CN101275191A

CN101275191A - 热加工性优异的高强度高导电性铜合金

Info

Publication number: CN101275191A
Application number: CNA2008100951815A
Authority: CN
Inventors: 卫藤雅俊
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP2008248351A; CN101275191B; JP4950734B2

Abstract

本发明提供电子部件用铜合金，其包含热加工性良好、不损害弯曲加工性、能够发挥高强度、高导电性和高热传导性的Cu－Ni－P系合金。热加工性优异的高强度高导电性铜合金，所述铜合金含有Ni：0.50～1.00％(wt)、P：0.10～0.25％，Ni/P：4.0～5.5，且B：0.005～0.070％、O：0.0050％以下，Fe、Co、Mn、Ti、Zr中1种以上的含量合计为0.05％以下，余量包含Cu和不可避免的杂质，对于第2相粒子的大小，将长径记作a、短径记作b时，最终冷轧前a为20nm～50nm且第2相粒子的长宽比a/b为1～5的第2相粒子(A)以铜合金中含有的全部长径a为5nm以上的第2相粒子的面积比例C1计，占80％以上，电导率为45％IACS以上，或者铜合金，其是在包括还含有Mg：0.01～0.20％的组成的铜合金中，具有短径b为10～25nm且长宽比a/b为2～50的第2相粒子(B)，上述第2相粒子(B)与长径a为20nm～50nm且长宽比a/b小于2的第2相粒子(C)的总和占铜合金中的全部第2相粒子的面积总和的80％以上，能够以合计为0.01％～1.0％任意含有Sn和In中的1种以上的铜合金。

Description

热加工性优异的高强度高导电性铜合金

技术领域

本发明涉及高强度、高导电性的电子仪器部件用铜合金，特别涉及在小型、高集成化的半导体仪器引线用和端子连接器用铜合金中，热加工性优异、不损害弯曲加工性、特别是强度、导电性、热传导性优异的电子部件用铜合金。

背景技术

铜和铜合金作为连接器、引线端子等的电子部件和柔性电路基板用的材料而在多种用途中广泛利用，与快速发展的IT化所导致的信息仪器的高性能化和小型化·薄质化相适应，进而要求提高其特性(强度、弯曲加工性、导电性)。

另外，伴随着IC的高集成化，耗电高的半导体元件大量被使用，在半导体仪器的引线框材料中，使用了放热性(导电性)好的Cu-Ni-Si系或Cu-Fe-P、Cu-Cr-Sn、Cu-Ni-P等的析出型合金。

在专利文献1中，报道了调节Cu-Ni-P系合金中的Ni、P、Mg成分量而得到具有强度和导电性、耐应力缓和性的合金。

[专利文献1]特开2000-273562号公报

发明内容

一般来说，在铜合金的铸造、例如连续或者半连续铸造中，利用模具急剧除热，除了锭表层的数mm，其内部经过一段时间而发生凝固。因此，在凝固时和凝固后的冷却过程中，超过对室温下向Cu母相的固溶限的限度而含有的合金元素在晶界和晶粒内晶析或者析出。特别地，在Cu-Ni-P系合金的晶界晶析或者析出的Ni-P化合物比母相的Cu熔点低，从而由凝固中不均匀的应变等产生的应力或外力，由此对于Ni-P化合物的部分产生破坏。另外，即使在热轧的加热时，如果Ni-P化合物软化或者液化，则热轧时产生裂纹。这样，对于Cu-Ni-P系合金，有在铸造时产生裂纹或热加工时产生裂纹的问题，但在专利文献1中没有意识到该问题。

本发明的目的在于提供电子部件用铜合金，其包含可以防止作为上述Cu-Ni-P系合金的问题的、在铸造工序中或者在热加工工序的加热中或热加工中产生的裂纹，且热加工性良好、不损害弯曲加工性、能够发挥高强度、高导电性和高热传导性的Cu-Ni-P系合金或者Cu-Ni-P-Mg系合金。

本发明者们为了实现上述目的，进行了努力研究，结果发现通过采用下述构成，可以得到不损害弯曲加工性、具有优异的热加工性和优异的强度以及导电性的Cu-Ni-P系合金和Cu-Ni-P-Mg系合金。

本发明提供热加工性优异的高强度高导电性铜合金，其特征在于，所述铜合金含有Ni：0.50％～1.00％(在本说明书中，表示成分比例的％为质量％)、P：0.10％～0.25％，Ni与P的含量比例Ni/P：4.0～5.5，且B：0.005％～0.070％、O：0.0050％以下，Fe、Co、Mn、Ti、Zr中1种以上的含量合计为0.05％以下、优选0.03％以下，余量包含Cu和不可避免的杂质，对于第2相粒子的大小，将长径记作a、短径记作b时，最终冷轧前的长径a为20nm～50nm且长宽比a/b为1～5的第2相粒子(A)占铜合金中含有的全部第2相粒子的面积总和的80％以上(面积比例C1)，电导率为45％IACS以上。

另外，本发明提供热加工性优异的高强度高导电性铜合金，其特征在于，所述铜合金含有Ni：0.50％～1.00％、P：0.10％～0.25％、Mg：0.01～0.20％，Ni与P的含量比例Ni/P为4.0～5.5，且B：0.005％～0.070％，Fe、Co、Mn、Ti、Zr中1种以上的含量合计为0.05％以下、优选0.03％以下，余量包含Cu和不可避免的杂质，具有最终冷轧前的短径b为10～25nm且长宽比a/b为2～50的第2相粒子(B)，上述第2相粒子(B)与长径a为20nm～50nm且长宽比a/b小于2的第2相粒子(C)的总和占铜合金中含有的全部第2相粒子的面积总和的80％以上(面积比例C2)，电导率为45％IACS以上。

本发明的铜合金也可以进而含有合计为0.01％～1.0％的Sn和In中的1种以上。

在本发明中，通过向Cu-Ni-P系合金或者Cu-Ni-P-Mg系合金中添加特定量的B，可以抑制Ni-P化合物向晶界的晶析或者析出，由此可以改善粒界的高温脆性、实现热加工性的提高。

具体实施方式

以下，对于在本发明中限定铜合金的成分组成的数值范围的原因及其作用一起进行说明。

[Ni量]

Ni固溶在合金中，具有确保强度、耐应力缓和特性和耐热性(在高温下维持高的强度)的作用，同时使其与下述P形成的化合物析出，有助于合金强度的升高。但是，当其含量小于0.50％时，不能得到需要的强度，另一方面，当Ni的含量超过1.00％时，电导率显著降低，不能得到拉伸强度为650MPa以上、且电导率为45％IACS以上的高强度高导电性。因此本发明的合金的Ni含量为0.50％～1.00％。

[P量]

P与Ni形成的化合物析出而使合金的强度和耐热性得到提高。当P的含量小于0.10％时，化合物的析出不充分，因此不能得到需要的强度。另一方面，当P含量超过0.25％时，Ni与P的含有均衡性被破坏，合金中的P变得过剩，固溶P量增大、电导率显著降低。因此本发明的合金的P含量为0.10％～0.25％。

[Ni/P比]

即使Ni和P的含量在上述的限定范围内，但当Ni与P的含有比例Ni/P偏离第2相粒子的适当的化学计量组成比时，即，当小于4.0时P的固溶的量也增大，当大于5.5时Ni的固溶的量也增大，电导率显著降低，从而不是优选的。因此本发明的合金的Ni/P比为4.0～5.5、优选4.5～5.0。

[Mg量]

Mg与Ni和P形成的化合物析出而使合金的强度和耐热性得到提高。另外，当在下述方法中以不添加Mg的方式制造Cu-Ni-P系合金时，可以得到长宽比a/b为1～5的接近于粒状的第2相粒子，相对于此，当添加Mg时，可以得到长宽比a/b为2～50的纤维状的第2相粒子。该情况下，与Ni、P是等量的Cu-Ni-P系合金相比能够实现更高的强度。进而，其效果比Mg固溶得到的强度的升高要大。

但是，当Mg的含量小于0.01％时，不能得到需要的强度和耐热性。另一方面，当Mg含量超过0.20％时，热轧时的加工性显著降低，同时电导率显著降低。另外，第2相粒子容易粗大化，大小不符合本发明范围的第2相粒子(B)或者第2相粒子(C)的第2相粒子变多，使(B)和(C)的合计面积比例C2降低，从而不是优选的，所述本发明范围的第2相粒子(B)是在本发明范围的、即将长径记作a、短径记作b时，长宽比a/b为2～50且短径b为10～25nm的粒子，所述本发明范围的第2相粒子(C)是长宽比a/b小于2且长径a为20～50nm的粒子。因此本发明的Cu-Ni-P-Mg系合金的Mg含量为0.01％～0.20％、优选0.02～0.15％。

[B量]

B在Cu-Ni-P系合金或者Cu-Ni-P-Mg系合凝固时或凝固后的冷却过程和热加工的加热时抑制Ni-P化合物向晶界的晶析或者析出，提高合金的热加工性。但是，当其含量小于0.005％时，不能得到热加工性的改善效果，另一方面，当B的含有量超过0.070％时，在熔融中或者凝固中产生Ni-P-B、B-P等的化合物。这些含有B的化合物在固溶处理中不在Cu母相中固溶，因此在时效处理中析出的Ni-P化合物减少，导致合金的强度降低。进而，Ni-P-B、B-P等的化合物在产品中形成大小为5μm～50μm的夹杂物而残留在产品中，成为产品的表面缺陷、弯曲加工时裂纹的起源、电镀处理时的缺陷的起源，从而不是优选的。因此本发明的合金的B的含量为0.005％～0.070％以下、优选0.007％～0.060％。

[Fe、Co、Mn、Ti和Zr量]

Fe、Co、Mn、Ti和Zr都容易与P形成化合物，在熔融或凝固中生成Fe-P、Co-P、Mn-P、Ti-P、Zr-P等的化合物，另外，在时效处理中当这些化合物析出时，Ni-P系或者Ni-P-Mg系的第2相粒子减少，导致合金的强度降低。因此，Fe、Co、Mn、Ti和Zr单独或者2种以上的含量为0.05％以下、优选总量为0.03％以下。

[O量]

O在合金中容易与P和Cu反应，当其在合金中以氧化物的状态(Cu-P-O)存在时，阻碍了Ni与P的化合物的析出，减少了强度的升高，同时弯曲加工性恶化。因此，本发明的合金的O含量为0.0050％以下、优选0.0030％以下。

[Sn、In量]

Sn和In都具有在不使合金的导电性大幅降低的情况下主要通过固溶强化而提高强度的作用。因此根据需要可以添加一种以上的这些金属，但当其含量以总量计小于0.01％时，不能得到由强化固溶所带来的强度提高的效果，另一方面，当以总量计添加1.0％以上时，合金的电导率和弯曲加工性显著降低。因此，单独添加或者2种以上复合添加的Sn和In的量为0.01％～1.0％、优选以总量计为0.05％～0.8％。并且，这些元素在本发明中是有意添加的元素，不视为不可避免的杂质。

[第2相粒子的大小和面积比例C1]

在本发明的第2相粒子中，含有析出物、结晶析出物、夹杂物等。在本发明的组成范围内，通常不析出Ni-P系析出物或者Ni-P-Mg系析出物以外的析出物，Ni-P系析出物和Ni-P-Mg系析出物在固溶处理以及时效处理中可以控制为特定的大小。作为其他的第2相粒子，可以存在在本发明的熔融和铸造中生成的“结晶析出物”(Ni-P、Ni-P-Mg、Ni-P-B、Ni-P-B-Mg等)或“夹杂物”(Cu-O、Cu-O-Mg、Cu-Ni-P-O、Cu-Ni-P-O-Mg、Cu-Ni-P-O-B、Cu-Ni-P-O-B-Mg、Cu-S、Cu-S-Mg等的氧化物或硫化物)，但当它们存在时，其大小超出了100nm至1μm的范围，即使通过固溶处理和时效处理也不能控制成本发明范围内的大小。因此，以不使结晶析出物或夹杂物残留在合金中这样充分地进行固溶处理，为了抑制夹杂物的生成而规定P、B等的添加量，为了抑制氧化物(夹杂物)的生成而将O含量规定在低的范围。不能充分减少结晶析出物或夹杂物的试样中的全部第2相粒子的面积比例C1小于80％，在本发明的范围之外。

当将第2相粒子的长径记作a(nm)、短径记作b(nm)时，在本发明的Ni-P系铜合金中，长径a小于20nm的第2相粒子如果以最终冷轧的方式进行加工应变η＝2以上的轧制加工，则第2相粒子在铜中再固溶，使电导率降低，从而不是优选的。这里，当将轧制前的板厚记作t₀、轧制后的板厚记作t时，加工应变η用η＝ln(t₀/t)表示。另一方面，长径a为20nm以上的第2相粒子即使在最终冷轧中进行加工应变η＝2以上的轧制加工也难以再固溶，而作为10nm以上的第2相粒子存在，有助于析出强化和加工强化。长径a为20nm以上的第2相粒子在轧制前后大小的变化少，特别地，轧制前的长径a超过50nm的第2相粒子在轧制后保持超过50nm的长径。但是，当长径a超过50nm的第2相粒子存在时，合金中的第2相粒子的分散间隔过于变大，因此不能得到析出强化和加工强化。

并且，上述长径a和短径b分别是全部第2相粒子的长径和短径的平均值，该平均值通过将最终冷轧前的合金条沿着与轧制方向平行的方向切割为厚度直角，并使用图像解析装置对于全部长径a为5nm以上的第2相粒子测定截面图像而得。

根据以上所述，本发明的Ni-P系铜合金的最终冷轧前的第2相粒子的优选大小是长径a为20nm～50nm。

另外，当用a/b表示Ni-P系铜合金中的第2相粒子的长宽比时，对于a/b大于5的情况，如果以最终冷轧的方式进行η＝2以上的轧制加工，则第2相粒子在铜中再固溶，使电导率降低。因此，最终冷轧前的第2相粒子的长宽比a/b优选为1～5，进而优选1～3。

为了防止强度和电导率的降低，优选本发明Ni-P系铜合金的最终冷轧后的第2相粒子的a为10nm～50nm且a/b为1～5。

对于本发明的Ni-P系铜合金的最终冷轧前的第2相粒子，为了使其长径a为20nm～50nm且长宽比a/b为1～5，使时效处理前的轧制加工应变η为0.4以上、优选1以上，适当调节时效处理时的温度和时间等。优选使最终冷轧的加工应变η＝0.7～1.4左右。

但是，难以使所有的第2相粒子都在上述a和a/b优选的范围内，因此具有长径a为20nm～50nm且长宽比a/b为1～5范围的第2相粒子(A)相对于全部第2相粒子的比例(面积比例C1)是重要的。并且，“全部第2相粒子”是指所有的长径a为5nm以上的第2相粒子。因此，如果将上述第2相粒子(A)的面积总和相对于在时效处理后、最终冷轧前的合金中的全部第2相粒子的面积总和的比例记作面积比例C1，则本发明的面积比例C1为80％以上。

当Ni-P系铜合金中的面积比例C1小于80％时，有a超过50nm的第2相粒子或者小于20nm的第2相粒子大量存在的情况。例如，当a超过50nm的第2相粒子或者熔融铸造时产生的结晶析出物在热轧前的加热或固溶处理中不固溶而使残留的1000nm以上的Ni-P系粒子(结晶析出物)大量存在时，有助于强度提高的大小为20至50nm的微细第2相粒子的分散间隔大，因此不能利用轧制加工的加工固化来得到需要的强度。另一方面，a小于20nm的第2相粒子通过轧制加工而再固溶，因此电导率显著降低。

在本发明的Ni-P-Mg系铜合金中，可以生成在最终冷轧前具有a/b＝2～50左右大小的长宽比的、针状和/或纤维状的第2相粒子(B’)和a/b小于2的粒状的第2相粒子(C’)这2种粒子。通过使时效处理前的轧制加工应变η小于0.4、优选小于0.1，可以生成针状和纤维状的第2相粒子(B’)，通过使时效处理前的加工应变η为0.4以上，可以生成粒状的第2相粒子(C’)。当时效处理前的轧制加工度η＝0.4附近时，第2相粒子(B’)和第2相粒子(C’)一定程度地混合存在，但当加工应变小于0.4时，大部分形成第2相粒子(B’)，当加工应变为0.4以上时，大部分形成第2相粒子(C’)。

在本发明的Ni-P-Mg系铜合金中，最终冷轧前的短径b小于10nm的第2相粒子如果进行加工应变η＝2以上的最终冷轧加工，则第2相粒子破坏、分解而在铜中再固溶，使电导率降低，因此不是优选的。另一方面，最终冷轧前的短径为10nm以上的第2相粒子即使进行加工应变η＝2以上的轧制加工也难以再固溶，而作为10nm以上的第2相粒子存在，有助于析出强化和加工强化。特别地，短径b为20nm以上的第2相粒子在轧制前后大小的变化少，第2相粒子通过冷轧难以破坏、固溶。另一方面，轧制前的长径a超过50nm、且短径超过25nm的第2相粒子在轧制后保持其大小，但各个第2相粒子的体积大，因此铜合金中的第2相粒子的分散间隔过于变大，从而不能得到析出强化和加工强化。

根据以上所述，本发明的Ni-P-Mg系铜合金的最终冷轧前的第2相粒子含有长宽比a/b为2～50且短径b为10～25nm的第2相粒子(B)、并且还含有长宽比a/b小于2且长径a为20～50nm的第2相粒子(C)。

为了将本发明的Ni-P-Mg系铜合金的最终冷轧前的第2相粒子制成短径b为10～25nm且长宽比a/b为2～50的第2相粒子(B)，使时效处理前的轧制加工应变η小于0.4、优选小于0.1，并适当调节时效处理时的温度和时间等。另外，为了制成长径a为20～50nm且长宽比a/b小于2的第2相粒子(C)，使时效处理前的加工应变η为0.4以上、优选1.5左右，并适当调节时效处理时的温度和时间。

但是，由于难以使Ni-P-Mg系铜合金中的所有第2相粒子都在上述a和a/b优选的范围内，所以第2相粒子(B)和(C)的合计相对于长径a为5nm以上的全部第2相粒子的比例是重要的。因此，当将上述第2相粒子(B)和(C)的面积总和相对于Ni-P-Mg系铜合金中全部第2相粒子的面积总和的比例记作面积比例C2时，本发明的面积比例C2为80％以上。

当面积比例C2小于80％时，有a超过50nm且短径b超过25nm的第2相粒子、长径a小于20nm的第2相粒子、短径b小于10nm的第2相粒子和长宽比a/b超过50的第2相粒子的任一者都大量存在的情况。例如，a超过50nm且短径b超过25nm的第2相粒子或者熔融铸造时产生的结晶析出物在热轧或固溶处理中不固溶而使残留的1000nm以上的Ni-P-Mg系粒子(结晶析出物)大量存在时，有助于强度提高的在本发明规定范围的微细的第2相粒子(B)和/或(C)的数量少，第2相粒子的分散间隔变大，因此不能利用轧制加工的加工固化来得到需要的强度。另一方面，长径a小于20nm或者短径b小于10nm的第2相粒子通过轧制加工而再固溶，因此不能得到需要的电导率。

对于本发明的Ni-P-Mg系铜合金，为了在时效处理前且最终冷轧前使第2相粒子(B)和第2相粒子(C)的总和占铜合金中的全部第2相粒子的面积总和的80％以上(面积比例C2)，优选使时效处理前的轧制加工应变η为0～1.5左右，并适当调节时效处理时的温度和时间。

满足上述报名费条件的Cu-Ni-P系合金或者Cu-Ni-P-Mg系合金可以在本领域技术人员通常在制造中采用的铸锭铸造、热轧、固溶处理、中间冷轧、时效处理、最终冷轧、消除应变退火等中，通过选择适当加热温度、时间、冷却速度、轧制率等来制造。例如，以(1)熔融·铸造、(2)热轧、(3)除去氧化垢、(4)冷轧(厚度调节)、(5)固溶处理、(6)冷轧、(7)时效处理、(8)表面净化处理(抛光或酸洗)、(9)冷轧(最终)、(10)消除应变退火的顺序、重复或者省略一部分工序来制造。

调节面积比例C1或者C2时的上述“时效处理前的轧制加工”相当于上述(6)。并且，当时效处理前的加工应变η＝0时，省略(6)。本发明的第2相粒子的评价使用(7)时效处理完成后的材料作为试样来进行。

实施例

试样I的制造

以电解铜或者无氧铜作为主原料，以镍(Ni)、15％P-Cu母合金、2％B-Cu(B)、锡(Sn)、铟(In)、10％Fe-Cu(Fe)、10％Co-Cu(Co)、25％Mn-Cu(Mn)、海绵钛(Ti)和海绵锆(Zr)作为副原料，利用高频熔融炉在真空中或氩气氛围中进行熔融，铸造成45×45×90mm的铸锭。进行铸锭的热轧试验，对于在热轧下不产生裂纹的铸锭，依次进行热轧和固溶处理、时效处理、中间冷轧、时效处理、最终冷轧、消除应变退火，制成厚度为0.15mm的平板。采集得到板材的各种试验片进行试验，进行“强度”和“电导率”的评价。

试样II的制造

以电解铜或者无氧铜作为主原料，以镍(Ni)、15％P-Cu母合金、10％Mg-Cu母合金(Mg)、2％B-Cu母合金(B)、锡(Sn)、铟(In)、10％Fe-Cu母合金(Fe)、10％Co-Cu母合金(Co)、25％Mn-Cu母合金(Mn)、海绵钛(Ti)和海绵锆(Zr)作为副原料，利用高频熔融炉在真空中或氩气氛围中进行熔融，铸造成45×45×90mm的铸锭。与上述试样I同样进行铸锭的热轧试验，对在热轧下不产生裂纹的铸锭进行加工，制成厚度为0.15mm的平板，进行试验并进行“强度”和“电导率”的评价。

铸锭的热加工性评价

“热加工性”通过热轧来评价。即，将铸锭切割成45×45×25mm的大小，在850℃下进行1小时的加热后，进行3轧制道次的热轧试验而使厚度从25mm轧至5mm。对于热轧后的试样的表面和边缘，将通过目测可识别裂纹的情况记作“有裂纹”、将在表面和边缘没有裂纹、平滑的情况记作“无裂纹”。

在本发明中，热加工性优异是指上述评价中的“没有裂纹”的情况。

试验片的物性评价

对于“强度”，通过在JIS Z 2241中规定的拉伸试验、使用13号B试验片来进行拉伸强度的测定。

在本发明中，对于Cu-Ni-P系合金的高强度是指上述评价中的拉伸强度为650MPa以上的情况，对于Cu-Ni-P-Mg系合金的高强度是指拉伸强度为750MPa以上的情况。

“电导率”使用4端子法测定试验片的电阻，用％IACS表示。

在本发明中，高导电性是指在上述评价中电导率为45％IACS以上的情况。

“弯曲加工性”用90度W弯曲试验来评价。试验根据CES-M0002-6、使用R-0.1mm的夹具在50kN的载重下进行90度弯曲加工。对于弯曲部的评价，用光学显微镜观察中央部峰部表面的状况，将产生裂纹的情况记作×、产生褶皱的情况记作△、良好的情况记作○。弯曲轴相对于轧制方向呈直角(Good way)。

第2相粒子的评价

将最终冷轧前的合金条沿着与轧制方向平行的方向切割为厚度直角，使用扫描型电子显微镜和透射型电子显微镜以10个视野观察截面的第2相粒子。当第2相粒子的大小为5～50nm时，用50万倍～70万倍的视野(约1.4×10¹⁰～2.0×10¹⁰nm²)进行拍照，当大小为100～2000nm时，用5万倍～10万倍的视野(约1.0×10¹³～2.0×10¹³nm²)进行拍照。使用图像解析装置(株式会社ニレコ制、商品名ル

ゼツクス)对于拍摄照片的图像上的所有长径a为5nm以上的第2相粒子分别测定长径a、短径b、和面积。

从这些长径a为5nm以上的第2相粒子中随机选择100个粒子，得到全部第2相粒子的长径的平均a_ta和短径的平均b_ta以及由它们求得的平均长宽比a_ta/b_ta，分别作为长径a、短径b和长宽比a/b。

相对于从Ni-P系铜合金样品I中选择的全部100个的面积总和，将长径a为10nm～50nm、长宽比a/b为1～5的第2相粒子(A)的面积总和所占的比例记作面积比例C1(％)。

并且，可以确认通过最终冷轧(通常加工应变η＝2以上)，Ni-P系铜合金样品中长径为20nm以下的第2相粒子或者长径超过20nm但长宽比超过5的第2相粒子发生固溶，但20nm以上且长宽比为1～5的第2相粒子即使在最终冷轧后也能保持其长径、短径和长宽比。另外，第2相粒子的面积比例C1也由于超过200nm的第2相粒子不固溶，所以即使在最终冷轧后也几乎不产生变化。

相对于从Ni-P-Mg系铜合金样品II中选择的全部100个的面积总和，将第2相粒子(B)的面积和第2相粒子(C)的面积的总和所占的比例作为面积比例C2(％)来计算，所述第2相粒子(B)的长宽比a/b为2～50且短径b为10～25nm，所述第2相粒子(C)的长宽比a/b小于2且长径a为20～50nm。

并且，可以确认通过最终冷轧(通常加工应变η＝2以上)，Ni-P-Mg系铜合金样品中第2相粒子的长径a比20nm小或者短径b比10nm小的第2相粒子发生固溶、观察不到，但短径b为10nm以上的第2相粒子即使在最终冷轧后也能保持其长径、短径和长宽比。另外，第2相粒子的面积比例C2也同样即使在最终冷轧后也几乎不产生变化。

对于表1所示的成分组成的铜合金试样I，将本发明涉及的Ni-P系铜合金的实施例与比较例一起进行说明。本发明的合金实施例1～9在热轧时不产生裂纹，具有优异的强度和电导率。

另一方面，对比较例10～27的结果进行讨论，对于比较例10～13，由于没有添加B或者小于规定量，因此在热轧下产生裂纹。比较例14的Sn和In的添加量合计超过1.0％、比较例15的Sn的添加量合计超过1.0％，因此产生电导率的降低。比较例16的Ni/P比较高地偏离，因此Ni的固溶的量增大并产生电导率的降低，第2相粒子的量少，从而强度也低。比较例17的Ni/P比较低地偏离适当的组成比，因此P的固溶的量增大并产生电导率的降低。比较例18的Ni和P的添加量较低地偏离本发明规定的范围，因此强度低。比较例19的Ni量、比较例20的P量较高地偏离本发明规定的范围，因此产生电导率的降低。比较例21的O的含量超过0.050％，因此在熔融时生成Cu-P-O的氧化物，第2相粒子量减少，强度低，弯曲加工性差。比较例22的B的含量较高地偏离本发明规定的范围，因此Ni-P-B或B-P等在熔融、铸造时生成、晶析，从而导致第2相粒子量减少，强度和电导率低，弯曲加工性也差。比较例23和24的Fe、Co、Mn、Ti、Zr的含量较高地偏离本发明规定的范围，因此这些元素与P生成化合物，从而第2相粒子减少，强度低。比较例25的第2相粒子的平均长径较高地偏离本发明规定的范围，因此不能得到由冷轧导致的强度升高，从而强度低。比较例26和27的第2相粒子的平均长径较低地偏离本发明规定的范围、另外比较例27的长宽比也偏离，因此在冷轧下第2相粒子固溶，电导率低。

对于表2所示的成分组成的铜合金试样II，将本发明涉及的Ni-P-Mg系铜合金的实施例与比较例对各自的热轧加工性、第2相粒子和特性的评价结果一起进行表示。如果在a＝20～1250且b＝10～25且a/b＝2～50的范围内，则符合第2相粒子(B)，如果在a＝20～50且b＝10～50且a/b＝1～2的范围内，则符合第2相粒子(C)。

本发明的合金实施例28～38在热轧时不产生裂纹，具有优异的强度和电导率。另一方面，对比较例39～62的结果进行讨论，对于比较例39～43，由于没有添加B或者小于规定量，因此在热轧下产生裂纹。比较例44的Sn和In的添加量合计超过1.0％、比较例45的Sn的添加量合计超过1.0％，因此产生电导率的降低，弯曲加工性差。比较例46的Mg的添加量较高地偏离本发明规定的范围，因此在热轧下产生裂纹。比较例47的Mg的添加量较低地偏离本发明规定的范围，因此与除Mg以外其它具有相同水平的化学组成的本发明例29相比强度变低。比较例48的Ni/P比较低地偏离，因此P的固溶的量增大，电导率低。比较例49的Ni和P的添加量较低地偏离本发明规定的范围，因此强度低。比较例50的Ni量和Ni/P比偏离本发明规定的范围，因此产生电导率的降低。比较例51的P量较高地偏离本发明规定的范围、以及Ni/P比偏离了本发明规定的范围，因此在热轧下产生裂纹。

比较例52的O的含量超过0.050％，因此在熔融时生成Cu-P-O的氧化物，第2相粒子量减少，强度和电导率低，弯曲加工性也差。

比较例53的B的含量较高地偏离本发明规定的范围，因此Ni-P-B或B-P等在熔融、铸造时生成、晶析，从而导致第2相粒子量减少，强度和电导率低，弯曲加工性也差。

比较例54～57由于Fe、Co、Mn、Ti、Zr的1种以上的合计含量较高地偏离本发明规定的范围，因此第2相粒子减少，另外，由于Fe、Co、Mn、Ti、Zr与P的结晶析出物或第2相粒子粗大地生成，第2相粒子的评价结果偏离了本发明规定的范围，因此强度降低。

比较例58的第2相粒子的短径b较低地偏离本发明规定的范围，因此电导率低。比较例59的第2相粒子的短径b较高地偏离本发明规定的范围，因此强度低。比较例60的第2相粒子的长径a和短径b较低地偏离本发明规定的范围，因此强度和电导率低。比较例61和62的第2相粒子的长径a和短径b较高地偏离本发明规定的范围，因此由冷轧导致的强度的升高少、强度低。

Claims

1.热加工性优异的高强度高导电性铜合金，所述铜合金以质量比计，含有Ni：0.50％～1.00％、P：0.10％～0.25％，Ni与P的含量比例Ni/P：4.0～5.5，且B：0.005％～0.070％、O：0.0050％以下，Fe、Co、Mn、Ti、Zr中1种以上的含量合计为0.05％以下，余量包含Cu和不可避免的杂质，其特征在于，对于第2相粒子的大小，将长径记作a、短径记作b时，最终冷轧前的长径a为20nm～50nm且长宽比a/b为1～5的第2相粒子(A)占铜合金中含有的全部第2相粒子的面积总和的80％以上，电导率为45％IACS以上。

2.热加工性优异的高强度高导电性铜合金，所述铜合金以质量比计，含有Ni：0.50％～1.00％、P：0.10％～0.25％、Mg：0.01～0.20％，Ni与P的含量比例Ni/P：4.0～5.5，且B：0.005％～0.070％、O：0.0050％以下，Fe、Co、Mn、Ti、Zr中1种以上的含量合计为0.05％以下，余量包含Cu和不可避免的杂质，其特征在于，具有最终冷轧前的短径b为10～25nm且长宽比a/b为2～50的第2相粒子(B)，上述第2相粒子(B)与长径a为20nm～50nm且长宽比a/b小于2的第2相粒子(C)的总和占铜合金中含有的全部第2相粒子的面积总和的80％以上，电导率为45％IACS以上。

3.如权利要求1或者2所述的热加工性优异的高强度高导电性铜合金，其特征在于，含有合计为0.01％～1.0％的Sn和In中的1种以上。