JP2012097307A

JP2012097307A - 銅合金及びこれを用いた伸銅品、電子部品及びコネクタ及び銅合金の製造方法

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Publication number: JP2012097307A
Application number: JP2010244794A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Horie; 弘泰堀江; Naohiko Era; 尚彦江良
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: TW201231690A; TWI429766B; CN102453815A; KR101367017B1; KR20120046052A; JP5611773B2; CN102453815B

Abstract

【課題】優れた強度及び曲げ加工性を有するチタン銅、伸銅品、電子部品、コネクタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｔｉを２．０〜４．０質量％含有し、第３元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０〜０．２質量％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる銅合金であって、圧延面のＸ線回折強度を測定したときに、（３１１）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式：｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦２．５４を満たし、且つ（２２０）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式：１５≦｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦９５を満たす銅合金である。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えばコネクタ等の電子部品用部材に好適なチタンを含む銅合金及びこれを用いた伸銅品、電子部品及びコネクタ及び銅合金の製造方法に関する。

近年では携帯端末などに代表される電子機器の小型化が益々進み、従ってそれに使用されるコネクタは狭ピッチ化及び低背化の傾向が著しい。小型のコネクタほどピン幅が狭く、小さく折り畳んだ加工形状となるため、使用する素材には、必要なバネ性を得るための高い強度と過酷な曲げ加工に耐え得る、優れた曲げ加工性が求められる。この点、チタンを含有する銅合金（以下、「チタン銅」と称する。）は、比較的強度が高く、応力緩和特性にあっては銅合金中最も優れているため、素材強度が要求される信号系端子用素材として古くから使用されてきた。

チタン銅は時効硬化型の銅合金である。具体的には、溶体化処理によって溶質原子であるＴｉの過飽和固溶体を形成させ、その状態から低温で比較的長時間の熱処理を施すと、スピノーダル分解によって、母相中にＴｉ濃度の周期的変動である変調構造が発達し、強度が向上する。かかる強化機構を基本としてチタン銅の更なる特性向上を目指して種々の手法が研究されている。

この際、問題となるのは、強度と曲げ加工性が相反する特性である点である。すなわち、強度を向上させると曲げ加工性が損なわれ、逆に、曲げ加工性を重視すると所望の強度が得られないということである。

そこで、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉなどの第３元素を添加する（特許文献１）、母相中に固溶する不純物元素群の濃度を規制し、これらを第二相粒子（Ｃｕ−Ｔｉ−Ｘ系粒子）として所定の分布形態で析出させて変調構造の規則性を高くする（特許文献２）、結晶粒を微細化させるのに有効な微量添加元素と第二相粒子の密度を規定する（特許文献３）、結晶粒を微細化する（特許文献４）などの観点から、チタン銅の強度と曲げ加工性の両立を図ろうとする研究開発が従来なされてきた。

また、特許文献５では、結晶方位に着目し、曲げ加工における割れを防止するために熱間圧延条件を調整してＩ｛４２０｝／Ｉ₀｛４２０｝＞１.０とし、さらに冷間圧延率を調整してＩ｛２２０｝／Ｉ₀｛２２０｝≦３.０を満たすように結晶配向を制御することで、強度、曲げ加工性及び耐応力緩和性を改善した技術も提案されている。

特開２００４−２３１９８５号公報特開２００４−１７６１６３号公報特開２００５−９７６３８号公報特開２００６−２８３１４２号公報特開２００８−３０８７３４号公報

上記のチタン銅は、インゴットの溶解鋳造→均質化焼鈍→熱間圧延→（焼鈍及び冷間圧延の繰り返し）→最終溶体化処理→冷間圧延→時効処理の順序によって製造することを基本としており、この工程を基本として特性の改善を図ってきた。しかしながら、より優れた特性をもつチタン銅を得る上では、更なる改善の余地が残されている。

そこで、本発明は、従来とは異なる観点からチタン銅の特性改善を試みることにより、優れた強度及び曲げ加工性を有する銅合金及びこれを用いた伸銅品、電子部品及びコネクタ及び銅合金の製造方法を提供する。

本発明者は上記課題を解決するための検討過程において、溶体化処理後に、チタンの準安定相又は安定相が生成しないか又は一部生成する程度の適切な熱処理（亜時効処理）を行い、予め一定程度スピノーダル分解を起こしておくと、その後に冷間圧延及び時効処理を行って最終的に得られるチタン銅の強度が有意に向上することを見出した。即ち、従来のチタン銅が、スピノーダル分解を起こす熱処理工程を、時効処理の１段階で行っていたのに対し、本発明のチタン銅の製造方法では、冷間圧延を挟んでスピノーダル分解を２段階で起こす点で大きく異なる。

更に、第３元素の添加量を更に最適な範囲に調節することで、従来は、固溶を目的とした第２の溶体化処理と再結晶を目的とした第２の溶体化処理の２段階で処理していたものを、１回の溶体化処理で固溶と再結晶化を同時に行うことができ、生産効率に優れ、且つ強度及び曲げ加工性のバランスに優れたチタン銅が得られることも分かった。

上記知見に基づいて完成した本発明は一側面において、Ｔｉを２．０〜４．０質量％含有し、第３元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０〜０．２質量％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる銅合金であって、圧延面のＸ線回折強度を測定したときに、（３１１）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（１）：｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦２．５４・・・（１）を満たし、且つ（２２０）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（２）：１５≦｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦９５・・・（２）を満たす銅合金である。

本発明は別の一側面において、Ｔｉを２．０〜４．０質量％含有し、第３元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．１５質量％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる銅合金であって、圧延面のＸ線回折強度を測定したときに、（３１１）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（１）：｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦２．５４・・・（１）を満たし、且つ（２２０）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（３）：３０≦｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦９５・・・（３）を満たす銅合金である。

本発明は更に別の一側面において、上記銅合金からなる伸銅品である。

本発明は更に別の一側面において、上記銅合金からなる電子部品である。

本発明は更に別の一側面において、上記銅合金を備えたコネクタである。

本発明は更に別の一側面において、Ｔｉを２．０〜４．０質量％含有し、第３元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０〜０．２質量％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる銅合金素材に対して、銅合金素材を、７３０〜８８０℃においてＴｉの固溶限が添加量と同じになる固溶限温度に比べて０〜２０℃高い温度になるまで加熱して急冷する溶体化処理を行い、溶体化処理に続いて熱処理を行い、熱処理に続いて加工率５〜４０％で最終冷間圧延を行い、最終冷間圧延に続いて時効処理を行うことを含む上記銅合金の製造方法である。

本発明に係る銅合金の製造方法は一実施態様において、上記熱処理が、チタン濃度（質量％）を[Ｔｉ]とした場合に、導電率の上昇値Ｃ（％ＩＡＣＳ）が以下の関係式（４）：０．５≦Ｃ≦（−０．５０ [Ｔｉ]²−０．５０[Ｔｉ]＋１４）・・・（４）を満たすように、導電率を上昇させる熱処理を行うことを含む。

＜Ｔｉ含有量＞
Ｔｉが２質量％未満ではチタン銅本来の変調構造の形成による強化機構を充分に得ることができないことから十分な強度が得られず、逆に４．０質量％を超えると粗大なＴｉＣｕ₃が析出し易くなり、強度及び曲げ加工性が劣化する傾向にある。従って、本発明に係る銅合金中のＴｉの含有量は２．０〜４．０質量％であり、好ましくは２．７〜３．５質量％、更に好ましくは２．９〜３．３質量％である。Ｔｉの含有量を適正化することで、電子部品用に適した優れた強度及び曲げ加工性を共に実現することができる。

＜第３元素＞
第３元素は結晶粒の微細化に寄与するため、所定の第３元素を添加することができる。具体的には、Ｔｉが十分に固溶する高い温度で溶体化処理をしても結晶粒が容易に微細化し、強度が向上しやすい。また、第３元素は変調構造の形成を促進させる。更に、ＴｉＣｕ₃の析出を抑制する効果もある。そのため、チタン銅本来の時効硬化能が得られるようになる。

チタン銅において上記効果が最も高いのがＦｅである。そして、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｂ及びＰにおいてもＦｅに準じた効果が期待でき、単独の添加でも効果が見られるが、２種以上を複合添加してもよい。

これらの元素は、合計で０．０１質量％以上含有するとその効果が現れだすが、合計で０．５質量％を超えるとＴｉの固溶限を狭くして粗大な第二相粒子を析出し易くなり、強度は若干向上するが曲げ加工性が劣化する。同時に、粗大な第二相粒子は、曲げ部の肌荒れを助長し、プレス加工での金型磨耗を促進させる。従って、第３元素群としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０〜０．５質量％、より好ましくは０〜０．２質量％、更に好ましくは０．０１〜０．１５質量％含有するのが好ましい。

第３元素の添加は、チタン銅の結晶粒の微細化には有効な反面、固溶限温度を上昇させる場合があるため、第３元素を添加しない場合に比べて固溶温度を高くする必要がある。従来では、第３元素を十分に固溶させるために、１回目の溶体化処理を高温で比較的長時間で行った後、最終の溶体化処理を行っていた。しかしながら、２回の溶体化処理を行うことにより、製造工程に負荷がかかり、生産効率が低くなる場合がある。本実施形態では、チタン銅中の第３元素の濃度を０〜０．２質量％、更に好ましくは０．０１〜０．１５質量％に調整することで、処理温度を従来よりも低くした状態で、第３元素の固溶と再結晶化を１回の溶体化処理で同時に行うことができる。これにより、チタン銅の製造に必要な熱量が従来に比べて少量で済み、処理時間も短時間で済み、生産効率が向上し、大量生産に好適なプロセスが実現できる。

＜Ｘ線回折による積分強度＞
溶体化処理後の圧延面の集合組織は（２００）面の構成比率が高く、圧延が進むにつれて回転が起こり、最終的には（２２０）面の構成比率が高くなるのが一般的である。本発明者らの検討の結果、本実施形態に係る製造工程、即ち、最終の溶体化処理後、冷間圧延を行う前に熱処理を行った場合は、従来の工程、即ち、溶体化処理→冷間圧延→時効処理の製造工程に比べて、母材中に変調構造が発達するため、（２００）面から（３１１）面への回転が起こりにくくなることを見出した。よって、本実施形態に係る銅合金は、圧延面のＸ線回折強度（積分強度）を測定したときに、（３１１）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（１）：
｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦２．５４・・・（１）
を満たすのが好ましい。
本発明において、純銅標準粉末は３２５メッシュ（ＪＩＳＺ８８０１）の純度９９．５％の銅粉末で定義される。

｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝は０．５０〜２．００であるのがより好ましく、更に好ましくは｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝が０．８０〜１．７５である。｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝が２．５４より大きい場合、強度（０．２％耐力）が弱くなり、曲げ加工性も悪化する場合がある。

チタン銅の集合組織は、最終の圧延工程の加工率にも影響を受ける。即ち、圧延の加工率が大きすぎると、（２２０）面が発達しすぎて曲げ性が劣化となり、加工率が低すぎると、（２２０）面の発達が不十分で強度が低下するとなる場合がある。本実施形態に係るチタン銅は加工率を５〜４０％で行うのが好ましく、より好ましくは１０〜３０％である。この場合の圧延面の集合組織は、（２２０）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（２）：
１５≦｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦９５・・・（２）
を満たすのが好ましい。｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝が１５より小さい場合は加工率が低く圧延工程による加工硬化が不十分となる場合がある。

溶体化処理を２回行った場合と溶体化処理を１回のみとした場合の集合組織を比較すると、溶体化処理を１回のみとした場合の方が、溶体化処理を２回した場合に比べて再結晶集合組織が弱く、（２２０）／（２００）比の値が大きくなることが分かった。強度と曲げ性の良好なバランスを得る上では、関係式（１）に加えて、関係式（２）の代わりに以下の関係式（３）：
３０≦｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦９５・・・（３）
を満たすのがより好ましく、更に好ましくは、｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝は、４０〜７０であり、更に好ましくは｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝が４０〜５５である。

＜用途＞
本実施形態に係る銅合金は種々の伸銅品、例えば板、条、管、棒、箔及び線として提供されることができる。本実施形態に係る銅合金を加工することにより、例えばスイッチ、コネクタ、ジャック、端子、リレー等の電子部品が得られる。

＜製造方法＞
本実施形態に係る銅合金の１つの特徴は、最終溶体化処理の後、冷間圧延前に所定の材料温度条件で短時間の熱処理を行うことである。熱処理時、材料の温度が高く長くなり過ぎると、その後の時効処理において強度にそれほど寄与しないβ’相や曲げ加工性を悪化させるβ相の析出がしやすくなる。また、熱処理時の材料の温度が低く短くなり過ぎると、時効処理においてスピノーダル分解によって生じる変調構造の発達が不十分となりやすい。

溶体化処理後のチタン銅を熱処理すると、変調構造の発達に伴い導電率が上昇するので、焼鈍の度合は、焼鈍の前後での導電率の変化を指標とすることができる。本発明者の研究によれば、熱処理は導電率を０．５〜８％ＩＡＣＳ、好ましくは１〜４％ＩＡＣＳ上昇させるような条件で行うのが望ましい。即ち、ここではピーク硬度に対して９０％よりも小さくなるような熱処理を行うのが好ましい。このような導電率の上昇に対応する具体的な熱処理条件は、材料温度３００℃以上７００℃未満として０．００１〜１２時間加熱する条件である。

より具体的には、本実施形態に係る熱処理は、チタン濃度（質量％）を[Ｔｉ]とした場合に、導電率の上昇値Ｃ（％ＩＡＣＳ）が以下の関係式（４）を満たすことができる。
０．５≦Ｃ≦（−０．５０ [Ｔｉ]²−０．５０[Ｔｉ]＋１４）・・・（４）
上記（４）式に従えば、例えば、Ｔｉ濃度２．０質量％の場合は、導電率を０．５〜１１％ＩＡＣＳ上昇させるような条件で行うのが望ましく、Ｔｉ濃度３．０質量％の場合は、導電率を０．５〜８％ＩＡＣＳ上昇させるような条件で行うのが望ましく、Ｔｉ濃度４．０質量％の場合は、導電率を０．５〜４％ＩＡＣＳ上昇させるような条件で行うのが望ましい。

より好ましくは、本実施形態に係る熱処理は、チタン濃度（質量％）を[Ｔｉ]とした場合に、導電率の上昇値Ｃ（％ＩＡＣＳ）が以下の関係式（５）を満たすことである。
１．０≦Ｃ≦（０．２５ [Ｔｉ]²−３．７５[Ｔｉ]＋１３）・・・（５）
上記（５）式に従えば、例えば、Ｔｉ濃度２．０質量％の場合は、導電率を１．０〜６．５％ＩＡＣＳ上昇させるような条件で行うのが望ましく、Ｔｉ濃度３．０質量％の場合は、導電率を１．０〜４％ＩＡＣＳ上昇させるような条件で行うのが望ましく、Ｔｉ濃度４．０質量％の場合は、導電率を１．０〜２％ＩＡＣＳ上昇させるような条件で行うのが望ましい。

なお、最終の溶体化処理後の熱処理に銅合金の硬度がピークとなる時効を行った場合、導電率の差は、例えばＴｉ濃度２．０質量％で１３％ＩＡＣＳ、Ｔｉ濃度３．０％で１０％ＩＡＣＳ、Ｔｉ濃度４．０％で５％ＩＡＣＳ程度上昇することになる。即ち、本実施形態に係る最終溶体化処理後の熱処理は、硬度がピークとなる時効よりも、銅合金に与える熱量が非常に小さい。

熱処理は以下の何れかの条件で行うのが好ましい。
・材料温度３００℃以上４００℃未満として０．５〜３時間加熱
・材料温度４００℃以上５００℃未満として０．０１〜０．５時間加熱
・材料温度５００℃以上６００℃未満として０．００１〜０．０１時間加熱
・材料温度６００℃以上７００℃未満として０．００１〜０．００５時間加熱

また、熱処理は以下の何れかの条件で行うのがより好ましい。
・材料温度３５０℃以上４００℃未満として１〜３時間加熱
・材料温度４００℃以上４５０℃未満として０．２〜０．５時間加熱
・材料温度５００℃以上５５０℃未満として０．００５〜０．０１時間加熱
・材料温度５５０℃以上６００℃未満として０．００１〜０．００５時間加熱
・材料温度６００℃以上６５０℃未満として０．００２５〜０．００５時間加熱

以下、工程毎に好ましい実施形態を説明する。
１）インゴット製造工程
溶解及び鋳造によるインゴットの製造は、基本的に真空中又は不活性ガス雰囲気中で行う。溶解において添加元素の溶け残りがあると、強度の向上に対して有効に作用しない。よって、溶け残りをなくすため、ＦｅやＣｒ等の高融点の添加元素は、添加してから十分に攪拌したうえで、一定時間保持する必要がある。一方、ＴｉはＣｕ中に比較的溶け易いので第３元素群の溶解後に添加すればよい。従って、Ｃｕに、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０〜０．２質量％含有するように添加し、次いでＴｉを２．０〜４．０質量％含有するように添加してインゴットを製造する。

２）均質化焼鈍及び熱間圧延
ここでは凝固偏析や鋳造中に発生した晶出物をできるだけ無くすことが望ましい。後の溶体化処理において、第二相粒子の析出を微細かつ均一に分散させる為であり、混粒の防止にも効果があるからである。インゴット製造工程後には、９００〜９７０℃に加熱して３〜２４時間均質化焼鈍を行った後に、熱間圧延を実施するのが好ましい。液体金属脆性を防止するために、熱延前及び熱延中は９６０℃以下とするのが好ましい。

３）第一溶体化処理
その後、冷延と焼鈍を適宜繰り返してから溶体化処理を行う。具体的には、第一溶体化処理は加熱温度を８５０〜９００℃とし、２〜１０分間行えばよい。そのときの昇温速度及び冷却速度においても極力速くし、第二相粒子が析出しないようにするのが好ましい。但し、第３元素の添加量を０．０１〜０．１５質量％とした場合には、第一溶体化処理を経ることなく、最終の溶体化処理のみで固溶と再結晶を行うことができるため、第一溶体化処理工程は省略することが好ましい。

４）中間圧延
最終の溶体化処理前の中間圧延における加工度を高くするほど、最終の溶体化処理における第二相粒子が均一かつ微細に析出する。但し、加工度をあまり高くして最終の溶体化処理を行うと、再結晶集合組織が発達して、塑性異方性が生じ、プレス整形性を害することがある。従って、中間圧延の加工度は好ましくは７０〜９９％ある。加工度は｛（圧延前の厚み−圧延後の厚み）／圧延前の厚み）×１００％｝で定義される。

５）最終の溶体化処理
最終溶体化処理前の銅合金素材中には鋳造又中間圧延過程で生成された析出物が存在する。この析出物は、曲げ性及び時効後の機械的特性増加を妨げる場合があるため、最終の溶体化処理では、銅合金素材中の析出物を完全に固溶させる温度に銅合金素材を加熱することが望ましい。しかしながら、析出物を完全に無くすまで高温に加熱すると、析出物による粒界のピン止め効果が無くなり、結晶粒が急激に粗大化する。結晶粒が急激に粗大化すると強度が低下する傾向にある。

このため、加熱温度としては、溶体化前の銅合金素材が、第二相粒子組成の固溶限付近の温度になるまで加熱する。Ｔｉの添加量が２．０〜４．０質量％の範囲でＴｉの固溶限が添加量と等しくなる温度（本発明では「固溶限温度」という。）は７３０〜８４０℃程度であり、例えばＴｉの添加量が３．０質量％では８００℃程度である。そしてこの温度まで急速に加熱し、冷却速度も速くすれば粗大な第二相粒子の発生が抑制される。従って、典型的には、７３０〜８８０℃のＴｉの固溶限が添加量と同じになる温度以上に加熱し、より典型的には７３０〜８８０℃のＴｉの固溶限が添加量と同じになる温度に比べて０〜２０℃高い温度、好ましくは０〜１０℃高い温度に加熱する。

最終溶体化処理における粗大な第二相粒子の発生を抑制するために、銅合金素材の加熱及び冷却は出来るだけ急速に行うのが好ましい。具体的には、第二相粒子組成の固溶限付近の温度よりも５０〜５００℃程度、好ましくは１５０〜５００℃程度高くした雰囲気中に銅合金素材を配置することにより急速加熱を行える。冷却は水冷等により行われる。

６）熱処理
最終の溶体化処理の後、熱処理を行う。熱処理の条件は先述した通りである。

７）最終の冷間圧延
上記焼鈍後、最終の冷間圧延を行う。最終の冷間加工によってチタン銅の強度を高めることができる。この際、加工度が５％未満では充分な効果が得られないので加工度を５％以上とするのが好ましい。但し、加工度が高すぎると粒内析出による格子歪よりも結晶粒の扁平による加工歪が大きくなり、曲げ加工性が劣化する。さらに必要に応じて実施する時効処理や歪取焼鈍で粒界析出が起こり易いので、加工度を４０％以下、好ましくは５〜４０％、より好ましくは１０〜３０％、更に好ましくは１５〜２５％とする。

８）時効処理
最終の冷間圧延の後、時効処理を行う。時効処理の条件は慣用の条件でよいが、時効処理を従来に比べてと軽めに行うと、強度と曲げ加工性のバランスが更に向上する。具体的には、時効処理は材料温度３００〜４００℃で３〜１２時間加熱の条件で行うのが好ましい。なお、時効処理を行わない場合や、時効処理時間が短い（２時間未満）場合、時効処理温度が低い（２９０℃未満）場合には、強度および導電率が低下する場合がある。また、時効時間が長い場合（１３時間以上）又は、時効温度が高い場合（４５０℃以上）、導電率は高くなるが、強度が低下する場合がある。

時効処理は以下の何れかの条件で行うのがより好ましい。
・材料温度３４０℃以上３６０℃未満として５〜８時間加熱
・材料温度３６０℃以上３８０℃未満として４〜７時間加熱
・材料温度３８０℃以上４００℃未満として３〜６時間加熱

時効処理は以下の何れかの条件で行うのが更により好ましい。
・材料温度３４０℃以上３６０℃未満として６〜７時間加熱
・材料温度３６０℃以上３８０℃未満として５〜６時間加熱
・材料温度３８０℃以上４００℃未満として４〜６時間加熱

なお、当業者であれば、上記各工程の合間に適宜、表面の酸化スケール除去のための研削、研磨、ショットブラスト酸洗等の工程を行なうことができることは理解できるだろう。

以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。

本発明例の銅合金を製造するに際しては、活性金属であるＴｉが第２成分として添加されるから、溶製には真空溶解炉を用いた。また、本発明で規定した元素以外の不純物元素の混入による予想外の副作用が生じることを未然に防ぐため、原料は比較的純度の高いものを厳選して使用した。

Ｃｕに必要に応じて表１の第３元素を添加した後、表１の濃度のＴｉを添加し、残部銅及び不可避的不純物の組成を有するインゴットに対して９５０℃で３時間加熱する均質化焼鈍の後、９００〜９５０℃で熱間圧延を行い、板厚１０ｍｍの熱延板を得た。面削による脱スケール後、冷間圧延して素条の板厚（１．５ｍｍ）とし、必要に応じて（第３元素の添加量に応じて）素条での第１次溶体化処理を行った。第１次溶体化処理の条件は８５０℃で７．５分間加熱とした。次いで、中間の冷間圧延では最終板厚が０．２５ｍｍとなるように中間の板厚を調整して冷間圧延した後、急速加熱が可能な焼鈍炉に挿入して最終の溶体化処理を行い、その後、水冷した。このときの加熱条件は材料温度がＴｉの固溶限が添加量と同じになる温度（Ｔｉ濃度３．２質量％で約８００℃、Ｔｉ濃度２．０質量％で約７３０℃、Ｔｉ濃度４．０質量％で約８４０℃）を基準として、Ｔｉの固溶限が添加量と同じになる温度よりも０〜２０℃高い条件となるように、表１に記載の加熱条件で各々１分間保持した。

次いで、試験片によっては冷間圧延を表１に記載の条件で行った後に、Ａｒ雰囲気中で表１に記載の条件で熱処理を行った。酸洗による脱スケール後、表１に記載の条件で最終の冷間圧延し、最後に表１に記載の各加熱条件で時効処理を行って、実施例及び比較例の試験片とした。

得られた各試験片について、以下の条件で特性評価を行った。結果を表２に示す。
＜強度＞
引張方向が圧延方向と平行になるように、プレス機を用いてＪＩＳ１３Ｂ号試験片を作製した。ＪＩＳ−Ｚ２２４１に従ってこの試験片の引張試験を行ない、圧延平行方向の０．２％耐力（ＹＳ）を測定した。
＜曲げ加工性＞
ＪＩＳＨ３１３０に従って、Ｂａｄｗａｙ（曲げ軸が圧延方向と同一方向）のＷ曲げ試験を行って割れの発生しない最小半径（ＭＢＲ）の板厚（ｔ）に対する比であるＭＢＲ／ｔ値を測定した。
＜導電率＞
ＪＩＳＨ０５０５に準拠し、４端子法で導電率（ＥＣ：％ＩＡＣＳ）を測定した。
＜結晶方位＞
各試験片について、理学電機社製型式ｒｉｎｔＵｌｔｉｍａ２０００のＸ線回折装置を用いて、以下の測定条件で圧延面の回折強度曲線を取得し、（１１１）結晶面、（２００）結晶面、（２２０）結晶面、（３１１）結晶面のＸ線回折強度（積分値）Ｉを測定した。同様の測定条件で、純銅粉標準試料についても（１１１）結晶面、（２００）結晶面、（２２０）結晶面、（３１１）結晶面についてＸ線回折強度（積分値）Ｉ₀を求め、Ｉ／Ｉ₀（１１１）、Ｉ／Ｉ₀（２００）、Ｉ／Ｉ₀（２２０）、Ｉ／Ｉ₀（３１１）をそれぞれ計算し、｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝及びＩ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝を求めた。
・ターゲット：Ｃｕ管球
・管電圧：４０ｋＶ
・管電流：４０ｍＡ
・走査速度：５°／ｍｉｎ
・サンプリング幅：０．０２°

＜考察＞
比較例１〜５は、第３元素の添加元素を０〜０．１７質量％とし、第一溶体化処理を行わずに最終の溶体化処理１回のみ行い、最終の溶体化処理→冷間圧延→時効処理の従来の手順順で製造した場合の例を示す。比較例１〜５では、十分な強度が得られていない。
比較例６〜１０は、第３元素の添加元素を０〜０．１７質量％とし、２段階の溶体化処理（第一溶体化処理及び最終の溶体化処理）を行い、最終の溶体化処理→冷間圧延→時効処理の従来の手順で製造した場合の例を示す。比較例５〜１０では曲げ性は向上するものの、十分な強度が得られていない。
比較例１１は、最終の溶体化処理→熱処理→冷間圧延→時効処理の手順で製造した場合において、冷間圧延時の加工度を低くしすぎた場合の例を示す。比較例１１では、加工度が低すぎるために十分な強度が得られていない。
比較例１２は、最終の溶体化処理→熱処理→冷間圧延→時効処理の手順で製造した場合において、冷間圧延時の加工度を高くしすぎた場合の例を示す。比較例１２では、十分な強度は得られているが、加工度が高すぎるために曲げ性が劣化した。
比較例１３は、最終の溶体化処理→熱処理→冷間圧延→時効処理の手順で製造した場合において、最終の溶体化処理をチタン銅の硬度がピークに近くなるような条件（ピーク時効条件）で行い、更に、最終の時効処理を極短時間で行った場合の例を示す。比較例１３では、溶体化後の熱処理をピーク付近にしたために、粗大な安定相が析出し曲げ性が劣化した。
比較例１〜１３と比べると、実施例１〜１１は、強度と曲げ加工性がバランス良く向上していることが分かる。

Claims

Ｔｉを２．０〜４．０質量％含有し、第３元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０〜０．２質量％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる銅合金であって、圧延面のＸ線回折強度を測定したときに、
（３１１）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（１）：
｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦２．５４・・・（１）
を満たし、且つ
（２２０）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（２）：
１５≦｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦９５・・・（２）
を満たす銅合金。
Ｔｉを２．０〜４．０質量％含有し、第３元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．１５質量％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる銅合金であって、圧延面のＸ線回折強度を測定したときに、
（３１１）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（１）：
｛Ｉ／Ｉ₀（３１１）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦２．５４・・・（１）
を満たし、且つ
（２２０）面及び（２００）面における純銅粉末のＸ線回折強度Ｉ₀に対する圧延面のＸ線回折強度Ｉの比（Ｉ／Ｉ₀）が、以下の関係式（３）：
３０≦｛Ｉ／Ｉ₀（２２０）｝／｛Ｉ／Ｉ₀（２００）｝≦９５・・・（３）
を満たす銅合金。
請求項１又は２に記載の銅合金からなる伸銅品。
請求項１又は２に記載の銅合金からなる電子部品。
請求項１又は２に記載の銅合金を備えたコネクタ。
Ｔｉを２．０〜４．０質量％含有し、第３元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ及びＰよりなる群から選択される１種又は２種以上を合計で０〜０．２質量％含有し、残部銅及び不可避的不純物からなる銅合金素材に対して、
前記銅合金素材を、７３０〜８８０℃においてＴｉの固溶限が添加量と同じになる固溶限温度に比べて０〜２０℃高い温度になるまで加熱して急冷する溶体化処理を行い、
溶体化処理に続いて熱処理を行い、
熱処理に続いて加工率５〜４０％で最終冷間圧延を行い、
最終冷間圧延に続いて時効処理を行うこと
を含む請求項１又は２に記載の銅合金の製造方法。
前記熱処理が、チタン濃度（質量％）を[Ｔｉ]とした場合に、導電率の上昇値Ｃ（％ＩＡＣＳ）が以下の関係式（４）：
０．５≦Ｃ≦（−０．５０[Ｔｉ]²−０．５０[Ｔｉ]＋１４）・・・（４）
を満たすように、導電率を上昇させる熱処理を行うことを含む請求項６に記載の銅合金の製造方法。