JPH0387341A - 曲げ加工性の良好な高強度りん青銅の製造方法 - Google Patents

曲げ加工性の良好な高強度りん青銅の製造方法

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JPH0387341A
JPH0387341A JP22152589A JP22152589A JPH0387341A JP H0387341 A JPH0387341 A JP H0387341A JP 22152589 A JP22152589 A JP 22152589A JP 22152589 A JP22152589 A JP 22152589A JP H0387341 A JPH0387341 A JP H0387341A
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phosphor bronze
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bronze
bending workability
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Hidehiko So
宗 秀彦
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Nippon Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明の製造方法は、電子部品を始めとする高強度でか
つ良好な曲げ加工性が要求され、場合によっては高いば
ね性が要求されるあらゆる分野の製品に利用可能である
。
[従来の技術] 従来強度が要求される電子部品には、黄銅、洋白、りん
青銅、ベリリウム銅等の銅合金や、ステンレス等の鉄合
金が用いられている。これらの電子部品用の材料の中で
、りん青銅は強度も高く、曲げ加工性、耐食性、耐応力
腐食割れ性も良好であり、広く利用されている。しかし
、近年、部品の小型化に伴ない、電子部品用の材料も薄
肉化の傾向があり、そうした場合、材料には高強度であ
ることが要求されるようになった。ところかりん青銅の
強化機構はCu中へのSnの固溶強化と冷間加工(圧延
)による加工硬化の組み合せによるものであり、高強度
なりん青銅を得ようとすると、冷間圧延の加工度を高く
しなければならず、そのため曲げ加工性が悪くなる。特
に曲げ軸が圧延方向に対し平行方向の曲げ加工性が悪く
なる。また、りん青銅の加工硬化による強度の向上もお
のずと限界がある。
そのため、強度が要求される部位には、ベリリウム銅が
一般に用いられている。しかしベリリウム銅は高価であ
り、又、プレス加工後に熱処理が必要な場合もあり、か
なりトータルコストが高くなる。
[発明が解決しようとする課題] 上述のように、部品の小型化に伴ない、高強度の材料が
要求されるようになってきているが、従来のりん青銅で
は限界があり、又ベリリウム銅では高価すぎるため、安
価で高強度でかつ曲げ加工性も良好である材料が待ち望
まれている。
[課題を解決するための手段] 本発明はこのような点に鑑み、高強度で安価でかつ曲げ
加工性に優れたりん青銅の製造方法を提供するものであ
る。
すなわち、本発明は、S n  3.5〜9.0wt%
、P  0.001〜0.30wt%、N i  (1
,QO1〜0.50wt%を含み、あるいはさらに副成
分としてFe5Mg。
A I SS l %Cr % M n s Co、Z
n、Ti。
Zr5Pbの中から1種又は215i以上を0.001
〜2.0wt%含み、残部Cuおよび不可避的な不純物
からなるりん青銅において、150〜650℃の温度で
結晶粒が0.0(11〜0.025ma+になり、かつ
NiとPが金属間化合物として析出する様に焼鈍するこ
とを特徴とする曲げ加工性の良好な高強度りん青銅の製
造方法であり、かつ、上記結晶粒が0.001〜0.0
25mmに成長したりん青銅を90%以下の加工度で冷
間圧延することを特徴とする曲げ加工性が良好な高強度
りん青銅の製造方性であり、かつ、上記90%以下の加
工度で冷間圧延したりん青銅を150〜650℃の温度
で再結晶しない程度の時間歪取焼鈍を行うことを特徴と
する曲げ加工性の良好な高強度りん青銅の製造方法に関
するものである。
以下に本発明により曲げ加工性が良好な高強度りん青銅
が得られる理由を述べる。
前にも述べたように、りん青銅はCu中へのSnの固溶
強化と冷間加工(圧延)による加工硬化を組合せたもの
であるが、Sn、ilを3.5〜9、Owt%とするの
は、3゜5wt%未満では強度は若干向上するものの不
十分であり、9.0wt%を超えると、製造性及び加工
性が困難になるためである。すなわち、Snmが9.O
wt%を超えると溶解鋳造時の凝固収縮量が大きくなり
、インゴットの内部欠陥が発生し易くなり、又、冷間加
工性も著しく劣化するためである。Pを添加するのは脱
酸及び靭性を持たせるためであるが、添加量を0.00
1〜0.30wt%とするのは、0.001vL%未満
ではその効果がなく 、0.30wt%を超えると導電
率が低下し、耐SCC性及び錫又ははんだめっきの耐熱
剥離性が著しく劣化するためである。Niを0.001
〜0.50wt%添加する理由は、Niによる固溶強化
に合わせて、NiはPと金属間化合物を作り易く、この
粒子を析出させることにより、強度を向上させるためで
ある。
添加量を0.001〜0.50wt%とするのは、0.
001wt%未満ではその効果がなく、また、0.50
wt%を超えると導電率が低下し、錫又ははんだ耐熱剥
離性が劣化するためである。
副成分としてFe、Mg、Al5S i、Cr、Mn、
C0% Zn、T i、Z r、Pbの中から1種又は
2種以上をo、oot〜2.0wt%添加するのは、強
度を向上させるためであるが、添加量を0.001〜2
.Owt%とする理由は、0.001wt%未満ではそ
の効果がなく、2.0wt%を超えると加工性が著しく
劣化し、導電率、はんだ付は性が劣化するためである。
このような成分の合金を150〜650℃の温度で結晶
粒がo、ooi〜0.025mmになり、かつNiとP
が金属間化合物として析出させるように焼鈍する理由は
、結晶粒をo、oot〜0.025■と微細に成長させ
ることにより、曲げ加工性を良好にし、かつNiとPの
金属間化合物を析出させ、強度を向上させるためである
。結晶粒を0.001〜0.02!lvmとするのは、
0.001℃m未満では未再結晶部がほとんどであり、
加工組織が残り、曲げ性は著しく悪(,0,025ao
+を超えると、曲げ加工を施したときに肌荒れし易くな
るためである。150〜650℃の温度で焼鈍するのは
、再結晶と同時にNiとPの金属間化合物を析出させる
ためであるが、150℃未満では再結晶するのに間開が
かかりすぎ、コスト高となり、工業的には無理であり、
650℃を超えると、Cu中へのN15Pの固溶量が多
くなり、NiとPの金属間化合物が析出せず、強度が向
上しないためである。このような条件で焼鈍したりん青
銅において、さらに強度を向上させるため、90%以下
の加工度で冷間圧延を行う。加工度を90%未満とする
のは、90%を超える加工度で冷間圧延を行うと、曲げ
加工性が劣化し、強度もそれ以上あまり向上しないため
である。更にこの冷間圧延したりん青銅を150〜65
0℃の温度で歪取り焼鈍を行うのは、ばね性及び曲げ加
工性を向上させるためであり、テンション・アニーリン
グ・ラインで行えば、良好な形状の材料が得られる。焼
鈍温度を150〜650℃とするのは150℃未満では
焼鈍時間が長すぎ、コスト高になるためであり、650
℃を超える適正な焼鈍時間が短くなり、炉の温度、炉を
通板する速度のばらつきの影響を受は易くなり、安定し
た強度、ばね性の材料が得られないためである。
以上の製造方法により、曲げ加工性の良好な高強度りん
青銅が得られる。
[実施例] 本発明を実施例をもって具体的に説明する。
第1表にかかる成分のりん青銅を表中に示した製造条件
にて焼21t11圧延を行い、0.25+nmの厚さの
板材を得た。表中、比較例のNo、20は市販のベリリ
ウム銅(C1720−88)の0.2511111の板
材である。これらの例について、引張強さ、伸び、ばね
限界値、導電率、N1−P金属間化合物密度、曲げ加工
性、耐食性、耐応力腐食割れ性(以下耐SCC性と称す
)、はんだ付は性、はんた耐熱剥離性を調査した。引張
強さ、伸びはJIS5号引張試験片を用い測定した。ば
ね限界値は10■幅で11001a長さの短所に加工し
測定した。導電率は10mm幅で1001長さの短所に
加圧し、4端子法により測定した。N1−P金属間化合
物密度は、X線マイクロアナライザーにより5000倍
の視野で観察し、確認できる0、05μmから 1.0
μmまでの化合物数を50μm×50μmの範囲につい
て求めた。耐食性はJISH6502に準じ、試料表面
を1200工メリー紙にて研摩後、40℃、90%RH
において25ppm S O2雰囲気に14日間暴露し
、暴露前後の重量変化を測定した。この単αは腐食減量
を示す。(mdd :m g / d m 2/day
) 耐SCC性は12.51幅で150mm長さの短m試験
片に加工し、第1図に示すようにこの短Fg+lをルー
プ状にタコ糸2で縛り、2倍に純水で希釈したアンモニ
ア水3交を含む20交デシケータ内に暴露し、割れが発
生するまでの日数を調査した。はんだ付は性は試料表面
を# 1200工メリー紙にて研摩した後10III1
幅で50IIII11の長さに加工し、沸騰蒸気に1時
間暴露後ロジン系フラックスを用い、230℃の60S
n/ 40Pbはんだに5秒間浸漬し、外観を観察し、
95%以上の面積がはんだにより被覆されている場合を
良好とした。はんだめっき耐熱剥離性は試料表面を61
200工メリー紙にて研摩後、60Sn/ 40Pbは
んだを電気めっきし、150℃にて加熱し、100時間
毎に取り出し、板厚(0,25IIIm)の内側曲げ半
径で90°曲げを往復1回行い、曲げ部のはんだめっき
の剥離の有無を調べた。また、曲げ加工性は、1001
11幅に試料を加工した後、CE S MOOO2に準
じ、W曲げ試験を行い、曲げ部の外観を観察した。
曲げ軸は圧延方向に平行方向(Bad way)とし、
内側曲げ半径は板厚(0,25■)と同一とした。
+Ihげ加工性のi11定は外観により、良好、肌荒れ
、割れ発生と3段階とした。
第1表中、本発明例は、Cu−5,1wL%5n−0,
04wL%P −0,23wt%Niを基本成分とした
ものと、Cu−7,6wt%5n−0,口9wtP −
0,37wt%Niを基本成分としたものに副成分を添
加した合金において、350〜400 ”Cにて0.0
07〜0.015mmに結晶粒が成長するまで焼鈍した
後、50〜70%の加工度で冷間圧延を行い、その後歪
取焼業屯を行ったものであり、Nt−P金属間化合物も
かなりの量析出していて、高強度でばね性も高く、曲げ
加工性も良好で他の特性も良好であることがわかる。
一方、比較例でNo、12は結晶粒が0.001■未満
であるため、曲げ加工性が悪く、N1−P金属間化合物
の析出量も少ない。No、13は結晶粒が0.040+
mと大きいため、曲げ加工の際肌荒れが生じる。No、
14は加工度が95%と高いため、曲げ加工性が悪い。
No、15は高温で焼鈍したため、NiとPの金属間化
合物がほとんど析出せず、強度があまり高くなく、導電
率も低温焼鈍したNo、1に比べて低い。No、1Bは
Niを添加していないため、N1−P金属間化合物は生
成せず、Cu中へ全てPが固溶するため、No、6と比
較し導電率が低く、強度も高くない。No。
17はPfiが多すぎるため、耐SCC性、はんだ耐熱
剥離性が極めて悪く、導電率も低い。No。
18は副成分の添加量が4.2wt%と多いため、導電
率が低く、はんだ付は性も悪い。N、19は5nfiが
多すぎるため、強度は高いが曲げ加工性が悪い。No、
20は市販のベリリウム銅であり、本発明の例に比べて
高強度であり、導電率も高いが、曲げ加工性が悪く、耐
SCC性もあまり良好でない。
[発明の効果] 本発明は曲げ加工性を損わずにりん青銅を高強度化する
製造方法であり、電子部品小型化、薄肉化に対し、安価
に対応し得る製造方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は耐SCC性試験片の斜視図を示す。 1・・・短所、2・・・タコ糸。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Sn3.5〜9.0wt%、P0.001〜0.
    30wt%、Ni0.001〜0.50wt%を含み、
    残部Cuおよび不可避的な不純物からなるりん青銅にお
    いて、150〜650℃の温度で結晶粒が0.001〜
    0.025mmになり、かつNiとPが金属間化合物と
    して析出する様に焼鈍することを特徴とする曲げ加工性
    の良好な高強度りん青銅の製造方法。
  2. (2)請求項(1)記載の結晶粒が0.001〜0.0
    25mmであり、かつNiとPが金属間化合物として析
    出する様に焼鈍したりん青銅において、さらに90%以
    下の加工度で冷間圧延を行うことを特徴とする曲げ加工
    性の良好な高強度りん青銅の製造方法。
  3. (3)請求項(2)記載の90%以下の加工度で冷間圧
    延を行ったりん青銅において、150〜650℃の温度
    で再結晶しない時間歪取焼鈍を行うことを特徴とする曲
    げ加工性の良好な高強度りん青銅の製造方法。
  4. (4)Sn3.5〜9.0wt%、P0.001〜0.
    30wt%、Ni0.001〜0.50wt%を含み、
    さらに副成分としてFe、Mg、Al、Si、Cr、M
    n、Co、Zn、Ti、Zr、Pbの中から1種又は2
    種以上を0.001〜2.0wt%含み、残部Cuおよ
    び不可避的な不純物からなるりん青銅において、150
    〜650℃の温度で結晶粒が0.001〜0.025m
    mになり、かつNiとPが金属間化合物として析出する
    様に焼鈍することを特徴とする曲げ加工性の良好な高強
    度りん青銅の製造方法。
  5. (5)請求項(4)記載の結晶粒が0.001〜0.0
    25mmであり、かつNiとPが金属間化合物として析
    出する様に焼鈍したりん青銅において、さらに90%以
    下の加工度で冷間圧延を行うことを特徴とする曲げ加工
    性の良好な高強度りん青銅の製造方法。
  6. (6)請求項(5)記載の90%以下の加工度で冷間圧
    延を行ったりん青銅において、150〜650℃の温度
    で再結晶しない時間歪取焼鈍を行うことを特徴とする曲
    げ加工性の良好な高強度りん青銅の製造方法。
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