銅合金板材およびその製造方法
【課題】高い強度で、導電性および耐熱性に優れたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材を安価に製造することができる、銅合金板材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行い、その後、加工度８０％以上の冷間圧延を行った後に、１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行う。
【解決手段】１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行い、その後、加工度８０％以上の冷間圧延を行った後に、１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金板材およびその製造方法に関し、特に、リードフレームなどに使用するＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームなどの電気電子部品に使用される材料は、高強度で、導電性および耐熱性に優れていることが要求されている。特に、リードフレームは、一般にスタンピング加工（プレス打ち抜き加工）によって多数のピンを有する形状に加工され、スタンピング加工時の歪を除去するために高温で加熱処理されるので、耐熱性に優れていることが要求されている。このような材料として、ＣＤＡ１９４合金などのＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金が使用されている。
【０００３】
近年、リードフレームなどを使用する半導体装置の大容量化、小型化および高機能化に伴い、リードフレームなどに使用される材料には、さらに高い強度および導電率を有することが要求されている。
【０００４】
そのため、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金からなるリード素材に、新たな添加元素としてＭｇを添加して、導電性を損なうことなく強度および耐熱性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金材に、高温および低温の時効処理前に溶体化熱処理および中間の冷間圧延を施して、導電率の低下を招くことなく、強度と耐熱性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金材に、熱間加工後で冷間加工前に高温および低温の２段階時効処理を施して、高い強度を損なうことなく、導電性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６４−４４９号公報（第２頁）
【特許文献２】特許第３８９６７９３号公報（段落番号００１０−００１２）
【特許文献３】特開平１０−３２４９３５公報（段落番号０００７−００１５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように、新たな元素としてＭｇを添加する場合には、銅合金を製造する際の管理項目増大し、コストが増大する。また、特許文献２のように、高温および低温の時効処理前に溶体化熱処理および中間の冷間圧延を施したり、特許文献３のように、熱間加工後で冷間加工前に高温および低温の２段階時効処理を施す場合には、工程数が増大し、複雑な温度管理が必要になり、コストが増大する。
【０００７】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、高い強度で、導電性および耐熱性に優れたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材を安価に製造することができる、銅合金板材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行うことにより、高い強度で、導電性および耐熱性に優れたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材を安価に製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明による銅合金板材の製造方法は、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行うことを特徴とする。
【００１０】
この銅合金板材の製造方法において、銅合金の原料中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であるのが好ましい。また、時効処理を行った後に冷間圧延を行うのが好ましく、冷間圧延の加工度が８０％以上であるのが好ましい。また、冷間圧延を行った後に１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行うのが好ましい。さらに、時効焼鈍を４００〜６５０℃で５〜１５時間行うのが好ましい。
【００１１】
また、本発明による銅合金板材は、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有し、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ビッカース硬さＨＶが１５０以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のビッカース硬さＨＶが１４０以上であることを特徴とする。
【００１２】
この銅合金板材中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であるのが好ましい。また、この銅合金板材の板面における｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛２２０｝とし、純銅標準粉末の｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛２２０｝とすると、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．５以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．０以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高い強度で、導電性および耐熱性に優れたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材を安価に製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態では、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行い、その後、加工度８０％以上、好ましくは９０％以上の冷間圧延を行った後に、１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行う。
【００１５】
Ｆｅは、銅合金板材の強度を向上させる作用を有するが、その含有量が１．５質量％未満では強度の向上が不十分であり、３．０質量％を超えると導電率が低下するので、Ｆｅ含有量は１．５〜３．０質量％であるのが好ましく、２．１〜３．０質量％であるのがさらに好ましい。
【００１６】
Ｐは、溶湯の脱酸作用を有するとともに、Ｆｅと化合物を形成して析出することによって導電率および強度を向上させる作用を有するが、その含有量が０．０１質量％未満ではこれらの作用が不十分であり、０．２質量％を超えるとこれらの作用が飽和して経済的でないので、Ｐ含有量は０．０１〜０．２質量％であるのが好ましく、０．０１５〜０．１５質量％であるのがさらに好ましい。
【００１７】
Ｚｎは、Ｐと同様に溶湯の脱酸作用を有するが、その含有量が０．０１質量％未満では脱酸作用が不十分であり、０．５質量％を超えると脱酸作用が飽和して導電率も低下するので、Ｚｎ含有量は０．０１〜０．５質量％であるのが好ましく、０．０２〜０．２質量％であるのがさらに好ましい。
【００１８】
Ｓｎは、銅合金板材の耐熱性を向上させる作用を有するが、その含有量が０．５質量％を超えるとマクロ偏析して熱間加工性が低下するので、Ｓｎ含有量は０．５質量％以下であるのが好ましく、０．１質量％以下であるのがさらに好ましい。
【００１９】
なお、銅合金板材の原料として、電子材料のスクラップなどを使用する場合には、スクラップ中に混入した元素が原料中に不可避的に混入する可能性がある。また、多数の種類の銅合金を製造する場合、それぞれの銅合金の原料を同一の溶解炉で溶解すると、僅かではあるが、前の銅合金の成分が原料中に混入する場合がある。このような不可避不純物として、例えば、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｓ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｂなどを、それぞれ０．０２質量％以下、合計０．０５質量％以下の範囲で含んでもよい。
【００２０】
本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態によって、銅合金の原料を溶解して鋳造する鋳塊は、通常の銅合金の連続鋳造法または半連続鋳造法により製造することができる。
【００２１】
この鋳塊の熱間圧延は、加熱炉によって９００〜１０００℃程度の温度で２時間以上保持した後に行う。この熱間圧延時の温度は、１０００℃程度〜３５０℃であるが、６００℃〜３５０℃の温度域、好ましくは６００℃〜４５０℃の温度域で加工度１０％以上、好ましくは２０％以上の熱間圧延を行う。この熱間圧延によって、銅マトリックス中に微細なＦｅまたはＦｅ−Ｐ系化合物が析出すると考えられる。なお、６００℃〜３５０℃の温度域、好ましくは６００℃〜４５０℃の低温域の熱間圧延では、金属間化合物が動的に析出することにより、高温域では起こらない析出物の生成と微細化が起こるという効果があり、その後の時効焼鈍処理の温度を低くし且つ時間を短くしても、硬さと導電率の両方を高くすることができる。また、熱間圧延後の導電率が４０％ＩＡＣＳ未満であると、ＦｅまたはＦｅ−Ｐ系化合物の析出の進行が不十分であり、その後の時効焼鈍処理で得られる析出物の微細化が困難になると考えられ、一方、熱間圧延後の導電率が８５％ＩＡＣＳを越えると、析出物が粗大化する可能性があるため、熱間圧延後の導電率が４０〜８５％ＩＡＣＳであるのが好ましく、４０〜６０％ＩＡＣＳになるのがさらに好ましく、４０〜５０％ＩＡＣＳになるのが最も好ましいが、上記の熱間圧延を行うことによって、熱間圧延後の導電率をこの範囲にすることができる。
【００２２】
この熱間圧延後の時効焼鈍は、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように行う。時効焼鈍後の導電率が６０％ＩＡＣＳより低いと、高い導電率の銅合金板材を製造することができず、一方、時効焼鈍後の導電率が７０％ＩＡＣＳより高いと、加熱した後の硬さが低下したり、析出物が粗大化して可撓性が低下する。このように時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるようにするには、４００〜６５０℃で５〜１５時間時効焼鈍を行うのが好ましい。高温度および長時間になるにつれて、導電率が高く且つ耐熱性が悪くなる傾向があると考えられるので、銅合金板材に要求される特性に応じて適切な条件で時効焼鈍を行うのが好ましい。なお、設備的に難しい場合には、銅合金板材を熱間圧延した後に、面削し、冷間圧延した後、時効焼鈍を行っても問題ないと考えられるが、時効焼鈍後の酸洗を行う必要があるので、コストが増大する。
【００２３】
また、時効焼鈍後の最終冷間圧延は、所望の板厚になるように行う。一般に、加工度が高くなるにつれて、強度が高くなるが、耐熱性が低下すると考えられる。しかし、本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態によって製造される銅合金板材は、最終冷間圧延の加工度８０％以上、好ましくは９０％以上であっても、優れた耐熱性を有する。また、要求される強度および板厚によっては、最終冷間圧延後に低温焼鈍を行う必要がある。この低温焼鈍は、歪取り焼鈍であり、加工度を高くすることによって低下した導電率を回復するために行う。
【００２４】
本発明による銅合金板材の実施の形態は、１．５〜３．０質量％、好ましくは２．１〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％、好ましくは０．０１５〜０．１５質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％、好ましくは０．０２〜０．２質量％のＺｎと、０．５質量％以下、好ましくは０．１質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有するｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金からなる板材であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ビッカース硬さＨＶが１５０以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のビッカース硬さＨＶが１４０以上である。また、この銅合金板材の板面における｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛２２０｝とし、純銅標準粉末の｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛２２０｝とすると、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．５以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．０以上であるのが好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明による銅合金板材およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。
【００２６】
［実施例１〜７］
表１に示す化学成分の銅合金（２．１２質量％のＦｅと、０．０２９質量％のＰと、０．０８質量％のＺｎと、０．０２４質量％のＳｎと、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金）を高周波溶解炉で溶解し、厚さ３０ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの７つの鋳塊を作製した。
【００２７】
これらの鋳塊を、加熱炉によって９００〜９５０℃で３時間保持した後、９００〜４５０℃で熱間圧延を行って板厚１０ｍｍの圧延材を得た。なお、この熱間圧延は、温度域９００〜６００℃で９パス行った後、温度域６００〜４５０℃で１パス行い、この温度域６００〜４５０℃で行う加工度を３０％とした。この熱間圧延後の導電率を測定したところ、４２．９％ＩＡＣＳであった。
【００２８】
次に、得られた圧延材に、焼鈍炉によって等温時効をそれぞれ５５０℃で５時間（実施例１）、５５０℃で７時間（実施例２）、５５０℃で９時間（実施例３）、５５０℃で１５時間（実施例４）、４５０℃で９時間（実施例５）、５００℃で９時間（実施例６）、６００℃で９時間（実施例７）行った後に急冷した。この時効処理後の導電率をＪＩＳ Ｈ０５０５の導電率測定方法に従って測定したところ、それぞれ６２．５％ＩＡＣＳ（実施例１）、６４．７％ＩＡＣＳ（実施例２）、６６．１％ＩＡＣＳ（実施例３）、６８．７％ＩＡＣＳ（実施例４）、６３．７％ＩＡＣＳ（実施例５）、６６．３％ＩＡＣＳ（実施例６）、６４．０％ＩＡＣＳ（実施例７）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。
【００２９】
最後に、時効焼鈍後の圧延材の表面および裏面を研磨し、加工度（圧延率）９９％で仕上げ冷間圧延を行った後、３００℃の焼鈍炉内で３０分間保持する低温焼鈍を行って、板厚０．１２５ｍｍの銅合金板材を作製した。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
このようにして得られた銅合金板材の導電率をＪＩＳ Ｈ０５０５の導電率測定方法に従って測定したところ、それぞれ６０．０％ＩＡＣＳ（実施例１）、６１．５％ＩＡＣＳ（実施例２）、６３．０％ＩＡＣＳ（実施例３）、６４．５％ＩＡＣＳ（実施例４）、６１．２％ＩＡＣＳ（実施例５）、６３．３％ＩＡＣＳ（実施例６）、６２．５％ＩＡＣＳ（実施例７）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。
【００３３】
また、得られた銅合金板材のビッカース硬さＨＶをＪＩＳ Ｚ２２４４に準拠して測定したところ、それぞれ１７０（実施例１）、１６９（実施例２）、１６９（実施例３）、１６５（実施例４）、１６５（実施例５）、１６６（実施例６）、１６５（実施例７）であり、いずれも１５０以上であった。
【００３４】
また、得られた銅合金板材のＸ線回折強度を測定した。このＸ線回折強度（Ｘ線回折積分強度）の測定は、銅合金板材の板面（圧延面）を＃１５００耐水ペーパーで研磨仕上げした試料を用意し、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて、Ｍｏ−Ｋα線、管電圧２０ｋＶ、管電流２ｍＡの条件で、試料の研磨仕上げ面について｛２２０｝面のＸ線回折強度（反射回折面積分強度）Ｉ｛２２０｝を測定することによって行った。一方、同じＸ線回折装置を用いて、同じ測定条件で、純銅標準粉末の｛２２０｝面のＸ線回折強度Ｉ０｛２２０｝も測定した。これらの測定値を用いて、Ｘ線回折強度比Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。その結果、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．１（実施例１）、３．８（実施例２）、３．７（実施例３）、４．１（実施例４）、３．９（実施例５）、３．９（実施例６）、３．９（実施例７）であり、いずれも３．５以上であった。
【００３５】
次に、得られた銅合金板材を４５０℃で３０分間保持する耐熱試験を行った後、ビッカース硬さＨＶを測定したところ、それぞれ１５３（実施例１）、１４７（実施例２）、１４６（実施例３）、１４２（実施例４）、１４６（実施例５）、１４５（実施例６）、１４８（実施例７）であり、いずれも１４０以上であった。
【００３６】
また、４５０℃で３０分間保持する耐熱試験後の銅合金板材について、上述した方法と同様に、Ｘ線回折強度を測定し、Ｘ線回折強度比Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めたところ、それぞれ４．１（実施例１）、３．９（実施例２）、４．４（実施例３）、３．８（実施例４）、３．９（実施例５）、４．２（実施例６）、３．６（実施例７）であり、いずれも３．０以上であった。
【００３７】
これらの結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
［比較例１〜３］
等温時効をそれぞれ５５０℃で０時間（比較例１）、５５０℃で１時間（比較例２）、５５０℃で３時間（比較例３）とした以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ４１．９％ＩＡＣＳ（比較例１）、５７．１％ＩＡＣＳ（比較例２）、５８．９％ＩＡＣＳ（比較例３）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳより低かった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、比較例１で得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ４２．５％ＩＡＣＳ（比較例１）、５５．４％ＩＡＣＳ（比較例２）、５６．３％ＩＡＣＳ（比較例３）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳより低かった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１７１（比較例１）、１７０（比較例２）、１６６（比較例３）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１５６（比較例１）、１５２（比較例２）、１５３（比較例３）であり、いずれも１４０以上であった。また、比較例１で得られた銅合金板材について、耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．７、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は４．０であり、それぞれ３．５以上および３．０以上であった。これらの結果を表６に示す。
【００４３】
【表６】
【００４４】
［実施例８〜９］
仕上げ冷間圧延における圧延率をそれぞれ９０％（実施例８）、８０％（実施例９）とした以外は、実施例４と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６８．７％ＩＡＣＳ（実施例８）、６８．７％ＩＡＣＳ（実施例９）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００４５】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６４．０％ＩＡＣＳ（実施例８）、６５．０％ＩＡＣＳ（実施例９）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６６（実施例８）、１５５（実施例９）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４５（実施例８）、１４１（実施例９）であり、いずれも１４０以上であった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．８（実施例８）、３．６（実施例９）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．６（実施例８）、３．８（実施例９）であり、いずれも３．０以上であった。これらの結果を表３に示す。
【００４６】
［実施例１０〜１４］
表１に示す化学成分の銅合金（実施例１０では、２．１０質量％のＦｅと、０．０３０質量％のＰと、０．０８質量％のＺｎと、０．０２０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１１では、１．５０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．２０質量％のＺｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１２では、２．２０質量％のＦｅと、０．０１０質量％のＰと、０．０９質量％のＺｎと、０．０７０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１３では、２．７０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．１４質量％のＺｎと、０．０３０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１４では、３．００質量％のＦｅと、０．０５０質量％のＰと、０．０２質量％のＺｎと、０．１００質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金）から鋳塊を作製した以外は、実施例３と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６６．１％ＩＡＣＳ（実施例１０）、６７．０％ＩＡＣＳ（実施例１１）、６３．５％ＩＡＣＳ（実施例１２）、６４．７％ＩＡＣＳ（実施例１３）、６３．２％ＩＡＣＳ（実施例１４）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００４７】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６３．０％ＩＡＣＳ（実施例１０）、６５．５％ＩＡＣＳ（実施例１１）、６１．０％ＩＡＣＳ（実施例１２）、６２．０％ＩＡＣＳ（実施例１３）、６０．８％ＩＡＣＳ（実施例１４）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６９（実施例１０）、１６０（実施例１１）、１６２（実施例１２）、１６４（実施例１３）、１６６（実施例１４）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４６（実施例１０）、１４７（実施例１１）、１４６（実施例１２）、１４４（実施例１３）、１４６（実施例１４）であり、いずれも１４０以上であった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．７（実施例１０）、３．９（実施例１１）、３．６（実施例１２）、３．８（実施例１３）、４．０（実施例１４）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．４（実施例１０）、３．８（実施例１１）、４．１（実施例１２）、３．９（実施例１３）、４．０（実施例１４）であり、いずれも３．０以上であった。これらの結果を表３に示す。
【００４８】
［実施例１５〜１７］
６００℃〜４５０℃における熱間圧延の加工度をそれぞれ２０％（実施例１５）、４０％（実施例１６）、５０％（実施例１７）とした以外は、実施例３と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は、それぞれ４０．８％ＩＡＣＳ（実施例１５）、４３．１％ＩＡＣＳ（実施例１６）、４３．６％ＩＡＣＳ（実施例１７）であった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６２．７％ＩＡＣＳ（実施例１５）、６３．５％ＩＡＣＳ（実施例１６）、６３．３％ＩＡＣＳ（実施例１７）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００４９】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６３．０％ＩＡＣＳ（実施例１５）、６４．２％ＩＡＣＳ（実施例１６）、６３．５％ＩＡＣＳ（実施例１７）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６８（実施例１５）、１６９（実施例１６）、１６７（実施例１７）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４５（実施例１５）、１４６（実施例１６）、１４５（実施例１７）であり、いずれも１４０以上であった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．８（実施例１５）、３．６（実施例１６）、３．９（実施例１７）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．２（実施例１５）、３．８（実施例１６）、３．９（実施例１７）であり、いずれも３．０以上であった。これらの結果を表３に示す。
【００５０】
［比較例４〜５］
表１に示す化学成分の銅合金（比較例４では、２．２０質量％のＦｅと、０．０２９質量％のＰと、０．１０質量％のＺｎと、０．０２７質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例５では、２．２２質量％のＦｅと、０．０３６質量％のＰと、０．０９質量％のＺｎと、０．０６７質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金）から鋳塊を作製し、９００〜４５０℃の熱間圧延の代わりに９００〜６００で熱間圧延１０パス行い、等温時効を５７０℃で８時間行った以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６６．０％ＩＡＣＳ（比較例４）、６５．８％ＩＡＣＳ（比較例５）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５１】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定した。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６３．０％ＩＡＣＳ（比較例４）、６２．７％ＩＡＣＳ（比較例５）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１５６（比較例４）、１７０（比較例５）であり、いずれも１５０以上であったが、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ９５（比較例４）、１２３（比較例５）であり、いずれも１４０よりも低かった。これらの結果を表６に示す。
【００５２】
［比較例６］
等温時効を５５０℃で２０時間（比較例２）とした以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、７３．８％ＩＡＣＳであり、７０％ＩＡＣＳより高かった。この銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５３】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、６６．０％ＩＡＣＳであり、６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは１６５であり、１５０以上であったが、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは１１２であり、１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．８であり、３．５以上であったが、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は１．８であり、３．０より低かった。これらの結果を表６に示す。
【００５４】
［比較例７〜１４］
９００〜４５０℃の熱間圧延の代わりに９００〜６００で熱間圧延１０パス行い、等温時効を５５０℃で７時間（比較例７）、５５０℃で９時間（比較例８）、５５０℃で１５時間（比較例９）、５５０℃で２０時間（比較例１０）、４５０℃で９時間（比較例１１）、５００℃で９時間（比較例１２）、５５０℃で９時間（比較例１３）、６００℃で９時間（比較例１４）行った以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は３８．３％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６０．４％ＩＡＣＳ（比較例７）、６５．２％ＩＡＣＳ（比較例８）、６７．２％ＩＡＣＳ（比較例９）、７０．２％ＩＡＣＳ（比較例１０）、６２．０％ＩＡＣＳ（比較例１１）、６４．８％ＩＡＣＳ（比較例１２）、６５．２％ＩＡＣＳ（比較例１３）、６３．８％ＩＡＣＳ（比較例１４）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５５】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ５８．５％ＩＡＣＳ（比較例７）、６１．５％ＩＡＣＳ（比較例８）、６３．８％ＩＡＣＳ（比較例９）、６４．５％ＩＡＣＳ（比較例１０）、５９．０％ＩＡＣＳ（比較例１１）、６２．０％ＩＡＣＳ（比較例１２）、６１．６％ＩＡＣＳ（比較例１３）、６１．０％ＩＡＣＳ（比較例１４）であり、比較例８〜１０と１２〜１４では６０％ＩＡＣＳ以上であったが、比較例７および１１では６０％ＩＡＣＳより低かった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６６（比較例７）、１６４（比較例８）、１６３（比較例９）、１６０（比較例１０）、１６５（比較例１１）、１６３（比較例１２）、１６４（比較例１３）、１６６（比較例１４）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４０（比較例７）、１３５（比較例８）、９８（比較例９）、９５（比較例１０）、１２８（比較例１１）、１１５（比較例１２）、１３５（比較例１３）、１３２（比較例１４）であり、比較例７では１４０以上であったが、他の比較例８〜１４ではいずれも１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．０（比較例７）、３．９（比較例８）、４．０（比較例９）、４．０（比較例１０）、３．９（比較例１１）、３．９（比較例１２）、３．９（比較例１３）、３．９（比較例１４）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．８（比較例７）、２．９（比較例８）、１．８（比較例９）、１．８（比較例１０）、２．５（比較例１１）、２．２（比較例１２）、２．９（比較例１３）、２．９（比較例１４）であり、比較例７では３．０以上であったが、他の比較例８〜１４ではいずれも３．０より低かった。これらの結果を表６に示す。
【００５６】
［比較例１５］
仕上げ冷間圧延における圧延率を７０％とした以外は、実施例４と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、６８．７％ＩＡＣＳであり、６０〜７０％ＩＡＣＳであった。この銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５７】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、６５．２％ＩＡＣＳであり、６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは１４８であり、１５０より低く、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは１３８であり、１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．５であり、３．５以上であり、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．６であり、３．０以上であった。これらの結果を表６に示す。
【００５８】
［比較例１６〜２０］
表１に示す化学成分の銅合金（比較例１６では、２．１０質量％のＦｅと、０．０３０質量％のＰと、０．０８質量％のＺｎと、０．０２０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例１７では、１．５０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．２０質量％のＺｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例１８では、２．２０質量％のＦｅと、０．０１０質量％のＰと、０．０９質量％のＺｎと、０．０７０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例１９では、２．７０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．１４質量％のＺｎと、０．０３０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例２０では、３．００質量％のＦｅと、０．０５０質量％のＰと、０．０２質量％のＺｎと、０．１００質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金）から鋳塊を作製し、９００〜４５０℃の熱間圧延の代わりに９００〜６００で熱間圧延１０パス行った以外は、実施例３と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６５．２％ＩＡＣＳ（比較例１６）、６７．２％ＩＡＣＳ（比較例１７）、６４．２％ＩＡＣＳ（比較例１８）、６４．６％ＩＡＣＳ（比較例１９）、６２．７％ＩＡＣＳ（比較例２０）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５９】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６１．５％ＩＡＣＳ（比較例１６）、６４．２％ＩＡＣＳ（比較例１７）、６１．２％ＩＡＣＳ（比較例１８）、６１．６％ＩＡＣＳ（比較例１９）、５９．８％ＩＡＣＳ（比較例２０）であり、比較例１６〜１９では６０％ＩＡＣＳ以上であったが、比較例２０では６０％ＩＡＣＳより低かった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６４（比較例１６）、１６３（比較例１７）、１６２（比較例１８）、１６５（比較例１９）、１６５（比較例２０）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１３５（比較例１６）、１３０（比較例１７）、１３６（比較例１８）、１２８（比較例１９）、１２０（比較例２０）であり、いずれも１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．９（比較例１６）、３．８（比較例１７）、３．９（比較例１８）、３．９（比較例１９）、４．０（比較例２０）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ２．９（比較例１６）、２．１（比較例１７）、２．８（比較例１８）、２．５（比較例１９）、２．２（比較例２０）であり、いずれも３．０より低かった。これらの結果を表６に示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金板材およびその製造方法に関し、特に、リードフレームなどに使用するＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームなどの電気電子部品に使用される材料は、高強度で、導電性および耐熱性に優れていることが要求されている。特に、リードフレームは、一般にスタンピング加工（プレス打ち抜き加工）によって多数のピンを有する形状に加工され、スタンピング加工時の歪を除去するために高温で加熱処理されるので、耐熱性に優れていることが要求されている。このような材料として、ＣＤＡ１９４合金などのＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金が使用されている。
【０００３】
近年、リードフレームなどを使用する半導体装置の大容量化、小型化および高機能化に伴い、リードフレームなどに使用される材料には、さらに高い強度および導電率を有することが要求されている。
【０００４】
そのため、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金からなるリード素材に、新たな添加元素としてＭｇを添加して、導電性を損なうことなく強度および耐熱性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金材に、高温および低温の時効処理前に溶体化熱処理および中間の冷間圧延を施して、導電率の低下を招くことなく、強度と耐熱性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金材に、熱間加工後で冷間加工前に高温および低温の２段階時効処理を施して、高い強度を損なうことなく、導電性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６４−４４９号公報（第２頁）
【特許文献２】特許第３８９６７９３号公報（段落番号００１０−００１２）
【特許文献３】特開平１０−３２４９３５公報（段落番号０００７−００１５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように、新たな元素としてＭｇを添加する場合には、銅合金を製造する際の管理項目増大し、コストが増大する。また、特許文献２のように、高温および低温の時効処理前に溶体化熱処理および中間の冷間圧延を施したり、特許文献３のように、熱間加工後で冷間加工前に高温および低温の２段階時効処理を施す場合には、工程数が増大し、複雑な温度管理が必要になり、コストが増大する。
【０００７】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、高い強度で、導電性および耐熱性に優れたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材を安価に製造することができる、銅合金板材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行うことにより、高い強度で、導電性および耐熱性に優れたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材を安価に製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明による銅合金板材の製造方法は、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行うことを特徴とする。
【００１０】
この銅合金板材の製造方法において、銅合金の原料中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であるのが好ましい。また、時効処理を行った後に冷間圧延を行うのが好ましく、冷間圧延の加工度が８０％以上であるのが好ましい。また、冷間圧延を行った後に１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行うのが好ましい。さらに、時効焼鈍を４００〜６５０℃で５〜１５時間行うのが好ましい。
【００１１】
また、本発明による銅合金板材は、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有し、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ビッカース硬さＨＶが１５０以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のビッカース硬さＨＶが１４０以上であることを特徴とする。
【００１２】
この銅合金板材中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であるのが好ましい。また、この銅合金板材の板面における｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛２２０｝とし、純銅標準粉末の｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛２２０｝とすると、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．５以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．０以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高い強度で、導電性および耐熱性に優れたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板材を安価に製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態では、１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行い、その後、加工度８０％以上、好ましくは９０％以上の冷間圧延を行った後に、１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行う。
【００１５】
Ｆｅは、銅合金板材の強度を向上させる作用を有するが、その含有量が１．５質量％未満では強度の向上が不十分であり、３．０質量％を超えると導電率が低下するので、Ｆｅ含有量は１．５〜３．０質量％であるのが好ましく、２．１〜３．０質量％であるのがさらに好ましい。
【００１６】
Ｐは、溶湯の脱酸作用を有するとともに、Ｆｅと化合物を形成して析出することによって導電率および強度を向上させる作用を有するが、その含有量が０．０１質量％未満ではこれらの作用が不十分であり、０．２質量％を超えるとこれらの作用が飽和して経済的でないので、Ｐ含有量は０．０１〜０．２質量％であるのが好ましく、０．０１５〜０．１５質量％であるのがさらに好ましい。
【００１７】
Ｚｎは、Ｐと同様に溶湯の脱酸作用を有するが、その含有量が０．０１質量％未満では脱酸作用が不十分であり、０．５質量％を超えると脱酸作用が飽和して導電率も低下するので、Ｚｎ含有量は０．０１〜０．５質量％であるのが好ましく、０．０２〜０．２質量％であるのがさらに好ましい。
【００１８】
Ｓｎは、銅合金板材の耐熱性を向上させる作用を有するが、その含有量が０．５質量％を超えるとマクロ偏析して熱間加工性が低下するので、Ｓｎ含有量は０．５質量％以下であるのが好ましく、０．１質量％以下であるのがさらに好ましい。
【００１９】
なお、銅合金板材の原料として、電子材料のスクラップなどを使用する場合には、スクラップ中に混入した元素が原料中に不可避的に混入する可能性がある。また、多数の種類の銅合金を製造する場合、それぞれの銅合金の原料を同一の溶解炉で溶解すると、僅かではあるが、前の銅合金の成分が原料中に混入する場合がある。このような不可避不純物として、例えば、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｓ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｂなどを、それぞれ０．０２質量％以下、合計０．０５質量％以下の範囲で含んでもよい。
【００２０】
本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態によって、銅合金の原料を溶解して鋳造する鋳塊は、通常の銅合金の連続鋳造法または半連続鋳造法により製造することができる。
【００２１】
この鋳塊の熱間圧延は、加熱炉によって９００〜１０００℃程度の温度で２時間以上保持した後に行う。この熱間圧延時の温度は、１０００℃程度〜３５０℃であるが、６００℃〜３５０℃の温度域、好ましくは６００℃〜４５０℃の温度域で加工度１０％以上、好ましくは２０％以上の熱間圧延を行う。この熱間圧延によって、銅マトリックス中に微細なＦｅまたはＦｅ−Ｐ系化合物が析出すると考えられる。なお、６００℃〜３５０℃の温度域、好ましくは６００℃〜４５０℃の低温域の熱間圧延では、金属間化合物が動的に析出することにより、高温域では起こらない析出物の生成と微細化が起こるという効果があり、その後の時効焼鈍処理の温度を低くし且つ時間を短くしても、硬さと導電率の両方を高くすることができる。また、熱間圧延後の導電率が４０％ＩＡＣＳ未満であると、ＦｅまたはＦｅ−Ｐ系化合物の析出の進行が不十分であり、その後の時効焼鈍処理で得られる析出物の微細化が困難になると考えられ、一方、熱間圧延後の導電率が８５％ＩＡＣＳを越えると、析出物が粗大化する可能性があるため、熱間圧延後の導電率が４０〜８５％ＩＡＣＳであるのが好ましく、４０〜６０％ＩＡＣＳになるのがさらに好ましく、４０〜５０％ＩＡＣＳになるのが最も好ましいが、上記の熱間圧延を行うことによって、熱間圧延後の導電率をこの範囲にすることができる。
【００２２】
この熱間圧延後の時効焼鈍は、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように行う。時効焼鈍後の導電率が６０％ＩＡＣＳより低いと、高い導電率の銅合金板材を製造することができず、一方、時効焼鈍後の導電率が７０％ＩＡＣＳより高いと、加熱した後の硬さが低下したり、析出物が粗大化して可撓性が低下する。このように時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるようにするには、４００〜６５０℃で５〜１５時間時効焼鈍を行うのが好ましい。高温度および長時間になるにつれて、導電率が高く且つ耐熱性が悪くなる傾向があると考えられるので、銅合金板材に要求される特性に応じて適切な条件で時効焼鈍を行うのが好ましい。なお、設備的に難しい場合には、銅合金板材を熱間圧延した後に、面削し、冷間圧延した後、時効焼鈍を行っても問題ないと考えられるが、時効焼鈍後の酸洗を行う必要があるので、コストが増大する。
【００２３】
また、時効焼鈍後の最終冷間圧延は、所望の板厚になるように行う。一般に、加工度が高くなるにつれて、強度が高くなるが、耐熱性が低下すると考えられる。しかし、本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態によって製造される銅合金板材は、最終冷間圧延の加工度８０％以上、好ましくは９０％以上であっても、優れた耐熱性を有する。また、要求される強度および板厚によっては、最終冷間圧延後に低温焼鈍を行う必要がある。この低温焼鈍は、歪取り焼鈍であり、加工度を高くすることによって低下した導電率を回復するために行う。
【００２４】
本発明による銅合金板材の実施の形態は、１．５〜３．０質量％、好ましくは２．１〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％、好ましくは０．０１５〜０．１５質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％、好ましくは０．０２〜０．２質量％のＺｎと、０．５質量％以下、好ましくは０．１質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有するｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金からなる板材であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ビッカース硬さＨＶが１５０以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のビッカース硬さＨＶが１４０以上である。また、この銅合金板材の板面における｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛２２０｝とし、純銅標準粉末の｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛２２０｝とすると、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．５以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．０以上であるのが好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明による銅合金板材およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。
【００２６】
［実施例１〜７］
表１に示す化学成分の銅合金（２．１２質量％のＦｅと、０．０２９質量％のＰと、０．０８質量％のＺｎと、０．０２４質量％のＳｎと、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金）を高周波溶解炉で溶解し、厚さ３０ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの７つの鋳塊を作製した。
【００２７】
これらの鋳塊を、加熱炉によって９００〜９５０℃で３時間保持した後、９００〜４５０℃で熱間圧延を行って板厚１０ｍｍの圧延材を得た。なお、この熱間圧延は、温度域９００〜６００℃で９パス行った後、温度域６００〜４５０℃で１パス行い、この温度域６００〜４５０℃で行う加工度を３０％とした。この熱間圧延後の導電率を測定したところ、４２．９％ＩＡＣＳであった。
【００２８】
次に、得られた圧延材に、焼鈍炉によって等温時効をそれぞれ５５０℃で５時間（実施例１）、５５０℃で７時間（実施例２）、５５０℃で９時間（実施例３）、５５０℃で１５時間（実施例４）、４５０℃で９時間（実施例５）、５００℃で９時間（実施例６）、６００℃で９時間（実施例７）行った後に急冷した。この時効処理後の導電率をＪＩＳ Ｈ０５０５の導電率測定方法に従って測定したところ、それぞれ６２．５％ＩＡＣＳ（実施例１）、６４．７％ＩＡＣＳ（実施例２）、６６．１％ＩＡＣＳ（実施例３）、６８．７％ＩＡＣＳ（実施例４）、６３．７％ＩＡＣＳ（実施例５）、６６．３％ＩＡＣＳ（実施例６）、６４．０％ＩＡＣＳ（実施例７）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。
【００２９】
最後に、時効焼鈍後の圧延材の表面および裏面を研磨し、加工度（圧延率）９９％で仕上げ冷間圧延を行った後、３００℃の焼鈍炉内で３０分間保持する低温焼鈍を行って、板厚０．１２５ｍｍの銅合金板材を作製した。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
このようにして得られた銅合金板材の導電率をＪＩＳ Ｈ０５０５の導電率測定方法に従って測定したところ、それぞれ６０．０％ＩＡＣＳ（実施例１）、６１．５％ＩＡＣＳ（実施例２）、６３．０％ＩＡＣＳ（実施例３）、６４．５％ＩＡＣＳ（実施例４）、６１．２％ＩＡＣＳ（実施例５）、６３．３％ＩＡＣＳ（実施例６）、６２．５％ＩＡＣＳ（実施例７）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。
【００３３】
また、得られた銅合金板材のビッカース硬さＨＶをＪＩＳ Ｚ２２４４に準拠して測定したところ、それぞれ１７０（実施例１）、１６９（実施例２）、１６９（実施例３）、１６５（実施例４）、１６５（実施例５）、１６６（実施例６）、１６５（実施例７）であり、いずれも１５０以上であった。
【００３４】
また、得られた銅合金板材のＸ線回折強度を測定した。このＸ線回折強度（Ｘ線回折積分強度）の測定は、銅合金板材の板面（圧延面）を＃１５００耐水ペーパーで研磨仕上げした試料を用意し、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて、Ｍｏ−Ｋα線、管電圧２０ｋＶ、管電流２ｍＡの条件で、試料の研磨仕上げ面について｛２２０｝面のＸ線回折強度（反射回折面積分強度）Ｉ｛２２０｝を測定することによって行った。一方、同じＸ線回折装置を用いて、同じ測定条件で、純銅標準粉末の｛２２０｝面のＸ線回折強度Ｉ０｛２２０｝も測定した。これらの測定値を用いて、Ｘ線回折強度比Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。その結果、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．１（実施例１）、３．８（実施例２）、３．７（実施例３）、４．１（実施例４）、３．９（実施例５）、３．９（実施例６）、３．９（実施例７）であり、いずれも３．５以上であった。
【００３５】
次に、得られた銅合金板材を４５０℃で３０分間保持する耐熱試験を行った後、ビッカース硬さＨＶを測定したところ、それぞれ１５３（実施例１）、１４７（実施例２）、１４６（実施例３）、１４２（実施例４）、１４６（実施例５）、１４５（実施例６）、１４８（実施例７）であり、いずれも１４０以上であった。
【００３６】
また、４５０℃で３０分間保持する耐熱試験後の銅合金板材について、上述した方法と同様に、Ｘ線回折強度を測定し、Ｘ線回折強度比Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めたところ、それぞれ４．１（実施例１）、３．９（実施例２）、４．４（実施例３）、３．８（実施例４）、３．９（実施例５）、４．２（実施例６）、３．６（実施例７）であり、いずれも３．０以上であった。
【００３７】
これらの結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
［比較例１〜３］
等温時効をそれぞれ５５０℃で０時間（比較例１）、５５０℃で１時間（比較例２）、５５０℃で３時間（比較例３）とした以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ４１．９％ＩＡＣＳ（比較例１）、５７．１％ＩＡＣＳ（比較例２）、５８．９％ＩＡＣＳ（比較例３）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳより低かった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、比較例１で得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ４２．５％ＩＡＣＳ（比較例１）、５５．４％ＩＡＣＳ（比較例２）、５６．３％ＩＡＣＳ（比較例３）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳより低かった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１７１（比較例１）、１７０（比較例２）、１６６（比較例３）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１５６（比較例１）、１５２（比較例２）、１５３（比較例３）であり、いずれも１４０以上であった。また、比較例１で得られた銅合金板材について、耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．７、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は４．０であり、それぞれ３．５以上および３．０以上であった。これらの結果を表６に示す。
【００４３】
【表６】
【００４４】
［実施例８〜９］
仕上げ冷間圧延における圧延率をそれぞれ９０％（実施例８）、８０％（実施例９）とした以外は、実施例４と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６８．７％ＩＡＣＳ（実施例８）、６８．７％ＩＡＣＳ（実施例９）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００４５】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６４．０％ＩＡＣＳ（実施例８）、６５．０％ＩＡＣＳ（実施例９）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６６（実施例８）、１５５（実施例９）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４５（実施例８）、１４１（実施例９）であり、いずれも１４０以上であった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．８（実施例８）、３．６（実施例９）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．６（実施例８）、３．８（実施例９）であり、いずれも３．０以上であった。これらの結果を表３に示す。
【００４６】
［実施例１０〜１４］
表１に示す化学成分の銅合金（実施例１０では、２．１０質量％のＦｅと、０．０３０質量％のＰと、０．０８質量％のＺｎと、０．０２０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１１では、１．５０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．２０質量％のＺｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１２では、２．２０質量％のＦｅと、０．０１０質量％のＰと、０．０９質量％のＺｎと、０．０７０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１３では、２．７０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．１４質量％のＺｎと、０．０３０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、実施例１４では、３．００質量％のＦｅと、０．０５０質量％のＰと、０．０２質量％のＺｎと、０．１００質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金）から鋳塊を作製した以外は、実施例３と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６６．１％ＩＡＣＳ（実施例１０）、６７．０％ＩＡＣＳ（実施例１１）、６３．５％ＩＡＣＳ（実施例１２）、６４．７％ＩＡＣＳ（実施例１３）、６３．２％ＩＡＣＳ（実施例１４）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００４７】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６３．０％ＩＡＣＳ（実施例１０）、６５．５％ＩＡＣＳ（実施例１１）、６１．０％ＩＡＣＳ（実施例１２）、６２．０％ＩＡＣＳ（実施例１３）、６０．８％ＩＡＣＳ（実施例１４）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６９（実施例１０）、１６０（実施例１１）、１６２（実施例１２）、１６４（実施例１３）、１６６（実施例１４）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４６（実施例１０）、１４７（実施例１１）、１４６（実施例１２）、１４４（実施例１３）、１４６（実施例１４）であり、いずれも１４０以上であった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．７（実施例１０）、３．９（実施例１１）、３．６（実施例１２）、３．８（実施例１３）、４．０（実施例１４）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．４（実施例１０）、３．８（実施例１１）、４．１（実施例１２）、３．９（実施例１３）、４．０（実施例１４）であり、いずれも３．０以上であった。これらの結果を表３に示す。
【００４８】
［実施例１５〜１７］
６００℃〜４５０℃における熱間圧延の加工度をそれぞれ２０％（実施例１５）、４０％（実施例１６）、５０％（実施例１７）とした以外は、実施例３と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は、それぞれ４０．８％ＩＡＣＳ（実施例１５）、４３．１％ＩＡＣＳ（実施例１６）、４３．６％ＩＡＣＳ（実施例１７）であった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６２．７％ＩＡＣＳ（実施例１５）、６３．５％ＩＡＣＳ（実施例１６）、６３．３％ＩＡＣＳ（実施例１７）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表１および表２に示す。
【００４９】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６３．０％ＩＡＣＳ（実施例１５）、６４．２％ＩＡＣＳ（実施例１６）、６３．５％ＩＡＣＳ（実施例１７）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６８（実施例１５）、１６９（実施例１６）、１６７（実施例１７）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４５（実施例１５）、１４６（実施例１６）、１４５（実施例１７）であり、いずれも１４０以上であった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．８（実施例１５）、３．６（実施例１６）、３．９（実施例１７）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．２（実施例１５）、３．８（実施例１６）、３．９（実施例１７）であり、いずれも３．０以上であった。これらの結果を表３に示す。
【００５０】
［比較例４〜５］
表１に示す化学成分の銅合金（比較例４では、２．２０質量％のＦｅと、０．０２９質量％のＰと、０．１０質量％のＺｎと、０．０２７質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例５では、２．２２質量％のＦｅと、０．０３６質量％のＰと、０．０９質量％のＺｎと、０．０６７質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金）から鋳塊を作製し、９００〜４５０℃の熱間圧延の代わりに９００〜６００で熱間圧延１０パス行い、等温時効を５７０℃で８時間行った以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６６．０％ＩＡＣＳ（比較例４）、６５．８％ＩＡＣＳ（比較例５）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５１】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定した。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６３．０％ＩＡＣＳ（比較例４）、６２．７％ＩＡＣＳ（比較例５）であり、いずれも６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１５６（比較例４）、１７０（比較例５）であり、いずれも１５０以上であったが、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ９５（比較例４）、１２３（比較例５）であり、いずれも１４０よりも低かった。これらの結果を表６に示す。
【００５２】
［比較例６］
等温時効を５５０℃で２０時間（比較例２）とした以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、７３．８％ＩＡＣＳであり、７０％ＩＡＣＳより高かった。この銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５３】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、６６．０％ＩＡＣＳであり、６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは１６５であり、１５０以上であったが、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは１１２であり、１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．８であり、３．５以上であったが、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は１．８であり、３．０より低かった。これらの結果を表６に示す。
【００５４】
［比較例７〜１４］
９００〜４５０℃の熱間圧延の代わりに９００〜６００で熱間圧延１０パス行い、等温時効を５５０℃で７時間（比較例７）、５５０℃で９時間（比較例８）、５５０℃で１５時間（比較例９）、５５０℃で２０時間（比較例１０）、４５０℃で９時間（比較例１１）、５００℃で９時間（比較例１２）、５５０℃で９時間（比較例１３）、６００℃で９時間（比較例１４）行った以外は、実施例１〜７と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は３８．３％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６０．４％ＩＡＣＳ（比較例７）、６５．２％ＩＡＣＳ（比較例８）、６７．２％ＩＡＣＳ（比較例９）、７０．２％ＩＡＣＳ（比較例１０）、６２．０％ＩＡＣＳ（比較例１１）、６４．８％ＩＡＣＳ（比較例１２）、６５．２％ＩＡＣＳ（比較例１３）、６３．８％ＩＡＣＳ（比較例１４）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５５】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ５８．５％ＩＡＣＳ（比較例７）、６１．５％ＩＡＣＳ（比較例８）、６３．８％ＩＡＣＳ（比較例９）、６４．５％ＩＡＣＳ（比較例１０）、５９．０％ＩＡＣＳ（比較例１１）、６２．０％ＩＡＣＳ（比較例１２）、６１．６％ＩＡＣＳ（比較例１３）、６１．０％ＩＡＣＳ（比較例１４）であり、比較例８〜１０と１２〜１４では６０％ＩＡＣＳ以上であったが、比較例７および１１では６０％ＩＡＣＳより低かった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６６（比較例７）、１６４（比較例８）、１６３（比較例９）、１６０（比較例１０）、１６５（比較例１１）、１６３（比較例１２）、１６４（比較例１３）、１６６（比較例１４）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１４０（比較例７）、１３５（比較例８）、９８（比較例９）、９５（比較例１０）、１２８（比較例１１）、１１５（比較例１２）、１３５（比較例１３）、１３２（比較例１４）であり、比較例７では１４０以上であったが、他の比較例８〜１４ではいずれも１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ４．０（比較例７）、３．９（比較例８）、４．０（比較例９）、４．０（比較例１０）、３．９（比較例１１）、３．９（比較例１２）、３．９（比較例１３）、３．９（比較例１４）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．８（比較例７）、２．９（比較例８）、１．８（比較例９）、１．８（比較例１０）、２．５（比較例１１）、２．２（比較例１２）、２．９（比較例１３）、２．９（比較例１４）であり、比較例７では３．０以上であったが、他の比較例８〜１４ではいずれも３．０より低かった。これらの結果を表６に示す。
【００５６】
［比較例１５］
仕上げ冷間圧延における圧延率を７０％とした以外は、実施例４と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した熱間圧延後の導電率は４２．９％ＩＡＣＳであった。また、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、６８．７％ＩＡＣＳであり、６０〜７０％ＩＡＣＳであった。この銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５７】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、６５．２％ＩＡＣＳであり、６０％ＩＡＣＳ以上であった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは１４８であり、１５０より低く、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは１３８であり、１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．５であり、３．５以上であり、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は３．６であり、３．０以上であった。これらの結果を表６に示す。
【００５８】
［比較例１６〜２０］
表１に示す化学成分の銅合金（比較例１６では、２．１０質量％のＦｅと、０．０３０質量％のＰと、０．０８質量％のＺｎと、０．０２０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例１７では、１．５０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．２０質量％のＺｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例１８では、２．２０質量％のＦｅと、０．０１０質量％のＰと、０．０９質量％のＺｎと、０．０７０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例１９では、２．７０質量％のＦｅと、０．１００質量％のＰと、０．１４質量％のＺｎと、０．０３０質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金、比較例２０では、３．００質量％のＦｅと、０．０５０質量％のＰと、０．０２質量％のＺｎと、０．１００質量％のＳｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金）から鋳塊を作製し、９００〜４５０℃の熱間圧延の代わりに９００〜６００で熱間圧延１０パス行った以外は、実施例３と同様の方法により、銅合金板材を作製した。なお、実施例１〜７と同様の方法により測定した時効処理後の導電率は、それぞれ６５．２％ＩＡＣＳ（比較例１６）、６７．２％ＩＡＣＳ（比較例１７）、６４．２％ＩＡＣＳ（比較例１８）、６４．６％ＩＡＣＳ（比較例１９）、６２．７％ＩＡＣＳ（比較例２０）であり、いずれも６０〜７０％ＩＡＣＳであった。これらの銅合金板材の製造条件を表４および表５に示す。
【００５９】
また、得られた銅合金板材について、実施例１〜７と同様の方法により、耐熱試験前の導電率、耐熱試験前後のビッカース硬さＨＶを測定するとともに、耐熱試験前後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝を求めた。耐熱試験前の導電率は、それぞれ６１．５％ＩＡＣＳ（比較例１６）、６４．２％ＩＡＣＳ（比較例１７）、６１．２％ＩＡＣＳ（比較例１８）、６１．６％ＩＡＣＳ（比較例１９）、５９．８％ＩＡＣＳ（比較例２０）であり、比較例１６〜１９では６０％ＩＡＣＳ以上であったが、比較例２０では６０％ＩＡＣＳより低かった。耐熱試験前のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１６４（比較例１６）、１６３（比較例１７）、１６２（比較例１８）、１６５（比較例１９）、１６５（比較例２０）であり、いずれも１５０以上であった。また、耐熱試験後のビッカース硬さＨＶは、それぞれ１３５（比較例１６）、１３０（比較例１７）、１３６（比較例１８）、１２８（比較例１９）、１２０（比較例２０）であり、いずれも１４０より低かった。耐熱試験前のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ３．９（比較例１６）、３．８（比較例１７）、３．９（比較例１８）、３．９（比較例１９）、４．０（比較例２０）であり、いずれも３．５以上であった。また、耐熱試験後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝は、それぞれ２．９（比較例１６）、２．１（比較例１７）、２．８（比較例１８）、２．５（比較例１９）、２．２（比較例２０）であり、いずれも３．０より低かった。これらの結果を表６に示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行うことを特徴とする、銅合金板材の製造方法。
【請求項２】
前記銅合金の原料中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項３】
前記時効処理を行った後に冷間圧延を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項４】
前記冷間圧延の加工度が８０％以上であることを特徴とする、請求項３に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項５】
前記冷間圧延を行った後に１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行うことを特徴とする、請求項３または４に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項６】
前記時効焼鈍を４００〜６５０℃で５〜１５時間行うことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項７】
１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有し、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ビッカース硬さＨＶが１５０以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のビッカース硬さＨＶが１４０以上であることを特徴とする、銅合金板材。
【請求項８】
前記銅合金板材中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、請求項７に記載の銅合金板材。
【請求項９】
前記銅合金板材の板面における｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛２２０｝とし、純銅標準粉末の｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛２２０｝とすると、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．５以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．０以上であることを特徴とする、請求項７または８に記載の銅合金板材。
【請求項１】
１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有する銅合金の原料を溶融して鋳造した鋳塊を加熱して保持した後、６００℃〜４５０℃の温度域で加工度が２０％以上になるように１０００℃〜４５０℃で熱間圧延を行い、次いで、時効焼鈍後の導電率が６０〜７０％ＩＡＣＳになるように時効焼鈍を行うことを特徴とする、銅合金板材の製造方法。
【請求項２】
前記銅合金の原料中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項３】
前記時効処理を行った後に冷間圧延を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項４】
前記冷間圧延の加工度が８０％以上であることを特徴とする、請求項３に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項５】
前記冷間圧延を行った後に１５０〜４５０℃で低温焼鈍を行うことを特徴とする、請求項３または４に記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項６】
前記時効焼鈍を４００〜６５０℃で５〜１５時間行うことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の銅合金板材の製造方法。
【請求項７】
１．５〜３．０質量％のＦｅと、０．０１〜０．２質量％のＰと、０．０１〜０．５質量％のＺｎと、０．５質量％以下のＳｎを含み、残部がＣｕおよび不可避不純物である組成を有し、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ビッカース硬さＨＶが１５０以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のビッカース硬さＨＶが１４０以上であることを特徴とする、銅合金板材。
【請求項８】
前記銅合金板材中のＦｅの含有量が２．１〜３．０質量％、Ｐの含有量が０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎの含有量が０．０２〜０．２質量％、Ｓｎの含有量が０．１質量％以下であることを特徴とする、請求項７に記載の銅合金板材。
【請求項９】
前記銅合金板材の板面における｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ｛２２０｝とし、純銅標準粉末の｛２２０｝結晶面のＸ線回折強度をＩ０｛２２０｝とすると、Ｉ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．５以上であり、４５０℃で３０分間保持した後のＩ｛２２０｝／Ｉ０｛２２０｝が３．０以上であることを特徴とする、請求項７または８に記載の銅合金板材。
【公開番号】特開２０１０−２２９４３８（Ｐ２０１０−２２９４３８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７５３９６（Ｐ２００９−７５３９６）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５０６３６５１３１）ＤＯＷＡメタルテック株式会社 (109)
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５０６３６５１３１）ＤＯＷＡメタルテック株式会社 (109)
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