JP2015014040A - Ｔｉ含有銅合金の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い導電率と強度とを確保できるとともに、曲げ加工性に特に優れたＴｉ含有銅合金の製造方法を提供する。
【解決手段】所定量のＴｉを含有する銅合金鋳塊を得る鋳造工程Ｓ０１と、８００〜８８５℃の温度範囲で均質化する均質化処理工程Ｓ０２と、熱間加工工程Ｓ０３と、冷間加工工程Ｓ０４と、Ｔｉを固溶させる溶体化熱処理工程Ｓ０５と、ＣｕＴｉの金属間化合物を析出させる時効処理工程Ｓ０６と、所定の形状に塑性加工する仕上加工工程Ｓ０７と、を備え、熱間加工工程Ｓ０３では、加工後の材料温度が７００℃以上とされ、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却し、前記溶体化熱処理工程では、処理温度が８００℃以上８５０℃未満の範囲内とされ、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｔｉを含有するＴｉ含有銅合金の製造方法に関するものであり、特に、高強度で曲げ加工性に優れ、各種コネクタ及びその他の端子、あるいは電磁リレーの可動導電片などの電子・電気機器用部品等の素材に適したＴｉ含有銅合金の製造方法に関するものである。

近年、電子機器や電気機器等の小型化にともない、これら電子機器や電気機器等に使用されるコネクタ及びその他の端子、リレー、リードフレーム等の電子・電気機器用部品の小型化及び薄肉化が図られている。このため、電子・電気機器用部品を構成する材料として、曲げ性、強度に優れた銅合金が要求されている。
ここで、上述の電子機器用部品等を構成する材料として、例えば特許文献１、２には、Ｔｉ含有銅合金及びこのＴｉ含有銅合金の製造方法が提案されている。

特許文献１に記載されたＴｉ含有銅合金の製造方法においては、加熱温度９００〜９７０℃の均質化処理と、９００〜９６０℃での熱間圧延と、圧下率７０〜９９％の冷間圧延と、７３０〜８８０℃の溶体化熱処理と、４００〜５００℃の時効処理と、圧下率３〜４０％の最終冷間圧延と、を実施する構成とされており、溶体化熱処理によってＣｕの母相中にＴｉを固溶させ、時効処理によってＣｕとＴｉの金属間化合物を析出させている。

また、特許文献２に記載されたＴｉ含有銅合金の製造方法においては、８００〜９５０℃に加熱した鋳塊を、終了温度が６５０℃以上となるように熱間圧延し、熱間圧延終了後に冷却速度１０〜５０℃／ｓｅｃで３００℃以下になるまで冷却し、次いで、面削後に冷間圧延を実施する構成とされており、熱間圧延後に急冷することでＣｕの母相中にＴｉを固溶させている。

特許第４８８９８０１号公報 特許第４３２９０６５号公報

ところで、最近では、電子機器や電気機器等のさらなる小型化が進んでおり、電子機器用部品を構成する材料には、導電率を確保しつつ、さらなる強度向上が求められている。また、コネクタ等の端子を成形する際には厳しい曲げ加工が施されるため、曲げ加工性の向上が求められている。
ここで、特許文献１においては、第３元素を添加して結晶粒を微細化させることによって曲げ加工性の向上を図っている。

しかしながら、特許文献１に記載されたＴｉ含有銅合金の製造方法では、均質化処理温度が９００〜９７０℃及び熱間圧延温度が９００〜９６０℃と、ＣｕとＴｉの共晶点温度（８８５℃）よりも高温であるため、鋳塊の一部に液相が生じ、熱間圧延時に割れが生じてしまうといった問題があった。また、熱間圧延後の冷却速度が遅いと、粗大なＣｕＴｉの金属間化合物が析出し、その後の加工で割れが生じるおそれがあった。さらに、溶体化熱処理温度が７３０〜８８０℃と広く設定されていることから、溶体化熱処理時にＴｉを十分に固溶させることができず、その後の時効処理によってＣｕＴｉの金属間化合物を均一に分散させることができず、強度を十分に向上させることができないおそれがあった。また、第３元素の挙動が制御できず、結晶粒微細化の効果を十分に得ることができないおそれがあった。

また、特許文献２に記載された製造方法では、熱間圧延工程においてＴｉを固溶させ、その後の冷却速度を規定し、ＣｕＴｉの金属間化合物の析出を抑制することにより、その後の溶体化熱処理を省略している。このため、例えば特許文献１に記載されたように、第３元素を添加した場合であっても、結晶粒の微細化が不十分となり、曲げ加工性の向上を図ることができなかった。

本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、高い導電率と強度とを確保できるとともに、曲げ加工性に特に優れ、コネクタ及びその他の端子、リレー等の電子電気部品等の素材に適したＴｉ含有銅合金を製造することが可能なＴｉ含有銅合金の製造方法を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、各種熱処理条件を適正化することにより、ＣｕＴｉの金属間化合物を適正に析出させることが可能となり、高強度、高導電率、優れた曲げ加工性を有するＴｉ含有銅合金を製造可能であるとの知見を得た。

本発明は、かかる知見に基いてなされたものであって、本発明のＴｉ含有銅合金の製造方法は、Ｔｉ；１．５ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下を含有し、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鋳塊を得る鋳造工程と、前記銅合金鋳塊を８００℃以上８８５℃以下の温度範囲で保持して均質化する均質化処理工程と、前記均質化処理工程によって加熱された前記銅合金鋳塊を熱間加工する熱間加工工程と、前記熱間加工工程後に冷間加工を実施する冷間加工工程と、前記冷間加工工程後に熱処理を実施してＴｉをＣｕの母相中に固溶させる溶体化熱処理工程と、前記溶体化熱処理工程において固溶させたＴｉをＣｕＴｉの金属間化合物として析出させる時効処理工程と、所定の形状に塑性加工する仕上加工工程と、を備え、前記熱間加工工程では、加工後の材料温度が７００℃以上とされ、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却し、前記溶体化熱処理工程では、処理温度が８００℃以上８５０℃未満の範囲内とされ、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却することを特徴としている。

上述の構成のＴｉ含有銅合金の製造方法によれば、Ｔｉ；１．５ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下を含有しているので、ＣｕＴｉの金属間化合物を均一に析出させて強度の向上を図ることが可能となる。
そして、本発明のＴｉ含有銅合金の製造方法では、均質化処理温度が８００℃以上８８５℃以下の範囲内とされているので、ＴｉをＣｕの母相中に十分に固溶させることができるとともに鋳塊の一部が液相となることを抑制できる。よって、熱間加工時の割れの発生を抑制できる。
また、熱間加工工程では、加工後の材料温度が７００℃以上とされ、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却する構成とされているので、ＣｕＴｉの金属間化合物の粗大化を抑制できる。よって、熱間加工後の冷間加工等での割れを抑制しつつ、曲げ加工性を維持することができる。
また、溶体化熱処理工程では、温度が８００℃以上８５０℃未満の範囲内とされているので、Ｔｉを十分に固溶させることができる。さらに、溶体化熱処理工程では、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却する構成とされているので、ＣｕＴｉの金属間化合物の粗大化を抑制でき、溶体化熱処理後の冷間加工等での割れを抑制しつつ、曲げ加工性を維持することができる。

なお、熱間加工工程及び溶体化熱処理工程における溶体化度は、次の式によって算出される。
溶体化度＝〔１−{（σ_１―σ_０）／σ_０}〕
このとき、σ_１は、２７℃において測定した導電率、σ_０は、含有するＴｉの全量が固溶した場合の理論上の導電率である。

本発明のＴｉ含有銅合金の製造方法においては、前記銅合金鋳塊は、さらに、Ｃｏ；０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下、及び、Ｃｒ；０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下のいずれか一方又は両方を含有しており、前記均質化処理工程では、前記銅合金鋳塊を８５０℃以上８８５℃以下の温度範囲で保持して均質化する構成としてもよい。
この場合、さらに、Ｃｏ；０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下、及び、Ｃｒ；０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下のいずれか一方又は両方を含有しているので、Ｃｏ及びＣｒの少なくとも一方又は両方を含む金属間化合物を析出させることで結晶粒を微細化させて曲げ加工性を向上させることが可能となる。
また、均質化処理温度が８５０℃以上８８５℃以下の範囲内とされているので、Ｔｉと、Ｃｏ及びＣｒの少なくとも一方又は両方を、Ｃｕの母相中に十分に固溶させることができるとともに鋳塊の一部が液相となることを抑制できる。よって、熱間加工時の割れの発生を抑制できる。
さらに、溶体化熱処理工程では、温度が８００℃以上８５０℃未満の範囲内とされているので、Ｔｉを十分に固溶させることができるとともにＣｏ及びＣｒの少なくとも一方又は両方を含む金属間化合物を析出させることができる。これにより、溶体化熱処理時において、結晶粒の微細化を図ることが可能となる。

また、本発明のＴｉ含有銅合金の製造方法においては、前記時効処理工程の後に、前記仕上加工工程を実施することが好ましい。
この場合、時効処理時に、回復が生じて強度が低下することを防止できる。これにより、仕上加工工程における加工率を高くしなくても強度を確保することが可能となり、曲げ加工性を向上させることができる。

本発明によれば、高い導電率と強度とを確保できるとともに、曲げ加工性に特に優れ、コネクタ及びその他の端子、リレー等の電子電気部品等の素材に適したＴｉ含有銅合金を製造することが可能なＴｉ含有銅合金の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態であるＴｉ含有銅合金の製造方法の工程例を示すフローチャートである。 Ｃｕ−Ｔｉ合金の２元状態図である。 比較例１の熱間圧延割れの外観観察写真及びＥＰＭＡ観察結果である。

以下に、本発明の一実施形態であるＴｉ含有銅合金の製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態であるＴｉ含有銅合金の製造方法においては、下記の組成のＴｉ含有銅合金塑性加工材（Ｔｉ含有銅合金板）を製造するものである。

ここで、本実施形態であるＴｉ含有銅合金は、Ｔｉを１．５ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる組成を有している。
さらに、Ｃｏを０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下、及び、Ｃｒを０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下、のいずれか一方又は両方を含有してもよい。
以下に、これらの元素の含有量を前述のように規定した理由について説明する。

（Ｔｉ：１．５ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下）
Ｔｉは、Ｃｕ中においてスピノーダル分解を起こし、Ｔｉ濃度の周期的変動である変調構造が発達させること、もしくはＣｕと結合してＣｕＴｉの金属間化合物を形成してＣｕ母相中に析出させることにより、強度を向上させる作用効果を有する元素である。
ここで、Ｔｉの含有量が１．５ｍａｓｓ％未満では、その作用効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｔｉの含有量が４．５ｍａｓｓ％を超えると、導電率が大幅に低下してしまうおそれがある。
このような理由から、Ｔｉの含有量を１．５ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下に設定している。

（Ｃｏ：０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下）
Ｃｏは、ＴｉまたはＴｉ及びＣｕと結合して金属間化合物を形成する元素である。Ｃｏを含有するこれらの金属間化合物は、８００〜８５０℃の熱処理時に析出することから、Ｔｉの溶体化熱処理時に析出して溶体化熱処理後の結晶粒径を微細化することが可能となる。
ここで、Ｃｏの含有量が０．１ｍａｓｓ％未満では、その作用効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｃｏの含有量が０．８ｍａｓｓ％を超えると、導電率が大幅に低下してしまうおそれがある。
このような理由から、Ｃｏを添加する場合には、Ｃｏの含有量を０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下に設定している。

（Ｃｒ；０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下）
Ｃｒは、Ｃｒ単体またはＣｕ、Ｃｏ、Ｔｉと結合した金属間化合物として銅の母相中に析出する。Ｃｒ単体及びＣｒを含有するこれらの金属間化合物は、８００〜８５０℃の熱処理時に析出することから、Ｔｉの溶体化熱処理時に析出して溶体化熱処理後の結晶粒径を微細化することが可能となる。
ここで、Ｃｒの含有量が０．０１ｍａｓｓ％未満では、その作用効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｃｒの含有量が０．５ｍａｓｓ％を超えると、導電率が大幅に低下してしまうおそれがある。
このような理由から、Ｃｒを添加する場合には、Ｃｒの含有量を０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下に設定している。

なお、上述のように、ＣｏとＣｒは、同様の作用効果を有する元素であることから、Ｃｏ；０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下、及び、Ｃｒ；０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下のいずれか一方を添加してもよいし、ＣｏとＣｒの両方を上述の範囲でそれぞれ添加していてもよい。

また、不可避不純物としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｚｒ，Ａｇ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｐ，Ｂ，Ｌｉ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｓｃ，Ｙ，希土類元素，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｐｏ，Ｓ，Ｏ，Ｃ，Ｂｅ，Ｎ，Ｈ，Ｈｇ等が挙げられる。これらの不可避不純物は、総量で０．３ｍａｓｓ％以下であることが望ましい。

次に、本実施形態であるＴｉ含有銅合金の製造方法について、図１に示すフロー図を参照して説明する。

（溶解・鋳造工程Ｓ０１）
まず、銅原料を溶解して得られた銅溶湯に、前述の元素を添加して成分調整を行い、銅合金溶湯を製出する。なお、Ｔｉの添加には、Ｔｉ単体やＣｕ−Ｔｉ母合金等を用いることができる。また、Ｔｉを含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。また、本合金のリサイクル材およびスクラップ材を用いてもよい。なお、Ｃｏ、Ｃｒについても、金属単体、母合金、スクラップ材等を用いて添加することができる。
ここで、銅溶湯は、純度が９９．９９質量％以上とされたいわゆる４ＮＣｕとすることが好ましい。また、溶解工程では、活性元素であるＴｉの酸化等を抑制するために、真空炉、あるいは、不活性ガス雰囲気または還元性雰囲気とされた雰囲気炉を用いることが好ましい。
そして、成分調整された銅合金溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。この溶解・鋳造工程Ｓ０１により、上述した組成の銅合金鋳塊を得る。

（均質化処理工程Ｓ０２）
次に、得られた銅合金鋳塊の均質化および溶体化のために熱処理を行う。鋳塊の内部には、凝固の過程においてＴｉが偏析で濃縮することにより発生したＣｕとＴｉを主成分とする金属間化合物等が存在することになる。そこで、これらの偏析および金属間化合物等を消失または低減させるために、鋳塊を８００℃以上８８５℃以下にまで加熱して保持する均質化処理を行い、鋳塊内において、Ｔｉを均質に拡散させたり、Ｔｉを母相中に固溶させたりする。なお、この均質化処理工程Ｓ０２は、大気中で実施してもよいが、酸化膜の形成を抑制するためには非酸化性または還元性雰囲気中で実施することが好ましい。
ここで、均質化処理温度が８００℃未満では、Ｔｉの溶体化が不完全となり、母相中にＴｉを含む金属間化合物が多く残存するおそれがある。一方、均質化処理温度が８８５℃を超えると、図２の状態図に示すように、ＣｕＴｉの共晶点以上となるため、鋳塊の一部が液相となり、その後の熱間加工工程Ｓ０３によって割れが生じるおそれがある。以上のことから、本実施形態においては、均質化処理温度を８００℃以上８８５℃以下の範囲に設定している。
また、Ｃｏ及びＣｒを添加する場合には、この均質化処理工程Ｓ０２においてＣｏ及びＣｒについても、母相中へ十分に固溶させる必要があるため、均質化処理温度を８５０℃以上８８５℃以下とする。
ここで、均質化処理温度が８５０℃未満では、Ｃｏ及びＣｒの溶体化が不完全となり、母相中にＣｏ及びＣｒを含む金属間化合物が多く残存するおそれがある。以上のことから、Ｃｏ及びＣｒを添加する場合には、均質化処理温度を８５０℃以上８８５℃以下の範囲に設定することが好ましい。

（熱間加工工程Ｓ０３）
次に、均質化処理工程Ｓ０２において加熱された鋳塊に対して、粗加工の効率化と組織の均一化のために熱間加工を実施する。この時の加工率は目的の形状により適宜選択することが好ましい。熱間加工の加工方法については、特に限定されないが、最終形状が板や条の場合は圧延を、最終形状が線や棒の場合には押出や溝圧延を、最終形状がバルク形状の場合には鍛造やプレスを適用すればよい。
この熱間加工工程Ｓ０３においては、熱間加工終了まで加工温度が７００℃以上に保持されている。すなわち、熱間加工終了後の材料温度が７００℃以上とされているのである。そして、熱間加工後には、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却を実施する。なお、熱間加工後の冷却方法は、特に限定しないが、水焼入などを適用することができる。
ここで、熱間加工終了後の材料温度が７００℃未満とした場合、あるいは、２７℃における溶体化度が９２％未満となるように冷却した場合には、ＣｕＴｉの金属間化合物が粗大化してしまうため、その後の冷間加工工程Ｓ０４等において割れが生じるおそれがある。以上のことから、本実施形態においては、熱間加工終了後の材料温度を７００℃以上とし、熱間加工後には、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却を実施する構成としている。
なお、溶体化度は、次の式によって算出される指標である。
溶体化度＝〔１−{（σ_１―σ_０）／σ_０}〕
σ_１：２７℃において測定した導電率
σ_０：含有するＴｉの全量が固溶した場合の理論上の導電率

（冷間加工工程Ｓ０４）
次に、熱間加工工程Ｓ０３で熱間圧延を施した熱間加工材を必要に応じて切断するとともに、表面に形成された酸化膜等を除去するために必要に応じて表面研削を行う。そして、所定の加工率で冷間加工を実施する。この冷間加工工程Ｓ０４における温度条件は特に限定はないが、−２００℃から＋２００℃の範囲内とすることが好ましい。また、加工率も特に限定されないが、通常は１０〜９９％程度とする。加工方法は特に限定されないが、特に限定されないが、最終形状が板や条の場合は圧延を、最終形状が線や棒の場合には押出や溝圧延を、最終形状がバルク形状の場合には鍛造やプレスを適用すればよい。

（溶体化熱処理工程Ｓ０５）
次に、冷間加工工程Ｓ０４の後に、Ｔｉの溶体化を徹底するために、８００℃以上８５０℃未満の温度条件で熱処理を行う。また、熱処理後には、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却を実施する。
ここで、Ｃｏ及びＣｒを添加した場合には、Ｃｏを含む金属間化合物、Ｃｒ単体、Ｃｒを含む金属間化合物のいずれかが母相中に析出し、結晶粒が微細化されることになる。
なお、熱処理の方法は特に限定はないが、非酸化雰囲気又は還元性雰囲気中で熱処理を行うことが好ましい。また、熱処理後の冷却方法は、特に限定しないが、特に限定しないが、水焼入などを適用することができる。なお、溶体化の徹底のため、あるいは、加工率の調整のために、冷間加工工程Ｓ０４と溶体化熱処理工程Ｓ０５とを繰り返して実施しても良い。

（時効処理工程Ｓ０６）
次に、冷間加工工程Ｓ０５後に、時効熱処理を実施し、ＣｕＴｉの金属間化合物を析出させる。
ここで、時効熱処理の条件は、要求される強度、導電率等を考慮して適宜設定することが好ましい。また、熱処理の方法は特に限定はないが、非酸化雰囲気又は還元性雰囲気中で熱処理を行うことが好ましい。さらに、熱処理後の冷却方法は、特に限定しないが、特に限定しないが、水焼入などを適用することができる。

（仕上加工工程Ｓ０７）
次に、時効処理工程Ｓ０６後に、仕上加工を実施する。なお、加工方法については、特に限定されないが、最終形状が板や条の場合は圧延を、最終形状が線や棒の場合には押出や溝圧延を、最終形状がバルク形状の場合には鍛造やプレスを適用すればよい。
また、この仕上加工工程Ｓ０７における温度条件は、冷間または温間加工となる−２００℃から２００℃の範囲内とすることが好ましい。
なお、本実施形態では、仕上加工工程Ｓ０７として冷間圧延を実施している。この仕上加工工程Ｓ０７における圧延率に特に限定はないが、圧延後のＴｉ含有銅合金塑性加工材（Ｔｉ含有銅合金板）における異方性を低減するためには、２０％以下に設定することが好ましい。

以上のようにして、本実施形態であるＴｉ含有銅合金塑性加工材（Ｔｉ含有銅合金板）が製出されることになる。このＴｉ含有銅合金塑性加工材（Ｔｉ含有銅合金板）を素材としてさらに加工を施すことにより、例えばコネクタ及びその他の端子、リレー、リードフレームといった電子・電気機器用部品が成形される。

以上のような構成とされた本実施形態であるＴｉ含有銅合金の製造方法によれば、Ｔｉ；１．５ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下を含有しているので、ＣｕＴｉの金属間化合物を均一に析出させて強度の向上を図ることができるとともに、導電率を確保することができる。
また、均質化処理工程Ｓ０２において、均質化処理温度が８００℃以上８８５℃未満とされているので、Ｔｉを十分に固溶させることができ、ＣｕＴｉの金属間化合物を均一に析出させることができる。また、銅合金鋳塊の一部が液相となることを抑制でき、その後の熱間加工工程Ｓ０３における割れの発生を抑制できる。
さらに、熱間加工工程Ｓ０３では、熱間加工終了後の材料温度を７００℃以上とし、熱間加工後には、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却を実施する構成としているので、熱間加工工程Ｓ０３後においてＣｕＴｉの金属間化合物の粗大化を抑制でき、熱間加工工程Ｓ０３後の冷間加工工程Ｓ０４において割れが発生することを抑制できるとともに、曲げ加工性を維持することができる。
また、溶体化熱処理工程Ｓ０５では、温度が８００℃以上８５０℃未満の範囲内とされているので、Ｔｉを十分に固溶させることができる。さらに、溶体化熱処理工程Ｓ０５では、熱処理後には、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却を実施する構成としているので、ＣｕＴｉの金属間化合物の粗大化を抑制でき、溶体化熱処理工程Ｓ０５後の冷間加工工程Ｓ０４や仕上加工工程Ｓ０７において割れが発生することを抑制できるとともに、曲げ加工性を維持することができる。

ここで、Ｃｏ；０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下、及び、Ｃｒ；０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下のいずれか一方又は両方を添加した場合には、Ｃｏを含む金属間化合物、Ｃｒ単体、Ｃｒを含む金属間化合物のいずれかを母相中に析出させることで結晶粒を微細化させて曲げ加工性をさらに向上させることができるとともに、導電率を確保することができる。
Ｃｏ及びＣｒを添加する場合には、均質化処理工程Ｓ０２において、均質化処理温度を８５０〜８８５℃とすることにより、Ｃｏ及びＣｒを十分に固溶させることができ、Ｃｏを含む金属間化合物、Ｃｒ単体、Ｃｒを含む金属間化合物を均一に析出させることができる。
また、溶体化熱処理工程Ｓ０５では、温度が８００℃以上８５０℃未満の範囲内とされているので、Ｃｏを含む金属間化合物、Ｃｒ単体、Ｃｒを含む金属間化合物を析出させることができ、結晶粒の微細化を図ることが可能となる。

さらに、本実施形態においては、時効処理工程Ｓ０６の後に、仕上加工工程Ｓ０７を実施する構成としているので、仕上加工工程Ｓ０７における加工硬化によって強度向上を図ることが可能となる。
また、本実施形態では、仕上加工工程Ｓ０７における圧延率を２０％以下としているので、圧延後のＴｉ含有銅合金塑性加工材における異方性を低減することができ、曲げ加工性をさらに向上させることが可能となる。

以上、本発明の実施形態であるＴｉ含有銅合金の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、時効処理後に仕上加工工程を実施するものとして説明したが、これに限定されることはなく、仕上加工工程の後に時効処理を実施してもよい。ただし、時効処理によって強度が低下するおそれがあることから、仕上加工工程における加工率は、要求される強度に応じて高めに設定することが好ましい。
さらに、仕上加工工程の後に、歪取り焼鈍等を実施してもよい。

以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
純度９９．９９質量％以上の無酸素銅（ＡＳＴＭ Ｂ１５２ Ｃ１０１００）からなる銅原料を準備し、これを高純度グラファイト坩堝内に装入して、Ａｒガス雰囲気とされた雰囲気炉内において高周波溶解した。得られた銅溶湯内に、各種添加元素を添加して表１に示す成分組成に調製し、５ｍｉｎ保持した後、カーボン鋳型に注湯して鋳塊を製出した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約５０ｍｍ×幅約８０ｍｍ×長さ約１００ｍｍとした。

均質化処理として、大気雰囲気において、表１に示す温度で３時間保持した。
上述の均質化熱処理によって加熱された鋳塊を、直ちに熱間圧延した。１ｐａｓｓ当りの圧下量は１ｍｍ程度として、板厚１０ｍｍまで圧延した。なお、本発明例１−５、比較例３，４では、４ｐａｓｓごとに８８０℃×３０分の加熱を実施することによって、加工温度を７００℃以上に保持した。熱間圧延後の材料温度を表１に示す。また、熱間圧延終了後には水冷を実施した。

次に、第１冷間圧延を実施した。なお、１ｐａｓｓ当りの圧下量は１ｍｍ程度とした。また、圧下率は、後述する第２冷間圧延及び仕上圧延の圧下率を考慮して、最終の板厚が０．２ｍｍとなるように調整した。
この第１冷間圧延の後、第１溶体化熱処理を実施した。ソルトバスにて８２０℃×９０ｓｅｃで加熱後、ただちに水冷した。
次に、第２冷間圧延を実施した。このとき、圧下率７５％とした。
この第２冷間圧延の後、第２溶体化熱処理を実施した。表１に示す温度と時間で保持し、ただちに水冷した。
次に、時効処理として、ソルトバスにて４００℃で４時間保持した。
そして、仕上圧延として、表１に示す圧延率で冷間圧延を実施した。

上述の製造方法において、以下の工程で加工性及び特性を評価した。
熱間圧延工程後に、割れの有無、導電率、溶体化度について評価した。
溶体化熱処理工程後に、導電率、溶体化度、結晶粒径について評価した。
仕上圧延工程後に、導電率、硬度、曲げ性（ＧＷ、ＢＷ）について評価した。

導電率は、ＪＩＳ Ｈ ５０５０に準拠し、４端子法にて測定した。
溶体化度は、測定した導電率から、以下の式によって算出した。
溶体化度＝〔１−{（σ_１―σ_０）／σ_０}〕
σ_１：２７℃において測定した導電率
σ_０：含有するＴｉの全量が固溶した場合の理論上の導電率
ここで、本実施例では、理論上の導電率σ_０を、銅と銅合金、第４１号（２００２）、Ｐ．１−９の記載を参考にして算出した。
硬度は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に準拠して測定した。
結晶粒径は、圧延方向に平行な断面をクロスセクションポリッシャにて切断し、出現した断面１００μｍ（幅）×２００μｍ（板厚）をＥＢＳＤ測定し、平均結晶粒径を測定した。

曲げ性は、日本伸銅協会技術標準ＪＣＢＡ−Ｔ３０７−２００７に準じて評価した。１０ｍｍ×３０ｍｍの試験片の１０ｍｍ方向を曲げ軸とし、曲げ軸が圧延方向に平行（ｂａｄｗａｙ：ＢＷ）、直交（ｇｏｏｄｗａｙ：ＧＷ）となるように試験片を採取し、試験片の厚みｔと曲げ半径Ｒが等しい曲げ試験（Ｒ／ｔ＝１）を行った。曲げ試験後、曲げ加工部表面を光学顕微鏡にて観察し、割れやシワの有無を確認した。
しわ無しを「Ａ」、しわ小を「Ｂ」、しわ大を「Ｃ」、割れ小を「Ｄ」、割れ大を「Ｅ」として評価した。なお、Ａ、Ｂ及びＣを良品と評価し、Ｄ及びＥを不良として評価した。

条件、評価結果について表１、２に示す。
また、比較例１の熱間加工後の外観写真及びＥＰＭＡ観察結果を図３に示す。

比較例１においては、均質化処理時の温度が９２０℃と高く、図３に示すように、熱間圧延時に割れが生じた。組織をＥＰＭＡ観察した結果、粗大なＣｕＴｉの金属間化合物が形成されているのが認められ、この金属間化合物が均質化処理時に液相になったため、熱間圧延時に割れが生じた。
比較例２においては、熱間加工終了後の材料温度が６５０℃と低く、熱間圧延後に２７℃まで冷却した後の溶体化度が５９．６％と不十分であった。このため、曲げ加工性が不十分であった。
比較例３においては、溶体化熱処理時の温度が８８０℃と高く、曲げ加工性が不十分であった。
比較例４においては、溶体化熱処理時の温度が７２０℃と低く、熱処理後に２７℃まで冷却した後の溶体化度が４５．１％と不十分であった。これにより、硬度が比較的低く、曲げ性が不十分であった。

これに対して、本発明例１−５においては、いずれも曲げ加工性に優れていることが確認された。
また、Ｃｏ及びＣｒのうち少なくともいずれか一方を添加した本発明例３−５においては、硬度が高く、かつ、結晶粒径が小さくなっており、曲げ加工性に優れていることが確認された。

Ｓ０１ 溶解・鋳造工程（鋳造工程）
Ｓ０２ 均質化処理工程
Ｓ０３ 熱間加工工程
Ｓ０４ 冷間加工工程
Ｓ０５ 溶体化熱処理工程
Ｓ０６ 時効処理工程
Ｓ０７ 仕上加工工程

Claims (3)

1. Ｔｉ；１．５ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下を含有し、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鋳塊を得る鋳造工程と、
   前記銅合金鋳塊を８００℃以上８８５℃以下の温度範囲で保持して均質化する均質化処理工程と、
   前記均質化処理工程によって加熱された前記銅合金鋳塊を熱間加工する熱間加工工程と、
   前記熱間加工工程後に冷間加工を実施する冷間加工工程と、
   前記冷間加工工程後に熱処理を実施してＴｉをＣｕの母相中に固溶させる溶体化熱処理工程と、
   前記溶体化熱処理工程において固溶させたＴｉをＣｕＴｉの金属間化合物として析出させる時効処理工程と、
   所定の形状に塑性加工する仕上加工工程と、を備え、
   前記熱間加工工程では、加工後の材料温度が７００℃以上とされ、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却し、
   前記溶体化熱処理工程では、処理温度が８００℃以上８５０℃未満の範囲内とされ、２７℃における溶体化度が９２％以上となるように冷却することを特徴とするＴｉ含有銅合金の製造方法。
2. 前記銅合金鋳塊は、さらに、Ｃｏ；０．１ｍａｓｓ％以上０．８ｍａｓｓ％以下、及び、Ｃｒ；０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下のいずれか一方又は両方を含有しており、
   前記均質化処理工程では、前記銅合金鋳塊を８５０℃以上８８５℃以下の温度範囲で保持して均質化することを特徴とする請求項１に記載のＴｉ含有銅合金の製造方法。
3. 前記時効処理工程の後に、前記仕上加工工程を実施することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＴｉ含有銅合金の製造方法。