JP2013142178A - 銅合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Cuを50質量%以上95質量%以下、Feを5質量%以上50質量%以下含み、残部が脱酸剤元素及び不可避不純物からなる銅合金であり、断面をX線回折したとき、Cuの<111>方位及びFeの<110>方位の回折ピークが大きい集合組織を有する。Cuの回折線全体の強度に対するCuの<111>方位の回折ピークの強度比:ICu(111)が0.70以上1.0以下、Feの回折線全体の強度に対するFeの<110>方位の回折ピークの強度比:IFe(110)が0.90以上1.0以下である。上記特定の集合組織となるように配向性を制御することで、この銅合金は、高強度でありながら、50%IACS以上という高い導電率を有する。
【選択図】なし
Description
(組成)
本発明銅合金は、ベースをCu、主要添加元素をFeとする二元合金であり、Cuの含有量を50%〜95%、Feの含有量を5%〜50%とする。Cuの含有量が50%以上であることで、導電率が高く、Feの含有量が5%以上であることで、強度が高い。Cuの含有量が多いほど導電率が高く、Feの含有量が多いほど強度が高い。Feの含有量は、5%以上30%以下、特に10%以上20%以下がより好ましい。
本発明銅合金は、Cu及びFeのそれぞれが、特定の方位が配向した集合組織を有する。具体的には、Cuは、<111>方位が配向し、Feは、<110>方位が配向している。そして、Cuは、上述の回折ピークの強度比:ICu(111)が0.70以上、Feは、上述の回折ピークの強度比:IFe(110)が0.90以上を満たす。Cu及びFeのいずれも、配向性が高いほど(上記強度比が大きいほど)、強度が高い傾向にあり、ICu(111)は0.75以上、更に0.85以上、特に0.90以上が好ましく、IFe(110)は0.92以上、更に0.95以上、特に0.98以上が好ましい。ICu(111)及びIFe(110)は、主として、加工度に依存し、加工度が高いほど大きくなる傾向にある。但し、ICu(111)≧0.70かつIFe(110)≧0.90を満たす集合組織を有する素材に熱処理を施した後、更に塑性加工を行った場合には、小さい加工度(例えば、50%程度)の加工を施した銅合金のICu(111)及びIFe(110)と、大きい加工度(例えば、80%程度)の加工を施した銅合金のICu(111)及びIFe(110)とが同程度になる。
本発明銅合金は、塑性加工の種類によって種々の形態をとり、代表的には、引抜加工を施した場合には線材(本発明銅合金線)、圧延加工を施した場合には板材、帯材(比較的長いもの)、条(比較的長いもの)、箔(比較的厚さが薄いもの)が挙げられる。
上述の線材の直径(断面積)や長さ、上述の板材などの厚さ・幅や長さは特に問わない。用途に応じて、所望の大きさ(直径や厚さなど)となるように加工度を選択したり、所望の長さに切断したりするとよく、大きさは特に問わない。例えば、横断面円形状の丸線として、その直径が0.1mm〜1.2mmのもの、板材や帯材として、その厚さが0.1mm〜0.5mmのものが挙げられる。
上記特定の組織から構成される本発明銅合金は、引張強さが高く、700MPa以上を満たす。引張強さが高いほど、例えば、小型・軽量化が可能となる、ばね荷重を増大できる、大きなばね荷重を維持し易い、応力緩和性に優れる、破断し難いなどの格別の効果が得られることから、750MPa以上、更に800MPa以上、特に900MPa以上が好ましい。引張強さは、概ね、配向性に依存しており、Cu及びFeの双方の配向性(強度比:ICu(111)及びIFe(110))が高いほど、引張強さが大きくなる傾向にある。
本発明銅合金は、導電率が高く、50%IACS以上を満たす。組成や加工度合いによっては、55%IACS以上、60%IACS以上、といった形態が挙げられる。
本発明銅合金は、代表的には、溶解→鋳造→冷間加工(適宜、熱処理)という工程を経て製造することができる。冷間加工は、伸線ダイスや伸線ローラを用いた引抜加工(伸線加工)、圧延ローラを用いた圧延加工などが挙げられる。冷間加工に供する素材の大きさは、当該冷間加工を施して最終寸法を得るまでの総加工度(引抜加工の場合、加工度=断面減少率、圧延加工の場合、加工度=圧下率)を考慮して、適宜選択することができる。
試験例1では、塑性加工の加工度を異ならせて、最終線径が異なる銅合金を作製した。
使用X線:Cu-Kα
励起条件:45 kV、200 mA
使用コリメータ:φ0.3mm
測定法:θ-2θ法、
試験例2では、塑性加工途中で適宜熱処理を施し、最終線径が同じ銅合金を作製した。
試験例3も試験例2と同様に、塑性加工の途中で適宜熱処理を施し、最終線径が同じ銅合金を作製した。但し、試験例3では、最終線径を試験例2よりも小さくし、熱処理を施す時期を異ならせた。この点以外は、試験例2と同様にして、Cu-Fe合金からなる線材を作製し、試験例1と同様にして、配向性(ICu(111),IFe(110))、引張強さ(MPa)、導電率(%IACS)を調べた。その結果を表3に示す。
上記試験結果に示すように、Cu及びFeの双方が特定の配向性を満たす集合組織を具える銅合金は、高強度かつ高導電率を両立する。具体的には、この銅合金は、引張強さが700MPa以上、かつ導電率が50%IACS以上を満たす。従って、この銅合金を接点ばねなどの高導電性に加えて、高強度が望まれる用途に利用した場合、長期に亘り、所定のばね荷重を付与でき、応力緩和もし難いことから、十分に導通をとれると期待される。また、上述の特定の集合組織を有する銅合金を製造するにあたり、冷間加工の途中において、特に最終線径に近いときに熱処理を施すことで、冷間加工の上流で熱処理を施した場合と同程度の高い強度を有していながら、導電率をより高くすることができる。
Claims (5)
- Cuを50質量%以上95質量%以下、Feを5質量%以上50質量%以下含み、残部が脱酸剤元素及び不可避不純物からなり、
断面をX線回折して、
Cuの回折線全体の強度に対するCuの<111>方位の回折ピークの強度比をICu(111)、
Feの回折線全体の強度に対するFeの<110>方位の回折ピークの強度比をIFe(110)とするとき、
前記ICu(111)が0.70以上1.0以下、かつ前記IFe(110)が0.90以上1.0以下である集合組織を有することを特徴とする銅合金。 - 前記ICu(111)が0.75以上であることを特徴とする請求項1に記載の銅合金。
- 前記ICu(111)が0.90以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の銅合金。
- 前記銅合金の引張強さが900MPa以上、かつ前記銅合金の導電率が50%IACS以上であることを特徴とする請求項3に記載の銅合金。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の銅合金からなることを特徴とする銅合金線。
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