專利名稱:銅合金板材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及銅合金板材及其制造方法,詳細而言,本發(fā)明涉及適用于例如引線框架、連接器、端子材料、繼電器、開關(guān)、插座、發(fā)動機等車載部件用或者電氣電子設(shè)備用部件的銅合金板材及其制造方法。
背景技術(shù):
對于用于車載部件用或電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料、繼電器、開關(guān)、插座等用途的銅合金板材,要求導電率、耐力(降伏應(yīng)力)、拉伸強度、彎曲加工性及抗應(yīng)力松弛特性。近年來,隨著電氣電子設(shè)備的小型化、輕量化、高性能化、高密度安裝化及使用環(huán)境的高溫化,對這些部件所要求的水平正在提高。在礦物資源減少和部件的輕量化的背景下,正在進行用于部件的銅合金材料(例如板材)的薄壁化,為了保持彈簧接觸壓力,使用了強度比以往高的銅合金板材。一般而言,彎曲加工性與強度存在權(quán)衡關(guān)系,因此若按照如以往的彎曲半徑對高強度的銅合金板材進行加工,則有時會產(chǎn)生裂紋。特別對于車載端子及電子設(shè)備用途的連接器等,多數(shù)情況下需要180°彎曲成U字型的設(shè)計。該情況下,在彎曲部的外側(cè)施加有較大的應(yīng)力,因此在彎曲加工性低的銅合金板材上 會產(chǎn)生裂紋,并且會產(chǎn)生由連接器的接觸壓力下降而導致的導通障礙。因此,進行了如下的設(shè)計變更:在進行180°彎曲的銅合金板材的內(nèi)側(cè)實施2處以上的切口加工、或采用較大的內(nèi)側(cè)彎曲半徑。因此,無法兼顧壓力成本的降低和電子設(shè)備部件的小型化。最近,隨著連接器等電子部件的小型化的進行,端子的尺寸精度及壓力加工的公差變得更加嚴格。通過降低銅合金板材的楊氏模量,能夠減少波及連接器接觸壓力的尺寸變動的影響,因此部件的設(shè)計變得容易。由此,對于銅合金部件要求楊氏模量(縱向彈性模量)低,要求楊氏模量為120GPa以下,撓曲系數(shù)為105GPa以下的銅合金板材。為了提高銅合金板材的彎曲加工性,提出有通過控制晶體取向來解決的方案。例如,專利文獻I中提出了一種彎曲加工性優(yōu)異的銅合金板材,其中,Cu-N1-Si系銅合金具有晶粒直徑和來自{311}、{220}、{200}面的X射線衍射強度滿足某一條件的晶體取向。另夕卜,專利文獻2中提出了一種彎曲加工性優(yōu)異的銅合金板材,其中,Cu-N1-Si系銅合金具有來自{200}面以及{220}面的X射線衍射強度滿足某一條件的晶體取向。進一步,專利文獻3中提出一種彎曲加工性優(yōu)異的銅合金板材,其中,在Cu-N1-Si系銅合金中Cube取向{100}〈001〉的比例為50%以上。另外,提出有改變銅合金的楊氏模量的方案。例如,專利文獻4中提出有通過相互重疊合計100層以上的銅合金層和鐵合金層來改變楊氏模量的方法。進一步,提出有提高相對于含有微量銀的銅合金箔的壓延方向為45°方向的楊氏模量的方法(例如參照專利文獻5)、和通過添加大量Zn以及對Sn量進行控制來減小銅合金板材的楊氏模量的方法(例如參照專利文獻6、7)?,F(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻專利文獻1:日本特開2006-009137號公報專利文獻2:日本特開2008-013836號公報專利文獻3:日本特開2006-283059號公報專利文獻4:日本特開2005-225063號公報專利文獻5:日本特開2009-242846號公報專利文獻6:日本特開2001-294957號公報專利文獻7:日本特開2003-306732號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是,在專利文獻1、2所述的發(fā)明中,{220}和{311}等特定原子面的基于X射線衍射的分析中,只不過是著眼于廣闊的晶體取向的分布中的極小一部分的特定的面,有時即使進行這些取向控制也無法說是充分的。另外,在專利文獻3所述的發(fā)明中,通過降低固溶化熱處理后的壓延加工率來實現(xiàn)晶體取向的控制,但在該情況下,存在彎曲性的改善效果不充分的情況。近年來,需要電氣電子設(shè)備的小型化、高性能化、高密度安裝化等,要求比專利文獻I 3所述的發(fā)明中設(shè)想的彎曲加工性更高的彎曲加工性。在這些文獻所述的發(fā)明中,難以滿足該特性。 另外,在專利文獻4所述的發(fā)明中,除了導電率低,還存在鐵合金層的腐蝕問題、和實施鍍覆時的均勻性不充分等問題,對于作為部件來使用無法說是充分的。進一步,在通常情況下,連接器等端子相對于壓延方向平行或垂直地作為部件取用。因此,如專利文獻5所述的發(fā)明那樣,提高相對于銅合金箔的壓延方向為45°方向的楊氏模量的方法無法說是實用的。另外,在專利文獻6中,通過制造Zn的添加量為23質(zhì)量% 28質(zhì)量%的Cu-Zn-Sn系合金來使楊氏模量下降到規(guī)定值以下,伸展方向和直角方向的楊氏模量為130kN/mm2以下。專利文獻7中,通過制造Zn的添加量超過15質(zhì)量%且小于等于35質(zhì)量%的Cu-N1-Sn-Zn系合金來使楊氏模量為115kN/mm2以下。專利文獻6、7所述的發(fā)明中,需要使大量的Zn固溶,因此導電率下降,無法用于電氣電子設(shè)備的部件。鑒于如上所述的課題,本發(fā)明的課題在于,提供一種銅合金板材及其制造方法,所述銅合金板材彎曲加工性優(yōu)異、并具有優(yōu)異的強度,適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料等;以及汽車車載用等的連接器和端子材料、繼電器、開關(guān)等。用于解決課題的方法本發(fā)明人對適合于電氣電子部件用途的銅合金板材進行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在銅合金板材中,彎曲加工性及楊氏模量和Cube取向集結(jié)比例相關(guān)。本發(fā)明是基于上述見解而完成的。即,根據(jù)本發(fā)明,可提供以下方法。(I) 一種銅合金板材,其是合計含有0.05質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的Cr、Zr、Ti中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100〉的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。
(2) 一種銅合金板材,其是合計含有0.05質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的Cr、Zr、Ti中的至少一種,合計含有0.005質(zhì)量% L O質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、S1、Ag、Mn、B、P、Mg、N1、Co以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。(3) 一種銅合金板材,其是合計含有0.1質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%的Be、Ni中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。(4) 一種銅合金板材,其是合計含有0.1質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%的Be、Ni中的至少一種,合計含有0.005質(zhì)量% L O質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Al、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。(5) 一種銅合金板材,其是合計含有0.03質(zhì)量% 5.0質(zhì)量%的Ni和Sn中的至少一種,含有0.01質(zhì)量% 0.3質(zhì)量%的P,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。(6) 一種銅合金板材,其是合計含有0.03質(zhì)量% 5.0質(zhì)量%的Ni和Sn中的至少一種,含有0.01質(zhì)量% 0.3質(zhì)量%的P,合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Zn、S1、Ag、Mn、B、Mg、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100〉的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。
(7) 一種銅合金板材,其是合計含有0.3質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%的Mg、P,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100〉的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。(8) 一種銅合金板材,其是合計含有0.3質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%的Mg、P,合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、N1、Co、Cr、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100〉的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。(9)如(I) (8)任一項所述的銅合金板材,其特征在于,Copper取向{121}〈111〉和Brass取向{110}〈112〉取向的面積率的總和為20%以下。(10)如(I) (9)任一項所述的銅合金板材,其特征在于,30nm IOOOnm尺寸的第2相顆粒以IO4個/mm2 IO8個/mm2的狀態(tài)存在。(11) 一種銅合金板材的制造方法,其是制造如(I) (10)任一項所述的銅合金板材的方法,該制造方法的特征在于,對對由形成所述銅合金板材的合金成分組成所構(gòu)成的銅合金原料依次實施鑄造[工序I]、均質(zhì)化熱處理[工序2]、熱加工[工序3]、水冷卻[工序4]、冷壓延I [工序6]、熱處理I [工序7]、冷壓延2 [工序8]以及熱處理2 [工序9]。
(12)如(11)項所述的銅合金板材的制造方法,其特征在于,在所述熱處理2[工序9]之后,依次實施時效析出熱處理[工序11]、冷壓延[工序12]、調(diào)質(zhì)退火[工序13]。(13) 一種銅合金部件,其是由⑴ (10)任一項所述的銅合金板材構(gòu)成的。(14) 一種連接器,其是由⑴ (10)任一項所述的銅合金板材構(gòu)成的。發(fā)明的效果本發(fā)明可以提供銅合金板材以及使用該銅合金板材的銅合金部件,其彎曲加工性優(yōu)異,具有優(yōu)異的強度,并適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料等;以及汽車車載用等的連接器和端子材料、繼電器、開關(guān)等。另外,本發(fā)明的銅合金板材的制造方法作為下述銅合金板材的制造方法是適合的,所述銅合金板材的彎曲加工性優(yōu)異,具有優(yōu)異強度,并適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料等;以及汽車車載用等的連接器和端子材料、繼電器、開關(guān)等。本發(fā)明的上述以及其他的特征和優(yōu)點可通過適當參照附圖、由下述記載而更加清楚。
圖1是示出從{001}〈100>Cube取向的偏離角度為10°以內(nèi)的示例的模式圖。圖2是實施例1中,φ2為0° 90°的情況下,每隔5°的橫軸為φ 、縱軸為φ的取向密度分布函數(shù)圖。圖3是比較例I中,φ2為0° 90°的情況下,每隔5°的橫軸為φ 縱軸為Φ的取向密度分布函數(shù)圖。圖4是抗應(yīng)力松弛特性的試驗方法的說明圖,圖4(a)示出熱處理前的狀態(tài),圖4(b)示出熱處理后的狀態(tài)。
具體實施例方式本發(fā)明人為了開發(fā)彎曲加工性優(yōu)異的銅合金板材,對進行銅合金板材的彎曲加工時所產(chǎn)生的裂紋的產(chǎn)生原因進行了詳細地調(diào)查、分析。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)其原因為:在銅合金板材的彎曲加工時,銅塑性變形局部性地擴大而形成剪切變形帶,并因局部的加工固化而引起了微孔的生成和連結(jié),從而達到成型極限。因此,進行了深入研究,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了通過在彎曲變形時提高難以蓄積微觀應(yīng)變的晶體取向的比例,能夠得到彎曲加工性優(yōu)異的銅合金板材。本發(fā)明是基于該見解而完成的。對本發(fā)明的銅合金板材的優(yōu)選實施方式進行詳細的說明。此處,“銅合金材料”是指將(加工前具有規(guī)定的合金組成)銅合金原料加工成規(guī)定的形狀(例如板、條、箔、棒、線等)的材料。其中,板材是指具有特定厚度且形狀穩(wěn)定、在面方向具有寬度的材料,廣義上來說包括條材。本發(fā)明中,對于板材的厚度沒有特別限定,但若考慮到使本發(fā)明的效果更為顯著且適合于實際用途,優(yōu)選為4mm 0.03mm,更優(yōu)選為Imm 0.05mm。需要說明的是,本發(fā)明的銅合金板材中,以壓延板的規(guī)定方向的原子面的集結(jié)率來規(guī)定其特性,但作為銅合金板材只要具有所述特性即可,銅合金板材的形狀并不限于板材或條材。本發(fā)明中,管材也可解釋為板材而進行使用。(I)晶體取向分析中的面積率
在利用EBSD測定的晶體取向分析中,本發(fā)明的銅合金板材的Cube取向{001}〈100〉的面積率為5%以上且70%以下。本說明書中晶體取向的表示方法如下:采用以銅合金板材的長度方向(LD) {等同于板材的壓延方向(RD)}為X軸、板寬方向(TD)為Y軸、板材的厚度方向{等同于板材的壓延法線方向(ND)}為Z軸的直角坐標系,在銅合金板材中的各區(qū)域,使用與Z軸垂直的(與壓延面(XY面)平行的)晶面的指數(shù)(h k I)和與X軸垂直的(與YZ面平行的)晶面的指數(shù)[u V W],以(h k I) [u V W]的形式表示。另外,如(I 3 2) [6 -4 3]和(2 3 I) [3 -46]等,關(guān)于在銅合金的立方晶的對稱性基礎(chǔ)上等效的取向,使用表示族系的括號符號,表示為{h k 1}〈U V W〉。本發(fā)明中的晶體取向的分析使用了 EBSD法?!癊BSD”是指Electron BackscatterDiffraction(電子背散射衍射)的縮寫,其是利用了在掃描電子顯微鏡(ScanningElectron Microscope:SEM)內(nèi)向銅合金板材照射電子射線時產(chǎn)生的菊池線反射電子衍射(菊池花樣)的晶向分析技術(shù)。本發(fā)明中,以0.5 μ m的步幅對含有200個以上晶粒的500 μ m見方的試料面積進行掃描,并分析了取向。各取向的面積率是指從各理想取向偏離的角度為10°以內(nèi)的區(qū)域的面積除以測定面積而算出的值。對于從理想取向的偏離角度,以共用的旋轉(zhuǎn)軸為中心、計算旋轉(zhuǎn)角,將其作為偏離角度。圖1中示出了自Cube取向的偏離角度為10°以內(nèi)的取向的示例。此處,關(guān)于(100)、
(110)以及(111)的旋轉(zhuǎn)軸,示出了 10°以內(nèi)的取向,但能夠計算關(guān)于所有旋轉(zhuǎn)軸與Cube取向的旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)軸采用能夠以最小的偏離角度表示的旋轉(zhuǎn)軸,對所有的測定點計算該偏離角度,用具有從各取向10°以內(nèi)的取向的晶粒的面積之和除以總測定面積,作為面積率。利用EBSD進行取向分析中獲得的信息包含電子射線侵入到試料的直至幾十nm深度處的取向信息,但由于與測定面積的`范圍相比非常小,因此在本說明書中使用面積率。取向分布從銅合金板材的板材表面開始測定,取向分布在板厚方向發(fā)生變化的情況下,利用EBSD的取向分析為在板厚方向任意選取若干點、進行平均后而得到的值。在上述的利用EBSD測定的晶體取向分析中,本發(fā)明的銅合金板材的Cube取向{001}〈100〉的面積率為5%以上且70%以下。Cube取向{001}〈100〉的面積率在該范圍內(nèi)的銅合金板材在彎曲加工性方面優(yōu)異。若Cube取向{001}〈100〉的面積率過低,則彎曲加工性下降。若Cube取向{001}〈100〉的面積率過高,則存在銅合金板材的強度下降的情況,不為優(yōu)選。另外,Cube取向的面積率超過70%以上為較高的狀態(tài)下,存在下述情況:具有Cube取向的晶粒為粒徑大幅粗大化的狀態(tài),由于晶界破裂,彎曲加工性反而劣化。Cube取向面積率的優(yōu)選范圍為7% 48%,進一步優(yōu)選為10% 35%。除了上述范圍的Cube取向之夕卜,Copper取向{121}〈111〉和Brass取向{110}<112>取向的面積率的總和為20%以下的情況下,彎曲加工性進一步提高。若該面積率超過20%,則彎曲加工性下降。該面積率優(yōu)選為15%以下,進一步優(yōu)選為10%以下。作為其他晶體取向,還會產(chǎn)生RDW取向{120}〈001>、S取向{231}〈346〉、D取向{4114}〈11811>、Goss 取向{110}〈001〉、Rl 取向{352}〈358〉、BR 取向{362}〈853〉等,但若滿足上述的Cube取向、進一步優(yōu)選滿足上述的Copper取向、Brass取向的面積率,貝U也可以含有這些取向成分。此處,利用與X射線衍射測定的對比的方式來說明EBSD測定的特征。首先,第I點舉出的是,使用X射線衍射的方法僅能夠測定得到滿足布拉格(Bragg)的衍射條件且可獲得充分的衍射強度的ND//(111)、(200)、(220)、(311)、(420)面這5種,對于自Cube取向的偏離角度為15° 30°的例如ND//(511)面或ND//(951)面等以高指數(shù)表現(xiàn)的晶體取向則無法測定。即,通過采用EBSD測定,首次獲得了關(guān)于這些以高指數(shù)表示的晶體取向的信息,由此使特定的金屬組織與作用的關(guān)系得以明了。第2點,X射線衍射對ND//{hkl}的±0.5°左右所包含的晶體取向的分量進行測定,相對于此,EBSD測定是利用菊池花樣,因此不受限于特定的晶面,能夠涵蓋地獲得與金屬組織相關(guān)的相當廣泛的信息,以合金材料整體的形式明確了在X射線衍射的情況下難以確定的狀態(tài)。如上所述,由EBSD測定和X射線衍射測定所得到的信息其內(nèi)容以及性質(zhì)不同。需要說明的是,本說明 書中只要沒有特別說明,則EBSD測定是相對于銅合金板材的ND方向而進行的。(2)維氏硬度本發(fā)明的銅合金板材的維氏硬度為120以上,優(yōu)選190以上。對于該板材的維氏硬度的上限值沒有特別限制,一般為400以下。本說明書中的維氏硬度是指根據(jù)JIS Z2244測定得到的值。維氏硬度在該范圍內(nèi)的銅合金板材能夠發(fā)揮下述效果:在將本發(fā)明的銅合金板材用于連接器等情況下,使電觸點的接觸壓力充分。若維氏硬度過小,則連接器的電觸點的接觸壓力不充分,因此存在產(chǎn)生導通障礙的情況。本發(fā)明的銅合金板材的組成優(yōu)選以下物質(zhì)。(3) Cu-(Cr、Zr、Ti)系合金本發(fā)明的銅合金板材合計含有0.05質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的Cr、Zr、Ti中的至少一種,根據(jù)需要合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、S1、Ag、Mn、B、P、Mg、N1、Co以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。因此,也可以不含有由Sn、Zn、S1、Ag、Mn、B、P、Mg、N1、Co以及Hf組成的組中的元素。通過使Cr、Zr以及Ti的含量為上述的范圍內(nèi),通過使(6-1)Cr個體、Zr個體以及Ti個體等金屬析出;或使(6-2)由Cr、Zr、Ti中至少2種以上組成的化合物析出;或使¢-3)由Cr、Zr、Ti至少一種以上組成的元素與銅的化合物析出,從而能夠提高銅合金的強度和抗應(yīng)力松弛特性。對于Cr、Zr以及Ti的含量,Cr、Zr、Ti中的至少一種合計為0.05質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%,優(yōu)選為0.35質(zhì)量% 0.7質(zhì)量%。Cr,Zr以及Ti的各自的添加量優(yōu)選為0.1質(zhì)量% 0.45質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.2質(zhì)量% 0.4質(zhì)量%。若這些元素的總添加量與上述范圍相比過多,則會使導電率下降;另外,若過少,則無法充分獲得上述效果。(4) Cu-(Be、Ni)系合金本發(fā)明的銅合金板材合計含有0.1質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%的Be、Ni中的至少一種,根據(jù)需要合計含有0.005質(zhì)量% L O質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Al、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。因此,也可以不含有由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Al、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的元素。使Be以及Ni的含量為上述范圍內(nèi),由此使Be、或Be與Ni的化合物析出,從而能夠提高銅合金的強度和抗應(yīng)力松弛特性。對于Be和Ni的含量,Be、Ni中的至少一種合計為0.1質(zhì)量%
3.0質(zhì)量%,優(yōu)選為2.0質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%, Be的添加量優(yōu)選為0.1質(zhì)量% 2.8質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.2質(zhì)量% 2.5質(zhì)量%。Ni的含量優(yōu)選為0.1質(zhì)量% 2.5質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.2質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%。若這些元素的總含量與上述范圍相比過多,則會使導電率下降;另外,若過少,則無法充分獲得上述效果。(5)Cu-(N1、Sn)-P 系合金本發(fā)明的銅合金板材合計含有0.03質(zhì)量% 5.0質(zhì)量%的Ni和Sn中的至少一種,且含有0.01質(zhì)量% 0.3質(zhì)量%的P,根據(jù)需要合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Zn、S1、Ag、Mn、B、Mg、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種。因此,也可以不含有由Zn、S1、Ag、Mn、B、Mg、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的元素。使N1、Sn以及P的含量為上述范圍內(nèi),由此使Ni和P的化合物析出,從而能夠提高銅合金的強度和抗應(yīng)力松弛特性。對于抗應(yīng)力松弛特性的提高,通過在Sn中配合N1、P,能夠發(fā)揮協(xié)同效果。合計含有0.03質(zhì)量% 5.0質(zhì)量%的Ni和Sn中至少一種,該含量優(yōu)選為1.0質(zhì)量% 4.0質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%。Ni的含量優(yōu)選為0.03質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.5質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%。Sn的含量優(yōu)選為0.2質(zhì)量% I質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.25質(zhì)量% 0.5質(zhì)量%。另外,P的含量優(yōu)選為0.01質(zhì)量% 0.3質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.02質(zhì)量% 0.08質(zhì)量%。若這些元素的總含量與上述范圍相比過多,則會使導電率下降;另外,若過少,則無法充分獲得上述效果。另外,超過該范圍添加的情況下,存在Cube取向減少的情況,不為優(yōu)選。
(6) Cu-Mg-P 系合金本發(fā)明的銅合金板材合計含有0.3質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%的Mg、P,根據(jù)需要合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、N1、Co、Cr、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。因此,也可以不含有由Sn、Zn、Ag、Mn、B、N1、Co、Cr、T1、Zr以及Hf組成的群中的元素。使Mg以及P的含量為上述范圍內(nèi),由此使Mg和P的化合物析出,從而能夠提高銅合金的強度和抗應(yīng)力松弛特性。Mg、P的總含量為0.3質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%,優(yōu)選為1.5質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%。Mg以及P各自的添加量優(yōu)選為0.3質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.35質(zhì)量% 0.5質(zhì)量%。若這些元素的總添加量與上述范圍相比過多,則會使導電率下降;另外,若過少,則無法充分獲得上述效果。另外,超過該范圍添加的情況下,存在Cube取向減少的情況,不為優(yōu)選。(7)副添加元素上述合金(3) (6)含有以下的副添加元素。作為優(yōu)選的副添加元素,可以舉出Sn、Zn、S1、Ag、Mn、B、P、Mg、Al、N1、Cr、Co、T1、Zr以及Hf。這些元素在上述的主添加元素中含有的情況下不再進一步含有。以選自由Sn、Zn、S1、Ag、Mn、B、P、Mg、Al、N1、Cr、Co、T1、Zr 以及 Hf 組成的群中的至少一種的總量計,這些副添加元素的含量為0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%,優(yōu)選為0.01質(zhì)
量% 0.9質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.03質(zhì)量% 0.8質(zhì)量%。通過使這些副添加元素的含量為該范圍內(nèi),能夠充分發(fā)揮上述效果,不會使導電率下降。
超過所述范圍添加的情況下,存在Cube取向減少的情況,不為優(yōu)選。上述副添加元素中,Mg、Sn以及Zn能夠提高抗應(yīng)力松弛特性,顯著改善焊接脆化。若添加Mn、Ag、B以及P,則能夠提高熱加工性,同時能夠使強度提高。Cr、T1、Zr、Hf以及Co具有通過抑制顆粒成長而使晶體粒徑微細的效果,因此能夠得到彎曲加工性和強度優(yōu)異的銅合金板材。此處,在熔解、鑄造時的熔液的溫度不充分的情況下、或者在添加的Fe原料中的Fe的粒徑過大的情況下,F(xiàn)e有時以數(shù)百微米到數(shù)mm的尺寸、以未固溶于銅中的粗大的第2相的形式殘存。在本發(fā)明的加工率為70% 99.9%的冷壓延I [工序6]中,應(yīng)變有時會高度集中在Fe的粗大顆粒周圍,從而成為誘發(fā)不均勻的再結(jié)晶的核生成的原因。該情況下,因使晶體取向隨機化等而無法得到期望的Cube取向,所以不為優(yōu)選。另外,會使導電率下降,所以不為優(yōu)選。由于這些理由,在本發(fā)明中,優(yōu)選不添加Fe作為所述副添加元素。(8)其他優(yōu)選特征上述各合金板材中所含有的30nm IOOOnm尺寸的第2相能夠抑制晶粒粗大化,提高彎曲加工性及強度。合金板材中的第2相包括在鑄造工序中生成的晶體析出物、和熱壓延及熱處理中生成的析出物。更優(yōu)選的第2相的尺寸范圍為40nm 600nm,進一步優(yōu)選的范圍為50nm 200nm。上述各合金板材中所含有的30nm IOOOnm尺寸的第2相的密度優(yōu)選為IO4個/mm2 IO8個/mm2。更優(yōu)選的范圍為5X IO5個/mm2 5X IO7個/mm2,進一步優(yōu)選的范圍為IO5 個 /mm2 IO7 個 /mm2。第2相的尺寸小于30nm的情況下,無法充分得到彎曲加工性的提高效果;大于IOOOnm的情況下,存在鍍覆性下降的情況,所以不為優(yōu)選。若密度過小,則無法充分得到彎曲加工性提高的效果;若密度過大,則存在彎曲加工性下降的情況,所以不為優(yōu)選。平均晶體粒徑優(yōu)選80 μ m以下。更優(yōu)選的范圍為60 μ m以下,進一步優(yōu)選的范圍為40μπ 以下。若平均晶體粒徑過大,則強度下降,彎曲部的褶皺變大,所以不為優(yōu)選。對平均晶體粒徑的下限沒有特別限制,一般為2μπ 以上。本發(fā)明的銅合金板材能夠滿足例如連接器用銅合金板材所要求的特性。特別具有下述優(yōu)異的特性:0.2%耐力為400MPa以上,維氏硬度為120以上,在彎曲加工性為90° W彎曲試驗中無裂紋,并且能夠進行彎曲加工的最小彎曲半徑除以板厚的值為I以下,楊氏模量為120GPa以下,撓曲系數(shù)為105以下,導電率為25%IACS以上,作為抗應(yīng)力松弛特性的應(yīng)力松弛率為30%以下。本發(fā)明的銅合金板材優(yōu)選的是,0.2%耐力為600MPa以上,維氏硬度為190以上,并且具有能夠進行180°密合U 彎曲的彎曲加工性,楊氏模量為115GPa以下,撓曲系數(shù)為100以下,導電率為40%IACS以上,作為抗應(yīng)力松弛特性的應(yīng)力松弛率為25%以下。此處,可以使用撓曲系數(shù)作為楊氏模量的替代特性。撓曲系數(shù)是根據(jù)日本伸銅協(xié)會技術(shù)標準JCBA T312(2002年)的“利用銅及銅合金板條的懸臂梁的彎曲撓曲系數(shù)測定方法”、利用懸臂梁法來進行測定的。另外,抗應(yīng)力松弛特性是利用后述的在150°C保持1000小時的方法測定得到的應(yīng)力松弛率(SRR)的值。本發(fā)明的銅合金板材中,優(yōu)選的導電率及耐力的值因每個合金系而有所不同,因此以下以每個合金系的方式來表示。在Cu-(Cr、Zr、Ti)系合金的情況下,導電率優(yōu)選60%IACS以上,更優(yōu)選70%IACS以上,進一步優(yōu)選75%IACS以上,特別優(yōu)選80%IACS以上;耐力優(yōu)選430MPa以上,更優(yōu)選470MPa以上,進一步優(yōu)選500MPa以上,特別優(yōu)選530MPa以上。對于導電率和耐力各自的上限沒有特別限制,但通常情況下,導電率為98%IACS以下,耐力為800MPa以下。在Cu_(Be、Ni)系合金的情況下,導電率優(yōu)選20%IACS以上,更優(yōu)選25%IACS以上,進一步優(yōu)選40%IACS以上,特別優(yōu)選46%IACS以上;耐力優(yōu)選700MPa以上,更優(yōu)選750MPa以上,進一步優(yōu)選850MPa以上,特別優(yōu)選950MPa以上。對于導電率和耐力各自的上限沒有特別限制,但通常情況下,導電率為80%IACS以下,耐力為1300MPa以下。在Cu-(N1、Sn)-P系合金的情況下,導電率優(yōu)選30%IACS以上,更優(yōu)選34%IACS以上,進一步優(yōu)選37%IACS以上,特別優(yōu)選41%IACS以上;耐力優(yōu)選500MPa以上,更優(yōu)選530MPa以上,進一步優(yōu)選560MPa以上,特別優(yōu)選585MPa以上。對于導電率和耐力各自的上限沒有特別限制,但通常情況下,導電率為80%IACS以下,耐力為800MPa以下。在Cu-Mg-P系合金的情況下,導電率優(yōu)選50%IACS以上,更優(yōu)選54%IACS以上,進一步優(yōu)選57%IACS以上,特別優(yōu)選60%IACS以上;耐力優(yōu)選450MPa以上,更優(yōu)選490MPa以上,進一步優(yōu)選520MPa以上,特別優(yōu)選550MPa以上。對于導電率和耐力各自的上限沒有特別限制,但通常情況下,導電率為90%IACS以下,耐力為900MPa以下。(9)銅合金板材的制造方法(以往的銅合金板材的制造方法)對本發(fā)明的銅合金板材的優(yōu)選制造方法進行說明之前,針對以往的析出型銅合金板材的制造方法進行說明。 對銅合金原料進行鑄造[工序I]從而獲得鑄塊,對其實施均質(zhì)化熱處理[工序2],并依次進行熱壓延等熱加工[工序3]、水冷卻[工序4]、表面切削[工序5]、冷壓延I [工序6]使其薄板化,若為析出型合金則在700°C 1020°C的溫度范圍進行以固溶化和再結(jié)晶為目的的熱處理2 [工序9],若為固溶型合金則在300°C 900°C的溫度范圍進行以再結(jié)晶為目的的熱處理2 [工序9],然后,若為析出型合金則進行時效析出熱處理[工序11],通過精冷壓延[工序12]來滿足需要的強度。在這一系列的工序中,銅合金板材中的集合組織通過[工序9]的最終再結(jié)晶熱處理而被大致決定,并通過在精冷壓延[工序12]中引起的取向旋轉(zhuǎn)而最終被決定。Cube取向在壓延中不穩(wěn)定,在工序9中形成的Cube取向區(qū)域不會在工序12中顯著增加。在添加元素的量少的純銅系的合金的情況下,上述的冷壓延I [工序6]的加工率為例如90%以上等這樣高的情況下,在熱處理2[工序9]中,Cube取向發(fā)展,但無法得到維氏硬度為120以上的板材。另一方面,用于連接器的各種各樣的高強度合金的情況下,能夠得到維氏硬度為120以上的板材,但溶質(zhì)元素量多,晶界的移動度低,因此在上述[工序6]中進行加工之后的[工序9]中的再結(jié)晶這樣的制造工序中,Cube取向并未發(fā)展。(本發(fā)明的銅合金板材的優(yōu)選制造方法)對于本發(fā)明的銅合金板材而言,通過在上述以往的冷壓延I [工序6]之后且熱處理2 [工序9]之前,加入在200°C 750°C進行5秒 20小時的范圍的熱處理I [工序7]以及加工率為2% 50%的冷壓延2 [工序8],能夠在中間熱處理2 [工序9]中的再結(jié)晶集合組織中使Cube取向的面積率增加。在熱處理I [工序7]中,本發(fā)明的銅合金板材并未完全再結(jié)晶,其目的是在該工序中得到部分再結(jié)晶的亞退火組織。在冷壓延2[工序8]中,通過低加工率的壓延能夠?qū)胛⒂^的不均勻應(yīng)變。通過加入該熱處理I [工序7]和冷壓延2 [工序8],能夠使中間熱處理2 [工序9]中的Cube取向晶粒優(yōu)先成長。以往,如中間熱處理2 [工序9]這樣的中間退火是為了降低下一工序的壓延中的載荷而使銅合金板材再結(jié)晶來降低強度而進行的。另外,在制造以往的純銅系合金板材時,通過在最終再結(jié)晶熱處理[工序9]之前的壓延中提高加工率來提高Cube取向,與此相對,為了得到本發(fā)明的銅合金板材,通過在熱處理2 [工序9]之前加入上述的熱處理I [工序7]和加工率為2% 50%的冷壓延2 [工序8]能夠在中間熱處理2 [工序9]的再結(jié)晶集合組織中使Cube取向的面積率增加。為了得到本發(fā)明的銅合金板材而實施的熱處理I[工序7]的條件為在200°C 7500C的溫度實施5秒鐘 20小時,優(yōu)選的范圍為在250°C 700°C的溫度實施5分鐘 20小時,進一步優(yōu)選為在300 V 600 V的溫度實施I小時 15小時。在比該范圍更低的溫度或更短的時間的情況下,再結(jié)晶度不充分;比這該范圍更高的溫度或更長的時間的情況下,再結(jié)晶過度進行而使晶粒粗大化,因此熱處理2 [工序9]中,Cube取向的發(fā)展不充分,不為優(yōu)選。即,熱處理I [工序7]中的處理溫度是比中間熱處理2[工序9]的處理溫度低的溫度。冷壓延[工序8]的加工率為2% 50%,優(yōu)選為4% 40%,進一步優(yōu)選為5% 30%。若加工率過小,則作為再結(jié)晶的驅(qū)動力的應(yīng)變不充分。若加工率變得過大,則應(yīng)變變得過大,因此導致熱處理2 [工序9]中Cube取向的發(fā)展不充分,不為優(yōu)選??梢岳猛ㄟ^張力校平機(Tension Leveler)等對銅合金板材賦予彎曲應(yīng)變的方法來代替冷壓延[工序8]的至少一部分。為了得到具有期望的彈性的銅合金板材,可以在精冷壓延[工序12]中進行加工固化。該工序中的加工率優(yōu)選40%以下。若加工率過高,則取向從Cube取向變化至壓延穩(wěn)定取向,Cube取向面積減少,所以不為優(yōu)選。另外,為了使Brass取向和Copper取向的面積率的總和為20%以下,優(yōu)選為25%以下的加工率。優(yōu)選的是,由上述制造方法得到的銅合金板材具有Cube取向發(fā)展的組織,不僅彎曲加工性優(yōu)異,抗應(yīng)力松弛特性也優(yōu)異。上述各壓延工序中的加工率(也稱為壓下率、截面減少率。在以下的比較例中所述的壓延率也是同樣的意思)是指使用壓延工序前的板厚h和壓延工序后的板厚t2,按照下式而算出的值。加工率(%)= ((t「t2) /t) X 100在各熱處理及壓延之后,即使根據(jù)材料表面的氧化及粗糙度的狀態(tài)進行酸洗或表面研磨、或根據(jù)形狀利用張力校平器進行矯正,只要Cube取向{001}〈100>的面積率在本發(fā)明的范圍內(nèi)就沒有問題。在析出型合金的情況下,可以在進行固溶化的熱處理2[工序9]和時效析出熱處理[工序11]之間進行冷壓延[工序10]。這是由于其具有提高時效過程中的析出密度、提高強度的效果??梢栽诰鋲貉覽工序 12]之后,實施調(diào)質(zhì)退火[工序13]。這是由于通過回復熱處理能夠提高彈性、或除去殘留應(yīng)力使加壓后的尺寸精度穩(wěn)定。作為本發(fā)明的銅合金板材的優(yōu)選制造方法,例如利用高頻熔爐對由上述規(guī)定的合金成分組成而形成的銅合金原材料進行溶解,然后依次實施鑄造[工序I]、均質(zhì)化熱處理[工序2]、熱加工(例如熱壓延)[工序3]、水冷卻(例如水淬)[工序4]、表面切削[工序5](表面切削可以省略)、冷壓延I [工序6]、熱處理I [工序7]、冷壓延2 [工序8]以及熱處理2 [工序9]高頻熔爐。在該熱處理2 [工序9]之后,根據(jù)需要可以依次實施冷壓延[工序10](該熱處理2后的冷壓延可以省略)、時效析出熱處理[工序11]、冷壓延[工序12]、調(diào)質(zhì)退火[工序13]。上述各工序中,優(yōu)選條件如下所示。鑄造[工序I]中的冷卻速度為0.1°C /秒 IOO0C /秒。均質(zhì)化熱處理[工序2]實施在900°C 1020°C保持3分鐘 10小時。在熱加工[工序3]后的水冷卻[工序4]中實施水淬。中間冷壓延I [工序6]的加工率為70% 99.9%。中間退火熱處理I [工序7]實施在200°C 750°C保持5秒 20小時,進一步優(yōu)選在250°C 700°C保持5分鐘 20小時,更優(yōu)選在300°C 600°C保持I小時 15小時。中間冷壓延2 [工序8]的加工率為2% 50%,進一步優(yōu)選4% 40%,更優(yōu)選為5% 30%。最終固溶化再結(jié)晶熱處理2 [工序9]的條件為在400°C 1000°C的溫度實施5秒鐘 10分鐘。冷壓延[工序10]中的加工率為0% 60%。時效析出熱處理[工序11]的條件為在400°C 700°C的溫度實施5分鐘 10小時。精冷壓延[工序12]中的加工率為0% 40%,進一步優(yōu)選加工率為0% 25%或25% 40%。此處,加工率為“0%”意味著不實施壓延。即,也可以不實施冷壓延[工序10]和精冷壓延[工序12]。在不進行精冷壓延[工序12]的情況下,冷壓延2 [工序8](或者,在進行的情況下為冷壓延[工序10])為最終的冷壓延工序。調(diào)質(zhì)退火[工序13]實施在200°C 600°C保持5秒 10小時。材料表面存在氧化層(7々一> ),因此根據(jù)需要可以采用表面切削、酸洗等方式進行溶解。在壓延后的形狀不佳的情況下,可以根據(jù)需要進行利用張力校平機等的矯正。本發(fā)明的銅合金板材優(yōu)選利用上述實施方式的制造方法來制造,但只要在利用EBSD測定的晶體取向分析中能夠滿 足所述規(guī)定的面積率,并且滿足規(guī)定的維氏硬度,并不一定局限于依次進行所有上述[步驟I] [步驟10]。雖然是包含在上述方法之中,在上述[工序I] [工序9]中,可以省略[工序5],以[工序9]作為最終工序來完成制造工序。實施例以下基于實施例進一步詳細說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限于這些實施例。(實施例以及比較例)利用高頻熔爐將原料熔解,以0.TC /秒 100°C /秒的冷卻速度對其進行鑄造[工序I],從而得到了鑄塊。分析成分示于表I 表4,剩余部分由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。在對該鑄塊以900 1020°C的溫度進行3分鐘 10小時的均質(zhì)化熱處理[工序2]后,進行熱加工[工序3],然后進行水淬(相當于水冷卻[工序4]),并且為了除去氧化皮進行了表面切削[工序5]。之后,按照表5中的A D示出的條件進行了冷壓延I [工序6]、熱處理I [工序7]、冷壓延2 [工序8]以及熱處理2 [工序9]。之后,進行了 400°C 700°C且5分鐘 10小時的時效析出熱處理[工序11]、加工率為0% 40%的精冷壓延[工序12]、200°C 600°C且5秒 10小時的調(diào)質(zhì)退火[工序13],制成了實施例的試驗材。在各熱處理及壓延后,根據(jù)材料表面的氧化及粗糙度的狀態(tài)進行酸洗或表面研磨,并根據(jù)形狀利用張力校平機進行適當?shù)某C正,能夠毫無問題地得到試驗材厚度為10 μ m左右的箔、為100 μ m左右的薄板以及為1000 μ m左右的厚板。需要說明的是,表I 4中的比較例的試驗材是通過表5中的工序P T制造得到的。這些試驗材的組成以及評價結(jié)果示于表I 表4。針對這些試驗材進行了關(guān)于下述項目的測定,對其內(nèi)容進行了評價。此處,試驗材的厚度為0.15mm。(a) Cube取向、Copper取向、Brass取向、S取向、RDW取向的面積率利用EBSD法,以掃描步幅為0.5 μ m的條件在約500 μ m見方的測定區(qū)域中進行測定。測定面積按照含有200個以上晶粒的方式進行了測定。作為EBSD法的裝置使用了 TSLSolutions制造的0IM5.0 (產(chǎn)品名)。(b)維氏硬度[Hv]
對試驗材的截面進行鏡面研磨,以JIS Z2244為基準進行測定。(c) 90° W彎曲加工性以JIS Z2248為基準,對90° W彎曲加工性進行評價。與試驗材的壓延方向垂直地切出寬度10mm、長度35mm的試驗材,將對該試驗材以使彎曲的軸與壓延方向垂直的方式進行了 W彎曲的試驗材作為GW (Good Way),將以使彎曲的軸與壓延方向平行的方式進行W彎曲的試驗材作為BW(Bad Way),用50倍的光學顯微鏡觀察彎曲部,調(diào)查有無裂紋。GW以及BW中均無裂紋為良好的試驗材判定為◎(“優(yōu)”);無裂紋但褶皺大的試驗材判定為0(“良”);產(chǎn)生裂紋而不優(yōu)選的試驗材判定為X ( “不可”);◎和O為合格。使各彎曲部的彎曲角度為90。、各彎曲部的內(nèi)側(cè)半徑為0.15mm。◎和O為合格。(d)180°密合U彎曲加工性利用模壓,與試驗材的壓延方向垂直地沖裁出寬度1mm、長度25mm的試驗材,將對該試驗材以使彎曲的軸與壓延方向垂直的方式進行了 W彎曲的試驗材作為GW(Good Way),將以使彎曲的軸與壓延方向平行的方式進行W彎曲的試驗材作為BW (Bad Way)。以JISZ2248為基準進行了彎曲加工性的評價。使用0.4mmR的90°彎曲模具進行了預備彎曲后,利用壓縮試驗機進行了密合彎曲。用50倍的光學顯微鏡目測觀察了在彎曲部外側(cè)有無破裂,由此對該彎曲加工部位進行觀察,調(diào)查有無破裂。GW以及BW中彎曲加工部均無裂紋且褶皺也輕微的試驗材判定為◎( “優(yōu)”);無裂紋但褶皺大的試驗材判定為O( “良”);有裂紋的試驗材判定為X ( “不可”)。◎和O為合格。(e)0.2% 耐力[YS]:以JIS Z2241為基準測定3條從試驗材的壓延平行方向切出的JIS Z2201-13B號試驗片,并測定了其平均值。該平均值為400MPa以上的試驗材為合格。(f)導電率[EC]:在保持為20°C (±0.5°C )的恒溫槽中,通過四端法測定試驗材的電阻率,由此算出導電率。需要說明的是,端子間距離設(shè)為100mm。導電率為25%IACS以上的試驗材為合格。(g)楊氏模量(縱向彈性模量)在試驗材的壓延平行方向和壓延垂直方向采取寬度20mm、長度200mm的條狀試驗片,利用拉伸試驗機在試驗片長度方向施加了應(yīng)力。預先測定降伏的應(yīng)變量,以其80%的應(yīng)變量為最大應(yīng)變量,按照將至該應(yīng)變量為止的區(qū)間劃分為10等份的方式賦予應(yīng)變,由這10個點求出應(yīng)變和應(yīng)力的比例常數(shù)。在相對于壓延方向平行和垂直的兩個方向上采取試驗片而進行測定,以其平均值作為楊氏模量。楊氏模量為120GPa的試驗材為合格。(h)撓曲系數(shù)根據(jù)日本伸銅協(xié)會技術(shù)標準(JCBA) T312 (2002年),利用懸臂梁法進行測定。在相對于試驗材的壓延方向平行和垂直的兩個方向上采取試驗片而進行測定,以其平均值作為撓曲系數(shù)。撓曲系數(shù)為105GPa以下的試驗材為合格。⑴平均晶體粒徑以JIS-H0501的切斷法為基準,在對與試驗材的厚度方向平行且與壓延方向平行的截面進行鏡面研磨后進行蝕刻,從而進行了測定。在相對于最終冷壓延方向平行方向和直角方向的兩個方向上分別對各自的平均晶體粒徑進行測定,將其平均值作為平均晶體粒徑。(j)晶粒的扁平率[a/b]在上述的平均晶體粒徑的算出中,算出了相對于冷壓延方向在平行方向上測定得到的平均晶體粒徑(a)和在垂直方向上測定得到的平均晶體粒徑(b)的比。通常情況下,晶粒為沿壓延方向延伸的橢圓狀,因此以a為長軸,b為短軸,通過a/b之比來評價晶粒的扁平率。(k) X射線衍射強度[I (hkl)]對于試驗材,利用反射法,使用銅或鑰作為靶材、并使用K α的X射線進行X射線的照射。在管電流20mA、管電壓40kV的條件`下進行測定,在衍射角和衍射強度的圖形中,除去衍射強度的背景值后,求出了將各峰值的K α I和K α 2相加在一起的積分衍射強度I (hk I)。此處,(h k I)是面向引起衍射的ND的晶面的指數(shù)。算出其與積分衍射強度ItlOi kI)的比、即I(h k IVIciQ1 k I)作為X射線衍射強度,所述積分衍射強度ItlOi k I)是由相當于取向為隨機的情況的純銅的標準粉末測定得到的。利用該數(shù)值,無法特定本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)的晶體取向,其是用于示出利用該方法對取向進行簡易評價時的參考值。(I)第2相顆粒的分散密度對進行了鏡面研磨的試驗材進行蝕刻,利用FE-SEM以10萬倍的倍率進行觀察,數(shù)出尺寸為30nm IOOOnm尺寸的第2相顆粒的個數(shù),除以測定面積,算出密度(個/mm2)。作為FE-SEM,使用了 7001FA(日本電子會社制)。在第2相顆粒為橢圓形或板形狀的情況下,對長徑的長度為30nm IOOOnm情況的顆粒進行了計數(shù)。(m)應(yīng)力松弛率[SRR]以日本伸銅協(xié)會技術(shù)標準(JCBA) T309 (2004)(相當于舊日本電子材料工業(yè)會標準規(guī)格EMAS-3003)為基準,通過懸臂梁法施加耐力的80%的初始應(yīng)力作為負荷,根據(jù)在150°C保持1000小時后的殘存永久應(yīng)變求出應(yīng)力松弛率。在壓延垂直方向采取了試驗片。應(yīng)力松弛率為30%以下的試驗片為合格。圖4是抗應(yīng)力松弛特性的試驗方法的說明圖,(a)是熱處理前的狀態(tài),(b)是熱處理后的狀態(tài)。如圖4(a)所示,對于在試驗臺4上以懸臂保持的試驗片I施加耐力的80%的初始應(yīng)力時的試驗片I的位置離基準有Sci的距離。將其放在150°C的恒溫槽內(nèi)保持1000小時(在所述試驗片I的狀態(tài)下的熱處理),除去負荷后的試驗片2的位置如圖4(b)所示自基準起有Ht的距離。3是未承受應(yīng)力時的試驗片,其位置自基準起有H1的距離。由此關(guān)系,計算出應(yīng)力松弛率(%)為(Ht-H1)Z(S0-H1)XlOOo式中,δ。為自基準至試驗片I的距離,H1為自基準至試驗片3的距離,Ht為自基準至試驗片2的距離。(η)表面粗糙度根據(jù)JIS Β0601 (2001年),使用表面粗糙度計SE_30H(小阪研究所社制)對試驗材測定出算術(shù)平均粗糙度(Ra)和最大高度(Rz)。測定長度為4mm,并且在壓延方向的垂直方向進行了測定。(ο)沖裁加壓性根據(jù)日本伸銅協(xié)會技術(shù)標準(JCBA) T312 (2002年),進行了沖裁加工,測定了毛邊高度。(P)回彈量進行了 90° W彎曲后,從截面觀察彎曲角度,測定了從90°打開的角度。(q)取向密度使用由Bunge提倡的一般化球面調(diào)和函數(shù)對由EBSD法測定得到的取向分布進行展開,計算出取向密度分 布函數(shù)(ODF Orientation Distribution Function)。此時,以展開次數(shù)為16次進行展開。Cube取向等取向密度示于表I 表4。實施例1的ODF圖示于圖2,比較例I的ODF圖示于圖3。圖2以及圖3中示出了 φ2為0° 90°的情況下,每5°的橫軸φ 、縱軸Φ的圖。Cube取向密度按照(:φ1、Φ、φ2 )為(0°、0°、0° )的位置示出。晶體取向分布完全為完全隨機的情況下的取向密度為1,取向密度用于表示作為對象的取向成分相對于完全隨機取向的狀態(tài)為多少倍的集結(jié)狀態(tài)。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種銅合金板材,其是合計含有0.05質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的Cr、Zr、Ti中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于, 在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
2.一種銅合金板材,其是合計含有0.05質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的Cr、Zr、Ti中的至少一種,且合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、S1、Ag、Mn、B、P、Mg、N1、Co以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于, 在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
3.一種銅合金板材,其是合計含有0.1質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%的Be、Ni中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于, 在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
4.一種銅合金板材,其是合計含有0.1質(zhì)量% 3.0質(zhì)量%的Be、Ni中的至少一種,且合計含有 0.005 質(zhì)量 % 1.0 質(zhì)量 % 的選自由 Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Al、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于, 在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
5.一種銅合金板材,其是合計含有0.03質(zhì)量% 5.0質(zhì)量%的Ni和Sn中的至少一種,含有0.01質(zhì)量% 0.3質(zhì)量%的P,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于, 在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
6.一種銅合金板材,其是合計含有0.03質(zhì)量% 5.0質(zhì)量%的Ni和Sn中的至少一種,含有0.01質(zhì)量% 0.3質(zhì)量%的P,且合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Zn、S1、Ag、Mn、B、Mg、Cr、Co、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于, 在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
7.一種銅合金板材,其是合計含有0.3質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%的Mg、P,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于,在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
8.一種銅合金板材,其是合計含有0.3質(zhì)量% 2.0質(zhì)量%的Mg、P,且合計含有0.005質(zhì)量% 1.0質(zhì)量%的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、N1、Co、Cr、T1、Zr以及Hf組成的組中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的銅合金板材,其特征在于, 在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}〈100>的面積率為5%以上且70%以下, 維氏硬度為120以上。
9.如權(quán)利要求1 8任一項所述的銅合金板材,其特征在于,Copper取向{121}〈111>和Brass取向{110}〈112〉取向的面積率的總和為20%以下。
10.如權(quán)利要求1 9任一項所述的銅合金板材,其特征在于,30nm IOOOnm尺寸的第2相顆粒以IO4個/mm2 IO8個/mm2的狀態(tài)存在。
11.一種銅合金板材的制造方法,其是制造權(quán)利要求1 10任一項所述的銅合金板材的方法,該制造方法的特征在于,對由形成所述銅合金板材的合金成分組成所構(gòu)成的銅合金原料依次實施鑄造[工序I]、均質(zhì)化熱處理[工序2]、熱加工[工序3]、水冷卻[工序4]、冷壓延I [工序6]、熱處理I [工序7]、冷壓延2 [工序8]以及熱處理2 [工序9]。
12.如權(quán)利要求11所述的銅合金板材的制造方法,其特征在于,在所述熱處理2[工序9]之后,依次實施時效析出熱處理[工序11]、冷壓延[工序12]、調(diào)質(zhì)退火[工序13]。
13.一種銅合金部件,其是由權(quán)利要求1 10任一項所述的銅合金板材構(gòu)成的。
14.一種連接器,其是由權(quán) 利要求1 10任一項所述的銅合金板材構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種銅合金板材及其制造方法,所述銅合金板材在彎曲加工性方面優(yōu)異、并具有優(yōu)異的強度,適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料等;以及汽車車載用等的連接器及端子材料、繼電器、開關(guān)等,該銅合金板材合計含有0.05~1.0質(zhì)量%的Cr、Zr、Ti中的至少一種,剩余部分由銅以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成;并且在利用EBSD測定的晶體取向分析中,Cube取向{001}<100>的面積率為5%以上且70%以下,維氏硬度為120以上。
文檔編號C22C9/01GK103080347SQ20118004129
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者金子洋, 佐藤浩二, 磯松岳己, 江口立彥 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社