JPH059627A - 易加工高力銅合金とその製造方法 - Google Patents
易加工高力銅合金とその製造方法Info
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- JPH059627A JPH059627A JP19482791A JP19482791A JPH059627A JP H059627 A JPH059627 A JP H059627A JP 19482791 A JP19482791 A JP 19482791A JP 19482791 A JP19482791 A JP 19482791A JP H059627 A JPH059627 A JP H059627A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機器部材、一般構造材やばね材、コネクター
材、リードフレーム材等電子電気機器用材として適する
優れた加工性を示し、かつ高い強度を有する易加工高強
度高力銅合金とその製造方法を提供する。 【構成】 Ｍｎ12〜20％、Ａｌ５〜９％を含み、又は更
にＮｉ２〜10％を含み、残部Ｃｕと不可避的不純物から
なるラメラ状の組織を有する銅合金、及びこの合金の溶
解後の鋳造凝固過程において、1100〜 400℃の温度範囲
を 200℃／min 以下の凝固速度で冷却し、共晶組織を有
する鋳塊とした後、 600〜 950℃の温度範囲に加熱して
熱間加工することにより、ラメラ状の組織とする製造方
法。
材、リードフレーム材等電子電気機器用材として適する
優れた加工性を示し、かつ高い強度を有する易加工高強
度高力銅合金とその製造方法を提供する。 【構成】 Ｍｎ12〜20％、Ａｌ５〜９％を含み、又は更
にＮｉ２〜10％を含み、残部Ｃｕと不可避的不純物から
なるラメラ状の組織を有する銅合金、及びこの合金の溶
解後の鋳造凝固過程において、1100〜 400℃の温度範囲
を 200℃／min 以下の凝固速度で冷却し、共晶組織を有
する鋳塊とした後、 600〜 950℃の温度範囲に加熱して
熱間加工することにより、ラメラ状の組織とする製造方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機器部材、一般構造材
やばね材、コネクター材、リードフレーム材等電子電気
機器用材として適する優れた加工性を示し、かつ高い強
度を有する易加工高力銅合金とその製造方法に関するも
のである。
やばね材、コネクター材、リードフレーム材等電子電気
機器用材として適する優れた加工性を示し、かつ高い強
度を有する易加工高力銅合金とその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年電子電気産業における軽薄短小化
は、そこで使用される機器の小型化、軽量化を促し、そ
れに伴いその構成部品の小型化、軽量化、高性能化が一
段と望まれている。この要求に対して、その構成部品の
基盤を成す構造材や、コネクター、リードフレーム材等
も小型、軽量化のために薄肉化が望まれ、更により高い
強度を有する材料が必要となってきた。これに対して、
従来はＣｕ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｔｉ等の析出硬化型合金や、
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等のスピノーダル分解型合金が使用さ
れてきた。
は、そこで使用される機器の小型化、軽量化を促し、そ
れに伴いその構成部品の小型化、軽量化、高性能化が一
段と望まれている。この要求に対して、その構成部品の
基盤を成す構造材や、コネクター、リードフレーム材等
も小型、軽量化のために薄肉化が望まれ、更により高い
強度を有する材料が必要となってきた。これに対して、
従来はＣｕ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｔｉ等の析出硬化型合金や、
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等のスピノーダル分解型合金が使用さ
れてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところでこれらの合金
では、共通して高温での熱処理とその後に行われる時効
処理が不可欠である。この工程は材料の特性を高める働
きをするものであるが、他方特性の変動要因を引き起こ
すもので、その制御の方法が容易ではなく、そのために
設備の導入や工程数の増加を招き、価格高騰の一因とな
っている。またこれ等の合金においては、時効処理後は
延性が著しく低下し、それ以後の成形が難しく、割れを
生じたり、折れたりして欠陥を生ずる事がある。
では、共通して高温での熱処理とその後に行われる時効
処理が不可欠である。この工程は材料の特性を高める働
きをするものであるが、他方特性の変動要因を引き起こ
すもので、その制御の方法が容易ではなく、そのために
設備の導入や工程数の増加を招き、価格高騰の一因とな
っている。またこれ等の合金においては、時効処理後は
延性が著しく低下し、それ以後の成形が難しく、割れを
生じたり、折れたりして欠陥を生ずる事がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、Ｃｕ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｔｉ等の析出硬化型合
金やＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等のスピーダル分解型合金が共通
して抱えている製造上の難しさを解消し、低廉に且つ容
易に製造が可能で、同等以上の優れた強度を有し、さら
に優れた延性や加工性を合せ持つ易加工高力銅合金とそ
の製造方法を開発したものである。
検討の結果、Ｃｕ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｔｉ等の析出硬化型合
金やＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等のスピーダル分解型合金が共通
して抱えている製造上の難しさを解消し、低廉に且つ容
易に製造が可能で、同等以上の優れた強度を有し、さら
に優れた延性や加工性を合せ持つ易加工高力銅合金とそ
の製造方法を開発したものである。
【０００５】即ち本発明銅合金の一つは、Ｍｎ12〜20wt
％（以下wt％を単に％と略記）、Ａｌ５〜９％を含み、
残部Ｃｕと不可避的不純物からなりラメラ状の組織を有
することを特徴とする。
％（以下wt％を単に％と略記）、Ａｌ５〜９％を含み、
残部Ｃｕと不可避的不純物からなりラメラ状の組織を有
することを特徴とする。
【０００６】また本発明銅合金の他の一つは、Ｍｎ12〜
20％、Ａｌ５〜９％、Ｎｉ２〜10％を含み、残部Ｃｕと
不可避的不純物からなりラメラ状の組織を有することを
特徴とする。
20％、Ａｌ５〜９％、Ｎｉ２〜10％を含み、残部Ｃｕと
不可避的不純物からなりラメラ状の組織を有することを
特徴とする。
【０００７】また本発明製造方法はＭｎ12〜20％、Ａｌ
５〜９％を含み、又は更にＮｉ２〜10％を含み、残部Ｃ
ｕと不可避的不純物からなる銅合金を、溶解後の鋳造凝
固過程において、1100〜 400℃の温度範囲を平均 200℃
／min 以下の凝固速度で冷却し、共晶組織を有する鋳塊
とした後、 600〜 950℃の温度範囲に加熱して熱間加工
することにより、ラメラ状の組織とすることを特徴とす
る。
５〜９％を含み、又は更にＮｉ２〜10％を含み、残部Ｃ
ｕと不可避的不純物からなる銅合金を、溶解後の鋳造凝
固過程において、1100〜 400℃の温度範囲を平均 200℃
／min 以下の凝固速度で冷却し、共晶組織を有する鋳塊
とした後、 600〜 950℃の温度範囲に加熱して熱間加工
することにより、ラメラ状の組織とすることを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】本発明の易加工高力銅合金を構成する合金成分
の添加理由とその組成範囲の限定理由について述べる。
先ず本発明合金の主成分であるＭｎとＡｌを、Ｍｎ12〜
20％、Ａｌ５〜９％の範囲で共添して含有させることに
より、α相とβ相とからなるラメラ状の共晶組織を現出
させて冷間加工性を顕著に改善するものであるが、上記
範囲外では充分な共晶組織を得ることができず、良好な
冷間加工性を示さない。次にＮｉは、Ｃｕ−Ｍｎ−Ａｌ
三元合金の共晶組織が高温においてやや不安定で分解し
やすくなることによる加工性等の低下を防止するために
添加するものである。即ち、共晶組織の安定化元素とし
て添加され、冷間加工性の確保と強度の維持向上を行な
うもので、その含有量を２〜10％と限定したのは、下限
未満ではその効果が見られず、上限を越えての含有は共
晶組織を逆に壊し易くしてしまうためである。更に、本
発明では、その組織をラメラ状の共晶組織にすることに
より冷間加工性を高めると共に、 980N/mm2 以上の高強
度を必然的に得るものである。
の添加理由とその組成範囲の限定理由について述べる。
先ず本発明合金の主成分であるＭｎとＡｌを、Ｍｎ12〜
20％、Ａｌ５〜９％の範囲で共添して含有させることに
より、α相とβ相とからなるラメラ状の共晶組織を現出
させて冷間加工性を顕著に改善するものであるが、上記
範囲外では充分な共晶組織を得ることができず、良好な
冷間加工性を示さない。次にＮｉは、Ｃｕ−Ｍｎ−Ａｌ
三元合金の共晶組織が高温においてやや不安定で分解し
やすくなることによる加工性等の低下を防止するために
添加するものである。即ち、共晶組織の安定化元素とし
て添加され、冷間加工性の確保と強度の維持向上を行な
うもので、その含有量を２〜10％と限定したのは、下限
未満ではその効果が見られず、上限を越えての含有は共
晶組織を逆に壊し易くしてしまうためである。更に、本
発明では、その組織をラメラ状の共晶組織にすることに
より冷間加工性を高めると共に、 980N/mm2 以上の高強
度を必然的に得るものである。
【０００９】次に本発明製造法において、溶解後の凝固
速度を1100〜400℃の温度範囲で平均 200℃／min 以下
と限定したのは、この温度範囲における凝固過程におい
て共晶組織が生成するためで、この条件より速い凝固速
度では共晶組織が不均一に生成したり、生成しなかった
りしてしまうためである。また熱間加工時の温度は、 6
00〜 950℃の範囲内とすることにより共晶組織を損うこ
となく熱間加工を行なうことができ、これより低い温度
では、加工時の変形抵抗が大きくて加工が困難となり、
これより高い温度では部分的に溶融したり、共晶組織を
損う。
速度を1100〜400℃の温度範囲で平均 200℃／min 以下
と限定したのは、この温度範囲における凝固過程におい
て共晶組織が生成するためで、この条件より速い凝固速
度では共晶組織が不均一に生成したり、生成しなかった
りしてしまうためである。また熱間加工時の温度は、 6
00〜 950℃の範囲内とすることにより共晶組織を損うこ
となく熱間加工を行なうことができ、これより低い温度
では、加工時の変形抵抗が大きくて加工が困難となり、
これより高い温度では部分的に溶融したり、共晶組織を
損う。
【００１０】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。表１
に示す組成の合金を溶解し、 100℃／分以内の冷却速度
で凝固させて鋳造し、厚さ30mmの鋳塊とし、これを 900
℃で１時間加熱保持後、直ちにその温度から熱間圧延を
開如し、厚さ８mmの熱延材とし、その表面を面削して厚
さ４mmの板材を作製して供試材とした。
に示す組成の合金を溶解し、 100℃／分以内の冷却速度
で凝固させて鋳造し、厚さ30mmの鋳塊とし、これを 900
℃で１時間加熱保持後、直ちにその温度から熱間圧延を
開如し、厚さ８mmの熱延材とし、その表面を面削して厚
さ４mmの板材を作製して供試材とした。
【００１１】この供試材を用いて、 0.2％耐力、引張強
さ、曲げ性、限界冷間加工率を測定すると共に、上記鋳
塊の組織を調べた。その結果を表１に示す。引張強度、
0.2％耐力については、この供試材を厚さ１mm迄冷間圧
延し、 520℃で２時間熱処理を施した後、40％の冷間圧
延を加え、厚さ 0.6mmの板材に調整し、この板材を用い
て JIS-Z2241に準拠して測定を行った。冷間加工性につ
いては、供試材に冷間加工を行い、割れを生じない最大
の冷間加工率即ち限界冷間加工率を記録した。曲げ性は
JIS-Z2248のＶブロック法に準拠して行い、曲げ角度は
90度を採用し、曲げの内側半径と板厚との比が 2.0の所
で曲げの外側表面の状態を観察し、平滑なものを○印、
シワが見られるものを△印、割れているものを×印で表
わした。
さ、曲げ性、限界冷間加工率を測定すると共に、上記鋳
塊の組織を調べた。その結果を表１に示す。引張強度、
0.2％耐力については、この供試材を厚さ１mm迄冷間圧
延し、 520℃で２時間熱処理を施した後、40％の冷間圧
延を加え、厚さ 0.6mmの板材に調整し、この板材を用い
て JIS-Z2241に準拠して測定を行った。冷間加工性につ
いては、供試材に冷間加工を行い、割れを生じない最大
の冷間加工率即ち限界冷間加工率を記録した。曲げ性は
JIS-Z2248のＶブロック法に準拠して行い、曲げ角度は
90度を採用し、曲げの内側半径と板厚との比が 2.0の所
で曲げの外側表面の状態を観察し、平滑なものを○印、
シワが見られるものを△印、割れているものを×印で表
わした。
【００１２】尚比較材Ｎo.16は本発明合金Ｎo.３の成分
組成の合金鋳塊を 750℃で 500時間熱処理し、ラメラ組
織を分解させ、α＋βの２相組織としたものであり、比
較材Ｎo.17は凝固速度を約 300℃／min で行ったもので
ある。更に従来のＣｕ−Ｂｅ系合金をＮo.18、Ｃｕ−Ｎ
ｉ−Ｓｎ系合金をＮo.19とし上記と同様に各特性試験を
行った。また比較合金Ｎo.14〜17は板厚 0.6mm迄冷間加
工出来なかったので限界冷間加工率に相当する板厚で強
度、曲げ性等を試験した。
組成の合金鋳塊を 750℃で 500時間熱処理し、ラメラ組
織を分解させ、α＋βの２相組織としたものであり、比
較材Ｎo.17は凝固速度を約 300℃／min で行ったもので
ある。更に従来のＣｕ−Ｂｅ系合金をＮo.18、Ｃｕ−Ｎ
ｉ−Ｓｎ系合金をＮo.19とし上記と同様に各特性試験を
行った。また比較合金Ｎo.14〜17は板厚 0.6mm迄冷間加
工出来なかったので限界冷間加工率に相当する板厚で強
度、曲げ性等を試験した。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１から明らかなように、本発明合金Ｎo.
１〜12は何れも従来合金Ｎo.18〜19に比較して、強度は
同等ないしは優れており、更に曲げ性、冷間加工性が優
れていることが判る。これに対してＭｎ、Ａｌ、Ｎｉ含
有量の少ない比較合金Ｎo.13では強度不足が顕著に見ら
れ、Ａｌ又はＮｉ含有量の多い比較合金Ｎo.14〜15では
曲げ性や冷間加工性に著しく劣ることが判る。更に本発
明の製造条件から外れた比較合金Ｎo.17や組織が異なる
比較合金Ｎo.16では、強度、曲げ性や冷間加工性が劣っ
ていることが判る。
１〜12は何れも従来合金Ｎo.18〜19に比較して、強度は
同等ないしは優れており、更に曲げ性、冷間加工性が優
れていることが判る。これに対してＭｎ、Ａｌ、Ｎｉ含
有量の少ない比較合金Ｎo.13では強度不足が顕著に見ら
れ、Ａｌ又はＮｉ含有量の多い比較合金Ｎo.14〜15では
曲げ性や冷間加工性に著しく劣ることが判る。更に本発
明の製造条件から外れた比較合金Ｎo.17や組織が異なる
比較合金Ｎo.16では、強度、曲げ性や冷間加工性が劣っ
ていることが判る。
【００１５】
【発明の効果】このように本発明によれば、強度、曲げ
性、冷間加工性に優れた材料が得られ、機器部材の小
型、軽量化を可能にする等工業上顕著な効果を奏するも
のである。
性、冷間加工性に優れた材料が得られ、機器部材の小
型、軽量化を可能にする等工業上顕著な効果を奏するも
のである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 浅井 真人
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古
河電気工業株式会社内
(72)発明者 竹田 守
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古
河電気工業株式会社内
(72)発明者 佐藤 矩正
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古
河電気工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｍｎ12〜20wt％、Ａｌ５〜９wt％を含
み、残部Ｃｕと不可避的不純物からなりラメラ状の組織
を有することを特徴とする易加工高力銅合金。 - 【請求項２】 Ｍｎ12〜20wt％、Ａｌ５〜９wt％、Ｎｉ
２〜10wt％を含み、残部Ｃｕと不可避的不純物からなり
ラメラ状の組織を有することを特徴とする易加工高力銅
合金。 - 【請求項３】 Ｍｎ12〜20wt％、Ａｌ５〜９wt％を含
み、又は更にＮｉ２〜10wt％をを含み、残部Ｃｕと不可
避的不純物からなる銅合金を、溶解後の鋳造凝固過程に
おいて、1100〜 400℃の温度範囲を平均 200℃／min 以
下の凝固速度で冷却し、共晶組織を有する鋳塊とした
後、 600〜 950℃の温度範囲に加熱して熱間加工するこ
とにより、ラメラ状組織とすることを特徴とする易加工
高力銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19482791A JP2934064B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 易加工高力銅合金とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19482791A JP2934064B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 易加工高力銅合金とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059627A true JPH059627A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2934064B2 JP2934064B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16330923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19482791A Expired - Lifetime JP2934064B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 易加工高力銅合金とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934064B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015054977A (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-23 | 古河電気工業株式会社 | 破断伸びに優れたＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ系合金材及びそれを用いてなる制震部材 |
| WO2024257812A1 (ja) * | 2023-06-14 | 2024-12-19 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料、抵抗器、発熱体用材料および発熱体 |
| WO2024257813A1 (ja) * | 2023-06-14 | 2024-12-19 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料、抵抗器、発熱体用材料および発熱体 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP19482791A patent/JP2934064B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015054977A (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-23 | 古河電気工業株式会社 | 破断伸びに優れたＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ系合金材及びそれを用いてなる制震部材 |
| WO2024257812A1 (ja) * | 2023-06-14 | 2024-12-19 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料、抵抗器、発熱体用材料および発熱体 |
| WO2024257813A1 (ja) * | 2023-06-14 | 2024-12-19 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料、抵抗器、発熱体用材料および発熱体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2934064B2 (ja) | 1999-08-16 |
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