JPWO2012160726A1 - 深絞り加工性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 - Google Patents
深絞り加工性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2012160726A1 JPWO2012160726A1 JP2012514241A JP2012514241A JPWO2012160726A1 JP WO2012160726 A1 JPWO2012160726 A1 JP WO2012160726A1 JP 2012514241 A JP2012514241 A JP 2012514241A JP 2012514241 A JP2012514241 A JP 2012514241A JP WO2012160726 A1 JPWO2012160726 A1 JP WO2012160726A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper alloy
- mass
- grain boundary
- alloy plate
- crystal grains
- 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.)
- Granted
Links
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 75
- 229910017876 Cu—Ni—Si Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 101
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001887 electron backscatter diffraction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 26
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 26
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 17
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 7
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 27
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 40
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N dexamethasone Chemical compound C1CC2=CC(=O)C=C[C@]2(C)[C@]2(F)[C@@H]1[C@@H]1C[C@@H](C)[C@@](C(=O)CO)(O)[C@@]1(C)C[C@@H]2O UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 6
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N EtOH Substances CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910014299 N-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018098 Ni-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018529 Ni—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N beryllium copper Chemical compound [Be].[Cu] DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUYOGGFTLHZHEG-UHFFFAOYSA-N copper titanium Chemical compound [Ti].[Cu] IUYOGGFTLHZHEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 nickel silicide compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
Description
本願は、2011年5月25日に出願された国際出願PCT/JP2011/062028について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
なかでも、コルソン合金は、ケイ化ニッケル化合物の銅に対する固溶限が温度によって著しく変化する合金で、焼き入れ・焼き戻しによって硬化する析出硬化型合金の一種であり、耐熱性や高温強度も良好で、強度と導電率のバランスにも優れており、これまでも導電用各種ばねや高抗張力用電線などに広く使用されており、最近では、端子、コネクタ等の電子部品に使用される頻度が高まっている。
一般に強度と曲げ加工性は相反する性質であり、コルソン合金においても、高い強度を維持しつつ、曲げ加工性を改善することが従来から研究されており、製造工程を調整し、結晶粒径、析出物の個数及び形状、集合組織を個々にあるいは相互に制御することで曲げ加工性を改善しようという取り組みが広く行われてきた。
また、コルソン合金を各種電子部品にて所定形状にて厳しい環境下で使用して行く為には、加工の容易性、特に良好な深絞り加工性、及び、高温使用時でのはんだ耐熱剥離性が要求されている。
特許文献2には、圧延方向の引張強さと、圧延方向となす角度が45°方向の引張強さと、圧延方向となす角度が90°方向の引張強さの3つの引張強さ間の各差の最大値が100MPa以下である接点材用銅基析出型合金板材であり、2〜4mass%Ni及び0.4〜1mass%Siを含有し、必要ならさらにMg、Sn、Zn、Crの群から選ばれる少なくとも1つを適量含有さる残部が銅と不可避不純物からなる銅基析出型合金板材が開示される。その接点材用銅基析出型合金板材は、溶体化処理した銅合金板材に時効熱処理を施し、その後圧延率30%以下の冷間圧延を施して製造され、電子機器などに用いられる多機能スイッチの操作性を改善する。
特許文献3には、耐力が700N/mm2以上、導電率が35%IACS以上、かつ曲げ加工性にも優れたコルソン(Cu−N−Si系)銅合金板が開示される。この銅合金板は、Ni:2.5%(質量%、以下同じ)以上6.0%未満、及びSi:0.5%以上1.5%未満を、NiとSiの質量比Ni/Siが4〜5の範囲となるように含み、さらにSn:0.01%以上4%
未満を含み、残部がCu及び不可避的不純物からなり、平均結晶粒径が10μm以下、SEM−EBSP法による測定結果でCube方位{001}〈100〉の割合が50%以上である集合組織を有し、連続焼鈍により溶体化再結晶組織を得た後、加工率20%以下の冷間圧延及び400〜600℃×1〜8時間の時効処理を行い、続いて加工率1〜20%の最終冷間圧延後、400〜550℃×30秒以下の短時間焼鈍を行って製造される。
また、結晶粒のアスペクト比(結晶粒の短径/結晶粒の長径)の平均値は、基本的に製造時での最終冷間圧延時の加工率により左右され、GOSの全結晶粒における平均値は、基本的に製造時での連続低温焼鈍時の銅合金板の炉内での張力により左右され、特殊粒界の全特殊粒界長さLσの比率(Lσ/L)は、基本的に製造時での連続低温焼鈍時の銅合金板の炉内での浮上距離により左右され、表面の算術平均粗さRaと表面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値の標準偏差は、基本的に製造時での最終冷間圧延時の銅合金板に付与される張力と圧延ロールの表面粗さにより左右されることも見出した。
Niは1.0〜3.0質量%、好ましくは、1.5〜2.5質量%の範囲で添加する。Niが1.0質量%未満であると充分な強度が得られない。Niが3.0質量%を超えると、熱間圧延で割れが発生する。
Siの添加濃度(質量%)は、Niの添加濃度(質量%)の1/6〜1/4とする。Si添加濃度がNi添加濃度の1/6より少ないと強度が低下し、Ni添加濃度の1/4より多いと強度に寄与しないばかりでなく、過剰なSiによって導電性が低下する。
GOSの全結晶粒における平均値が、1.2°未満、或いは、1.5°を超えると、ばね限界値の低下をきたす。
特殊粒界の全特殊粒界長さLσの比率(Lσ/L)が、60%未満、或いは、70%を超えると、深絞り加工性が低下をきたす。
表面の算術平均粗さRaが0.2μmを超えると、耐疲労特性の変動が大きくなり、算術平均粗さRaが0.02μm未満では、効果が飽和して製造コストの無駄となる。
表面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値についての標準偏差が0.1μmを超えると、耐疲労特性の変動が大きくなる。標準偏差は小さいほど良いが、製造コストや効果を考慮すると、0.03μm以上であることが好ましい。
Sn及びZnには、強度及び耐熱性を改善する作用があり、更にSnには耐応力緩和特性の改善作用が、Znには、はんだ接合の耐熱性を改善する作用がある。Snは0.2〜0.8質量%、Znは0.3〜1.5質量%の範囲で添加する。前述の範囲を下回ると所望の効果が得られず、上回ると導電性が低下する。
Mgには応力緩和特性及び熱間加工性を改善する効果があるが、0.2質量%を超えると鋳造性(鋳肌品質の低下)、熱間加工性及びめっき耐熱剥離性が低下する。
連続低温焼鈍時の銅合金板に付与される炉内張力が300N/mm2未満、或いは、900N/mm2を超えると、GOSの全結晶粒における平均値が1.2°〜1.5°の範囲に入らない。
連続低温焼鈍時の銅合金板の炉内浮上距離が10mm未満、或いは、20mmを超えると、結晶粒界の全粒界長さLに対する特殊粒界の全特殊粒界長さLσの比率(Lσ/L)が60〜70%の範囲に入らない。
最終冷間圧延時の銅合金板に付与される張力が90N/mm2未満では、表面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値についての標準偏差が0.1μmを超えてしまい、張力が150N/mm2を超えると、効果が飽和して製造コストの無駄となる。
最終冷間圧延時に粒度が#180未満の砥石で研磨した圧延ロールを使用すると、表面の算術平均粗さRaが0.2μmを超えてしまい、粒度が#600を超えると、効果が飽和すると共に、製造工程で発生した表面傷を除去し難くなる。
本発明の銅合金条材は、質量%で、1.0〜3.0質量%のNiを含有し、Niの質量%濃度に対し1/6〜1/4の濃度のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物である組成を有する。
Niは1.0〜3.0質量%、好ましくは1.5〜2.5質量%の範囲で添加する。Niが1.0質量%未満であると充分な強度が得られない。Niが3.0質量%を超えると、熱間圧延で割れが発生する。
Siの添加濃度(質量%)は、Niの添加濃度(質量%)の1/6〜1/4とする。Si添加濃度がNi添加濃度の1/6より少ないと強度が低下し、Ni添加濃度の1/4より多いと強度に寄与しないばかりでなく、過剰なSiによって導電性が低下する。
Sn及びZnには、強度及び耐熱性を改善する作用があり、更にSnには耐応力緩和特性の改善作用が、Znには、はんだ接合の耐熱性を改善する作用がある。Snは0.2〜0.8質量%、Znは0.3〜1.5質量%の範囲で添加する。前述の範囲を下回ると所望の効果が得られず、上回ると導電性が低下する。
Mgには、応力緩和特性及び熱間加工性を改善する効果があり、0.001〜0.2質量%の範囲で添加する。0.2質量%を超えると鋳造性(鋳肌品質の低下)、熱間加工性及びめっき耐熱剥離性が低下する。
Feには、熱間圧延性を向上させる効果(表面割れや耳割れの発生を抑制する効果)およびNiとSiの化合物析出を微細化し、よってメッキの耐熱密着性を向上させる効果等を通じて、コネクタの信頼性を高める作用があるが、その含有量が0.007%未満では上記作用に所望の効果が得られず、一方、その含有量が0.25%を越えると熱間圧延性効果が飽和し、むしろ低下傾向が現われるようになると共に、導電性にも悪影響を及ぼすようになることから、その含有量を0.007〜0.25%と定めた。
銅合金板表面の算術平均粗さRaは、次のようにして求めた。
株式会社小坂研究所製の触針式表面粗さ測定器(SE−30D)を用いて、JIS B0651−1996に基づきプロファイルを得て、そのプロファイルを基に算術平均粗さ(Ra)を算出した(JIS B0601−1994)。
銅合金板表面の面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値についての標準偏差は、次のように求めた。
株式会社小坂研究所製の触針式表面粗さ測定器(SE−30D)を用いて、JIS
B0651−1996に基づきプロファイルを得て、そのプロファイルを基に表面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値を実測し、その標準偏差を算出した。
合金組織中の結晶粒のアスペクト比(結晶粒の短径/結晶粒の長径)の平均値は、次のようにして求めた。
前処理として、10mm×10mmの試料を10%硫酸に10分間浸漬した後、水洗、エアブローにより散水した後に、散水後の試料を日立ハイテクノロジーズ社製フラットミリング(イオンミリング)装置で、加速電圧5kV、入射角5°、照射時間1時間にて表面処理を施した。
次に、TSL社製EBSDシステム付きの日立ハイテクノロジーズ社製走査型電子顕微鏡S−3400Nでその試料表面を観察した。観察条件は、加速電圧25kV、測定面積(圧延方向)150μm×150μmとした。
次に、ステップサイズ0.5μmにて測定面積内の全てのピクセルの方位を測定し、ピクセル間の方位差が5°以上である境界を結晶粒界と定義し、結晶粒界で囲まれた2つ以上のピクセルの集合を結晶粒とみなした場合、各結晶粒の長軸方向の長さをa、短軸方向の長さをbとし、前記bを前記aで除した値をアスペクト比と定義し、測定面積内の全ての結晶粒のアスペクト比を求め、その平均値を算出した。
結晶粒のアスペクト比(結晶粒の短径/結晶粒の長径)の平均値が0.4未満、或いは、0.6を超えると、150℃×1000時間でのはんだ耐熱剥離性が低下をきたす。
前処理として、10mm×10mmの試料を10%硫酸に10分間浸漬した後、水洗、エアブローにより散水した後に、散水後の試料を日立ハイテクノロジーズ社製フラットミリング(イオンミリング)装置で、加速電圧5kV、入射角5°、照射時間1時間にて表面処理を施した。
次に、TSL社製EBSDシステム付きの日立ハイテクノロジーズ社製走査型電子顕微鏡S−3400Nでその試料表面を観察した。観察条件は、加速電圧25kV、測定面積150μm×150μmとした。
観察結果より、全結晶粒における結晶粒内の全ピクセル間の平均方位差の平均値は次の条件にて求めた。
ステップサイズ0.5μmにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が5°以上である境界を結晶粒界とみなした。
次に、結晶粒界で囲まれた個々の結晶粒の全てについて、結晶粒内の全ピクセル間の方位差の平均値(GOS:Grain Orientation Spread)を(1)式にて計算し、その全ての値の平均値を全結晶粒における結晶粒内の全ピクセル間の平均方位差、即ち、GOSの全結晶粒における平均値とした。なお、2ピクセル以上が連結しているものを結晶粒とした。
nは結晶粒内のピクセル数を示す。
αijはピクセルiとjの方位差を示す。
GOSの全結晶粒における平均値が、1.2°未満、或いは、1.5°を超えると、ばね限界値の低下をきたす。
Dqが Dq≦15°/Σ1/2 (D.G.Brandon:Acta.Metallurgica. Vol.14,p1479,1966)を満たす結晶粒界として定義される。
前処理として、10mm×10mmの試料を10%硫酸に10分間浸漬した後、水洗、エアブローにより散水した後に、散水後の試料を日立ハイテクノロジーズ社製フラットミリング(イオンミリング)装置で、加速電圧5kV、入射角5°、照射時間1時間にて表面処理を施した。
次に、TSL社製EBSDシステム付きの日立ハイテクノロジーズ社製走査型電子顕微鏡S−3400Nでその試料表面を観察した。観察条件は、加速電圧25kV、測定面積150μm×150μmとした。
ステップサイズ0.5μmにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が5°以上である境界を結晶粒界とみなした。
次に、測定範囲における結晶粒界の全粒界長さLを測定し、隣接する結晶粒の界面が特殊粒界を構成する結晶粒界の位置を決定するとともに、特殊粒界の全特殊粒界長さLσと、上記測定した結晶粒界の全粒界長さLとの粒界長比率Lσ/Lを求め、特殊粒界長さ比率とした。
特殊粒界の全特殊粒界長さLσの比率(Lσ/L)が、60%未満、或いは、70%を超えると、深絞り加工性が低下をきたす。
本発明のCu−Ni−Si系銅合金の製造方法は、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、時効化処理、最終冷間圧延、低温焼鈍をこの順序で含む工程で銅合金板を製造するに際して、最終冷間圧延を、加工率10〜30%にて、銅合金板に付与される張力を90〜150N/mm2とし、粒度が#180〜600の砥石で研磨した圧延ロールを使用して実施し、連続低温焼鈍を、炉内の銅合金板に付与される張力を300〜900N/mm2として、炉内の銅合金板の浮上距離を10〜20mmにて実施することを特徴とする。
連続低温焼鈍時の銅合金板に付与される炉内張力が300N/mm2未満、或いは、900N/mm2を超えると、GOSの全結晶粒における平均値が1.2°〜1.5°の範囲に入らず、ばね限界値の低下をきたす。
連続低温焼鈍時の銅合金板の炉内浮上距離が10mm未満、或いは、20mmを超えると、結晶粒界の全粒界長さLに対する特殊粒界の全特殊粒界長さLσの比率(Lσ/L)が60〜70%の範囲に入らず、深絞り加工性の低下をきたす。
最終冷間圧延時の銅合金板に付与される張力が90N/mm2未満では、表面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値についての標準偏差が0.1μmを超えてしまい、張力が150N/mm2を超えると、効果が飽和して製造コストの無駄となる。
最終冷間圧延時に粒度が#180未満の砥石で研磨した圧延ロールを使用すると、表面の算術平均粗さRaが0.2μmを超えてしまい、粒度が#600を超えると、効果が飽和すると共に、製造工程で発生した表面傷を除去し難くなる。
先ず、本発明のCu−Ni−Si系銅合金板となるように材料を調合し、還元性雰囲気の低周波溶解炉を用いて溶解鋳造を行い銅合金鋳塊を得る。次に、この銅合金鋳塊を900〜980℃に加熱した後、熱間圧延を施して適度の厚みの熱延板とし、この熱延板を水冷した後、両面を適度に面削する。次に、圧延率60〜90%にて冷間圧延を施し、適度な厚みの冷延板を作製した後、710〜750℃、7〜15秒間保持の条件にて連続焼鈍を施す。次に、この連続焼鈍処理が済んだ銅板に、酸洗い、表面研磨を行った後、圧延率60〜90%にて冷間圧延を施し、適度な厚みの冷延薄板を作製する。次に、これらの冷延薄板を710〜780℃で7〜15秒間保持した後に急冷して溶体化処理を施した後、430〜470℃で3時間保持して析出時効処理を施した後、酸洗処理し、更に、加工率10〜30%にて、銅合金板に付与される張力を90〜150N/mm2とし、粒度が#180〜600の砥石で研磨した圧延ロールを使用して最終冷間圧延を施し、炉内の銅合金板に付与される張力を300〜900N/mm2として、炉内の銅合金板の浮上距離を10〜20mmとして連続低温焼鈍を施す。
この冷延板を710〜780℃にて7〜15秒間保持した後、急冷して溶体化処理を施し、引続き、430〜470℃にて3時間保持して析出時効処理を施し、酸洗処理後、更に、表1に示す条件にて、最終冷間圧延及び連続低温焼鈍を施し、銅合金薄板を作製した。
銅合金板表面の算術平均粗さRaは、次のようにして求めた。
株式会社小坂研究所製の触針式表面粗さ測定器(SE−30D)を用いて、JIS B0651−1996に基づきプロファイルを得て、そのプロファイルを基に算術平均粗さ(Ra)を算出した(JIS B0601−1994)。
銅合金板表面の面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値についての標準偏差は、次のように求めた。
株式会社小坂研究所製の触針式表面粗さ測定器(SE−30D)を用いて、JIS
B0651−1996に基づきプロファイルを得て、そのプロファイルを基に表面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値を実測し、その標準偏差を算出した。
アスペクト比の平均値は、次のようにして求めた。
前処理として、10mm×10mmの試料を10%硫酸に10分間浸漬した後、水洗、エアブローにより散水した後に、散水後の試料を日立ハイテクノロジーズ社製フラットミリング(イオンミリング)装置で、加速電圧5kV、入射角5°、照射時間1時間にて表面処理を施した。
次に、TSL社製EBSDシステム付きの日立ハイテクノロジーズ社製走査型電子顕微鏡S−3400Nでその試料表面を観察した。観察条件は、加速電圧25kV、測定面積(圧延方向)150μm×150μmとした。
次に、ステップサイズ0.5μmにて測定面積内の全てのピクセルの方位を測定し、ピクセル間の方位差が5°以上を粒界と定義し、粒界で囲まれた2つ以上のピクセルの集合を結晶粒とみなした場合、各結晶粒の長軸方向の長さをa、短軸方向の長さをbとし、前記bを前記aで除した値をアスペクト比と定義し、測定面積内の全ての結晶粒のアスペクト比を求め、その平均値を算出した。
前処理として、10mm×10mmの試料を10%硫酸に10分間浸漬した後、水洗、エアブローにより散水した後に、散水後の試料を日立ハイテクノロジーズ社製フラットミリング(イオンミリング)装置で、加速電圧5kV、入射角5°、照射時間1時間にて表面処理を施した。
次に、TSL社製EBSDシステム付きの日立ハイテクノロジーズ社製走査型電子顕微鏡S−3400Nでその試料表面を観察した。観察条件は、加速電圧25kV、測定面積150μm×150μmとした。
観察結果より、全結晶粒における結晶粒内の全ピクセル間の平均方位差の平均値は次の条件にて求めた。
ステップサイズ0.5μmにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が5°以上である境界を結晶粒界とみなした。
次に、結晶粒界で囲まれた個々の結晶粒の全てについて、結晶粒内の全ピクセル間の方位差の平均値(GOS:Grain Orientation Spread)を(1)式にて計算し、その全ての値の平均値を全結晶粒における結晶粒内の全ピクセル間の平均方位差、即ち、GOSの全結晶粒における平均値とした。なお、2ピクセル以上が連結しているものを結晶粒とした。
nは結晶粒内のピクセル数を示す。
αijはピクセルiとjの方位差を示す。
前処理として、10mm×10mmの試料を10%硫酸に10分間浸漬した後、水洗、エアブローにより散水した後に、散水後の試料を日立ハイテクノロジーズ社製フラットミリング(イオンミリング)装置で、加速電圧5kV、入射角5°、照射時間1時間にて表面処理を施した。
次に、TSL社製EBSDシステム付きの日立ハイテクノロジーズ社製走査型電子顕微鏡S−3400Nでその試料表面を観察した。観察条件は、加速電圧25kV、測定面積150μm×150μmとした。
ステップサイズ0.5μmにて、測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が5°以上である境界を結晶粒界とみなした。
次に、測定範囲における結晶粒界の全粒界長さLを測定し、隣接する結晶粒の界面が特殊粒界を構成する結晶粒界の位置を決定するとともに、特殊粒界の全特殊粒界長さLσと、上記測定した結晶粒界の全粒界長さLとの粒界長比率Lσ/Lを求め、特殊粒界長さ比率とした。
エリクセン社製試験機を用い、ポンチ径:Φ10mm、潤滑剤:グリスの条件で、カップを作製し、外観を観察し、良好なものを○、耳部にかけ又はワレが生じていたものを×とした。
JIS−H3130に基づき、モーメント式試験により永久たわみ量を測定し、R.T.におけるKb0.1(永久たわみ量0.1mmに対応する固定端における表面最大応力値)を算出した。
得られた各試料を幅10mm、長さ50mmの短冊状に切断し、これを230℃±5℃の60%Sn−40%Pbはんだ中にて5秒間浸漬した。フラックスは25%ロジン−エタノールを用いた。この材料を150℃において1000時間加熱し、板厚と同じ曲げ半径で90°曲げ、これを元に戻した後に、曲げ部のはんだの剥離の有無を肉眼で観察した。
疲労試験は、圧延方向に対し平行方向の幅10mmの短冊状の試験片に対しJIS Z2273に従って行った。試験片表面の最大付加応力(固定端での応力)が400MPaでの疲労寿命(試験片が破断に至るまでの繰り返し振動回数)を測定した。測定は同じ条件下で4回行い、4回の測定値の標準偏差を算出した。
これらの測定の結果を表2に示す。
12 張力制御装置
13 横型焼鈍炉
14 張力制御装置
15 研磨・酸洗装置
16 テンションリール
F 銅合金板
G 熱風
Claims (6)
- 1.0〜3.0質量%のNiを含有し、Niの質量%濃度に対し1/6〜1/4の濃度のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなり、表面の算術平均粗さRaが0.02〜0.2μmで、表面粗さ平均線を基準とした時の各々の山部と谷部の値の絶対値についての標準偏差が0.1μm以下であり、合金組織中の結晶粒のアスペクト比(結晶粒の短径/結晶粒の長径)の平均値が0.4〜0.6であり、後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるEBSD法にて測定面積範囲内の全ピクセルの方位を測定し、隣接するピクセル間の方位差が5°以上である境界を結晶粒界とみなした場合の、GOSの全結晶粒における平均値が1.2〜1.5°であり、結晶粒界の全粒界長さLに対する特殊粒界の全特殊粒界長さLσの比率(Lσ/L)が60〜70%であり、ばね限界値が450〜600N/mm2であり、150℃で1000時間でのはんだ耐熱剥離性が良好で、耐疲労特性の変動が少なく、優れた深絞り加工性を有するCu−Ni−Si系銅合金板。
- 更にSnを0.2〜0.8質量%、Znを0.3〜1.5質量%含有することを特徴とする請求項1に記載のCu−Ni−Si系銅合金板。
- 更にMgを0.001〜0.2質量%含有することを特徴とする請求項1に記載のCu−Ni−Si系銅合金板。
- 更にMgを0.001〜0.2質量%含有することを特徴とする請求項2に記載のCu−Ni−Si系銅合金板。
- 更にFe:0.007〜0.25質量%、P:0.001〜0.2質量%、C:0.0001〜0.001質量%、Cr:0.001〜0.3質量%、Zr:0.001〜0.3質量%を1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のCu−Ni−Si系銅合金板。
- 請求項1に記載の銅合金板の製造方法であって、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、時効化処理、最終冷間圧延、低温焼鈍をこの順序で含む工程で銅合金板を製造するに際して、最終冷間圧延を、加工率10〜30%にて、銅合金板に付与される張力を90〜150N/mm2とし、粒度が#180〜600の砥石で研磨した圧延ロールを使用して実施し、連続低温焼鈍を、炉内の銅合金板に付与される張力を300〜900N/mm2として、炉内の銅合金板の浮上距離を10〜20mmにて実施することを特徴とするCu−Ni−Si系銅合金板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012514241A JP5030191B1 (ja) | 2011-05-25 | 2011-11-28 | 深絞り加工性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2011/062028 WO2012160684A1 (ja) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | 深絞り加工性に優れたCu-Ni-Si系銅合金板及びその製造方法 |
JPPCT/JP2011/062028 | 2011-05-25 | ||
PCT/JP2011/077434 WO2012160726A1 (ja) | 2011-05-25 | 2011-11-28 | 深絞り加工性に優れたCu-Ni-Si系銅合金板及びその製造方法 |
JP2012514241A JP5030191B1 (ja) | 2011-05-25 | 2011-11-28 | 深絞り加工性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5030191B1 JP5030191B1 (ja) | 2012-09-19 |
JPWO2012160726A1 true JPWO2012160726A1 (ja) | 2014-07-31 |
Family
ID=47016591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012514241A Active JP5030191B1 (ja) | 2011-05-25 | 2011-11-28 | 深絞り加工性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5030191B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3604574A4 (en) * | 2017-03-21 | 2020-11-04 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | COPPER ALLOY TAPE WITH IMPROVED SHAPING ACCURACY AFTER PRESSING |
EP3604575A4 (en) * | 2017-03-22 | 2020-11-04 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | COPPER ALLOY TAPE WITH IMPROVED SHAPING ACCURACY AFTER PRESSING |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03162553A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-12 | Nippon Mining Co Ltd | 曲げ加工性の良好な高強度高導電銅合金の製造方法 |
JP3334157B2 (ja) * | 1992-03-30 | 2002-10-15 | 三菱伸銅株式会社 | スタンピング金型を摩耗させることの少ない銅合金条材 |
KR100513947B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2005-09-09 | 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤 | 프레스성이 양호한 구리 합금 소재 및 그 제조방법 |
JP4566048B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-10-20 | 株式会社神戸製鋼所 | 曲げ加工性に優れた高強度銅合金板及びその製造方法 |
JP4501818B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2010-07-14 | 日立電線株式会社 | 銅合金材およびその製造方法 |
-
2011
- 2011-11-28 JP JP2012514241A patent/JP5030191B1/ja active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3604574A4 (en) * | 2017-03-21 | 2020-11-04 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | COPPER ALLOY TAPE WITH IMPROVED SHAPING ACCURACY AFTER PRESSING |
EP3604575A4 (en) * | 2017-03-22 | 2020-11-04 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | COPPER ALLOY TAPE WITH IMPROVED SHAPING ACCURACY AFTER PRESSING |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5030191B1 (ja) | 2012-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4830048B1 (ja) | 深絞り加工性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 | |
JP4857395B1 (ja) | Cu−Ni−Si系合金及びその製造方法 | |
JP5476149B2 (ja) | 強度異方性が小さく曲げ加工性に優れた銅合金 | |
JP5192536B2 (ja) | 深絞り加工性及び耐疲労特性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 | |
WO2012160726A1 (ja) | 深絞り加工性に優れたCu-Ni-Si系銅合金板及びその製造方法 | |
JP5690169B2 (ja) | 銅合金 | |
JP2013104082A (ja) | Cu−Co−Si系合金及びその製造方法 | |
JP6111028B2 (ja) | コルソン合金及びその製造方法 | |
JP5314663B2 (ja) | 銅合金 | |
JP5030191B1 (ja) | 深絞り加工性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 | |
WO2013069376A1 (ja) | Cu-Co-Si系合金及びその製造方法 | |
JP6345290B1 (ja) | プレス加工後の寸法精度を改善した銅合金条 | |
JP5180283B2 (ja) | 曲げ加工後の耐疲労特性及びばね特性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板及びその製造方法 | |
WO2013058083A1 (ja) | コルソン合金及びその製造方法 | |
JP4987155B1 (ja) | Cu−Ni−Si系合金及びその製造方法 | |
JP6196757B2 (ja) | コルソン合金及びその製造方法 | |
JP5684022B2 (ja) | 耐応力緩和特性と曲げ加工後の耐疲労特性およびばね特性に優れたCu−Ni−Si系銅合金板およびその製造方法 | |
TWI541366B (zh) | Cu-Ni-Si type copper alloy sheet excellent in deep drawing workability and a method for producing the same | |
JP6246454B2 (ja) | Cu−Ni−Si系合金及びその製造方法 | |
JP2017014624A (ja) | コルソン合金及びその製造方法 | |
JP2016084542A (ja) | コルソン合金及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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: 20120619 |
|
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: 20120621 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5030191 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: 20150706 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
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 |