JP3968165B2 - 異形断面条材とその製造方法並びに異形断面条の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異形断面条材とその製造方法並びに異形断面条の製造方法に関し、詳細には、平条を出発材として条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する電子部品などに用いられる異形断面条を製造する方法、及びその異形断面条を製造する過程における異形断面条材とその製造方法に関するものである。なお、本発明の適用可能な素材としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、鉄、鋼などから成る材料や、それらを組み合わせた複合材料があげられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電子部品用銅及び銅合金製異形断面条として、例えば図９に示すような、条21の幅方向中央部に１つ又は２つの厚肉部22を有する異形断面条が知られている。なお図９において符号23は薄肉部である。また、このような異形断面条の製造方法として、特公昭62− 55462号公報、特開昭59− 42150号公報、特公平 6− 77764号公報、特公平 8− 32334号公報等に提案されたものがある。
【０００３】
特公昭62− 55462号公報に提案の異形断面条の製造方法は、帯金（平条）の送給方向に対して傾斜した少なくとも一つの突起部分を有し、この突起部分の各々の幅方向寸法がその長手方向寸法よりも短い細長い平らな加工面を有するハンマリング工具（上ダイス）を用い、この上ダイスに一連の単位打撃圧縮運動を行わせ、上ダイスの各打撃の間にこの上ダイスに対して長手方向に平条を間欠的に前進（送給）させ、前記の各単位打撃圧縮によって減少される平条の幅成分はそれ以後に厚さが減少される部分の幅の一部分であり、前記の各単位打撃圧縮によって隣接部分を初期の厚さに維持したまま厚さが減少された部分の幅を順次拡大し且つ平条の横方向へ材料をしだいに移動させることによって平条の断面を送給方法において初期断面から最終断面へと順次変化させて異形断面条を製造するものである。
【０００４】
特開昭59− 42150号公報に提案の異形断面条の製造方法は、表面に、幅長さが円周方向へ向かって順次変動する円周方向へのＶ字型高原部（突出部）を両裾が下り傾斜を呈する様に浮き上がらせて形成された転造ローラと平ローラとを用い、これらローラを往路ではロール間を締め、復路ではロール間を開けて往復移動させるとともに、ローラ間に平条をわずかつづ送給し転造することで異形断面条を製造するものである。
【０００５】
特公平 6− 77764号公報に提案の異形断面条の製造方法は、少なくとも一方が溝付ロールであるワークロールにより素材の幅方向の板厚が薄くされるべき部分にのみ圧下力を加えて圧延して前記素材の前記溝付ロールの溝部に位置する部分を前記溝部内へ座屈変形させる工程と、この変形された素材の座屈された部分を平らに圧延する工程と、座屈した部分が平らに圧延された素材の厚肉成形部分と薄肉成形部分の段差部を含む薄肉成形部分を低圧下率で圧延する工程と、低圧下率で圧延された素材をその幅方向板厚に応じて同一圧下率で圧延する工程を含む工程によって異形断面条を製造するものである。
【０００６】
特公平 8− 32334号公報に提案の異形断面条の製造方法は、所望の位置に所定の曲率の溝と、前記溝に対応する位置に所定の曲率の凸部を有した上下一対のロールによって、供給された素材の幅方向の薄肉部とすべき部分を前記溝内部に湾曲させつつ圧下力を加えて圧延する工程と、その圧延された素材をほぼ平坦にする工程と、そのほぼ平坦にされた素材を製品断面と等しい型を有した一対の型ロールによって長さ方向に肉厚比に応じた同一圧下率で圧延して所定の断面寸法に仕上げる工程とを有する工程によって異形断面条を製造するものである。
【０００７】
上述したように異形断面条の製造方法としては、特公昭62− 55462号公報に提案されているような鍛造加工方式、特開昭59− 42150号公報に提案されているような往復圧延方式、特公平 6− 77764号公報や特公平 8− 32334号公報に提案されているようなタンデム圧延方式など基本構成の異なる方式が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記方式の内で、往復圧延方式は、鍛造加工方式のハンマリング工具（上ダイス）を転造ローラに、平条の支持体を平ローラに構成した形式のものであるが、平条を転造ローラと平ローラ間で転造して薄肉部を形成するため加工歪みが大きく、この加工歪みの修正が難しい。また、タンデム圧延方式は、実用的であると考えられるものの、圧延ロールのセッティング、センタリング等の調整に時間を要することが懸念される。一方、鍛造加工方式は、ハンマリング工具（上ダイス）を平条に対して打撃圧縮し、平条を幅方向に押し延ばすようにして薄肉部を形成するもので実用性がある。しかし、この鍛造加工方式の場合、鍛造素材の結晶粒径、鍛造加工率、異形断面の形状などによると思われるが、図９に示す異形断面条21の厚肉部22と薄肉部23の境界部24の裏面に肌荒れが発生することがある。この肌荒れ部の表面粗度が大きく、最終製品の状態において表面粗さRmaxが 1.0μm を超える場合には、リードフレームなど表面粗さが小さいことが要求される用途に用いるには問題となることがある。
【０００９】
本発明は、上述したような技術背景を下になしたものであって、その目的の一つは、上述した鍛造加工方式の問題点を改善して、異形断面条の製品において厚肉部と薄肉部の境界部の裏面側表面に肌荒れを発生させることなく異形断面条を製造する方法を提供するものであり、他の一つは、そのような異形断面条を製造し得る、仕上げ圧延前の異形断面条材及びその製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る異形断面条材は、条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する異形断面条を製造するための異形断面条材であって、前記厚肉部の裏面に断面台形の突出部が形成されてなり、前記裏面の突出部の断面台形状が、底角θが 5 °〜 60 °、高さｈ (mm) が厚肉部の厚さＴ (mm) の 0.03 〜 0.50 倍、且つ底辺長さｗ (mm) が厚肉部の底辺長さＷ (mm) に対して− 3mm 〜＋ 3mm の範囲に形成されてなるものである。
【００１２】
また、本発明に係る異形断面条材の製造方法は、下ダイスと、下面に逆Ｖ字状の突出部を備える上ダイスとの間で平条に繰り返し押圧を加えるとともに、繰り返し押圧を加える毎に平条をわずかづつ前進させることで、平条を出発材として条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する異形断面条材を製造する方法であって、前記厚肉部に該当する表面にわずかの深さの断面台形状の溝を有する下ダイスを用いるものである。
【００１３】
そして、上記異形断面条材の製造方法においては、下ダイスの表面のわずかの深さの断面台形状の溝が、底角θが 5°〜60°、深さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍、且つ底辺長さｗ(mm)が厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の範囲に形成されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る異形断面条材の製造方法は、上記（請求項１〜３）で得られた異形断面条材を更に圧延加工することによって、厚肉部裏面の断面台形の突出部を平面に加工するものである。
【００１５】
また、本発明に係る異形断面条の製造方法は、上記厚肉部裏面の断面台形の突出部を平面に圧延加工した異形断面条材を仕上げ圧延加工するものである。
【００１６】
上述した本発明では、厚肉部の裏面に断面台形の突出部を形成した異形断面条材としたので、これを鍛造加工方式で加工したとしても厚肉部と薄肉部の境界部における裏面側のメタルフローが円滑になされ、突出部の段差ができるものの肌荒れは生じない。また、裏面側の突出部は、僅かな量であり、その後に裏面側を平ロールで圧延することによって肌荒れを起こすことなく平面に加工でき、更にその後に、焼鈍し仕上げ圧延することで、裏面側に肌荒れの無い異形断面条が得られる。
【００１７】
上述した作用効果を十分に享受するためには、異形断面条材における裏面の突出部の断面台形状（図１参照）は、底角θが 5°〜60°、高さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍、且つ底辺長さｗ(mm)が厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の範囲に形成することが望ましい。以下にその理由を説明する。
【００１８】
底角θが60°を越えると、その後の異形断面条への圧延工程において段差部が横方向に広がって「しわ」あるいは「被さり状」の表面不良が生じやすくなり、更に圧延加工量が増えることから圧延でのメタルフローが大きくなるため、異形断面条の円滑な製造ができなくなる。また、底角θが 5°未満では裏面が平面形状に近くなり、段付けの効果が失われて、裏面突出部と底辺とが交わるコーナー部において肌荒れが生じやすくなる。このようなことから底角θは 5°〜60°が望ましい。
【００１９】
裏面側の高さｈ(mm)が表側の厚肉部の厚さＴ(mm)の0.50倍を越えると、その後の異形断面条への圧延工程において段差部が横方向に広がって「しわ」あるいは「被さり状」の表面不良が生じやすくなり、さらに圧延加工量が増えることから圧延でのメタルフローが大きくなるため、異形断面条の円滑な製造ができなくなる。また、高さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03倍未満の場合には裏面が平面形状に近くなり、段付けの効果が失われて、裏面突出部と底辺とが交わるコーナー部において肌荒れが生じやすくなる。このようなことから高さｈ(mm)は厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍が望ましい。
【００２０】
底辺長さｗ(mm)を厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して3mm を越えて大きくすると、その後の異形断面条への圧延工程において、裏面の凸部を平坦にするために大きな加工率が必要となり、肌荒れが生じやすくなる。更には異形断面条の生産性も低下する。また、底辺長さｗ(mm)を厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して3mm を越えて短くすると、裏面に段差を付けた効果が失われて裏面突出部と底辺とが交わるコーナー部において肌荒れが生じやすくなる。このようなことから底辺長さｗ(mm)は厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の範囲に形成することが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る異形断面条材の幅方向断面図、図２は、本発明に係る異形断面条材を鍛造加工方式で製造するためのダイスの説明図であって、ａは上ダイスの下面図、ｂは下ダイスの上面図、図３は、図２に示すダイスによる加工途中の幅方向断面図である。
【００２２】
本発明に係る異形断面条材１は、図１に示すように、条１の幅方向中央部に厚肉部２をその両側に薄肉部３が形成されている。厚肉部２の表面側は所望の異形断面条とほぼ同じ高さの台形状部４に形成され、裏面側はわずかの高さに突出した突出部５に形成されている。なお、裏面の突出部５の形状は断面台形状に形成され、底角θが 5°〜60°、高さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍、且つ底辺長さｗ(mm)が厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の寸法内に形成されるとよい。
【００２３】
図２に示す上下ダイス６，７は上記異形断面条材１を鍛造加工して製造するためのダイスであって、上ダイス６には、中央部に異形断面条材１の台形状部４を形成するための凹部８が、その両側に先端（平条Ｍの送給方向上流側）に行くにつれ逆Ｖ字型に形成された凸部９を形成することで形成されている。また、下ダイス７には、その中央部に上ダイス６の凹部８に対向させてわずかの深さの断面台形状の溝10が形成されている。従って、上ダイス６に一連の単位打撃圧縮運動を行わせるとともに、上ダイス６の各打撃の間に上下ダイス６，７の間に平条Ｍを長手方向に間欠的に送給させることで、平条Ｍを上記異形断面条材１の形状に鍛造加工することができる。そして、この時の鍛造加工は平条Ｍを打撃圧縮するものであるから、図３に示すように、平条Ｍの薄肉に形成される薄肉部３は凸部９によって主に幅方向に押し延ばされ、また平条Ｍの裏面側では下ダイス７の溝10内にメタルフローが流れるため、加工後の異形断面条材１の厚肉部２と薄肉部３の境界部の裏面側には、わずかの高さの突出部５が形成されるだけで、従来のような肌荒れの問題はなくなる。
【００２４】
上記図２では、下ダイス７を中央部に断面台形状の溝10を形成しその両側を平坦な形状のものを例としたが、図４に示すように、下ダイス７を上ダイス６と同様に、中央部の溝10を、その両側に先端に行くにつれ逆Ｖ字型に形成されたわずかの高さの凸部11を形成することで形成し、この上ダイス６の凸部９と下ダイス７の凸部11とで薄肉部３を幅方向に押し延ばすようにして形成するようにしてもよい。
【００２５】
上述した異形断面条材１は、この後、引き続きあるいは異形断面条の製造メーカーにおいて、図５に示すような、上ロール12が中央部に製品異形断面条の厚肉部３とほぼ同形状に形成された溝13を備えロールで、下ロール14が平ロールからなる型ロール15で圧延することにより、異形断面条材１の裏面側の突出部５を平面に圧延加工される。このように裏面側の突出部５が平面に圧延加工されるので従来のような肌荒れを生じることはなく、近年要求されることの多くなった表面粗さRmaxが 1.0μm 以下に、この段階で製造することができる。
【００２６】
そして更に、上記型ロール15による圧延後の異形断面条材１は、この後、引き続きあるいは異形断面条の製造メーカーにおいて、常法により焼鈍・酸洗研磨を行った後、仕上げ圧延（異形断面条材１の断面形状を整える圧延）して製品異形断面条が製造される。
【００２７】
なお、上記例では、幅方向中央部に厚肉部２を一つ有する形状を例に説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、複数ある場合でも同様に製造が可能であるとともに、同様の作用効果を奏する。
【００２８】
【実施例】
〔実施例１〕
溶解、鋳造、熱間圧延、冷間圧延の通常の工程によって厚さ 2mmのりん脱酸銅(JIS-C1220）圧延材を作製し、スリッターによって幅42mmの素条とした。この素条を、上記図２に示す上下ダイス６，７を用いて鍛造加工し図１に示す異形断面条材を作製した。この鍛造加工において、比較のため下ダイス７のわずかの深さの断面台形状の溝10の寸法を変えたものを準備し同様に鍛造した。この鍛造加工により得られた異形断面条材の断面形状の寸法を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
次に、上記鍛造加工で得られた異形断面条材を圧延してＷ＝25.25mm 、Ｔ＝1.70mm、ｔ＝0.6mm の、裏面に突出のない（ｈ＝0mm ）断面台形の中間材に加工した。そして、この中間材を650 ℃、非酸化性の雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍し、酸洗を行った後、更に圧延して図６に示す異形断面条Ａを製作した。この得られた異形断面条Ａの裏面、特に符号Ｂで示す部位の表面粗さ（Ｒmax ）を測定した。この測定結果を上記表１に併せて示す。
【００３１】
上記表１に示した表面粗さから明らかなように、本発明例による異形断面条A1はＢ部の表面粗さが0.5 μm と優れるのに対して、比較例である異形断面条A2では裏面に突出部のない（ｈ＝0mm ）異形断面条材を用いたので、また異形断面条A3では裏面の突出部のＷ−ｗが4.2mm と大きな異形断面条材を用いたので、また異形断面条A4では裏面に突出部の深さｈがＴの0.03倍未満と小さな異形断面条材を用いたので、また異形断面条A5では裏面の突出部の底角θが 5°未満と小さな異形断面条材を用いたので、いずれも表面粗さが 2μm を越えており、パワートランジスタなどの異形断面リードフレームとして要求される表面粗さ（Ｒmax ≦ 1μm ）を満足させることはできなかった。
【００３２】
〔実施例２〕
溶解、鋳造、熱間圧延、冷間圧延の通常の工程によって厚さ 2mmのりん脱酸銅(JIS-C1220）圧延材を作製し、スリッターによって幅56mmの素条とした。この素条を、上記実施例１と同様の要領で鍛造加工し図７に示す異形断面条材を作製した。この鍛造加工において、比較のため下ダイスのわずかの深さの断面台形状の溝の寸法を変えたものを準備し同様に鍛造した。この鍛造加工により得られた異形断面条材の断面形状の寸法を表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】
次に、上記鍛造加工で得られた異形断面条材を圧延してW1＝10.485mm、W2＝32.47mm 、Ｔ＝1.70mm、ｔ＝0.6mm の下面の突出のない（ｈ＝0mm ）の断面台形の中間材に加工した。そして、この中間材を650 ℃、非酸化性の雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍し、酸洗を行った後、更に圧延して図８に示す異形断面条Ｃを製作した。この得られた異形断面条Ｃの裏面、特に符号Ｄで示す部位の表面粗さ（Ｒmax ）を測定した。この測定結果を上記表１に併せて示す。
【００３５】
上記表１に示した表面粗さから明らかなように、本発明例による異形断面条C1はＤ部の表面粗さが0.5 μm と優れるのに対して、比較例である異形断面条C2では裏面に突出部のない（ｈ＝0mm ）異形断面条材を用いたので、表面粗さが3.2 μm と大きく、パワートランジスタなどの異形断面リードフレームとして要求される表面粗さ（Ｒmax ≦ 1μm ）を満足させることはできなかった。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る異形断面条材は、厚肉部の裏面に断面台形の突出部を、その断面台形状が、底角θが 5 °〜 60 °、高さｈ (mm) が厚肉部の厚さＴ (mm) の 0.03 〜 0.50 倍、且つ底辺長さｗ (mm) が厚肉部の底辺長さＷ (mm) に対して− 3mm 〜＋ 3mm の範囲に形成した異形断面条材としたので、これを鍛造加工方式で加工したとしても厚肉部と薄肉部の境界部における裏面側のメタルフローが円滑になされ、突出部の段差ができるものの肌荒れの無い異形断面条材とすることができる。
【００３７】
また、異形断面条材の裏面側の突出部は、僅かな量であり、その後に裏面側を平ロールで圧延することによって肌荒れを起こすことなく平面に加工でき、更にその後、常法により焼鈍、仕上げ圧延等の工程を経ることで、裏面側に肌荒れの無い異形断面条が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異形断面条材の幅方向断面図である。
【図２】本発明に係る異形断面条材を鍛造加工方式で製造するためのダイスの説明図であって、ａは上ダイスの下面図、ｂは下ダイスの上面図である。
【図３】図２に示すダイスによる加工途中の幅方向断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態の上下ダイスによる加工途中の幅方向断面図である。
【図５】本発明に係る中間仕上げ圧延の状態説明図である。
【図６】本発明に係る異形断面条の幅方向断面図である。
【図７】本発明に係る別の実施形態の異形断面条材の幅方向断面図である。
【図８】本発明に係る別の実施形態の異形断面条の幅方向断面図である。
【図９】異形断面条の説明図である。
【符号の説明】
１：異形断面条材 ２：厚肉部 ３：薄肉部
４：台形状部 ５：突出部 ６：上ダイス
７：下ダイス ８：凹部 ９：凸部
10：断面台形状の溝 11：凸部 12：上ロール
13：溝 14：下ロール 15：型ロール
Ａ，Ｃ：異形断面条 Ｂ，Ｄ：裏面の表面粗さ測定部位
Ｍ：平条
【発明の属する技術分野】
本発明は、異形断面条材とその製造方法並びに異形断面条の製造方法に関し、詳細には、平条を出発材として条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する電子部品などに用いられる異形断面条を製造する方法、及びその異形断面条を製造する過程における異形断面条材とその製造方法に関するものである。なお、本発明の適用可能な素材としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、鉄、鋼などから成る材料や、それらを組み合わせた複合材料があげられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電子部品用銅及び銅合金製異形断面条として、例えば図９に示すような、条21の幅方向中央部に１つ又は２つの厚肉部22を有する異形断面条が知られている。なお図９において符号23は薄肉部である。また、このような異形断面条の製造方法として、特公昭62− 55462号公報、特開昭59− 42150号公報、特公平 6− 77764号公報、特公平 8− 32334号公報等に提案されたものがある。
【０００３】
特公昭62− 55462号公報に提案の異形断面条の製造方法は、帯金（平条）の送給方向に対して傾斜した少なくとも一つの突起部分を有し、この突起部分の各々の幅方向寸法がその長手方向寸法よりも短い細長い平らな加工面を有するハンマリング工具（上ダイス）を用い、この上ダイスに一連の単位打撃圧縮運動を行わせ、上ダイスの各打撃の間にこの上ダイスに対して長手方向に平条を間欠的に前進（送給）させ、前記の各単位打撃圧縮によって減少される平条の幅成分はそれ以後に厚さが減少される部分の幅の一部分であり、前記の各単位打撃圧縮によって隣接部分を初期の厚さに維持したまま厚さが減少された部分の幅を順次拡大し且つ平条の横方向へ材料をしだいに移動させることによって平条の断面を送給方法において初期断面から最終断面へと順次変化させて異形断面条を製造するものである。
【０００４】
特開昭59− 42150号公報に提案の異形断面条の製造方法は、表面に、幅長さが円周方向へ向かって順次変動する円周方向へのＶ字型高原部（突出部）を両裾が下り傾斜を呈する様に浮き上がらせて形成された転造ローラと平ローラとを用い、これらローラを往路ではロール間を締め、復路ではロール間を開けて往復移動させるとともに、ローラ間に平条をわずかつづ送給し転造することで異形断面条を製造するものである。
【０００５】
特公平 6− 77764号公報に提案の異形断面条の製造方法は、少なくとも一方が溝付ロールであるワークロールにより素材の幅方向の板厚が薄くされるべき部分にのみ圧下力を加えて圧延して前記素材の前記溝付ロールの溝部に位置する部分を前記溝部内へ座屈変形させる工程と、この変形された素材の座屈された部分を平らに圧延する工程と、座屈した部分が平らに圧延された素材の厚肉成形部分と薄肉成形部分の段差部を含む薄肉成形部分を低圧下率で圧延する工程と、低圧下率で圧延された素材をその幅方向板厚に応じて同一圧下率で圧延する工程を含む工程によって異形断面条を製造するものである。
【０００６】
特公平 8− 32334号公報に提案の異形断面条の製造方法は、所望の位置に所定の曲率の溝と、前記溝に対応する位置に所定の曲率の凸部を有した上下一対のロールによって、供給された素材の幅方向の薄肉部とすべき部分を前記溝内部に湾曲させつつ圧下力を加えて圧延する工程と、その圧延された素材をほぼ平坦にする工程と、そのほぼ平坦にされた素材を製品断面と等しい型を有した一対の型ロールによって長さ方向に肉厚比に応じた同一圧下率で圧延して所定の断面寸法に仕上げる工程とを有する工程によって異形断面条を製造するものである。
【０００７】
上述したように異形断面条の製造方法としては、特公昭62− 55462号公報に提案されているような鍛造加工方式、特開昭59− 42150号公報に提案されているような往復圧延方式、特公平 6− 77764号公報や特公平 8− 32334号公報に提案されているようなタンデム圧延方式など基本構成の異なる方式が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記方式の内で、往復圧延方式は、鍛造加工方式のハンマリング工具（上ダイス）を転造ローラに、平条の支持体を平ローラに構成した形式のものであるが、平条を転造ローラと平ローラ間で転造して薄肉部を形成するため加工歪みが大きく、この加工歪みの修正が難しい。また、タンデム圧延方式は、実用的であると考えられるものの、圧延ロールのセッティング、センタリング等の調整に時間を要することが懸念される。一方、鍛造加工方式は、ハンマリング工具（上ダイス）を平条に対して打撃圧縮し、平条を幅方向に押し延ばすようにして薄肉部を形成するもので実用性がある。しかし、この鍛造加工方式の場合、鍛造素材の結晶粒径、鍛造加工率、異形断面の形状などによると思われるが、図９に示す異形断面条21の厚肉部22と薄肉部23の境界部24の裏面に肌荒れが発生することがある。この肌荒れ部の表面粗度が大きく、最終製品の状態において表面粗さRmaxが 1.0μm を超える場合には、リードフレームなど表面粗さが小さいことが要求される用途に用いるには問題となることがある。
【０００９】
本発明は、上述したような技術背景を下になしたものであって、その目的の一つは、上述した鍛造加工方式の問題点を改善して、異形断面条の製品において厚肉部と薄肉部の境界部の裏面側表面に肌荒れを発生させることなく異形断面条を製造する方法を提供するものであり、他の一つは、そのような異形断面条を製造し得る、仕上げ圧延前の異形断面条材及びその製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る異形断面条材は、条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する異形断面条を製造するための異形断面条材であって、前記厚肉部の裏面に断面台形の突出部が形成されてなり、前記裏面の突出部の断面台形状が、底角θが 5 °〜 60 °、高さｈ (mm) が厚肉部の厚さＴ (mm) の 0.03 〜 0.50 倍、且つ底辺長さｗ (mm) が厚肉部の底辺長さＷ (mm) に対して− 3mm 〜＋ 3mm の範囲に形成されてなるものである。
【００１２】
また、本発明に係る異形断面条材の製造方法は、下ダイスと、下面に逆Ｖ字状の突出部を備える上ダイスとの間で平条に繰り返し押圧を加えるとともに、繰り返し押圧を加える毎に平条をわずかづつ前進させることで、平条を出発材として条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する異形断面条材を製造する方法であって、前記厚肉部に該当する表面にわずかの深さの断面台形状の溝を有する下ダイスを用いるものである。
【００１３】
そして、上記異形断面条材の製造方法においては、下ダイスの表面のわずかの深さの断面台形状の溝が、底角θが 5°〜60°、深さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍、且つ底辺長さｗ(mm)が厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の範囲に形成されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る異形断面条材の製造方法は、上記（請求項１〜３）で得られた異形断面条材を更に圧延加工することによって、厚肉部裏面の断面台形の突出部を平面に加工するものである。
【００１５】
また、本発明に係る異形断面条の製造方法は、上記厚肉部裏面の断面台形の突出部を平面に圧延加工した異形断面条材を仕上げ圧延加工するものである。
【００１６】
上述した本発明では、厚肉部の裏面に断面台形の突出部を形成した異形断面条材としたので、これを鍛造加工方式で加工したとしても厚肉部と薄肉部の境界部における裏面側のメタルフローが円滑になされ、突出部の段差ができるものの肌荒れは生じない。また、裏面側の突出部は、僅かな量であり、その後に裏面側を平ロールで圧延することによって肌荒れを起こすことなく平面に加工でき、更にその後に、焼鈍し仕上げ圧延することで、裏面側に肌荒れの無い異形断面条が得られる。
【００１７】
上述した作用効果を十分に享受するためには、異形断面条材における裏面の突出部の断面台形状（図１参照）は、底角θが 5°〜60°、高さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍、且つ底辺長さｗ(mm)が厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の範囲に形成することが望ましい。以下にその理由を説明する。
【００１８】
底角θが60°を越えると、その後の異形断面条への圧延工程において段差部が横方向に広がって「しわ」あるいは「被さり状」の表面不良が生じやすくなり、更に圧延加工量が増えることから圧延でのメタルフローが大きくなるため、異形断面条の円滑な製造ができなくなる。また、底角θが 5°未満では裏面が平面形状に近くなり、段付けの効果が失われて、裏面突出部と底辺とが交わるコーナー部において肌荒れが生じやすくなる。このようなことから底角θは 5°〜60°が望ましい。
【００１９】
裏面側の高さｈ(mm)が表側の厚肉部の厚さＴ(mm)の0.50倍を越えると、その後の異形断面条への圧延工程において段差部が横方向に広がって「しわ」あるいは「被さり状」の表面不良が生じやすくなり、さらに圧延加工量が増えることから圧延でのメタルフローが大きくなるため、異形断面条の円滑な製造ができなくなる。また、高さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03倍未満の場合には裏面が平面形状に近くなり、段付けの効果が失われて、裏面突出部と底辺とが交わるコーナー部において肌荒れが生じやすくなる。このようなことから高さｈ(mm)は厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍が望ましい。
【００２０】
底辺長さｗ(mm)を厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して3mm を越えて大きくすると、その後の異形断面条への圧延工程において、裏面の凸部を平坦にするために大きな加工率が必要となり、肌荒れが生じやすくなる。更には異形断面条の生産性も低下する。また、底辺長さｗ(mm)を厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して3mm を越えて短くすると、裏面に段差を付けた効果が失われて裏面突出部と底辺とが交わるコーナー部において肌荒れが生じやすくなる。このようなことから底辺長さｗ(mm)は厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の範囲に形成することが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る異形断面条材の幅方向断面図、図２は、本発明に係る異形断面条材を鍛造加工方式で製造するためのダイスの説明図であって、ａは上ダイスの下面図、ｂは下ダイスの上面図、図３は、図２に示すダイスによる加工途中の幅方向断面図である。
【００２２】
本発明に係る異形断面条材１は、図１に示すように、条１の幅方向中央部に厚肉部２をその両側に薄肉部３が形成されている。厚肉部２の表面側は所望の異形断面条とほぼ同じ高さの台形状部４に形成され、裏面側はわずかの高さに突出した突出部５に形成されている。なお、裏面の突出部５の形状は断面台形状に形成され、底角θが 5°〜60°、高さｈ(mm)が厚肉部の厚さＴ(mm)の0.03〜0.50倍、且つ底辺長さｗ(mm)が厚肉部の底辺長さＷ(mm)に対して−3mm 〜＋3mm の寸法内に形成されるとよい。
【００２３】
図２に示す上下ダイス６，７は上記異形断面条材１を鍛造加工して製造するためのダイスであって、上ダイス６には、中央部に異形断面条材１の台形状部４を形成するための凹部８が、その両側に先端（平条Ｍの送給方向上流側）に行くにつれ逆Ｖ字型に形成された凸部９を形成することで形成されている。また、下ダイス７には、その中央部に上ダイス６の凹部８に対向させてわずかの深さの断面台形状の溝10が形成されている。従って、上ダイス６に一連の単位打撃圧縮運動を行わせるとともに、上ダイス６の各打撃の間に上下ダイス６，７の間に平条Ｍを長手方向に間欠的に送給させることで、平条Ｍを上記異形断面条材１の形状に鍛造加工することができる。そして、この時の鍛造加工は平条Ｍを打撃圧縮するものであるから、図３に示すように、平条Ｍの薄肉に形成される薄肉部３は凸部９によって主に幅方向に押し延ばされ、また平条Ｍの裏面側では下ダイス７の溝10内にメタルフローが流れるため、加工後の異形断面条材１の厚肉部２と薄肉部３の境界部の裏面側には、わずかの高さの突出部５が形成されるだけで、従来のような肌荒れの問題はなくなる。
【００２４】
上記図２では、下ダイス７を中央部に断面台形状の溝10を形成しその両側を平坦な形状のものを例としたが、図４に示すように、下ダイス７を上ダイス６と同様に、中央部の溝10を、その両側に先端に行くにつれ逆Ｖ字型に形成されたわずかの高さの凸部11を形成することで形成し、この上ダイス６の凸部９と下ダイス７の凸部11とで薄肉部３を幅方向に押し延ばすようにして形成するようにしてもよい。
【００２５】
上述した異形断面条材１は、この後、引き続きあるいは異形断面条の製造メーカーにおいて、図５に示すような、上ロール12が中央部に製品異形断面条の厚肉部３とほぼ同形状に形成された溝13を備えロールで、下ロール14が平ロールからなる型ロール15で圧延することにより、異形断面条材１の裏面側の突出部５を平面に圧延加工される。このように裏面側の突出部５が平面に圧延加工されるので従来のような肌荒れを生じることはなく、近年要求されることの多くなった表面粗さRmaxが 1.0μm 以下に、この段階で製造することができる。
【００２６】
そして更に、上記型ロール15による圧延後の異形断面条材１は、この後、引き続きあるいは異形断面条の製造メーカーにおいて、常法により焼鈍・酸洗研磨を行った後、仕上げ圧延（異形断面条材１の断面形状を整える圧延）して製品異形断面条が製造される。
【００２７】
なお、上記例では、幅方向中央部に厚肉部２を一つ有する形状を例に説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、複数ある場合でも同様に製造が可能であるとともに、同様の作用効果を奏する。
【００２８】
【実施例】
〔実施例１〕
溶解、鋳造、熱間圧延、冷間圧延の通常の工程によって厚さ 2mmのりん脱酸銅(JIS-C1220）圧延材を作製し、スリッターによって幅42mmの素条とした。この素条を、上記図２に示す上下ダイス６，７を用いて鍛造加工し図１に示す異形断面条材を作製した。この鍛造加工において、比較のため下ダイス７のわずかの深さの断面台形状の溝10の寸法を変えたものを準備し同様に鍛造した。この鍛造加工により得られた異形断面条材の断面形状の寸法を表１に示す。
【００２９】
【表１】
次に、上記鍛造加工で得られた異形断面条材を圧延してＷ＝25.25mm 、Ｔ＝1.70mm、ｔ＝0.6mm の、裏面に突出のない（ｈ＝0mm ）断面台形の中間材に加工した。そして、この中間材を650 ℃、非酸化性の雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍し、酸洗を行った後、更に圧延して図６に示す異形断面条Ａを製作した。この得られた異形断面条Ａの裏面、特に符号Ｂで示す部位の表面粗さ（Ｒmax ）を測定した。この測定結果を上記表１に併せて示す。
【００３１】
上記表１に示した表面粗さから明らかなように、本発明例による異形断面条A1はＢ部の表面粗さが0.5 μm と優れるのに対して、比較例である異形断面条A2では裏面に突出部のない（ｈ＝0mm ）異形断面条材を用いたので、また異形断面条A3では裏面の突出部のＷ−ｗが4.2mm と大きな異形断面条材を用いたので、また異形断面条A4では裏面に突出部の深さｈがＴの0.03倍未満と小さな異形断面条材を用いたので、また異形断面条A5では裏面の突出部の底角θが 5°未満と小さな異形断面条材を用いたので、いずれも表面粗さが 2μm を越えており、パワートランジスタなどの異形断面リードフレームとして要求される表面粗さ（Ｒmax ≦ 1μm ）を満足させることはできなかった。
【００３２】
〔実施例２〕
溶解、鋳造、熱間圧延、冷間圧延の通常の工程によって厚さ 2mmのりん脱酸銅(JIS-C1220）圧延材を作製し、スリッターによって幅56mmの素条とした。この素条を、上記実施例１と同様の要領で鍛造加工し図７に示す異形断面条材を作製した。この鍛造加工において、比較のため下ダイスのわずかの深さの断面台形状の溝の寸法を変えたものを準備し同様に鍛造した。この鍛造加工により得られた異形断面条材の断面形状の寸法を表２に示す。
【００３３】
【表２】
次に、上記鍛造加工で得られた異形断面条材を圧延してW1＝10.485mm、W2＝32.47mm 、Ｔ＝1.70mm、ｔ＝0.6mm の下面の突出のない（ｈ＝0mm ）の断面台形の中間材に加工した。そして、この中間材を650 ℃、非酸化性の雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍し、酸洗を行った後、更に圧延して図８に示す異形断面条Ｃを製作した。この得られた異形断面条Ｃの裏面、特に符号Ｄで示す部位の表面粗さ（Ｒmax ）を測定した。この測定結果を上記表１に併せて示す。
【００３５】
上記表１に示した表面粗さから明らかなように、本発明例による異形断面条C1はＤ部の表面粗さが0.5 μm と優れるのに対して、比較例である異形断面条C2では裏面に突出部のない（ｈ＝0mm ）異形断面条材を用いたので、表面粗さが3.2 μm と大きく、パワートランジスタなどの異形断面リードフレームとして要求される表面粗さ（Ｒmax ≦ 1μm ）を満足させることはできなかった。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る異形断面条材は、厚肉部の裏面に断面台形の突出部を、その断面台形状が、底角θが 5 °〜 60 °、高さｈ (mm) が厚肉部の厚さＴ (mm) の 0.03 〜 0.50 倍、且つ底辺長さｗ (mm) が厚肉部の底辺長さＷ (mm) に対して− 3mm 〜＋ 3mm の範囲に形成した異形断面条材としたので、これを鍛造加工方式で加工したとしても厚肉部と薄肉部の境界部における裏面側のメタルフローが円滑になされ、突出部の段差ができるものの肌荒れの無い異形断面条材とすることができる。
【００３７】
また、異形断面条材の裏面側の突出部は、僅かな量であり、その後に裏面側を平ロールで圧延することによって肌荒れを起こすことなく平面に加工でき、更にその後、常法により焼鈍、仕上げ圧延等の工程を経ることで、裏面側に肌荒れの無い異形断面条が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異形断面条材の幅方向断面図である。
【図２】本発明に係る異形断面条材を鍛造加工方式で製造するためのダイスの説明図であって、ａは上ダイスの下面図、ｂは下ダイスの上面図である。
【図３】図２に示すダイスによる加工途中の幅方向断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態の上下ダイスによる加工途中の幅方向断面図である。
【図５】本発明に係る中間仕上げ圧延の状態説明図である。
【図６】本発明に係る異形断面条の幅方向断面図である。
【図７】本発明に係る別の実施形態の異形断面条材の幅方向断面図である。
【図８】本発明に係る別の実施形態の異形断面条の幅方向断面図である。
【図９】異形断面条の説明図である。
【符号の説明】
１：異形断面条材 ２：厚肉部 ３：薄肉部
４：台形状部 ５：突出部 ６：上ダイス
７：下ダイス ８：凹部 ９：凸部
10：断面台形状の溝 11：凸部 12：上ロール
13：溝 14：下ロール 15：型ロール
Ａ，Ｃ：異形断面条 Ｂ，Ｄ：裏面の表面粗さ測定部位
Ｍ：平条
Claims (6)
- 条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する異形断面条を製造するための異形断面条材であって、前記厚肉部の裏面に断面台形の突出部が形成されてなり、前記裏面の突出部の断面台形状が、底角θが 5 °〜 60 °、高さｈ (mm) が厚肉部の厚さＴ (mm) の 0.03 〜 0.50 倍、且つ底辺長さｗ (mm) が厚肉部の底辺長さＷ (mm) に対して− 3mm 〜＋ 3mm の範囲に形成されてなることを特徴とする異形断面条材。
- 下ダイスと、下面に逆Ｖ字状の突出部を備える上ダイスとの間で平条に繰り返し押圧を加えるとともに、繰り返し押圧を加える毎に平条をわずかづつ前進させることで、平条を出発材として条の幅方向に１つ又は複数の厚肉部を有する異形断面条材を製造する方法であって、前記厚肉部に該当する表面にわずかの深さの断面台形状の溝を有する下ダイスを用いることを特徴とする異形断面条材の製造方法。
- 下ダイスの表面のわずかの深さの断面台形状の溝が、底角θが 5 °〜 60 °、深さｈ (mm) が厚肉部の厚さＴ (mm) の 0.03 〜 0.50 倍、且つ底辺長さｗ (mm) が厚肉部の底辺長さＷ (mm) に対して− 3mm 〜＋ 3mm の範囲に形成されてなる請求項２記載の異形断面条材の製造方法。
- 請求項１に記載の異形断面条材を圧延加工することによって、厚肉部裏面の断面台形の突出部を平面に加工することを特徴とする異形断面条材の製造方法。
- 請求項２又は３に記載の異形断面条材の製造方法によって加工された異形断面条材を引き続き圧延加工することによって、厚肉部裏面の断面台形の突出部を平面に加工することを特徴とする異形断面条材の製造方法。
- 請求項４又は５に記載の異形断面条材の製造方法によって加工された異形断面条材を仕上げ圧延加工することを特徴とする異形断面条の製造方法。
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| SG1998000749A SG68041A1 (en) | 1997-04-24 | 1998-04-15 | An instermediate material for producing a dual gauge strip and method for producing the same and method for producing a dual gauge strip |
| FR9805018A FR2764828B1 (fr) | 1997-04-24 | 1998-04-22 | Materiau intermediaire pour fabriquer une bande pour double jauge et procede de fabrication de celui-ci, et procede de fabrication d'une bande pour double jauge |
| MYPI9801798 MY122133A (en) | 1997-04-24 | 1998-04-22 | An intermediate material for producing a dual gauge strip and method for producing the same and method for producing a dual gauge strip |
| CN98101620A CN1089652C (zh) | 1997-04-24 | 1998-04-22 | 双规片的中间材料及其制造方法和双规片的制造方法 |
| DE1998118286 DE19818286C2 (de) | 1997-04-24 | 1998-04-23 | Zwischenmaterial zum Herstellen eines Doppelstandardstreifens und Verfahren zum Herstellen desselben und Verfahren zum Herstellen eines Doppelstandardstreifens |
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|---|---|---|---|
| JP10757397 | 1997-04-24 | ||
| JP9-107573 | 1997-04-24 | ||
| JP7444798A JP3968165B2 (ja) | 1997-04-24 | 1998-03-23 | 異形断面条材とその製造方法並びに異形断面条の製造方法 |
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