JP2015203141A - Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な強度、導電率を維持し、優れた曲げ加工性を有する銅合金を提供する。具体的には、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ２以上であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、且つＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０?曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０であるＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を提供する。【解決手段】本発明のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する。また、本発明のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、ＥＢＳＤ測定による結晶方位解析において、Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞の面積率が２０％以下、及びＳ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞の面積率が４０〜７０％であり、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ２以上であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、ＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０?曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０である。【選択図】なし

Description

本発明は、コネクタ、リレー、スイッチ、ジャックなどの電気・電子機器用部品に用いられるＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金及びその製造方法に関する。

コネクタ、リレー、スイッチ、ジャックなどの電気・電子機器用部品に用いられる銅合金として、強度と導電性とを兼ね備えた３元系銅合金であるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金が広く用いられている。Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金は、溶体化処理後の時効処理において、微細なＮｉ_２Ｓｉ金属間化合物を分散析出させることで強度が向上する。また、合金母材の組成が純銅に近くなることで導電率が向上する。
しかしながら、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金は、時効処理の条件を最適化したとしても、Ｎｉ_２Ｓｉ金属間化合物が合金母材中に部分的に固溶するために、十分に分散析出させることが難しい。実際、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金の導電率は５０％ＩＡＣＳ程度が限界である。

そこで、導電率をより一層向上させることが可能な銅合金として、時効処理によってＣｏ_２Ｓｉ金属間化合物を分散析出させたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金が提案されている。Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物がＮｉ_２Ｓｉ金属間化合物に比べて合金母材に対する溶解度が低いため、５０％ＩＡＣＳを超える導電率を達成することができる。

他方、昨今の電気・電子機器の軽薄短小化に伴い、電気・電子機器用部品に用いられる銅合金には、より過酷且つ複雑な曲げ加工が必要となってきた。そのため、銅合金には、曲げ加工性の向上が要求されている。一般に、銅合金の曲げ加工性は、銅合金の強度とトレードオフの関係にあるため、銅合金の強度を低下させることによって曲げ加工性を向上させることができる。例えば、銅合金の強度は、最終加工率（例えば、仕上げ冷間圧延の加工率）を小さくすることによって低下させることができる。
しかしながら、銅合金の強度を低下させると、部品の組み立て時、及び電気・電子機器の作動時に発生する応力に耐えることができないため、銅合金の強度を単純に低下させることは好ましくない。そのため、銅合金の強度を維持しつつ銅合金の曲げ加工性を向上させる必要がある。

Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の曲げ加工性を向上させる方法としては、金属の延性を向上させる微量元素を添加する方法が考えられる。しかしながら、微量元素の添加は、銅合金の導電率が低下する原因となる。そのため、この方法では、銅合金の導電率を維持しつつ銅合金の曲げ加工性を向上させることができない。

近年、銅合金の強度及び導電率を維持しつつ曲げ加工性を向上させる方法として、銅合金の結晶方位を制御する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、Ｃｕｂｅ方位及びＳ方位の面積率を制御した銅合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金）が提案されている。

国際公開第２００９／１４８１０１号明細書

しかしながら、特許文献１の銅合金は、良好な強度及び導電率を有しているものの、曲げ加工性が依然として十分でないという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、良好な強度、導電率を維持し、優れた曲げ加工性を有する銅合金及びその製造方法、具体的には、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、且つＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０であるＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは上記のような問題を解決すべく、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の結晶方位と強度、導電率及び曲げ加工性との関係について鋭意研究した結果、現時点において詳細なメカニズムはわかっていないものの、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の組成を制御すると同時に、Ｃｕｂｅ方位の面積率を２０％以下の低割合、且つＳ方位の面積率を４０〜７０％の高割合に制御することで、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有し、ＥＢＳＤ測定による結晶方位解析において、Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞の面積率が２０％以下、及びＳ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞の面積率が４０〜７０％であり、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、ＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０であることを特徴とするＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金である。
また、本発明は、０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる鋳塊を冷間圧延、溶体化処理、時効処理、及び仕上げ冷間圧延の順で行うＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法であって、前記冷間圧延の加工率が７０％以上、前記溶体化処理の加熱温度が７００〜１０００℃、前記溶体化処理の加熱時間が１〜３０分、及び前記仕上げ冷間圧延の加工率が２５％以下であることを特徴とするＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法である。

本発明によれば、良好な強度、導電率を維持し、優れた曲げ加工性を有する銅合金及びその製造方法、具体的には、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、且つＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０であるＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金及びその製造方法を提供することができる。

実施の形態２のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法のフロー図である。

実施の形態１．
（Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金）
本実施の形態に係るＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する。Ｃｏの含有量が０．８質量％未満であるか、又はＳｉの含有量が０．１６質量％未満であると、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物が十分に析出せず、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度と導電率とを同時に向上させることができない。一方、Ｃｏの含有量が１．８質量％を超えるか、又はＳｉの含有量が０．６質量％を超えると、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物以外の金属間化合物（例えば、Ｃｏ−Ｓｉ金属間化合物、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ金属間化合物など）が多く析出してしまい、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度と導電率とを両立させることができない。

ＣｏとＳｉとの質量比（Ｃｏ／Ｓｉ）は、特に限定されないが、好ましくは１．０〜９．０、より好ましくは２．０〜７．０、最も好ましくは３．０〜５．０である。Ｃｏ／Ｓｉが１．０未満であるか又は９．０よりも高いと、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物以外の金属間化合物が多く析出してしまい、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度と導電率とを同時に向上させることができない。
なお、本明細書において「不可避的不純物」とは、通常の地金中に含まれる不純物又は銅合金の製造中に混入する不純物を意味し、例えば、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓ、Ｆｅ、Ｏ_２及びＨ_２などが挙げられる。

本実施の形態に係るＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、強度、導電率及び曲げ加工性の全てを向上させる観点から、ＥＢＳＤ測定による結晶方位解析において、Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞の面積率が２０％以下、及びＳ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞の面積率が４０〜７０％である。Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞の面積率及びＳ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞の面積率が上記の範囲外であると、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度、導電率及び曲げ加工性のいずれかの特性が低下する。

ここで、本明細書において「ＥＢＳＤ」とは、電子後方散乱解析（Electron Back-Scatter Diffraction）のことを意味し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）内で試料に電子線を照射したときに生じる反射電子菊池線解析を利用した結晶方位解析である。具体的には、この解析方法は、ＳＥＭ画面上に表れる個々の結晶粒に電子ビームを照射し、後方散乱電子が回折して形成される菊池パターンから個々の結晶方位を同定する方法である。また、この解析方法では、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の圧延方向（ＲＤ）をＸ軸、板幅方向（ＴＤ）をＹ軸、圧延法線方向（ＮＤ）をＺ軸とする直角座標系を取り、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金中の各方位は、Ｚ軸に垂直（圧延面に平行）な結晶面の指数｛ｈ ｋ ｌ｝と、Ｘ軸に垂直な結晶面の指数＜ｕ ｖ ｗ＞とを用いて、｛ｈ ｋ ｌ｝＜ｕ ｖ ｗ＞と一般に表される。この方法によると、Ｃｕｂｅ方位は｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞、Ｓ方位は｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞と表される。

本明細書において「Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞の面積率」とは、Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞の面積率の理想方位から±１０°以内の面積の全測定面積に対する割合のことを意味する。また、「Ｓ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞の面積率」とは、Ｓ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞の面積率の理想方位から±１０°以内の面積の全測定面積に対する割合のことを意味する。

本実施の形態に係るＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、メッキ密着性などの特性を向上させる観点から、Ｚｎをさらに含有することができる。Ｚｎは、Ｓｎメッキ及びＳｎ合金メッキ後の経時変化による界面剥離を抑制する効果を有する。
Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金におけるＺｎの含有量は、特に限定されないが、０．１〜１．０質量％であることが好ましい。このような範囲であれば、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度、導電率及び曲げ加工性を損なうことなく、メッキ密着性を向上させることができる。Ｚｎの含有量が０．１質量％未満であると、Ｚｎの添加によるメッキ密着性の向上効果が得られないことがある。一方、Ｚｎの含有量が１．０質量％を超えると、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の導電率が低下することがある。

本実施の形態に係るＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、強度を向上させる観点から、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＭｎからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含有することができる。
Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金における上記元素の含有量は、特に限定されないが、総量で０．０１〜０．２質量％であることが好ましい。上記元素の含有量が０．０１質量％未満であると、上記元素の添加による強度向上効果が十分に得られないことがある。一方、上記元素の含有量が０．２質量％を超えると、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の導電率が低下することがある。

本実施の形態に係るＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０である。このような引張強さ、導電率及び曲げ加工性を有するＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金であれば、電気・電子機器の軽薄短小化に伴う要求を満足させることができる。

ここで、本明細書において「引張強さ」とは、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して室温にて測定される値のことを意味する。
また、本明細書において「導電率」とは、ＪＩＳ Ｈ０５０５に準拠して室温にて測定される値のことを意味する。

また、本明細書において「ＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０である」とは、ＪＩＳ Ｚ２２４８に準拠し、曲げ軸が圧延方向に直角となるように１８０°密着曲げを行った場合（ＧＷ：Good Way）、及び曲げ軸が圧延方向に平行となるように１８０°密着曲げを行った場合（ＢＷ：Bad Way）のいずれにおいても、曲げ部にクラックが発生しないことを意味する。

実施の形態２．
（Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法）
金属間化合物を析出させる一般的な銅合金は、鋳塊を熱間圧延した後、冷間圧延、溶体化処理、時効処理、及び仕上げ冷間圧延の順で処理を行うことによって製造される。ここで、銅合金の結晶方位は、冷間圧延、溶体化処理及び仕上げ冷間圧延の条件を調整することによって制御されている。Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金においても、Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞（以下、「Ｃｕｂｅ方位」と略す。）及びＳ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞（以下、「Ｓ方位」と略す。）の面積率は、溶体化処理で生成したＣｕｂｅ方位の結晶を、仕上げ冷間圧延によってＳ方位に変化させることで制御されている。
ところが、上記の方法では、Ｃｕｂｅ方位の面積率が低く且つＳ方位の面積率が高いＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を製造する場合、仕上げ冷間圧延の加工率を高くしなければならない。その結果、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度が高くなり、曲げ加工性が低下してしまう。

一方、本発明者らは、良好な強度、導電率を維持し、優れた曲げ加工性を有するＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を製造するために、製造工程の見直し、工程の入れ替え、条件変更などを行った結果、鋳塊を熱間圧延する代わりに、加工率が７０％以上の冷間圧延を行なうことで、Ｓ方位の面積率が９０％程度まで急激に上昇することを見出した。さらに、所定の条件で溶体化処理及び仕上げ冷間圧延を行なうことにより、Ｓ方位が他の方位（Ｃｕｂｅ方位、Ｇｏｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位など）に変化し、最終的にＳ方位の面積率が４０〜７０％、Ｃｕｂｅ方位の面積率が２０％以下となり、このような結晶方位を有するＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金が良好な強度及び導電率に加えて、優れた曲げ加工性を有することを見出した。

すなわち、本実施の形態のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法は、０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる鋳塊を冷間圧延、溶体化処理、時効処理、及び仕上げ冷間圧延の順で行われ、冷間圧延の加工率が７０％以上、溶体化処理の加熱温度が７００〜１０００℃、溶体化処理の加熱時間が１〜３０分、及び仕上げ冷間圧延の加工率が２５％以下であることを特徴とする。

以下、本実施の形態のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法について、図面を用いて説明する。
図１は、本実施の形態のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法のフロー図である。
まず、０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる合金原料を溶解して鋳造することによって鋳塊を得る（ステップＳ１）。
ステップＳ１の鋳造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、高周波誘導加熱炉、シャフト炉などの公知の装置を用い、合金原料を融点以上の温度に加熱して鋳造すればよい。
合金原料には、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金のメッキ密着性を向上させる観点から０．１〜１．０質量％のＺｎをさらに配合してもよい。また、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度を向上させる観点から、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＭｎからなる群から選択される１種以上の元素を０．０１〜０．２質量％配合してもよい。

次に、ステップＳ１で得られた鋳塊を７０％以上の加工率で冷間圧延する（ステップＳ２）。このような加工率で鋳塊を冷間圧延することにより、Ｓ方位の面積率を高めることができる。
加工率が７０％未満であると、Ｓ方位の面積率が十分に向上しない。ここで、本明細書において「加工率」とは、（ｔ_０−ｔ）／（ｔ_０）×１００によって算出される割合のことを意味する。なお、ｔ_０は加工前の板厚、ｔは加工後の板厚である。
また、従来の方法のように熱間圧延を行なうと、圧延と同時に再結晶が行われるため、複数の結晶方位（Ｃｕｂｅ方位、Ｓ方位、Ｇｏｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位など）が含まれる複雑な組織となり、Ｓ方位の面積率を高めることができない。

冷間圧延の方法としては、加工率が７０％以上であれば特に限定されず、公知の方法に準じて行うことができる。
冷間圧延は、一般に、冷間圧延機への通板を繰り返すことによって、所望の加工率を有する圧延材を得ることができる。このとき、１パスあたりの加工率は、５％以下であることが好ましい。１パスあたりの加工率が５％以上であると、圧延材に割れが生じることがある。
冷間圧延のその他の条件（冷間圧延機のロール径など）は、特に限定されず、鋳塊の大きさなどに応じて適宜調整すればよい。一般には、５００〜６５０ｍｍφのロール径を有するロールを用いて冷間圧延を行なえばよい。

次に、必要に応じて、ステップＳ２の冷間圧延で生じた圧延材内部の応力を除去し、後の加工を容易にする観点から、焼鈍を行う（ステップＳ３）。
焼鈍の条件は、特に限定されず、鋳塊の組成などに応じて適宜調整すればよい。一般には、焼鈍温度が５００〜８００℃、保持時間が１〜４時間である。
また、焼鈍の方法としては、特に限定されず、公知の方法に準じて行うことができる。

次に、必要に応じて、ステップＳ３の焼鈍で生じた圧延材表面の酸化膜を除去する観点から、面削を行う（ステップＳ４）。
面削の方法としては、特に制限されることはなく、公知の方法に準じて行うことができる。

次に、必要に応じて、所望の板厚とする観点から、ステップＳ４で得られた圧延材を冷間圧延する（ステップＳ５）。
ステップＳ５の冷間圧延における加工率は、特に限定されないが、好ましくは１０〜５０％である。冷間圧延のその他の条件（冷間圧延機のロール径など）は、特に限定されず、圧延材の大きさなどに応じて適宜調整すればよい。一般には、２００〜３００ｍｍφのロール径を有するロールを用いて冷間圧延を行なえばよい。

次に、必要に応じて、ステップＳ５の冷間圧延で生じた圧延材内部の応力を除去し、後の加工を容易にする観点から、焼鈍を行う（ステップＳ６）。
焼鈍の条件は、特に限定されず、鋳塊の組成などに応じて適宜調整すればよい。一般には、焼鈍温度が５００〜８００℃、保持時間が１〜４時間である。
また、焼鈍の方法としては、特に限定されず、公知の方法に準じて行うことができる。

次に、必要に応じて、所望の板厚とする観点から、ステップＳ６で得られた圧延材を冷間圧延する（ステップＳ７）。ステップＳ７の冷間圧延における加工率は、特に限定されないが、好ましくは１０〜５０％である。冷間圧延のその他の条件（冷間圧延機のロール径など）は、特に限定されず、圧延材の大きさなどに応じて適宜調整すればよい。一般には、３０〜４０ｍｍφのロール径を有するロールを用いて冷間圧延を行なえばよい。

ステップＳ３及びＳ６の焼鈍によってＳ方位がＣｕｂｅ方位などに変化するが、ステップＳ５及びＳ７の冷間圧延によってＣｕｂｅ方位をＳ方位に変化させることができるため、Ｓ方位の面積率の低下を少なくすることができる。

次に、ステップＳ７で得られた圧延材を７００〜１０００℃の加熱温度で１〜３０分間加熱した後に、水中で急冷する溶体化処理を行う（ステップＳ８）。
上記のような加熱温度及び加熱時間に制御することにより、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物を十分に固溶させることができる。加熱温度が７００℃未満又は加熱時間が１分未満であると、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物が十分に固溶せず、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度及び導電率を向上させることができない。一方、加熱温度が１００℃超過又は加熱時間が３０分超過であると、Ｓ方位の大部分がＣｕｂｅ方位に変化し、Ｓ方位を高めることができない。その結果、良好な強度、導電率を維持し、優れた曲げ加工性を有するＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を得ることができない。
ステップＳ８の溶体化処理における加熱及び急冷の方法は、特に制限されることはなく、公知の方法に準じて行うことができる。

次に、ステップＳ８で得られた圧延材を時効処理する（ステップＳ９）。
時効処理の条件としては、特に限定されず、圧延材の種類に応じて適宜調整すればよい。一般には、加熱温度を４００〜６００℃、加熱時間を２〜８時間として時効処理を行う。このような加熱温度及び加熱時間に制御することにより、微細なＣｏ_２Ｓｉ金属間化合物をＣｕ母材中に分散析出させることができる。

また、時効処理の冷却速度は、少なくとも３８０℃まで１０〜５０℃／ｈの冷却速度で行うことが好ましい。時効処理の冷却速度によって結晶方位が変化することはないが、冷却速度が１０℃／ｈ未満であると、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物が粗大化し、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度及び曲げ加工性が低下する場合がある。一方、冷却速度が５０℃／ｈを超えると、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金に残留応力が残り、この応力によってＣｏ_２Ｓｉ金属間化合物の析出量が少なくなる場合がある。その結果、Ｃｏ及びＳｉが固溶状態を保持するため、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度及び導電率が向上しないことがある。
ステップＳ９の時効処理における加熱方法は、特に制限されることはなく、公知の方法に準じて行うことができる。

次に、ステップＳ９で得られた圧延材を２５％以下の加工率で仕上げ冷間圧延する（ステップＳ１０）。このような加工率で圧延材を仕上げ冷間圧延することにより、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度が過度に高くならず、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の曲げ加工性を向上させることができる。仕上げ冷間圧延の加工率が２５％を超えると、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の強度が過度に高くなり、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の曲げ加工性が低下する。

ステップＳ１０の仕上げ冷間圧延におけるその他の条件（冷間圧延機のロール径など）は、特に限定されず、圧延材の大きさなどに応じて適宜調整すればよい。一般には、３０〜４０ｍｍφのロール径を有するロールを用いて仕上げ冷間圧延を行なえばよい。

次に、必要に応じて、ステップＳ１０の仕上げ冷間圧延で生じた圧延材内部の残留応力を除去する観点から、低温で焼鈍を行う（ステップＳ６）。
焼鈍の条件は、特に限定されず、圧延材の種類などに応じて適宜調整すればよい。一般には、焼鈍温度が２００〜４５０℃、保持時間が２〜８時間である。
また、焼鈍の方法としては、特に限定されず、公知の方法に準じて行うことができる。

上記のようにして製造されるＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、特定の組成を有すると共に、Ｓ方位の面積率が４０〜７０％、Ｃｕｂｅ方位の面積率が２０％以下である結晶方位を有するため、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、ＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０となる。

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例で得られたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の各特性は、次の手順に従って評価した。

（１）Ｃｕｂｅ方位及びＳ方位の面積率
ＥＢＳＤ法を用い、結晶粒を１００個以上含む２５０μｍ四方の測定面積に対し、０．５μｍのステップでスキャンすることによって結晶方位の測定を行った。測定試料は、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金をエポキシ樹脂に包埋し、コロイダルシリカを用いて表面を研磨することによって調製した。なお、各方位の理想方位から±１０°以内の面積を各方位の面積とし、全測定面積に対する各方位の面積の割合を各方位の面積率とした。

（２）引張強さ
引張強さの評価は、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して室温にて行った。
（３）導電率
導電率の評価は、ＪＩＳ Ｈ０５０５に準拠して室温にて行った。
（４）メッキ密着性
メッキ密着性の評価は、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金に厚さ３μｍの電気Ｓｎメッキを施し、１０時間の加熱を行った後、１８０度の折り曲げ、曲げ戻し試験を行い、試料表面を目視で観察することによって行った。この評価では、メッキ膜が全く損傷していないものを○、メッキ膜が剥離していないものの、損傷が認められるものを△、メッキ膜が剥離したものを×として表す。

（５）曲げ加工性
曲げ加工性の評価は、ＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性の評価方法に準拠して行った。この評価において、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の曲げ軸が圧延方向に直角となるように１８０°密着曲げを行った場合をＧＷ、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の曲げ軸が圧延方向に平行となるように１８０°密着曲げを行った場合をＢＷとし、曲げ部の表面を光学顕微鏡で観察することによってクラックの有無を評価した。なお、クラックが微細であり、評価が難しい場合は、曲げ後のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を樹脂に包埋し、研磨した後に光学顕微鏡によってクラックの有無を評価した。クラックが発生しなかったものを○、クラックが発生したものを×として表す。

（実施例１−１〜１−９及び比較例１−１〜１−６）
表１に示す組成、並びにＣｕｂｅ方位及びＳ方位の面積率を有するＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を図１のフローチャートに従って製造した。なお、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金中のＣｕの含有量については明示していないが、示された他の成分の量から算出することが容易であることは言うまでもない。以下に、図１のフローチャートを用いてＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法を具体的に説明する。

まず、表１に示す組成を満たす合金原料（Ｃｕ、Ｃｏ、Ｓｉ）を準備し、これらの合金原料を高周波溶解炉で溶解した後、板状の鋳塊に鋳造した（ステップＳ１）。
次に、ステップＳ１で得られた鋳塊を７０％の加工率で冷間圧延した（ステップＳ２）。
次に、ステップＳ２で得られた圧延板を８００℃で２時間焼鈍した（ステップＳ３）。
次に、ステップＳ３で得られた圧延板を面削した（ステップＳ４）。
次に、ステップＳ４で得られた圧延板を４０％の加工率で冷間圧延した（ステップＳ５）。

次に、ステップＳ５で得られた圧延板を８００℃で２時間焼鈍した（ステップＳ６）。
次に、ステップＳ６で得られた圧延板を４０％の加工率で冷間圧延した（ステップＳ７）。
次に、ステップＳ７で得られた圧延板を８５０℃で５分間加熱した後に水中で急冷する溶体化処理を行った（ステップＳ８）。
次に、ステップＳ８で得られた圧延板を５００℃で４時間加熱し、３０℃／ｈの冷却速度で３８０℃まで冷却する時効処理を行った（ステップＳ９）。
次に、ステップＳ９で得られた圧延板を１０％の加工率で仕上げ冷間圧延した（ステップＳ１０）。
次に、ステップＳ１０で得られた圧延板を３００℃で４時間焼鈍した（ステップＳ１１）。

（実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−３）
実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−３では、ステップ２の冷間圧延における加工率を表１に示す割合に変更してＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を作製した。ステップ２の冷間圧延における加工率以外の製造条件は、実施例１−１〜１−９と同じである。

（実施例３−１〜３−４及び比較例３−１〜３−４）
実施例３−１〜３−４及び比較例３−１〜３−４では、ステップ８の溶体化処理における加熱温度及び加熱時間を表１の通りに変更してＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を作製した。ステップ８の溶体化処理における加熱温度及び加熱時間以外の製造条件は、実施例１−１〜１−９と同じである。

（実施例４−１〜４−４及び比較例４−１〜４−２）
実施例４−１〜４−４及び比較例４−１〜４−２では、ステップ１０の仕上げ冷間圧延における加工率を表１に示す割合に変更してＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を作製した。ステップ１０の仕上げ冷間圧延における加工率以外の製造条件は、実施例１−１〜１−９と同じである。

上記の実施例及び比較例で得られたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金について、（１）Ｃｕｂｅ方位及びＳ方位の面積率、（２）引張強さ、（３）導電率、及び（５）曲げ加工性の評価を行った。その結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例で得られたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、且つ曲げ加工性も良好であった。
これに対して比較例で得られたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、引張強さ、導電率又は曲げ加工率が十分でなかった。

以下、上記の実験結果について検討する。
Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の組成に関し、Ｃｏの含有量が０．８〜１．８質量％、Ｓｉの含有量が０．１６〜０．６質量％の範囲外であると、引張強さが向上しない上、導電率も低下することがある（比較例１−１〜１−６の結果参照）。
ステップ２の冷間圧延における加工率に関し、加工率が大きくなるほど、Ｓ方位の面積率が増加し、引張強さが向上する傾向にある（実施例２−１〜２−３の結果参照）。また、加工率が７０％未満であると、Ｓ方位の面積率が減少し、曲げ加工性が低下する（比較例２−１〜２−３の結果参照）。

ステップ８の溶体化処理における加熱温度及び加熱時間に関し、加熱温度及び加熱時間が増加すると、Ｃｕｂｅ方位の面積率が増加する傾向があるが、引張強さ、導電率及び曲げ加工率にはあまり変化がない（実施例３−１〜３−４）。また、加熱温度が１０００℃を超えるか又は加熱時間が３０分を超えると、Ｓ方位の面積率が著しく減少し、曲げ加工性が低下する（比較例３−２及び３−４の結果参照）。一方、加熱温度が７００℃未満又は加熱時間が１分未満であると、Ｓ方位の面積率は高いままであるが、Ｃｏ_２Ｓｉ金属間化合物が十分に固溶しないために、引張強さ及び導電率が十分に向上しない。
ステップ１０の仕上げ冷間圧延における加工率に関し、加工率が大きくなるほど、Ｓ方位の面積率が増加し、引張強さが向上する傾向にある（実施例４−１〜４−４の結果参照）。ただし、加工率が２５％を超えると、引張強さが過度に高くなり、曲げ加工性が低下する（比較例４−１〜４−２参照）。

（実施例５−１〜１３−５）
実施例５−１〜１３−５では、任意成分であるＺｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ又はＭｎを更に含む組成を有するＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金を実施例１−１〜１−９と同じ製造条件で製造した。
上記の実施例で得られたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金について、（１）Ｃｕｂｅ方位及びＳ方位の面積率、（２）引張強さ、（３）導電率、（４）メッキ密着性及び（５）曲げ加工性の評価を行った。その結果を表２及び３に示す。なお、表２及び３では、Ｃｏ及びＳｉの含有量及び製造条件が本実施例と同一である実施例１−６について同様の評価を行った結果を参考として示す。

表２及び３に示すように、実施例５−１〜１３−５で得られたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金はいずれも、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、且つ曲げ加工性も良好であった。
また、Ｚｎを０．１〜１．０質量％の範囲で含むＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、良好なメッキ密着性を有していた（実施例５−１〜５−５の結果参照）。
さらに、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ又はＭｎを０．０１〜０．２質量％の範囲で含むＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金は、引張強さがやや向上する傾向にあった（実施例６−１〜１３−５の結果参照）。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、良好な強度、導電率を維持し、優れた曲げ加工性を有する銅合金及びその製造方法、具体的には、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、且つＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０であるＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金及びその製造方法を提供することができる。

Claims (4)

1. ０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有し、
   ＥＢＳＤ測定による結晶方位解析において、Ｃｕｂｅ方位｛０ ０ １｝＜１ ０ ０＞の面積率が２０％以下、及びＳ方位｛２ ３ １｝＜３ ４ ６＞の面積率が４０〜７０％であり、
   引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
   導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、
   ＪＩＳ Ｚ２２４８に規定される１８０°曲げ試験による曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０である
   ことを特徴とするＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金。
2. ０．１〜１．０質量％のＺｎをさらに含有することを特徴とする請求項１に記載のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金。
3. Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＭｎからなる群から選択される１種以上の元素を総量で０．０１〜０．２質量％さらに含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金。
4. ０．８〜１．８質量％のＣｏ及び０．１６〜０．６質量％のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる鋳塊を冷間圧延、溶体化処理、時効処理、及び仕上げ冷間圧延の順で行うＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法であって、
   前記冷間圧延の加工率が７０％以上、前記溶体化処理の加熱温度が７００〜１０００℃、前記溶体化処理の加熱時間が１〜３０分、及び前記仕上げ冷間圧延の加工率が２５％以下であることを特徴とするＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金の製造方法。

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