JP2014025089A - 曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｍｇ：０.２〜１.２％、Ｐ：０.００１〜０.２％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板であり、圧延面に平行な表面のＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ測定法での結晶方位解析において、ステップサイズ１．０μｍにて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合に、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上である。
【選択図】図１
【解決手段】質量％で、Ｍｇ：０.２〜１.２％、Ｐ：０.００１〜０.２％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板であり、圧延面に平行な表面のＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ測定法での結晶方位解析において、ステップサイズ１．０μｍにて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合に、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上である。
【選択図】図１
Description
本発明は、曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板及びその製造方法に関する。
電気及び電子用機器の端子及びコネクタ用の材料としては、黄銅やリン青銅が一般的に使用されていたが、最近の携帯電話やノートＰＣなどの電子機器の小型、薄型化、軽量化の進行により、その端子及びコネクタ部品もより小型で電極間ピッチの狭いものが使用される様になっている。また、自動車のエンジン回りの使用等では、高温で厳しい条件下での信頼性も要求されている。これに伴い、その電気的接続の信頼性を保つ必要性から、強度、導電率、ばね限界値、応力緩和特性、機械加工性、耐疲労性等の特性の更なる向上が要求され、黄銅やリン青銅の素材では対応出来なくなり、その代替素材として、出願人は、特許文献１〜５に示される様なＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金に着目し、優れた特性を有する高品質で高信頼性の端子及びコネクタ用の銅合金板（商品名「ＭＳＰ１」）を市場に提供している。
特許文献１には、Ｍｇ：０．３〜２重量％、Ｐ：０．００１〜０．０２重量％、Ｃ：０．０００２〜０．００１３重量％、酸素：０．０００２〜０．００１重量％を含有し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる組成、並びに、素地中に粒径：３μｍ以下の微細なＭｇを含む酸化物粒子が均一分散している組織を有する銅合金で構成されているコネクタ製造用銅合金薄板が開示されている。
特許文献２には、重量％で、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｐ：０．００１〜０．０２％を含有し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる条材であって、表面結晶粒が長円形状をなし、この長円形状結晶粒の平均短径が５〜２０μｍ、平均長径／平均短径の値が１．５〜６．０なる寸法を有し、かかる長円形状結晶粒を形成するには、最終冷間圧延直前の最終焼鈍において平均結晶粒径が５〜２０μｍの範囲内になるように調整し、ついで最終冷間圧延工程において圧延率を３０〜８５％の範囲内とする金型を摩耗させることの少ない伸銅合金条材が開示されている。
特許文献３には、質量％で、Ｍｇ：０.３〜２％、Ｐ：０.００１〜０.１％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金条材であり、後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法にて、前記銅合金条材の表面の測定面積内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が５°以上である境界を結晶粒界としたみなした場合の、結晶粒内の全ピクセル間の平均方位差が４°未満である結晶粒の面積割合が、前記測定面積の４５〜５５％であり、引張強さが６４１〜７０８Ｎ／ｍｍ２であり、ばね限界値が４７２〜５０３Ｎ／ｍｍ２である引張り強さとばね限界値が高レベルでバランスの取れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金及びその製造方法が開示されている。
特許文献４には、 質量％で、Ｍｇ：０.３〜２％、Ｐ：０.００１〜０.１％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金条材であり、後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法にて、ステップサイズ０．５μｍにて前記銅合金条材の表面の測定面積内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合の、全結晶粒における結晶粒内の全ピクセル間の平均方位差の平均値が３．８〜４．２°であり、引張強さが６４１〜７０８Ｎ／ｍｍ２であり、ばね限界値が４７２〜５０３Ｎ／ｍｍ２であり、２００℃で１０００時間の熱処理後の応力緩和率が１２〜１９％である銅合金条材およびその製造方法が開示されている。
特許文献５には、質量％で、Ｍｇ：０.３〜２％、Ｐ：０.００１〜０.１％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金条材であり、後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法にて、ステップサイズ０．５μｍにて前記銅合金条材の表面の測定面積内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合の、結晶粒内の全ピクセル間の平均方位差が４°未満である結晶粒の面積割合が、前記測定面積の４５〜５５％であり、前記測定面積内に存在する結晶粒の面積平均ＧＡＭが２．２〜３．０°であり、引張強さが６４１〜７０８Ｎ／ｍｍ２であり、ばね限界値が４７２〜５０３Ｎ／ｍｍ２であり、１×１０６回の繰り返し回数における両振り平面曲げ疲れ限度が３００〜３５０Ｎ／ｍｍ２である銅合金条材およびその製造方法が開示されている。
これら以外に、特許文献６には、高導電性および高強度を維持しながら、通常の曲げ加工性だけでなくノッチング後の曲げ加工性にも優れ、且つ、耐応力緩和特性に優れた安価な銅合金板材およびその製造方法として、０．２〜１．２質量％のＭｇと０．００１〜０．２質量％のＰを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有し、その銅合金板材の板面における｛４２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛４２０｝とし、純銅標準粉末の｛４２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛４２０｝とすると、Ｉ｛４２０｝／Ｉ０｛４２０｝＞１．０を満たし、銅合金板材の板面における｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛２２０｝とし、純銅標準粉末の｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛２２０｝とすると、１．０≦Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝≦３．５を満たす結晶配向を有する銅合金板材が開示されている。
特許文献１〜５に基づく優れた品質を有するＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、出願人の商品名「ＭＳＰ１」として製造及び販売されており、めっき処理、機械加工（主にプレスや曲げ加工）等が施された後に、端子及びコネクタ材料として広範に使用されている。
最近の電気及び電子用機器の端子及びコネクタ部品には、自動車等での振動が大きく、高温、高湿の過酷な使用環境下においても、端子及びコネクタ部品の固着力を低下させることなく、高い電気的接続信頼性が要求されており、素材としてのＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板にも、固着力を保持する為に必要な曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性につき更なる向上が求められている。
最近の電気及び電子用機器の端子及びコネクタ部品には、自動車等での振動が大きく、高温、高湿の過酷な使用環境下においても、端子及びコネクタ部品の固着力を低下させることなく、高い電気的接続信頼性が要求されており、素材としてのＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板にも、固着力を保持する為に必要な曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性につき更なる向上が求められている。
本発明では、出願人の商品名「ＭＳＰ１」を改良し、その優れた諸特性を保持しながら、曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。
従前より、本発明者らは、Ｘ線、或いは、ＳＥＭ・ＥＢＳＤ法にて、出願人の商品名「ＭＳＰ１」の銅合金組織表面の各結晶方位面に着目して種々の解析を実施しており、それらを基に鋭意検討の結果、質量％で、Ｍｇ：０.２〜１.２％、Ｐ：０.００１〜０.２％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板において、圧延面に平行な表面のＳＥＭによるＥＢＳＤ測定での結晶方位解析において、ステップサイズ１．０μｍにて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合に、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であると、残留ひずみが少なく、圧延時の異方性も弱められ、結晶組織も緻密になり、優れた曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性が発揮されることを見出した。
この場合、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であることにより、曲げ加工後のばね限界値特性が良くなり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることにより、曲げ加工後の耐疲労特性が良くなるとの知見を得ている。
この場合、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であることにより、曲げ加工後のばね限界値特性が良くなり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることにより、曲げ加工後の耐疲労特性が良くなるとの知見を得ている。
また、本発明者らは、溶解・鋳造、熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍、仕上げ冷間圧延、テンションアニーリングをこの順序で行い、次の（１）〜（３）の条件にて、熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍、テンションアニーリングを実施することにより、本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板が最適に製造されることも見出した。
（１）所定成分の銅合金を溶解・鋳造して銅合金鋳塊板を作製し、その銅合金鋳塊板の熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施することにより、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径がそれぞれの上述の規定値に収まる素地を作る。
（２）連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜１０分にて実施することにより、焼鈍での再結晶化を極力抑えて、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値の近傍に収める。特に、Ｂｒａｓｓ方位密度を２〜２５％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度を０．５〜２０％として、次のテンションアニーリングにて、規定値に収まり易くする。
（３）テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ／ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することより、銅合金板表面の組織を緻密化し、圧延時の異方性を最小化して、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値内に収める。
（１）所定成分の銅合金を溶解・鋳造して銅合金鋳塊板を作製し、その銅合金鋳塊板の熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施することにより、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径がそれぞれの上述の規定値に収まる素地を作る。
（２）連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜１０分にて実施することにより、焼鈍での再結晶化を極力抑えて、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値の近傍に収める。特に、Ｂｒａｓｓ方位密度を２〜２５％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度を０．５〜２０％として、次のテンションアニーリングにて、規定値に収まり易くする。
（３）テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ／ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することより、銅合金板表面の組織を緻密化し、圧延時の異方性を最小化して、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値内に収める。
即ち、本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、質量％で、Ｍｇ：０.２〜１.２％、Ｐ：０.００１〜０.２％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板であり、圧延面に平行な表面のＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ測定法での結晶方位解析において、ステップサイズ１．０μｍにて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合に、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることを特徴とする。
Ｍｇは、Ｃｕの素地に固溶して導電性を損なうことなく、強度を向上させる。また、Ｐは、溶解鋳造時に脱酸作用があり、Ｍｇ成分と共存した状態で強度を向上させる。これらＭｇ、Ｐは、上記範囲内で含有することにより、その特性を有効に発揮することができる。
Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であることにより、曲げ加工後のばね限界値特性が良くなる。Ｂｒａｓｓ方位密度が４％未満、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２％未満であると、残留歪が多く異方性も強くなる。Ｂｒａｓｓ方位密度が１９％を超える、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が１３％を超えると、残留歪が多く異方性も強くなり、強度も低下する傾向が見られる。
本発明にて、ＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ法でのＢｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度の測定は、試料の測定領域を通常、六角形等の領域に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得て、電子線を試料表面に２次元で走査させ、ステップサイズ１．０μｍにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、試料表面の結晶粒の分布を求めた。そして、各結晶粒が、対象とするＢｒａｓｓ方位（理想方位から１５°以内）か否か、対象とするＣｏｐｐｅｒ方位密度（理想方位から１５°以内）か否かを判定し、測定領域におけるＢｒａｓｓ方位密度（結晶方位の面積率）、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度（結晶方位の面積率）を求めた。
また、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることにより、結晶粒が最適範囲となり、表面が緻密化され曲げ加工後の耐疲労特性が良くなる。面積比率が７５％未満であると、表面の緻密化が充分ではなく、期待する効果は得られない。この場合、面積比率とは、測定面積内の全結晶粒に占める粒径が５μｍ以下の結晶粒の割合である。
本発明にて、結晶粒径は、銅合金板の板面（圧延面）を研磨した後にエッチングし、その面を光学顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１の伸銅品結晶粒度試験方法により測定した。
Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であることにより、曲げ加工後のばね限界値特性が良くなる。Ｂｒａｓｓ方位密度が４％未満、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２％未満であると、残留歪が多く異方性も強くなる。Ｂｒａｓｓ方位密度が１９％を超える、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が１３％を超えると、残留歪が多く異方性も強くなり、強度も低下する傾向が見られる。
本発明にて、ＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ法でのＢｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度の測定は、試料の測定領域を通常、六角形等の領域に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得て、電子線を試料表面に２次元で走査させ、ステップサイズ１．０μｍにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、試料表面の結晶粒の分布を求めた。そして、各結晶粒が、対象とするＢｒａｓｓ方位（理想方位から１５°以内）か否か、対象とするＣｏｐｐｅｒ方位密度（理想方位から１５°以内）か否かを判定し、測定領域におけるＢｒａｓｓ方位密度（結晶方位の面積率）、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度（結晶方位の面積率）を求めた。
また、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることにより、結晶粒が最適範囲となり、表面が緻密化され曲げ加工後の耐疲労特性が良くなる。面積比率が７５％未満であると、表面の緻密化が充分ではなく、期待する効果は得られない。この場合、面積比率とは、測定面積内の全結晶粒に占める粒径が５μｍ以下の結晶粒の割合である。
本発明にて、結晶粒径は、銅合金板の板面（圧延面）を研磨した後にエッチングし、その面を光学顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１の伸銅品結晶粒度試験方法により測定した。
本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、各種の電気及び電子用機器の端子及びコネクタ用の素材として適しているが、プレスフィット端子の素材として使用されることが好ましい。
プレスフィット端子は、銅合金板にプレス打ち抜き加工、曲げ加工等を施して所定の端子形状に形成後、めっき処理がなされ、端子の案内部より各種電子機器の基板に形成されたスルーホール内に圧入保持される。その際に、接触荷重が発生するので、機械的な保持力が増大して安定した電気的接続を得ることができるが、厳しい使用環境下にて挿抜が少なく、基板に対する高い保持力が要求される。
本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、優れた曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性を有しており、基板に対する高い保持力が要求されるプレスフィット端子の素材として最適である。
プレスフィット端子は、銅合金板にプレス打ち抜き加工、曲げ加工等を施して所定の端子形状に形成後、めっき処理がなされ、端子の案内部より各種電子機器の基板に形成されたスルーホール内に圧入保持される。その際に、接触荷重が発生するので、機械的な保持力が増大して安定した電気的接続を得ることができるが、厳しい使用環境下にて挿抜が少なく、基板に対する高い保持力が要求される。
本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、優れた曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性を有しており、基板に対する高い保持力が要求されるプレスフィット端子の素材として最適である。
また、本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、更に、０．０００２〜０．００１３質量％のＣと０．０００２〜０．００１質量％の酸素を含有することを特徴とする。
Ｃは、純銅に対して非常に入りにくい元素であるが、微量に含まれることにより、Ｍｇを含む酸化物が大きく成長するのを抑制する作用がある。しかし、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１３質量％を越えて含有すると、固溶限度を越えて結晶粒界に析出し、粒界割れを発生させて脆化し、曲げ加工中に割れが発生することがあるので好ましくない。より好ましい範囲は、０．０００３〜０．００１０質量％である。
酸素は、Ｍｇとともに酸化物を作り、この酸化物が微細で微量存在すると、打抜き金型の摩耗低減に有効であるが、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１質量％を越えて含有するとＭｇを含む酸化物が大きく成長するので好ましくない。より好ましい範囲は０．０００３〜０．０００８質量％である。
Ｃは、純銅に対して非常に入りにくい元素であるが、微量に含まれることにより、Ｍｇを含む酸化物が大きく成長するのを抑制する作用がある。しかし、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１３質量％を越えて含有すると、固溶限度を越えて結晶粒界に析出し、粒界割れを発生させて脆化し、曲げ加工中に割れが発生することがあるので好ましくない。より好ましい範囲は、０．０００３〜０．００１０質量％である。
酸素は、Ｍｇとともに酸化物を作り、この酸化物が微細で微量存在すると、打抜き金型の摩耗低減に有効であるが、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１質量％を越えて含有するとＭｇを含む酸化物が大きく成長するので好ましくない。より好ましい範囲は０．０００３〜０．０００８質量％である。
また、本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、更に、０．００１〜０．０３質量％のＺｒを含有することを特徴とする。
Ｚｒは、０．００１〜０．０３質量％の添加により、引張強さ及びばね限界値の向上に寄与し、その添加範囲外では、効果は望めない。
Ｚｒは、０．００１〜０．０３質量％の添加により、引張強さ及びばね限界値の向上に寄与し、その添加範囲外では、効果は望めない。
更に、本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板の製造方法は、熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍、仕上げ冷間圧延、テンションアニーリングをこの順序で行う工程で前記銅合金板を製造するに際し、前記熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、前記冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施し、前記連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜３分にて実施し、テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ／ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することを特徴とする。
本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、下記（１）〜（３）の条件にて製造することにより、目的とする効果が得られる。
（１）所定成分の銅合金を溶解・鋳造して銅合金鋳塊板を作製し、その銅合金鋳塊板の熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施することにより、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径がそれぞれの規定値に収まる素地を作る。
（２）連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜１０分にて実施することにより、焼鈍での再結晶化を極力抑えて、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値の近傍に収める。特に、Ｂｒａｓｓ方位密度を２〜２５％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度を０．５〜２０％として、次のテンションアニーリングにて、それぞれの規定値に収まり易くする。
（３）テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ/ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することより、銅合金板表面の組織を緻密化し、圧延時の異方性を最小化して、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの規定値内に収める。
特に、テンションアニーリングのラインテンション、速度、温度のそれぞれの条件が規定範囲外であると、銅合金板表面の組織が緻密化されず、残留歪みも軽減されず、目的とする効果が得られない。
（１）所定成分の銅合金を溶解・鋳造して銅合金鋳塊板を作製し、その銅合金鋳塊板の熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施することにより、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径がそれぞれの規定値に収まる素地を作る。
（２）連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜１０分にて実施することにより、焼鈍での再結晶化を極力抑えて、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値の近傍に収める。特に、Ｂｒａｓｓ方位密度を２〜２５％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度を０．５〜２０％として、次のテンションアニーリングにて、それぞれの規定値に収まり易くする。
（３）テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ/ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することより、銅合金板表面の組織を緻密化し、圧延時の異方性を最小化して、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの規定値内に収める。
特に、テンションアニーリングのラインテンション、速度、温度のそれぞれの条件が規定範囲外であると、銅合金板表面の組織が緻密化されず、残留歪みも軽減されず、目的とする効果が得られない。
本発明により、曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板及びその製造方法を提供する。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
［銅合金板の成分組成］
本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、０．２〜１．２質量％のＭｇと０．００１〜０．２質量％のＰを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である基本組成を有する。
Ｍｇは、Ｃｕの素地に固溶して導電性を損なうことなく、強度を向上させる。また、Ｐは、溶解鋳造時に脱酸作用があり、Ｍｇ成分と共存した状態で強度を向上させる。これらＭｇ、Ｐは上記の範囲で含有することにより、その特性を有効に発揮することができる。
また、本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、上記の基本組成に対して、更に０．０００２〜０．００１３質量％のＣと０．０００２〜０．００１質量％の酸素を含有するのが好ましい。
Ｃは、純銅に対して非常に入りにくい元素であるが、微量に含まれることにより、Ｍｇを含む酸化物が大きく成長するのを抑制する作用がある。しかし、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１３質量％を越えて含有すると、固溶限度を越えて結晶粒界に析出し、粒界割れを発生させて脆化し、曲げ加工中に割れが発生することがあるので好ましくない。より好ましい範囲は、０．０００３〜０．００１０質量％である。
酸素は、Ｍｇとともに酸化物を作り、この酸化物が微細で微量存在すると、打抜き金型の摩耗低減に有効であるが、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１質量％を越えて含有するとＭｇを含む酸化物が大きく成長するので好ましくない。より好ましい範囲は０．０００３〜０．０００８質量％である。
また、本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、上記の基本組成に対して、或いは、上記の基本組成に上記のＣ及び酸素を含む組成に対して、更に、０．００１〜０．０３％質量％のＺｒを含有するのが好ましい。
Ｚｒは、０．００１〜０．０３質量％の添加により、引張強さ及びばね限界値の向上に寄与し、その添加範囲外では、効果は望めない。
［銅合金板の成分組成］
本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、０．２〜１．２質量％のＭｇと０．００１〜０．２質量％のＰを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である基本組成を有する。
Ｍｇは、Ｃｕの素地に固溶して導電性を損なうことなく、強度を向上させる。また、Ｐは、溶解鋳造時に脱酸作用があり、Ｍｇ成分と共存した状態で強度を向上させる。これらＭｇ、Ｐは上記の範囲で含有することにより、その特性を有効に発揮することができる。
また、本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、上記の基本組成に対して、更に０．０００２〜０．００１３質量％のＣと０．０００２〜０．００１質量％の酸素を含有するのが好ましい。
Ｃは、純銅に対して非常に入りにくい元素であるが、微量に含まれることにより、Ｍｇを含む酸化物が大きく成長するのを抑制する作用がある。しかし、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１３質量％を越えて含有すると、固溶限度を越えて結晶粒界に析出し、粒界割れを発生させて脆化し、曲げ加工中に割れが発生することがあるので好ましくない。より好ましい範囲は、０．０００３〜０．００１０質量％である。
酸素は、Ｍｇとともに酸化物を作り、この酸化物が微細で微量存在すると、打抜き金型の摩耗低減に有効であるが、その含有量が０．０００２質量％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．００１質量％を越えて含有するとＭｇを含む酸化物が大きく成長するので好ましくない。より好ましい範囲は０．０００３〜０．０００８質量％である。
また、本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、上記の基本組成に対して、或いは、上記の基本組成に上記のＣ及び酸素を含む組成に対して、更に、０．００１〜０．０３％質量％のＺｒを含有するのが好ましい。
Ｚｒは、０．００１〜０．０３質量％の添加により、引張強さ及びばね限界値の向上に寄与し、その添加範囲外では、効果は望めない。
［銅合金板の集合組織〕
本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、質量％で、Ｍｇ：０.２〜１.２％、Ｐ：０.００１〜０.２％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板であり、圧延面に平行な表面のＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ測定法での結晶方位解析において、ステップサイズ１．０μｍにて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合に、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上である。
Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であることにより、曲げ加工後のばね限界値特性が良くなる。Ｂｒａｓｓ方位密度が４％未満、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２％未満であると、残留歪が多く異方性も強くなり、Ｂｒａｓｓ方位密度が１９％を超える、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が１３％を超えると、残留歪が多く異方性も強くなり、強度も低下する傾向が見られる。
本発明にて、ＥＢＳＤ法によるＢｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度の測定は、試料の測定領域を通常、六角形等の領域に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得て、電子線を試料表面に２次元で走査させ、ステップサイズ１．０μｍにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、試料表面の結晶粒の分布を求めた。そして、各結晶粒が、対象とするＢｒａｓｓ方位（理想方位から１５°以内）か否か、対象とするＣｏｐｐｅｒ方位密度（理想方位から１５°以内）か否かを判定し、測定領域におけるＢｒａｓｓ方位密度（結晶方位の面積率）、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度（結晶方位の面積率）を求めた。
また、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることにより、結晶粒が最適範囲となり、表面が緻密化され曲げ加工後の耐疲労特性が良くなる。面積比率が７５％未満であると、表面の緻密化が充分ではなく、期待する効果は得られない。この場合、面積比率とは、測定面積内の全結晶粒に占める粒径が５μｍ以下の結晶粒の割合である。
本発明にて、結晶粒径は、銅合金板の板面（圧延面）を研磨した後にエッチングし、その面を光学顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１（伸銅品結晶粒度試験方法）の切断法により測定した。
本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、質量％で、Ｍｇ：０.２〜１.２％、Ｐ：０.００１〜０.２％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板であり、圧延面に平行な表面のＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ測定法での結晶方位解析において、ステップサイズ１．０μｍにて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合に、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上である。
Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であることにより、曲げ加工後のばね限界値特性が良くなる。Ｂｒａｓｓ方位密度が４％未満、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２％未満であると、残留歪が多く異方性も強くなり、Ｂｒａｓｓ方位密度が１９％を超える、或いは、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が１３％を超えると、残留歪が多く異方性も強くなり、強度も低下する傾向が見られる。
本発明にて、ＥＢＳＤ法によるＢｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度の測定は、試料の測定領域を通常、六角形等の領域に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得て、電子線を試料表面に２次元で走査させ、ステップサイズ１．０μｍにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、試料表面の結晶粒の分布を求めた。そして、各結晶粒が、対象とするＢｒａｓｓ方位（理想方位から１５°以内）か否か、対象とするＣｏｐｐｅｒ方位密度（理想方位から１５°以内）か否かを判定し、測定領域におけるＢｒａｓｓ方位密度（結晶方位の面積率）、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度（結晶方位の面積率）を求めた。
また、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることにより、結晶粒が最適範囲となり、表面が緻密化され曲げ加工後の耐疲労特性が良くなる。面積比率が７５％未満であると、表面の緻密化が充分ではなく、期待する効果は得られない。この場合、面積比率とは、測定面積内の全結晶粒に占める粒径が５μｍ以下の結晶粒の割合である。
本発明にて、結晶粒径は、銅合金板の板面（圧延面）を研磨した後にエッチングし、その面を光学顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１（伸銅品結晶粒度試験方法）の切断法により測定した。
本発明の曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、各種の電気及び電子用機器の端子及びコネクタ用の素材として適しているが、プレスフィット端子の素材として使用されることが好ましい。
プレスフィット端子は、銅合金板にプレス打ち抜き加工、曲げ加工等を施して所定の端子形状に形成後、めっき処理がなされ、端子の案内部より各種電子機器の基板に形成されたスルーホール内に圧入保持される。その際に、接触荷重が発生するので、機械的な保持力が増大して安定した電気的接続が得ることができるが、厳しい使用環境下にて挿抜が少なく、基板に対する高い保持力が要求される。
本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、優れた曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性を有しており、基板に対する高い保持力が要求されるプレスフィット端子の素材として最適である。
プレスフィット端子は、銅合金板にプレス打ち抜き加工、曲げ加工等を施して所定の端子形状に形成後、めっき処理がなされ、端子の案内部より各種電子機器の基板に形成されたスルーホール内に圧入保持される。その際に、接触荷重が発生するので、機械的な保持力が増大して安定した電気的接続が得ることができるが、厳しい使用環境下にて挿抜が少なく、基板に対する高い保持力が要求される。
本発明のＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、優れた曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性を有しており、基板に対する高い保持力が要求されるプレスフィット端子の素材として最適である。
［銅合金板の製造方法］
本発明のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板の製造方法は、熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍、仕上げ冷間圧延、テンションアニーリングをこの順序で行う工程で前記銅合金板を製造するに際し、前記熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、前記冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施し、前記連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜３分にて実施し、テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ/ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施する。
即ち、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、下記（１）〜（３）の条件にて製造方法することにより、所定の効果が得られる。
（１）所定成分の銅合金を溶解・鋳造して銅合金鋳塊板を作製し、その銅合金鋳塊板の熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施することにより、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径がそれぞれの規定値に収まる素地を作る。
（２）連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜１０分にて実施することにより、焼鈍での再結晶化を極力抑えて、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値の近傍に収める。特に、Ｂｒａｓｓ方位密度が２〜２５％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が０．５〜２０％として、次のテンションアニーリングにて、規定値に収まり易くする。
（３）テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ／ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することより、銅合金板表面の組織を緻密化し、圧延時の異方性を最小化して、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの規定値内に収める。
特に、テンションアニーリングのラインテンション、速度、温度のそれぞれの条件が規定範囲外であると、銅合金板表面の組織が緻密化されず、残留歪みも軽減されず、所定の効果が得られない。
テンションアニーリングとは、熱を負荷しながらテンションレベリングを実施する操作であり、そのラインテンション、ライン速度、温度の各条件が重要な要素となる。
テンションレベリングとは、千鳥に並ぶロールに材料を通して繰り返し逆方向に曲げ加工するローラーレベラーに前後方向に張力を与えることにより、材料の平坦度を矯正する加工である。このテンションレベリングでは、材料に、バックテンション、ラインテンション、フロントテンションの張力が負荷される。バックテンションとは、アンコイラーと入側テンション負荷装置との間の材料に負荷される張力であり、ラインテンションとは、入側および巻取側テンション負荷装置によりローラーレベラー内の材料に負荷される張力であり、フロントテンションとはリコイラーと巻取側テンション負荷装置との間の材料に負荷される張力である。
本発明のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板の製造方法は、熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍、仕上げ冷間圧延、テンションアニーリングをこの順序で行う工程で前記銅合金板を製造するに際し、前記熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、前記冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施し、前記連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜３分にて実施し、テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ/ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施する。
即ち、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、下記（１）〜（３）の条件にて製造方法することにより、所定の効果が得られる。
（１）所定成分の銅合金を溶解・鋳造して銅合金鋳塊板を作製し、その銅合金鋳塊板の熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施することにより、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径がそれぞれの規定値に収まる素地を作る。
（２）連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜１０分にて実施することにより、焼鈍での再結晶化を極力抑えて、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの上述の規定値の近傍に収める。特に、Ｂｒａｓｓ方位密度が２〜２５％、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が０．５〜２０％として、次のテンションアニーリングにて、規定値に収まり易くする。
（３）テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ／ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することより、銅合金板表面の組織を緻密化し、圧延時の異方性を最小化して、Ｂｒａｓｓ方位密度、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度、結晶粒径をそれぞれの規定値内に収める。
特に、テンションアニーリングのラインテンション、速度、温度のそれぞれの条件が規定範囲外であると、銅合金板表面の組織が緻密化されず、残留歪みも軽減されず、所定の効果が得られない。
テンションアニーリングとは、熱を負荷しながらテンションレベリングを実施する操作であり、そのラインテンション、ライン速度、温度の各条件が重要な要素となる。
テンションレベリングとは、千鳥に並ぶロールに材料を通して繰り返し逆方向に曲げ加工するローラーレベラーに前後方向に張力を与えることにより、材料の平坦度を矯正する加工である。このテンションレベリングでは、材料に、バックテンション、ラインテンション、フロントテンションの張力が負荷される。バックテンションとは、アンコイラーと入側テンション負荷装置との間の材料に負荷される張力であり、ラインテンションとは、入側および巻取側テンション負荷装置によりローラーレベラー内の材料に負荷される張力であり、フロントテンションとはリコイラーと巻取側テンション負荷装置との間の材料に負荷される張力である。
具体的なテンションアニーリングの一例としては、図１に示すように、アンコイラー９に巻かれた銅合金板６は、テンションレベラ１０の入側テンション負荷装置１１を通過し、加熱炉Ｒ内のローラーレベラー１３により繰り返し曲げ加工されて銅合金板７となり、巻取側テンション負荷装置１２を通過後、銅合金板８となりリコイラー１４に巻き取られる。この際、バックテンションＢ１はアンコイラー９と入側テンション負荷装置１１との間の銅合金板６に負荷される。ラインテンションＬは入側テンション負荷装置１１と巻取側テンション負荷装置１２の間の銅合金板７に負荷される（ローラーレベラー１３内では均一な張力である）。フロントテンションＦ１はリコイラー１４と巻取側テンション負荷装置１２との間の銅合金板８に負荷される張力である。
表１に示す組成の銅合金を、電気炉により還元性雰囲気下で溶解し、厚さが１５０ｍｍ、幅が５００ｍｍ、長さが３０００ｍｍの鋳塊を溶製した。この溶製した鋳塊を、表１に示す、圧延開始温度、総熱間圧延率、１パス当たりの平均圧延率にて熱間圧延を行い、銅合金板とした。この銅合金板の両表面の酸化スケールをフライスで０．５ｍｍ除去した後、表１に示す圧延率で冷間圧延を施し、表１に示す連続焼鈍を施し、圧延率が７０％〜８５％の仕上げ冷間圧延を実施し、表１に示すテンションアニーリングを施し、実施例１〜１０及び比較例１〜７に示すＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金薄板を作製した。
これらの銅合金薄板から試料を切出し、ＳＥＭを使用してＥＢＳＤ法により、試料の測定領域を、六角形等の領域に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得て、電子線を試料表面に２次元で走査させ、ステップサイズ１．０μｍにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、試料表面の結晶粒の分布を求めた後、各結晶粒が、対象とするＢｒａｓｓ方位（理想方位から１５°以内）か否か、対象とするＣｏｐｐｅｒ方位密度（理想方位から１５°以内）か否かを判定し、測定領域におけるＢｒａｓｓ方位密度（結晶方位の面積率）、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度（結晶方位の面積率）を求めた。
その結果を表２に示す。
また、各試料の結晶粒径は、銅合金板の板面（圧延面）を研磨した後にエッチングし、その面を光学顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１（伸銅品結晶粒度試験方法）の切断法により測定した。
その結果を表２に示す。
その結果を表２に示す。
また、各試料の結晶粒径は、銅合金板の板面（圧延面）を研磨した後にエッチングし、その面を光学顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１（伸銅品結晶粒度試験方法）の切断法により測定した。
その結果を表２に示す。
次に、各試料の導電率、引張り強さ、曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性を測定した。
導電率は、ＪＩＳ Ｈ０５０５の導電率測定方法に従って測定した。
引張り強さは、Ｌ．Ｄ．（圧延方向）およびＴ．Ｄ．（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）の引張試験用の試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０１の５号試験片）をそれぞれ５個ずつ採取し、それぞれの試験片についてＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠した引張試験を行い、平均値によってＬ．Ｄ．およびＴ．Ｄ．の引張強さを求めた。
曲げ加工後のばね限界値特性（ばね限界値の低下率）は、図２のような曲げ半径：０ｍｍ、曲げ角度Ａ：１３０度、段差Ｂ：２ｍｍに加工した曲げ試験片１を作製し、この曲げ試験片１を用いてＪＩＳ Ｈ３１３０の曲げモーメント試験による曲げ加工後のばね限界値を測定し、この曲げ加工後のばね限界値と先に測定した曲げ加工前のばね限界値から、曲げ加工後のばね限界値の低下率（％）＝（曲げ加工前のばね限界値−曲げ加工後のばね限界値）／曲げ加工前のばね限界値×１００にて、曲げ加工後のばね限界値の低下率を求めた。
曲げ加工後の耐疲労特性は次のようにして求めた。
圧延方向に対し平行方向の幅１０ｍｍの短冊状の試験片に対し、圧延方向に対し直角方向（Ｇ．Ｗ．）の曲げ半径Ｒ＝０．８ｍｍの４５°曲げを２ヵ所実施し、曲げ加工を施した試験片を作成し、ＪＩＳ Ｚ２２７３に従って行った。試験片の曲げ加工部分の１ヵ所が固定端の位置になるように固定具に固定し、他端にナイフエッジを介して正弦波振動を与え疲労寿命を求めた。試験片表面の最大付加応力（固定端での応力）が４６２ＭＰａでの疲労寿命（試験片が破断に至るまでの繰り返し振動回数）を測定した。測定は同じ条件下で４回行い、４回の測定の平均値を疲労寿命とした。
これらの結果を表３に示す。
次に、各銅合金薄板からプレス加工及び曲げ加工等にて図３に示す形状のプレスフィット端子２１を作製し、図３に示す基板２２のスルーホール２３に常温で把持力（抜き荷重）２５０ｇにて挿入した。図３（ｂ）に示すようにプレスフィット端子２１が挿入された基板２２を、真空度が３×１０-3ｍｍＨｇに保持されたパイレックス（登録商標）ガラス管に真空封入し、１７０℃の電気炉中で１０００時間焼鈍した後常温まで冷却し、パイレックス（登録商標）ガラス管から取り出してプレスフィット端子の引き抜き荷重Ｗ1を測定し、（２５０−Ｗ１）／２５０×１００にて、高温保持後の把持力の減少率を求めた。
それらの結果を表３に示す。
導電率は、ＪＩＳ Ｈ０５０５の導電率測定方法に従って測定した。
引張り強さは、Ｌ．Ｄ．（圧延方向）およびＴ．Ｄ．（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）の引張試験用の試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０１の５号試験片）をそれぞれ５個ずつ採取し、それぞれの試験片についてＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠した引張試験を行い、平均値によってＬ．Ｄ．およびＴ．Ｄ．の引張強さを求めた。
曲げ加工後のばね限界値特性（ばね限界値の低下率）は、図２のような曲げ半径：０ｍｍ、曲げ角度Ａ：１３０度、段差Ｂ：２ｍｍに加工した曲げ試験片１を作製し、この曲げ試験片１を用いてＪＩＳ Ｈ３１３０の曲げモーメント試験による曲げ加工後のばね限界値を測定し、この曲げ加工後のばね限界値と先に測定した曲げ加工前のばね限界値から、曲げ加工後のばね限界値の低下率（％）＝（曲げ加工前のばね限界値−曲げ加工後のばね限界値）／曲げ加工前のばね限界値×１００にて、曲げ加工後のばね限界値の低下率を求めた。
曲げ加工後の耐疲労特性は次のようにして求めた。
圧延方向に対し平行方向の幅１０ｍｍの短冊状の試験片に対し、圧延方向に対し直角方向（Ｇ．Ｗ．）の曲げ半径Ｒ＝０．８ｍｍの４５°曲げを２ヵ所実施し、曲げ加工を施した試験片を作成し、ＪＩＳ Ｚ２２７３に従って行った。試験片の曲げ加工部分の１ヵ所が固定端の位置になるように固定具に固定し、他端にナイフエッジを介して正弦波振動を与え疲労寿命を求めた。試験片表面の最大付加応力（固定端での応力）が４６２ＭＰａでの疲労寿命（試験片が破断に至るまでの繰り返し振動回数）を測定した。測定は同じ条件下で４回行い、４回の測定の平均値を疲労寿命とした。
これらの結果を表３に示す。
次に、各銅合金薄板からプレス加工及び曲げ加工等にて図３に示す形状のプレスフィット端子２１を作製し、図３に示す基板２２のスルーホール２３に常温で把持力（抜き荷重）２５０ｇにて挿入した。図３（ｂ）に示すようにプレスフィット端子２１が挿入された基板２２を、真空度が３×１０-3ｍｍＨｇに保持されたパイレックス（登録商標）ガラス管に真空封入し、１７０℃の電気炉中で１０００時間焼鈍した後常温まで冷却し、パイレックス（登録商標）ガラス管から取り出してプレスフィット端子の引き抜き荷重Ｗ1を測定し、（２５０−Ｗ１）／２５０×１００にて、高温保持後の把持力の減少率を求めた。
それらの結果を表３に示す。
表３より、本発明の実施例の銅合金板は、比較例の銅合金板に比べ、曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性が優れており、製造されたプレスフィット端子の把持力も減少率が小さいことがわかる。
即ち、本発明の製造方法で製造されたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、優れた曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性を有する。
即ち、本発明の製造方法で製造されたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板は、優れた曲げ加工後のばね限界値特性及び耐疲労特性を有する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの記載に限定されることはなく、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、製造方法にて、冷間圧延と連続焼鈍を繰返し実施する、テンションレベリング後に歪取り焼鈍を実施する等である。
６ 銅合金板
７ 銅合金板
８ 銅合金板
９ アンコイラー
１０ テンションレベラ
１１ 入側テンション負荷装置
１２ 巻取側テンション負荷装置
１３ ローラーレベラー
１４ リコイラー
Ｂ１ バックテンション
Ｆ１ フロントテンション
Ｌ ラインテンション
Ｒ 加熱炉
７ 銅合金板
８ 銅合金板
９ アンコイラー
１０ テンションレベラ
１１ 入側テンション負荷装置
１２ 巻取側テンション負荷装置
１３ ローラーレベラー
１４ リコイラー
Ｂ１ バックテンション
Ｆ１ フロントテンション
Ｌ ラインテンション
Ｒ 加熱炉
Claims (4)
- 質量％で、Ｍｇ：０.２〜１.２％、Ｐ：０.００１〜０.２％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板であり、圧延面に平行な表面のＳＥＭでの観察によるＥＢＳＤ測定法での結晶方位解析において、ステップサイズ１．０μｍにて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなした場合に、Ｂｒａｓｓ方位密度が４〜１９％であり、Ｃｏｐｐｅｒ方位密度が２〜１３％であり、全結晶粒径が１０μｍ以下であり、結晶粒径５μｍ以下の結晶粒の面積割合が７５％以上であることを特徴とするばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板。
- 更に、０．０００２〜０．００１３質量％のＣと、０．０００２〜０．００１質量％の酸素とを含有することを特徴とする請求項１に記載のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板。
- 更に、０．００１〜０．０３％質量％のＺｒを含有することを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載ばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板。
- 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のばね限界値特性及び耐疲労特性に優れたＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板の製造方法であって、熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍、仕上げ冷間圧延、テンションアニーリングをこの順序で行う工程で前記銅合金板を製造するに際し、前記熱間圧延を、圧延開始温度；７００℃〜８００℃、総熱間圧延率；８０％以上、１パス当りの平均圧延率；１５％〜３０％にて実施し、前記冷間圧延を、圧延率；５０％以上にて実施し、前記連続焼鈍を、温度；３００℃〜５５０℃、時間；０．１分〜３分にて実施し、テンションアニーリングを、ラインテンション；１０Ｎ／ｍｍ２〜１００Ｎ／ｍｍ２、速度；１０〜８０ｍ／ｍｉｎ、温度；２００〜３５０℃にて実施することを特徴とするＣｕ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金板の製造方法。
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