JP4170977B2 - プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 - Google Patents
プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4170977B2 JP4170977B2 JP2004340584A JP2004340584A JP4170977B2 JP 4170977 B2 JP4170977 B2 JP 4170977B2 JP 2004340584 A JP2004340584 A JP 2004340584A JP 2004340584 A JP2004340584 A JP 2004340584A JP 4170977 B2 JP4170977 B2 JP 4170977B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- copper
- press
- electronic parts
- mold
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
本発明の目的は本来の銅基合金の持つ性質を損なうことなく、プレス加工性に優れる銅基合金を提供することである。
コネクタに使用される素材において、高強度かつ高曲げ加工性を得る目的で様々な元素を添加した銅基合金が開発されてきた。その強化する機構は添加された構成元素によって異なるが、その含有量の適正範囲は総量で0.1〜5.0mass%であることが多い。即ち、少なすぎると強度の向上に効果が無く、多すぎると延性が低下して曲げ加工性が悪くなるのである。例えば、チタン銅においては、Tiの含有量が2mass%以下であると強度を向上させる効果が少なく、逆に4mass%を超えると粗大な第2相粒子が析出し易くなり延性が低下する。
a.被加工材中に内在する硬質の非金属介在物等によって工具表面を物理的に削り取るアブレッシブ摩耗
b.使用環境による化学腐食を伴う腐食摩耗
c.接触面近傍での微視的な疲れ破壊による凝着摩耗
の3種類があるとされているが、チタン銅のプレス加工で金型に生じているのは、主としてc.凝着摩耗であることが研究観察を重ねた末に明らかとなった。
主な工具材料としては、ダイス鋼 (C:1〜2.2%、Cr:5〜13%、Mo≦1% 、V≦1%)、ハイス鋼(C:0.7〜1.5% 、Cr:≦4%、W+2Mo=18、V:1〜5%)、超硬(Co:5〜20%、残りWC)が広く使用されているが、何れも炭化物が工具材料の硬さを担っている。このような鉄鋼中で炭化物を形成する微量添加元素と炭素との親和性は、Ti>Nb>V>Ta>W>Mo>Cr>Mn>Fe>Ni>Co>Al>Siの順になっている。これらの元素の中で炭化物の標準生成自由エネルギーが、常温で−42kJ/mol以下の元素を本発明において使用することができる。このような工具で、例えばチタン銅を剪断加工しようとすると、被加工材成分のTiと被加工材と接触する工具表面の炭化物相のCとが反応して、硬くて脆いTiCが生成されるとともに、工具表面を形成していた炭化物のCが奪われ、工具表面は少しずつ崩れて摩耗していくのである。よって、被加工材の表面をCと反応しにくい成分で覆ってしまえば、被加工材中の活性成分が工具と接触する機会が遮断され、工具が摩耗しにくくなる。
本発明は、鉄鋼中でCとの親和性が最も強いTiを含有するチタン銅において、最も有効に作用するが、炭化物を形成しやすい元素を含有する合金系であれば、金型摩耗の低減効果が少なからず見込める。
Cuメッキはプレス加工中に工具表面と銅基合金との隔絶を安全に維持するだけの厚さがあればよく、メッキの厚さ0.05〜2.00μmの範囲であり、厚さが0.05μm未満ではプレス加工性向上に効果がなく、2.00μmを超えると(材料全体の強度の低下が無視できなくなる)である。Cuメッキは電解メッキ、無電解メッキが一般的であるが、スパッタリングなどによっても形成することができる。
本発明においてプレス加工とは剪断加工をいう。
したがって、本発明においては、Cu層厚さ0.05〜2.00μm及びSn層厚さ0.005〜0.20μmのCu下地Snメッキを銅基合金の表面に施すことができる。
もし、Ry(最大高さ)=Rz(十点平均粗さ)であれば、サインカーブのように全く均一な凹凸となるが、通常の表面は山と谷の高低にはばらつきがあるので、Ry>Rzである。逆にこのばらつきがあまりにも大きい場合、金型と接触したときの圧力が山の高い部分にのみ集中して、均一な潤滑がなされないので、プレス加工素材の表面としては、RyがRzに近いほうが好ましい。(Ry-Rz)/Rz≦1はRy≦2×Rzとも書ける。即ち、測定長さ中の山と谷の高低差の最大値が平均値の2倍よりも小さいというのが請求項5の規定である。
例えば、チタン銅では、活性元素であるTiを含有しているので真空中で溶解し、Ar中で鋳造、結晶粒径の調整は最終の再結晶焼鈍である溶体化処理で行なう。表面粗さの調整は、酸洗バフ研磨におけるバフの砥粒で行なう。この方法で表面粗さを作りこんだ後にCu下地薄Snメッキを行なうことによって粗さがプレス加工をする上でもっとも望ましい形態となる。Cuメッキを下地としたSnメッキは電気メッキで行なうので、メッキ厚の調整は電流値又は通電時間で行なう。
真空溶解炉で表1の成分のインゴットをチタン銅の例として溶製し、950℃に加熱して熱間圧延し板厚10mmの熱延板を得、更に950℃で十分な均質化焼鈍を行なった後水冷し、機械面削加工により酸化スケールを取り除いた後冷間圧延して板厚0.2mmの冷間圧延板を得た。その後大気中800〜850℃×30〜120sで溶体化処理を行ない、酸洗後冷間圧延して板厚を0.15mmとした。そして360〜400℃×3〜48hの時効処理を行い、酸洗研摩により表面粗さを調整した後、最後にCuメッキを両面に施した。
金型摩耗性については、実際に連続プレス機で材料を大量に打抜き、金型の摩耗状況によって変化する切断部のバリ高さと破断面比率を測定して評価した。ここで、バリ高さとは図2に示す突起部の高さであり、金型が摩耗するにしたがってバリが高くなってくる。また金型が摩耗するにしたがって、図2に示す剪断面の割合が多くなり、即ち破断面比率h2/(h1+h2)は小さくなる。潤滑剤がない場合と有る場合の2種類行なった。Cuメッキの効果を見るだけなら、前者のみでよいが、表面粗さの効果を見るために後者も行なった。
金型工具材料:SKD11、クリアランス:10μm、ストローク:400rpm 図3に評価に用いた金型セット形状を示す。1辺約5mmの正方形で4つの角の曲率が異なっており、それぞれの曲率半径は、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mmである。曲率半径が小さい程、剪断加工時に応力集中が生じるので摩耗し易い。しかし、曲率半径が小さい程切断面形状がばらついて観察しにくくなる。また、プレス加工後の孔部と抜き落とし部とでは、抜き落とし側の方が観察し易い。以上を考慮し、本評価は抜き落とし側の曲率半径が0.1mmの角を観察して行った。
潤滑剤無しの場合は、十万回打ちぬいたときに素材間の差異が顕著となり、潤滑剤有りの場合は百万回打ち抜いたときに素材間の差異が顕著となったので、そのときの値を評価値として採用した。バリ高さはレーサ゛ー変位計で測定し、破断面比率は光顕による断面観察で測定した。
真空溶解炉で表6の成分のインゴットをチタン銅の例として溶製し、950℃加熱して熱間圧延し板厚10mmの熱延板を得、更に950℃で十分な均質化焼鈍を行なった後水冷し、機械面削加工により酸化スケールを取り除いた後冷間圧延して板厚0.2mmの冷間圧延板を得た。その後大気中800〜850℃×30〜120sで溶体化処理を行ない、酸洗後冷間圧延して板厚を0.15mmとした。そして360〜400℃×3〜48hの時効処理を行ない、酸洗研摩をして表面粗さを調整しCu下地薄Snメッキを施し、リフローを行った。
試験と評価は実施例1と同様に行なった。
一方比較例において、No.7はCuメッキ及びSnメッキを施さなかったチタン銅であり、No.8はCuメッキ厚が請求項の規定より薄いチタン銅である。発明例に比べてバリが高く破断面比率が低いことから金型の摩耗が進行していると言える。更にNo.9は、Cuメッキ、Snメッキをせずに内質改善でプレス加工性を良好にしたものであるが、Sを多量に含有しているために延性が低下し、曲げ加工性が劣っている。No.10は結晶粒径が小さく、アスペクト比が小さいことから最終圧延での加工度が高い為曲げ加工性が劣っている。No.11は結晶粒径が大きすぎて、強度が低い。MBR/tは1以下であるが、曲げ部に肌荒れが発生する。No.9、10、11は、プレス加工性は良好であるが、本発明の目的は高い強度と良好な曲げ加工性を具備した上でのプレス加工性改善を目的としている。
また、実施例1と実施例2のバリ高さを比較すると、Snメッキを施し、熱処理をした実施例2の方がバリ高さが小さく、プレス加工性が改善されていることがわかる。
ベリリウム銅、Cu-Fe系合金、その他の合金系の例についても金型摩耗の低減効果を検証した。表11に調査した合金の成分を示す。それぞれ溶解鋳造後熱延し、冷延、焼鈍を繰り返して、板厚0.15mmの冷延板を得、Cuめっきを施した。Cuめっき層の状態を表12に示す。そして実施例1と同じ条件で連続プレスを実施して、潤滑剤無しの場合と有りの場合でバリ高さ及び破断面比率を測定して、金型摩耗性を評価した。
一方比較例において、No.6〜10は、Cuめっきを施していないので、発明例に示した同じ成分の材料より、格段に金型の摩耗が進行している。そして、No.11,12は、Cu層が薄ので、プレス加工中に、Cu層が断絶し、素地中の炭化物形成元素と工具表面との隔絶が不十分となり、期待通りの効果が得られていない。
このように、鉄鋼中で炭化物を形成しやすい元素を含有する銅合金は、プレス加工において、金型が摩耗しやすいが、本発明で規定した表面処理をすることにより、金型摩耗が低減し、よって、精密プレスが可能になる。
Claims (6)
- 炭化物の標準生成自由エネルギーが、常温で−42kJ/mol以下であるTi,Nb,V,Ta,W,Mo,Cr,Mn,Fe,Beの中から選択される1種又は2種以上の元素を0.1〜5.0mass%含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなり、かつ圧延平行断面の結晶粒が円相当径の平均値で0.5μm〜30μm、結晶粒の幅(b)と長さ(a)の比としたアスペクト比(b/a)の平均値が1/5以上である銅基合金に、Cuを厚さ0.05〜2.00μmメッキしていることを特徴とするプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
- 炭化物の標準生成自由エネルギーが、常温で−42kJ/mol以下であるTi,Nb,V,Ta,W,Mo,Cr,Mn,Fe,Beの中から選択された1種又は2種以上の元素を0.1〜5.0mass%含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなり、圧延平行断面の結晶粒において円相当径の平均値が0.5μm〜30μm、結晶粒の幅(b)と長さ(a)の比(b/a)としたアスペクト比の平均値が1/5以上である銅基合金に、Cuを厚さ0.05〜2.00μmメッキし、さらにその上層にSnを厚さ0.005〜0.20μmメッキした後、Cuメッキ層とSnメッキ層が拡散層を形成させる熱処理をしていることを特徴とするプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
- 前記銅基合金が、選択される元素のうちTi:2.0〜4.0mass%を含有する請求項1又は2記載のプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
- 前記銅基合金が、微細化元素としてFe、Cr、Nb、V、Zr、Co、Si、Ni、B、P、Beの中から1種又は2種以上を0.01〜0.50mass%さらに含有する請求項3記載のプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
- 前記Cuメッキ面又は前記Snメッキ面において圧延直角方向の表面粗さがRy:0.3〜3.0μm、Rz:0. 3〜3.0μm、Sm:0.01〜0.5mmに調整され、かつ(Ry-Rz)/Rz≦1に調整されていることを特徴とする請求項1から4までの何れか1項記載のプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
- 工具鋼からなるポンチ及びダイにてプレス打抜きされる請求項1から5項までの何れか1項記載のプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004340584A JP4170977B2 (ja) | 2003-11-28 | 2004-11-25 | プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003399810 | 2003-11-28 | ||
JP2004340584A JP4170977B2 (ja) | 2003-11-28 | 2004-11-25 | プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005179775A JP2005179775A (ja) | 2005-07-07 |
JP4170977B2 true JP4170977B2 (ja) | 2008-10-22 |
Family
ID=34797413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004340584A Expired - Fee Related JP4170977B2 (ja) | 2003-11-28 | 2004-11-25 | プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4170977B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4686658B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-05-25 | Jx日鉱日石金属株式会社 | プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 |
JP4634955B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-02-16 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 曲げ加工性及び寸法安定性に優れた高強度銅合金 |
JP2008248355A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Nikko Kinzoku Kk | 電子部品用チタン銅及びこれを用いた電子部品 |
JP4928584B2 (ja) * | 2009-06-03 | 2012-05-09 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン板およびその製造方法ならびにプレート式熱交換器の熱交換部材の製造方法 |
JP4601085B1 (ja) * | 2010-06-03 | 2010-12-22 | Jx日鉱日石金属株式会社 | Cu−Co−Si系銅合金圧延板及びそれを用いた電気部品 |
JP5770113B2 (ja) * | 2012-01-13 | 2015-08-26 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 金属箔複合体、並びに成形体及びその製造方法 |
WO2021177461A1 (ja) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 純銅板、銅/セラミックス接合体、絶縁回路基板 |
-
2004
- 2004-11-25 JP JP2004340584A patent/JP4170977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005179775A (ja) | 2005-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102025464B1 (ko) | 구리합금 판재 및 구리합금 판재의 제조 방법 | |
JP4934759B2 (ja) | 銅合金板材及びこれを用いたコネクタ並びに銅合金板材の製造方法 | |
JP4357548B2 (ja) | Cu−Ti系銅合金板材およびその製造法 | |
JP5097970B2 (ja) | 銅合金板材及びその製造方法 | |
WO2012026611A1 (ja) | 銅合金板材及びその製造方法 | |
KR100535737B1 (ko) | 굽힘가공성이 우수한 고강도 동합금과 그 제조방법 및그것을 사용한 단자ㆍ커넥터 | |
TWI705148B (zh) | 銅合金板材及其製造方法 | |
JP2005048262A (ja) | 疲労特性に優れたCu−Ni−Si系合金 | |
JP2011214087A (ja) | 曲げ加工性に優れたCu−Ni−Si系合金 | |
JP2009185341A (ja) | 銅合金板材およびその製造方法 | |
JP5261161B2 (ja) | Ni−Si−Co系銅合金及びその製造方法 | |
KR102305301B1 (ko) | 쾌삭성 구리 합금, 및 쾌삭성 구리 합금의 제조 방법 | |
JP2013213237A (ja) | Cu−Zn−Sn−Ni−P系合金 | |
JP5208555B2 (ja) | 電子部品用チタン銅 | |
JP2008248355A (ja) | 電子部品用チタン銅及びこれを用いた電子部品 | |
JP4686658B2 (ja) | プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 | |
JP4170977B2 (ja) | プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 | |
JP4423054B2 (ja) | プレス打抜き性に優れた電子部品用素材 | |
JP2012255219A (ja) | 銅合金板材およびその製造方法 | |
KR101682801B1 (ko) | 강도, 내열성 및 굽힘 가공성이 우수한 Fe-P계 구리 합금판 | |
WO2011152104A1 (ja) | Cu-Co-Si系合金板及びその製造方法 | |
JP4563850B2 (ja) | プレス打抜き性に優れた電子部品用銅基素材 | |
KR100676668B1 (ko) | 프레스 펀칭성이 우수한 전자부품용 소재 | |
KR20100056635A (ko) | Cu-Ti계 구리 합금판재 및 그 제조법 | |
KR20160013241A (ko) | Cu-Ti계 구리 합금판재 및 그 제조법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051222 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060609 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060609 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080408 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080606 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080805 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080807 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4170977 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815 Year of fee payment: 5 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |