JP2021138998A - 銅合金材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い導電率と高い引張強度を有しながらも、ヤング率の異方性が少なく、曲げ加工性にも優れた銅合金材およびその製造方法を提供する。【解決手段】Ｃｕ母相である第１相と、圧延方向に向かって延在する複数の第２相とを含む複相組織を有する銅合金材であって、銅合金材の圧延方向を含む長手方向の断面で見て、第２相のうち圧延方向に沿って測定したときの長さＬが１μｍ以上である第２相は、下記の要件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足する。要件（Ｉ）：銅合金材の板厚方向に沿って、隣接する特定第２相同士の相間隔の平均値が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲である。要件（ＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値が３°以上２０°以下の範囲である。要件（ＩＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度の差の平均値が５°以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、銅合金材およびその製造方法に関する。

銅合金材、例えば電気・電子部品や自動車車載部品に用いられる銅合金材としては、従来は、主に析出強化や加工硬化によって強化された高強度銅合金であるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金（コルソン系合金）が広く用いられてきた。

しかしながら、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金は、導電率は最大でも５０％ＩＡＣＳ程度であり、大電流で通電すると抵抗発熱量が多くなり、熱によって接点部のばね性の低下や、端子を固定するモールドの劣化などにより、端子の機能が著しく低下するおそれがあることから、大電流用の端子材料として用いるには適さない。

このため、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金に代わる端子材料を開発することが求められている。例えば、Ｃｕ母相中に他の元素を含む相を晶出させた複相組織を有する合金（複相合金）は、冷間圧延などによる強加工を行なうことで、他の元素を含む相が繊維状に分散され、りん青銅と同等の強度を持ち、かつ高い導電率が得られる。この複相合金系としては、Ｃｕ−Ｃｒ、Ｃｕ−Ｆｅ、Ｃｕ−Ｎｂ、Ｃｕ−Ａｇ、Ｃｕ−Ｚｒなどが知られている。

例えば、特許文献１には、Ｃｒを５重量％以上３０重量％以下の範囲で含有し、かつＺｒおよびＴｉの一方または両方を含有し、残部がＣｕと不回避不純物である銅合金において、ファイバー状のＣｒ相によって分断されるＣｕ母相の厚さを５μｍ以下にすることで、優れた引張強度および導電率を有する銅合金材を得ることができるとしている。

また、特許文献２には、２質量％以上６質量％以下のＡｇと、０．５質量％以上０．９質量％以下のＣｒとを含有する銅合金の製造方法において、固溶化熱処理を行った後、冷間または５００℃以下の温間で５％以上の加工を鍛造または圧延により付与することで、高強度高熱伝導性を有する成形物を得ることができるとしている。

また、特許文献３には、Ｃｒ、ＦｅおよびＮｂからなる群から選ばれる１種または２種以上を合計で７質量％以上２０質量％以下の範囲で含む銅合金や、Ａｇを７質量％以上２０質量％以下の範囲で含む銅合金において、Ｃｒ、ＦｅおよびＮｂの群から選ばれる１種または２種以上を含み、またはＡｇを６０％以上含む第２相の平均アスペクト比（Ａｔ）を１０以上８０以下の範囲にすることで、優れた強度と導電率、曲げ加工性を得られるとともに、強度や曲げ加工性の異方性を抑制させることができるとしている。

また、特許文献４には、質量％でＦｅ,Ｃｒ,Ｔａ,Ｖ,Ｎｂ,ＭｏおよびＷの群から選ばれる１種の添加元素を７％以上５０％以下含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる銅合金において、添加元素を含む第２相の平均アスペクト比Ａｔが１０以上となるように構成することで、優れた引張強度（０．２％耐力）と導電率、曲げ加工性を得ることができるとしている。

また、特許文献５には、Ａｇを３質量％以上２０質量％以下含有し、さらにＳｎ，Ｍｇ，ＺｒおよびＺｎの群から選ばれる１種または２種以上の添加元素を合計で０．０１％以上３％以下含有し、残部Ｃｕおよび不可避的不純物から実質的になる二相合金において、Ｃｕ母相の平均結晶粒径を６００ｎｍ以下にし、かつＣｕ母相の結晶粒界における双晶粒界の割合を１０％以上にすることで、優れた引張強度（０．２％耐力）と導電率、曲げ加工性を得ることができるとしている。

また、特許文献６には、Ｚｒを３．０原子％以上７．０原子％以下の範囲で含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなる銅合金において、Ｃｕ母相と、銅−Ｚｒ化合物相および銅相からなる複合相とが母相−複合相層状組織を構成し、幅方向に対して垂直な断面を見たときにＣｕ母相と複合相とを圧延方向に平行に交互に配列させ、かつ圧延方向に配置された銅−Ｚｒ化合物相と銅相とが５０ｎｍ以下の相の厚さで板厚方向において交互に積層するように構成することで、引張強度をより高めることができるとしている。

また、特許文献７には、Ａｇを７質量％以上１５質量％以下の範囲で含有し、かつＣｒ，Ｆｅ，Ｎｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｔｉ，Ｐ，ＩｎおよびＳｉの群から選ばれる１種または２種以上の微量元素を合計で０．０５質量％以上１質量％以下の範囲で含有する銅合金において、Ａｇを含む第２相の平均アスペクト比（Ａｔ）を１０以上８０以下の範囲にすることで、優れた引張強度（０．２％耐力）を得ることができるとしている。

特許第３４９０８５３号公報 特許第３８６１７１２号公報 特許第４３０２５７９号公報 特許第４６３７６０１号公報 特開２００６−２９９２８７号公報 特許第５８００３０１号公報 特許第５０４８０４６号公報

しかしながら、特許文献１〜７に記載の銅合金は、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｚｒなどの元素を含んだ第２相をＣｕ母相中に密に分散させるために、Ｃｕ母相への固溶限を大幅に上回る量の元素を含有させるとともに、線引きや重ね接合圧延法（ＡＲＢ法）などの加工率の高い冷間加工を行う必要があり、導電率、引張強度および曲げ加工性、ならびにヤング率の異方性に関して、さらに改善の余地があるものであった。

特に、特許文献１に記載の銅合金では、冷間加工時に伸線加工を行って線材を得ることで大きな加工度を持たせているが、箔や板材を得るときに銅合金材を得る手法については記載されていない。また、冷間圧延加工によって得られる銅合金の板材では、線引方向についての強度のみが問題になる線材と異なり、圧延方向に対する向きによって引張強度やヤング率、曲げ加工性などに異方性が生じるため、これらの異方性を小さくすることに関して、さらに改善の余地があった。

また、特許文献１、２、５、６に記載の銅合金では、第２相を繊維状に分散させて引張強度などを向上させているが、その異方性については何ら検討がなされていない。

また、特許文献３、４に記載の銅合金は、第２相を圧延によって繊維化させた圧延板材であり、第２相の形状（（第２相の伸長長さ）／（第２相の圧延厚み方向での厚さ）で表される平均アスペクト比など）を規定することで、圧延方向に直角な方向についての曲げ加工性を向上することができるとしており、特に特許文献３では、圧延方向に平行な方向と直角な方向について、引張強度および曲げ加工性の異方性が少ないことも記載されている。しかし、これらの引張強度や曲げ加工性などの異方性に影響を与える、圧延方向に対する第２相の延在角度や、ヤング率の異方性については何ら言及されていない。

また、特許文献７に記載の銅合金では、繊維状に延伸された第２相の形状の観察結果が示されているが、いずれも圧延後の銅合金の断面を研磨した観察面（または、エッチングや電解研磨を行った観察面）をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって観察したものであり、第２相の形状を明瞭に観察できていなかった。そのため、特にＡｇなどの添加元素が少ない場合に、微細な第２相の形状を観察することが困難であり、その制御についても何ら言及されていない。

したがって、本発明の目的は、高い導電率と高い引張強度を有しながらも、ヤング率の異方性が少なく、曲げ加工性にも優れた銅合金材およびその製造方法を提供することにある。

従来の銅合金材は、圧延によって繊維化された第２相が、例えば特許文献１の図５や特許文献６の図２１のような圧延断面組織や、特許文献４の図２の模式図に示されるように、圧延方向に平行に延伸されている。しかしながら、本発明者の調査によれば、集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：ＦＩＢ）を用いて平滑にした圧延材の観察断面を、透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）で観察することで、従来は明瞭に観察することができなかった第２相の構造を、明瞭に観察できることを見出した。そして、本発明者は、高い導電率を有するＣｕ−Ａｇ系やＣｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｚｒ系の合金組成を有する銅合金素材について、時効熱処理工程を経た後の冷間圧延工程において、特定の圧延条件下で圧延することにより、繊維化された第２相が高い均一性で分散されて曲げ加工時の割れの起点になり難くなるとともに、図１のように圧延方向に対して大きなうねりが生じることで、うねりが無い圧延材と比較して高い引張強度が得られるだけでなく、ヤング率の異方性を大きく抑制できることを見出した。その結果、高い導電率と高い引張強度を有しながらも、ヤング率の異方性が少なく、曲げ加工性にも優れた銅合金材を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）Ｃｕ母相である第１相と、圧延方向に向かって延在する複数の第２相とを含む複相組織を有する銅合金材であって、前記銅合金材の圧延方向を含む長手方向断面で見て、前記第２相のうち、圧延方向に沿って測定したときの長さが１μｍ以上である第２相を、特定第２相とするとき、前記特定第２相は、下記の要件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足することを特徴とする銅合金材。
要件（Ｉ）：銅合金材の板厚方向に沿って、隣接する特定第２相同士の相間隔を測定したときの平均値が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であること。
要件（ＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する前記特定第２相の延在角度を測定したときの平均値が３°以上２０°以下の範囲であること。
要件（ＩＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度を測定したときの前記延在角度の差の平均値が５°以下であること。
（２）前記特定第２相は、下記の要件（ＩＶ）および（Ｖ）をさらに満足する、上記（１）に記載の銅合金材。
要件（ＩＶ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度を測定したときの前記延在角度の差の最大値が１７°以下であること。
要件（Ｖ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する前記垂線を横切る全ての特定第２相の延在角度を測定したときの前記延在角度の差の最大値が１４°以上４３°以下の範囲であること。
（３）Ａｇ、ＺｒまたはＣｒからなる第２相構成成分を１．０質量％以上４．０質量％以下の範囲で含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する、上記（１）または（２）に記載の銅合金材。
（４）前記第２相構成成分以外の構成成分として、Ａｇを０．１質量％以上１．０質量％未満、Ｃｒを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｚｒを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｆｅを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％未満、Ｚｎを０．０５質量％以上１．０質量％未満からなる群から選択される少なくとも１種をさらに含有し、前記第２相構成成分以外の構成成分の合計量が０．０５質量％以上１．０質量％未満である、（３）に記載の銅合金材。
（５）板厚が０．０３ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲である、上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の銅合金材。
（６）前記圧延方向と平行な方向に引っ張ったときの引張強度が、９００ＭＰａ以上であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ超えであり、かつ、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を、Ｇｏｏｄｗａｙ方向およびＢａｄｗａｙ方向に行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）がいずれも２．０以下である、上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の銅合金材。
（７）前記圧延方向に対して０°、４５°および９０°の角度をなす３方向のヤング率が、いずれも１１０ＧＰａ以上であり、かつ前記３方向のヤング率の最大値と最小値の差が２０ＧＰａ以下である、上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の銅合金材。
（８）上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の銅合金材を製造する方法であって、Ａｇ、ＺｒまたはＣｒからなる第２相構成成分を１．０質量％以上４．０質量％以下の範囲で含有する銅合金素材に、少なくとも鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間圧延工程［工程３］、冷却工程［工程４］、面削工程［工程５］、第１冷間圧延工程［工程６］、時効熱処理工程［工程７］および第２冷間圧延工程［工程８］を順次行ない、前記鋳造工程［工程１］では、不活性ガス雰囲気中もしくは真空中で前記銅合金素材を溶融させてインゴットを作製し、前記熱間圧延工程［工程３］では、圧延温度を７００℃以上および圧延加工率を９０％以上とし、前記時効熱処理工程［工程７］では、到達温度を３５０℃以上５５０℃以下の範囲および保持時間を０．１時間以上９０．０時間以下の範囲とし、そして、前記第２冷間圧延工程［工程８］では、圧延ロール径をＲ［ｍｍ］、加工前の板厚をｈ_１［ｍｍ］、加工後の板厚をｈ_２［ｍｍ］とするとき、下記の（Ａ）式で表されるパラメータＸを２．０以上６．０以下の範囲とし、圧延時における張力を５００ｋＰａ以下とし、１パスあたりの加工率を２％以上１５％以下とし、かつ、総加工率を９５．０％以上９９．５％以下の範囲とすることを特徴とする、銅合金材の製造方法。
Ｘ＝｛Ｒ［１−（ｈ_２／ｈ_１）］｝^０．５ ・・・・（Ａ）

本発明によれば、高い導電率と高い引張強度を有しながらも、ヤング率の異方性が少なく、曲げ加工性にも優れた銅合金材およびその製造方法を提供することができる。

本発明の銅合金材を、圧延方向を含む断面で見たときの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。 本発明の銅合金材に含まれる複数個の特定第２相を、銅合金材の圧延方向を含む断面で見たときの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真から、隣接する特定第２相同士の相間隔と、圧延方向に対する特定第２相の延在角度を求める方法を説明するための模式図である。 本発明例１の銅合金材を、圧延方向を含む断面で見たときの、（ａ）透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真および（ｂ）反射電子像（ＢＳＥ像）である。 銅合金材の圧延方向に対して０°、４５°および９０°の角度をなす方向について説明するための模式図である。

以下、本発明の銅合金材の好ましい実施形態について、詳細に説明する。
本発明に従う銅合金材は、Ｃｕ母相である第１相と、圧延方向に向かって延在する複数の第２相とを含む複相組織を有する銅合金材であって、前記銅合金材の圧延方向を含む長手方向断面で見て、前記第２相のうち、圧延方向に沿って測定したときの長さが１μｍ以上である第２相を、特定第２相とするとき、前記特定第２相は、下記の要件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足することを特徴とする銅合金材。
要件（Ｉ）：銅合金材の板厚方向に沿って、隣接する特定第２相同士の相間隔を測定したときの平均値が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であること。
要件（ＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する前記特定第２相の延在角度を測定したときの平均値が３°以上２０°以下の範囲であること。
要件（ＩＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度を測定したときの延在角度の差の平均値が５°以下であること。

このように、隣接する特定第２相同士の板厚方向に沿った相間隔を小さくすることで、銅合金材に含まれるＡｇやＺｒ、Ｃｒの含有量が少なくても、厚さの小さい特定第２相を高い均一性で分散させることができる。このような厚さが小さい特定第２相は、曲げ加工に対して柔軟であるため、曲げ加工時における銅合金材の割れの起点になり難い。それとともに、特定第２相の圧延方向に対する延在角度を所定の範囲にすることで、特定第２相が圧延方向に対してうねりを生じ、特定第２相の表面積が広がることで、うねりが無い圧延材と比較して高い引張強度が得られるだけでなく、ヤング率の異方性を大きく抑制することができる。加えて、圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度の差を小さくすることで、圧延による転位が蓄積され易くなることで、所望の高い引張強度を得易くすることができる。その結果、高い導電率と高い引張強度を有しながらも、ヤング率の異方性が少なく、曲げ加工性にも優れた銅合金材を得ることができる。

また、上述の特許文献１、３、４、７に記載の銅合金では、第２相を十分な密度で分散させるために、第２相を構成する元素の含有量を多くする必要があり、特に貴金属であるＡｇや、レアメタルであるＶ，Ｎｂなどを用いて第２相を形成する場合、原料コストが高くなっていた。また、銅合金がＣｒやＺｒ、Ｆｅ、Ｎｂなどの融点の高い元素が多く含まれると、鋳造の際に必要な溶湯温度が非常に高温（組成にもよるが１４００℃以上）になることで、１１００〜１４００℃の温度にしか耐えられない一般的な銅合金の鋳造設備では製造が困難となるため、製造コストも高くなっていた。これに関し、本発明の銅合金材では、第２相構成成分であるＡｇやＺｒ、Ｃｒの含有量が少ないため、原料コストおよび製造コストの観点でも優れている。

［１］銅合金材の組成
まず、本発明の銅合金材の組成を限定した理由について説明する。
本発明の銅合金材は、Ａｇ、ＺｒまたはＣｒからなる第２相構成成分を１．０〜４．０質量％含有させたものである。

＜第２相構成成分の含有量：１．０〜４．０質量％＞
Ａｇ、ＺｒまたはＣｒからなる第２相構成成分の含有量は、１．０〜４．０質量％の範囲にすることが好ましい。ここで、第２相構成成分を合計で１．０質量％以上含有することで、ＡｇやＺｒ、Ｃｒを含む析出物が圧延によって繊維化されることで、特定第２相を含む複相組織が形成されるため、引張強度を向上することができる。他方で、第２相構成成分の含有量を合計が４．０質量％を超えると、鋳造時に第２相が粗大化し、粗大化した特定第２相が起点となって割れが生じることで、曲げ加工性が低下するので不適である。したがって、第２相構成成分の合計含有量は、１．０〜４．０質量％の範囲にすることが好ましく、１．１〜３．８質量％の範囲にすることがより好ましい。

＜Ａｇ：１．０〜４．０質量％＞
Ａｇ（銀）は、第２相構成成分として含有するとき、Ｃｕ母相（マトリクス）である第１相１１中に、主に単体として、例えば１〜１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出する。この析出物が圧延によって繊維化されてＡｇ含有相を含む複相組織となることで、引張強度を向上することができる。この作用を発揮するには、Ａｇ含有量を１．０質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ａｇ含有量が４．０質量％を超えると、原料コストが非常に大きくなるため望ましくない。このため、Ａｇ含有量は、１．０〜４．０質量％とすることが好ましく、１．３〜３．８質量％とすることがより好ましい。

＜Ｃｒ：１．０〜４．０質量％＞
Ｃｒ（クロム）は、第２相構成成分として含有するとき、Ｃｕ母相（マトリクス）である第１相１１中に、主に単体として、５００〜１００００ｎｍ程度の大きさの晶出物が主として存在するとともに、５０〜５００ｎｍ程度の大きさの微細な析出物が析出し、これらの析出物や晶出物が圧延によって繊維化されて特定第２相を含む複相組織となることで、引張強度を向上することができる。所望の特定第２相を析出および形成させて、この作用を発揮するには、Ｃｒ含有量を１．０質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｃｒ含有量が４．０質量％を超えると、鋳造時に特定第２相が粗大化することで、繊維状の特定第２相を形成することが困難になる。また、粗大化した特定第２相が起点となって割れが生じることで、曲げ加工性が低下するので不適である。このため、Ｃｒ含有量は、１．０〜４．０質量％とすることが好ましく、１．１〜３．８質量％とすることがより好ましい。

＜Ｚｒ：１．０〜４．０質量％＞
Ｚｒ（ジルコニウム）は、第２相構成成分として含有するとき、Ｃｕ母相（マトリクス）である第１相１１中に、デンドライトアームスペーシング（ＤＡＳ）が１００〜１０００ｎｍ程度であるデンドライト状の化合物相の晶出物が主として存在するとともに、１〜１００ｎｍ程度の大きさの微細な析出物が析出し、これらの析出物や晶出物が圧延によって繊維化されることで、板厚方向に沿った相間隔の短い特定第２相を含む複相組織となるため、引張強度やヤング率を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｚｒ含有量を１．０質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｚｒ含有量が４．０質量％を超えると、鋳造時に特定第２相が粗大化することにより、後述する冷間圧延工程における加工性が大きく低下することで、製造が困難になるため不適である。したがって、Ｚｒ含有量は、１．０〜４．０質量％の範囲にすることが好ましく、１．２〜３．８質量％の範囲にすることがより好ましい。

＜第２相構成成分以外の構成成分＞
本発明の銅合金材は、Ａｇ、ＣｒまたはＺｒである第２相構成成分と異なる構成成分として、Ａｇを０．１質量％以上１．０質量％未満、Ｃｒを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｚｒを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｆｅを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％未満、Ｚｎを０．０５質量％以上１．０質量％未満からなる群から選択される少なくとも１種を含有することができる。すなわち、例えば第２相構成成分がＡｇであるときには、第２相構成成分以外の構成成分としてＡｇ以外の上記成分が含まれうる。

（Ａｇ：０．１質量％以上１．０質量％未満）
Ａｇ（銀）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に固溶することで、強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ａｇ含有量を０．１質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ａｇ含有量が１．０質量％以上になると、導電率の低下が大きくなるので好ましくない。また、特に第２相構成成分がＺｒである場合には、Ｃｕ−Ａｇ−Ｚｒ化合物が多く生成されて、圧延加工時の割れの原因にもなる。したがって、Ａｇ含有量は、０．１質量％以上１．０質量％未満の範囲にすることが好ましく、０．１質量％以上０．８質量％以下の範囲にすることがより好ましい。

（Ｃｒ：０．０５質量％以上１．０質量％未満）
Ｃｒ（クロム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、単体として、例えば１〜１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、銅合金材の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｃｒ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｃｒ含有量を１．０質量％未満にすることで、導電率が低下し難くなるため、６０％ＩＡＣＳ超えの導電率を得易くすることができる。したがって、Ｃｒ含有量は、０．０５質量％以上１．０質量％未満の範囲にすることが好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下の範囲にすることがより好ましい。

（Ｚｒ：０．０５質量％以上１．０質量％未満）
Ｚｒ（ジルコニウム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１〜１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出することで、Ｃｕ母相の強度を向上させる作用を有する成分である。他方で、Ｚｒ含有量が１．０質量％以上になると、第２相構成成分であるＡｇやＣｒとの間で、加工性の低い化合物を多く生成するため、圧延加工時に割れが生じる原因となる。したがって、Ｚｒ含有量は、０．０５質量％以上１．０質量％未満の範囲にすることが好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下の範囲にすることがより好ましい。

（Ｆｅ：０．０５質量％以上１．０質量％未満）
Ｆｅ（鉄）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１〜１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｆｅ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｆｅ含有量を１．０質量％未満にすることで、導電率が低下し難くなるため、６０％ＩＡＣＳ超えの導電率を得易くすることができる。したがって、Ｆｅ含有量は、０．０５質量％以上１．０質量％未満の範囲にすることが好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下の範囲にすることがより好ましい。

（Ｍｇ：０．０５質量％以上０．５質量％未満）
Ｍｇ（マグネシウム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に固溶することで、銅合金材の引張強度を向上させることが出来る。この作用を発揮するには、Ｍｇ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｍｇ含有量を０．５質量％未満にすることで、導電率が低下し難くなるため、６０％ＩＡＣＳ超えの導電率を得易くすることができる。したがって、Ｍｇ含有量は、０．０５質量％以上０．５質量％未満の範囲にすることが好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下の範囲にすることがより好ましい。

（Ｚｎ：０．０５質量％以上１．０質量％未満）
Ｚｎ（亜鉛）は、曲げ加工性を改善するとともに、Ｓｎめっきやはんだめっきの密着性やマイグレーション特性を改善する作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｚｎ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｚｎ含有量を１．０質量％未満にすることで、導電率が低下し難くなるため、６０％ＩＡＣＳ超えの導電率を得易くすることができる。このため、Ｚｎ含有量は、０．０５質量％以上１．０質量％未満の範囲にすることが好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下の範囲にすることがより好ましい。

（第２相構成成分以外の構成成分の合計含有量：０．０５質量％以上１．０質量％未満）
第２相構成成分以外の構成成分として、Ａｇ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｇ，Ｚｎのうち２種以上含有する場合、これらの構成成分の合計含有量を０．０５質量％以上１．０質量％未満にすることが好ましい。ここで、第２相構成成分以外の構成成分を合計で０．０５質量％以上含有することで、複相合金の引張強度を高めることができる。他方で、第２相構成成分以外の構成成分の含有量を合計で１．０質量％未満にすることで、導電率の低下や、鋳造時における割れなどの欠陥を抑制することができる。したがって、第２相構成成分以外の構成成分の合計含有量は、０．０５質量％以上１．０質量％未満の範囲にすることが好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下の範囲にすることがより好ましい。

なお、第２相構成成分以外の構成成分として、特にＡｇ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｆｅからなる群から選択される１種以上を含有する場合、これらの成分を含む相が、第２相と同様に、繊維化された微細な析出物となって析出される場合がある。この場合、銅合金材の圧延方向と板厚方向を含む断面について、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）などを用いて含有元素のマッピングを行なうことで、これらの成分を含む相を、第２相と区別することが好ましい。

＜残部：Ｃｕおよび不可避不純物＞
上述した成分以外は、残部がＣｕ（銅）および不可避不純物からなる。なお、ここでいう「不可避不純物」とは、おおむね金属製品において、原料中に存在するものや、製造工程において不可避的に混入するもので、本来は不要なものであるが、微量であり、金属製品の特性に影響を及ぼさないため許容されている不純物である。不可避不純物として挙げられる成分としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、酸素（Ｏ）などが挙げられる。なお、これらの成分含有量の上限は、例えば上記成分ごとに０．０５質量％、上記成分の総量で０．２０質量％とすることができる。

［２］銅合金材の金属組織
図１は、本発明の銅合金材１０を、圧延方向ｘを含む断面で見たときの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。本発明の銅合金材１０は、Ｃｕ母相である第１相１１と、圧延方向ｘに向かって延在する複数の第２相とを含む、複相組織を有する。ここで、銅合金材１０は、Ｃｕ母相である第１相１１中に、第２相構成成分であるＡｇ、ＺｒまたはＣｒを含む相が第２相として析出することで、第１相１１と第２相とを含む複相組織を形成する。そして、この第２相が圧延によって繊維化されることで、例えば図１に示されるように、圧延方向に沿って測定したときの全長Ｌが１μｍ以上となる特定第２相が形成される。

本発明の銅合金材１０に含まれる、第２相構成成分であるＡｇ、ＺｒまたはＣｒを含む相は、第２相としてＣｕ母相である第１相１１に析出して複相組織を形成する。そして、この第２相は後述する冷間圧延工程によって繊維化されて特定第２相１２を形成することで、例えば図１に示されるような縞状の複相組織を形成する。

ここで、第２相構成成分のうちＡｇおよびＣｒは、Ｃｕ母相との間で化合物を作らずに共晶状態にあることが状態図によって知られているため、特に第２相構成成分としてＡｇおよびＣｒのうち一方または両方を含む場合、第２相はＣｒやＡｇの単相によって構成されることが多い。他方で、第２相構成成分のうちＺｒは、圧延によって延伸するＣｕ_９Ｚｒ_２の化合物を生じることが知られているため、特に第２相構成成分としてＺｒを含む場合、第２相はＣｕ_９Ｚｒ_２によって構成されることが多い。

図２は、本発明の銅合金材１０に含まれる複数個の特定第２相１２ａ，１２ｂを、銅合金材１０の圧延方向ｘを含む断面で見たときの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真から、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂ同士の相間隔ｄと、圧延方向ｘに対する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度θ_１，θ_２を求める方法を説明するための模式図である。本発明の銅合金材１０は、圧延方向ｘを含む長手方向の断面で見て、視野領域において存在する複数個の第２相のうち、圧延方向ｘに沿って測定したときの全長Ｌが１μｍ以上である複数個の第２相を特定第２相１２ａ，１２ｂとしたとき、銅合金材１０の板厚方向ｙに沿って、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂ同士の相間隔ｄを測定したときの平均値が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲である（要件（Ｉ））。これにより、加工転位が蓄積されやすくなり、かつ多くの繊維状の特定第２相１２が銅合金材１０に形成されるため、銅合金材１０の引張強度をより高めることができる。また、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂ同士の相間隔ｄの平均値を５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲にすることで、曲げ加工性を高めることができる。したがって、特定第２相の板厚方向に沿った平均間隔は、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、８ｎｍ以上４５ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。

隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂ同士の相間隔ｄの平均は、例えば透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて求めることができる。このとき、銅合金材１０の圧延方向ｘを含む断面を、集束イオンビーム（ＦＩＢ）によって一部領域（例えば圧延方向４０μｍ×板厚方向１５μｍの領域）をマイクロサンプリングし、薄片加工およびＡｒイオンミリングを行なってＴＥＭ用試料を作製し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察する。得られたＴＥＭ像について、５μｍの長さの線分（垂線Ｅ）を板厚方向ｙに沿って５μｍ間隔で１０本引き、垂線Ｅを横断する特定第２相１２の数を計測したときの、板厚方向ｙに沿って引いた垂線Ｅの長さの総和を、垂線Ｅを縦断する特定第２相１２の総数で割ることで、特定第２相１２の板厚方向に沿った平均間隔を算出することができる。

また、本発明の銅合金材１０は、銅合金材１０の板厚方向ｙに沿って引いた垂線Ｅ上の位置にて、圧延方向ｘに対する特定第２相１２ａ，１２ｂの鋭角側の延在角度θ_１、θ_２を測定したときの平均値が、３°以上２０°以下の範囲である（要件（ＩＩ））。ここで、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値を３°以上にすることで、特定第２相が圧延方向に対してうねりを生じるようになり、特定第２相の表面積が広がるため、高い引張強度を得ることができる。また、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値を３°以上にすることで、ヤング率の異方性を抑制し、曲げ加工性を高めることができる。このようなヤング率の異方性の抑制は、高い引張強さを得るために必要とされる総加工率が小さくなることで、圧延集合組織の発達による異方性が抑制されるために起こると考えられる。他方で、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値が２０°を超えると、過大なうねりによって曲げ加工性が低下するとともに、ヤング率の異方性が大きくなる。したがって、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値は、３°以上２０°以下の範囲であり、好ましくは４°以上１９°以下の範囲である。

また、本発明の銅合金材１０は、銅合金材１０の板厚方向ｙに沿って引いた垂線Ｅ上の位置にて、圧延方向ｘに対して、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度を測定したときの延在角度の差（例えば、図２における延在角度θ_１とθ_２との差）の平均値が５°以下である（要件（ＩＩＩ））。ここで、圧延方向ｘに対する、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度の差の平均値を５°以下にすることで、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂが、銅合金材１０の全体において平行に近い状態で並ぶようになり、転位が蓄積されやすくなるため、高い引張強度を得ることができる。また、圧延方向ｘに対する、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度の差の平均値を５°以下にすることで、ヤング率の異方性を小さくすることもできる。したがって、圧延方向ｘに対する、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度の差の平均値は、５°以下の範囲であり、好ましくは４．５°以下の範囲である。

また、本発明の銅合金材１０は、銅合金材１０の板厚方向ｙに沿って引いた垂線Ｅ上の位置にて、圧延方向ｘに対して、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度を測定したときの延在角度の差（例えば、図２における延在角度θ_１とθ_２との差）の最大値が１７°以下であることが好ましい（要件（ＩＶ））。ここで、圧延方向ｘに対する、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度の差の最大値を１７°以下にすることで、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂが急角度で交わる箇所が無くなるようになり、転位が蓄積されやすくなるため、高い引張強度を得ることができる。したがって、圧延方向ｘに対する、隣接する特定第２相１２ａ，１２ｂの延在角度の差の最大値は、１７°以下の範囲であることが好ましく、１５°以下の範囲であることがより好ましく、１３°以下の範囲であることがさらに好ましく、１０°以下の範囲であることがさらに好ましい。

また、本発明の銅合金材１０は、銅合金材１０の板厚方向ｙに沿って引いた垂線Ｅ上の位置にて、圧延方向ｘに対する垂線Ｅを横切る全ての特定第２相１２の延在角度（図２における延在角度θ_１、θ_２を含む、全ての特定第２相１２の延在角度）を測定したときの延在角度の差の最大値が１４°以上４３°以下の範囲であることが好ましい（要件（Ｖ））。ここで、この延在角度の差の最大値を１４°以上４３°以下の範囲にすることで、より転位が蓄積されやすくなるため、高い引張強度を得ることができる。したがって、圧延方向ｘに対する垂線Ｅを横切る全ての特定第２相１２の延在角度を測定したときの、延在角度の差の最大値は、１４°以上４３°以下の範囲であることが好ましく、１５°以上４０°以下の範囲であることがより好ましく、１７°以上３０°以下の範囲であることがさらに好ましく、１８°以上３０°以下の範囲であることがさらに好ましい。なお、この延在角度の差の最大値は、圧延方向ｘから一方に傾斜した方向に特定第２相１２が延在するときの鋭角側の延在角度をプラスとし、圧延方向ｘから他方に傾斜した方向に特定第２相１２が延在するときの鋭角側の延在角度をマイナスとしたときの、角度差の最大値とする。

また、本発明の銅合金材１０は、特定第２相１２ａ，１２ｂの銅合金材１０の板厚方向に沿って測定される平均厚さ（図示せず）は、例えば第２相構成成分がＡｇである場合、例えば０．３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲にすることができる。また、第２相構成成分がＣｒである場合、特定第２相１２ａ，１２ｂの板厚方向に沿った平均厚さは、例えば５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲にすることができる。また、第２相構成成分がＺｒである場合、特定第２相１２ａ，１２ｂの板厚方向に沿った平均厚さは、例えば０．３ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にすることができる。ここで、特定第２相１２ａ，１２ｂの厚さを小さくすることで、特定第２相１２ａ，１２ｂが曲げ加工時における銅合金材１０の割れの起点になり難くなるため、銅合金材の曲げ加工性を高めることができる。また、特定第２相１２ａ，１２ｂの圧延方向に対するうねりを大きくすることができるため、銅合金材１０の引張強度を高めることができる。

なお、本発明の銅合金材１０には、特定第２相に該当しない第２相、すなわち、圧延方向ｘに沿って測定したときの全長Ｌが１μｍ未満の第２相が含まれていてもよい。

本発明の銅合金材１０の板厚は、特に限定されるものではないが、特定第２相１２ａ，１２ｂを得やすくする観点では、０．０３ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。

［３］引張強度
本発明の銅合金材１０は、圧延方向と平行な方向（図４に記載される引張方向Ｐ_１）に引っ張ったときの引張強度が９００ＭＰａ以上であることが好ましく、９４０ＭＰａ以上であることがより好ましい。これにより、銅合金材１０をコネクタなどの用途に用いた場合であっても、所望のばね性が得られるため、接続先の電気機器などに対して高い接続性を得ることができる。ここで、引張強度の測定は、圧延方向と平行な方向が長手方向になるように切り出した、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の３本の試験片で行ない、３本の試験片から得られた引張強度の平均値を、引張強度の測定値とする。

［４］ヤング率
本発明の銅合金材１０は、圧延方向に対して０°、４５°および９０°の角度をなす方向（それぞれ、図４に記載される引張方向Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３）に引っ張ったときのヤング率、いずれも１１０ＧＰａ以上であり、かつこれらの３方向Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３のヤング率の最大値と最小値の差が２０ＧＰａ以下であることがより好ましい。これにより、銅合金材をコネクタなどの用途に用いた場合であっても、設計への制約を生じ難くすることができ、かつ、変形や品質のばらつきを生じ難くすることができる。ここで、ヤング率の測定は、圧延方向に対して０°、４５°および９０°の角度をなす引張方向が長手方向になるようにそれぞれ切り出した、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の試験片で行ない、引張方向Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３を長手方向にした場合のそれぞれについて、各３本の試験片からそれぞれ得られたヤング率の平均値を、ヤング率の測定値とする。

［５］導電率（ＥＣ）
本発明の銅合金材は、導電率が６０％ＩＡＣＳ超えであることが好ましく、７０％ＩＡＣＳ超えであることがより好ましい。これにより、銅合金材を大電流コネクタなどの用途に用いた場合であっても、通電時における発熱を小さくすることができる。ここで、導電率は、２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温槽中で四端子法により計測した比抵抗の数値から算出することができる。

［６］試料厚さ（ｔ）に対する最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比
本発明の銅合金材は、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を、Ｇｏｏｄｗａｙ方向およびＢａｄｗａｙ方向に行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）が、それぞれ２．０以下であることが好ましい。ここで、ＭＢＲ／ｔ比が２．０以下であれば、曲げ加工部の屈曲内面の半径が試料厚さに対して十分に小さく、曲げ加工性が良好である傾向があるといえる。銅合金材に対するＷ曲げ試験は、銅合金材から幅１０ｍｍ×長さ３０ｍｍの試験片を複数採取し、曲げ角度が９０度、曲げ半径が０ｍｍのＷ型の治具を用いて行うことができる。このとき、試験片は、Ｇｏｏｄｗａｙ方向に行なうものについては、圧延方向と試験片の長手方向が平行になるように採取した。また、Ｂａｄｗａｙ方向に行なうものについては、圧延方向と試験片の長手方向が直角になるように採取した。Ｗ曲げ試験の結果から、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９に基づいて割れが発生しないと判定される最小の半径の値である最小曲げ半径（ＭＢＲ）求めることができ、この最小曲げ半径（ＭＢＲ）の試料厚さ（ｔ）に対する比から、ＭＢＲ／ｔ比を算出することができる。

［７］本発明の一実施例による銅合金材の製造方法
上述した銅合金材は、合金組成や製造プロセスを組み合わせて制御することにより、実現できる。以下、本発明の銅合金材の好適な製造方法について説明する。

このような本発明の一実施例による銅合金材の製造方法は、上述した銅合金材の前記合金組成と実質的に同じ合金組成を有する銅合金素材に、少なくとも、鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間圧延工程［工程３］、冷却工程［工程４］、面削工程［工程５］、第１冷間圧延工程［工程６］、時効熱処理工程［工程７］および第２冷間圧延工程［工程８］を順次行なうものである。このうち、不活性ガス雰囲気中もしくは真空中で前記銅合金素材を溶融させてインゴットを作製する。また、熱間圧延工程［工程３］では、圧延温度を７００℃以上および圧延加工率を９０％以上とする。また、時効熱処理工程［工程７］では、到達温度を３５０℃以上５５０℃以下の範囲とし、保持時間を０．１時間以上８５．０時間以下の範囲とする。また、第２冷間圧延工程［工程８］では、圧延ロール径をＲ［ｍｍ］、加工前の板厚をｈ_１［ｍｍ］、加工後の板厚をｈ_２［ｍｍ］とするとき、下記の（Ａ）式で表されるパラメータＸを２．０以上６．０以下の範囲とし、圧延時における張力を５００ｋＰａ以下とし、１パスあたりの加工率を２％以上１５％以下となるようにする。そして、第１冷間圧延工程[工程６]および第２冷間圧延工程［工程８］を含めた、全ての冷間圧延工程における圧延加工率の合計（総加工率）を、９５．０％以上９９．５％以下の範囲になるようにする。

（ｉ）鋳造工程［工程１］
鋳造工程［工程１］は、高周波溶解炉を用いて、不活性ガス雰囲気中もしくは真空中で、上述の合金組成を有する銅合金素材を溶融させ、これを鋳造することによって、所定形状（例えば厚さ３００ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍ）の鋳塊（インゴット）を作製する。なお、銅合金素材の合金組成は、製造の各工程において、添加成分によっては溶解炉に付着したり揮発したりして製造される銅合金材の合金組成とは必ずしも完全には一致しない場合があるが、銅合金材の合金組成と実質的に同じ合金組成を有している。

この鋳造工程［工程１］では、溶解された銅合金素材を、溶湯から６５０℃までの温度範囲内で、１０℃／秒以上の冷却速度で冷却することが好ましい。これにより、鋳塊に第２相が晶出するとともに、第２相の晶出物の成長が抑えられるため、鋳塊に第２相を均一に含ませることができる。それとともに、後述する圧延によって第２相の厚さが小さくなり、第２相が圧延方向に向かって延在するため、銅合金材の曲げ加工性を高めることができる。他方で、鋳造工程［工程１］における冷却速度の上限は、特に限定されないが、特殊な装置などを用いずに鋳造する観点から、例えば５００℃／秒以下とすることができる。

（ｉｉ）均質化熱処理工程[工程２]
均質化熱処理工程[工程２]は、鋳造工程［工程１］を行った後の鋳塊に対して、熱処理を行なう工程である。均質化熱処理工程[工程２]は、鋳塊の金属組織の均質化を図って、後工程での繊維状の第２相の形成を促進するために行うものであり、均質化熱処理条件は、通常行われている条件であればよく、特に限定はしない。均質化熱処理条件の一例を挙げると、保持温度が７００℃〜１０００℃の範囲、保持時間が０．１時間〜１０時間の範囲である。

（ｉｉｉ）熱間圧延工程［工程３］
熱間圧延工程［工程３］は、均質化熱処理を行った鋳塊に対して、所定の厚さになるまで熱間圧延を施して熱延材を作製する工程である。熱間圧延条件は、例えば、圧延温度は７００℃以上、合計圧延加工率（総加工率）は９０％以上であることが好ましい。ここで、圧延温度が７００℃未満であり、または総加工率が９０％未満であると、鋳造工程［工程１］において第２相を均一に分散させることが困難になる。そのため、後述する冷間圧延を行った後も、第２相の分布が不均一な分布になることで、十分な引張強度やヤング率を得られなくなる。他方で、圧延温度の上限は、特に限定されないが、均質化熱処理工程[工程２]と温度差をつけて製造効率を高める観点から、例えば９００℃を上限とすることができる。

ここで、「圧延加工率」は、圧延前の断面積から圧延後の断面積を引いた値を圧延前の断面積で除して１００を乗じ、パーセントで表した値であり、下記式で表される。
［圧延加工率］＝｛（［圧延前の断面積］−［圧延後の断面積］）／［圧延前の断面積］｝×１００（％）

（ｉｖ）冷却工程[工程４]
冷却工程は、熱間圧延工程［工程３］後の熱延材を冷却する工程である。ここで、冷却工程における冷却手段は、特に限定されないが、例えば第２相の粗大化を起こり難くすることができる観点では、できるだけ冷却速度を大きくすることが好ましく、例えば水冷などの手段により、冷却速度を５０℃／秒以上にすることが好ましい。

（ｖ）面削工程［工程５］
面削工程[工程５]は、冷却工程[工程４]を行なった後の熱延材に対して、表面を削り取る工程である。面削工程を行なうことで、熱間圧延工程［工程３］で生じた表面の酸化膜や欠陥を除去することができる。面削工程の条件は、通常行われている条件であればよく、特に限定されない。熱延材の表面から削り取る量は、熱間圧延工程［工程３］の条件に基づいて適宜調整することができ、例えば熱延材の表面から０．５〜４ｍｍ程度とすることができる。

（ｖｉ）第１冷間圧延工程［工程６］
第１冷間圧延工程[工程６]は、面削工程を行なった後の熱延材に、製品板厚に合わせて任意の加工率で冷間圧延を施す工程である。例えば、時効熱処理工程［工程７］における、第１相中に均一に分散される第２相の析出を促す観点では、合計圧延加工率を１５％以上とすることが好ましい。

（ｖｉｉ）時効熱処理工程［工程７］
時効熱処理工程［工程７］は、第１冷間圧延工程[工程６]を行なった後の冷延材に対して、到達温度を３５０℃以上５５０℃以下の範囲および保持時間を０．１時間以上９０．０時間以下の範囲で熱処理を施す工程である。ここで、到達温度が３５０℃未満の場合や、保持時間が０．１時間未満の場合、特定第２相の生成が不十分になり、引張強度やヤング率、導電率が不足する。また、到達温度が５５０℃を超える場合や、９０．０時間を超える場合、第２相構成成分であるＡｇやＺｒ、Ｃｒが第１相中に再固溶したり、第２相が粗大化して数が減少したりすることで、圧延方向に向かって繊維状に延在する第２相を第１相中に生成することが困難になるため、引張強度やヤング率、導電率が不足する。

（ｖｉｉｉ）第２冷間圧延工程［工程８］
第２冷間圧延工程［工程８］では、時効熱処理工程［工程７］を行なった後の冷延材に対して、冷間圧延を施す。ここで、圧延ロール径をＲ［ｍｍ］、加工前の板厚をｈ_１［ｍｍ］、加工後の板厚をｈ_２［ｍｍ］とするとき、下記の（Ａ）式で表されるパラメータＸを２．０以上６．０以下の範囲とし、かつ圧延時における張力を５００ｋＰａ以下にする。
Ｘ＝｛Ｒ［１−（ｈ_２／ｈ_１）］｝^０．５ ・・・・（Ａ）
この（Ａ）式で表されるパラメータＸは、接触弧長（Ｌ＝［Ｒ（ｈ_１−ｈ_２）］^０．５）を加工前の板厚の平方根（ｈ_１ ^０．５）で割った値で表される。接触弧長と加工前（入側）の板厚の関係を所定の範囲にするとともに、圧延時における張力を５００ｋＰａ以下にすることで、銅合金材１０の内部に与えられるせん断歪みの大きさが適切に制御されるため、圧延方向に対して所望のうねりを有する特定第２相１２を銅合金材１０に形成することができる。その結果、高い引張強度を有し、かつヤング率の異方性が大きく抑制された銅合金材１０を得ることができる。

ここで、第２冷間圧延工程［工程８］における１パスあたりの圧延加工率は、２％以上１５％以下とする。１パスあたりの圧延加工率を２％以上とすることで、加工硬化量を大きくすることができるため、銅合金材１０に十分な引張強度をもたらすことができ、かつヤング率の異方性を抑制することができる。他方で、１パスあたりの圧延加工率が１５％を超えると、せん断歪みによって第２相の加工変形が不均一になることで、引張強度や曲げ加工性が低下し、またはヤング率の異方性が高まるため不適切である。

さらに、第２冷間圧延工程［工程８］における圧延加工率の合計は、９５．０％以上９９．５％以下となるように調整する。この圧延加工率の合計を９５．０％以上にすることで、圧延方向ｘに沿った全長の長い特定第２相１２が多く生成されるようになり、それにより特定第２相１２の板厚方向ｙに沿った間隔が小さくなるため、銅合金材１０の引張強度を高めることができる。また、圧延加工率の合計を９５．０％以上にすることで、特定第２相１２の厚みが小さくなるため、銅合金材１０の曲げ加工性を高めることができる。

第１冷間圧延工程[工程６]および第２冷間圧延工程［工程８］の圧延方向は、略同一であることが好ましく、その場合、圧延方向と特定第２相の延出方向は、略平行になる。

［８］銅合金材の用途
本発明の銅合金材は、例えば車載部品用や電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材、リレー、スイッチ、ソケットなどに用いるのに適している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、本発明例および比較例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（本発明例１〜１８および比較例１〜２１）
表１に示す合金組成を有する銅合金素材を溶解し、これを溶湯から６５０℃までの温度範囲内で表３に示す冷却速度で冷却して鋳造する鋳造工程（工程１）を行ない、厚さ３００ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊に対して、９００℃の保持温度および５時間の保持時間で熱処理を行う均質化熱処理工程（工程２）を行ない、次いで、表３に示す圧延温度で、表３に示す合計圧延加工率となるように、長手方向が圧延方向になるようにして、１回の圧延で熱間圧延工程（工程３）を行なって熱延材を得た。その後、水冷により室温まで冷却する冷却工程（工程４）を行なった。

冷却工程（工程４）後の熱延材に対して、面削工程（工程５）を行なって表裏両面をそれぞれ１０ｍｍの厚さ分だけ削り取って表面の酸化膜を除去した後、３０％の合計圧延加工率で長手方向に沿って圧延する第１冷間圧延工程（工程６）を行なった。

第１冷間圧延工程（工程６）を行なった後の圧延材に対して、表３に示す到達温度および保持時間の条件で時効熱処理工程（工程７）を行ない、表３に示す１パス当たりの圧延加工率と合計圧延加工率の条件で長手方向に沿って圧延する第２冷間圧延工程（工程８）を行なった。このようにして、本発明の銅合金材を作製した。

なお、表１では、第２相の形成の有無にかかわらず、Ａｇ、ＺｒおよびＣｒのうち最も含有量の多い成分を第２相構成成分とし、第２相構成成分と銅（Ｃｕ）以外の構成成分を、第２相構成成分以外の構成成分として記載した。すなわち、第２相構成成分として含まれる成分は、「第２相構成成分以外の構成成分」には該当しない。そのため、表１では、第２相構成成分以外の構成成分のうち、第２相構成成分として含まれる成分の欄には斜線「／」を記載し、該当する成分がないことを明らかにした。また、表１では、第２相構成成分以外の構成成分のうち、銅合金素材の合金組成に含まれない成分の欄には横線「−」を記載し、該当する成分を含まないことを明らかにした。

［各種測定および評価方法］
上記本発明例および比較例に係る銅合金材を用いて、下記に示す特性評価を行なった。各特性の評価条件は下記のとおりである。

［１］第２相についての観察および測定
作製した各供試材（銅合金材）の圧延方向に平行な縦断面に対し、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行なった後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行なった。そして、集束イオンビーム（ＦＩＢ）によって、圧延方向４０μｍ×板厚方向１５μｍの領域をマイクロサンプリングし、薄片加工およびＡｒイオンミリングを行なってＴＥＭ用試料を作製し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日本電子株式会社製、製品名：ＪＥＭ−２１００Ｐｌｕｓ）を用いて、加速電圧２００ｋＶで観察した。このとき、１つの視野領域に表れるＣｕ母相と色調が異なる部分を第２相とし、第２相のうち圧延方向についての長さが１μｍ以上であるものを特定第２相とした。

得られたＴＥＭ像について、５μｍの長さの線分（垂線）を板厚方向に沿って５μｍ間隔で１０本引き、線分を横断する特定第２相の数を計測したときの、板厚方向に引いた線分の長さの総和を、線分を縦断する特定第２相の総数で割ることで、要件（Ｉ）である特定第２相の板厚方向に沿った平均間隔を算出した。

また、これらの垂線と特定第２相が交わる各位置について、圧延方向に対する特定第２相の延在角度をそれぞれ測定し、その平均値と最大の角度差を求めることで、要件（ＩＩ）である、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値と、要件（Ｖ）である、特定第２相の延在角度の差の最大値を算出した。このとき、延在角度の差の最大値は、圧延方向から一方に傾斜した方向に特定第２相が延在するときの鋭角側の延在角度をプラスとし、圧延方向から他方に傾斜した方向に特定第２相が延在するときの鋭角側の延在角度をマイナスとしたときの、角度差の最大値とした。

また、これらの垂線と特定第２相が交わる各位置について、垂線に沿って隣接する特定第２相の、圧延方向に対する延在角度をそれぞれ測定して延在角度の差を求め、その差の平均値と最大値を求めることで、要件（ＩＩＩ）である、圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度の差の平均値と、要件（ＩＶ）である、圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度の差の最大値を算出した。
これら要件（Ｉ）〜要件（Ｖ）の結果を表２に示す。

［２］引張強度の測定方法
引張強度の測定は、圧延平行方向から切り出したＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の３本の試験片で行ない、３本の試験片から得られた引張強度の平均値を測定値とした。なお、本実施例では、引張強度が８００ＭＰａ以上を合格レベルとした。結果を表４に示す。

［３］ヤング率の測定方法
ヤング率の測定は、圧延方向に対して０°、４５°および９０°の角度をなす引張方向が長手方向になるようにそれぞれ切り出した、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の試験片で行ない、引張方向Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３を長手方向にした場合のそれぞれについて、試験片の長手方向に引っ張ったときの３本の試験片のヤング率を測定し、これら３本のヤング率の平均値を、各引張方向におけるヤング率の測定値とした。なお、本実施例では、引張方向Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３についてのヤング率が、いずれも１１０ＧＰａ以上であり、かつ、引張方向Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３に関するヤング率の最大値と最小値の差が２０ＧＰａ以下であるものを合格レベルとした。結果を表４に示す。

［４］導電率（ＥＣ）の測定方法
導電率は、２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温槽中で四端子法により計測した比抵抗の数値から算出することができる。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。本実施例では、導電率が６０％ＩＡＣＳ超えの場合を合格レベルとした。結果を表４に示す。

［５］試料厚さに対する最小曲げ半径の比（ＭＢＲ／ｔ比）の測定方法
各供試材に対して、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なった。各供試材から幅１０ｍｍ×長さ３０ｍｍの試験片を複数採取し、曲げ角度が９０度、所定の曲げ半径のＷ型の治具を用いてＷ曲げ試験を行なった。このとき、試験片は、Ｇｏｏｄｗａｙ方向に行なうものについては、圧延方向と試験片の長手方向が平行になるように採取した。また、Ｂａｄｗａｙ方向に行なうものについては、圧延方向と試験片の長手方向が直角になるように採取した。Ｗ曲げ試験の結果から、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９に基づいて割れが発生しないと判定される最小の半径の値である最小曲げ半径（ＭＢＲ）を求めるとともに、試料厚さ（ｔ）に対する最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）を算出した。本実施例では、Ｇｏｏｄｗａｙ方向およびＢａｄｗａｙ方向に行なったときのＭＢＲ／ｔ比が、それぞれ２．０以下である場合を合格レベルとした。結果を表４に示す。

表１〜表４の結果から、実施例１〜１８の銅合金材はいずれも、合金組成が本発明の適正範囲内であり、圧延方向に沿って測定したときの全長が１μｍ以上である第２相を特定第２相としたとき、隣接する特定第２相同士の板厚方向に沿った相間隔が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であり、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値が３°以上２０°以下の範囲であり、かつ、圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度の差の平均値が５°以下であるため、試料厚さに対する割れが発生しない最小曲げ半径の比（ＭＢＲ／ｔ比）がＧｏｏｄｗａｙ方向およびＢａｄｗａｙ方向の両方で２．０以下であって曲げ加工性に優れ、導電率も６０％ＩＡＣＳ超えであり、引張強度が９００ＭＰａ以上であり、かつ、圧延方向に対して０°、４５°および９０°の角度をなす３方向について測定したヤング率の最大値と最小値の差が２０ＧＰａ以下であって異方性の小さいものであった。

一方、比較例１〜２１の銅合金材はいずれも、合金組成、隣接する特定第２相同士の板厚方向に沿った相間隔、圧延方向に対する特定第２相の延在角度の平均値、および、圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度の差の平均値が、本発明の適正範囲外であるため、試料厚さに対する割れが発生しない最小曲げ半径の比（ＭＢＲ／ｔ比）、導電率、引張強度およびヤング率の最大値と最小値の差の少なくともいずれかが、合格レベルに達していなかった。また、比較例２では第２相構成成分であるＡｇが固溶し、比較例１０では時効熱処理工程［工程７］によっても第２相が析出しなかったため、いずれも特定第２相を有する銅合金材を得ることができなかった。また、比較例１１、１９〜２１では、熱間圧延工程［工程３］や第１冷間圧延工程［工程６］、第２冷間圧延工程［工程８］を行なっている最中に鋳塊に割れが確認されたため、所定の銅合金材を得ることができなかった。

また、図３に、本発明例１の銅合金材について、圧延方向を含む断面で見たときの、（ａ）透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真および（ｂ）反射電子像（ＢＳＥ像）を示す。これらのＴＥＭ写真およびＢＳＥ像から、本発明例の銅合金材では、圧延方向に向かって延在するように、厚さ数ｎｍの繊維状の特定第２相構造が複数見られるとともに、これら複数の特定第２相に、第２相構成成分であるＡｇが含まれることが確認された。

１０ 銅合金材
１１ 第１相
１２、１２ａ、１２ｂ 特定第２相
ｄ 特定第２相の板厚方向の間隔
Ｅ 垂線
Ｌ 圧延方向に沿って測定したときの第２相の長さ
Ｐ_１ 圧延方向に対して０°の角度をなす引張方向
Ｐ_２ 圧延方向に対して４５°の角度をなす引張方向
Ｐ_３ 圧延方向に対して９０°の角度をなす引張方向
ｘ 圧延方向
ｙ 板厚方向
ｚ 銅合金材の面に沿った圧延方向と直角な方向
θ_１、θ_２ 特定第２相の鋭角側の延在角度

Claims (8)

1. Ｃｕ母相である第１相と、圧延方向に向かって延在する複数の第２相とを含む複相組織を有する銅合金材であって、
   前記銅合金材の圧延方向を含む長手方向断面で見て、前記第２相のうち、圧延方向に沿って測定したときの長さが１μｍ以上である第２相を、特定第２相とするとき、
   前記特定第２相は、下記の要件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足することを特徴とする銅合金材。
   要件（Ｉ）：銅合金材の板厚方向に沿って、隣接する特定第２相同士の相間隔を測定したときの平均値が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であること。
   要件（ＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する前記特定第２相の延在角度を測定したときの平均値が３°以上２０°以下の範囲であること。
   要件（ＩＩＩ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度を測定したときの前記延在角度の差の平均値が５°以下であること。
2. 前記特定第２相は、下記の要件（ＩＶ）および（Ｖ）をさらに満足する、請求項１に記載の銅合金材。
   要件（ＩＶ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する、隣接する特定第２相の延在角度を測定したときの前記延在角度の差の最大値が１７°以下であること。
   要件（Ｖ）：銅合金材の板厚方向に引いた垂線上の位置にて、前記圧延方向に対する、前記垂線を横切る全ての特定第２相の延在角度を測定したときの前記延在角度の差の最大値が１４°以上４３°以下の範囲であること。
3. Ａｇ、ＺｒまたはＣｒからなる第２相構成成分を１．０質量％以上４．０質量％以下の範囲で含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する、請求項１または２に記載の銅合金材。
4. 前記第２相構成成分以外の構成成分として、Ａｇを０．１質量％以上１．０質量％未満、Ｃｒを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｚｒを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｆｅを０．０５質量％以上１．０質量％未満、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５質量％未満、Ｚｎを０．０５質量％以上１．０質量％未満からなる群から選択される少なくとも１種をさらに含有し、
   前記第２相構成成分以外の構成成分の合計量が０．０５質量％以上１．０質量％未満である、請求項３に記載の銅合金材。
5. 板厚が０．０３ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の銅合金材。
6. 前記圧延方向と平行な方向に引っ張ったときの引張強度が、９００ＭＰａ以上であり、
   導電率が６０％ＩＡＣＳ超えであり、かつ、
   ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を、Ｇｏｏｄｗａｙ方向およびＢａｄｗａｙ方向に行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）がいずれも２．０以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の銅合金材。
7. 前記圧延方向に対して０°、４５°および９０°の角度をなす３方向のヤング率が、いずれも１１０ＧＰａ以上であり、かつ前記３方向のヤング率の最大値と最小値の差が２０ＧＰａ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の銅合金材。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の銅合金材を製造する方法であって、
   Ａｇ、ＺｒまたはＣｒからなる第２相構成成分を１．０質量％以上４．０質量％以下の範囲で含有する銅合金素材に、少なくとも鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間圧延工程［工程３］、冷却工程［工程４］、面削工程［工程５］、第１冷間圧延工程［工程６］、時効熱処理工程［工程７］および第２冷間圧延工程［工程８］を順次行ない、
   前記鋳造工程［工程１］では、不活性ガス雰囲気中もしくは真空中で前記銅合金素材を溶融させてインゴットを作製し、
   前記熱間圧延工程［工程３］では、圧延温度を７００℃以上および圧延加工率を９０％以上とし、
   前記時効熱処理工程［工程７］では、到達温度を３５０℃以上５５０℃以下の範囲および保持時間を０．１時間以上９０．０時間以下の範囲とし、そして、
   前記第２冷間圧延工程［工程８］では、圧延ロール径をＲ［ｍｍ］、加工前の板厚をｈ_１［ｍｍ］、加工後の板厚をｈ_２［ｍｍ］とするとき、下記の（Ａ）式で表されるパラメータＸを２．０以上６．０以下の範囲とし、圧延時における張力を５００ｋＰａ以下とし、１パスあたりの加工率を２％以上１５％以下とし、かつ、総加工率を９５．０％以上９９．５％以下の範囲とすることを特徴とする、銅合金材の製造方法。
   Ｘ＝｛Ｒ［１−（ｈ_２／ｈ_１）］｝^０．５ ・・・・（Ａ）

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