(57)【要約】【課題】製造工程の負荷が小さく、耐応力緩和特性に優れた銅合金板材よびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】質量％で、Ｃｒ：０．３〜０．７％、Ｔｉ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｆｅ：０．０３〜０．２０％、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｂの合計含有量：０〜０．５０％、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、且つ下記（式１）を満足し、圧延面を観察した際に、４００μｍ２内にＳｉを含む析出物が５０個以上であり、５００ＭＰａ以上の引張強さを有する、銅合金板材。（式１）  [Ｔｉ]＜１．３２[Ｃｒ]−６[Ｓｉ]  ただし、［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）          ［Ｃｒ］はＣｒの含有量（質量％）          ［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）【選択図】図１
2019178366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃｒ：０．３〜０．７％、
Ｔｉ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、
Ｆｅ：０．０３〜０．２０％、
Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｂの合計含有量：０〜０．５０％、
残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、
且つ下記（式１）を満足し、
圧延面を観察した際に、４００μｍ２内にＳｉを含む析出物が５０個以上であり、
５００ＭＰａ以上の引張強さを有する、銅合金板材。
（式１）  [Ｔｉ]＜１．３２[Ｃｒ]−６[Ｓｉ]
ただし、［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｃｒ］はＣｒの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【請求項２】
導電率が７５％ＩＡＣＳ以上である、請求項１に記載の銅合金板材。
【請求項３】
プレスした際のプレス面に占める破断面の割合が４０％〜６０％である、請求項１または２のいずれか一項に記載の銅合金板材。
【請求項４】
Ｂ．Ｗ．方向の９０°Ｗ曲げで最小曲げ半径ＭＢＲと板厚ｔとの比ＭＢＲ／ｔ≦０．５である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の銅合金板材。
【請求項５】
２００℃×１０００ｈ保持後の応力緩和率が２０％以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の銅合金板材。
【請求項６】
下記（式２）を満足する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の銅合金板材。
（式２）  ［Ｆｅ］＞２．６［Ｔｉ］−０．１４３−０．５［Ｓｉ］
ただし、［Ｆｅ］はＦｅの含有量（質量％）
［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【請求項７】
質量％で、
Ｃｒ：０．３〜０．７％、
Ｔｉ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、
Ｆｅ：０．０３〜０．２０％、
Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｂの合計含有量：０〜０．５０％、
残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、
且つ下記（式１）を満足する銅合金の鋳片を、
８５０〜９５０℃に加熱し、０．５ｈ以上保持した後に熱間圧延を開始し、最終圧延パス温度を７５０℃以上とし、熱間圧延の総圧延率に対する８００℃未満の温度域での圧延比率を５０％以下とする条件で熱延材を得る熱間圧延工程と、
前記熱延材に合計圧延率８８％以上の冷間圧延を施して冷延材を得る冷間圧延工程と、
前記冷延材に３５０℃以上で２ｈ以上の時効処理を施す時効処理工程を有する、銅合金板材の製造方法。
（式１）  [Ｔｉ]＜１．３２[Ｃｒ]−６[Ｓｉ]
ただし、［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｃｒ］はＣｒの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【請求項８】
前記熱間圧延工程と冷間圧延工程との間に、中間圧延と再結晶が生じない温度、時間で中間焼鈍を有する、請求項７に記載の銅合金材の製造方法。
【請求項９】
下記（式２）を満足する、請求項７または８のいずれか一項に記載の銅合金板材の製造方法。
（式２）  ［Ｆｅ］＞２．６［Ｔｉ］−０．１４３−０．５［Ｓｉ］
ただし、［Ｆｅ］はＦｅの含有量（質量％）
［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧端子やバスバーなどの通電部材用素材として好適なプレス打抜き性の良好なＣｕ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系銅合金板材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｃｕ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系銅合金板材は、７５％ＩＡＣＳ以上といった高い導電率を有することから、特に高圧端子やバスバーなど電源回路周りの通電部材として有用であり、コネクタやリードフレーム等にも好適に用いることができる。この種の通電部材に使用するためには、例えば圧延方向の引張強さが５００ＭＰａ以上といった強度と、曲げ軸が圧延平行方向（Ｂ.Ｗ.）となる９０°Ｗ曲げ試験において割れが発生しない最小曲げ半径ＭＢＲと板厚ｔとの比ＭＢＲ／ｔの値が０.５以下である曲げ加工性を備えていることが望まれる。また、高温環境下での部品の信頼性を維持するために、例えば２００℃で１０００時間経過後の応力緩和率２０％以下であるような耐応力緩和特性を備えていることも望まれる。従来、時効条件や最終的な加工度を適正化することによって、銅合金板材の導電性および強度を上記所望のレベルに調整することは可能であった。しかし、曲げ加工性および耐応力緩和特性をも同時に上記所望の範囲に調整することは必ずしも容易でないのが現状である。
【０００３】
ここで特許文献１には、質量％で、Ｃｒ：０．１０〜０．５０％、Ｔｉ：０．００５〜０．５０、Ｓｉ：０．００５〜０．２０％（Ｆｅ：０．１０％以下）を含有し、残部がＣｕであって、ＣｒおよびＳｉその他の元素を含む化合物が粒径５μｍ以下であると共に５００μｍ２内に３０個以下であり、断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察による圧延方向の平均結晶粒径が１５μｍ以下及び板厚方向の平均結晶粒径が１０μｍ以下の金属組織を有する銅合金材が示されている。この銅合金材は、７０％ＩＡＣＳ以上の導電率、５００ＭＰａ以上の耐力、優れた応力緩和特性を備えることが開示されている。また、この銅合金材は熱間圧延後に水冷された熱延材を冷間圧延し、さらに析出時効のための熱処理を施されることにより製造される。
【０００４】
また特許文献２には、質量％で、Ｃｒ：０．１〜０．８％、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｓｉの一種以上を０．００５〜０．５％含有し、残部がＣｕであって、平均結晶粒径が１５〜８０μｍ、引張強さ４００ＭＰａ以上、導電率７５％ＩＡＣＳ以上、１５０℃、１０００ｈ後の応力緩和率２５％以下、曲げ加工性Ｒ／ｔが１以下の銅合金材が示されている。この銅合金材は、熱間圧延および冷間圧延によって得た冷延材を８５０〜１０２５℃で再結晶熱処理および溶体化熱処理することにより製造される。
【０００５】
さらに特許文献３には、質量％で、Ｃｒ：０．１５〜０．７％、Ａｇ：０．００５〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％、Ｆｅ：０．２％以下、Ｓｎ：０．５％以下を含有し、残部がＣｕであって、７５％ＩＡＣＳ以上、５５０ＭＰａ以上の降伏強度と、銀を含まないものと比べ耐応力緩和特性が向上した銅合金材が示されている。この銅合金材は、熱間圧延および冷間圧延によって得た冷延材を固溶化焼鈍することにより製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２０５４３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２９８８９号公報
【特許文献３】特開２００８−５７０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の銅合金材は、曲げ加工性が不十分で、Ｒ／ｔ＝０．５（Ｂ．Ｗ．）で大きなしわ発生している。また、５５０ＭＰａ以上の高強度を得るためには多量のＴｉを必要とし、導電率との両立が出来ない。また、特許文献２の銅合金材は、中間工程で再結晶焼鈍を挟むなど製造工程の負荷が高い。さらに、特許文献３の銅合金材は、耐応力緩和特性も不十分であり、製造工程の負荷も高い。
【０００８】
一方、銅合金の板材を通電部材に加工する際には、プレス打抜きの工程を経るのが一般的である。図１に、銅合金板材を打ち抜いたときに形成される切口の形状を模式的に示す。切口には、通常、ダレ、せん断面、破断面およびばりが形成される。せん断面はポンチ軸方向にほぼ平行な直線状の形態を有する。本明細書では、ポンチ軸方向およびせん断面法線方向に平行な断面において、板厚に対する破断面の占める比率を「破断面の割合」と呼ぶ。ポンチとダイのクリアランスが適正である場合に、破断面の割合が小さすぎる材料や大きすぎる材料では、プレス打抜き時にいわゆる“打抜きかす”の生成量が多くなったり、金型寿命や製品の寸法精度に悪影響を及ぼす。従来のＣｕ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系銅合金板材では破断面の割合を適正な範囲にするための材料側からのアプローチは十分になされておらず、プレス打抜き性に関しても改善の余地が残されている。
【０００９】
すなわち特許文献１〜３のようなＣｒを含む銅合金はプレス加工時にせん断／破断の界面が安定しない（粉が生じる）、バリが立つ等の課題から、金型寿命や表面品質の問題からその用途は限られてきた。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造工程の負荷が小さく、導電率、強度、曲げ加工性、耐応力緩和特性の同時改善を図るとともに、プレス打ち抜き性に優れた銅合金板材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系銅合金にＦｅを添加した特定の組成の銅合金板材であって、鋳造後の均質化処理条件及び熱間圧延時のパス間温度等を制御し、プレス加工時の破断起点となるＳｉを含む析出物を圧延面の観察において４００μｍ２内に５０個以上とすることで、高い強度とプレス加工性に優れた銅合金板材を提供できることを見出し本発明の完成に至った。
【００１２】
本発明の銅合金板材の発明によれば、質量％で、Ｃｒ：０．３〜０．７％、Ｔｉ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｆｅ：０．０３〜０．２０％、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｂの合計含有量：０〜０．５０％、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、且つ下記（式１）を満足し、圧延面を観察した際に、４００μｍ２内にＳｉを含む析出物が５０個以上であり、５００ＭＰａ以上の引張強さを有する、銅合金板材が提供される。
（式１）  [Ｔｉ]＜１．３２[Ｃｒ]−６[Ｓｉ]
ただし、［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｃｒ］はＣｒの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【００１３】
この銅合金板材は、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であることが好ましく、プレスした際のプレス面に占める破断面の割合が４０％〜６０％であることが好ましい。また、Ｂ．Ｗ．方向の９０°Ｗ曲げで最小曲げ半径ＭＢＲと板厚ｔとの比ＭＢＲ／ｔ≦０．５であることが好ましく、２００℃×１０００ｈ保持後の応力緩和率が２０％以下であることが好ましく、さらに、下記（式２）を満足することが好ましい。
（式２）  ［Ｆｅ］＞２．６［Ｔｉ］−０．１４３−０．５［Ｓｉ］
ただし、［Ｆｅ］はＦｅの含有量（質量％）
［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【００１４】
また本発明の銅合金板材の製造方法の発明によれば、質量％で、Ｃｒ：０．３〜０．７％、Ｔｉ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｆｅ：０．０３〜０．２０％、Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｂの合計含有量：０〜０．５０％、残部がＣｕおよび不可避不純物からなり、且つ下記（式１）を満足する銅合金の鋳片を、８５０〜９５０℃に加熱し、０．５ｈ以上保持した後に熱間圧延を開始し、最終圧延パス温度を７５０℃以上とし、熱間圧延の総圧延率に対する８００℃未満の温度域での圧延比率を５０％以下とする条件で熱延材を得る熱間圧延工程と、前記熱延材に合計圧延率８８％以上の冷間圧延を施して冷延材を得る冷間圧延工程と、前記冷延材に３５０℃以上で２ｈ以上の時効処理を施す時効処理工程を有する、銅合金板材の製造方法が提供される。
（式１）  [Ｔｉ]＜１．３２[Ｃｒ]−６[Ｓｉ]
ただし、［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｃｒ］はＣｒの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【００１５】
この製造方法は、  前記熱間圧延工程と冷間圧延工程との間に、中間圧延と再結晶が生じない温度、時間で中間焼鈍を有しても良い。また、下記（式２）を満足することが好ましい。
（式２）  ［Ｆｅ］＞２．６［Ｔｉ］−０．１４３−０．５［Ｓｉ］
ただし、［Ｆｅ］はＦｅの含有量（質量％）
［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、製造工程の負荷が小さく、強度およびプレス打ち抜き性に優れた銅合金板材およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】銅合金板材を打ち抜いたときに形成される切口の形状を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（成分組成）
先ず、本発明の銅合金板材の成分組成について説明する。なお、成分組成についての％は質量％である。
【００１９】
Ｃｒ：０．３〜０．７％
Ｃｒは、マトリックス（金属素地）であるＣｕ母相中に固溶、析出することにより耐応力緩和特性及び強度向上に寄与する。ＣｒはＳｉと共にＣｒ−Ｓｉ系析出物を形成し、析出硬化によって強度を向上させ、Ｃｕ母相中のＳｉの固溶量を減少させて導電率を高めるために有効な元素である。また、Ｃｒは、Ｔｉと共にＣｒ−Ｔｉ系析出物を形成し、析出硬化によって強度を向上させ、Ｃｕ母相中のＴｉの固溶量を減少させて導電率を高める効果もある。Ｃｒの含有量が０．３％未満では、十分な析出硬化による強度の向上が得られない。一方、Ｃｒの含有量が０．７％を超えると、導電率の低下を招くとともに、析出物が粗大化する原因となり銅合金材の耐応力緩和特性が低下し、また、粗大な介在物が形成されることにより、曲げ加工性が低下する。従って、Ｃｒの含有量は０．３〜０．７％とする。
【００２０】
Ｔｉ：０．０３〜０．１５％
Ｔｉは、Ｃｕ母相中に固溶により耐応力緩和特性を向上させるために有効な元素である。また、Ｔｉは、ＣｒやＳｉと共に析出物を形成して、析出硬化によって強度を向上させると共に、Ｃｕ母相中のＣｒ及びＳｉの固溶量を減少させて導電率を高めるために有効な元素である。また、Ｔｉ固溶量を低減させることで曲げ加工性を向上させることができる。Ｔｉの含有量が０．０３％未満では、耐応力緩和特性を十分に向上させることができない。一方、０．１５％を超えると、Ｃｕ母相中のＴｉの固溶量が増加して、導電率や曲げ加工性の低下を招く。また、Ｔｉの含有量が多い場合、溶解炉の炉壁にＴｉ酸化物であるノロが多く付着し、次の鋳造工程において、鋳塊の品質低下を招く虞があり、炉洗い増加などによる生産効率低下という問題も生じる。従って、Ｔｉの含有量は０．０３〜０．１５％とする。
【００２１】
Ｓｉ：０．０３〜０．１５％
Ｓｉは、Ｃｒと共にＣｒ−Ｓｉ系析出物、Ｔｉと共にＴｉ−Ｓｉ系析出物を形成して、析出硬化によって強度を増加させると共に、Ｃｕ母相中のＣｒ及びＴｉの固溶量を減少させて導電率を高めるために有効な元素である。また、Ｓｉは、Ｃｒ及びＴｉと共にＣｒ−Ｓｉ−Ｔｉ析出物も形成するが、発明者らの検討によると析出硬化による強度向上の効果は確認できなかった。Ｓｉの含有量が０．０３％未満では、Ｃｒ−Ｓｉ系析出物、Ｔｉ−Ｓｉ系析出物による強度の向上を十分に得ることができない。一方、Ｓｉの含有量が０．１５％を超えると、Ｃｕ母相中のＳｉの固溶量が増加して、導電率が低下する。また、Ｃｒ−Ｓｉ系析出物、Ｔｉ−Ｓｉ系析出物、Ｃｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系析出物が粗大化し、銅合金材の耐応力緩和特性が低下する。従って、Ｓｉの含有量は０．０３〜０．１５％とする。
【００２２】
Ｆｅ：０．０３〜０．２０％
本発明では、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系合金にＦｅを添加し、Ｔｉ過剰（本発明のＴｉの組成範囲内でも、ＴｉがＣｒやＳｉと析出物とならずに、すなわちＣｕ母相中に固溶するＴｉが比較的多い状態）となった際の導電率低下を抑制する。Ｆｅは、Ｔｉと共にＴｉ―Ｆｅ系析出物を形成し、析出硬化によって強度を増加させると共に、Ｃｕ母相中のＴｉ固溶量を減少させて導電率を高めるために有効な元素である。Ｆｅの含有量が０．０３％未満であると、導電率低下の抑制や析出による強度向上の効果を十分に得ることができない。一方、Ｆｅの含有量が０．２０％を超えると、Ｃｕ母相中の固溶量が増加して導電率の低下を引き起こすと共に、析出物を粗大化させ、析出硬化による強度の向上を妨げる。従って、Ｆｅの含有量は０．０３〜０．２０％とする。
【００２３】
Ｍｇ、Ｐ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｂの合計含有量：０〜０．５０％
Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｚｎは、Ｃｕ母相中に固溶して強度、耐応力緩和特性を向上させる作用を有するので、必要に応じて含有させることができる。その場合、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｇ含有量は０.０１〜０.５０％の範囲とすることがより効果的である。また、Ｚｎ含有量は０．０１〜０．３０％の範囲とすることが効果的である。
Ｎｉ、Ｐ、Ｃｏは、ＳｉやＴｉと析出物を形成して強度向上に寄与するので、必要に応じて含有させることができる。その場合、Ｎｉ含有量は０.０３〜０.２０％の範囲とすることが好ましい。また、Ｐ含有量は０.０１〜０.１０％の範囲とすることが好ましい。また、Ｃｏ含有量は０.０１〜０.５０％の範囲とすることが好ましい。
Ｃａ、Ｂは単体またはＣｕ母相と析出し、曲げ加工性や強度向上に寄与するので、必要に応じて含有させることが出来る。Ｃａ、Ｂ含有量は０．０１〜０．２０％の範囲とすることがより効果的である。
これらの元素の合計含有量が０〜０．５０％であることが好ましい。０．５０％を超えると導電率の低下を引きおこす。
【００２４】
（式１）  [Ｔｉ]＜１．３２[Ｃｒ]−６[Ｓｉ]
ただし、［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｃｒ］はＣｒの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
（式２）  ［Ｆｅ］＞２．６［Ｔｉ］−０．１４３−０．５［Ｓｉ］
ただし、［Ｆｅ］はＦｅの含有量（質量％）
［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｆｅの各元素の含有量（質量％）が、（式１）、（式２）を満足することで、本発明の銅合金板材の強度、導電率、耐応力緩和特性のバランスが決まる。
【００２５】
Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉの各元素の含有量（質量％）が、（式１）を満足することで、強度、導電率、耐応力緩和特性のバランスが好適となりプレス打ち抜き性にも優れた本発明の銅合金板材を得ることができる。Ｃｒ、Ｔｉ，Ｓｉ、Ｆｅの各元素の含有量（質量％）が本発明の範囲内であっても、この（式１）が満たされていないと、例えば導電率や応力緩和特性、曲げ加工性の少なくとも一つの特性が劣る。また、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉの各元素の含有量（質量％）が（式２）を満足することがより好ましい。（式１）、（式２）は、いずれも発明者らが鋭意検討し組成比の調査を行った際、実験的に導いた式である。
【００２６】
本合金の特性発現のためにはＣｒ−Ｓｉ系析出物、Ｔｉ−Ｓｉ系析出物が有効だが、Ｔｉ量が（式１）を上回ると、特性発現にほとんど寄与が認められないＣｒ−Ｔｉ−Ｓｉ系析出物が生成される。この析出物の量が多すぎると特性発現に効果のあるＣｒ−Ｓｉ系析出物、Ｔｉ−Ｓｉ系析出物が減少し、特性低下(特に耐応力緩和特性)を招くため、（式１）を満たす必要がある。
【００２７】
ＦｅはＴｉと析出物を作ることで、導電率を安定化させる働きがあり、すなわち、本発明の銅合金の製造難度を下げる働きがあるが、過剰添加するとＦｅの固溶による導電率低下の効果（作用）の方が大きくなりメリットが得られない。Ｔｉ含有量のうち特性向上効果のあるＴｉ−Ｓｉ系析出物の析出により失われたＴｉ差分が残存Ｔｉとして導電率を下げるため、（式２）は、その残存Ｔｉと析出できるＦｅ量を規定したものである。
【００２８】
残部：Ｃｕおよび不可避不純物
以上の必須元素及び任意添加元素の他、残部はＣｕおよび不可避不純物からなる。不可避不純物としては例えばＣ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｈなどの炉体や大気中から混入するものがある。
【００２９】
（金属組織）
次に、本発明の銅合金板材の金属組織について説明する。
【００３０】
本発明の銅合金板材は、圧延面をＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）で観察した際に、４００μｍ２内にＳｉを含有する析出物が５０個以上存在する。本発明の銅合金材は、プレス加工時の破断起点となるＣｒ−Ｓｉ系析出物などのＳｉを含有する析出物が多く存在することにより、せん断／破断界面を安定させることができる。すなわちＳｉを含有する析出物を４００μｍ２内に５０個以上存在させることで、Ｃｕ母相中にＳｉを含有する析出物が高分散している状態を作り出し、プレス加工特性を向上させると考えられる。４００μｍ２内におけるＳｉを含有する析出物が５０個未満では、かかる効果を得ることができない。Ｓｉを含有する析出物の算出は、ＥＰＭＡ（或いはＳＥＭ）により１０００倍の観察によって行うことができる。
【００３１】
具体的には、銅合金板材の圧延面をＥＰＭＡで観察した際に、その観察エリアにおけるＳｉの最大検出強度の１０％以上のＳｉが検出された領域を白色、その他領域を黒色と画像処理により２値化し、1ピクセル以上の白色領域を、Ｓｉを含有する析出物１個と判定して数をカウントした。なお、Ｔｉ−Ｓｉ系析出物は非常に微細であり、通常は１０００倍程度では検出されない場合が多い。
【００３２】
（特性）
次に、本発明の銅合金板材の特性について説明する。
【００３３】
引張強さ：５００ＭＰａ以上
０．２％耐力：４５０ＭＰａ以上
本発明の銅合金板材の圧延平行方向（ＬＤ）の引張強さは５００ＭＰａ以上、０．２％耐力は４５０ＭＰａ以上である。この強度レベルを有する材料であれば高圧端子やバスバーをはじめとする種々の通電部材に広く適用できる。引張強さは５１０ＭＰａ以上、０．２％耐力は４８０ＭＰａ以上であるものがより好適な対象となる。引張強さ、０．２％耐力はＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に従って測定、算出する。
【００３４】
プレス打抜き面（切口）の破断界面の割合：４０％〜６０％
前述の通り、本明細書では銅合金板材をプレス金型で打ち抜いたときに現れる切口（図１に示す）に関し、ポンチ軸方向およびせん断面法線方向に平行な断面において、板厚に対する破断面の占める比率を「破断面の割合」とし、下記式により求める。
破断面の割合（％）＝破断面の厚さ（ｍｍ）／板厚（ｍｍ）×１００
ポンチとダイのクリアランスが適正（例えばクリアランス／板厚の比が３〜１０％程度）である場合に、破断面の割合が小さすぎる材料や大きすぎる材料では、プレス打抜き時にいわゆる“打抜きかす”の生成量が多くなったり、金型寿命や製品の寸法精度に悪影響を及ぼすため、破断面の割合は４０〜６０％であることが好ましい。
【００３５】
導電率：７５％ＩＡＣＳ以上
高圧端子やバスバーなど電源回路周りの通電部材として実用的な導電性を確保することを考慮すると、導電率は７５％ＩＡＣＳ以上であることが好ましく、８０％ＩＡＣＳ以上であることがより好ましい。導電率はＪＩＳ  Ｈ  ０５０５に従って測定することができる。
【００３６】
曲げ加工性：ＭＢＲ／ｔ≦０．５
本発明の銅合金材は、ＪＩＳ  Ｈ３１３０に記載の９０°Ｗ曲げ試験において、曲げ軸が圧延平行方向（Ｂ.Ｗ.）とした場合の割れが発生しない最小曲げ半径ＭＢＲと板厚ｔとの比ＭＢＲ／ｔの値が０.５以下であることが好ましい。この曲げ試験でＭＢＲ／ｔが０.５以下であれば、高圧端子やバスバーなどの通電部材への加工に際し、優れた曲げ加工性を有していると評価される。ＭＢＲ／ｔが０．３以下であることがより好ましい。
【００３７】
応力緩和率特性：２５％以下
本発明の銅合金材は、ＬＤで２００℃×１０００ｈ保持後の応力緩和率が２５％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましい。耐応力緩和特性（応力緩和率）は、供試材からＬＤの長さが６０ｍｍ、ＴＤの幅が１０ｍｍの試験片を切り出し、これを日本電子材料工業会標準規格ＥＭＡＳ−１０１１に示される片持ち梁ブロック式の応力緩和試験に準拠した試験を行うことによって求めた。試験片は、たわみ変位が板厚方向となるように、０.２％耐力の８０％に相当する負荷応力を付与した状態でセットし、２００℃で１０００時間保持後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から応力緩和率（％）を算出した。
【００３８】
（製造方法）
次に、本発明の銅合金板材の製造方法について説明する。
【００３９】
（溶解・鋳造）
連続鋳造、半連続鋳造等により上記成分組成を満足する銅合金の鋳片を製造すればよい。Ｔｉなどの酸化を防止するためには、不活性ガス雰囲気または真空溶解炉で行うのが好ましい。
【００４０】
（熱間圧延工程）
上記成分組成を満足する銅合金の鋳片を、加熱炉に装入して８５０〜９５０℃に加熱し、保持時間（材料温度が前記温度範囲にある時間）を０．５ｈ以上とした後に、加熱炉から鋳片を取り出して熱間圧延を開始する。熱間圧延の圧延開始温度は９５０〜８５０℃であり、最終圧延パス温度を７５０℃以上とし、熱間圧延の総圧延率は２０〜９５％であることが好ましく、３０〜９０％とするのがさらに好ましい。また、熱間圧延の総圧延率に対する８００℃未満の温度域での圧延比率を５０％以下とし、４５％以下であることがより好ましい。なお、前記圧延比率を８００℃未満の圧延比率又は８００℃未満の温度域での圧延比率と称することがある。
なお、例えば熱間圧延開始前の銅合金板材の厚さが２０ｍｍであって、熱間圧延の総圧延率が７０％、８００℃未満の温度域での圧延比率が２５％の場合、熱間圧延終了後（最終圧延パス後）の板厚は６ｍｍであり、８００℃未満の温度域で圧延した厚さは（２０ｍｍ−６ｍｍ）×２５／１００＝３．５ｍｍである。
熱間圧延の圧延開始温度および最終圧延パス温度は、熱間圧延パス前に放射温度計もしくは接触式温度計等によりパス毎に測温することができる。
【００４１】
（冷間圧延工程）
前記熱間圧延工程の条件で得た熱延材に、中間焼鈍を実施しないか、または再結晶が生じない温度での１回以上の中間焼鈍を実施して、合計（トータル）圧延率８８％以上、好ましくは９０％以上の冷間圧延を施して冷延材を得る。中間焼鈍の加熱温度は例えば２００〜５００℃であることが好ましく、２００〜３５０℃とすることがより望ましい。
【００４２】
中間焼鈍を実施する場合も、冷間圧延工程でのトータル圧延率を８８％以上とする。例えば中間焼鈍を１回実施して、圧下率７５％の（中間）冷間圧延→中間焼鈍→圧下率８０％の（仕上げ）冷間圧延の工程で板厚ｈ０からｈ１まで冷間圧延する場合、ｈ１＝ｈ０×０.２５×０.２＝０.０５ｈ０となるから、トータル圧延率は（ｈ０−０.０５ｈ０）／ｈ０×１００＝９５％と求まる。製造コストの面からは、中間焼鈍を行わない冷間圧延工程を適用することが好ましい。
【００４３】
（時効処理工程）
前記冷間圧延工程の条件で得た冷延材に、少なくとも１回は３５０℃以上で２ｈ以上の時効処理を施す。これにより、導電率７０％ＩＡＣＳ以上かつ引張強さ５００ＭＰａ以上の時効材である、本発明の銅合金板材を製造することができる。以上より、成分および成分比の規定、均質化、熱延条件の調整のみの少ない工程数で、高導電、高耐熱、高強度を維持し曲げ加工性、プレス打抜き性が同時に改善された銅合金板材を得ることができる。
【実施例】
【００４４】
表１に示す化学組成の銅合金を高周波真空溶解炉にて溶製し、鋳造した。得られた鋳片を厚さ２０ｍｍに切り出し、加熱炉に装入して表２に示す加熱温度および保持時間で加熱保持した。また、表１に下記（式１）、（式２）の右辺を計算した値を記した。
（式１）  [Ｔｉ]＜１．３２[Ｃｒ]−６[Ｓｉ]
ただし、［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｃｒ］はＣｒの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
（式２）  ［Ｆｅ］＞２．６［Ｔｉ］−０．１４３−０．５［Ｓｉ］
ただし、［Ｆｅ］はＦｅの含有量（質量％）
［Ｔｉ］はＴｉの含有量（質量％）
［Ｓｉ］はＳｉの含有量（質量％）
【００４５】
【表１】
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【表２】
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【００４６】
加熱後の鋳片を炉から出し、熱間圧延機にて熱間圧延を表２の加熱温度で開始し、表２の最終圧延パス温度で終了した。表２に熱間圧延の総圧延率、最終圧延パス温度、８００℃未満の圧延比率、熱間圧延後の銅合金板材の板厚を示してある。なお、各パスでの圧延温度は、熱間圧延機のワークロール入り側での材料表面温度を接触式温度計（熱電対）で測定することによりモニターした。熱間圧延後には面削を行って酸化スケールを除去し、次工程に供するための熱延材とした。
【００４７】
上記の各熱延材に表２に示す圧延率で冷間圧延を施した。一部の例（本発明例Ｎｏ.４、比較例Ｎｏ.１５）では冷間圧延工程の間に中間焼鈍を１回実施した。それ以外は中間焼鈍を実施せずに冷間圧延工程を終了した。中間焼鈍を実施した例については中間焼鈍後の金属組織を光学顕微鏡にて観察して再結晶粒の有無を確認した。
【００４８】
次いで、各冷延材に表２に示す条件で時効処理を施した。ここでは、表２中に示す温度まで昇温後、その温度で表２中に示す時間の保持を行ったのち冷却するというヒートパターンを採用した。一部の例（本発明Ｎｏ．２、４〜６、８、比較例Ｎｏ．１１、１３、１５、２１）は２回時効処理（２段時効）を実施し、比較例Ｎｏ．１５は２回の時効処理の間に冷間圧延を行った。加熱時の雰囲気は水素＋窒素混合ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気とした。時効処理後には酸洗を施し、得られた時効材を供試材とした。供試材の板厚を表２中に示す。
【００４９】
各供試材について以下の調査を行った。
〔導電率〕
ＪＩＳ Ｈ０５０５に従って各供試材の導電率を測定した。
〔引張強さ、０．２％耐力〕
各供試材からＬＤの引張試験片（ＪＩＳ  ５号）を採取し、試験数ｎ＝３でＪＩＳ  Ｚ２２４１の引張試験行い、ｎ＝３の平均値によって引張強さと０．２％耐力を定めた。また、０.２％耐力の値を後述の応力緩和率の評価試験に用いた。
〔曲げ加工性〕
ＪＩＳ Ｈ３１３０に記載の方法で曲げ軸が圧延平行方向（Ｂ.Ｗ.）となる場合の９０°Ｗ曲げ試験を行った。割れが発生しない最小曲げ半径ＭＢＲと板厚ｔとの比ＭＢＲ／ｔを求めた。
〔応力緩和率〕
応力緩和率は、供試材からＬＤ（圧延平行方向）の長さが６０ｍｍ、ＴＤ（圧延平行方向および板厚方向に対して垂直な方向）の幅が１０ｍｍの試験片を切り出し、これを日本電子材料工業会標準規格ＥＭＡＳ−１０１１に示される片持ち梁ブロック式の応力緩和試験に準拠した試験を行うことによって求めた。試験片は長手方向一端側の部分を固定し、たわみ変位が板厚方向となるように、長手方向他端側の部分にたわみ変位を５ｍｍとしたときに０.２％耐力の８０％に相当する負荷応力となるようスパン長を変えて（たわみ変位調整ブロックにより）応力を負荷した状態でセット（固定）した。この試験片について２００℃で１０００時間保持後のたわみ変位を測定し、その変位の変化率から応力緩和率（％）を算出した。
［破断面の割合］
破断面の割合：４０〜６０％
前述の通り、本明細書では銅合金板材をプレス金型で打ち抜いたときに現れる切口（図１に示す）に関し、ポンチ軸方向およびせん断面法線方向に平行な断面において、板厚に対する破断面の占める比率を「破断面の割合」とし、下記式により求める。
破断面の割合（％）＝破断面の厚さ（ｍｍ）／板厚（ｍｍ）×１００
この破断面の割合を求めるプレス打ち抜き試験に際し、材質が使用分類Ｖ２０（材種Ｇ３）であって、縦１５ｍｍ、横１５ｍｍの正方形の４つの角部にＲ５のアールが形成された略正方形の形状に穴の開いたダイと、前記ダイに対してクリアランス／板厚の比が４％及び９％になるように設計された略正方形のポンチとで構成される金型を用いた。
このダイの開口部の縦の辺が銅合金板材のＬＤ（圧延平行方向）、横の辺が銅合金板材のＴＤ（圧延平行方向と板厚方向に垂直な方向）となるように銅合金板材を載せ、３５ｔプレス機を用いてプレス速度５０ｓｐｍ（ｓｈｏｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）で銅合金板材の打ち抜き加工を行った。
打ち抜き加工後の銅合金板材の略正方形の開口部（切口）の４辺の中央部の断面を観察し、この４か所の破断面の厚さを測定し、前述の通り破断面の割合を算出した。また、得られた４か所の破断面の割合を平均しては破断面の割合の平均値を算出した。
破断面の割合がいずれも４０％〜６０％であるのが好ましい。
〔Ｓｉを含む析出物の個数密度〕
銅合金板材の圧延面を、ＥＰＭＡ（日本電子製  ＪＸＡ−８１００）を用い加速電圧１５ｋＶ、電流５×１０−８Ａ（５０ｎＡ）として１０００倍に拡大して元素マッピングすることにより析出元素の同定を行った。Ｓｉマッピングは、分光結晶ＰＥＴＪを用いて測定し、その観察エリア（視野）内におけるＳｉの最大検出強度の１０％以上Ｓｉが検出された領域を白色、その他領域を黒色と画像処理により２値化し、１ピクセル以上の白色領域を、Ｓｉを含有する析出物１個と判定して数をカウントした。なお、観察エリアの総ピクセル数は１２８０×１０２４ピクセルである。このＳｉを含有する析出物が４００μｍ２内に何個あるかをカウントし、Ｓｉを含む析出物の個数密度とした。
これらの結果を表３に示す。
【００５０】
【表３】
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【００５１】
本発明例では、導電率７５％ＩＡＣＳ以上、圧延平行方向の引張強さが５００ＭＰａ以上、０．２％耐力が４５０ＭＰａ以上、２００℃×１０００時間の応力緩和率２０％以下、９０°Ｗ曲げ試験によるＢ.Ｗ.でのＭＢＲ／ｔが０.５以下の特性を有し、かつプレス加工性は破断面の割合が４０〜６０％の良好なプレス特性を有する銅合金板材を得ることができた。なお、Ｎｏ.４の冷間圧延工程における中間焼鈍後に再結晶は生じていなかった。
【００５２】
比較例であるＮｏ.１１は鋳片の加熱温度が１０００℃と高く、Ｎｏ.１２は鋳片の加熱時間が短く、Ｓｉを含む析出物の個数密度が５０個／４００μｍ２と未満であり小さかった。このためプレス打ち抜き性が劣り、曲げ加工性も悪かった。
Ｎｏ.１３は熱間圧延の最終圧延パスの温度が低すぎ、Ｎｏ．１４は熱間圧延の８００℃未満の圧延比率が５０％を超えていた。そのため引張強さが小さく、耐応力緩和特性が悪かった。
Ｎｏ.１５は冷間圧延の途中に高温で中間焼鈍を行ったため再結晶していた。また、一次時効処理と二次時効処理の間に冷間圧延を施した。そのため、Ｓｉを含む析出物の個数密度が５０個／４００μｍ２と未満であり小さかった。このため耐応力緩和特性、プレス打ち抜き性が劣った。
Ｎｏ.１７はＣｒの含有量が少なすぎたため、Ｓｉを含む析出物の個数密度が５０個／４００μｍ２と未満であり小さかった。そのため引張り強さが小さく、耐応力緩和特性、プレス打ち抜き性が悪かった。
Ｎｏ．１８はＣｒの含有量が多すぎたため、導電率が悪かった。
Ｎｏ.１９はＴｉの含有量が少なすぎたため、引張り強さが小さく、耐応力緩和特性も悪かった。
Ｎｏ.２０はＳｉの含有量が少なすぎたため、Ｓｉを含む析出物の個数密度が５０個／４００μｍ２と未満であり小さかった。そのため導電率が小さく、プレス打ち抜き性および曲げ加工性が悪かった。
Ｎｏ.２１はＦｅの含有量が少なすぎたため、導電率が小さく、曲げ加工性が悪かった。
Ｎｏ.２２はＦｅの含有量が多すぎたため、耐応力緩和特性が悪かった。
Ｎｏ.２３は組成が（式１）の関係を満たさなかったため、導電率が低く、耐応力緩和特性が悪かった。
Ｎｏ.２４はＦｅの含有量が少なすぎ、鋳片の加熱温度が高かったため、Ｓｉを含む析出物の個数密度が５０個／４００μｍ２と未満であり小さかった。このため導電率が低く、引張強さが小さく、耐応力緩和特性、プレス打ち抜き性が悪かった。
Ｎｏ.２５はＴｉの含有量が多すぎ、組成が（式１）、（式２）の関係を満たさなかったため、導電率が低く、曲げ加工性が悪かった。
Ｎｏ.２６はＳｉの含有量が多すぎ、組成が（式１）の関係を満たさなかったため、導電率が小さく、引張強さも小さかった。
【図１】
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