JPH0544001A - Ｃｕ系強化金属材料 - Google Patents
Ｃｕ系強化金属材料Info
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- JPH0544001A JPH0544001A JP22525691A JP22525691A JPH0544001A JP H0544001 A JPH0544001 A JP H0544001A JP 22525691 A JP22525691 A JP 22525691A JP 22525691 A JP22525691 A JP 22525691A JP H0544001 A JPH0544001 A JP H0544001A
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- Japan
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- phase
- alloy
- metal
- metallic material
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子電気機器用材料として、従来の強化機構
による合金が共通して抱える問題点を解決し、低廉に且
つ容易に製造が可能で、同等以上の優れた強度や延性を
持つＣｕ系金属材料を提供する。 【構成】 母相としてＣｕ元素を主体とした不規則面心
立方格子構造の銅合金からなり、この銅合金成分から派
生した成分組成からなる規則格子構造を持つ第２相金属
を強化分散相として含むＣｕ系強化金属材料。
による合金が共通して抱える問題点を解決し、低廉に且
つ容易に製造が可能で、同等以上の優れた強度や延性を
持つＣｕ系金属材料を提供する。 【構成】 母相としてＣｕ元素を主体とした不規則面心
立方格子構造の銅合金からなり、この銅合金成分から派
生した成分組成からなる規則格子構造を持つ第２相金属
を強化分散相として含むＣｕ系強化金属材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続的に形成された規
則格子構造を持つ金属体を強化体として分散して有する
事で、極めて高い強度を発揮し、機器部材，一般構造材
等や、ばね材，コネクター材，リードフレーム材等の電
子電気機器用材として用いるのに適したＣｕ系強化金属
材料に関するものである。
則格子構造を持つ金属体を強化体として分散して有する
事で、極めて高い強度を発揮し、機器部材，一般構造材
等や、ばね材，コネクター材，リードフレーム材等の電
子電気機器用材として用いるのに適したＣｕ系強化金属
材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来良く知られている金属の強化機構と
しては、金属元素の固溶作用による固溶強化、金属元素
或いはその化合物の析出による析出強化、更には金属の
構成要素の濃度揺らぎによる構造変化を伴うスピノーダ
ル分解強化が、その主なものとして金属の強化に際して
は用いられてきた。その利用面として、近年の電子電気
産業に於ける軽薄短小化において、そこで使用される機
器の小型化、軽量化を促し、それに伴い、その構成部品
の小型化，軽量化，高性能化が一段と望まれている。
しては、金属元素の固溶作用による固溶強化、金属元素
或いはその化合物の析出による析出強化、更には金属の
構成要素の濃度揺らぎによる構造変化を伴うスピノーダ
ル分解強化が、その主なものとして金属の強化に際して
は用いられてきた。その利用面として、近年の電子電気
産業に於ける軽薄短小化において、そこで使用される機
器の小型化、軽量化を促し、それに伴い、その構成部品
の小型化，軽量化，高性能化が一段と望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この要求に対して、そ
の構成部品の基盤を成す構成材や，コネクター，リード
フレーム材等も小型，軽量化の為に薄肉化が望まれ、更
により高い強度を有する材料が必要となってきた。それ
に対して、従来はＣｕ−Ｂｅ，Ｃｕ−Ｔｉ等の析出型合
金やＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等のスピノーダル分解型合金が使
用されてきたが、これ等の合金では共通して高温での熱
処理とその後に行われる時効処理が不可欠であり、この
工程は材料の特性を高める働きをするものであるが、一
方、特性の変動要因を引き起こすもので、その制御の方
法が容易ではなく、その為に設備の導入や工程数の増加
を招き価格高騰の一因となっている。また、これらの合
金においては、時効処理後は延性が著しく低下し、それ
以後の成形が難しく割れを生じたり、折れたりする等の
欠陥を生じてしまうことがある。
の構成部品の基盤を成す構成材や，コネクター，リード
フレーム材等も小型，軽量化の為に薄肉化が望まれ、更
により高い強度を有する材料が必要となってきた。それ
に対して、従来はＣｕ−Ｂｅ，Ｃｕ−Ｔｉ等の析出型合
金やＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等のスピノーダル分解型合金が使
用されてきたが、これ等の合金では共通して高温での熱
処理とその後に行われる時効処理が不可欠であり、この
工程は材料の特性を高める働きをするものであるが、一
方、特性の変動要因を引き起こすもので、その制御の方
法が容易ではなく、その為に設備の導入や工程数の増加
を招き価格高騰の一因となっている。また、これらの合
金においては、時効処理後は延性が著しく低下し、それ
以後の成形が難しく割れを生じたり、折れたりする等の
欠陥を生じてしまうことがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の強化機
構による合金が共通して抱える上記問題を解消し、低廉
に且つ容易に製造が可能で、同等以上の優れた強度や延
性を持つ事が出来る金属材料を提供するため、種々検討
の結果、従来用いられた強化機構以外の強化機構を見出
し、従来強化機構以上の特性を有するＣｕ系強化金属材
料を開発したものである。
構による合金が共通して抱える上記問題を解消し、低廉
に且つ容易に製造が可能で、同等以上の優れた強度や延
性を持つ事が出来る金属材料を提供するため、種々検討
の結果、従来用いられた強化機構以外の強化機構を見出
し、従来強化機構以上の特性を有するＣｕ系強化金属材
料を開発したものである。
【０００５】即ち本発明は、母相としてＣｕ元素を主体
とした不規則面心立方格子構造の銅合金からなり、この
銅合金成分から派生した成分組成からなる規則格子構造
を持つ第２金属を強化分散相として含むことを特徴とす
るものである。
とした不規則面心立方格子構造の銅合金からなり、この
銅合金成分から派生した成分組成からなる規則格子構造
を持つ第２金属を強化分散相として含むことを特徴とす
るものである。
【０００６】
【作用】本発明のＣｕ系強化金属材料を構成する各要素
の構成理由について説明する。先ず本発明の主構成要素
であるところのＣｕ元素を主体とした不規則面心立方格
子構造結晶体中に、この銅合金成分から派生した成分組
成からなる連続的に形成された規則格子を有する金属体
を分散配置する事は、従来の強化機構にはなかった事で
あり、規則格子構造金属自身の持つ高い強度特性、及び
不規則な面心立方格子構造結晶体との界面構造に起因し
てもたらされる強化機能、更にこの規則格子金属体の分
散分布状態によって得られる強化等が組み合わされて高
い強度を持つＣｕ系強化金属材料を生成するものであ
る。
の構成理由について説明する。先ず本発明の主構成要素
であるところのＣｕ元素を主体とした不規則面心立方格
子構造結晶体中に、この銅合金成分から派生した成分組
成からなる連続的に形成された規則格子を有する金属体
を分散配置する事は、従来の強化機構にはなかった事で
あり、規則格子構造金属自身の持つ高い強度特性、及び
不規則な面心立方格子構造結晶体との界面構造に起因し
てもたらされる強化機能、更にこの規則格子金属体の分
散分布状態によって得られる強化等が組み合わされて高
い強度を持つＣｕ系強化金属材料を生成するものであ
る。
【０００７】この種の銅合金材料としては、Ｍｎ10〜30
wt％（以下wt％を％と略記）を含み、Ａｌ５〜15％，Ｓ
ｎ１〜20％，Ｉｎ１〜30％，Ｇａ２〜25％の範囲内で何
れか１種又は２種以上を合計１〜30％含み、又は更にＮ
ｉ２〜10％，Ｃｏ２〜10％，Ｆｅ２〜10％の範囲内で１
種又は２種以上を合計２〜10％含み、残部Ｃｕと不可避
的不純物からなる材料がある。そしてこのような本発明
材料を製造するには上記組成の合金を溶解鋳造し、 680
〜 900℃に加熱保持後、直ちに熱間加工し、続けて冷間
加工を行った後、 150〜 520℃の温度で熱処理を加える
か、又は熱間加工後、その冷却過程に、 150〜 520℃の
温度で熱処理を加える事により、規則格子構造を持つ分
散金属体を不規則な面心立方格子構造結晶体中に形成せ
しめる事ができる。特に、本発明金属材料では、Ｌ
２1 ，若しくはＤＯ3 型と呼ばれる構造を示す規則格子
構造結晶体が形成される事が判っている。
wt％（以下wt％を％と略記）を含み、Ａｌ５〜15％，Ｓ
ｎ１〜20％，Ｉｎ１〜30％，Ｇａ２〜25％の範囲内で何
れか１種又は２種以上を合計１〜30％含み、又は更にＮ
ｉ２〜10％，Ｃｏ２〜10％，Ｆｅ２〜10％の範囲内で１
種又は２種以上を合計２〜10％含み、残部Ｃｕと不可避
的不純物からなる材料がある。そしてこのような本発明
材料を製造するには上記組成の合金を溶解鋳造し、 680
〜 900℃に加熱保持後、直ちに熱間加工し、続けて冷間
加工を行った後、 150〜 520℃の温度で熱処理を加える
か、又は熱間加工後、その冷却過程に、 150〜 520℃の
温度で熱処理を加える事により、規則格子構造を持つ分
散金属体を不規則な面心立方格子構造結晶体中に形成せ
しめる事ができる。特に、本発明金属材料では、Ｌ
２1 ，若しくはＤＯ3 型と呼ばれる構造を示す規則格子
構造結晶体が形成される事が判っている。
【０００８】しかしてＭｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｇａの
各元素はＣｕ中に固溶し、不規則面心立方格子構造を示
す母相を形成し、更にこの母相から規則格子構造を示す
第２相として派生する金属相をＣｕ元素と共に形成し、
強度特性を向上させる働きを示すもので、上記含有量よ
り少ないとこの作用が生じず、越えての含有は難加工性
を示す金属相を生成し、金属材料としての役割を失わせ
る。またＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅの各元素は固溶により強度を
高める働きをすると同時に形成相の熱的安定性に寄与
し、強度の維持向上効果を示すも上記含有量より少ない
と効果がなく、越えての含有は難加工性を示すようにな
る。
各元素はＣｕ中に固溶し、不規則面心立方格子構造を示
す母相を形成し、更にこの母相から規則格子構造を示す
第２相として派生する金属相をＣｕ元素と共に形成し、
強度特性を向上させる働きを示すもので、上記含有量よ
り少ないとこの作用が生じず、越えての含有は難加工性
を示す金属相を生成し、金属材料としての役割を失わせ
る。またＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅの各元素は固溶により強度を
高める働きをすると同時に形成相の熱的安定性に寄与
し、強度の維持向上効果を示すも上記含有量より少ない
と効果がなく、越えての含有は難加工性を示すようにな
る。
【０００９】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。 （実施例１）表１に示す成分組成の合金を溶解鋳造し、
得られた所定成分の鋳塊を 680〜900℃で１時間加熱保
持し、直ちに熱間加工を行い、続けて冷間加工を行って
得られた材料に、 150〜 520℃の温度領域で熱処理を加
えて、規則格子構造を持つ分散金属体を不規則な面心立
方格子構造結晶中に形成せしめた。尚表２中比較例１は
本発明例Ｎo.１の合金について、冷間加工を行った材料
に熱処理による結晶規則化を行なわなかったものであ
る。
得られた所定成分の鋳塊を 680〜900℃で１時間加熱保
持し、直ちに熱間加工を行い、続けて冷間加工を行って
得られた材料に、 150〜 520℃の温度領域で熱処理を加
えて、規則格子構造を持つ分散金属体を不規則な面心立
方格子構造結晶中に形成せしめた。尚表２中比較例１は
本発明例Ｎo.１の合金について、冷間加工を行った材料
に熱処理による結晶規則化を行なわなかったものであ
る。
【００１０】これ等の材料について引張強さ（Ｎ／m
m2 ）， 0.2％耐力（Ｎ／mm2 ），伸び（％）及び同定
相を調べた。その結果を表２に示す。引張強さ， 0.2％
耐力，伸びについては、JIS-Z 2241に準拠して測定を行
った。また同定相については、Ｘ線結晶構造解析法によ
り相同定を行った。
m2 ）， 0.2％耐力（Ｎ／mm2 ），伸び（％）及び同定
相を調べた。その結果を表２に示す。引張強さ， 0.2％
耐力，伸びについては、JIS-Z 2241に準拠して測定を行
った。また同定相については、Ｘ線結晶構造解析法によ
り相同定を行った。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】（実施例２）表３に示す成分組成の合金を
溶解鋳造し、得られた所定成分の鋳塊を 680〜900℃で
１時間加熱保持し、直ちに熱間加工を行い、その冷却過
程において材料を 150〜 520℃の温度領域に保ち、熱処
理を加えて規則格子構造を持つ分散金属体を不規則な面
心立方格子構造結晶体中に形成せしめた。尚比較例２〜
５は表３に示す合金の中から幾つかを選んで、その合金
に対する本発明例と同じ条件で熱間加工を行い、その冷
却過程において、熱処理による結晶規則化を行わなかっ
たものである。
溶解鋳造し、得られた所定成分の鋳塊を 680〜900℃で
１時間加熱保持し、直ちに熱間加工を行い、その冷却過
程において材料を 150〜 520℃の温度領域に保ち、熱処
理を加えて規則格子構造を持つ分散金属体を不規則な面
心立方格子構造結晶体中に形成せしめた。尚比較例２〜
５は表３に示す合金の中から幾つかを選んで、その合金
に対する本発明例と同じ条件で熱間加工を行い、その冷
却過程において、熱処理による結晶規則化を行わなかっ
たものである。
【００１４】これ等の材料について引張強さ（Ｎ／m
m2 ）， 0.2％耐力（Ｎ／mm2 ），伸び（％）及び同定
相を調べた。その結果を表４に示す。引張強さ， 0.2％
耐力，伸び及び同定相については、実施例１と同様にし
て調査した。
m2 ）， 0.2％耐力（Ｎ／mm2 ），伸び（％）及び同定
相を調べた。その結果を表４に示す。引張強さ， 0.2％
耐力，伸び及び同定相については、実施例１と同様にし
て調査した。
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】表２及び表４から明らかなように、規則格
子構造を持つ分散金属体を不規則な面心立方格子構造結
晶体中に形成せしめた本発明材料は極めて高い強度を保
有することが判る。これに対し合金組成が同一であって
も結晶構造の異なる比較材料では強度が劣る。
子構造を持つ分散金属体を不規則な面心立方格子構造結
晶体中に形成せしめた本発明材料は極めて高い強度を保
有することが判る。これに対し合金組成が同一であって
も結晶構造の異なる比較材料では強度が劣る。
【００１８】
【発明の効果】このように本発明によれば、強度の極め
て優れた材料を容易に得る事ができ、電子電気機器部材
の小型，軽量化に対し著しい効果を奏するものである。
て優れた材料を容易に得る事ができ、電子電気機器部材
の小型，軽量化に対し著しい効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 母相としてＣｕ元素を主体とした不規則
面心立方格子構造の銅合金からなり、この銅合金成分か
ら派生した成分組成からなる規則格子構造を持つ第２金
属を強化分散相として含むことを特徴とするＣｕ系強化
金属材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22525691A JPH0544001A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | Ｃｕ系強化金属材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22525691A JPH0544001A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | Ｃｕ系強化金属材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544001A true JPH0544001A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16826463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22525691A Pending JPH0544001A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | Ｃｕ系強化金属材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544001A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014145116A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Sh Copper Products Corp | Ｃｕ−Ｍｎ合金スパッタリングターゲット材、Ｃｕ−Ｍｎ合金スパッタリングターゲット材の製造方法、および半導体素子 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP22525691A patent/JPH0544001A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014145116A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Sh Copper Products Corp | Ｃｕ−Ｍｎ合金スパッタリングターゲット材、Ｃｕ−Ｍｎ合金スパッタリングターゲット材の製造方法、および半導体素子 |
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