JPS6187838A - 熱間加工性の優れた銅合金 - Google Patents

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１ 本発明は熱間加工性の優れた銅合金に関し、さらに詳し
くは、熱間加工が難かしいとされているＣｕ　　Ｃｏ−
Ｓｉ系合金、所謂、コルソン合金の熱間加工性を向上さ
せた銅合金に関するものである。

［従来技術１ 一般に、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金は以前から比較的導電
性が良好で、高強度、耐熱性を有するｍ合金として知ら
れている。しかし、熱間加工性が劣るということから実
用化が困難とされ、特に、薄板の製品化は着しく遅れて
いた。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明は上記に説明したＣｕＣｏ−Ｓｉ系合金が、熱間
加工が難かしく実用化が遅れていることに鑑みなされた
ものであって、即ち、本発明者の鋭意研究の結果、この
種Ｃｕ−Ｃｏ−８ｉ系合金を熱間加工、焼入れ、冷間加
工、時効処理等の工程により加工することにより、条、
板、管、棒、線等の如何なる形状にも容易に量産ができ
るようになれば、多くの用途が拓けることを知見し、熱
間加工性の優れた錫合金を開発したのである。

［問題点をハ了決するだめの手段１ 本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金の１．！徴とす
るところは、 Ｃｏ　０．４〜４．０ｗ１％、Ｓｉ　Ｏ，１−１，０ｍ
Ｌ％、Ｚｎ　Ｏ，０５−１，Ｏｗｔ％、Ｍｇ０．００１
−０，０１ｗ１％、Ｓ　０．００３ｕ＋１％以下 を含有し、かつ、 Ｃｒ　Ｏ，００１−０，０１ｗｔ％、Ｔｉ　Ｏ，００１
−０，０１ｕ＋Ｌ％、Ｚｒ　００００１−０．０１ｕ＋
Ｌ％ の中から選んｈ６種または２種以上を合計で０．００１
〜０．０１ｕ＋Ｌ％ を含有し、残部Ｃｕおよび不可避不純物からなることに
ある。

本発明に係る熱間加工性の優れた１Ｆ！合金について、
以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金の含有成
分および成分割合について説明する。

Ｃｏは含有量が０．４ｕ＋Ｌ％未Ｔ：（ｉではＳｉが０
．１〜１、Ｏｕ＋ｊ％の範囲において含有されていても
、強度の向上は期待できず、また、４．Ｏｗｊ％を越え
て含有されると加工性が悪くなり、かつ、地合せ価格が
上昇する割には強度の向上は期待できない。よって、Ｃ
ｏ含有量は０．４〜４．（ｌｕｔ％とする。

Ｓｉは含有量が０．１ｗｔ％未）１うではＣｏが０．４
〜４．０ｕ＋ｔ％の範囲で含有されていても、強度の向
上は望むことができず、かつ、導電性を備えることがで
きず、また、１．Ｏｗｔ％を越えて含有されると加工性
が低下すると共に導電性およびはんだ付は性が低下する
。よって、Ｓｉ含有量は０．１〜１，０ｗ１％とする。

Ｚｎは電子部品材料の錫めっき或いははんだ付けされて
１重用される際に、錫めっきやはんだの剥離を抑制する
のに必須の元素であり、含有量が０．０５ｗｔ％未満で
は錫、はんだの剥離抑制効果が乏しく、また、１．Ｏ＋
ｕｔ％を越えて含有されるとはんだ付は性そのものが劣
るようになる。よって、Ｚｎ含有量は０．０５−１．０
ｗｔ％とする。

Ｍ、は原料、炉材および雰囲気中の硫黄或いは硫黄化合
物から混入してくるＳを安定したＭｇとの化合物の形で
合金中に固定し、熱間加工性を向上させるのに必須の元
素であり、含有量が０，００１ｗｔ％未１１うではＳは
単体状態で存在するようになり、熱間加工に際しての加
熱中或いは熱間加工中に溶解して粒界を移動し、粒界割
れを生じ、また、０、Ｏｌｕ＋Ｌ％を越えて含有される
と融点７２２’ＣのＣｕ＋ＭｇＣｕ□の共晶を生じ、最
適熱間加工温度の’ａ　ｌ＞　（、）〜９００　’Ｃに
加熱するのが不可能になる。

よって、Ｍｇ含有量は０．００１〜０．０１ｗｔ％とす
る。

なお、このｈ旬の代りにＣａを０．００１−０．Ｏ１ｕ
＋Ｌ％含有させても同様な効果が得られる。

Ｓは原料、炉樋等の耐火材、燃料、大気等から混入し、
金属との化合物或いは阜独Ｓとして存在し、加熱割れ或
いは熱間加工割れを発生させる主原因となり、含有量が
帆００３すｔ％を越えて含有されるとＭｇを０．０１１
ＭＬ％含有していてもＭｇとの化合物の形成は難しく、
単体Ｓが残留し、加熱だけでも５ＪＪ塊の粒界割れが生
じ易くなる。そのため、原料規制、炉価の耐火物の管理
、溶角Ｉｒ雰囲気の管理が必要となる。従って、Ｓ含有
量は０，００３ｕ＋ｔ％以下としなければならない。

Ｃｒ、ＴｉおよびＺｒは何れも含有量は０．００１〜０
：０１ｗｔ％であり、これらの１種または２種以上の合
計で０．００１〜Ｏ，Ｏ１ｕ＋ｔ％とするのであり、そ
して、上記した必須成分か特定割合に含有されていても
、熱間加工時の割れは完全には防止できず、これらの元
素を含有させることによりへ〒決できるものであり、Ｃ
ｒ、Ｔｉ、Ｚｒ含有量が０．００１ｗｔ％未満では熱間
加工時の割れの抑制効果がなく、また、０．０１ｗｔ％
を越えて含有されると熱間加工割れは発生しなくなるが
、溶湯が酸化し、健全な鋳肌のダｊ塊が得られなくなる
。よって、Ｃｒ含有量は０．００１−０．Ｏｈｔ％、Ｔ
ｉ含有量は０．００１〜０．０１ｕｌｔ％、Ｚｒ含有量
はｏ、ｏｏｔ〜０．０ＬｌＩＬ％とし、これらの２種以
上含有する場合にもＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒの限定理由から合
計でも０．００１−０．０ｂｕｔ％とする。

また、本発明に係る熱間加工性の優れた１目合金におい
て、Ｍｎ％Ｆｅ５Ｎｉ或いはＳｎを１種または２種以上
を合計で０．２ｗｔ％まで含有させても熱間加工性およ
び製品における必要な緒特性、即ち、導電性、強度、耐
熱性、はんだ１・１け外、はんだの耐熱剥ＳＩｔ性等は
実用上問題なく４［ｉ持することができる。

［実施例１ 次に、本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金の実施例
を説明する。

実施例 第１表に示す含有成分および成分割合の銅合金を、クリ
プトル炉において大気中で木炭被覆下に溶解し、厚さ０
０＋ｎｍＸ幅６１）ｍｍＸ長さ１８０ｍｍのＳｉ３塊作
成した。

次に、各鋳塊を切断し、厚３　Ｇ　１１１１１１のＡ　
Ｓ　Ｔ　Ｍ　Ｅ８の高温引張試験片、１！７さ５　ｍｍ
Ｘｌ１’ｉ＋１２０　＋ｎ＋ｏＸ長さ１８０ｍｍの中温
下での脱化特性評価用の試験片および厚さ４０ｍｍＸ幅
５０ｍ…×長さ１８０開の熱間圧延性の評価用の試験片
を作成した。

高温引張試験の温度は８８０°Ｃ１引張速度２０ｍｍ／
ｍｉｎとした。

脆化特性の評価試験は三点曲げ方法で２０に８ｆ／ｍｍ
２の応力を付加し、真空炉中で６００℃の温度に１時間
保持し、室温で内側曲げ半径３０ｍｍで９０°曲げをし
、割れ発生の有無を調査した。

熱間圧延試験はその開始温度を８８０°Ｃとし、１パス
毎の圧下率は大略２０％とし、４パスで厚￥１５ｎ＋ｍ
に仕上げ、割れ発生状況を調べた。

ただし、圧延終了温度は６５０“Ｃ１ジ、−Ｌとした。

この結果、本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金は、
鋳塊の加熱時の昇温途中の一番脆化し易い領域に属する
温度６００°Ｃで、室温で２０ｋｇｆ／ｍｍ２の応力を
付加した状態で１時間保持されても割れを生じることが
ないことがわかる。

また、８８０“Ｃの温度において高温引張試験および熱
間圧延試験を行なった場合にも、何れも異常な破断およ
び割れを生じることがないことも明らかである。

この本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金に対して、
比較合金は８８０℃の高温引張試験において全べてにお
いて粒界割れが発生しており、熱間圧延試験においても
耳割れが発生していることが明らかである。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明に係る熱間加工性の優れた
銅合金は上記の（，５成を有しているものであるから、
高温において優れた熱間加工性を示しており、板、条、
管、棒および線に加工することが可能となり、半導体リ
ードフレーム、抵抗器リード、コンデンサーリード、端
子、コネクター、制御は器等の開閉器部品、スイッチ部
品、モーター回転子等の電子部品および鋼電磁撹什鋳造
用モールド、鋳物鋳造用金型等の広い用途に適用するこ
とができるという効果を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃｏ０．４〜４．０ｗｔ％、Ｓｉ０．１〜１．０ｗｔ％
   、Ｚｎ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｍｇ０．００１〜０．
   ０１ｗｔ％、Ｓ０．００３ｗｔ％ を含有し、かつ、 Ｃｒ０．００１〜０．０１ｗｔ％、Ｔｉ０．００１〜０
   ．０１ｗｔ％、Ｚｒ０．００１〜０．０１ｗｔ％ の中から選んだ１種または２種以上を合計で０．００１
   〜０．０１ｗｔ％ を含有し、残部Ｃｕおよび不可避不純物からなることを
   特徴とする熱間加工性の優れた銅合金。