(57)【要約】  高強度の時効硬化された展伸Ｂｅ−Ｃｕ合金の電導性が製造中に合金を過多時効硬化することにより増強される。
2011527731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本質的に約１．６０〜２．００重量％のＢｅ、少なくとも約０．１５重量％のＣｏ＋Ｎｉ、ただし約０．６重量％以下のＣｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ、場合によっては全体で約０．５重量％までのＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＴｉからなり、残余が銅および偶発的な不純物であり、製造中に過時効硬化された、時効硬化された鍛錬Ｂｅ／Ｃｕ合金。
【請求項２】
合金の電導性が、製造においてピーク時効硬化された他の点では同一の合金の電導性よりも少なくとも３％ＩＡＣＳだけ大となるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項１に記載の合金。
【請求項３】
合金中のＢｅ＋Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ＋Ｃｕの量が少なくとも９９．５重量％である、請求項２に記載の合金。
【請求項４】
合金の電導性が、他の点では同一の合金の電導性よりも少なくとも５％ＩＡＣＳだけ大となるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項３に記載の合金。
【請求項５】
合金の電導性が、少なくとも２８％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項１に記載の合金。
【請求項６】
合金の電導性が、少なくとも３０％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項５に記載の合金。
【請求項７】
合金の電導性が、少なくとも３３％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項６に記載の合金。
【請求項８】
合金の電導性が、少なくとも３５％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項７に記載の合金。
【請求項９】
合金がストリップまたは型打ちされたパーツの形である、請求項１に記載の合金。
【請求項１０】
合金がコイル中の多数巻きの連続ストリップまたは並べて充填した多数のストリップ切片または型打ちされたパーツのいずれかを含む密充填のバルク構造に配列されている、請求項９に記載の合金。
【請求項１１】
合金が
（ａ）合金を形成する成分を含有する組成物を溶融し、
（ｂ）溶融物をビレットに鋳造し、
（ｃ）ビレットをストリップに熱間圧延し、
（ｄ）ストリップを選択された仕上がり直前の厚さまで冷間圧延し、
（ｅ）冷間圧延されたストリップを概ね１３９０°Ｆと１５００°Ｆとの範囲内の温度で最終溶液焼鈍し、続いて急冷し、
（ｆ）焼鈍されたストリップを場合によっては冷間加工し、および
（ｇ）冷間加工されたストリップを過時効硬化して、得られる合金製品において３０％以上のＩＡＣＳの電導性を得る
ことを含む工程により作製される、請求項１に記載の合金。
【請求項１２】
溶液焼鈍された時効硬化性の鍛錬Ｂｅ／Ｃｕ合金の電導性を増加させる方法であって、合金が本質的に約１．６０〜２．００重量％のＢｅ、少なくとも約０．１５重量％のＣｏ＋Ｎｉ、ただし約０．６重量％以下のＣｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ、場合によっては全体で約０．５
重量％までのＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＴｉからなり、残余が銅および偶発的な不純物であり、製造される合金の電導性が、製造中にピーク時効硬化され他の点では同一の合金の電導性よりも少なくとも３％ＩＡＣＳだけ大となるのに充分に合金を過時効硬化させることを含む方法。
【請求項１３】
合金中のＢｅ＋Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ＋Ｃｕの量が少なくとも９９．５重量％である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
合金の電導性が、他の点では同一の合金の電導性よりも少なくとも５％ＩＡＣＳだけ大となるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項１３に記載の合金。
【請求項１５】
合金の電導性が、少なくとも２８％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項１３に記載の合金。
【請求項１６】
合金の電導性が、少なくとも３０％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項１５に記載の合金。
【請求項１７】
合金の電導性が、少なくとも３３％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項１６に記載の合金。
【請求項１８】
合金の電導性が、少なくとも３５％ＩＡＣＳとなるのに充分に合金が過時効硬化される、請求項１７に記載の合金。
【請求項１９】
合金がストリップの形である、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
ストリップが単一の時効硬化段階で時効硬化される、請求項１９に記載の合金。
【請求項２１】
ストリップが多数の時効硬化段階で時効硬化される、請求項１９に記載の合金。
【請求項２２】
少なくとも１つの時効硬化段階において、密充填のバルク構造に合金ストリップを配列し、ここで、合金が多数のストリップ切片または並べて配列した型打ちされたパーツまたはコイル中に配列された多数巻きの連続合金ストリップのいずれかを含む、
少なくとも１つの他の時効硬化段階において、合金ストリップまたは型打ちされたパーツの多数の合金切片を非密充填の構造に配列する、
請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明によれば、製造中に合金を過時効硬化すると、高強度の時効硬化された鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金の電導性が著しく増強される。
【発明の概要】
【０００２】
このように、本発明は、本質的に約１．６０〜２．００重量％のＢｅ、少なくとも約０．１５重量％のＣｏ＋Ｎｉ、ただし約０．６重量％以下のＣｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ、場合によっては全体で約０．５重量％までのＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＴｉからなり、残余が銅および偶発的な不純物であり、製造中に過時効硬化された、新規な時効硬化された鍛錬Ｂｅ／Ｃｕ合金を提供する。
【０００３】
加えて、本発明は、溶液焼鈍された、時効硬化性の鍛錬Ｂｅ／Ｃｕ合金の電導性を増加させる方法であって、合金が本質的に約１．６０〜２．００重量％のＢｅ、少なくとも約０．１５重量％のＣｏ＋Ｎｉ、ただし約０．６重量％以下のＣｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ、場合によっては全体で約０．５重量％までのＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＴｉからなり、残余が銅および偶発的な不純物であり、製造される合金の電導性が、製造中にピーク時効硬化され他の点では同一の合金の電導性よりも少なくとも３％ＩＡＣＳだけ大となるのに充分に合金を過時効硬化させることを含む方法も提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】Ｂｅ−Ｃｕ合金の製造における、過少時効硬化（ｕｎｄｅｒａｇｉｎｇ）、ピーク時効硬化、および過時効硬化の間の関係を概略示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明によれば、合金を製造中に過時効硬化することにより、時効硬化された高強度の鍛錬「金」Ｂｅ−Ｃｕ合金の電導性が増強される。
【０００６】
高強度の鍛錬「金」ベリリウム銅合金
約０．２〜２．９重量％のＢｅを含有するベリリウム銅合金は、析出（時効）硬化時に強度、硬度、および電導性の魅力的な組み合わせを発現する。Ｈａｒｋｎｅｓｓら，Ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ−Ｃｏｐｐｅｒ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ａｌｌｏｙｓ，Ｍｅｔａｌｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｖｏｌ．２，１０ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，ｐａｇｅｓ  ４０３〜４２７，１９８３，ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌを参照のこと。
【０００７】
これらの合金の優れた物理的性質は、微細な銅ベリライド沈澱が銅マトリックスを形成する析出硬化機構から生じる。ベリリウムが適切な量で存在する限り、このベリリウムの、少量であるが好適な量が析出硬化時に小さい粒子サイズの銅ベリライド沈澱を形成する。これらの小さい沈澱粒子が銅マトリックス中に均一に分散し、強度を増強する。
【０００８】
多数の時効硬化性合金（本発明で対象とするＢｅ−Ｃｕ合金を含む）の結晶構造、したがって性質は、合金を実質的な均一な機械加工（切削を伴わない変形）にかけることにより面積縮小量として通常、１１％、２１％、３７％またはそれ以上のオーダーで著しく影響を受ける可能性がある。したがって、このタイプの大部分の合金は、鍛錬（加工）形または鋳造（非鍛錬）形のいずれかで市販されている。例えば、Ｋｉｒｋ  Ｏｔｈｍｅｒ，Ｃｏｎｃｉｓｅ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｏｐｐｅｒ  Ａｌｌｏｙｓ，ｐｐ３１８−３２２，３ｄ．Ｅｄ．，１９８５を
参照のこと。ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ  ＤＡＴＡ  ＳＨＥＥＴ，Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  ａｎｄ  Ｃａｓｔ  Ｃｏｐｐｅｒ  ａｎｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ａｌｌｏｙｓ，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  １９９９，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎも参照のこと。
【０００９】
本発明は、主に、鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金、すなわち、得られる合金の結晶構造および性質の目立った変化に影響するように製造中に行われる機械的変形にかけられたＢｅ−Ｃｕ合金に適用可能である。
【００１０】
商品としては、鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金は高強度を呈するものと、高電導性を呈するものの２つの形で入手可能である。高強度合金は、通常、約１．６〜２．０重量％のＢｅ、少なくとも約０．１５重量％のＣｏ＋Ｎｉ、ただし約０．６重量％以下のＣｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ、場合によっては全体で約０．５重量％までのＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＴｉと、残余が銅および偶発的な不純物を含有する。望ましくは、合金中のＢｅ＋Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ＋Ｃｕの全濃度は、少なくとも９９．５重量％である。好ましくは、合金中のこれらの成分の全濃度は、少なくとも９９．７重量％、９９．８重量％、９９．９重量％、または更に９９．９５重量％である。Ｂｅ含有量が比較的高いために、これらの高強度のＢｅ−Ｃｕ合金は、目立った金光沢を呈し、したがって時には「金」合金とも呼ばれる。市販の高強度の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金の具体的な例としては、合金Ｃ１７０００、合金Ｃ１７２００、および合金Ｃ１７３００が挙げられる。
【００１１】
これらの高強度のＢｅ−Ｃｕ合金は、約７０〜１７５ｋｓｉまたは更には１８０ｋｓｉの０．２％降伏強度を呈する。強度と電導性との間にはトレードオフがあるために、これらの合金は、通常、約１７〜２８％ＩＡＣＳ、必ず＜３０％ＩＡＣＳの比較的に低い電導性を呈する。
【００１２】
これらの高強度合金と対照的に、高電導性の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金は、通常、約０．１５〜０．６０重量％のＢｅ、少なくとも約１．０重量％のＣｏ＋Ｎｉ、ただし約２．７重量％以下のＣｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ、場合によっては全体で約０．５重量％までのＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＴｉと、残余が銅および偶発的な不純物を含有する。Ｂｅ含有量が比較的低いために、これらの高電導性の合金は、目立った赤味がかったまたはサンゴの金光沢を呈し、したがって時には「赤」合金と呼ばれる。市販の高電導性の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金の具体的な例としては、合金Ｃ１７４１０、合金Ｃ１７４６０、および合金Ｃ１７５１０が挙げられる。これらの合金は、高強度のＢｅ−Ｃｕ合金に比してきわめて高い電導性、通常、約４５〜６０％ＩＡＣＳを、しかしきわめて低い０．２％降伏強度、通常約９５〜１２５ｋｓｉを呈する。
【００１３】
本発明は、上述の高強度（「金」）の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金に関するものであるが、これらを製造中に過時効硬化すると０．２％降伏強度の対応する実質的な減少を起こさずにこれらの合金の電導性が著しく改善されることが見出された。Ｆｅ、Ｓｉ、およびＡｌ（および好ましくはＴｉおよびＺｒも）のそれぞれの濃度が０．０２重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下である合金は、これらの合金の電導性を更に増加することができるので特に興味深い。
【００１４】
Ｂｅ−Ｃｕ合金−析出硬化
インゴット（「鋳造した」または「鋳造したままの」合金）に由来する鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金から有用な製品を成形することは、通常、所望の形状、粒界構造、および性質を合金に付与するためには一連の加熱および加工段階を伴う。集合体中のこれらの段階は、下記の条件を構成するものと考察可能である。
【００１５】
インゴットから誘導される合金のバルク形状を製品の最終の所望の形状（「ニアネットシェイプ」）に近づく形状に変化させるための、および微細な、更にほぼ均一な粒界構造を合金に付与するための賦型条件、および
硬化に役割を担う微細な銅ベリライド沈澱を核形成し、成長させる析出硬化条件。
【００１６】
工業的には、賦型条件は、１つ以上の加工段階および溶液熱処理（焼鈍）段階を伴う。焼鈍は、通常、約１３７５°Ｆ〜約１９００°Ｆ（７４５℃〜１０４０℃）で＜１５分間から約１時間または更には約２時間合金を加熱することにより行われ、温度、時間は断面厚さの増加と共に増加する。高強度の（「金」）合金は、約１５００°Ｆ（８１５℃）までのこの範囲の下端で焼鈍される。この目的は、ベリリウムおよび他の合金化添加物を固溶体の中に入れ、続いて急冷して、これらの成分を固溶体中に保持することである。最適焼鈍時間は、通常、合金の時効硬化応答試験、機械的試験、および顕微鏡的検査から求められる。焼鈍は、最大量のベリリウムと、存在する他の成分を溶解し、ほぼ均一な粒界構造を同時に生成させる。合金中の内部応力も焼鈍により低下する。加工は、高温（「熱間加工」）または室温などの低温（「冷間加工」）のいずれかで実施可能である。特に形状の変化が大きい場合には、加工および焼鈍は、両方とも、多数回行われ得、最終溶液焼鈍は通常最後に行われる。
【００１７】
Ｃｕ−Ｂｅ合金の析出硬化（「時効硬化」）は、通常、約５００°〜１３００°Ｆ（２６０°〜７０５℃）で合金中で最大硬度を発現するのに充分な時間、通常約１５分と８時間の間合金を加熱することにより行われる。高強度の（「金」）合金は、この範囲の下部領域、約７５０°Ｆ（４００℃）までまたは更に８００°Ｆ（４３０℃）で時効硬化される。一般に、それぞれのＢｅ−Ｃｕ合金は、最大硬度をもたらす特定の時間／温度組み合わせを有して、合金の加熱が過少または過多であると、硬度および他の性質は最適未満であるということを意味する。このように、最適時間／温度条件においてまたはその近傍で時効硬化される場合にはこのような合金を「ピーク時効硬化」されていると呼ぶか、または加熱が過少または過多である場合には、過少時効硬化（ｕｎｄｅｒａｇｅｄ）または過時効硬化と呼ぶことが慣用的である。
【００１８】
これは、一定の時効硬化温度における典型的なＢｅ−Ｃｕ合金の硬度と時効時間との間の関係を概略的に示すグラフである、図１に示される。この図中で示されるように、最終溶液焼鈍後合金を時効硬化温度まで加熱すると、合金の硬度は、初期値からピーク値または最大値まで経時的に増加する。次いで、合金を加熱し続けると、合金の硬度は、最大レベルから著しく低いレベルまで減少する。図示されるように、この合金は、最適時間／温度条件においてまたはその近傍で時効硬化される場合には「ピーク時効硬化」されているといわれ、加熱が過少または過多である場合には、過少時効硬化または過時効硬化といわれる。
【００１９】
本発明にしたがえば、これらを製造中に過時効硬化すると０．２％降伏強度の対応する実質的な減少を起こさずに、高強度の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金の電導性が著しく改善されることが見出された。
【００２０】
過時効段階
上記のように、特定の高強度の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金のピーク時効硬化を生じる時間および温度の具体的な条件は、合金ごとに変わり、日常的な実験により容易に決定可能である。本発明にしたがえば、時効硬化の実施に選択される時間および温度の具体的な条件は、得られる合金が過時効硬化されるように選択される。望ましくは、この合金は、得られる合金の電導性が、製造においてピーク時効硬化された他の点では同一の合金の電導性よりも少なくとも３％ＩＡＣＳ大きいように過時効硬化される。好ましくは、この合金は、電
導性がピーク時効硬化合金の電導性よりも少なくとも５％ＩＡＣＳ、７．５％ＩＡＣＳまたは更に１０％ＩＡＣＳだけ大きいように過時効硬化される。通常、これは、製造される合金が少なくとも２８％ＩＡＣＳの、少なくとも３０％ＩＡＣＳの、少なくとも３３％ＩＡＣＳの、または更に３５％ＩＡＣＳ以上の電導性を有するということを意味する。
【００２１】
通常、約６５０°Ｆ（３４３℃）〜７７５°Ｆ（４１３℃）以上の範囲の温度で３０秒の短時間から７時間以上または更に１５時間以上の長時間加熱することにより、本発明の高強度の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金の過時効硬化を行うことができる。この点で、特定のレベルの時効硬化を得るのに必要な時間／温度条件は、合金の化学組成のみならず、そのサイズならびに加熱方法にも依存するということが認識されるであろう。このように、合金が大きなかさ高な物体の形であり、および／または時効硬化段階が炉中のバッチ操作により行われる場合には、通常、高い温度および／または長い処理時間が必要である。対照的に、小さい、低かさ高な物体を時効硬化し、および／または例えば、連続ストリップを固定炉に移動するなどの連続操作により、時効硬化を行う場合には、通常、短い処理時間を使用することができる。本発明によれば、高強度の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金から作製される被加工物は、形状またはサイズに拘わらず、過時効硬化されて、増強された電導性を提供する。経験のある冶金技術者ならば、特定の合金製品に対して日常的な実験により行うべき、時間および温度の特定の条件を容易に決めることができる。
【００２２】
また、当業界で周知であるように、所望ならば、時効硬化を単一の段階または多数の段階を行うことができる。加えて、多数の段階を使用する場合には、所望ならば、被加工物を時効硬化温度（すなわち、合金が実際的に時効硬化する温度）より低温、または更に室温、これらの段階の中間まで冷却することもできる。更に、時効硬化を多数の段階で行う場合には、最終時効硬化段階において時間および温度の最も厳しい条件に遭遇するということは、必要ではないが、普通に起こることである。これらの変形方法のすべてがこの発明に適用可能である。
【００２３】
熱処理可能な合金ｖｓ製造所硬化合金
一般に時効硬化可能な合金、および特に本発明の高強度の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金は、これらの合金を熱処理可能な形ならびに製造所硬化された形で製造する製造所から市販されている。この文脈で、「製造所硬化」合金は、溶融物から製造され、既に充分に製造所により鍛錬され、時効硬化された合金であり、それに対して「熱処理可能な」合金は、そうでない合金である。製造所硬化合金から製造される製品は、通常、製品の最終の軽度の賦型または成形のみを行う意図の顧客に最終熱処理無しで販売される。概ね厳しい曲げを伴わない型打ちされた電流を流すスプリングまたは端子は、このような製品の良好な例である。対照的に、熱処理可能な合金は、最終時効硬化段階前に軟質合金を機械的に変形させることが可能なので、通常、型打ち時に例えば、厳しい曲げ、鋳造などの著しい追加の機械的変形を加えることを計画する顧客に販売される。通常、熱処理可能な合金を購入する顧客は、最終時効硬化段階を自分自身で行う。
【００２４】
本発明は、熱処理可能な合金および製造所硬化合金の両方に適用可能である。すなわち、過時効硬化が合金を溶融物から製造する製造所により行われようが、または最終時効硬化処理を自分自身で行う製造所の直接若しくは間接の顧客により行われようが、本発明の利点である、高強度の鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金の電導性を増大させることを達成することができる。
【００２５】
合金ストリップ
最も普通には、本発明は、合金ストリップの製造と連係して使用される。この文脈で、「ストリップ」は、正規の断面と、断面よりも何倍も大きい不確定な長さを有する合金製品を意味する。大多数のストリップ製品は半連続鋳造または連続鋳造により製造される。
半連続鋳造の場合には、厚い断面の鋳造ビレットは、通常、熱間押し出しまたは熱間圧延により薄い断面の線またはストリップに加工される。ワイヤおよび薄いストリップのようなこれらの製品の一部は、例えば、充分に薄く、易可撓性であり、したがってバルクでの貯蔵および／または出荷用にリール上に巻き取ることによりコイルに成形され得る。このようなコイルは、通常、厚さに依り多数の路線または５または１０という少数の巻きから１００、２５０、５００または更に１，０００以上という多数の巻きのストリップを含み、多数の巻きが相互に密充填する。非可撓性であってリール上に巻き取ることができない、厚い断面の「板」または「棒」などの他の場合には、製品は、例えば１０、２０、３０または４０フィートなどの予め決められた好都合な長さの切片に切断され、多数の切片はバルクでの貯蔵および／または出荷用に相互に並べた配列に束ねることによるなど密充填される。「ストリップ」製品は、厚くかつ本質的に剛直である「板」または「棒」製品よりも薄いと理解される。加えて、広幅製造用ミル幅の「ストリップ」コイルは、多数の狭幅のコイルにスリットされ得、それぞれは別々のリール上に巻き取られる。狭幅のスリットコイルは、貯蔵および出荷用に単一でまたは多数のスリット切断されたコイルのスタックとして取り扱われ得る。
【００２６】
本発明は、不確定な長さの単一の連続片として存在するものであれ、または多数の切片であれストリップ製品に幅広く適用可能である。加えて、本発明は、例えば、多数のストリップ切片をバルクで（すなわち、相互に密充填して）配列し、時効硬化炉中で何時間も加熱する場合など、バッチ操作で時効硬化される、薄いストリップおよび／またはストリップ切片に適用可能である。同様に、本発明は、例えば、不確定な長さの連続ストリップを比較的短い滞留時間、例えば０．５〜２０分のオーダーで固定炉に連続的に通す場合など、連続操作で時効硬化される薄いストリップにも適用可能である。
【００２７】
そこで、例えば、本発明により意図されている時効硬化に対する一つのアプローチでは、リール上に巻き取られたコイルの形の不確定な長さの連続合金ストリップを、コイル全体を炉中で加熱することにより、バルクで時効硬化する（「バッチ時効硬化」）。通常のアプローチでは、不確定な長さの連続合金ストリップ（すなわち、巻き出された）を固定時効硬化炉に連続的にフィードする（「連続時効硬化」）。更に別のアプローチでは、連続合金ストリップを個別のパーツに型打ちし、個別のパーツを、キャリアストリップ上に担持されることによりバルク（すなわち、密充填された）でのバッチ操作で時効硬化し、キャリアストリップをリール上のコイルとして配列し、または型打ちされたパーツをトレイ、バスケット中に密充填された、ばらのパーツとして配列することができる。なお更に別のアプローチでは、例えば小ロットでリンクベルト雰囲気炉中トレイまたはバスケットで搬送することによるか、または溶融塩などの高伝熱係数媒体中に浸漬することによるなどにより、個別の型打ちされたパーツを別々に時効硬化する（すなわち、非密充填で）。
【００２８】
このように、本発明は、下記により充分に述べるように、改善された電導性を有する時効硬化した鍛錬Ｂｅ−Ｃｕ合金ストリップを製造するための多数の具体的な態様を意図する。
【００２９】
製造所硬化合金
これらの態様のそれぞれにおいて、約（１．６０〜２．００）Ｂｅ−（０．１５重量％最小Ｃｏ＋Ｎｉ；０．６重量％最大Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｆｅ）−Ｃｕを含有し、銅＋表示された添加物が９９．５重量％最小である、合金を、溶融、鋳造、熱間圧延、場合によっては溶液焼鈍し、いかなる表面酸化物も酸洗いまたは表面ミル掛けにより場合によっては除去し、冷間圧延、溶液焼鈍、および場合によっては「仕上がり寸前（ｒｅａｄｙ−ｔｏ−ｆｉｎｉｓｈ）」の厚さまで１回以上酸洗し、その時点でストリップに約１３９０°Ｆ〜約１４５０°Ｆまたは更に１５００°Ｆで最終溶液焼鈍を加え、酸洗し、続いて随意の冷間圧延を行う。
【００３０】
態様１
０％〜約５０％の量で最終厚さまで冷間圧延した後、コイル全体を炉中で（「バッチ時効硬化」）約６５０°Ｆ〜７３０°Ｆで０．５時間〜７時間（例えば、約６５０°Ｆで約７時間、または約７３０°Ｆで約０．５時間）加熱することにより、リール上に巻き取られたコイルの形の不確定な長さの連続合金ストリップをバルクで過時効硬化して、約７０ｋｓｉ〜約１６５ｋｓｉ以上の範囲の離散した標的の０．２％オフセット降伏強度を得、続いて最終酸洗いする。
【００３１】
この方法で過時効硬化されたストリップの長さ全体は、通常、約３０％ＩＡＣＳ〜約３５％ＩＡＣＳの電導性を呈する。電導性と降伏強度との間にトレードオフが存在するために、過時効硬化にかけられた合金は、同一の化学組成の低程度に過時効硬化された合金よりも低い降伏強度を発現する。それにも拘わらず、これらの合金の降伏強度は、大部分の「高強度」の用途に対してなお許容し得るものであり、概ね３０％ＩＡＣＳ未満の電導性を有する、在来の非過時効硬化の製造所硬化された高強度のＢｅ−Ｃｕ合金の強度よりも少なくとも同じく大きいか、またはやや大きい。
【００３２】
態様２
１１％〜約１６％の量で最終厚さまで冷間圧延した後、不確定な長さの連続合金ストリップを固定時効硬化炉に連続的にフィードし（「連続時効硬化」）、そこで約７３０°Ｆ〜約７７５°Ｆで約３０秒〜２４０秒滞留時間（例えば、約７３０°〜７５０°Ｆまで約１６０〜２４０秒、または約７７５°Ｆで約３０〜３５秒）加熱することにより、第１の過時効熱処理にかける。次いで、このストリップをリールに巻き取り、コイル全体を炉中で約６１５°Ｆ〜約８００°Ｆで約１時間〜５時間（例えば、約６１５°〜７０７°Ｆで約５時間、または約７７５°〜８００°Ｆで約１時間）加熱する（「バッチ時効硬化」）ことにより、成形されたコイルをバルクの第２の過時効熱処理段階にかけ、続いて最終酸洗いする。
【００３３】
得られる製品は、通常、約３０％ＩＡＣＳ以上、更に通常３５％ＩＡＣＳ以上、または更に３６％ＩＡＣＳ以上の電導性を呈する。加えて、これらの合金は、第２の時効硬化段階後、約０Ｒ／ｔ縦方向および０Ｒ／ｔ横方向の９０度曲げ成形で約８０ｋｓｉまたは８７ｋｓｉ、約０．２Ｒ／ｔまたは１．０Ｒ／ｔ縦方向および約０．４Ｒ／ｔまたは２．７Ｒ／ｔ横方向の９０度曲げ成形で約１２０ｋｓｉまたは１３６ｋｓｉ、約０．８Ｒ／ｔまたは１．８Ｒ／ｔ縦方向および約０．８Ｒ／ｔまたは３．３Ｒ／ｔ横方向の９０度曲げ成形で約１４５ｋｓｉまたは１５３ｋｓｉまでの０．２％オフセット降伏強度も有する。
【００３４】
上記のそれぞれの場合、曲げ成形性は、割れを起こさないものに対して９０度曲げ半径Ｒをストリップ厚さｔで割った最小の許容し得る比として表される。Ｒ／ｔの値が小さいほど、成形性は良好である。縦方向曲げは、圧延方向に垂直の曲げ軸を有する。横方向曲げは、圧延方向に平行な曲げ軸を有する。一般に、成形性は、低降伏強度に対して良好であり、高強度に対して悪い（Ｒ／ｔが小さい）。
【００３５】
態様３
態様３は、冷間圧延を約８％〜約２１％の量で行い、加えて、連続時効硬化ｖｓバッチ時効硬化段階の配列を逆転させたことを除いて、態様２と同一である。すなわち、この態様では、第１の時効硬化段階をバルクで行い、合金ストリップをリールに巻き取られたコイル中に入れ、巻き出された合金ストリップを固定炉に連続的にフィードして第２の時効硬化段階を行う。このアプローチでは、第１の時効硬化段階を約６５０°Ｆ〜７５０°Ｆで約１．５時間〜３時間（例えば、約６５０°〜７２５°Ｆで３時間または７５０°Ｆで約１．５時間）で行い、第２の時効硬化段階を約７３０°Ｆ〜約７５０°Ｆで約３分〜約
１５分の滞留時間（例えば、約７３０°Ｆで約１５分間または約７５０°Ｆで約３分間）で行い、続いて最終ピックリングおよび随意の機械的ブラッシングを行う。
【００３６】
これによって、通常、少なくとも約１．６〜２．０Ｒ／ｔ縦方向および約２．０〜３．２Ｒ／ｔ横方向の９０度曲げ成形で約１１０ｋｓｉまたは１２５ｋｓｉ〜約１４０ｋｓｉまたは１４８ｋｓｉまたは１５５ｋｓｉの範囲の離散した標的の０．２％オフセット降伏強度において、約２９〜３０％ＩＡＣＳの電導性を得る。
【００３７】
態様４
態様４は、冷間圧延を約０％〜約２１％の量で行い、加えて、両方の時効硬化段階をバルクで行い、合金ストリップがリールに巻き取られたコイル中に在ることを除いて、態様２および３と同一である。この態様では、第１の時効硬化段階を約６５０°Ｆ〜７５０°Ｆで約２時間〜３時間行い、第２の時効硬化段階を約７００°Ｆ〜約７５０°Ｆで約３時間〜約５時間（例えば、約７００°Ｆで約５時間）行い、続いて最終ピックリングおよび随意の機械的ブラッシングを行う。
【００３８】
これによって、少なくとも約３２％ＩＡＣＳ、更に通常、少なくとも約３４％ＩＡＣＳ、または更に３９％ＩＡＣＳもの電導性と、約９５ｋｓｉ〜約１１０ｋｓｉの範囲の離散した標的の０．２％オフセット降伏強度が得られる。
【００３９】
態様５（仮想的）
態様５は、冷間圧延を約１１％〜約３７％の量で行い、加えて、両方の時効硬化段階を連続方式で行うこと、すなわち、不確定な長さの連続的合金ストリップを固定時効硬化炉に連続的にフィードすることを除いて、態様２〜４と同一である。このアプローチでは、第１の時効硬化段階を約７３０°Ｆ〜約７７５°Ｆで約３０秒〜２４０秒（例えば、約７３０°〜７５０°Ｆで約１６０〜２４０秒間、または約７７５°Ｆで約３０〜３５秒間まで）行い、第２の時効硬化段階を約７３０°Ｆ〜約７５０°Ｆで約３分間〜約１５分間（例えば、約７３０°Ｆで約１５分間または約７５０°Ｆで約３分間）行い、続いて最終ピックリングおよび随意の機械的ブラッシングを行う。
【００４０】
これによって、少なくとも約３０％ＩＡＣＳ、更に通常、少なくとも約３２％ＩＡＣＳ、または更に３５％ＩＡＣＳもの電導性と、約１２５ｋｓｉ〜約１３５ｋｓｉの範囲の離散した標的の０．２％オフセット降伏強度が得られると見積もられる。
【００４１】
態様６（仮想的）
態様６は、態様６では時効硬化を連続方式で行う、単一の時効硬化段階で行うこと、すなわち、不確定な長さの連続的合金ストリップを固定時効硬化炉に連続的にフィードすることを除いて、態様１と同一である。このアプローチでは、時効硬化段階を約７３０°Ｆ〜約７７５°Ｆで約４分間〜約２０分間の滞留時間（例えば、約７３０°Ｆで約２０分間または約７７５°Ｆで約４分間〜約１５分間）行い、続いて最終ピックリングおよび随意の機械的ブラッシングを行う。
【００４２】
これによって、少なくとも約３０％ＩＡＣＳ、更に通常、少なくとも約３２％ＩＡＣＳ、または更に３５％ＩＡＣＳもの電導性と、約９５ｋｓｉ〜約１３５ｋｓｉの範囲の離散した標的の０．２％オフセット降伏強度が得られると見積もられる。
【００４３】
熱処理可能な合金：態様７〜１２
これらの態様は、時効硬化の前に、連続的合金ストリップコイルを狭幅の切片にスリットし、個別のストリップ切片を型打ち、曲げ、成形などの種々の追加の機械的賦型操作にかけることを除いて、上記の態様１〜６と同一である。
【００４４】
態様７
このように、態様７は、態様７では、リール上にコイルとして配置されたキャリアストリップ上にパーツに型打ちされたまたは成形されたストリップ切片を担持することによりバルクで配列する（すなわち、密充填されている）ことを除いて、上記の態様１と同一である。別法としては、ストリップ切片をトレイ、バスケット中に密充填されたばらのパーツとして配列することができる。
【００４５】
態様８
態様８は、態様８ではキャリアストリップ上の型打ちされたパーツもしくは成形されたパーツ、リンクベルト雰囲気炉中でトレイまたはバスケットにより小ロットで搬送されるばらのパーツ、溶融塩などの高伝熱係数媒体中に浸漬されたばらのパーツなどのストリップ切片を第１の時効硬化段階中に別々（すなわち、巻き出された、および非密充填の）に配列することを除いて、態様２と同一である。次いで、リール上にコイルで配列されるキャリアストリップ上に担持することにより、これらのストリップ切片をバルク（すなわち、密充填されている）で配列する。別法としては、第２の時効硬化段階においてこれらのストリップ切片をトレイなどに密充填したばらのパーツとして配列することができる。
【００４６】
態様９
態様９は、第１の時効硬化段階では、リール上にコイルで配列するキャリアストリップ上に担持することにより、多数のストリップ切片をバルク（すなわち、密充填されている）で配列することを除いて、態様３と同一である。別法としては、これらのストリップ切片をトレイなどに密充填されたばらのパーツとして配列することができる。次いで、第２の時効硬化段階では、小ロットでリンクベルト雰囲気炉中トレイまたはバスケットで間隔をあけて搬送するか、または溶融塩などの高伝熱係数媒体中に浸漬することにより、これらのストリップ切片を個別または別々に配列する。
【００４７】
態様１０
態様１０は、第１および第２の両方の時効硬化段階で、合金切片をリール上にコイルで配列されたキャリアストリップ上に合金切片を担持されることにより、またはトレイに密充填されたばらのパーツとして配列することにより、合金切片をバルク（すなわち、密充填されている）で配列することを除いて、態様４と同一である。
【００４８】
態様１１および１２（仮想的）
態様１１および１２は、第２の時効硬化段階の前に、態様１１および１２における個別の合金切片を上記の種々の追加の機械的賦型操作にかけることを除いて、態様４および５と同一である。
【００４９】
上記の態様のすべての変形において、溶融物の偶発的な不純物含有量は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、およびＴｉのそれぞれの約０．０１〜０．０２重量％最大に限定される。これは、商品レベルの名前を挙げた不純物元素を含む合金と比較して、約３％ＩＡＣＳ〜約６％ＩＡＣＳだけ過時効後の得られる電導性を増加させる。
【実施例】
【００５０】
本発明をより充分に例示するために、次の実施例を示す。これらの実施例では、高強度の（「金」）展伸Ｂｅ−Ｃｕ合金ストリップ製品を作製した。表示した組成の溶融物を形成し、次いで溶融物をビレットに鋳造することにより時効硬化した展伸用ストリップ製品を製造し、ビレットをストリップに熱間圧延し、ストリップを選択された仕上がり直前の厚さに冷間圧延し、冷間圧延ストリップ、場合によっては冷間加工された焼鈍ストリップを０〜２１％、または更に３７％または５０％の面積縮小量で最終溶液焼鈍し、および次
いで冷間加工されたストリップを１つまたは２つの時効硬化段階で過多時効硬化することにより、高強度の（「金」）展伸Ｂｅ−Ｃｕ合金ストリップ製品を作製した。
【００５１】
次の合金組成物を試験した。
【００５２】
【表１】
2011527731.tif 000003
【００５３】
次いで、得られるストリップ製品をＡＳＴＭＥ８により０．２％降伏強度について、および／またはＡＳＴＭＥ１８によりロックウエル硬度について、およびＡＳＴＭＢ１９３により電導性について試験した。ストリップ製品のいくつかＡＳＴＭＥ２９０によりも曲げ成形性について試験した。
【００５４】
上述の本発明の態様１および４に相当する異なる２組の実験を行った。
【００５５】
１組：比較例Ａ〜Ｋおよび実施例１〜２１
この組の実施例では、概ね上記の態様１の手順にしたがって不確定な長さの連続合金ストリップを加工した。特に、相互に密充填された多数の路線または巻きを有するコイルの形のストリップを配列し、コイル全体を炉中で加熱することにより、合金ストリップを単一の時効硬化段階においてバルクで時効硬化した。別法としては、ストリップの小さい個別のパネルを小さな炉中で実験室時効硬化して、バルクコイル時効硬化を態様１によりシミュレーションした。本発明の過多時効硬化のアプローチでなくピーク時効硬化の先行技術のアプローチにしたがって、これらの合金をピーク時効硬化するときに得られる結果を例示する、比較例Ａ〜Ｃを比較の目的で示す。比較例Ａ〜Ｃは、バルク熱処理を実験室でシミュレーションした以前の実験の要約を表す。比較例Ｄ〜Ｋは、ピーク時効硬化により得られる３０％ＩＡＣＳ未満の電導度を示す、現行の実験を表す。比較例Ｆは、概略、７３０Ｆで約０．５時間よりも短い時間または長い時間時効硬化されて、この時効温度において最大未満の強度を生じる場合に、合金Ａに対する時効応答曲線中の相対的な最大強度に関する。
【００５６】
次の結果を得た。
【００５７】
【表２．１】
2011527731.tif 000004
【００５８】
【表２．２】
2011527731.tif 000005
【００５９】
表ＩＩから判るように、本発明のこの態様にしたがって得られる合金の多くの電導性は、３０％ＩＡＣＳ以上であり、残る合金の電導性は、ピーク時効硬化の先行技術アプローチにより得ることができる本質的に最大の電導性である少なくとも約２８％ＩＡＣＳであった。所定の熱処理に対する電導性の低下への高不純物含有量の寄与を実施例１０、１９および２０により示す。
【００６０】
２組：実施例２２〜５３
概ね上記の態様２、３、および４の手順にしたがって不確定な長さの合金ストリップを時効硬化した。特に、合金ストリップをコイルの形でバルク配列し、コイル全体を炉中で加熱することにより行われる２つの時効硬化段階にこの合金ストリップをかけた。
【００６１】
次の結果を得た。
【００６２】
【表３．１】
2011527731.tif 000006
【００６３】
【表３．２】
2011527731.tif 000007
【００６４】
これらの結果から判るように、本発明のこれらの態様にしたがって得られる合金の大多数の電導性は３０％ＩＡＣＳ以上であり、残る合金の電導性は、ピーク時効硬化の先行技術アプローチにより得ることができる本質的に最大の電導性以上である少なくとも約２９％ＩＡＣＳであった。
【００６５】
本発明を上述してきたが、多数の改変を行うことができる。すべてのこのような改変は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである、この発明の範囲内に包含されるように意図されている。
【図１】
2011527731.tif 000008
【国際調査報告】
2011527731.tif 000009