JP6820215B2 - Ｆｅ基合金 - Google Patents
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Description
本発明は、化学研磨により、優れた表面平滑性と表面清浄性を有し、例えば、電子部品に用いられる、Ｆｅ基合金に関するものである。
Ｆｅ基合金は、低熱膨張係数を有するので、例えば、電子部品に用いられることがある。電子部品に用いられる合金は、研磨後にめっきが施されることが多いので、研磨後に表面平滑性と表面清浄性を有することが求められる。一方で、電子部品は複雑な構造をしていることが多いので、バフ研磨などの物理的研磨では研磨できない部位が生じることがある。そこで、電子部品に用いられる合金には、化学研磨が施されることが多い。
化学研磨は、合金表面の凹凸を溶解することにより平滑化したり、プレス打ち抜き等にて生じたバリを溶解させる研磨法であり、平滑性や生産性の観点から、化学研磨速度の向上、すなわち、溶解速度の向上が要求される。化学研磨速度は被研磨材料の耐食性で左右されるため、例えば、耐食性に有効な元素であるＮｉ量を低減することで、化学研磨速度の向上、すなわち、化学研磨後の表面平滑性の向上を図ることができる。しかし、Ｎｉ量を低減させると、合金の熱膨張係数が大きく変化してしまうという問題があった。電子部品用途等、合金の用途によっては要求される熱膨張係数が決まっているため、熱膨張係数の変化を防止しつつ、生産性よく優れた表面平滑性を達成するためには、Ｎｉ等の主要元素の配合量で対応することは難しい。
また、化学研磨では、依然として、表面清浄性の向上も要求されている。そこで、リードフレーム用Ｆｅ−Ｎｉ合金に含有されるＴｉ量を低減させることで、化学研磨後の酸化膜の形成が抑制、すなわち、化学研磨後の表面清浄性を向上させることで、後工程の電気めっき性を向上することができることが開示されている（特許文献１）。
しかし、特許文献１のＦｅ−Ｎｉ合金では、化学研磨による表面平滑性が、依然として十分ではないという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、化学研磨による表面の速やかな溶解により得られる優れた表面平滑性と、化学研磨後における優れた表面清浄性とを有する、Ｆｅ基合金を提供することを目的とする。
本発明の態様は、Ｃ：０．００１〜０．０２０質量％
Ｓｉ：０．０１〜０．４０質量％
Ｍｎ：０．０１〜０．８０質量％
Ｓ：０．０００５〜０．００５０質量％
Ａｌ：０．００１〜０．０２０質量％
を含み、かつ
Ｎｉ：２５．０〜４５．０質量％、
Ｃｏ：０〜２２．０質量％を
２５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％
の範囲で含み、かつ、
Ａｕ：０．０２７５質量％以下
Ａｇ：０．０５００質量％以下
Ｐｄ：０．０５００質量％以下
Ｐｔ：０．０３３０質量％以下
Ｃｕ：０．３００質量％以下
の１種または２種以上を
０．００２０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０５００
の範囲で含み、かつ
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＦｅ基合金である。
Ｓｉ：０．０１〜０．４０質量％
Ｍｎ：０．０１〜０．８０質量％
Ｓ：０．０００５〜０．００５０質量％
Ａｌ：０．００１〜０．０２０質量％
を含み、かつ
Ｎｉ：２５．０〜４５．０質量％、
Ｃｏ：０〜２２．０質量％を
２５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％
の範囲で含み、かつ、
Ａｕ：０．０２７５質量％以下
Ａｇ：０．０５００質量％以下
Ｐｄ：０．０５００質量％以下
Ｐｔ：０．０３３０質量％以下
Ｃｕ：０．３００質量％以下
の１種または２種以上を
０．００２０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０５００
の範囲で含み、かつ
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＦｅ基合金である。
上記態様では、母材である主要成分として、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ａｌ、Ｎｉ、必要に応じてＣｏが含まれ、副成分として、母材に対して貴な金属であるＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＣｕからなる群から選択された金属の少なくとも１種が含まれている。また、本発明の合金は、上記した主要成分及び副成分以外には、不可避的不純物を除いてＦｅが含まれるので、Ｆｅ基合金とした。
本発明の態様は、Ａｌ：０．００１〜０．０１０質量％であるＦｅ基合金である。
本発明の態様によれば、Ｃ：０．００１〜０．０２０質量％、Ｓ：０．０００５〜０．００５０質量％、Ａｌ：０．００１〜０．０２０質量％であり、Ａｕ：０．０２７５質量％以下、Ａｇ：０．０５００質量％以下、Ｐｄ：０．０５００質量％以下、Ｐｔ：０．０３３０質量％以下、Ｃｕ：０．３００質量％以下の１種または２種以上を０．００２０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０５００の範囲で含むことにより、化学研磨による表面の速やかな溶解により得られる優れた表面平滑性と化学研磨後における優れた表面清浄性を有する、化学研磨の容易なＦｅ基合金を得ることができる。
以下に、本発明のＦｅ基合金について詳細を説明する。本発明のＦｅ基合金は、
Ｃ：０．００１〜０．０２０質量％
Ｓｉ：０．０１〜０．４０質量％
Ｍｎ：０．０１〜０．８０質量％
Ｓ：０．０００５〜０．００５０質量％
Ａｌ：０．００１〜０．０２０質量％
を含み、かつ
Ｎｉ：２５．０〜４５．０質量％、
Ｃｏ：０〜２２．０質量％を
２５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％
の範囲で含み、かつ、
Ａｕ：０．０２７５質量％以下
Ａｇ：０．０５００質量％以下
Ｐｄ：０．０５００質量％以下
Ｐｔ：０．０３３０質量％以下
Ｃｕ：０．３００質量％以下
の１種または２種以上を
０．００２０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０５００
の範囲で含み、かつ
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
Ｃ：０．００１〜０．０２０質量％
Ｓｉ：０．０１〜０．４０質量％
Ｍｎ：０．０１〜０．８０質量％
Ｓ：０．０００５〜０．００５０質量％
Ａｌ：０．００１〜０．０２０質量％
を含み、かつ
Ｎｉ：２５．０〜４５．０質量％、
Ｃｏ：０〜２２．０質量％を
２５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％
の範囲で含み、かつ、
Ａｕ：０．０２７５質量％以下
Ａｇ：０．０５００質量％以下
Ｐｄ：０．０５００質量％以下
Ｐｔ：０．０３３０質量％以下
Ｃｕ：０．３００質量％以下
の１種または２種以上を
０．００２０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０５００
の範囲で含み、かつ
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
まず、本発明のＦｅ基合金の副成分である、母材に対して貴な金属であるＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕについて説明する。
本発明のＦｅ基合金では、Ａｕ：０．０２７５質量％以下、Ａｇ：０．０５００質量％以下、Ｐｄ：０．０５００質量％以下、Ｐｔ：０．０３３０質量％以下、Ｃｕ：０．３００質量％以下の１種以上を、０．００２０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０５００の範囲で含まれる。すなわち、本発明のＦｅ基合金では、母材と比べて貴な金属である、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＣｕからなる群から選択された金属の少なくとも１種が、少量添加されている。
本発明のＦｅ基合金では、上記貴な金属が配合されることで、上記貴な金属と母材との間で電池が形成されて母材の溶解が助長される、所謂ガルバニック腐食が生じることにより、母材の化学研磨速度が向上し、結果、優れた表面平滑性が得られるのではと、発明者は考えている。また、本発明のＦｅ基合金の表面清浄性は、上記貴な金属の配合量が調整されることで、Ｆｅ基合金の化学研磨時における腐食生成物の発生が抑制されるためではないかと、発明者は考えている。
上記貴な金属以外の成分であるＦｅ基合金の主要成分（母材）と上記貴な金属との電位差が大きいほどＦｅ基合金の溶解速度が大きくなる。よって、上記式における５種の各貴な金属について、水溶液中における上記各貴な金属の標準電極酸化還元電位の大小に基づいて、Ａｕの質量％に係数１．８、Ｐｔの質量％に係数１．５、Ｃｕの質量％に係数０．１０を、それぞれ、乗じた。上記と同じ理由から、Ａｇの質量％とＰｄの質量％については、係数を設けなかった。例えば、係数１．８のＡｕは、Ａｇ及びＰｄと比較して標準電極酸化還元電位が高く、係数１．０のＡｇとＰｄに対して約１．８倍の溶解速度向上効果を有する。
１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕの値の下限値は、優れた表面清浄性と表面平滑性を得る点から０．００２０であり、表面平滑性をより向上させる点から０．００２５が好ましく、表面平滑性をさらに向上させる点から０．００３０が特に好ましい。一方で、１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕの値の上限値は、優れた表面平滑性と表面清浄性を得る点から０．０５００であり、表面清浄性をより向上させる点から０．０３００が好ましく、表面清浄性をさらに向上させる点から０．０２００が特に好ましい。
また、Ｆｅ基合金の表面清浄性を得る点から、さらに、Ａｕ：０．０２７５質量％以下、Ａｇ：０．０５００質量％以下、Ｐｄ：０．０５００質量％以下、Ｐｔ：０．０３３０質量％以下、Ｃｕ：０．３００質量％以下である。また、ＣｕはＦｅ基合金の熱膨張係数を大きくする作用も有するので、表面清浄性だけでなく、熱膨張係数の低減の点から０．３０質量％以下である。
上記式中の係数から、Ａｕの配合が最も研磨速度の向上に有効ではあるが、Ｆｅ基合金の製造コストの点から、ＡｇやＣｕ等と組み合わせて配合することが好ましい。
次に、本発明のＦｅ基合金の母材である主要成分、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏについて説明する。
Ｃ：０．００１〜０．０２０質量％
Ｃが含まれることで、Ｆｅ基合金に機械的強度を付与することができる。機械的強度を得る点から、Ｃは０．００１質量％以上配合される。一方で、Ｃの配合量の上限値は、粗大な炭化物の析出により打ち抜き性等の機械的強度の低下を防止し、また、化学研磨後に大きな析出物が溶け残る、すなわち、化学研磨後の表面清浄性が低下して後工程であるめっき性が低下することを防止する点から０．０２０質量％であり、０．０１５質量％が好ましく、０．０１０質量％が特に好ましい。
Ｃが含まれることで、Ｆｅ基合金に機械的強度を付与することができる。機械的強度を得る点から、Ｃは０．００１質量％以上配合される。一方で、Ｃの配合量の上限値は、粗大な炭化物の析出により打ち抜き性等の機械的強度の低下を防止し、また、化学研磨後に大きな析出物が溶け残る、すなわち、化学研磨後の表面清浄性が低下して後工程であるめっき性が低下することを防止する点から０．０２０質量％であり、０．０１５質量％が好ましく、０．０１０質量％が特に好ましい。
Ｓｉ：０．０１〜０．４０質量％
Ｓｉは、脱酸元素としてＦｅ基合金に配合される。確実に脱酸の効果を得る点から、Ｓｉは０．０１質量％以上配合される。一方で、Ｓｉの配合量の上限値は、Ｆｅ基合金の熱膨張係数の増加を防止する点から０．４０質量であり、０．３０質量％が好ましく、０．２０質量％が特に好ましい。
Ｓｉは、脱酸元素としてＦｅ基合金に配合される。確実に脱酸の効果を得る点から、Ｓｉは０．０１質量％以上配合される。一方で、Ｓｉの配合量の上限値は、Ｆｅ基合金の熱膨張係数の増加を防止する点から０．４０質量であり、０．３０質量％が好ましく、０．２０質量％が特に好ましい。
Ｍｎ：０．０１〜０．８０質量％
Ｍｎは、脱酸元素としてＦｅ基合金に配合される。確実に脱酸の効果を得る点から、Ｍｎは０．０１質量％以上配合される。一方で、Ｍｎの配合量の上限値は、熱膨張係数の増加を防止する点から０．８０質量％であり、０．６０質量％が好ましく、０．４０質量％が特に好ましい。
Ｍｎは、脱酸元素としてＦｅ基合金に配合される。確実に脱酸の効果を得る点から、Ｍｎは０．０１質量％以上配合される。一方で、Ｍｎの配合量の上限値は、熱膨張係数の増加を防止する点から０．８０質量％であり、０．６０質量％が好ましく、０．４０質量％が特に好ましい。
Ｓ：０．０００５〜０．００５０質量％
ＳはＭｎと反応してＭｎＳを形成することで、Ｆｅ基合金に電子部品等の製造に必要な打ち抜き性等の機械的強度を付与する。打ち抜き性等の機械的強度を得る点から、Ｓは０．０００５質量％以上配合される。一方で、Ｓの配合量の上限値は、粗大なＭｎＳが形成されて表面清浄性が低下するのを防止する点から０．００５０質量％であり、０．００４０質量％が好ましく、０．００３０質量％が特に好ましい。
ＳはＭｎと反応してＭｎＳを形成することで、Ｆｅ基合金に電子部品等の製造に必要な打ち抜き性等の機械的強度を付与する。打ち抜き性等の機械的強度を得る点から、Ｓは０．０００５質量％以上配合される。一方で、Ｓの配合量の上限値は、粗大なＭｎＳが形成されて表面清浄性が低下するのを防止する点から０．００５０質量％であり、０．００４０質量％が好ましく、０．００３０質量％が特に好ましい。
Ａｌ：０．００１〜０．０２０質量％
Ａｌは、脱酸元素としてＦｅ基合金に配合される。確実に脱酸の効果を得る点から、Ａｌは０．００１質量％以上配合される。一方で、Ａｌの配合量の上限値は、粗大な介在物を形成することで、打ち抜き性等の機械的強度が低下し、また、化学研磨時の腐食生成物の付着の起点となって、結果、表面清浄性が低下してしまうことを防止する点から０．０２０質量％であり、０．０１５質量％が好ましく、０．０１０質量％が特に好ましい。
Ａｌは、脱酸元素としてＦｅ基合金に配合される。確実に脱酸の効果を得る点から、Ａｌは０．００１質量％以上配合される。一方で、Ａｌの配合量の上限値は、粗大な介在物を形成することで、打ち抜き性等の機械的強度が低下し、また、化学研磨時の腐食生成物の付着の起点となって、結果、表面清浄性が低下してしまうことを防止する点から０．０２０質量％であり、０．０１５質量％が好ましく、０．０１０質量％が特に好ましい。
Ｎｉ：２５．０〜４５．０質量％
Ｎｉは、Ｆｅ基合金の熱膨張係数を決定する上で重要な元素である。Ｎｉの配合量の下限値は、室温（２５℃）での組織を安定させて熱膨張係数の増加を防止する点から２５．０質量％であり、２６．０質量％が好ましく、２７．０質量％が特に好ましい。一方で、Ｎｉの配合量の上限値は、低熱膨張係数を維持する点から４５．０質量％であり、４０．０質量％が好ましく、３５．０質量％が特に好ましい。
Ｎｉは、Ｆｅ基合金の熱膨張係数を決定する上で重要な元素である。Ｎｉの配合量の下限値は、室温（２５℃）での組織を安定させて熱膨張係数の増加を防止する点から２５．０質量％であり、２６．０質量％が好ましく、２７．０質量％が特に好ましい。一方で、Ｎｉの配合量の上限値は、低熱膨張係数を維持する点から４５．０質量％であり、４０．０質量％が好ましく、３５．０質量％が特に好ましい。
Ｃｏ：０〜２２．０質量％
Ｃｏは、上記Ｎｉとの組み合わせによって、Ｆｅ基合金に低熱膨張係数を付与するために配合する元素である。従って、Ｃｏは、必須成分ではなく、必要に応じて配合すればよい。Ｃｏの配合量は、熱膨張係数の増加を防止する点から２２．０質量％以下であり、５．０〜２０．０質量％が好ましく、１０．０〜１８．０質量％が特に好ましい。
Ｃｏは、上記Ｎｉとの組み合わせによって、Ｆｅ基合金に低熱膨張係数を付与するために配合する元素である。従って、Ｃｏは、必須成分ではなく、必要に応じて配合すればよい。Ｃｏの配合量は、熱膨張係数の増加を防止する点から２２．０質量％以下であり、５．０〜２０．０質量％が好ましく、１０．０〜１８．０質量％が特に好ましい。
２５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％
ＮｉとＣｏは、それぞれ、Ｆｅ基合金に低熱膨張係数を付与するために添加する元素であり、その合計値の制御は低熱膨張係数を得るために重要である。ＮｉとＣｏの合計値が２５．０質量％未満でも５５．０質量％超でも、Ｆｅ基合金の熱膨張係数が増加する。よって、Ｆｅ基合金に低熱膨張係数を付与する点から２５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％であり、３５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５２．０質量％が好ましく、４０．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４８．０質量％が特に好ましい。
ＮｉとＣｏは、それぞれ、Ｆｅ基合金に低熱膨張係数を付与するために添加する元素であり、その合計値の制御は低熱膨張係数を得るために重要である。ＮｉとＣｏの合計値が２５．０質量％未満でも５５．０質量％超でも、Ｆｅ基合金の熱膨張係数が増加する。よって、Ｆｅ基合金に低熱膨張係数を付与する点から２５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％であり、３５．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦５２．０質量％が好ましく、４０．０質量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４８．０質量％が特に好ましい。
本発明のＦｅ基合金では、上記した各主要成分及び各副成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｐ、非金属介在物などが挙げられる。また、必要に応じて、合金元素として、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｎｂなどを含んでもよい。
本発明のＦｅ基合金の製造方法は、特に限定されず、例えば、各主要成分と各副成分とが所定の比率となるように金属屑等の原料を用意し、加熱炉で上記原料を溶解し、精錬、鋳造することで製造することができる。
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。
実施例１
高周波誘導炉を用いてマグネシア坩堝中で、大気中で溶解し、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｆ系スラグを形成して脱硫した後、鋳型に鋳込んで、下記表１に示す２０ｋｇ鋼塊（インゴット）を作製した。次いで、上記インゴットを、１２５０℃にて熱間鍛造し、１０ｍｍの板状とした後に、硝弗酸にて酸洗し、室温（２５℃）にて冷間圧延を施すことで、板厚１ｍｍの冷間圧延板を作製した。その後、該冷間圧延板を切り出し、＃２４０湿式研磨を施して表面に凹凸を形成したものを試験用サンプルとした。化学研磨液として、過酸化水素（１０質量％）、硫酸（０．５質量％）、一水素二フッ化二アンモニウム（１．５質量％）及びフェノール（０．３質量％）を混合した混合酸水溶液を用いた。試験用サンプルを、前記化学研磨液に、２５℃にて６０秒浸漬して、化学研磨後の表面平滑性及び化学研磨後の表面清浄性を評価した。
高周波誘導炉を用いてマグネシア坩堝中で、大気中で溶解し、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｆ系スラグを形成して脱硫した後、鋳型に鋳込んで、下記表１に示す２０ｋｇ鋼塊（インゴット）を作製した。次いで、上記インゴットを、１２５０℃にて熱間鍛造し、１０ｍｍの板状とした後に、硝弗酸にて酸洗し、室温（２５℃）にて冷間圧延を施すことで、板厚１ｍｍの冷間圧延板を作製した。その後、該冷間圧延板を切り出し、＃２４０湿式研磨を施して表面に凹凸を形成したものを試験用サンプルとした。化学研磨液として、過酸化水素（１０質量％）、硫酸（０．５質量％）、一水素二フッ化二アンモニウム（１．５質量％）及びフェノール（０．３質量％）を混合した混合酸水溶液を用いた。試験用サンプルを、前記化学研磨液に、２５℃にて６０秒浸漬して、化学研磨後の表面平滑性及び化学研磨後の表面清浄性を評価した。
なお、下記表１の各成分の配合量は、質量％であり、また、母材の主要成分として、本発明のＦｅ基合金の熱膨張係数を決定する上で重要な元素であるＮｉの配合量のみを記載した。
（１）表面平滑性
上記試験用サンプルの表面に形成された凹凸が、化学研磨液によってどの程度平滑化されたかで評価した。具体的には、化学研磨液による研磨前後の凹凸の低減の程度を算術平均粗さＲａの比（Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前））から算出し、その結果を下記４段階にて評価することで、表面平滑性を評価した。なお、算術平均粗さＲａの測定には、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の３Ｄレーザー顕微鏡ＶＫ−９７１０を用いた。
表面平滑性極めて良好（◎）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４０未満
表面平滑性良好（○）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４０以上０.４５未満
表面平滑性有り（△）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４５以上０．４９未満
表面平滑性なし（×）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４９以上
上記試験用サンプルの表面に形成された凹凸が、化学研磨液によってどの程度平滑化されたかで評価した。具体的には、化学研磨液による研磨前後の凹凸の低減の程度を算術平均粗さＲａの比（Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前））から算出し、その結果を下記４段階にて評価することで、表面平滑性を評価した。なお、算術平均粗さＲａの測定には、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の３Ｄレーザー顕微鏡ＶＫ−９７１０を用いた。
表面平滑性極めて良好（◎）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４０未満
表面平滑性良好（○）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４０以上０.４５未満
表面平滑性有り（△）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４５以上０．４９未満
表面平滑性なし（×）：Ｒａ（試験後）／Ｒａ（試験前）＝０．４９以上
（２）表面清浄性
上記試験用サンプル表面について、化学研磨後の腐食生成物の発生の程度を、光学顕微鏡（５００倍）で観察し、下記４段階で評価した。
表面清浄性極めて良好（◎）：腐食生成物無し
表面清浄性良好（○）：若干の腐食生成物が観察
表面清浄性有り（△）：ある程度の腐食性生物が観察されたが、許容できる程度
表面清浄性なし（×）：おびただしく腐食性生物が観察
上記試験用サンプル表面について、化学研磨後の腐食生成物の発生の程度を、光学顕微鏡（５００倍）で観察し、下記４段階で評価した。
表面清浄性極めて良好（◎）：腐食生成物無し
表面清浄性良好（○）：若干の腐食生成物が観察
表面清浄性有り（△）：ある程度の腐食性生物が観察されたが、許容できる程度
表面清浄性なし（×）：おびただしく腐食性生物が観察
化学研磨後の表面平滑性と表面清浄性の結果を下記表１に示す。
上記表１から、４２質量％のＮｉを含むＦｅ基合金について、０．００２２≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０４９０にて、化学研磨後の表面平滑性と表面清浄性が得られた。特に、０．００２６≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０４９０にて、表面清浄性を損なうことなく、表面平滑性がより向上し、０．００３５≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０４９０にて、表面清浄性を損なうことなく、表面平滑性がさらに向上した。
また、０．００２２≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０２６４にて、表面平滑性を損なうことなく、表面清浄性がより向上し、０．００３５≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０１９３にて、表面清浄性、表面平滑性ともに極めて優れたＦｅ基合金が得られた。
一方で、１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．００１７では表面平滑性が得られず、０．０５３０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕでは表面清浄性が得られなかった。
実施例２
鉄屑、フェロニッケル、Ｆｅ−Ｎｉ合金屑、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金屑などを所定の比率に調整した原料を、電気炉にて溶解した。その後、ＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）炉またはＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）炉で二次精錬して、下記表２に示す種々の成分組成を有するＦｅ基合金を調製した。その後、調製したＦｅ基合金を連続鋳造して鋼片（スラブ）とした。次いで、上記スラブを１２５０℃にて熱間圧延、焼鈍、硝弗酸にて酸洗し、室温（２５℃）にて冷間圧延を実施して、板厚１ｍｍの冷間圧延板を作製した。その後、該冷間圧延板を切り出し、＃２４０湿式研磨を施して、表面に凹凸を形成したものを試験用サンプルとした。
鉄屑、フェロニッケル、Ｆｅ−Ｎｉ合金屑、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金屑などを所定の比率に調整した原料を、電気炉にて溶解した。その後、ＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）炉またはＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）炉で二次精錬して、下記表２に示す種々の成分組成を有するＦｅ基合金を調製した。その後、調製したＦｅ基合金を連続鋳造して鋼片（スラブ）とした。次いで、上記スラブを１２５０℃にて熱間圧延、焼鈍、硝弗酸にて酸洗し、室温（２５℃）にて冷間圧延を実施して、板厚１ｍｍの冷間圧延板を作製した。その後、該冷間圧延板を切り出し、＃２４０湿式研磨を施して、表面に凹凸を形成したものを試験用サンプルとした。
なお、下記表２中に示したＣ、Ｓの組成は、炭素・硫黄同時分析装置（酸素気流中燃焼−赤外線吸収法）を用いて、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔの組成は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いて、それぞれ、分析した値である。また、上記以外の各組成は、蛍光Ｘ線分析を用いて分析した値である。なお、下記表２の各成分の配合量は、質量％である。
表面に凹凸を形成した試験用サンプルについて、上記実施例１と同様にして、化学研磨後の表面平滑性及び化学研磨後の表面清浄性を評価した。
表面平滑性と表面清浄性の結果を下記表２に示す。なお、表面平滑性と表面清浄性がともに「△」以上の試験用サンプルが、総合評価「○」の発明例、表面平滑性と表面清浄性のいずれかが「×」の試験用サンプルが、総合評価「×」の比較例である。
上記表２から、主要成分の含有量が上記本発明の範囲内であり、且つ０．００２１≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０４９７であるサンプルＮｏ１〜２８（発明例）は、化学研磨後において、表面平滑性と表面清浄性が得られた。特に、０．００２６≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０４９７にて、表面清浄性を損なうことなく、表面平滑性がより向上し、０．００４１≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０４９７にて、表面清浄性を損なうことなく、表面平滑性がさらに向上した。
また、０．００２１≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０２９２にて、表面平滑性を損なうことなく、表面清浄性がより向上し、０．００４１≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０１９７にて、表面清浄性、表面平滑性ともに極めて優れたＦｅ基合金が得られた。
一方で、主要成分の含有量が上記本発明の範囲内であっても、１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ＝０．００１８（サンプルＮｏ２９）では表面平滑性が得られず、０．０５０８≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ（サンプルＮｏ３０〜３５）では表面清浄性が得られなかった。
また、Ｃ：０．０２５質量％（サンプルＮｏ３６）、Ｓ：０．００５２質量％（サンプルＮｏ３７）、Ａｌ：０．０２１質量％（サンプルＮｏ３８）では、いずれも、表面清浄性が得られなかった。
本発明のＦｅ基合金は、化学研磨後の表面平滑性と表面清浄性に優れる、すなわち、優れた化学研磨性を有しているので、広汎な分野で利用可能であり、例えば、化学研磨後の表面平滑性と表面清浄性が特に要求される、リードフレーム等、電子部品用材料として、利用価値が高い。
Claims (2)
- Ｃ：０．００１〜０．０２０質量％
Ｓｉ：０．０１〜０．４０質量％
Ｍｎ：０．０１〜０．８０質量％
Ｓ：０．０００５〜０．００５０質量％
Ａｌ：０．００１〜０．０２０質量％
を含み、かつ
Ｎｉ：２５．０〜４５．０質量％、
Ｃｏ：４．８〜２２．０質量％を
Ｎｉ＋Ｃｏ≦５５．０質量％
の範囲で含み、かつ、
Ａｕ：０．０２７５質量％以下
Ａｇ：０．０５００質量％以下
Ｐｄ：０．０５００質量％以下
Ｐｔ：０．０３３０質量％以下
Ｃｕ：０．３００質量％以下
の１種または２種以上を
０．００２０≦１．８×質量％Ａｕ＋質量％Ａｇ＋質量％Ｐｄ＋１．５×質量％Ｐｔ＋０．１０×質量％Ｃｕ≦０．０５００
の範囲で含み、かつ
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＦｅ基合金。 - Ａｌ：０．００１〜０．０１０質量％である請求項１に記載のＦｅ基合金。
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