JP2801361B2 - 熱間加工性の良好な高強度銅合金 - Google Patents
熱間加工性の良好な高強度銅合金Info
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- JP2801361B2 JP2801361B2 JP2132328A JP13232890A JP2801361B2 JP 2801361 B2 JP2801361 B2 JP 2801361B2 JP 2132328 A JP2132328 A JP 2132328A JP 13232890 A JP13232890 A JP 13232890A JP 2801361 B2 JP2801361 B2 JP 2801361B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコネクター・リードフレームなどの電気電子
機器部品に使用するのに好適な強度・バネ性及び導電性
に優れた銅合金に関するものである。
機器部品に使用するのに好適な強度・バネ性及び導電性
に優れた銅合金に関するものである。
コネクターやリードフレームなどの電気電子機器に使
用される銅合金条はこれらの機器の小型高密度化の進展
により、従来から用いられているSn入り銅やC194などの
Fe入り銅では強度・バネ性及び導電性の高度なバランス
が得られないことから、これらの特性に優れたCu−Ni−
Si系のいわゆるコルソン系銅合金が使用されるに至って
いる。
用される銅合金条はこれらの機器の小型高密度化の進展
により、従来から用いられているSn入り銅やC194などの
Fe入り銅では強度・バネ性及び導電性の高度なバランス
が得られないことから、これらの特性に優れたCu−Ni−
Si系のいわゆるコルソン系銅合金が使用されるに至って
いる。
コルソン系銅合金は強度・バネ性及び導電性などの実
用特性に優れているものの、その製造において著しい欠
点を有しているためこれまでは広く用いることができな
かった。即ち、工業的に安価な製造のためには大きな断
面積の鋳塊を溶解鋳造によって製造し、これを700℃以
上の高温で熱間圧延によって圧延素材を製造することが
必要である。しかしながら、コルソン系銅合金は熱間圧
延のための加熱過程で割れを発生して、熱間圧延ができ
ず、鋳塊の断面積を約800平方センチメートル以下の小
型にすることによって加熱過程での割れを防止してい
る。このため当然のことながら生産性に劣り、高価とな
っていたことが従来からの使用範囲が限られていた原因
である。
用特性に優れているものの、その製造において著しい欠
点を有しているためこれまでは広く用いることができな
かった。即ち、工業的に安価な製造のためには大きな断
面積の鋳塊を溶解鋳造によって製造し、これを700℃以
上の高温で熱間圧延によって圧延素材を製造することが
必要である。しかしながら、コルソン系銅合金は熱間圧
延のための加熱過程で割れを発生して、熱間圧延ができ
ず、鋳塊の断面積を約800平方センチメートル以下の小
型にすることによって加熱過程での割れを防止してい
る。このため当然のことながら生産性に劣り、高価とな
っていたことが従来からの使用範囲が限られていた原因
である。
又これらの課題に対して近年コルソン系銅合金にZn、
Mn、Mgなどを合金添加することによって熱間圧延性を改
善する対策が公表されているが、この熱間圧延に先立つ
加熱過程における割れに及ぼす効果は十分でなく、前記
の鋳塊断面積の小型化を併用せざるをえず、製造コスト
の低減にはほとんど効果が認められず、さらなる改善が
強く求められている。
Mn、Mgなどを合金添加することによって熱間圧延性を改
善する対策が公表されているが、この熱間圧延に先立つ
加熱過程における割れに及ぼす効果は十分でなく、前記
の鋳塊断面積の小型化を併用せざるをえず、製造コスト
の低減にはほとんど効果が認められず、さらなる改善が
強く求められている。
本発明は上記の点に鑑み鋭意検討された結果なされた
ものであり、その目的とするところは、強度・バネ性に
優れ、かつ導電性が良好なCu−Ni−Si系銅合金の熱間圧
延に先立つ加熱過程での割れを防止し、低コストな製造
を可能にする材料を提供することである。
ものであり、その目的とするところは、強度・バネ性に
優れ、かつ導電性が良好なCu−Ni−Si系銅合金の熱間圧
延に先立つ加熱過程での割れを防止し、低コストな製造
を可能にする材料を提供することである。
即ち本発明における第１の発明は、Ni2.0重量％以上
4.0重量％以下、Si0.4重量％以上1.0重量％以下を含
み、かつＰが0.01重量％以下で残部がCuおよび不可避的
不純物からなる、断面サイズが800平方センチメートル
を超える鋳塊から、熱間加工を含む工程を経て製造され
ることを特徴とする熱間加工性の良好な高強度銅合金で
ある。第２の発明は、Ni2.0重量％以上4.0重量％以下、
Si0.4重量％以上1.0重量％以下、Zn0.05重量％以上１重
量％以下を含み、かつＰが0.01重量％以下で残部がCuお
よび不可避的不純物からなる、断面サイズが800平方セ
ンチメートルを超える鋳塊から、熱間加工を含む工程を
経て製造されることを特徴とする熱間加工性の良好な高
強度銅合金である。
4.0重量％以下、Si0.4重量％以上1.0重量％以下を含
み、かつＰが0.01重量％以下で残部がCuおよび不可避的
不純物からなる、断面サイズが800平方センチメートル
を超える鋳塊から、熱間加工を含む工程を経て製造され
ることを特徴とする熱間加工性の良好な高強度銅合金で
ある。第２の発明は、Ni2.0重量％以上4.0重量％以下、
Si0.4重量％以上1.0重量％以下、Zn0.05重量％以上１重
量％以下を含み、かつＰが0.01重量％以下で残部がCuお
よび不可避的不純物からなる、断面サイズが800平方セ
ンチメートルを超える鋳塊から、熱間加工を含む工程を
経て製造されることを特徴とする熱間加工性の良好な高
強度銅合金である。
Cu−Ni−Si系銅合金またはCu−Ni−Si−Zn系銅合金鋳
塊を熱間圧延する場合、熱間加工温度としては700℃か
ら1000℃が望ましく、各種加熱炉にて当該の温度まで昇
温する。この際、400℃から700℃の温度範囲を通過する
間に鋳塊の粒界において割れを発生することが種々の研
究によって判明した。この割れ現象を詳細に検討した結
果、Cu−Ni−Si系鋳塊は大きな残留応力を有しており、
これが400℃から700℃の温度領域において緩和される。
この際に粒界にボイド状の欠陥が発生し、これがさらに
連結し割れに至ることが明らかになった。
塊を熱間圧延する場合、熱間加工温度としては700℃か
ら1000℃が望ましく、各種加熱炉にて当該の温度まで昇
温する。この際、400℃から700℃の温度範囲を通過する
間に鋳塊の粒界において割れを発生することが種々の研
究によって判明した。この割れ現象を詳細に検討した結
果、Cu−Ni−Si系鋳塊は大きな残留応力を有しており、
これが400℃から700℃の温度領域において緩和される。
この際に粒界にボイド状の欠陥が発生し、これがさらに
連結し割れに至ることが明らかになった。
また従来からNiを多量に含有する銅合金は、原料のNi
中に含まれるＳ（硫黄）が熱間加工性を著しく劣化させ
ることが判明しており、上記のようなZn、Mn、Mgの脱硫
効果によって熱間加工性を改善する試みが為されてい
た。しかしながらNi2.0％以上4.0％以下、Si0.4％以上
1.0％以下を含むCu−Ni−Si系鋳塊やNi2.0％以上4.0％
以下、Si0.4％以上1.0％以下Zn0.05％以上１％以下を含
むCu−Ni−Si系鋳塊の場合、キュプロニッケルのような
通常のNi含有銅合金とは異なり、溶湯の脱酸に用いるＰ
の存在が鋳塊の粒界強度を著しく低下させ、これによっ
て400℃から700℃の温度範囲を通過する間の割れ発生を
促進しており、原料の精製等によってＰ含有量を0.01％
以下に抑制することによって加熱過程での割れを防止す
ることが可能となった。Ｐ含有量を0.01％以下と限定し
た理由は、0.01％を超えると割れの防止効果が充分でな
いためである。
中に含まれるＳ（硫黄）が熱間加工性を著しく劣化させ
ることが判明しており、上記のようなZn、Mn、Mgの脱硫
効果によって熱間加工性を改善する試みが為されてい
た。しかしながらNi2.0％以上4.0％以下、Si0.4％以上
1.0％以下を含むCu−Ni−Si系鋳塊やNi2.0％以上4.0％
以下、Si0.4％以上1.0％以下Zn0.05％以上１％以下を含
むCu−Ni−Si系鋳塊の場合、キュプロニッケルのような
通常のNi含有銅合金とは異なり、溶湯の脱酸に用いるＰ
の存在が鋳塊の粒界強度を著しく低下させ、これによっ
て400℃から700℃の温度範囲を通過する間の割れ発生を
促進しており、原料の精製等によってＰ含有量を0.01％
以下に抑制することによって加熱過程での割れを防止す
ることが可能となった。Ｐ含有量を0.01％以下と限定し
た理由は、0.01％を超えると割れの防止効果が充分でな
いためである。
以上述べたように本発明によれば、コネクター・リー
ドフレームなどの電気電子機器部品に使用するのに好適
な強度・バネ性及び導電性に優れたCu−Ni−Si系銅合金
条またはCu−Ni−Si−Zn系銅合金条を大型の鋳塊を用い
て低コストに製造することが可能となった。
ドフレームなどの電気電子機器部品に使用するのに好適
な強度・バネ性及び導電性に優れたCu−Ni−Si系銅合金
条またはCu−Ni−Si−Zn系銅合金条を大型の鋳塊を用い
て低コストに製造することが可能となった。
次に本発明を実施例により具体的に説明する。
第１表に示す組成の銅合金を溶解鋳造して、厚さ200m
m、幅1000mmの鋳塊を用意した。
m、幅1000mmの鋳塊を用意した。
この鋳塊を950℃に保持した加熱炉に挿入し、950℃に
昇温後５時間保持し、板厚30mmまで熱間圧延を行った。
健全に加工ができたものをＡ、割れが発生し熱間圧延の
途中で加工が不可能となったものをＣ、30mmまで加工が
できたものの割れが発生し、歩留りが80％以下となった
ものをＢとして加熱割れを評価した。
昇温後５時間保持し、板厚30mmまで熱間圧延を行った。
健全に加工ができたものをＡ、割れが発生し熱間圧延の
途中で加工が不可能となったものをＣ、30mmまで加工が
できたものの割れが発生し、歩留りが80％以下となった
ものをＢとして加熱割れを評価した。
また本発明の組成の銅合金材料を冷間圧延と焼鈍を繰
り返し、板厚0.3mmの板材を製造し、950℃で15分間加熱
後水中に焼き入れし、その後40％の冷間圧延を施し、45
0℃で２時間の時効処理を行った。この材料の引張試験
を行い、引張強さ、0.2％耐力、伸びを測定した。
り返し、板厚0.3mmの板材を製造し、950℃で15分間加熱
後水中に焼き入れし、その後40％の冷間圧延を施し、45
0℃で２時間の時効処理を行った。この材料の引張試験
を行い、引張強さ、0.2％耐力、伸びを測定した。
又導電率、バネ限界値の測定を行い、あわせて第１表
にその結果を示す。
にその結果を示す。
又、加工における製造コストを定量的に評価し、本発
明の最も大きな断面積を持つ鋳塊によって板厚0.2mmの
製品を製造する際の加工コストを標準として、製品1kg
当り100円以内のコスト上昇を小、100〜200円のコスト
上昇を中、200円以上を大の３段階評価を行った。
明の最も大きな断面積を持つ鋳塊によって板厚0.2mmの
製品を製造する際の加工コストを標準として、製品1kg
当り100円以内のコスト上昇を小、100〜200円のコスト
上昇を中、200円以上を大の３段階評価を行った。
第１表から明らかなように、本発明例No.1〜11の銅合
金はいずれも熱間加工において健全であるのに対し、Ｐ
含有量の多い比較例No.12,13では鋳塊のサイズが大きい
ため加熱過程で大きく割れを発生し圧延ができなかっ
た。又断面積の小さな従来例No.14は健全に熱間加工が
できたものの、単位重量当りの製造コストが高すぎるた
め実用的ではない。Zn、Mn、Mgを添加した従来例No.15
ではこれらを添加しない場合に比べて改善は認められる
ものの、その効果は不十分である。
金はいずれも熱間加工において健全であるのに対し、Ｐ
含有量の多い比較例No.12,13では鋳塊のサイズが大きい
ため加熱過程で大きく割れを発生し圧延ができなかっ
た。又断面積の小さな従来例No.14は健全に熱間加工が
できたものの、単位重量当りの製造コストが高すぎるた
め実用的ではない。Zn、Mn、Mgを添加した従来例No.15
ではこれらを添加しない場合に比べて改善は認められる
ものの、その効果は不十分である。
つまり、鋳塊サイズが大きい場合（200mm×1200m
m）、Zn、Mn、Mgを添加しても、Ｐが0.01wt％を超えて
含有されていると加熱後鋳塊に割れが入る（比較例No.2
4〜26）。しかし、Ｐが0.01wt％未満であれば、加熱後
鋳塊に割れが入るようなことがない（本発明例No.21〜2
3）。
m）、Zn、Mn、Mgを添加しても、Ｐが0.01wt％を超えて
含有されていると加熱後鋳塊に割れが入る（比較例No.2
4〜26）。しかし、Ｐが0.01wt％未満であれば、加熱後
鋳塊に割れが入るようなことがない（本発明例No.21〜2
3）。
以上の説明で明らかなように本発明によって、コネク
ター・リードフレームなどの電気電子機器部品に使用す
るのに好適な強度・バネ性及び導電性に優れたコルソン
系銅合金の割れを防止することができ、製品歩留りの向
上が可能となり、かつ大型鋳塊による製造が可能となる
ため、更にコストダウンが可能となる等工業上顕著な効
果を奏するものである。
ター・リードフレームなどの電気電子機器部品に使用す
るのに好適な強度・バネ性及び導電性に優れたコルソン
系銅合金の割れを防止することができ、製品歩留りの向
上が可能となり、かつ大型鋳塊による製造が可能となる
ため、更にコストダウンが可能となる等工業上顕著な効
果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−122039（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 9/00 - 9/10
Claims (2)
- 【請求項１】Ni2.0重量％以上4.0重量％以下、Si0.4重
量％以上1.0重量％以下を含み、かつＰが0.01重量％以
下で残部がCuおよび不可避的不純物からなる、断面サイ
ズが800平方センチメートルを超える鋳塊から、熱間加
工を含む工程を経て製造されることを特徴とする熱間加
工性の良好な高強度銅合金。 - 【請求項２】Ni2.0重量％以上4.0重量％以下、Si0.4重
量％以上1.0重量％以下、Zn0.05重量％以上１重量％以
下を含み、かつＰが0.01重量％以下で残部がCuおよび不
可避的不純物からなる、断面サイズが800平方センチメ
ートルを超える鋳塊から、熱間加工を含む工程を経て製
造されることを特徴とする熱間加工性の良好な高強度銅
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132328A JP2801361B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 熱間加工性の良好な高強度銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132328A JP2801361B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 熱間加工性の良好な高強度銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426730A JPH0426730A (ja) | 1992-01-29 |
| JP2801361B2 true JP2801361B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=15078753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2132328A Expired - Lifetime JP2801361B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 熱間加工性の良好な高強度銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2801361B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002231564A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Tdk Corp | セラミックコンデンサ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02122039A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-09 | Nippon Mining Co Ltd | 酸化膜密着性に優れた高力高導電銅合金 |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2132328A patent/JP2801361B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426730A (ja) | 1992-01-29 |
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