JP2599526B2 - 特性異方性の小さいバネ限界値と強度に優れた銅−鉄系金属薄板およびその製造方法 - Google Patents
特性異方性の小さいバネ限界値と強度に優れた銅−鉄系金属薄板およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2599526B2 JP2599526B2 JP4017796A JP1779692A JP2599526B2 JP 2599526 B2 JP2599526 B2 JP 2599526B2 JP 4017796 A JP4017796 A JP 4017796A JP 1779692 A JP1779692 A JP 1779692A JP 2599526 B2 JP2599526 B2 JP 2599526B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- metal sheet
- content
- strength
- limit value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特性異方性（圧延方向
と圧延直角方向での特性の差）の小さいバネ限界値と強
度に優れた銅−鉄系金属薄板に関する。
と圧延直角方向での特性の差）の小さいバネ限界値と強
度に優れた銅−鉄系金属薄板に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の金属材料薄板としては、たとえ
ばバネ用材料のＪＩＳ規格のＣ１７２０−ＰのＣｕ−
１．８１Ｂｅ−０．０５Ｆｅ合金、特開平１−１６２７
３６号公報に記載されているＣｕ−Ｔｉ（２．５〜５．
０）重量％合金などがあるが、特性異方性が小さいこと
と優れたバネ限界値を同時に兼ね備えていない。
ばバネ用材料のＪＩＳ規格のＣ１７２０−ＰのＣｕ−
１．８１Ｂｅ−０．０５Ｆｅ合金、特開平１−１６２７
３６号公報に記載されているＣｕ−Ｔｉ（２．５〜５．
０）重量％合金などがあるが、特性異方性が小さいこと
と優れたバネ限界値を同時に兼ね備えていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる金属
薄板において、小さい特性異方性と優れたバネ限界値の
両方を具備した銅−鉄系金属薄板及びこの銅−鉄系金属
薄板を低コストで実現できる製造方法を提供することを
目的とする。
薄板において、小さい特性異方性と優れたバネ限界値の
両方を具備した銅−鉄系金属薄板及びこの銅−鉄系金属
薄板を低コストで実現できる製造方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のような構成をなすものである。すなわ
ち、本発明の特徴は重量％で、Ｃｕ：２０〜８５％，Ｃ
ｏ：０．０００５〜１．０％，Ｔｉ：０．００５〜３．
５％，Ｃｒ：０．１〜１０％，Ｍｏ：０．００１〜１．
５％を含有し、残部が不可避的不純物およびＦｅからな
る溶融金属を１００〜５００００℃／秒の凝固冷却速度
で板厚０．５〜８mmの金属板に鋳造し、該金属板を圧下
率５０〜９５％で一次冷間圧延を施し、次いで４５０〜
１０００℃の温度範囲で焼鈍した後圧下率５〜７０％で
二次冷間圧延を施し、続いて１５０〜６５０℃の温度範
囲で時効処理を施すことにより、その結晶粒径が板厚方
向で１０μｍ以下で、かつアスペスト比が２０以下の特
性異方性が小さいとともにかつバネ限界値と強度に優
れ、更に高導電性と高ヤング率を有する金属薄板を得る
ところにある。
するために、次のような構成をなすものである。すなわ
ち、本発明の特徴は重量％で、Ｃｕ：２０〜８５％，Ｃ
ｏ：０．０００５〜１．０％，Ｔｉ：０．００５〜３．
５％，Ｃｒ：０．１〜１０％，Ｍｏ：０．００１〜１．
５％を含有し、残部が不可避的不純物およびＦｅからな
る溶融金属を１００〜５００００℃／秒の凝固冷却速度
で板厚０．５〜８mmの金属板に鋳造し、該金属板を圧下
率５０〜９５％で一次冷間圧延を施し、次いで４５０〜
１０００℃の温度範囲で焼鈍した後圧下率５〜７０％で
二次冷間圧延を施し、続いて１５０〜６５０℃の温度範
囲で時効処理を施すことにより、その結晶粒径が板厚方
向で１０μｍ以下で、かつアスペスト比が２０以下の特
性異方性が小さいとともにかつバネ限界値と強度に優
れ、更に高導電性と高ヤング率を有する金属薄板を得る
ところにある。
【０００５】
【作用】以下本構成要件の限定理由を説明する。まず、
合金の化学組成の限定理由は以下の通りである。バネ限
界値・強度とヤング率を向上させるためにはＣｕの含有
量が高いほど好ましく、また実用上の金属薄板としての
電気伝導性の要求に対してはＣｕの含有量を制御して目
的とする電気伝導性と、バネ限界値・強度およびヤング
率のバランスを得ることが望ましい。Ｃｕ含有量は図１
に示すように２０重量％未満ではこれらの用途として実
用上必要な電気伝導性が得られず、バネ限界値、強度と
ヤング率への効果のみであるのでこれを下限とする。ま
た上限を８５重量％とするのは、Ｆｅを主とするＣｕ以
外の総含有量が１５重量％未満では、本合金の特徴とす
るバネ限界値・強度とヤング率の優れたバランスが得ら
れなくなるからである。従ってＣｕ含有量を１５〜８５
重量％の範囲とする。
合金の化学組成の限定理由は以下の通りである。バネ限
界値・強度とヤング率を向上させるためにはＣｕの含有
量が高いほど好ましく、また実用上の金属薄板としての
電気伝導性の要求に対してはＣｕの含有量を制御して目
的とする電気伝導性と、バネ限界値・強度およびヤング
率のバランスを得ることが望ましい。Ｃｕ含有量は図１
に示すように２０重量％未満ではこれらの用途として実
用上必要な電気伝導性が得られず、バネ限界値、強度と
ヤング率への効果のみであるのでこれを下限とする。ま
た上限を８５重量％とするのは、Ｆｅを主とするＣｕ以
外の総含有量が１５重量％未満では、本合金の特徴とす
るバネ限界値・強度とヤング率の優れたバランスが得ら
れなくなるからである。従ってＣｕ含有量を１５〜８５
重量％の範囲とする。
【０００６】次にＣｏを０．０００５〜１．０重量％に
規定するが、これは０．０００５％未満ではバネ限界値
・強度への効果が少なく、１．０重量％超ではバネ限界
値と強度への効果が飽和する上にコストが大きくなるか
らである。またＴｉを０．００５〜３．５重量％に規定
するのは０．００５％未満では導電性への効果が少なく
３．５重量％超では導電性への効果が飽和する上に鋳
造、冷間加工などの製造性を阻害するからである。Ｃｒ
を０．１〜１０重量％に、また、Ｍｏを０．００１〜
１．５重量％にそれぞれ規定するのは最終製品としての
隙間腐食性を半田・Ａｇメッキ性を劣化させずにＣｒと
Ｍｏの複合効果で向上させるためであり、Ｍｏの含有量
が０．００１重量％未満では隙間腐食性への効果が少な
く、１．５重量％超では、隙間腐食性への効果が飽和す
る上にコストが大きくなる。なお、Ｃｒ含有量をＦｅ含
有量に対し重量比で６〜１３．５％に規定すると、素材
の耐食性を前記Ｍｏとの複合効果によって、より一層向
上させることができる。すなわち、６％未満ではその効
果が不十分で、また１３．５％を超えても耐食性への効
果が飽和する上に半田・Ａｇメッキ性などを劣化させる
のでこの範囲にする。
規定するが、これは０．０００５％未満ではバネ限界値
・強度への効果が少なく、１．０重量％超ではバネ限界
値と強度への効果が飽和する上にコストが大きくなるか
らである。またＴｉを０．００５〜３．５重量％に規定
するのは０．００５％未満では導電性への効果が少なく
３．５重量％超では導電性への効果が飽和する上に鋳
造、冷間加工などの製造性を阻害するからである。Ｃｒ
を０．１〜１０重量％に、また、Ｍｏを０．００１〜
１．５重量％にそれぞれ規定するのは最終製品としての
隙間腐食性を半田・Ａｇメッキ性を劣化させずにＣｒと
Ｍｏの複合効果で向上させるためであり、Ｍｏの含有量
が０．００１重量％未満では隙間腐食性への効果が少な
く、１．５重量％超では、隙間腐食性への効果が飽和す
る上にコストが大きくなる。なお、Ｃｒ含有量をＦｅ含
有量に対し重量比で６〜１３．５％に規定すると、素材
の耐食性を前記Ｍｏとの複合効果によって、より一層向
上させることができる。すなわち、６％未満ではその効
果が不十分で、また１３．５％を超えても耐食性への効
果が飽和する上に半田・Ａｇメッキ性などを劣化させる
のでこの範囲にする。
【０００７】また、鋳造組織制御やバネ限界値・強度向
上、加工性、各種メッキ性ならびに半田耐候性（半田付
けした後の１５０℃で１０００時間以上の長時間加熱剥
離性）などの改善の必要に応じて、更に、Ｚｒ，Ｓｉ，
Ａｌ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｎｂ，Ｐ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ，
Ｖ，Ｃａ，Ｂｅ，Ｍｇ及びＨｆの１種又は２種以上を合
計で０．００５〜８重量％，Ｃ及びＢの１種又は２種を
合計で０．００５〜２重量％添加する。
上、加工性、各種メッキ性ならびに半田耐候性（半田付
けした後の１５０℃で１０００時間以上の長時間加熱剥
離性）などの改善の必要に応じて、更に、Ｚｒ，Ｓｉ，
Ａｌ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｎｂ，Ｐ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ，
Ｖ，Ｃａ，Ｂｅ，Ｍｇ及びＨｆの１種又は２種以上を合
計で０．００５〜８重量％，Ｃ及びＢの１種又は２種を
合計で０．００５〜２重量％添加する。
【０００８】特にＦｅ含有量に対するＣｒ含有量の重量
比が６％，Ｍｏ含有量のそれが０．０１％を超える成分
では、上記各成分を０．００５重量％以上の範囲内で添
加し、下記で説明する双ロール式鋳造方法などの急冷凝
固方式によって、本発明のＣｒおよびＭｏを含むＦｅ相
とＣｕ相が均一に微細分散された鋳造組織を得ることが
できるが、このことは加工、熱処理後、板厚方向で１０
μｍ以下の大きさの結晶粒を有する金属組織を得る上で
重要である。
比が６％，Ｍｏ含有量のそれが０．０１％を超える成分
では、上記各成分を０．００５重量％以上の範囲内で添
加し、下記で説明する双ロール式鋳造方法などの急冷凝
固方式によって、本発明のＣｒおよびＭｏを含むＦｅ相
とＣｕ相が均一に微細分散された鋳造組織を得ることが
できるが、このことは加工、熱処理後、板厚方向で１０
μｍ以下の大きさの結晶粒を有する金属組織を得る上で
重要である。
【０００９】また、本発明の材料はアスペクト比を２０
以下にすることを必須要件とする。アスペクト比は板厚
方向結晶組織長さに対する圧延方向結晶組織長さの比で
表わされるが、図３に示すようにアスペクト比が２０以
下になると特性異方性指数（％）、すなわちバネ限界
値、強度、繰返えし曲げ回数及び導電性のそれぞれの特
性値を（圧延方向の特性値−圧延直角方向の特性値）／
圧延方向の特性値×１００（％）の式に導入して求めた
値を総和し、更にこの総和値を１／４にした値、が５％
以下になり、圧延方向と圧延直角方向での各特性値の差
が極めて小さくなるのである。
以下にすることを必須要件とする。アスペクト比は板厚
方向結晶組織長さに対する圧延方向結晶組織長さの比で
表わされるが、図３に示すようにアスペクト比が２０以
下になると特性異方性指数（％）、すなわちバネ限界
値、強度、繰返えし曲げ回数及び導電性のそれぞれの特
性値を（圧延方向の特性値−圧延直角方向の特性値）／
圧延方向の特性値×１００（％）の式に導入して求めた
値を総和し、更にこの総和値を１／４にした値、が５％
以下になり、圧延方向と圧延直角方向での各特性値の差
が極めて小さくなるのである。
【００１０】本発明は以上の成分及びアスペクト比によ
り、特性異方性が小さく、バネ限界値、強度及び電導性
の優れた材料を提供することができる。次に、本発明の
金属板を製造する方法について説明する。前述の化学成
分を有する溶融金属を例えば急冷凝固的手段である双ロ
ール式鋳造装置の湯溜り部に注入し、冷却ロールの回転
によって溶融金属を急速に冷却し、０．５〜８mm板厚の
金属板を鋳造する。このときの凝固冷却速度を１００〜
５００００℃／秒にすることが重要である。
り、特性異方性が小さく、バネ限界値、強度及び電導性
の優れた材料を提供することができる。次に、本発明の
金属板を製造する方法について説明する。前述の化学成
分を有する溶融金属を例えば急冷凝固的手段である双ロ
ール式鋳造装置の湯溜り部に注入し、冷却ロールの回転
によって溶融金属を急速に冷却し、０．５〜８mm板厚の
金属板を鋳造する。このときの凝固冷却速度を１００〜
５００００℃／秒にすることが重要である。
【００１１】溶融金属の凝固冷却速度と加工・熱処理後
の結晶粒径の関係は図２に示す通りである。なお結晶粒
径はＡＳＴＭの切断法によって得られた。図２に示すよ
うに溶湯凝固冷却速度を大きくすると、結晶組織のサイ
ズは微細化する。また本プロセスで加工・熱処理後Ｆｅ
相、Ｃｕ相ともに１０μｍ以下の等方的組織を得るため
には溶湯の凝固冷却速度を１００℃／秒以上にすること
が必要であり、この時ＣｒおよびＭｏを含むＦｅ相とＣ
ｕ相が均一分散した組織が得られる。また他の効果とし
て凝固冷却時のＦｅ相中のＣｕ，Ｃｕ相中のＦｅの過飽
和度の向上によるバネ限界値・強度の向上と時効促進効
果による時効時間短縮の効果も得られる。
の結晶粒径の関係は図２に示す通りである。なお結晶粒
径はＡＳＴＭの切断法によって得られた。図２に示すよ
うに溶湯凝固冷却速度を大きくすると、結晶組織のサイ
ズは微細化する。また本プロセスで加工・熱処理後Ｆｅ
相、Ｃｕ相ともに１０μｍ以下の等方的組織を得るため
には溶湯の凝固冷却速度を１００℃／秒以上にすること
が必要であり、この時ＣｒおよびＭｏを含むＦｅ相とＣ
ｕ相が均一分散した組織が得られる。また他の効果とし
て凝固冷却時のＦｅ相中のＣｕ，Ｃｕ相中のＦｅの過飽
和度の向上によるバネ限界値・強度の向上と時効促進効
果による時効時間短縮の効果も得られる。
【００１２】さらに引続いて圧下率５０〜９５％の一次
冷間圧延を行う。これは必要な板厚を得ることと、５０
％以上の一次冷間圧延を実施することにより、その後の
焼鈍処理によって繰り返し曲げ性などの加工性付与を行
うためである。そしてその時の焼鈍は徐加熱・徐冷却型
（ＢＡＦ型）および急速加熱型（連続焼鈍型）のいずれ
においても一次冷間圧延で蓄積した加工歪みにより回復
・再結晶を生じさるに必要な温度、すなわち４５０〜１
０００℃の温度範囲で行う。次いで二次冷間圧延を５〜
７０％の範囲で実施した後、１５０〜６５０℃の温度で
１０〜５００分の間保持する時効処理を行う。
冷間圧延を行う。これは必要な板厚を得ることと、５０
％以上の一次冷間圧延を実施することにより、その後の
焼鈍処理によって繰り返し曲げ性などの加工性付与を行
うためである。そしてその時の焼鈍は徐加熱・徐冷却型
（ＢＡＦ型）および急速加熱型（連続焼鈍型）のいずれ
においても一次冷間圧延で蓄積した加工歪みにより回復
・再結晶を生じさるに必要な温度、すなわち４５０〜１
０００℃の温度範囲で行う。次いで二次冷間圧延を５〜
７０％の範囲で実施した後、１５０〜６５０℃の温度で
１０〜５００分の間保持する時効処理を行う。
【００１３】以上の各工程によってアスペスト比が２０
以下の組織を得ることができ、これにより特性異方性が
小さくバネ限界値、強度及び導電性に優れた材料を製造
することができる。ここで時効処理はバネ限界値・強度
と電気伝導性を向上させるために、製造工程上必須のも
のであり、化学組成と前工程条件により適性な温度を選
定すべきである。その条件としては時効条件とバネ限界
値・強度ならび導電性の関係より、低温過ぎると析出物
の周りに歪みが生じるため導電性や伸びの低下が生じる
ことや、目的の導電性を得るため設備制約や製造効率に
影響してコスト増になる。また高温過ぎると析出物が少
なくなり高いバネ限界値と強度が得られないため、１５
０〜６５０℃で１０〜５００分の時効処理が適性条件で
ある。
以下の組織を得ることができ、これにより特性異方性が
小さくバネ限界値、強度及び導電性に優れた材料を製造
することができる。ここで時効処理はバネ限界値・強度
と電気伝導性を向上させるために、製造工程上必須のも
のであり、化学組成と前工程条件により適性な温度を選
定すべきである。その条件としては時効条件とバネ限界
値・強度ならび導電性の関係より、低温過ぎると析出物
の周りに歪みが生じるため導電性や伸びの低下が生じる
ことや、目的の導電性を得るため設備制約や製造効率に
影響してコスト増になる。また高温過ぎると析出物が少
なくなり高いバネ限界値と強度が得られないため、１５
０〜６５０℃で１０〜５００分の時効処理が適性条件で
ある。
【００１４】上記金属板はコイル状またはスリット状に
加工された後Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕなどのメッキまた
はそれら合金メッキおよび半田、Ｓｎメッキなどが施さ
れる。或いは上記金属板が予めバネ部品として加工され
た後に、上記メッキ処理が施される。いずれの場合でも
メッキは以下の条件で行う。メッキはかかる素板にアル
カリ系脱脂剤を用いて電解また浸漬脱脂を行い、さらに
酸洗により表面を活性化した後に所望の金属浴または合
金浴を用いて電気または浸漬メッキを行う。
加工された後Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕなどのメッキまた
はそれら合金メッキおよび半田、Ｓｎメッキなどが施さ
れる。或いは上記金属板が予めバネ部品として加工され
た後に、上記メッキ処理が施される。いずれの場合でも
メッキは以下の条件で行う。メッキはかかる素板にアル
カリ系脱脂剤を用いて電解また浸漬脱脂を行い、さらに
酸洗により表面を活性化した後に所望の金属浴または合
金浴を用いて電気または浸漬メッキを行う。
【００１５】メッキ層の厚みは通常０．０１〜１０μｍ
程度の範囲であるが、密着性、厚み均一性、半田耐候性
ならびに経済性から見て０．２０〜５．０μｍの範囲が
良好である。０．２０μｍ以下では半田耐候性（半田の
１５０℃で１０００時間あるいは１５００時間の低温長
時間加熱で剥離する現象）やピンホールの存在により信
頼性が劣化する。また５．０μｍを超えると密着性およ
び厚みの均一性が劣化する。
程度の範囲であるが、密着性、厚み均一性、半田耐候性
ならびに経済性から見て０．２０〜５．０μｍの範囲が
良好である。０．２０μｍ以下では半田耐候性（半田の
１５０℃で１０００時間あるいは１５００時間の低温長
時間加熱で剥離する現象）やピンホールの存在により信
頼性が劣化する。また５．０μｍを超えると密着性およ
び厚みの均一性が劣化する。
【００１６】
（実施例１）表１に示す本発明の成分範囲の合金（供試
材Ａ〜ＦとＱ〜ＨＨ）と比較例の成分範囲の合金（供試
材Ｇ〜Ｐ）をそれぞれ、双ロール鋳造機の湯溜り部へ溶
融状態で注入し、３．２×１０2 ℃／秒の凝固冷却速度
によって板厚２．２mmの金属板を鋳造した。
材Ａ〜ＦとＱ〜ＨＨ）と比較例の成分範囲の合金（供試
材Ｇ〜Ｐ）をそれぞれ、双ロール鋳造機の湯溜り部へ溶
融状態で注入し、３．２×１０2 ℃／秒の凝固冷却速度
によって板厚２．２mmの金属板を鋳造した。
【００１７】
【表１】
【００１８】次に、冷間圧延時の割れ対策として、得ら
れた金属板に８００℃で１時間の軟化焼鈍を施したあ
と、板厚２．１mmに表面研削し、８５％の一次冷間圧延
を行った。引続き７５０℃で３時間の焼鈍を施し、次い
で２５％の二次冷間圧延を行ったあと、４８０℃で３時
間の時効処理を施した。このようにして得られた金属薄
板の材質特性を表２の試料番号１〜３４に示す。なお、
表２中の試料番号３５，３６は本発明の供試材Ｂ，Ｄを
本発明の範囲外の凝固冷却速度１０℃／秒で板厚１０．
０mmの金属板を水平連続鋳造機で鋳造したものである。
また、比較例としてＢｅ−Ｃｕ，Ｃｕ−Ｔｉ、リン青銅
又はＣＤＡ１９５を比較合金として用い、上記の本発明
の鋳造方法で鋳造した。
れた金属板に８００℃で１時間の軟化焼鈍を施したあ
と、板厚２．１mmに表面研削し、８５％の一次冷間圧延
を行った。引続き７５０℃で３時間の焼鈍を施し、次い
で２５％の二次冷間圧延を行ったあと、４８０℃で３時
間の時効処理を施した。このようにして得られた金属薄
板の材質特性を表２の試料番号１〜３４に示す。なお、
表２中の試料番号３５，３６は本発明の供試材Ｂ，Ｄを
本発明の範囲外の凝固冷却速度１０℃／秒で板厚１０．
０mmの金属板を水平連続鋳造機で鋳造したものである。
また、比較例としてＢｅ−Ｃｕ，Ｃｕ−Ｔｉ、リン青銅
又はＣＤＡ１９５を比較合金として用い、上記の本発明
の鋳造方法で鋳造した。
【００１９】なお金属薄板のアスペクト比は試料番号１
〜６，１７〜３４では５．３〜１３．５％の範囲にあ
り、試料番号７〜１６，３５，３６及びＢｅ−Ｃｕ，Ｃ
ｕ−Ｔｉ、リン青銅、ＣＤＡ１９５では５．３〜１３．
５％の範囲であった。表２および表３中のバネ限界値は
モーメント方式により測定し、強度はＪＩＳ１３Ｂ引張
試験（引張り速度：１０mm／min ）により、またヤング
率は共振法、導電率は４端子法によりそれぞれ求めた。
耐食性として隙間腐食は切断面を含む０．１２５mm板
厚、１０mm幅、３０mm長さの試料をポリカーボネート製
の樹脂の間に挟み込みＪＩＳ−Ｚ２３７１に準じて塩水
噴霧試験を９６時間行い、試料全面での赤錆発生面積率
により判定し、また通常の耐食性は前記方法で素材の裸
状態で行った。
〜６，１７〜３４では５．３〜１３．５％の範囲にあ
り、試料番号７〜１６，３５，３６及びＢｅ−Ｃｕ，Ｃ
ｕ−Ｔｉ、リン青銅、ＣＤＡ１９５では５．３〜１３．
５％の範囲であった。表２および表３中のバネ限界値は
モーメント方式により測定し、強度はＪＩＳ１３Ｂ引張
試験（引張り速度：１０mm／min ）により、またヤング
率は共振法、導電率は４端子法によりそれぞれ求めた。
耐食性として隙間腐食は切断面を含む０．１２５mm板
厚、１０mm幅、３０mm長さの試料をポリカーボネート製
の樹脂の間に挟み込みＪＩＳ−Ｚ２３７１に準じて塩水
噴霧試験を９６時間行い、試料全面での赤錆発生面積率
により判定し、また通常の耐食性は前記方法で素材の裸
状態で行った。
【００２０】メッキ特性での半田濡れ性については濡れ
面積率で９５％以上を合格とした。またＡｇメッキ耐熱
性はＣｕストライクメッキを約０．３μｍ施した後、Ａ
ｇを約３μｍメッキし、しかる後大気中４３０℃で３分
加熱してメッキ表面での膨れの発生により判定した。製
造性は鋳造時のノズル詰り状況と冷間加工性（２．０mm
から０．１２５mmまで中間焼鈍を行わず、１５パス以内
で冷間加工した場合のエッジとセンターでの割れ状況）
で判定した。さらにコスト評価はＣｏ，Ｍｏ添加をしな
い時の平均原料価格に対して、１．３倍以下を良好と判
定した。表中にはＢｅ−Ｃｕ合金、Ｃｕ−Ｔｉ合金、リ
ン青銅の特性も比較に加えた。
面積率で９５％以上を合格とした。またＡｇメッキ耐熱
性はＣｕストライクメッキを約０．３μｍ施した後、Ａ
ｇを約３μｍメッキし、しかる後大気中４３０℃で３分
加熱してメッキ表面での膨れの発生により判定した。製
造性は鋳造時のノズル詰り状況と冷間加工性（２．０mm
から０．１２５mmまで中間焼鈍を行わず、１５パス以内
で冷間加工した場合のエッジとセンターでの割れ状況）
で判定した。さらにコスト評価はＣｏ，Ｍｏ添加をしな
い時の平均原料価格に対して、１．３倍以下を良好と判
定した。表中にはＢｅ−Ｃｕ合金、Ｃｕ−Ｔｉ合金、リ
ン青銅の特性も比較に加えた。
【００２１】ここで試料番号７はＣｕ添加量が２０重量
％以下の場合であり、リン青銅並みの低い導電率であ
る。また試料番号８はＣｕ添加量が８５重量％以上の場
合でＦｅなどのヤング率に有効に働く元素の添加量が少
ないためにヤング率が低く、試料番号９はＣｏ添加量が
０．０００５重量％以下のためバネ限界値と強度が低
い。また試料番号１０はＣｏ添加量が多いためコストが
高い。試料番号１１はＴｉ含有量が０．００５％以下の
ため導電性が低く、試料番号１２はＴｉ含有量が３．５
％以上で製造性が劣る。試料番号１３はＭｏが低いため
隙間腐食性が不良、試料番号１４はコストが高い。また
試料番号１５はＣｒが低いため耐食性が低く、試料番号
１６は半田濡れ性、Ａｇメッキ耐熱性が劣る。試料番号
３５，３６は溶融金属の凝固冷却速度が本発明の範囲外
の小さい場合で、バネ限界値と強度が低く本発明の特性
が優れていることは明らかである。
％以下の場合であり、リン青銅並みの低い導電率であ
る。また試料番号８はＣｕ添加量が８５重量％以上の場
合でＦｅなどのヤング率に有効に働く元素の添加量が少
ないためにヤング率が低く、試料番号９はＣｏ添加量が
０．０００５重量％以下のためバネ限界値と強度が低
い。また試料番号１０はＣｏ添加量が多いためコストが
高い。試料番号１１はＴｉ含有量が０．００５％以下の
ため導電性が低く、試料番号１２はＴｉ含有量が３．５
％以上で製造性が劣る。試料番号１３はＭｏが低いため
隙間腐食性が不良、試料番号１４はコストが高い。また
試料番号１５はＣｒが低いため耐食性が低く、試料番号
１６は半田濡れ性、Ａｇメッキ耐熱性が劣る。試料番号
３５，３６は溶融金属の凝固冷却速度が本発明の範囲外
の小さい場合で、バネ限界値と強度が低く本発明の特性
が優れていることは明らかである。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】（実施例２）表１に示す本発明の成分範囲
の合金、供試材Ｂ，Ｑをそれぞれ双ロール鋳造機の湯溜
り部へ溶融状態で注入し、３．２×１０2 ℃／秒の凝固
冷却速度によって板厚２．２mmの金属板を鋳造した。こ
の金属板に、一次冷間圧延時の割れ対策として８００℃
で１時間の軟化焼鈍を施し、かつ一次冷間圧延後板厚が
０．１５mmになるよう圧下率を考慮した上で表面研削を
行い、次いで一次冷間圧延を圧下率３５，５５及び９０
％の３水準で行った。しかる後、これらの金属板に焼鈍
を７５０℃で３時間施し、引続き二次冷間圧延を３，
８，２５，５５及び６５％の５水準で行って板厚０．１
４６，０．１３８，０．１２０，０．０６８及び０．０
５３mmの金属薄板とした。次いで該金属薄板に４８０℃
で３時間の時効処理を施した。
の合金、供試材Ｂ，Ｑをそれぞれ双ロール鋳造機の湯溜
り部へ溶融状態で注入し、３．２×１０2 ℃／秒の凝固
冷却速度によって板厚２．２mmの金属板を鋳造した。こ
の金属板に、一次冷間圧延時の割れ対策として８００℃
で１時間の軟化焼鈍を施し、かつ一次冷間圧延後板厚が
０．１５mmになるよう圧下率を考慮した上で表面研削を
行い、次いで一次冷間圧延を圧下率３５，５５及び９０
％の３水準で行った。しかる後、これらの金属板に焼鈍
を７５０℃で３時間施し、引続き二次冷間圧延を３，
８，２５，５５及び６５％の５水準で行って板厚０．１
４６，０．１３８，０．１２０，０．０６８及び０．０
５３mmの金属薄板とした。次いで該金属薄板に４８０℃
で３時間の時効処理を施した。
【００２５】上記の金属薄板の材質特性を表４に示す。
評価は実施例１と同様にバネ限界値・強度と導電率につ
いて圧延方向と平行で測定を行い、加工性は密着曲げに
よった。以下の結果より一次冷間圧延率の低いものや、
二次冷間圧延率７０％超のものは加工性が不良であり、
さらに二次冷間圧延率の５％未満のものは導電性が低い
ことが判明した。
評価は実施例１と同様にバネ限界値・強度と導電率につ
いて圧延方向と平行で測定を行い、加工性は密着曲げに
よった。以下の結果より一次冷間圧延率の低いものや、
二次冷間圧延率７０％超のものは加工性が不良であり、
さらに二次冷間圧延率の５％未満のものは導電性が低い
ことが判明した。
【００２６】なお、試料番号中本発明例のアスペクト比
は５．３〜１３．５％の範囲にあり、比較例のそれは
５．３〜１３．５％の範囲にあった。
は５．３〜１３．５％の範囲にあり、比較例のそれは
５．３〜１３．５％の範囲にあった。
【００２７】
【表４】
【００２８】（実施例３）実施例２の表面研削した金属
板を圧下率３０，６０及び９０％の３水準で一次冷間圧
延を行い、この金属板に焼鈍を以下の条件で行った。 （１）ＢＡＦ型焼鈍炉において、５０℃／時間の加熱速
度で加熱後、 Ａ：５５０℃×３時間，Ｂ：７５０℃×３時間，Ｃ：９
５０℃×３時間 の３種類の保定を行い、その後５０℃／時間の冷却速度
で１００℃まで冷却した。
板を圧下率３０，６０及び９０％の３水準で一次冷間圧
延を行い、この金属板に焼鈍を以下の条件で行った。 （１）ＢＡＦ型焼鈍炉において、５０℃／時間の加熱速
度で加熱後、 Ａ：５５０℃×３時間，Ｂ：７５０℃×３時間，Ｃ：９
５０℃×３時間 の３種類の保定を行い、その後５０℃／時間の冷却速度
で１００℃まで冷却した。
【００２９】（２）連続焼鈍炉において、１０℃／Ｓの
加熱速度で加熱後、 Ｄ：７５０℃×６０秒、Ｅ：９５０℃×６０秒 の２種類の保持を行い、その後室温まで空冷した。次
に、上記各金属板に１０，２５，６０または７５％の圧
延率で二次冷間圧延を行い、アスペクト比を１．５〜２
８．５まで変化させてバネ限界値、繰り返曲げ（９０
°）および導電率について圧延方向と平行（Ｌ）、圧延
方向と直角（Ｃ）の各方向の結果を得た。これを表５〜
表７に示す。アスペクト比の評価は光学顕微鏡により圧
延方向断面での板厚１／４層での１００倍の組織観察に
よる、１０視野での圧延方向と板厚方向での結晶組織長
さ比の平均値を用いた。特性評価は実施例１と同様にバ
ネ限界値・強度と導電率について測定を行い、繰り返曲
げは９０°の往復曲げ回数（曲げ回数の絶対値は板厚ご
との補正は行っていない）によった。以下の結果より本
法によるアスペクト比２０以下にすることで、特性異方
性の小さく優れたバネ限界値と強度ならびに優れた繰り
返し曲げ性・導電性を有する材料の提供を可能にするこ
とは明らかである。
加熱速度で加熱後、 Ｄ：７５０℃×６０秒、Ｅ：９５０℃×６０秒 の２種類の保持を行い、その後室温まで空冷した。次
に、上記各金属板に１０，２５，６０または７５％の圧
延率で二次冷間圧延を行い、アスペクト比を１．５〜２
８．５まで変化させてバネ限界値、繰り返曲げ（９０
°）および導電率について圧延方向と平行（Ｌ）、圧延
方向と直角（Ｃ）の各方向の結果を得た。これを表５〜
表７に示す。アスペクト比の評価は光学顕微鏡により圧
延方向断面での板厚１／４層での１００倍の組織観察に
よる、１０視野での圧延方向と板厚方向での結晶組織長
さ比の平均値を用いた。特性評価は実施例１と同様にバ
ネ限界値・強度と導電率について測定を行い、繰り返曲
げは９０°の往復曲げ回数（曲げ回数の絶対値は板厚ご
との補正は行っていない）によった。以下の結果より本
法によるアスペクト比２０以下にすることで、特性異方
性の小さく優れたバネ限界値と強度ならびに優れた繰り
返し曲げ性・導電性を有する材料の提供を可能にするこ
とは明らかである。
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】
【表７】
【００３３】
【発明の効果】本発明は上述したように、バネ用材料と
して特性異方性が小さく、バネ限界値、強度及び導電性
に優れ、かつ高ヤング率・高信頼性を兼ね備えた従来不
可能だった材料を提供するもので、その工業的効果は絶
大である。
して特性異方性が小さく、バネ限界値、強度及び導電性
に優れ、かつ高ヤング率・高信頼性を兼ね備えた従来不
可能だった材料を提供するもので、その工業的効果は絶
大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｃｕ含有量とバネ限界値、強度及び導電性との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図２】溶融金属の凝固冷却速度と結晶粒度番号との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図３】アスペクト比と特性異方性指数との関係を示す
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｆ 1/08 Ｃ２２Ｆ 1/08 Ｑ (72)発明者 植森 龍治 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社技術開発本部内 (72)発明者 溝口 利明 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社技術開発本部内 (56)参考文献 特開 昭63−270436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−199743（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229843（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−15524（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (8)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃｕ：２０〜８５％，Ｃｏ：
０．０００５〜１．０％，Ｔｉ：０．００５〜３．５
％，Ｃｒ：０．１〜１０％，Ｍｏ：０．００１〜１．５
％を含有し、残部が不可避的不純物およびＦｅからなる
合金であって、その結晶粒径が板厚方向で１０μｍ以下
で、且つ、その結晶粒のアスペクト比が２０以下である
ことを特徴とする特性異方性の小さいバネ限界値と強度
に優れた銅−鉄系金属薄板。 - 【請求項２】 Ｆｅ含有量に対するＣｒ含有量の重量比
が６．０〜１３．５％である請求項１記載の金属薄板。 - 【請求項３】 合金成分として、更に、Ｚｒ，Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｎｂ，Ｐ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ，
Ｖ，Ｃａ，Ｂｅ，Ｍｇ及びＨｆの１種又は２種以上を合
計で０．００５〜８重量％，Ｃ及びＢの１種又は２種を
合計で０．００５〜２重量％含有する請求項１又は２記
載の金属薄板。 - 【請求項４】 前記金属薄板の表面に、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａ
ｇ又はＡｕ或いはそれらの合金の金属メッキ、半田又は
Ｓｎメッキが単層又は複層で０．０１〜１０μｍ施され
てなる請求項１，２又は３記載の金属薄板。 - 【請求項５】 重量％で、Ｃｕ：２０〜８５％，Ｃｏ：
０．０００５〜１．０％，Ｔｉ：０．００５〜３．５
％，Ｃｒ：０．１〜１０％，Ｍｏ：０．００１〜１．５
％を含有し、残部が不可避的不純物およびＦｅからなる
溶融金属を１００〜５００００℃／秒の凝固冷却速度で
板厚０．５〜８mmの金属板に鋳造し、該金属板を圧下率
５０〜９５％で一次冷間圧延し、次いで４５０〜１００
０℃の温度範囲で焼鈍した後圧下率５〜７０％で二次冷
間圧延し、続いて１５０〜６５０℃の温度範囲で時効処
理を施すことを特徴とする結晶粒径が板厚方向で１０μ
ｍ以下で、且つ、その結晶粒のアスペクト比が２０以下
である特性異方性の小さいバネ限界値と強度に優れた銅
−鉄系金属薄板の製造方法。 - 【請求項６】 Ｆｅ含有量に対するＣｒ含有量の重量比
が６．０〜１３．５％である請求項５記載の製造方法。 - 【請求項７】 合金成分として、更に、Ｚｒ，Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｎｂ，Ｐ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ，
Ｖ，Ｃａ，Ｂｅ，Ｍｇ及びＨｆの１種又は２種以上を合
計で０．００５〜８重量％，Ｃ及びＢの１種又は２種を
合計で０．００５〜２重量％含有する請求項５又は６記
載の製造方法。 - 【請求項８】 前記時効処理を施した後で金属薄板表面
にＮｉ，Ｃｕ，Ａｇ又はＡｕ或いはそれらの合金の金属
メッキ、半田又はＳｎメッキを厚さ０．０１〜１０μｍ
の単層又は複層で施す請求項５，６又は７記載の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4017796A JP2599526B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 特性異方性の小さいバネ限界値と強度に優れた銅−鉄系金属薄板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4017796A JP2599526B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 特性異方性の小さいバネ限界値と強度に優れた銅−鉄系金属薄板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214465A JPH05214465A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2599526B2 true JP2599526B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=11953680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4017796A Expired - Lifetime JP2599526B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 特性異方性の小さいバネ限界値と強度に優れた銅−鉄系金属薄板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2599526B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6132528A (en) * | 1997-04-18 | 2000-10-17 | Olin Corporation | Iron modified tin brass |
| US5853505A (en) * | 1997-04-18 | 1998-12-29 | Olin Corporation | Iron modified tin brass |
| US20010001400A1 (en) * | 1997-04-18 | 2001-05-24 | Dennis R. Brauer Et Al | Grain refined tin brass |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2533250C3 (de) * | 1975-07-25 | 1979-07-26 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Kupferkomplex-Azofarbstoffen und ihre Verwendung zum Färben von CeUulosefasermaterialien |
| JPS62199743A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Ngk Insulators Ltd | 高強度銅基合金及びその製造方法 |
| JPH0788545B2 (ja) * | 1987-04-28 | 1995-09-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 特性異方性の少ない高強度高靭性Ｃｕ合金 |
| JPH0739624B2 (ja) * | 1990-02-05 | 1995-05-01 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度リードフレーム用金属板の製造方法 |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP4017796A patent/JP2599526B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05214465A (ja) | 1993-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101765729B1 (ko) | 금속 호일의 제조 방법 | |
| JP4408567B2 (ja) | アルミニウム合金フィン素材を製造する方法 | |
| JPH09104956A (ja) | 高強度高導電性銅基合金の製造法 | |
| CN101946014A (zh) | 铜合金材料 | |
| JP3383615B2 (ja) | 電子材料用銅合金及びその製造方法 | |
| WO2012043170A1 (ja) | 電子材料用Ｃｕ－Ｃｏ－Ｓｉ系銅合金及びその製造方法 | |
| JP2000080428A (ja) | 曲げ加工性が優れた銅合金板 | |
| JP2002266042A (ja) | 曲げ加工性が優れた銅合金板 | |
| WO2011105686A2 (ko) | 고강도, 고전도성 동합금 및 그 제조방법 | |
| JP3511648B2 (ja) | 高強度Ｃｕ合金薄板条の製造方法 | |
| JP3904118B2 (ja) | 電気、電子部品用銅合金とその製造方法 | |
| JP2000328157A (ja) | 曲げ加工性が優れた銅合金板 | |
| JP2599526B2 (ja) | 特性異方性の小さいバネ限界値と強度に優れた銅−鉄系金属薄板およびその製造方法 | |
| WO1986002102A1 (en) | Process for producing a thin plate of a high ferrosilicon alloy | |
| JPH06100983A (ja) | 高ヤング率・高降伏強度を有するｔａｂテープ用金属箔およびその製造方法 | |
| JP3459520B2 (ja) | リードフレーム用銅合金 | |
| JPS61166987A (ja) | ラジエ−タ用フイン材 | |
| JP3296709B2 (ja) | 電子機器用薄板銅合金およびその製造方法 | |
| JPH02277735A (ja) | リードフレーム用銅合金 | |
| JPH06100984A (ja) | バネ限界値と形状凍結性に優れたバネ用材料及びその製造方法 | |
| JPH10287939A (ja) | 打抜加工性に優れた電気電子機器用銅合金 | |
| JPH05214489A (ja) | バネ限界値と形状凍結性に優れたバネ用薄板およびその製造方法 | |
| JPH10265873A (ja) | 電気電子部品用銅合金及びその製造方法 | |
| JP4622162B2 (ja) | 無方向性電磁鋼板 | |
| JPH0424420B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961112 |