 이것을 소정의 제품형상에 가공한 제품가공재인 것을 특징으로하는 고강도 동합금.
제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

신선재 또는 이것을 소정의 제품형상에 가공한 제품가공재인 것을 특징으로 하는 고강도 동합금.