JPH06128708A - 高強度銅基合金の製造方法 - Google Patents
高強度銅基合金の製造方法Info
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- JPH06128708A JPH06128708A JP32219692A JP32219692A JPH06128708A JP H06128708 A JPH06128708 A JP H06128708A JP 32219692 A JP32219692 A JP 32219692A JP 32219692 A JP32219692 A JP 32219692A JP H06128708 A JPH06128708 A JP H06128708A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リードフレーム等の電気・電子部品材料用と
して強度，弾性，電気伝導性，ばね性ならびに成形加工
性等の諸特性に優れた銅基合金の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｕ−（６〜１２重量％）Ｎｉ−（１〜２重
量％）Ａｌ系でかつＮｉ／Ａｌの成分組成比率（重量
％）が３〜１０の範囲で残部Ｃｕおよび不可避不純物か
らなる銅基合金を冷間圧延し、８２０〜９２０℃で６０
〜６００秒間の溶体化熱処理し、次いで４００〜６００
℃で５〜３６０分間の中間熱処理を行なった後冷間圧延
し、その後３８０〜７００℃で５〜３６０秒のテンショ
ンアニール処理を行なうことを特徴とする。
して強度，弾性，電気伝導性，ばね性ならびに成形加工
性等の諸特性に優れた銅基合金の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｕ−（６〜１２重量％）Ｎｉ−（１〜２重
量％）Ａｌ系でかつＮｉ／Ａｌの成分組成比率（重量
％）が３〜１０の範囲で残部Ｃｕおよび不可避不純物か
らなる銅基合金を冷間圧延し、８２０〜９２０℃で６０
〜６００秒間の溶体化熱処理し、次いで４００〜６００
℃で５〜３６０分間の中間熱処理を行なった後冷間圧延
し、その後３８０〜７００℃で５〜３６０秒のテンショ
ンアニール処理を行なうことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレーム等に代
表される電気・電子部品用材料などとして好適な高強度
銅基合金の製造法に関するものである。
表される電気・電子部品用材料などとして好適な高強度
銅基合金の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、エレクトロニクス産業の発達に伴
い、リードフレーム等の電気・電子部品材料もその使用
量が増大すると共に、特性面では高信頼性が要求され、
コスト面では一層の低廉価が要求されている。
い、リードフレーム等の電気・電子部品材料もその使用
量が増大すると共に、特性面では高信頼性が要求され、
コスト面では一層の低廉価が要求されている。
【０００３】ここで、リードフレームとは、「ＩＣのリ
ードを製造工程の途中および製造後に支える単一な枠構
造」のことであり、要求される特性としては、 （１）熱および電気伝導性が良いこと。 リードフレームの主な働きの一つとして、Ｓｉチップの
劣化を防ぐため、チップに生じた熱を放散させることが
挙げられるが、その効率を上げるために熱伝導性の良い
こと、しかもリード部分での発熱を小さくするために電
気伝導性の良いことが要求される。ここで、一般に熱伝
導性と電気伝導性の間には比例関係が認められているの
で、評価としては導電率の大きさを測定することで代表
される。
ードを製造工程の途中および製造後に支える単一な枠構
造」のことであり、要求される特性としては、 （１）熱および電気伝導性が良いこと。 リードフレームの主な働きの一つとして、Ｓｉチップの
劣化を防ぐため、チップに生じた熱を放散させることが
挙げられるが、その効率を上げるために熱伝導性の良い
こと、しかもリード部分での発熱を小さくするために電
気伝導性の良いことが要求される。ここで、一般に熱伝
導性と電気伝導性の間には比例関係が認められているの
で、評価としては導電率の大きさを測定することで代表
される。
【０００４】（２）強度が高いこと。 リードフレームはＩＣのリードを製造工程の途中ならび
に製造後に支えるので、このために充分な強度が要求さ
れる。その評価基準としては、引張強度と耐力が大きい
こと、ならびにスティフネス（腰の強さ）やばね限界値
が充分であること等が挙げられる。
に製造後に支えるので、このために充分な強度が要求さ
れる。その評価基準としては、引張強度と耐力が大きい
こと、ならびにスティフネス（腰の強さ）やばね限界値
が充分であること等が挙げられる。
【０００５】（３）充分な耐熱性を有すること。 リードフレームは製造工程中あるいは工程後にある程度
の加熱を受けることが予想される。従って、このような
熱的負荷による強度劣化を起こさないように、充分な耐
熱性が必要である。しかし、実際には耐熱温度が高すぎ
ると素材製造時に焼鈍温度が高くなる等、コスト的に不
利になることが予想される。従って、実用的には４５０
℃で数分間程度の加熱で軟化しなければ充分である。
の加熱を受けることが予想される。従って、このような
熱的負荷による強度劣化を起こさないように、充分な耐
熱性が必要である。しかし、実際には耐熱温度が高すぎ
ると素材製造時に焼鈍温度が高くなる等、コスト的に不
利になることが予想される。従って、実用的には４５０
℃で数分間程度の加熱で軟化しなければ充分である。
【０００６】（４）曲げ加工性が良好であること。 リードフレームではリード部に曲げの施されるものがほ
とんどであるので、曲げ加工性が良好であることが要求
される。その評価としては、Ｖ・Ｗ曲げや繰返し曲げ試
験等が挙げられる。
とんどであるので、曲げ加工性が良好であることが要求
される。その評価としては、Ｖ・Ｗ曲げや繰返し曲げ試
験等が挙げられる。
【０００７】（５）メッキ密着性および半田耐候性が良
好であること。 リードフレームではインナーリードにＡｇやＡｕメッキ
が、またアウターリードには半田メッキが施される場合
が多いので、良好なメッキ密着性と更にその半田耐候性
が必要である。
好であること。 リードフレームではインナーリードにＡｇやＡｕメッキ
が、またアウターリードには半田メッキが施される場合
が多いので、良好なメッキ密着性と更にその半田耐候性
が必要である。
【０００８】リードフレームには以上のような諸特性が
要求されるのである。しかしながら、従来は上記のよう
な諸特性を同時に兼備した、しかも安価な材料は得られ
なかった。
要求されるのである。しかしながら、従来は上記のよう
な諸特性を同時に兼備した、しかも安価な材料は得られ
なかった。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、リードフ
レーム等の電気・電子部品用材料に要求される前記のよ
うな諸特性を兼備した銅基合金、詳しくは強度と熱およ
び電気伝導性に優れ、しかも耐熱性および曲げ加工性等
に優れた銅基合金の製造方法を提供するものである。
レーム等の電気・電子部品用材料に要求される前記のよ
うな諸特性を兼備した銅基合金、詳しくは強度と熱およ
び電気伝導性に優れ、しかも耐熱性および曲げ加工性等
に優れた銅基合金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】本発明は、Ｃｕ−Ｎｉ−
Ａｌ系合金において、最高のレベルで強度と導電率をバ
ランスさせる組成の条件下で溶体化熱処理後に２回の時
効処理を施すことにより、強度，弾性，ばね限界値およ
び成形加工性に優れた高強度銅基合金の製造方法を提供
するものである。
Ａｌ系合金において、最高のレベルで強度と導電率をバ
ランスさせる組成の条件下で溶体化熱処理後に２回の時
効処理を施すことにより、強度，弾性，ばね限界値およ
び成形加工性に優れた高強度銅基合金の製造方法を提供
するものである。
【００１１】即ち、まず第１の発明は、Ｎｉ：６〜１２
重量％，Ａｌ：１〜２重量％を含み、Ｎｉ／Ａｌの成分
組成比率が重量比で３〜１０の範囲で残部Ｃｕおよび不
可避不純物からなる銅基合金の素材を圧延するに当り、
冷間圧延後に８２０〜９２０℃で６０〜６００秒の溶体
化熱処理を行ない、次いで４００〜６００℃で５〜３６
０分の熱処理を行なった後、冷間圧延し、その後３８０
〜７００℃で５〜３６０秒のテンションアニール処理を
行なうことを特徴とする高強度銅基合金の製造方法であ
る。
重量％，Ａｌ：１〜２重量％を含み、Ｎｉ／Ａｌの成分
組成比率が重量比で３〜１０の範囲で残部Ｃｕおよび不
可避不純物からなる銅基合金の素材を圧延するに当り、
冷間圧延後に８２０〜９２０℃で６０〜６００秒の溶体
化熱処理を行ない、次いで４００〜６００℃で５〜３６
０分の熱処理を行なった後、冷間圧延し、その後３８０
〜７００℃で５〜３６０秒のテンションアニール処理を
行なうことを特徴とする高強度銅基合金の製造方法であ
る。
【００１２】第２の発明は、Ｎｉ：６〜１２重量％，Ａ
ｌ：１〜２重量％を含み、Ｎｉ／Ａｌの成分組成比率が
重量比で３〜１０の範囲で、更にＺｎ：０．０１〜２．
０重量％，Ｂ：０．００５〜０．１重量％のうち１種ま
たは２種を合計で０．００５〜２．０重量％含み、酸
素：０．００５０重量％以下で残部Ｃｕおよび不可避不
純物からなる銅基合金の素材を圧延するに当り、冷間圧
延後に８２０〜９２０℃で６０〜６００秒の溶体化熱処
理を行ない、次いで４００〜６００℃で５〜３６０分の
熱処理を行なった後、冷間圧延し、その後３８０〜７０
０℃で５〜３６０秒のテンションアニール処理を行なう
ことを特徴とする高強度銅基合金の製造方法である。
ｌ：１〜２重量％を含み、Ｎｉ／Ａｌの成分組成比率が
重量比で３〜１０の範囲で、更にＺｎ：０．０１〜２．
０重量％，Ｂ：０．００５〜０．１重量％のうち１種ま
たは２種を合計で０．００５〜２．０重量％含み、酸
素：０．００５０重量％以下で残部Ｃｕおよび不可避不
純物からなる銅基合金の素材を圧延するに当り、冷間圧
延後に８２０〜９２０℃で６０〜６００秒の溶体化熱処
理を行ない、次いで４００〜６００℃で５〜３６０分の
熱処理を行なった後、冷間圧延し、その後３８０〜７０
０℃で５〜３６０秒のテンションアニール処理を行なう
ことを特徴とする高強度銅基合金の製造方法である。
【００１３】次に、本願発明に係る銅基合金の成分組成
範囲を上記の通りに限定した理由について説明する。 （１）Ｎｉ：ＮｉはＣｕマトリックス中に固溶して強
度，弾性，耐熱性を向上させ、更にＡｌと化合物を形成
して分散析出することにより、電気伝導性を向上させ、
しかも強度と弾性を向上させる。しかしながら、Ｎｉ含
有量が６重量％未満では上記のような効果が充分に得ら
れず、一方１２重量％を超えるとＡｌとの共存下でも電
気伝導性の低下が著しく、また経済的にも不利となる。
従って、Ｎｉ含有量は６〜１２重量％の範囲とする。
範囲を上記の通りに限定した理由について説明する。 （１）Ｎｉ：ＮｉはＣｕマトリックス中に固溶して強
度，弾性，耐熱性を向上させ、更にＡｌと化合物を形成
して分散析出することにより、電気伝導性を向上させ、
しかも強度と弾性を向上させる。しかしながら、Ｎｉ含
有量が６重量％未満では上記のような効果が充分に得ら
れず、一方１２重量％を超えるとＡｌとの共存下でも電
気伝導性の低下が著しく、また経済的にも不利となる。
従って、Ｎｉ含有量は６〜１２重量％の範囲とする。
【００１４】（２）Ａｌ：Ａｌは１重量％未満ではＮｉ
との共存下でも強度，弾性，耐熱性の向上効果が不充分
であり、一方２重量％を超えると析出物が過度に多くな
り、合金の延性，成形加工性，めっき性を低下させ、更
に鋳造性が低下し、経済的にも不利になるのでＡｌ含有
量は１〜２重量％の範囲とする。
との共存下でも強度，弾性，耐熱性の向上効果が不充分
であり、一方２重量％を超えると析出物が過度に多くな
り、合金の延性，成形加工性，めっき性を低下させ、更
に鋳造性が低下し、経済的にも不利になるのでＡｌ含有
量は１〜２重量％の範囲とする。
【００１５】（３）Ｎｉ：Ａｌの成分組成比率 Ｎｉ，ＡｌはＮｉ−Ａｌ系金属間化合物として析出し
て、上記本発明の基本的な特徴が有利に達成される。こ
のＮｉ−Ａｌ系金属間化合物による特性強化を、より充
分に発揮させるためにＮｉ／Ａｌ成分組成比率（重量
比）は３〜１０の範囲とする。その理由はＮｉ／Ａｌ成
分組成比率（重量比）が３より小さい場合には析出物が
過度に多くなり、合金の延性，成形加工性，めっき性を
低下させ、また鋳造性も低下する。一方、Ｎｉ／Ａｌ成
分組成比率（重量比）が１０より大きい場合には、Ｎｉ
がＣｕマトリックス中に固溶する量が過度に多くなり、
電気伝導性を低下させ、また効率よく強度，弾性を向上
させることができなくなる。
て、上記本発明の基本的な特徴が有利に達成される。こ
のＮｉ−Ａｌ系金属間化合物による特性強化を、より充
分に発揮させるためにＮｉ／Ａｌ成分組成比率（重量
比）は３〜１０の範囲とする。その理由はＮｉ／Ａｌ成
分組成比率（重量比）が３より小さい場合には析出物が
過度に多くなり、合金の延性，成形加工性，めっき性を
低下させ、また鋳造性も低下する。一方、Ｎｉ／Ａｌ成
分組成比率（重量比）が１０より大きい場合には、Ｎｉ
がＣｕマトリックス中に固溶する量が過度に多くなり、
電気伝導性を低下させ、また効率よく強度，弾性を向上
させることができなくなる。
【００１６】（４）Ｚｎ ＺｎはＳｎめっきや溶融半田等の表面処理層の耐熱密着
性の向上効果があり、本合金のめっきや表面処理の信頼
性が向上するだけではなく、また強度，弾性，耐熱性を
より一層向上させる効果がある。このような効果はＺｎ
含有量が０．０１重量％未満では充分でなく、一方２．
０重量％を超えて含有すると電気伝導性および成形加工
性の低下が著しくなり、また鋳造性も低下し経済的にも
不利となる。従ってＺｎ含有量は０．０１〜２．０重量
％の範囲とする。
性の向上効果があり、本合金のめっきや表面処理の信頼
性が向上するだけではなく、また強度，弾性，耐熱性を
より一層向上させる効果がある。このような効果はＺｎ
含有量が０．０１重量％未満では充分でなく、一方２．
０重量％を超えて含有すると電気伝導性および成形加工
性の低下が著しくなり、また鋳造性も低下し経済的にも
不利となる。従ってＺｎ含有量は０．０１〜２．０重量
％の範囲とする。
【００１７】（５）Ｂ Ｂは本発明合金の溶解，鋳造時の脱酸剤として寄与し、
また溶体化処理時の結晶粒の粗大化を防止する作用を果
たす。Ｂ含有量が０．００５重量％未満ではこのような
効果が十分でなく、また０．１重量％を超えると成形加
工性が低下し、また経済的にも不利となるのでＢ含有量
は０．００５〜０．１重量％の範囲とする。
また溶体化処理時の結晶粒の粗大化を防止する作用を果
たす。Ｂ含有量が０．００５重量％未満ではこのような
効果が十分でなく、また０．１重量％を超えると成形加
工性が低下し、また経済的にも不利となるのでＢ含有量
は０．００５〜０．１重量％の範囲とする。
【００１８】（６）酸素 酸素含有量については０．００５重量％（５０ｐｐｍ）
より多量に合金中に含有すると、酸素との親和力の大き
いＡｌが酸化してＡｌ２Ｏ３となり、めっき付け性，め
っき信頼性，プレス金型寿命の低下等，特性の劣化を招
くことになる。また酸素含有量が多いと合金の製造過程
でＨ２ガスを用いる場合には、表面および内部に水素脆
化が起きることが懸念される。従って、酸素含有量は
０．００５重量％以下の範囲とする。
より多量に合金中に含有すると、酸素との親和力の大き
いＡｌが酸化してＡｌ２Ｏ３となり、めっき付け性，め
っき信頼性，プレス金型寿命の低下等，特性の劣化を招
くことになる。また酸素含有量が多いと合金の製造過程
でＨ２ガスを用いる場合には、表面および内部に水素脆
化が起きることが懸念される。従って、酸素含有量は
０．００５重量％以下の範囲とする。
【００１９】上記のような成分組成に調整した本発明に
係る銅基合金は、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物を微細に析
出させることにより、近時のリードフレーム用材料に要
求される諸特性を兼備した材料とすることができる。
係る銅基合金は、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物を微細に析
出させることにより、近時のリードフレーム用材料に要
求される諸特性を兼備した材料とすることができる。
【００２０】本発明法により製造する銅基合金は、上記
の通りＣｕ中にＮｉ：６〜１２重量％，Ａｌ：１〜２重
量％を含有する成分組成のものであり、本発明法は上記
成分組成の銅基合金の鋳片から熱間圧延と冷間圧延によ
って所望の板厚まで加工する製造工程中で冷間圧延後の
熱処理条件等をコントロールすることにより、Ｎｉ−Ａ
ｌ系金属間化合物を微細に析出させて析出硬化を効果的
に達成せしめた点に大きな特徴がある。
の通りＣｕ中にＮｉ：６〜１２重量％，Ａｌ：１〜２重
量％を含有する成分組成のものであり、本発明法は上記
成分組成の銅基合金の鋳片から熱間圧延と冷間圧延によ
って所望の板厚まで加工する製造工程中で冷間圧延後の
熱処理条件等をコントロールすることにより、Ｎｉ−Ａ
ｌ系金属間化合物を微細に析出させて析出硬化を効果的
に達成せしめた点に大きな特徴がある。
【００２１】熱間圧延工程では、上記鋳塊を例えば８５
０℃以上に加熱し熱間圧延仕上温度を７００℃以上とし
て処理する。その際の熱間圧延圧下率を８０％以上とす
ると鋳造組織を完全につぶすことができ、しかも鋳塊に
おける偏析の影響を無くすことができる。
０℃以上に加熱し熱間圧延仕上温度を７００℃以上とし
て処理する。その際の熱間圧延圧下率を８０％以上とす
ると鋳造組織を完全につぶすことができ、しかも鋳塊に
おける偏析の影響を無くすことができる。
【００２２】上記の熱間圧延加工後の冷却過程において
は、７００℃以上の温度から３００℃以下まで、つまり
冷却過程中の少なくとも７００〜３００℃の温度域を５
０℃／分以上の冷却速度で冷却する。
は、７００℃以上の温度から３００℃以下まで、つまり
冷却過程中の少なくとも７００〜３００℃の温度域を５
０℃／分以上の冷却速度で冷却する。
【００２３】この冷却は急水冷方式によって行なうのが
良く、急冷を行なうのはＮｉおよびＡｌが固溶した熱間
圧延材を得ることにある。上記温度域での冷却速度が５
０℃／分より遅いと、この冷却過程でこれらの元素が析
出して粗大なＮｉ−Ａｌ系化合物が生ずる。５０℃／分
以上の急冷の場合でも急冷開始温度が７００℃より低い
場合、更にまた急冷開始温度が７００℃以上であっても
冷却速度が５０℃／分より遅い場合には、この間に粗大
なＮｉ−Ａｌ系化合物が析出する。
良く、急冷を行なうのはＮｉおよびＡｌが固溶した熱間
圧延材を得ることにある。上記温度域での冷却速度が５
０℃／分より遅いと、この冷却過程でこれらの元素が析
出して粗大なＮｉ−Ａｌ系化合物が生ずる。５０℃／分
以上の急冷の場合でも急冷開始温度が７００℃より低い
場合、更にまた急冷開始温度が７００℃以上であっても
冷却速度が５０℃／分より遅い場合には、この間に粗大
なＮｉ−Ａｌ系化合物が析出する。
【００２４】この段階で析出したＮｉ−Ａｌ系化合物に
よる強度，弾性，耐熱性および耐応力緩和特性等の向上
は期待できない。
よる強度，弾性，耐熱性および耐応力緩和特性等の向上
は期待できない。
【００２５】なお、上記急冷温度の冷却終点温度は３０
０℃以下とする必要がある。その理由は３００℃以下の
温度では、Ｎｉ−Ａｌ系化合物の析出は実質上起こらな
いからである。
０℃以下とする必要がある。その理由は３００℃以下の
温度では、Ｎｉ−Ａｌ系化合物の析出は実質上起こらな
いからである。
【００２６】上記のように本発明においては、熱間圧延
過程ではＮｉ−Ａｌ系化合物を析出させないで、Ｎｉ−
Ａｌが固溶した熱間圧延材を得ることがまず重要なので
ある。
過程ではＮｉ−Ａｌ系化合物を析出させないで、Ｎｉ−
Ａｌが固溶した熱間圧延材を得ることがまず重要なので
ある。
【００２７】上記のようにして得られた熱間圧延材は、
必要に応じて表面研削あるいは酸洗処理を施してから冷
間圧延に供される。
必要に応じて表面研削あるいは酸洗処理を施してから冷
間圧延に供される。
【００２８】冷間圧延工程は、冷間での圧延と熱処理を
繰返して所定板厚の板材製品を得る工程であり、本発明
法においては、最初の溶体化熱処理，中間熱処理および
テンションアニール処理の処理条件を適切にコントロー
ルすることによって微細なＮｉ−Ａｌ系化合物が析出し
た製品を製造することができ、この過程でＮｉ−Ａｌ系
化合物の凝集による粗大化を可及的に防止するのであ
る。
繰返して所定板厚の板材製品を得る工程であり、本発明
法においては、最初の溶体化熱処理，中間熱処理および
テンションアニール処理の処理条件を適切にコントロー
ルすることによって微細なＮｉ−Ａｌ系化合物が析出し
た製品を製造することができ、この過程でＮｉ−Ａｌ系
化合物の凝集による粗大化を可及的に防止するのであ
る。
【００２９】上記のインゴットを熱間圧延で圧延し（加
工率８０％以上）、次に１次冷間圧延を行なう。この
時、冷間加工率が７０％未満では引続き行なう溶体化熱
処理工程において鋳造時の偏析を消去させるに必要な時
間が著しく長くなるため、１次冷間圧延の冷間加工率は
７０％以上が好ましいのである。
工率８０％以上）、次に１次冷間圧延を行なう。この
時、冷間加工率が７０％未満では引続き行なう溶体化熱
処理工程において鋳造時の偏析を消去させるに必要な時
間が著しく長くなるため、１次冷間圧延の冷間加工率は
７０％以上が好ましいのである。
【００３０】次いで、この板材に対して８２０〜９２０
℃の温度で６０〜６００秒の溶体化熱処理を行なう。溶
体化熱処理の温度が８２０℃未満では充分にマトリック
ス中にＮｉ，Ａｌが固溶せず、一方９２０℃を超えると
短時間で結晶粒が粗大化するので溶体化熱処理の温度は
８２０〜９２０℃の範囲とし、処理時間については６０
秒間未満では、鋳造時の偏析が残り、溶体化熱処理が不
充分であり、一方６００秒間を超えると結晶粒が粗大化
しかつ経済的でないので、溶体化熱処理時間は６０〜６
００秒間の範囲とする。
℃の温度で６０〜６００秒の溶体化熱処理を行なう。溶
体化熱処理の温度が８２０℃未満では充分にマトリック
ス中にＮｉ，Ａｌが固溶せず、一方９２０℃を超えると
短時間で結晶粒が粗大化するので溶体化熱処理の温度は
８２０〜９２０℃の範囲とし、処理時間については６０
秒間未満では、鋳造時の偏析が残り、溶体化熱処理が不
充分であり、一方６００秒間を超えると結晶粒が粗大化
しかつ経済的でないので、溶体化熱処理時間は６０〜６
００秒間の範囲とする。
【００３１】次いで、中間熱処理（時効処理）として、
４００〜６００℃の温度で５〜３６０分間の熱処理を行
なうのであるが、４００℃未満では析出するに要する時
間が長くなり過ぎて不経済であり、一方６００℃を超え
ると過時効となり特性の向上が飽和する。従って、時効
処理温度は４００〜６００℃の温度範囲とする。時効処
理時間については５分未満では析出物の形成が不充分で
あり、一方３６０分を超えると析出物の形成が飽和し、
かつ不経済となるので時効処理時間は５〜３６０分間の
範囲とする。
４００〜６００℃の温度で５〜３６０分間の熱処理を行
なうのであるが、４００℃未満では析出するに要する時
間が長くなり過ぎて不経済であり、一方６００℃を超え
ると過時効となり特性の向上が飽和する。従って、時効
処理温度は４００〜６００℃の温度範囲とする。時効処
理時間については５分未満では析出物の形成が不充分で
あり、一方３６０分を超えると析出物の形成が飽和し、
かつ不経済となるので時効処理時間は５〜３６０分間の
範囲とする。
【００３２】次いで、１次冷間圧延→溶体化熱処理→中
間熱処理（時効処理）後の材料に２次冷間圧延（加工
率：７０％以上）を行なうが、２次冷間圧延の圧下率は
７０〜９５％が好ましいのである。７０％未満では加工
によって付与される加工歪が小さく次の熱処理工程（テ
ンションアニール処理）での時効析出における強度およ
び弾性の向上が不充分となり、一方、９５％を超えると
圧延集合組織の発達が著しく、機械的性質に方向性（異
方性）をもつようになり、また成形加工性を低下させ
る。従って、２次冷間圧延の加工率は７０〜９５％が好
ましいのである。
間熱処理（時効処理）後の材料に２次冷間圧延（加工
率：７０％以上）を行なうが、２次冷間圧延の圧下率は
７０〜９５％が好ましいのである。７０％未満では加工
によって付与される加工歪が小さく次の熱処理工程（テ
ンションアニール処理）での時効析出における強度およ
び弾性の向上が不充分となり、一方、９５％を超えると
圧延集合組織の発達が著しく、機械的性質に方向性（異
方性）をもつようになり、また成形加工性を低下させ
る。従って、２次冷間圧延の加工率は７０〜９５％が好
ましいのである。
【００３３】次に、最終処理として、３８０〜７００℃
の温度で５〜３６０秒間のテンションアニール処理を行
なう。熱処理温度として、３８０℃未満では時効析出す
るのに要する時間が長くなり過ぎて不経済であり、一方
７００℃を超えると過時効となって特性のより一層の向
上が期待できなくなる。従って、テンションアニール処
理温度は３８０〜７００℃の温度範囲とする。処理時間
については、５秒未満では析出物の形成が不十分であ
り、一方向３６０秒を超えるような長時間では析出物の
成長のうえからも、経済性のうえからも好ましくない。
従って、テンションアニール処理時間は５〜３６０秒間
の範囲とする。
の温度で５〜３６０秒間のテンションアニール処理を行
なう。熱処理温度として、３８０℃未満では時効析出す
るのに要する時間が長くなり過ぎて不経済であり、一方
７００℃を超えると過時効となって特性のより一層の向
上が期待できなくなる。従って、テンションアニール処
理温度は３８０〜７００℃の温度範囲とする。処理時間
については、５秒未満では析出物の形成が不十分であ
り、一方向３６０秒を超えるような長時間では析出物の
成長のうえからも、経済性のうえからも好ましくない。
従って、テンションアニール処理時間は５〜３６０秒間
の範囲とする。
【００３４】即ち、上記の要旨は次の通りである。 ａ）熱間圧延後の冷却過程において、７００℃以上の温
度から３００℃以下の温度までの温度域を５０℃／分以
上の冷却速度で冷却する。 ｂ）最初の１次冷間圧延を圧下率７０％以上で行なう。 ｃ）次に８２０〜９２０℃の温度で６０〜６００秒間、
溶体化熱処理を行なう。 ｄ）次に４００〜６００℃で５〜３６０分間の中間熱処
理を行なう。 ｅ）２次冷間圧延の冷間加工率を７０％以上とする。 ｆ）最終処理として３８０〜７００℃で５〜３６０秒間
のテンションアニール処理を行なう。 上記ａ）〜ｆ）の諸条件で加工と熱処理を施すことによ
って、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物がマトリックス中に微
細に析出した組織の銅基合金の薄板が製造でき、これは
後記の実施例に示すように高強度，高弾性，高伝導性に
優れているので近年のリードフレーム等の電気・電子部
品用材料として最適なものである。次に、本発明の実施
例により具体的に説明する。
度から３００℃以下の温度までの温度域を５０℃／分以
上の冷却速度で冷却する。 ｂ）最初の１次冷間圧延を圧下率７０％以上で行なう。 ｃ）次に８２０〜９２０℃の温度で６０〜６００秒間、
溶体化熱処理を行なう。 ｄ）次に４００〜６００℃で５〜３６０分間の中間熱処
理を行なう。 ｅ）２次冷間圧延の冷間加工率を７０％以上とする。 ｆ）最終処理として３８０〜７００℃で５〜３６０秒間
のテンションアニール処理を行なう。 上記ａ）〜ｆ）の諸条件で加工と熱処理を施すことによ
って、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物がマトリックス中に微
細に析出した組織の銅基合金の薄板が製造でき、これは
後記の実施例に示すように高強度，高弾性，高伝導性に
優れているので近年のリードフレーム等の電気・電子部
品用材料として最適なものである。次に、本発明の実施
例により具体的に説明する。
【００３５】
【実施例】表１に化学成分値（重量％）を示す銅基合金
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３を高周波誘導溶解炉を用いて溶製
し、２０×１００×１０００（ｍｍ）の鋳塊に連続鋳造
した。ただし、溶解鋳造時の雰囲気はＡｒガスシールと
した。また、鋳型の材質はカーボン鋳型を用い、引出し
はパルス方式により平均引出し速度１００ｍｍ／分で行
なった。
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３を高周波誘導溶解炉を用いて溶製
し、２０×１００×１０００（ｍｍ）の鋳塊に連続鋳造
した。ただし、溶解鋳造時の雰囲気はＡｒガスシールと
した。また、鋳型の材質はカーボン鋳型を用い、引出し
はパルス方式により平均引出し速度１００ｍｍ／分で行
なった。
【００３６】得られたインゴットを熱間圧延により厚さ
４ｍｍ（ｔ）まで圧延（加工率：８０％）した後、８０
０℃から急冷（この時の７００℃から３００℃までの冷
却速度は５０℃／分を超える速度であった。）し、冷間
圧延によって厚さ１ｍｍ（ｔ）まで圧延（加工率：７５
％）し、以下本発明法に係るＡ方式と比較例として従来
方式であるＢ方式に分けて各最終工程まで加工処理を施
した。
４ｍｍ（ｔ）まで圧延（加工率：８０％）した後、８０
０℃から急冷（この時の７００℃から３００℃までの冷
却速度は５０℃／分を超える速度であった。）し、冷間
圧延によって厚さ１ｍｍ（ｔ）まで圧延（加工率：７５
％）し、以下本発明法に係るＡ方式と比較例として従来
方式であるＢ方式に分けて各最終工程まで加工処理を施
した。
【００３７】Ａ方式（本発明法） 冷間圧延された厚さ：１ｍｍ（ｔ）の試料を８５０℃の
温度で３００秒間熱処理した後、水急冷する。次いで、
この熱処理材を５００℃の温度で３０分間の中間熱処理
を行ない、その後に厚さ：０．２５ｍｍ（ｔ）まで冷間
圧延（加工率：７５％）し、５００℃の温度で１８０秒
間のテンションアニール処理を施す。
温度で３００秒間熱処理した後、水急冷する。次いで、
この熱処理材を５００℃の温度で３０分間の中間熱処理
を行ない、その後に厚さ：０．２５ｍｍ（ｔ）まで冷間
圧延（加工率：７５％）し、５００℃の温度で１８０秒
間のテンションアニール処理を施す。
【００３８】Ｂ方式（比較法） 冷間圧延された厚さ１ｍｍ（ｔ）の試料を６３０℃の温
度で３６０分間熱処理する。次いで、この熱処理材を厚
さ０．４ｍｍ（ｔ）まで冷間圧延（加工率：６０％）し
た後、８８０℃の温度で３００秒間熱処理後、水急冷す
る。その後、厚さ０．２５ｍｍ（ｔ）まで冷間圧延（加
工率：３８％）し、４２０℃の温度で１８０秒間テンシ
ョンアニール処理を施す。（即ち、溶体化熱処理後、中
間熱処理せず、また最終加工率も異なる。）
度で３６０分間熱処理する。次いで、この熱処理材を厚
さ０．４ｍｍ（ｔ）まで冷間圧延（加工率：６０％）し
た後、８８０℃の温度で３００秒間熱処理後、水急冷す
る。その後、厚さ０．２５ｍｍ（ｔ）まで冷間圧延（加
工率：３８％）し、４２０℃の温度で１８０秒間テンシ
ョンアニール処理を施す。（即ち、溶体化熱処理後、中
間熱処理せず、また最終加工率も異なる。）
【００３９】 Ａ方式 連鋳 → 熱間圧延 → 冷間圧延 → 溶体化熱処理 → 中間熱処理 １ｍｍ（ｔ） → 冷間圧延 → テンションアニール処理 ０．２５ｍｍ（ｔ）
【００４０】 Ｂ方式 連鋳 → 熱間圧延 → 冷間圧延 → 熱処理 → 冷間圧延 １ｍｍ（ｔ） ０．４ｍｍ（ｔ） → 溶体化熱処理 → 冷間圧延 → テンションアニール処理 ０．２５ｍｍ（ｔ）
【００４１】上記Ａ方式およびＢ方式の各工程内の熱処
理は、その雰囲気を不活性または還元ガス雰囲気とし
て、材料表面および内部の酸化を極力抑制した。上記Ａ
方式およびＢ方式により試作した試験材を用いて硬度，
強度，ばね限界値，導電率および曲げ加工性を調査し、
その結果を表１に示す。
理は、その雰囲気を不活性または還元ガス雰囲気とし
て、材料表面および内部の酸化を極力抑制した。上記Ａ
方式およびＢ方式により試作した試験材を用いて硬度，
強度，ばね限界値，導電率および曲げ加工性を調査し、
その結果を表１に示す。
【００４２】硬度，引張強さ，ばね限界値および導電率
の測定はそれぞれＪＩＳ−Ｚ−２２４４，ＪＩＳ−Ｚ−
２２４１，ＪＩＳ−Ｈ−３１３０およびＪＩＳ−Ｈ−０
５０５に従った。
の測定はそれぞれＪＩＳ−Ｚ−２２４４，ＪＩＳ−Ｚ−
２２４１，ＪＩＳ−Ｈ−３１３０およびＪＩＳ−Ｈ−０
５０５に従った。
【００４３】曲げ加工性は、９０°ｗ曲げ試験（ＣＥＳ
−Ｍ−０００２−６，Ｒ＝０．２ｍｍ，曲げ軸が圧延方
向に平行）を行ない、中央部の山表面が良好なものを○
印、割れが発生したものは×印として評価した。
−Ｍ−０００２−６，Ｒ＝０．２ｍｍ，曲げ軸が圧延方
向に平行）を行ない、中央部の山表面が良好なものを○
印、割れが発生したものは×印として評価した。
【００４４】
【表１】
【００４５】表１中、本発明合金Ｎｏ．１〜４は特性向
上のためにＡ方式により処理したもので、溶体化熱処理
→中間熱処理（時効処理）→テンションアニール処理
（時効処理）、即ち溶体化熱処理後に２回の時効処理を
行なったものである。
上のためにＡ方式により処理したもので、溶体化熱処理
→中間熱処理（時効処理）→テンションアニール処理
（時効処理）、即ち溶体化熱処理後に２回の時効処理を
行なったものである。
【００４６】比較合金Ｎｏ．５〜１１は、上記同様にＡ
方式により処理した合金であるが、本発明に係る銅基合
金とは、成分組成範囲がそれぞれ異なるものである。比
較合金Ｎｏ．５〜８は、それぞれＮｉ含有量が６重量％
未満（規定範囲外）であるため、引張強さ：８０ｋｇｆ
／ｍｍ２を確保することができず、比較合金Ｎｏ．９〜
１０はＡｌ含有量が規定範囲上限の２重量％を超えてい
るため加工性が悪い。比較合金Ｎｏ．１１はＮｉ含有量
が規定範囲上限の１２重量％を超えているため、強度，
ばね限界値は向上しているが、加工性が著しく悪くて破
断してしまう。
方式により処理した合金であるが、本発明に係る銅基合
金とは、成分組成範囲がそれぞれ異なるものである。比
較合金Ｎｏ．５〜８は、それぞれＮｉ含有量が６重量％
未満（規定範囲外）であるため、引張強さ：８０ｋｇｆ
／ｍｍ２を確保することができず、比較合金Ｎｏ．９〜
１０はＡｌ含有量が規定範囲上限の２重量％を超えてい
るため加工性が悪い。比較合金Ｎｏ．１１はＮｉ含有量
が規定範囲上限の１２重量％を超えているため、強度，
ばね限界値は向上しているが、加工性が著しく悪くて破
断してしまう。
【００４７】比較合金Ｎｏ．１２，Ｎｏ．１３はＢ方式
により処理したもので、即ち溶体化熱処理後１回の時効
処理を行なったものである（最終圧下率も異なる）。両
合金とも、Ａ方式による本発明合金（Ｎｏ．１〜４）と
比較して、硬度，引張強さ，ばね限界値が著しく低い。
特に、ほぼ同等の成分組成である例えばＮｏ．１３とＮ
ｏ．１０とを比較してみても、特性値はＮｏ．１３の方
が著しく低い値を示している。またＮｏ．１３の導電率
がＮｏ．１０のそれよりも著しく低いのは、マトリック
ス中にＮｉ，ＡｌがＮｏ．１０よりも多量に固溶されて
いるためであると推測される。
により処理したもので、即ち溶体化熱処理後１回の時効
処理を行なったものである（最終圧下率も異なる）。両
合金とも、Ａ方式による本発明合金（Ｎｏ．１〜４）と
比較して、硬度，引張強さ，ばね限界値が著しく低い。
特に、ほぼ同等の成分組成である例えばＮｏ．１３とＮ
ｏ．１０とを比較してみても、特性値はＮｏ．１３の方
が著しく低い値を示している。またＮｏ．１３の導電率
がＮｏ．１０のそれよりも著しく低いのは、マトリック
ス中にＮｉ，ＡｌがＮｏ．１０よりも多量に固溶されて
いるためであると推測される。
【００４８】表１の結果から明らかなように、Ｃｕ−Ｎ
ｉ−Ａｌ系合金を本発明法であるＡ方式で処理したもの
は、比較法のＢ方式で処理したものに比較して諸特性が
著しく優れている。特にＣｕ−（６〜１２重量％）Ｎｉ
−（１〜２重量％）Ａｌ系でＮｉ／Ａｌ成分組成比率
（重量比）が３〜１０の適正比率の銅基合金を本発明法
（Ａ方式）で処理することにより、本発明合金Ｎｏ．１
〜４に示すように、硬度，引張強さ，ばね限界値および
導電率のバランスが優れ、かつ、曲げ加工性に優れた特
性を有する銅基合金材料が製造できる。
ｉ−Ａｌ系合金を本発明法であるＡ方式で処理したもの
は、比較法のＢ方式で処理したものに比較して諸特性が
著しく優れている。特にＣｕ−（６〜１２重量％）Ｎｉ
−（１〜２重量％）Ａｌ系でＮｉ／Ａｌ成分組成比率
（重量比）が３〜１０の適正比率の銅基合金を本発明法
（Ａ方式）で処理することにより、本発明合金Ｎｏ．１
〜４に示すように、硬度，引張強さ，ばね限界値および
導電率のバランスが優れ、かつ、曲げ加工性に優れた特
性を有する銅基合金材料が製造できる。
【００４９】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば高強度，
高弾性，高電気伝導性，高熱伝導性を有し、しかも加工
性，半田耐候性および耐熱性にも優れているので、各種
用途に適用でき、特にリードフレーム等の電気・電子部
品用材料として好適な高強度銅基合金が安価かつ安定し
て製造できるのである。
高弾性，高電気伝導性，高熱伝導性を有し、しかも加工
性，半田耐候性および耐熱性にも優れているので、各種
用途に適用でき、特にリードフレーム等の電気・電子部
品用材料として好適な高強度銅基合金が安価かつ安定し
て製造できるのである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｎｉ：６〜１２重量％，Ａｌ：１〜２重
量％を含み、Ｎｉ／Ａｌの成分組成比率が重量比で３〜
１０の範囲で残部Ｃｕおよび不可避不純物からなる銅基
合金の素材を圧延するに当り、冷間圧延後に８２０〜９
２０℃で６０〜６００秒の溶体化熱処理を行ない、次い
で４００〜６００℃で５〜３６０分の熱処理を行なった
後、冷間圧延し、その後３８０〜７００℃で５〜３６０
秒のテンションアニール処理を行なうことを特徴とする
高強度銅基合金の製造方法。 - 【請求項２】 Ｎｉ：６〜１２重量％，Ａｌ：１〜２重
量％を含み、Ｎｉ／Ａｌの成分組成比率が重量比で３〜
１０の範囲で、更にＺｎ：０．０１〜２．０重量％，
Ｂ：０．００５〜０．１重量％のうち１種または２種を
合計で０．００５〜２．０重量％含み、酸素：０．００
５重量％以下で残部Ｃｕおよび不可避不純物からなる銅
基合金の素材を圧延するに当り、冷間圧延後に８２０〜
９２０℃で６０〜６００秒の溶体化熱処理を行ない、次
いで４００〜６００℃で５〜３６０分の熱処理を行なっ
た後、冷間圧延し、その後３８０〜７００℃で５〜３６
０秒のテンションアニール処理を行なうことを特徴とす
る高強度銅基合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32219692A JP3410125B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 高強度銅基合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32219692A JP3410125B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 高強度銅基合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128708A true JPH06128708A (ja) | 1994-05-10 |
| JP3410125B2 JP3410125B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=18141025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32219692A Expired - Fee Related JP3410125B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 高強度銅基合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410125B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996004469A1 (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-15 | Caterpillar Inc. | Hydraulically actuated valve system |
| JP2019002042A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ系銅合金板材および製造方法並びに導電ばね部材 |
| JP2019151867A (ja) * | 2018-02-28 | 2019-09-12 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウムへの耐接触腐食性に優れた銅合金材及び端子 |
| JP2019196514A (ja) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウムワイヤーハーネスの端子用銅合金材及び端子 |
| WO2020066371A1 (ja) | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｃｕ－Ｎｉ－Ａｌ系銅合金板材およびその製造方法並びに導電ばね部材 |
| WO2022024891A1 (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｃｕ－Ｎｉ－Ａｌ系銅合金板材、その製造方法および導電ばね部材 |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP32219692A patent/JP3410125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996004469A1 (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-15 | Caterpillar Inc. | Hydraulically actuated valve system |
| JP2019002042A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ系銅合金板材および製造方法並びに導電ばね部材 |
| JP2019151867A (ja) * | 2018-02-28 | 2019-09-12 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウムへの耐接触腐食性に優れた銅合金材及び端子 |
| JP2019196514A (ja) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウムワイヤーハーネスの端子用銅合金材及び端子 |
| WO2020066371A1 (ja) | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｃｕ－Ｎｉ－Ａｌ系銅合金板材およびその製造方法並びに導電ばね部材 |
| KR20210064348A (ko) | 2018-09-27 | 2021-06-02 | 도와 메탈테크 가부시키가이샤 | Cu-Ni-Al계 구리 합금 판재 및 이의 제조방법 및 도전 스프링 부재 |
| US11946129B2 (en) | 2018-09-27 | 2024-04-02 | Dowa Metaltech Co., Ltd. | Cu—Ni—Al based copper alloy sheet material, method for producing same, and conductive spring member |
| WO2022024891A1 (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｃｕ－Ｎｉ－Ａｌ系銅合金板材、その製造方法および導電ばね部材 |
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|---|---|
| JP3410125B2 (ja) | 2003-05-26 |
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