JP2014080670A - 高強度チタン銅箔及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1.5〜5.0質量%Tiを含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなり、圧延方向に平行な方向での0.2%耐力が1100MPa以上であり、圧延面においてX線回折を用いて測定した(220)面の積分強度I(220)と(311)面の積分強度I(311)に対し、I(220)/I(311)≧15なる関係を満足するチタン銅箔。
【選択図】なし
Description
I(220)/I(311)≧15
なる関係を満足するチタン銅箔。
(2)前記0.2%耐力が1200MPa以上である(1)のチタン銅箔。
(3)箔厚が0.1mm以下である(1)又は(2)のチタン銅箔。
(4)Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、CrおよびZrのうち1種以上を総量で0〜1.0質量%含有する(1)〜(3)の何れかのチタン銅箔。
(5)1.5〜5.0質量%Tiを含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなるインゴットを作製し、このインゴットに対して熱間圧延、冷間圧延を順に行い、次いで、700〜1000℃で5秒間〜30分間の溶体化処理、圧下率55%以上の冷間圧延、200〜450℃で2〜20時間の時効処理、圧下率50%以上の最終冷間圧延を順次行うことを含むチタン銅箔の製造方法。
(6)前記インゴットがAg、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、CrおよびZrのうち1種以上を総量で0〜1.0質量%含有する(5)のチタン銅箔の製造方法。
(7)(1)〜(4)の何れかのチタン銅箔を備えた伸銅品。
(8)(1)〜(4)の何れかのチタン銅箔を備えた電子機器部品。
(9)電子機器部品がオートフォーカスカメラモジュールである(8)の電子機器部品。
(10)レンズと、このレンズを光軸方向の初期位置に弾性付勢するばね部材と、このばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起して前記レンズを光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段を備え、前記ばね部材が(1)〜(4)の何れかのチタン銅箔であるオートフォーカスカメラモジュール。
本発明に係るチタン銅箔においては、Ti濃度を1.5〜5.0質量%とする。チタン銅は、溶体化処理によりCuマトリックス中へTiを固溶させ、時効処理により微細な析出物を合金中に分散させることにより、強度及び導電率を上昇させる。
Ti濃度が1.5質量%未満になると、析出物の析出が不充分となり所望の強度が得られない。Ti濃度が5.0質量%を超えると、加工性が劣化し、圧延の際に材料が割れやすくなる。強度及び加工性のバランスを考慮すると、好ましいTi濃度は2.9〜3.5質量%である。
本発明に係るチタン銅箔においては、Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、CrおよびZrのうち1種以上を総量で0〜1.0質量%含有させることにより、強度を更に向上させることができる。これら元素の合計含有量が0、つまり、これら元素を含まなくても良い。これら元素の合計含有量の上限を1.0質量%としたのは、1.0質量%を超えると、加工性が劣化し、圧延の際に材料が割れやすくなるからである。強度及び加工性のバランスを考慮すると、上記元素の1種以上を総量で0.005〜0.5質量%含有させることが好ましい。
オートフォーカスカメラモジュールの導電性ばね材として好適なチタン銅箔に必要な0.2%耐力は1100MPa以上であるところ、本発明に係るチタン銅箔においては、圧延方向に平行な方向での0.2%耐力が1100MPa以上を達成することができる。本発明に係るチタン銅箔の0.2%耐力は好ましい実施形態において1200MPa以上であり、更に好ましい実施形態において1300MPa以上である。
チタン銅箔の圧延面に対しX線回折を行ったときに得られる(220)面及び(311)面のX線回折積分強度(cps)をそれぞれI(220)及びI(311)としたときに、両積分強度の比、I(220)/I(311)が15以上、より好ましくは20以上になると耐へたり性が有意に向上する。
I(220)/I(311)の上限値は、本発明が目的とする耐へたり性の点からは特に規制されない。ただし、後述する条件で製造した本発明でのチタン銅箔では、I(220)/I(311)が200を超えることはない。
本発明に係るチタン銅箔の一実施形態においては、箔厚が0.1mm以下であり、典型的な実施形態においては箔厚が0.08〜0.02mmであり、より典型的な実施形態においては箔厚が0.05〜0.03mmである。
本発明に係るチタン銅箔の製造プロセスでは、まず溶解炉で電気銅、Ti等の原料を溶解し、所望の組成の溶湯を得る。そして、この溶湯をインゴットに鋳造する。チタンの酸化磨耗を防止するため、溶解及び鋳造は真空中又は不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。その後、熱間圧延、冷間圧延1、溶体化処理、冷間圧延2、時効処理、冷間圧延3をこの順で実施し、所望の厚み及び特性を有する箔に仕上げる。
本発明に係るチタン銅箔は、限定的ではないが、スイッチ、コネクタ、ジャック、端子、リレー等の電子機器用部品の材料として好適に使用することができ、とりわけオートフォーカスカメラモジュール等の電子機器部品に使用される導電性ばね材として好適に使用することができる。オートフォーカスカメラモジュールは一実施形態において、レンズと、このレンズを光軸方向の初期位置に弾性付勢するばね部材と、このばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起して前記レンズを光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段を備える。電磁駆動手段は例示的には、コの字形円筒形状のヨークと、ヨークの内周壁の内側に収容されるコイルと、コイルを囲繞すると共にヨークの外周壁の内側に収容されるマグネットを備えることができる。
真空溶解炉にて電気銅2.5kgを溶解し、表1に記載の合金組成が得られるよう合金元素を添加した。この溶湯を鋳鉄製の鋳型に鋳込み、厚さ30mm、幅60mm、長さ120mmのインゴットを製造した。このインゴットを、次の工程順で加工し、表1に記載の所定の箔厚をもつ製品試料を作製した。
(2)研削:熱間圧延で生成した酸化スケールをグラインダーで除去した。研削後の厚みは9mmであった。
(3)冷間圧延1:圧下率に応じて所定の厚みまで圧延した。
(4)溶体化処理:800℃に昇温した電気炉に試料を装入し、5分間保持した後、試料を水槽に入れて急冷却した。
(5)冷間圧延2:圧下率に応じて所定の厚みまで圧延した。
(6)時効処理:表1に示す温度及び時間、Ar雰囲気中で加熱した。該温度は時効後の引張強さが最大になるように選択した。
(7)酸洗・バフ研磨:時効処理で生成した酸化スケールを除去するために、15vol.%硫酸−1.5vol.%過酸化水溶液中でバフ研磨を行った。
(8)冷間圧延3:表1に示す箔厚まで圧延した。
(イ)0.2%耐力
引張試験機を用いて上述した測定方法に従い圧延方向と平行な方向の0.2%耐力を測定した。
(ロ)結晶方位
製品試料の圧延面に対し、(220)面及び(311)面のX線回折積分強度を測定し、それぞれI(220)及びI(311)とした。装置には(株)リガク製RINT2500を使用し、Cu管球にて、管電圧25kV、管電流20mAで測定を行った。
(ハ)へたり
幅10mmの短冊試料を長手方向が圧延平行方向となるように採取し、図4のように、試料の片端を固定し、この固定端から距離Lの位置に、先端をナイフエッジに加工したポンチを1mm/分の移動速度で押し当て、試料に距離dのたわみを与えた後、ポンチを初期の位置に戻し除荷した。除荷後、へたり量δを求めた。
試験条件は試料の箔厚が0.05mm以下の場合、L=3mm、d=2mmであり、箔厚が0.05mmより厚い場合、L=5mm、d=4mmである。また、へたり量は0.01mmの分解能で測定し、へたりが検出されなかった場合は<0.01mmと表記している。
本発明の規定範囲内である発明例1〜29は、1100MPa以上の0.2%耐力、15以上のI(220)/I(311)が得られ、それらのへたり量は0.1mm以下と小さく良好な特性が得られた。
冷間圧延2の圧下率が55%未満である比較例1及び2は、0.2%耐力が1100MPa未満、I(220)/I(311)が15未満となり、へたり量は0.1mmを越えた。時効処理の温度が200〜450℃の範囲外である比較例3及び4、時効処理の時間が2〜20時間の範囲外である比較例5及び6は、0.2%耐力が1100MPa未満となり、へたり量は0.1mmを越えた。冷間圧延3の圧下率が50%未満である比較例7は、0.2%耐力が1100MPa未満、I(220)/I(311)が15未満となり、へたり量は0.1mmを越えた。冷間圧延3の圧下率が50%未満である比較例8は、0.2%耐力が1100MPaを超えたものの、I(220)/I(311)が15未満となり、へたり量は0.1mmを越えた。
Ti濃度が1.5質量%未満である比較例9の0.2%耐力は1100MPa未満となり、そのへたり量は0.1mmを超えた。一方、Ti濃度が5.0質量%を越えた比較例10、Ti以外の添加元素の総量が1.0質量%を越えた比較例11は圧延中に割れが発生し評価できなかった。
また、時効処理後に冷間圧延3を行わなかった比較例12の0.2%耐力は1100MPa未満、I(220)/I(311)が15未満となり、へたり量は0.1mmを越えた。
2 ヨーク
3 レンズ
4 マグネット
5 キャリア
6 コイル
7 ベース
8 フレーム
9a 上側のばね部材
9b 下側のばね部材
10a、10b キャップ
Claims (10)
- 1.5〜5.0質量%Tiを含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなり、圧延方向に平行な方向での0.2%耐力が1100MPa以上であり、圧延面においてX線回折を用いて測定した(220)面の積分強度I(220)と(311)面の積分強度I(311)に対し、
I(220)/I(311)≧15
なる関係を満足するチタン銅箔。 - 前記0.2%耐力が1200MPa以上である請求項1に記載のチタン銅箔。
- 箔厚が0.1mm以下である請求項1又は2に記載のチタン銅箔。
- Ag、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、CrおよびZrのうち1種以上を総量で0〜1.0質量%含有する請求項1〜3の何れか一項に記載のチタン銅箔。
- 1.5〜5.0質量%Tiを含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなるインゴットを作製し、このインゴットに対して熱間圧延、冷間圧延を順に行い、次いで、700〜1000℃で5秒間〜30分間の溶体化処理、圧下率55%以上の冷間圧延、200〜450℃で2〜20時間の時効処理、圧下率50%以上の最終冷間圧延を順次行うことを含むチタン銅箔の製造方法。
- 前記インゴットがAg、B、Co、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Si、CrおよびZrのうち1種以上を総量で0〜1.0質量%含有する請求項5に記載のチタン銅箔の製造方法。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載のチタン銅箔を備えた伸銅品。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載のチタン銅箔を備えた電子機器部品。
- 電子機器部品がオートフォーカスカメラモジュールである請求項8に記載の電子機器部品。
- レンズと、このレンズを光軸方向の初期位置に弾性付勢するばね部材と、このばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起して前記レンズを光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段を備え、前記ばね部材が請求項1〜4の何れか一項に記載のチタン銅箔であるオートフォーカスカメラモジュール。
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