铜合金、铜合金薄板及铜合金的制造方法_3

文档序号:9692695阅读:来源:国知局
显著地降低。 因此,本实施方式中,将Sn的含量设定为0.003质量%以上且0.5质量%以下。另外,为 能可靠地达到上述作用效果,优选将Sn的含量设在0.008质量%以上且0.2质量%以下的范 围内。 (]\%、〇3、3广8&、稀土类元素、2广31^1、86、11、(:〇) 1%工3、51'、1^、稀土类元素、21'、5;[、41、1^、1';[、&3固溶于铜的母相中,或以作为析出物、 结晶物而存在,并具有使Cu-Fe-P系合金的强度提高的作用,而且也具有使耐冲压模具磨损 性提尚的作用。 在此,若18工3、3匕8&、稀土类元素、2匕3^1、86、11、(:0的含量小于0.0007质量%时, 无法充分达到上述效果。另一方面,若Mg、Ca、Sr、Ba、稀土类元素、Zr、Si、Al、Be、Ti、Co的含 量超过0.5质量%,则导电率会降低,同时容易生成大的氧化物、析出物或结晶物,而且有可 能损害表面的清洁性。 因此,本实施方式的铜合金将18、0&、3^8&、稀土类元素、2^3丨^1、86、11、(:0的含量设 定为0.0007质量%以上且0.5质量%以下。另外,为能可靠地达到上述作用效果,优选将Mg、 0&、3广8&、稀土类元素、2心3^1、86、1^、(:0的含量设在0.005质量%以上且0.15质量%以 下的范围内。 在此,所谓稀土类元素是指 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。 另外,作为C以外的不可避免的杂质,可举出H、Li、B、N、0、F、Na、S、Cl、K、V、Cr、Mn、Ga、 Ge、As、Se、Br、Rb、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、I、Cs、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、 取、11、?13、81等。这些不可避免的杂质,优选以总量计为0.3质量%以下。若考虑铜合金的制 造成本与所得到的效果,则优选的上述不可避免的杂质的总量的下限值为0.1质量%,但并 不限定于此。 作为该第二实施方式的铜合金,以与上述第一实施方式相同的方式通过熔解工序S01、 熔融液的高温保持工序S02和铸造工序S03来制造。在熔解工序SOI中,对于Ni、Sn、Mg、Ca、 31*、1^、稀土类元素、21'、3;[、41、1^、11、(:0的添加,使用金属元素单质或包含上述元素的母合 金。 根据如上构成的本实施方式,由于含有Ni、Sn,因此可实现通过固溶硬化来提高强度。 并且,由于在0.0007质量%以上0.5质量%以下的范围内含有Mg、Ca、Sr、Ba、稀土类元 素、Zr、Si、Al、Be、Ti和Co中的至少一种或两种以上,因此可实现Cu-Fe-P系合金的更进一步 的高强度化,同时实现耐冲压模具磨损性的提高。 并且,因 C的含量小于3质量ppm,因此可抑制包含Fe与C的铁合金粒子的形成,可将表面 缺陷的产生大幅降低。并且,可抑制制品的形状不良。 以下,对本发明的第三实施方式的铜合金进行说明。 本发明的第三实施方式的铜合金含有1.5质量%以上且2.7质量%以下的Fe、0.008质 量%以上且0.15质量%以下的P及0.01质量%以上且0.5质量%以下的Zn,剩余部分为Cu及 不可避免的杂质,作为所述不可避免的杂质所包含的C的含量小于3质量ppm、Mn的含量为20 质量ppm以下、Ta的含量为1质量ppm以下。 以下,对于将这些元素的含量设定在所述范围的理由进行说明。另外,关于与第一实施 方式相同的元素将省略说明。 (Mn、Ta) Mn、Ta作为不可避免的杂质而被含于上述铜合金中。 通常,在熔解铸造上述铜合金时,Fe元素为以熔解的状态存在于以Cu为主成分的液相 中。但是,若C存在一定量以上时,铜合金熔融液被分离成以Cu为主成分的液相与以Fe为主 成分并含有c的液相。在此,铜合金熔融液以如上所述那样液相分离时,Mn、Ta为被含于以Fe 为主成分并含有C的液相中,而有可能促进液相分离的元素。 因此,通过降低C元素的同时降低Μη和Ta的含量,可抑制铜合金熔融液的液相分离而抑 制粗大的Fe-C结晶物的生成,并抑制因铁合金粒子引起的表面缺陷及形状不良。因此,本实 施方式的铜合金中,将C的含量限制为小于3质量ppm,Mn的含量限制为20质量ppm以下,Ta的 含量限制为1质量ppm以下。为了可靠地达到上述表面缺陷及形状不良的抑制,优选将C的含 量设为小于2质量ppm、Mn的含量设为小于15质量ppm、Ta的含量设为0.7质量ppm。 另外,作为C、Mn、Ta以外的不可避免的杂质,可举出附、5]1、]\%、〇3、51'、1^、稀土类元素、 Zr、Si、Al、Be、Ti、H、Li、B、N、0、F、Na、S、Cl、K、V、Cr、C〇、Ga、Ge、As、Se、Br、Rb、Nb、Mo、Tc、Ru、 诎、卩(1^8、〇(1、111、513、了6、1、〇8、肚、1、1^、〇8、1匕?1厶11、取、1'1、?13、8丨等。这些不可避免的杂 质优选以总量计为0.3质量%以下。若考虑铜合金的制造成本与所得到的效果,则优选的上 述不可避免的杂质的总量的下限值为0.1质量%,但并不限定于此。 该第三实施方式的铜合金以与上述第一实施方式及第二实施方式相同的方式,通过熔 解工序S01、熔融液的高温保持工序S02、铸造工序S03来制造。 在熔解工序SO 1中,优选使用Μη及Ta的含量为少的原料。尤其Μη元素由铁系原料等混入 的可能性较高,因此优选严选铁系原料来使用。优选使用Μη为0.1质量%以下、Ta为0.005质 量%以下的Fe原料。 根据如上构成的本实施方式,由于作为不可避免的杂质所包含的C的含量为小于3质量 ppm、Mn的含量为20质量ppm以下、Ta的含量为1质量ppm以下,因此可抑制铜合金恪融液的液 相分离,并抑制包含Fe与C的铁合金粒子的形成,可大幅降低表面缺陷的产生。并且,可抑制 制品的形状不良。 以上,对本发明的实施方式的铜合金、铜合金薄板及铜合金的制造方法进行了说明,但 本发明并不限定于此,能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行适当变更。 例如熔解铜原料而生成铜熔融液,并对该铜熔融液中添加各种元素的情况进行了说 明,但并不限定于此,也可熔解废料原料等来进行成分制备。 并且,本实施方式中虽然对具备高温保持工序S02的情况进行了说明,但并不限定于 此,通过其他的手段来降低C的含量也可以。例如通过严选所使用的原料也可防止C元素的 混入。由于C元素由铁系原料等混入的可能性高,因此优选为严选铁系原料来使用。 而且,第三实施方式中,也可含有0.003质量%以上且0.5质量%以下的Ni和0.003质 量%以上且0.5质量%以下的Sn中的任一者或两者,进一步可在0.0007质量%以上0.5质 量%以下的范围内含有Mg、Ca、Sr、Ba、稀土类元素、21"、5;[、41、1^、11和&3中的至少一种或两 种以上。 实施例 以下,对为了确认本发明的效果而进行的确认实验的结果进行说明。 (实施例1) 准备由纯度为99.99质量%以上工含量为1质量??111以下的无氧铜(43了18152(:10100) 构成的铜原料,将其装入到氧化铝制坩埚内,并在Ar气氛下的高频熔炼炉中进行熔解。 在所得到的铜熔融液内,根据需要添加作为原料的纯铁、Cu-Zn母合金、Cu-Ni母合金、 011-311母合金、(]11-?母合金及1%、〇3、31'、1^、稀土类元素、21'、3;[、41、136、1';[、(]〇的原料或母合 金,在Ar气氛中以1200°C熔解,制备成如表1所示的成分组成,并浇注到水冷铜铸模中来制 造出铸锭。另外,各原料的C含量为10质量ppm以下。所制造出的铸锭的大
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