JP7178454B2 - Copper alloy sheet material, its manufacturing method, and members for electrical and electronic parts - Google Patents
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Description
本発明は、銅合金板材およびその製造方法、ならびに電気・電子部品用部材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a copper alloy sheet material, a method for producing the same, and a member for electric/electronic parts.
一般に、電子機器用のコネクタや自動車車載用のシールドケースなどに用いられる銅合金板材には、打ち抜き、曲げ、絞り、張り出しなどのプレス加工やバーリング加工(穴フランジ加工)が施される。 In general, copper alloy sheet materials used for connectors for electronic devices and shield cases for automobiles are subjected to press working such as punching, bending, drawing, and bulging, and burring (hole flanging).
また、近年の電子機器や自動車車載機器の高性能化に伴い、電気・電子機器を構成する電気・電子部品用部材に用いられる銅合金板材の機械的特性および電気的特性と、電気・電子部品用部材の軽量化や複雑形状化に伴い、銅合金板材の目的形状への加工性とがより高いレベルで両立することが求められている。 In recent years, with the increasing performance of electronic devices and automotive on-board devices, the mechanical and electrical properties of copper alloy sheets used for electrical and electronic parts that make up electrical and electronic devices, and electrical and electronic parts. Along with the weight reduction and the complicated shape of materials, it is required to achieve a higher level of workability into the desired shape of the copper alloy sheet material.
例えば特許文献1には、Crを0.1~0.6質量%、ZrおよびTiのうちの1種または2種を合計で0.01~0.30質量%含有し、残部が銅及び不可避的不純物からなり、母相中に存在する第2相粒子のうち、粒径が0.1μm以上の第2相粒子が1000~10000000個/mm2存在する銅合金板が記載されている。 For example, Patent Document 1 contains 0.1 to 0.6% by mass of Cr, a total of 0.01 to 0.30% by mass of one or two of Zr and Ti, and the balance is copper and unavoidable describes a copper alloy sheet in which 1,000 to 1,000,000/mm 2 of second phase particles having a particle size of 0.1 μm or more are present in the matrix phase.
特許文献1では、Cu-Cr系合金の第2相粒子数を制御することで、高強度、高導電性、曲げ加工性を兼ね備えている。しかしながら、円形の穴を拡大する加工を行うバーリング加工は、曲げ加工と全く異なる加工であるため、特許文献1のようなCu-Cr系合金の第2相粒子数を制御した銅合金板では、バーリング加工性が不十分である。 In Patent Document 1, by controlling the number of second phase particles in the Cu—Cr alloy, high strength, high conductivity, and bending workability are achieved. However, since burring processing for enlarging a circular hole is a completely different processing from bending processing, in a copper alloy plate in which the number of second phase particles of a Cu—Cr alloy as in Patent Document 1 is controlled, Burring workability is insufficient.
また、従来の方法で製造される銅合金板材については、難条件でバーリング加工を行うことができるものの、機械的特性や電気的特性を犠牲にする必要がある。難条件での加工とは、例えば、バーリング加工穴の穴フランジ高さを大きくするために、バーリング加工穴の穴拡げ率を大きくすることや、パンチストロークを短くして生産性を向上させるために、穴拡げ用パンチの先端角度をパンチストロークに対して大きくすることなどである。 In addition, although copper alloy sheet materials manufactured by conventional methods can be burred under difficult conditions, mechanical and electrical properties must be sacrificed. Machining under difficult conditions means, for example, increasing the hole expansion rate of burring holes in order to increase the hole flange height of burring holes, or shortening the punch stroke to improve productivity. and increasing the tip angle of the punch for hole expansion with respect to the punch stroke.
このように、近年の電気・電子部品用部材に求められる強度および導電率のバランスを犠牲にすることなく、目的形状への加工の過程において、難条件でのバーリング加工が施されても、優れたバーリング加工性を有する銅合金板材が求められている。 In this way, without sacrificing the balance of strength and conductivity required for recent electrical and electronic component members, in the process of processing to the desired shape, even if burring processing is performed under difficult conditions, it is excellent. There is a demand for a copper alloy sheet material with good burring workability.
本発明の目的は、強度および導電性を十分に発揮しつつ、難加工条件でバーリング加工を行っても、バーリング加工性に優れた銅合金板材およびその製造方法、ならびに電気・電子部品用部材を提供することである。 An object of the present invention is to provide a copper alloy sheet material that exhibits excellent strength and conductivity and is excellent in burring workability even when burring is performed under difficult processing conditions, a method for producing the same, and a member for electric and electronic parts. to provide.
本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
[1] Crを0.10質量%以上0.80質量%以下含有し、残部がCuおよび不可避不純物である合金組成を有し、引張強さは350MPa以上800MPa以下、導電率は55%IACS以上90%IACS以下、圧延方向に対して、0°方向に切り出した断面S0°における板厚方向の平均結晶粒径A0°、45°方向に切り出した断面S45°における板厚方向の平均結晶粒径A45°、および90°方向に切り出した断面S90°における板厚方向の平均結晶粒径A90°は、いずれも10.0μm以下で、かつA0°の標準偏差、A45°の標準偏差およびA90°の標準偏差の平均値は、2.0μm以下、下記式(1)で表される、前記平均結晶粒径A0°の異方度B0°、前記平均結晶粒径A45°の異方度B45°、および前記平均結晶粒径A90°の異方度B90°は、いずれも10.0%以下であることを特徴とする銅合金板材。
Bm=100×(Am-C)/C ・・・式(1)
ただし、前記式(1)中、mは、0°、45°または90°であり、Cは、A0°、A45°およびA90°の平均値((A0°+A45°+A90°)/3)である。
[2] 前記断面S0°における圧延方向の平均結晶粒径D0°は15.0μm以下である、上記[1]に記載の銅合金板材。
[3] 前記断面S0°における平均KAM値E0°、前記断面S45°における平均KAM値E45°、および前記断面S90°における平均KAM値E90°は、いずれも10.0°以下で、かつE0°の標準偏差、E45°の標準偏差およびE90°の標準偏差の平均値は、3.0°以下、下記式(2)で表される、前記平均KAM値E0°の異方度F0°、前記平均KAM値E45°の異方度F45°、および前記平均KAM値E90°の異方度F90°は、いずれも10.0%以下であることを特徴とする上記[1]または[2]に記載の銅合金板材。
Fm=100×(Em-G)/G ・・・式(2)
ただし、前記式(2)中、mは、0°、45°または90°であり、Gは、E0°、E45°およびE90°の平均値((E0°+E45°+E90°)/3)である。
[4] Crを0.10質量%以上0.80質量%以下含有し、残部がCuおよび不可避不純物である合金組成を有し、引張強さは350MPa以上800MPa以下、導電率は55%IACS以上90%IACS以下、圧延方向に対して、0°方向に切り出した断面S0°における平均KAM値E0°、45°方向に切り出した断面S45°における平均KAM値E45°、および90°方向に切り出した断面S90°における平均KAM値E90°は、いずれも10.0°以下で、かつE0°の標準偏差、E45°の標準偏差およびE90°の標準偏差の平均値は、3.0°以下、下記式(2)で表される、前記平均KAM値E0°の異方度F0°、前記平均KAM値E45°の異方度F45°、および前記平均KAM値E90°の異方度F90°は、いずれも10.0%以下であることを特徴とする銅合金板材。
Fm=100×(Em-G)/G ・・・式(2)
ただし、前記式(2)中、mは、0°、45°または90°であり、Gは、E0°、E45°およびE90°の平均値((E0°+E45°+E90°)/3)である。
[5] 前記合金組成は、さらに、Mg、Ti、Co、Zr、Zn、SnおよびSiからなる群より選択される1種以上の元素を合計で0.05質量%以上2.50質量%以下含有する、上記[1]~[4]のいずれか1つに記載の銅合金板材。
[6] 厚さが0.05mm以上0.50mm以下である、上記[1]~[5]のいずれか1つに記載の銅合金板材。
[7] 上記[1]~[6]のいずれか1つに記載の銅合金板材の製造方法であって、銅合金素材に、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)、面削工程(工程4)、冷間圧延工程(工程5)、中間熱処理工程(工程6)、仕上げ冷間圧延工程(工程7)および調質焼鈍工程(工程8)をこの順に施し、前記冷間圧延工程(工程5)における圧延材の加工率R5(%)に対する、前記中間熱処理工程(工程6)における熱処理材の最高温度T6(℃)の比(T6/R5)は、8.0以上20.0以下、前記最高温度T6は400℃以上650℃以下、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パスに設けられる、一対のワークロールにおける、下記式(3)で表されるロール間隙形状比の各パスの平均値M7に対する、前記調質焼鈍工程(工程8)における焼鈍材の最高温度T8(℃)の比(T8/M7)は、10.0以上100.0以下、前記最高温度T8は250℃以上700℃以下であることを特徴とする銅合金板材の製造方法。
M7=3×{r(h1-h2)}1/2/{n(h1+2h2)}・・・式(3)
ただし、前記式(3)中、rは、ワークロールの半径(mm)であり、h1は、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パス前の圧延材の厚さ(mm)であり、h2は、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パス後の圧延材の厚さ(mm)であり、nは、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)のパス数の合計である。
[8] 上記[1]~[6]のいずれか1つに記載の銅合金板材にバーリング加工穴を有することを特徴とする電気・電子部品用部材。
[9] 前記バーリング加工穴は、下記式(4)で表される穴拡げ率λが20%以上である上記[8]に記載の電気・電子部品用部材。
λ=100×(d―d0)/d0 ・・・式(4)
ただし、前記式(4)中、d0は、穴拡げ加工前の穴の直径(mm)であり、dは、穴拡げ加工後のバーリング加工穴の直径(mm)である。
The gist and configuration of the present invention are as follows.
[1] An alloy composition containing 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less of Cr, the balance being Cu and inevitable impurities, a tensile strength of 350 MPa or more and 800 MPa or less, and an electrical conductivity of 55% IACS or more. 90% IACS or less, the average grain size in the plate thickness direction in the cross section S 0 ° cut in the direction of 0 ° with respect to the rolling direction A 0 ° , the average in the thickness direction in the cross section S 45 ° cut in the direction of 45 ° The crystal grain size A 45 ° and the average crystal grain size A 90 ° in the plate thickness direction at the cross section S 90 ° cut in the 90 ° direction are both 10.0 μm or less, and the standard deviation of A 0 ° , A 45 The average value of the standard deviation of ° and the standard deviation of A 90 ° is 2.0 μm or less, the anisotropy B 0 ° of the average crystal grain size A 0 ° , the average crystal A copper alloy sheet material, wherein both the anisotropy B45 ° of the grain size A45° and the anisotropy B90° of the average crystal grain size A90 ° are 10.0% or less.
B m = 100 × (A m - C) / C formula (1)
However, in the formula (1), m is 0°, 45° or 90°, and C is the average value of A 0° , A 45° and A 90° ((A 0° + A 45° + A 90 ° )/3).
[2] The copper alloy sheet material according to [1] above, wherein an average crystal grain size D0 ° in the rolling direction at the cross section S0 ° is 15.0 μm or less.
[3] The average KAM value E 0 ° at the cross section S 0 °, the average KAM value E 45 ° at the cross section S 45 ° , and the average KAM value E 90 ° at the cross section S 90 ° are all 10.0 ° Below, and the average value of E 0 ° standard deviation, E 45 ° standard deviation and E 90 ° standard deviation is 3.0 ° or less, the average KAM value E is represented by the following formula (2) The anisotropy F 0 ° at 0 °, the anisotropy F 45 ° at the average KAM value E 45 ° , and the anisotropy F 90 ° at the average KAM value E 90 ° are all 10.0% or less. The copper alloy sheet material according to the above [1] or [2], characterized in that
F m = 100 × (E m - G) / G Expression (2)
However, in the above formula (2), m is 0°, 45° or 90°, and G is the average value of E 0° , E 45° and E 90° ((E 0° + E 45° + E 90 ° )/3).
[4] An alloy composition containing 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less of Cr, the balance being Cu and inevitable impurities, a tensile strength of 350 MPa or more and 800 MPa or less, and an electrical conductivity of 55% IACS or more. 90% IACS or less, with respect to the rolling direction, the average KAM value E 0 ° in the cross section S 0 ° cut in the 0 ° direction, the average KAM value E 45 ° in the cross section S 45 ° cut in the 45 ° direction, and 90 ° The average KAM value E 90 ° at the cross section S 90 ° cut in the direction is all 10.0 ° or less, and the average value of the standard deviation of E 0 ° , the standard deviation of E 45 ° and the standard deviation of E 90 ° is 3.0 ° or less, the anisotropy F 0 ° at the average KAM value E 0 ° , the anisotropy F 45 ° at the average KAM value E 45 ° , and the A copper alloy sheet material, wherein an anisotropy F 90° of an average KAM value E 90° is 10.0% or less.
F m = 100 × (E m - G) / G Expression (2)
However, in the above formula (2), m is 0°, 45° or 90°, and G is the average value of E 0° , E 45° and E 90° ((E 0° + E 45° + E 90 ° )/3).
[5] The alloy composition further contains one or more elements selected from the group consisting of Mg, Ti, Co, Zr, Zn, Sn and Si in a total of 0.05% by mass or more and 2.50% by mass or less. The copper alloy sheet material according to any one of [1] to [4] above.
[6] The copper alloy sheet material according to any one of [1] to [5] above, which has a thickness of 0.05 mm or more and 0.50 mm or less.
[7] A method for producing a copper alloy sheet according to any one of [1] to [6] above, wherein the copper alloy material is subjected to a casting step (step 1), a homogenization heat treatment step (step 2), Hot rolling process (process 3), facing process (process 4), cold rolling process (process 5), intermediate heat treatment process (process 6), finish cold rolling process (process 7) and temper annealing process (process 8) is performed in this order, and the ratio (T6 /R5) is 8.0 or more and 20.0 or less, the maximum temperature T6 is 400°C or more and 650°C or less, and the pair of work rolls provided in each pass of the finish cold rolling step (step 7) has the following The ratio (T8/M7) of the maximum temperature T8 (°C) of the annealed material in the temper annealing step (step 8) to the average value M7 of each pass of the roll gap shape ratio represented by formula (3) is 10 .0 or more and 100.0 or less, and the maximum temperature T8 is 250°C or more and 700°C or less.
M7=3×{r(h 1 −h 2 )} 1/2 /{n(h 1 +2h 2 )} Equation (3)
However, in the above formula (3), r is the radius (mm) of the work roll, and h1 is the thickness (mm) of the rolled material before each pass of the finish cold rolling step (step 7). where h2 is the thickness (mm) of the rolled material after each pass in the finish cold rolling step (step 7), and n is the total number of passes in the finish cold rolling step (step 7). is.
[8] An electric/electronic component member comprising a copper alloy sheet according to any one of [1] to [6] above and having burring holes.
[9] The electric/electronic component member according to [8] above, wherein the burring hole has a hole expansion ratio λ of 20% or more, which is represented by the following formula (4).
λ=100×(d−d 0 )/d 0 Expression (4)
However, in the above formula (4), d0 is the diameter (mm) of the hole before hole expansion, and d is the diameter (mm) of the burring hole after hole expansion.
本発明によれば、強度および導電性を十分に発揮しつつ、難加工条件でバーリング加工を行っても、バーリング加工性に優れた銅合金板材およびその製造方法、ならびに電気・電子部品用部材を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, a copper alloy sheet material that exhibits excellent strength and conductivity and is excellent in burring workability even when burring is performed under difficult processing conditions, a method for producing the same, and a member for electric and electronic parts. can provide.
以下、本発明を実施形態に基づき詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below based on embodiments.
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、銅合金板材の結晶粒径や局所ひずみ量に相当するKAM値、ならびにこれらの均一性および異方度を高精度に制御することによって、強度および導電性のバランスを損なうことなく、難加工条件でバーリング加工を行っても、優れたバーリング加工性を得られることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成させるに至った。 As a result of extensive research, the present inventors have found that the KAM value corresponding to the crystal grain size and local strain amount of the copper alloy sheet material, as well as the uniformity and anisotropy thereof, can be controlled with high precision. The present inventors have found that excellent burring workability can be obtained even when burring is performed under difficult processing conditions without impairing the balance of conductivity. Based on this knowledge, the present invention has been completed.
実施形態の銅合金板材は、Crを0.10質量%以上0.80質量%以下含有し、残部がCuおよび不可避不純物である合金組成を有し、引張強さは350MPa以上800MPa以下、導電率は55%IACS以上90%IACS以下、圧延方向に対して、0°方向に切り出した断面S0°における板厚方向の平均結晶粒径A0°、45°方向に切り出した断面S45°における板厚方向の平均結晶粒径A45°、および90°方向に切り出した断面S90°における板厚方向の平均結晶粒径A90°は、いずれも10.0μm以下で、かつA0°の標準偏差、A45°の標準偏差およびA90°の標準偏差の平均値は、2.0μm以下、下記式(1)で表される、前記平均結晶粒径A0°の異方度B0°、前記平均結晶粒径A45°の異方度B45°、および前記平均結晶粒径A90°の異方度B90°は、いずれも10.0%以下である。 The copper alloy sheet material of the embodiment has an alloy composition containing 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less of Cr, with the balance being Cu and inevitable impurities, and has a tensile strength of 350 MPa or more and 800 MPa or less, and electrical conductivity. is 55% IACS or more and 90% IACS or less, with respect to the rolling direction, the average crystal grain size in the plate thickness direction in the cross section S 0 ° cut in the 0 ° direction, the average grain size in the plate thickness direction A 0 ° in the cross section S 45 ° cut in the 45 ° direction The average crystal grain size A 45 ° in the plate thickness direction and the average crystal grain size A 90 ° in the plate thickness direction at the cross section S 90 ° cut in the 90 ° direction are both 10.0 μm or less and A 0 ° The average value of the standard deviation, the standard deviation of A 45 ° and the standard deviation of A 90 ° is 2.0 μm or less, and the anisotropy B 0 of the average crystal grain size A 0 ° , represented by the following formula (1) , the anisotropy B45 ° of the average crystal grain size A45 ° , and the anisotropy B90° of the average crystal grain size A90° are all 10.0% or less.
Bm=100×(Am-C)/C ・・・式(1) B m = 100 × (A m - C) / C formula (1)
上記式(1)中、mは、0°、45°または90°であり、Cは、A0°、A45°およびA90°の平均値((A0°+A45°+A90°)/3)である。 In the above formula (1), m is 0 °, 45 ° or 90 °, C is the average value of A 0 ° , A 45 ° and A 90 ° ((A 0 ° + A 45 ° + A 90 ° ) /3).
また、実施形態の銅合金板材は、Crを0.10質量%以上0.80質量%以下含有し、残部がCuおよび不可避不純物である合金組成を有し、引張強さは350MPa以上800MPa以下、導電率は55%IACS以上90%IACS以下、圧延方向に対して、0°方向に切り出した断面S0°における平均KAM値E0°、45°方向に切り出した断面S45°における平均KAM値E45°、および90°方向に切り出した断面S90°における平均KAM値E90°は、いずれも10.0°以下で、かつE0°の標準偏差、E45°の標準偏差およびE90°の標準偏差の平均値は、3.0°以下、下記式(2)で表される、前記平均KAM値E0°の異方度F0°、前記平均KAM値E45°の異方度F45°、および前記平均KAM値E90°の異方度F90°は、いずれも10.0%以下である。 Further, the copper alloy sheet material of the embodiment has an alloy composition containing 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less of Cr, the balance being Cu and inevitable impurities, and has a tensile strength of 350 MPa or more and 800 MPa or less. The electrical conductivity is 55% IACS or more and 90% IACS or less, the average KAM value E 0 ° at the cross section S 0 ° cut in the 0 ° direction, and the average KAM value at the cross section S 45 ° cut in the 45 ° direction with respect to the rolling direction E 45 ° and the average KAM value E 90 ° at the cross section S 90 ° cut in the 90 ° direction are both 10.0 ° or less, and the standard deviation of E 0 ° , the standard deviation of E 45 ° and E 90 The average value of the standard deviation of ° is 3.0 ° or less, the anisotropy F 0 ° of the average KAM value E 0 ° , the anisotropy of the average KAM value E 45 ° , represented by the following formula (2) Both the degree F 45° and the anisotropy F 90° of the average KAM value E 90° are 10.0% or less.
Fm=100×(Em-G)/G ・・・式(2) F m = 100 × (E m - G) / G Expression (2)
上記式(2)中、mは、0°、45°または90°であり、Gは、E0°、E45°およびE90°の平均値((E0°+E45°+E90°)/3)である。 In the above formula (2), m is 0 °, 45 ° or 90 °, G is the average value of E 0 ° , E 45 ° and E 90 ° ((E 0 ° + E 45 ° + E 90 ° ) /3).
まず、銅合金板材の合金組成について説明する。 First, the alloy composition of the copper alloy sheet will be described.
上記実施形態の銅合金板材は、Crを0.10質量%以上0.80質量%以下含有し、残部がCuおよび不可避不純物である合金組成を有する。 The copper alloy sheet material of the above embodiment has an alloy composition containing 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less of Cr, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
<Cr:0.10質量%以上0.80質量%以下>
Cr(クロム)は、銅合金板材の強度を高めるために必要な元素であり、Crを0.10質量%以上0.80質量%以下含有することが必要である。Crの含有量が0.10質量%以上であると、銅合金板材の強度が増加し、バーリング加工性が向上する。また、Crの含有量が0.80質量%以下であると、Crを含む粗大な晶出物が鋳造工程時に生じにくくなり、バーリング加工性が向上する。このため、Crの含有量の下限値は、0.10質量%、好ましくは0.2質量%、より好ましくは0.3質量%であり、Crの含有量の上限値は、0.80質量%、好ましくは0.7質量%、より好ましくは0.6質量%である。
<Cr: 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less>
Cr (chromium) is an element necessary for increasing the strength of the copper alloy sheet material, and it is necessary to contain 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less of Cr. When the Cr content is 0.10% by mass or more, the strength of the copper alloy sheet increases and the burring workability improves. Further, when the Cr content is 0.80% by mass or less, coarse crystallized substances containing Cr are less likely to occur during the casting process, and burring workability is improved. Therefore, the lower limit of the Cr content is 0.10% by mass, preferably 0.2% by mass, more preferably 0.3% by mass, and the upper limit of the Cr content is 0.80% by mass. %, preferably 0.7 mass %, more preferably 0.6 mass %.
<銅合金板材の副成分:0.05質量%以上2.50質量%以下>
銅合金板材の合金組成は、さらに、Mg、Ti、Co、Zr、Zn、SnおよびSiからなる群より選択される1種以上の元素を合計で0.05質量%以上2.50質量%以下含有することができる。すなわち、銅合金板材は、必須の基本成分であるCrに加えて、任意成分である副成分として、さらに、Mg、Ti、Co、Zr、Zn、SnおよびSiからなる群より選択される1種以上の成分を合計で0.05質量%以上2.50質量%以下含有することができる。副成分の含有量が0.05質量%以上であると、銅合金板材の強度を向上させると共に、熱間圧延工程での再結晶や中間熱処理工程での再結晶を遅らせる効果を発揮し、銅合金板材の結晶状態である結晶粒径やKAM値、ならびにこれらの均一性および異方度を所定範囲内に容易に制御することができ、バーリング加工性を向上することができる。また、副成分の含有量が2.50質量%以下であると、銅合金板材の導電率の低下を抑制できる。このため、副成分の含有量の下限値は、好ましくは0.05質量%、より好ましくは0.30質量%、さらに好ましくは0.50質量%であり、副成分の含有量の上限値は、好ましくは2.50質量%、より好ましくは2.20質量%、さらに好ましくは1.90質量%である。
<Subcomponents of copper alloy sheet material: 0.05% by mass or more and 2.50% by mass or less>
The alloy composition of the copper alloy sheet further includes one or more elements selected from the group consisting of Mg, Ti, Co, Zr, Zn, Sn and Si in a total amount of 0.05% by mass or more and 2.50% by mass or less. can contain. That is, the copper alloy sheet material contains Cr, which is an essential basic component, and further includes one selected from the group consisting of Mg, Ti, Co, Zr, Zn, Sn, and Si as an optional subcomponent. The above components can be contained in a total amount of 0.05% by mass or more and 2.50% by mass or less. When the content of the accessory component is 0.05% by mass or more, the strength of the copper alloy sheet material is improved, and the effect of retarding recrystallization in the hot rolling process and recrystallization in the intermediate heat treatment process is exhibited. The crystal grain size and KAM value, which are the crystal states of the alloy sheet material, as well as the uniformity and anisotropy thereof, can be easily controlled within a predetermined range, and the burring workability can be improved. Further, when the content of the accessory component is 2.50% by mass or less, a decrease in electrical conductivity of the copper alloy sheet can be suppressed. Therefore, the lower limit of the content of the subcomponent is preferably 0.05% by mass, more preferably 0.30% by mass, and even more preferably 0.50% by mass, and the upper limit of the content of the subcomponent is , preferably 2.50% by mass, more preferably 2.20% by mass, and still more preferably 1.90% by mass.
<Mg:0.05質量%以上0.20質量%以下>
Mg(マグネシウム)の含有量が0.05質量%以上であると、銅合金板材を固溶強化する効果を発揮する。Mgの含有量が0.20質量%以下であると、銅合金板材の導電率の低下を抑制できる。このため、Mgの含有量の下限値は、好ましくは0.05質量%であり、Mgの含有量の上限値は、好ましくは0.20質量%である。
<Mg: 0.05% by mass or more and 0.20% by mass or less>
When the content of Mg (magnesium) is 0.05% by mass or more, the effect of solid-solution strengthening of the copper alloy sheet material is exhibited. When the Mg content is 0.20% by mass or less, a decrease in electrical conductivity of the copper alloy sheet can be suppressed. Therefore, the lower limit of the Mg content is preferably 0.05% by mass, and the upper limit of the Mg content is preferably 0.20% by mass.
<Ti:0.05質量%以上0.20質量%以下>
Ti(チタン)の含有量が0.05質量%以上であると、銅合金板材中に固溶し、銅合金板材の再結晶温度を上昇させることで、熱間圧延工程での動的再結晶粒の粗大化を抑制する効果を発揮する。Tiの含有量が0.20質量%以下であると、銅合金板材の導電率の低下量は、シールドケース等に必要な放熱性を最低限確保できる水準に抑えることができる。このため、Tiの含有量の下限値は、好ましくは0.05質量%であり、Tiの含有量の上限値は、好ましくは0.20質量%である。
<Ti: 0.05% by mass or more and 0.20% by mass or less>
When the content of Ti (titanium) is 0.05% by mass or more, it dissolves in the copper alloy sheet and raises the recrystallization temperature of the copper alloy sheet, thereby preventing dynamic recrystallization in the hot rolling process. It exhibits the effect of suppressing coarsening of grains. When the Ti content is 0.20% by mass or less, the amount of decrease in electrical conductivity of the copper alloy sheet can be suppressed to a level that can ensure the minimum required heat dissipation for shield cases and the like. Therefore, the lower limit of the Ti content is preferably 0.05% by mass, and the upper limit of the Ti content is preferably 0.20% by mass.
<Co:0.05質量%以上1.50質量%以下>
Co(コバルト)の含有量が0.05質量%以上であると、銅合金板材の強度が増加する。Coの含有量が1.50質量%超であると、銅合金板材の導電率が低下することに加え、地金コストの上昇を招く。このため、Coの含有量の下限値は、好ましくは0.05質量%であり、Coの含有量の上限値は、好ましくは1.50質量%である。
<Co: 0.05% by mass or more and 1.50% by mass or less>
When the Co (cobalt) content is 0.05% by mass or more, the strength of the copper alloy sheet increases. If the Co content exceeds 1.50% by mass, the electrical conductivity of the copper alloy sheet is lowered, and the base metal cost is increased. Therefore, the lower limit of the Co content is preferably 0.05% by mass, and the upper limit of the Co content is preferably 1.50% by mass.
<Zr:0.05質量%以上0.20質量%以下>
Zr(ジルコニウム)の含有量が0.05質量%以上であると、熱間圧延中の動的再結晶粒の粗大化を抑制し、銅合金板材の強度の向上に寄与する。Zrの含有量が0.20質量%超であると、鋳造工程時に粗大な晶出物が生じて、バーリング加工時の破断の起点になることがある。このため、Zrの含有量の下限値は、好ましくは0.05質量%であり、Zrの含有量の上限値は、好ましくは0.20質量%である。
<Zr: 0.05% by mass or more and 0.20% by mass or less>
When the Zr (zirconium) content is 0.05% by mass or more, coarsening of dynamically recrystallized grains during hot rolling is suppressed, contributing to improvement in strength of the copper alloy sheet material. When the Zr content exceeds 0.20% by mass, coarse crystallized substances are generated during the casting process, which may cause breakage during burring. Therefore, the lower limit of the Zr content is preferably 0.05% by mass, and the upper limit of the Zr content is preferably 0.20% by mass.
<Zn:0.05質量%以上0.60質量%以下>
Zn(亜鉛)の含有量が0.05質量%以上であると、Snめっきやはんだめっきの密着性やマイグレーション特性を改善できる。Znの含有量が0.60質量%以下であると、銅合金板材の導電率の低下を抑制でき、十分な放熱性が得られる。このため、Znの含有量の下限値は、好ましくは0.05質量%であり、Znの含有量の上限値は、好ましくは0.60質量%である。
<Zn: 0.05% by mass or more and 0.60% by mass or less>
When the Zn (zinc) content is 0.05% by mass or more, the adhesion and migration properties of Sn plating and solder plating can be improved. When the Zn content is 0.60% by mass or less, a decrease in electrical conductivity of the copper alloy sheet can be suppressed, and sufficient heat dissipation can be obtained. Therefore, the lower limit of the Zn content is preferably 0.05% by mass, and the upper limit of the Zn content is preferably 0.60% by mass.
<Sn:0.05質量%以上0.30質量%以下>
Sn(スズ)の含有量が0.05質量%以上であると、銅合金板材を固溶強化する効果を発揮する。Snの含有量が0.30質量%以下であると、銅合金板材の導電率の低下を抑制できる。このため、Snの含有量の下限値は、好ましくは0.05質量%であり、Snの含有量の上限値は、好ましくは0.30質量%である。
<Sn: 0.05% by mass or more and 0.30% by mass or less>
When the Sn (tin) content is 0.05% by mass or more, the effect of solid-solution strengthening of the copper alloy sheet material is exhibited. When the Sn content is 0.30% by mass or less, a decrease in electrical conductivity of the copper alloy sheet can be suppressed. Therefore, the lower limit of the Sn content is preferably 0.05% by mass, and the upper limit of the Sn content is preferably 0.30% by mass.
<Si:0.02質量%以上0.40質量%以下>
Si(ケイ素)の含有量が0.02質量%以上であると、他の添加元素、例えば、Co、Mg、Cr、とSi化合物を形成し、銅合金板材の強度が増加する。Siの含有量が0.40質量%以下であると、銅合金板材の熱伝導率の低下を抑制でき、十分な放熱性が得られる。このため、Siの含有量の下限値は、好ましくは0.02質量%であり、Siの含有量の上限値は、好ましくは0.40質量%である。
<Si: 0.02% by mass or more and 0.40% by mass or less>
If the Si (silicon) content is 0.02% by mass or more, Si compounds are formed with other additive elements such as Co, Mg, and Cr, increasing the strength of the copper alloy sheet. When the Si content is 0.40% by mass or less, a decrease in the thermal conductivity of the copper alloy sheet can be suppressed, and sufficient heat dissipation can be obtained. Therefore, the lower limit of the Si content is preferably 0.02% by mass, and the upper limit of the Si content is preferably 0.40% by mass.
<残部:Cuおよび不可避不純物>
上述した成分以外の残部は、Cu(銅)および不可避不純物である。なお、不可避不純物は、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、銅合金板材の特性に影響を及ぼさないため許容されている不純物成分である。不可避不純物の含有量は少ないほど好ましい。不可避不純物としては、例えば、Bi(ビスマス)、Se(セレン)、As(ヒ素)、Ag(銀)などが挙げられる。これらの成分含有量の上限は、上記成分毎に0.03質量%であることが好ましく、上記成分の総量で0.10質量%であることが好ましい。
<Remainder: Cu and inevitable impurities>
The balance other than the components mentioned above is Cu (copper) and unavoidable impurities. The unavoidable impurities are those that are unavoidably mixed in the manufacturing process and are originally unnecessary, but the amount is small and is allowed because it does not affect the characteristics of the copper alloy sheet material. The content of unavoidable impurities is preferably as small as possible. Examples of unavoidable impurities include Bi (bismuth), Se (selenium), As (arsenic), and Ag (silver). The upper limit of the content of these components is preferably 0.03% by mass for each of the above components, and preferably 0.10% by mass for the total amount of the above components.
次に、銅合金板材の引張強さについて説明する。 Next, the tensile strength of the copper alloy sheet will be explained.
銅合金板材の引張強さは、350MPa以上800MPa以下である。銅合金板材の引張強さが350MPa以上であると、強度が向上するため、銅合金板材を具備したシールドケース、カメラモジュール、電池パックケースなどの電気・電子機器の保護も兼ねることができると共に、放熱性が向上する。また、銅合金板材の引張強さが800MPa以下であると、銅合金板材の放熱性および加工性の低下を抑制できる。このため、引張強さの下限値は、350MPa、好ましくは370MPa、より好ましくは400MPaであり、引張強さの上限値は、800MPa、好ましくは750MPa、より好ましくは700MPaである。 The tensile strength of the copper alloy sheet material is 350 MPa or more and 800 MPa or less. When the tensile strength of the copper alloy plate material is 350 MPa or more, the strength is improved. Improves heat dissipation. Further, when the tensile strength of the copper alloy sheet material is 800 MPa or less, it is possible to suppress deterioration of heat dissipation and workability of the copper alloy sheet material. Therefore, the lower limit of tensile strength is 350 MPa, preferably 370 MPa, more preferably 400 MPa, and the upper limit of tensile strength is 800 MPa, preferably 750 MPa, more preferably 700 MPa.
銅合金板材の引張強さは、JIS 13B号試験片を用いて、JIS Z 2241:2011に基づき、引張試験を行うことによって測定することができる。銅合金板材の引張強さは、圧延平行方向の引張強さとする。 The tensile strength of a copper alloy sheet material can be measured by performing a tensile test based on JIS Z 2241:2011 using a JIS No. 13B test piece. The tensile strength of the copper alloy sheet is the tensile strength in the direction parallel to the rolling.
次に、銅合金板材の導電率について説明する。 Next, the electrical conductivity of the copper alloy sheet will be described.
銅合金板材の導電率は、55%IACS以上90%IACS以下である。熱伝導率は、ウィーデマン・フランツの法則(Wiedemann-Franz law)によって、導電率から算出することができ、温度が一定であれば、金属の種類によらず、導電率と比例関係にあることが知られている。このため、銅合金板材の導電率が55%IACS以上であると、高い熱伝導率を有することができる結果、銅合金板材を具備したシールドケース、カメラモジュール、電池パックケースなどの電気・電子機器は放熱性に優れる。また、銅合金板材の導電率が90%IACS以下であると、それらの電気・電子機器に搭載される電気・電子部品用部材として要求される銅合金板材の強度を最低限確保することができる。このため、導電率の下限値は、55%IACS、好ましくは60%IACSであり、導電率の上限値は、90%IACSである。このように、銅合金板材の導電率は高いほど好ましい。 The electrical conductivity of the copper alloy sheet material is 55%IACS or more and 90%IACS or less. Thermal conductivity can be calculated from conductivity according to the Wiedemann-Franz law, and if the temperature is constant, it can be proportional to the conductivity regardless of the type of metal. Are known. Therefore, if the electrical conductivity of the copper alloy plate material is 55% IACS or more, it can have a high thermal conductivity. has excellent heat dissipation. Further, when the electrical conductivity of the copper alloy sheet material is 90% IACS or less, it is possible to ensure the minimum strength of the copper alloy sheet material required as a member for electric/electronic parts mounted in those electric/electronic devices. . Therefore, the lower limit of conductivity is 55%IACS, preferably 60%IACS, and the upper limit of conductivity is 90%IACS. Thus, the higher the electrical conductivity of the copper alloy sheet, the better.
銅合金板材の導電率は、端子間距離を100mmとし、20℃(±0.5℃)に保たれた恒温槽中で、4端子法により比抵抗を計測して算出することができる。 The electrical conductivity of the copper alloy sheet material can be calculated by measuring the specific resistance by the four-terminal method in a constant temperature bath maintained at 20° C. (±0.5° C.) with a terminal distance of 100 mm.
次に、銅合金板材の平均結晶粒径Aおよび異方度Bについて説明する。 Next, the average crystal grain size A and the anisotropy B of the copper alloy sheet will be described.
図1に示すように、銅合金板材10について、圧延方向に対して0°方向に切り出した断面S0°における板厚方向の平均結晶粒径A0°は10.0μm以下である。また、圧延方向に対して45°方向に切り出した断面S45°における板厚方向の平均結晶粒径A45°は10.0μm以下である。また、圧延方向に対して90°方向に切り出した断面S90°における板厚方向の平均結晶粒径A90°は10.0μm以下である。平均結晶粒径A0°、平均結晶粒径A45°または平均結晶粒径A90°が10.0μmより大きいと、プレス打ち抜きで形成される貫通穴の破面におけるせん断面と破断面との界面が不均一になり、穴拡げ加工時のクラックを誘発する。バーリング加工性の向上の観点から、平均結晶粒径A0°、平均結晶粒径A45°および平均結晶粒径A90°は、いずれも、10.0μm以下、好ましくは8.0μm以下、より好ましくは5.0μm以下である。このように、上記の平均結晶粒径は小さいほど好ましい。
As shown in FIG. 1, the copper
また、平均結晶粒径A0°の標準偏差と平均結晶粒径A45°の標準偏差と平均結晶粒径A90°の標準偏差との平均値は、2.0μm以下である。これらの平均結晶粒径の標準偏差を平均して算出した平均値が2.0μmより大きいと、結晶粒径のばらつきが大きく、プレス打ち抜きで形成される貫通穴の破面におけるせん断面と破断面との界面が不均一になり、穴拡げ加工時のクラックを誘発する。バーリング加工性の向上の観点から、上記平均結晶粒径の標準偏差の平均値は、2.0μm以下、好ましくは1.8μm以下、より好ましくは1.0μm以下である。このように、上記の標準偏差の平均値は小さいほど好ましい。 The average value of the standard deviation of the average crystal grain size A of 0° , the standard deviation of the average crystal grain size A of 45° , and the standard deviation of the average crystal grain size A of 90° is 2.0 μm or less. If the average value calculated by averaging the standard deviations of these average crystal grain sizes is greater than 2.0 μm, the variation in crystal grain size is large, and the shear surface and the fracture surface on the fracture surface of the through hole formed by press punching. The interface with becomes uneven and induces cracks during hole expansion. From the viewpoint of improving burring workability, the average value of the standard deviation of the average crystal grain size is 2.0 μm or less, preferably 1.8 μm or less, more preferably 1.0 μm or less. Thus, the smaller the average value of the standard deviations, the better.
また、上記式(1)で表される平均結晶粒径A0°の異方度B0°は10.0%以下である。上記式(1)で表される平均結晶粒径A45°の異方度B45°は10.0%以下である。上記式(1)で表される平均結晶粒径A90°の異方度B90°は10.0%以下である。異方度B0°、異方度B45°または異方度B90°が10.0%より大きいと、プレス打ち抜きで形成される貫通穴の破面におけるせん断面と破断面との界面が不均一になり、穴拡げ加工時のクラックを誘発する。バーリング加工性の向上の観点から、異方度B0°、異方度B45°および異方度B90°は、いずれも、10.0%以下、好ましくは8.0%以下、より好ましくは5.0%以下である。このように、上記の異方度は小さいほど好ましい。 Further, the anisotropy B 0° at the average crystal grain size A 0° represented by the above formula (1) is 10.0% or less. The anisotropy B 45° of the average crystal grain size A 45° represented by the above formula (1) is 10.0% or less. The anisotropy B 90° of the average crystal grain size A 90° represented by the above formula (1) is 10.0% or less. When the anisotropy B 0° , the anisotropy B 45° , or the anisotropy B 90° is greater than 10.0%, the interface between the sheared surface and the fractured surface in the fractured surface of the through hole formed by press punching is It becomes non-uniform and induces cracks during hole expansion. From the viewpoint of improving burring workability, the anisotropy B 0 ° , the anisotropy B 45 ° , and the anisotropy B 90 ° are all 10.0% or less, preferably 8.0% or less, more preferably is 5.0% or less. Thus, the smaller the anisotropy, the better.
また、図1に示すように、銅合金板材10について、圧延方向に対して0°方向に切り出した断面S0°における圧延方向の平均結晶粒径D0°は、好ましくは15.0μm以下、より好ましくは13.0μm以下である。平均結晶粒径D0°が15.0μmより大きいと、穴拡げ加工後に形成される穴フランジの付け根部(屈曲部)に圧延方向の深いシワを生じやすくなり、クラックを誘発する。このように、上記の平均結晶粒径D0°は小さいほど好ましい。
Further, as shown in FIG. 1, the average crystal grain size D0 ° in the rolling direction of the cross section S0° cut in the direction of 0 ° with respect to the rolling direction of the copper
結晶粒径は、高分解能走査型分析電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM-7001FA)に付属するEBSD検出器を用いて連続して測定した結晶方位データから解析ソフト(TSL社製、OIM Analysis)を用いて算出した結晶方位解析データから得ることができる。「EBSD」とは、Electron BackScatter Diffractionの略で、走査型電子顕微鏡(SEM)内で試料である銅合金板材に電子線を照射したときに生じる反射電子菊池線回折を利用した結晶方位解析技術のことである。「OIM Analysis」とは、EBSDにより測定されたデータの解析ソフトである。測定領域は、図1に示すように、圧延方向に対して0°方向に切り出した断面S0°、圧延方向に対して45°方向に切り出した断面S45°、圧延方向に対して90°方向に切り出した断面S90°について、電解研磨で鏡面仕上げされた表面である。測定は、板厚全長×幅150μmの視野において、ステップサイズ0.1μmで行う。15°以上の方位差を結晶粒界とし、2ピクセル以上からなる結晶粒を解析の対象とする。 The crystal grain size is determined from crystal orientation data continuously measured using an EBSD detector attached to a high-resolution scanning analytical electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM-7001FA) and analysis software (manufactured by TSL, OIM Analysis ) can be obtained from crystal orientation analysis data calculated using "EBSD" is an abbreviation of Electron Backscatter Diffraction, and is a crystal orientation analysis technology that uses backscattered electron Kikuchi line diffraction that occurs when a copper alloy plate material, which is a sample, is irradiated with an electron beam in a scanning electron microscope (SEM). That is. "OIM Analysis" is software for analyzing data measured by EBSD. As shown in FIG. 1, the measurement areas are a cross section S0° cut at 0° to the rolling direction, a cross section S45° cut at 45° to the rolling direction, and a cross section S45° to the rolling direction at 90°. The cross section S cut in the direction of 90° is the surface mirror-finished by electropolishing. The measurement is performed with a step size of 0.1 μm in a field of view of total plate thickness×width of 150 μm. An orientation difference of 15° or more is defined as a crystal grain boundary, and a crystal grain consisting of 2 pixels or more is analyzed.
そして、得られたIPF画像(Inverse Pole Figure)において、板厚方向に平行で板厚を横断するラインを50μm間隔で2本引き、切断法により結晶粒径を測定して平均したものを、それぞれ平均結晶粒径A0°、平均結晶粒径A45°、平均結晶粒径A90°とする。また、得られたIPF画像において、板厚方向に対して長さ150μmの垂直のラインを25μm間隔で2本引き、切断法により結晶粒径を測定して平均したものを平均結晶粒径D0°とする。各平均結晶粒径の標準偏差は、各ライン上のそれぞれの結晶粒を対象に算出する。 Then, in the obtained IPF image (Inverse Pole Figure), two lines that are parallel to the plate thickness direction and cross the plate thickness are drawn at intervals of 50 μm, and the crystal grain size is measured by a cutting method and averaged. The average crystal grain size is A 0° , the average crystal grain size is A 45° , and the average crystal grain size is A 90° . In the obtained IPF image, two vertical lines with a length of 150 μm are drawn at intervals of 25 μm with respect to the plate thickness direction, and the crystal grain size is measured by a cutting method and averaged. The average crystal grain size D 0 ° . The standard deviation of each average crystal grain size is calculated for each crystal grain on each line.
次に、銅合金板材の平均KAM値Eおよび異方度Fについて説明する。 Next, the average KAM value E and the anisotropy F of the copper alloy sheet will be described.
図1に示すように、銅合金板材10について、圧延方向に対して0°方向に切り出した断面S0°における平均KAM値E0°は10.0°以下である。また、圧延方向に対して45°方向に切り出した断面S45°における平均KAM値E45°は10.0°以下である。また、圧延方向に対して90°方向に切り出した断面S90°における平均KAM値E90°は10.0°以下である。平均KAM値E0°、平均KAM値E45°または平均KAM値E90°が10.0°より大きいと、銅合金板材には歪が多く蓄積していることを意味し、バーリング加工性が低下する。バーリング加工性の向上の観点から、平均KAM値E0°、平均KAM値E45°および平均KAM値E90°は、いずれも、10.0°以下、好ましくは7.0°以下、より好ましくは3.0°以下である。また、材料強度の観点から、平均KAM値E0°、平均KAM値E45°および平均KAM値E90°は、いずれも、好ましくは1.0°以上である。
As shown in FIG. 1, the
また、平均KAM値E0°の標準偏差と平均KAM値E45°の標準偏差と平均KAM値E90°の標準偏差との平均値は、3.0°以下である。これらの平均KAM値の標準偏差を平均して算出した平均値が3.0°より大きいと、歪分布にばらつきがあり、穴拡げ加工時に変形が局所的に集中しやすくなるために、クラックを誘発する。バーリング加工性の向上の観点から、上記平均KAM値の標準偏差の平均値は、3.0°以下、好ましくは1.0°以下、より好ましくは0.5°以下である。このように、上記の標準偏差の平均値は小さいほど好ましい。 The average value of the standard deviation of the average KAM value E of 0° , the standard deviation of the average KAM value E of 45° , and the standard deviation of the average KAM value E of 90° is 3.0° or less. If the average value calculated by averaging the standard deviations of these average KAM values is greater than 3.0°, the strain distribution is uneven, and deformation tends to concentrate locally during hole expansion processing, so cracks occur. provoke. From the viewpoint of improving burring workability, the average value of the standard deviation of the average KAM value is 3.0° or less, preferably 1.0° or less, more preferably 0.5° or less. Thus, the smaller the average value of the standard deviations, the better.
また、上記式(2)で表される平均KAM値E0°の異方度F0°は10.0%以下である。上記式(2)で表される平均KAM値E45°の異方度F45°は10.0%以下である。上記式(2)で表される平均KAM値E90°の異方度F90°は10.0%以下である。異方度F0°、異方度F45°または異方度F90°が10.0%より大きいと、歪分布の円周状の異方性が大きく、円形に穴拡げ加工を行う際にクラックを誘発する。バーリング加工性の向上の観点から、異方度F0°、異方度F45°および異方度F90°は、いずれも、10.0%以下、好ましくは5.0%以下である。 Further, the anisotropy F 0° of the average KAM value E 0° represented by the above formula (2) is 10.0% or less. The anisotropy F 45° of the average KAM value E 45° represented by the above formula (2) is 10.0% or less. The anisotropy F90 ° of the average KAM value E90 ° represented by the above formula (2) is 10.0% or less. When the anisotropy F 0 ° , the anisotropy F 45 ° , or the anisotropy F 90 ° is greater than 10.0%, the circumferential anisotropy of the strain distribution is large, and when performing circular hole expansion processing induce cracks in the From the viewpoint of improving the burring workability, each of the anisotropy F 0° , the anisotropy F 45° and the anisotropy F 90° is 10.0% or less, preferably 5.0% or less.
KAM(Kernel Average Misorientation)値とは、測定点とその隣接する全ての測定点との間の結晶方位差の平均値である。KAM値は、転位密度と相関があり、結晶の格子歪量に対応するものである。 The KAM (Kernel Average Misorientation) value is the average value of crystal misorientation between a measurement point and all adjacent measurement points. The KAM value has a correlation with the dislocation density and corresponds to the amount of crystal lattice strain.
KAM値は、高分解能走査型分析電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM-7001FA)に付属するEBSD検出器を用いて連続して測定した結晶方位データから解析ソフト(TSL社製、OIM Analysis)を用いて算出した結晶方位解析データから得ることができる。測定領域は、図1に示すように、圧延方向に対して0°方向に切り出した断面S0°、圧延方向に対して45°方向に切り出した断面S45°、圧延方向に対して90°方向に切り出した断面S90°について、電解研磨で鏡面仕上げされた表面である。測定は、板厚全長×幅150μmの視野において、ステップサイズ0.1μmで行う。15°以上の方位差を結晶粒界とし、2ピクセル以上からなる結晶粒を解析の対象とする。 The KAM value is obtained from crystal orientation data continuously measured using an EBSD detector attached to a high-resolution scanning analytical electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM-7001FA) and analysis software (manufactured by TSL, OIM Analysis). can be obtained from crystal orientation analysis data calculated using As shown in FIG. 1, the measurement areas are a cross section S0° cut at 0° to the rolling direction, a cross section S45° cut at 45° to the rolling direction, and a cross section S45° to the rolling direction at 90°. The cross section S cut in the direction of 90° is the surface mirror-finished by electropolishing. The measurement is performed with a step size of 0.1 μm in a field of view of total plate thickness×width of 150 μm. An orientation difference of 15° or more is defined as a crystal grain boundary, and a crystal grain consisting of 2 pixels or more is analyzed.
そして、得られたKAM画像において、板厚方向に平行で板厚を横断するラインを50μm間隔で2本引き、各ライン上の結晶粒内のKAM値を測定して平均したものを、それぞれ平均KAM値E0°、平均KAM値E45°、平均KAM値E90°とする。各平均KAM値の標準偏差は、各ライン上のそれぞれの結晶粒を対象に算出する。 Then, in the obtained KAM image, two lines that are parallel to the plate thickness direction and cross the plate thickness are drawn at intervals of 50 μm, and the KAM values in the crystal grains on each line are measured and averaged. Let the KAM value be E 0° , the average KAM value E 45° , and the average KAM value E 90° . The standard deviation of each average KAM value is calculated for each grain on each line.
上記のように、平均結晶粒径Aおよびその異方度Bをそれぞれ所定範囲内に制御した銅合金板材は良好なバーリング加工性を有する。また、平均KAM値Eおよびその異方度Fをそれぞれ所定範囲内に制御した銅合金板材は良好なバーリング加工性を有する。さらに、平均結晶粒径Aおよびその異方度Bをそれぞれ所定範囲内に制御すると共に平均KAM値Eおよびその異方度Fをそれぞれ所定範囲内に制御した銅合金板材は、さらに向上したバーリング加工性を有する。 As described above, the copper alloy sheet material in which the average crystal grain size A and its anisotropy B are controlled within predetermined ranges has good burring workability. Also, a copper alloy sheet material in which the average KAM value E and its anisotropy F are controlled within predetermined ranges has good burring workability. Furthermore, the copper alloy sheet material in which the average crystal grain size A and its anisotropy B are controlled within a predetermined range, and the average KAM value E and its anisotropy F are controlled within a predetermined range, are further improved in burring processing. have sex.
また、銅合金板材の厚さについて、上限値は0.50mmであることが好ましく、下限値は0.05mmであることが好ましい。銅合金板材の板厚が0.50mmより大きいと、バーリング加工後に形成される穴フランジの付け根部の外側や内側に深いシワが形成されやすく、クラックを発生および進展することがある。また、銅合金板材の板厚が0.05mmより小さいと、銅合金板材の剛性が低下する。 Further, the upper limit of the thickness of the copper alloy sheet is preferably 0.50 mm, and the lower limit thereof is preferably 0.05 mm. If the plate thickness of the copper alloy plate is more than 0.50 mm, deep wrinkles are likely to be formed on the outside and inside of the base of the hole flange formed after burring, and cracks may occur and develop. Further, when the plate thickness of the copper alloy plate is less than 0.05 mm, the rigidity of the copper alloy plate is lowered.
次に、実施形態の銅合金板材の製造方法について説明する。実施形態の銅合金板材の製造方法は、銅合金素材に、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)、面削工程(工程4)、冷間圧延工程(工程5)、中間熱処理工程(工程6)、仕上げ冷間圧延工程(工程7)および調質焼鈍工程(工程8)をこの順に施し、冷間圧延工程(工程5)における圧延材の加工率R5(%)に対する、中間熱処理工程(工程6)における熱処理材の最高温度T6(℃)の比(T6/R5)は、8.0以上20.0以下、最高温度T6は400℃以上650℃以下、仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パスに設けられる、一対のワークロールにおける、下記式(3)で表されるロール間隙形状比の各パスの平均値M7に対する、調質焼鈍工程(工程8)における焼鈍材の最高温度T8(℃)の比(T8/M7)は、10.0以上100.0以下、最高温度T8は250℃以上700℃以下である。 Next, a method for manufacturing the copper alloy sheet according to the embodiment will be described. In the method for producing a copper alloy sheet material of the embodiment, a copper alloy material is subjected to a casting step (step 1), a homogenization heat treatment step (step 2), a hot rolling step (step 3), a facing step (step 4), a cold The intermediate rolling step (step 5), the intermediate heat treatment step (step 6), the finish cold rolling step (step 7) and the temper annealing step (step 8) are performed in this order, and the rolled material in the cold rolling step (step 5) The ratio (T6/R5) of the maximum temperature T6 (°C) of the heat-treated material in the intermediate heat treatment step (step 6) to the processing rate R5 (%) is 8.0 or more and 20.0 or less, and the maximum temperature T6 is 400°C. Above 650 ° C. and below, the average value M7 for each pass of the roll gap shape ratio represented by the following formula (3) in a pair of work rolls provided in each pass of the finish cold rolling process (process 7). The ratio (T8/M7) of the maximum temperature T8 (°C) of the annealed material in the quality annealing step (step 8) is 10.0 or more and 100.0 or less, and the maximum temperature T8 is 250°C or more and 700°C or less.
M7=3×{r(h1-h2)}1/2/{n(h1+2h2)}・・・式(3) M7=3×{r(h 1 −h 2 )} 1/2 /{n(h 1 +2h 2 )} Equation (3)
上記式(3)中、rは、ワークロールの半径(mm)であり、h1は、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パス前の圧延材の厚さ(mm)であり、h2は、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パス後の圧延材の厚さ(mm)であり、nは、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)のパス数の合計である。 In the above formula (3), r is the radius of the work roll (mm), h1 is the thickness (mm) of the rolled material before each pass of the finish cold rolling step (step 7), h2 is the thickness (mm) of the rolled material after each pass in the finish cold rolling step (step 7), and n is the total number of passes in the finish cold rolling step (step 7). .
鋳造工程(工程1)では、合金成分を溶解し、鋳造することによって、所定形状の銅合金鋳塊を得る。例えば、溶解は高周波溶解炉を用いて大気下で行う。合金成分の種類、鋳造条件などは適宜設定される。 In the casting step (step 1), alloy components are melted and cast to obtain a copper alloy ingot having a predetermined shape. For example, the melting is performed under the atmosphere using a high frequency melting furnace. The types of alloy components, casting conditions, etc. are appropriately set.
均質化熱処理工程(工程2)では、鋳造工程(工程1)で得られた銅合金鋳塊に対して、所定の加熱条件(例えば1000℃以下で1時間)で均質化熱処理を施す。均質化熱処理工程(工程2)は、例えば大気下で行う。 In the homogenization heat treatment step (step 2), the copper alloy ingot obtained in the casting step (step 1) is subjected to a homogenization heat treatment under predetermined heating conditions (for example, 1000° C. or less for 1 hour). The homogenization heat treatment step (step 2) is performed, for example, in the atmosphere.
熱間圧延工程(工程3)では、所定の板厚(例えば15mm)とした直後に冷却する。 In the hot rolling step (step 3), the plate is cooled immediately after it has a predetermined plate thickness (for example, 15 mm).
面削工程(工程4)では、熱間圧延板の表面から所定の厚さ(例えば2.5mm以上5.0mm以下)の面削を行い、酸化膜を除去する。 In the chamfering step (process 4), the surface of the hot-rolled plate is chamfered to a predetermined thickness (for example, 2.5 mm or more and 5.0 mm or less) to remove the oxide film.
冷間圧延工程(工程5)では、圧延材の加工率R5が25%以上70%以下となるように、冷間圧延を施す。 In the cold rolling step (step 5), cold rolling is performed so that the working rate R5 of the rolled material is 25% or more and 70% or less.
中間熱処理工程(工程6)では、熱処理材の最高温度T6を400℃以上650℃以下、最高温度T6での保持時間を1分以上10時間以内で熱処理を施す。中間熱処理工程(工程6)は、例えばアルゴンなどの非酸化性雰囲気下で行う。中間熱処理工程(工程6)における熱処理材の最高温度T6の下限値は400℃である。中間熱処理工程(工程6)における熱処理材の最高温度T6が400℃以上であると、熱処理材の回復により、バーリング加工性が向上することと、Cr粒子が析出し、強度および導電率が上昇する。一方で、最高温度T6が650℃より高い場合、材料の軟化が進行する。 In the intermediate heat treatment step (step 6), heat treatment is performed at a maximum temperature T6 of 400° C. or more and 650° C. or less and a holding time at the maximum temperature T6 of 1 minute or more and 10 hours or less. The intermediate heat treatment step (step 6) is performed under a non-oxidizing atmosphere such as argon. The lower limit of the maximum temperature T6 of the heat-treated material in the intermediate heat treatment step (step 6) is 400°C. When the maximum temperature T6 of the heat-treated material in the intermediate heat treatment step (step 6) is 400° C. or more, the heat-treated material recovers to improve the burring processability, and Cr particles precipitate to increase the strength and conductivity. . On the other hand, if the maximum temperature T6 is higher than 650°C, softening of the material progresses.
冷間圧延工程(工程5)における圧延材の加工率R5(%)に対する、中間熱処理工程(工程6)における熱処理材の最高温度T6(℃)の比(T6/R5)は、8.0以上20.0以下である。比(T6/R5)が上記範囲内であると、強度および導電性をバランス良く発現できる。 The ratio (T6/R5) of the maximum temperature T6 (°C) of the heat-treated material in the intermediate heat treatment step (step 6) to the reduction ratio R5 (%) of the rolled material in the cold rolling step (step 5) is 8.0 or more. 20.0 or less. When the ratio (T6/R5) is within the above range, strength and conductivity can be exhibited in a well-balanced manner.
上記の加工率R5が高いほど、Crを含有する化合物が第2相として銅合金板材中に生成するための駆動力は低下し、それにより当該第2相の生成に起因した銅合金板材の強度増加量がピークとなる中間熱処理工程(工程6)の最高温度T6は低温化する。また、中間熱処理工程(工程6)の最高温度T6が高いほど、当該第2相の生成が促進され、銅合金板材の導電性は向上する。一方で、最高温度T6が高すぎると、結晶粒が再結晶の後に粗大化し、バーリング加工性が低下する。したがって、加工率R5と最高温度T6とのバランスが重要であると共に、最高温度T6自体の制御も重要である。 The higher the reduction ratio R5, the lower the driving force for the formation of the second phase of the compound containing Cr in the copper alloy sheet material, thereby reducing the strength of the copper alloy sheet material due to the formation of the second phase. The highest temperature T6 in the intermediate heat treatment step (step 6) where the amount of increase peaks is lowered. Also, the higher the maximum temperature T6 in the intermediate heat treatment step (step 6), the more the second phase is generated, and the conductivity of the copper alloy sheet is improved. On the other hand, if the maximum temperature T6 is too high, the crystal grains will coarsen after recrystallization, and the burring workability will deteriorate. Therefore, the balance between the processing rate R5 and the maximum temperature T6 is important, and the control of the maximum temperature T6 itself is also important.
仕上げ冷間圧延工程(工程7)では、各パスに設けられる一対のワークロールによって、冷間圧延が施される。仕上げ冷間圧延時の圧延材の最高温度は、例えば75℃以上150℃以下である。仕上げ冷間圧延工程(工程7)は、所定の板厚への加工、銅合金板材の強度の向上、結晶粒径やKAM値などの結晶状態の制御のために行う。 In the finish cold rolling step (step 7), cold rolling is performed by a pair of work rolls provided in each pass. The maximum temperature of the rolled material during finish cold rolling is, for example, 75° C. or higher and 150° C. or lower. The finish cold rolling step (step 7) is performed for working to a predetermined thickness, improving the strength of the copper alloy sheet material, and controlling the crystalline state such as grain size and KAM value.
仕上げ冷間圧延工程(工程7)における、式(3)で表されるロール間隙形状比の各パスの平均値M7について、図2を参照して説明する。 The average value M7 of each pass of the roll gap shape ratio represented by the formula (3) in the finish cold rolling process (process 7) will be described with reference to FIG.
M7=3×{r(h1-h2)}1/2/{n(h1+2h2)}・・・式(3) M7=3×{r(h 1 −h 2 )} 1/2 /{n(h 1 +2h 2 )} Equation (3)
図2に示すように、仕上げ冷間圧延工程(工程7)では、各パスにおいて、一対のワークロール20が設けられている。半径rを有する一対のワークロール20は、互いに反対方向に回転する。圧延材が圧延方向に向かって移動すると、厚さh1を有する各パス前の圧延材21がワークロール20の回転によって冷却圧延されて、厚さh2を有する各パス後の圧延材22に加工される。
As shown in FIG. 2, in the finish cold rolling process (process 7), a pair of work rolls 20 are provided in each pass. A pair of work rolls 20 having a radius r rotate in opposite directions. As the rolled material moves toward the rolling direction, the rolled
調質焼鈍工程(工程8)では、焼鈍材の最高温度T8を250℃以上700℃以下、最高温度T8での保持時間を10秒以上1時間以内で熱処理を施す。このような熱処理条件の調質焼鈍工程(工程8)は、銅合金板材の伸びを回復させること、伸びを含めて機械的特性の異方性を低減させることのために行う。調質焼鈍工程(工程8)は、例えばアルゴンなどの非酸化性雰囲気下で行う。 In the temper annealing step (step 8), the annealed material is heat-treated at a maximum temperature T8 of 250° C. or more and 700° C. or less and a holding time at the maximum temperature T8 of 10 seconds or more and 1 hour or less. The temper annealing step (step 8) under such heat treatment conditions is performed to recover the elongation of the copper alloy sheet and to reduce the anisotropy of mechanical properties including elongation. The temper annealing step (step 8) is performed, for example, in a non-oxidizing atmosphere such as argon.
仕上げ冷間圧延工程(工程7)におけるロール間隙形状比の各パスの平均値M7に対する、調質焼鈍工程(工程8)における焼鈍材の最高温度T8(℃)の比(T8/M7)について、下限値は10.0であり、上限値は100.0である。比(T8/M7)が上記範囲内であると、KAM値およびKAM値の異方性が制御され、バーリング加工性が向上する。また、比(T6/R5)および比(T8/M7)を制御することで、結晶粒径、その異方性、標準偏差を制御することができる。 Regarding the ratio (T8/M7) of the maximum temperature T8 (°C) of the annealed material in the temper annealing step (step 8) to the average value M7 of each pass of the roll gap shape ratio in the finish cold rolling step (step 7), The lower limit is 10.0 and the upper limit is 100.0. When the ratio (T8/M7) is within the above range, the KAM value and the anisotropy of the KAM value are controlled, and burring workability is improved. Also, by controlling the ratio (T6/R5) and the ratio (T8/M7), the crystal grain size, its anisotropy and standard deviation can be controlled.
一般的に、圧延材では、ワークロールからの距離の近い表層付近と距離の遠い内部とでメタルフロー(鍛流線)が異なることにより、変形組織が異なる。ロール間隙形状比の平均値M7を適宜調整して、調質焼鈍工程(工程8)における熱処理後の結晶粒径、KAM値、並びにそれらの異方性および標準偏差を制御することができる。 In general, in a rolled material, the deformed structure is different due to the difference in metal flow (grain flow) between the surface layer near the work roll and the interior far from the work roll. By appropriately adjusting the average value M7 of the roll gap shape ratio, it is possible to control the crystal grain size, the KAM value, and their anisotropy and standard deviation after the heat treatment in the temper annealing step (step 8).
仕上げ冷間圧延工程(工程7)におけるロール間隙形状比の平均値M7が大きい場合、すなわち1パス当たりの圧下量が大きいまたはワークロールの半径が大きい場合、圧延材料の表層から内部まで全体的に均一な変形組織となりやすく、調質焼鈍工程(工程8)によって歪取りを行った銅合金板材は、均一な組織になりやすい。そのため、調質焼鈍工程(工程8)の最高温度T8および最高温度T8での保持時間は、歪取りと軟化のバランスから決定される。例えば、比(T8/M7)が100.0より大きいと、歪取りを行った銅合金板材の内部の軟化を招く。 When the average value M7 of the roll gap shape ratio in the finish cold rolling step (step 7) is large, that is, when the reduction amount per pass is large or the radius of the work roll is large, the entire surface of the rolled material to the inside A uniform deformed structure is likely to be obtained, and the copper alloy sheet material that has undergone strain relief in the refining annealing process (step 8) is likely to have a uniform structure. Therefore, the maximum temperature T8 and the holding time at the maximum temperature T8 in the temper annealing step (step 8) are determined from the balance between strain relief and softening. For example, if the ratio (T8/M7) is greater than 100.0, the softened interior of the strain-reliefed copper alloy sheet material is caused.
また、上記実施形態の銅合金板材の製造方法は、面削工程(工程4)と冷間圧延工程(工程5)との間に、冷間圧延工程(工程A1)および中間熱処理工程(工程A2)をさらに有することが好ましい。具体的には、冷間圧延工程(工程A1)は面削工程(工程4)の後に行われ、中間熱処理工程(工程A2)は冷間圧延工程(工程A1)の後に行われ、冷間圧延工程(工程5)は中間熱処理工程(工程A2)の後に行われる。 Further, in the method for producing a copper alloy sheet material of the above embodiment, a cold rolling step (step A1) and an intermediate heat treatment step (step A2 ). Specifically, the cold rolling step (step A1) is performed after the facing step (step 4), the intermediate heat treatment step (step A2) is performed after the cold rolling step (step A1), and the cold rolling The step (step 5) is performed after the intermediate heat treatment step (step A2).
中間熱処理工程(工程A2)は、冷間圧延工程(工程5)における圧延材の加工率を容易に調整するために行う工程であり、例えば、熱処理材の最高温度を300℃以上1000℃以下、当該最高温度での保持時間を10秒以上3時間以内で熱処理を施す。また、冷間圧延工程(工程A1)では、冷間圧延工程(工程5)において圧延材を所定の加工率になるように、圧延材の加工率を適宜調整する。中間熱処理工程(工程A2)を行わない場合、冷間圧延工程(工程A1)は、行わず、冷間圧延工程(工程5)に集約することができる。なお、工程時の板厚や製造する銅合金板材の板厚に応じて、冷間圧延工程(工程A1)および中間熱処理工程(工程A2)は省略できる。 The intermediate heat treatment step (step A2) is a step performed to easily adjust the working rate of the rolled material in the cold rolling step (step 5). A heat treatment is performed for a holding time at the maximum temperature of 10 seconds to 3 hours. In the cold rolling step (step A1), the working rate of the rolled material is appropriately adjusted so that the rolled material has a predetermined working rate in the cold rolling step (step 5). When the intermediate heat treatment step (step A2) is not performed, the cold rolling step (step A1) is not performed, and the cold rolling step (step 5) can be performed. The cold rolling step (step A1) and the intermediate heat treatment step (step A2) can be omitted depending on the plate thickness during the process and the plate thickness of the copper alloy plate material to be manufactured.
次に、実施形態の電気・電子部品用部材について説明する。実施形態の電気・電子部品用部材は、上記実施形態の銅合金板材にバーリング加工穴を有するものである。 Next, the member for electric/electronic parts of the embodiment will be described. The electrical/electronic component member of the embodiment has a burring hole in the copper alloy plate material of the above embodiment.
バーリング加工で形成されるバーリング加工穴について図3~4を参照して説明する。 A burring hole formed by burring will be described with reference to FIGS.
まず、図3に示すように、打ち抜き方向に向かって打ち抜き用パンチ31で銅合金板材32を打ち抜く打ち抜き加工を行うことによって、直径d0の貫通穴33を銅合金板材32に開ける。続いて、図4に示すように、挿入方向に向かって穴拡げ用パンチ34を貫通穴33に挿入し、貫通穴33を広げるように貫通穴33の周辺を塑性変形させる穴拡げ加工を行うことによって、穴拡げ用パンチ34の挿入方向に向かって突出する、直径dの凸形状のバーリング加工穴35を形成することができる。こうして、バーリング加工穴35が銅合金板材32に形成された電気・電子部品用部材30を得ることができる。
First, as shown in FIG. 3, a through
ここでは、打ち抜き加工および穴拡げ加工を実施するバーリング加工の一例を示したが、バーリング加工はバーリング加工穴を形成できれば特に限定されるものではない。例えば、バーリング加工は、打ち抜き加工を行わず、既に形成された貫通穴を備える銅合金板材に対して穴拡げ加工のみを行うものでもよい。 Here, an example of burring processing in which punching processing and hole enlarging processing are performed is shown, but burring processing is not particularly limited as long as a burring processing hole can be formed. For example, the burring process may be performed only by hole-expanding a copper alloy plate material having through-holes that have already been formed, without performing punching.
また、バーリング加工穴の下記式(4)で表される穴拡げ率λは、20%以上であることが好ましい。穴拡げ率λが20%以上であると、電気・電子部品用部材を電気・電子機器等の部品として使用する際には、十分に形状を設計することが可能である。 Moreover, it is preferable that the hole expansion rate λ of the burred hole represented by the following formula (4) is 20% or more. When the hole expansion ratio λ is 20% or more, it is possible to sufficiently design the shape when using the member for electric/electronic parts as a part of electric/electronic equipment.
λ=100×(d―d0)/d0 ・・・式(4) λ=100×(d−d 0 )/d 0 Expression (4)
上記式(4)中、d0は、穴拡げ加工前の穴の直径(mm)であり、dは、穴拡げ加工後のバーリング加工穴の直径(mm)である。すなわち、d0は、打ち抜き加工で形成される貫通穴の直径であり、dは、穴拡げ加工で貫通穴を拡げることによって形成されるバーリング加工穴の直径である。 In the above formula (4), d0 is the diameter (mm) of the hole before hole expansion, and d is the diameter (mm) of the burred hole after hole expansion. That is, d0 is the diameter of the through hole formed by punching, and d is the diameter of the burring hole formed by enlarging the through hole.
上記電気・電子部品用部材は、優れた強度や導電性と共に高いバーリング加工性が求められている、電子機器用のコネクタ、リードフレーム、リレー、スイッチ、ソケット、シールドケース、シールドキャン、液晶補強板、液晶のシャーシ、有機ELディスプレイの補強板、カメラモジュール、電池パックケース、自動車車載用のコネクタ、シールドケース、シールドキャンなどの電気・電子機器に好適に用いられる。 Connectors, lead frames, relays, switches, sockets, shield cases, shield cans, liquid crystal reinforcing plates for electronic devices, which require excellent strength and conductivity as well as high burring workability, are required for the above electrical and electronic component members. , liquid crystal chassis, reinforcing plates for organic EL displays, camera modules, battery pack cases, automotive connectors, shield cases, shield cans, and other electrical and electronic equipment.
以上説明した実施形態によれば、所定の引張強さや導電率を有すると共に、結晶粒径やKAM値、その標準偏差と異方度を所定範囲内になるように制御された銅合金板材を製造することができる。こうして得られた銅合金板材は、従来のような結晶粒径やKAM値、その標準偏差と異方度を制御していない銅合金板材に比べて、強度、導電性、バーリング加工性に優れている。そのため、バーリング加工穴が銅合金板材に形成されてなる電気・電子部品用部材は、強度および導電率のバランスと高いバーリング加工性とを要求する様々な電気・電子機器に用いることができる。 According to the embodiment described above, a copper alloy sheet material having a predetermined tensile strength and electrical conductivity and having a crystal grain size, a KAM value, and its standard deviation and anisotropy controlled within a predetermined range is manufactured. can do. The copper alloy sheet material obtained in this way is excellent in strength, conductivity, and burring workability compared to conventional copper alloy sheet materials in which the crystal grain size, KAM value, their standard deviation and anisotropy are not controlled. there is Therefore, electrical/electronic component members in which burring holes are formed in a copper alloy plate material can be used in various electrical/electronic devices that require a balance between strength and conductivity and high burring workability.
以上、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。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes all aspects included in the concept of the present invention and the scope of claims, and can be variously modified within the scope of the present invention. be able to.
次に、実施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。 EXAMPLES Next, examples and comparative examples will be described, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1~17および比較例1~11)
大気下で高周波溶解炉により、各合金成分を溶解し、これを金型モールドで鋳造して、表1に示す合金組成で、厚さ30mmの銅合金鋳塊を得た。次に、大気中、1000℃、1時間の均質化熱処理を行った後、直ちに厚さ15mmまで熱間圧延し、水冷した。次に、圧延板の表層から2.5mm以上5.0mm以下の面削により酸化膜を除去し、厚さ5.0mm以上10.0mm以下とした。次に、厚さが1.25mm以上2.50mm以下となるように冷間圧延を行い、300℃以上1000℃以下で10秒の中間熱処理を行った。次に、表2に示すように、加工率R5、厚さ0.25mm以上1.25mm以下の冷間圧延(工程5)を行い、アルゴン雰囲気中、最高温度T6、最高温度T6での保持時間1分以上360分以内の中間熱処理(工程6)を行い、ロール間隙形状比の各パスの平均値M7の仕上げ冷間圧延(工程7)を行い、アルゴン雰囲気中、最高温度T8、最高温度T8での保持時間1分以上60分以内の調質焼鈍(工程8)を行った。こうして、表2に示す厚さを有する銅合金板材を得た。なお、表1に示す銅合金板材には、不可避不純物としてBi、Se、As、Agが含まれ、不可避不純物の含有量は、成分毎に0.03質量%以下、成分の総量で0.10質量%以下であった。
(Examples 1-17 and Comparative Examples 1-11)
Each alloy component was melted in a high-frequency melting furnace under the atmosphere and cast in a metal mold to obtain a copper alloy ingot having an alloy composition shown in Table 1 and a thickness of 30 mm. Next, after performing a homogenization heat treatment at 1000° C. for 1 hour in the air, it was immediately hot-rolled to a thickness of 15 mm and water-cooled. Next, the oxide film was removed from the surface layer of the rolled sheet by chamfering to a thickness of 5.0 mm or more and 10.0 mm or less. Next, cold rolling was performed so that the thickness became 1.25 mm or more and 2.50 mm or less, and intermediate heat treatment was performed at 300° C. or more and 1000° C. or less for 10 seconds. Next, as shown in Table 2, cold rolling (step 5) is performed at a working rate of R5 and a thickness of 0.25 mm or more and 1.25 mm or less, and the maximum temperature T6 and the retention time at the maximum temperature T6 are performed in an argon atmosphere. Intermediate heat treatment (step 6) is performed for 1 minute or more and 360 minutes or less, and finish cold rolling (step 7) is performed at an average value M7 of each pass of the roll gap shape ratio, and in an argon atmosphere, the maximum temperature is T8, and the maximum temperature is T8. was subjected to temper annealing (step 8) for a holding time of 1 minute or more and 60 minutes or less. Thus, copper alloy sheet materials having thicknesses shown in Table 2 were obtained. The copper alloy sheet material shown in Table 1 contains Bi, Se, As, and Ag as unavoidable impurities. % or less.
[測定および評価]
上記実施例および比較例で得られた銅合金板材について、下記の測定および評価を行った。結果を表3~5に示す。
[Measurement and evaluation]
The following measurements and evaluations were performed on the copper alloy sheet materials obtained in the above examples and comparative examples. The results are shown in Tables 3-5.
[1] 結晶粒径およびKAM値
結晶粒径およびKAM値は、上記実施例および比較例で得られた銅合金板材に対して、高分解能走査型分析電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM-7001FA)に付属するEBSD検出器を用いて連続して測定した結晶方位データから解析ソフト(TSL社製、OIM Analysis)を用いて算出した結晶方位解析データから得た。
[1] Crystal grain size and KAM value The crystal grain size and KAM value were measured with respect to the copper alloy sheet materials obtained in the above examples and comparative examples, using a high-resolution scanning analytical electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM- 7001FA) was obtained from crystal orientation analysis data calculated using analysis software (manufactured by TSL, OIM Analysis) from crystal orientation data continuously measured using an EBSD detector attached to the model.
測定領域は、図1に示すように、圧延方向に対して0°方向に切り出した断面S0°、圧延方向に対して45°方向に切り出した断面S45°、圧延方向に対して90°方向に切り出した断面S90°について、電解研磨で鏡面仕上げされた表面とした。測定は、板厚全長×幅150μmの視野において、ステップサイズ0.1μmで行った。そして、15°以上の方位差を結晶粒界とし、2ピクセル以上からなる結晶粒を解析の対象とした。 As shown in FIG. 1, the measurement areas are a cross section S0° cut at 0° to the rolling direction, a cross section S45° cut at 45° to the rolling direction, and a cross section S45° to the rolling direction at 90°. The cross section S 90° cut in the direction was mirror-finished by electropolishing. The measurement was performed with a step size of 0.1 μm in a field of view of total plate thickness×width of 150 μm. An orientation difference of 15° or more was defined as a crystal grain boundary, and a crystal grain composed of two or more pixels was analyzed.
結晶粒径については、得られたIPF画像において、板厚方向に平行で板厚を横断するラインを50μm間隔で2本引き、切断法により結晶粒径を測定して平均することで、平均結晶粒径A0°、平均結晶粒径A45°、平均結晶粒径A90°をそれぞれ算出した。また、得られたIPF画像において、板厚方向に対して長さ150μmの垂直のラインを25μm間隔で2本引き、切断法により結晶粒径を測定して平均することで、平均結晶粒径D0°を算出した。各平均結晶粒径の標準偏差は、各ライン上のそれぞれの結晶粒を対象に算出した。そして、これらの平均結晶粒径の標準偏差の平均を算出した。 Regarding the crystal grain size, in the obtained IPF image, two lines parallel to the plate thickness direction and crossing the plate thickness are drawn at intervals of 50 μm, and the crystal grain size is measured by a cutting method and averaged. Grain size A 0° , average crystal grain size A 45° , and average crystal grain size A 90° were calculated respectively. In the obtained IPF image, two vertical lines with a length of 150 μm in the plate thickness direction are drawn at intervals of 25 μm, and the crystal grain size is measured by a cutting method and averaged to obtain an average crystal grain size D 0° was calculated. The standard deviation of each average grain size was calculated for each grain on each line. Then, the average of the standard deviations of these average crystal grain sizes was calculated.
KAM値については、得られたKAM画像において、板厚方向に平行で板厚を横断するラインを50μm間隔で2本引き、各ライン上の結晶粒内のKAM値を測定して平均することで、平均KAM値E0°、平均KAM値E45°、平均KAM値E90°をそれぞれ算出した。各平均KAM値の標準偏差は、各ライン上のそれぞれの結晶粒を対象に算出した。そして、これらの平均KAM値の標準偏差の平均を算出した。 Regarding the KAM value, in the obtained KAM image, draw two lines parallel to the plate thickness direction and cross the plate thickness at intervals of 50 μm, and measure and average the KAM value in the crystal grain on each line. , average KAM value E 0° , average KAM value E 45° , and average KAM value E 90° were calculated respectively. The standard deviation of each average KAM value was calculated for each grain on each line. Then, the average of the standard deviations of these average KAM values was calculated.
[2] 引張強さ(TS)
上記実施例および比較例で得られた銅合金板材に対して、JIS 13B号試験片を3つ(n=3)用いて、JIS Z 2241:2011に基づき、引張試験を行い、3つの測定値を平均することで、引張強さ(TS)を算出した。引張強さは、圧延平行方向の引張強さとする。
[2] Tensile strength (TS)
A tensile test was performed based on JIS Z 2241: 2011 using three JIS No. 13B test pieces (n = 3) for the copper alloy sheet materials obtained in the above examples and comparative examples, and three measured values were obtained. By averaging the tensile strength (TS) was calculated. The tensile strength is the tensile strength in the direction parallel to the rolling.
[3] 導電率(EC)
上記実施例および比較例で得られた銅合金板材に対して、端子間距離を100mmとし、20℃(±0.5℃)に保たれた恒温槽中で、4端子法により比抵抗を計測することによって、導電率(EC)を算出した。
[3] Electrical conductivity (EC)
For the copper alloy plate materials obtained in the above examples and comparative examples, the distance between terminals was set to 100 mm, and the specific resistance was measured by the four-terminal method in a constant temperature bath kept at 20 ° C (± 0.5 ° C). By doing so, the electrical conductivity (EC) was calculated.
[4] バーリング加工性
上記実施例および比較例で得られた銅合金板材に対して、銅合金板材の厚さの1/2のクリアランスとし、プレス打ち抜きにより、直径d0が10mmの円形の貫通穴を開けた後、先端角度が60°で直径が10~20mmのパンチにより、貫通穴を拡げる穴拡げ加工を行った。そして、割れが生じたときの穴拡げ率を穴拡げ率λとした。また、バーリング加工性について、以下のランク付けをした。穴拡げ率λが高いほど、バーリング加工性は良好である。
[4] Burring workability For the copper alloy sheet materials obtained in the above examples and comparative examples, a circular penetration with a diameter d 0 of 10 mm was punched with a clearance of 1/2 the thickness of the copper alloy sheet material. After the hole was made, a punch with a tip angle of 60° and a diameter of 10 to 20 mm was used to expand the through hole. Then, the hole expansion rate when cracking occurred was defined as the hole expansion rate λ. Also, the burring workability was ranked as follows. The higher the hole expansion rate λ, the better the burring workability.
◎:λが50%以上
○:λが20%以上50%未満
×:λが20%未満
◎: λ is 50% or more ○: λ is 20% or more and less than 50% ×: λ is less than 20%
表1~5に示すように、実施例1~17では、Cr含有量、引張強さ、導電率、結晶粒径、KAM値、異方度がそれぞれ所定範囲内に制御されていたため、強度、導電率、バーリング加工性がいずれも良好であった。特に、実施例1および8は、加工率R5、最高温度T6、ロール間隙形状比の平均値M7、最高温度T8、比(T6/R5)、比(T8/M7)をそれぞれ好適範囲内に調整することによって、結晶粒径、KAM値、異方度がさらに良好であるため、バーリング加工性はさらに向上した。 As shown in Tables 1 to 5, in Examples 1 to 17, the Cr content, tensile strength, electrical conductivity, crystal grain size, KAM value, and anisotropy were controlled within predetermined ranges. Both electrical conductivity and burring workability were good. In particular, in Examples 1 and 8, the processing rate R5, the maximum temperature T6, the average value M7 of the roll gap shape ratio, the maximum temperature T8, the ratio (T6/R5), and the ratio (T8/M7) are each adjusted within a suitable range. By doing so, the crystal grain size, KAM value, and anisotropy are further improved, so that the burring workability is further improved.
一方、比較例1では、Cr含有量が少なく、平均KAM値の異方度が大きく、最高温度T6が低く、比(T6/R5)が大きく、引張強さが小さく、バーリング加工性が不良であった。比較例2では、最高温度T6が低く、引張強さが小さかった。比較例3では、平均結晶粒径およびその異方度と標準偏差の平均値とが大きく、最高温度T6が高く、引張強さが小さく、バーリング加工性が不良であった。比較例4では、Cr含有量が高く、鋳造時にCrを含む粗大な晶出物が生成し、割れを誘発したため、バーリング加工性が不良であった。比較例5では、平均KAM値の異方度が大きく、導電率が低く、バーリング加工性が不良であった。比較例6では、平均KAM値およびその異方度が大きく、最高温度T6が低く、最高温度T8が低く、比(T6/R5)が小さく、バーリング加工性が不良であった。比較例7では、平均結晶粒径およびその標準偏差の平均値が大きく、最高温度T8が高く、比(T8/M7)が大きく、引張強さが小さく、バーリング加工性が不良であった。比較例8では、比(T6/R5)が小さく、引張強さが小さかった。比較例9では、比(T8/M7)が大きく、引張強さが小さかった。比較例10では、平均KAM値の異方度が大きく、比(T6/R5)が大きく、引張強さが小さく、バーリング加工性が不良であった。比較例11では、平均結晶粒径の異方度と標準偏差の平均値とが大きく、平均KAM値の異方度が大きく、比(T6/R5)が大きく、比(T8/M7)が小さく、バーリング加工性が不良であった。 On the other hand, in Comparative Example 1, the Cr content was small, the anisotropy of the average KAM value was large, the maximum temperature T6 was low, the ratio (T6/R5) was large, the tensile strength was small, and the burring workability was poor. there were. In Comparative Example 2, the maximum temperature T6 was low and the tensile strength was small. In Comparative Example 3, the average grain size, its anisotropy, and the average standard deviation were large, the maximum temperature T6 was high, the tensile strength was small, and the burring workability was poor. In Comparative Example 4, the Cr content was high, and coarse crystallized substances containing Cr were formed during casting, and cracks were induced, resulting in poor burring workability. In Comparative Example 5, the anisotropy of the average KAM value was large, the electrical conductivity was low, and the burring workability was poor. In Comparative Example 6, the average KAM value and its anisotropy were large, the maximum temperature T6 was low, the maximum temperature T8 was low, the ratio (T6/R5) was small, and the burring workability was poor. In Comparative Example 7, the average grain size and standard deviation thereof were large, the maximum temperature T8 was high, the ratio (T8/M7) was large, the tensile strength was small, and the burring workability was poor. In Comparative Example 8, the ratio (T6/R5) was small and the tensile strength was small. In Comparative Example 9, the ratio (T8/M7) was large and the tensile strength was small. In Comparative Example 10, the anisotropy of the average KAM value was large, the ratio (T6/R5) was large, the tensile strength was small, and the burring workability was poor. In Comparative Example 11, the anisotropy of the average grain size and the average value of the standard deviation are large, the anisotropy of the average KAM value is large, the ratio (T6/R5) is large, and the ratio (T8/M7) is small. , the burring workability was poor.
10 銅合金板材
20 ワークロール
21 パス前の圧延材
22 パス後の圧延材
30 電気・電子部品用部材
31 打ち抜き用パンチ
32 銅合金板材
33 貫通穴
34 穴拡げ用パンチ
35 バーリング加工穴
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
引張強さは350MPa以上800MPa以下、
導電率は55%IACS以上90%IACS以下、
圧延方向に対して、0°方向に切り出した断面S0°における平均KAM値E0°、45°方向に切り出した断面S45°における平均KAM値E45°、および90°方向に切り出した断面S90°における平均KAM値E90°は、いずれも10.0°以下で、かつE0°の標準偏差、E45°の標準偏差およびE90°の標準偏差の平均値は、3.0°以下、
下記式(2)で表される、前記平均KAM値E0°の異方度F0°、前記平均KAM値E45°の異方度F45°、および前記平均KAM値E90°の異方度F90°は、いずれも10.0%以下、
厚さが0.05mm以上0.50mm以下
であることを特徴とする銅合金板材。
Fm=100×(Em-G)/G ・・・式(2)
ただし、前記式(2)中、mは、0°、45°または90°であり、Gは、E0°、E45°およびE90°の平均値((E0°+E45°+E90°)/3)である。 An alloy composition containing 0.10% by mass or more and 0.80% by mass or less of Cr, with the balance being Cu and inevitable impurities,
Tensile strength is 350 MPa or more and 800 MPa or less,
Conductivity is 55% IACS or more and 90% IACS or less,
With respect to the rolling direction, the average KAM value E 0 ° in the cross section S 0 ° cut in the 0 ° direction, the average KAM value E 45 ° in the cross section S 45 ° cut in the 45 ° direction, and the cross section cut in the 90 ° direction The average KAM value E 90 ° at S 90 ° is 10.0 ° or less, and the average value of the standard deviation of E 0 ° , the standard deviation of E 45 ° and the standard deviation of E 90 ° is 3.0 ° or less,
The anisotropy F 0 ° of the average KAM value E 0 ° , the anisotropy F 45 ° of the average KAM value E 45 ° , and the difference of the average KAM value E 90 ° , represented by the following formula (2) Direction F 90 ° is 10.0% or less in any case,
A copper alloy sheet having a thickness of 0.05 mm or more and 0.50 mm or less.
F m = 100 × (E m - G) / G Expression (2)
However, in the above formula (2), m is 0°, 45° or 90°, and G is the average value of E 0° , E 45° and E 90° ((E 0° + E 45° + E 90 ° )/3).
銅合金素材に、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)、面削工程(工程4)、冷間圧延工程(工程5)、中間熱処理工程(工程6)、仕上げ冷間圧延工程(工程7)および調質焼鈍工程(工程8)をこの順に施し、
前記冷間圧延工程(工程5)における圧延材の加工率R5(%)に対する、前記中間熱処理工程(工程6)における熱処理材の最高温度T6(℃)の比(T6/R5)は、8.0以上20.0以下、
前記最高温度T6は400℃以上650℃以下、
前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パスに設けられる、一対のワークロールにおける、下記式(3)で表されるロール間隙形状比の各パスの平均値M7に対する、前記調質焼鈍工程(工程8)における焼鈍材の最高温度T8(℃)の比(T8/M7)は、10.0以上100.0以下、
前記最高温度T8は250℃以上700℃以下
であることを特徴とする銅合金板材の製造方法。
M7=3×{r(h1-h2)}1/2/{n(h1+2h2)}・・・式(3)
ただし、前記式(3)中、rは、ワークロールの半径(mm)であり、h1は、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パス前の圧延材の厚さ(mm)であり、h2は、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)の各パス後の圧延材の厚さ(mm)であり、nは、前記仕上げ冷間圧延工程(工程7)のパス数の合計である。 A method for producing a copper alloy sheet material according to claim 1 or 2,
Casting process (process 1), homogenization heat treatment process (process 2), hot rolling process (process 3), facing process (process 4), cold rolling process (process 5), intermediate heat treatment process for copper alloy material (Step 6), the finish cold rolling step (Step 7) and the temper annealing step (Step 8) are performed in this order,
The ratio (T6/R5) of the maximum temperature T6 (° C.) of the heat-treated material in the intermediate heat treatment step (step 6) to the reduction ratio R5 (%) of the rolled material in the cold rolling step (step 5) is 8. 0 or more and 20.0 or less,
the maximum temperature T6 is 400° C. or higher and 650° C. or lower;
The temper annealing step for the average value M7 of each pass of the roll gap shape ratio represented by the following formula (3) in a pair of work rolls provided in each pass of the finish cold rolling step (step 7) The ratio (T8/M7) of the maximum temperature T8 (°C) of the annealed material in (Step 8) is 10.0 or more and 100.0 or less,
A method for producing a copper alloy sheet material, wherein the maximum temperature T8 is 250°C or higher and 700°C or lower.
M7=3×{r(h 1 −h 2 )} 1/2 /{n(h 1 +2h 2 )} Equation (3)
However, in the above formula (3), r is the radius (mm) of the work roll, and h1 is the thickness (mm) of the rolled material before each pass of the finish cold rolling step (step 7). where h2 is the thickness (mm) of the rolled material after each pass in the finish cold rolling step (step 7), and n is the total number of passes in the finish cold rolling step (step 7). is.
λ=100×(d―d0)/d0 ・・・式(4)
ただし、前記式(4)中、d0は、穴拡げ加工前の穴の直径(mm)であり、dは、穴拡げ加工後のバーリング加工穴の直径(mm)である。
5. The electric/electronic component member according to claim 4, wherein the burring hole has a hole expansion rate λ of 20% or more, which is expressed by the following formula (4).
λ=100×(d−d 0 )/d 0 Expression (4)
However, in the above formula (4), d0 is the diameter (mm) of the hole before hole expansion, and d is the diameter (mm) of the burring hole after hole expansion.
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