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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024120693
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】銅合金板
(51)【国際特許分類】
C22C 9/06 20060101AFI20240829BHJP
C22C 9/04 20060101ALI20240829BHJP
H01B 1/02 20060101ALI20240829BHJP
H01B 5/02 20060101ALI20240829BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20240829BHJP
C22F 1/08 20060101ALN20240829BHJP
【ＦＩ】
C22C9/06
C22C9/04
H01B1/02 A
H01B5/02 Z
C22F1/00 623
C22F1/00 630A
C22F1/00 630K
C22F1/00 683
C22F1/00 682
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 685Z
C22F1/00 691A
C22F1/00 692A
C22F1/00 602
C22F1/00 694A
C22F1/00 686A
C22F1/00 661A
C22F1/08 B
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023027680
(22)【出願日】2023-02-24
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100206140
【弁理士】
【氏名又は名称】大釜 典子
(72)【発明者】
【氏名】石川 遼典
(72)【発明者】
【氏名】宍戸 久郎
(72)【発明者】
【氏名】隅野 裕也
【テーマコード（参考）】
5G301
5G307
【Ｆターム（参考）】
5G301AA01
5G301AA03
5G301AA07
5G301AA09
5G301AA12
5G301AA13
5G301AA14
5G301AA19
5G301AA20
5G301AA21
5G301AA23
5G301AA24
5G301AB01
5G301AB02
5G301AB05
5G301AB20
5G301AD03
5G301AE02
5G307CA07
5G307CB02
(57)【要約】
【課題】高い耐力と優れた曲げ加工性を実成できる銅合金板を提供する。
【解決手段】Ｎｉ：１．２～３．０質量％、Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、Ｚｎ：０．０１～３．０質量％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板。
【選択図】図２
【解決手段】Ｎｉ：１．２～３．０質量％、Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、Ｚｎ：０．０１～３．０質量％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｎｉ：１．２～３．０質量％、
Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、
Ｚｎ：０．０１～３．０質量％を含み、
残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、
厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板。
Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、
Ｚｎ：０．０１～３．０質量％を含み、
残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、
厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板。
【請求項2】
さらに、Ｓｎ及びＭｇの１種以上を、
Ｓｎ：０質量％超１．０質量％以下、
Ｍｇ：０質量％超０．２質量％以下の範囲で含有する、請求項１に記載の銅合金板。
Ｓｎ：０質量％超１．０質量％以下、
Ｍｇ：０質量％超０．２質量％以下の範囲で含有する、請求項１に記載の銅合金板。
【請求項3】
さらに、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐ、及びＡｇからなる群から選択される１種以上を、合計で０質量％超０．５質量％以下含有する、請求項１または２に記載された銅合金板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、銅合金板に関し、特に、高い耐力を有し、且つ曲げ加工性に優れた銅合金板に関する。
【背景技術】
【0002】
電気電子部品用銅合金には、高い導電率、高い耐力（降伏応力）、高い引張強度、優れた曲げ加工性、優れた耐疲労特性、優れた耐応力緩和特性、高いヤング率などが要求される。それらの特性を満たすために、銅合金板の金属組織を制御することが行われている。
特に、高強度（高い耐力及び高い引張強度）と、優れた曲げ加工性とは両立が難しいため、様々な工夫がされている。
特に、高強度（高い耐力及び高い引張強度）と、優れた曲げ加工性とは両立が難しいため、様々な工夫がされている。
【0003】
特許文献１～４には、銅合金板の転位密度の指標としてＫＡＭ値を導入し、ＫＡＭ値を１．０～３．０とすることにより、銅合金板の強度と曲げ加工性のバランスをとることを開示している。
なお、ＫＡＭ値は、測定範囲の金属組織中に存在する転位密度の平均を求めるものである。
なお、ＫＡＭ値は、測定範囲の金属組織中に存在する転位密度の平均を求めるものである。
【0004】
特許文献５には、銅合金板の表面近くのせん断帯が少なくすることにより、耐力などの物性値を低下させることなく、優れた曲げ加工性としわのない曲げ部外観を達成できる銅合金板が得られることが開示されている。
せん断帯は、変形が局部的に集中した組織、すなわち歪が多くたまって転位密度が増加している部分であり、周りの組織に比べ変形しにくい。このため、せん断帯が存在する材料では、曲げ加工した際に、せん断帯を起点に不均一伸びが生じてしわや割れが発生しやすい。一方、せん断帯が形成されるまで圧延加工をしないと加工硬化はできず、要求される合金強度を達成することができない。
特許文献５では、せん断帯の分布に着目し、せん断帯の本数を銅合金板の表面近くで少なく、内部で多くすることにより、曲げ加工性を改善することができるとしている。
せん断帯は、変形が局部的に集中した組織、すなわち歪が多くたまって転位密度が増加している部分であり、周りの組織に比べ変形しにくい。このため、せん断帯が存在する材料では、曲げ加工した際に、せん断帯を起点に不均一伸びが生じてしわや割れが発生しやすい。一方、せん断帯が形成されるまで圧延加工をしないと加工硬化はできず、要求される合金強度を達成することができない。
特許文献５では、せん断帯の分布に着目し、せん断帯の本数を銅合金板の表面近くで少なく、内部で多くすることにより、曲げ加工性を改善することができるとしている。
【0005】
特許文献６には、銅合金板の表面から５μｍの深さまでのせん断集合組織の極密度を２～８にすることにより、プレス加工性、曲げ加工性及び強度に優れた銅合金板が得られることが開示されている。
通常、冷間圧延において、圧延時にロールと接する銅合金板の表層部と、板中央部とでは、形成される集合組織に差異がある。表層部では、ロールとの摩擦力の影響で材料がせん断変形されるためである。特許文献６では、この表層部の組織を表面集合組織（せん断集合組織）と称している。
なお、せん断集合組織の極密度は、Ｘ線回折法により、銅合金板の結晶方位をマクロ的に測定して得られる。
通常、冷間圧延において、圧延時にロールと接する銅合金板の表層部と、板中央部とでは、形成される集合組織に差異がある。表層部では、ロールとの摩擦力の影響で材料がせん断変形されるためである。特許文献６では、この表層部の組織を表面集合組織（せん断集合組織）と称している。
なお、せん断集合組織の極密度は、Ｘ線回折法により、銅合金板の結晶方位をマクロ的に測定して得られる。
【0006】
また、特許文献７～９には、銅合金板のＫＡＭ値と、それに関連する物性について開示がある。
特許文献７～８には、銅合金板の転位密度の指標であるＫＡＭ値と、エッチングによる腐食との関係性について言及されている。
特許文献９には、ＥＢＳＤ法にて測定したＧｏｓｓ方位密度を２．０～６．０％とし、ＫＡＭの平均値を０．９～１．５°として、優れた耐疲労性を発揮させることが開示されている。
特許文献７～８には、銅合金板の転位密度の指標であるＫＡＭ値と、エッチングによる腐食との関係性について言及されている。
特許文献９には、ＥＢＳＤ法にて測定したＧｏｓｓ方位密度を２．０～６．０％とし、ＫＡＭの平均値を０．９～１．５°として、優れた耐疲労性を発揮させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第５６９０１７０号公報
【特許文献2】特許第５３１４６６３号公報
【特許文献3】特許第５４７６１４９号公報
【特許文献4】国際公開第２０１３/０１８２２８号
【特許文献5】特許第５２８１０３１号公報
【特許文献6】特開２０１０－２２２６１８号公報
【特許文献7】特許第０６１５４５６５号公報
【特許文献8】特許第０６１５２２１２号公報
【特許文献9】特許第０５１９２５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
自動車分野においては、環境規制対応、快適性、安全性の追求、また近年のＣＡＳＥ(Connected、Autonomous、Shared & Services、Electric)を背景とした先進運転支援システムにより、多種類の電子機器が実装され、その数が増加している。このため、端子、コネクター、リレー部品等には、さらなる小型化が要求されている。小型部品を製造するためには、特許文献１～６と同等の高い耐力を維持しつつ、さらに優れた曲げ加工性（特に、密着曲げ性）を実現することが求められている。
特許文献７～９には、曲げ加工性及び耐力を向上させる方法について開示されていない。
特許文献７～９には、曲げ加工性及び耐力を向上させる方法について開示されていない。
【0009】
本発明の実施形態では、高い耐力と優れた曲げ加工性を実成できる銅合金板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】
【0010】
本発明の態様１は、
Ｎｉ：１．２～３．０質量％、
Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、
Ｚｎ：０．０１～３．０質量％を含み、
残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、
厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板である。
Ｎｉ：１．２～３．０質量％、
Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、
Ｚｎ：０．０１～３．０質量％を含み、
残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、
厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板である。
【0011】
本発明の態様２は、
さらに、Ｓｎ及びＭｇの１種以上を、
Ｓｎ：０質量％超１．０質量％以下、
Ｍｇ：０質量％超０．２質量％以下の範囲で含有する、態様１に記載の銅合金板である。
さらに、Ｓｎ及びＭｇの１種以上を、
Ｓｎ：０質量％超１．０質量％以下、
Ｍｇ：０質量％超０．２質量％以下の範囲で含有する、態様１に記載の銅合金板である。
【0012】
本発明の態様３は、
さらに、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐ、及びＡｇからなる群から選択される１種以上を、合計で０質量％超０．５質量％以下含有する、態様１または２に記載の銅合金板である。
さらに、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐ、及びＡｇからなる群から選択される１種以上を、合計で０質量％超０．５質量％以下含有する、態様１または２に記載の銅合金板である。
【発明の効果】
【0013】
本発明の実施形態によれば、高い耐力と優れた曲げ加工性を実現できる銅合金板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
本実施形態は、加工組織であるせん断帯を活用して、高い耐力と優れた曲げ加工性を有するＣｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系銅合金板を提供するものである。
【0016】
「せん断帯」は、変形が局部的に集中した組織、すなわち歪が多くたまって転位密度が増加している部分である。一般的に、せん断帯が発達していると、銅合金板の伸びを低下させ、曲げ加工性を低下させるとされていた。そのため、曲げ加工性を向上させるためには、仕上げ冷間圧延の加工率を低くしてせん断帯を抑制することが有効であると考えられていた。しかしながら、低い仕上げ圧延率では高い耐力が発現しないため、高い耐力と優れた曲げ加工性の両立（つまり、耐力－曲げ加工性のバランスの向上）は困難であった。
【0017】
本発明者らは鋭意検討した結果、所定の化学成分組成を有するＣｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系銅合金板において、表面近傍の観察領域のうち、せん断帯を含んでいる部分の面積率を制御することにより、耐力－曲げ加工性バランスに優れた銅合金板が得られることを見いだした。
【0018】
本実施形態では、せん断帯に関する指標として、ＥＢＳＤ測定の信頼性指数ＣＩ値（Confidence Index）を用いている。ＣＩ値は、測定点における局所的な転位の有無（せん断帯の有無）を観察している。測定範囲全体を多数の測定点で測定し、各測定点において転位があるか否かを判断して、測定範囲のうち、転位を含む部分の割合（面積率）を求めることができる。
【0019】
なお、ＣＩ値以外の転位の指標としては、特許文献１～４及び７～９で用いているＫＡＭ値がある。特許文献１～４及び７～９におけるＫＡＭ値は、測定範囲内に含まれている転位の数の平均値を求めるものであり、局所的な転位の有無を測定したものではない。そのため、転位を含む部分の面積率を測定していない点で、本実施形態のＣＩ値とは大きく異なっている。
また、特許文献６のせん断集合組織の極密度の測定も、Ｘ線回折法により、銅合金板の結晶方位をマクロ的に測定するものであり、局所的な転位の有無を知ることはできない。
また、特許文献６のせん断集合組織の極密度の測定も、Ｘ線回折法により、銅合金板の結晶方位をマクロ的に測定するものであり、局所的な転位の有無を知ることはできない。
【0020】
以下に、本実施形態に係る銅合金板の化学成分組成、組織、及び製造方法について説明する。
【0021】
１．化学成分組成
（１）Ｎｉ：１．２～３．０質量％
Ｎｉの含有量は、１．２～３．０質量％とする。
Ｎｉは、ＳｉとＮｉ－Ｓｉ系化合物を時効析出させることで、高強度かつ高導電率を得ることができる。Ｎｉが１．２質量％未満では効果が小さいため不適当であり、Ｎｉが３．０質量％より大きいと熱間圧延または溶体化処理で粗大化合物が生成され、曲げ加工性を低下させるため不適当である。
Ｎｉの下限値は、好ましくは１．３質量％、より好ましくは１．３５質量％である。Ｎｉの上限値は、好ましくは２．５質量％、より好ましくは２．０質量％である。
（１）Ｎｉ：１．２～３．０質量％
Ｎｉの含有量は、１．２～３．０質量％とする。
Ｎｉは、ＳｉとＮｉ－Ｓｉ系化合物を時効析出させることで、高強度かつ高導電率を得ることができる。Ｎｉが１．２質量％未満では効果が小さいため不適当であり、Ｎｉが３．０質量％より大きいと熱間圧延または溶体化処理で粗大化合物が生成され、曲げ加工性を低下させるため不適当である。
Ｎｉの下限値は、好ましくは１．３質量％、より好ましくは１．３５質量％である。Ｎｉの上限値は、好ましくは２．５質量％、より好ましくは２．０質量％である。
【0022】
（２）Ｓｉ：０．１０～１．０質量％
Ｓｉの含有量は、０．１０～１．０質量％とする。
上述したように、Ｓｉは、ＮｉとＮｉ－Ｓｉ系化合物を時効析出させることで、高強度かつ高導電率を得ることができる。Ｓｉが０．１０質量％未満では効果が小さいため不適当であり、Ｓｉが１．０質量％より大きいと熱間圧延または溶体化処理で粗大化合物が生成され、曲げ加工性を低下させるため不適当である。
Ｓｉの下限値は、好ましくは０．１５質量％、より好ましくは０．２０質量％である。Ｓｉの上限値は、好ましくは０．８０質量％、より好ましくは０．６０質量％である。
Ｓｉの含有量は、０．１０～１．０質量％とする。
上述したように、Ｓｉは、ＮｉとＮｉ－Ｓｉ系化合物を時効析出させることで、高強度かつ高導電率を得ることができる。Ｓｉが０．１０質量％未満では効果が小さいため不適当であり、Ｓｉが１．０質量％より大きいと熱間圧延または溶体化処理で粗大化合物が生成され、曲げ加工性を低下させるため不適当である。
Ｓｉの下限値は、好ましくは０．１５質量％、より好ましくは０．２０質量％である。Ｓｉの上限値は、好ましくは０．８０質量％、より好ましくは０．６０質量％である。
【0023】
（３）Ｚｎ：０．０１～３．０質量％
Ｚｎの含有量は、０．０１～３．０質量％とする。
Ｚｎを添加することで、積層欠陥エネルギーが低下し、上がり圧延時に変形双晶の導入が促進され、銅合金板の強度増加が見込まれる。また、Ｚｎ添加により、はんだ及びＳｎめっきの耐熱剥離性が改善される。しかし、Ｚｎの添加量が３．０質量％より大きいと、はんだの濡れ性が低下するため不適当であり、Ｚｎの添加量が０．０１質量％未満であると、はんだ及びＳｎめっきの耐熱剥離性の改善が不十分であるため不適当である。
Ｚｎの下限値は、好ましくは０．１５質量％、より好ましくは０．３０質量％、更に好ましくは０．５０質量％である。Ｚｎの上限値は、好ましくは２．０質量％、より好ましくは１．５質量％である。
Ｚｎの含有量は、０．０１～３．０質量％とする。
Ｚｎを添加することで、積層欠陥エネルギーが低下し、上がり圧延時に変形双晶の導入が促進され、銅合金板の強度増加が見込まれる。また、Ｚｎ添加により、はんだ及びＳｎめっきの耐熱剥離性が改善される。しかし、Ｚｎの添加量が３．０質量％より大きいと、はんだの濡れ性が低下するため不適当であり、Ｚｎの添加量が０．０１質量％未満であると、はんだ及びＳｎめっきの耐熱剥離性の改善が不十分であるため不適当である。
Ｚｎの下限値は、好ましくは０．１５質量％、より好ましくは０．３０質量％、更に好ましくは０．５０質量％である。Ｚｎの上限値は、好ましくは２．０質量％、より好ましくは１．５質量％である。
【0024】
（４）残部
好ましい１つの実施形態では、残部は、Ｃｕ及び不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素の混入が許容される。
好ましい１つの実施形態では、残部は、Ｃｕ及び不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素の混入が許容される。
【0025】
なお、銅合金板はこの実施形態に限定されず、本発明の銅合金板の特性を維持できる限り、任意のその他の元素を更に含んでよい。そのように選択的に含有させることができるその他の元素を以下に例示する。
【0026】
（５）Ｓｎ及びＭｇの１種以上を、Ｓｎ：０質量％超１．０質量％以下、Ｍｇ：０質量％超０．２質量％以下の範囲で含有
Ｓｎを添加する場合、Ｓｎの含有量は、０質量％超１．０質量％以下とすることが好ましい。
Ｓｎを添加することで、固溶強化による銅合金板の強度増加、また耐応力緩和特性の向上が見込まれる。上記の効果を発現させるため、Ｓｎの含有量は０質量％超であることが好ましい。また、Ｓｎの含有量を１．０質量％以下とすることにより、端子用銅合金に求められる特性である導電率を、高く維持することができる。
Ｓｎの下限値は、より好ましくは０．００５質量％、更に好ましくは０．０１質量％、特に好ましくは０．０５質量％である。Ｓｎの上限値は、より好ましくは０．７質量％、更に好ましくは０．５質量％である。
Ｓｎを添加する場合、Ｓｎの含有量は、０質量％超１．０質量％以下とすることが好ましい。
Ｓｎを添加することで、固溶強化による銅合金板の強度増加、また耐応力緩和特性の向上が見込まれる。上記の効果を発現させるため、Ｓｎの含有量は０質量％超であることが好ましい。また、Ｓｎの含有量を１．０質量％以下とすることにより、端子用銅合金に求められる特性である導電率を、高く維持することができる。
Ｓｎの下限値は、より好ましくは０．００５質量％、更に好ましくは０．０１質量％、特に好ましくは０．０５質量％である。Ｓｎの上限値は、より好ましくは０．７質量％、更に好ましくは０．５質量％である。
【0027】
Ｍｇを添加する場合、Ｍｇの含有量は、０質量％超０．２質量％以下とすることが好ましい。
Ｍｇを添加することで、固溶強化による銅合金板の強度増加、また耐応力緩和特性の向上が見込まれる。上記の効果を発現させるため、Ｍｇの含有量は０質量％超であることが好ましい。また、Ｍｇの含有量を０．２質量％以下とすることにより、端子用銅合金に求められる特性である導電率を、高く維持することができる。
Ｍｇの下限値は、より好ましくは０．００５質量％、更に好ましくは０．０１質量％、特に好ましくは０．０５質量％である。好ましいＭｇの上限値は０．１７質量％、更に好ましくは０．１５質量％である。
Ｍｇを添加することで、固溶強化による銅合金板の強度増加、また耐応力緩和特性の向上が見込まれる。上記の効果を発現させるため、Ｍｇの含有量は０質量％超であることが好ましい。また、Ｍｇの含有量を０．２質量％以下とすることにより、端子用銅合金に求められる特性である導電率を、高く維持することができる。
Ｍｇの下限値は、より好ましくは０．００５質量％、更に好ましくは０．０１質量％、特に好ましくは０．０５質量％である。好ましいＭｇの上限値は０．１７質量％、更に好ましくは０．１５質量％である。
【0028】
（６）Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐ、及びＡｇからなる群から選択される１種以上を、合計で０質量％超０．５質量％以下
これらの元素を添加することで、固溶強化による銅合金板の強度増加、また耐応力緩和特性の向上が見込まれる。上記の効果を発現させるため、これらの元素の合計含有量は０質量％超であることが好ましい。また、これらの元素の合計含有量を０．５質量％以下とすることにより、端子用銅合金に求められる特性である導電率を、高く維持することができる。
これらの元素を添加することで、固溶強化による銅合金板の強度増加、また耐応力緩和特性の向上が見込まれる。上記の効果を発現させるため、これらの元素の合計含有量は０質量％超であることが好ましい。また、これらの元素の合計含有量を０．５質量％以下とすることにより、端子用銅合金に求められる特性である導電率を、高く維持することができる。
【0029】
２．組織
本実施形態に係る銅合金板は、表面近傍の金属組織中にせん断帯が多い（せん断帯の数密度が高い）ことを特徴とする。具体的には、厚さ方向の断面において、銅合金板の表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率を１０．０～６０．０％に制御する。
銅合金板の最表面部分の金属組織が曲げひずみの影響を大きく受け、曲げ性に影響を及ぼすため、本発明者らは、表面近傍の浅い部分を測定範囲とすることで、銅合金板の曲げ性を知ることができると考えた。本実施形態では、銅合金板の表面から、板厚の１０％の深さまでの範囲を測定範囲とした。
本実施形態に係る銅合金板は、表面近傍の金属組織中にせん断帯が多い（せん断帯の数密度が高い）ことを特徴とする。具体的には、厚さ方向の断面において、銅合金板の表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率を１０．０～６０．０％に制御する。
銅合金板の最表面部分の金属組織が曲げひずみの影響を大きく受け、曲げ性に影響を及ぼすため、本発明者らは、表面近傍の浅い部分を測定範囲とすることで、銅合金板の曲げ性を知ることができると考えた。本実施形態では、銅合金板の表面から、板厚の１０％の深さまでの範囲を測定範囲とした。
【0030】
せん断帯の数密度の評価方法としては、ＥＢＳＤで取得するＣＩ値を利用する。ＣＩ値（Confidence Index）とは、信頼性指数のことであり、結晶方位の信頼性を示す指標であり、０～１の値をとる。ＣＩ値を用いることで、観測点の結晶性の良さを評価することができ、せん断帯のような変形が集中した箇所ではＣＩ値は低くなる。
【0031】
本実施形態では、測定点のＣＩ値が０．１より小さい場合、その測定点にはせん断帯が形成されていると判断する。測定範囲の全体にわたってＥＢＳＤ測定を行い、ＣＩ値が０．１未満となっている部分の面積の合計（合計面積Ｓ２（μｍ２））を求める。そして、ＥＢＳＤ測定を行う測定範囲の面積Ｓ１（μｍ２）に対する、合計面積Ｓ２（μｍ２）の割合（Ｓ２／Ｓ１）を、「ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率」または「せん断帯量」と称する。
ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率（Ｓ２／Ｓ１）は０～１００％の範囲の値となり、測定範囲内にせん断帯が存在しない場合は０％、測定範囲内の金属組織の全体にせん断帯が存在する場合は１００％となる。
ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率（Ｓ２／Ｓ１）は０～１００％の範囲の値となり、測定範囲内にせん断帯が存在しない場合は０％、測定範囲内の金属組織の全体にせん断帯が存在する場合は１００％となる。
【0032】
本実施形態では、銅合金板の表面から、板厚の１０％の深さまでの範囲において、ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率を１０．０～６０．０％に制御することにより、曲げ加工性を向上している。合計面積率を制御することにより、曲げ加工率を向上できる理由は定かではないが、以下のようなメカニズムであると推測される。
【0033】
曲げ加工時に、せん断帯を起点に細かいシワが発生する。シワが多数発生することで、それらのシワに曲げひずみが分配される。つまり、特定のシワへの曲げひずみ集中が抑制され、シワが成長して割れに至ることが抑制されると考えられる。
【0034】
ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率が１０．０％より低いと個々のしわへの曲げひずみ集中の抑制効果が低くなり、割れが生じやすくなる。一方で、当該合計面積率が６０．０％を超えると、せん断帯が密集しすぎるため、曲げ加工性が低下する。
ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率について、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは３０．０％以上であり、好ましくは５０．０％以下である。
ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率について、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは３０．０％以上であり、好ましくは５０．０％以下である。
【0035】
ＣＩ値の測定は以下のように行う。
銅合金板の板幅の中央付近を通り、かつ板幅方向と垂直な面で切断し、その切断面の組織観察を行う。その切断面において、銅合金板の表面と、表面からの深さが板厚の１０％の位置との間にあり、かつ圧延方向の寸法（幅）が約１５０μｍの範囲を測定範囲として、ＥＢＳＤで測定する。例えば、板厚が１５０μｍの場合、測定範囲の面積は、深さ方向の寸法１５μｍ×幅約１５０μｍ＝約２２５０μｍ２となる。
ＥＢＳＤ測定では、上記測定範囲を、測定ステップ間隔０．０５μｍまたは０．０２５μｍで実施する。ＥＢＳＤデータを画像解析ソフトで解析してＣＩ値を求め、せん断帯の数密度の評価（ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率の算出）を行う。
銅合金板の板幅の中央付近を通り、かつ板幅方向と垂直な面で切断し、その切断面の組織観察を行う。その切断面において、銅合金板の表面と、表面からの深さが板厚の１０％の位置との間にあり、かつ圧延方向の寸法（幅）が約１５０μｍの範囲を測定範囲として、ＥＢＳＤで測定する。例えば、板厚が１５０μｍの場合、測定範囲の面積は、深さ方向の寸法１５μｍ×幅約１５０μｍ＝約２２５０μｍ２となる。
ＥＢＳＤ測定では、上記測定範囲を、測定ステップ間隔０．０５μｍまたは０．０２５μｍで実施する。ＥＢＳＤデータを画像解析ソフトで解析してＣＩ値を求め、せん断帯の数密度の評価（ＣＩ値が０．１未満である部分の合計面積率の算出）を行う。
【0036】
３．製造方法
次に本発明に係る銅合金板の製造方法について説明する。
次に本発明に係る銅合金板の製造方法について説明する。
【0037】
銅合金板は、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、時効処理、仕上げ冷間圧延及び低温焼鈍の各工程をこの順に行って製造することができる。なお、溶体化処理と時効処理との間には、冷間圧延を行わない。
【0038】
本発明の銅合金板は、基本的には、圧延された銅合金板であり、これを幅方向にスリットした条や、これら板、条をコイル化したものも本発明の銅合金板に含まれる。
【0039】
（熱間圧延、冷間圧延）
まず、所望の化学成分組成を有する銅合金鋳塊を作製する。銅合金鋳塊を９００～１０００℃で３０～３００分加熱した後、熱間圧延を行う。その後、狙い厚さ（例えば０．２～１ｍｍ）まで冷間圧延する。狙い厚さは銅合金板の仕上げ圧延率と最終板厚を考慮して適宜変更する。
まず、所望の化学成分組成を有する銅合金鋳塊を作製する。銅合金鋳塊を９００～１０００℃で３０～３００分加熱した後、熱間圧延を行う。その後、狙い厚さ（例えば０．２～１ｍｍ）まで冷間圧延する。狙い厚さは銅合金板の仕上げ圧延率と最終板厚を考慮して適宜変更する。
【0040】
（溶体化処理）
続く溶体化処理は、昇温速度８０℃／秒以上で７００～８５０℃に加熱し、その温度で１０～１２０秒（sec.）保持して、熱処理を行う。その後、降温速度８０℃／秒以上で銅合金板を冷却する。
溶体化処理の条件は、特許文献２に比べて、昇温速度が著しく速く、保持時間が短い点で相違する。
続く溶体化処理は、昇温速度８０℃／秒以上で７００～８５０℃に加熱し、その温度で１０～１２０秒（sec.）保持して、熱処理を行う。その後、降温速度８０℃／秒以上で銅合金板を冷却する。
溶体化処理の条件は、特許文献２に比べて、昇温速度が著しく速く、保持時間が短い点で相違する。
【0041】
（時効処理）
溶体化処理後に、昇温速度４０～８０℃／時で銅合金板を４００～５００℃に加熱し、その温度で２～７時間（hr.）保持して、熱処理を行う。その後、降温速度２０～６０℃／時で銅合金板を冷却する。この処理により、Ｎｉ－Ｓiを時効析出させる（時効処理）。
なお、溶体化処理と時効処理の間に圧延を行わない点、および時効処理の熱処理時間が短い点で、特許文献７と相違する。
溶体化処理後に、昇温速度４０～８０℃／時で銅合金板を４００～５００℃に加熱し、その温度で２～７時間（hr.）保持して、熱処理を行う。その後、降温速度２０～６０℃／時で銅合金板を冷却する。この処理により、Ｎｉ－Ｓiを時効析出させる（時効処理）。
なお、溶体化処理と時効処理の間に圧延を行わない点、および時効処理の熱処理時間が短い点で、特許文献７と相違する。
【0042】
（仕上げ冷間圧延）
時効処理後、上記条件で作成した銅合金板を、圧下率４０～８０％で仕上げ冷間圧延を行う。
仕上げ冷間圧延で金属材料を変形させると、すべり変形、せん断変形生じる。母相中に析出物が形成されていると、材料の変形抵抗が高くなり、すべり変形が抑制される。したがって、時効処理で時効析出した後に仕上げ冷間圧延を行うことで、せん断変形が促進され、せん断帯を効率的に導入することができる。仕上げ冷間圧延の圧下率（これを「仕上げ圧延率」と称する）が４０％より低いと、せん断帯の導入が不足し、曲げ加工性が低下する。
時効処理後、上記条件で作成した銅合金板を、圧下率４０～８０％で仕上げ冷間圧延を行う。
仕上げ冷間圧延で金属材料を変形させると、すべり変形、せん断変形生じる。母相中に析出物が形成されていると、材料の変形抵抗が高くなり、すべり変形が抑制される。したがって、時効処理で時効析出した後に仕上げ冷間圧延を行うことで、せん断変形が促進され、せん断帯を効率的に導入することができる。仕上げ冷間圧延の圧下率（これを「仕上げ圧延率」と称する）が４０％より低いと、せん断帯の導入が不足し、曲げ加工性が低下する。
【0043】
一方、仕上げ圧延率が８０％を超えるとせん断帯が過剰に導入されるため、曲げ加工性が低下する。仕上げ圧延率を４０～８０％とすることにより適度なせん断帯が導入され、曲げ加工性が向上する。
仕上げ圧延率の下限値は、好ましくは４５％、更に好ましくは５０％であり、仕上げ冷間圧延前の溶体化条件、時効条件に応じて適宜設定することが好ましい。
仕上げ圧延率の下限値は、好ましくは４５％、更に好ましくは５０％であり、仕上げ冷間圧延前の溶体化条件、時効条件に応じて適宜設定することが好ましい。
【0044】
（低温焼鈍）
仕上げ冷間圧延の後に、板材の残留応力の低減、ばね限界値と耐応力緩和特性の向上を目的として、低温焼鈍を実施する。このときの加熱温度は２５０～４５０℃とすることが望ましい。このような低温での焼鈍により、板材内部の残留応力が低減され、強度低下を殆ど伴わずに、曲げ加工性と破断伸びを上昇させることができる。また、導電率も併せて上昇させることができる。なお、低温焼鈍時の加熱温度が、時効処理の加熱温度の上限温度（５００℃）を超えると大幅に軟化してしまう。よって、低温焼鈍時の加熱温度の上限を４５０℃とした。一方、加熱温度が２５０℃より低い場合は、前記した各特性の改善効果が十分に発現しにくくなる。
仕上げ冷間圧延の後に、板材の残留応力の低減、ばね限界値と耐応力緩和特性の向上を目的として、低温焼鈍を実施する。このときの加熱温度は２５０～４５０℃とすることが望ましい。このような低温での焼鈍により、板材内部の残留応力が低減され、強度低下を殆ど伴わずに、曲げ加工性と破断伸びを上昇させることができる。また、導電率も併せて上昇させることができる。なお、低温焼鈍時の加熱温度が、時効処理の加熱温度の上限温度（５００℃）を超えると大幅に軟化してしまう。よって、低温焼鈍時の加熱温度の上限を４５０℃とした。一方、加熱温度が２５０℃より低い場合は、前記した各特性の改善効果が十分に発現しにくくなる。
【0045】
以上に説明した本発明の実施形態に係る銅合金板の製造方法に接した当業者であれば、試行錯誤により、上述した製造方法と異なる製造方法により本発明に係る銅合金板を得ることができる可能性がある。
【実施例0046】
（銅合金板の作製）
誘導炉にて、表１に示す組成を狙い、銅合金鋳塊（厚さ４５ｍｍ）を作製した。この鋳塊を９５０℃で３０分以上加熱した後、厚さ約２０ｍｍまで熱間圧延を行い、水冷することで熱延板を得た。その後、熱延板の表面酸化スケールを除去するため面削を施し、厚さ約２ｍｍまで冷間圧延を行った。その後、表２に示す加工及び熱処理の条件にて、前圧延（冷間圧延）、溶体化処理、時効処理、仕上げ冷間圧延、及び低温焼鈍を順に施すことで、板厚約０．１５ｍｍ（１５０μｍ）の銅合金板試料を得た。
なお、溶体化処理の昇温速度は８０℃／秒以上、降温速度８０℃／秒以上とし、時効処理の昇温速度４０～８０℃／時、降温速度２０～６０℃／時とした。
誘導炉にて、表１に示す組成を狙い、銅合金鋳塊（厚さ４５ｍｍ）を作製した。この鋳塊を９５０℃で３０分以上加熱した後、厚さ約２０ｍｍまで熱間圧延を行い、水冷することで熱延板を得た。その後、熱延板の表面酸化スケールを除去するため面削を施し、厚さ約２ｍｍまで冷間圧延を行った。その後、表２に示す加工及び熱処理の条件にて、前圧延（冷間圧延）、溶体化処理、時効処理、仕上げ冷間圧延、及び低温焼鈍を順に施すことで、板厚約０．１５ｍｍ（１５０μｍ）の銅合金板試料を得た。
なお、溶体化処理の昇温速度は８０℃／秒以上、降温速度８０℃／秒以上とし、時効処理の昇温速度４０～８０℃／時、降温速度２０～６０℃／時とした。
【0047】
（組織観察）
銅合金板試料の板幅の中央付近を通り、かつ板幅方向と垂直な面で切断し、その切断面の組織観察を行った。まず銅合金板を切断し、そして樹脂埋め込み、および観察面調製を行った。観察面調製は、機械研磨、バフ研磨をした後にクロスセクションポリッシャ(日本電子製ＳＭ－０９０１０)により行った。調製後の観察面において、銅合金板の表面から深さ１５μｍまで（板厚の１０％に相当）、圧延方向の寸法（幅）が約１５０μｍの測定範囲をＥＢＳＤで測定した。
銅合金板試料の板幅の中央付近を通り、かつ板幅方向と垂直な面で切断し、その切断面の組織観察を行った。まず銅合金板を切断し、そして樹脂埋め込み、および観察面調製を行った。観察面調製は、機械研磨、バフ研磨をした後にクロスセクションポリッシャ(日本電子製ＳＭ－０９０１０)により行った。調製後の観察面において、銅合金板の表面から深さ１５μｍまで（板厚の１０％に相当）、圧延方向の寸法（幅）が約１５０μｍの測定範囲をＥＢＳＤで測定した。
【0048】
ＥＢＳＤ測定には、ＺＥＩＳＳ社製Ｕｌｔｒａ５５を用い、上記測定範囲を、測定ステップ間隔０．０５μｍまたは０．０２５μｍで測定を実施した。測定点が格子点となるような格子を仮想し、測定範囲内に含まれる測定点（格子点）の総数Ｘ１に対する、ＣＩ値が０．１未満であった測定点（格子点）の数Ｘ２の割合（Ｘ２／Ｘ１）を、合計面積率（％）とみなした。得られた合計面積率の値を、表３に「せん断帯量」として記載した。
【0049】
各測定点におけるＣＩ値は、ＥＢＳＤデータを画像解析ソフト（ＴＳＬソリューションズ社製ＯＩＭ）で解析して求めた。なおＯＩＭにてＥＢＳＤデータを解析する際には、測定パラメータ（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｂａｎｄｓ）／（Ｍａｘ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｂａｎｄｓ）をＣＩ値に変換し解析を行った。
【0050】
（特性評価）
引張試験（Ｔ．Ｄ．方向の０．２％耐力）、導電率、密着曲げ性を測定し、銅合金板試料の特性評価を行った。
引張試験（Ｔ．Ｄ．方向の０．２％耐力）、導電率、密着曲げ性を測定し、銅合金板試料の特性評価を行った。
【0051】
・引張試験：
銅合金板試料から、引張試験用の試験片を作製して、引張試験に用いた。
引張試験は、圧延方向に対して垂直方向の長手方向をとしたＪＩＳ５号試験片を用いて、島津製作所社製のＡＧ―ＩＳ（１００ｋＮ）により、室温、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎ、評点距離５０ｍｍの条件で実施し、０．２％耐力（ＭＰａ）を測定した。この引張試験結果により、圧延直角方向（Ｔ．Ｄ．方向）の０．２％耐力（Ｙ.Ｓ.）が、６７０ＭＰａ以上を可、７２０ＭＰａ以上を良、７５０ＭＰａ以上を優、と評価する。
銅合金板試料から、引張試験用の試験片を作製して、引張試験に用いた。
引張試験は、圧延方向に対して垂直方向の長手方向をとしたＪＩＳ５号試験片を用いて、島津製作所社製のＡＧ―ＩＳ（１００ｋＮ）により、室温、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎ、評点距離５０ｍｍの条件で実施し、０．２％耐力（ＭＰａ）を測定した。この引張試験結果により、圧延直角方向（Ｔ．Ｄ．方向）の０．２％耐力（Ｙ.Ｓ.）が、６７０ＭＰａ以上を可、７２０ＭＰａ以上を良、７５０ＭＰａ以上を優、と評価する。
【0052】
・導電率：
銅合金板試料から、導電率測定用の試験片を作製して、導電率を測定した。
導電率は、圧延方向に対し垂直方向を長手とした幅１０ｍｍ×長さ１８０ｍｍの試験片を用い、ダブルブリッジ式抵抗測定装置（黄河計測社製２７５２００）により電気抵抗を測定して、平均断面積法により算出した。この測定で、導電率が３７％ＩＡＣＳ以上のものを、高導電性を有していると評価する。
銅合金板試料から、導電率測定用の試験片を作製して、導電率を測定した。
導電率は、圧延方向に対し垂直方向を長手とした幅１０ｍｍ×長さ１８０ｍｍの試験片を用い、ダブルブリッジ式抵抗測定装置（黄河計測社製２７５２００）により電気抵抗を測定して、平均断面積法により算出した。この測定で、導電率が３７％ＩＡＣＳ以上のものを、高導電性を有していると評価する。
【0053】
・密着曲げ性：
銅合金板試料の密着曲げ試験は、以下の方法により実施した。
銅合金板試料から、圧延方向に１０ｍｍ×板幅方向に１０ｍｍの寸法で切り出した試料片を、片面研磨により板厚約０．１ｍｍまで研磨し、研磨面が曲げ内側となるようにＧｏｏｄＷａｙ（曲げ軸が圧延方向に直角）密着曲げ試験を行った。
銅合金板試料の密着曲げ試験は、以下の方法により実施した。
銅合金板試料から、圧延方向に１０ｍｍ×板幅方向に１０ｍｍの寸法で切り出した試料片を、片面研磨により板厚約０．１ｍｍまで研磨し、研磨面が曲げ内側となるようにＧｏｏｄＷａｙ（曲げ軸が圧延方向に直角）密着曲げ試験を行った。
【0054】
密着曲げ試験では、Ｖ字型の曲げ治具（図１（ａ）の符号１１、１２、および図１（ｂ）の符号２１、２２）と、ブロック状の治具（図１（ｃ）の符号３１、３２）を使用した。まず、研磨後の試験片Ｓを、図１（ａ）に示すような治具１１、１２の間に挟んで、２００Ｎの荷重でＲ＝０．０５、θ＝９０°に曲げ、つづいて、図１（ｂ）に示すような治具２１、２２の間に挟んで、２００Ｎの荷重でＲ＝０．０５、θ＝１５０°に曲げた。最後に、Ｖ字状に曲がった試験片Ｓを、図１（ｃ）に示すようなブロック状の治具３１、３２の間に挟んで、２００Ｎの荷重で押しつぶして密着曲げを行う。
【0055】
密着曲げ性の判定は、曲げ部の断面観察により割れの有無を確認して判定した。曲げ部の表面のうち、密着曲げしたときに互いに向かい合う面を「内側面」、内側面と反対側の面を「外側面」とした（図２（ａ）、（ｂ）参照）。密着曲げ性は、曲げ部（図２（ａ）、（ｂ）において破線で囲った部分）の外側面における割れの有無で判定した。
【0056】
密着曲げを行った試験片（曲げ試験片）を樹脂埋め込みし、曲げ軸と垂直な面が断面（観察面）となるように、機械研磨およびバフ研磨により観察面調製を行った。光学顕微鏡（倍率：×２００倍）により、断面（観察面）を観察し、曲げ部の外側面における割れの有無を判定した。「割れ」は、曲げ部の外側面の表面から試料片の内部に向かって延びる、細い亀裂として観察されるものを指す。
【0057】
図２(ａ)に示す例（試料Ｎｏ．１）は、曲げ部の外側面に割れが確認されなかったものであり、「密着曲げ可（○）」と判定した。図２(ｂ)に示す例（試料Ｎｏ．７）は、曲げ部の外側面に割れが観察されたものであり、「密着曲げ不可（×）」と判定した。判定結果を、表３の「Ｇ．Ｗ．密着曲げ性」の欄に示す。
【0058】
【表1】
【0059】
【表2】
【0060】
【表3】
【0061】
発明例である試料Ｎｏ．１～６は、本実施形態で規定した化学成分組成及びせん断帯量を充足するため、高い耐力及び優れたＧ．Ｗ．密着曲げ性を有し、耐力－曲げ性バランスに優れた銅合金板が得られた。また、試料Ｎｏ．１～６の銅合金板は、高い導電率を有し、電気電子部品に使用することに支障がないことが分かった。
【0062】
比較例である試料Ｎｏ．７～８は、せん断帯量が本実施形態で規定した範囲から外れていたため、Ｇ．Ｗ．密着曲げ性が低く、割れが発生した。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本開示の銅合金板は、高強度でＧ.Ｗ.密着曲げ性に優れていることから、自動車車載用などの嵌合端子及びその他の端子材、並びに、リレー、スイッチ、ソケットなどの電気電子部品の通電部品に好適である。
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｎｉ：１．２～３．０質量％、
Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、
Ｚｎ：０．５０～１．５質量％を含み、
残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、
厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板の製造方法であって、
熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、時効処理、仕上げ冷間圧延及び低温焼鈍の各工程をこの順に行い、溶体化処理と時効処理との間には冷間圧延を行わない、銅合金板の製造方法。
Ｓｉ：０．１０～１．０質量％、
Ｚｎ：０．５０～１．５質量％を含み、
残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、
厚さ方向の断面において、表面からの深さが板厚の１０％までの範囲をＥＢＳＤ測定したとき、ＣＩ値０．１未満である部分の合計面積率が１０．０～６０．０％である、銅合金板の製造方法であって、
熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、時効処理、仕上げ冷間圧延及び低温焼鈍の各工程をこの順に行い、溶体化処理と時効処理との間には冷間圧延を行わない、銅合金板の製造方法。
【請求項2】
さらに、Ｓｎ及びＭｇの１種以上を、
Ｓｎ：０質量％超１．０質量％以下、
Ｍｇ：０質量％超０．２質量％以下の範囲で含有する、請求項１に記載の銅合金板の製造方法。
Ｓｎ：０質量％超１．０質量％以下、
Ｍｇ：０質量％超０．２質量％以下の範囲で含有する、請求項１に記載の銅合金板の製造方法。
【請求項3】
さらに、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐ、及びＡｇからなる群から選択される１種以上を、合計で０質量％超０．５質量％以下含有する、請求項１または２に記載された銅合金板の製造方法。