(57)【要約】【課題】ロールマークの発生を抑制し、優れた表面品質を有する銅および銅合金の圧延材が得られる圧延機及び圧延材の製造方法を提供する。【解決手段】銅または銅合金からなる被圧延材（４）を圧延する上下１対のワークロール（１，１）を有し、これらワークロール（１，１）をサポートするロールを少なくとも１対以上備えた圧延機において、前記ワークロール（１）が、その表面のショア硬さが９５ＨＳ以上の鍛鋼ロールであり、前記ワークロール（１）と接する中間ロール（２）もしくはバックアップロール（３）の表面のショア硬さが、前記ワークロール（１）よりも２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下の範囲で低硬度である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅または銅合金からなる被圧延材を圧延する上下１対のワークロールを有し、これらワークロールと接するロールを少なくとも１対以上備えた圧延機において、
前記ワークロールが、その表面のショア硬さが９５ＨＳ以上の鍛鋼ロールであり、前記ワークロールと接する前記ロールの表面のショア硬さが、前記ワークロールよりも２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下低硬度であることを特徴とする圧延機。
【請求項２】
前記ワークロールに接する前記ロールの表面のショア硬さが、６０ＨＳ以上７０ＨＳ以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧延機。
【請求項３】
上下１対のワークロールと、これらワークロールと接するロールとを備えた圧延機を用いて、銅または銅合金からなる被圧延材を前記上下１対のワークロール間で圧延して圧延材を製造する方法において、
前記ワークロールを、その表面のショア硬さが９５ＨＳ以上の鍛鋼ロールとし、前記ワークロールと接する前記ロールの表面のショア硬さを、前記ワークロールよりも２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下低硬度として、銅または銅合金からなる被圧延材を圧延して圧延材を製造することを特徴とする圧延材の製造方法。
【請求項４】
前記ワークロールに接する前記ロールの表面のショア硬さが、６０ＨＳ以上７０ＨＳ以下であることを特徴とする請求項３に記載の圧延材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅または銅合金の被圧延材を圧延する圧延機及び圧延材の製造方法に関し、特に、圧延材表面に発生するロールマークを抑制できる圧延機及び圧延材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅および銅合金からなる被圧延材の圧延に用いられる圧延機は、被圧延材を圧延する上下２本のワークロールと、上下のワークロールをそれぞれバックアップするための中間ロールやバックアップロールを備えている。それらロールには、鍛鋼ロールなどが用いられるのが一般的である。また、圧延機には、ワークロールの径や、中間ロール、バックアップロールの本数などから、６段圧延機、１２段圧延機、２０段圧延機など様々なタイプの圧延機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１７９３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、被圧延材の一つであるリードフレーム材として用いられる銅および銅合金条には高い品質が要求され、導電率や引張強度といった電気的・機械的性質は勿論のこと、表面品質への要求も高い。例えば、ロールマークと呼ばれるような微小な傷などが発生すると、リードフレーム用素材としての製品価値を失うため、再圧延を行うか、ロールマーク発生部分を除去しなければならず、生産効率や歩留まりが低下してしまう。
【０００４】
このロールマークの発生にはいくつかの形態が存在する。例えば、圧延中に被圧延材に微小な異物が押し込まれ、その後に異物が脱落すると圧延材表面に微小な窪み（凹部）が生じてしまうもの、あるいは、ワークロール表面に微小な窪みが生じてしまい、その窪みが生じたワークロールで圧延することにより、圧延材表面に微小な凸部が転写されてしまうものがある。特に、ワークロール表面の微小な窪みに起因するロールマークの発生率が高く、これにより圧延材の品質が低下し、また歩留まり及び生産効率の著しい低下が生じていた。
これらロールマークの発生原因は異物の混入であり、異物の除去がロールマークの発生を抑制するのに有効である。これまでも圧延油の供給系統にフィルターを設置するなどの異物除去の対策を講じてきたが、十分に異物を除去できない場合もあり、ロールマークの更なる低減は難しかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、ロールマークの発生を抑制し、優れた表面品質を有する銅および銅合金の圧延材が得られる圧延機及び圧延材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成されている。
本発明の第１の態様は、銅または銅合金からなる被圧延材を圧延する上下１対のワークロールを有し、これらワークロールと接するロールを少なくとも１対以上備えた圧延機において、前記ワークロールが、その表面のショア硬さが９５ＨＳ以上の鍛鋼ロールであり、前記ワークロールと接する前記ロールの表面のショア硬さが、前記ワークロールよりも２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下低硬度であることを特徴とする圧延機である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様の圧延機において、前記ワークロールに接する前記ロールの表面のショア硬さが、６０ＨＳ以上７０ＨＳ以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の態様は、上下１対のワークロールと、これらワークロールと接するロールとを備えた圧延機を用いて、銅または銅合金からなる被圧延材を前記上下１対のワークロール間で圧延して圧延材を製造する方法において、前記ワークロールを、その表面のショア硬さが９５ＨＳ以上の鍛鋼ロールとし、前記ワークロールと接する前記ロールの表面のショア硬さを、前記ワークロールよりも２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下低硬度として、銅または銅合金からなる被圧延材を圧延して圧延材を製造することを特徴とする圧延材の製造方法である。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第３の態様の圧延材の製造方法において、前記ワークロールに接する前記ロールの表面のショア硬さが、６０ＨＳ以上７０ＨＳ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロールマークの発生を低減でき、優れた表面品質を有する銅および銅合金の圧延材が得られ、再圧延による生産効率低下や発生部除去による歩留まり低下を防止することができ、高効率生産に大きく寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る圧延機および圧延材の製造方法の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、この実施形態で用いた圧延機のロール配置を概略的に示す図である。
圧延機は、図１に示すように、６段圧延機であり、上下一対のワークロール１，１を有し、上下の各ワークロール１には、ワークロール１をサポートないしバックアップするために、１本の中間ロール２と１本のバックアップロール３とがそれぞれ設けられている。銅または銅合金からなる被圧延材４は、ワークロール１，１間で圧延され、銅または銅合金の圧延材５が製造される。
【００１２】
図３は、圧延材の凸状のロールマークを示す顕微鏡写真である。また、図４は、ワークロール表面の窪みを示す顕微鏡写真である。
凸状のロールマークは、ワークロール１表面の窪み（凹部）が被圧延材４に転写されたものである。通常、ワークロール１と被圧延材４の間に異物が混入した場合、異物は硬度の低い被圧延材４に押し込まれ、被圧延材４表面の傷になることは考えられるが、硬度の高いワークロール１に窪みを生じさせることは考えにくい。
本発明者等が研究した結果、ワークロール１の窪みの発生は、ワークロール１とワークロール１に接する中間ロール２（図１の中間ロール２がない圧延機の場合には、ワークロール１に接するバックアップロール３）との間に異物が混入した際、硬いワークロール１と硬い中間ロール２との間で異物を圧することにより両方のロール１，２ともに局部的な窪みが生じるものと推定された。
【００１３】
そこで、本実施形態では、ワークロール１の窪みの発生を回避するために、ワークロール１には、高い硬度を有する鍛鋼製の鍛鋼ロールで、その表面の硬さがショア硬さで９５ＨＳ以上のロールを用い、また、ワークロール１に接する中間ロール２には、ワークロール１よりもショア硬さが２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下低硬度のロールを用いている。
【００１４】
このような硬さバランスのロール構成・配置を有する圧延機で圧延を行うことにより、圧延材５に凸状のロールマークの発生を抑制することが可能となる。
すなわち、圧延する際にワークロール１とワークロール１に接する中間ロール２との間に、ショア硬さで２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下の差を設けることで、ロール１，２間に異物が混入した際、ワークロール１に比べて硬度の低い中間ロール２に優先的に異物が押し込
まれ、ワークロール１には窪みを生じさせないことが可能となり、結果として凸状のロールマークの発生を抑制できる。
【００１５】
ワークロール１のショア硬さを９５ＨＳ以上としたのは、鍛鋼ロールの硬さを考慮したもので、９５ＨＳ未満にするとワークロール１に接する中間ロール２のショア硬さも相対的に低くなってしまうため、圧延作業によりロールの磨耗量が増加し生産効率を阻害してしまう。一方、ワークロール１のショア硬さが高い分には特に問題はない。よって、ワークロールのショア硬さを９５ＨＳ以上と規定している。
ワークロール１と中間ロール２との硬度差を２５ＨＳより小さくしてしまうと、ロール１，２間に異物が混入した際、硬度差が不十分なため、ワークロール１にも窪みが生じてしまう。また、ワークロール１と中間ロール２との硬度差を４０ＨＳより大きくすると、中間ロール２の硬度が著しく低下することから圧延作業によりロールの磨耗量が増加してしまい生産効率を阻害する。よって、ワークロール１に接する中間ロール２のショア硬さを、ワークロール１に比べ、２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下の範囲で低く規定している。
また、鍛鋼ロールであるワークロール１に接する中間ロール２は、ショア硬さを６０以上７０ＨＳ以下とするのが好ましい。中間ロール２のショア硬さが６０ＨＳより小さくなると、圧延作業により中間ロール２の磨耗量が増加してしまい生産効率を阻害する。一方、中間ロール２のショア硬さが７０ＨＳより大きくなると、ワークロール１との十分な硬度差が得られないことから、異物が混入した際に、ワークロールにも窪みが生じてしまうからである。
【００１６】
なお、本発明は上述したように、ワークロールとこれに接する中間ロールもしくはバックアップロールとの硬度バランスに特徴を有するものであり、本発明は上記実施形態の６段圧延機に限定されず、ワークロールの寸法、中間ロールやバックアップロールの材質・寸法・本数などを異にする様々なタイプの圧延機にも適用できる。
【実施例】
【００１７】
次に、本発明の実施例を説明する。
圧延機には、図１に示す上記実施形態と同一構成の６段圧延機を用いた。ワークロール１としてショア硬さ９９ＨＳの鍛鋼ロール、中間ロール２としてショア硬さ６５ＨＳの鍛鋼ロールをそれぞれ用いた。ワークロール１と中間ロール２は共に鍛鋼ロールであるが、鍛鋼ロールの硬さは、例えば、熱処理によって変えることができる。また、被圧延材４としては、リードフレーム材として一般的な銅‐鉄合金であるＣ１９４００（ＣＤＡ番号）の熱間圧延、焼鈍、冷間圧延を経た幅６００ｍｍ、厚み０.１８ｍｍのコイルを用いた。
上記コイルを０.１８ｍｍから０.１５ｍｍまで圧延する際、約１００〜３００μｍの銅粉等の異物を、ワークロール１と中間ロール２の間に挿入し、圧延作業を行った。
また、比較例として、上記実施例とは、ワークロールと中間ロールのショア硬さのみを変更した圧延機を用いて圧延を行った。被圧延材４や圧下率その他の圧延条件は、比較例と実施例は同一である。
【００１８】
図２に、実施例及び比較例１〜４におけるワークロールと中間ロールの硬度及び圧延の結果を示す。
以上のようにして圧延した圧延材について実体顕微鏡および目視検査にて表面状態を観察した。その結果、実施例では、図３に示すような凸状のロールマークがない、良好な表面を有する圧延材が得られた。また、中間ロールの磨耗度も小さかった。従って、本実施例の圧延方法によって、銅または銅合金リードフレーム材の表面品質はロールマークもなく良好に圧延でき、生産効率および歩留まり向上に貢献することができる。
【００１９】
これに対して、比較例１〜４では、圧延材に凸状のロールマークが発生するか、あるいは、中間ロールの磨耗度が大きかった。
比較例１、比較例２は、ワークロールと中間ロールとの硬度差が上記規定（２５ＨＳ以上４０ＨＳ以下）から外れた例である。比較例１は中間ロールの硬度が高く、ワークロールとの硬度差が不十分なため、圧延材にロールマークが発生している。比較例２は中間ロールの硬度が低いため、中間ロールの磨耗度が大きくなっている。
比較例３、比較例４はワークロールの硬度が低い例である。比較例３は、ワークロールと中間ロールとの硬度差が不十分なため、圧延材にロールマークが発生している。比較例４は、中間ロールの硬度が低いため、中間ロールの磨耗度が大きくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る圧延機の実施形態及び実施例におけるロール配置を概略的に示す図である。
【図２】実施例及び比較例における各ロールの硬度及び圧延の結果を示す図である。
【図３】圧延材の凸状のロールマークを示す顕微鏡写真である。
【図４】図３のロールマークを転写したワークロール表面の窪みを示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００２１】
１  ワークロール
２  中間ロール
３  バックアップロール
４  被圧延材
５  圧延材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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