特許 7213086 銅合金板材およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-18

(45)【発行日】2023-01-26

(54)【発明の名称】銅合金板材およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22F 1/08 20060101AFI20230119BHJP

   C22C 9/00 20060101ALI20230119BHJP

   C22C 9/04 20060101ALI20230119BHJP

   C22C 9/05 20060101ALI20230119BHJP

   C22C 9/06 20060101ALI20230119BHJP

   H01B 1/02 20060101ALI20230119BHJP

   H01B 5/02 20060101ALI20230119BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20230119BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20230119BHJP

【ＦＩ】

C22F1/08 B

C22F1/08 Q

C22C9/00

C22C9/04

C22C9/05

C22C9/06

H01B1/02 A

H01B5/02 Z

H01B13/00 501Z

C22F1/00 602

C22F1/00 604

C22F1/00 623

C22F1/00 630A

C22F1/00 630F

C22F1/00 630K

C22F1/00 661A

C22F1/00 682

C22F1/00 683

C22F1/00 685Z

C22F1/00 686A

C22F1/00 691B

C22F1/00 691C

C22F1/00 694A

C22F1/00 694B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018242986

(22)【出願日】2018-12-26

(65)【公開番号】P2020105546

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】506365131

【氏名又は名称】ＤＯＷＡメタルテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107548

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 浩一

(72)【発明者】

【氏名】水上 輔

(72)【発明者】

【氏名】伊東 剛史

(72)【発明者】

【氏名】樋上 直太

(72)【発明者】

【氏名】青山 智胤

(72)【発明者】

【氏名】成枝 宏人

【審査官】相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１９８８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０１５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９４２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８１７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７３９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７９５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｆ １／０８

Ｃ２２Ｃ ９／００－９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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解して鋳造し、９５０℃以上の温度で加熱した後、最終パス温度を７００℃以上として熱間圧延を行い、次いで、再結晶しないように維持したまま、総圧下率９０％以上で冷間圧延を行った後、３５０℃以上の温度で１時間以上保持する時効処理を行い、次いで、圧下率２０％以下で仕上げ冷間圧延を行った後に最終焼鈍として歪み取り焼鈍を行うことによって、時効処理を行った後で仕上げ冷間圧延を行う前のばね限界値より、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を行った後のばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させて、銅合金板材を製造する方法であって、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であり、銅合金板材から採取した長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤの０．２％耐力が５７０ＭＰａ以上であり、この試験片ＬＤの長手方向一端側の部分を片持梁ブロック式のたわみ変位負荷用試験ジグに固定し、その板厚方向がたわみ変位の方向になるように長手方向他端側の部分に０．２％耐力の８０％に相当する負荷応力を加えた状態で固定し、この試験片ＬＤを２００℃で１０００時間保持した後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から算出した応力緩和率（％）が２５％以下であり、試験片ＬＤについてＪＩＳ Ｈ３１３０の繰り返したわみ試験に準拠して測定したばね限界値に対する０．２％耐力の比が１．３以上である銅合金板材を製造することを特徴とする、銅合金板材の製造方法。

【請求項2】

０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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解して鋳造し、９５０℃以上の温度で加熱した後、最終パス温度を７００℃以上として熱間圧延を行い、次いで、再結晶しないように維持したまま、総圧下率９０％以上で冷間圧延を行った後、３５０℃以上の温度で１時間以上保持する時効処理を行い、次いで、圧下率２０％以下で仕上げ冷間圧延を行った後に最終焼鈍として歪み取り焼鈍を行うことによって、時効処理を行った後で仕上げ冷間圧延を行う前のばね限界値より、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を行った後のばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させて、銅合金板材を製造する方法であって、銅合金板材の圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）に対して垂直な断面の電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）測定により得られた逆極点図（ＩＰＦ）マップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、１つの結晶粒において基準となる測定点と隣接するピクセルの平均方位差を算出し、その結晶粒内の任意の２０個の測定点で算出した平均方位差の平均値をその結晶粒のＫＡＭ値とし、各結晶粒のＫＡＭ値の平均値を銅合金板材のＫＡＭ値とすると、銅合金板材のＫＡＭ値が１．２°～１．６°であり、前記ＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めると、板厚方向の平均結晶粒径が１．５μｍ以下であり、前記ＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めるとともに、各結晶粒の圧延方向の結晶粒径の平均値を圧延方向の平均結晶粒径として求め、各結晶粒の板厚方向の平均結晶粒径に対する圧延方向の平均結晶粒径の比をアスペクト比とすると、アスペクト比が３以上である銅合金板材を製造することを特徴とする、銅合金板材の製造方法。

【請求項3】

前記加熱を０．５時間以上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】

前記熱間圧延と前記冷間圧延の間において、圧下率４５％以上で冷間圧延を行った後に６７０℃以下の温度で中間焼鈍を行うことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の銅合金板材の製造方法。

【請求項5】

前記最終焼鈍が２００℃以上の温度で０．１時間以上保持する焼鈍であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の銅合金板材の製造方法。

【請求項6】

前記銅合金板材が、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣａおよびＢからなる群から選ばれる１種以上の元素を合計０．５０質量％以下の範囲でさらに含む組成を有することを特徴とする、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】

０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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板材において、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であり、銅合金板材から採取した長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤの０．２％耐力が５７０ＭＰａ以上であり、この試験片ＬＤの長手方向一端側の部分を片持梁ブロック式のたわみ変位負荷用試験ジグに固定し、その板厚方向がたわみ変位の方向になるように長手方向他端側の部分に０．２％耐力の８０％に相当する負荷応力を加えた状態で固定し、この試験片ＬＤを２００℃で１０００時間保持した後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から算出した応力緩和率（％）が２５％以下であり、試験片ＬＤについてＪＩＳ Ｈ３１３０の繰り返したわみ試験に準拠して測定したばね限界値に対する０．２％耐力の比が１．３以上であることを特徴とする、銅合金板材。

【請求項8】

前記銅合金板材から金型により１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさの試験片を板厚に対する各辺のクリアランスの比（クリアランス／板厚）が１０％になるように打ち抜いて、試験片の各辺の端面をレーザー顕微鏡により観察してダレ量を求め、このダレ量の板厚に対する百分率（ダレ量×１００／板厚）をダレ率（％）として算出したときに、ダレ率が７．０％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】

前記銅合金板材から長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤについてＴＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行うとともに、長手方向がＴＤで幅方向がＬＤの試験片ＴＤについてＬＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行った後、曲げ加工部の表面および断面を光学顕微鏡によって１００倍の倍率で観察して、割れが発生しない最小曲げ半径Ｒを求め、この最小曲げ半径Ｒを銅合金板材の板厚ｔで除することによって求めたＲ／ｔ値が、いずれの試験片でも１．５以下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10】

前記銅合金板材が、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣａおよびＢからなる群から選ばれる１種以上の元素を合計０．５０質量％以下の範囲でさらに含む組成を有することを特徴とする、請求項７乃至９のいずれかに記載の銅合金板材。

【請求項11】

前記銅合金板材の圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）に対して垂直な断面の電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）測定により得られた逆極点図（ＩＰＦ）マップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、１つの結晶粒において基準となる測定点と隣接するピクセルの平均方位差を算出し、その結晶粒内の任意の２０個の測定点で算出した平均方位差の平均値をその結晶粒のＫＡＭ値とし、各結晶粒のＫＡＭ値の平均値を銅合金板材のＫＡＭ値とすると、前記銅合金板材のＫＡＭ値が１．２°～１．６°であることを特徴とする、請求項７乃至１０のいずれかに記載の銅合金板材。

【請求項12】

前記ＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めると、板厚方向の平均結晶粒径が１．５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１１に記載の銅合金板材。

【請求項13】

前記ＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めるとともに、各結晶粒の圧延方向の結晶粒径の平均値を圧延方向の平均結晶粒径として求め、各結晶粒の板厚方向の平均結晶粒径に対する圧延方向の平均結晶粒径の比をアスペクト比とすると、アスペクト比が３以上であることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の銅合金板材。

【請求項14】

請求項７乃至１３のいずれかに記載の銅合金板材を材料として用いたことを特徴とする、コネクタ端子。

【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、コネクタ、リードフレーム、リレー、スイッチなどの電気電子部品に使用するＣｕ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ｓｉ－Ｆｅ系銅合金板材およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コネクタ、リードフレーム、リレー、スイッチなどの電気電子部品に使用される材料には、通電によるジュール熱の発生を抑制するために良好な導電性が要求されるとともに、電気電子機器の組立時や作動時に付与される応力に耐えることができる高い強度が要求されている。また、コネクタなどの電気電子部品間の接触信頼性を確保するために、接触圧力が時間とともに低下する現象（応力緩和）に対する耐久性、すなわち、耐応力緩和特性に優れていることも要求されている。

【0003】

このようなコネクタなどの電気電子部品に使用される材料として、ＺｒおよびＴｉのうちの一種または二種を合計で０．０１～０．５０質量％含有し、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｐ、ＳｎおよびＢのうちの一種以上を１．０質量％以下含有し、残部が銅およびその不可避的不純物からなり、７０％ＩＡＣＳ以上の導電率と、３３０ＭＰａ以上の０．２％耐力を有し、１５０℃で１０００時間保持後の応力緩和率が１５％以下である銅合金板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、Ｃｒを０．１～０．８質量％、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｓｉの一種または二種以上を合計で０．００５～０．５質量％含有（あるいは、Ｃｒを０．１～０．８質量％、Ｍｇを０．０１～０．５質量％、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｓｉの一種または二種以上を合計で０．００５～０．５質量％含有）し、残部が銅と不可避不純物からなり、平均結晶粒径が１５～８０μｍで、結晶粒径の変動係数（結晶粒径の標準偏差／平均結晶粒径）が０．４０以下であり、引張強度が４００ＭＰａ以上、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上、応力緩和率が２５％以下、曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が１以下である銅合金材が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0005】

さらに、Ｃｒを０．１０～０．５０質量％、Ｔｉを０．００５～０．５０質量％、Ｓｉを０．００５～０．２０質量％、ＦｅおよびＡｌの少なくとも一種を０．１０質量％以下、Ｎｉを０．１０質量％以下、Ｓｎを２．０質量％以下、Ｚｎを２．０質量％以下含有し、Ｏが１５０ｐｐｍ以下、Ｈが５ｐｐｍ以下に制限され、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなり、断面ＳＥＭ観察による圧延方向の平均結晶粒径が１５μｍ以下で板厚方向の平均結晶粒径が１０μｍ以下の金属組織を有し、ＣｒおよびＳｉとその他の元素を含む化合物が粒径５μｍ以下であるとともに５００μｍ^２内に３０個以下である電気電子部品用銅合金材が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－１０１５７４号公報（段落番号００１１－００１４）

【文献】特開２０１３－１２９８８９号公報（段落番号００１０）

【文献】特開２０１６－２０５４３号公報（段落番号００１７－００２１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１の銅合金板は、０．２％耐力とばね限界値の差が小さく、銅合金板をプレス加工した後のダレが大きくなって形状にばらつきが生じる。また、特許文献１の銅合金板は、Ｚｒを含有しないと、高強度にすることができず、例えば、０．２％耐力が５５０ＭＰａ以上の高強度にするためには、Ｚｒを含有する必要がある。Ｚｒは非常に活性が高く、Ｚｒを含有する銅合金を溶製するために真空炉などが必要になり、銅合金板の製造コストが増大する。

【0008】

また、特許文献２の銅合金材は、結晶粒径が大きいため、銅合金板をプレス加工した後のダレが大きくなって形状にばらつきが生じる。

【0009】

さらに、特許文献３の銅合金材は、多量のＴｉを含有しないと、高強度にすることができず、例えば、０．２％耐力が５５０ＭＰａ以上の高強度にすることができず、多量のＴｉを含有すると、導電率の大幅な低下を招く。

【0010】

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、強度および導電率が高く、耐応力緩和特性に優れ、プレス打ち抜きによるダレ量が少ない安価な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】

【0011】

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、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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解して鋳造し、９５０℃以上の温度で加熱した後、最終パス温度を７００℃以上として熱間圧延を行い、次いで、再結晶しないように維持したまま、総圧下率９０％以上で冷間圧延を行った後、３５０℃以上の温度で１時間以上保持する時効処理を行い、次いで、圧下率２０％以下で仕上げ冷間圧延を行った後に最終焼鈍として歪み取り焼鈍を行うことによって、時効処理を行った後で仕上げ冷間圧延を行う前のばね限界値より、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を行った後のばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させることにより、強度および導電率が高く、耐応力緩和特性に優れ、プレス打ち抜きによるダレ量が少ない安価な銅合金板材を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。

【0012】

すなわち、本発明による銅合金板材の製造方法は、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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解して鋳造し、９５０℃以上の温度で加熱した後、最終パス温度を７００℃以上として熱間圧延を行い、次いで、再結晶しないように維持したまま、総圧下率９０％以上で冷間圧延を行った後、３５０℃以上の温度で１時間以上保持する時効処理を行い、次いで、圧下率２０％以下で仕上げ冷間圧延を行った後に最終焼鈍として歪み取り焼鈍を行うことによって、時効処理を行った後で仕上げ冷間圧延を行う前のばね限界値より、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を行った後のばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させて、銅合金板材を製造することを特徴とする。

【0013】

この銅合金板材の製造方法において、加熱を０．５時間以上行うのが好ましい。また、熱間圧延と前記冷間圧延の間において、圧下率４５％以上で冷間圧延を行った後に６７０℃以下の温度で中間焼鈍を行ってもよい。また、最終焼鈍が２００℃以上の温度で０．１時間以上保持する焼鈍であるのが好ましい。さらに、銅合金板材が、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣａおよびＢからなる群から選ばれる１種以上の元素を合計０．５０質量％以下の範囲でさらに含む組成を有してもよい。

【0014】

また、本発明による銅合金板材は、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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板材において、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であり、銅合金板材から採取した長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤの０．２％耐力が５７０ＭＰａ以上であり、この試験片ＬＤの長手方向一端側の部分を片持梁ブロック式のたわみ変位負荷用試験ジグに固定し、その板厚方向がたわみ変位の方向になるように長手方向他端側の部分に０.２％耐力の８０％に相当する負荷応力を加えた状態で固定し、この試験片ＬＤを２００℃で１０００時間保持した後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から算出した応力緩和率（％）が２５％以下であり、試験片ＬＤについてＪＩＳ Ｈ３１３０の繰り返したわみ試験に準拠して測定したばね限界値に対する０．２％耐力の比が１．３以上であることを特徴とする。

【0015】

この銅合金板材において、銅合金板材から金型により１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさの試験片を板厚に対する各辺のクリアランスの比（クリアランス／板厚）が１０％になるように打ち抜いて、試験片の各辺の端面をレーザー顕微鏡により観察してダレ量を求め、このダレ量の板厚に対する百分率（ダレ量×１００／板厚）をダレ率（％）として算出したときに、ダレ率が７．０％以下であるのが好ましい。また、銅合金板材から長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤについてＴＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行うとともに、長手方向がＴＤで幅方向がＬＤの試験片ＴＤについてＬＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行った後、曲げ加工部の表面および断面を光学顕微鏡によって１００倍の倍率で観察して、割れが発生しない最小曲げ半径Ｒを求め、この最小曲げ半径Ｒを銅合金板材の板厚ｔで除することによって求めたＲ／ｔ値が、いずれの試験片でも１．５以下であるのが好ましい。さらに、銅合金板材が、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣａおよびＢからなる群から選ばれる１種以上の元素を合計０．５０質量％以下の範囲でさらに含む組成を有してもよい。

【0016】

また、本発明による銅合金板材は、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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板材において、銅合金板材の圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）に対して垂直な断面の電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）測定により得られた逆極点図（ＩＰＦ）マップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、１つの結晶粒において基準となる測定点と隣接するピクセルの平均方位差を算出し、その結晶粒内の任意の２０個の測定点で算出した平均方位差の平均値をその結晶粒のＫＡＭ値とし、各結晶粒のＫＡＭ値の平均値を銅合金板材のＫＡＭ値とすると、銅合金板材のＫＡＭ値が１．２°～１．６°であることを特徴とする。

【0017】

この銅合金板材において、上記のＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めると、板厚方向の平均結晶粒径が１．５μｍ以下であるのが好ましい。また、上記のＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めるとともに、各結晶粒の圧延方向の結晶粒径の平均値を圧延方向の平均結晶粒径として求め、各結晶粒の板厚方向の平均結晶粒径に対する圧延方向の平均結晶粒径の比をアスペクト比とすると、アスペクト比が３以上であるのが好ましい。また、銅合金板材の導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であるのが好ましい。また、銅合金板材から採取した長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤの０．２％耐力が５７０ＭＰａ以上であるのが好ましい。また、銅合金板材から採取した長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤの長手方向一端側の部分を片持梁ブロック式のたわみ変位負荷用試験ジグに固定し、その板厚方向がたわみ変位の方向になるように長手方向他端側の部分に０.２％耐力の８０％に相当する負荷応力を加えた状態で固定し、この試験片ＬＤを２００℃で１０００時間保持した後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から算出した応力緩和率（％）が２５％以下であり、試験片ＬＤについてＪＩＳ Ｈ３１３０の繰り返したわみ試験に準拠して測定したばね限界値に対する０．２％耐力の比が１．３以上であるのが好ましい。また、銅合金板材から金型により１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさの試験片を板厚に対する各辺のクリアランスの比（クリアランス／板厚）が１０％になるように打ち抜いて、試験片の各辺の端面をレーザー顕微鏡により観察してダレ量を求め、このダレ量の板厚に対する百分率（ダレ量×１００／板厚）をダレ率（％）として算出したときに、ダレ率が７．０％以下であるのが好ましい。また、銅合金板材から長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤについてＴＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行うとともに、長手方向がＴＤで幅方向がＬＤの試験片ＴＤについてＬＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行った後、曲げ加工部の表面および断面を光学顕微鏡によって１００倍の倍率で観察して、割れが発生しない最小曲げ半径Ｒを求め、この最小曲げ半径Ｒを銅合金板材の板厚ｔで除することによって求めたＲ／ｔ値が、いずれの試験片でも１．５以下であるのが好ましい。さらに、銅合金板材が、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣａおよびＢからなる群から選ばれる１種以上の元素を合計０．５０質量％以下の範囲でさらに含む組成を有してもよい。

【0018】

さらに、本発明によるコネクタ端子は、上記の銅合金板材を材料として用いたことを特徴とする。

【0019】

なお、本明細書中において、「再結晶しないように維持したまま」とは、熱間圧延と冷間圧延の間に加熱処理を行わないか、あるいは、熱間圧延と冷間圧延の間に加熱処理を行っても平均結晶粒径が５μｍ以下に維持されることをいう。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、強度および導電率が高く、耐応力緩和特性に優れ、プレス打ち抜きによるダレ量が少ない安価な銅合金板材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の銅合金板材の実施の形態のプレス打ち抜きによるダレ量を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態では、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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解して鋳造し、９５０℃以上の温度で加熱した後、最終パス温度を７００℃以上として熱間圧延を行い、次いで、再結晶しないように維持したまま、総圧下率９０％以上で冷間圧延を行った後、３５０℃以上の温度で１時間以上保持する時効処理を行い、次いで、圧下率２０％以下で仕上げ冷間圧延を行った後に最終焼鈍として歪み取り焼鈍を行うことによって、時効処理を行った後で仕上げ冷間圧延を行う前のばね限界値より、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を行った後のばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させる。

【0023】

本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態では、熱間圧延と冷間圧延の間に均質化や再結晶焼鈍を行わずに総圧下率９０％以上で冷間圧延を行うことにより、銅合金板材の強度を高めることができ、銅合金板材の結晶粒を微細化することができるとともに、銅合金板材の板厚方向の平均結晶粒径に対する圧延方向の平均結晶粒径（アスペクト比）を大きくすることができる。このような結晶粒の微細化とアスペクト比の増大により、銅合金板材のプレス打ち抜きによるダレ量を低減させることができる。また、均質化や再結晶焼鈍を行わないため、工程数を減らして、安価に銅合金板材を製造することができる。また、総圧下率９０％以上で冷間圧延を行った後に、３５０℃以上の温度で１時間以上保持する時効処理を行うことにより、添加元素を析出させて、銅合金板材の導電率を高めるとともに、耐応力緩和特性を向上させることができる。また、時効処理を行った後、圧下率２０％以下で仕上げ冷間圧延を行った後に最終焼鈍として歪み取り焼鈍を行うことによって、時効処理を行った後で仕上げ冷間圧延を行う前のばね限界値より、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を行った後のばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させることにより、銅合金板材のばね限界値に対する０．２％耐力の比を大きくして、銅合金板材のプレス打ち抜きによるダレ量を低減させて形状のばらつきを小さくすることができるとともに、導電率および強度を高めることができる。このようにして、本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態では、強度および導電率が高く、耐応力緩和特性に優れ、プレス打ち抜きによるダレ量が少ない安価な銅合金板材を製造することができる。

【0024】

以下、本発明による銅合金板材の製造方法の実施の形態の各工程について詳細に説明する。

【0025】

（合金組成）
銅合金板材の原料として、０．２０～０．７０質量％（好ましくは０．２５～０．６８質量％）のＣｒと０．０１～０．１５質量％（好ましくは０．０２～０．１３質量％）のＴｉと０．０１～０．１０質量％（好ましくは０．０１５～０．０９質量％）のＳｉと０．０２～０．２０質量％（好ましくは０．０３～０．１８質量％）のＦｅ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使用する。また、銅合金板材の強度を高めるために、銅合金の原料の組成が、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣａおよびＢからなる群から選ばれる１種以上の元素を合計０．５０質量％以下（好ましくは２０質量％以下）の範囲でさらに含んでもよい。

【0026】

銅合金の原料としてＣｒを添加するのは、銅合金板材の強度の向上を図るためである。Ｃｒ含有量を０．２０～０．７０質量％としたのは、０．２０質量％より少ないと、十分な析出硬化が得られないために析出硬化による強度の向上を図ることができず、０．７０質量％を超えると、Ｃｒの析出物が粗大化して割れの起点となり易く、また、０．７０質量％より多くしてもさらに強度を向上させることができないからである。

【0027】

また、銅合金の原料としてＴｉを添加したのは、Ｃｕ母相中にＴｉが固溶して銅合金板材の耐応力緩和特性の向上を図るためである。また、Ｔｉを添加すると、ＣｒやＳｉと析出物を形成して、析出硬化により銅合金板材の強度を向上させるとともに、Ｃｕ母相中のＣｒやＳｉの固溶量を減少させて銅合金板材の導電率を高めることができる。Ｔｉ含有量を０．０１～０．１５質量％としたのは、０．０１質量％より少ないと、その効果を十分に得ることができず、０．１５質量％を超えると、Ｃｕ母相中のＴｉの固溶量が増加して銅合金板材の導電率が低下し、また、銅合金板材の生産効率が低下するおそれがあるからである。また、Ｔｉ含有量が０．１５質量％を超えると、溶解炉の炉壁に付着するＴｉ酸化物の量が増加して、鋳造工程において鋳塊の品質低下を招くおそれがあり、炉洗いの増加などにより生産効率が低下する。

【0028】

また、銅合金の原料としてＳｉを添加したのは、ＣｒとＣｒ－Ｓｉ系析出物を形成するとともに、ＴｉとＴｉ－Ｓｉ析出物を形成して、析出硬化により銅合金板材の強度を向上させるとともに、Ｃｕ母相中のＣｒやＴｉの固溶量を減少させて銅合金板材の導電率を高めるためである。Ｓｉ含有量を０．０１～０．１０質量％としたのは、０．０１質量％より少ないと、その効果を十分に得ることができず、０．１０質量％を超えると、銅合金板材の導電性が低下し易く、また、Ｓｉは酸化し易い元素であり、鋳造性を低下させ易いので、Ｓｉ含有量は多過ぎない方がよいからである。

【0029】

さらに、銅合金の原料としてＦｅを添加したのは、銅合金板材の強度の向上を図るためである。Ｆｅ含有量を０．０２～０．２０質量％としたのは、０．０２質量％より少ないと、強度の向上が不十分であり、０．２０質量％を超えると、導電率が低下するからである。

【0030】

（溶解・鋳造工程）
高周波真空溶解炉などの設備を用いて上記の組成の銅合金の原料を溶解した後、鋳片を製造する。

【0031】

（熱間圧延工程）
得られた鋳片を９５０℃以上（好ましくは９５０～１０５０℃）に設定した炉に（好ましくは０．５時間以上、さらに好ましくは１～１０時間）保持して加熱する。この加熱により、鋳造時に析出した粗大なＣｒなどの添加元素を一旦Ｃｕ母相中に強制的に固溶させて溶体化の効果を得ることができる。この加熱の適正な温度は、銅合金の結晶粒が粗大化するため、９５０～１０５０℃の範囲であるのが好ましく、９７５～１０２５℃の範囲であるのがさらに好ましい。このように９５０～１０５０℃の温度域で加熱した後、熱間圧延を複数パス、好ましくは５～２０パス程度行う。この熱間圧延は、最終パス温度を７００℃以上（好ましくは７００～９００℃）として、総圧下率を好ましくは５０％以上、さらに好ましくは８５％以上に設定して行う。総圧下率を５０％以上に設定するのは、大きな歪を形成させて結晶粒の成長を抑制して、結晶粒を微細化する効果を得るためである。この熱間圧延後、水冷による急冷を行うのが好ましい。

【0032】

（冷間圧延工程）
熱間圧延後、再結晶しないように維持したまま、総圧下率９０％以上で冷間圧延を行う。この冷間圧延により、Ｃｕ母相中に固溶したＣｒなどの添加元素を含む化合物を（次の時効処理工程で）効率良く析出させる効果を得ることができる。熱間圧延と冷間圧延の間で再結晶しないように維持することができれば、中間焼鈍などの他の処理を行わなくてもよいし、熱間圧延後と冷間圧延の間において、圧下率４５％以上（好ましくは４５～６５％）で冷間圧延を行った後に６７０℃以下の温度で中間焼鈍を行ってもよい。なお、総圧下率は、熱間圧延後から時効処理前に行った冷間圧延の圧下率をいい、総圧下率（％）＝｛熱間圧延後の板厚（ｍｍ）－時効処理前の板厚（ｍｍ）｝×１００／熱間圧延後の板厚（ｍｍ）であり、熱間圧延後の板厚は、熱間圧延後に面削したときはその面削後の板厚である。

【0033】

（時効処理工程）
冷間圧延後に３５０℃以上（好ましくは３５０～５００℃）で１時間以上（好ましくは２～１０時間）保持する時効処理を行う。この時効処理により、Ｃｕ母相中に固溶したＣｒなどの添加元素の単体またはいずれかを含む化合物を析出させ、強度と導電率を向上させることができる。これらの特性の向上させるためには、３５０～５００℃で時効処理を行うのが好ましく、３５０℃より低いと、析出に要する時間が極端に長くなり、５００℃より高いと、析出物が粗大化して強度の低下と曲げ加工性の悪化を招く。また、効率良く析出させて結晶粒の粗大化を防ぎ、高強度且つ高導電率で良好な曲げ加工性を有する銅合金板材を得るためには、時効処理を４００～４９０℃で行うのが好ましい。

【0034】

（仕上げ冷間圧延工程）
時効処理後に圧下率２０％以下（好ましくは３～２０％）で仕上げ冷間圧延を行う。この仕上げ冷間圧延により、銅合金板材の強度を高めるとともに、ばね限界値を低下させることができる。圧下率が２０％より高いと、銅合金板材の耐応力緩和特性が低下するおそれがある。

【0035】

（最終焼鈍）
仕上げ冷間圧延後に最終焼鈍として歪み取り焼鈍を行ってばね限界値を３０ＭＰａ以上（好ましくは３０～１５０ＭＰａ、さらに好ましくは３５～１３０ＭＰａ）低下させる。このように歪み取り焼鈍を行うことにより、銅合金板材の導電率を高めるとともに耐応力緩和特性と曲げ加工性を向上させることができる。このような歪み取り焼鈍は、２００℃以上（好ましくは２００～４００℃）の温度で０．１時間以上（好ましくは０．１～１時間）保持することによって行うことができる。

【0036】

このように時効処理を行った後で仕上げ冷間圧延を行う前のばね限界値より、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を行った後のばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させることにより、銅合金板材のばね限界値に対する０．２％耐力の比を大きくして、銅合金板材のプレス打ち抜きによるダレ量を低減させて、形状のばらつきを小さくすることができる。このばね限界値の低下が３０ＭＰａより低いと、銅合金板材の板厚方向の平均結晶粒径に対する圧延方向の平均結晶粒径（アスペクト比）が大きくても、ばね限界値に対する０．２％耐力の比が（１．３以下と）小さくなり、銅合金板材のプレス打ち抜きによるダレ量を低減させることができなくなる。また、上記のばね限界値の低下が３０ＭＰａより低いと、銅合金板材のＫＡＭ値が低くなって、０．２％耐力が（５７０ＭＰａよりも）低下するおそれがある。なお、一般に、仕上げ冷間圧延によってばね限界値が低下し、最終焼鈍（歪み取り焼鈍）によってばね限界値が上昇するが、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍を調整してばね限界値を３０ＭＰａ以上低下させることができる。

【0037】

上述した銅合金板材の製造方法の実施の形態により、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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板材において、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であり、銅合金板材から採取した長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤの０．２％耐力が５７０ＭＰａ以上であり、この試験片ＬＤの長手方向一端側の部分を片持梁ブロック式のたわみ変位負荷用試験ジグに固定し、その板厚方向がたわみ変位の方向になるように長手方向他端側の部分に０.２％耐力の８０％に相当する負荷応力を加えた状態で固定し、この試験片ＬＤを２００℃で１０００時間保持した後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から算出した応力緩和率（％）が２５％以下であり、試験片ＬＤについてＪＩＳ Ｈ３１３０の繰り返したわみ試験に準拠して測定したばね限界値に対する０．２％耐力の比が１．３以上である銅合金板材を製造することができる。

【0038】

このように、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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板材において、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上、０．２％耐力が５７０ＭＰａ以上、ばね限界値に対する０．２％耐力の比が１．３以上であれば、強度および導電率が高く、耐応力緩和特性に優れ、プレス打ち抜きによるダレ量が少ない安価な銅合金板材を提供することができる。特に、銅合金板材のね限界値に対する０．２％耐力の比が１．３以上であれば、プレス打ち抜きによるダレ量を少なして、プレス打ち抜きにより加工精度を向上させることができる。

【0039】

この銅合金板材において、銅合金板材から金型により１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさの試験片を板厚に対する各辺のクリアランスの比（クリアランス／板厚）が１０％になるように打ち抜いて、試験片の各辺の端面をレーザー顕微鏡により観察して（図１においてδで示す）ダレ量を求め、このダレ量の板厚に対する百分率（ダレ量×１００／板厚）をダレ率（％）として算出したときに、ダレ率が７．０％以下であるのが好ましい。なお、図１において、ｔは銅合金板材の厚さ、δはダレ量、ａはせん断面、ｂは破断面を示している。

【0040】

また、銅合金板材から長手方向が圧延方向（ＬＤ）で幅方向が圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）の試験片ＬＤについてＴＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行うとともに、長手方向がＴＤで幅方向がＬＤの試験片ＴＤについてＬＤを曲げ軸にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行った後、曲げ加工部の表面および断面を光学顕微鏡によって１００倍の倍率で観察して、割れが発生しない最小曲げ半径Ｒを求め、この最小曲げ半径Ｒを銅合金板材の板厚ｔで除することによって求めたＲ／ｔ値が、いずれの試験片でも１．５以下であるのが好ましい。

【0041】

さらに、銅合金板材が、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、ＣａおよびＢからなる群から選ばれる１種以上の元素を合計０．５０質量％以下の範囲でさらに含む組成を有してもよい。

【0042】

また、上述した銅合金板材の製造方法の実施の形態により、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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板材において、銅合金板材の圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向（ＴＤ）に対して垂直な断面の電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）測定により得られた逆極点図（ＩＰＦ）マップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、１つの結晶粒において基準となる測定点と隣接するピクセルの平均方位差を算出し、その結晶粒内の任意の２０個の測定点で算出した平均方位差の平均値をその結晶粒のＫＡＭ値とし、各結晶粒のＫＡＭ値の平均値を銅合金板材のＫＡＭ値とすると、銅合金板材のＫＡＭ値が１．２°～１．６°である銅合金板材を製造することができる。

【0043】

この銅合金板材において、上記のＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めると、板厚方向の平均結晶粒径が１．５μｍ以下であるのが好ましく、０．３～１．３μｍであるのがさらに好ましい。また、上記のＩＰＦマップに基づいて、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向の結晶粒径の平均値を板厚方向の平均結晶粒径として求めるとともに、各結晶粒の圧延方向の結晶粒径の平均値を圧延方向の平均結晶粒径として求め、各結晶粒の板厚方向の平均結晶粒径に対する圧延方向の平均結晶粒径の比をアスペクト比とすると、アスペクト比が３以上であるのが好ましい。

【0044】

このように、０．２０～０．７０質量％のＣｒと０．０１～０．１５質量％のＴｉと０．０１～０．１０質量％のＳｉと０．０２～０．２０質量％のＦｅ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板材において、ＫＡＭ値が１．２°～１．６°、板厚方向の平均結晶粒径が１．５μｍ以下、板厚方向の平均結晶粒径に対する圧延方向の平均結晶粒径の比（アスペクト比）が３以上であれば、強度および導電率が高く、耐応力緩和特性に優れ、プレス打ち抜きによるダレ量が少ない安価な銅合金板材を提供することができる。特に、アスペクト比が３以上であれば、銅合金板材の結晶粒の異方性（銅合金板材のＴＤ（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）とＬＤ（圧延方向）との間の異方性（ＴＤとＬＤの間の差））を大きくして、ばね限界値に対する強度（０．２％耐力）を高くして、プレス打ち抜きによるダレ量を少なして、プレス打ち抜きにより加工精度を向上させることができる。また、ＫＡＭ値（結晶粒内において任意の測定点とその近接した測定点との間の方位差を定量化した値）が１．２°～１．６°であれば、銅合金板材の歪み量を適当な量にすることができ、強度（０．２％耐力）が高く、耐応力緩和特性に優れた銅合金板材を得ることができる。

【実施例】

【0045】

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。

【0046】

［実施例１～７、比較例１～１４］
０．５６質量％のＣｒと０．０９質量％のＴｉと０．０３質量％のＳｉと０．０９質量％のＦｅと０．１１質量％のＡｇを含み、残部がＣｕからなる銅合金（実施例１）、０．６０質量％のＣｒと０．１０質量％のＴｉと０．０５質量％のＳｉと０．０６質量％のＦｅと０．１０質量％のＣｏを含み、残部がＣｕからなる銅合金（実施例２）、０．２７質量％のＣｒと０．１３質量％のＴｉと０．０８質量％のＳｉと０．０７質量％のＦｅと０．１２質量％のＭｇと０．０７質量％のＣａを含み、残部がＣｕからなる銅合金（実施例３）、０．６５質量％のＣｒと０．０３質量％のＴｉと０．０２質量％のＳｉと０．０３質量％のＦｅと０．０３質量％のＮｉを含み、残部がＣｕからなる銅合金（実施例４）、０．４４質量％のＣｒと０．０７質量％のＴｉと０．０６質量％のＳｉと０．１７質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（実施例５）、０．３２質量％のＣｒと０．０５質量％のＴｉと０．０５質量％のＳｉと０．０６質量％のＦｅと０．０４質量％のＭｎと０．４０質量％のＺｎを含み、残部がＣｕからなる銅合金（実施例６）、０．５０質量％のＣｒと０．０９質量％のＴｉと０．０７質量％のＳｉと０．１０質量％のＦｅと０．０３質量％のＢを含み、残部がＣｕからなる銅合金（実施例７）、０．４７質量％のＣｒと０．０４質量％のＴｉと０．０２質量％のＳｉと０．０８質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例１）、０．４９質量％のＣｒと０．０６質量％のＴｉと０．０７質量％のＳｉと０．０８質量％のＦｅと０．１０質量％のＡｇを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例２）、０．５２質量％のＣｒと０．０６質量％のＴｉと０．０３質量％のＳｉと０．０７質量％のＦｅと０．０９質量％のＡｇを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例３）、０．５０質量％のＣｒと０．０６質量％のＳｉと０．０４質量％のＦｅとを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例４）、０．４４質量％のＣｒと０．０５質量％のＴｉと０．１０質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例５）、０．３７質量％のＣｒと０．１０質量％のＴｉと０．０５質量％のＳｉを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例６）、０．７７質量％のＣｒと０．０３質量％のＴｉと０．０３質量％のＳｉと０．０６質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例７）、０．３３質量％のＣｒと０．１７質量％のＴｉと０．０２質量％のＳｉと０．１１質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例８）、０．４７質量％のＣｒと０．０９質量％のＴｉと０．１５質量％のＳｉと０．０６質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例９）、０．４０質量％のＣｒと０．０５質量％のＴｉと０．０６質量％のＳｉと０．２４質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例１０）、０．１５質量％のＣｒと０．０７質量％のＴｉと０．０７質量％のＳｉと０．１２質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例１１）、０．６４質量％のＣｒと０．０８質量％のＴｉと０．０４質量％のＳｉと０．１０質量％のＦｅと０．０９質量％のＡｇを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例１２）、０．５６質量％のＣｒと０．０９質量％のＴｉと０．０４質量％のＳｉと０．０９質量％のＦｅと０．１０質量％のＡｇを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例１３）、０．５１質量％のＣｒと０．０８質量％のＴｉと０．０３質量％のＳｉと０．１０質量％のＦｅを含み、残部がＣｕからなる銅合金（比較例１４）をそれぞれ溶解して鋳造することにより得られた鋳塊から、それぞれ５０００ｍｍ×５００ｍｍ×２２０ｍｍの鋳片を切り出した。

【0047】

それぞれの鋳片を１０００℃（実施例１、４、６、７、比較例１、３～１４）、１０５０℃（実施例２）、９８０℃（実施例３）、１０２５℃（実施例５、比較例２）で５時間加熱した後に抽出して、熱間圧延を行った。この熱間圧延では、６８０℃～１０５０℃の温度域において総圧下率がそれぞれ９２．６％（実施例１）、９５．１％（実施例２）、９４．０％（実施例３）、９１．５％（実施例４）、９３．７％（実施例５）、９４．８％（実施例６）、９４．７％（実施例７）、９６．５％（比較例１）、９５．５％（比較例２）、９６．４％（比較例３）、９４．１％（比較例４～１１、１４）、９２．８％（比較例１２）、９３．８％（比較例１３）で最終パス温度がそれぞれ８６０℃（実施例１、比較例１３）、８４０℃（実施例２、４）、７４０℃（実施例３）、８５５℃（実施例５）、８００℃（実施例６、比較例１、１１）、８５０℃（実施例７、比較例４～６）、７００℃（比較例２）、６８０℃（比較例３）、８８０℃（比較例７～１０、１２、１４）として８パス行われるようにパススケジュールを設定した。なお、この熱間圧延後のそれぞれ板材（熱延材）の両面を１．５ｍｍ程度面削を行った。

【0048】

次に、実施例５では、圧下率６０％で冷間圧延した後に６５０℃で１５秒間保持する中間焼鈍を行い（この中間焼鈍後の平均結晶粒径は２．８μｍ）、実施例６では、圧下率５０％で冷間圧延した後に６５０℃で１５秒間保持する中間焼鈍を行い（この中間焼鈍後の平均結晶粒径は３．２μｍ）、比較例１では、圧下率８０％で冷間圧延した後に７００℃で３分間保持する中間焼鈍（再結晶焼鈍）行い（この再結晶焼鈍後の平均結晶粒径は１０μｍ）、比較例２では、圧下率７０％で冷間圧延した後に７２０℃で５分間保持する中間焼鈍（再結晶焼鈍）を行い（この再結晶焼鈍後の平均結晶粒径は１６μｍ）、比較例３では、圧下率８２％で冷間圧延した後に９７５℃で５０秒間保持する中間焼鈍（再結晶焼鈍）を行った（この再結晶焼鈍後の平均結晶粒径は１８μｍ）。なお、平均結晶粒径は、上記の中間焼鈍または再結晶焼鈍後の板材のＴＤ（圧延方向（ＬＤ）および板厚方向（ＮＤ）に対して垂直な方向（板幅方向））に対して垂直な断面（ＴＤ面）をクロスセクションポリッシャーによりミリング処理して鏡面とし、この断面について、電子線後方散乱回折（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＢａｃｋＳｃａｔｔｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＥＢＳＤ））分析装置（株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ４．０）を備えた電界放出形走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）（日本電子株式会社製のＪＳＭ－７００１）を使用して、加速電圧１５ｋＶ、倍率２００倍、測定視野５００μｍ×５００μｍ、分解能（ステップサイズ）０．５μｍとしてＥＢＳＤ測定を行い、この測定結果から、データ収集用ソフト（株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ－ＤＣ）とデータ解析用ソフト（株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ－Ａｎａｌｙｓｉｓ７．０）を用いて、逆極点図（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｐｏｌｅ Ｆｉｇｕｒｅ（ＩＰＦ））マップを作成し、このＩＰＦマップに基づいて、上記のデータ解析用ソフトにより解析された信頼性指数（Ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ（ＣＩ）値）が０．１以下である測定点を除き、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、上記のデータ解析用ソフトによりＡｒｅａ Ｆｒａｃｔｉｏｎ法に基づいて算出した。

【0049】

次に、それぞれ圧下率９５．８％（実施例１、比較例１３）、９３．３％（実施例２）、９５．０％（実施例３、比較例４～１２、１４）、９６．４％（実施例４）、９０．０％（実施例５、６）、９４．２％（実施例７）、４０．０％（比較例１）、２０．０％（比較例２）、２５．０％（比較例３）で冷間圧延を行った。なお、この冷間圧延前に予め冷間圧延を行った実施例５～６および比較例１～３では、それぞれ冷間圧延の総圧下率が９６．３％（実施例５）、９５．３（実施例６）、８９．２％（比較例１）、９２．８％（比較例２）、８９．９％（比較例３）であった。

【0050】

次にそれぞれ４３０℃で４時間（実施例１、４、６、７、比較例１３）、４７０℃で２時間（実施例２、比較例１２）、４５０℃で４時間（実施例３、比較例１、４～１０）、４５０℃２時間（実施例５、比較例３、１４）、７２０℃で５分間（比較例２）、４２０℃で４時間（比較例１１）保持して時効処理を行った。

【0051】

次に、比較例１３を除いて、それぞれ圧下率１０％（実施例１、４、比較例１、４～１１）、５％（実施例２、３、６）、７％（実施例５）、２０％（実施例７）、７０％（比較例２）、２５％（比較例３）、３０％（比較例１２）、３％（比較例１４）で仕上げ冷間圧延を行って、それぞれ板厚を０．５ｍｍ（実施例１～４、比較例１～３）、０．４ｍｍ（実施例５～７）、０．４５ｍｍ（比較例４～１３）、０．４９ｍｍ（比較例１４）にした。

【0052】

次に、比較例１３を除いて、それぞれ３００℃で０．５時間保持（実施例１、５、比較例４～１２）、２５０℃で０．２時間保持（実施例２、６）、２７０℃で０．５時間保持（実施例３）、３５０℃で０．２時間保持（実施例４）、２５０℃で０．２時間保持（実施例６、７）、２５０℃で０．５時間保持（比較例１）、５００℃で６０秒間保持（比較例２）、６００℃で６０秒間保持（比較例３）、３５０℃で０．１時間保持（比較例１４）する最終焼鈍（歪み取り焼鈍）を行った。この仕上げ冷間圧延と最終焼鈍によって、得られた銅合金板材のばね限界値がそれぞれ１０８ＭＰａ（実施例１）、５１ＭＰａ（実施例２）、６８ＭＰａ（実施例３）、９２ＭＰａ（実施例４）、８８ＭＰａ（実施例５）、４０ＭＰａ（実施例６）、１１６ＭＰａ（実施例７）、３９ＭＰａ（比較例１）、４２ＭＰａ（比較例２）、５５ＭＰａ（比較例３）、１０２ＭＰａ（比較例４）、９２ＭＰａ（比較例５）、８７ＭＰａ（比較例６）、６２ＭＰａ（比較例７）、８１ＭＰａ（比較例８）、７８ＭＰａ（比較例９）、１０４ＭＰａ（比較例１０）、１１１ＭＰａ（比較例１１）、１０５ＭＰａ（比較例１２）、２０ＭＰａ（比較例１４）低下した。なお、このばね限界値は、仕上げ冷間圧延と最終焼鈍後のそれぞれの銅合金板材から長手方向がＬＤ（圧延方向）で幅方向がＴＤ（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）の試験片ＬＤ（ＪＩＳ Ｚ２２０１の５号試験片）を採取し、それぞれの試験片についてＪＩＳ Ｈ３１３０の繰り返したわみ試験に準拠して測定した。

【0053】

このようにして得られた実施例１～７および比較例１～１４の銅合金板材について、板厚方向（ＮＤ）の平均結晶粒径、板厚方向（ＮＤ）の平均結晶粒径に対する圧延方向（ＬＤ）の平均結晶粒径の比（アスペクト比）、ＫＡＭ（Ｋｅｒｎｅｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）値（結晶粒内において任意の測定点とその近接した測定点との間の方位差を定量化した値）を求めた。

【0054】

銅合金板材の板厚方向（ＮＤ）の平均結晶粒径、アスペクト比およびＫＡＭ値について、銅合金板材のＴＤ（圧延方向（ＬＤ）および板厚方向（ＮＤ）に対して垂直な方向）に対して垂直な断面（ＴＤ面）をクロスセクションポリッシャーによりミリング処理して鏡面とし、この断面について、電子線後方散乱回折（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＢａｃｋＳｃａｔｔｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＥＢＳＤ））分析装置（株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ４．０）を備えた電界放出形走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）（日本電子株式会社製のＪＳＭ－７００１）を使用して、加速電圧１５ｋＶ、倍率５０００倍、測定視野３５μｍ×５０μｍ、分解能（ステップサイズ）１００ｎｍとしてＥＢＳＤ測定を行い、この測定結果から、データ収集用ソフト（株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ－ＤＣ）とデータ解析用ソフト（株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ－Ａｎａｌｙｓｉｓ７．０）を用いて、逆極点図（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｐｏｌｅ Ｆｉｇｕｒｅ（ＩＰＦ））マップを作成し、このＩＰＦマップに基づいて、上記のデータ解析用ソフトにより解析された信頼性指数（Ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ（ＣＩ）値）が０．１以下である測定点を除き、隣接するピクセル間の結晶方位差が１５°以上である境界を結晶粒界とみなして、各結晶粒の板厚方向（ＮＤ）の結晶粒径の平均値を板厚方向（ＮＤ）の平均結晶粒径とし、各結晶粒の板厚方向（ＮＤ）の平均結晶粒径に対する圧延方向（ＬＤ）の平均結晶粒径の比をアスペクト比とし、また、１つの結晶粒において基準となる測定点（任意のピクセル）と隣接するピクセルの平均方位差を算出し、その結晶粒内の任意の２０個の測定点で算出した平均方位差の平均値をその結晶粒のＫＡＭ値とし、各結晶粒のＫＡＭ値の平均値を銅合金板材のＫＡＭ値とした。その結果、銅合金板材の板厚方向（ＮＤ）の平均結晶粒径は、それぞれ０．４μｍ（実施例１、７、比較例８）、０．６μｍ（実施例２、比較例４）、０．７μｍ（実施例３、比較例６、１１、１４）、０．８μｍ（実施例４、５）、１．０μｍ（実施例６）、３．４μｍ（比較例１）、５．６μｍ（比較例２）、１１．２μｍ（比較例３）、０．５μｍ（比較例５、７、９、１０、１３）、０．３μｍ（比較例１２）であった。また、銅合金板材の板厚方向（ＮＤ）の平均結晶粒径に対する圧延方向（ＬＤ）の平均結晶粒径の比（アスペクト比）は、それぞれ４．９（実施例１）、４．０（実施例２）、４．１（実施例３）、４．８（実施例４）、３．８（実施例５）、３．４（実施例６）、５．５（実施例７）、２．５（比較例１）、３．２（比較例２）、１．８（比較例３）、４．２（比較例４）、４．４（比較例５）、４．０（比較例６）、４．７（比較例７）、５．０（比較例８）、４．８（比較例９）、４．３（比較例１０）、４．３（比較例１１）、６．０（比較例１２）、４．２（比較例１３）、３．６（比較例１４）であった。さらに、銅合金板材のＫＡＭ値は、それぞれ１．３４°（実施例１）、１．２８°（実施例２）、１．３０°（実施例３）、１．３７°（実施例４）、１．３６°（実施例５）、１．２６°（実施例６）、１．５４°（実施例７）、０．８８°（比較例１）、０．９５°（比較例２）、０．８２°（比較例３）、１．３４°（比較例４）、１．２９°（比較例５）、１．２９°（比較例６）、１．３１°（比較例７）、１．３２°（比較例８）、１．２８°（比較例９）、１．２５°（比較例１０）、１．３０°（比較例１１）、１．６６°（比較例１２）、１．１５°（比較例１３）、１．１４°（比較例１４）であった。

【0055】

また、得られた銅合金板材について、導電率、０．２％耐力、耐応力緩和特性、曲げ加工性、ばね限界値、プレス打ち抜き性を以下のように調べた。

【0056】

銅合金板材の導電率は、ＪＩＳ Ｈ０５０５の導電率測定方法に従って測定した。その結果、導電率は、それぞれ８０．９％ＩＡＣＳ（実施例１）、７８．９％ＩＡＣＳ（実施例２）、７５．９％ＩＡＣＳ（実施例３）、７５．８％ＩＡＣＳ（実施例４）、７６．０％ＩＡＣＳ（実施例５）、７７．２％ＩＡＣＳ（実施例６）、７７．１％ＩＡＣＳ（実施例７）、７８．３％ＩＡＣＳ（比較例１）、７８．７％ＩＡＣＳ（比較例２）、７９．４％ＩＡＣＳ（比較例３）、８８．６％ＩＡＣＳ（比較例４）、７１．８％ＩＡＣＳ（比較例５）、７２．１％ＩＡＣＳ（比較例６）、６７．２％ＩＡＣＳ（比較例７）、５６．１％ＩＡＣＳ（比較例８）、７０．３％ＩＡＣＳ（比較例９）、７０．９％ＩＡＣＳ（比較例１０）、８４．０％ＩＡＣＳ（比較例１１）、７７．５％ＩＡＣＳ（比較例１２）、７８．９％ＩＡＣＳ（比較例１３）、７７．４％ＩＡＣＳ（比較例１４）であった。

【0057】

銅合金板材の機械的特性としての引張強さとして、銅合金板材から長手方向がＬＤ（圧延方向）で幅方向がＴＤ（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）の引張試験用の試験片ＬＤ（ＪＩＳ Ｚ２２０１の５号試験片）を採取し、その試験片についてＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠した引張試験を行って０．２％耐力を求めた。その結果、ＬＤの０．２％耐力は、それぞれ６１０ＭＰａ（実施例１）、５９６ＭＰａ（実施例２）、５８８ＭＰａ（実施例３）、６１４ＭＰａ（実施例４）、５９０ＭＰａ (実施例５)、５７７ＭＰａ（実施例６）、６３９ＭＰａ（実施例７）、４７２ＭＰａ（比較例１）、４８２ＭＰａ（比較例２）、４８０ＭＰａ (比較例３)、５０９ＭＰａ（比較例４）、５４４ＭＰａ（比較例５）、５７６ＭＰａ（比較例６）、６４１ＭＰａ（比較例７）、６５４ＭＰａ（比較例８）、５５９ＭＰａ（比較例９）、６０６ＭＰａ（比較例１０）、４５２ＭＰａ（比較例１１）、６４２ＭＰａ（比較例１２）、５６２ＭＰａ（比較例１３）、５６０ＭＰａ（比較例１４）であった。

【0058】

銅合金板材の耐応力緩和特性は、日本電子材料工業会標準規格ＥＭＡＳ－１０１１に規定された片持ち梁ブロック式の応力緩和試験により評価した。具体的には、銅合金板材から長手方向がＬＤ（圧延方向）で幅方向がＴＤ（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）の（長さ６０ｍｍ×幅１０ｍｍの）試験片ＬＤを採取し、その試験片の長手方向一端側の部分を片持梁ブロック式のたわみ変位負荷用試験ジグ（の試験片保持ブロック）に固定し、その板厚方向がたわみ変位の方向になるように長手方向他端側の部分（自由端部）に（たわみ変位調整ブロックとくさび形ブロックにより）０.２％耐力の８０％に相当する負荷応力を加えた状態で固定し、この試験片を２００℃で１０００時間保持した後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から応力緩和率（％）を算出することにより評価した。その結果、ＬＤの応力緩和率は、それぞれ２０％（実施例１）、１７％（実施例２）、１８％（実施例３）、２２％（実施例４）、２０％（実施例５）、１７％（実施例６）、２４％（実施例７）、１６％（比較例１）、１２％（比較例２）、１３％（比較例３）、３０％（比較例４）、２６％（比較例５）、１８％（比較例６）、１２％（比較例７）、１４％（比較例８）、２１％（比較例９）、１４％（比較例１０）、２８％（比較例１１）、２７％（比較例１２）、１７％（比較例１３）、２０％（比較例１４）であった。

【0059】

銅合金板材の曲げ加工性を評価するために、銅合金板材から長手方向がＬＤ（圧延方向）で幅方向がＴＤ（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）になるように（幅１０ｍｍの）曲げ加工試験片ＬＤを切り出すとともに、長手方向がＴＤで幅方向がＬＤになるように（幅１０ｍｍの）試験片ＴＤ（ＪＩＳ Ｚ２２０１の５号試験片）を切り出し、曲げ加工試験片ＬＤについてＴＤを曲げ軸（ＧｏｏｄＷａｙ曲げ（Ｇ．Ｗ．曲げ））にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行うとともに、曲げ加工試験片ＴＤについてＬＤを曲げ軸（ＢａｄＷａｙ曲げ（Ｂ．Ｗ．曲げ））にしてＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行った。この試験後の試験片について、曲げ加工部の表面および断面を光学顕微鏡によって１００倍の倍率で観察して、割れが発生しない最小曲げ半径Ｒを求め、この最小曲げ半径Ｒを銅合金板材の板厚ｔで除することによって、それぞれのＲ／ｔ値を求めた。その結果、曲げ加工試験片ＬＤとＴＤのＲ／ｔは、それぞれ１．０と１．０（実施例１、５、６、比較例５、１３）、０．８と０．８（実施例２、比較例１～４）、１．２と１．０（実施例３、比較例６）、１．２と１．２（実施例４、比較例９、１０、１４）、１．５と１．５（実施例７）、２．０と２．０（比較例７、８）、０．８と１．０（比較例１１）、１．５と２．０（比較例１２）であった。

【0060】

銅合金板材のばね限界値は、銅合金板材から長手方向がＬＤ（圧延方向）で幅方向がＴＤ（圧延方向および板厚方向に対して垂直な方向）の試験片ＬＤ（ＪＩＳ Ｚ２２０１の５号試験片）を採取し、それぞれの試験片についてＪＩＳ Ｈ３１３０の繰り返したわみ試験に準拠して測定した。その結果、試験片ＬＤのばね限界値は、それぞれ３２６ＭＰａ（実施例１）、３９４ＭＰａ（実施例２）、３７６ＭＰａ（実施例３）、３５６ＭＰａ（実施例４）、３６８ＭＰａ（実施例５）、４００ＭＰａ（実施例６）、３３２ＭＰａ（実施例７）、４２３ＭＰａ（比較例１）、４５５ＭＰａ（比較例２）、４４２ＭＰａ（比較例３）、２９８ＭＰａ（比較例４）、３５５ＭＰａ（比較例５）、３５２ＭＰａ（比較例６）、３４８ＭＰａ（比較例７）、３３８ＭＰａ（比較例８）、３１８ＭＰａ（比較例９）、３１６ＭＰａ（比較例１０）、２８３ＭＰａ（比較例１１）、３５９ＭＰａ（比較例１２）、４６４ＭＰａ（比較例１３）、４５７ＭＰａ（比較例１４）であり、試験片ＬＤのばね限界値に対する０．２％耐力の比（０．２％耐力／ばね限界値）は、それぞれ１．８７（実施例１）、１．５１（実施例２）、１．５６（実施例３）、１．７２（実施例４）、１．６０（実施例５）、１．４４（実施例６）、１．９２（実施例７）、１．１２（比較例１）、１．０６（比較例２）、１．０９（比較例３）、１．７１（比較例４）、１．５３（比較例５）、１．６４（比較例６）、１．８４（比較例７）、１．９３（比較例８）、１．７６（比較例９）、１．６２（比較例１０）、１．６０（比較例１１）、１．７９（比較例１２）、１．２１（比較例１３）、１．２３（比較例１４）であった。

【0061】

銅合金板材のプレス打ち抜き性を評価するために、銅合金板材から金型により１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさの試験片を板厚に対する各辺のクリアランスの比（クリアランス／板厚）が１０％になるように打ち抜いて、試験片の各辺の端面をレーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製のＶＫ－Ｘ１００）により４００倍で観察してダレ量δを求め、このダレ量の板厚に対する百分率（ダレ量×１００／板厚）をダレ率（％）として算出し、このダレ率が７．０％以下のときにプレス打ち抜き性が良好であると評価した。その結果、銅合金板材のプレス打ち抜きによるダレ率は、それぞれ４．８％（実施例１）、５．７％（実施例２）、５．６％（実施例３）、５．１％（実施例４）、５．４％（実施例５）、６．６％（実施例６）、４．９％（実施例７）、７．８％（比較例１）、８．４％（比較例２）、８．１％（比較例３）、５．０％（比較例４）、５．８％（比較例５）、５．３％（比較例６）、４．７％（比較例７）、４．６％（比較例８）、４．９％（比較例９）、５．５％（比較例１０）、６．０％（比較例１１）、４．９％（比較例１２）、７．４％（比較例１３）、７．５（比較例１４）であった。

【0062】

これらの実施例および比較例の銅合金板材の製造条件および特性を表１～表５に示す。

【0063】

【表1】

【0064】

【表2】

【0065】

【表3】

【0066】

【表4】

【0067】

【表5】

【符号の説明】

【0068】

１０ 銅合金板材
δ ダレ量
ａ せん断面
ｂ 破断面
ｔ 板厚

【図1】