JP2012024813A - Method of manufacturing copper alloy strip having variant cross section - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は異形断面銅合金条の製造方法に関し、特に詳しくは、材料ロスにより歩留まりを低下させることがなく、設備費の増大等を招くことがなく、仕上げ圧延工程を必要とせず、厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下に成形することができる異形断面銅合金条の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a deformed cross-section copper alloy strip, and in particular, does not reduce the yield due to material loss, does not cause an increase in equipment costs, does not require a finish rolling process, and in the thickness direction. The present invention relates to a method for producing a deformed cross-section copper alloy strip that can be formed with a dimensional accuracy of ± 0.005 mm or less.
周知のように、例えば、LEDやパワートランジスタ等のリードフレームや基板に、銅合金等の金属からなる異形断面条が用いられている。この異形断面条を製造する場合は、通常、平板状銅合金材を圧延して厚肉部と薄肉部とが幅方向に並んだ異形断面成形材を形成する粗圧延工程と、その粗圧延工程にて形成された異形断面成形材を調質し、或いは、異形断面成形材に耐熱性を付与する為の焼鈍工程と、その焼鈍された異形断面成形材の寸法精度を上げ製品とする為の仕上げ圧延工程とを有する。
一般的には、粗圧延或いは仕上げ圧延工程では、一組のロールの一方を複数の大径部と小径部とが交互に並べられた段付きロールとし、他方を平ロールとして、これらロールの間に平板状銅合金材を送り込んで圧延することにより、大径部によって成形される薄肉部と小径部によって成形される厚肉部とを有する異形断面条が製造されている。
As is well known, for example, a deformed cross section made of a metal such as a copper alloy is used for a lead frame or a substrate such as an LED or a power transistor. When manufacturing this modified cross-section strip, a rough rolling process for rolling a flat copper alloy material to form a modified cross-section molded material in which a thick part and a thin part are aligned in the width direction, and the rough rolling process For tempering the deformed cross-section molding material formed in the above, or for increasing the dimensional accuracy of the annealed deformed cross-section molding material and making it a product A finish rolling process.
In general, in the rough rolling or finish rolling process, one of a set of rolls is a stepped roll in which a plurality of large diameter portions and small diameter portions are alternately arranged, and the other is a flat roll. A deformed cross-section having a thin part formed by the large diameter part and a thick part formed by the small diameter part is manufactured by feeding and rolling the flat copper alloy material.
このような異形断面条の成形において、大径部の両側面は適宜角度の傾斜面とされている。この場合、この傾斜面と小径部表面との間の角部に材料が十分に充満する必要があるが、幅方向の両端部(条の両側部)では、材料が自由端である端縁に流れ易いため、その端縁に近い位置の厚肉部では、ロールの小径部の表面と大径部の傾斜面とのなす形状と一致せず、幅方向の中央部の厚肉部に比べ、角部がだれた形状になり易く、成形時の歪みの発生もおき易くなっている。 In forming such a modified cross-section strip, both side surfaces of the large-diameter portion are appropriately inclined surfaces. In this case, it is necessary to sufficiently fill the corner portion between the inclined surface and the surface of the small-diameter portion. However, at both end portions in the width direction (both side portions of the strip), the material has a free end. Because it is easy to flow, in the thick part near the edge, it does not match the shape formed by the surface of the small diameter part of the roll and the inclined surface of the large diameter part, compared to the thick part of the central part in the width direction, The corners are likely to have a bent shape, and distortion during molding is likely to occur.
このような問題を解決するため、特許文献1、特許文献2記載の技術がある。
特許文献1に記載の技術では、複数個の大径部を同じ断面形状で並べた段付きロールとし、幅方向の最も両端位置に、中央部の厚肉部とその両側の薄肉部との間の傾斜面と同じ角度の傾斜面で薄肉部から連続する端部側厚肉部を形成することにより、この端部側厚肉部では材料の充満が不十分となるが、製品となる中央部の厚肉部では十分に材料を充満させることができるようにしている。
特許文献2に記載の技術では、ロールの幅方向の両端部に、材料のメタルフローを規制するために、端部側の厚肉部の断面積を中央部の厚肉部の断面積のほぼ1/2とする位置に、薄肉部形成用の凸条部(大径部)よりも高いメタルフロー規制用凸条部と、このメタルフロー規制用凸条部に対応する凹条部とを配置することにより、このメタルフロー規制用凸条部と凹条部との間では圧延が行われないようにして、材料の流れ込みが生じないようにしている。
In order to solve such a problem, there are technologies described in
In the technique described in
In the technique described in
また、半導体用リードフレーム材等の製造時に発生する廃棄物(ニッケルめっき付銅合金屑等)を利用した銅合金材を使用して、異形断面成形材を安価に製造する技術が特許文献3に開示されている。
特許文献3に記載の技術は、鋳塊から板厚方向に一定の厚さを有する平板を製造し、その平板を異形ロールにより冷間圧延して、板幅方向に厚さの異なる異形断面銅合金板を製造するに当たり、異形ロールによる冷間圧延の中間又は最終で一度も焼鈍を行わずに、高耐熱性を有し、かつ高導電性及び優れた曲げ加工性を有する異形断面銅合金板を得ており、薄肉部の冷間加工率は30〜90%である。Ni:0.03〜0.5質量%、P:0.01〜0.2質量%を含有し、NiとPとの質量比であるNi/Pが2〜10であり、残部銅及び不可避不純物からなる銅合金を用い、望ましくはSn:0.005〜0.5%又は/及びFe:0.005〜0.20%を含み、必要に応じてZn:0.005〜0.5%を含む。
Further,
The technology described in
特許文献1記載の技術では、端部側厚肉部は材料が十分に充満しないため使用できない部分であり、その分、材料にロスが生じて歩留まりが悪かった。
特許文献2記載の技術も、メタルフロー規制用凸条部と凹条部とで成形した部分は、使用に供される部分ではないため、特許文献1記載の技術と同様に、材料ロスとなって歩留まりを低下させるとともに、メタルフローを生じさせないように成形することが難しく、また、二つのロールともが段付き形状となるため、設備費がかさむ問題も生じていた。
特許文献3記載の技術では、異形断面成形材時の焼鈍工程は省けるが、寸法精度に若干問題があり、仕上げ圧延工程を省くことは出来なかった。
In the technique described in
In the technique described in
The technique described in
本発明は、材料ロスにより歩留まりを低下させることがなく、設備費の増大等を招くことがなく、仕上げ圧延工程を必要とせず、厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下に成形することができる異形断面銅合金条の製造方法を提供する。
特に、Fe;0.05〜0.15質量%、P;0.015〜0.050質量%およびZn;0.01〜0.20質量%、Ni;0.01〜0.50質量%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材を使用することにより、仕上げ圧延工程を必要とせず、焼鈍工程も必要としない、厚み方向の寸法精度を±0.003mm以下に成形する異形断面銅合金条の製造方法を提供する。
The present invention does not reduce the yield due to material loss, does not increase the equipment cost, etc., does not require a finish rolling process, and can be formed with a dimensional accuracy in the thickness direction of ± 0.005 mm or less. Provided is a method for producing a deformed cross-section copper alloy strip.
In particular, Fe; 0.05 to 0.15 mass%, P; 0.015 to 0.050 mass% and Zn; 0.01 to 0.20 mass%, Ni; 0.01 to 0.50 mass% By using a copper alloy material having a composition comprising Cu and inevitable impurities in the balance, a finish rolling process is not required and an annealing process is not required, and dimensional accuracy in the thickness direction is ± 0.003 mm or less A method for producing a deformed cross-section copper alloy strip to be formed into a metal is provided.
本発明者らは、鋭意検討の結果、厚肉部が充満不十分となるのは、材料が幅方向の両端方向に逃げるようにメタルフローするからであり、これを解決するために、逃げる分に対応して、材料を適切に逆に両端部から厚肉部に寄せるように流動させてやれば、厚肉部のだれや薄肉部の変形を防止でき、寸法精度を上げる為の仕上げ圧延工程を省略しても、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下に成形可能であることを見出した。
また、Fe;0.05〜0.15質量%、P;0.015〜0.050質量%およびZn;0.01〜0.20質量%、Ni;0.01〜0.50質量%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材に本発明の加工方法を適用することにより、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.003mm以下に成形可能であることを見出した。この場合、銅合金材自体に耐熱性があるので、異形断面条に耐熱性を付与する為の焼鈍工程は当然不要となる。
As a result of diligent study, the inventors of the present invention are that the thick portion becomes insufficiently filled because the metal flows so that the material escapes in both end directions in the width direction. Corresponding to the above, if the material is made to flow in the opposite direction from the opposite ends to the thick wall portion, the thick rolling portion can be prevented from sagging and the thin wall portion can be prevented from deforming, and the finish rolling process to increase the dimensional accuracy. It has been found that even if is omitted, the dimensional accuracy in the thickness direction of the irregular cross-section strip can be molded to ± 0.005 mm or less.
Moreover, Fe; 0.05-0.15 mass%, P; 0.015-0.050 mass% and Zn; 0.01-0.20 mass%, Ni; 0.01-0.50 mass% By applying the processing method of the present invention to a copper alloy material having a composition comprising Cu and inevitable impurities in the balance, the dimensional accuracy in the thickness direction of the irregular cross-section strip can be formed to ± 0.003 mm or less. I found out. In this case, since the copper alloy material itself has heat resistance, an annealing step for imparting heat resistance to the irregular cross section is naturally not necessary.
これらの知見より、本発明の異形断面銅合金条の製造方法は、複数の大径部と小径部とが交互に並んだ段付きロールと、該段付きロールと平行に配置した平ロールとの間で平板状銅合金材を圧延して、複数の厚肉部と薄肉部とが幅方向に並んだ異形断面銅合金条を製造する方法であって、前記段付きロールと平ロールとの間で前記平板状銅合金材を圧延するに際し、前記平板状銅合金材の幅方向の両端部に、前記段付きロールの小径部により厚肉部を形成しつつ、前記小径部から突出する凸条部により、前記厚肉部の端縁部の少なくとも一部を幅方向の内方に向けて押圧加工を施し、当該厚肉部の厚さをTとするとき、前記厚肉部の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部により残る厚さT1が、T1=0.3×T〜0.9×Tの範囲に設定され、前記厚肉部に隣接する前記薄肉部の厚さT2が、T2=0.20×T〜0.85×Tの範囲に設定され、前記端縁溝部を有する厚肉部の側面と半径方向に沿う垂線とのなす角度θが、θ=0〜60°の範囲に設定されていることを特徴とする。 From these findings, the method for producing a deformed cross-section copper alloy strip of the present invention includes a stepped roll in which a plurality of large diameter portions and small diameter portions are alternately arranged, and a flat roll arranged in parallel with the stepped roll. A method for producing a deformed cross-section copper alloy strip in which a plurality of thick portions and thin portions are aligned in the width direction by rolling a flat copper alloy material between the stepped roll and the flat roll When rolling the flat copper alloy material, the protrusions projecting from the small diameter portion while forming thick portions by the small diameter portions of the stepped rolls at both ends in the width direction of the flat copper alloy material. The edge portion of the thick portion when the thickness of the thick portion is set to T when the thickness of the thick portion is T The thickness T1 remaining by the edge groove formed by pressing is set in the range of T1 = 0.3 × T to 0.9 × T The thickness T2 of the thin portion adjacent to the thick portion is set in a range of T2 = 0.20 × T to 0.85 × T, and the side surface and the radius of the thick portion having the edge groove portion An angle θ formed with a perpendicular along the direction is set in a range of θ = 0 to 60 °.
T1が0.3×T未満であると、厚み方向の寸法精度が低下すると共にねじれ変形が起き、0.9×Tを超えると、メタルフローを抑制する効果が薄れて厚み方向の寸法精度が低下する。
T2が0.20×T未満であると、厚み方向の寸法精度が低下すると共にねじれ変形が起き、0.85×Tを超えると、メタルフローを抑制する効果が薄れて、角部にダレが起き易く、厚み方向の寸法精度が低下する。
角度θが60°を超えると、メタルフローを抑制する効果が薄れて角部のだれがおき易くなり、厚み方向の寸法精度も低下する。
特に、Tが0.5〜0.8mmの範囲内であると、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下にて成形可能となり、Tがこの範囲内を外れると、異形断面条の厚み方向の寸法精度が±0.008mm程度まで低下する傾向が見られる。
更に、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下にて成形可能となるので、寸法精度を上げる為の仕上げ圧延工程を省略することができる。
When T1 is less than 0.3 × T, the dimensional accuracy in the thickness direction is lowered and torsional deformation occurs. When it exceeds 0.9 × T, the effect of suppressing metal flow is reduced, and the dimensional accuracy in the thickness direction is reduced. descend.
When T2 is less than 0.20 × T, the dimensional accuracy in the thickness direction is lowered and torsional deformation occurs. When it exceeds 0.85 × T, the effect of suppressing metal flow is reduced, and sagging occurs at the corners. It tends to occur and the dimensional accuracy in the thickness direction is reduced.
When the angle θ exceeds 60 °, the effect of suppressing the metal flow is weakened, and the corner portion is liable to be bent, and the dimensional accuracy in the thickness direction is also lowered.
In particular, when T is within the range of 0.5 to 0.8 mm, it becomes possible to mold the dimensional accuracy in the thickness direction of the irregular cross section within ± 0.005 mm, and when T is out of this range, the irregular cross section There is a tendency that the dimensional accuracy in the thickness direction of the strips decreases to about ± 0.008 mm.
Furthermore, since the dimensional accuracy in the thickness direction of the irregular cross section can be formed within ± 0.005 mm or less, a finish rolling step for increasing the dimensional accuracy can be omitted.
更に、本発明の異形断面銅合金条の製造方法は、前記平板状銅合金材が、Fe;0.05〜0.15質量%、P;0.015〜0.050質量%およびZn;0.01〜0.20質量%、Ni;0.01〜0.50質量%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする。 Furthermore, in the method for producing a modified cross-section copper alloy strip of the present invention, the flat copper alloy material is Fe: 0.05-0.15 mass%, P: 0.015-0.050 mass%, and Zn: 0 .01 to 0.20 mass%, Ni; 0.01 to 0.50 mass%, with the balance being composed of Cu and inevitable impurities.
この成分組成の平板状銅合金材は、特に本発明の異形断面銅合金条の製造方法と非常に相性が良く、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.003mm以下にて成形可能となる。特に、Tが0.5〜0.8mmであるとよく、Tがこの範囲内を外れると、異形断面条の厚み方向の寸法精度が±0.005mm程度まで低下する傾向が見られる。
また、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.003mm以下にて成形可能となるので、寸法精度を上げる為の仕上げ圧延工程を省略することができ、平板状銅合金材がNi;0.01〜0.050質量%を含有しているので耐熱性を有しており、異形断面条に耐熱性を付与する為の焼鈍工程も不要となる。
The flat copper alloy material having this component composition is particularly compatible with the method for producing a deformed section copper alloy strip of the present invention, and can be formed with a dimensional accuracy in the thickness direction of the deformed section strip of ± 0.003 mm or less. Become. In particular, T is preferably 0.5 to 0.8 mm, and when T is out of this range, there is a tendency that the dimensional accuracy in the thickness direction of the irregular cross-section strips decreases to about ± 0.005 mm.
Further, since the dimensional accuracy in the thickness direction of the irregular cross section can be formed within ± 0.003 mm, the finish rolling step for increasing the dimensional accuracy can be omitted, and the flat copper alloy material is Ni; Since it contains 0.01 to 0.050% by mass, it has heat resistance, and an annealing step for imparting heat resistance to the irregular shaped cross section is not required.
更に、本発明の異形断面銅合金条の製造方法は、前記平板状銅合金材の製造原料の一部として、半導体用リードフレーム材等の製造時に発生する廃棄物から得られるニッケルめっき付き銅合金を使用することを特徴とする。 Furthermore, the method for producing a deformed cross-section copper alloy strip according to the present invention is a copper alloy with nickel plating obtained from waste generated during the production of a semiconductor leadframe material or the like as a part of the raw material for producing the flat copper alloy material. It is characterized by using.
Fe;0.05〜0.15質量%、P;0.015〜0.050質量%およびZn;0.01〜0.20質量%、Ni;0.01〜0.50質量%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成の平板状銅合金材を製造する際のNiの供給源として、半導体用リードフレーム材等の機械加工時に発生するNiめっき付き銅合金屑を使用することにより、廃棄物のリサイクルが図れ、製造コストも低減することになる。 Fe; 0.05 to 0.15 mass%, P; 0.015 to 0.050 mass% and Zn; 0.01 to 0.20 mass%, Ni; 0.01 to 0.50 mass% As a Ni source when manufacturing a flat copper alloy material having a composition consisting of Cu and inevitable impurities as the balance, use copper alloy scraps with Ni plating generated during machining of semiconductor leadframe materials, etc. As a result, waste can be recycled and the manufacturing cost can be reduced.
本発明は、材料ロスにより歩留まり低下させることがなく、設備費の増大等を招くことがなく、仕上げ圧延工程を必要とせず、厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下に成形することができる異形断面銅合金条を製造することができる。 The present invention does not cause a decrease in yield due to material loss, does not cause an increase in equipment costs, does not require a finish rolling process, and can be formed with a dimensional accuracy in the thickness direction of ± 0.005 mm or less. An irregular cross-section copper alloy strip can be produced.
次に本発明の実施形態につき図を参照に説明する。
本実施形態では、図1に示す製造装置を使用することが好ましい。
この製造装置は、図1に示すように、段付きロール1と平ロール2とを備えている。段付きロール1は、半径R1とされた複数の大径部3と、半径R2とされた複数の小径部4とが幅方向に交互に並んだ形状とされ、平ロール2は、幅方向にわたって均一な半径R3とされることにより、外周面が凹凸のない平坦な円周面とされている。これら両ロール1,2は、その間に間隙を開けて両軸線P1,P2を平行にして配置され、図示略の駆動機構によって回転駆動される構成とされている。これら段付きロール1と平ロール2との間に平板状銅合金材5を通すことにより、段付きロール1の大径部3と小径部4とに対応して、薄肉部6と厚肉部7とが幅方向に並んだ異形断面条8が形成されるようになっている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, it is preferable to use the manufacturing apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus includes a
段付きロール1は、図示例では3個の大径部3が小径部4を介して幅方向に並んで配置され、両端部が小径部4とされている。各大径部3は、その外周面が軸線P1方向に平行に形成され、図2及び図3に示すように、両側面11が半径内方に向かうにしたがって漸次大径部3の幅を大きくするように半径方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜面とされ、また、小径部4は、その外周面が軸線P1方向に平行に形成されている。したがって、小径部4の外周面と大径部3の側面11との間の角部のなす角度は90°よりも大きく、また、大径部3の外周面と側面11との間の角部のなす角度も90°より大きく形成されており、大径部3は台形状の断面となるように形成されている。さらに、大径部3の外周面と側面11との間は例えば0.05〜0.2mmの曲率半径r1で面取り加工されている。
In the illustrated example, the stepped
また、この段付きロール1の両端部の小径部4には、大径部3の半径R1より小さいが小径部4の半径R2より大きい半径R4を有し、小径部4から若干の高さで突出する凸条部12が形成されている。この凸条部12は、平板状銅合金材5の幅方向両端部に形成される厚肉部7の端縁部を押圧加工するようになっている。
この場合、凸条部12は、段付きロール1の幅方向内方に位置する側縁部で平板状銅合金材5を押圧加工するようになっており、その部分の側面13は、半径方向内方に向かうにしたがって隣接する大径部3の側面11に近づくように、半径方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜面とされ、この側面13と外周面との間の角度が90°よりも大きく形成されている。また、その傾斜面13と外周面との間は0.1〜0.2mmの曲率半径r2で面取り加工されている。
Further, the
In this case, the
次に、このように構成した製造装置によって平板状銅合金材5から異形断面条8を製造する方法について説明する。
平板状銅合金材5は、銅を97.0質量%以上含有し、Fe、P、Mg、Zn、Si、Ni、Sn、Zr等の金属を少なくとも一種以上含み、他が不可避不純物である組成の厚さ0.6〜1.0mmの銅合金材を用途に応じて適宜選択することが好ましい。
具体的には、三菱伸銅(株)製の商品名OFC、TC、C151、TAMAC194、TAMAC4、TAMAC2、DC1B、ZC、MZC1等の銅合金条であり、強度と導電率のバランスの優れた、Cu−Fe−P系のTAMAC194、TAMAC4、TAMAC2、或いは、Cu−Zr系のZC、MZC1を適用するのが好ましい。
更に、Fe;0.05〜0.15質量%、P;0.015〜0.050質量%およびZn;0.01〜0.20質量%、Ni;0.01〜0.50質量%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材を適用するのが特に好ましい。
Next, a method for manufacturing the modified
The flat copper alloy material 5 contains 97.0% by mass or more of copper, contains at least one metal such as Fe, P, Mg, Zn, Si, Ni, Sn, Zr, etc., and the other is an inevitable impurity. It is preferable to appropriately select a copper alloy material having a thickness of 0.6 to 1.0 mm depending on the application.
Specifically, it is a copper alloy strip such as trade names OFC, TC, C151, TAMAC194, TAMAC4, TAMAC2, DC1B, ZC, MZC1, etc., manufactured by Mitsubishi Shindoh Co., Ltd., and has an excellent balance between strength and conductivity. It is preferable to apply Cu-Fe-P-based TAMAC194, TAMAC4, TAMAC2, or Cu-Zr-based ZC or MZC1.
Furthermore, Fe; 0.05 to 0.15 mass%, P; 0.015 to 0.050 mass% and Zn; 0.01 to 0.20 mass%, Ni; 0.01 to 0.50 mass% It is particularly preferable to use a copper alloy material having a composition containing the balance of Cu and inevitable impurities.
図1に示すように、段付きロール1と平ロール2との間に平板状銅合金材5を通過させて圧延すると、段付きロール1の大径部3によって薄肉部6が形成され、小径部4によって厚肉部7が形成され、これら薄肉部6と厚肉部7とが幅方向に交互に並んだ異形断面銅合金条8が形成される。
As shown in FIG. 1, when a flat copper alloy material 5 is passed between a
この場合、図2に示すように、平ロール2の上で段付きロール1の大径部3によって平板状銅合金材5が圧縮されることにより、この平板状銅合金材5が異形断面条8に変形される過程で、大径部3に押圧される部分には破線矢印に示すようにメタルフローが生じる。このうち、大径部3の外周面で押圧される部分では、この大径部3の外周面と平ロール2との間の薄い部分から、隣接する小径部4と平ロール2との間の厚い部分へ回り込むように材料が流動し、また、大径部3の側面11で押圧される部分では、この側面11が傾斜面であることから、この大径部3に小径部4を介して隣接する他方の大径部3に向けて材料が流動する。このようなメタルフローにおいて、小径部4の両側に大径部3が配置されている部分、例えば図2の右側半分の部分では、両大径部3の間で、その一方の大径部3から他方の大径部3に向けて材料が相互に押圧されるので、大径部3と小径部4との間で形成される溝状部分に緊密に材料が充満して、精度よく厚肉部7を形成することができる。
一方、段付きロール1の両端部に位置する小径部4の部分(図2の左側半分の部分)では、その内側の大径部3の側面11によって材料が押圧されるので、凸条部12がなければ外側に材料が逃げてしまい、大径部3と小径部4との間に鎖線で示すような欠肉部Aが生じることになるが、凸条部12が平板状銅合金材5の端縁部を押圧することにより、図2に実線矢印で示したように、この凸条部12の外周面と平ロール2との間で材料が、小径部4と平ロール2との間に回り込むように流動し、また、凸条部12の内側の側面13は傾斜面であるので、この側面13が小径部4を介して隣接する大径部3に向けて材料を押圧する。
In this case, as shown in FIG. 2, the flat copper alloy material 5 is compressed on the
On the other hand, since the material is pressed by the
この際に、平板状銅合金材5の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部14(図4参照)により残る厚さT1が、厚肉部7の厚さをTとするとき、T1=0.3×T〜0.9×Tの範囲に設定され、厚肉部7に隣接する薄肉部6の厚さをT2するとき、T2=0.20×T〜0.85×Tの範囲に設定され、押圧加工されている端縁溝部14を有する厚肉部7の側面(厚肉部7と薄肉部6との間の傾斜面)7aと半径方向に沿う垂線とのなす角度θをθ=0〜60°(厚肉部7の外周面と側面7aとのなす角度では90〜150°)の範囲に設定することにより、幅方向の両端部では、段付きロール1の大径部3の側面11と小径部4の外周面との間に形成される角部にも緊密に材料が充満し、前述したような欠肉部Aの発生を確実に防止し、精度よく厚肉部7を形成し、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下とすることができる。したがって、その後の仕上げ圧延工程及び焼鈍工程は不要である。
At this time, when the thickness T1 remaining by the edge groove portion 14 (see FIG. 4) formed by pressing the edge portion of the flat copper alloy material 5 is T, the thickness of the
T1が0.3×T未満であると、厚み方向の寸法精度が低下すると共にねじれ変形が起き、0.9×Tを超えると、メタルフローを抑制する効果が薄れて厚み方向の寸法精度が低下する。
T2が0.20×T未満であると、厚み方向の寸法精度が低下すると共にねじれ変形が起き、0.85×Tを超えると、メタルフローを抑制する効果が薄れて、角部にダレが起き易く、厚み方向の寸法精度が低下する。
角度θが60°を超えると、メタルフローを抑制する効果が薄れて角部のだれがおき易くなり、厚み方向の寸法精度も低下する。
When T1 is less than 0.3 × T, the dimensional accuracy in the thickness direction is lowered and torsional deformation occurs. When it exceeds 0.9 × T, the effect of suppressing metal flow is reduced, and the dimensional accuracy in the thickness direction is reduced. descend.
When T2 is less than 0.20 × T, the dimensional accuracy in the thickness direction is lowered and torsional deformation occurs. When it exceeds 0.85 × T, the effect of suppressing metal flow is reduced, and sagging occurs at the corners. It tends to occur and the dimensional accuracy in the thickness direction is reduced.
When the angle θ exceeds 60 °, the effect of suppressing the metal flow is weakened, and the corner portion is liable to be bent, and the dimensional accuracy in the thickness direction is also lowered.
更に、Fe;0.05〜0.15質量%、P;0.015〜0.050質量%およびZn;0.01〜0.20質量%、Ni;0.01〜0.50質量%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材を適用すれば、異形断面条の厚み方向の寸法精度を±0.003mm以下とすることができる。 Furthermore, Fe; 0.05 to 0.15 mass%, P; 0.015 to 0.050 mass% and Zn; 0.01 to 0.20 mass%, Ni; 0.01 to 0.50 mass% If the copper alloy material which contains and the remainder consists of a composition which consists of Cu and an unavoidable impurity is applied, the dimensional accuracy of the thickness direction of a deformed cross-section can be set to +/- 0.003 mm or less.
なお、この幅方向両端部の厚肉部7の端縁部には、凸条部12によって押圧加工されることにより、図4(a)に示すように若干窪んだ端縁溝部14が形成されるが、この端縁溝部14の部分は図4(b)に示すように切り落としてもよいし、0〜3mmの範囲で残しておいてもよい。
In addition, the
幅50mmで厚さ1.0mmの三菱伸銅(株)TAMAC194銅合金材(質量にてCu:97.0%以上、Fe:2.3%、P:0.03%、Zn:0.12%)を使用し、図1に示す製造装置を使用して、本発明の製造方法にて、厚肉部の厚さT、厚肉部の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部により残る厚さT1、薄肉部の厚さT2、押圧加工されている端縁溝部を有する厚肉部の側面と半径方向に沿う垂線とのなす角度θを表1の様に変えて、厚肉部の幅が1.0mm、薄肉部の幅が4.0mmの異形断面条を製造し、この異形断面条に仕上げ圧延工程を施さずに、厚肉部及び薄肉部の厚さの加工精度を測定した。また、比較例として、T、T1、T2、θを表1に示すように変えた異形断面条を製造して、同様に加工精度を測定した。その結果を表1に示す。 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. TAMAC194 copper alloy material having a width of 50 mm and a thickness of 1.0 mm (by mass: Cu: 97.0% or more, Fe: 2.3%, P: 0.03%, Zn: 0.12 1), and using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, in the manufacturing method of the present invention, the thickness T of the thick portion and the edge formed by pressing the end portion of the thick portion The thickness T1 remaining by the groove part, the thickness T2 of the thin part, the angle θ between the side surface of the thick part having the edge groove part subjected to pressing and the perpendicular along the radial direction is changed as shown in Table 1, and the thickness is changed. Manufacturing a deformed section with a width of 1.0 mm and a width of a thin section of 4.0 mm, and processing the thickness of the thick and thin sections without subjecting the deformed section to a finish rolling step Was measured. In addition, as a comparative example, an irregular cross section having T, T1, T2, and θ changed as shown in Table 1 was manufactured, and the machining accuracy was measured in the same manner. The results are shown in Table 1.
表1から明らかな様に、本発明の製造方法により製造された異形断面銅合金条は、仕上げ圧延をすることなく、厚み方向の寸法精度が±0.005mm以下となることがわかる。 As is apparent from Table 1, it can be seen that the deformed cross-section copper alloy strip produced by the production method of the present invention has a dimensional accuracy of ± 0.005 mm or less without finish rolling.
表面にNiめっきがなされた銅合金屑をNi源として、一般的な手法、例えば、銅合金鋳塊を加熱又は均質加熱処理した後に熱間圧延し、熱間圧延後の板を水冷し、冷間圧延を行い、焼鈍を行うことにより製造された、Fe;0.05〜0.15質量%、P;0.015〜0.050質量%およびZn;0.01〜0.20質量%、Ni;0.01〜0.050質量%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材を使用し、図1に示す製造装置を使用して、本発明の製造方法にて、厚肉部の厚さT、厚肉部の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部により残る厚さT1、薄肉部の厚さT2、押圧加工されている端縁溝部を有する厚肉部の側面と半径方向に沿う垂線とのなす角度θを表2の様に変えて、厚肉部の幅が1.0mm、薄肉部の幅が4.0mmの異形断面条を製造し、この異形断面条に仕上げ圧延工程及び焼鈍工程を施さずに、厚肉部及び薄肉部の厚さの加工精度を測定した。また、比較例として、T、T1、T2、θを表2に示すように変えた異形断面条を製造して、同様に加工精度を測定した。その結果を表2に示す。 Copper alloy scraps with Ni plating on the surface are used as a Ni source, and a general method, for example, a copper alloy ingot is heated or homogeneously heated and then hot-rolled, and the hot-rolled plate is water-cooled and cooled. Fe; 0.05 to 0.15 mass%, P; 0.015 to 0.050 mass% and Zn; 0.01 to 0.20 mass%, manufactured by performing hot rolling and annealing Ni: 0.01 to 0.050% by mass, a copper alloy material having a composition consisting of Cu and unavoidable impurities in the balance is used, and the manufacturing apparatus shown in FIG. The thickness T of the thick portion, the thickness T1 remaining by the edge groove formed by pressing the edge portion of the thick portion, the thickness T2 of the thin portion, the edge groove portion subjected to the press processing By changing the angle θ between the side surface of the thick part having the vertical axis and the perpendicular along the radial direction as shown in Table 2, the thick part Manufacturing a deformed section with a width of 1.0 mm and a width of the thin section of 4.0 mm, and processing accuracy of the thickness of the thick section and the thin section without subjecting the deformed section to a finish rolling process and an annealing process Was measured. In addition, as a comparative example, an irregular cross section having T, T1, T2, and θ changed as shown in Table 2 was manufactured, and the machining accuracy was measured in the same manner. The results are shown in Table 2.
表2から明らかな様に、本発明の製造方法により製造された異形断面銅合金条は、仕上げ圧延をすることなく、厚み方向の寸法精度が±0.003mm以下となることがわかる。 As is apparent from Table 2, it can be seen that the deformed cross-section copper alloy strip manufactured by the manufacturing method of the present invention has a dimensional accuracy of ± 0.003 mm or less without finish rolling.
更に、実施例2−1〜2−6の異形断面銅合金条の薄肉部から試料を切り出し、400℃で5分間の加熱を行い、その前後でビッカース硬さ(Hv)を測定した。ビッカース硬さの測定は、マイクロビッカース硬度計にて、4.9N(0.5kgf)の加重を加えて行った。
その結果を表3に示す。
Furthermore, the sample was cut out from the thin part of the deformed cross-section copper alloy strips of Examples 2-1 to 2-6, heated at 400 ° C. for 5 minutes, and before and after that Vickers hardness (Hv) was measured. The measurement of Vickers hardness was performed by applying a weight of 4.9 N (0.5 kgf) with a micro Vickers hardness tester.
The results are shown in Table 3.
表3から明らかな様に、本発明の製造方法により製造された異形断面銅合金条は、十分な耐熱性を有していることがわかり、耐熱性を付与するための焼鈍処理が不要であることがわかる。 As is apparent from Table 3, the deformed cross-section copper alloy strip produced by the production method of the present invention has sufficient heat resistance, and annealing treatment for imparting heat resistance is unnecessary. I understand that.
これらの結果より、本発明の製造方法により、材料ロスにより歩留まりを低下させることがなく、設備費の増大等を招くことがなく、仕上げ圧延工程を必要とせず、厚み方向の寸法精度を±0.005mm以下に成形された異形断面銅合金条を得られることがわかる。 From these results, according to the manufacturing method of the present invention, the yield is not reduced due to material loss, the equipment cost is not increased, the finish rolling process is not required, and the dimensional accuracy in the thickness direction is ± 0. It can be seen that a deformed cross-section copper alloy strip molded to 0.005 mm or less can be obtained.
以上、本発明の実施形態の製造方法について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、凸条部12に、その側面13と外周面との間の角部を若干の曲率半径r2で面取りしたが、図7に示す段付きロール21の凸条部22のように、曲率半径r3をさらに大きくして、断面が凸円弧面となる側面23としてもよい。
要は、凸条部は、段付きロールの幅方向内方に向く側面が、その外周端から半径方向内方に向かうにしたがって隣接する大径部の側面に漸次近づく方向に傾斜している形状であればよく、平坦面、凸円弧面のいずれでもよい。
また、厚肉部と薄肉部との数や寸法等は図示例に限定されるものではなく、複数の厚肉部どうし、薄肉部どうしの厚さや幅をそれぞれ同じ寸法に設定してもよいし、それぞれ異なる寸法に設定したものとしてもよい。
The manufacturing method of the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the said embodiment, although the corner | angular part between the
In short, the shape of the ridge portion is such that the side surface facing the inner side in the width direction of the stepped roll is inclined in a direction gradually approaching the side surface of the adjacent large diameter portion from the outer peripheral end toward the inner side in the radial direction. Any of a flat surface and a convex arc surface may be used.
Further, the number and dimensions of the thick and thin portions are not limited to the illustrated example, and the thickness and width of the plurality of thick portions may be set to the same size. These may be set to different dimensions.
1 段付きロール
2 平ロール
3 大径部
4 小径部
5 平板状銅合金材
6 薄肉部
7 厚肉部
7a 側面
8 異形断面銅合金条
11 側面(傾斜面)
12 凸条部
13 側面(傾斜面)
14 溝状部
21 段付きロール
22 凸条部
23 側面(傾斜面)
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12
14
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