WO2013073412A1 - 銅合金及び銅合金塑性加工材 - Google Patents

銅合金及び銅合金塑性加工材 Download PDF

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WO2013073412A1
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copper alloy
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copper
plastic working
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牧 一誠
優樹 伊藤
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三菱マテリアル株式会社
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    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys

Definitions

  • the present invention relates to a copper alloy used for, for example, mechanical parts, electrical parts, daily necessities, building materials, and the like, and a copper alloy plastic work material formed by plastic working a copper material made of the copper alloy.
  • a copper alloy plastic working material has been used as a material for mechanical parts, electrical parts, daily necessities, building materials and the like.
  • This copper alloy plastic working material is formed by performing plastic working such as rolling, wire drawing, extrusion, groove rolling, forging, and pressing on an ingot or the like.
  • long bodies such as copper alloy rods, wires, tubes, plates, strips, and strips are used as materials for mechanical parts, electrical parts, daily necessities, building materials, and the like.
  • the rod is used as a material for sockets, bushes, bolts, nuts, shafts, cams, shafts, spindles, valves, engine parts, resistance welding electrodes, and the like.
  • the wire is used as a material for contact, resistance, robot wiring, automobile wiring, trolley wire, pin, spring, welding rod, and the like.
  • the pipe is used as a material such as a water supply pipe, a gas pipe, a heat exchanger, a heat pipe, a brake pipe, and a building material. Plates and strips are used as materials for switches, relays, connectors, lead frames, roof boards, gaskets, gears, springs, printing plates, gaskets, radiators, diaphragms, coins, and the like.
  • the band is used as a material such as a solar cell interconnector or a magnet wire.
  • copper alloy plastic working materials such as rods, wires, tubes, plates, strips, and strips
  • copper alloys having various compositions are used according to the respective applications.
  • Cu—Mg alloys described in Non-Patent Document 1 and Cu—Mg—Zn—B alloys described in Patent Document 1 have been developed as copper alloys used in electronic devices and electrical devices. Has been.
  • these Cu—Mg alloys as can be seen from the Cu—Mg phase diagram shown in FIG. 1, when the Mg content is 3.3 atomic% or more, solution treatment and precipitation treatment are performed.
  • An intermetallic compound composed of Cu and Mg can be deposited. That is, these Cu—Mg alloys can have relatively high electrical conductivity and strength by precipitation hardening.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a copper alloy having high strength and excellent workability, and a copper alloy plastic working material comprising the copper alloy. .
  • a work-hardening type copper alloy produced by solutionizing and then rapidly cooling a Cu—Mg alloy is made of a Cu—Mg supersaturated solid solution.
  • This work hardening type copper alloy has high strength and excellent workability. Further, the tensile strength of the copper alloy can be improved by reducing the amount of oxygen.
  • the present invention has been made based on such knowledge.
  • the copper alloy according to the first aspect of the present invention contains Mg in a range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic%, the balance being substantially Cu and inevitable impurities, and an oxygen content of 500 atomic ppm. It is as follows. When the Mg content is X atom%, the conductivity ⁇ (% IACS) satisfies the following formula (1). ⁇ ⁇ ⁇ 1.7241 / ( ⁇ 0.0347 ⁇ X 2 + 0.6569 ⁇ X + 1.7) ⁇ ⁇ 100 (1)
  • the copper alloy according to the second aspect of the present invention contains Mg in a range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic%, the balance being substantially Cu and inevitable impurities, and an oxygen content of 500 atomic ppm. It is as follows.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed by a scanning electron microscope is 1 piece / ⁇ m 2 or less.
  • the copper alloy according to the third aspect of the present invention contains Mg in a range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic%, the balance being substantially Cu and inevitable impurities, and an oxygen content of 500 atomic ppm. It is as follows.
  • the conductivity ⁇ (% IACS) satisfies the following formula (1). ⁇ ⁇ ⁇ 1.7241 / ( ⁇ 0.0347 ⁇ X 2 + 0.6569 ⁇ X + 1.7) ⁇ ⁇ 100
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed by a scanning electron microscope is 1 piece / ⁇ m 2 or less.
  • the copper alloy according to the fourth aspect of the present invention contains Mg in the range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic%, and at least Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, One or more selected from Cr and Zr are included in a total range of 0.01 atomic% to 3.0 atomic%, with the balance being substantially Cu and inevitable impurities, and an oxygen content of 500 atomic ppm or less. It is.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed by a scanning electron microscope is 1 piece / ⁇ m 2 or less.
  • Mg is contained in the range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic% above the solid solution limit. And when the Mg content is X atom%, the conductivity ⁇ satisfies the above formula (1). For this reason, the copper alloy is composed of a Cu—Mg supersaturated solid solution in which Mg is supersaturated in the matrix phase.
  • the copper alloy which concerns on the 2nd, 3rd, 4th aspect, it contains Mg in the range of 3.3 atomic% or more and 6.9 atomic% or less beyond a solid-solution limit, and with a scanning electron microscope
  • the average number of observed intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more is 1 piece / ⁇ m 2 or less. Therefore, precipitation of intermetallic compounds is suppressed, and the copper alloy is made of a Cu—Mg supersaturated solid solution in which Mg is supersaturated in the matrix phase.
  • the average number of intermetallic compounds having a particle size of 0.1 ⁇ m or more and containing Cu and Mg as main components was 50,000 times magnification and field of view: about 4 using a field emission scanning electron microscope. It is calculated by observing 10 fields of view at 8 ⁇ m 2 .
  • the particle size of the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components is the average value of the major axis and the minor axis of the intermetallic compound.
  • the major axis is the length of the straight line that can be drawn the longest in the grain under conditions that do not contact the grain boundary, and the minor axis is the longest in the direction that intersects the major axis at a right angle and that does not contact the grain boundary. The length of a straight line that can be drawn.
  • the oxygen content is 500 atomic ppm or less. For this reason, the generation amount of Mg oxide can be suppressed and the tensile strength can be greatly improved. Moreover, at the time of a process, generation
  • the oxygen content is preferably 50 atomic ppm or less, and more preferably 5 atomic ppm or less.
  • At least one selected from at least Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, Cr, and Zr is 0.
  • the mechanical strength can be greatly improved by the action effect of these elements.
  • the copper alloy plastic working material according to one aspect of the present invention is formed by plastic working a copper material made of the above-described copper alloy.
  • the plastic working material refers to a copper alloy that has undergone plastic working in any manufacturing process.
  • the copper alloy plastic working material according to this aspect is made of a Cu—Mg supersaturated solid solution, it has high strength and excellent workability.
  • the copper alloy plastic working material includes a melting / casting step for producing a copper material having the alloy composition of the copper alloy according to the first to fourth aspects of the present invention, and the copper material at 400 ° C. or higher.
  • a copper material having the alloy composition of the copper alloy according to the first to fourth aspects of the present invention is manufactured by melting and casting.
  • the solution of Mg can be formed by the heating process which heats the said copper raw material to the temperature of 400 degreeC or more and 900 degrees C or less.
  • the heating temperature is less than 400 ° C.
  • solutionization is incomplete, and a large amount of intermetallic compounds mainly containing Cu and Mg may remain in the matrix phase.
  • the heating temperature exceeds 900 ° C.
  • a part of the copper material becomes a liquid phase, and the structure and the surface state may become non-uniform. Therefore, the heating temperature is set in the range of 400 ° C to 900 ° C.
  • the heated copper material is provided with a rapid cooling process that cools the heated copper material to 200 ° C. or less at a cooling rate of 200 ° C./min or more, an intermetallic compound containing Cu and Mg as main components in the course of cooling is provided. It becomes possible to suppress precipitation. Therefore, the copper alloy plastic working material can be a Cu—Mg supersaturated solid solution.
  • the processing method is not particularly limited.
  • the processing temperature is not particularly limited, but the processing temperature is preferably in the range of ⁇ 200 ° C. to 200 ° C. which is cold or warm so that precipitation does not occur.
  • the processing rate is appropriately selected so as to approach the final shape, but when work hardening is taken into consideration, the processing rate is preferably 20% or more, and more preferably 30% or more.
  • the copper alloy plastic working material which concerns on 1 aspect of this invention is an elongate body which has a shape selected from a stick
  • the copper alloy plastic working material is formed by plastic working a copper material made of a copper alloy.
  • the component composition of the copper alloy of the first embodiment includes Mg in a range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic%, the balance being substantially Cu and inevitable impurities, and an oxygen amount of 500 atoms. ppm or less.
  • the copper alloy and the copper alloy plastic working material according to the present embodiment are binary alloys of Cu and Mg.
  • the electrical conductivity ⁇ (% IACS) satisfies the following formula (1).
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed by a scanning electron microscope is 1 piece / ⁇ m 2 or less.
  • Mg is an element that has the effect of improving the strength and raising the recrystallization temperature without greatly reducing the electrical conductivity. Further, excellent bending workability can be obtained by dissolving Mg in the matrix.
  • the content of Mg is less than 3.3 atomic%, the effect cannot be achieved.
  • the Mg content exceeds 6.9 atomic%, an intermetallic compound containing Cu and Mg as main components remains when heat treatment is performed for solution treatment. For this reason, there exists a possibility that a crack may generate
  • the Mg content is in the range of 3.7 atomic% to 6.3 atomic%.
  • oxygen is an element that reacts with the active metal Mg as described above to generate a large amount of Mg oxide.
  • Mg oxide When Mg oxide is mixed in the copper alloy plastic working material, the tensile strength is greatly reduced.
  • Mg oxide may be a starting point of disconnection or cracking during processing, which may significantly impair the workability. Therefore, in this embodiment, the amount of oxygen is limited to 500 atomic ppm or less. By limiting the amount of oxygen in this way, it is possible to improve the tensile strength and workability.
  • the oxygen content is preferably 50 atomic ppm or less, and more preferably 5 atomic ppm or less. In addition, 0.01 atomic ppm becomes a minimum as for oxygen content from a viewpoint of manufacturing cost.
  • Inevitable impurities include Sn, Zn, Fe, Co, Al, Ag, Mn, B, P, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, rare earth elements, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Re, Ru, Os, Se, Te, Rh, Ir, Pd, Pt, Au, Cd, Ga, In, Li, Si, Ge, As, Sb, Ti, Tl, Pb, Bi, S, C, Ni, Be, N, H, Hg, etc. are mentioned.
  • the total amount of these inevitable impurities is desirably 0.3% by mass or less.
  • the Sn content is preferably less than 0.1% by mass
  • the Zn content is preferably less than 0.01% by mass.
  • the manufacturing conditions are adjusted so that the electrical conductivity ⁇ satisfies the above formula (1).
  • the conductivity ⁇ (% IACS) satisfies the following formula (2).
  • the bending workability is further improved because the amount of the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components is smaller.
  • the conductivity ⁇ (% IACS) satisfies the following formula (3).
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more is 1 / ⁇ m 2 or less. That is, the intermetallic compound which has Cu and Mg as the main components has hardly precipitated, and Mg is dissolved in the mother phase.
  • the upper limit of the particle size of the intermetallic compound produced in the copper alloy of this invention is 5 micrometers, and it is more preferable that it is 1 micrometer.
  • the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components having a particle size of 0.1 ⁇ m or more is 1 / ⁇ m 2 or less in the alloy, that is, the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components. If there is no or a small amount, good bending workability can be obtained. Furthermore, in order to ensure that the above-described effects are achieved, the number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.05 ⁇ m or more is 1 / ⁇ m 2 or less in the alloy. More preferred.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg was observed using a field emission scanning electron microscope with 10 fields of view at a magnification of 50,000 times and a field of view of about 4.8 ⁇ m 2. It is obtained by calculating an average value.
  • the particle size of the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components is the average value of the major axis and the minor axis of the intermetallic compound.
  • the major axis is the length of the straight line that can be drawn the longest in the grain under conditions that do not contact the grain boundary, and the minor axis is the longest in the direction that intersects the major axis at a right angle and that does not contact the grain boundary. The length of a straight line that can be drawn.
  • the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components has a crystal structure represented by the chemical formula MgCu 2 , prototype MgCu 2 , Pearson symbol cF24, and space group number Fd-3m.
  • the copper alloy and the copper alloy plastic working material according to the first embodiment having such characteristics are manufactured by, for example, a manufacturing method shown in the flowchart of FIG.
  • a copper raw material is melted to obtain a molten copper, and then the above-described elements are added to the obtained molten copper to adjust the components, thereby producing a molten copper alloy.
  • Mg Mg alone, Cu—Mg master alloy or the like can be used.
  • the molten copper is preferably copper having a purity of 99.9999% by mass or more, so-called 6NCu.
  • the melting step it is preferable to use a vacuum furnace or an atmosphere furnace in an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere in order to suppress oxidation of Mg. Then, the copper alloy molten metal whose components are adjusted is poured into a mold to produce an ingot. In consideration of mass production, it is preferable to use a continuous casting method or a semi-continuous casting method.
  • Heating step S02 Next, heat treatment is performed for homogenization and solution of the obtained ingot.
  • Mg segregates and concentrates to produce an intermetallic compound containing Cu and Mg as main components.
  • intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg Inside the ingot, there are intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg. Therefore, in order to eliminate or reduce these segregation and intermetallic compounds, a heat treatment is performed to heat the ingot to a temperature of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. Thereby, Mg is uniformly diffused in the ingot, or Mg is dissolved in the matrix.
  • the heating step S02 is preferably performed in a non-oxidizing or reducing atmosphere.
  • heating temperature is set to the range of 400 degreeC or more and 900 degrees C or less.
  • the heating temperature is more preferably 500 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, and further preferably 520 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.
  • Rapid cooling step S03 And the copper raw material heated to the temperature of 400 degreeC or more and 900 degrees C or less in heating process S02 is cooled by the cooling rate of 200 degrees C / min or more to the temperature of 200 degrees C or less.
  • This rapid cooling step S03 suppresses the precipitation of Mg dissolved in the matrix as an intermetallic compound mainly composed of Cu and Mg.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed with a scanning electron microscope can be 1 / ⁇ m 2 or less. That is, the copper material can be a Cu—Mg supersaturated solid solution.
  • hot working may be performed after the heating step S02, and the rapid cooling step S03 may be performed after the hot processing.
  • the processing method is not particularly limited.
  • the final form is a plate or strip
  • rolling can be employed.
  • the final form is a wire or a rod
  • drawing, extrusion, groove rolling or the like can be employed.
  • forging or pressing can be employed.
  • the copper material that has undergone the heating step S02 and the rapid cooling step S03 is cut as necessary. Further, surface grinding is performed as necessary in order to remove the oxide film and the like generated in the heating step S02 and the rapid cooling step S03. Then, plastic working is performed into a predetermined shape.
  • the temperature condition in the intermediate processing step S04 is not particularly limited, but it is preferable to set the processing temperature within a range of ⁇ 200 ° C. to 200 ° C., which is cold processing or warm processing.
  • the processing rate is appropriately selected so as to approximate the final shape. However, in order to reduce the number of intermediate heat treatment steps S05 until the final shape is obtained, the processing rate is preferably set to 20% or more.
  • the processing rate is 30% or more.
  • the processing method is not particularly limited, but when the final shape is a plate or strip, it is preferable to employ rolling. When the final shape is a wire or a rod, it is preferable to employ extrusion or groove rolling. When the final shape is a bulk shape, it is preferable to employ forging or pressing. Further, steps S02 to S04 may be repeated for thorough solution.
  • intermediate heat treatment step S05 After the intermediate processing step S04, heat treatment is performed for the purpose of thorough solution, recrystallization structure, or softening for improving workability.
  • the heat treatment method is not particularly limited, but the heat treatment is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere under a temperature condition of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.
  • the heat treatment temperature is more preferably 500 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, and further preferably 520 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.
  • the copper material heated to a temperature of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower is cooled to a temperature of 200 ° C. or lower at a cooling rate of 200 ° C./min or higher.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed by a scanning electron microscope can be 1 / ⁇ m 2 or less. That is, the copper material can be a Cu—Mg supersaturated solid solution.
  • the intermediate processing step S04 and the intermediate heat treatment step S05 may be repeatedly performed.
  • the copper material after the intermediate heat treatment step S05 is finished into a predetermined shape.
  • the temperature condition in this finishing step S06 is not particularly limited, but is preferably performed at room temperature.
  • the processing rate of plastic working (finishing) is appropriately selected so as to approximate the final shape. However, in order to improve the strength by work hardening, the processing rate may be set to 20% or more. preferable. Moreover, when aiming at the further improvement in intensity
  • the plastic working method (finishing method) is not particularly limited, but it is preferable to employ rolling when the final shape is a plate or strip.
  • the final shape is a wire or a rod
  • extrusion or groove rolling When the final shape is a bulk shape, it is preferable to employ forging or pressing.
  • the copper alloy plastic working material according to the present embodiment is produced.
  • the copper alloy plastic working material of this embodiment is a long body having a shape selected from a rod, a wire, a tube, a plate, a strip, and a band.
  • Mg is contained in the range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic%, the balance is substantially Cu and inevitable impurities, and the oxygen amount is 500 atomic ppm or less.
  • the electrical conductivity ⁇ (% IACS) satisfies the following formula (1). ⁇ ⁇ ⁇ 1.7241 / ( ⁇ 0.0347 ⁇ X 2 + 0.6569 ⁇ X + 1.7) ⁇ ⁇ 100 (1)
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed by a scanning electron microscope is 1 piece / ⁇ m 2 or less.
  • the copper alloy and the copper alloy plastic working material of this embodiment are a Cu—Mg supersaturated solid solution in which Mg is supersaturated in the matrix phase.
  • a copper alloy composed of such a Cu—Mg supersaturated solid solution a large amount of coarse intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg as starting points of cracks are not dispersed in the matrix phase. For this reason, bending workability improves.
  • the oxygen amount is 500 atomic ppm or less, the amount of Mg oxide generated can be suppressed. For this reason, it becomes possible to improve a tensile strength significantly.
  • production of the disconnection and a crack from which Mg oxide starts can be suppressed, and workability can be improved significantly.
  • Mg is dissolved in supersaturation. For this reason, it becomes possible to provide the copper alloy plastic working material which has a comparatively high intensity
  • the copper alloy plastic working material of the present embodiment is formed by a manufacturing method having the following steps S02 to S04.
  • heating process S02 an ingot or a processed material is heated to the temperature of 400 degreeC or more and 900 degrees C or less.
  • rapid cooling step S03 the heated ingot or workpiece is cooled to 200 ° C. or lower at a cooling rate of 200 ° C./min or higher.
  • the intermediate processing step S04 the quenched material is plastically processed. For this reason, a copper alloy plastic working material made of a Cu—Mg supersaturated solid solution can be obtained.
  • Mg can be solutionized by the heating process 02 in which the ingot or the processed material is heated to a temperature of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.
  • the rapid cooling process S03 which cools the ingot or processed material heated to 400 to 900 degreeC by heating process S02 to 200 degrees C or less with the cooling rate of 200 degrees C / min or more is provided. For this reason, it becomes possible to suppress precipitation of an intermetallic compound containing Cu and Mg as main components in the course of cooling, and the ingot or processed material after quenching can be made into a Cu—Mg supersaturated solid solution.
  • an intermediate processing step S04 for performing plastic processing on the quenching material (Cu—Mg supersaturated solid solution) is provided. For this reason, a shape close to the final shape can be easily obtained.
  • an intermediate heat treatment step S05 is provided for the purpose of thorough solution, recrystallization structure, or softening for improving workability. For this reason, it is possible to improve characteristics and workability.
  • the plastic work material heated to a temperature of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower is cooled to 200 ° C. or lower at a cooling rate of 200 ° C./min or higher.
  • a finishing step S06 for plastically processing the plastic processed material after the intermediate heat treatment step S05 into a predetermined shape is provided. For this reason, the improvement of the intensity
  • the component composition of the copper alloy of the second embodiment includes Mg in the range of 3.3 atomic% to 6.9 atomic%, and at least Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, 1 or more types selected from Cr and Zr are included in the range of 0.01 atomic% to 3.0 atomic% in total, the balance is substantially Cu and inevitable impurities, and the oxygen content is 500 atomic ppm. It is as follows.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed by a scanning electron microscope is 1 / ⁇ m 2 or less. is there.
  • Mg is an element that has the effect of improving the strength and increasing the recrystallization temperature without greatly reducing the electrical conductivity. Further, excellent bending workability can be obtained by dissolving Mg in the matrix. Therefore, the Mg content is set to 3.3 atomic% or more and 6.9 atomic% or less. In order to achieve the above-described effects, the content of Mg is preferably in the range of 3.7 atomic% to 6.3 atomic%.
  • the oxygen amount is limited to 500 atomic ppm or less.
  • the oxygen amount is preferably 50 atomic ppm or less, and more preferably 10 atomic ppm or less.
  • 0.01 atomic ppm becomes a minimum as for oxygen content from a viewpoint of manufacturing cost.
  • the copper alloy of the second embodiment includes at least one selected from Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, Cr, and Zr.
  • Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, Cr, and Zr are elements having an effect of further improving the strength of a copper alloy composed of a Cu—Mg supersaturated solid solution.
  • the total content of at least one element selected from Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, Cr, and Zr is less than 0.1 atomic%, the effect is obtained. Cannot be successful.
  • the conductivity is increased. It is not preferable because it greatly decreases. For this reason, the total content of at least one element selected from Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, Cr, and Zr is 0.1 atomic% or more. It is set within the range of 0 atomic% or less.
  • Inevitable impurities include Sn, Zn, Ag, B, P, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, rare earth elements, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Re, Ru, Os, Se, Te, Rh, Ir, Pd, Pt, Au, Cd, Ga, In, Ge, As, Sb, Tl, Pb, Bi, S, C, Be, N, H, Hg, and the like.
  • the total amount of these inevitable impurities is desirably 0.3% by mass or less.
  • the Sn content is preferably less than 0.1% by mass
  • the Zn content is preferably less than 0.01% by mass.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more is 1 piece / ⁇ m 2 or less. That is, the intermetallic compound which has Cu and Mg as the main components has hardly precipitated, and Mg is dissolved in the mother phase.
  • the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components has a crystal structure represented by the chemical formula MgCu 2 , prototype MgCu 2 , Pearson symbol cF24, and space group number Fd-3m.
  • the average number of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg was observed using a field emission scanning electron microscope with 10 fields of view at a magnification of 50,000 times and a field of view of about 4.8 ⁇ m 2. It is obtained by calculating an average value.
  • the particle size of the intermetallic compound containing Cu and Mg as main components is the average value of the major axis and the minor axis of the intermetallic compound.
  • the major axis is the length of the straight line that can be drawn the longest in the grain under conditions that do not contact the grain boundary, and the minor axis is the longest in the direction that intersects the major axis at a right angle and that does not contact the grain boundary. The length of a straight line that can be drawn.
  • the copper alloy and the copper alloy plastic work material of the second embodiment are also manufactured by the same method as that of the first embodiment.
  • an intermetallic compound mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more observed with a scanning electron microscope The average number is 1 piece / ⁇ m 2 or less. Furthermore, since the oxygen amount is 500 atomic ppm or less, the workability is greatly improved as in the first embodiment.
  • At least one selected from Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, Cr, and Zr is 0.01 atomic% or more and 3.0 atomic% or less in total. Is included in the range. For this reason, it is possible to significantly improve the mechanical strength by the action effect of these elements.
  • the copper alloy and copper alloy plastic working material of this embodiment were demonstrated, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the requirements as described in a claim, it can change suitably.
  • the condition that “the intermetallic compound mainly composed of Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more is 1 / ⁇ m 2 or less in the alloy” and the condition related to “conductivity ⁇ ” Although the copper alloy for electronic devices which satisfy
  • the above-mentioned embodiment demonstrated an example of the manufacturing method of a copper alloy plastic workpiece, a manufacturing method is not limited to this embodiment, You may manufacture by selecting the existing manufacturing method suitably.
  • a copper raw material was charged into a crucible and melted at a high frequency in an atmosphere furnace having an N 2 gas atmosphere or an N 2 —O 2 gas atmosphere to obtain a molten copper.
  • Various additive elements were added to the obtained molten copper to prepare the component compositions shown in Table 1, and poured into a carbon mold to produce an ingot.
  • the size of the ingot was about 50 mm thick ⁇ about 50 mm wide ⁇ about 300 mm long.
  • those having an oxygen content of 50 mass ppm or less were used.
  • a copper raw material either 6N copper having a purity of 99.9999% by mass or more and tough pitch copper (C1100) containing a predetermined amount of oxygen were used, or both were appropriately mixed and used. Thereby, oxygen content was adjusted.
  • the oxygen content in the alloy was measured by an inert gas melting-infrared absorption analysis method. Table 1 shows the measured oxygen content.
  • the oxygen content includes the amount of oxide oxygen contained in the alloy.
  • the obtained ingot was subjected to a heating step of heating for 4 hours under the temperature conditions shown in Tables 2 and 3 in an Ar gas atmosphere, and then water quenching was performed.
  • the ingot after the heat treatment was cut and surface grinding was performed to remove the oxide film. Thereafter, cold groove rolling was performed at room temperature, and the cross-sectional shape was changed from 50 mm square to 10 mm square.
  • intermediate processing was implemented with respect to the ingot, and the intermediate processing material (square bar material) was obtained.
  • the intermediate heat processing was implemented in the salt bath on the conditions of the temperature described in Table 2, 3 with respect to the obtained intermediate processed material (square bar material). Thereafter, water quenching was performed.
  • a drawing process (drawing process) was performed to produce a finishing material (wire material) having a diameter of 0.5 mm.
  • the conductivity was calculated according to JIS H 0505 (volume resistivity and conductivity measuring method of non-ferrous metal material).
  • the electrical resistance value was measured at a measurement length of 1 m by a four-terminal method based on JIS C 3001. Moreover, the volume was computed from the wire diameter and measurement length of the test piece. And the volume resistivity was calculated
  • the major axis is the length of the straight line that can be drawn the longest in the grain under conditions that do not contact the grain boundary in the middle), and the minor axis is the direction that intersects the major axis at a right angle and that does not touch the grain boundary in the middle.
  • the density (average number) of intermetallic compounds mainly having Cu and Mg having a particle diameter of 0.1 ⁇ m or more, and a particle diameter of 0.05 ⁇ m or more and mainly containing Cu and Mg. The density (average number) of intermetallic compounds as components was determined.
  • Tables 1 to 3 show the component composition, manufacturing conditions, and evaluation results.
  • the Mg content is lower than the range of the present embodiment.
  • the tensile strengths of the intermediate material (square bar material) and the finishing material (wire material) were both low.
  • many intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg were precipitated.
  • the tensile strength of the intermediate material (square bar material) was low.
  • the production of finishing materials (wires) was stopped due to frequent breakage during drawing (drawing).
  • Comparative Example 1 the Mg content is larger than the range of the present embodiment.
  • Comparative Example 2 the amount of oxygen is larger than the range of the present embodiment.
  • the tensile strength of the intermediate material (square bar material) was low.
  • the production of finishing materials (wires) was stopped due to frequent breakage during drawing (drawing). This is presumed to be an effect of Mg oxide.
  • Comparative Examples 3 and 4 the total content of one or more selected from Al, Ni, Si, Mn, Li, Ti, Fe, Co, Cr, and Zr exceeds 3.0 atomic%. . It is confirmed that the conductivity is greatly reduced.
  • Examples 1 to 21 of the present invention it is confirmed that good workability, good tensile strength of the intermediate material and finish material, and good conductivity are ensured.
  • FIG. 3 shows the electron diffraction pattern of the precipitate confirmed in Conventional Example 2.
  • Examples 1 to 21 of the present invention the above-described intermetallic compound mainly composed of Cu and Mg is not observed, and Mg is composed of a supersaturated Cu—Mg solid solution in a matrix.
  • the copper alloy and the copper alloy plastic work material of this embodiment have high strength and excellent workability. For this reason, the copper alloy and the copper alloy plastic working material of the present embodiment can be suitably applied as a material of a component having a complicated shape or a component requiring high strength among mechanical parts, electrical parts, daily necessities, and building materials. .

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Abstract

 第1~3の態様に係る銅合金は、Mg:3.3原子%以上6.9原子%以下を含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、酸素量が500原子ppm以下である。さらに、以下の要件(a),(b)のうちいずれか一方又は両方を有する。 (a)Mgの含有量をX原子%としたときに、導電率σ(%IACS)が、以下の式(1)を満たす。 σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1) (b)粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。 第4の態様に係る銅合金は、さらにAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上を合計で0.01原子%以上3.0原子%以下の範囲で含み、かつ要件(b)を満たす。

Description

銅合金及び銅合金塑性加工材
 本発明は、例えば、機械部品、電気部品、日用品、建材等に使用される銅合金、及びこの銅合金からなる銅素材を塑性加工することによって成形された銅合金塑性加工材に関する。
 本願は、2011年11月14日に日本に出願された特願2011-248731号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、機械部品、電気部品、日用品、建材等の素材として、銅合金塑性加工材が使用されている。この銅合金塑性加工材は、鋳塊等に対して、圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等の塑性加工を行うことによって成形される。
 特に、製造の効率化の観点から、機械部品、電気部品、日用品、建材等の素材として、銅合金の棒、線、管、板、条、帯等の長尺体が使用されている。
 棒は、例えば、ソケット、ブッシュ、ボルト、ナット、軸、カム、シャフト、スピンドル、バルブ、エンジン部品、抵抗溶接用電極等の素材として使用されている。
 線は、例えば、接点、抵抗、ロボット用配線、自動車用配線、トロリー線、ピン、ばね、溶接棒等の素材として使用されている。
 管は、例えば、給水管、ガス管、熱交換器、ヒートパイプ、ブレーキパイプ、建材等の素材として使用されている。
 板及び条は、例えば、スイッチ、リレー、コネクタ、リードフレーム、屋根板、ガスケット、歯車、ばね、印刷版、ガスケット、ラジエータ、ダイヤフラム、貨幣等の素材として使用されている。
 帯は、例えば、太陽電池用インターコネクタ、マグネットワイヤー等の素材として使用されている。
 ここで、これら棒、線、管、板、条、帯等の長尺体(銅合金塑性加工材)としては、それぞれの用途に応じて、各種組成を有する銅合金が用いられている。
 例えば、電子機器や電気機器等に用いられる銅合金として、非特許文献1に記載されているCu-Mg合金、及び、特許文献1に記載されているCu-Mg-Zn-B合金等が開発されている。
 これらのCu-Mg系合金では、図1に示すCu-Mg系状態図から分かるように、Mgの含有量が3.3原子%以上の場合、溶体化処理と、析出処理を行うことで、CuとMgからなる金属間化合物を析出させることができる。すなわち、これらのCu-Mg系合金においては、析出硬化によって比較的高い導電率と強度を有することが可能である。
 また、トロリー線等に用いられる銅合金塑性加工材として、特許文献2に記載されているCu-Mg合金の荒引線が提案されている。このCu-Mg合金は、Mgの含有量が0.01質量%以上0.70質量%以下である。図1に示すCu-Mg系状態図から分かるように、このMgの含有量は、固溶限よりも少なく、特許文献2に記載のCu-Mg合金は、Mgが銅の母相中に固溶した固溶強化型の銅合金である。
 ここで、非特許文献1および特許文献1に記載されたCu-Mg系合金では、母相中に、CuとMgを主成分とする粗大な金属間化合物が多く分散されている。このため、曲げ加工時にこれらの金属間化合物が起点となって割れ等が発生しやすい。これにより、複雑な形状の製品を成形することができないといった問題があった。
 また、特許文献2に記載されたCu-Mg系合金では、Mgが銅の母相中に固溶している。このため、加工性に問題はないが、用途によっては強度が不足する場合があった。
特開平07-018354号公報 特開2010-188362号公報
掘茂徳、他2名、「Cu-Mg合金における粒界型析出」、伸銅技術研究会誌Vol.19(1980)p.115-124
 この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、高強度で、かつ優れた加工性を有する銅合金、及びこの銅合金からなる銅合金塑性加工材を提供することを目的とする。
 この課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、以下の知見を得た。
 Cu-Mg合金を溶体化し、次いで急冷することによって作製された加工硬化型銅合金は、Cu-Mg過飽和固溶体からなる。この加工硬化型銅合金は、高強度であり、かつ、優れた加工性を有する。また、酸素量を低減することにより、銅合金の引張強度を向上させることが可能である。
 本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。
 本発明の第1の態様に係る銅合金は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、酸素量が500原子ppm以下である。
 Mgの含有量をX原子%としたときに、導電率σ(%IACS)が、以下の式(1)を満たす。
 σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1)
 本発明の第2の態様に係る銅合金は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、酸素量が500原子ppm以下である。
 走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。
 本発明の第3の態様に係る銅合金は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、酸素量が500原子ppm以下である。
 Mgの含有量をX原子%としたときに、導電率σ(%IACS)が、以下の式(1)を満たす。
 σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1)
 走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。
 本発明の第4の態様に係る銅合金は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、さらに少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上を合計で0.01原子%以上3.0原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、酸素量が500原子ppm以下である。
 走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。
 上述の第1,3の態様に係る銅合金においては、図1の状態図に示すように、Mgを固溶限度以上の3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含有しており、かつMgの含有量をX原子%としたときに、導電率σが、上記式(1)を満たす。このため、銅合金は、Mgが母相中に過飽和に固溶したCu-Mg過飽和固溶体からなる。
 あるいは、第2,3,4の態様に係る銅合金においては、Mgを固溶限度以上の3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含有しており、かつ走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。このため、金属間化合物の析出が抑制されており、銅合金は、Mgが母相中に過飽和に固溶したCu-Mg過飽和固溶体からなる。
 なお、粒径が0.1μm以上であり、かつCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、倍率:5万倍、視野:約4.8μmで10視野の観察を行って算出される。
 また、CuとMgを主成分とする金属間化合物の粒径は、金属間化合物の長径と短径の平均値とする。なお、長径は、途中で粒界に接しない条件で粒内に最も長く引ける直線の長さであり、短径は、長径と直角に交わる方向で、途中で粒界に接しない条件で最も長く引ける直線の長さである。
 このようなCu-Mg過飽和固溶体からなる銅合金においては、母相中には、割れの起点となる粗大なCuとMgを主成分とする金属間化合物が多く分散されておらず、加工性が大幅に向上する。
 また、Mgが過飽和に固溶しているため、加工硬化によって強度を大幅に向上させることが可能となる。
 そして、本発明の第1~4の態様に係る銅合金においては、酸素量が500原子ppm以下である。このため、Mg酸化物の発生量が抑えられ、引張強度を大幅に向上させることが可能となる。また、加工時に、Mg酸化物が起点となる断線や割れの発生を抑制でき、加工性を大幅に向上させることができる。
 なお、この作用効果を確実に奏功せしめるためには、酸素量を50原子ppm以下とすることが好ましく、酸素量を5原子ppm以下とすることがより好ましい。
 さらに、本発明の第1~4の態様に係る銅合金において、少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上を合計で0.01原子%以上3.0原子%以下の範囲で含む場合には、これらの元素の作用効果により、機械的強度を大幅に向上させることが可能となる。
 本発明の一態様に係る銅合金塑性加工材は、前述の銅合金からなる銅素材を塑性加工することによって成形されている。なお、この明細書において塑性加工材とは、いずれかの製造工程において、塑性加工が施された銅合金を言う。
 この一態様に係る銅合金塑性加工材は、前述のように、Cu-Mg過飽和固溶体からなるため、高強度で、かつ、優れた加工性を有する。
 本発明の一態様に係る銅合金塑性加工材は、本発明の第1~4の態様に係る銅合金の合金組成を有する銅素材を製造する溶解・鋳造工程と、前記銅素材を400℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程と、加熱された前記銅素材を200℃/min以上の冷却速度で、200℃以下にまで冷却する急冷工程と、急冷された前記銅素材を塑性加工する塑性加工工程と、を備えた製造方法によって成形されたことが好ましい。
 この場合、本発明の第1~4の態様に係る銅合金の合金組成を有する銅素材を溶解・鋳造により製造する。そして、前記銅素材を400℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程により、Mgの溶体化を行うことができる。ここで、加熱温度が400℃未満では、溶体化が不完全となり、母相中にCuとMgを主成分とする金属間化合物が多く残存するおそれがある。一方、加熱温度が900℃を超えると、銅素材の一部が液相となり、組織や表面状態が不均一となるおそれがある。よって、加熱温度400℃以上900℃以下の範囲に設定している。なお、このような作用効果を確実に奏功せしめるためには、加熱工程における加熱温度を500℃以上800℃以下の範囲内とすることが好ましい。
 また、加熱された前記銅素材を、200℃/min以上の冷却速度で200℃以下にまで冷却する急冷工程を備えているので、冷却の過程でCuとMgを主成分とする金属間化合物が析出することを抑制することが可能となる。このため、銅合金塑性加工材をCu-Mg過飽和固溶体とすることができる。
 さらに、急冷された銅素材(Cu-Mg過飽和固溶体)に対して塑性加工を行う加工工程を備えているので、加工硬化による強度向上を図ることができる。ここで、加工方法は、特に限定されない。例えば最終形態が板や条の場合は圧延を採用できる。最終形態が線や棒の場合は線引き、押出、及び溝圧延を採用できる。最終形態がバルク形状の場合は鍛造やプレスを採用できる。加工温度も特に限定されないが、析出が起こらないように、加工温度は、冷間または温間となる-200℃から200℃の範囲となることが好ましい。加工率は、最終形状に近づけるように適宜選択されるが、加工硬化を考慮する場合には、加工率は、20%以上が好ましく、30%以上とすることがより好ましい。
 また、本発明の一態様に係る銅合金塑性加工材は、棒、線、管、板、条、及び帯から選択される形状を有する長尺体であることが好ましい。
 この場合、高強度で、かつ加工性に優れた銅合金塑性加工材を効率良く製造することが可能となる。
 本発明の態様によれば、高強度で、かつ優れた加工性を有する銅合金、及びこの銅合金からなる銅合金塑性加工材を提供できる。
Cu-Mg系状態図である。 本実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材の製造方法のフロー図である。 従来例2の析出物を観察した結果(電子回折パターン)を示す図である。
(第1の実施形態)
 以下に、本発明の第1の実施形態である銅合金及び銅合金塑性加工材について説明する。なお、銅合金塑性加工材は、銅合金からなる銅素材を塑性加工することによって成形されたものである。
 第1の実施形態の銅合金の成分組成は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、かつ酸素量が500原子ppm以下である。すなわち、本実施形態である銅合金及び銅合金塑性加工材は、CuとMgの2元系合金である。
 そして、Mgの含有量をX原子%としたときに、導電率σ(%IACS)が、以下の式(1)を満たす。
 σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1)
 また、走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。
(組成)
 Mgは、導電率を大きく低下させることなく、強度を向上させるとともに再結晶温度を上昇させる作用効果を有する元素である。また、Mgを母相中に固溶させることにより、優れた曲げ加工性が得られる。
 ここで、Mgの含有量が3.3原子%未満では、その作用効果を奏功せしめることはできない。一方、Mgの含有量が6.9原子%を超えると、溶体化のために熱処理を行った際に、CuとMgを主成分とする金属間化合物が残存してしまう。このため、その後の加工等で割れが発生してしまうおそれがある。
 このような理由から、Mgの含有量を、3.3原子%以上6.9原子%以下に設定している。
 さらに、Mgの含有量が少ないと、強度が十分に向上しない。また、Mgは活性元素であるため、過剰のMgが添加されると、溶解鋳造時に、酸素と反応して生成されたMg酸化物を巻きこむおそれがある。したがって、Mgの含有量を、3.7原子%以上6.3原子%以下の範囲とすることが、さらに好ましい。
 また、酸素は、上述のように活性金属であるMgと反応し、Mg酸化物を多量に発生させる元素である。Mg酸化物が銅合金塑性加工材の中に混在した場合には、引張強度が大幅に低下することになる。また、加工時にMg酸化物が断線や割れの起点となって加工性を著しく阻害するおそれがある。
 そこで、本実施形態では、酸素量を500原子ppm以下に制限している。このように酸素量を制限することによって、引張強度の向上、加工性の向上を図ることが可能となる。
 また、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、酸素量を50原子ppm以下とすることが好ましく、さらに酸素量を5原子ppm以下とすることがより好ましい。なお、酸素含有量は、製造コストの観点から0.01原子ppmが下限となる。
 なお、不可避不純物としては、Sn,Zn,Fe,Co,Al,Ag,Mn,B,P,Ca,Sr,Ba,Sc,Y,希土類元素,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Re,Ru,Os,Se,Te,Rh,Ir,Pd,Pt,Au,Cd,Ga,In,Li,Si,Ge,As,Sb,Ti,Tl,Pb,Bi,S,C,Ni,Be,N,H,Hg等が挙げられる。これらの不可避不純物の総量は0.3質量%以下であることが望ましい。
 特に、Sn含有量は0.1質量%未満が好ましく、Zn含有量は0.01質量%未満が好ましい。Sn含有量が0.1質量%以上の場合、CuとMgを主成分とする金属間化合物の析出が起こりやすくなる。またZn含有量が0.01質量%以上の場合、溶解鋳造工程においてヒュームが発生して炉やモールドの部材に付着する。これにより、鋳塊の表面品質が劣化するとともに、耐応力腐食割れ性が劣化する。
(導電率σ)
 CuとMgの2元系合金において、Mgの含有量をX原子%としたとき、導電率σが、以下の式(1)を満たす場合には、CuとMgを主成分とする金属間化合物がほとんど存在しないことになる。
 σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1)
 すなわち、導電率σが上記式(1)の右辺の値を超える場合には、CuとMgを主成分とする金属間化合物が多量に存在し、かつ金属間化合物のサイズも比較的大きい。このため、曲げ加工性が大幅に劣化することになる。よって、導電率σが、上記式(1)を満たすように、製造条件を調整することになる。
 なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、導電率σ(%IACS)が、以下の式(2)を満たすことが好ましい。
 σ≦{1.7241/(-0.0300×X+0.6763×X+1.7)}×100 ・・・(2)
 この場合、CuとMgを主成分とする金属間化合物がより少量であるために、曲げ加工性がさらに向上する。
 上述の作用効果をさらに確実に奏功せしめるためには、導電率σ(%IACS)が、以下の式(3)を満たすことが好ましい。
 σ≦{1.7241/(-0.0292×X+0.6797×X+1.7)}×100 ・・・(3)
 この場合、CuとMgを主成分とする金属間化合物がより少量であるために、曲げ加工性がさらに向上する。
(組織)
 走査型電子顕微鏡で観察した結果、本実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材においては、粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。すなわち、CuとMgを主成分とする金属間化合物がほとんど析出しておらず、Mgが母相中に固溶している。
 ここで、溶体化が不完全であったり、又は溶体化後にCuとMgを主成分とする金属間化合物が析出する場合、サイズの大きい金属間化合物が多量に存在する。この場合、これらの金属間化合物が割れの起点となり、加工時に割れが発生したり、曲げ加工性が大幅に劣化することになる。なお、本発明の銅合金中に生じる金属間化合物の粒径の上限値は5μmであることが好ましく、1μmであることがより好ましい。
 組織を調査した結果、粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物が合金中に1個/μm以下の場合、すなわち、CuとMgを主成分とする金属間化合物が存在しないか、あるいはその量が少量である場合、良好な曲げ加工性が得られる。
 さらに、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、粒径0.05μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の個数が合金中に1個/μm以下であることが、より好ましい。
 なお、CuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、倍率:5万倍、視野:約4.8μmで10視野の観察を行い、その平均値を算出して求められる。
 また、CuとMgを主成分とする金属間化合物の粒径は、金属間化合物の長径と短径の平均値とする。なお、長径は、途中で粒界に接しない条件で粒内に最も長く引ける直線の長さであり、短径は、長径と直角に交わる方向で、途中で粒界に接しない条件で最も長く引ける直線の長さである。
 ここで、CuとMgを主成分とする金属間化合物は、化学式MgCu、プロトタイプMgCu、ピアソン記号cF24、空間群番号Fd-3mで表される結晶構造を有する。
 このような特徴を有する第1の実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材は、例えば、図2のフロー図に示す製造方法によって製造される。
(溶解・鋳造工程S01)
 まず、銅原料を溶解して銅溶湯を得て、次いで得られた銅溶湯に、前述の元素を添加して成分調整を行い、銅合金溶湯を製出する。なお、Mgの添加には、Mg単体やCu-Mg母合金等を用いることができる。また、Mgを含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。また、銅合金のリサイクル材およびスクラップ材を用いてもよい。
 ここで、銅溶湯は、純度が99.9999質量%以上の銅、いわゆる6NCuであることが好ましい。また、溶解工程では、Mgの酸化を抑制するために、真空炉、あるいは、不活性ガス雰囲気または還元性雰囲気の雰囲気炉を用いることが好ましい。
 そして、成分調整された銅合金溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。
(加熱工程S02)
 次に、得られた鋳塊の均質化および溶体化のために加熱処理を行う。凝固の過程において、Mgが偏析して濃縮することにより、CuとMgを主成分とする金属間化合物等が生成する。鋳塊の内部には、このCuとMgを主成分とする金属間化合物等が存在する。そこで、これらの偏析および金属間化合物等を消失または低減させるために、鋳塊を400℃以上900℃以下の温度まで加熱する加熱処理を行う。これにより、鋳塊内において、Mgを均質に拡散させたり、Mgを母相中に固溶させる。なお、この加熱工程S02は、非酸化性または還元性の雰囲気中で実施することが好ましい。
 ここで、加熱温度が400℃未満では、溶体化が不完全となり、母相中にCuとMgを主成分とする金属間化合物が多く残存するおそれがある。一方、加熱温度が900℃を超えると、銅素材の一部が液相となり、組織や表面状態が不均一となるおそれがある。このため、加熱温度を400℃以上900℃以下の範囲に設定している。加熱温度は、より好ましくは500℃以上850℃以下であり、更に好ましくは520℃以上800℃以下である。
(急冷工程S03)
 そして、加熱工程S02において400℃以上900℃以下の温度まで加熱された銅素材を、200℃以下の温度にまで、200℃/min以上の冷却速度で冷却する。この急冷工程S03により、母相中に固溶したMgがCuとMgを主成分とする金属間化合物として析出することを抑制する。このため、走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数を1個/μm以下とすることができる。すなわち、銅素材をCu-Mg過飽和固溶体とすることができる。
 なお、粗加工の効率化と組織の均一化のために、前述の加熱工程S02の後に熱間加工を実施し、この熱間加工の後に上述の急冷工程S03を実施してもよい。この場合、加工方法(熱間加工方法)は特に限定されない。例えば最終形態が板や条の場合には圧延を採用できる。最終形態が線や棒の場合には線引きや押出や溝圧延等を採用できる。最終形態がバルク形状の場合には鍛造やプレスを採用できる。
(中間加工工程S04)
 加熱工程S02および急冷工程S03を経た銅素材を必要に応じて切断する。また、加熱工程S02および急冷工程S03等で生成された酸化膜等を除去するために必要に応じて表面研削を行う。そして、所定の形状へと塑性加工を行う。
 なお、この中間加工工程S04における温度条件は特に限定されないが、冷間加工または温間加工となる-200℃から200℃の範囲内に加工温度を設定することが好ましい。また、加工率は、最終形状に近似するように適宜選択されるが、最終形状を得るまでの中間熱処理工程S05の回数を減らすためには、加工率を20%以上とすることが好ましい。また、加工率を30%以上とすることがより好ましい。
 加工方法は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は圧延を採用することが好ましい。最終形状が線や棒の場合には押出や溝圧延を採用することが好ましい。最終形状がバルク形状の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。さらに、溶体化の徹底のために、工程S02~S04を繰り返しても良い。
(中間熱処理工程S05)
 中間加工工程S04後に、溶体化の徹底、再結晶組織化または加工性の向上のための軟化を目的として熱処理を実施する。
 熱処理の方法は特に限定はないが、好ましくは400℃以上900℃以下の温度条件で、非酸化雰囲気または還元性雰囲気中で熱処理を行う。熱処理温度は、より好ましくは500℃以上850℃以下であり、さらに好ましくは520℃以上800℃以下である。
 ここで、中間熱処理工程S05においては、400℃以上900℃以下の温度まで加熱された銅素材を、200℃以下の温度にまで、200℃/min以上の冷却速度で冷却する。
 このように急冷することによって、母相中に固溶したMgがCuとMgを主成分とする金属間化合物として析出することが抑制される。これにより、走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が1個/μm以下とすることができる。すなわち、銅素材をCu-Mg過飽和固溶体とすることができる。
 なお、中間加工工程S04及び中間熱処理工程S05は、繰り返し実施してもよい。
(仕上げ加工工程S06)
 中間熱処理工程S05後の銅素材を所定の形状に仕上げ加工を行う。なお、この仕上げ加工工程S06における温度条件は特に限定はないが、常温で行うことが好ましい。また、塑性加工(仕上げ加工)の加工率は、最終形状に近似するように適宜選択されることになるが、加工硬化によって強度を向上させるためには、加工率を20%以上とすることが好ましい。また、さらなる強度の向上を図る場合には、加工率を30%以上とすることがより好ましい。塑性加工方法(仕上げ加工方法)は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は圧延を採用することが好ましい。最終形状が線や棒の場合には押出や溝圧延を採用することが好ましい。最終形状がバルク形状の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。また、必要に応じて、旋盤加工、フライス加工、ドリル加工といった切削加工を施してもよい。
 このようにして、本実施形態である銅合金塑性加工材が製出される。なお、本実施形態の銅合金塑性加工材は、棒、線、管、板、条、及び帯の中から選択される形状を有する長尺体である。
 本実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材によれば、Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、酸素量が500原子ppm以下である。また、Mgの含有量をX原子%としたときに、導電率σ(%IACS)が、以下の式(1)を満たす。
 σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1)
 さらに、走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。
 すなわち、本実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材は、Mgが母相中に過飽和に固溶したCu-Mg過飽和固溶体である。
 このようなCu-Mg過飽和固溶体からなる銅合金では、母相中には、割れの起点となるCuとMgを主成分とする粗大な金属間化合物が多く分散されていない。このため、曲げ加工性が向上する。
 しかも、本実施形態では、酸素量が500原子ppm以下であるので、Mg酸化物の発生量が抑えられる。このため、引張強度を大幅に向上させることが可能となる。また、加工時に、Mg酸化物が起点となる断線や割れの発生を抑制でき、加工性を大幅に向上させることができる。
 さらに、本実施形態によれば、Mgを過飽和に固溶させている。このため、加工硬化させることで強度が大幅に向上することになり、比較的高い強度を有する銅合金塑性加工材を提供することが可能となる。
 また、本実施形態の銅合金塑性加工材は、以下の工程S02~S04を有する製造方法によって成形されている。
 加熱工程S02では、鋳塊または加工材を400℃以上900℃以下の温度にまで加熱する。急冷工程S03では、加熱された鋳塊または加工材を200℃/min以上の冷却速度で、200℃以下にまで冷却する。中間加工工程S04では、急冷材を塑性加工する。
 このため、Cu-Mg過飽和固溶体からなる銅合金塑性加工材を得ることができる。
 すなわち、鋳塊または加工材を400℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程02により、Mgの溶体化を行うことができる。
 また、加熱工程S02によって400℃以上900℃以下にまで加熱された鋳塊または加工材を、200℃/min以上の冷却速度で200℃以下にまで冷却する急冷工程S03を備えている。このため、冷却の過程でCuとMgを主成分とする金属間化合物が析出することを抑制することが可能となり、急冷後の鋳塊または加工材をCu-Mg過飽和固溶体とすることができる。
 さらに、急冷材(Cu-Mg過飽和固溶体)に対して塑性加工を行う中間加工工程S04を備えている。このため、最終形状に近い形状を容易に得ることができる。
 また、中間加工工程S04の後に、溶体化の徹底、再結晶組織化または加工性向上のための軟化を目的として中間熱処理工程S05を備えている。このため、特性の向上および加工性の向上を図ることができる。
 また、中間熱処理工程S05においては、400℃以上900℃以下の温度まで加熱された塑性加工材を、200℃/min以上の冷却速度で200℃以下にまで冷却する。このため、冷却の過程でCuとMgを主成分とする金属間化合物が析出することを抑制することが可能となり、急冷後の塑性加工材をCu-Mg過飽和固溶体とすることができる。
 また、中間熱処理工程S05後の塑性加工材を、所定の形状に塑性加工するための仕上げ加工工程S06を備えている。このため、加工硬化による強度の向上を図ることができる。
(第2の実施形態)
 次に、本発明の第2の実施形態である銅合金及び銅合金塑性加工材について説明する。
 第2の実施形態の銅合金の成分組成は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、さらに少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上を合計で0.01原子%以上3.0原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、かつ酸素量が500原子ppm以下である。
 そして、第2の実施形態の銅合金は、走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。
(組成)
 第1の実施形態で記載したように、Mgは、導電率を大きく低下させることなく、強度を向上させるとともに再結晶温度を上昇させる作用効果を有する元素である。また、Mgを母相中に固溶させることにより、優れた曲げ加工性が得られる。
 そこで、Mgの含有量を3.3原子%以上6.9原子%以下に設定している。上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Mgの含有量を、3.7原子%以上6.3原子%以下の範囲とすることが好ましい。
 また、第1の実施形態と同様に、本実施形態では、酸素量を500原子ppm以下に制限している。これにより、引張強度の向上、加工性の向上を図っている。また、酸素量を50原子ppm以下とすることが好ましく、さらに酸素量を10原子ppm以下とすることがより好ましい。
 なお、酸素含有量は、製造コストの観点から0.01原子ppmが下限となる。
 そして、第2の実施形態の銅合金においては、少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上を含んでいる。
 Al,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrは、Cu-Mg過飽和固溶体からなる銅合金の強度をさらに向上させる作用効果を有する元素である。
 ここで、少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上の元素の含有量の合計が0.1原子%未満では、その作用効果を奏功せしめることはできない。一方、少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上の元素の含有量の合計が3.0原子%を超えると、導電率が大きく低下することから好ましくない。
 このような理由から、少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上の元素の含有量の合計を0.1原子%以上3.0原子%以下の範囲内に設定している。
 なお、不可避不純物としては、Sn,Zn,Ag,B,P,Ca,Sr,Ba,Sc,Y,希土類元素,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Re,Ru,Os,Se,Te,Rh,Ir,Pd,Pt,Au,Cd,Ga,In,Ge,As,Sb,Tl,Pb,Bi,S,C,Be,N,H,Hg等が挙げられる。これらの不可避不純物の総量は0.3質量%以下であることが望ましい。
 特に、Sn含有量は0.1質量%未満が好ましく、Zn含有量は0.01質量%未満が好ましい。Sn含有量が0.1質量%以上の場合、CuとMgを主成分とする金属間化合物の析出が起こりやすくなる。またZn含有量が0.01質量%以上の場合、溶解鋳造工程においてヒュームが発生して炉やモールドの部材に付着する。これにより、鋳塊の表面品質が劣化するとともに、耐応力腐食割れ性が劣化する。
(組織)
 走査型電子顕微鏡で観察した結果、本実施形態の銅合金においては、粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。すなわち、CuとMgを主成分とする金属間化合物がほとんど析出しておらず、Mgが母相中に固溶している。
 ここで、CuとMgを主成分とする金属間化合物は、化学式MgCu、プロトタイプMgCu、ピアソン記号cF24、空間群番号Fd-3mで表される結晶構造を有するものである。
 なお、CuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、倍率:5万倍、視野:約4.8μmで10視野の観察を行い、その平均値を算出して求められる。
 また、CuとMgを主成分とする金属間化合物の粒径は、金属間化合物の長径と短径の平均値とする。なお、長径は、途中で粒界に接しない条件で粒内に最も長く引ける直線の長さであり、短径は、長径と直角に交わる方向で、途中で粒界に接しない条件で最も長く引ける直線の長さである。
 この第2の実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材についても、第1の実施形態と同様の方法によって製造される。
 このような特徴を有する第2の実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材によれば、走査型電子顕微鏡で観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下である。さらに、酸素量が500原子ppm以下であるので、第1の実施形態と同様に、加工性が大幅に向上する。
 そして、本実施形態では、少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上が合計で0.01原子%以上3.0原子%以下の範囲で含まれている。このため、これらの元素の作用効果により、機械的強度を大幅に向上させることが可能となる。
 以上、本実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、請求項に記載の要件を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
 例えば、上記実施形態では「粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物が合金中に1個/μm以下」である条件と、「導電率σ」に係る条件とを両方満たしている電子機器用銅合金が示されているが、何れか一方のみを満たした電子機器用銅合金であってもよい。
 また、上述の実施形態では、銅合金塑性加工材の製造方法の一例について説明したが、製造方法は本実施形態に限定されず、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。
 以下に、本実施形態の効果を確認するために行った確認実験の結果について説明する。
 銅原料を坩堝内に装入して、Nガス雰囲気あるいはN-Oガス雰囲気とされた雰囲気炉内において高周波溶解し、銅溶湯を得た。得られた銅溶湯内に、各種添加元素を添加して表1に示す成分組成に調製し、カーボン鋳型に注湯して鋳塊を製出した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約50mm×幅約50mm×長さ約300mmとした。また、各種添加元素としては、酸素含有量が50質量ppm以下のものを使用した。
 なお、銅原料として、純度99.9999質量%以上の6N銅と、酸素を所定量含有するタフピッチ銅(C1100)のいずれかを使用するか、あるいは、両者を適宜混合して使用した。これにより、酸素含有量を調整した。
 なお、合金中の酸素含有量は、不活性ガス融解-赤外線吸収分析法により測定した。測定された酸素含有量を表1に示す。ここで、酸素含有量は、合金中に含有される酸化物の酸素の量も含む。
 得られた鋳塊に対して、Arガス雰囲気中において、表2,3に記載の温度条件で4時間の加熱を行う加熱工程を実施し、その後、水焼き入れを実施した。
 熱処理後の鋳塊を切断するとともに、酸化被膜を除去するために表面研削を実施した。その後、常温で、冷間溝圧延を実施し、断面形状を50mm角から10mm角とした。このように鋳塊に対して中間加工を実施し、中間加工材(角棒材)を得た。
 そして、得られた中間加工材(角棒材)に対して、表2,3に記載された温度の条件でソルトバス中にて中間熱処理を実施した。その後、水焼入れを実施した。
 次に、仕上げ加工として、引き抜き加工(伸線加工)を実施し、直径0.5mmの仕上げ材(線材)を製出した。
(加工性評価)
 加工性の評価は、前述の引き抜き加工(伸線加工)における断線の有無によって評価した。最終形状まで伸線加工できた場合をA(Good)と評価した。伸線加工中において断線が多発し、最終形状まで加工できなかった場合をB(Bad)と評価した。
 前述の中間加工材(角棒材)及び仕上げ材(線材)を用いて、機械的特性および導電率を測定した。
(機械的特性)
 中間加工材(角棒材)については、JIS Z 2201に規定される2号試験片を採取し、JIS Z 2241の引張試験方法により、引張強さを測定した。
 仕上げ材(線材)については、JIS Z 2201に規定される9号試験片を採取し、JIS Z 2241の引張試験方法により、引張強さを測定した。
(導電率)
 中間加工材(角棒材)については、JIS H 0505(非鉄金属材料の体積抵抗率及び導電率測定方法)により、導電率を算出した。
 仕上げ材(線材)については、JIS C 3001に準拠した四端子法により、測定長1mにて電気抵抗値を測定した。また試験片の線径及び測定長から体積を算出した。そして、測定された電気抵抗値と体積とから体積抵抗率を求めて導電率を算出した。
(組織観察)
 中間加工材(角棒材)の断面中心に対して、鏡面研磨、イオンエッチングを行った。CuとMgを主成分とする金属間化合物の析出状態を確認するため、FE-SEM(電界放出型走査電子顕微鏡)を用い、1万倍の視野(約120μm/視野)で観察を行った。
 次に、CuとMgを主成分とする金属間化合物の密度(個/μm)を調査するために、金属間化合物の析出状態が特異ではない1万倍の視野(約120μm/視野)を選び、その領域で、5万倍で連続した10視野(約4.8μm/視野)の撮影を行った。金属間化合物の粒径は、金属間化合物の長径と短径の平均値とした。なお、長径は、途中で粒界に接しない条件で粒内に最も長く引ける直線の長さ)であり、短径は、長径と直角に交わる方向で、途中で粒界に接しない条件で最も長く引ける直線の長さである。そして、0.1μm以上の粒径を有し、かつCuとMgを主成分とする金属間化合物の密度(平均個数)、及び0.05μm以上の粒径を有し、かつCuとMgを主成分とする金属間化合物の密度(平均個数)を求めた。
 成分組成、製造条件、評価結果について、表1~3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 従来例1においては、Mgの含有量が本実施形態の範囲よりも低い。中間材(角棒材)及び仕上げ材(線材)の引張強さがいずれも低かった。
 従来例2においては、CuとMgを主成分とする金属間化合物が多く析出していた。中間材(角棒材)の引張強さが低かった。また、引き抜き加工(伸線加工)時に断線が多発したため、仕上げ材(線材)の製作を中止した。
 比較例1においては、Mgの含有量が本実施形態の範囲よりも多い。中間加工(冷間溝圧延)時に、粗大な金属間化合物を起点とする大きな割れが発生した。このため、その後の仕上げ材(線材)の製作を中止した。
 比較例2においては、酸素量が本実施形態の範囲よりも多い。中間材(角棒材)の引張強さが低かった。また、引き抜き加工(伸線加工)時に断線が多発したため、仕上げ材(線材)の製作を中止した。これは、Mg酸化物の影響であると推測される。
 比較例3,4については、Al,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上の含有量の合計が3.0原子%を超えている。導電率が大幅に低下していることが確認される。
 これに対して、本発明例1~21については、良好な加工性、中間材及び仕上げ材の良好な引張強さ、及び良好な導電率が確保されていることが確認される。
 図3は、従来例2において確認された析出物の電子回折パターンを示す。この電子回折パターンは、ピアソン記号cF24、空間群番号Fd-3m(227)、及び格子定数a=b=c=0.7034nmで表される結晶構造を有するMgCuに対して、以下の方位から電子線を入射させた際に得られる電子線回折パターンと一致する。従って、析出物は、本実施形態における「CuとMgを主成分とする金属間化合物」に該当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 そして、本発明例1~21においては、上述したCuとMgを主成分とする金属間化合物が観察されておらず、Mgが母相中に過飽和に固溶したCu-Mg過飽和固溶体からなる。
 以上のことから、本発明例によれば、高強度で、かつ優れた加工性を有する銅合金、及びこの銅合金からなる銅合金塑性加工材を提供できることが確認された。
 本実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材は、高強度であり、かつ優れた加工性を有する。このため、本実施形態の銅合金及び銅合金塑性加工材は、機械部品、電気部品、日用品、及び建材のうち、複雑な形状の部品や高い強度が要求される部品の素材として好適に適用できる。

Claims (7)

  1.  Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、
     酸素量が500原子ppm以下であり、
     Mgの含有量をX原子%としたときに、導電率σ(%IACS)が、以下の式(1)を満たすことを特徴とする銅合金。
     σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1)
  2.  Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、
     酸素量が500原子ppm以下であり、
     走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下であることを特徴とする銅合金。
  3.  Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、
     酸素量が500原子ppm以下であり、
     Mgの含有量をX原子%としたときに、導電率σ(%IACS)が、以下の式(1)を満たし、
     走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下であることを特徴とする銅合金。
     σ≦{1.7241/(-0.0347×X+0.6569×X+1.7)}×100 ・・・(1)
  4.  Mgを3.3原子%以上6.9原子%以下の範囲で含み、さらに少なくともAl,Ni,Si,Mn,Li,Ti,Fe,Co,Cr,及びZrから選択される1種以上を合計で0.01原子%以上3.0原子%以下の範囲で含み、残部が実質的にCu及び不可避不純物であり、
     酸素量が500原子ppm以下であり、
     走査型電子顕微鏡によって観察される粒径0.1μm以上のCuとMgを主成分とする金属間化合物の平均個数が、1個/μm以下であることを特徴とする銅合金。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載の銅合金からなる銅素材を塑性加工することによって成形されたことを特徴とする銅合金塑性加工材。
  6.  請求項1~4のいずれか一項に記載の銅合金の合金組成を有する銅素材を製造する溶解・鋳造工程と、前記銅素材を400℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程と、加熱された前記銅素材を200℃/min以上の冷却速度で、200℃以下にまで冷却する急冷工程と、急冷された前記銅素材を塑性加工する塑性加工工程と、を備えた製造方法によって成形されたことを特徴とする請求項5に記載の銅合金塑性加工材。
  7.  棒、線、管、板、条、及び帯から選択される形状を有する長尺体であることを特徴とする請求項5又は6に記載の銅合金塑性加工材。
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