(57)【要約】【課題】電子部品用素材として優れた銅合金素材特性を維持しながら、プレス打抜き性を良好にする。【解決手段】    炭化物の標準生成自由エネルギーが、常温で−42kＪ/mol以下（絶対値42kＪ/mol以上）である１種又は２種以上が0.1〜5.0mass%含有されるCu合金の圧延平行断面の結晶粒が円相当径の平均値で0.5μm〜30μmであり、結晶粒の幅と長さの比としたアスペクト比の平均値が1/5以上である銅合金に、Cuを厚さ0.05〜2.00μmメッキする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化物の標準生成自由エネルギーが、常温で−42kＪ/mol以下（絶対値42kＪ/mol以上）である1種又は２種以上の元素を0.1〜5.0mass%含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなり、かつ圧延平行断面の結晶粒が円相当径の平均値で0.5μm〜30μm、結晶粒の幅と長さの比としたアスペクト比の平均値が1/5以上である銅基合金に、Cuを厚さ0.05〜2.00μmメッキしていることを特徴とするプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
【請求項２】
炭化物の標準生成自由エネルギーが、常温で−42kＪ/mol以下（絶対値42kＪ/mol以上）である1種又は２種以上の元素を0.1〜5.0mass%含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなり、圧延平行断面の結晶粒において円相当径の平均値が0.5μm〜30μm、結晶粒の幅と長さの比としたアスペクト比の平均値が1/5以上である銅基合金に、Cuを厚さ0.05〜2.00μmメッキし、さらにその上層にSnを厚さ0.005〜0.20μmメッキした後、Cuメッキ層とSnメッキ層が拡散層を形成させる熱処理をしていることを特徴とするプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
【請求項３】
Ti:2.0〜4.0mass%を含有する請求項１又は２記載のプレス打抜き性に優れた銅基合金。
【請求項４】
Fe、Cr、Nb、V、Zr、Co、Si、Ni、B、P、Beの中から1種または2種以上を0.01〜0.50mass%をさらに含有する請求項３に記載のプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
【請求項５】
前記Cuメッキ面又は前記Snメッキ面において圧延直角方向の表面粗さがRy：0.3〜3.0μm、Rz：0. 3〜3.0μm、Sm：0.01〜0.5mmに調整され、かつ（Ry-Rz）／Rz≦１に調整されていることを特徴とする請求項１から４までの何れか1項記載のプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
【請求項６】
工具鋼からなるポンチ及びダイにてプレス打抜きされる請求項1から5項までの何れか1項記載のプレス打抜き性に優れた電子部品用素材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は精密プレス加工材として使用されるプレス打抜き性に優れた高強度銅基合金に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型化多機能化が目覚しい携帯電話端末などの精密機器に使用されるコネクタは、より多くの情報をより正確により高速に伝達する必要がある。その為、コネクタのピン幅及びピン間隔は、年々益々狭くなってきている。それに使用される素材は、狭いピン幅で安定した接圧を得るために強度の高いものが求められ、過酷な曲げ加工に耐え、更に省エネ及び低発熱指向により、導電率が高いものが求められている。コネクタ材には従来より銅基合金が使用され、前述のニーズに対処すべく強度と曲げ加工性及び導電率を兼ね備えた銅基合金が開発されつつある。具体的には、ベリリウム銅やチタン銅に代表される時効硬化型の銅基合金がファインピッチのコネクタに使用されつつある。コネクタは素材をプレス加工することによって製造され、プレス金型にはダイス鋼やハイス鋼などの鉄鋼材料が使用されている。前述の合金のほとんどが活性元素を含有することによって高強度化を得ており、それらの合金は一般的なコネクタ材であるりん青銅に比べてプレス金型の摩耗が著しい。プレス金型が摩耗してくると、切断面にバリやだれが生じピン自体もねじれて加工形状が悪化してコネクタとして使用できなくなる。よって、プレス加工品の形状不良が許容限度を超えた場合は、プレス金型を研摩して加工品の寸法精度を維持しなければならない。また、コネクタが小さくなればなるほど、即ちピン幅とピン間隔が狭くなればなるほど、高い寸法精度が要求されるので、小さなバリやピンのねじれも見逃せなくなり、ピン数増加と相まって、金型を研摩する頻度が一層増えてしまう。加えてプレス加工が精密であればあるほど金型自体のコストが高くつくので、このような分野の合金で、プレス加工性を改善することは大変重要な課題であった。
【０００３】
プレス金型工具を長寿命化する技術として銅基合金の合金組成の調整による特許文献１〜９があり、銅基合金の結晶方位の調整による特許文献１０がある。
【特許文献１】特開平10-265991号公報
【特許文献２】特開平10-24002号公報
【特許文献３】特開平11-256256号公報
【特許文献４】特開平11-293366号公報
【特許文献５】特開平11-1735号公報
【特許文献６】特開2001-181757号公報
【特許文献７】特開平7-97645号公報
【特許文献８】特開2000-119776号公報
【特許文献９】特開2001-303159号公報
【特許文献１０】特開2001-152303号公報
【特許文献１１】特開平2-117701号公報
【特許文献１２】特開昭61-201762号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、合金の組成を変更してプレス加工性を改善した材料では、変更した組成が加工品の最終用途に対して悪影響を与えないとは必ずしも言えない場合がある。例えばSのように機械的性質に悪影響を及ぼす元素を加えて剪断加工時に亀裂が伝播し易くしたものは、素材の延性（特に曲げ加工性）が低下するし、耐食性やメッキ性も低下する。また、析出硬化型合金などの場合に、金型へのダメージを与える硬化元素を低減させている例では、金型は長寿命化するが当然素材強度は低下する。
本発明の目的は本来の銅基合金の持つ性質を損なうことなく、プレス加工性に優れる銅基合金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記した問題点を解決するため特に強度を向上させるために添加された元素と炭素との親和性の関係から金型摩耗の機構を解明し、本発明を見出した。さらに結晶粒径及び表面の粗さについても究明した。
【０００６】
以下、本発明を詳しく説明する。
コネクタに使用される素材において、高強度かつ高曲げ加工性を得る目的で様々な元素を添加した銅基合金が開発されてきた。その強化する機構は添加された構成元素によって異なるが、その含有量の適正範囲は総量で0.1〜5.0mass％であることが多い。即ち、少なすぎると強度の向上に効果が無く、多すぎると延性が低下して曲げ加工性が悪くなるのである。例えば、チタン銅においては、Tiの含有量が２mass%以下であると強度を向上させる効果が少なく、逆に4mass%を超えると粗大な第２相粒子が析出し易くなり延性が低下する。
【０００７】
一般に銅基合金においては、強度の向上をもたらす効果が大きい構成元素ほど、プレス加工した際、金型を摩耗させる効果も大きい傾向にあるといえる。その典型的な例がチタン銅やベリリウム銅であり、或るプレスメーカーの評価では、チタン銅(Cu-3Ti)はバネ用リン青銅(Cu-8Sn)に比べて、金型の摩耗が10倍速いとしている。一般的に摩耗の形態には、
a.被加工材中に内在する硬質の非金属介在物等によって工具表面を物理的に削り取るアブレッシブ摩耗
b.使用環境による化学腐食を伴う腐食摩耗
c.接触面近傍での微視的な疲れ破壊による凝着摩耗
の３種類があるとされているが、チタン銅のプレス加工で金型に生じているのは、主としてc.凝着摩耗であることが研究観察を重ねた末に明らかとなった。
【０００８】
銅基合金の剪断加工において、摩耗が進行し易いのはポンチとダイの側面の先端である(図１)。即ち、ポンチ１がダイ２に噛みこむ時に材料３がポンチ１とダイ２の間隙に流れ込む状態が生じ、そのとき材料表面とポンチ側面とが高速且つ高圧で接触し、材料成分が工具成分と反応して合金化または化合物化して工具の凝着摩耗が進行することを見出した。即ち、ポンチ及びダイに使われる工具鋼は、Cr、Mo、W、Nb、Vなどの合金元素を添加して硬質の炭化物を形成させて硬くしたものであるが、銅合金の強度を向上させる添加元素の中にはこれらの合金元素より炭素との親和性が高いものもあり、それらがプレス加工中、高温高圧で工具に接触して、工具表面の炭化物が不安定になり摩耗に至るのである。従って、このような添加元素の含有量を減らせば金型の摩耗量は減少するが、素地の強度が低下する。
【０００９】
さらにチタン銅(Cu-3.2%Ti)の例を用いて詳細に説明する。
主な工具材料としては、ダイス鋼 (C:1〜2.2%、Cr:5〜13%、Mo≦1% 、V≦1%)、ハイス鋼(C:0.7〜1.5% 、Cr:≦4%、W+2Mo=18、V:1〜5%)、超硬（Co:5〜20%、残りWC）が広く使用されているが、何れも炭化物が工具材料の硬さを担っている。このような鉄鋼中で炭化物を形成する微量添加元素と炭素との親和性は、Ti>Nb>V>Ta>W>Mo>Cr>Mn>Fe>Ni>Co>Al>Siの順になっている。このような工具で、例えばチタン銅を剪断加工しようとすると、被加工材成分のTiと被加工材と接触する工具表面の炭化物相のCとが反応して、硬くて脆いＴｉCが生成されるとともに、工具表面を形成していた炭化物のＣが奪われ、工具表面は少しずつ崩れて摩耗していくのである。よって、被加工材の表面をCと反応しにくい成分で覆ってしまえば、被加工材中の活性成分が工具と接触する機会が遮断され、工具が摩耗しにくくなる。
本発明は、鉄鋼中でＣとの親和性が最も強いＴｉを含有するチタン銅において、最も有効に作用するが、炭化物を形成しやすい元素を含有する合金系であれば、金型摩耗の低減効果が少なからず見込める。
【００１０】
本発明は、被加工材の表面を工具成分と反応しにくい成分で覆えば、被加工材中の活性成分が工具と接触する機会が遮断され、工具が摩耗しにくくなるとの着想の下に、銅基合金の被プレス加工面をCuで被覆することを特徴とするものである。
Cuメッキはプレス加工中に工具表面と銅基合金との隔絶を安全に維持するだけの厚さがあればよく、メッキの厚さ0.05〜2.00μmの範囲であり、厚さが0.05μm未満ではプレス加工性向上に効果がなく、2.00μmを超えると（材料全体の強度の低下が無視できなくなる）である。Cuメッキは電解メッキ、無電解メッキが一般的であるが、スパッタリングなどによっても形成することができる。
本発明においてプレス加工とは剪断加工をいう。
【００１１】
一般に純銅よりも青銅の方がプレス加工性がよいとされている。プレス時に発生する酸化熱も金型を摩耗させる要因と考えられるが、青銅は純銅よりも酸化しにくいので、これが青銅のプレス打抜き性を良くしている理由と推察する。従って、Cuメッキした表面に薄くＳｎメッキをして熱処理をすれば、青銅に近い表面となり更に金型が摩耗しにくくなると考える。Snメッキ後の熱処理の条件（温度、時間等）は、Cuメッキ層とSnメッキ層が拡散層を形成させるようなであればよい。
したがって、本発明においては、Cu層厚さ0.05〜2.00μm及びSn層厚さ0.005〜0.20μmのCu下地Snメッキを銅基合金の表面に施すことができる。
【００１２】
後述の実施例では、0.5μmCu下地に薄Snメッキしたチタン銅は、めっきを施さないチタン銅に比べて、著しく金型寿命が伸びることを示した。この実施例及び比較例のチタン銅は内質を変えずに薄い表面処理だけ行なっているので、機械的性質や導電率に及ぼす影響は極めて少い。即ち、チタン銅のように素材強度が高いと金型が摩耗しがちに思えるが、簡単な表面処理のみで高強度材でもプレス加工性を良好にできる。Cu下地薄Snメッキは活性金属を含有する被加工材と工具との間に優れた固体潤滑を実現するが、更に適切な表面粗さに調整することにより、潤滑剤使用時には優れた流体潤滑効果も併せて実現され、プレス加工性が一層良好となる。
【００１３】
炭化物の標準生成自由エネルギーの値がマイナス側に大きい元素ほど、その炭化物はより安定に存在する。銅基合金において、その値が常温で−42kＪ/mol以下（絶対値42kＪ/mol以上）である元素を含有する場合には、本発明は有効である。常温で−42kＪ/mol以下（絶対値42kＪ/mol以上）である元素としては、Fe、Cr、Nb、V、Zr、Ti、Beなどがあり、これらの元素を含有する銅基合金としてチタン銅、ベリリウム銅、Cu-Cr系合金、Cu-Zr系合金、Cu-Cr-Zr系合金などが挙げられる。
【００１４】
なお、銅基合金にCuメッキを施すことが従来も行われてきた。その目的は、例えば、強度は高いが導電率の低い鉄系合金にCuメッキをして導電率を向上させること（特許文献１１）や銅系リードフレーム材にCuメッキしてダイボンド性、ワイヤボンド性、モールド樹脂密着性、はんだ付け性を向上させること（特許文献３）であり、プレス加工性改善の目的でCuメッキを利用した例はない。
【００１５】
通常のSnメッキは1μm程度の厚さで行なっている。また、リフロー処理を行なって光沢を出しているケースもある。従来のSnメッキの目的は、表面光沢と耐食性とはんだ付け性を良好にすることである。つまり純Cuでは防錆剤を塗布しないとすぐ変色するが、Snメッキした表面は薄い酸化皮膜が形成され変色しにくく、ステンレスのように光沢のある表面を有しており、Snはハンダの構成元素であるので当然ハンダ付け性がよい。例えば、特許文献４ではSnメッキによる耐食性向上効果についての説明があるが、Snメッキと金型寿命との関係については一切説明がない。特許文献12によると、Cuメッキ又はPVD処理後の銅基合金条材を圧延して表面のCuを0.5μm以上の厚さとするリードフレーム用銅基合金が示されているが、ボンディング性、メッキ性、はんだ付け性、及びレジンモールドとの密着性の改善がその目的であり、プレス加工性に対する言及はない。
【００１６】
最終の再結晶焼鈍の後に冷間圧延した場合、図４に示すように圧延平行断面の結晶粒は圧延方向に伸び、板厚方向に縮んでいる。即ち圧延平行断面の結晶粒の面積は、冷間圧延前後で変わらないはずである。よって、この面の結晶粒の円相当径は、最終の再結晶焼鈍時の結晶粒径と同じであるとみなす事が出来る。ここで円相当径とは、同じ面積をもつ真円の直径である。結晶粒径が小さい程強度が向上し、曲げ加工を施したときの肌荒れが小さい。逆に小さすぎると延性が低下する。結晶粒のアスペクト比とは、圧延によって伸ばされた結晶粒の幅（ｂ）と長さ（ａ）の比（ｂ／ａ）である。例えば再結晶焼鈍後の等方的な結晶粒のアスペクト比の平均値がほぼ1であるとされ、それから板厚が半分になるまで圧延すると圧延平行断面の結晶粒は長さが２倍で幅が半分になりアスペクト比は1/4となる。即ち圧延加工度が高い程アスペクト比は小さくなり、チタン銅の場合は曲げ加工性が低下する。圧延平行断面の結晶粒のアスペクト比とは、図４太線の結晶粒に注目したとき、ｂ/aということである。請求項では、平均値を規定しているので、或る母集団（少なくとも100個以上の結晶粒が存在するような測定視野）の結晶粒の幅と長さを総て測定し、その平均値を求めればよい。
【００１７】
本発明の銅基合金であるチタン銅において添加されるFe、Cr、Nb、V、Zr、Co、Si、Ni、B、Pは微細化元素である。これらの1種または2種以上を0.01〜0.5mass%添加すると、比較的高温で溶体化処理をしても結晶粒の成長は遅延され、結晶粒が微細化され、高強度化が図れる。0.01mass％未満では結晶粒微細化の効果が得られず、0.5mass%を超えて添加すると、曲げ加工性が低下する。
【００１８】
プレス加工性を改善する目的で流体潤滑を良好にする目的で表面粗さを規定した例はあるが、何れもJISで定義されているRa、Ry、Rｚ等をそのまま用いて規定しており、流体潤滑がより良好にするための粗さの形態を追求した例はない。本件で初めて導入した(Ry-Rz)/Rz≦１を満たす(RyとRzの差が少ない)ものは、凹凸がより平均化されているということであり、被加工材と工具とが均一に接触し、より良好な潤滑状態が得られる。なお、Ry(最大高さ)、Rz(十点平均粗さ)、Ｓｍ(凹凸の平均間隔)：何れもＪＩS  Ｂ0601で規定されている。
もし、Ry(最大高さ)＝Rz(十点平均粗さ)であれば、サインカーブのように全く均一な凹凸となるが、通常の表面は山と谷の高低にはばらつきがあるので、Ry＞Rzである。逆にこのばらつきがあまりにも大きい場合、金型と接触したときの圧力が山の高い部分にのみ集中して、均一な潤滑がなされないので、プレス加工素材の表面としては、RyがRzに近いほうが好ましい。（Ry-Rz)／Rz≦１はRy≦2×Rzとも書ける。即ち、測定長さ中の山と谷の高低差の最大値が平均値の2倍よりも小さいというのが請求項５の規定である。
【００１９】
本発明の銅基合金の製造工程は、例えば、真空溶解・鋳造→熱間圧延・水冷→面削→冷間圧延→溶体化→酸洗→冷間圧延→時効→酸洗バフ研磨→Cuメッキ→（Snメッキ）→（熱処理）である。
例えば、チタン銅では、活性元素であるTiを含有しているので真空中で溶解し、Ar中で鋳造、結晶粒径の調整は最終の再結晶焼鈍である溶体化処理で行なう。表面粗さの調整は、酸洗バフ研磨におけるバフの砥粒で行なう。この方法で表面粗さを作りこんだ後にCu下地薄Snメッキを行なうことによって粗さがプレス加工をする上でもっとも望ましい形態となる。Cuメッキを下地としたSnメッキは電気メッキで行なうので、メッキ厚の調整は電流値又は通電時間で行なう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施例１
真空溶解炉で表１の成分のインゴットをチタン銅の例として溶製し、950℃に加熱して熱間圧延し板厚10mmの熱延板を得、更に950℃で十分な均質化焼鈍を行なった後水冷し、機械面削加工により酸化スケールを取り除いた後冷間圧延して板厚0.2mmの冷間圧延板を得た。その後大気中800〜850℃×30〜120sで溶体化処理を行ない、酸洗後冷間圧延して板厚を0.15mmとした。そして360〜400℃×3〜48hの時効処理を行い、酸洗研摩により表面粗さを調整した後、最後にCuメッキを両面に施した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
圧延平行断面の結晶粒の円相当径及びアスペクト比の平均値は、画像処理にて求めたが、それには化学エッチングにより粒界のみを腐食させ、その光学顕微鏡写真から粒界のみをトレースしたものを測定した。また、Cuメッキ厚は蛍光 X 線膜厚計により測定し、表面粗さは触針式の表面粗さ計で測定した。この時測定長は0.8mmとし連続する５箇所の平均値を採用した。
【００２３】
また、引張試験を行って、0.2%耐力を測定し、W曲げ試験を行って最小曲げ半径比MBR/tを測定した。なお、W曲げ試験荷重は5トンとし、試験片の板幅は10mmとした。
金型摩耗性については、実際に連続プレス機で材料を大量に打抜き、金型の摩耗状況によって変化する切断部のバリ高さと破断面比率を測定して評価した。ここで、バリ高さとは図２に示す突起部の高さであり、金型が摩耗するにしたがってバリが高くなってくる。また金型が摩耗するにしたがって、図２に示す剪断面の割合が多くなり、即ち破断面比率h2/(h1+h2)は小さくなる。潤滑剤がない場合と有る場合の2種類行なった。Cuメッキの効果を見るだけなら、前者のみでよいが、表面粗さの効果を見るために後者も行なった。
【００２４】
なお、他のプレス条件は以下の通りであった。
金型工具材料：SKD11、クリアランス:10μm、ストローク:400rpm  図３に評価に用いた金型セット形状を示す。1辺約5mmの正方形で4つの角の曲率が異なっており、それぞれの曲率半径は、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mmである。曲率半径が小さい程、剪断加工時に応力集中が生じるので摩耗し易い。しかし、曲率半径が小さい程切断面形状がばらついて観察しにくくなる。また、プレス加工後の孔部と抜き落とし部とでは、抜き落とし側の方が観察し易い。以上を考慮し、本評価は抜き落とし側の曲率半径が0.1mmの角を観察して行った。
潤滑剤無しの場合は、十万回打ちぬいたときに素材間の差異が顕著となり、潤滑剤有りの場合は百万回打ち抜いたときに素材間の差異が顕著となったので、そのときの値を評価値として採用した。バリ高さはレーサ゛ー変位計で測定し、破断面比率は光顕による断面観察で測定した。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
【表３】
2005179775.tif 000005
【００２７】
【表４】
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【００２８】
【表５】
2005179775.tif 000007
【００２９】
本発明例において、No.1は請求項1、３を引用する４を満たしており、同様にNo.２、３は請求項３を満たしており、No.４、５は請求項１、３を引用する４を満たしており、No.６は請求項１、３を引用する請求項４を満たしており、いずれも強度が高く曲げ加工性及びプレス加工性も良い。このうちNo.1以外は請求項５をも満たしているので、潤滑剤を使用したときのプレス加工性が更に良くなっている。また、No.2以外は請求項４を満たしており、強度の向上が見られる。
【００３０】
一方比較例において、No.7はCuメッキを施さなかったチタン銅であり、No.8はCuメッキ厚が請求項の規定より薄いチタン銅である。発明例に比べてバリが高く破断面比率が低いことから金型の摩耗が進行していると言える。更にNo.9は、Cuメッキをせずに内質改善でプレス加工性を良好にしたものであるが、Sを多量に含有しているために延性が低下し、曲げ加工性が劣っている。No.10は結晶粒径が小さく最終圧延での加工度が高い(アスペクト比より)為曲げ加工性が劣っている。No.11は結晶粒径が大きすぎて、強度が低い。MBR/tは1以下であるが、曲げ部に肌荒れが発生する。No.9、10、11は、プレス加工性は良好であるが、本発明の目的は高い強度と良好な曲げ加工性を具備した上でのプレス加工性改善を目的としている。
【００３１】
実施例２
真空溶解炉で表6の成分のインゴットをチタン銅の例として溶製し、950℃加熱して熱間圧延し板厚10mmの熱延板を得、更に950℃で十分な均質化焼鈍を行なった後水冷し、機械面削加工により酸化スケールを取り除いた後冷間圧延して板厚0.2mmの冷間圧延板を得た。その後大気中800〜850℃×30〜120sで溶体化処理を行ない、酸洗後冷間圧延して板厚を0.15mmとした。そして360〜400℃×3〜48hの時効処理を行ない、酸洗研摩をして表面粗さを調整しCu下地薄Snメッキを施し、リフローを行った。
試験と評価は実施例１と同様に行なった。
【００３２】
【表６】
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【００３３】
【表７】
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【００３４】
【表８】
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【００３５】
【表９】
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【００３６】
【表１０】
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【００３７】
本発明例において、No.1〜6は請求項２と３を満たしており、強度が高く曲げ加工性及びプレス加工性も良い。このうちNo.1以外は請求項５をも満たしているので、潤滑剤を使用したときのプレス加工性が更に良くなっている。また、No.2、３以外は請求項４を満たしており、強度の向上が見られる。
一方比較例において、No.7はCuメッキ及びSnメッキを施さなかったチタン銅であり、No.8はCuメッキ厚が請求項の規定より薄いチタン銅である。発明例に比べてバリが高く破断面比率が低いことから金型の摩耗が進行していると言える。更にNo.9は、Cuメッキ、Snメッキをせずに内質改善でプレス加工性を良好にしたものであるが、Sを多量に含有しているために延性が低下し、曲げ加工性が劣っている。No.10は結晶粒径が小さく、アスペクト比が小さいことから最終圧延での加工度が高い為曲げ加工性が劣っている。No.11は結晶粒径が大きすぎて、強度が低い。MBR/tは1以下であるが、曲げ部に肌荒れが発生する。No.9、10、11は、プレス加工性は良好であるが、本発明の目的は高い強度と良好な曲げ加工性を具備した上でのプレス加工性改善を目的としている。
また、実施例１と実施例２のバリ高さを比較すると、Snメッキを施し、熱処理をした実施例２の方がバリ高さが小さく、プレス加工性が改善されていることがわかる。
【００３８】
実施例３
ベリリウム銅、Cu-Fe系合金、その他の合金系の例についても金型摩耗の低減効果を検証した。表１１に調査した合金の成分を示す。それぞれ溶解鋳造後熱延し、冷延、焼鈍を繰り返して、板厚0.15mmの冷延板を得、Cuめっきを施した。Cuめっき層の状態を表１２に示す。そして実施例１と同じ条件で連続プレスを実施して、潤滑剤無しの場合と有りの場合でバリ高さ及び破断面比率を測定して、金型摩耗性を評価した。
【００３９】
【表１１】
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【００４０】
【表１２】
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【００４１】
【表１３】
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【００４２】
【表１４】
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【００４３】
本発明例No.1〜5は、請求項１を満たす表面処理を施しており、比較例６〜１０に示した同じ成分の材料より、破断面比率が大きく、バリ高さが小さくなっている。また、No.1以外は、請求項５をも満たしているので、潤滑剤を用いたプレス加工において、金型の摩耗抑制効果が更に高くなっている。
一方比較例において、No.6〜10は、Cuめっきを施していないので、発明例に示した同じ成分の材料より、格段に金型の摩耗が進行している。そして、No.11,12は、Cu層が薄ので、プレス加工中に、Cu層が断絶し、素地中の炭化物形成元素と工具表面との隔絶が不十分となり、期待通りの効果が得られていない。
このように、鉄鋼中で炭化物を形成しやすい元素を含有する銅合金は、プレス加工において、金型が摩耗しやすいが、本発明で規定した表面処理をすることにより、金型摩耗が低減し、よって、精密プレスが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は高い強度と良好な曲げ加工性を具備した上でのプレス加工性改善を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】プレス打抜き加工の概念図である。
【図２】プレス打抜きにおいて発生するバリの説明図である。
【図３】評価に用いた金型セット形状を示す。
【図４】圧延平行断面に表れる結晶粒のアスペクト比の測定例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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