JP3746873B2 - 析出硬化型銅合金条の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極薄で高い強度を有する析出硬化型銅合金条の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、電気製品や電子製品が様々な環境下で使用されるようになるに伴い、電子部品、リードフレーム材、または端子コネクターの導電部品などの使用条件も過酷化する傾向にあり、従来よりも薄くて強度が高く、しかも高い導電性と熱伝導性を有し、かつバネ性、滑り性、めっき性、および耐食性など用途に応じた特性を併せ持つ金属材料が強く要望されている。
【０００３】
このような要望に応え得る金属材料として、本願出願人らは、析出硬化型銅合金に注目している。析出硬化型銅合金とは、析出硬化元素を含有する銅合金をいい、材料によって決まる固溶化温度まで加熱することにより析出硬化元素を母相中に過飽和に固溶させた後、固溶度曲線より低い温度に一定時間保持すると、飽和固溶体の結晶に金属間化合物の微粒子が析出し、これにより析出硬化を図ることができるという特徴を有している。例えば、代表的な０．１％Ｚｒ−Ｃｕ合金の場合には、固溶化温度：９４０℃まで加熱してＺｒを過飽和に固溶させた後、４００〜５００℃程度の温度に３時間ほど保持することにより、ＺｒＣｕの微粒子が析出して強度が増加する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の析出硬化型銅合金は、極めて高い強度を有するため、薄板として様々な用途が期待されているが、熱処理時に特殊な高温急速加熱を要するうえ、硬度が高く加工が難しいため薄板を得ることが難しく、仮に加工できても強度や品質が十分に確保できないという問題があった。例えば、従来の析出硬化型銅合金材の製造方法では、比較的厚い、例えば２〜１５ｍｍ程度の析出硬化型銅合金材に固溶化処理を行った後、さらに圧延して製品の厚さとし、その後に析出硬化処理を行っていたのであるが、製品が例えば０．２５ｍｍといった極薄いものであると、固溶化処理後に強度の熱間圧延を行う必要が生じ、析出硬化の効果が薄れるという問題が見いだされた。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、極薄で高い強度を有する析出硬化型銅合金条の製造を可能にすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法は、析出硬化型銅合金からなる厚さ０．５ｍｍ以下の条材を走行させつつ、この条材を前記析出硬化型銅合金の固溶化温度以上に連続的に急速加熱し、続いて、前記急速加熱された条材を連続的に急速冷却する連続溶体化処理工程と、前記急速冷却された条材を加熱して析出硬化させる析出硬化処理工程とを具備し、前記急速加熱における３００℃から前記固溶化温度までの前記条材の昇温速度は４０℃／秒以上であり、かつ、６００℃以上での保持時間は１〜６０秒であり、前記急速冷却における前記固溶化温度から３００℃までの降温速度は４０℃／秒以上であることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法の一実施形態を説明する。この実施形態の方法では、まず、析出硬化型銅合金からなる厚さ０．５ｍｍ以下の条材を圧延加工により製造する（圧延工程）。次に、この条材を走行させつつ前記析出硬化型銅合金の固溶化温度以上に連続的に急速加熱し、続いて、急速加熱された条材を連続的に急速冷却して溶体化処理を施す（溶体化処理工程）。さらに、溶体化処理が施された条材を再度加熱して析出硬化させて析出硬化処理を施す（析出硬化処理工程）。本発明が適用可能な析出硬化型銅合金の種類は限定されないが、好ましい合金組成の例を表１に挙げ、それぞれの固溶化温度も併記しておく。
【０００８】
【表１】
【０００９】
［圧延工程］
まず圧延工程では、鋳造により得られた析出硬化型銅合金材を熱間または／および冷間圧延し、最終製品に近い厚さの条材とする。具体的には、この段階で肉厚０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下に圧延する。０．５ｍｍより厚いと、次の溶体化処理工程において、条材の連続急速加熱および連続急速冷却が困難になり、昇温中に結晶が成長して結晶組織が粗くなるおそれがある。同時に、圧延加工後の厚さは最終製品の厚さの２倍以下であることが望ましい。溶体化処理を施す条材の下限厚さは特に限定されないが、実用上は０．０７ｍｍ程度であると考えられる。圧延条件は特に限定されないが、一般には、８００〜９８０℃程度で熱間圧延、または冷間圧延することが好ましい。圧延後の条材はリコイラなどに巻き取って次工程へ移送してもよいし、連続的に次工程へ流してもよい。
【００１０】
［溶体化処理工程］
溶体化処理工程では、前記条材を連続的に走行させつつ、連続加熱炉により条材を析出硬化型銅合金の固溶化温度以上に急速加熱し、析出硬化元素を母相中に過飽和に固溶させたうえ、連続してこの条材を急速冷却し、固溶化した析出硬化元素が析出しないようにする。
【００１１】
前記急速加熱は、３００℃から固溶化温度までの範囲での条材の昇温速度が４０℃／秒以上、より好ましくは６０℃／秒以上、さらに好ましくは１００℃／秒以上になるように行う。４０℃／秒未満では結晶成長により組織が粗大化する問題が生じる。同様に、前記急速冷却は、固溶化温度から３００℃までの範囲での条材の降温速度が４０℃／秒以上、より好ましくは６０℃／秒以上、さらに好ましくは１００℃／秒以上となるように行う。４０℃／秒未満では組織が粗大化する傾向が生じる。
【００１２】
溶体化処理工程中における条材の６００℃以上での保持時間は１〜６０秒であることが必要で、より好ましくは１〜２０秒である。１秒未満では十分に溶体化させることが難しく、６０秒より長いと結晶が成長して結晶組織が粗くなるおそれがある。
【００１３】
図１は、固溶体処理工程に使用可能な溶体化処理装置の一例を示している。ただし、本発明はこの装置の使用のみに限定されるものではなく、他形式の連続加熱炉も同様に使用可能である。溶体化処理装置１は、圧延により製造された固溶化前の条材Ｔ１を、図示しないアンコイラ等から水平に繰り出し、ガイドロール２により上方へ進路変更して加熱室４内に導入する。加熱室４への入口には、図示していないがシール手段が設けられて、加熱室４が気密的に塞がれている。
【００１４】
加熱室４内には、加熱ロール６が軸線を水平にして配置されており、この加熱ロール６は、図示しない駆動機構により条材Ｔ１の走行速度に合わせて回転される。加熱室４には窒素やアルゴン等の不活性ガス、水素や一酸化炭素等の還元性ガス、もしくはそれらの混合ガスが供給され、不活性または還元性の雰囲気に保たれている。
【００１５】
加熱ロール６の内部には電熱または燃焼熱等による加熱手段が設けられ、この加熱手段によって、加熱ロール６の外周面温度が析出硬化型銅合金Ｔ１の固溶化温度以上の一定温度に加熱されている。加熱ロール６を条材Ｔ１に当接させて加熱する方法によれば、通常の加熱炉に比して伝熱効率が５倍以上もあり、通常の加熱炉では困難なほどの急速加熱が可能であるだけでなく、伝熱が条材Ｔ１の全域に亘って均等に行われるため均一加熱が可能であり、さらに加熱中に条材Ｔ１にかかる張力を正確に調整しやすい。このため、難加工材の薄板を対象とする本発明の加熱手段として特に好適である。加熱室４内にはまた、バーナーや高周波誘導加熱装置等の補助加熱手段が設けられていてもよい。
【００１６】
加熱ロール６の材質は限定されないが、一般には、耐熱性に優れた金属から形成されていることが望ましく、さらにその外周面は、条材Ｔ１と密着するように鏡面加工されていることが好ましい。加熱ロール６の外径は本発明では限定されないが、加熱しやすさや、処理すべき条材Ｔ１の厚さや走行速度を考慮して一般には５０〜１００ｃｍ程度、より好ましくは６０〜９０ｃｍ程度に設定される。
【００１７】
加熱ロール６の回転速度は、限定はされないが、アンコイラ等からの条材Ｔ１の繰り出し速度よりも若干大きい速度に設定されていることが望ましく、具体的には０．１〜１０％程速くされているとよい。これは、加熱ロール６の外周に条材Ｔ１が当接し昇温していく過程で、条材Ｔ１が徐々に熱膨張し、加熱ロール６と固溶化前の条材Ｔ１との間に弛みによる剥離が生じるおそれがあるからである。そのような剥離が生じると、加熱ロール６から条材Ｔ１への熱伝導が阻害されて条材Ｔ１の温度が不均一になるため、極力避けなければならない。
【００１８】
図示の例では、条材Ｔ１が加熱ロール６の外周面に中心角１８０゜分だけ巻回され、条材Ｔ１の他端は鉛直下方へ延ばされている。これにより、条材Ｔ１は加熱ロール６と広い面積で密着し、直接的な熱伝導により加熱ロール６の外周面温度とほぼ等しくなるまで急速に加熱されるから、ライン速度が速くても条材Ｔ１を均一にかつ高い精度を以て加熱することができる。しかも、このロール当接による加熱方法は、気相加熱方法よりも熱効率が数倍も高いため、加熱コストが安く済むだけでなく、加熱ロール６により加熱過程で条材Ｔ１にかかる張力を均一に調整することができるので、薄い条材Ｔ１を変形させることなく高温に均一加熱することが可能である。したがって、特に７００℃以上の固溶化温度まで急速加熱する本発明には、ロール当接による加熱方法が適している。
【００１９】
加熱室４の下方には冷却室１０が付設され、条材Ｔ１はこの冷却室１０を通されている。冷却室１０内には、条材Ｔ１の表裏面のそれぞれに対向して多数の冷却ノズル１２が配列され、図示しない供給機構から送られた冷却水または冷却ガス等の冷却媒体が、これら冷却ノズル１２から条材Ｔ１に吹き付けられる。この構成によれば、いったん固溶化温度以上に加熱された条材Ｔ１を急冷することができ、結晶成長が防止できるので、固溶化済み条材Ｔ２中の結晶粒径を十分に微細化（例えば５〜１５μｍ）することが可能である。
【００２０】
冷却室１０の下端の開口部１０Ａは冷却水槽１４内に配置され、冷却水槽１４に循環供給されている冷却液に浸漬されて、気密的に塞がれている。これにより加熱室４および冷却室１０内が不活性雰囲気または還元性雰囲気に維持されている。冷却液中には冷却ロール１６が浸漬され、冷却液で十分に冷却された後に、固溶化済み条材Ｔ２が冷却ロール１６により上方へ送り出される。送り出された固溶化済み条材Ｔ２は、図示しない酸洗い装置、水洗装置、および乾燥装置等を経て、リコイラでコイル状に巻き取られる。
【００２１】
冷却水槽１４中の冷却液には、通常の水を使用することもできるが、より好ましくは遊離酸素抑制剤の水溶液が使用される。遊離酸素抑制剤は、水中の酸素を除去するための薬剤であり、一例としてヒドラジンが挙げられる。遊離酸素抑制剤の濃度は５〜３０ｗｔ％程度でよい。遊離酸素抑制剤を添加することにより、固溶化済み条材Ｔ２の表面の酸化を効果的に抑制することが可能である。
【００２２】
図２は溶体化処理装置１の変形例を示し、この溶体化処理装置１は、加熱室４内に第１加熱ロール６Ａおよび第２加熱ロール６Ｂを平行に配置し、条材Ｔ１を第１加熱ロール６Ａの下側および第２加熱ロール６Ｂの上側に巻いたことを特徴としている。他の構成は図１の装置と同様である。
【００２３】
このような図２の溶体化処理装置１によれば、第１加熱ロール６Ａで条材Ｔ１を予備加熱した後、第２加熱ロール６Ｂで本加熱することができる。この場合、第１加熱ロール６Ａと第２加熱ロール６Ｂの外周面温度は同一であっても異なっていてもよい。例えば、第１加熱ロール６Ａの温度を固溶化温度より低い温度に設定しておく一方、第２加熱ロール６Ｂの温度を固溶化温度より高く設定しておくことが可能である。このような方法によれば、条材Ｔ１とロール６Ａ，６Ｂとの合計当接面積を広く確保することが可能であるから、条材Ｔ１の走行速度を大きくした場合にも十分均一に加熱することが可能である。条材Ｔ１の厚さが比較的大きい場合にも、均一加熱が容易であるという利点も有する。
【００２４】
図２の装置において、第１ロール６Ａで条材Ｔ１を固溶化温度以上に加熱する一方、第２ロール６Ｂにより予備冷却することも可能である。この場合、第２ロール６Ｂの内部には冷却水等の冷却媒体を循環供給してもよい。冷却ロール６Ｂを加熱ロールに隣接して配置することにより、溶体化処理が完了した条材Ｔ１をより速やかに冷却できる利点がある。
【００２５】
［溶体化処理後の圧延工程］
溶体化処理が完了した条材Ｔ２に対して、析出硬化処理の前もしくは後に圧延加工してもよい。実際には、少なくともいずれかの時点で適度な圧延を行ったほうが固溶化済み条材の応力を解放できるので好ましい。析出硬化処理の前に圧延を行う場合には圧延率が４〜９０％、より好ましくは２０〜６０％の冷間圧延であると好ましく、析出硬化処理の後に圧延を行う場合には圧延率が５〜６０％、より好ましくは３０〜５０％の冷間圧延であると好ましい。いずれの場合にも、圧延率が前記下限値未満では応力を解放することができず、割れ限界値が相対的に低下する。一方、圧延率が前記上限値より大では、圧延後の条材に方向性が生じて割れやすくなる。
【００２６】
［析出硬化処理工程］
固溶化済み条材Ｔ２は次に、析出硬化処理工程に供される。この工程では、固溶化済み条材Ｔ２を固溶度曲線より低い温度に一定時間保持し、飽和固溶体の結晶に金属間化合物の微粒子を析出させ、これにより析出硬化を図ることを目的としている。
【００２７】
析出硬化処理は、固溶化済み条材Ｔ２を２５０〜６００℃、より好ましくは３００〜６００℃に加熱することにより行い、加熱時間は０．１〜１０時間、より好ましくは０．５〜５時間とされる。
【００２８】
図３は、析出硬化工程に好適な加熱装置（焼鈍炉）の一例を示している。この焼鈍炉２０は、いわゆるベル型焼鈍炉であり、一般的な連続焼鈍炉に比べて加熱温度を高精度に制御できる特徴を有している。ただし、一般的な連続焼鈍炉やその他の加熱炉を用いても、本発明における析出硬化工程は実施可能である。
【００２９】
コイル状に巻回された固溶化済み条材Ｔ２は同軸状に複数個積層され、気密的な金属製の内容器２２に収容されて、内容器２２の内部は窒素やアルゴン等の不活性ガスまたは水素や一酸化炭素等の還元性ガスで満たされている。そのなかでも特に、水素ガスを用いることが好ましい。熱伝導性が良好である上に、比重が軽いために循環用の消費電力を削減できるからである。内容器２２の下部には循環用ファン２８が設けられ、この循環用ファン２８により、図中矢印の通りにガスが循環される。内容器２２はさらに外容器２４に収容されており、この外容器２４内には内容器２２を外側から加熱するためのバーナー２６等の加熱手段が多数設けられている。これらバーナー２６で内容器２２を加熱すると、内容器２２の内部のガスが加熱され、循環用ファン２８による循環につれて固溶化済み条材Ｔ２が均一に加熱される。
【００３０】
以上のような焼鈍炉２０を用いて、前述の条件で析出硬化処理を行うことにより、飽和固溶体の結晶に金属間化合物の微粒子を析出させ、これにより析出硬化を図ることが可能である。析出硬化処理が完了したら、外容器２４および内容器２２を開けて条材Ｔ２を取り出し、必要に応じて前述の圧延を施し製品とする。
【００３１】
上記のような析出硬化型銅合金条の製造方法によれば、製品の最終肉厚に近い厚さまで圧延を施して析出硬化型銅合金条Ｔ１を製造した後、この薄い条材Ｔ１を固溶化温度まで急激に加熱し、さらにそれを急冷するため、最終製品の状態においても析出硬化状態が良好に保たれ、析出硬化型銅合金本来の高強度が得られる。
【００３２】
特にこの実施形態では、固溶化温度以上の温度に加熱された加熱ロール６を条材Ｔ１に当接させ、熱伝導により条材Ｔ１を加熱する構成であるから、条材Ｔ１の薄さと相まって、条材Ｔ１を均一に、かつ加熱ロール６の外周面温度を正確に反映した温度まで加熱することができる。よって、析出硬化状態を正確に制御することが可能であるし、ライン速度の高速化も図れる。さらに、条材Ｔ１を加熱ロール６で支持した状態で加熱するため、条材Ｔ１に波打ち状等の変形が生じにくく、薄い状態で加熱するにも拘わらず、最終製品の形状精度が高められる。
【００３３】
また、固溶化温度まで加熱された条材Ｔ１に対し、すぐに冷却ノズル１２から冷却水等を吹きかけて冷却するので、条材Ｔ１の薄さと相まって、条材Ｔ１を急激に冷却することが可能である。したがって、冷却中の結晶成長を抑制することが可能であり、結晶粒径の粗大化が防止できる。この点からも、析出硬化型銅合金本来の高強度が得られる。
さらに、加熱ロール６により伝導加熱する構成であるから、バーナーを多数配置した構成に比して装置全体を小型化することができ、省スペース化が図れ、不活性ガス等のランニングコストも低減できる。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明の実施例を挙げて効果を実証する。
以下の組成（全てｗｔ％）を有する３種類の析出硬化型銅合金Ａ〜Ｃを用い、本発明に係る実施例の方法および３種の比較例の方法によりそれぞれ析出硬化型銅合金条を製造し、特性を比較した。
【００３５】
合金Ａ（固溶化温度７５０℃）：
２．５％Ｎｉ−０．６５％Ｓｉ−０．０５％Ｍｇ−残部Ｃｕ
合金Ｂ（固溶化温度７５０℃）：
２．０％Ｎｉ−０．５％Ｓｉ−０．５％Ｓｎ−残部Ｃｕ
合金Ｃ（固溶化温度８５０℃）：
０．０２％Ｓｉ−０．３％Ｃｒ−０．１％Ｚｒ−０．１％Ｍｇ−残部Ｃｕ
【００３６】
［実施例］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により溶体化処理を図りつつ厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ０．２ｍｍ×幅２００ｍｍの条材を作成した。
【００３７】
次に、図１の装置を用いて、これら条材をそれぞれの固溶化温度まで急速加熱し、さらに冷却水で急冷して溶体化処理した。その際の３００℃から固溶化温度までの昇温速度は約１５０℃／秒、固溶化温度から３００℃までの降温速度は約１５０℃／秒とした。溶体化処理中の条材走行速度は全て２０ｍ／ｍｉｎとした。加熱ロール６としては、外径が７５０ｍｍの金属製バーナー内蔵型ロールを使用した。
【００３８】
溶体化処理後の条材を圧延率２０％で冷間圧延して厚さ０．１６ｍｍにし、コイル状に巻き取った。巻き取ったコイルを図３に示すようなベル型焼鈍炉２０に収容し、４５０℃×３時間の条件で析出硬化処理を施した。
【００３９】
［比較例１］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により溶体化処理を図りつつ厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ０．１６ｍｍ×幅２００ｍｍの条材を作成した。
【００４０】
［比較例２］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ１．０ｍｍの条材を作成し、コイル状に巻き取った。このコイルを焼鈍炉内において不活性ガス雰囲気下でそれぞれの固溶化温度まで加熱し、加熱後のコイルを不活性ガスにより冷却した。この場合、３００℃から固溶化温度までの昇温速度は約０．２℃／秒、固溶化温度から３００℃までの降温速度は約０．１℃／秒になる。この条材に冷間圧延を施して厚さ０．１６ｍｍ×幅２００ｍｍの条材を作成し、この条材をコイル状に巻き取った後に、ベル型焼鈍炉２０に収容し、４５０℃×３時間の条件で析出硬化処理を施した。
【００４１】
［比較例３］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ１．０ｍｍの条材を作成し、この条材を走行させつつ連続焼鈍炉を通してそれぞれの固溶化温度まで加熱し、続いて冷却水により条材を連続的に急冷した。この場合、３００℃から固溶化温度までの昇温速度は約１５℃／秒、固溶化温度から３００℃までの降温速度は約１５℃／秒になる。その後、この条材に冷間圧延を施して厚さ０．１６ｍｍとし、コイル状に巻き取った後にベル型焼鈍炉２０に収容し、４５０℃×３時間の条件で析出硬化処理を行った。
【００４２】
［試験方法］
各方法で得られた各３種の析出硬化型銅合金条に対し、電気伝導度測定、引っ張り強度測定、伸び率測定、結晶粒径測定、Ｗ曲げ試験、およびめっき性の検査をそれぞれ行った。
【００４３】
Ｗ曲げ試験は、１０ｍｍ×６０ｍｍの試験片を各合金条から切り出し、各試験片を９０゜曲げた場合に、曲げ部の外側面に肌荒れが生じなかった最小内側半径（Ｒ）を、試験片の肉厚（Ｔ）で除した値（Ｒ／Ｔ）によって評価した。すなわち、Ｒ／Ｔ値が小さいほど、曲げ性に優れていることになる。
【００４４】
また、めっき性は、条材から切り出した試験片に２μｍの厚さで銀を電気めっきした後、これを６５０℃で５分間加熱した場合にめっき表面に生じた膨れの発生密度（個／１００ｍｍ2）で評価し、０個／１００ｍｍ2のものを「◎」、１個／１００ｍｍ2のものを「○」、２個／１００ｍｍ2のものを「△」、３個以上／１００ｍｍ2のものを「×」として評価した。合金Ａの結果を表２に、合金Ｂの結果を表３に、合金Ｃの結果を表４にそれぞれ示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】
【表４】
【００４８】
表２〜４から明らかなように、いずれの合金においても、実施例の方法によって得られた条材は、比較例１〜３の方法で得られた条材より、めっき性、曲げ性、および引張強度が優れていた。また、電気伝導度や伸び率においても遜色がなく、結晶粒径も小さかった。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法によれば、製品の最終肉厚に近い薄い条材を固溶化温度まで加熱し、さらにそれを急冷するため、最終製品の状態においても析出硬化状態が良好に保たれ、析出硬化型銅合金本来の高強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法に使用される溶体化処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】 溶体化処理装置の変形例を示す概略図である。
【図３】 本発明の方法に使用される析出硬化処理装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 溶体化処理装置
４ 加熱室
６ 加熱ロール
６Ａ 第１加熱ロール
６Ｂ 第２加熱ロール
１０ 冷却室
１２ 冷却ノズル
１６ 冷却ロール
Ｔ１ 条材
Ｔ２ 溶体化処理済み条材
【発明の属する技術分野】
本発明は、極薄で高い強度を有する析出硬化型銅合金条の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、電気製品や電子製品が様々な環境下で使用されるようになるに伴い、電子部品、リードフレーム材、または端子コネクターの導電部品などの使用条件も過酷化する傾向にあり、従来よりも薄くて強度が高く、しかも高い導電性と熱伝導性を有し、かつバネ性、滑り性、めっき性、および耐食性など用途に応じた特性を併せ持つ金属材料が強く要望されている。
【０００３】
このような要望に応え得る金属材料として、本願出願人らは、析出硬化型銅合金に注目している。析出硬化型銅合金とは、析出硬化元素を含有する銅合金をいい、材料によって決まる固溶化温度まで加熱することにより析出硬化元素を母相中に過飽和に固溶させた後、固溶度曲線より低い温度に一定時間保持すると、飽和固溶体の結晶に金属間化合物の微粒子が析出し、これにより析出硬化を図ることができるという特徴を有している。例えば、代表的な０．１％Ｚｒ−Ｃｕ合金の場合には、固溶化温度：９４０℃まで加熱してＺｒを過飽和に固溶させた後、４００〜５００℃程度の温度に３時間ほど保持することにより、ＺｒＣｕの微粒子が析出して強度が増加する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の析出硬化型銅合金は、極めて高い強度を有するため、薄板として様々な用途が期待されているが、熱処理時に特殊な高温急速加熱を要するうえ、硬度が高く加工が難しいため薄板を得ることが難しく、仮に加工できても強度や品質が十分に確保できないという問題があった。例えば、従来の析出硬化型銅合金材の製造方法では、比較的厚い、例えば２〜１５ｍｍ程度の析出硬化型銅合金材に固溶化処理を行った後、さらに圧延して製品の厚さとし、その後に析出硬化処理を行っていたのであるが、製品が例えば０．２５ｍｍといった極薄いものであると、固溶化処理後に強度の熱間圧延を行う必要が生じ、析出硬化の効果が薄れるという問題が見いだされた。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、極薄で高い強度を有する析出硬化型銅合金条の製造を可能にすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法は、析出硬化型銅合金からなる厚さ０．５ｍｍ以下の条材を走行させつつ、この条材を前記析出硬化型銅合金の固溶化温度以上に連続的に急速加熱し、続いて、前記急速加熱された条材を連続的に急速冷却する連続溶体化処理工程と、前記急速冷却された条材を加熱して析出硬化させる析出硬化処理工程とを具備し、前記急速加熱における３００℃から前記固溶化温度までの前記条材の昇温速度は４０℃／秒以上であり、かつ、６００℃以上での保持時間は１〜６０秒であり、前記急速冷却における前記固溶化温度から３００℃までの降温速度は４０℃／秒以上であることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法の一実施形態を説明する。この実施形態の方法では、まず、析出硬化型銅合金からなる厚さ０．５ｍｍ以下の条材を圧延加工により製造する（圧延工程）。次に、この条材を走行させつつ前記析出硬化型銅合金の固溶化温度以上に連続的に急速加熱し、続いて、急速加熱された条材を連続的に急速冷却して溶体化処理を施す（溶体化処理工程）。さらに、溶体化処理が施された条材を再度加熱して析出硬化させて析出硬化処理を施す（析出硬化処理工程）。本発明が適用可能な析出硬化型銅合金の種類は限定されないが、好ましい合金組成の例を表１に挙げ、それぞれの固溶化温度も併記しておく。
【０００８】
【表１】
［圧延工程］
まず圧延工程では、鋳造により得られた析出硬化型銅合金材を熱間または／および冷間圧延し、最終製品に近い厚さの条材とする。具体的には、この段階で肉厚０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下に圧延する。０．５ｍｍより厚いと、次の溶体化処理工程において、条材の連続急速加熱および連続急速冷却が困難になり、昇温中に結晶が成長して結晶組織が粗くなるおそれがある。同時に、圧延加工後の厚さは最終製品の厚さの２倍以下であることが望ましい。溶体化処理を施す条材の下限厚さは特に限定されないが、実用上は０．０７ｍｍ程度であると考えられる。圧延条件は特に限定されないが、一般には、８００〜９８０℃程度で熱間圧延、または冷間圧延することが好ましい。圧延後の条材はリコイラなどに巻き取って次工程へ移送してもよいし、連続的に次工程へ流してもよい。
【００１０】
［溶体化処理工程］
溶体化処理工程では、前記条材を連続的に走行させつつ、連続加熱炉により条材を析出硬化型銅合金の固溶化温度以上に急速加熱し、析出硬化元素を母相中に過飽和に固溶させたうえ、連続してこの条材を急速冷却し、固溶化した析出硬化元素が析出しないようにする。
【００１１】
前記急速加熱は、３００℃から固溶化温度までの範囲での条材の昇温速度が４０℃／秒以上、より好ましくは６０℃／秒以上、さらに好ましくは１００℃／秒以上になるように行う。４０℃／秒未満では結晶成長により組織が粗大化する問題が生じる。同様に、前記急速冷却は、固溶化温度から３００℃までの範囲での条材の降温速度が４０℃／秒以上、より好ましくは６０℃／秒以上、さらに好ましくは１００℃／秒以上となるように行う。４０℃／秒未満では組織が粗大化する傾向が生じる。
【００１２】
溶体化処理工程中における条材の６００℃以上での保持時間は１〜６０秒であることが必要で、より好ましくは１〜２０秒である。１秒未満では十分に溶体化させることが難しく、６０秒より長いと結晶が成長して結晶組織が粗くなるおそれがある。
【００１３】
図１は、固溶体処理工程に使用可能な溶体化処理装置の一例を示している。ただし、本発明はこの装置の使用のみに限定されるものではなく、他形式の連続加熱炉も同様に使用可能である。溶体化処理装置１は、圧延により製造された固溶化前の条材Ｔ１を、図示しないアンコイラ等から水平に繰り出し、ガイドロール２により上方へ進路変更して加熱室４内に導入する。加熱室４への入口には、図示していないがシール手段が設けられて、加熱室４が気密的に塞がれている。
【００１４】
加熱室４内には、加熱ロール６が軸線を水平にして配置されており、この加熱ロール６は、図示しない駆動機構により条材Ｔ１の走行速度に合わせて回転される。加熱室４には窒素やアルゴン等の不活性ガス、水素や一酸化炭素等の還元性ガス、もしくはそれらの混合ガスが供給され、不活性または還元性の雰囲気に保たれている。
【００１５】
加熱ロール６の内部には電熱または燃焼熱等による加熱手段が設けられ、この加熱手段によって、加熱ロール６の外周面温度が析出硬化型銅合金Ｔ１の固溶化温度以上の一定温度に加熱されている。加熱ロール６を条材Ｔ１に当接させて加熱する方法によれば、通常の加熱炉に比して伝熱効率が５倍以上もあり、通常の加熱炉では困難なほどの急速加熱が可能であるだけでなく、伝熱が条材Ｔ１の全域に亘って均等に行われるため均一加熱が可能であり、さらに加熱中に条材Ｔ１にかかる張力を正確に調整しやすい。このため、難加工材の薄板を対象とする本発明の加熱手段として特に好適である。加熱室４内にはまた、バーナーや高周波誘導加熱装置等の補助加熱手段が設けられていてもよい。
【００１６】
加熱ロール６の材質は限定されないが、一般には、耐熱性に優れた金属から形成されていることが望ましく、さらにその外周面は、条材Ｔ１と密着するように鏡面加工されていることが好ましい。加熱ロール６の外径は本発明では限定されないが、加熱しやすさや、処理すべき条材Ｔ１の厚さや走行速度を考慮して一般には５０〜１００ｃｍ程度、より好ましくは６０〜９０ｃｍ程度に設定される。
【００１７】
加熱ロール６の回転速度は、限定はされないが、アンコイラ等からの条材Ｔ１の繰り出し速度よりも若干大きい速度に設定されていることが望ましく、具体的には０．１〜１０％程速くされているとよい。これは、加熱ロール６の外周に条材Ｔ１が当接し昇温していく過程で、条材Ｔ１が徐々に熱膨張し、加熱ロール６と固溶化前の条材Ｔ１との間に弛みによる剥離が生じるおそれがあるからである。そのような剥離が生じると、加熱ロール６から条材Ｔ１への熱伝導が阻害されて条材Ｔ１の温度が不均一になるため、極力避けなければならない。
【００１８】
図示の例では、条材Ｔ１が加熱ロール６の外周面に中心角１８０゜分だけ巻回され、条材Ｔ１の他端は鉛直下方へ延ばされている。これにより、条材Ｔ１は加熱ロール６と広い面積で密着し、直接的な熱伝導により加熱ロール６の外周面温度とほぼ等しくなるまで急速に加熱されるから、ライン速度が速くても条材Ｔ１を均一にかつ高い精度を以て加熱することができる。しかも、このロール当接による加熱方法は、気相加熱方法よりも熱効率が数倍も高いため、加熱コストが安く済むだけでなく、加熱ロール６により加熱過程で条材Ｔ１にかかる張力を均一に調整することができるので、薄い条材Ｔ１を変形させることなく高温に均一加熱することが可能である。したがって、特に７００℃以上の固溶化温度まで急速加熱する本発明には、ロール当接による加熱方法が適している。
【００１９】
加熱室４の下方には冷却室１０が付設され、条材Ｔ１はこの冷却室１０を通されている。冷却室１０内には、条材Ｔ１の表裏面のそれぞれに対向して多数の冷却ノズル１２が配列され、図示しない供給機構から送られた冷却水または冷却ガス等の冷却媒体が、これら冷却ノズル１２から条材Ｔ１に吹き付けられる。この構成によれば、いったん固溶化温度以上に加熱された条材Ｔ１を急冷することができ、結晶成長が防止できるので、固溶化済み条材Ｔ２中の結晶粒径を十分に微細化（例えば５〜１５μｍ）することが可能である。
【００２０】
冷却室１０の下端の開口部１０Ａは冷却水槽１４内に配置され、冷却水槽１４に循環供給されている冷却液に浸漬されて、気密的に塞がれている。これにより加熱室４および冷却室１０内が不活性雰囲気または還元性雰囲気に維持されている。冷却液中には冷却ロール１６が浸漬され、冷却液で十分に冷却された後に、固溶化済み条材Ｔ２が冷却ロール１６により上方へ送り出される。送り出された固溶化済み条材Ｔ２は、図示しない酸洗い装置、水洗装置、および乾燥装置等を経て、リコイラでコイル状に巻き取られる。
【００２１】
冷却水槽１４中の冷却液には、通常の水を使用することもできるが、より好ましくは遊離酸素抑制剤の水溶液が使用される。遊離酸素抑制剤は、水中の酸素を除去するための薬剤であり、一例としてヒドラジンが挙げられる。遊離酸素抑制剤の濃度は５〜３０ｗｔ％程度でよい。遊離酸素抑制剤を添加することにより、固溶化済み条材Ｔ２の表面の酸化を効果的に抑制することが可能である。
【００２２】
図２は溶体化処理装置１の変形例を示し、この溶体化処理装置１は、加熱室４内に第１加熱ロール６Ａおよび第２加熱ロール６Ｂを平行に配置し、条材Ｔ１を第１加熱ロール６Ａの下側および第２加熱ロール６Ｂの上側に巻いたことを特徴としている。他の構成は図１の装置と同様である。
【００２３】
このような図２の溶体化処理装置１によれば、第１加熱ロール６Ａで条材Ｔ１を予備加熱した後、第２加熱ロール６Ｂで本加熱することができる。この場合、第１加熱ロール６Ａと第２加熱ロール６Ｂの外周面温度は同一であっても異なっていてもよい。例えば、第１加熱ロール６Ａの温度を固溶化温度より低い温度に設定しておく一方、第２加熱ロール６Ｂの温度を固溶化温度より高く設定しておくことが可能である。このような方法によれば、条材Ｔ１とロール６Ａ，６Ｂとの合計当接面積を広く確保することが可能であるから、条材Ｔ１の走行速度を大きくした場合にも十分均一に加熱することが可能である。条材Ｔ１の厚さが比較的大きい場合にも、均一加熱が容易であるという利点も有する。
【００２４】
図２の装置において、第１ロール６Ａで条材Ｔ１を固溶化温度以上に加熱する一方、第２ロール６Ｂにより予備冷却することも可能である。この場合、第２ロール６Ｂの内部には冷却水等の冷却媒体を循環供給してもよい。冷却ロール６Ｂを加熱ロールに隣接して配置することにより、溶体化処理が完了した条材Ｔ１をより速やかに冷却できる利点がある。
【００２５】
［溶体化処理後の圧延工程］
溶体化処理が完了した条材Ｔ２に対して、析出硬化処理の前もしくは後に圧延加工してもよい。実際には、少なくともいずれかの時点で適度な圧延を行ったほうが固溶化済み条材の応力を解放できるので好ましい。析出硬化処理の前に圧延を行う場合には圧延率が４〜９０％、より好ましくは２０〜６０％の冷間圧延であると好ましく、析出硬化処理の後に圧延を行う場合には圧延率が５〜６０％、より好ましくは３０〜５０％の冷間圧延であると好ましい。いずれの場合にも、圧延率が前記下限値未満では応力を解放することができず、割れ限界値が相対的に低下する。一方、圧延率が前記上限値より大では、圧延後の条材に方向性が生じて割れやすくなる。
【００２６】
［析出硬化処理工程］
固溶化済み条材Ｔ２は次に、析出硬化処理工程に供される。この工程では、固溶化済み条材Ｔ２を固溶度曲線より低い温度に一定時間保持し、飽和固溶体の結晶に金属間化合物の微粒子を析出させ、これにより析出硬化を図ることを目的としている。
【００２７】
析出硬化処理は、固溶化済み条材Ｔ２を２５０〜６００℃、より好ましくは３００〜６００℃に加熱することにより行い、加熱時間は０．１〜１０時間、より好ましくは０．５〜５時間とされる。
【００２８】
図３は、析出硬化工程に好適な加熱装置（焼鈍炉）の一例を示している。この焼鈍炉２０は、いわゆるベル型焼鈍炉であり、一般的な連続焼鈍炉に比べて加熱温度を高精度に制御できる特徴を有している。ただし、一般的な連続焼鈍炉やその他の加熱炉を用いても、本発明における析出硬化工程は実施可能である。
【００２９】
コイル状に巻回された固溶化済み条材Ｔ２は同軸状に複数個積層され、気密的な金属製の内容器２２に収容されて、内容器２２の内部は窒素やアルゴン等の不活性ガスまたは水素や一酸化炭素等の還元性ガスで満たされている。そのなかでも特に、水素ガスを用いることが好ましい。熱伝導性が良好である上に、比重が軽いために循環用の消費電力を削減できるからである。内容器２２の下部には循環用ファン２８が設けられ、この循環用ファン２８により、図中矢印の通りにガスが循環される。内容器２２はさらに外容器２４に収容されており、この外容器２４内には内容器２２を外側から加熱するためのバーナー２６等の加熱手段が多数設けられている。これらバーナー２６で内容器２２を加熱すると、内容器２２の内部のガスが加熱され、循環用ファン２８による循環につれて固溶化済み条材Ｔ２が均一に加熱される。
【００３０】
以上のような焼鈍炉２０を用いて、前述の条件で析出硬化処理を行うことにより、飽和固溶体の結晶に金属間化合物の微粒子を析出させ、これにより析出硬化を図ることが可能である。析出硬化処理が完了したら、外容器２４および内容器２２を開けて条材Ｔ２を取り出し、必要に応じて前述の圧延を施し製品とする。
【００３１】
上記のような析出硬化型銅合金条の製造方法によれば、製品の最終肉厚に近い厚さまで圧延を施して析出硬化型銅合金条Ｔ１を製造した後、この薄い条材Ｔ１を固溶化温度まで急激に加熱し、さらにそれを急冷するため、最終製品の状態においても析出硬化状態が良好に保たれ、析出硬化型銅合金本来の高強度が得られる。
【００３２】
特にこの実施形態では、固溶化温度以上の温度に加熱された加熱ロール６を条材Ｔ１に当接させ、熱伝導により条材Ｔ１を加熱する構成であるから、条材Ｔ１の薄さと相まって、条材Ｔ１を均一に、かつ加熱ロール６の外周面温度を正確に反映した温度まで加熱することができる。よって、析出硬化状態を正確に制御することが可能であるし、ライン速度の高速化も図れる。さらに、条材Ｔ１を加熱ロール６で支持した状態で加熱するため、条材Ｔ１に波打ち状等の変形が生じにくく、薄い状態で加熱するにも拘わらず、最終製品の形状精度が高められる。
【００３３】
また、固溶化温度まで加熱された条材Ｔ１に対し、すぐに冷却ノズル１２から冷却水等を吹きかけて冷却するので、条材Ｔ１の薄さと相まって、条材Ｔ１を急激に冷却することが可能である。したがって、冷却中の結晶成長を抑制することが可能であり、結晶粒径の粗大化が防止できる。この点からも、析出硬化型銅合金本来の高強度が得られる。
さらに、加熱ロール６により伝導加熱する構成であるから、バーナーを多数配置した構成に比して装置全体を小型化することができ、省スペース化が図れ、不活性ガス等のランニングコストも低減できる。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明の実施例を挙げて効果を実証する。
以下の組成（全てｗｔ％）を有する３種類の析出硬化型銅合金Ａ〜Ｃを用い、本発明に係る実施例の方法および３種の比較例の方法によりそれぞれ析出硬化型銅合金条を製造し、特性を比較した。
【００３５】
合金Ａ（固溶化温度７５０℃）：
２．５％Ｎｉ−０．６５％Ｓｉ−０．０５％Ｍｇ−残部Ｃｕ
合金Ｂ（固溶化温度７５０℃）：
２．０％Ｎｉ−０．５％Ｓｉ−０．５％Ｓｎ−残部Ｃｕ
合金Ｃ（固溶化温度８５０℃）：
０．０２％Ｓｉ−０．３％Ｃｒ−０．１％Ｚｒ−０．１％Ｍｇ−残部Ｃｕ
【００３６】
［実施例］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により溶体化処理を図りつつ厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ０．２ｍｍ×幅２００ｍｍの条材を作成した。
【００３７】
次に、図１の装置を用いて、これら条材をそれぞれの固溶化温度まで急速加熱し、さらに冷却水で急冷して溶体化処理した。その際の３００℃から固溶化温度までの昇温速度は約１５０℃／秒、固溶化温度から３００℃までの降温速度は約１５０℃／秒とした。溶体化処理中の条材走行速度は全て２０ｍ／ｍｉｎとした。加熱ロール６としては、外径が７５０ｍｍの金属製バーナー内蔵型ロールを使用した。
【００３８】
溶体化処理後の条材を圧延率２０％で冷間圧延して厚さ０．１６ｍｍにし、コイル状に巻き取った。巻き取ったコイルを図３に示すようなベル型焼鈍炉２０に収容し、４５０℃×３時間の条件で析出硬化処理を施した。
【００３９】
［比較例１］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により溶体化処理を図りつつ厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ０．１６ｍｍ×幅２００ｍｍの条材を作成した。
【００４０】
［比較例２］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ１．０ｍｍの条材を作成し、コイル状に巻き取った。このコイルを焼鈍炉内において不活性ガス雰囲気下でそれぞれの固溶化温度まで加熱し、加熱後のコイルを不活性ガスにより冷却した。この場合、３００℃から固溶化温度までの昇温速度は約０．２℃／秒、固溶化温度から３００℃までの降温速度は約０．１℃／秒になる。この条材に冷間圧延を施して厚さ０．１６ｍｍ×幅２００ｍｍの条材を作成し、この条材をコイル状に巻き取った後に、ベル型焼鈍炉２０に収容し、４５０℃×３時間の条件で析出硬化処理を施した。
【００４１】
［比較例３］
合金Ａ〜Ｃを用いてそれぞれ厚さ１５０ｍｍ×幅５４０ｍｍの鋳造塊を作成した。この鋳造塊を９００〜９６０℃×２時間の条件で均質化した後、熱間圧延により厚さ１１ｍｍとし、冷却水を用いて冷却した。得られた板材の表面を面削した後、冷間圧延と固溶化温度未満の焼鈍を繰り返し、厚さ１．０ｍｍの条材を作成し、この条材を走行させつつ連続焼鈍炉を通してそれぞれの固溶化温度まで加熱し、続いて冷却水により条材を連続的に急冷した。この場合、３００℃から固溶化温度までの昇温速度は約１５℃／秒、固溶化温度から３００℃までの降温速度は約１５℃／秒になる。その後、この条材に冷間圧延を施して厚さ０．１６ｍｍとし、コイル状に巻き取った後にベル型焼鈍炉２０に収容し、４５０℃×３時間の条件で析出硬化処理を行った。
【００４２】
［試験方法］
各方法で得られた各３種の析出硬化型銅合金条に対し、電気伝導度測定、引っ張り強度測定、伸び率測定、結晶粒径測定、Ｗ曲げ試験、およびめっき性の検査をそれぞれ行った。
【００４３】
Ｗ曲げ試験は、１０ｍｍ×６０ｍｍの試験片を各合金条から切り出し、各試験片を９０゜曲げた場合に、曲げ部の外側面に肌荒れが生じなかった最小内側半径（Ｒ）を、試験片の肉厚（Ｔ）で除した値（Ｒ／Ｔ）によって評価した。すなわち、Ｒ／Ｔ値が小さいほど、曲げ性に優れていることになる。
【００４４】
また、めっき性は、条材から切り出した試験片に２μｍの厚さで銀を電気めっきした後、これを６５０℃で５分間加熱した場合にめっき表面に生じた膨れの発生密度（個／１００ｍｍ2）で評価し、０個／１００ｍｍ2のものを「◎」、１個／１００ｍｍ2のものを「○」、２個／１００ｍｍ2のものを「△」、３個以上／１００ｍｍ2のものを「×」として評価した。合金Ａの結果を表２に、合金Ｂの結果を表３に、合金Ｃの結果を表４にそれぞれ示す。
【００４５】
【表２】
【表３】
【表４】
表２〜４から明らかなように、いずれの合金においても、実施例の方法によって得られた条材は、比較例１〜３の方法で得られた条材より、めっき性、曲げ性、および引張強度が優れていた。また、電気伝導度や伸び率においても遜色がなく、結晶粒径も小さかった。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法によれば、製品の最終肉厚に近い薄い条材を固溶化温度まで加熱し、さらにそれを急冷するため、最終製品の状態においても析出硬化状態が良好に保たれ、析出硬化型銅合金本来の高強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る析出硬化型銅合金条の製造方法に使用される溶体化処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】 溶体化処理装置の変形例を示す概略図である。
【図３】 本発明の方法に使用される析出硬化処理装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 溶体化処理装置
４ 加熱室
６ 加熱ロール
６Ａ 第１加熱ロール
６Ｂ 第２加熱ロール
１０ 冷却室
１２ 冷却ノズル
１６ 冷却ロール
Ｔ１ 条材
Ｔ２ 溶体化処理済み条材
Claims (5)
- 析出硬化型銅合金からなる厚さ０．５ｍｍ以下の条材を走行させつつ、この条材を前記析出硬化型銅合金の固溶化温度以上に連続的に急速加熱し、続いて、前記急速加熱された条材を連続的に急速冷却する連続溶体化処理工程と、前記急速冷却された条材を加熱して析出硬化させる析出硬化処理工程とを具備し、前記急速加熱における３００℃から前記固溶化温度までの前記条材の昇温速度は４０℃／秒以上であり、かつ、６００℃以上での保持時間は１〜６０秒であり、前記急速冷却における前記固溶化温度から３００℃までの降温速度は４０℃／秒以上であることを特徴とする析出硬化型銅合金条の製造方法。
- 前記急速冷却された条材を４〜９０％の圧延率で圧延する圧延工程をさらに具備し、この圧延工程の後に、前記析出硬化処理工程を行うことを特徴とする請求項１記載の析出硬化型銅合金条の製造方法。
- 前記析出硬化処理工程を経た条材を５〜６０％の圧延率で圧延する圧延工程をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の析出硬化型銅合金条の製造方法。
- 前記溶体化処理工程の前に、析出硬化型銅合金材を圧延して厚さ０．５ｍｍ以下の前記条材を得る圧延工程をさらに具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の析出硬化型銅合金条の製造方法。
- 前記析出硬化処理工程では、溶体化処理済みの条材を２５０〜６００℃に０．１〜１０時間保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の析出硬化型銅合金条の製造方法。
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