CN111748710B - 钛铜箔及钛铜箔的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种钛铜箔及钛铜箔的制造方法，本发明提供一种钛铜箔，其在生产线上能够减少褶皱的产生及擦伤的产生。本发明的钛铜箔的中高率为0.01～1.20％，中央部的伸长率(I‑Unit)为1～60。

Description

钛铜箔及钛铜箔的制造方法

技术领域

本发明涉及一种钛铜箔及钛铜箔的制造方法。

背景技术

在手机的相机透镜部使用被称作自动调焦相机模块的电子零件。手机的相机的自动调焦功能是利用自动调焦相机模块中所使用的材料的弹力，使透镜向固定方向移动，并且利用通过对周围所卷绕的线圈流通电流而产生的电磁力，使透镜向与材料的弹力发挥作用的方向相反的方向移动。利用这样的机制驱动相机透镜而发挥自动调焦功能(例如专利文献1、2)。

在自动调焦相机模块使用箔厚0.1mm以下且具有1100MPa以上的拉伸强度或0.2％耐力的Cu-Ni-Sn系铜合金箔。但是，根据近年来的成本降低要求，而使用材料价格与Cu-Ni-Sn系铜合金相比相对便宜的钛铜箔，从而钛铜箔的需求不断增加。

[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

发明内容

[发明所要解决的课题]

钛铜箔是以线圈的形态产品化，对钛铜箔进行各种处理及加工(例如，镀覆处理、狭缝加工、蚀刻加工、与其他构件将面与面贴合的加工或接合的加工等)。这些处理或加工是利用卷出装置、处理装置、加工装置、及卷取装置等而进行。在包含这些装置及其他装置的生产线中，钛铜箔是经由引导辊而连续地通过各装置。

对钛铜箔要求各种特性。例如，要求能够容易地进行处理及加工的特性。另外，除此以外也要求能够没有不良情况地通过生产线的特性。作为通过生产线时的不良情况，可列举褶皱的产生及擦伤的产生等。

本发明的目的在于：提供一种钛铜箔，其在生产线中能够减少褶皱的产生及擦伤的产生。

[解决课题的技术手段]

一般来说，钛铜箔等铜箔优选为平坦。但发明人发现，即使不平坦也能够没有不良情况地通过生产线的钛铜箔、或者欠缺某种程度的平坦性的钛铜箔，反而较完全平坦的钛铜箔更能够没有不良情况地通过生产线。

本发明是基于所述见解而完成的，一形态中包含以下的发明。

(发明1)

一种钛铜箔，其的中高率为0.01～1.20％，

中央部的伸长率(I-Unit)为1～60。

(发明2)

根据发明1所述的钛铜箔，其端部的伸长率(I-Unit)为1～60。

(发明3)

根据发明1或2所述的钛铜箔，其含有：

1.5～5.0质量％的Ti、

合计为0～1.0质量％的选自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr、Zr中的1种以上，且

剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。

(发明4)

根据发明1至3中任一项所述的钛铜箔，其拉伸强度为1100MPa以上。

(发明5)

一种用以制造发明1至4中任一项所述的钛铜箔的方法，其中，

所述方法包含酸洗步骤和精冷轧步骤，

所述酸洗包含在宽度方向中央部的喷雾压减量率(％)成为0～60％的范围进行酸洗，

所述精冷轧包含在工作辊凸度量(％)成为20～45％的范围进行轧制。

(发明6)

根据发明5所述的方法，其中，

所述精冷轧包含在中间辊偏移量(％)成为5～30％的范围进行轧制。

[发明的效果]

一形态中，钛铜箔的中高率为0.01～1.20％。另外，中央部的伸长率(I-Unit)为1～60。由此，能够防止褶皱的产生及擦伤的产生。另外，另一形态中，端部的伸长率(I-Unit)为1～60。由此，能够防止引导辊的损伤及铜箔的晃动等。

附图说明

图1表示在一实施形态中与钛铜箔的中高率相关的各种尺寸。

图2表示伸长率的定义。

具体实施方式

以下，对用以实施本发明的具体的实施形态进行说明。以下的说明是为了促进本发明的理解。也就是说，并不是意图限定本发明的范围的。

1.钛铜箔

在一实施形态中，本发明涉及一种钛铜箔。所谓钛铜箔，是指以铜作为主成分且含有钛的铜箔。在一实施形态中，钛铜箔至少具有以下的特征。

·中高率为0.01～1.20％

·中央部的伸长率(I-Unit)为1～60

以下，对所述特征及其他特征进行详细说明。

1-1.尺寸

钛铜箔如上所述产品化为线圈状，作为尺寸，可列举厚度及宽度。关于宽度，没有特别限定，可为200～700mm。另外，因为称为钛铜“箔”，所以厚度为0.100mm以下(优选0.050mm以下)。此外，此处所说的厚度(也就是显示钛铜箔整体的特性的厚度)，是指在宽度方向的中央部的厚度。关于厚度的下限值，没有特别限定，典型来说，可为0.020mm以上。

1-2.组成

一实施形态中，钛铜箔含有钛1.5～5.0质量％(优选2.0～4.0质量％)。藉由为1.5质量％以上，能够实现所期望的拉伸强度。另外，如果超过5.0质量％，则强度过高而难以加工。

作为所述以外的元素，可进一步添加总量为0～1.0质量％的Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr、及Zr中的1种以上，或者也可不添加(例如也可为0质量％)。通过添加这些元素，能够获得制造方面的热加工性、产品方面的耐力、拉伸强度、弹簧极限值及应力缓和特性等机械性质、焊接特性及镀覆特性等表面特性中的任一种以上变得良好的效果。如果过量添加，则加工变得困难，因此可优选添加0.005～0.6质量％。

一实施形态中，所述以外的剩余部分可为Cu。此处，除所述Cu以外，亦可包含不可避免的杂质。所谓不可避免的杂质，例如可列举S及O等。另外，不可避免的杂质的含量没有特别限定，例如合计为100质量ppm以下。

1-3.中高率

本说明书中的用语“中高率”定义如下。具体来说，中高如JISH0500“伸铜品用语”(2018年)中所记载。并且，将中高率定义如下。

·((中央部的厚度－端部的厚度)/端部的厚度)×100％

此处，将各尺寸定义如下(参照图1)。

·端部的厚度：在钛铜箔面于宽度方向从一端到另一端的直线上的点中，距离一端的尺寸为1/10W的点处的厚度，与距离一端的尺寸为9/10W的点处的厚度的平均值

·中央部的厚度：在钛铜箔面于宽度方向从一端到另一端的直线上的点中，距离一端的尺寸为1/2W的点处的厚度

·宽度方向：在铜箔面相对于轧制方向为直角的方向

·宽度：在铜箔面沿宽度方向画出的直线从一端到另一端的尺寸(W)

中高率高的钛铜箔是中央部的厚度较端部的厚度大的形状。因为厚度大，所以中央部与端部相比强度相对高。因此，中高率高的钛铜箔在通过生产线的过程中由引导辊环抱钛铜箔时，中央部不易产生褶皱。

另一方面，如果为中央部的厚度较端部的厚度大的形状，则中央部以较端部高的按压力与引导辊接触，因为与引导辊的接触而容易产生擦伤。

中高率的优选的范围为0.01～1.20％(优选0.50～0.70％)。如果低于0.01％，则在中央部容易产生褶皱。另一方面，如果超过1.20％，则在中央部容易产生擦伤。

1-4.伸长率(I-Unit)

伸长率是利用评价冷轧钢带或铜及铜合金的板及条的平坦度时一般广泛采用的“陡峭度及伸长率(也称为伸长差率)”的测定。一实施形态中，如图2所示，参照神户制钢技报(第59卷第3号：2009年12月)。

所述用语在本说明书中解释如下。

Flatness：平坦度

Steepness：陡峭度

λ：陡峭度

Elongation：伸长差率＝伸长率

I-Unit：伸长差率＝伸长率

δ：基于伸长差的波的高度

L：基于伸长差的波的长度

ΔL：伸长差

关于所述测定的伸长率，将中央部及端部的伸长率定义如下。

·端部的伸长率：在铜箔面于宽度方向从一端到另一端的区域中，将距离一端的尺寸为0/4W～1/4W的区域与距离一端的尺寸为3/4W～4/4W的区域合并所得的区域中的伸长率的最大值

·中央部的伸长率：在铜箔面于宽度方向从一端到另一端的区域中，距离一端的尺寸为1/4W～3/4W的区域中的伸长率的最大值

此处，

·宽度方向：在铜箔面相对于轧制方向为直角的方向

·宽度：在铜箔面沿宽度方向画出的直线从一端到另一端的尺寸(W)

端部的伸长率高的钛铜箔的端部为松弛的形状。如果为松弛的形状，则在通过生产线的过程中由引导辊环抱钛铜箔时，引导辊与钛铜箔之间所产生的按压力变小。因此，端部的伸长率高的钛铜箔不易产生因为与端部的最前端部接触而导致的引导辊的损伤。

另一方面，如果端部为松弛的形状，则端部的最前端开放，因此容易产生晃动。

端部的伸长率的优选的范围为1～60(I-Unit)。如果低于1(I-Unit)，则松弛的形状不充分，因此容易产生引导辊的损伤。另一方面，如果超过60(I-Unit)，则松弛的形状过度，因此容易产生晃动。

中央部的伸长率高的钛铜箔的中央部为松弛的形状。如果为松弛的形状，则在通过生产线的过程中由引导辊环抱钛铜箔时，引导辊与钛铜箔之间所产生的按压力变小。因此，中央部的伸长率高的钛铜箔不易在中央部产生擦伤。

另一方面，如果中央部为松弛的形状，则也有中央部位于受两侧的端部约束的部位的情况，在中央部容易产生褶皱。

中央部的伸长率的优选的范围为1～60(I-Unit)。如果低于1(I-Unit)，则松弛的形状不充分，因此容易产生擦伤。另一方面，如果超过60(I-Unit)，则松弛的形状过度，因此容易产生褶皱。

1-5.拉伸强度(与轧制方向平行的方向的拉伸强度)

另外，在优选的实施形态中，钛铜箔具有1100MPa以上的拉伸强度(进而优选1300MPa以上)。由此，能够满足在相机模块等中使用时的要求规格。上限没有特别限定，例如可为2000MPa以下，典型来说，可为1600MPa以下。

2.钛铜箔的制造方法

一般来说，制造钛铜箔时，首先利用熔解炉将电解铜、Ti等原料进行熔解，获得所期望的组成的熔液。根据情况，也可使添加元素的原料进一步一起熔解。

其次，将所述熔液铸造成锭。为了防止钛因为氧化而被消耗，熔解及铸造优选在真空中或不活性气体环境中进行。其后，典型来说，对锭依序实施热轧、第一冷轧、固溶处理、酸洗、第二冷轧、时效处理、精冷轧、防锈处理，精加工成具有所期望的箔厚及特性的箔。

关于所述各步骤，可采用本领域中公知的条件。但关于酸洗及精冷轧，通过采用以下的条件，能够获得所述特征的钛铜箔。

2-1.酸洗

酸洗是用以将所述的中高率调节为优选的范围的手段之一。例如，可通过在酸洗步骤中在端部与中央部分别调整酸洗减厚量而进行控制。

在固溶处理后的酸洗步骤中，将在固溶处理材的宽度方向及长度方向以等间隔均等地配置的复数个喷雾喷嘴的喷雾压进行调整。具体来说，在中央部和端部(关于中央部和端部的定义，如“1-3.中高率”中所记载)如下式所示调整利用酸洗的减厚的均等性。

·中央部的喷雾压减少率＝((端部的喷雾压－中央部的喷雾压)/端部的喷雾压)×100％

在中央部的喷雾压减少率为0％的情况下，在中央部和端部利用酸洗的减厚的能力为均等。在中央部的喷雾压减少率为负值的情况下，中央部与端部相比利用酸洗的减厚的能力高。在中央部的喷雾压减少率为正值的情况下，中央部与端部相比利用酸洗的减厚的能力低。

但实际上，即使在中央部的喷雾压减少率为0％的情况下，中高率也有可能不为0％而显示正值。可认为是由喷雾压以外的原因所致，但在中央部的喷雾压减少率与中高率之间显示良好的相关关系，而对发明的实施没有多大影响。

2-2.精冷轧

中央部及端部的伸长率的控制使用利用冷轧制造钢铁或铜及铜合金的板及条时在精冷轧中所采用的公知的形状控制手段即可。

利用轧制机的形状控制手段被很多技术实际应用，例如有辊弯曲、辊尺寸形状(锥形、凸度)、辊偏移、辊交叉、可变凸度辊(VC辊等)、备用轴承的挤出图案变更(20段或12段群集轧制机)、压下调平、非对称辊弯曲等技术。

用以实施本发明的手段没有特别限定，在金属板的冷轧中，只要为调整金属板的形状的手段，则可任意地选择。但关于中央部及端部的伸长率，必须控制2个变量，因此必须选择至少2个以上的手段作为调整形状的手段。

此处，作为一例，对工作辊的凸度量和中间辊的偏移量进行说明。

2-2-1.工作辊的凸度量

关于工作辊，利用辊研削而调节凸度形状，使用不同的凸度形状的辊。此处，将工作辊调节为辊长度方向中央部的辊径与辊长度方向边缘部的辊径相比较大的辊，将其量称为凸度量。

首先，作为预备试验，在精冷轧的最终行程中，使用缓慢地增大凸度量的工作辊，确认有无断裂。如果逐渐增大凸度量(也就是如果使辊长度方向中央部的辊径较辊长度方向端部的辊径大)，则钛铜箔断裂。将此时的凸度量设为100％。

通过调节凸度量，能够调节钛铜箔中的中央部的伸长率。如果凸度量小，则中央部的伸长率变低，如果凸度量大，则中央部的伸长率变高。从这样的原因考虑，凸度量调节为20～45％(优选20～40％)。

2-2-2.中间辊的偏移量

中间辊是使用附锥形的辊，设为能够辊偏移的方式。附锥形的辊由锥形部和平坦部构成。锥形部的辊径较平坦部小。因此，中间辊的锥形部与工作辊接触的部分能够减轻从中间辊向工作辊的压下。中间辊是以锥形部覆及钛铜箔的端部的方式配置。通过利用辊偏移改变中间辊的辊偏移位置，而锥形部的位置也改变，从而加减锥形的效果，也就是从中间辊向工作辊的压下。

首先，作为预备试验，缓慢地改变中间辊的辊偏移位置，确认有无断裂。在没有锥形的效果的特定的位置将辊偏移量设为100％，此处不会发生断裂。接着，如果向锥形的效果变大的方向缓慢地改变辊偏移位置，也就是逐渐增加锥形部覆及钛铜箔，则钛铜箔断裂。在断裂时的辊偏移位置将辊偏移量设为0％。

通过调节辊偏移量，能够调节钛铜箔中的端部的伸长率。如果辊偏移量小，则端部的伸长率变低，如果辊偏移量大，则端部的伸长率变高。从这样的原因考虑，辊偏移量优选5～30％(进而优选10～25％)。

[实施例]

3.评价项目(通过生产线时的不良情况)

评价在钛铜箔的重新卷绕生产线中通过生产线时有无不良情况。评价项目采用褶皱、擦伤、引导辊损伤及晃动这4个项目。

关于评价项目“褶皱”，将在通过生产线的过程中利用目视确认到褶皱的情况设为不良(×)。另外，将未确认到凹凸而确认到褶皱状的花纹的情况也设为不良(×)。并且，将所述情况以外设为良好(○)。

关于评价项目“擦伤”，按照以下的程序进行评价。具体来说，在生产线上配置金属制的引导辊。其次，以引导辊的周速成为钛铜箔的通过速度的80％的方式调整引导辊的转矩。也就是说，设为钛铜箔的速度与引导辊的速度不同步的状态。然后，通过生产线后，利用目视观察钛铜箔的表面，将产生擦伤的情况设为不良(×)。并且，将所述情况以外设为良好(○)。

关于评价项目“引导辊损伤”，按照以下的程序进行评价。具体来说，在生产线上配置橡胶制的引导辊。其次，对钛铜箔赋予相当于拉伸强度的60％的张力。然后，在钛铜箔通过生产线后，确认引导辊的损伤。观察钛铜箔的边缘通过的部位，将橡胶的表面被削掉的情况设为不良(×)。另外，将即使没有削掉但利用目视观察到通过痕迹的情况也设为不良(×)。并且，将所述情况以外设为良好(○)。

关于评价项目“晃动”，按照以下的程序进行评价。具体来说，首先配置引导辊。这些辊是以配置于从地面垂直的方向的高度相同的位置，且水平方向的间隔成为3公尺的方式配置。钛铜箔通过1对引导辊间时，在中间点(也就是2个引导辊间的距离为1.5公尺的点)观察端部的最前端。将端部的最前端在垂直方向大幅振动的情况设为不良(×)。此处，在停止生产线的运转的状态下，端部的最前端不振动。此时的端部的最前端呈现在垂直方向反复变高变低的波状的曲线。将在生产线的运转中，也就是钛铜箔通过1对引导辊间时观察到超过所述波的高低差的2倍的振动的情况设为不良(×)。并且，将所述情况以外设为良好(○)。

4.钛铜箔的制造

以成为表1～2中所记载的组成的方式铸造锭。对所述锭，以成为表1～2中所记载的产品厚度的方式进行加工。具体来说，依序实施热轧、第一冷轧、固溶处理、酸洗、第二冷轧、时效处理、精冷轧、防锈处理。

酸洗时，将宽度方向中央部的喷雾压减量率(％)调节为表1～2中所记载的条件。另外，将精轧制时的中间辊偏移量(％)及工作辊凸度量(％)调节为表1～2所记载的条件。

利用所述方法测定中高率(％)、端部的伸长率及中央部的伸长率。进而，依据JISZ2241-2011(金属材料拉伸试验方法)测定拉伸强度。另外，对于褶皱、擦伤、引导辊损伤及晃动，亦进行评价。结果示于表1～2。

在发明例1～23的任一例中，中高率、及中央部的伸长率均显示优选的范围的值。并且，在随后的重新卷绕试验中，未产生褶皱及擦伤。另外，在发明例1～20及23中，端部的伸长率显示更优选的范围的值。并且，在随后的重新卷绕试验中，未产生引导辊损伤及晃动。另一方面，在发明例21中，精冷轧中的中间辊偏移量过小，因此端部的伸长率低于优选的范围，在重新卷绕试验中产生引导辊损伤。另外，在发明例22中，精冷轧中的中间辊偏移量过大，因此端部的伸长率超过优选的范围，在重新卷绕试验中产生晃动。此外，在发明例23中，Ti浓度过低，因此拉伸强度低于优选的范围。

比较例1因为固溶处理后酸洗中的中央部的喷雾压减少率过低，所以中高率低于优选的范围，在重新卷绕试验中产生褶皱。

比较例2因为固溶处理后酸洗中的中央部的喷雾压减少率过高，所以中高率超过优选的范围，在重新卷绕试验中产生擦伤。

比较例3因为精冷轧中的工作辊的凸度量过小，所以中央部的伸长率低于优选的范围，在重新卷绕试验中产生擦伤。

比较例4因为精冷轧中的工作辊的凸度量过大，所以中央部的伸长率超过优选的范围，在重新卷绕试验中产生褶皱。

比较例5因为Ti浓度过高，所以在热轧中产生破裂，无法进行随后的加工。

比较例6因为除Ti以外的各合金元素的总浓度过高，所以在热轧中产生破裂，无法进行随后的加工。

以上，对本发明的具体的实施形态进行了说明。所述实施形态仅为本发明的具体例，本发明不限定于所述实施形态。例如，所述的一实施形态所公开的技术特征可应用于其他实施形态。另外，只要没有特别说明，关于特定的方法，也可将一部分步骤替换为其他步骤的顺序，也可在特定的2个步骤之间追加进一步的步骤。本发明的范围是由权利要求所规定。

Claims (6)

1.一种钛铜箔，其的中高率为0.01～1.20％，

在铜箔面于宽度方向从一端到另一端的区域中，距离一端的尺寸为1/4W～3/4W的区域中的伸长率的最大值为1～60，且

所述中高率为((中央部的厚度－端部的厚度)/端部的厚度)×100％，

中央部的厚度为在钛铜箔面于宽度方向从一端到另一端的直线上的点中，距离一端的尺寸为1/2W的点处的厚度，

端部的厚度为在钛铜箔面于宽度方向从一端到另一端的直线上的点中，距离一端的尺寸为1/10W的点处的厚度，与距离一端的尺寸为9/10W的点处的厚度的平均值，

宽度方向为在铜箔面相对于轧制方向为直角的方向，

宽度W为在铜箔面沿宽度方向画出的直线从一端到另一端的尺寸，

伸长率为(π/2)²×(陡峭度)²。

2.根据权利要求1所述的钛铜箔，其在铜箔面于宽度方向从一端到另一端的区域中，将距离一端的尺寸为0/4W～1/4W的区域与距离一端的尺寸为3/4W～4/4W的区域合并所得的区域中的伸长率的最大值为1～60。

3.根据权利要求1所述的钛铜箔，其含有：

1.5～5.0质量％的Ti、

合计为0～1.0质量％的选自Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、Cr、Zr中的1种以上，且

剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。

4.根据权利要求1所述的钛铜箔，其拉伸强度为1100MPa以上。

5.一种用以制造权利要求1至4中任一项所述的钛铜箔的方法，其中，

所述方法包含酸洗步骤和精冷轧步骤，

所述酸洗包含在宽度方向中央部的喷雾压减量率成为0～60％的范围进行酸洗，

所述精冷轧包含在工作辊凸度量成为20～45％的范围进行轧制，且

中央部的喷雾压减量率为((端部的喷雾压－中央部的喷雾压)/端部的喷雾压)×100％，

中央部为在钛铜箔面于宽度方向从一端到另一端的直线上的点中，距离一端的尺寸为1/2W的点，

端部为在钛铜箔面于宽度方向从一端到另一端的直线上的点中，距离一端的尺寸为1/10W的点、及距离一端的尺寸为9/10W的点，

凸度量意指工作辊的辊长度方向中央部的辊径较辊长度方向边缘部的辊径大的量，

工作辊凸度量意指将增大凸度量使钛铜箔断裂时的凸度量设为100％时的值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

所述精冷轧包含在中间辊偏移量成为5～30％的范围进行轧制。

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