JPH04268056A - 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

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JPH04268056A
JPH04268056A JP3047475A JP4747591A JPH04268056A JP H04268056 A JPH04268056 A JP H04268056A JP 3047475 A JP3047475 A JP 3047475A JP 4747591 A JP4747591 A JP 4747591A JP H04268056 A JPH04268056 A JP H04268056A
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beryllium copper
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敬午 野尻
Koji Iwatate
岩立 孝治
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing 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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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】
【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及び
それにより製造されたベリリウム銅合金に関するもので
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。
【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。
【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。
【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及びそれにより製造さ
れたベリリウム銅合金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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、8
00℃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時間以上の過時効を利用した第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回目の過時効を利用した焼鈍を
行う。この2回目の焼鈍温度は、1回目の焼鈍温度とほ
ぼ同等か200℃程度低いと好ましい。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。
【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
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  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。
  2. 【請求項2】  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
    を特徴とする請求項1記載の製造方法に従って製造され
    たベリリウム銅合金。
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