JPH0774420B2 - ベリリウム銅合金の製造方法 - Google Patents
ベリリウム銅合金の製造方法Info
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- JPH0774420B2 JPH0774420B2 JP3047475A JP4747591A JPH0774420B2 JP H0774420 B2 JPH0774420 B2 JP H0774420B2 JP 3047475 A JP3047475 A JP 3047475A JP 4747591 A JP4747591 A JP 4747591A JP H0774420 B2 JPH0774420 B2 JP H0774420B2
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- beryllium copper
- annealing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度、電気伝導
度、信頼性等に優れたベリリウム銅合金の製造方法に関
するものである。
度、信頼性等に優れたベリリウム銅合金の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＢｅとＣｕを主成分とするベリリウム銅
合金は、従来から高強度ばね材、導電材料等として広く
利用されている。このベリリウム銅合金は、通常以下の
ような製造方法により薄板に加工されている。すなわ
ち、図２に従来の製造方法のフローチャートの一例を示
すように、まず所定組成のベリリウム銅合金を鋳造し、
鋳造したベリリウム銅合金を熱間圧延後、加工硬化を除
去するための焼鈍と冷間圧延を行い所定の寸法に加工
後、溶体化処理により仕上げ工程を行っていた。
合金は、従来から高強度ばね材、導電材料等として広く
利用されている。このベリリウム銅合金は、通常以下の
ような製造方法により薄板に加工されている。すなわ
ち、図２に従来の製造方法のフローチャートの一例を示
すように、まず所定組成のベリリウム銅合金を鋳造し、
鋳造したベリリウム銅合金を熱間圧延後、加工硬化を除
去するための焼鈍と冷間圧延を行い所定の寸法に加工
後、溶体化処理により仕上げ工程を行っていた。
【０００３】従来、上述した中間での焼鈍は、連続焼鈍
であり、８００℃以上の高温で材料を短時間で再結晶後
溶体化処理させて軟化を図っていた。また、焼鈍を複数
回行う場合の中間焼鈍間の冷間加工率に関する知見はな
く、便宜的に定められているにすぎなかった。
であり、８００℃以上の高温で材料を短時間で再結晶後
溶体化処理させて軟化を図っていた。また、焼鈍を複数
回行う場合の中間焼鈍間の冷間加工率に関する知見はな
く、便宜的に定められているにすぎなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そのため、図２にフロ
ーチャートを示したベリリウム銅合金の製造方法によれ
ば、以下のような問題点があった。 （１）特性にばらつきが生じ易い。これは、焼鈍が高温
でかつ短時間であるために、再結晶粒成長速度が大きい
ところでの処理のため、結晶粒度に差が生じ易いため、
および短時間の処理であるために熱間圧延後の不均一組
織を解消しにくいためである。 （２）最終製品の平均結晶粒径のコントロールが難し
い。これは、所望の特性を得るために粒度をコントロー
ルする場合、高温での中間焼鈍では最終の溶体化処理条
件のみによって粒径のコントロールをしなければならな
いためである。 （３）極端な混粒組織を得る可能性が高い。これは、結
晶粒を大きくしようとして最終溶体化温度をコントロー
ルする場合、最終溶体化温度を高くする必要があり、こ
の場合混粒組織となり易いためであった。
ーチャートを示したベリリウム銅合金の製造方法によれ
ば、以下のような問題点があった。 （１）特性にばらつきが生じ易い。これは、焼鈍が高温
でかつ短時間であるために、再結晶粒成長速度が大きい
ところでの処理のため、結晶粒度に差が生じ易いため、
および短時間の処理であるために熱間圧延後の不均一組
織を解消しにくいためである。 （２）最終製品の平均結晶粒径のコントロールが難し
い。これは、所望の特性を得るために粒度をコントロー
ルする場合、高温での中間焼鈍では最終の溶体化処理条
件のみによって粒径のコントロールをしなければならな
いためである。 （３）極端な混粒組織を得る可能性が高い。これは、結
晶粒を大きくしようとして最終溶体化温度をコントロー
ルする場合、最終溶体化温度を高くする必要があり、こ
の場合混粒組織となり易いためであった。
【０００５】以上のように、従来方法では諸特性特に信
頼性に大きな影響を及ぼす結晶粒度及びその均一性で問
題があり、良好な特性のベリリウム銅合金を得ることが
できなかった。本発明の目的は上述した課題を解消し
て、組織の均一性及び特性のばらつきの少ない信頼性の
高い製品を得ることができ、結晶粒径のコントロールが
容易なベリリウム銅合金の製造方法を提供しようとする
ものである。
頼性に大きな影響を及ぼす結晶粒度及びその均一性で問
題があり、良好な特性のベリリウム銅合金を得ることが
できなかった。本発明の目的は上述した課題を解消し
て、組織の均一性及び特性のばらつきの少ない信頼性の
高い製品を得ることができ、結晶粒径のコントロールが
容易なベリリウム銅合金の製造方法を提供しようとする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のベリリウム銅合
金の製造方法は、Ｂｅ：１．００〜２．００重量％、Ｃ
ｏ：０．１８〜０．３５重量％、残部がＣｕからなるベ
リリウム銅合金を鋳造し、鋳造したベリリウム銅合金を
圧延した後、５００〜８００℃で２〜１０時間焼鈍を行
い、その後加工率４０％以上の冷間圧延を施し、再び５
００〜８００℃で２〜１０時間焼鈍し、その後所望の板
厚まで冷間圧延を行い、最終溶体化処理を行うことを特
徴とするものである。
金の製造方法は、Ｂｅ：１．００〜２．００重量％、Ｃ
ｏ：０．１８〜０．３５重量％、残部がＣｕからなるベ
リリウム銅合金を鋳造し、鋳造したベリリウム銅合金を
圧延した後、５００〜８００℃で２〜１０時間焼鈍を行
い、その後加工率４０％以上の冷間圧延を施し、再び５
００〜８００℃で２〜１０時間焼鈍し、その後所望の板
厚まで冷間圧延を行い、最終溶体化処理を行うことを特
徴とするものである。
【０００７】また、本発明の製造方法により製造された
ベリリウム銅合金は、上述した製造方法に従って製造し
た、平均粒径２０μm以下で、結晶粒の大きさの自然対
数の変動係数が０．２５以下であることを特徴とするも
のである。
ベリリウム銅合金は、上述した製造方法に従って製造し
た、平均粒径２０μm以下で、結晶粒の大きさの自然対
数の変動係数が０．２５以下であることを特徴とするも
のである。
【０００８】
【作用】上述した構成において、本発明の製造方法は、
高力型ベリリウム銅合金として市販されている通常組成
のベリリウム銅合金に２回の過時効を利用した焼鈍を行
い、その焼鈍の温度と時間及びその間の冷間圧延時の加
工率を特定することにより、最終溶体化処理後に望まれ
る結晶粒径が得られ、しかも均一な再結晶組織を得るこ
とができる。
高力型ベリリウム銅合金として市販されている通常組成
のベリリウム銅合金に２回の過時効を利用した焼鈍を行
い、その焼鈍の温度と時間及びその間の冷間圧延時の加
工率を特定することにより、最終溶体化処理後に望まれ
る結晶粒径が得られ、しかも均一な再結晶組織を得るこ
とができる。
【０００９】以下、本発明における結晶粒度コントロー
ルのメカニズムについて説明する。熱間圧延を終わった
後の組織は不均一な場合が多く、その後の冷間圧延と従
来の溶体化による焼鈍では不均一組織が残存する。そこ
で、本発明のように、材料に長時間の焼鈍を施すとこの
不均一さはかなり軽減され、さらにその後所定の加工率
で冷間加工して再び長時間の焼鈍を施すと不均一さは解
消される。この処理によって、最終溶体化処理において
混粒組織の発生を防ぎ均一な組織を得ることができる。
ルのメカニズムについて説明する。熱間圧延を終わった
後の組織は不均一な場合が多く、その後の冷間圧延と従
来の溶体化による焼鈍では不均一組織が残存する。そこ
で、本発明のように、材料に長時間の焼鈍を施すとこの
不均一さはかなり軽減され、さらにその後所定の加工率
で冷間加工して再び長時間の焼鈍を施すと不均一さは解
消される。この処理によって、最終溶体化処理において
混粒組織の発生を防ぎ均一な組織を得ることができる。
【００１０】また、平均粒径の制御については、本発明
の過時効を利用した焼鈍時に形成される析出物が重要な
働きをする。本発明の組成のベリリウム銅合金は、６０
０℃付近を境に低温の時効領域と高温の固溶領域に分か
れる。従って、６００℃付近を中心に焼鈍温度を変化さ
せると、異なった析出状態の組織が得られる。析出物は
大きく分けて２種類ある。１つはＣｏＢｅ化合物を核に
形成される粒状のもので、もう１つは針状析出物であ
る。後者の針状析出物は最終溶体化処理時に容易に固溶
する一方、前者の粒状析出物は固溶し難く再結晶した結
晶粒界をピン止めする。従って、この粒状析出物の量及
び大きさを制御することにより、同じ溶体化処理で結晶
粒径をコントロールすることができる。なお、析出物の
制御は過時効での焼鈍温度により可能である。また、粒
状析出物の均一性すなわち組織の均一性は、２回の焼鈍
だけでなくその間の所定の加工率による冷間加工により
達成できる。
の過時効を利用した焼鈍時に形成される析出物が重要な
働きをする。本発明の組成のベリリウム銅合金は、６０
０℃付近を境に低温の時効領域と高温の固溶領域に分か
れる。従って、６００℃付近を中心に焼鈍温度を変化さ
せると、異なった析出状態の組織が得られる。析出物は
大きく分けて２種類ある。１つはＣｏＢｅ化合物を核に
形成される粒状のもので、もう１つは針状析出物であ
る。後者の針状析出物は最終溶体化処理時に容易に固溶
する一方、前者の粒状析出物は固溶し難く再結晶した結
晶粒界をピン止めする。従って、この粒状析出物の量及
び大きさを制御することにより、同じ溶体化処理で結晶
粒径をコントロールすることができる。なお、析出物の
制御は過時効での焼鈍温度により可能である。また、粒
状析出物の均一性すなわち組織の均一性は、２回の焼鈍
だけでなくその間の所定の加工率による冷間加工により
達成できる。
【００１１】次に、本発明における各種の条件の限定理
由について説明する。まず、組成をＢｅ：１．００〜
２．００重量％、Ｃｏ：０．１８〜０．３５重量％、残
部がＣｕと限定したのは、この組成が機械的強度、電気
伝導度及び経済性の点で工業的に最も実用性に富むため
である。また、焼鈍温度を５００〜８００℃としたの
は、５００℃未満では十分に材料を再結晶させることが
困難で未再結晶部が混じった不均一組織になるととも
に、８００℃を越えると結晶の粒成長が激しく、後の最
終溶体化において結晶粒度の制御が困難になるからであ
る。さらに、焼鈍時間を２〜１０時間と限定したのは、
２時間未満では均一性が十分でないとともに、１０時間
を越えても焼鈍の効果は変わらないためである。なお、
望ましくは４時間以上で一層の均一化が達成できる。さ
らにまた、冷間加工率を４０％以上としたのは、４０％
未満では２回目の焼鈍において均一性を十分に得ること
ができないからである。なお、一層の均一化を期待する
場合は、６０％以上が好ましい。
由について説明する。まず、組成をＢｅ：１．００〜
２．００重量％、Ｃｏ：０．１８〜０．３５重量％、残
部がＣｕと限定したのは、この組成が機械的強度、電気
伝導度及び経済性の点で工業的に最も実用性に富むため
である。また、焼鈍温度を５００〜８００℃としたの
は、５００℃未満では十分に材料を再結晶させることが
困難で未再結晶部が混じった不均一組織になるととも
に、８００℃を越えると結晶の粒成長が激しく、後の最
終溶体化において結晶粒度の制御が困難になるからであ
る。さらに、焼鈍時間を２〜１０時間と限定したのは、
２時間未満では均一性が十分でないとともに、１０時間
を越えても焼鈍の効果は変わらないためである。なお、
望ましくは４時間以上で一層の均一化が達成できる。さ
らにまた、冷間加工率を４０％以上としたのは、４０％
未満では２回目の焼鈍において均一性を十分に得ること
ができないからである。なお、一層の均一化を期待する
場合は、６０％以上が好ましい。
【００１２】
【実施例】図１は本発明のベリリウム銅合金の製造方法
の一例の工程を示すフローチャートである。図１に示す
ように、まず所定組成のベリリウム銅合金を鋳造後、鋳
造したインゴットに対して熱間圧延および冷間圧延を組
み合わせた圧延を行う。その後、所望の形状例えば厚さ
２．５ｍｍの板材の形状となった圧延材に対し、５００
〜８００℃で２時間以上の第１回目の焼鈍を行う。次
に、第１回目の焼鈍後の材料に対して、加工率４０％以
上の冷間加工を行った後、さらに１回目と同様の焼鈍条
件で第２回目の焼鈍を行う。最後に、所定の板厚にする
ための冷間圧延を施した後、溶体化処理を行って本発明
のベリリウム銅合金を得ている。
の一例の工程を示すフローチャートである。図１に示す
ように、まず所定組成のベリリウム銅合金を鋳造後、鋳
造したインゴットに対して熱間圧延および冷間圧延を組
み合わせた圧延を行う。その後、所望の形状例えば厚さ
２．５ｍｍの板材の形状となった圧延材に対し、５００
〜８００℃で２時間以上の第１回目の焼鈍を行う。次
に、第１回目の焼鈍後の材料に対して、加工率４０％以
上の冷間加工を行った後、さらに１回目と同様の焼鈍条
件で第２回目の焼鈍を行う。最後に、所定の板厚にする
ための冷間圧延を施した後、溶体化処理を行って本発明
のベリリウム銅合金を得ている。
【００１３】以下、実際の例について説明する。 実施例 Ｂｅ：１．８３重量％、Ｃｏ：０．２重量％、残部Ｃｕ
の組成のベリリウム銅合金を鋳造し、鋳造したインゴッ
トに対して熱間圧延を施して厚さ７．６ｍｍの熱間圧延
材を得、さらに得られた熱間圧延材を厚さ２．３ｍｍま
で冷間圧延した。次に、得られた冷間圧延材に対し、以
下の表１に示す温度と時間で第１回目の焼鈍を行い、焼
鈍後表１に示す加工率で冷間圧延した。その後、さらに
表１に示す温度と時間で第２回目の焼鈍を行なった。最
後に、厚さ０．２４ｍｍまで冷間圧延した後、８００
℃、１分間の溶体化処理を行った。
の組成のベリリウム銅合金を鋳造し、鋳造したインゴッ
トに対して熱間圧延を施して厚さ７．６ｍｍの熱間圧延
材を得、さらに得られた熱間圧延材を厚さ２．３ｍｍま
で冷間圧延した。次に、得られた冷間圧延材に対し、以
下の表１に示す温度と時間で第１回目の焼鈍を行い、焼
鈍後表１に示す加工率で冷間圧延した。その後、さらに
表１に示す温度と時間で第２回目の焼鈍を行なった。最
後に、厚さ０．２４ｍｍまで冷間圧延した後、８００
℃、１分間の溶体化処理を行った。
【００１４】得られた本発明範囲内及び範囲外の板材の
表面組織を光学顕微鏡で写真撮影し、その写真に基づき
画像解析によって最終溶体化処理後の平均結晶粒径と結
晶粒度分布の広がりを示す混粒度を求めた。この混粒度
は対数正規分布を仮定した場合の変動係数を示し、値が
小さい方が均一な結晶粒組織を持っていることとなる。
また、得られた板材の曲げ性Ｒ／ｔ値及び硬さを測定す
るとともに、それらのばらつき程度を調べるため変動係
数ＣＶを求めた。なお、変動係数ＣＶは、それぞれ30の
データより平均値外１
表面組織を光学顕微鏡で写真撮影し、その写真に基づき
画像解析によって最終溶体化処理後の平均結晶粒径と結
晶粒度分布の広がりを示す混粒度を求めた。この混粒度
は対数正規分布を仮定した場合の変動係数を示し、値が
小さい方が均一な結晶粒組織を持っていることとなる。
また、得られた板材の曲げ性Ｒ／ｔ値及び硬さを測定す
るとともに、それらのばらつき程度を調べるため変動係
数ＣＶを求めた。なお、変動係数ＣＶは、それぞれ30の
データより平均値外１
【外１】 と標準偏差σを算出し、外２
【外２】 としてＣＶを求めた。
【００１５】結果を、併せて表１
【表１】
【００１６】表１の結果から、本発明範囲内の第１回及
び第２回の焼鈍とその中間の冷間圧延を施した本発明例
は、いずれかの点で本発明を満たさない比較例と比べ
て、平均粒径が小さく、混粒度も小さいとともに、機械
的特性のばらつきも小さく、均一な組織が得られている
ことがわかった。また、表１の結果から、本発明の製造
方法によれば、広い範囲で平均粒径をコントロールでき
ることがわかった。つまり、材料の曲げ特性を向上しよ
うとする場合は、第２回目の焼鈍を５６０℃程度で行え
ばよいとともに、最終時効処理前の強度を下げたい場合
は、第２回目の焼鈍を７００℃以上で行えばよいことが
わかる。
び第２回の焼鈍とその中間の冷間圧延を施した本発明例
は、いずれかの点で本発明を満たさない比較例と比べ
て、平均粒径が小さく、混粒度も小さいとともに、機械
的特性のばらつきも小さく、均一な組織が得られている
ことがわかった。また、表１の結果から、本発明の製造
方法によれば、広い範囲で平均粒径をコントロールでき
ることがわかった。つまり、材料の曲げ特性を向上しよ
うとする場合は、第２回目の焼鈍を５６０℃程度で行え
ばよいとともに、最終時効処理前の強度を下げたい場合
は、第２回目の焼鈍を７００℃以上で行えばよいことが
わかる。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第１回目及び第２回目の焼鈍を所定温度及び
時間の過時効を利用した焼鈍とするとともに、その間の
冷間圧延を所定の加工率で行うことにより、結晶粒の大
きさを制御でき、均一な組織を有するベリリウム銅合金
を得ることができる。その結果、機械的な諸特性のばら
つきをなくし、信頼性の高い製品を得ることができる。
によれば、第１回目及び第２回目の焼鈍を所定温度及び
時間の過時効を利用した焼鈍とするとともに、その間の
冷間圧延を所定の加工率で行うことにより、結晶粒の大
きさを制御でき、均一な組織を有するベリリウム銅合金
を得ることができる。その結果、機械的な諸特性のばら
つきをなくし、信頼性の高い製品を得ることができる。
【図１】本発明のベリリウム銅合金の製造方法の一例の
工程を示すフローチャートである。
工程を示すフローチャートである。
【図２】従来のベリリウム銅合金の製造方法の一例の工
程を示すフローチャートである。
程を示すフローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｂｅ：１．００〜２．００重量％、Ｃ
ｏ：０．１８〜０．３５重量％、残部がＣｕからなるベ
リリウム銅合金を鋳造し、鋳造したベリリウム銅合金を
圧延した後、５００〜８００℃で２〜１０時間焼鈍を行
い、その後加工率４０％以上の冷間圧延を施し、再び５
００〜８００℃で２〜１０時間焼鈍し、その後所望の板
厚まで冷間圧延を行い、最終溶体化処理を行うことを特
徴とするベリリウム銅合金の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3047475A JPH0774420B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | ベリリウム銅合金の製造方法 |
| EP92301424A EP0500377B1 (en) | 1991-02-21 | 1992-02-20 | Production of copper-beryllium alloys and copper-beryllium alloys produced thereby |
| DE69206444T DE69206444T2 (de) | 1991-02-21 | 1992-02-20 | Verfahren zur Herstellung von Kupfer-Beryllium Legierungen sowie nach diesem Verfahren hergestellte Kupfer-Beryllium Legierungen. |
| US08/074,999 US5354388A (en) | 1991-02-21 | 1993-06-11 | Production of beryllium-copper alloys and beryllium copper alloys produced thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3047475A JPH0774420B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | ベリリウム銅合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268056A JPH04268056A (ja) | 1992-09-24 |
| JPH0774420B2 true JPH0774420B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=12776169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3047475A Expired - Lifetime JPH0774420B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | ベリリウム銅合金の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5354388A (ja) |
| EP (1) | EP0500377B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0774420B2 (ja) |
| DE (1) | DE69206444T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5702543A (en) * | 1992-12-21 | 1997-12-30 | Palumbo; Gino | Thermomechanical processing of metallic materials |
| EP0725157B1 (en) * | 1995-02-01 | 2001-03-07 | BRUSH WELLMAN Inc. | Processing of alloys and products so produced |
| US6531039B2 (en) * | 2001-02-21 | 2003-03-11 | Nikko Materials Usa, Inc. | Anode for plating a semiconductor wafer |
| JP4578925B2 (ja) * | 2004-10-08 | 2010-11-10 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 冷間圧延油組成物及び冷間圧延方法 |
| CN113795602B (zh) | 2019-05-10 | 2023-02-21 | 万腾荣公司 | 高强度的铜铍合金 |
| CN115261666B (zh) * | 2022-07-18 | 2023-03-31 | 江西省金叶有色新材料研究院 | 一种无铅高强高导铍青铜棒材及其制造方法和应用 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2412447A (en) * | 1942-07-31 | 1946-12-10 | Berks County Trust Company | Working and treating be-cu alloys |
| US4179314A (en) * | 1978-12-11 | 1979-12-18 | Kawecki Berylco Industries, Inc. | Treatment of beryllium-copper alloy and articles made therefrom |
| US4394185A (en) * | 1982-03-30 | 1983-07-19 | Cabot Berylco, Inc. | Processing for copper beryllium alloys |
| US4425168A (en) * | 1982-09-07 | 1984-01-10 | Cabot Corporation | Copper beryllium alloy and the manufacture thereof |
| KR840001426B1 (ko) * | 1982-10-20 | 1984-09-26 | 이영세 | 전기전자 부품용 동합금 및 동합금판의 제조방법 |
| US4724013A (en) * | 1984-06-08 | 1988-02-09 | Brush Wellman, Inc. | Processing of copper alloys and product |
| US4565586A (en) * | 1984-06-22 | 1986-01-21 | Brush Wellman Inc. | Processing of copper alloys |
| JPS61143564A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-07-01 | Nippon Mining Co Ltd | 高力高導電性銅基合金の製造方法 |
| US4579603A (en) * | 1985-03-18 | 1986-04-01 | Woodard Dudley H | Controlling distortion in processed copper beryllium alloys |
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