本發明涉及一種適用于自動調焦攝像機模塊等的導電性彈簧材料、且具備優異的強度的cu-ti系合金箔。

背景技術：

一般手機的相機鏡頭部使用的是被稱為自動調焦攝像機模塊的電子部件。手機攝像頭的自動調焦功能，一方面通過自動調焦攝像機模塊中使用的材料的彈力，使鏡頭向一定方向移動，另一方面通過在卷繞在周圍的線圈中流過電流，利用產生的電磁力使鏡頭向與材料的彈力作用方向相反的方向移動。通過類似上述的機構使攝像頭驅動并發揮自動調焦功能(如專利文獻1、2)。

因此，自動調焦攝像機模塊中使用的銅合金箔需要有能承受因電磁力造成的材料變形程度的強度。如果強度低，則材料無法承受因電磁力造成的移位，發生永久變形(松弛)，卸載電磁力之后無法回到初始位置。一旦發生松弛，當一定的電流流過時，鏡頭無法移動到期望的位置從而無法發揮自動調焦功能。

自動調焦攝像機模塊中使用了箔厚為0.1mm以下，具有抗拉強度1100mpa的抗拉強度或0.2％屈服強度的cu-ni-sn系合金箔。但是隨著近年來節約成本的要求，比起cu-ni-sn系銅合金箔人們更愿意使用材料價格相對便宜的鈦銅箔，這種需求正在日漸增多。

另一方面，鈦銅箔的強度比cu-ni-sn系銅合金箔低，存在松弛的問題，因此需要其高強度化。作為改善鈦銅的強度的技術，可參考專利文獻3～6中記載的內容等。專利文獻3記載了在最終再結晶退火中調整平均結晶粒徑，之后依次進行冷軋、時效處理的方法。專利文獻4記載了固溶處理后，依次進行冷軋、時效處理、冷軋的方法。專利文獻5記載了如下一種方法：進行熱軋及冷軋之后，進行固溶處理，即在750～1000℃的溫度區間內保持5秒～5分鐘，之后，通過依次進行軋制率為0～50％的冷軋、300～550℃的時效處理、以及圧延率0～30％的精加工冷軋，調整板面中的{420}的x射線衍射強度。專利文獻6提出了如下一種方法：通過在規定的條件下依次進行第一固溶處理、中間軋制、最終固溶處理、退貨、最終冷軋、以及時效處理，調整軋制面中的{220}的x射線衍射強度的半值寬度。

此外，由于不僅要提高強度，還要抑制松弛的發生，因此專利文獻7還提出了減小表面粗糙度、專利文獻8提出了調整結晶方位、專利文獻9提出了縮小楊氏模量。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-280031號公報

專利文獻2：日本特開2009-115895號公報

專利文獻3：日本特許第4001491號公報

專利文獻4：日本特許第4259828號公報

專利文獻5：日本特開2010-126777號公報

專利文獻6：日本特開2011-208243號公報

專利文獻7：日本特許第5723849號公報

專利文獻8：日本特許第5526212號公報

專利文獻9：日本特開2014-074193號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

專利文獻3～6的說明書中記載的實施例和比較例中，可以看到幾個具有1100mpa以上的0.2％屈服強度的鈦銅。但是，由這些專利文獻3～6中提出的現有技術可知，增加負重使材料變形之后除去負重，會變得松弛，僅憑高強度無法作為自動調焦攝像機模塊等的導電性彈簧材料使用。

而且，專利文獻7～9中，分別提出了著眼于松弛課題、并抑制該松弛發生的方法。但是，專利文獻7～9的技術方案中，關于箔厚在0.1mm以下時薄的鈦銅箔無法發揮其所預期的程度的效果。即，盡管專利文獻7～9的方案技術在箔厚超過0.1mm時能夠發揮較大的效果，但是箔厚超過0.1mm的物質也不能發揮從箔厚超過0.1mm的物質所能預測到的那種程度的充分效果。

本發明旨在解決上述問題，目的是提供一種鈦銅箔及其制造方法，即使是箔厚為0.1mm以下的薄的物質作為彈簧使用時其松弛性也較小，適合作為用于自動調焦攝像機模塊等的電子設備部件的導電性彈簧材料使用。

解決問題的手段

發明人得出，即使使用類似現有技術的控制松弛的手段，箔厚較薄的鈦銅箔中有無發生松弛也會受箔厚本身的影響，因此與厚度厚的物質相比，通過這種手段發揮的效果更小。因此，本發明人導出一種即使是厚度較薄的鈦銅箔，通過減小箔厚的變化，在作為彈簧使用時能夠將松弛的發生控制在最小限度。

另外還得出，這種箔厚變化小的鈦銅箔，跟以前一樣在依次進行熱軋、第一冷軋、固溶處理和第二冷軋時，通過固溶處理使晶粒粗大化，同時固溶處理之后進行固溶后加熱處理適當使其硬化，之后再進行第二冷軋而得到。

基于上述知識，本發明的鈦銅箔含有1.5～5.0質量的ti，余量由銅和不可避免的雜質構成，箔厚為0.1mm以下，在與軋制方向平行的方向以60mm的間隔并列的5個測量點的箔厚的變化為0.0μm～1.0μm。

因此，上述鈦銅箔優選在與軋制方向平行的方向上的抗拉強度為1100mpa以上。

另外，上述鈦銅箔，還含有總量為0～1.0質量％的選自al、ag、b、co、fe、mg、mn、mo、ni、p、si、cr以及zr中的一種以上的元素。

而且本發明的鈦銅箔的制造方法包括如下步驟：鑄造含有1.5～5.0質量％的ti且余量由銅和不可避免的雜質構成的鑄錠，針對所述鑄錠；以及，針對所述鑄錠依次進行熱軋、第一冷軋、將平均晶粒直徑調整為100～160μm的固溶處理、將相對于固溶處理后的抗拉強度的抗拉強度的增量調整為100～240mpa的固溶后加熱處理、第二冷軋、以200～450℃的溫度加熱2小時～20小時的時效處理。

而且，該制造方法中，優選將第二冷軋下的壓下率設定為55％以上。

而且，該制造方法，還能夠包括在時效處理后、使壓下率設定為35％以上的第三冷軋。

發明效果

根據本發明，提供一種鈦銅箔，其通過將在與軋制方向平行的方向上以60mm的間隔并列的5個測量點的箔厚的變化設定為0.0μm～1.0μm，即使是箔厚為0.1mm以下的薄物質，在作為彈簧使用時的松弛性也較小。這種鈦銅箔，適合作為用于自動調焦攝像機模塊等的電子設備部件中使用的導電性彈簧材料使用。

附圖說明

圖1是表示測量實施例的松弛量的方法的示意圖。

具體實施方式

以下對本發明的實施方式進行詳細說明。

本發明的一個實施方式中的鈦銅箔含有1.5～5.0質量％的ti，余量由銅和不可避免的雜質構成，在與軋制方向平行的方向上以60mm的間隔并列的5個測量點的箔厚的變化為0.0μm～1.0μm。

(ti濃度)

在本發明涉及的鈦銅箔中，設定ti濃度為1.5～5.0質量％。鈦銅通過固溶處理使ti固溶到cu基體中，通過時效處理使微細的析出物分散在合金中，由此提升強度和導電率。

如果ti濃度不滿1.5質量％，則析出物的析出會不充分從而難以得到期望的強度。如果ti濃度超過5.0質量％，則加工性變差，在軋制時材料容易破損。考慮到強度及加工性的平衡，優選濃度為2.9～3.5質量％。

(其他添加元素)

本發明涉及的鈦銅箔中，含有總量為0～1.0質量％的選自al、ag、b、co、fe、mg、mn、mo、ni、p、si、cr以及zr中的一種以上的元素，以此能夠進一步提高強度。上述元素的總含有量為0，也就是可以不包含上述元素。將上述元素的總含有量的上限設定為1.0質量％，是因為如果超過1.0質量％，則加工性變差，熱軋時材料容易破損。

(抗拉強度)

作為自動調焦攝像機模塊的導電性彈簧材料等優選的鈦銅，所需要的抗拉強度為1100mpa以上，更優選1300mpa以上。在本發明中，測量與鈦銅箔的軋制方向平行的方向上的抗拉強度，抗拉強度以jisz2241(金屬材料抗拉試驗方法)為基準進行測量。

(箔厚變化)

在本發明的鈦銅箔中，在與軋制方向平行的方向上，以60mm的間隔連續地設定5個測量點，對所述5個測量點的箔厚進行測量時，其箔厚變化為0.0μm～1.0μm。

此處，箔厚變化的定義為，通過在軋制方向上以60mm間隔隔開且并列的5個測量點對箔厚進行測量，由此得到的5個箔厚數據的最大值和最小值的差。通過減小箔厚變化，能夠提高耐松弛的特性。至少進行一次上述這樣的在5個測量點進行的箔厚測量，通過該至少一次的測量，如果5個測量點的箔厚變化在0.0μm～1.0μm內，則包含于本發明中。

(銅箔的厚度)

在本發明的鈦銅箔的一個實施方式中，箔厚為0.1mm以下，典型的實施方式中箔厚為0.018mm～0.08mm，更典型的實施方式中箔厚為0.02mm～0.05mm。

(制造方法)

當制造如上所述的鈦銅箔時，首先在熔解爐中使電解銅、ti等原料熔解，得到期望的組合熔液。然后將該熔液鑄造為鑄錠。為防止鈦的氧化磨耗，優選在真空中或惰性氣體氛圍中進行熔解和鑄造。之后，對于鑄錠，典型地，按照熱軋、第一冷軋、固溶處理、固溶后加熱處理、第二冷軋、時效處理、第三冷軋、防銹處理，得到具有預期的箔厚和特性的箔。

熱軋及之后的第一冷軋的條件為，在制造鈦銅時采用的慣例條件進行即可，此處沒有什么特別的要求。而且，關于固溶處理按照慣例條件進行即可，例如能夠在700～1000℃下進行5秒～30分鐘。

固溶處理中，為調整平均晶粒直徑，優選溫度范圍為800℃～950℃，而且，優選時間范圍為120秒(2分鐘)～300秒(5分鐘)。但是，作為能夠調整平均晶粒直徑的溫度和時間，也可以脫離上述優選范圍。

固溶處理中調整的平均晶粒直徑為100～160μm。如果該平均晶粒直徑低于100μm，則之后的冷軋中箔厚變化超過1.0μm。當平均晶粒直徑超過160μm時，盡管之后的冷軋中的箔厚變化減小，但是表面會生成厚的氧化膜和內部氧化層，難以清除。另外，降低箔厚變化的效果為，當固溶處理中調整的平均晶粒直徑超過160μm時飽和。

就平均晶粒直徑而言，對板面(軋制面)拋光之后進行蝕刻，并通過光學顯微鏡觀察上述面，通過jish0501的切斷法對100個晶粒進行測量。

在固溶處理之后緊接著進行的固溶后加熱處理中，調整抗拉強度的增量。固溶后加熱處理是對進行過固溶處理的鈦銅合金進行加熱并使其時效硬化。從時效硬化的目的來看，固溶后加熱處理在低于固溶處理溫度的溫度下進行。固溶后加熱處理優選的溫度范圍為600～700℃，或者優選時間范圍為120秒～300秒(5分鐘)。但是，如果是能夠調整抗拉強度的增量的溫度和時間，也可以是優選范圍之外的范圍。

通過固溶后加熱處理調整的抗拉強度的增量為100～240mpa。當抗拉強度的增量低于100mpa時，之后的冷軋中箔厚變化超過1.0μm。當抗拉強度的增量超過240mpa時，之后的冷軋中的箔厚變化變小，但由于加工硬化，冷軋持續進行本身就存在困難。另外，降低箔厚變化的效果為，通過固溶處理后進行的加熱處理進行調整的抗拉強度的增量超過240mpa時飽和。

抗拉強度的增量為固溶后加熱處理的前后的抗拉強度的增量，能夠通過下面的公式算出。

抗拉強度的增量＝固溶后加熱處理后的抗拉強度-固溶處理后(固溶后加熱處理前)的抗拉強度

為得到上述強度，優選將第二冷軋的壓下率設定為55％以上，更優選60％以上、更優選65％以上。當該壓下率不滿55％時，很難得到1100mpa以上的抗拉強度。從作為本發明的目的的強度的觀點來看，壓下率的上限沒什么特別的規定，但是工業上不會超過99.8％。

時效處理的加熱溫度設定為200～450℃以上，加熱時間設定為2小時～20小時。加熱溫度不滿200℃或者超過450℃時，難以得到1100mpa以上的抗拉強度。加熱時間不滿2小時或超過20小時時，難以得到1100npa以上的抗拉強度。

第三冷軋的壓下率，優選設定為35％以上。更優選設定為40％以上，更優選設定為45％以上。該壓下率不滿35％時，難以得到1100mpa以上的抗拉強度。壓下率的上限從作為目的的強度方面來看沒有什么特別的規定，但是工業上不會超過99.8％。另外，第三冷軋在不追求那么高的強度使用時能夠省略。

另外，一般熱處理后除去在表面生成的氧化皮膜或氧化物層，對表面進行酸洗或拋光等。本發明中也能夠在熱處理后進行表面酸洗或拋光。

(用途)

本發明的鈦銅箔沒有限定，但是適合作為開關、連接器、插口、端子、繼電器等電子設備部件的材料使用，特別是適合作為自動調焦攝像機模塊等電子設備部件中使用的導電性彈簧材料使用。

【實施例】

接下來通過實際制作本發明的鈦銅箔、并對其性能進行評價，以下對此進行說明。但是，此處的說明，僅僅是出于舉例的目的，并非是要被其限制。

以含有規定的濃度的ti，余量由銅和不可避免的雜質構成的合金作為實驗材料，并調查此種材料的特性。

<制造條件>

試驗品的制造按以下進行。首先在真空熔解爐中熔解電解銅，以規定的ti濃度制造厚度為30mm的鑄錠。

在950℃下對該鑄錠加熱3小時，進行熱軋以軋制至厚度為10mm。通過磨床除去熱軋時生成的氧化皮并進行研磨。另外，該研磨后的厚度為9mm。之后，實施第一冷軋，并軋制至厚度為1.5mm。之后的固溶處理中，向升溫至800～950℃的電爐中裝入試料，并保持120秒～300秒(5分鐘)之后，向水槽放入樣本并快速冷卻。固溶處理后進行固溶處理后加熱處理。在固溶處理后加熱處理中，向升溫至600～700℃的電爐中裝入樣本，并保持120秒～300秒(5分鐘)之后，向水槽放入樣本進行急速冷卻。然后，進行第二冷軋，此處壓下率98％時將箔厚軋制至0.03mm。之后，作為時效處理，在300℃下加熱10小時。此處，時效處理的該溫度可選擇時效后的抗拉強度。另外，未進行第三冷軋。

針對按上面所制作的樣本，以下分別對其進行評價。

<箔厚變化>

對以60mm間隔在軋制方向連續的5點進行箔厚測量，計算5個數據的最大值和最小值的差并將該值作為箔厚變化。作為測量箔厚的設備，使用廠商為株式會社尼康、產品名為數字微型(digimicro)，機型為nikonmh-15m的產品。箔厚以亞微米(0.1μm單位)進行測量。

<松弛>

選取寬度為10mm的長方形樣本，使長邊方向與軋制方向平行。長方形樣本選取在軋制方向以60mm間隔連續的5個部位，并作為5個長方形樣本。然后，如圖1所示，固定樣本的一端，在距離該固定端l的位置，以1mm/分鐘的移動速度對將尖端加工成刀刃的沖床進行按壓，在賦予樣本距離d的偏移之后使沖床回到初始位置并卸載。卸載之后，求取松弛量δ。分別對5個長方形樣本進行上述測量，并得到5個松弛量δ。將5個松弛量δ中最高的松弛量δ作為測量值。

試驗條件為：當樣本的箔厚為0.05mm以下時，l＝3mm、d＝2mm；箔厚比0.05mm更厚時，l＝5mm、d＝4mm。而且，松弛量通過0.01mm的分辨率測量，未能檢測出松弛量時記為＜0.01mm。

將上述評價結果與規定的制造條件同時顯示在表1中。

【表1】

【表2】

本發明的范圍內的發明例1～25的0.2％屈服強度為1100mpa以上，箔厚變化為0.0μm～1.0μm的小數值，松弛量為不滿0.01mm的低數值，均顯示了良好的特性。

另一方面，比較例1～3中，脫離了固溶處理的優選范圍，因此平均晶粒直徑不滿100μm，原因是箔厚變化的增加，顯示松弛量為0.02mm以上的高數值。

比較例4～6中，脫離了固溶話處理的優選范圍，固溶后加熱處理前后的抗拉強度的增量不滿100mpa，箔厚變化為超過1.0μm的高數值，松弛量為0.02mm以上的高數值。

比較例7中，由于未進行固溶后加熱處理，因此固溶后加熱處理前后的抗拉強度的增量為零，箔厚變化為超過1.0μm的高數值，顯示松弛量為0.06mm的高數值。

比較例8中，由于脫離了固溶處理優選的范圍，以及未進行固溶后加熱處理，因此箔厚變化為超過1.0μm的高數值，顯示松弛量為0.08mm的高數值。

比較例9中，由于ti成分脫離下限而使抗拉強度降低。

比較例10和11中，由于ti成分或次要成分脫離上限，而在熱軋中發生破損從而無法進行加工。