(57)【要約】      （修正有）【課題】十分な機械的強度を保持しながら、高い伸び特性を有する電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板を提供する。【解決手段】質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金板であって、複数の扁平な結晶粒１が面方向に連続してなる結晶粒層２が板厚方向に積み重なって構成された層状組織３を有し、透過型電子顕微鏡にて観察した前記結晶粒層２の平均厚さが１１０〜２６０ｎｍの範囲であり、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金板であって、複数の扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が板厚方向に積み重なって構成された層状組織を有し、透過型電子顕微鏡にて観察した前記結晶粒層の平均厚さが１１０〜２６０ｎｍの範囲であり、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５であることを特徴とする良好な伸び特性を有するＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板。
【請求項２】
請求項１に記載のＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板の製造方法であって、質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金に対して、９３０〜１０３０℃で熱間圧延を開始し、６００℃以上の温度域から水冷による急冷処理にて溶体化処理を施した後に、冷間圧延を施し、次に３２０〜４６０℃にて２〜８時間の時効処理を施し、次に圧延率が５〜１０％の調質圧延を施し、次に３８０〜５５０℃にて１０〜３００秒間の熱処理を施すことを特徴とするＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板及びその製造方法に関し、特に詳しくは、十分な機械的強度を保持しながら、高い伸び特性を有する電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コネクタ、リレー、スイッチ等の電気・電子部品の更なる小型化に伴って、その内部に組み込まれている接点部材や擦動部材等に負荷される電流密度が非常に高くなってきており、従来よりも導電性の良好な銅合金材料への要求が高まっている。また、車載用電気・電子部品においては、より高温及び振動での環境下にて、長期間にわたる耐久性が要求されている。
この様な要求に対応可能な材料として、Ｃｕ−Ｚｒ系の合金は、８０％ＩＡＣＳを超える高い導電率を有することができ、耐熱性も良く、耐応力緩和性にも優れているが、更に、十分な機械的強度を確保しながら、優れた曲げ加工性、伸び性、ばね限界特性等を有することが要求され始めている。
【０００３】
これらの課題を解決するＣｕ−Ｚｒ系銅合金として、出願人は、特許文献１、特許文献２、特許文献３に開示するＣｕ−Ｚｒ系銅合金を開発している。
特許文献１では、重量比率でＺｒを０．００５％〜０．５％、Ｂを０．２ｐｐｍ〜４００ｐｐｍの範囲で含有する銅合金であって、複数の扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が板厚方向に積み重なって構成された層状組織を有し、結晶粒層の厚さが２０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲であり、層状組織中の結晶粒層の厚さのヒストグラムにおけるピーク値Ｐが５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内で、かつ、総度数の２２％以上の頻度で存在し、その半値幅Ｌが２００ｎｍ以下とする強度と伸びを高いレベルでバランスさせた銅合金を開示している。
特許文献２では、重量比率でＺｒを０．００５％〜０．５％、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有する銅合金であって、複数の扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が板厚方向に積み重なって構成された層状組織を有し、結晶粒層の厚さが５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲であり、層状組織中の結晶粒層の厚さのヒストグラムにおけるピーク値Ｐが５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内で、かつ、総度数の２８％以上の頻度で存在し、その半値幅Ｌが１８０ｎｍ以下とする強度と伸びを高いレベルでバランスさせた銅合金を開示している。
特許文献３では、少なくともジルコニウムを重量％で、０．００５以上０．５以下の範囲で含有する銅合金であって、結晶粒径が１．５μｍ以下の結晶粒からなる第一粒子群と、結晶粒の形状が一方向に伸びており、結晶粒径が１．５μｍより大きく７μｍより小さな結晶粒からなる第二粒子群と、結晶粒径が７μｍ以上の結晶粒からなる第三粒子群とを備え、結晶粒径について集計した単位面積に占める、前記第一粒子群の合計面積比をα、前記第二粒子群の合計面積比をβ、前記第三粒子群の合計面積比をγ、α＋β＋γ＝１と定義したとき、前記αと前記βの和は前記γより大きく、かつ、前記αは前記βより小さいことを特徴とする、強度を増大させると共に、その伸びも向上させることができ、ひいては良好な曲げ加工性を備え、耐熱クリープ特性にも優れた銅合金が開示されている。
また、これらとは別に、特許文献４では、０．０１質量％以上０．５質量％以下のジルコニウム（Ｚｒ）を含有し、残部が銅（Ｃｕ）および不可避的不純物からなる銅合金を圧延加工してなる電気・電子部品用銅合金材であって、当該電気・電子部品用銅合金材の集合組織における、Ｂｒａｓｓ方位の方位分布密度が２０以下であり、かつＢｒａｓｓ方位とＳ方位とＣｏｐｐｅｒ方位との方位分布密度の合計が１０以上５０以下とする機械的強度と良好な曲げ加工性とを併せ持った電気・電子部品用銅合金材を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１５９３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２２６２４号公報
【特許文献３】特開２００５−２９８９３１号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４２１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ系銅合金は、機械的強度、導電性、耐熱性等はそれぞれに充分であったが、最近の種々の形状での過酷な条件下での電気及び電子部品での適用においては、十分な機械的強度を保持しながら、加工性、特に高い伸び特性を有することが要求されている。
【０００６】
本発明では、十分な機械的強度を保持しながら、高い伸び特性を有する電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、出願人の特開２００５−２９８９３１号公報、特開２０１０−２１５９３５号公報、特開２０１０−２２２６２４号公報を参考に鋭意検討の結果、質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有する電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板における圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に沿う縦断面組織の構造に着目し、その構造が微細で複数の扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が板厚方向に積み重なって構成された層状組織を有し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した前記結晶粒層の平均厚さが最適な範囲であり、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した電子線回折結晶方位解析（ＯＩＭ）による結晶粒間の方位差が１０°以下の結晶粒の個数比が最適な範囲であると、十分な機械的強度（引張り強度）を保持しながら、良好な伸び特性を発揮できることを見出した。
また、質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有する電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金に対して、９３０〜１０３０℃で熱間圧延を開始し、６００℃以上の温度域から水冷による急冷処理にて溶体化処理を施した後に、冷間圧延を施し、次に３２０〜４６０℃にて２〜８時間の時効処理を施し、次に５〜１０％の調質圧延を施し、次に３８０〜５５０℃にて１０〜３００秒間の熱処理を施すことにより、前述の組織構造を有する十分な機械的強度（引張り強度）を保持しながら、良好な伸び特性を発揮する電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板が製造できることも見出した。
【０００８】
即ち、本発明の良好な伸び特性を有するＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板は、質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金板であって、複数の扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が板厚方向に積み重なって構成された層状組織を有し、透過型電子顕微鏡にて観察した前記結晶粒層の平均厚さが１１０〜２６０ｎｍの範囲であり、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５であることを特徴とする。
【０００９】
Ｚｒの添加は、引張り強度の向上に有効であるが、添加量が０．０５％未満では、効果が十分ではなく、０．２％を超えると、効果が飽和し、伸び特性も低下する傾向がある。
また、０．０５〜０．２％の添加により、均質な層状組織が形成され易くなる。
Ｃｏの添加は、層状組織の各結晶粒層の厚さのばらつきを小さくする効果があり、添加量が０．００１％未満では、効果に乏しく、０．３％を超えると、効果が飽和し、伸び特性が著しく大きくなって引張り強度が低下し、導電率も低下する傾向がある。
本銅合金の結晶組織は、複数の扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が板厚方向に積み重なって構成された層状組織を有している。そして、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層の平均厚さが１１０〜２６０ｎｍの範囲であり、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５であることにより、引張り強度が４８０〜５２０ＭＰａであり、伸び特性が１１．２〜１４．０％となり、十分な機械的強度を保持しながら、良好な伸び特性を発揮することができる。
本発明での層状組織は、図１に示す様に、扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が積み重なって構成されたものである。図１は、圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に沿う縦断面（Ｔ．Ｄ．方向に見た面）の組織を模式的に表したものであり、図１の紙面上の横方向（左右方向）が圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）、縦方向（上下方向）が板厚方向（Ｎ．Ｄ．方向）となっている。そして、その一つの結晶粒１をハッチングして示したように、各結晶粒１はいずれも扁平で圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に引き延ばされているとともに、隣の結晶粒１が圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に連なるように配置されて、これら連続状態の複数の結晶粒１により層が構成されている。本発明では、結晶粒１が層状に連続してなるものを結晶粒層２と称しており、その結晶粒層２が板厚方向（Ｎ．Ｄ．方向）に複数積み重なった状態のものを層状組織３と称している。このような層状組織３は、圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）の縦断面（Ｔ．Ｄ．方向に見た面）を透過型電子顕微鏡で観察することにより確認することができる。
本発明では、走査型電子顕微鏡による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比の算出は、次の様に実施した。
後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法を使用し、１０ｍｍ×１０ｍｍの試料を機械研磨、バフ研磨後、日立ハイテクノロジーズ社製イオンミリング装置で加速電圧６ｋＶ、入射角１０°、照射時間１５分として表面を調整した後、日立ハイテクノロジーズ社製ＳＥＭ（型番「Ｓ−３４００Ｎ」）と、ＴＳＬ社製のＥＢＳＤ測定・解析システムＯＩＭ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ）を用い、測定領域を六角形の領域（ピクセル）に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得てピクセルの方位を測定した。測定した方位データを同システムの解析ソフト（ソフト名「ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ」）を用いて解析した。観察条件は、加速電圧２５ｋＶ、測定面積は３００μｍ×３００μｍとし、隣接するピクセル間の距離(ステップサイズ)は０．５μｍとした。隣接するピクセル間の方位差が５°以上を結晶粒界とみなし、結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比（結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒個数／全結晶粒個数）を算出した。
引張り強度の向上には結晶粒をナノスケールまで微細化することが有効であるが、単に微細化するだけでは伸びを向上させることはできない。圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に沿う縦断面組織の構造が微細で扁平な結晶粒が層状に連なり、その結晶粒層が積み重なった層状組織を有しており、その結晶粒層の平均厚さが最適値であると伸び特性を損なうことなく引張り強度が向上すると考えられる。
結晶粒層の平均厚さ、及び、結晶粒の全結晶粒に対する個数比が前述の範囲値内である場合にのみ、引張り強度が４８０〜５２０ＭＰａであり、伸び特性が１１．２〜１４．０％
となり、結晶粒層の平均厚さは、主に機械的強度に、結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比は、主に伸び特性に関与していると考えられる。
【００１０】
また、本発明の良好な伸び特性を有するＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板の製造方法は、質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金に対して、９３０〜１０３０℃で熱間圧延を開始し、６００℃以上の温度域から水冷による急冷処理にて溶体化処理を施した後に、冷間圧延を施し、次に３２０〜４６０℃にて２〜８時間の時効処理を施し、次に圧延率が５〜１０％の調質圧延を施し、次に３８０〜５５０℃にて１０〜３００秒間の熱処理を施すことを特徴とする。
【００１１】
質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金に対して、９３０〜１０３０℃で熱間圧延を開始し、６００℃以上の温度域から水冷による急冷処理による溶体化処理を施し、好ましくは、製品板厚まで冷間圧延を施すことにより、Ｚｒ、Ｃｏが過飽和状態に固溶し、各結晶粒層の厚さが均一化された銅合金板が製造される。
この冷間圧延後の銅合金板に３２０〜４６０℃にて２〜８時間の時効処理を施し、過飽和状態で固溶していたＺｒ、Ｃｏを時効処理により徐々に析出させ、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層の平均厚さを１１０〜２６０ｎｍの範囲内に収める素地を形成する。
処理温度が３２０℃未満では、引張り強度に悪影響を及ぼし、４６０℃を超えると、曲げ加工性に悪影響を及ぼす。処理時間が２時間未満では効果はなく、８時間を超えると、再結晶化が起きるので好ましくない。
次に、この時効処理後の銅合金板に圧延率が５〜１０％の調質圧延を施し、層状組織を更に均質化し、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５の範囲内に収める素地を形成する。
調質圧延の圧延率が５％未満では、効果は乏しく、圧延率が１０％を超えると、効果が飽和するばかりでなく、層状組織の均質化に悪影響を及ぼす。
次に、この調質圧延後の銅合金板に３８０〜５５０℃にて１０〜３００秒間の熱処理を施すことにより、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層の平均厚さを１１０〜２６０ｎｍの範囲内に収め、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比を０．４０〜０．６５の範囲内に収める。
処理温度と処理時間が３８０℃未満、或いは、１０秒未満では、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層の平均厚さが１１０〜２６０ｎｍの範囲内に収まらず、処理温度と処理時間が５５０℃超える、或いは、３００秒を超えると、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５の範囲内に収まらない。
また、熱処理後は、Ｚｒ、Ｃｏを過飽和状態に固溶し、緻密な結晶組織を得るためにも、水冷により急冷することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、十分な機械的強度を保持しながら、高い伸び特性を有する電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板を透過型電子顕微鏡により観察した層状組織の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１を参照に本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、層状組織３は、扁平な結晶粒１が面方向に連続してなる結晶粒層２
が積み重なって構成されたものである。この図１は、圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に沿う縦
断面（Ｔ．Ｄ．方向に見た面）の組織を模式的に表したものであり、図１の紙面上の横方
向（左右方向）が圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）、縦方向（上下方向）が板厚方向（Ｎ．Ｄ．
方向）となっている。そして、その一つの結晶粒１をハッチングして示したように、各結
晶粒１はいずれも扁平で圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に引き延ばされていると共に、隣の結晶粒１が圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に連なるように配置されて、これら連続状態の複数の結晶粒１により層が構成されている。本発明では、結晶粒１が層状に連続してなるものを結晶粒層２と称しており、その結晶粒層２が板厚方向（Ｎ．Ｄ．方向）に複数積み重なった状態のものを層状組織３と称している。このような層状組織３は、圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）の縦断面（Ｔ．Ｄ．方向に見た面）を透過型電子顕微鏡で観察することにより確認することができる。
【００１５】
［銅合金板の合金組成］
本発明の良好な伸び特性を有するＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板は、質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有する。
Ｚｒの添加は、引張り強度の向上に有効であるが、添加量が０．０５％未満では、効果が十分ではなく、０．２％を超えると、効果が飽和し、伸び特性も低下する傾向がある。
また、０．０５〜０．２％の添加により、均質な層状組織が形成され易くなる。
Ｃｏの添加は、層状組織の各結晶粒層の厚さのばらつきを小さくする効果があり、添加量が０．００１％未満では、効果に乏しく、０．３％を超えると、効果が飽和し、伸び特性が著しく大きくなって引張り強度が低下し、導電率も低下する傾向がある。
【００１６】
［銅合金板の合金組織］
本発明の良好な伸び特性を有するＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板は、複数の扁平な結晶粒が面方向に連続してなる結晶粒層が板厚方向に積み重なって構成された層状組織３を有している。そして、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層２の平均厚さが１１０〜２６０ｎｍの範囲であり、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒１間の方位差が１０°以下である結晶粒３の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５であることにより、引張り強度が４８０〜５２０ＭＰａであり、伸び特性が１１．２〜１４．０％となり、十分な機械的強度を保持しながら、良好な伸び特性を発揮することができる。
引張り強度の向上には結晶粒１をナノスケールまで微細化することが有効であるが、単に微細化するだけでは伸びを向上させることはできない。圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）に沿う縦断面組織の構造が微細で扁平な結晶粒２が層状に連なり、その結晶粒層２が積み重なった層状組織３を有しており、その結晶粒層２の平均厚さが最適値であると伸び特性を損なうことなく引張り強度が向上すると考えられる。
結晶粒層２の平均厚さ、及び、結晶粒１の全結晶粒１に対する個数比が前述の範囲値内である場合のみ、引張り強度が４８０〜５２０ＭＰａであり、伸び特性が１１．２〜１４．０％となり、結晶粒層２の平均厚さは、主に機械的強度に、結晶粒１の全結晶粒に対する個数比は、主に伸び特性に関与していると考えられる。
本発明では、走査型電子顕微鏡による結晶粒１間の方位差が１０°以下である結晶粒１の全結晶粒に対する個数比の算出は、次の様に実施した。
後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法を使用し、１０ｍｍ×１０ｍｍの試料を機械研磨、バフ研磨後、日立ハイテクノロジーズ社製イオンミリング装置で加速電圧６ｋＶ、入射角１０°、照射時間１５分として表面を調整した後、日立ハイテクノロジーズ社製ＳＥＭ（型番「Ｓ−３４００Ｎ」）と、ＴＳＬ社製のＥＢＳＤ測定・解析システムＯＩＭ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ）を用い、測定領域を六角形の領域（ピクセル）に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得てピクセルの方位を測定した。測定した方位データを同システムの解析ソフト（ソフト名「ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ」）を用いて解析し、各種パラメータを算出した。観察条件は、加速電圧２５ｋＶ、測定面積は３００μｍ×３００μｍとし、隣接するピクセル間の距離(ステップサイズ)は０．５μｍとした。隣接するピクセル間の方位差が５°以上を結晶粒界とみなし、結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比を算出した。
【００１７】
［銅合金板の製造方法］
本発明の良好な伸び特性を有するＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板は、質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金に対して、９３０〜１０３０℃で熱間圧延を開始し、６００℃以上の温度域から水冷による急冷処理にて溶体化処理を施した後に、冷間圧延を施し、次に３２０〜４６０℃にて２〜８時間の時効処理を施し、次に圧延率が５〜１０％の調質圧延を施し、次に３８０〜５５０℃にて１０〜３００秒間の熱処理を施すことにより製造される。
質量％でＺｒを０．０５〜０．２％を含有し、Ｃｏを０．００１％〜０．３％の範囲で含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金に対して、９３０〜１０３０℃で熱間圧延を開始し、６００℃以上の温度域から水冷による急冷処理による溶体化処理を施し、好ましくは、製品板厚まで冷間圧延を施すことにより、Ｚｒが過飽和状態に固溶し、各結晶粒層の厚さが均一化された銅合金板が製造される。
この冷間圧延後の銅合金板に３２０〜４６０℃にて２〜８時間の時効処理を施し、過飽和状態で固溶していたＺｒ、Ｃｏを時効処理により徐々に析出させ、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層の平均厚さを１１０〜２６０ｎｍの範囲内に収める素地を形成する。
処理温度が３２０℃未満では、引張り強度に悪影響を及ぼし、４６０℃を超えると、曲げ加工性に悪影響を及ぼす。処理時間が２時間未満では効果はなく、８時間を超えると、再結晶化が起きるので好ましくない。
次に、この時効処理後の銅合金板に圧延率が５〜１０％の調質圧延を施し、層状組織を更に均質化し、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５の範囲内に収める素地を形成する。
調質圧延の圧延率が５％未満では、効果は乏しく、圧延率が１０％を超えると、効果が飽和するばかりでなく、層状組織の均質化に悪影響を及ぼす。
次に、この調質圧延後の銅合金板に３８０〜５５０℃にて１０〜３００秒間の熱処理を施すことにより、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層の平均厚さを１１０〜２６０ｎｍの範囲内に収め、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比を０．４０〜０．６５の範囲内に収める。
処理温度と処理時間が３８０℃未満、或いは、１０秒未満では、透過型電子顕微鏡にて観察した結晶粒層の平均厚さが１１０〜２６０ｎｍの範囲内に収まらず、処理温度と処理時間が５５０℃超える、或いは、３００秒を超えると、走査型電子顕微鏡にて観察した電子線回折結晶方位解析による結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比が０．４０〜０．６５の範囲内に収まらない。
また、熱処理後は、Ｚｒ、Ｃｏを過飽和状態に固溶し、緻密な結晶組織を得るためにも、水冷により急冷することが好ましい。
【実施例】
【００１８】
表１に示す組成（Ｚｒ、Ｃｏ以外はＣｕ及び不可避不純物）の溶解・鋳造にて得られた銅合金を、表１に示す温度にて熱間圧延を開始し、６００℃以上の温度域から４０℃／秒の速度で急水冷して溶体化処理を施し、次に、面削、粗圧延、研磨を施して、所定厚さの銅合金板を作製した。
次に、これらの銅合金板に冷間圧延を施し、板厚を製品厚の０．５ｍｍとし、表１に示す、時効処理、調質圧延、熱処理を施し、５０℃／秒の速度で急水冷を施して、実施例１〜６、比較例１〜５に示す銅合金薄板を作製した。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
これらの銅合金薄板から試料を切出し、透過型電子顕微鏡により、層状組織の結晶粒層の平均厚さ、後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法を使用し電子線回折結晶方位解析（ＯＩＭ）から、結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比を求めた。
後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡の観察は、次の様に実施した。
１０ｍｍ×１０ｍｍの試料を機械研磨、バフ研磨後、日立ハイテクノロジーズ社製イオンミリング装置で加速電圧６ｋＶ、入射角１０°、照射時間１５分として表面を調整した後、日立ハイテクノロジーズ社製ＳＥＭ（型番「Ｓ−３４００Ｎ」）と、ＴＳＬ社製のＥＢＳＤ測定・解析システムＯＩＭ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ）を用い、測定領域を六角形の領域（ピクセル）に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得てピクセルの方位を測定した。測定した方位データを同システムの解析ソフト（ソフト名「ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」）を用いて解析した。観察条件は、加速電圧２５ｋＶ、測定面積は３００μｍ×３００μｍとし、隣接するピクセル間の距離(ステップサイズ)は０．５μｍとした。隣接するピクセル間の方位差が５°以上を結晶粒界とみなし、結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒の全結晶粒に対する個数比（結晶粒間の方位差が１０°以下である結晶粒個数／全結晶粒個数）を算出した。
透過型電子顕微鏡による測定は、１００００倍の倍率にて観察を行い、１０μｍ×１０μｍの範囲を任意に３箇所観察し、層状組織の結晶粒層の平均厚さは、それぞれの箇所の平均値を平均することにより求めた。
これらの結果を表２に示す。
次にこれらの試料の引張り強度、伸び特性を測定した。
引張強さ（ＭＰａ）及び伸び（％）は、インストロン型万能試験機を用いて、ＪＩＳ（Ｚ２２４１）に規定される方法により測定した。試験片は、ＪＩＳ５号試験片とし、試験片の長手方向を圧延方向（Ｒ．Ｄ．方向）と平行なＬ．Ｄ．試験片とした。また、伸び試験における標点距離は５０ｍｍとした。
これらの結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
表１、表２の結果より、実施例１〜６の本発明の製造方法により製造されたＣｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板は、十分な機械的強度を保持しながら、高い伸び特性を有しており、電気及び電子部品用Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃｏ銅合金板に適していることがわかる。
【００２３】
以上、本発明の実施形態の製造方法について説明したが、本発明はこの記載に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  結晶粒
２  結晶粒層
３  層状組織
【図１】
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