JP2001240923A - 易加工高力銅合金とその製造方法 - Google Patents
易加工高力銅合金とその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 高強度および高導電性を有し、かつ打抜き
性，被削性および耐熱性に優れた易加工高力銅合金と、
それを安価でしかも容易に製造する方法を提供する。 【解決手段】 Cu基地中に、TiＳ，ZrＳ，ＶＳ，NbＳ，
CrＳ，FeＳ，MnＳ，MoＳ 2 ，TaＳ等の金属硫化物および
／または Ti2ＣＳ， Zr2ＣＳ， Nb2ＣＳ2 ， Ta2Ｃ
Ｓ2 ， Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 等の複合炭硫化物を分散させ
る。
性，被削性および耐熱性に優れた易加工高力銅合金と、
それを安価でしかも容易に製造する方法を提供する。 【解決手段】 Cu基地中に、TiＳ，ZrＳ，ＶＳ，NbＳ，
CrＳ，FeＳ，MnＳ，MoＳ 2 ，TaＳ等の金属硫化物および
／または Ti2ＣＳ， Zr2ＣＳ， Nb2ＣＳ2 ， Ta2Ｃ
Ｓ2 ， Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 等の複合炭硫化物を分散させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子電気機器用材
に適した高強度，高導電率を有し、かつ打抜き性，被削
性，耐熱性に優れた易加工高力銅合金および易加工高力
銅基焼結合金とその製造方法に関する。
に適した高強度，高導電率を有し、かつ打抜き性，被削
性，耐熱性に優れた易加工高力銅合金および易加工高力
銅基焼結合金とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子電気製品の軽薄短小化のニー
ズが高まり、そこで使用される機器の小型化，軽量化を
促している。それに伴って部品の小型化，軽量化，高性
能化の要求が一段と高まっている。そのため、部品を構
成する構造材やコネクター，リードフレーム材等も薄肉
化が図られ、高強度でしかも高導電率を有する材料が必
要になってきた。さらに、これらの材料には所定の形状
に加工する際の打抜き性や被削性および使用中の温度上
昇に耐える耐熱性も要求される。
ズが高まり、そこで使用される機器の小型化，軽量化を
促している。それに伴って部品の小型化，軽量化，高性
能化の要求が一段と高まっている。そのため、部品を構
成する構造材やコネクター，リードフレーム材等も薄肉
化が図られ、高強度でしかも高導電率を有する材料が必
要になってきた。さらに、これらの材料には所定の形状
に加工する際の打抜き性や被削性および使用中の温度上
昇に耐える耐熱性も要求される。
【０００３】導電率は電線，ケーブル，コネクター等の
導体抵抗を決定する因子であり、下記の式で表わされ
る。 ｒc ＝（Ｋ1 ×Ｋ2 ×Ｋ3 ）×105 ／（58×Ａ×η） ｒc ：導体抵抗（Ω／km） Ａ ：導体断面積（mm2 ） η ：導電率（％） Ｋ1 ：より込み等による増加率 Ｋ2 ：抵抗温度係数による増加率 Ｋ3 ：表皮効果および近接効果による増加率 コネクター等の薄肉化を図ることによって導体断面積Ａ
が小さくなると、導体抵抗ｒc は増加する。しかし導電
率ηを向上させることによって、この導体抵抗ｒc の増
加を抑えることができる。つまり導電率ηが大きいほ
ど、導体抵抗ｒcは小さくなり、コネクターやリードフ
レーム等の薄肉化に効果を発揮する。
導体抵抗を決定する因子であり、下記の式で表わされ
る。 ｒc ＝（Ｋ1 ×Ｋ2 ×Ｋ3 ）×105 ／（58×Ａ×η） ｒc ：導体抵抗（Ω／km） Ａ ：導体断面積（mm2 ） η ：導電率（％） Ｋ1 ：より込み等による増加率 Ｋ2 ：抵抗温度係数による増加率 Ｋ3 ：表皮効果および近接効果による増加率 コネクター等の薄肉化を図ることによって導体断面積Ａ
が小さくなると、導体抵抗ｒc は増加する。しかし導電
率ηを向上させることによって、この導体抵抗ｒc の増
加を抑えることができる。つまり導電率ηが大きいほ
ど、導体抵抗ｒcは小さくなり、コネクターやリードフ
レーム等の薄肉化に効果を発揮する。
【０００４】また薄肉化を図るためには素材の強度を高
める必要がある。銅合金の強度を向上する方法として、
従来から時効析出を利用する方法が知られており、たと
えばCu−Be系合金やCu−Ti系合金，Cu−Cr系合金等に適
用されている。しかしこれらの合金は、時効処理によっ
て延性が低下するので、成形等の加工が困難で、割れや
折れを生じるという問題があった。また強度が上昇する
と、導電性が低下するという問題があった。
める必要がある。銅合金の強度を向上する方法として、
従来から時効析出を利用する方法が知られており、たと
えばCu−Be系合金やCu−Ti系合金，Cu−Cr系合金等に適
用されている。しかしこれらの合金は、時効処理によっ
て延性が低下するので、成形等の加工が困難で、割れや
折れを生じるという問題があった。また強度が上昇する
と、導電性が低下するという問題があった。
【０００５】特開平9-104935号公報には、高強度導電性
Cr含有銅合金とその製造方法が開示されている。この方
法は、Crを含む銅合金を溶解して、溶融域からの冷却凝
固に際し、第二相としてCrが晶出し、CuとCrの二相複合
材を形成することによって、強度と導電性とを併せ持っ
たCu基合金材を製造しようとするものである。しかしこ
の方法では、所定の形状に成形するときの加工温度や加
工率が特定の範囲に限定されるため、操業条件の管理が
複雑になるという問題があった。また、強度が上昇する
と打抜き性や被削性が低下するという問題があった。
Cr含有銅合金とその製造方法が開示されている。この方
法は、Crを含む銅合金を溶解して、溶融域からの冷却凝
固に際し、第二相としてCrが晶出し、CuとCrの二相複合
材を形成することによって、強度と導電性とを併せ持っ
たCu基合金材を製造しようとするものである。しかしこ
の方法では、所定の形状に成形するときの加工温度や加
工率が特定の範囲に限定されるため、操業条件の管理が
複雑になるという問題があった。また、強度が上昇する
と打抜き性や被削性が低下するという問題があった。
【０００６】また特開平9-249925号公報には、高強度導
電性高Cr含有銅合金の製造方法が開示されている。この
方法は、銅中に針状のCrを分散させることによって、高
導電性を損なうことなく高強度化を図るものである。し
かしこの方法では、強度が上昇すると打抜き性や被削性
が低下するという問題があった。
電性高Cr含有銅合金の製造方法が開示されている。この
方法は、銅中に針状のCrを分散させることによって、高
導電性を損なうことなく高強度化を図るものである。し
かしこの方法では、強度が上昇すると打抜き性や被削性
が低下するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題を解消し、高強度および高導電性を有し、かつ打抜
き性，被削性，耐熱性に優れた易加工高力銅合金および
易加工高力銅基焼結合金と、それを安価でしかも容易に
製造する方法を提供することを目的とする。
問題を解消し、高強度および高導電性を有し、かつ打抜
き性，被削性，耐熱性に優れた易加工高力銅合金および
易加工高力銅基焼結合金と、それを安価でしかも容易に
製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ti、Zr、Ｖ、
Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種ま
たは２種以上を合計 0.1〜30質量％、Ｓを0.01〜20質量
％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含有し、残部
Cuおよび不可避的不純物からなる組成と、Cu基地中に金
属硫化物および／または金属複合炭硫化物が分散された
組織とを有する易加工高力銅合金である。
Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種ま
たは２種以上を合計 0.1〜30質量％、Ｓを0.01〜20質量
％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含有し、残部
Cuおよび不可避的不純物からなる組成と、Cu基地中に金
属硫化物および／または金属複合炭硫化物が分散された
組織とを有する易加工高力銅合金である。
【０００９】前記した易加工高力銅合金の発明において
は、第１の好適態様として、金属硫化物が、 Ti3Ｓ、 T
i2Ｓ、TiＳ、 Zr3Ｓ2 、ZrＳ、Ｖ3 Ｓ、Ｖ5 Ｓ4 、Ｖ
Ｓ、Nb 10Ｓ9 、NbＳ、、CrＳ、FeＳ、MnＳ、MoＳ2 、Ta
Ｓおよび希土類元素硫化物の内の１種または２種以上で
あることが好ましい。また第２の好適態様として、金属
複合炭硫化物が、 Ti2ＣＳ、 Zr2ＣＳ、 Nb2ＣＳ2 、 T
a2ＣＳ2 、 Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 および希土類元素炭硫化物
の内の１種または２種以上であることが好ましい。
は、第１の好適態様として、金属硫化物が、 Ti3Ｓ、 T
i2Ｓ、TiＳ、 Zr3Ｓ2 、ZrＳ、Ｖ3 Ｓ、Ｖ5 Ｓ4 、Ｖ
Ｓ、Nb 10Ｓ9 、NbＳ、、CrＳ、FeＳ、MnＳ、MoＳ2 、Ta
Ｓおよび希土類元素硫化物の内の１種または２種以上で
あることが好ましい。また第２の好適態様として、金属
複合炭硫化物が、 Ti2ＣＳ、 Zr2ＣＳ、 Nb2ＣＳ2 、 T
a2ＣＳ2 、 Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 および希土類元素炭硫化物
の内の１種または２種以上であることが好ましい。
【００１０】また本発明は、焼結体中にTi、Zr、Ｖ、N
b、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種ま
たは２種以上を合計 0.1〜30質量％、Ｓを0.01〜20質量
％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含有し、残部
Cuおよび不可避的不純物からなる組成と、基地組織中に
金属硫化物および／または金属複合炭硫化物が分散され
た組織とを有する易加工高力銅基焼結合金である。
b、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種ま
たは２種以上を合計 0.1〜30質量％、Ｓを0.01〜20質量
％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含有し、残部
Cuおよび不可避的不純物からなる組成と、基地組織中に
金属硫化物および／または金属複合炭硫化物が分散され
た組織とを有する易加工高力銅基焼結合金である。
【００１１】前記した易加工高力銅基焼結合金の発明に
おいては、第１の好適態様として、金属硫化物が、 Ti3
Ｓ、 Ti2Ｓ、TiＳ、 Zr3Ｓ2 、ZrＳ、Ｖ3 Ｓ、Ｖ
5 Ｓ4 、ＶＳ、Nb10Ｓ9 、NbＳ、CrＳ、FeＳ、MnＳ、Mo
Ｓ2 、TaＳおよび希土類元素硫化物の内の１種または２
種以上であることが好ましい。また第２の好適態様とし
て、金属複合炭硫化物が、 Ti2ＣＳ、 Zr2ＣＳ、 Nb2Ｃ
Ｓ2 、 Ta2ＣＳ2 、 Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 および希土類元素
炭硫化物の内の１種または２種以上であることが好まし
い。
おいては、第１の好適態様として、金属硫化物が、 Ti3
Ｓ、 Ti2Ｓ、TiＳ、 Zr3Ｓ2 、ZrＳ、Ｖ3 Ｓ、Ｖ
5 Ｓ4 、ＶＳ、Nb10Ｓ9 、NbＳ、CrＳ、FeＳ、MnＳ、Mo
Ｓ2 、TaＳおよび希土類元素硫化物の内の１種または２
種以上であることが好ましい。また第２の好適態様とし
て、金属複合炭硫化物が、 Ti2ＣＳ、 Zr2ＣＳ、 Nb2Ｃ
Ｓ2 、 Ta2ＣＳ2 、 Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 および希土類元素
炭硫化物の内の１種または２種以上であることが好まし
い。
【００１２】また本発明は、溶解したCuにTi、Zr、Ｖ、
Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種ま
たは２種以上を合計 0.1〜30質量％添加し、さらにＳ源
を0.01〜20質量％あるいはＳ源とＣ源とを合計0.01〜20
質量％添加して、鋳造を行なう易加工高力銅合金の製造
方法である。前記した易加工高力銅合金の製造方法の発
明においては、第１の好適態様として、鋳造を行なうこ
とによって得られた鋳塊を溶体化処理した後、熱間圧延
または冷間圧延し、さらに 250〜600 ℃の範囲で時効処
理することが好ましい。
Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種ま
たは２種以上を合計 0.1〜30質量％添加し、さらにＳ源
を0.01〜20質量％あるいはＳ源とＣ源とを合計0.01〜20
質量％添加して、鋳造を行なう易加工高力銅合金の製造
方法である。前記した易加工高力銅合金の製造方法の発
明においては、第１の好適態様として、鋳造を行なうこ
とによって得られた鋳塊を溶体化処理した後、熱間圧延
または冷間圧延し、さらに 250〜600 ℃の範囲で時効処
理することが好ましい。
【００１３】また第２の好適態様として、Ｓ源が、Ｓ、
CuＳおよび Cu2Ｓの内の１種または２種以上であること
が好ましい。また本発明は、Cu粉末にTi、Zr、Ｖ、Nb、
Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種または
２種以上の粉末を 0.1〜30質量％混合し、さらにＳ源の
粉末を0.01〜20質量％あるいはＳ源の粉末とＣ源の粉末
とを合計0.01〜20質量％混合し、得られた混合粉末を所
定の形状に加圧成形した後、焼結する易加工高力銅基焼
結合金の製造方法である。
CuＳおよび Cu2Ｓの内の１種または２種以上であること
が好ましい。また本発明は、Cu粉末にTi、Zr、Ｖ、Nb、
Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種または
２種以上の粉末を 0.1〜30質量％混合し、さらにＳ源の
粉末を0.01〜20質量％あるいはＳ源の粉末とＣ源の粉末
とを合計0.01〜20質量％混合し、得られた混合粉末を所
定の形状に加圧成形した後、焼結する易加工高力銅基焼
結合金の製造方法である。
【００１４】前記した易加工高力銅基焼結合金の製造方
法の発明においては、第１の好適態様として、焼結を行
なうことによって得られた焼結体を 250〜600 ℃の範囲
で時効処理することが好ましい。また第２の好適態様と
して、Ｓ源が、Ｓ、CuＳおよび Cu2Ｓの内の１種または
２種以上であることが好ましい。
法の発明においては、第１の好適態様として、焼結を行
なうことによって得られた焼結体を 250〜600 ℃の範囲
で時効処理することが好ましい。また第２の好適態様と
して、Ｓ源が、Ｓ、CuＳおよび Cu2Ｓの内の１種または
２種以上であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】まず本発明の銅合金および銅基焼
結合金について説明する。本発明の銅合金の組成は、T
i，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素
の内の１種または２種以上を合計 0.1〜30質量％含有
し、Ｓを0.01〜20質量％あるいはＳとＣとを合計0.01〜
20質量％含有する。また、本発明の銅合金の組織は、Cu
基地中に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物が
分散されている。
結合金について説明する。本発明の銅合金の組成は、T
i，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素
の内の１種または２種以上を合計 0.1〜30質量％含有
し、Ｓを0.01〜20質量％あるいはＳとＣとを合計0.01〜
20質量％含有する。また、本発明の銅合金の組織は、Cu
基地中に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物が
分散されている。
【００１６】Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよ
び希土類元素の内の１種または２種以上の含有量が合計
0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改善の効
果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電性が著
しく低下する。したがって、これらの金属の含有量は合
計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要がある。Ｓの含
有量あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01質量％未満の
場合は硫化物の生成が微少であるため、強度，導電性等
の特性改善の効果が現われず、20質量％を超える場合は
導電性が低下し、かつ脆化する。したがってＳの含有量
あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01〜20質量％の範囲
を満足する必要がある。
び希土類元素の内の１種または２種以上の含有量が合計
0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改善の効
果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電性が著
しく低下する。したがって、これらの金属の含有量は合
計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要がある。Ｓの含
有量あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01質量％未満の
場合は硫化物の生成が微少であるため、強度，導電性等
の特性改善の効果が現われず、20質量％を超える場合は
導電性が低下し、かつ脆化する。したがってＳの含有量
あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01〜20質量％の範囲
を満足する必要がある。
【００１７】本発明の銅基焼結合金の組成は、Ti，Zr，
Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１
種または２種以上を合計 0.1〜30質量％含有し、Ｓを0.
01〜20質量％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含
有する。また本発明の銅基焼結合金の組織は、基地組織
中に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物が分散
されている。
Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１
種または２種以上を合計 0.1〜30質量％含有し、Ｓを0.
01〜20質量％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含
有する。また本発明の銅基焼結合金の組織は、基地組織
中に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物が分散
されている。
【００１８】Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよ
び希土類元素の内の１種または２種以上の含有量が合計
0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改善の効
果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電性が著
しく低下する。したがって、これらの金属の含有量は合
計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要がある。Ｓの含
有量あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01質量％未満の
場合は硫化物の生成が微少であるため、強度，導電性等
の特性改善の効果が現われず、20質量％を超える場合は
導電性が低下し、かつ脆化する。したがってＳの含有量
あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01〜20質量％の範囲
を満足する必要がある。
び希土類元素の内の１種または２種以上の含有量が合計
0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改善の効
果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電性が著
しく低下する。したがって、これらの金属の含有量は合
計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要がある。Ｓの含
有量あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01質量％未満の
場合は硫化物の生成が微少であるため、強度，導電性等
の特性改善の効果が現われず、20質量％を超える場合は
導電性が低下し、かつ脆化する。したがってＳの含有量
あるいはＳとＣとの合計含有量が0.01〜20質量％の範囲
を満足する必要がある。
【００１９】本発明においては、Cu基地中に分散させる
金属硫化物は、 Ti3Ｓ， Ti2Ｓ，TiＳ， Zr3Ｓ2 ，Zr
Ｓ，Ｖ3 Ｓ，Ｖ5 Ｓ4 ，ＶＳ，Nb10Ｓ9 ，NbＳ，CrＳ，
FeＳ，MnＳ，MoＳ2 ，TaＳおよび希土類元素硫化物の内
の１種または２種以上であることが好ましい。これらの
金属硫化物を生成させるために、Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，
Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１種または２種
以上の金属をCuに添加する。Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，
Mn，Mo，Taおよび希土類元素は容易に硫化物を形成する
金属である。そのため短時間で硫化物の生成が可能とな
り生産性が向上するので、経済的に有利である。
金属硫化物は、 Ti3Ｓ， Ti2Ｓ，TiＳ， Zr3Ｓ2 ，Zr
Ｓ，Ｖ3 Ｓ，Ｖ5 Ｓ4 ，ＶＳ，Nb10Ｓ9 ，NbＳ，CrＳ，
FeＳ，MnＳ，MoＳ2 ，TaＳおよび希土類元素硫化物の内
の１種または２種以上であることが好ましい。これらの
金属硫化物を生成させるために、Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，
Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１種または２種
以上の金属をCuに添加する。Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，
Mn，Mo，Taおよび希土類元素は容易に硫化物を形成する
金属である。そのため短時間で硫化物の生成が可能とな
り生産性が向上するので、経済的に有利である。
【００２０】また本発明においては、Cu基焼結合金の基
地組織中に分散させる金属硫化物は、 Ti3Ｓ， Ti2Ｓ，
TiＳ， Zr3Ｓ2 ，ZrＳ，Ｖ3 Ｓ，Ｖ5 Ｓ4 ，ＶＳ，Nb10
Ｓ9，NbＳ，CrＳ，FeＳ，MnＳ，MoＳ2 ，TaＳおよび希
土類元素の内の１種または２種以上であることが好まし
い。これらの金属硫化物を生成させるために、Ti，Zr，
Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１
種または２種以上の金属をCuに添加する。Ti，Zr，Ｖ，
Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素は容易に硫化
物を形成する金属である。そのため短時間で硫化物の生
成が可能となり生産性が向上するので、経済的に有利で
ある。
地組織中に分散させる金属硫化物は、 Ti3Ｓ， Ti2Ｓ，
TiＳ， Zr3Ｓ2 ，ZrＳ，Ｖ3 Ｓ，Ｖ5 Ｓ4 ，ＶＳ，Nb10
Ｓ9，NbＳ，CrＳ，FeＳ，MnＳ，MoＳ2 ，TaＳおよび希
土類元素の内の１種または２種以上であることが好まし
い。これらの金属硫化物を生成させるために、Ti，Zr，
Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１
種または２種以上の金属をCuに添加する。Ti，Zr，Ｖ，
Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素は容易に硫化
物を形成する金属である。そのため短時間で硫化物の生
成が可能となり生産性が向上するので、経済的に有利で
ある。
【００２１】また、本発明においては、Cu基地中に分散
させる金属複合炭硫化物は、 Ti2ＣＳ， Zr2ＣＳ， Nb2
ＣＳ2 ， Ta2ＣＳ2 ， Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 および希土類元
素炭硫化物の内の１種または２種以上であることが好ま
しい。これらの金属複合炭硫化物を生成させるために、
Ti，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび希土類元素の内の１種または
２種以上の金属を添加する。Ti，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび
希土類元素は容易に複合炭硫化物を形成する金属であ
る。そのため短時間で複合炭硫化物の生成が可能となり
生産性が向上するので、経済的に有利である。
させる金属複合炭硫化物は、 Ti2ＣＳ， Zr2ＣＳ， Nb2
ＣＳ2 ， Ta2ＣＳ2 ， Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 および希土類元
素炭硫化物の内の１種または２種以上であることが好ま
しい。これらの金属複合炭硫化物を生成させるために、
Ti，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび希土類元素の内の１種または
２種以上の金属を添加する。Ti，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび
希土類元素は容易に複合炭硫化物を形成する金属であ
る。そのため短時間で複合炭硫化物の生成が可能となり
生産性が向上するので、経済的に有利である。
【００２２】また、本発明においては、Cu基焼結合金の
基地組織中に分散させる金属複合炭硫化物は、 Ti2Ｃ
Ｓ， Zr2ＣＳ， Nb2ＣＳ2 ， Ta2ＣＳ2 ， Ti4Ｖ6 Ｃ5
Ｓ6 および希土類元素炭硫化物の内の１種または２種以
上であることが好ましい。これらの金属複合炭硫化物を
生成させるために、Ti，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび希土類元
素の内の１種または２種以上の金属をCuに添加する。T
i，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび希土類元素は容易に複合炭硫
化物を形成する金属である。そのため短時間で複合炭硫
化物の生成が可能となり生産性が向上するので、経済的
に有利である。
基地組織中に分散させる金属複合炭硫化物は、 Ti2Ｃ
Ｓ， Zr2ＣＳ， Nb2ＣＳ2 ， Ta2ＣＳ2 ， Ti4Ｖ6 Ｃ5
Ｓ6 および希土類元素炭硫化物の内の１種または２種以
上であることが好ましい。これらの金属複合炭硫化物を
生成させるために、Ti，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび希土類元
素の内の１種または２種以上の金属をCuに添加する。T
i，Zr，Nb，Ta，Ｖおよび希土類元素は容易に複合炭硫
化物を形成する金属である。そのため短時間で複合炭硫
化物の生成が可能となり生産性が向上するので、経済的
に有利である。
【００２３】本発明の銅合金あるいは銅基焼結合金は、
金属硫化物および／または金属複合炭硫化物をCu基地中
あるいはCu基焼結合金の基地組織中に分散させるもので
ある。金属硫化物および／または金属複合炭硫化物を分
散させることによって強度の向上と導電率の向上を同時
に達成し、しかも打抜き性，被削性および耐熱性にも優
れた銅合金あるいは銅基焼結合金が得られる。
金属硫化物および／または金属複合炭硫化物をCu基地中
あるいはCu基焼結合金の基地組織中に分散させるもので
ある。金属硫化物および／または金属複合炭硫化物を分
散させることによって強度の向上と導電率の向上を同時
に達成し、しかも打抜き性，被削性および耐熱性にも優
れた銅合金あるいは銅基焼結合金が得られる。
【００２４】一般に打抜き性および被削性を向上するた
めに、有害なPbを添加する。しかし本発明の銅合金はPb
を含有しないので、環境汚染防止にも効果がある。次に
本発明の銅合金および銅基焼結合金の製造方法について
説明する。溶解したCuに、Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，M
n，Mo，Taおよび希土類元素の内の１種または２種以上
を合計 0.1〜30質量％添加し、さらにCu基地中に金属硫
化物を分散させる場合はＳ源を0.01〜20質量％添加し、
あるいはCu基地中に金属複合炭硫化物を分散させる場合
はＳ源およびＣ源を合計0.01〜20質量％添加し、鋳造を
行なって鋳塊を得る。
めに、有害なPbを添加する。しかし本発明の銅合金はPb
を含有しないので、環境汚染防止にも効果がある。次に
本発明の銅合金および銅基焼結合金の製造方法について
説明する。溶解したCuに、Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，M
n，Mo，Taおよび希土類元素の内の１種または２種以上
を合計 0.1〜30質量％添加し、さらにCu基地中に金属硫
化物を分散させる場合はＳ源を0.01〜20質量％添加し、
あるいはCu基地中に金属複合炭硫化物を分散させる場合
はＳ源およびＣ源を合計0.01〜20質量％添加し、鋳造を
行なって鋳塊を得る。
【００２５】Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよ
び希土類元素の内の１種または２種以上の添加量が合計
0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改善の効
果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電性が著
しく低下する。したがって、これらの金属の添加量は合
計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要がある。Ｓ源の
添加量あるいはＳ源とＣ源との合計添加量が0.01質量％
未満の場合は硫化物の生成が微少であるため、強度，導
電性等の特性改善の効果が現われず、20質量％を超える
場合は導電性が低下し、かつ脆化する。したがって、Ｓ
源の添加量あるいはＳ源とＣ源との合計添加量は0.01〜
20質量％の範囲を満足する必要がある。
び希土類元素の内の１種または２種以上の添加量が合計
0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改善の効
果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電性が著
しく低下する。したがって、これらの金属の添加量は合
計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要がある。Ｓ源の
添加量あるいはＳ源とＣ源との合計添加量が0.01質量％
未満の場合は硫化物の生成が微少であるため、強度，導
電性等の特性改善の効果が現われず、20質量％を超える
場合は導電性が低下し、かつ脆化する。したがって、Ｓ
源の添加量あるいはＳ源とＣ源との合計添加量は0.01〜
20質量％の範囲を満足する必要がある。
【００２６】こうして鋳造することによって、Cu基地中
に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物を分散さ
せた銅合金が製造できる。さらに特性を改善するため
に、得られた鋳塊を溶体化処理した後、熱間圧延または
冷間圧延し、さらに時効処理することが好ましい。圧延
は、熱間圧延または冷間圧延どちらでも良い。
に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物を分散さ
せた銅合金が製造できる。さらに特性を改善するため
に、得られた鋳塊を溶体化処理した後、熱間圧延または
冷間圧延し、さらに時効処理することが好ましい。圧延
は、熱間圧延または冷間圧延どちらでも良い。
【００２７】またCu粉末に、Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，
Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１種または２種以上
の粉末を 0.1〜30質量％混合し、さらにCu基焼結合金の
基地組織中に金属硫化物を分散させる場合はＳ源の粉末
を0.01〜20質量％混合し、あるいはCu基焼結合金の基地
組織中に金属複合炭硫化物を分散させる場合はＳ源の粉
末およびＣ源の粉末を合計0.01〜20質量％混合する。
Mn，Mo，Taおよび希土類元素の内の１種または２種以上
の粉末を 0.1〜30質量％混合し、さらにCu基焼結合金の
基地組織中に金属硫化物を分散させる場合はＳ源の粉末
を0.01〜20質量％混合し、あるいはCu基焼結合金の基地
組織中に金属複合炭硫化物を分散させる場合はＳ源の粉
末およびＣ源の粉末を合計0.01〜20質量％混合する。
【００２８】Ti，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよ
び希土類元素の内の１種または２種以上の粉末の混合量
が合計 0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改
善の効果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電
性が著しく低下する。したがって、これらの金属の粉末
の混合量は合計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要が
ある。
び希土類元素の内の１種または２種以上の粉末の混合量
が合計 0.1質量％未満の場合は強度，導電性等の特性改
善の効果が現われず、合計30質量％を超える場合は導電
性が著しく低下する。したがって、これらの金属の粉末
の混合量は合計 0.1〜30質量％の範囲を満足する必要が
ある。
【００２９】Ｓ源の添加量あるいはＳ源とＣ源との合計
添加量が0.01質量％未満の場合は硫化物の生成が微少で
あるため、強度，導電性等の特性改善の効果が現われ
ず、20質量％を超える場合は導電性が低下し、かつ脆化
する。したがって、Ｓ源の添加量あるいはＳ源とＣ源と
の合計添加量は0.01〜20質量％の範囲を満足する必要が
ある。
添加量が0.01質量％未満の場合は硫化物の生成が微少で
あるため、強度，導電性等の特性改善の効果が現われ
ず、20質量％を超える場合は導電性が低下し、かつ脆化
する。したがって、Ｓ源の添加量あるいはＳ源とＣ源と
の合計添加量は0.01〜20質量％の範囲を満足する必要が
ある。
【００３０】得られた混合粉末を用いて所定の形状に加
圧成形した後、焼結することによって、金属硫化物およ
び／または金属複合炭硫化物を分散させた銅基焼結合金
が製造できる。さらに特性を改善するために、得られた
焼結体を時効処理することが好ましい。
圧成形した後、焼結することによって、金属硫化物およ
び／または金属複合炭硫化物を分散させた銅基焼結合金
が製造できる。さらに特性を改善するために、得られた
焼結体を時効処理することが好ましい。
【００３１】いずれの場合も、時効処理の温度は 250〜
600 ℃の範囲とする必要がある。時効処理の温度が 250
℃未満では、析出硬化が起こらない。 600℃を超える
と、時効硬化は発生せず軟化してしまうからである。本
発明の方法で銅合金あるいは銅基焼結合金を製造する際
に、添加あるいは混合する金属あるいは金属粉末は、T
i，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素
の内の１種または２種以上であることが好ましい。Ti，
Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素は、
容易に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物を形
成する金属である。そのため、短時間で金属硫化物およ
び／または金属複合炭硫化物の生成が可能となり生産性
が向上するので、経済的に有利である。
600 ℃の範囲とする必要がある。時効処理の温度が 250
℃未満では、析出硬化が起こらない。 600℃を超える
と、時効硬化は発生せず軟化してしまうからである。本
発明の方法で銅合金あるいは銅基焼結合金を製造する際
に、添加あるいは混合する金属あるいは金属粉末は、T
i，Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素
の内の１種または２種以上であることが好ましい。Ti，
Zr，Ｖ，Nb，Cr，Fe，Mn，Mo，Taおよび希土類元素は、
容易に金属硫化物および／または金属複合炭硫化物を形
成する金属である。そのため、短時間で金属硫化物およ
び／または金属複合炭硫化物の生成が可能となり生産性
が向上するので、経済的に有利である。
【００３２】また本発明の銅合金あるいは銅基焼結合金
においては、純銅だけではなく、アルミブロンズ，リン
青銅，黄銅等の既存の銅合金を基地組成として、金属硫
化物および／または金属複合炭硫化物を分散させても同
様の効果が得られる。また本発明においては、Ｓ源は、
特定の材料に限定しないが、Ｓ，CuＳおよびCu2Ｓの内
の１種または２種以上であることが好ましい。これらの
材料は比較的安価で容易に入手できるので、経済的に有
利である。
においては、純銅だけではなく、アルミブロンズ，リン
青銅，黄銅等の既存の銅合金を基地組成として、金属硫
化物および／または金属複合炭硫化物を分散させても同
様の効果が得られる。また本発明においては、Ｓ源は、
特定の材料に限定しないが、Ｓ，CuＳおよびCu2Ｓの内
の１種または２種以上であることが好ましい。これらの
材料は比較的安価で容易に入手できるので、経済的に有
利である。
【００３３】
【実施例】溶解したCuに硫化物を形成する金属としてTi
を添加し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓを添加して、表１に
示す５種類の成分の銅合金を溶解した後、鋳造して、厚
さ30mmの鋳塊を製造した。なお、銅合金Ａ〜Ｄは本発明
の例であり、銅合金ＵはＳを含まない比較例である。
を添加し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓを添加して、表１に
示す５種類の成分の銅合金を溶解した後、鋳造して、厚
さ30mmの鋳塊を製造した。なお、銅合金Ａ〜Ｄは本発明
の例であり、銅合金ＵはＳを含まない比較例である。
【００３４】また溶解したCuに、硫化物を形成する金属
としてZrを添加し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓを添加し
て、表２に示す５種類の成分の銅合金を溶解した後、鋳
造して、厚さ30mmの鋳塊を製造した。なお、銅合金Ｅ〜
Ｈは本発明の例であり、銅合金ＶはＳを含まない比較例
である。次に、溶解したCuに、複合炭硫化物を形成する
金属としてTiあるいはZrを添加し、さらにCuＳ， Cu2Ｓ
およびＣを添加して、表３に示す２種類の成分の銅合金
を溶解した後、鋳造して、厚さ30mmの鋳塊を製造した。
としてZrを添加し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓを添加し
て、表２に示す５種類の成分の銅合金を溶解した後、鋳
造して、厚さ30mmの鋳塊を製造した。なお、銅合金Ｅ〜
Ｈは本発明の例であり、銅合金ＶはＳを含まない比較例
である。次に、溶解したCuに、複合炭硫化物を形成する
金属としてTiあるいはZrを添加し、さらにCuＳ， Cu2Ｓ
およびＣを添加して、表３に示す２種類の成分の銅合金
を溶解した後、鋳造して、厚さ30mmの鋳塊を製造した。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】得られた鋳塊を 900℃で20分間加熱保持し
て溶体化処理を行なった後、室温に冷却して冷間圧延を
行ない、厚さ６mmの板材とした。さらに種々の温度で時
効処理を行なった。時効時間は１時間とした。こうして
得られた板材のビッカース硬さ（Ｈｖ）および導電率
（％ＩＡＣＳ）を測定した。その結果を表４，６，７に
示す。なお導電率（％ＩＡＣＳ）は、国際標準軟銅の体
積比抵抗17.241×10-9μΩ・ｍを材料の体積比抵抗で除
した百分率の比である。
て溶体化処理を行なった後、室温に冷却して冷間圧延を
行ない、厚さ６mmの板材とした。さらに種々の温度で時
効処理を行なった。時効時間は１時間とした。こうして
得られた板材のビッカース硬さ（Ｈｖ）および導電率
（％ＩＡＣＳ）を測定した。その結果を表４，６，７に
示す。なお導電率（％ＩＡＣＳ）は、国際標準軟銅の体
積比抵抗17.241×10-9μΩ・ｍを材料の体積比抵抗で除
した百分率の比である。
【００３９】また銅合金Ｃについて、時効時間を 0.5〜
100hr の範囲で変化させて、時効時間（hr）と硬さ（Ｈ
ｖ）の関係を調査した。その結果を表５に示す。
100hr の範囲で変化させて、時効時間（hr）と硬さ（Ｈ
ｖ）の関係を調査した。その結果を表５に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】
【表６】
【００４３】
【表７】
【００４４】表４〜７に示した測定結果の、時効温度
（℃）とビッカース硬さ（Ｈｖ）との関係，時効温度
（℃）と導電率（％ＩＡＣＳ）との関係および時効時間
（hr）とビッカース硬さ（Ｈｖ）との関係を図１〜７に
示す。図１，図４および図６に示すように、銅合金Ａ〜
Ｊのビッカース硬さは、溶体化処理した後の硬さと比較
して、冷間圧延によって硬さが上昇し、さらに時効処理
することによって硬さが上昇した。時効温度が 250℃以
上であればビッカース硬さは、冷間圧延した後の硬さよ
り上昇した。時効温度が 600℃以下であればビッカース
硬さは、溶体化処理した後の硬さより高くなっている。
（℃）とビッカース硬さ（Ｈｖ）との関係，時効温度
（℃）と導電率（％ＩＡＣＳ）との関係および時効時間
（hr）とビッカース硬さ（Ｈｖ）との関係を図１〜７に
示す。図１，図４および図６に示すように、銅合金Ａ〜
Ｊのビッカース硬さは、溶体化処理した後の硬さと比較
して、冷間圧延によって硬さが上昇し、さらに時効処理
することによって硬さが上昇した。時効温度が 250℃以
上であればビッカース硬さは、冷間圧延した後の硬さよ
り上昇した。時効温度が 600℃以下であればビッカース
硬さは、溶体化処理した後の硬さより高くなっている。
【００４５】つまり時効温度は 250〜600 ℃の範囲とす
る必要がある。ただし時効処理によって硬さを、冷間圧
延した後の値より高めるためには、 300〜550 ℃の範囲
で時効処理を行なうことが好ましく、 400〜500 ℃の範
囲で時効処理を行なうと最も効果が大きい。また図２，
図５および図７に示すように、銅合金Ａ〜Ｊの導電率
は、時効温度250〜600 ℃の範囲で時効処理することに
よって、溶体化処理した後の導電率より上昇した。
る必要がある。ただし時効処理によって硬さを、冷間圧
延した後の値より高めるためには、 300〜550 ℃の範囲
で時効処理を行なうことが好ましく、 400〜500 ℃の範
囲で時効処理を行なうと最も効果が大きい。また図２，
図５および図７に示すように、銅合金Ａ〜Ｊの導電率
は、時効温度250〜600 ℃の範囲で時効処理することに
よって、溶体化処理した後の導電率より上昇した。
【００４６】つまり時効温度は 250〜600 ℃の範囲とす
る必要がある。ただし時効処理によって導電率を、冷間
圧延した後の値より高めるためには、 300〜550 ℃の範
囲で時効処理を行なうことが好ましく、 400〜500 ℃の
範囲で時効処理を行なうと最も効果が大きい。本発明の
銅合金においては、Ti、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、Mn、Taお
よび希土類元素の内の１種または２種以上を合計 0.1〜
30質量％含有する必要があるが、強度や導電率等を顕著
に向上させるためには、表１〜３に示すように含有量を
1.0〜10質量％とすることが好ましい。
る必要がある。ただし時効処理によって導電率を、冷間
圧延した後の値より高めるためには、 300〜550 ℃の範
囲で時効処理を行なうことが好ましく、 400〜500 ℃の
範囲で時効処理を行なうと最も効果が大きい。本発明の
銅合金においては、Ti、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、Mn、Taお
よび希土類元素の内の１種または２種以上を合計 0.1〜
30質量％含有する必要があるが、強度や導電率等を顕著
に向上させるためには、表１〜３に示すように含有量を
1.0〜10質量％とすることが好ましい。
【００４７】また、本発明の銅合金においては、Ｓを0.
01〜20質量％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含
有する必要があるが、強度や導電率等を顕著に向上させ
るためには、表１〜３に示すように含有量を0.05〜2.0
質量％とすることが好ましい。時効時間は、図３に示す
ように、 0.5〜１hrの範囲では時効時間が長くなるにつ
れてビッカース硬さは上昇した。時効時間が１hr以上で
あれば、時効時間に関わらずビッカース硬さはほぼ一定
であった。ただし時効温度が 350℃の場合は、時効時間
が 100hrであってもビッカース硬さは上昇した。しかし
長時間の時効処理は経済的に不利であり、また時効温度
によっては時効時間が10hrを超えるとビッカース硬さが
低下するため、時効時間は 0.5〜10hrの範囲であること
が好ましく、さらに１〜10hrの範囲であることが一層好
ましい。
01〜20質量％あるいはＳとＣとを合計0.01〜20質量％含
有する必要があるが、強度や導電率等を顕著に向上させ
るためには、表１〜３に示すように含有量を0.05〜2.0
質量％とすることが好ましい。時効時間は、図３に示す
ように、 0.5〜１hrの範囲では時効時間が長くなるにつ
れてビッカース硬さは上昇した。時効時間が１hr以上で
あれば、時効時間に関わらずビッカース硬さはほぼ一定
であった。ただし時効温度が 350℃の場合は、時効時間
が 100hrであってもビッカース硬さは上昇した。しかし
長時間の時効処理は経済的に不利であり、また時効温度
によっては時効時間が10hrを超えるとビッカース硬さが
低下するため、時効時間は 0.5〜10hrの範囲であること
が好ましく、さらに１〜10hrの範囲であることが一層好
ましい。
【００４８】次に、銅合金Ａ〜Ｊの耐熱性，打抜き性，
被削性および曲げ加工性を調査した。耐熱性は軟化温度
で評価し、打抜き性，曲げ加工性はバリ発生の有無，割
れ発生の有無，しわ発生の有無で評価した。被削性は切
屑の重さで評価した。その評価結果を表８〜10に示す。
銅合金Ａ〜Ｊは、Ｓを含まない銅合金ＵおよびＶと比べ
て、それぞれ良好な特性を示した。
被削性および曲げ加工性を調査した。耐熱性は軟化温度
で評価し、打抜き性，曲げ加工性はバリ発生の有無，割
れ発生の有無，しわ発生の有無で評価した。被削性は切
屑の重さで評価した。その評価結果を表８〜10に示す。
銅合金Ａ〜Ｊは、Ｓを含まない銅合金ＵおよびＶと比べ
て、それぞれ良好な特性を示した。
【００４９】
【表８】
【００５０】
【表９】
【００５１】
【表10】
【００５２】本発明の銅合金Ｃ（Ti:2.0mass％，Ｓ:0.8
mass％）の切屑形状の例を図12に示す。比較のために純
銅の切屑形状の例を合わせて示す。純銅では長い切屑が
発生するが、本発明の銅合金では短い切屑が発生する。
そのため本発明の銅合金は、良好な被削性が得られる。
また本発明の銅合金の金属組織の例を図13に示す。図13
から明らかなように、本発明の銅合金の金属組織中には
極めて微細なTiＳが生成されている。
mass％）の切屑形状の例を図12に示す。比較のために純
銅の切屑形状の例を合わせて示す。純銅では長い切屑が
発生するが、本発明の銅合金では短い切屑が発生する。
そのため本発明の銅合金は、良好な被削性が得られる。
また本発明の銅合金の金属組織の例を図13に示す。図13
から明らかなように、本発明の銅合金の金属組織中には
極めて微細なTiＳが生成されている。
【００５３】なおここでは、銅合金中にTi硫化物を分散
させる例（銅合金Ａ〜Ｄ），Zr硫化物を分散させる例
（銅合金Ｅ〜Ｈ）およびTi炭硫化物を分散させる例（銅
合金Ｉ），Zr炭硫化物を分散させる例（銅合金Ｊ）につ
いて説明したが、他の金属や希土類元素を使用して硫化
物や複合炭硫化物を銅合金中に分散させても同様の効果
が得られる。
させる例（銅合金Ａ〜Ｄ），Zr硫化物を分散させる例
（銅合金Ｅ〜Ｈ）およびTi炭硫化物を分散させる例（銅
合金Ｉ），Zr炭硫化物を分散させる例（銅合金Ｊ）につ
いて説明したが、他の金属や希土類元素を使用して硫化
物や複合炭硫化物を銅合金中に分散させても同様の効果
が得られる。
【００５４】次いで、Cu粉末に、硫化物を形成する金属
としてTi粉末を混合し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓ粉末を
混合して、得られた混合粉末を加圧成形した後、焼結
し、種々の温度で時効処理を行なった。時効時間は１時
間とした。得られた銅基焼結合金の成分は表11に示す通
りである。またCu粉末に、硫化物を形成する金属として
Zr粉末を混合し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓ粉末を混合し
て、得られた混合粉末を加圧成形した後、焼結し、種々
の温度で時効処理を行なった。時効時間は１時間とし
た。得られた銅基焼結合金の成分は表12に示す通りであ
る。
としてTi粉末を混合し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓ粉末を
混合して、得られた混合粉末を加圧成形した後、焼結
し、種々の温度で時効処理を行なった。時効時間は１時
間とした。得られた銅基焼結合金の成分は表11に示す通
りである。またCu粉末に、硫化物を形成する金属として
Zr粉末を混合し、さらにCuＳおよび Cu2Ｓ粉末を混合し
て、得られた混合粉末を加圧成形した後、焼結し、種々
の温度で時効処理を行なった。時効時間は１時間とし
た。得られた銅基焼結合金の成分は表12に示す通りであ
る。
【００５５】
【表11】
【００５６】
【表12】
【００５７】こうして得られた銅基焼結合金Ｋ〜Ｑのビ
ッカース硬さ（Ｈｖ）および導電率（％ＩＡＣＳ）を測
定した。その結果を表13および表14に示す。なお導電率
（％ＩＡＣＳ）は、国際標準軟銅の体積比抵抗17.241×
10-9μΩ・ｍを材料の体積比抵抗で除した百分率の比で
ある。
ッカース硬さ（Ｈｖ）および導電率（％ＩＡＣＳ）を測
定した。その結果を表13および表14に示す。なお導電率
（％ＩＡＣＳ）は、国際標準軟銅の体積比抵抗17.241×
10-9μΩ・ｍを材料の体積比抵抗で除した百分率の比で
ある。
【００５８】
【表13】
【００５９】
【表14】
【００６０】表13および表14に示した測定結果の時効温
度（℃）とビッカース硬さ（Ｈｖ）との関係および時効
温度（℃）と導電率（％ＩＡＣＳ）との関係を図８〜11
に示す。本発明の銅基焼結合金においては、時効温度を
250〜600 ℃の範囲とする必要があるが、時効処理によ
って硬さを顕著に高めるためには、図８および図10に示
すように、 300〜500 ℃の範囲で時効処理することが好
ましく、さらに 400〜500 ℃の範囲で時効処理を行なう
と最も効果が大きい。また時効処理によって導電率を顕
著に向上させるためには、図９および図11に示すよう
に、 300〜500 ℃の範囲で時効処理することが好まし
く、さらに 400〜500 ℃の範囲で時効処理を行なうと最
も効果が大きい。
度（℃）とビッカース硬さ（Ｈｖ）との関係および時効
温度（℃）と導電率（％ＩＡＣＳ）との関係を図８〜11
に示す。本発明の銅基焼結合金においては、時効温度を
250〜600 ℃の範囲とする必要があるが、時効処理によ
って硬さを顕著に高めるためには、図８および図10に示
すように、 300〜500 ℃の範囲で時効処理することが好
ましく、さらに 400〜500 ℃の範囲で時効処理を行なう
と最も効果が大きい。また時効処理によって導電率を顕
著に向上させるためには、図９および図11に示すよう
に、 300〜500 ℃の範囲で時効処理することが好まし
く、さらに 400〜500 ℃の範囲で時効処理を行なうと最
も効果が大きい。
【００６１】本発明の銅基焼結合金においては、焼結体
中にTi、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類
元素の内の１種または２種以上を合計 0.1〜30質量％含
有する必要があるが、強度や導電率等を顕著に向上させ
るためには、表11および表12に示すように、含有量を
4.5〜28.5質量％とすることが好ましい。また本発明の
銅基焼結合金においては、Ｓを0.01〜20質量％あるいは
ＳとＣとを合計0.01〜20質量％含有する必要があるが、
強度や導電率等を顕著に向上させるためには、表11およ
び表12に示すように、含有量を 3.0〜15.0質量％とする
ことが好ましい。
中にTi、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Taおよび希土類
元素の内の１種または２種以上を合計 0.1〜30質量％含
有する必要があるが、強度や導電率等を顕著に向上させ
るためには、表11および表12に示すように、含有量を
4.5〜28.5質量％とすることが好ましい。また本発明の
銅基焼結合金においては、Ｓを0.01〜20質量％あるいは
ＳとＣとを合計0.01〜20質量％含有する必要があるが、
強度や導電率等を顕著に向上させるためには、表11およ
び表12に示すように、含有量を 3.0〜15.0質量％とする
ことが好ましい。
【００６２】なおここでは、銅基焼結合金の基地組織中
にTi硫化物を分散させる例（銅基焼結合金Ｋ〜Ｍ）とZr
硫化物を分散させる例（銅基焼結合金Ｐ〜Ｑ）について
説明したが、他の金属や希土類元素を使用して硫化物や
複合炭硫化物を銅基焼結合金の基地組織中に分散させて
も同様の効果が得られる。
にTi硫化物を分散させる例（銅基焼結合金Ｋ〜Ｍ）とZr
硫化物を分散させる例（銅基焼結合金Ｐ〜Ｑ）について
説明したが、他の金属や希土類元素を使用して硫化物や
複合炭硫化物を銅基焼結合金の基地組織中に分散させて
も同様の効果が得られる。
【００６３】
【発明の効果】本発明では、銅合金の強度と導電性を同
時に向上し、かつ打抜き性や耐熱性も向上するので、電
子電気製品の小型化，軽量化を達成できる。
時に向上し、かつ打抜き性や耐熱性も向上するので、電
子電気製品の小型化，軽量化を達成できる。
【図１】本発明の銅合金の時効温度とビッカース硬さと
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の銅合金の時効温度と導電率との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】本発明の銅合金の時効時間とビッカース硬さと
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の銅合金の時効温度とビッカース硬さと
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の銅合金の時効温度と導電率との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】本発明の銅合金の時効温度とビッカース硬さと
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の銅合金の時効温度と導電率との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図８】本発明の銅基焼結合金の時効温度とビッカース
硬さとの関係を示すグラフである。
硬さとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の銅基焼結合金の時効温度と導電率との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図10】本発明の銅基焼結合金の時効温度とビッカース
硬さとの関係を示すグラフである。
硬さとの関係を示すグラフである。
【図11】本発明の銅基焼結合金の時効温度と導電率との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図12】切屑形状の例を示す写真である。
【図13】本発明の銅合金の金属組織の例を示す電子顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ａ ６３０Ｊ ６３０Ｋ ６６１ ６６１Ａ ６８２ ６８２ ６８３ ６８３ ６８５ ６８５Ｚ ６８７ ６８７ ６９１ ６９１Ｂ (72)発明者 石田 清仁 宮城県仙台市青葉区上杉３−５−20 (72)発明者 及川 勝成 宮城県柴田郡柴田町西船迫４−１−34 (72)発明者 光井 啓 宮城県仙台市太白区茂庭字門野18−10 (72)発明者 貝沼 亮介 宮城県名取市倉田字堰根172−15 (72)発明者 大沼 郁雄 宮城県柴田郡村田町大字村田字町146 Ｆターム(参考） 4K020 AA22 AC04 BB22 BB29 BC02
Claims (12)
- 【請求項１】 Ti、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Taお
よび希土類元素の内の１種または２種以上を合計 0.1〜
30質量％、Ｓを0.01〜20質量％あるいはＳとＣとを合計
0.01〜20質量％含有し、残部Cuおよび不可避的不純物か
らなる組成と、Cu基地中に金属硫化物および／または金
属複合炭硫化物が分散された組織とを有することを特徴
とする易加工高力銅合金。 - 【請求項２】 前記金属硫化物が、 Ti3Ｓ、 Ti2Ｓ、Ti
Ｓ、 Zr3Ｓ2 、ZrＳ、Ｖ3 Ｓ、Ｖ5 Ｓ4 、ＶＳ、Nb10Ｓ
9 、NbＳ、CrＳ、FeＳ、MnＳ、MoＳ2 、TaＳおよび希土
類元素硫化物の内の１種または２種以上であることを特
徴とする請求項１に記載の易加工高力銅合金。 - 【請求項３】 前記金属複合炭硫化物が、 Ti2ＣＳ、 Z
r2ＣＳ、 Nb2ＣＳ2、 Ta2ＣＳ2 、 Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 お
よび希土類元素炭硫化物の内の１種または２種以上であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の易加工高
力銅合金。 - 【請求項４】 焼結体中にTi、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、M
n、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種または２種以上
を合計 0.1〜30質量％、Ｓを0.01〜20質量％あるいはＳ
とＣとを合計0.01〜20質量％含有し、残部Cuおよび不可
避的不純物からなる組成と、基地組織中に金属硫化物お
よび／または金属複合炭硫化物が分散された組織とを有
することを特徴とする易加工高力銅基焼結合金。 - 【請求項５】 前記金属硫化物が、 Ti3Ｓ、 Ti2Ｓ、Ti
Ｓ、 Zr3Ｓ2 、ZrＳ、Ｖ3 Ｓ、Ｖ5 Ｓ4 、ＶＳ、Nb10Ｓ
9 、NbＳ、CrＳ、FeＳ、MnＳ、MoＳ2 、TaＳおよび希土
類元素硫化物の内の１種または２種以上であることを特
徴とする請求項４に記載の易加工高力銅基焼結合金。 - 【請求項６】 前記金属複合炭硫化物が、 Ti2ＣＳ、 Z
r2ＣＳ、 Nb2ＣＳ2、 Ta2ＣＳ2 、 Ti4Ｖ6 Ｃ5 Ｓ6 お
よび希土類元素炭硫化物の内の１種または２種以上であ
ることを特徴とする請求項４または５に記載の易加工高
力銅基焼結合金。 - 【請求項７】 溶解したCuにTi、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、
Mn、Mo、Taおよび希土類元素の内の１種または２種以上
を合計 0.1〜30質量％添加し、さらにＳ源を0.01〜20質
量％あるいはＳ源とＣ源とを合計0.01〜20質量％添加し
て、鋳造を行なうことを特徴とする易加工高力銅合金の
製造方法。 - 【請求項８】 前記鋳造を行なうことによって得られた
鋳塊を溶体化処理した後、熱間圧延または冷間圧延し、
さらに 250〜600 ℃の範囲で時効処理することを特徴と
する請求項７に記載の易加工高力銅合金の製造方法。 - 【請求項９】 前記Ｓ源が、Ｓ、CuＳおよび Cu2Ｓの内
の１種または２種以上であることを特徴とする請求項７
または８に記載の易加工高力銅合金の製造方法。 - 【請求項10】 Cu粉末にTi、Zr、Ｖ、Nb、Cr、Fe、Mn、
Mo、Taおよび希土類元素の内の１種または２種以上の粉
末を 0.1〜30質量％混合し、さらにＳ源の粉末を0.01〜
20質量％あるいはＳ源の粉末とＣ源の粉末とを合計0.01
〜20質量％混合し、得られた混合粉末を所定の形状に加
圧成形した後、焼結することを特徴とする易加工高力銅
基焼結合金の製造方法。 - 【請求項11】 前記焼結を行なうことによって得られた
焼結体を 250〜600℃の範囲で時効処理することを特徴
とする請求項10に記載の易加工高力銅基焼結合金の製造
方法。 - 【請求項12】 前記Ｓ源が、Ｓ、CuＳおよび Cu2Ｓの内
の１種または２種以上であることを特徴とする請求項10
または11に記載の易加工高力銅基焼結合金の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000053593A JP3353834B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 易加工高力銅合金とその製造方法 |
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| JP2018058093A (ja) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 肉盛合金および肉盛部材 |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000053593A patent/JP3353834B2/ja not_active Expired - Lifetime
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