JP2000328157A - 曲げ加工性が優れた銅合金板 - Google Patents
曲げ加工性が優れた銅合金板Info
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Abstract
保持しながら、優れた曲げ加工性を持つ銅合金板を得
る。 【構成】 Fe:0.005〜0.5wt%、P:0.
005〜0.2wt%を含み、必要に応じてZn:0.
01〜10wt%、Sn:0.01〜5wt%のいずれ
か一方又は双方を含み、残部Cuと不可避不純物からな
り、さらに板表面における{200}面からのX線回折
強度をI{200}、{311}面からのX線回折強度をI
{311}、{220}面からのX線回折強度をI{220}とし
たとき、下記式を満たすことを特徴とする曲げ加工性が
優れた銅合金板。 [I{200}+I{311}]/I{220}≧0.4
Description
ードフレーム、端子、コネクタ、スイッチ、リレーなど
の電子部品に用いるに好適な曲げ加工性が優れた銅合金
板に関するものである。
いられている。近年、電子部品の軽薄短小化の流れが急
速に進展している。それに伴い、リードフレーム、端
子、コネクタ、スイッチ、リレーなどに用いられる銅合
金板は、高強度、高導電率はもちろんのこと、密着曲げ
あるいはノッチング後90°曲げなどに耐える優れた曲
げ加工性が要求されることが多くなってきている。なか
でもCu−Fe−P系合金は、高強度、高耐熱性及び高
導電率を兼備する合金としてこれらの用途に広く用いら
れている。しかし、高強度と曲げ加工性の両立は難しい
のが現状であった。
標として引張試験における伸びがその目安として用いら
れてきた。その伸びの値は焼鈍後の冷間加工率に強く依
存することが知られている。すなわち、曲げ加工性を向
上させるためには、強度が低くなることを前提に冷間加
工率を低減させるというのが常套手段であった。つま
り、高い強度と優れた曲げ加工性を兼備させることは困
難であった。本発明は従来の材料の上記課題に鑑みてな
されたもので、Cu−Fe−P系合金につき、高い強度
を保持しながら優れた曲げ加工性を持つ銅合金板を得る
ことを目的とする。
解決するためにCu−Fe−P系合金板について鋭意研
究した結果、結晶方位の集積度を制御することにより曲
げ加工性を向上できることを見い出し、本発明をなすに
至った。すなわち、本発明に係る銅合金板は、Fe:
0.005〜0.5wt%、P:0.005〜0.2w
t%を含み、残部Cuと不可避不純物からなり、さらに
板表面における{200}面からのX線回折強度をI{2
00}、{311}面からのX線回折強度をI{311}、
{220}面からのX線回折強度をI{220}としたと
き、下記式を満たすことを特徴とする。 [I{200}+I{311}]/I{220}≧0.4
〜10wt%、Sn:0.01〜5wt%のいずれか一
方又は双方を含有することができる。さらに、上記の銅
合金板は、B、C、S、Ca、V、Ga、Ge、Nb、
Mo、Hf、Ta、Bi、Pbの各元素0.0001〜
0.1wt%(2種以上添加する場合は合計で0.1w
t%以下)、Be、Mg、Al、Si、Ti、Cr、M
n、Ni、Co、Zr、Ag、Cd、In、Sb、T
e、Auの各元素0.001〜1wt%のうちから選ば
れた、1種又は2種以上の元素を合計で1wt%以下含
有することができる。
及び結晶方位等の限定理由について説明する。 (Fe及びP)これらの成分は、共存した状態でFeと
Pの金属間化合物を形成することにより、導電率を大幅
に低下させることなく強度を向上させる効果がある。F
eが0.005wt%未満又は/及びPが0.005w
t%未満ではその効果がなく、Feが0.5wt%を超
え又は/及びPが0.2wt%を超えると熱間加工性が
著しく低下する。従って、両成分はFe:0.005〜
0.5wt%、P:0.005〜0.2wt%とする。
マイグレーション性を向上させる作用があるが、0.0
1wt%未満ではその効果が十分ではない。10wt%
を超えると導電率が低下するだけでなく、はんだ付け性
が低下するとともに、耐応力腐食割れ感受性も高くなり
好ましくない。従って、Znは0.01〜10wt%と
する。 (Sn)Snは、固溶強化により強度を向上させる成分
である。0.01wt%未満ではその効果が十分ではな
く、5wt%を超えるとその効果が飽和するとともに、
熱間および冷間加工性が劣化する。従って、Snは0.
01〜5wt%とする。
Ge、Nb、Mo、Hf、Ta、Bi、Pbの各元素は
プレス打抜き性を向上させる役割を有する。これらの元
素は、0.0001wt%未満ではその効果がなく、
0.1wt%を超えると熱間加工性が劣化するとともに
導電率、曲げ加工性も劣化する。また、Be、Mg、A
l、Si、Ti、Cr、Mn、Ni、Co、Zr、A
g、Cd、In、Sb、Te、Auの各元素はプレス打
抜き性を向上させる役割を有し、加えてFe−P化合物
との共存により強度を一層向上させる。これらの元素
は、0.001wt%未満ではその効果がなく、1wt
%を超えると熱間及び冷間加工性が劣化するとともに曲
げ加工性も劣化する。従って、上記B〜Pbについては
各元素0.0001〜0.1wt%(2種以上添加する
場合は合計で0.1wt%以下)、上記Be〜Auにつ
いては各元素0.001〜1wt%とし、両方合計で1
wt%以下とする。
は、再結晶しその粒径が大きくなるに従って板表面への
{200}、{311}面の集積割合が増し、圧延する
と{220}面の集積割合が増してくる。本発明に係る
銅合金板は、例えば熱間圧延、冷間圧延、析出焼鈍、仕
上げ冷間圧延及び歪み取り焼鈍という工程で製造される
が、この製造工程において、例えば析出焼鈍(焼鈍温
度、時間)とその後の冷間圧延工程(加工率)を調整す
ることで、この集積割合を制御することができる。具体
的には焼鈍温度は425℃以上、析出焼鈍後の累計加工
率は55%未満が好ましい条件である。なお、この集積
割合はその後の再結晶を伴わない歪み取り焼鈍によって
は大きく変化しない。また、FeとPの含有量、さらに
はその他の元素の含有量も集積割合に影響する。本発明
では、これらの集積割合が曲げ加工性と強い相関を持
ち、板表面へのこれらの集積割合を制御することにより
曲げ加工性を制御できるとの知見をもとに、前記式に示
すとおり、適正な集積割合の範囲を求めたものである。
なお、[I{200}+I{311}]/I{220}の値は板の強度
にも関係し、この値が余り大きくなると板の強度が低下
することから、この値は1.5以下が望ましい。
もに以下に説明する。表1に示す化学組成の銅合金を、
クリプトル炉にて木炭被覆下で大気溶解し、ブックモー
ルドに鋳造し、50×80×200mmの鋳塊を作製し
た。この鋳塊を930℃に加熱し熱間圧延後、直ちに水
中急冷し厚さ15mmの熱延材とした。この熱延材の表
面の酸化スケールを除去するため、表面をグラインダで
切削した。これを冷間圧延した後、500℃で2時間の
析出焼鈍を施し、さらに50%加工率の冷間圧延により
板厚0.25mmに調整した。この材料を350℃で2
0秒の歪み取り焼鈍を施し、試験に供した。
積割合の銅合金板を得るため、No.3の組成の合金に
ついては、析出焼鈍温度を500℃の他に400℃(N
o.3-5)、450℃(No.3-2)の条件にて製作し
た。また析出焼鈍後の冷間加工率も50%の他に30%
(No.3-3)、60%(No.3-4)、70%(No.
3-6)、80%(No.3-7)の条件にて製作した。いず
れの条件によっても、最終板厚は0.25mmに調整し
た。
力、導電率、W曲げ加工性及び結晶方位を下記要領にて
調査した。その結果を表2及び表3に示す。また、耐応
力腐食割れ性についても下記要領で評価した。 <引張強さ、耐力>JIS Z 2241に記載の方法
に準じた。なお、耐力はオフセット法で永久伸び0.2
%を採用した。試験片は、JIS Z 2201の5号
試験片を用いた。 <導電率>JIS H 0505に記載の方法に準じ
た。電気抵抗の測定はダブルブリッジを用いた。 <W曲げ>JIS H 3110に記載の方法に準じ
た。試験片幅を10mmとし、1,000kgfの荷重
をかけて曲げた。試験片採取方向は、G.W.(曲げ軸
が圧延方向に直角)及びB.W.(曲げ軸が圧延方向に
平行)とし、割れの発生しない最小曲げ半径Rと供試材
板厚tの比R/tにて評価した。 <結晶方位>最終製品状態(0.25mm厚さ)の銅合
金板表面にX線を入射させ、各回折面からの強度を測定
した。表面からの測定深さは入射角によって変化する
が、最大で約20〜30μmの深さまでの結晶方位デー
タが得られる。その中から曲げ加工性と相関が強い{2
00}、{311}及び{220}面の回折強度の割合
を比較し、結晶方位指数([I{200}+I{311}]/I{2
20})を求めた。なお、X線照射の条件は、X線の種
類:Cu K−α1、管電圧:40kV、管電流:20
0mAであり、試料を平面内で回転させながら測定し
た。 <耐応力腐食割れ性>トンプソン氏の方法(D.H.Thomps
on:Materials Research & Standards 1(1961),108)に準
じて試験を行った。試験片寸法を0.25mmt×1
2.7mmw×150mmlとし、図1(a)に示すよ
うにループ状に結んだ後、14wt%のアンモニア水飽
和蒸気中に暴露した。結びを解いたときの試験片両端の
距離を測定し、下記式にて応力緩和率を測定した。20
時間以内に応力緩和率が50%以上になったものを耐応
力腐食割れ性が劣ると評価した。 応力緩和率(%)=[(l1−l2)/l1×100 l1:アンモニア暴露前の試験片両端の距離 l2:アンモニア暴露後の試験片両端の距離
ずれの特性も良好である。このうち、No.1とNo.
2はFeとPが低めであり、強度がやや低くなってい
る。逆に、No.4と5はFeとPが高めであるため、
強度がやや高く、結晶方位指数が低めで、曲げ加工性が
やや低くなっている。またNo.3-2、3-4は結晶方位指
数が低めであり、曲げ加工性がやや低くなっている。一
方、表3に示す比較例のNo.19はFeとPが低く、
強度が低い。逆に、比較例No.20はFeとPが高い
ため、熱間圧延で割れが発生した。比較例No.21は
Znが多いため、耐応力腐食割れ性が低かった。また導
電率も低くなっている。比較例No.22、No.23
はSn又はPb含有量が高く、熱間圧延で割れが発生し
た。No.24はSb含有量が高く、熱間圧延で微小割
れが発生するとともに、曲げ加工性が低く、導電率も低
い。No.3-5、3-6、3-7は、結晶方位指数が低く、曲
げ加工性が低くなっている。
持しながら、優れた曲げ加工性を持つリードフレーム、
端子、コネクタ、スイッチ、リレーなどの電子部品用の
銅合金板を得ることができる。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 Fe:0.005〜0.5wt%、P:
0.005〜0.2wt%を含み、残部Cuと不可避不
純物からなり、さらに板表面における{200}面から
のX線回折強度をI{200}、{311}面からのX線回
折強度をI{311}、{220}面からのX線回折強度を
I{220}としたとき、下記式を満たすことを特徴とする
曲げ加工性が優れた銅合金板。 [I{200}+I{311}]/I{220}≧0.4 - 【請求項2】 Fe:0.005〜0.5wt%、P:
0.005〜0.2wt%、Zn:0.01〜10wt
%を含み、残部Cuと不可避不純物からなり、さらに板
表面における{200}面からのX線回折強度をI{20
0}、{311}面からのX線回折強度をI{311}、{2
20}面からのX線回折強度をI{220}としたとき、下
記式を満たすことを特徴とする曲げ加工性が優れた銅合
金板。 [I{200}+I{311}]/I{220}≧0.4 - 【請求項3】 Fe:0.005〜0.5wt%、P:
0.005〜0.2wt%、Sn:0.01〜5wt%
を含み、残部Cuと不可避不純物からなり、さらに板表
面における{200}面からのX線回折強度をI{20
0}、{311}面からのX線回折強度をI{311}、{2
20}面からのX線回折強度をI{220}としたとき、下
記式を満たすことを特徴とする曲げ加工性が優れた銅合
金板。 [I{200}+I{311}]/I{220}≧0.4 - 【請求項4】 Fe:0.005〜0.5wt%、P:
0.005〜0.2wt%、Zn:0.01〜10wt
%、Sn:0.01〜5wt%を含み、残部Cuと不可
避不純物からなり、さらに板表面における{200}面
からのX線回折強度をI{200}、{311}面からのX
線回折強度をI{311}、{220}面からのX線回折強
度をI{220}としたとき、下記式を満たすことを特徴と
する曲げ加工性が優れた銅合金板。 [I{200}+I{311}]/I{220}≧0.4 - 【請求項5】 B、C、S、Ca、V、Ga、Ge、N
b、Mo、Hf、Ta、Bi、Pbの各元素0.000
1〜0.1wt%、Be、Mg、Al、Si、Ti、C
r、Mn、Ni、Co、Zr、Ag、Cd、In、S
b、Te、Auの各元素0.001〜1wt%のうちか
ら選ばれた、1種又は2種以上の元素を合計で1wt%
以下含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載された曲げ加工性が優れた銅合金板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11133385A JP2000328157A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 曲げ加工性が優れた銅合金板 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11133385A JP2000328157A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 曲げ加工性が優れた銅合金板 |
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JP11133385A Pending JP2000328157A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 曲げ加工性が優れた銅合金板 |
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