JP3519863B2 - 表面割れ感受性の低いりん青銅及びその製造方法 - Google Patents
表面割れ感受性の低いりん青銅及びその製造方法Info
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- JP3519863B2 JP3519863B2 JP08647396A JP8647396A JP3519863B2 JP 3519863 B2 JP3519863 B2 JP 3519863B2 JP 08647396 A JP08647396 A JP 08647396A JP 8647396 A JP8647396 A JP 8647396A JP 3519863 B2 JP3519863 B2 JP 3519863B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面割れ感受性が低
く、高歩留りで製造できるりん青銅に関する。
く、高歩留りで製造できるりん青銅に関する。
【０００２】
【従来の技術】りん青銅は、９wt％以下のＳｎと微量の
Ｐを含有する、ばね特性に優れた導電用銅合金であり、
電気回路接続の為の端子金具、電子機器及び電気機器部
品用ばね、集積回路のリードフレーム等のばね特性が要
求される導電材料等として広く使用されている。このり
ん青銅は、厚板の水冷鋳造鋳塊を熱間圧延して製造され
ていたが、高温延性に劣る為、圧延材には深い割れが生
じ、製造歩留まりが極めて悪かった。この為高温延性を
改善する対策が種々講じられたが、いずれも問題を根本
的に解決するには至らなかった。このようなことから、
現在は、りん青銅の製造方法は、横型連続鋳造法により
10〜20mm厚さの薄板鋳塊を鋳造し、この鋳塊に焼鈍と冷
間圧延を繰返し施す方法が主流となった。この横型連続
鋳造法では、生産性を上げる為に、長尺鋳塊をコイル状
に巻取り、これを下工程に流すのが一般的である。又り
ん青銅特有の鋳塊表面の逆偏析層及び欠陥部が下工程で
面削により除去されている。
Ｐを含有する、ばね特性に優れた導電用銅合金であり、
電気回路接続の為の端子金具、電子機器及び電気機器部
品用ばね、集積回路のリードフレーム等のばね特性が要
求される導電材料等として広く使用されている。このり
ん青銅は、厚板の水冷鋳造鋳塊を熱間圧延して製造され
ていたが、高温延性に劣る為、圧延材には深い割れが生
じ、製造歩留まりが極めて悪かった。この為高温延性を
改善する対策が種々講じられたが、いずれも問題を根本
的に解決するには至らなかった。このようなことから、
現在は、りん青銅の製造方法は、横型連続鋳造法により
10〜20mm厚さの薄板鋳塊を鋳造し、この鋳塊に焼鈍と冷
間圧延を繰返し施す方法が主流となった。この横型連続
鋳造法では、生産性を上げる為に、長尺鋳塊をコイル状
に巻取り、これを下工程に流すのが一般的である。又り
ん青銅特有の鋳塊表面の逆偏析層及び欠陥部が下工程で
面削により除去されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】コイル状に巻取られた
鋳塊は、Ｓｎ濃化部の均質化による加工性の向上を目的
として冷間圧延前に１回目の焼鈍がなされる。特にこの
焼鈍で割れが発生し易く、この割れを除去するにはかな
りの面削が必要となる。この焼鈍割れの深さは、両面の
割れの深さの合計を板厚（鋳塊厚さ）で徐した「割れ／
板厚比」で表すと30％以上に達する場合がある。この焼
鈍割れは従来の熱間圧延割れに較べれば浅いが、Ｓｎの
逆偏析層を除去するときの最大８％の面削量に較べれば
かなり大きい。
鋳塊は、Ｓｎ濃化部の均質化による加工性の向上を目的
として冷間圧延前に１回目の焼鈍がなされる。特にこの
焼鈍で割れが発生し易く、この割れを除去するにはかな
りの面削が必要となる。この焼鈍割れの深さは、両面の
割れの深さの合計を板厚（鋳塊厚さ）で徐した「割れ／
板厚比」で表すと30％以上に達する場合がある。この焼
鈍割れは従来の熱間圧延割れに較べれば浅いが、Ｓｎの
逆偏析層を除去するときの最大８％の面削量に較べれば
かなり大きい。
【０００４】前記焼鈍割れは、コイル状に巻取ったりん
青銅鋳塊に掛かる 7〜12kgf/mm2 程度の応力が焼鈍時に
開放される過程で材料強度を上回る為発生する。この割
れが発生する焼鈍条件を、りん青銅の試験片に曲げ歪み
(曲げ応力8kgf/mm2) を与えて加熱する実験で調べたと
ころ、 300〜600 ℃で１時間保持する条件で割れが顕著
に発生することが認められた。
青銅鋳塊に掛かる 7〜12kgf/mm2 程度の応力が焼鈍時に
開放される過程で材料強度を上回る為発生する。この割
れが発生する焼鈍条件を、りん青銅の試験片に曲げ歪み
(曲げ応力8kgf/mm2) を与えて加熱する実験で調べたと
ころ、 300〜600 ℃で１時間保持する条件で割れが顕著
に発生することが認められた。
【０００５】本発明者等は、このような焼鈍割れの改善
策について種々研究を行った結果、 りん青銅は凝固温度範囲が広く、鋳塊の表面近傍にＳ
ｎの濃化部が形成され、この濃化部、特に最終凝固部と
なる結晶粒界にＢｉが僅かでも偏析すると結晶粒界の強
度が著しく低下すること、Ｂｉの他、ＳｂやＣｄも結
晶粒界強度を低下させること、を見出した。焼鈍割れは
Ｂｉ等を全く含有させないことにより防止できるが、Ｂ
ｉはＳｎ地金中に 200ppm 前後含まれていることでもあ
り、鋳塊のＢｉ含有量を０にすることは極めて困難であ
り、又コスト的にも得策ではない。
策について種々研究を行った結果、 りん青銅は凝固温度範囲が広く、鋳塊の表面近傍にＳ
ｎの濃化部が形成され、この濃化部、特に最終凝固部と
なる結晶粒界にＢｉが僅かでも偏析すると結晶粒界の強
度が著しく低下すること、Ｂｉの他、ＳｂやＣｄも結
晶粒界強度を低下させること、を見出した。焼鈍割れは
Ｂｉ等を全く含有させないことにより防止できるが、Ｂ
ｉはＳｎ地金中に 200ppm 前後含まれていることでもあ
り、鋳塊のＢｉ含有量を０にすることは極めて困難であ
り、又コスト的にも得策ではない。
【０００６】そこで本発明者等はＢｉ等の不純物量と焼
鈍割れの関係について詳細な研究を行った。その結果、
Ｂｉ等のりん青銅の表面割れ感受性を高める不純物を所
定量以下に制御することにより、焼鈍割れの深さをかな
り浅くできることを知見し、更に研究を進めて本発明を
完成させるに至った。本発明の目的は、表面割れ感受性
が低く、高歩留りで製造できるりん青銅を提供すること
にある。
鈍割れの関係について詳細な研究を行った。その結果、
Ｂｉ等のりん青銅の表面割れ感受性を高める不純物を所
定量以下に制御することにより、焼鈍割れの深さをかな
り浅くできることを知見し、更に研究を進めて本発明を
完成させるに至った。本発明の目的は、表面割れ感受性
が低く、高歩留りで製造できるりん青銅を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
Ｓｎを２〜９wt％、Ｐを0.01〜0.35wt％含有し、Ｂｉ、
Ｃｄ、Ｓｂの不純物量が下記式を満足し、残部銅と不可
避的不純物からなる表面割れ感受性の低いりん青銅であ
る。 Ｂｉ＋（Ｃｄ／９）＋（Ｓｂ／２３）≦０．００１１wt
％ （但しＢｉはＢｉのwt％、ＣｄはＣｄのwt％、ＳｂはＳ
ｂのwt％。）
Ｓｎを２〜９wt％、Ｐを0.01〜0.35wt％含有し、Ｂｉ、
Ｃｄ、Ｓｂの不純物量が下記式を満足し、残部銅と不可
避的不純物からなる表面割れ感受性の低いりん青銅であ
る。 Ｂｉ＋（Ｃｄ／９）＋（Ｓｂ／２３）≦０．００１１wt
％ （但しＢｉはＢｉのwt％、ＣｄはＣｄのwt％、ＳｂはＳ
ｂのwt％。）
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のり
ん青銅を横型連続鋳造方法により薄板鋳塊に鋳造し、こ
の薄板鋳塊に冷間加工と焼鈍を繰返し施すことを特徴と
する請求項１記載の表面割れ感受性の低いりん青銅の製
造方法である。
ん青銅を横型連続鋳造方法により薄板鋳塊に鋳造し、こ
の薄板鋳塊に冷間加工と焼鈍を繰返し施すことを特徴と
する請求項１記載の表面割れ感受性の低いりん青銅の製
造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明合金における合金元
素の作用について説明する。Ｓｎは、Ｃｕ中に固溶して
機械的性質の向上に寄与する。その含有量を２〜９wt％
に限定した理由は、２wt％未満ではその効果が十分に得
られず、９wt％を超えると機械的性質の向上効果が飽和
する上、加工性も悪くなる為である。Ｐは、溶湯を脱酸
して鋳塊品質を向上させるのに重要な役割を果たす。そ
の量を0.01〜0.35wt％に限定した理由は、0.01wt％未満
ではその効果が十分に得られず、0.35wt％を超えると低
融点の金属間化合物（Ｃｕ3 Ｐ）が結晶粒界に生成して
結晶粒界の強度が低下する為である。本発明において、
Ｂｉ、Ｓｂ、Ｃｄの不純物量を、 [Bi＋(Cd/9)＋(Sb/2
3) ≦0.0011wt%]（但しBiはBiのwt%,CdはCdのwt%,SbはS
bのwt%)の式を満足するように限定した理由は、Ｂｉ、
Ｓｂ、Ｃｄが前記式を満足しない場合は、鋳塊が焼鈍工
程で応力脆化を起こして割れる為である。Ｓｂ及びＣｄ
もＢｉと同じようにりん青銅の表面割れ感受性を高める
ものであるが、その影響はＢｉ程大きくない。
素の作用について説明する。Ｓｎは、Ｃｕ中に固溶して
機械的性質の向上に寄与する。その含有量を２〜９wt％
に限定した理由は、２wt％未満ではその効果が十分に得
られず、９wt％を超えると機械的性質の向上効果が飽和
する上、加工性も悪くなる為である。Ｐは、溶湯を脱酸
して鋳塊品質を向上させるのに重要な役割を果たす。そ
の量を0.01〜0.35wt％に限定した理由は、0.01wt％未満
ではその効果が十分に得られず、0.35wt％を超えると低
融点の金属間化合物（Ｃｕ3 Ｐ）が結晶粒界に生成して
結晶粒界の強度が低下する為である。本発明において、
Ｂｉ、Ｓｂ、Ｃｄの不純物量を、 [Bi＋(Cd/9)＋(Sb/2
3) ≦0.0011wt%]（但しBiはBiのwt%,CdはCdのwt%,SbはS
bのwt%)の式を満足するように限定した理由は、Ｂｉ、
Ｓｂ、Ｃｄが前記式を満足しない場合は、鋳塊が焼鈍工
程で応力脆化を起こして割れる為である。Ｓｂ及びＣｄ
もＢｉと同じようにりん青銅の表面割れ感受性を高める
ものであるが、その影響はＢｉ程大きくない。
【００１０】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。表１に示す種々組成のりん青銅を溶解し、これを横
型連続鋳造法により鋳造して幅 650mm、厚さ15mmの薄板
状鋳塊を各々５トン鋳造した。製出鋳塊はコイル状に巻
取り、これに 700℃で均質化熱処理を施した。この均質
化熱処理でのりん青銅鋳塊の脆性温度領域(300〜600
℃）の通過時間は１時間であった。巻取りコイルの表面
に掛かる応力は最大で11kgf/mm2 であった。本発明の合
金は比較的純度の高いＣu 及びＳｎの地金を選定して溶
製した。得られた各コイルの内側より長さ３ｍ（約２ｍ
2)の鋳塊をサンプリングし、鋳塊表面の割れの深さを測
定した。割れの最大深さを鋳塊両面について測定し、各
面の最大深さを加算し、これを板厚で除して「割れ／板
厚比」を求めた。結果を表１に示す。
る。表１に示す種々組成のりん青銅を溶解し、これを横
型連続鋳造法により鋳造して幅 650mm、厚さ15mmの薄板
状鋳塊を各々５トン鋳造した。製出鋳塊はコイル状に巻
取り、これに 700℃で均質化熱処理を施した。この均質
化熱処理でのりん青銅鋳塊の脆性温度領域(300〜600
℃）の通過時間は１時間であった。巻取りコイルの表面
に掛かる応力は最大で11kgf/mm2 であった。本発明の合
金は比較的純度の高いＣu 及びＳｎの地金を選定して溶
製した。得られた各コイルの内側より長さ３ｍ（約２ｍ
2)の鋳塊をサンプリングし、鋳塊表面の割れの深さを測
定した。割れの最大深さを鋳塊両面について測定し、各
面の最大深さを加算し、これを板厚で除して「割れ／板
厚比」を求めた。結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
（注）＊Ｘ＝Ｂｉ＋（Ｃｄ／９）＋（Ｓｂ／２３）
【００１２】表１より明らかなように、本発明例のNo.1
〜8 は「割れ／板厚比」が30％以下に減少している。こ
れに対し、比較例のNo.9,10 は、いずれも「割れ／板厚
比」が約50％と大きい。これは表面割れ感受性を高める
Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｂの不純物量が多く、Ｘの値が本発明の
限定値である0.0011wt％を超えた為である。
〜8 は「割れ／板厚比」が30％以下に減少している。こ
れに対し、比較例のNo.9,10 は、いずれも「割れ／板厚
比」が約50％と大きい。これは表面割れ感受性を高める
Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｂの不純物量が多く、Ｘの値が本発明の
限定値である0.0011wt％を超えた為である。
【００１３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のりん青銅
合金は表面割れ感受性を高めるＢｉ、Ｃｄ、Ｓｂの不純
物を所定量以下に限定したので、焼鈍割れの深さが浅く
なり、その為面削量が低減でき、製造歩留まりが向上す
る。
合金は表面割れ感受性を高めるＢｉ、Ｃｄ、Ｓｂの不純
物を所定量以下に限定したので、焼鈍割れの深さが浅く
なり、その為面削量が低減でき、製造歩留まりが向上す
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 9/02
C22F 1/08
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｎを２〜９wt％、Ｐを0.01〜0.35wt％
含有し、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｓｂの不純物量が下記式を満足
し、残部銅と不可避的不純物からなる表面割れ感受性の
低いりん青銅。 Ｂｉ＋（Ｃｄ／９）＋（Ｓｂ／２３）≦０．００１１wt
％ （但しＢｉはＢｉのwt％、ＣｄはＣｄのwt％、ＳｂはＳ
ｂのwt％） - 【請求項２】 請求項１記載のりん青銅を横型連続鋳造
方法により薄板鋳塊に鋳造し、この薄板鋳塊に冷間加工
と焼鈍を繰返し施すことを特徴とする請求項１記載の表
面割れ感受性の低いりん青銅の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08647396A JP3519863B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 表面割れ感受性の低いりん青銅及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08647396A JP3519863B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 表面割れ感受性の低いりん青銅及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09272958A JPH09272958A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3519863B2 true JP3519863B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=13887945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08647396A Expired - Fee Related JP3519863B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 表面割れ感受性の低いりん青銅及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519863B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110096120A (ko) * | 2008-12-19 | 2011-08-29 | 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 | 전기전자 부품용 동합금재 및 그 제조방법 |
| CN104651766B (zh) * | 2015-02-06 | 2017-11-03 | 苏州富瑞合金科技股份有限公司 | 一种仪表用铜管的制备方法 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP08647396A patent/JP3519863B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09272958A (ja) | 1997-10-21 |
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