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(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】2024-07-25
(45)【発行日】2024-08-02
(54)【発明の名称】銅合金材およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C22C 9/00 20060101AFI20240726BHJP
C22F 1/08 20060101ALI20240726BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20240726BHJP
【ＦＩ】
C22C9/00
C22F1/08 B
C22F1/00 630A
C22F1/00 630K
C22F1/00 661A
C22F1/00 681
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 685Z
C22F1/00 602
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 694A
C22F1/00 694B
C22F1/00 692A
C22F1/00 684A
C22F1/00 623
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020022261
(22)【出願日】2020-02-13
(65)【公開番号】P2021127491
(43)【公開日】2021-09-02
【審査請求日】2022-12-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114292
【弁理士】
【氏名又は名称】来間 清志
(74)【代理人】
【識別番号】100205659
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 拓也
(72)【発明者】
【氏名】檀上 翔一
【審査官】河口 展明
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－２８１８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１１３２５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０８１８３４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ９／００－９／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｃｒを１．０～６．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する銅合金材であって、Ｃｕ母相と、Ｃｒを含有するＣｒ含有相とを含む複相組織を有し、
前記銅合金材の圧延方向（ｘ）と板厚方向（ｙ）を含む断面で見て、
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの２００×２００μｍの視野領域において存在する前記Ｃｒ含有相のうち、前記圧延方向（ｘ）に沿って測定したときの全長（Ｌ１）が２０μｍ以上であるＣｒ含有相を特定Ｃｒ含有相としたときに、前記特定Ｃｒ含有相が前記視野領域に１００個以上存在し、前記板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの前記特定Ｃｒ含有相の最大厚さ（ｔ１）がいずれも１０μｍ以下であり、かつ、
前記特定Ｃｒ含有相のうち、前記最大厚さ（ｔ１）と同様に測定した厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向（ｘ）の総長さの前記全長（Ｌ１）に占める割合が９０％以上であるＣｒ含有相の個数割合は、８０％以上であることを特徴とする銅合金材。
【請求項2】
前記特定Ｃｒ含有相は、前記銅合金材の板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの平均間隔が３０μｍ以下である、請求項１に記載の銅合金材。
【請求項3】
前記合金組成は、さらにＡｇを０．６～６．０質量％含有し、前記複相組織は、さらにＡｇを含有するＡｇ含有相を含み、
前記Ａｇ含有相同士は、前記銅合金材の板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの平均間隔が５０ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の銅合金材。
【請求項4】
前記圧延方向（ｘ）と平行に引っ張ったときの引張強度が７００ＭＰａ以上であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ超えであり、かつ、
ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）が２．０以下である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の銅合金材。
【請求項5】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の銅合金材を製造する方法であって、前記銅合金材の前記合金組成と実質的に同じ合金組成を有する銅合金素材に、少なくとも鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間圧延工程［工程３］、冷却工程［工程４］、第１冷間圧延工程［工程５］、時効熱処理工程［工程６］および最終冷間圧延工程［工程７］を順次行ない、
前記鋳造工程［工程１］では、前記銅合金素材を溶融させた後、溶湯から６５０℃までの温度範囲内で、１０℃／秒以上５００℃／秒以下の冷却速度で冷却し、
前記均質化熱処理工程［工程２］における保持温度を５００℃～７００℃および保持時間を０．１時間～１０時間とし、
前記時効熱処理工程［工程６］における到達温度を４００℃～６００℃および保持時間を０．１時間～２０時間とし、そして、
前記最終冷間圧延工程［工程７］は、１パスあたりの圧延加工率が１％以上１５％以下であり、かつ、圧延加工率の合計が８５．０％～９９．９％であり、
前記第１冷間圧延工程［工程５］および前記最終冷間圧延工程［工程７］を含む全ての冷間圧延工程における総圧延加工率が９８．０％以上である、銅合金材の製造方法。
【請求項6】
前記第１冷間圧延工程［工程５］の後、前記時効熱処理工程［工程６］の前に、溶体化工程［工程８］および第２冷間圧延工程［工程９］をさらに順次行ない、前記第１冷間圧延工程［工程５］、前記最終冷間圧延工程［工程７］および前記第２冷間圧延工程［工程９］を含む全ての冷間圧延工程における総圧延加工率が９８．０％以上である、請求項５に記載の銅合金材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、銅合金材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
銅合金材、例えば電気・電子部品や自動車車載部品に用いられる銅合金材としては、従来は、主に析出強化や加工硬化によって強化された高強度銅合金であるＣｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系合金（コルソン系合金）が広く用いられてきた。
【0003】
しかしながら、Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系合金は、導電率は最大でも５０％ＩＡＣＳ程度であり、大電流で通電すると抵抗発熱量が多くなり、熱によって接点部のばね性の低下や、端子を固定するモールドの劣化などにより、端子の機能が著しく低下するおそれがあることから、大電流用の端子材料として用いるには適さない。
【0004】
このため、Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系合金に代わる端子材料を開発することが求められている。例えば、Ｃｕ母相中に他の元素を含む相を晶出させた複相組織を有する合金（複相合金）は、冷間圧延などによる強加工を行なうことで、他の元素を含む相が繊維状に分散され、りん青銅と同等の強度を持ち、かつ高い導電率が得られる。この複相合金系としては、Ｃｕ－Ｃｒ、Ｃｕ－Ｆｅ、Ｃｕ－Ｎｂ、Ｃｕ－Ａｇ、Ｃｕ－Ｚｒなどが知られている。
【0005】
例えば、特許文献１には、Ｃｒ、ＦｅおよびＮｂからなる群から選ばれる１種または２種以上を合計で７質量％以上２０質量％以下の範囲で含む銅合金や、Ａｇを７質量％以上２０質量％以下の範囲で含む銅合金において、Ｃｒ、ＦｅおよびＮｂの群から選ばれる１種または２種以上を含み、またはＡｇを６０％以上含む第二相の平均アスペクト比（Ａｔ）を１０以上８０以下の範囲にすることで、優れた強度と導電率を得られるとともに、曲げ加工性を向上させることができるとしている。
【0006】
また、特許文献２には、Ｆｅを７質量％以上２５質量％以下の範囲で含有し、かつＡｇを３質量％以上１０質量％以下の範囲で含有する銅合金において、Ｃｕ母相と、Ｆｅを７０％以上含むＦｅ含有相と、Ａｇを５０％以上含むＡｇ含有相を共存させることで、高強度および高導電性を有する板材を得ることができるとしている。
【0007】
また、特許文献３には、Ａｇを７質量％以上１５質量％以下の範囲で含有し、かつＣｒ，Ｆｅ，Ｎｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｃｄ，Ｔｉ，Ｐ，ＩｎおよびＳｉの群から選ばれる１種または２種以上の微量元素を合計で０．０５質量％以上１質量％以下の範囲で含有する銅合金において、Ａｇを含むＡｇ含有相における微量元素の含有割合の合計を０．５％以下にすることで、Ａｇ含有相の分散を促進させて、優れた引張強度（０．２％耐力）を得ることができるとしている。
【0008】
また、特許文献４には、Ｚｒを３．０原子％以上７．０原子％以下の範囲で含有する銅合金において、Ｃｕ母相と、銅－Ｚｒ化合物相および銅相からなる複合相とが母相－複合相層状組織を構成し、幅方向に対して垂直な断面を見たときにＣｕ母相と複合相とが圧延方向に平行に交互に配列させ、かつ圧延方向に配置された銅－Ｚｒ化合物相と銅相とが５０ｎｍ以下の相の厚さで板厚方向において交互に積層するように構成することで、引張強度をより高めることができるとしている。
【0009】
また、特許文献５には、Ｃｒを１０重量％以上２０重量％以下の範囲で含有する銅合金において、ＣおよびＮの少なくとも１種を０．０１重量％以上１重量％以下の範囲内で添加することで、Ｃｒ含有相の晶出および析出特性を制御し、それにより優れた引張強度と導電率を得ることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特許第４３０２５７９号公報
【文献】特許第４４０４７８６号公報
【文献】特許第５０４８０４６号公報
【文献】特許第５８００３０１号公報
【文献】特許第２８９５７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、特許文献１～５に記載の銅合金は、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｚｒなどの元素を含んだ第二相をＣｕ母相中に密に分散させるために、Ｃｕ母相への固溶限を大幅に上回る量の元素を含有させるとともに、線引きや重ね接合圧延法（ＡＲＢ法）などの加工率の高い冷間加工を行う必要があり、特に曲げ加工性に関しては、さらに改善の余地があるものであった。
【0012】
このうち、特許文献１に記載の銅合金では、Ｃｒ、ＦｅおよびＮｂからなる群から選ばれる１種または２種以上を固溶限より多く含有しており、粗大な晶出物が多く生じるものであるため、曲げ加工性が低いものであった。また、特許文献１では、第二相の形状についてアスペクト比が規定されているが、第二相の分散状態や、具体的な形状については、何ら検討がなされていない。
【0013】
また、特許文献２に記載の銅合金では、Ｃｕ－Ｆｅ―Ａｇの３相合金にすることでＦｅ含有相の晶出物の微細化を行なっているが、繰り返し重ね接合圧延法などの強加工によってＦｅ含有相の微細化を行なっており、鋳造条件や鋳造後の晶出物の大きさについては言及されていない。また、Ｆｅ含有相の形状についてアスペクト比が規定されているが、Ｆｅ含有相として粗大なものが生じるため、曲げ加工性が低いものであった。また、特許文献２では、Ａｇ含有相の分散状態や形状については、何ら検討がなされていない。
【0014】
また、特許文献３に記載の銅合金では、曲げ加工性については何ら検討がなされていない。加えて、特許文献３に記載の銅合金では、Ａｇ含有相が圧延直角断面から見て不均一な繊維組織しか得られていないため、曲げ加工性が低いものであった。
【0015】
また、特許文献４に記載の銅合金では、複合相によって区切られるＣｕ母相の厚みを５０ｎｍ以下にすることで引張強度の向上が認められるものの、曲げ加工性については何ら検討がなされていない。加えて、特許文献４に記載の銅合金では、導電率が１６～４０％ＩＡＣＳの範囲と低い数値しか得られていない。
【0016】
また、特許文献５に記載の銅合金では、曲げ加工性に大きく影響するＣｒ含有相の形状については記載されておらず、曲げ加工性に関してさらに改善の余地があった。
【0017】
したがって、本発明の目的は、高い導電率を有しながらも、優れた曲げ加工性と高い引張強度を高いレベルで両立させることができる銅合金材およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
従来のＣｒ含有銅合金材は、７～３０質量％程度の多量のＣｒを添加して、Ｃｒ相の相間隔を狭くすることで強度を向上させる方法が線材や板材などで採られている。しかしながら、本発明者の調査によれば、多量のＣｒが含有されていると、鋳塊におけるＣｒ相が粗大になり、一般的な圧延加工を施した際に、Ｃｒ相は均一に圧延方向に伸びず、図３（ｃ）に示すように、部分的に膨らんだ形状となり、この粗大な部分は加工度を増して周囲の相の厚さが小さくなっても残るため、曲げ加工時の割れの起点となることが判明した。そこで、鋳造、圧延、熱処理を制御して、厚さの小さいＣｒ相を均一に分散させることで、少ないＣｒ添加元素でＣｒ相の相間隔を狭くして強度を確保し、かつ、第二相の加工性も柔軟なものとなり、曲げ加工性が良好となる。また、ＡｇやＺｒを添加し、第三相としての繊維組織を形成させることで、更なる強度が得られることを見出した。そして、本発明者は、高い導電率を有するＣｕ－Ｃｒ系やＣｕ－Ｃｒ－Ａｇ系の合金組成を有する銅合金素材について、圧延方向についての全長が長い特定Ｃｒ含有相の最大厚さを小さくし、かつ、特定Ｃｒ含有相における厚さの小さい部分の存在割合を高めることで、厚さの小さいＣｒ含有相が高い均一性で分散されて曲げ加工時の割れの起点になり難くなり、その結果、高い導電率を有しながらも、優れた曲げ加工性と高い引張強度を高いレベルで両立させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0019】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（Ｉ）Ｃｒを１．０～６．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する銅合金材であって、Ｃｕ母相と、Ｃｒを含有するＣｒ含有相とを含む複相組織を有し、前記銅合金材の圧延方向（ｘ）と板厚方向（ｙ）を含む断面で見て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの視野領域において存在する複数個の前記Ｃｒ含有相のうち、前記圧延方向（ｘ）に沿って測定したときの全長（Ｌ１）が２０μｍ以上である複数個のＣｒ含有相を特定Ｃｒ含有相とし、前記板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの前記複数個の特定Ｃｒ含有相の最大厚さ（ｔ１）がいずれも１０μｍ以下であり、かつ、前記複数個の前記特定Ｃｒ含有相のうち、前記最大厚さ（ｔ１）と同様に測定した厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向（ｘ）の延在長さ（Ｌ３、Ｌ４）を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の前記全長（Ｌ１）に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相の個数割合は、８０％以上であることを特徴とする銅合金材。
（ＩＩ）前記複数個の特定Ｃｒ含有相は、前記銅合金材の板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの平均間隔が３０μｍ以下である、上記（Ｉ）に記載の銅合金材。
（ＩＩＩ）前記合金組成は、さらにＡｇを０．６～６．０質量％含有し、前記複相組織は、さらにＡｇを含有するＡｇ含有相を含み、前記Ａｇ含有相同士は、前記銅合金材の板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの平均間隔が５０ｎｍ以下である、上記（Ｉ）または（ＩＩ）に記載の銅合金材。
（ＩＶ）前記合金組成は、Ｖを０．０５～１．００質量％、Ｎｂを０．０５～１．００質量％、Ｔａを０．０５～１．００質量％、Ｆｅを０．０５～１．００質量％、Ｚｒを０．０５～１．００質量％、Ｂを０．０５～１．００質量％、Ｃを０．０５～１．００質量％、Ｎを０．０５～１．００質量％およびＰを０．０５～１．００質量％からなる群から選択される少なくとも１種の任意含有成分を、合計で０．０５～１．００質量％含有する、上記（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）に記載の銅合金材。
（Ｖ）前記圧延方向（ｘ）と平行に引っ張ったときの引張強度が７００ＭＰａ以上であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ超えであり、かつ、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）が２．０以下である、上記（Ｉ）～（ＩＶ）のいずれか１項に記載の銅合金材。
（ＶＩ）上記（Ｉ）～（Ｖ）のいずれか１項に記載の銅合金材を製造する方法であって、前記銅合金材の前記合金組成と実質的に同じ合金組成を有する銅合金素材に、少なくとも鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間圧延工程［工程３］、冷却工程［工程４］、第１冷間圧延工程［工程５］、時効熱処理工程［工程６］および最終冷間圧延工程［工程７］を順次行ない、前記鋳造工程［工程１］では、前記銅合金素材を溶融させた後、溶湯から６５０℃までの温度範囲内で、１０℃／秒以上５００℃／秒以下の冷却速度で冷却し、前記均質化熱処理工程［工程２］における保持温度を５００℃～７００℃および保持時間を０．１時間～１０時間とし、前記時効熱処理工程［工程６］における到達温度を４００℃～６００℃および保持時間を０．１時間～２０時間とし、そして、前記最終冷間圧延工程［工程７］は、１パスあたりの圧延加工率が１％以上１５％以下であり、かつ、圧延加工率の合計が８５．０％～９９．９％であり、前記第１冷間圧延工程［工程５］および前記最終冷間圧延工程［工程７］を含む全ての冷間圧延工程における総圧延加工率が９８．０％以上である、銅合金材の製造方法。
（ＶＩＩ）前記第１冷間圧延工程［工程５］の後、前記時効熱処理工程［工程６］の前に、溶体化工程［工程８］および第２冷間圧延工程［工程９］をさらに順次行ない、前記第１冷間圧延工程［工程５］、前記最終冷間圧延工程［工程７］および前記第２冷間圧延工程［工程９］を含む全ての冷間圧延工程における総圧延加工率が９８．０％以上である、上記（ＶＩ）に記載の銅合金材の製造方法。
（Ｉ）Ｃｒを１．０～６．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する銅合金材であって、Ｃｕ母相と、Ｃｒを含有するＣｒ含有相とを含む複相組織を有し、前記銅合金材の圧延方向（ｘ）と板厚方向（ｙ）を含む断面で見て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの視野領域において存在する複数個の前記Ｃｒ含有相のうち、前記圧延方向（ｘ）に沿って測定したときの全長（Ｌ１）が２０μｍ以上である複数個のＣｒ含有相を特定Ｃｒ含有相とし、前記板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの前記複数個の特定Ｃｒ含有相の最大厚さ（ｔ１）がいずれも１０μｍ以下であり、かつ、前記複数個の前記特定Ｃｒ含有相のうち、前記最大厚さ（ｔ１）と同様に測定した厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向（ｘ）の延在長さ（Ｌ３、Ｌ４）を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の前記全長（Ｌ１）に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相の個数割合は、８０％以上であることを特徴とする銅合金材。
（ＩＩ）前記複数個の特定Ｃｒ含有相は、前記銅合金材の板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの平均間隔が３０μｍ以下である、上記（Ｉ）に記載の銅合金材。
（ＩＩＩ）前記合金組成は、さらにＡｇを０．６～６．０質量％含有し、前記複相組織は、さらにＡｇを含有するＡｇ含有相を含み、前記Ａｇ含有相同士は、前記銅合金材の板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの平均間隔が５０ｎｍ以下である、上記（Ｉ）または（ＩＩ）に記載の銅合金材。
（ＩＶ）前記合金組成は、Ｖを０．０５～１．００質量％、Ｎｂを０．０５～１．００質量％、Ｔａを０．０５～１．００質量％、Ｆｅを０．０５～１．００質量％、Ｚｒを０．０５～１．００質量％、Ｂを０．０５～１．００質量％、Ｃを０．０５～１．００質量％、Ｎを０．０５～１．００質量％およびＰを０．０５～１．００質量％からなる群から選択される少なくとも１種の任意含有成分を、合計で０．０５～１．００質量％含有する、上記（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）に記載の銅合金材。
（Ｖ）前記圧延方向（ｘ）と平行に引っ張ったときの引張強度が７００ＭＰａ以上であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ超えであり、かつ、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）が２．０以下である、上記（Ｉ）～（ＩＶ）のいずれか１項に記載の銅合金材。
（ＶＩ）上記（Ｉ）～（Ｖ）のいずれか１項に記載の銅合金材を製造する方法であって、前記銅合金材の前記合金組成と実質的に同じ合金組成を有する銅合金素材に、少なくとも鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間圧延工程［工程３］、冷却工程［工程４］、第１冷間圧延工程［工程５］、時効熱処理工程［工程６］および最終冷間圧延工程［工程７］を順次行ない、前記鋳造工程［工程１］では、前記銅合金素材を溶融させた後、溶湯から６５０℃までの温度範囲内で、１０℃／秒以上５００℃／秒以下の冷却速度で冷却し、前記均質化熱処理工程［工程２］における保持温度を５００℃～７００℃および保持時間を０．１時間～１０時間とし、前記時効熱処理工程［工程６］における到達温度を４００℃～６００℃および保持時間を０．１時間～２０時間とし、そして、前記最終冷間圧延工程［工程７］は、１パスあたりの圧延加工率が１％以上１５％以下であり、かつ、圧延加工率の合計が８５．０％～９９．９％であり、前記第１冷間圧延工程［工程５］および前記最終冷間圧延工程［工程７］を含む全ての冷間圧延工程における総圧延加工率が９８．０％以上である、銅合金材の製造方法。
（ＶＩＩ）前記第１冷間圧延工程［工程５］の後、前記時効熱処理工程［工程６］の前に、溶体化工程［工程８］および第２冷間圧延工程［工程９］をさらに順次行ない、前記第１冷間圧延工程［工程５］、前記最終冷間圧延工程［工程７］および前記第２冷間圧延工程［工程９］を含む全ての冷間圧延工程における総圧延加工率が９８．０％以上である、上記（ＶＩ）に記載の銅合金材の製造方法。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、高い導電率を有しながらも、優れた曲げ加工性と高い引張強度を高いレベルで両立させることができる銅合金材およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の銅合金材を、圧延方向と板厚方向を含む断面で見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）である。
【図2】本発明の銅合金材に含まれる複数個の特定Ｃｒ含有相を、銅合金材の圧延方向と板厚方向を含む断面で見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）から、特定Ｃｒ含有相の最大厚さと、圧延方向の全長に占める厚さ１μｍ未満である部分の合計長さの割合と、板厚方向の間隔を求める方法を説明するための模式図である。
【図3】本発明例および比較例の銅合金材について、圧延方向と板厚方向を含む断面で見たときの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（倍率：５００倍）であって、（ａ）が本発明例１である場合、（ｂ）が本発明例２０である場合、（ｃ）が比較例８である場合を示す。
【図4】本発明の銅合金材を、圧延方向と板厚方向を含む断面で見たときの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の銅合金材の好ましい実施形態について、詳細に説明する。
本発明に従う銅合金材は、Ｃｒを１．０～６．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する銅合金材であって、Ｃｕ母相と、Ｃｒを含有するＣｒ含有相とを含む複相組織を有し、前記銅合金材の圧延方向（ｘ）と板厚方向（ｙ）を含む断面で見て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの視野領域において存在する複数個の前記Ｃｒ含有相のうち、前記圧延方向（ｘ）に沿って測定したときの全長（Ｌ１）が２０μｍ以上である複数個のＣｒ含有相を特定Ｃｒ含有相とし、前記板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの前記複数個の特定Ｃｒ含有相の最大厚さ（ｔ１）がいずれも１０μｍ以下であり、かつ、前記複数個の前記特定Ｃｒ含有相のうち、前記最大厚さ（ｔ１）と同様に測定した厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向（ｘ）の延在長さ（Ｌ３、Ｌ４）を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の前記全長（Ｌ１）に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相の個数割合は、８０％以上である。
本発明に従う銅合金材は、Ｃｒを１．０～６．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する銅合金材であって、Ｃｕ母相と、Ｃｒを含有するＣｒ含有相とを含む複相組織を有し、前記銅合金材の圧延方向（ｘ）と板厚方向（ｙ）を含む断面で見て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの視野領域において存在する複数個の前記Ｃｒ含有相のうち、前記圧延方向（ｘ）に沿って測定したときの全長（Ｌ１）が２０μｍ以上である複数個のＣｒ含有相を特定Ｃｒ含有相とし、前記板厚方向（ｙ）に沿って測定したときの前記複数個の特定Ｃｒ含有相の最大厚さ（ｔ１）がいずれも１０μｍ以下であり、かつ、前記複数個の前記特定Ｃｒ含有相のうち、前記最大厚さ（ｔ１）と同様に測定した厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向（ｘ）の延在長さ（Ｌ３、Ｌ４）を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の前記全長（Ｌ１）に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相の個数割合は、８０％以上である。
【0023】
このように、圧延方向（ｘ）についての全長（Ｌ１）が長い特定Ｃｒ含有相の最大厚さを小さくするとともに、特定Ｃｒ含有相における厚さが小さい部分の存在割合を高めることで、銅合金材に含まれるＣｒの含有量が少なくても、厚さが小さいＣｒ含有相を高い均一性で分散させることができる。このような厚さが小さいＣｒ含有相は、曲げ加工に対して柔軟であるため、曲げ加工時における銅合金材の割れの起点になり難い。また、銅合金材に含まれるＣｒの含有量が少なくても、板厚方向（ｙ）についてのＣｒ含有相の間隔が短くなるため、銅合金材の引張強度を高めることができる。その結果、高い導電率を有しながらも、優れた曲げ加工性と高い引張強度を高いレベルで両立させた銅合金材を得ることができる。
【0024】
（Ｉ）銅合金材の組成
まず、本発明の銅合金材の組成を限定した理由について説明する。
本発明の銅合金材は、Ｃｒを１．０～６．０質量％含有させたものである。
まず、本発明の銅合金材の組成を限定した理由について説明する。
本発明の銅合金材は、Ｃｒを１．０～６．０質量％含有させたものである。
【0025】
＜Ｃｒ：１．０～６．０質量％＞
Ｃｒ（クロム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば５０～５００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出したり、更に５００～１００００ｎｍ程度の晶出物として存在し、この析出物や晶出物が圧延によって繊維化されてＣｒ含有相を含む複相組織となることで、引張強度が向上される。０．５質量％程度のＣｒはＣｕ母相に固溶するため、所望のＣｒ含有相を析出および形成させて、この作用を発揮するには、Ｃｒ含有量を１．０質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｃｒ含有量が６．０質量％を超えると、鋳造時のＣｒ含有相が粗大化することで、所望の形状を有するＣｒ含有相の形成が困難になる。また、粗大化したＣｒ含有相が起点となって割れが生じることで、曲げ加工性が低下するので不適である。このため、Ｃｒ含有量は、１．０～６．０質量％とすることが好ましく、１．２～５．０質量％とすることがより好ましい。
Ｃｒ（クロム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば５０～５００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出したり、更に５００～１００００ｎｍ程度の晶出物として存在し、この析出物や晶出物が圧延によって繊維化されてＣｒ含有相を含む複相組織となることで、引張強度が向上される。０．５質量％程度のＣｒはＣｕ母相に固溶するため、所望のＣｒ含有相を析出および形成させて、この作用を発揮するには、Ｃｒ含有量を１．０質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｃｒ含有量が６．０質量％を超えると、鋳造時のＣｒ含有相が粗大化することで、所望の形状を有するＣｒ含有相の形成が困難になる。また、粗大化したＣｒ含有相が起点となって割れが生じることで、曲げ加工性が低下するので不適である。このため、Ｃｒ含有量は、１．０～６．０質量％とすることが好ましく、１．２～５．０質量％とすることがより好ましい。
【0026】
図１は、本発明の銅合金材を、圧延方向ｘと板厚方向ｙを含む断面で見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）である。本発明の銅合金材に含まれるＣｒは、Ｃｒ含有相としてＣｕ母相中に析出し、Ｃｕ母相と、Ｃｒを含有するＣｒ含有相とを含む複相組織を形成する。そして、このＣｒ含有相が圧延によって繊維化されることで、例えば図１に示されるように、圧延方向ｘに沿って測定したときの全長が２０μｍ以上となる特定Ｃｒ含有相が形成される。
【0027】
図２は、本発明の銅合金材１０に含まれる複数個の特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂを、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、銅合金材１０の圧延方向ｘと板厚方向ｙを含む断面で見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）から、特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの最大厚さｔ１と、圧延方向ｘの全長Ｌ１に占める厚さ１μｍ未満である部分の合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）と、板厚方向ｙについての平均間隔ｄ１を求める方法を説明するための模式図である。
【0028】
本発明の銅合金材１０は、圧延方向ｘと板厚方向ｙを含む断面で見て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの視野領域において存在する複数個のＣｒ含有相のうち、圧延方向ｘに沿って測定したときの全長が２０μｍ以上である複数個のＣｒ含有相を特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂとしたとき、銅合金材の板厚方向ｙに沿って測定したときの複数個の特定Ｃｒ含有相の最大厚さｔ１が、いずれも１０μｍ以下である。全長が長いＣｒ含有相である特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの最大厚さｔ１が、いずれも１０μｍ以下の範囲であることで、Ｃｒ含有相が略均一に圧延方向ｘに伸びた形状となる。このとき、全長が長い特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの厚さが１０μｍ以下であることで、Ｃｒ含有相の厚さの大きい部分が曲げ加工時の割れの起点となるのを防ぐことができるため、銅合金材１０の曲げ加工性を高めることができる。また、特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの厚さが１０μｍ以下であることで、厚さの小さいＣｒ含有相を多く分散させることができるため、高い引張強度を得ることができる。したがって、特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの銅合金材１０の板厚方向ｙに沿って測定した最大厚さｔ１は、１０μｍ以下であり、好ましくは７μｍ以下である。
【0029】
また、本発明の銅合金材１０は、これらの特定Ｃｒ含有相のうち、最大厚さｔ１と同様に測定した厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向ｘに沿った延在長さＬ３、Ｌ４を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の全長Ｌ１に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相１１ａの個数割合は、８０％以上であるように構成される。これにより、特定Ｃｒ含有相１１ａにおいて厚さの小さい部分が占める割合が高められることで、銅合金材１０に含まれるＣｒの含有量が少なくても、厚さの小さいＣｒ含有相を高い均一性で分散させることができるため、高い引張強度を得ることができる。また、厚さが１μｍ超である部分の圧延方向ｘの延在長さＬ２が相対的に短くなることで、曲げ加工に対する柔軟性が高められるため、銅合金材１０の曲げ加工性を高めることができる。さらに、銅合金材１０に含まれるＣｒの含有量を少なくすることができるため、銅合金素材を溶解して鋳造する際の溶湯温度を低くすることができる。
【0030】
ここで、特定Ｃｒ含有相１１ａの最大厚さｔ１と、厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向ｘに沿った延在長さＬ３、Ｌ４を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の全長Ｌ１に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相の個数割合は、例えば、銅合金材１０について圧延方向ｘと板厚方向ｙを含む断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて２００μｍ×２００μｍの観察視野で見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）を用いて求めることができる。このとき、視野領域に表れるＣｕ母相１２と色調が異なる部分をＣｒ含有相とし、これらのＣｒ含有相のうち圧延方向ｘについての長さが２０μｍ以上であるものを特定Ｃｒ含有相として、特定Ｃｒ含有相を任意に１００個抽出してそれらの最大厚さｔ１を求める。これら１００個の特定Ｃｒ含有相のうち、最大厚さｔ１が１μｍ超であるものについて、厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向ｘの延在長さＬ３、Ｌ４を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）を求め、この合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）が特定Ｃｒ含有相の圧延方向ｘについての全長Ｌ１に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）を求める。他方で、これらの特定Ｃｒ含有相のうち、最大厚さｔ１が１μｍ以下であるものについては、この割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）は１００％である。そして、これら１００個の特定Ｃｒ含有相のうち、この割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上となるものの個数割合を求める。
【0031】
また、板厚方向ｙについて隣接している複数個の特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂは、銅合金材１０の板厚方向ｙに沿って測定したときの平均間隔ｄ１が３０μｍ以下となるように、Ｃｕ母相１２中に形成されていることが好ましい。これにより、加工転位が蓄積されやすくなり、かつ多くの繊維状の特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂが銅合金材１０に形成されるため、銅合金材１０の引張強度をより高めることができる。また、特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの厚さをより小さく形成することができるため、銅合金材１０の曲げ加工性をより高めることができる。したがって、特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの板厚方向ｙに沿った平均間隔ｄ１は、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。他方で、特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの板厚方向ｙに沿った平均間隔ｄ１の下限は、特に限定されるものではないが、より少ない冷間圧延加工率で銅合金材１０を得る観点から、０．１μｍとしてもよい。
【0032】
特定Ｃｒ含有相１１ａ，１１ｂの板厚方向ｙに沿った平均間隔ｄ１は、銅合金材１０について圧延方向ｘおよび板厚方向ｙを含む断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて２００μｍ×２００μｍの観察視野で見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）について、視野領域内の任意の１０か所に板厚の２／３以上の長さの線分を板厚方向ｙに沿って引き、板厚方向ｙに沿って引いた線分の長さの総和を、線分を縦断する特定Ｃｒ含有相の総数で割ることで、算出することができる。
【0033】
なお、本発明の銅合金材１０には、特定Ｃｒ含有相に該当しないＣｒ含有相が含まれていてもよい。
【0034】
＜第１任意含有成分＞
本発明の銅合金材は、Ｃｒを必須の基本含有成分とするが、さらに、任意の副含有成分（第１任意含有成分）として、Ａｇを０．６～６．０質量％含有することができる。
本発明の銅合金材は、Ｃｒを必須の基本含有成分とするが、さらに、任意の副含有成分（第１任意含有成分）として、Ａｇを０．６～６．０質量％含有することができる。
【0035】
（Ａｇ：０．６～６．０質量％）
Ａｇ（銀）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出する。この析出物が圧延によって繊維化されてＡｇ含有相を含む複相組織となることで、引張強度が向上される。この作用を発揮するには、Ａｇ含有量を０．６質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ａｇ含有量が６．０質量％を超えると、原料コストが非常に大きくなるため望ましくない。このため、Ａｇ含有量は、０．６～６．０質量％とすることが好ましく、１．０～５．０質量％とすることがより好ましい。
Ａｇ（銀）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出する。この析出物が圧延によって繊維化されてＡｇ含有相を含む複相組織となることで、引張強度が向上される。この作用を発揮するには、Ａｇ含有量を０．６質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ａｇ含有量が６．０質量％を超えると、原料コストが非常に大きくなるため望ましくない。このため、Ａｇ含有量は、０．６～６．０質量％とすることが好ましく、１．０～５．０質量％とすることがより好ましい。
【0036】
図４は、本発明の銅合金材を、圧延方向と板厚方向を含む断面で見たときの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。本発明の銅合金材に含まれるＡｇは、Ａｇ含有相としてＣｕ母相中に析出し、Ｃｕ母相と、Ｃｒを含有するＣｒ含有相と、Ａｇを含有するＡｇ含有相とを含む複相組織を形成する。そして、このＡｇ含有相も圧延によって繊維化され、例えば図４に示されるような縞状の複相組織を形成する。
【0037】
ここで、Ａｇ含有相同士は、銅合金材の板厚方向ｙに沿って測定したときの平均間隔が５０ｎｍ以下となるように、Ｃｕ母相中に形成されていることが好ましい。これにより、より多くの繊維状のＡｇ含有相が銅合金材に形成されるため、銅合金材の引張強度をより高めることができる。したがって、Ａｇ含有相の板厚方向ｙに沿った平均間隔は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましい。Ａｇ含有相の板厚方向ｙに沿った平均間隔の一例として、１ｎｍ～２０ｎｍの範囲を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【0038】
Ａｇ含有相の板厚方向ｙに沿った平均間隔は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて求めることができる。このとき、銅合金材の圧延方向ｘおよび板厚方向ｙを含む断面を、集束イオンビーム（ＦＩＢ）によって一部領域（例えば圧延方向４０μｍ×板厚方向１５μｍの領域）をマイクロサンプリングし、薄片加工およびＡｒイオンミリングを行なってＴＥＭ用試料を作製し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察する。得られたＴＥＭ像について、任意の１０か所に、１０μｍ以上の長さの線分を板厚方向ｙに沿って引き、板厚方向ｙに沿って引いた線分の長さの総和を、線分を縦断するＡｇ含有相の総数で割ることで、Ａｇ含有相の板厚方向ｙに沿った平均間隔を算出することができる。
【0039】
また、上述のＴＥＭ像から測定される、Ａｇ含有相の銅合金材の板厚方向ｙに沿って測定される平均厚さは、１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがより好ましい。ここで、Ａｇ含有相の厚さの一例として、１～２ｎｍの範囲を挙げることができるが、これに限定されるものではない。Ａｇ含有相の厚さを小さくすることで、銅合金材の曲げ加工性を高めることができる。このＡｇ含有相の板厚方向ｙに沿った平均厚さは、例えば、板厚方向ｙに引いた線分を縦断するＡｇ含有相の厚さの総和を、線分を縦断するＡｇ含有相の総数で割ることで、測定することができる。
【0040】
なお、ＣｕとＣｒ、ＣｒとＡｇ、ＡｇとＣｕはそれぞれ化合物を作らず共晶状態にあることが状態図より一般的に知られており、Ｃｕ母相とＡｇ含有相、Ｃｒ含有相は、それぞれ独立した相として現れる。また、Ｃｕ母相に析出されるＡｇ含有相の厚さは、上述のＣｒ含有相の厚さと明確に異なることが多い。特に、銅合金材が、Ｃｒを１．０～６．０質量％含有し、Ａｇを０．６～６．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる合金組成を有する場合には、厚さ１０ｎｍ未満の相をＡｇ含有相とし、厚さ１０ｎｍ以上の相をＣｒ含有相とすることができる。このときのＡｇ含有相およびＣｒ含有相は、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）などを用いて含有元素のマッピングを行なって得られる結果と概ね一致する。
【0041】
＜第２任意含有成分＞
本発明の銅合金材は、必須の含有成分であるＣｒや、第１任意含有成分であるＡｇの他に、任意の副含有成分（第２任意含有成分）として、Ｖを０．０５～１．００質量％、Ｎｂを０．０５～１．００質量％、Ｔａを０．０５～１．００質量％、Ｆｅを０．０５～１．００質量％、Ｚｒを０．０５～１．００質量％、Ｂを０．０５～１．００質量％、Ｃを０．０５～１．００質量％、Ｎを０．０５～１．００質量％およびＰを０．０５～１．００質量％からなる群から選択される少なくとも１種の成分を含有することができる。
本発明の銅合金材は、必須の含有成分であるＣｒや、第１任意含有成分であるＡｇの他に、任意の副含有成分（第２任意含有成分）として、Ｖを０．０５～１．００質量％、Ｎｂを０．０５～１．００質量％、Ｔａを０．０５～１．００質量％、Ｆｅを０．０５～１．００質量％、Ｚｒを０．０５～１．００質量％、Ｂを０．０５～１．００質量％、Ｃを０．０５～１．００質量％、Ｎを０．０５～１．００質量％およびＰを０．０５～１．００質量％からなる群から選択される少なくとも１種の成分を含有することができる。
【0042】
（Ｖ：０．０５～１．００質量％）
Ｖ（バナジウム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｖ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｖ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｖ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｖ（バナジウム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｖ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｖ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｖ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0043】
（Ｎｂ：０．０５～１．００質量％）
Ｎｂ（ニオブ）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｎｂ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｎｂ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｎｂ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｎｂ（ニオブ）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｎｂ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｎｂ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｎｂ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0044】
（Ｔａ：０．０５～１．００質量％）
Ｔａ（タンタル）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｔａ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｔａ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｔａ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｔａ（タンタル）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｔａ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｔａ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｔａ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0045】
（Ｆｅ：０．０５～１．００質量％）
Ｆｅ（鉄）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｆｅ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｆｅ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｆｅ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｆｅ（鉄）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｆｅ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｆｅ含有量が１．００質量％以下であれば、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｆｅ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0046】
（Ｚｒ：０．０５～１．００質量％）
Ｚｒ（ジルコニウム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｚｒ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｚｒ含有量が１．００質量％以下であれば、熱間圧延時に割れなどの欠陥が生じ難くなる。また、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｚｒ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｚｒ（ジルコニウム）は、Ｃｕ母相（マトリクス）中に、化合物や単体として、例えば１～１００ｎｍ程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が圧延によって繊維化されることで、複相合金の引張強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮するには、Ｚｒ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｚｒ含有量が１．００質量％以下であれば、熱間圧延時に割れなどの欠陥が生じ難くなる。また、導電率の低下割合が小さくなるため、５０％ＩＡＣＳ超えの導電率が得られ易くなる。したがって、Ｚｒ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0047】
（Ｂ：０．０５～１．００質量％）
Ｂ（ホウ素）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｂ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｂ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｂ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｂ（ホウ素）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｂ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｂ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｂ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0048】
（Ｃ：０．０５～１．００質量％）
Ｃ（炭素）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｃ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｃ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｃ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｃ（炭素）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｃ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｃ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｃ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0049】
（Ｎ：０．０５～１．００質量％）
Ｎ（窒素）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｎ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｎ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｎ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｎ（窒素）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｎ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｎ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｎ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0050】
（Ｐ：０．０５～０．１５質量％）
Ｐ（リン）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｐ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｐ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｐ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
Ｐ（リン）は、後述する鋳造工程においてＣｒ含有相を拡散させ、Ｃｒ含有相を圧延して繊維化した際に、繊維化されたＣｒ含有相の間隔を狭めて引張強度を向上させる作用を有する成分である。この作用を発揮させるには、Ｐ含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。他方で、Ｐ含有量が１．００質量％を超えると、鋳造時に割れなどの欠陥が生じやすくなるため不適切である。したがって、Ｐ含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0051】
（第２任意含有成分の合計含有量：０．０５～１．００質量％）
上述したＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃ、ＮおよびＰからなる群から選択される第２任意含有成分を２種以上含有する場合には、第２任意含有成分の合計含有量を０．０５～１．００質量％にすることが好ましい。ここで、第２任意含有成分を合計で０．０５質量％以上に含有することで、複相合金の引張強度を上昇させることができる。他方で、第２任意含有成分の含有量を合計で１．００質量％以下にすることで、導電率の低下や、鋳造時における割れなどの欠陥を抑制することができる。したがって、第２任意含有成分の合計含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
上述したＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃ、ＮおよびＰからなる群から選択される第２任意含有成分を２種以上含有する場合には、第２任意含有成分の合計含有量を０．０５～１．００質量％にすることが好ましい。ここで、第２任意含有成分を合計で０．０５質量％以上に含有することで、複相合金の引張強度を上昇させることができる。他方で、第２任意含有成分の含有量を合計で１．００質量％以下にすることで、導電率の低下や、鋳造時における割れなどの欠陥を抑制することができる。したがって、第２任意含有成分の合計含有量は、０．０５～１．００質量％の範囲にすることが好ましく、０．１０～０．３０質量％の範囲にすることがより好ましい。
【0052】
なお、第２任意含有成分のうち、特にＶ、Ｎｂ、Ｔａ、ＦｅおよびＺｒからなる群から選択される１種以上を含有する場合、これらの成分を含む相が、Ｃｒ含有相やＡｇ含有相と同様に、繊維化された微細な析出物となって析出される。この場合、銅合金材の圧延方向と板厚方向を含む断面について、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）などを用いて含有元素のマッピングを行なうことで、これらの成分を含む相を、Ｃｒ含有相やＡｇ含有相と区別することが好ましい。
【0053】
＜残部：Ｃｕおよび不可避不純物＞
上述した必須含有成分および任意含有成分以外は、残部がＣｕ（銅）および不可避不純物からなる。なお、ここでいう「不可避不純物」とは、おおむね金属製品において、原料中に存在するものや、製造工程において不可避的に混入するもので、本来は不要なものであるが、微量であり、金属製品の特性に影響を及ぼさないため許容されている不純物である。不可避不純物として挙げられる成分としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、酸素（Ｏ）などが挙げられる。なお、これらの成分含有量の上限は、例えば上記成分ごとに０．０５質量％、上記成分の総量で０．２０質量％とすることができる。
上述した必須含有成分および任意含有成分以外は、残部がＣｕ（銅）および不可避不純物からなる。なお、ここでいう「不可避不純物」とは、おおむね金属製品において、原料中に存在するものや、製造工程において不可避的に混入するもので、本来は不要なものであるが、微量であり、金属製品の特性に影響を及ぼさないため許容されている不純物である。不可避不純物として挙げられる成分としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、酸素（Ｏ）などが挙げられる。なお、これらの成分含有量の上限は、例えば上記成分ごとに０．０５質量％、上記成分の総量で０．２０質量％とすることができる。
【0054】
（ＩＩ）引張強度
本発明では、圧延方向ｘと平行に引っ張ったときの引張強度が７００ＭＰａ以上であることが好ましく、９００ＭＰａ以上であることがより好ましい。これにより、銅合金材をコネクタなどの用途に用いた場合であっても、所望のばね性が得られるため、接続先の電気機器などに対して高い接続性を得ることができる。ここで、引張強度の測定は、圧延方向ｘが長手方向と平行になるように切り出したＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の３本の試験片で行ない、３本の試験片から得られた引張強度の平均値を、引張強度の測定値とする。
本発明では、圧延方向ｘと平行に引っ張ったときの引張強度が７００ＭＰａ以上であることが好ましく、９００ＭＰａ以上であることがより好ましい。これにより、銅合金材をコネクタなどの用途に用いた場合であっても、所望のばね性が得られるため、接続先の電気機器などに対して高い接続性を得ることができる。ここで、引張強度の測定は、圧延方向ｘが長手方向と平行になるように切り出したＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の３本の試験片で行ない、３本の試験片から得られた引張強度の平均値を、引張強度の測定値とする。
【0055】
（ＩＩＩ）導電率（ＥＣ）
本発明の銅合金材は、導電率が５０％ＩＡＣＳ超えであることが好ましく、７０％ＩＡＣＳ超えであることがより好ましい。これにより、銅合金材を大電流コネクタなどの用途に用いた場合であっても、通電時における発熱を小さくすることができる。ここで、導電率は、２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温槽中で四端子法により計測した比抵抗の数値から算出することができる。
本発明の銅合金材は、導電率が５０％ＩＡＣＳ超えであることが好ましく、７０％ＩＡＣＳ超えであることがより好ましい。これにより、銅合金材を大電流コネクタなどの用途に用いた場合であっても、通電時における発熱を小さくすることができる。ここで、導電率は、２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温槽中で四端子法により計測した比抵抗の数値から算出することができる。
【0056】
（ＩＶ）試料厚さ（ｔ）に対する最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比
本発明の銅合金材は、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）が２．０以下であることが好ましい。ＭＢＲ／ｔ比が２．０以下であれば、曲げ加工部の屈曲内面の半径が試料厚さに対して十分に小さく、曲げ加工性が良好である傾向があるといえる。ここで、銅合金材に対するＷ曲げ試験は、圧延方向ｘと試験片の長手方向が平行になるように、銅合金材から幅１０ｍｍ×長さ３０ｍｍの試験片を複数採取し、曲げ角度が９０度、曲げ半径が０ｍｍのＷ型の治具を用いて行うことができる。Ｗ曲げ試験の結果から、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９に基づいて割れが発生しないと判定される最小の半径の値である最小曲げ半径（ＭＢＲ）求めることができ、この最小曲げ半径（ＭＢＲ）の試料厚さ（ｔ）に対する比から、ＭＢＲ／ｔ比を算出することができる。
本発明の銅合金材は、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なったときの、試料厚さ（ｔ）に対する、割れが発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）が２．０以下であることが好ましい。ＭＢＲ／ｔ比が２．０以下であれば、曲げ加工部の屈曲内面の半径が試料厚さに対して十分に小さく、曲げ加工性が良好である傾向があるといえる。ここで、銅合金材に対するＷ曲げ試験は、圧延方向ｘと試験片の長手方向が平行になるように、銅合金材から幅１０ｍｍ×長さ３０ｍｍの試験片を複数採取し、曲げ角度が９０度、曲げ半径が０ｍｍのＷ型の治具を用いて行うことができる。Ｗ曲げ試験の結果から、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９に基づいて割れが発生しないと判定される最小の半径の値である最小曲げ半径（ＭＢＲ）求めることができ、この最小曲げ半径（ＭＢＲ）の試料厚さ（ｔ）に対する比から、ＭＢＲ／ｔ比を算出することができる。
【0057】
（Ｖ）本発明の一実施例による銅合金材の製造方法
上述した銅合金材は、合金組成や製造プロセスを組み合わせて制御することにより、実現できる。以下、本発明の銅合金材の好適な製造方法について説明する。
上述した銅合金材は、合金組成や製造プロセスを組み合わせて制御することにより、実現できる。以下、本発明の銅合金材の好適な製造方法について説明する。
【0058】
このような本発明の一実施例による銅合金材の製造方法は、上述した銅合金材の前記合金組成と実質的に同じ合金組成を有する銅合金素材に、少なくとも、鋳造工程［工程１］、均質化熱処理工程［工程２］、熱間圧延工程［工程３］、冷却工程［工程４］、第１冷間圧延工程［工程５］、時効熱処理工程［工程６］および最終冷間圧延工程［工程７］を順次行なうものである。このうち、鋳造工程［工程１］では、銅合金素材を溶融させた後、溶湯から６５０℃までの温度範囲内で、１０℃／秒以上５００℃／秒以下の冷却速度で冷却する。また、均質化熱処理工程［工程２］では、保持温度を５００℃～７００℃とし、保持時間を０．１時間～１０時間とする。また、時効熱処理工程［工程６］では、到達温度を４００℃～６００℃とし、保持時間を０．１時間～２０時間とする。また、最終冷間圧延工程［工程７］は、１パスあたりの圧延加工率を１％以上１５％以下とし、かつ、圧延加工率の合計を８５．０％～９９．９％となるようにする。そして、第１冷間圧延工程［工程５］および最終冷間圧延工程［工程７］を含めた、全ての冷間圧延工程における総圧延加工率を、９８．０％以上となるようにする。
【0059】
（ｉ）鋳造工程［工程１］
鋳造工程［工程１］は、大気下で高周波溶解炉により上述の合金組成を有する銅合金素材を溶解（溶融）し、これを鋳造することによって、所定形状（例えば厚さ３００ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍ）の鋳塊を製造する。なお、銅合金素材の合金組成は、製造の各工程において、添加成分によっては溶解炉に付着したり揮発したりして製造される銅合金材の合金組成とは必ずしも完全には一致しない場合があるが、銅合金材の合金組成と実質的に同じ合金組成を有している。
鋳造工程［工程１］は、大気下で高周波溶解炉により上述の合金組成を有する銅合金素材を溶解（溶融）し、これを鋳造することによって、所定形状（例えば厚さ３００ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍ）の鋳塊を製造する。なお、銅合金素材の合金組成は、製造の各工程において、添加成分によっては溶解炉に付着したり揮発したりして製造される銅合金材の合金組成とは必ずしも完全には一致しない場合があるが、銅合金材の合金組成と実質的に同じ合金組成を有している。
【0060】
この鋳造工程［工程１］では、溶解（溶融）された銅合金素材を、溶湯から６５０℃までの温度範囲内で、１０℃／秒以上の冷却速度で冷却する。これにより、鋳塊においてＣｒ含有相の晶出物の成長が抑えられることで、Ｃｒ含有相が均一に含まれるとともに、後述する圧延によってＣｒ含有相の厚さが抑えられるため、銅合金材の曲げ加工性や引張強度を高めることができる。他方で、鋳造工程［工程１］における冷却速度の上限は、特に限定されないが、特殊な装置などを用いずに鋳造する観点から、例えば５００℃／秒以下とすることができる。
【0061】
（ｉｉ）均質化熱処理工程[工程２]
均質化熱処理工程[工程２]では、鋳塊に対して、５００℃～７００℃の保持温度で、０．１時間～１０時間の保持時間にわたり熱処理を行なう。ここで、保持温度が７００℃を超える場合や、保持時間が１０時間を超える場合、鋳塊に含まれていたＣｒ含有相の晶出物や析出相が再固溶し、圧延によっても繊維化し難くなるため、銅合金材の引張強度が低下する。他方で、均質化熱処理工程[工程２]における保持温度および保持時間の下限は、Ｃｒ析出相の生成を促進することで、熱間圧延工程［工程３］における変形抵抗を抑えてＣｒ析出相の繊維化を促進し、それにより製造効率を高める観点から、それぞれ５００℃および０．１時間とした。このとき、特にＣｒ析出相の生成を促進することで、晶出物のみが含まれる場合と比べて、圧延加工によって均一に繊維化させることができる。
均質化熱処理工程[工程２]では、鋳塊に対して、５００℃～７００℃の保持温度で、０．１時間～１０時間の保持時間にわたり熱処理を行なう。ここで、保持温度が７００℃を超える場合や、保持時間が１０時間を超える場合、鋳塊に含まれていたＣｒ含有相の晶出物や析出相が再固溶し、圧延によっても繊維化し難くなるため、銅合金材の引張強度が低下する。他方で、均質化熱処理工程[工程２]における保持温度および保持時間の下限は、Ｃｒ析出相の生成を促進することで、熱間圧延工程［工程３］における変形抵抗を抑えてＣｒ析出相の繊維化を促進し、それにより製造効率を高める観点から、それぞれ５００℃および０．１時間とした。このとき、特にＣｒ析出相の生成を促進することで、晶出物のみが含まれる場合と比べて、圧延加工によって均一に繊維化させることができる。
【0062】
（ｉｉｉ）熱間圧延工程［工程３］
熱間圧延工程は、均質化熱処理の直後の鋳塊に対して、所定の厚さになるまで熱間圧延を施して熱延材を作製する工程である。熱間圧延条件は、例えば、圧延温度は４００～７００℃、圧延回数は４回以上、合計圧延加工率は６０％以上であることが好ましい。ここで、「圧延加工率」は、圧延前の断面積から圧延後の断面積を引いた値を圧延前の断面積で除して１００を乗じ、パーセントで表した値であり、下記式で表される。
［圧延加工率］＝｛（［圧延前の断面積］－［圧延後の断面積］）／［圧延前の断面積］｝×１００（％）
熱間圧延工程は、均質化熱処理の直後の鋳塊に対して、所定の厚さになるまで熱間圧延を施して熱延材を作製する工程である。熱間圧延条件は、例えば、圧延温度は４００～７００℃、圧延回数は４回以上、合計圧延加工率は６０％以上であることが好ましい。ここで、「圧延加工率」は、圧延前の断面積から圧延後の断面積を引いた値を圧延前の断面積で除して１００を乗じ、パーセントで表した値であり、下記式で表される。
［圧延加工率］＝｛（［圧延前の断面積］－［圧延後の断面積］）／［圧延前の断面積］｝×１００（％）
【0063】
（ｉｖ）冷却工程[工程４]
冷却工程は、熱間圧延工程［工程３］で得られる熱延材を冷却する工程である。ここで、冷却工程における平均冷却速度は、１～１０℃／秒とすることが好ましい。このうち、平均冷却速度を１℃／秒以上にすることで、Ｃｒ含有相やＡｇ含有相の粗大化が起こり難くなるため、高い引張強度と導電率を有する銅合金材を得易くすることができる。他方で、平均冷却速度を１０℃／秒以下にすることで、Ｃｒ析出物の生成が促進されるため、冷間圧延によって繊維化を進めることで、銅合金材の引張強度の向上に寄与することができる。
冷却工程は、熱間圧延工程［工程３］で得られる熱延材を冷却する工程である。ここで、冷却工程における平均冷却速度は、１～１０℃／秒とすることが好ましい。このうち、平均冷却速度を１℃／秒以上にすることで、Ｃｒ含有相やＡｇ含有相の粗大化が起こり難くなるため、高い引張強度と導電率を有する銅合金材を得易くすることができる。他方で、平均冷却速度を１０℃／秒以下にすることで、Ｃｒ析出物の生成が促進されるため、冷間圧延によって繊維化を進めることで、銅合金材の引張強度の向上に寄与することができる。
【0064】
冷却工程[工程４]を行なった後の熱延材に対して、表面を削り取る面削工程を行なってもよい。面削工程を行なうことで、熱間圧延工程［工程３］で生じた表面の酸化膜や欠陥を除去することができる。面削工程では、例えば熱延材の表面から０．５～４ｍｍ程度を削り取る。熱延材の表面から削り取る量は、熱間圧延工程［工程３］の条件に基づいて適宜調整することができる。
【0065】
（ｖ）第１冷間圧延工程[工程５]
第１冷間圧延工程[工程５]は、必要に応じて面削工程を行なった後の熱延材に、所定の厚さになるまで冷間圧延を施して冷延板を作製する工程である。第１冷間圧延工程[工程５]における圧延条件は、通常行われている条件であればよく、特に限定されない。圧延条件の一例としては、圧延回数１回以上、合計圧延加工率０．１％以上が挙げられる。
第１冷間圧延工程[工程５]は、必要に応じて面削工程を行なった後の熱延材に、所定の厚さになるまで冷間圧延を施して冷延板を作製する工程である。第１冷間圧延工程[工程５]における圧延条件は、通常行われている条件であればよく、特に限定されない。圧延条件の一例としては、圧延回数１回以上、合計圧延加工率０．１％以上が挙げられる。
【0066】
（ｖｉ）溶体化工程［工程８］および第２冷間圧延工程［工程９］
溶体化工程［工程８］および第２冷間圧延工程［工程９］は、上述の第１冷間圧延工程[工程５]の後、後述する時効熱処理工程［工程６］の前に必要に応じて行なう工程であって、必須の工程ではない。しかしながら、第１冷間圧延工程[工程５]で得られる冷延板に対して溶体化工程［工程８］を行ない、次いで第２冷間圧延工程［工程９］により冷間圧延を行なうことで、熱間圧延工程［工程３］で生成した、引張強度の向上に寄与しない粗大析出物をＣｕ母材中に固溶させるとともに、特定Ｃｒ含有相やＡｇ含有相などの、引張強度の向上に寄与するような微細な析出物を形成することで、銅合金材の引張強度をより一層向上させることができる。
溶体化工程［工程８］および第２冷間圧延工程［工程９］は、上述の第１冷間圧延工程[工程５]の後、後述する時効熱処理工程［工程６］の前に必要に応じて行なう工程であって、必須の工程ではない。しかしながら、第１冷間圧延工程[工程５]で得られる冷延板に対して溶体化工程［工程８］を行ない、次いで第２冷間圧延工程［工程９］により冷間圧延を行なうことで、熱間圧延工程［工程３］で生成した、引張強度の向上に寄与しない粗大析出物をＣｕ母材中に固溶させるとともに、特定Ｃｒ含有相やＡｇ含有相などの、引張強度の向上に寄与するような微細な析出物を形成することで、銅合金材の引張強度をより一層向上させることができる。
【0067】
このうち、溶体化工程［工程８］における到達温度は、６５０℃～１０００℃の範囲にすることが好ましい。到達温度を６５０℃以上にすることで、ＣｒやＡｇがＣｕ母相に固溶し、それにより銅合金材の引張強度を高めることができる。他方で、到達温度を１０００℃以下にすることで、液相の発生を抑えることができる。なお、溶体化工程［工程８］における上記到達温度での保持時間については特に限定されず、例えば０．１時間～３時間の範囲にすることができる。
【0068】
また、溶体化工程［工程８］を行った後の冷延板を冷却する際の平均冷却速度は、通常行われている条件であればよく、例えば３０℃／秒～３００℃／秒の範囲にすることができる。
【0069】
また、第２冷間圧延工程［工程９］における圧延条件も、通常行われている条件であればよく、特に限定されない。圧延条件の一例としては、例えば圧延回数１回以上、合計圧延加工率０．１％以上が挙げられる。
【0070】
（ｖｉｉ）時効熱処理工程［工程６］
時効熱処理工程［工程６］は、第１冷間圧延工程[工程５]または第２冷間圧延工程［工程９］を行なった後の板材に対して、到達温度を４００℃～６００℃および保持時間を０．１時間～２０時間で熱処理を行なう工程である。ここで、到達温度が４００℃未満の場合や、保持時間が０．１時間未満の場合、特定Ｃｒ含有相やＡｇ含有相の生成が不十分になり、引張強度や導電率が不足する。また、到達温度が６００℃を超える場合や、２０時間を超える場合、特定Ｃｒ含有相の粗大化が生じて、強度が不十分となる。
時効熱処理工程［工程６］は、第１冷間圧延工程[工程５]または第２冷間圧延工程［工程９］を行なった後の板材に対して、到達温度を４００℃～６００℃および保持時間を０．１時間～２０時間で熱処理を行なう工程である。ここで、到達温度が４００℃未満の場合や、保持時間が０．１時間未満の場合、特定Ｃｒ含有相やＡｇ含有相の生成が不十分になり、引張強度や導電率が不足する。また、到達温度が６００℃を超える場合や、２０時間を超える場合、特定Ｃｒ含有相の粗大化が生じて、強度が不十分となる。
【0071】
（ｖｉｉｉ）最終冷間圧延工程［工程７］
最終冷間圧延工程［工程７］では、時効熱処理工程［工程６］を行なった後の板材に対して、冷間圧延を行う。ここで、１パスあたりの圧延加工率は、１％以上１５％以下とする。１パスあたりの圧延加工率を１％以上とすることで、加工硬化量を大きくすることができるため、銅合金材に十分な引張強度をもたらすことができる。他方で、１パスあたりの圧延加工率が１５％を超えると、せん断歪みによってＣｒ含有相の加工変形が不均一になり、引張強度や曲げ加工性が低下するため不適切である。
最終冷間圧延工程［工程７］では、時効熱処理工程［工程６］を行なった後の板材に対して、冷間圧延を行う。ここで、１パスあたりの圧延加工率は、１％以上１５％以下とする。１パスあたりの圧延加工率を１％以上とすることで、加工硬化量を大きくすることができるため、銅合金材に十分な引張強度をもたらすことができる。他方で、１パスあたりの圧延加工率が１５％を超えると、せん断歪みによってＣｒ含有相の加工変形が不均一になり、引張強度や曲げ加工性が低下するため不適切である。
【0072】
また、最終冷間圧延工程［工程７］における圧延加工率の合計は、８５．０％～９９．９％となるように調整する。この圧延加工率の合計を８５．０％以上にすることで、圧延方向ｘに沿った全長の長い特定Ｃｒ含有相が多く生成されるようになり、それにより特定Ｃｒ含有相の板厚方向ｙに沿った間隔が小さくなるため、銅合金材の引張強度を高めることができる。また、圧延加工率の合計を８５．０％以上にすることで、Ｃｒ含有相の厚みが小さくなるため、銅合金材の曲げ加工性を高めることができる。
【0073】
さらに、第１冷間圧延工程［工程５］および最終冷間圧延工程［工程７］を含み、好ましくは第２冷間圧延工程［工程９］をさらに含む、全ての冷間圧延工程における総圧延加工率は、９８．０％以上となるように調整する。この総圧延加工率を９８．０％以上にすることで、圧延方向ｘに沿った全長が長く、厚さの小さい特定Ｃｒ含有相が多く生成されるようになり、それにより特定Ｃｒ含有相の板厚方向ｙに沿った間隔が小さくなるため、銅合金材の引張強度を高めることができ、また、銅合金材の曲げ加工性を高めることができる。
【0074】
ここで、第１冷間圧延工程［工程５］、第２冷間圧延工程［工程９］および最終冷間圧延工程［工程７］の圧延方向は、略同一であることが好ましく、その場合、圧延方向ｘと特定Ｃｒ含有相の延出方向は、略平行になる。
【0075】
（ＶＩ）銅合金材の用途
本発明の銅合金材は、例えば車載部品用や電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材、リレー、スイッチ、ソケットなどに用いるのに適している。
本発明の銅合金材は、例えば車載部品用や電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材、リレー、スイッチ、ソケットなどに用いるのに適している。
【0076】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【実施例】
【0077】
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、本発明例および比較例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0078】
（本発明例１～２７および比較例１～１６）
表１に示す合金組成を有する銅合金素材を溶解し、これを溶湯から６５０℃までの温度範囲内で表３に示す冷却速度で冷却して鋳造する鋳造工程（工程１）を行ない、厚さ３００ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊に対して、表３に示す保持温度および保持時間で熱処理を行う均質化熱処理工程（工程２）を行ない、次いで、圧延温度は４００℃以上６００℃以下の範囲で、圧延回数１０回、合計圧延加工率９０％以上で熱間圧延工程（工程３）を行なって熱延材を得た。その後、５℃／秒の平均冷却速度で室温まで冷却する冷却工程（工程４）を行なった。
表１に示す合金組成を有する銅合金素材を溶解し、これを溶湯から６５０℃までの温度範囲内で表３に示す冷却速度で冷却して鋳造する鋳造工程（工程１）を行ない、厚さ３００ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊に対して、表３に示す保持温度および保持時間で熱処理を行う均質化熱処理工程（工程２）を行ない、次いで、圧延温度は４００℃以上６００℃以下の範囲で、圧延回数１０回、合計圧延加工率９０％以上で熱間圧延工程（工程３）を行なって熱延材を得た。その後、５℃／秒の平均冷却速度で室温まで冷却する冷却工程（工程４）を行なった。
【0079】
冷却工程（工程４）後の熱延材に対して、表裏両面をそれぞれ１０ｍｍの厚さ分だけ削り取って表面の酸化膜を除去する面削工程を行なった後、第１冷間圧延工程（工程５）を行なった。第１冷間圧延工程（工程５）における合計圧延加工率をａ（％）とする。
【0080】
ここで、表３の「溶体化処理工程」欄に数値の記載がある例（本発明例３、４、７、１１、１２、１６、２１、２３、比較例１１、１３、１４）については、表３に記載される到達温度まで昇温させ、次いで、表３に記載される保持時間にわたり到達温度に保持した後、１００℃／秒の冷却速度で冷却する溶体化熱処理工程（工程８）を行なった後、第２冷間圧延工程（工程９）を行なった。第２冷間圧延工程（工程９）における合計圧延加工率をｂ（％）とする。
【0081】
第１冷間圧延工程（工程５）または第２冷間圧延工程（工程９）を行った後の圧延材に対して、表３に示す到達温度および保持時間の条件で時効熱処理工程（工程６）を行ない、表３に示す１パス当たりの圧延加工率と合計圧延加工率（ｃ（％））の条件で最終冷間圧延工程（工程７）を行なった。ここで、全ての冷間圧延工程、すなわち第１冷間圧延工程（工程５）、第２冷間圧延工程（工程９）および最終冷間圧延工程（工程７）における合計圧延加工率の合計である総圧延加工率ａ＋ｂ＋ｃ（％）を、表３に示す。このようにして、本発明の銅合金材を作製した。
【0082】
［各種測定および評価方法］
上記本発明例および比較例に係る銅合金材を用いて、下記に示す特性評価を行なった。各特性の評価条件は下記のとおりである。
上記本発明例および比較例に係る銅合金材を用いて、下記に示す特性評価を行なった。各特性の評価条件は下記のとおりである。
【0083】
［１］Ｃｒ含有相についての観察および測定
作製した各供試材（銅合金材）の圧延方向および板厚方向を含む断面に対し、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行なった後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行なった。そして、研磨後の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、観察視野２００×２００μｍで見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）を用いて求めた。このとき、１つの視野領域に表れるＣｕ母相と色調が異なる部分をＣｒ含有相とし、Ｃｒ含有相のうち圧延方向についての長さが２０μｍ以上であるものを特定Ｃｒ含有相として、特定Ｃｒ含有相を任意に１００個抽出して、それらの板厚方向に沿った最大厚さｔ１をそれぞれ求めた。これら１００個の特定Ｃｒ含有相のうち、最大厚さｔ１が１μｍ超であるものについて、それぞれ、厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向についての延在長さを合算した合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）を求め、この合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）が特定Ｃｒ含有相の圧延方向についての全長Ｌ１に占める割合（合計長さの割合）を求めた。他方で、これらの特定Ｃｒ含有相のうち、最大厚さｔ１が１μｍ以下であるものについては、この合計長さの割合は１００％である。そして、これら１００個の特定Ｃｒ含有相のうち、この合計長さの割合が９０％以上となるものの個数割合を求めた。結果を表２に示す。
作製した各供試材（銅合金材）の圧延方向および板厚方向を含む断面に対し、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行なった後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行なった。そして、研磨後の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、観察視野２００×２００μｍで見たときの反射電子像（ＢＳＥ像）を用いて求めた。このとき、１つの視野領域に表れるＣｕ母相と色調が異なる部分をＣｒ含有相とし、Ｃｒ含有相のうち圧延方向についての長さが２０μｍ以上であるものを特定Ｃｒ含有相として、特定Ｃｒ含有相を任意に１００個抽出して、それらの板厚方向に沿った最大厚さｔ１をそれぞれ求めた。これら１００個の特定Ｃｒ含有相のうち、最大厚さｔ１が１μｍ超であるものについて、それぞれ、厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向についての延在長さを合算した合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）を求め、この合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）が特定Ｃｒ含有相の圧延方向についての全長Ｌ１に占める割合（合計長さの割合）を求めた。他方で、これらの特定Ｃｒ含有相のうち、最大厚さｔ１が１μｍ以下であるものについては、この合計長さの割合は１００％である。そして、これら１００個の特定Ｃｒ含有相のうち、この合計長さの割合が９０％以上となるものの個数割合を求めた。結果を表２に示す。
【0084】
特定Ｃｒ含有相の板厚方向に沿った平均間隔ｄ１は、上述の反射電子像（ＢＳＥ像）について、１つの視野領域のうち任意の１０か所に、板厚の２／３以上の長さの線分を板厚方向に沿って引き、板厚方向に沿って引いた線分の長さの総和を、線分を縦断する特定Ｃｒ含有相の総数で割ることで算出した。結果を表２に示す。
【0085】
［２］Ａｇ含有相についての観察および測定
作製した各供試材（銅合金材）の圧延方向と板厚方向を含む縦断面に対し、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行なった後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行なった。そして、集束イオンビーム（ＦＩＢ）によって、圧延方向４０μｍ×板厚方向１５μｍの領域をマイクロサンプリングし、薄片加工およびＡｒイオンミリングを行なってＴＥＭ用試料を作製し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日本電子株式会社製、製品名：ＪＥＭ－２１００Ｐｌｕｓ）を用いて、加速電圧２００ｋＶで観察した。また、得られたＴＥＭ像について、任意の１０か所に、１０μｍ以上の長さの線分を板厚方向に引き、線分を横断するＡｇ含有相の数を計測したときの、板厚方向に引いた線分の長さの総和を、線分を縦断するＡｇ含有相の総数で割ることで、Ａｇ含有相の板厚方向に沿った平均間隔を算出した。また、板厚方向に引いた線分を縦断するＡｇ含有相の厚さの総和を、線分を縦断するＡｇ含有相の総数で割ることで、Ａｇ含有相の平均厚さを測定した。結果を表２に示す。
作製した各供試材（銅合金材）の圧延方向と板厚方向を含む縦断面に対し、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行なった後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行なった。そして、集束イオンビーム（ＦＩＢ）によって、圧延方向４０μｍ×板厚方向１５μｍの領域をマイクロサンプリングし、薄片加工およびＡｒイオンミリングを行なってＴＥＭ用試料を作製し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日本電子株式会社製、製品名：ＪＥＭ－２１００Ｐｌｕｓ）を用いて、加速電圧２００ｋＶで観察した。また、得られたＴＥＭ像について、任意の１０か所に、１０μｍ以上の長さの線分を板厚方向に引き、線分を横断するＡｇ含有相の数を計測したときの、板厚方向に引いた線分の長さの総和を、線分を縦断するＡｇ含有相の総数で割ることで、Ａｇ含有相の板厚方向に沿った平均間隔を算出した。また、板厚方向に引いた線分を縦断するＡｇ含有相の厚さの総和を、線分を縦断するＡｇ含有相の総数で割ることで、Ａｇ含有相の平均厚さを測定した。結果を表２に示す。
【0086】
［３］引張強度の測定方法
引張強度の測定は、圧延平行方向から切り出したＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の３本の試験片で行ない、３本の試験片から得られた引張強度の平均値を測定値とした。なお、本発明例および比較例では、引張強度が７００ＭＰａ以上を合格レベルとした。結果を表４に示す。
引張強度の測定は、圧延平行方向から切り出したＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定されている１３Ｂ号の３本の試験片で行ない、３本の試験片から得られた引張強度の平均値を測定値とした。なお、本発明例および比較例では、引張強度が７００ＭＰａ以上を合格レベルとした。結果を表４に示す。
【0087】
［４］導電率（ＥＣ）の測定方法
導電率は、２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温槽中で四端子法により計測した比抵抗の数値から算出することができる。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。本発明例および比較例では、導電率が５０％ＩＡＣＳ超えの場合を合格レベルとした。結果を表４に示す。
導電率は、２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温槽中で四端子法により計測した比抵抗の数値から算出することができる。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。本発明例および比較例では、導電率が５０％ＩＡＣＳ超えの場合を合格レベルとした。結果を表４に示す。
【0088】
［５］試料厚さに対する最小曲げ半径の比（ＭＢＲ／ｔ比）の測定方法
各供試材に対して、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なった。圧延方向と試験片の長手方向が平行になるように、各供試材から幅１０ｍｍ×長さ３０ｍｍの試験片を複数採取し、曲げ角度が９０度、曲げ半径が０ｍｍ～１．０ｍｍのＷ型の治具を用いてＷ曲げ試験を行なった。Ｗ曲げ試験の結果から、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９に基づいて割れが発生しないと判定される最小の半径の値である最小曲げ半径（ＭＢＲ）を求めるとともに、試料厚さ（ｔ）に対する最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）を算出した。本発明例および比較例では、ＭＢＲ／ｔ比が２．０以下である場合を合格レベルとした。結果を表４に示す。
各供試材に対して、ＪＩＳ Ｈ３１３０：２０１２に規定されているＷ曲げ試験を行なった。圧延方向と試験片の長手方向が平行になるように、各供試材から幅１０ｍｍ×長さ３０ｍｍの試験片を複数採取し、曲げ角度が９０度、曲げ半径が０ｍｍ～１．０ｍｍのＷ型の治具を用いてＷ曲げ試験を行なった。Ｗ曲げ試験の結果から、日本伸銅協会技術標準ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９に基づいて割れが発生しないと判定される最小の半径の値である最小曲げ半径（ＭＢＲ）を求めるとともに、試料厚さ（ｔ）に対する最小曲げ半径（ＭＢＲ）の比（ＭＢＲ／ｔ比）を算出した。本発明例および比較例では、ＭＢＲ／ｔ比が２．０以下である場合を合格レベルとした。結果を表４に示す。
【0089】
【表1】
【0090】
【表2】
【0091】
【表3】
【0092】
【表4】
【0093】
表１～４の結果から、本発明例１～２７の銅合金材はいずれも、合金組成が本発明の適正範囲内であり、圧延方向に沿って測定したときの全長が２０μｍ以上である特定Ｃｒ含有相の板厚方向に沿った最大厚さが１０μｍ以下であり、かつ、特定Ｃｒ含有相のうち、板厚方向（ｙ）に沿った厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向（ｘ）の延在長さ（Ｌ３、Ｌ４）を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の全長（Ｌ１）に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相の個数割合が８０％以上であるため、引張強度が７００ＭＰａ以上であり、試料厚さに対する割れが発生しない最小曲げ半径の比（ＭＢＲ／ｔ比）が２．０以下であって、曲げ加工性に優れ、かつ導電率も５０％ＩＡＣＳ超えであった。
【0094】
一方、比較例１～１４の銅合金材はいずれも、合金組成、特定Ｃｒ含有相の板厚方向に沿った最大厚さ、および、特定Ｃｒ含有相のうち、板厚方向（ｙ）に沿った厚さが１μｍ以下である部分の圧延方向（ｘ）の延在長さ（Ｌ３、Ｌ４）を合算したときの合計長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の全長（Ｌ１）に占める割合（１００×（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｌ１）が９０％以上である特定Ｃｒ含有相の個数割合のうちの少なくとも１つが、本発明の適正範囲外であるため、引張強度と、導電率と、試料厚さに対する割れが発生しない最小曲げ半径の比（ＭＢＲ／ｔ比）のうちの少なくとも１つが、合格レベルに達していなかった。また、比較例１５では、鋳造工程［工程１］を行なった後に、鋳塊に割れが確認されたため、所定の銅合金材を得ることができなかった。また、比較例１６では、熱間圧延工程［工程３］を行なっている最中に熱延材に割れが確認されたため、所定の銅合金材を得ることができなかった。
【0095】
また、図３に、本発明例および比較例の銅合金材について、圧延方向と板厚方向を含む断面で見たときの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（倍率：５００倍）を示し、（ａ）が本発明例１である場合、（ｂ）が本発明例２０である場合、（ｃ）が比較例８である場合を示す。これらのＳＥＭ写真から、本発明例１、２０の銅合金材では、比較例８の銅合金材と比べて、厚みの大きい特定Ｃｒ含有相の生成が少ないことがわかる。
【符号の説明】
【0096】
１０ 銅合金材
１１ａ、１１ｂ 特定Ｃｒ含有相
１２ Ｃｕ母相
Ｌ１ 特定Ｃｒ含有相の全長
Ｌ２ 厚さ１μｍ超である部分の圧延方向の延在長さ
Ｌ３、Ｌ４ 厚さ１μｍ以下である部分の圧延方向の延在長さ
ｔ１ 特定Ｃｒ含有相の最大厚さ
ｄ１ 板厚方向の間隔
１１ａ、１１ｂ 特定Ｃｒ含有相
１２ Ｃｕ母相
Ｌ１ 特定Ｃｒ含有相の全長
Ｌ２ 厚さ１μｍ超である部分の圧延方向の延在長さ
Ｌ３、Ｌ４ 厚さ１μｍ以下である部分の圧延方向の延在長さ
ｔ１ 特定Ｃｒ含有相の最大厚さ
ｄ１ 板厚方向の間隔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
