CN110494577A - 具有层状组织的高强度钛铜条以及箔 - Google Patents
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Abstract
本发明的钛铜含有1.5~5.0质量%的Ti,剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成,具有低浓度Ti层和高浓度Ti层在厚度方向交替存在的Cu和Ti的层状组织,在用STEM-EDX沿着厚度方向对与轧制方向平行的截面进行分析而得到的Ti浓度曲线中,低浓度Ti层的Ti浓度小于Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值,高浓度Ti层的Ti浓度为Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值以上,在所述与轧制方向平行的截面内,高浓度Ti层中的Ti浓度的最大值与低浓度Ti层中的Ti浓度的最小值之差即层状组织中的Ti浓度差为3质量%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有优异的强度和抗弹力衰减性,特别适合用于自动聚焦照相机模块等的导电性弹簧材料的钛铜、钛铜的制造方法、伸铜制品、电子设备部件以及自动聚焦照相机模块。
背景技术
在便携式电话的照相机镜头部中,使用被称为自动聚焦照相机模块的电子部件。在便携式电话的照相机的自动聚焦功能中,通过自动聚焦照相机模块所使用的材料的弹簧力使镜头向固定方向移动,并且通过向卷绕于周围的线圈通入电流而产生的电磁力使镜头向与材料的弹簧力所作用的方向相反的方向移动。通过这样的机构驱动照相机镜头而发挥自动聚焦功能(例如,专利文献1、2)。
因此,在自动聚焦照相机模块所使用的铜合金箔中,需要能够承受因电磁力而产生的材料变形的程度的弹簧强度。若弹簧强度低,则材料无法承受因电磁力而产生的位移,产生永久变形(弹力衰减),在卸载电磁力后,不会返回至初始的位置。若产生弹力衰减,则在通入一定的电流时,镜头无法移动至所期望的位置,不会发挥自动聚焦功能。
在自动聚焦照相机模块中,一直使用箔厚为0.1mm以下、具有1100MPa以上的抗拉强度或0.2%屈服强度的Cu-Ni-Sn系铜合金箔。
但是,根据近年来的成本降低要求,开始使用材料价格比Cu-Ni-Sn系铜合金相对便宜的钛铜箔,其需求正在增加。
另一方面,钛铜箔的强度低于Cu-Ni-Sn系铜合金箔,存在产生弹力衰减的问题,因此期望其高强度化。
作为提高钛铜强度的方法,例如有专利文献3、4所记载的方法。在专利文献3中,提出了如下方法:通过将钛铜的制造工序设为固溶处理、亚时效处理、冷轧、时效处理,并将固溶处理后的热处理分为两个阶段,来使因调幅分解(spinodal分解)而产生的Ti浓度的宽度(浓淡)变大,提高强度与弯曲加工性的平衡。此外,在专利文献4中,记载了:通过将钛铜的制造工序设为固溶处理、预时效处理、时效处理、精轧、消除应力退火,同样会有效地增大Ti浓度的波动。
此外,作为进一步改善钛铜强度的技术,有专利文献5~8所记载的技术等。在专利文献5中,记载了如下方法:通过最终再结晶退火来调整平均晶粒直径,然后依次进行冷轧、时效处理。在专利文献6中,记载了如下方法:在固溶处理后,依次进行冷轧、时效处理、冷轧。在专利文献7中,记载了如下方法:在进行热轧和冷轧后,进行在750~1000℃的温度区域保持5秒~5分钟的固溶处理,接着,依次进行轧制率为0%~50%的冷轧、300~550℃的时效处理、以及轧制率为0%~30%的精冷轧,由此来调整板面中的{420}的X射线衍射强度。在专利文献8中,提出了如下方法:通过在规定条件下依次进行第一固溶处理、中间轧制、最终的固溶处理、退火、最终的冷轧、以及时效处理,来调整轧制面中的{220}的X射线衍射强度的半宽度(half width)。
而且,为了在提高强度的基础上,抑制弹力衰减的产生,在专利文献9中,记载了:在进行热轧和冷轧后,依次进行固溶处理、压下率为55%以上的冷轧、200~450℃的时效处理、压下率为35%以上的冷轧,控制铜合金箔的表面粗糙度,此外,在专利文献10中,记载了:在进行热轧和冷轧后,依次进行固溶处理、压下率为55%以上的冷轧、200~450℃的时效处理、压下率为50%以上的冷轧、根据需要的消除应力退火,控制固溶处理后的冷轧的压下率,由此来控制I(220)/I(311)。在专利文献9和专利文献10所记载的钛铜箔中,记载了:关于与轧制方向平行的方向上的0.2%屈服强度,能够达到1100MPa以上。
此外,在专利文献11中,分别提出了:在800~1000℃下热轧至厚度5~20mm后,进行加工度为30%~99%的冷轧,将400~500℃的平均升温速度设为1~50℃/秒,在500~650℃的温度带保持5~80秒钟,由此来实施软化度为0.25~0.75的预退火;进行加工度为7%~50%的冷轧,接着,进行在700~900℃下5~300秒钟的固溶处理、以及在350~550℃下2~20小时的时效处理,由此来减小杨氏模量。
此外,作为着眼于组织控制的技术,在专利文献12中,提出了如下方法:对于具有含有在0.5mass%以上且3.5mass%以下的范围内的Ti,剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成的组成的钛铜,进行冷轧或热轧下压下率超过90%的精轧、时效处理,由此在时效处理后形成层状组织,提高强度与导电率的平衡。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-280031号公报
专利文献2:日本特开2009-115895号公报
专利文献3:日本特开2015-098622号公报
专利文献4:日本特开2015-127438号公报
专利文献5:日本专利第4001491号公报
专利文献6:日本专利第4259828号公报
专利文献7:日本特开2010-126777号公报
专利文献8:日本特开2011-208243号公报
专利文献9:日本专利第5723849号公报
专利文献10:日本专利第5526212号公报
专利文献11:日本特开2014-074193号公报
专利文献12:日本特开2014-173145号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献3、4中,以提高钛铜的强度和弯曲加工性为主要目的,并未着眼于弹力衰减的问题。需要说明的是,专利文献3、专利文献4所记载的钛铜的强度为900~1200MPa左右,因此可能会无法承受在自动聚焦模块等需要高强度的用途中的使用。
在专利文献5~8的说明书中所记载的实施例和比较例中,也见到了几种具有1100MPa以上的0.2%屈服强度的钛铜。然而,在专利文献5~8所提出的以往技术中,若对材料施加载荷而使其变形后去除载荷,则会产生弹力衰减,因此可知仅为高强度无法用作自动聚焦照相机模块等的导电性弹簧材料。
专利文献9~11着眼于弹力衰减的问题,提出了抑制弹力衰减的产生的方法。然而,对于箔厚较薄的箔而言,在专利文献9~11提出的技术中可知,其效果未发挥到所期望的程度。即,在专利文献9~11提出的技术中可知,虽然对于箔厚大至一定程度的箔而言发挥出较大的效果,但对于箔厚较薄的箔而言未发挥出根据箔厚较厚的箔预测的程度的充分效果。
此外,在专利文献12中记载了通过层状组织来增加强度,但专利文献12所记载的钛铜有时强度变低,在需要更高强度的用途中材料会断裂,因此存在无法作为弹簧发挥功能的问题。因此,从兼顾强度和抑制弹力衰减的观点考虑是不合适的。
本发明是以解决这样的问题为课题的发明,其目的在于,提供一种具有用作弹簧时所需的高强度,并且弹力衰减小,能够适合用作在自动聚焦照相机模块等电子设备部件中使用的导电性弹簧材料的钛铜、钛铜的制造方法、伸铜制品、电子设备部件以及自动聚焦照相机模块。
用于解决问题的方案
本发明人对涉及弹力衰减的金属组织的影响进行了调查,其结果是,发现了:金属组织中的规定的Cu和Ti的微细的层状组织对弹力衰减的抑制和高强度化是有效的。此外,发现了:这样的Cu和Ti的微细的层状组织可通过调整热轧前的预退火条件来得到。
在这样的见解之下,本发明的钛铜含有1.5~5.0质量%的Ti,剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成,具有低浓度Ti层和高浓度Ti层在厚度方向交替存在的Cu和Ti的层状组织,在用STEM-EDX沿着厚度方向对与轧制方向平行的截面进行分析而得到的Ti浓度曲线中,低浓度Ti层的Ti浓度小于Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值,高浓度Ti层的Ti浓度为Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值以上,在所述与轧制方向平行的截面内,高浓度Ti层中的Ti浓度的最大值与低浓度Ti层中的Ti浓度的最小值之差即层状组织中的Ti浓度差为3质量%以上。
在此,在本发明的钛铜中,优选的是,层状组织中的Ti浓度差为3~50质量%。
在本发明的钛铜中,优选的是,与轧制方向平行的方向的抗拉强度为1100MPa以上。
需要说明的是,本发明的钛铜可以进一步含有总量为0~1.0质量%的选自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中的一种以上元素。
此外,本发明的电子设备部件具备上述任一种钛铜。在此,优选的是,电子设备部件为自动聚焦照相机模块。
本发明的自动聚焦照相机模块具备:镜头;弹簧构件,将该镜头弹性施力至光轴方向的初始位置;以及电磁驱动单元,产生克服该弹簧构件的施加力的电磁力而能够将所述镜头向光轴方向驱动,所述弹簧构件为上述任一种钛铜。
发明效果
根据本发明,能够得到高强度且弹力衰减小的Cu-Ti系合金,其能够适合用作在自动聚焦照相机模块等电子设备部件中使用的导电性弹簧材料。
附图说明
图1是对本发明的一个实施方式的钛铜的与轧制方向平行的截面进行STEM-EDX分析而得到的Ti映射图。
图2是表示对本发明的一个实施方式的钛铜的与轧制方向平行的截面进行基于STEM-EDX的线分析而得到的、与轧制方向平行的截面的厚度方向的Ti浓度曲线的曲线的示意图。
图3是对以往的钛铜的与轧制方向平行的截面进行STEM-EDX分析而得到的Ti映射图。
图4是表示本发明的自动聚焦照相机模块的剖视图。
图5是图4的自动聚焦照相机模块的分解立体图。
图6是表示图4的自动聚焦照相机模块的动作的剖视图。
图7是表示测定弹力衰减量的方法的概略图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式的钛铜含有1.5~5.0质量%的Ti,剩余部分由铜和不可避免的杂质构成,形成箔或条的形态,具有低浓度Ti层和高浓度Ti层在厚度方向交替存在的Cu和Ti的层状组织,在用STEM-EDX沿着厚度方向对与轧制方向平行的截面进行分析而得到的Ti浓度曲线中,低浓度Ti层的Ti浓度小于Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值,高浓度Ti层的Ti浓度为Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值以上,在所述与轧制方向平行的截面内,高浓度Ti层中的Ti浓度的最大值与低浓度Ti层中的Ti浓度之差(层状组织中的Ti浓度差)为3质量%以上。
(Ti浓度)
在本发明的钛铜中,将Ti浓度设为1.5~5.0质量%。对于钛铜而言,通过固溶处理使Ti固溶于Cu基质中,通过时效处理使微细的析出物分散于合金中,由此来提高强度和导电率。
若Ti浓度低于1.5质量%,则析出物的析出变得不充分,无法得到所期望的强度。若Ti浓度超过5.0质量%,则加工性劣化,在轧制时材料容易裂纹。若考虑强度与加工性的平衡,则优选的Ti浓度为2.5~4.5质量%。
(其他添加元素)
在本发明的一个实施方式的钛铜中,通过含有总量为0~1.0质量%的Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中的一种以上,能够进一步提高强度。这些元素的总含量为0,也就是说可以不含有这些元素。将这些元素的总含量的上限设为1.0质量%的理由是因为,若超过1.0质量%,则加工性劣化,在轧制时材料容易裂纹。若考虑强度与加工性的平衡,则优选含有总量为0.005~0.5质量%的上述元素的一种以上。
(抗拉强度)
在本发明的一个实施方式的钛铜中,与轧制方向平行的方向的抗拉强度例如能够达到1100MPa以上,进一步能够达到1200MPa以上。从用作自动聚焦照相机模块的导电性弹簧材料的方面考虑,与轧制方向平行的方向上的抗拉强度为1200MPa以上是理想的特性。在优选的实施方式中,与轧制方向平行的方向和与轧制方向垂直的方向的抗拉强度均为1300MPa以上,在更优选的实施方式中均为1400MPa以上。
另一方面,关于抗拉强度的上限值,从本发明作为目标的强度的观点考虑没有特别限制,但若考虑劳力和时间以及成本,则与轧制方向平行的方向和与轧制方向呈直角的方向的抗拉强度通常为2000MPa以下,典型为1800MPa以下。
在本发明中,钛铜的与轧制方向平行的方向上的抗拉强度依据JIS Z2241:2011(金属材料拉伸试验方法)进行测定。
(Cu和Ti的层状组织)
对于本发明的一个实施方式的钛铜而言,如图1、2所举例示出的那样,在对与轧制方向平行的截面进行基于使用了扫描透射电子显微镜(STEM;Scanning TransmissionElectron Microscopy)的能量色散X射线光谱法(EDX;Energy Dispersive X-RaySpectroscopy)的分析(STEM-EDX分析)的情况下,在与轧制方向平行的截面中具有Ti浓度低于平均浓度的低浓度Ti层和Ti浓度为平均浓度以上的高浓度Ti层在厚度方向(在图1中为上下方向)交替存在的Cu和Ti的层状组织。
认为:这样的Cu和Ti的层状组织连续且稳定地存在于与轧制方向平行的截面,由此会强化抵抗挠曲的阻力而不易产生永久变形,即使是厚度为0.1mm以下的薄铜箔,也能够有效地抑制弹力衰减,但本发明并不限定于这样的理论。
该“层状组织”是指浓度Ti层和高浓度Ti层交替存在的组织,被定义为各个层在轧制方向上连续50nm以上的组织。此外,相对于轧制方向的层的长度小于50nm的组织被定义为斑点组织。
另一方面,对于以往的钛铜而言,如图3所示,在与轧制方向平行的截面中,Ti浓度高的部分和Ti浓度低的部分不连续且呈斑点状分布,此外,厚度方向的Ti浓度的多个峰值几乎是均匀的。在该情况下,对于厚度薄的钛铜而言,由于组织不连续,因此,抵抗挠曲的阻力不那么强,容易产生在弹性限度内的永久变形,因此认为无法充分地抑制弹力衰减。
此外,作为表示Cu和Ti的层状组织的指标,可以规定层状组织中的Ti浓度差。该分析也通过STEM-EDX分析来进行。当用STEM-EDX在厚度方向对与轧制方向平行的截面进行线分析时,根据Ti浓度的大小,每个测定点的Ti浓度发生变化。在本发明中,测定一个视野(倍率为1000000倍,观察视野:140nm×140nm)中的Ti浓度,得到如图2所示的相对于厚度方向的距离的Ti浓度曲线。Ti浓度曲线中的高浓度Ti层和低浓度Ti层将JIS B0601所规定的关于表面性状的轮廓曲线置换为Ti浓度曲线而应用。即,高浓度Ti层定义为:在通过X轴(Ti浓度曲线中的平均值)将Ti浓度曲线截断时由在X轴方向相邻的两个交点所夹持的曲线部分中的、Ti浓度大于Ti浓度曲线的平均值的上侧的部分。此外,低浓度Ti层定义为:在通过X轴(Ti浓度曲线中的平均值)将Ti浓度曲线截断时由在X轴方向相邻的两个交点所夹持的曲线部分中的、Ti浓度小于Ti浓度曲线的平均值的下侧的部分。
并且,根据Ti浓度曲线,求出各高浓度Ti层的Ti浓度最高的点中的按Ti浓度从高到低的顺序的五个点的Ti浓度的平均值与各低浓度Ti层的Ti浓度最低的点中的按Ti浓度从低到高的顺序的五个点的Ti浓度的平均值之差(层状组织中的Ti浓度差)。需要说明的是,由于Cu和Ti的层状组织表现为与轧制方向平行,因此上述的线分析必须对钛铜的厚度方向进行。
在如上所述用STEM-EDX进行与轧制方向平行的截面的分析/测定的情况下,在本发明的钛铜中,与轧制方向平行的截面中的层状组织中的Ti浓度差为3质量%以上,进一步优选为4质量%以上,更进一步优选为7质量%以上。在浓度差过小的情况下,难以兼顾强度和弹力衰减的抑制。另一方面,虽然没有因浓度差过大而导致的缺点,但当超过一定以上的浓度差时,观察到强度的上升或弹力衰减的抑制的效果变得容易饱和的倾向,因此通常控制在3质量%~50质量%之间。
(钛铜的厚度)
本发明的钛铜的厚度例如为0.1mm以下,在典型的实施方式中,厚度为0.018mm~0.08mm,在更典型的实施方式中,厚度为0.02mm~0.06mm。
(制造方法)
为了制造上述那样的钛铜,首先用熔化炉将电解铜、Ti等原料熔化,得到所期望的组成的金属熔液。然后,将该金属熔液供给至铸模的铸造空间,在此铸造成铸锭。为了防止钛的氧化磨耗,熔化和铸造优选在真空中或惰性气体氛围中进行。
在此,为了得到上述钛铜的规定的Cu和Ti的层状组织,调整铸模和调整热轧前的退火条件是重要的。通过调整预退火条件,能够控制层状组织中的Ti浓度差。
铸模的厚度没有特别指定,但理想的是调整至与铸锭的厚度相同的程度。铸模的周壁部分的厚度是沿着与铸锭的厚度平行的方向而测出的。
此外,铸模的周壁部分的材质优选采用耐火砖。以往,将铸铁或铜用作铸模的周壁部分的材质,但通过用耐火砖来代替它们,供给金属熔液后的冷却速度变慢,能够使铸锭的冷却变慢。
然后,对于铸锭,典型而言,按顺序实施预退火、热轧、冷轧1、固溶处理、冷轧2、时效处理、冷轧3、消除应力退火,精加工成具有所期望的厚度和特性的箔或条。不过,冷轧3和/或消除应力退火根据情况可以省略。
预退火是在调整Cu和Ti的层状组织中的Ti浓度差的方面重要的热处理。温度过高或过低均不会产生Ti浓度差,因此,预退火温度优选为600~950℃,更优选为625~925℃,更进一步优选为650~900℃。此外,在预退火的时间过短或过长的情况下,难以兼顾强度和弹力衰减,因此,预退火的时间优选为1小时~12小时,更优选为2小时~11小时,更进一步优选为3小时~10小时。
热轧和之后的冷轧的条件按照在钛铜的制造中进行的惯例条件进行即可,在此没有特别要求的条件。此外,固溶处理也可以为惯例条件,例如可以按照在700~1000℃下5秒钟~30分钟的条件进行。
为了得到高强度,可以在固溶处理之后进行冷轧2。冷轧2的压下率优选设为90%以上,更进一步优选设为95%。若小于90%,则难以得到1100MPa以上的抗拉强度。对于压下率的上限,从本发明作为目标的强度的观点考虑没有特别限制,但在工业上不会超过99.8%。
优选的是,时效处理的加热温度设为200~450℃,加热时间设为2小时~20小时。在加热温度低于200℃或超过450℃的情况下,难以得到1100MPa以上的抗拉强度。在加热时间不足2小时或超过20小时的情况下,难以得到1100MPa以上的抗拉强度。
根据作为目标的强度,可以在时效处理之后进行冷轧3。冷轧3的压下率优选设定为35%以上,更优选为50%以上,进一步优选为70%以上。需要说明的是,该冷轧3在不需要的情况下也可以省略。
此外,配合残余应力的去除等目的,可以在冷轧3之后进行200~500℃下1~5min的消除应力退火,在不需要的情况下也可以省略。
需要说明的是,通常,在热处理后,为了去除在表面生成的氧化膜或氧化物层,进行表面的酸洗、研磨等。在本发明中,也可以在热处理后进行表面的酸洗、研磨等。
(用途)
本发明的钛铜能够适合用作开关、连接器、插座(jack)、端子、继电器等电子设备用部件的材料,但并不限定,尤其是能够适合用作在自动聚焦照相机模块等电子设备部件中使用的导电性弹簧材料。
在一个实施方式中,自动聚焦照相机模块具备:镜头;弹簧构件,将该镜头弹性施力至光轴方向的初始位置;以及电磁驱动单元,产生克服该弹簧构件的施加力的电磁力而能够将所述镜头向光轴方向驱动。电磁驱动单元例示性地可以具备:コ字形圆筒状的磁轭、容纳于磁轭的内部壁的内侧的线圈、以及围绕线圈并且容纳于磁轭的外周壁的内侧的磁铁(magnet)。
图4是表示本发明的自动聚焦照相机模块的一个例子的剖视图,图5是图4的自动聚焦照相机模块的分解立体图,图6是表示图4的自动聚焦照相机模块的动作的剖视图。
自动聚焦照相机模块1具备:コ字形圆筒状的磁轭2、安装于磁轭2的外壁的磁铁4、在中央位置具备镜头3的托架(carrier)5、装接于托架5的线圈6、供磁轭2装接的基座7、支撑基座7的框架8、上下支承托架5的两个弹簧构件9a、9b以及覆盖它们的上下的两个盖(cap)10a、10b。两个弹簧构件9a、9b是相同制品,以相同的位置关系从上下夹持并支承托架5,并且作为向线圈6的供电路径发挥功能。通过对线圈6施加电流来使托架5向上方移动。需要说明的是,在本说明书中,适当地使用“上”和“下”的术语,是指图4中的上下,“上”表示从照相机朝向被摄体的位置关系。
磁轭2是软铁等磁性体,形成上表面部闭合的コ字形的圆筒状,具有圆筒状的内壁2a和外壁2b。在コ字形的外壁2b的内表面装接(粘接)有环状的磁铁4。
托架5是具有底面部的圆筒状结构的由合成树脂等形成的成型品,在中央位置支承镜头,在底面外侧上粘接并搭载有预先成型的线圈6。使磁轭2嵌合并装入矩形树脂成型品的基座7的内周部,进而用树脂成型品的框架8来固定整个磁轭2。
弹簧构件9a、9b均为最外周部分别夹持并固定于框架8和基座7,内周部每隔120°的切口槽部与托架5嵌合,通过热铆接等进行固定。
弹簧构件9b与基座7以及弹簧构件9a与框架8之间通过粘接和热铆接等进行固定,而且,盖10b安装于基座7的底面,盖10a安装于框架8的上部,将弹簧构件9b夹入并固定于基座7与盖10b之间,将弹簧构件9a夹入并固定于框架8与盖10a之间。
线圈6的一侧的导线穿过设于托架5内周面的槽内并向上延伸,软钎焊接合于弹簧构件9a。另一侧的导线穿过设于托架5底面的槽内并向下方延伸,软钎焊接合于弹簧构件9b。
弹簧构件9a、9b是本发明的钛铜的板簧。具有弹簧性,将镜头3弹性施力至光轴方向的初始位置。同时,也作为向线圈6的供电路径发挥作用。弹簧构件9a、9b的外周部的一个部位向外侧突出,作为供电端子发挥功能。
圆筒状的磁铁4在径向(radial)被磁化,形成以コ字形磁轭2的内壁2a、上表面部以及外壁2b为路径的磁路,在磁铁4与内壁2a之间的间隙配置有线圈6。
弹簧构件9a、9b为相同形状,如图4和5所示以相同的位置关系安装,因此能够抑制托架5向上方移动时的轴偏移。线圈6是在绕线后进行加压成型而制作的,因此,成品外径的精度提高,能够容易地配置于规定的窄间隙。托架5在最下位置与基座7抵接,在最上位置与磁轭2抵接,因此在上下方向具备抵接机构,防止脱落。
图6示出了对线圈6施加电流而使具备镜头3的托架5向上方移动来用于自动聚焦时的剖视图。当对弹簧构件9a、9b的供电端子施加电压时,电流流经线圈6而使朝向上方的电磁力作用于托架5。另一方面,所连结的两个弹簧构件9a、9b的恢复力向下方作用于托架5。因此,托架5向上方的移动距离为电磁力与恢复力平衡的位置。由此,能够通过施加于线圈6的电流量来决定托架5的移动量。
上侧弹簧构件9a支承托架5的上表面,下侧弹簧构件9b支承托架5的下表面,因此,恢复力在托架5的上表面和下表面均等地向下方作用,能够将镜头3的轴偏移抑制得小。
因此,当托架5向上方移动时,不需要通过肋(rib)等进行的引导,从而未使用。由于没有因引导而产生的滑动摩擦,因此,托架5的移动量单纯由电磁力与恢复力的平衡来支配,实现了顺畅且高精度的镜头3的移动。由此,达到了镜头偏移少的自动聚焦。
需要说明的是,磁铁4以圆筒状进行了说明,但不限于此,也可以将磁铁4分割成三个或四个并在径向磁化,将其粘贴固定于磁轭2的外壁2b的内表面。
实施例
以下将本发明的实施例与比较例一起示出,但这些实施例是为了更好地理解本发明及其优点而提供的,并非意图限定本发明。
将含有表1所示的合金成分且剩余部分由铜和不可避免的杂质构成的合金作为实验材料,调查了合金成分和制造条件对抗拉强度和弹力衰减带来的影响。
<制造条件>
首先,通过真空熔化炉将2.5kg电解铜熔化,以得到表1所记载的合金组成的方式添加合金元素。将该金属熔液浇注至以下所示的铸模中,制造出厚度30mm、宽度60mm、长度120mm的铸锭。将该铸锭按照下列工序顺序进行加工,制作出具有表1所记载的规定厚度的制品试样。
(1)熔化铸造:铸造温度设为1300℃,铸模从耐火砖、铸铁、铜中选择,改变铸造时的冷却速度。冷却速度按照从快到慢的顺序为铜、铸铁、耐火砖。铸模的厚度设为30mm。
(2)预退火:预退火条件如表1所示。
(3)热轧:将上述的铸锭进一步在950℃下加热3小时,轧制到厚度10mm。
(4)磨削:用研磨机(grinder)去除了热轧中生成的氧化皮。磨削后的厚度为9mm。
(5)冷轧1:根据压下率轧制到规定的厚度。
(6)固溶处理:将试样装入升温至800℃的电炉1中,保持5分钟后,将试样放入水槽急速冷却。
(7)冷轧2:对于未实施后述冷轧3的试样,以表1所示的压下率轧制到表1所示的制品厚度。
(8)时效处理:在表1所示的条件下,在Ar氛围中进行加热。
(9)冷轧3:对于实施了冷轧3的试样,以表1所示的压下率轧制到表1所示的制品厚度。需要说明的是,对于未实施冷轧3的试样,设为“-”。
(10)消除应力退火:在进行了冷轧2或冷轧3后,将试样装入升温至400℃的电炉中,保持10秒钟后,将试样放入水槽急速冷却。在表1中,对于实施了该消除应力退火的试样,记载了消除应力退火的温度和时间,对于未实施消除应力退火的试样,记载为“-”。
对如上所述制作出的各制品试样进行了如下评价。
<抗拉强度>
基于JIS Z2241:2011,使用拉伸试验机按照上述测定方法测定了与轧制方向平行的方向的抗拉强度。
<弹力衰减>
以长尺寸方向为轧制平行方向的方式采取宽度15mm、长度25mm的长方形试样,像图7那样,将试样的一端固定,以1mm/分钟的移动速度将顶端加工成刀刃的冲头推撞于距该固定端的距离为L的位置,对试样赋予距离d的挠曲后,使冲头返回至初始位置而进行了卸载。卸载后,求出弹力衰减量δ。
对于试验条件而言,在试样的箔厚为0.05mm以下的情况下,设为L=3mm、d=2mm,在箔厚大于0.05mm的情况下,设为L=5mm、d=4mm。此外,弹力衰减量以0.01mm的分辨率进行测定,在未检测到弹力衰减的情况下,记载为<0.01mm。
<组织分析>
如上所述,通过STEM-EDX对与轧制方向的平行的截面进行观察,根据由此得到的图像来判断是层状或斑点中的哪一种组织。在此使用的扫描透射电子显微镜为JEOL公司制的JEM-2100F,测定条件设为试样倾斜角度0°、加速电压200kV。
此外,用STEM-EDX在厚度方向对与轧制方向平行的截面进行线分析,得到相对于厚度方向的距离的Ti浓度曲线。此外,通过Ti浓度曲线的解析来求出层状组织中的Ti浓度差。
[表1]
在实施例1~22中,得到了Ti浓度差为3质量%以上的层状组织,因此能够兼顾高强度和弹力衰减的抑制。
在比较例1中,未进行热轧前的预退火,因此,形成了斑点组织,无法测定出层状组织中的Ti浓度差,由此产生了较大的弹力衰减。
在比较例2、3中,热轧前的预退火中的加热温度低或者加热时间短,由此,因加热不足而导致Ti浓度差低,产生了弹力衰减。
在比较例4和比较例5中,热轧前的预退火中的加热温度高或者加热时间长,由此,因过度加热而导致在热轧中产生裂纹,无法制备出样品以及无法测定出强度、弹力衰减。
在比较例6和比较例7中,因铸模的材质而导致冷却加快,因此,组织未形成层状,产生了弹力衰减。
在比较例8中,母相的Ti浓度低,因此,强度低,也产生了弹力衰减。
在比较例9中,钛的浓度超过了5质量%,因此,在热轧中产生裂纹,无法制备出样品以及无法测定出强度、弹力衰减。
在比较例10中,副成分的合计超过了1.0质量%,因此,在热轧中产生裂纹,无法制备出样品以及无法测定出强度、弹力衰减。
Claims (7)
1.一种钛铜,其含有1.5~5.0质量%的Ti,剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成,具有低浓度Ti层和高浓度Ti层在厚度方向交替存在的Cu和Ti的层状组织,在用STEM-EDX沿着厚度方向对与轧制方向平行的截面进行分析而得到的Ti浓度曲线中,低浓度Ti层的Ti浓度小于Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值,高浓度Ti层的Ti浓度为Ti浓度曲线中的Ti浓度的平均值以上,在所述与轧制方向平行的截面内,高浓度Ti层中的Ti浓度的最大值与低浓度Ti层中的Ti浓度的最小值之差即层状组织中的Ti浓度差为3质量%以上。
2.根据权利要求1所述的钛铜,其中,
所述层状组织中的Ti浓度差为3~50质量%。
3.根据权利要求1或2所述的钛铜,其中,
与轧制方向平行的方向的抗拉强度为1100MPa以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的钛铜,其中,
进一步含有总量为0~1.0质量%的选自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr以及Zr中的一种以上元素。
5.一种电子设备部件,其具备权利要求1~4中任一项所述的钛铜。
6.根据权利要求5所述的电子设备部件,其中,
电子设备部件为自动聚焦照相机模块。
7.一种自动聚焦照相机模块,其具备:
镜头;
弹簧构件,将该镜头弹性施力至光轴方向的初始位置;以及
电磁驱动单元,产生克服该弹簧构件的施加力的电磁力而能够将所述镜头向光轴方向驱动,
所述弹簧构件为权利要求1~4中任一项所述的钛铜。
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