專(zhuān)利名稱(chēng)：沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于連接器材料等的銅合金，提供具有高強(qiáng)度、并同時(shí)具有優(yōu)異的沖壓落料性和彎曲加工性的鈦銅的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
鈦銅是通過(guò)固溶處理而形成過(guò)飽和固溶體，從該狀態(tài)在低溫下實(shí)施時(shí)效，作為準(zhǔn)穩(wěn)定相的調(diào)制結(jié)構(gòu)擴(kuò)展，通過(guò)在其擴(kuò)展階段的某個(gè)時(shí)期顯著硬化，從而具有次于銅合金中鈹銅合金的強(qiáng)度，具有超過(guò)鈹銅合金的應(yīng)力松弛特性，因此被用于連接器材料等。鈦銅近年來(lái)其需求存在日益增大的傾向，要求具有優(yōu)異的彎曲加工性、及進(jìn)一步的高強(qiáng)度化。為了應(yīng)對(duì)該需求，進(jìn)行了各種的關(guān)于鈦銅的進(jìn)一步的高強(qiáng)度化的研究開(kāi)發(fā)。
例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提出了在鈦銅中添加Cr、Zr、Ni及Fe的技術(shù)方案。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中提出了在鈦銅中添加Zn、Cr、Zr、Fe、Ni、Sn、In、P及Si的技術(shù)方案。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平6-248375號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)2002-356726號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容鈦銅在銅合金之中是金屬模具特別易磨損的合金，在鈦銅中添加第3元素組(Fe、Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B或P)，謀求由包含那些成分的第2相析出帶來(lái)的高強(qiáng)度化的現(xiàn)有技術(shù)中，由于析出物自身變硬，因此當(dāng)沖壓加工這樣的材料時(shí)，更易使金屬模具磨損的缺點(diǎn)突顯出來(lái)。即，繼續(xù)沖壓加工這樣高強(qiáng)度化了的鈦銅時(shí)，金屬模具很快地磨損，導(dǎo)致加工精度降低。因此，在窄間距連接器等的精密部件的加工中，不得不進(jìn)行下述應(yīng)對(duì)使金屬模具的更換頻度增加，或避免材料用于這樣的用途。
因此，本發(fā)明的目的在于，通過(guò)對(duì)添加第3元素從而高強(qiáng)度化了的鈦銅改善沖壓加工性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的彎曲加工性，來(lái)提供沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅。
本發(fā)明人著眼于剪切加工中的坯材的應(yīng)力分布受坯材的晶體取向影響的事實(shí)而刻苦研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)控制晶體取向，能夠改善沖壓落料性。另外，著眼于粗大的第2相粒子的存在、組織的不均勻招致彎曲加工性惡化的情況，研究了適當(dāng)?shù)牡?相粒子的分布形態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)為了有助于強(qiáng)度提高，同時(shí)不使彎曲加工性惡化，第2相粒子需要不分布在晶界，而是盡可能微細(xì)地均等分布在晶粒內(nèi)。
而且也查明如果是其組成含有第3元素的Cu-Ti-X系(X為第三元素)，則其生長(zhǎng)被抑制，易微細(xì)分散。
即，本發(fā)明如下(1)一種鈦銅，其特征在于，是含有2.0-4.0質(zhì)量％Ti和0.05-0.50質(zhì)量％Fe，余量為Cu的銅基合金，其中，其他雜質(zhì)元素的合計(jì)為0.01質(zhì)量％以下，X射線衍射強(qiáng)度比是I(311)/I(111)≥0.5。
(2)一種銅合金，其特征在于，是含有2.0-4.0質(zhì)量％Ti及合計(jì)0.05-0.50質(zhì)量％的Fe和選自Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P之中的1種以上，余量為Cu的銅基合金，其中，其他雜質(zhì)元素的合計(jì)為0.01質(zhì)量％以下，X射線衍射強(qiáng)度比是I(311)/I(111)≥0.5。
(3)一種銅合金，其特征在于，是含有2.0-4.0質(zhì)量％Ti及0.05-0.50質(zhì)量％的選自Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P之中的1種以上，余量為Cu的銅基合金，其中，其他雜質(zhì)元素的合計(jì)為0.01質(zhì)量％以下，X射線衍射強(qiáng)度比是I(311)/I(111)≥0.5。
(4)根據(jù)上述(1)所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，采用斷面顯微鏡觀察的面積0.01μm2以上的第2相粒子之中，其組成為Cu-Ti-Fe系的比例是50％以上。
(5)根據(jù)上述(2)-(3)中所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，采用斷面顯微鏡觀察的面積0.01μm2以上的第2相粒子之中，其組成為Cu-Ti-X系的比例是50％以上，其中，X為Fe、Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P之中的任意的元素。
(6)根據(jù)上述(1)-(5)中所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，采用斷面顯微鏡觀察的面積為0.01μm2以上的第2相粒子的平均粒徑是2.0μm以下。
(7)根據(jù)上述(1)-(6)中所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，關(guān)于采用斷面顯微鏡在各晶粒內(nèi)觀察的面積0.01μm2以上的第2相粒子的平均數(shù)密度，在晶粒間的變異系數(shù)Cv(標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值)是0.3以下。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于鈦銅，通過(guò)謀求第3元素組的含量的適當(dāng)化及晶體取向的適當(dāng)化，從而具有高強(qiáng)度、并實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的沖壓落料性，與此同時(shí)，通過(guò)控制第2相粒子分布，也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的彎曲加工性。因此，本發(fā)明的鈦銅，作為用于連接器材料等的銅合金，是具有高強(qiáng)度，并同時(shí)兼具沖壓落料性和彎曲加工性的沖壓加工性優(yōu)異的銅合金。


圖1是在沖壓落料加工中發(fā)生的龜裂的開(kāi)裂方式的概念圖。
圖2是在沖壓落料中發(fā)生的飛邊的說(shuō)明圖。
圖3是在評(píng)價(jià)時(shí)使用的金屬模具裝置形狀。
具體實(shí)施例方式
(1)關(guān)于合金組成在本發(fā)明中，將Ti定為2-4質(zhì)量％，當(dāng)Ti小于2質(zhì)量％時(shí)，得不到足夠的強(qiáng)度，相反當(dāng)超過(guò)4質(zhì)量％時(shí)，析出物易粗化，因此彎曲加工性劣化。Ti的最優(yōu)選的范圍是2.5-3.5質(zhì)量％。
在本發(fā)明中，規(guī)定了添加第3元素組，這些元素的效果通過(guò)微量的添加，即使在Ti充分固溶的高溫下進(jìn)行固溶處理，晶粒也不容易粗化，可得到微細(xì)的組織。在鈦銅中，這種效果最高的是Fe。Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P也可期待以Fe為基準(zhǔn)的效果，能夠?qū)⑻砑拥腇e的一部分置換成Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P。再有，單獨(dú)地添加這些元素也可看到同樣的效果，另外，也可以復(fù)合添加2種以上。Fe及這些元素合計(jì)含有0.01質(zhì)量％以上時(shí)，其效果顯現(xiàn)出來(lái)。另一方面，當(dāng)超過(guò)0.5質(zhì)量％時(shí)，使Ti的固溶限度減小，易析出粗大的第2相粒子，強(qiáng)度提高，但彎曲加工性劣化的弊端變得顯著。這些第3元素更優(yōu)選的含量范圍是Fe為0.17-0.23質(zhì)量％，Co、Ni、Cr、Si、V、Nb為0.15-0.25質(zhì)量％，Zr、B、P為0.05-0.10質(zhì)量％。
(2)關(guān)于晶體取向一般地延性越高，彎曲加工性越良好，當(dāng)延性低時(shí)，沖壓落料性變得良好。因此，認(rèn)為同時(shí)具有彎曲加工性和沖壓落料性是困難的。
另一方面，在銅合金的制造工序中，當(dāng)以高的加工度冷軋時(shí)，軋制織構(gòu)擴(kuò)展，I(110)變強(qiáng)。在該狀態(tài)下再結(jié)晶退火時(shí)，再結(jié)晶織構(gòu)擴(kuò)展，I(100)變強(qiáng)。冷軋加工的坯材缺乏延性，相反再結(jié)晶退火后的坯材軟而易延展。從這種關(guān)系出發(fā)，在現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)注I(100)和I(110)的關(guān)系的例子較多，并提出了這樣的方案為了使彎曲加工性良好，規(guī)定I(100)比I(110)強(qiáng)，相反為了使沖壓落料性良好，規(guī)定I(110)比I(100)強(qiáng)。
在本發(fā)明中，關(guān)注I(311)和I(111)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了以下的見(jiàn)解。再有，沒(méi)有關(guān)注I(311)和I(111)的關(guān)系的現(xiàn)有實(shí)例。
當(dāng)與I(111)比較，I(311)擴(kuò)展時(shí)，如圖1(a)所示，剪切加工時(shí)龜裂的發(fā)生角度，相對(duì)于坯材面接近于90°，據(jù)此直至斷裂的龜裂的擴(kuò)展變得順利。這種現(xiàn)象，當(dāng)I(311)/I(111)≥0.5時(shí)顯現(xiàn)出效果，但對(duì)坯材的強(qiáng)度、延性完全未造成影響。另一方面，如圖1(b)所示，當(dāng)龜裂的發(fā)生角度偏離90°時(shí)，在龜裂的擴(kuò)展中，坯材的塑性應(yīng)變區(qū)擴(kuò)展，沖壓性變差。另外，據(jù)此發(fā)生2次剪切面的情況也趕在一起，金屬模具易磨損。發(fā)現(xiàn)了不降低延性而只提高沖壓落料性的關(guān)系。
在本發(fā)明的合金系中，是I(311)/I(111)≥0.5，更優(yōu)選是I(311)/I(111)≥1.0，進(jìn)一步優(yōu)選是I(311)/I(111)≥1.5。
關(guān)于得到I(311)/I(111)≥0.5的所規(guī)定晶體取向的方法，由于通過(guò)在完全固溶了溶質(zhì)原子的狀態(tài)下冷軋，最終(311)面擴(kuò)展，因此在該第2相粒子完全固溶的熱處理?xiàng)l件下進(jìn)行在中間工序中的固溶處理。
(3)第2相粒子的組成構(gòu)成及分布形態(tài)作為得到良好的彎曲加工性的必要條件，本發(fā)明規(guī)定第2相粒子的組成構(gòu)成、平均粒徑、數(shù)密度的晶粒間的偏差。
一般地，第2相粒子中有爐材等的外來(lái)性的夾雜物、在熔化中生成的反應(yīng)生成物、在凝固中生成的結(jié)晶析出物、在退火中形成的析出物，但本發(fā)明的作為對(duì)象的合金系中，第2相粒子幾乎是在熱處理中形成的析出物。
如果第2相粒子是微細(xì)且均等地分散在晶粒內(nèi)的狀態(tài)，則有助于強(qiáng)度提高，另外，彎曲加工性也提高。當(dāng)粗化、或局部偏析分布時(shí)，就損害彎曲加工性。具體講，當(dāng)?shù)?相粒子的平均粒徑超過(guò)2μm、或進(jìn)行第2相粒子平均數(shù)密度的晶粒間的變異系數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值)超過(guò)0.3的分布時(shí)，就給彎曲加工性造成顯著的障礙。在此，所謂“粒徑”是指進(jìn)行斷面觀察時(shí)的圓等效直徑。所謂“圓等效直徑”是具有相同面積的正圓的直徑。
因此，為了得到在晶粒內(nèi)微細(xì)的第2相粒子均等地分散的狀態(tài)，在溶質(zhì)原子完全固溶的狀態(tài)下加熱，在略高于第2相粒子組成的固溶限度的溫度進(jìn)行最終的固溶處理是有效的。一般地，當(dāng)將均質(zhì)的α相加熱到與第2相的邊界線的溫度時(shí)，即使是平衡狀態(tài)，實(shí)際的區(qū)間也有搖擺，因此各處都頻繁地引起第2相的核生成和消失。在引起該現(xiàn)象的溫度下，即使再結(jié)晶，晶粒也難生長(zhǎng)。因此，如果是略高于Cu-Ti-X相(X為第三元素)的固溶限度，則得到Cu-Ti-X系的第2相粒子微細(xì)地分散的狀態(tài)，據(jù)此再結(jié)晶晶粒也細(xì)化。
而且，由于Cu-Ti-X系的第2相粒子自身具有比Cu-Ti系的第2相粒子難粗化的性質(zhì)，因此如果第2相粒子之中，Cu-Ti-X系的第2相粒子的個(gè)數(shù)為第2相粒子總體個(gè)數(shù)的50％以上，則在第2相粒子尺寸及其分布形態(tài)上，得到上述所希望的狀態(tài)，也得到微細(xì)的再結(jié)晶晶粒。Cu-Ti-X系的第2相粒子比Cu-Ti系的第2相粒子難粗化的性質(zhì)，在第2相粒子生長(zhǎng)時(shí)，后者只因Ti的擴(kuò)散而引起，而前者需要Ti和X兩方的擴(kuò)散才引起。該性質(zhì)即使是低溫也有效，Cu-Ti-X系的第2相粒子在最終工序的時(shí)效處理中也難粗化。由該事實(shí)出發(fā)，優(yōu)選在最終的固溶處理中，使第2相粒子組成盡可能多地為Cu-Ti-X系。
可是，在第2相粒子已經(jīng)析出的狀態(tài)下，無(wú)論采用怎樣的條件進(jìn)行最終固溶處理，已經(jīng)存在的第2相盡量生長(zhǎng)，因此得不到只有微細(xì)的第2相粒子均勻地分散的狀態(tài)。
因此，在最終固溶處理之前的熱處理工序中，必須使溶質(zhì)原子完全固溶。在此時(shí)刻，晶?？梢源只?，但對(duì)最終的晶粒粒徑?jīng)]有影響。在完全固溶了溶質(zhì)原子的狀態(tài)下冷軋后，在最終的固溶處理中同時(shí)進(jìn)行再結(jié)晶和第2相粒子的析出，由此得到微細(xì)而均質(zhì)的晶體組織。
(4)制造方法從以上看，制作本發(fā)明的合金的基本工序是“充分的固溶處理(第1次固溶處理)→冷軋(中間軋制)→在略高于析出的第2相粒子成分的固溶限度的固溶處理(最終(第2次)固溶處理)→光整冷軋(最終軋制)→時(shí)效”。
“第1次固溶處理”，是指最終軋制前的中間軋制前的固溶處理。熔煉成規(guī)定的成分后，鑄造，經(jīng)由熱軋，適當(dāng)?shù)刂貜?fù)冷軋、退火，直到變成所規(guī)定的厚度，再進(jìn)行第1次固溶處理，但也可以熱軋后馬上進(jìn)行第1次固溶處理。
另外，“第2次固溶處理”，是指最終軋制前的固溶處理，相當(dāng)于上述的最終固溶處理，在以下也表達(dá)為最終固溶處理。
以下作為本發(fā)明的實(shí)施方案，順序說(shuō)明其工序。
1)鑄錠制造工序在適當(dāng)量的Cu中添加0.01-0.50質(zhì)量％的作為第3元素組的選自Fe、Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P之中的1種以上，充分保持后添加2-4質(zhì)量％的Ti。
為了消除熔融殘留以使第3元素組有效地作用，必須充分地保持，另外，由于Ti比第3元素組易熔于Cu，因此在第3元素組熔化后添加為好。
在此，當(dāng)發(fā)生氧化物系的夾雜物時(shí)，就給坯材的強(qiáng)度和彎曲加工性也造成不良影響，因此為了防止該情況，優(yōu)選熔化和鑄造在真空中或惰性氣體氣氛中進(jìn)行。
2)鑄錠制造工序以后的工序在該鑄錠制造工序后，希望在900℃以上進(jìn)行3小時(shí)以上的均質(zhì)退火。在此時(shí)刻，希望完全消除凝固偏析和在鑄造中產(chǎn)生的結(jié)晶析出物，那是為了在后述的固溶處理中使第2相粒子微細(xì)且均勻地分散析出，對(duì)防止混合晶粒也有效果。之后，進(jìn)行熱軋，反復(fù)進(jìn)行冷軋和退火，進(jìn)行固溶處理。由于在中途的退火中，溫度低時(shí)就形成第2相粒子，因此在該第2相粒子完全固溶的溫度下進(jìn)行。如果是未添加第3元素組的普通的鈦銅，則其溫度為800℃即可，但添加了第3元素組的鈦銅，優(yōu)選其溫度為900℃以上。那時(shí)的升溫速度和冷卻速度也極力加快，以避免第2相粒子析出。通過(guò)在完全固溶了溶質(zhì)原子的狀態(tài)下冷軋，最終(311)面擴(kuò)展。再有，在即將固溶處理前的冷軋中，其加工度越高，在固溶處理中的第2相粒子的析出就越均勻且微細(xì)。
3)最終固溶處理如果快速加熱到第2相粒子組成的固溶限度的溫度，冷卻速度也加快，則抑制粗大的第2相粒子發(fā)生。另外，在固溶溫度下的加熱時(shí)間短時(shí)，能夠使晶粒細(xì)化。由于在此時(shí)刻在晶界上產(chǎn)生的第2相粒子在最終的時(shí)效時(shí)生長(zhǎng)，因此在此時(shí)刻的第2相粒子盡量少、小為好。
4)最終的冷軋·最終的時(shí)效處理上述固溶處理后，進(jìn)行冷軋和時(shí)效處理。關(guān)于冷軋，優(yōu)選加工度25％以下。因?yàn)榧庸ざ仍礁?，在接下?lái)的時(shí)效處理中越易引起晶界析出。
關(guān)于時(shí)效處理，越是低溫，越能抑制在晶界上的析出。即使是得到相同強(qiáng)度的條件，低溫長(zhǎng)時(shí)間也比高溫短時(shí)間更能夠抑制晶界析出。在現(xiàn)有技術(shù)中，在認(rèn)為是適當(dāng)范圍的420-450℃下，隨著時(shí)效進(jìn)行，強(qiáng)度提高，但易發(fā)生晶界析出，即使一點(diǎn)點(diǎn)的過(guò)時(shí)效，都使彎曲加工性降低。根據(jù)添加元素的不同，適當(dāng)?shù)臅r(shí)效條件也不同，但最高為380℃×3h，如果是低的溫度，則加熱時(shí)間也可以延長(zhǎng)為360℃×24h。
實(shí)施例下面說(shuō)明實(shí)施例。
在制造本發(fā)明例的銅合金時(shí)，由于活性金屬Ti作為第2成分而添加，因此在熔煉時(shí)使用了真空熔化爐。另外，為了防止發(fā)生由在本發(fā)明所規(guī)定元素以外的雜質(zhì)元素的混入而導(dǎo)致的預(yù)料外的副作用，原料嚴(yán)格選擇、使用了純度比較高的原料。
首先，關(guān)于實(shí)施例1-7和比較例8-12，配合主原料Cu和Ti及添加元素(Fe、Co、Ni、Cr、Si、V、Nb、Zr、B和P)，使得達(dá)到表1所示的組成，并熔化。為了消除熔融殘留以使第3元素組有效地作用，充分地保持，然后添加Ti。將它們?cè)贏r氣氛中澆注到鑄模中，分別制造了約2kg的鑄錠。
在上述鑄錠上涂布抗氧化劑，常溫干燥24小時(shí)后，進(jìn)行950℃×12小時(shí)的加熱，進(jìn)行熱軋，得到板厚10mm的板。然后，為了抑制偏析，再涂布抗氧化劑后，進(jìn)行950℃×2小時(shí)的加熱，水冷。在此，水冷是為了盡可能固溶化，涂布抗氧化劑是為了盡可能防止晶界氧化和從表面進(jìn)入的氧與添加元素成分反應(yīng)形成夾雜物的內(nèi)部氧化。各熱軋板分別通過(guò)機(jī)械磨削和酸洗而去氧化皮后，冷軋到板厚0.2mm。然后，插入到能夠快速加熱的退火爐中，以升溫速度50℃/秒加熱到第2相粒子組成的固溶限度的溫度(例如當(dāng)Ti和Fe的添加量分別是3質(zhì)量％、0.2質(zhì)量％時(shí)，為800℃)，保持2分鐘后水冷。然后酸洗，去氧化皮后，冷軋，制成板厚0.15mm，在惰性氣體氣氛中時(shí)效，制成發(fā)明例的試驗(yàn)片。關(guān)于比較例的試驗(yàn)片，No.8-11是進(jìn)行了成分調(diào)整而得到的，No.12-14是調(diào)整了在本發(fā)明中為重要工序的中間固溶處理工序的條件而得到的。


首先，關(guān)于各個(gè)試驗(yàn)片，通過(guò)XRD求出(111)和(311)的衍射強(qiáng)度，從而求出I(311)/I(111)。
另外，關(guān)于第2相粒子的分布形態(tài)，使用場(chǎng)致發(fā)射型俄歇電子光譜分析裝置(FE-AES)和與之聯(lián)動(dòng)的圖像處理裝置評(píng)價(jià)。即，測(cè)定單位掃描視場(chǎng)上存在的面積0.01μm2以上的第2相粒子全部的個(gè)數(shù)，由其總數(shù)(S)和組成為Cu-Ti-Fe系或Cu-Ti-X系的第2相粒子的總計(jì)(Sx)求出A值(Sx÷S×100)。同樣，平均任意的第2相粒子5000個(gè)的面積，將其圓等效直徑作為第2相粒子的平均粒徑D。而且，對(duì)于來(lái)自晶?？傮w的任意的晶粒100個(gè)，求出各自晶粒內(nèi)存在的第2相粒子的個(gè)數(shù)除以各自晶粒面積的值(平均數(shù)密度)，求出其變異系數(shù)Cv(標(biāo)準(zhǔn)偏差÷平均值)。表2表示出各自試驗(yàn)片的I(311)/I(111)、A值、D、Cv。


接著，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測(cè)定0.2％屈服強(qiáng)度，進(jìn)行W彎曲試驗(yàn)，測(cè)定未發(fā)生裂紋的最小半徑(MBR)對(duì)板厚(t)的比MBR/t值。
關(guān)于金屬模具磨損性，實(shí)際上用連續(xù)壓力機(jī)進(jìn)行一定次數(shù)的落料，測(cè)定根據(jù)金屬模具的磨損狀況而變化的切斷部的飛邊高度和斷裂面比率而評(píng)價(jià)。在此，所謂飛邊高度是圖2所示的凸起部的高度，隨著金屬模具磨損，飛邊變高。另外，隨著金屬模具磨損，圖2所示的剪切面的比例變多，即斷裂面比率h2/(h1+h2)變小。
其他的沖壓條件如下。
金屬模具工具材料SKD11，間隙10μm，沖程200rpm，圖2示出評(píng)價(jià)所使用的金屬模具裝置形狀。它是單邊約5mm的正方形，四個(gè)角的曲率不同，各自的曲率半徑是0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm。由于曲率半徑越小，在剪切加工時(shí)越產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此易磨損?？墒?，曲率半徑越小，切斷面形狀越分散，難以觀察。另外，沖壓加工后的孔部和落料部比，落料側(cè)易觀察?？紤]以上情況，本次的評(píng)價(jià)觀察了落料側(cè)的曲率半徑為0.1mm的正方形。為了避開(kāi)對(duì)沖壓落料性造成影響的坯材以外的因素，在無(wú)潤(rùn)滑情況下落料，落料十萬(wàn)次時(shí)，坯材間的差異變得顯著，因此采用那時(shí)的值作為評(píng)價(jià)值。飛邊高度用激光位移計(jì)測(cè)定，斷裂面比率經(jīng)光學(xué)顯微鏡的斷面觀察而測(cè)定。


由表3明確判明在各發(fā)明例中，0.2％屈服強(qiáng)度均是850MPa以上，MBR/t值均為2.0以下，無(wú)潤(rùn)滑落料10萬(wàn)次后的斷裂面比率為0.10以上，飛邊高度為40μm以下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度和優(yōu)異的彎曲加工性及沖壓落料性。在發(fā)明例No.3-7中，通過(guò)使Ti的添加量為特別優(yōu)選的范圍(2.5-3.5質(zhì)量％)，0.2％屈服強(qiáng)度顯著提高，達(dá)到900MPa以上。發(fā)明例No.5以外的發(fā)明例，對(duì)于第2相粒子的分布形態(tài)，表示Cu-Ti-X系粒子的存在比率的A值、平均粒徑D、表示分布位置的均勻性的Cv為優(yōu)選的值，因此彎曲加工性提高。發(fā)明例1-2和5-7的I(311)/I(111)達(dá)到更優(yōu)選的范圍，因此沖壓加工性進(jìn)一步提高。
發(fā)明例No.5，對(duì)于第2相粒子的分布形態(tài)，由于第三元素的添加量少，因此Cu-Ti-X系粒子的存在比率變?yōu)?0％以下，彎曲加工性比其他發(fā)明例差。
另一方面，比較例No.8，由于Ti的添加量小于2.0質(zhì)量％，因此得不到足夠的0.2％屈服強(qiáng)度。相反，比較例No.9，由于Ti的添加量超過(guò)4.0質(zhì)量％，因此彎曲加工性惡化。比較例No.10，由于未添加在本發(fā)明中規(guī)定的第3元素組，因此強(qiáng)度和彎曲加工性差。相反，在比較例No.11中，由于第3元素組的添加量的合計(jì)值超過(guò)0.5質(zhì)量％，因此第2相粒子過(guò)度析出，彎曲加工性惡化。在中間冷軋前進(jìn)行的固溶處理中，比較例No.12使均熱溫度低，No.13使升溫速度慢，No.14使冷卻速度慢。具體講，No.12的均熱溫度是800℃，No.13的升溫速度為5℃/sec，No.14的冷卻速度是30℃/sec。都在Cu-Ti-X系的析出物殘存的狀態(tài)下進(jìn)行中間冷軋，最終I(311)/I(111)變得小于0.5，沖壓落料性降低。
權(quán)利要求
1.一種沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，是含有2.0-4.0質(zhì)量％Ti和0.05-0.50質(zhì)量％Fe，余量為Cu的銅基合金，其中，其他雜質(zhì)元素的合計(jì)為0.01質(zhì)量％以下，X射線衍射強(qiáng)度比滿足I(311)/I(111)≥0.5。
2.一種沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，是含有2.0-4.0質(zhì)量％Ti及合計(jì)0.05-0.50質(zhì)量％的Fe和選自Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P之中的1種以上，余量為Cu的銅基合金，其中，其他雜質(zhì)元素的合計(jì)為0.01質(zhì)量％以下，X射線衍射強(qiáng)度比滿足I(311)/I(111)≥0.5。
3.一種沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，是含有2.0-4.0質(zhì)量％Ti及0.05-0.50質(zhì)量％的選自Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P之中的1種以上，余量為Cu的銅基合金，其中，其他雜質(zhì)元素的合計(jì)為0.01質(zhì)量％以下，X射線衍射強(qiáng)度比滿足I(311)/I(111)≥0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，采用斷面顯微鏡觀察的面積0.01μm2以上的第2相粒子之中，其組成為Cu-Ti-Fe系的比例是50％以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-3中所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，采用斷面顯微鏡觀察的面積0.01μm2以上的第2相粒子之中，其組成為Cu-Ti-X系的比例是50％以上，其中，X為Fe、Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Zr、B、P之中的任意的元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，采用斷面顯微鏡觀察的面積為0.01μm2以上的第2相粒子的平均粒徑是2.0μm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中所述的沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅，其特征在于，關(guān)于采用斷面顯微鏡在各晶粒內(nèi)觀察的面積0.01μm2以上的第2相粒子的平均數(shù)密度，在晶粒間的變異系數(shù)Cv(標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值)是0.3以下。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，通過(guò)對(duì)添加第3元素從而高強(qiáng)度化了的鈦銅改善沖壓落料性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的彎曲加工性，來(lái)提供沖壓加工性優(yōu)異的鈦銅。本發(fā)明的銅合金，其特征在于，是含有2.0－4.0質(zhì)量％Ti和0.05－0.50質(zhì)量％Fe的銅基合金，其中，其他雜質(zhì)元素的合計(jì)為0.01質(zhì)量％以下，X射線衍射強(qiáng)度比滿足I(311)/I(111)≥0.5。
文檔編號(hào)C22F1/08GK1834273SQ200610067900
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者菅原保孝, 深町一彥 申請(qǐng)人:日礦金屬株式會(huì)社