JP2007056297A - Cu−Mg−P系銅合金およびその製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、Mg:0.1〜0.4%、P:0.08〜0.35%、Sn:0〜0.4%、かつ下記(1)式あるいはさらに(2)式を満たす組成を有する銅合金。
−0.14≦Mg−1.2P≦0.18 ……(1)
Cu+Mg+P+Sn≧99.7 ……(2)
特に、鋳片を750〜900℃で保持したのち抽出して熱間圧延し、その後、冷間圧延と焼鈍を組み合わせた工程において、400〜600℃で保持する時効処理を少なくとも1回、中間焼鈍として行うことによりMg−P系化合物を析出させるプロセスで製造することにより、導電率75%IACS以上の材料が得られる。
【選択図】なし
Description
−0.14≦Mg−1.2P≦0.18 ……(1)
ここで、(1)式の元素記号の箇所には質量%で表された当該元素の含有量の値が代入される。導電率が80%IACSを超えるものが好適な対象となる。
Cu+Mg+P+Sn≧99.7 ……(2)
なお、「残部実質的にCu」には「残部Cuおよび不可避的不純物からなる」ものが含まれる。
ここで、「中間焼鈍」は冷間圧延の途中で行われる焼鈍であり、最終冷間圧延後に行われる焼鈍とは区別される。最終冷間圧延後には275〜800℃で歪取り焼鈍を施すことが好ましい。
−0.14≦Mg−1.2P≦0.18 ……(1)
Mg−P系析出物は、導電率の挙動からMg3P2主体のものとなっている可能性が高く、Mg/P比(質量比)が1.2近傍で高い導電率を示す。「Mg−1.2P」の値が正になるとMgの固溶量が増加し、負になるとPの固溶量が増加するため、導電率を高く維持するためには「Mg−1.2P」の値が0近傍であることが望ましい。発明者らの検討によれば、75%IACS以上の導電率を得るには「Mg−1.2P」の値を−0.14〜+0.18の範囲にコントロールする必要がある。また、80%IACSを超える高導電率を得るには「Mg−1.2P」の値を−0.08〜+0.17にコントロールすることが望ましい。
Cu+Mg+P+Sn≧99.7 ……(2)
Cu、Mg、P、Sn以外の元素の合計含有量が0.3質量%未満の範囲であれば、75%IACS以上あるいは80%IACS以上を満たす限りにおいて種々の元素の含有が許容される。例えば少量のFeを添加するなど、Cu、Mg、P、Sn以外の元素の合計含有量が0.3質量%未満であれば、耐マイグレーション性の向上作用は十分に得られる。80%IACS以上の高い導電率を求める場合には下記(2)’式を満たすように成分調整することが望ましく、下記(2)’’式を満たすようにすることが一層好ましい。
Cu+Mg+P+Sn≧99.8 ……(2)’
Cu+Mg+P+Sn≧99.95 ……(2)’’
〔熱間圧延〕
熱間圧延前の加熱では、鋳造組織を壊し、均質な組成・組織に改変するために、鋳片を750℃以上に加熱することが望ましい。ただし、加熱温度が930℃を超えると熱間圧延時に割れが発生する恐れがある。800〜900℃程度に制御することが一層好ましい。鋳片の加熱保持時間は10min〜24hの範囲とすることが望ましい。10min未満では均質化が不十分となりやすく、24hを超える長時間加熱は経済性を損なう。熱間圧延の加工率は、動的再結晶を起こさせるためにも40%以上とすることが望ましい。
熱間圧延後には、「冷間圧延+焼鈍」の工程を2回以上実施することにより所定の板厚の銅合金材料とする。冷間圧延前には酸化スケールを除去するために通常の機械的または化学的な手法で適宜表面の手入れを行う。ここで、本発明の前記所望の組織状態を得るためには、いずれかの冷間圧延の前に行われる焼鈍(すなわち中間焼鈍)のうち、少なくとも1回以上の焼鈍工程で、時効処理を兼ねた焼鈍を行う必要がある。その時効処理を兼ねた中間焼鈍は、400〜600℃で10min〜24hの加熱を行うことが望ましい。400℃未満の加熱温度または10min未満の加熱時間ではMg−P系化合物の析出が不十分であり、600℃を超えるとその化合物が再固溶してしまうため好ましくない。また、24hを超えるような長時間加熱は経済性を損なうので好ましくない。なお、最終の冷間圧延後には、275〜800℃好ましくは300〜600℃の歪取り焼鈍を行うことが望ましい。これにより歪みが除去され、ばね性、耐応力緩和特性および導電性が向上する。歪取り焼鈍の時間は5sec〜8hの範囲で調整する。
引張強さは、試験片の長手方向を圧延方向に平行方向とし、JIS Z2241に基づいて測定した。導電率は、JIS H0505に基づいて測定した。
これらの試験結果を表2に示す。
また、応力緩和試験により応力緩和率の測定も行った。応力緩和率は日本電子材料工業会標準規格EMAS−1011(平成3年12月)に準拠した方法で、以下のようにして求めた。すなわち、供試材から幅10mm、長さ150mmの試験片(その長手方向が圧延方向に相当)を切り出し、試験片中央部の表面応力(表面最大応力)が300N/mm2となるようにアーチ曲げした状態で固定し、大気中150℃で500時間保持した後の曲げ癖を応力緩和率として次式により算出した。
応力緩和率(%)=(h1/h0)×100
ただし、h1:試験経過後の応力除荷時における試験片の永久たわみ変位(mm)
h0:上記応力を得るのに必要な試験片の初期たわみ変位(mm)
この試験方法において応力緩和率が20%以下のものは、特に優れた耐応力緩和特性を有すると判断される。
結果を表4に示す。
2 アクリル板
3 クリップ
4 試験液
5 定電圧直流電源
6 シャント抵抗
7 記録計
Claims (6)
- 質量%で、Mg:0.1〜0.4%、P:0.08〜0.35%、残部実質的にCu、かつ下記(1)式を満たす組成をもち、導電率が75%IACS以上の銅合金。
−0.14≦Mg−1.2P≦0.18 ……(1) - 質量%で、Mg:0.1〜0.4%、P:0.08〜0.35%、Sn:0.4%以下、残部実質的にCu、かつ下記(1)式を満たす組成をもち、導電率が75%IACS以上の銅合金。
−0.14≦Mg−1.2P≦0.18 ……(1) - 導電率が80%IACSを超えるものである請求項1または2に記載の銅合金。
- 長さ150mmの試験片に両端支持式で表面最大応力300N/mm2となるようにアーチ曲げによるたわみ変位を与えた状態で、大気中150℃で500時間保持したときの応力緩和率が20%以下である請求項1〜3に記載の銅合金。
- 鋳片を750〜930℃で保持したのち抽出して熱間圧延し、その後、冷間圧延と焼鈍を組み合わせた工程において、400〜600℃で保持する時効処理を少なくとも1回、中間焼鈍として行うことによりMg−P系化合物を析出させる請求項1〜4に記載の銅合金の製造法。
- 最終冷間圧延後に275〜800℃で歪取り焼鈍を行う請求項5に記載の銅合金の製造法。
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