CN101680056B

CN101680056B - 铜合金材料及其制造方法

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Publication number: CN101680056B
Application number: CN2008800181847A
Authority: CN
Inventors: 金子洋; 三原邦照; 江口立彦
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP2008266787A; EP2157199A4; US20100170595A1; CN101680056A; WO2008123455A1; EP2157199A1

Abstract

本发明提供一种铜合金材料及其制造方法，其中，该铜合金材料以质量计，含有0.1～4％的X元素和0.01～3％的Y元素，余分包括铜和不可避免的杂质，在此，X元素是过渡元素Ni、Fe、Co、Cr中的1种或2种以上元素，Y元素是Ti、Si、Zr、Hf中的1种或2种以上元素，其特征在于，其具有50％IACS以上的导电率和600MPa以上的屈服强度，并且在施加屈服强度的80％的应力的状态下保持1000小时后的应力松弛率为20％以下。

Description

铜合金材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及铜合金材料及其制造方法。

背景技术

用于电子电气设备用引线框、连接器、端子材料等(例如汽车车载用等的连接器、端子材料、继电器、开关、插座等)用途的铜合金材料所要求的特性项目有导电率、屈服强度(屈服应力)、拉伸强度、弯曲加工性、耐应力松弛特性。近年，随着电气电子设备的小型化、轻量化、高功能化、高密度实装化、使用环境的高温化，这种特性的要求也越来越高。

以往，作为电子电气设备用材料，通常，除了铁系材料之外，被广泛使用的还有磷青铜、丹铜、黄铜等铜系材料。这些合金通过Sn、Zn的固溶强化和由压延、拉丝等冷加工带来的加工硬化相组合而提高了强度。该方法中，导电率不足，并且由于通过施加高冷加工率而得到了高强度，所以弯曲加工性、耐应力松弛特性不足。

作为代替该方法的强化法，有使材料中析出纳米级的微细第二相的析出强化。该强化方法使得强度增大，并且还有同时提高导电率的优点，因此很多合金系中进行该方法。其中，在Cu中使Ni化合物和Si化合物微细地析出而强化的Cu-Ni-Si系合金(例如CDA[Copper DevelopmentAssociation，铜业发展协会]合金牌号CDA70250)虽然具有强化能力高的优点，但是导电率不足，需要进一步高导电化。

另外，对于析出硬化型合金来说，通常在得到微细的析出状态的时效析出热处理前，在中间工序引入用于使溶质原子固溶的熔体化热处理。该温度根据合金系、溶质浓度的不同而有所不同，但通常是750℃～1000℃的高温。为了得到足够的析出硬化量，优选增加溶质原子的浓度、进一步提高熔化处理温度，从而增加析出密度。

另外，为了实现高导电，需要选择溶质原子在铜母相的固溶限小的析出型铜合金系，这种情况下，也为了得到必要的析出硬化量，熔化温度增高。由于该熔化处理温度是高温，所以存在材料的结晶粒径变粗大的问题。结晶粒径粗大的情况下，会出现如下问题：由于助长了弯曲加工时的局部变形而产生裂纹；弯曲部表面的折皱变大，所以以弯曲部作为接点使用的情况下，发生电流集中或实施在材料表面的镀层开裂，等等。因此期待在该熔体化热处理的高温下将结晶粒径控制得较小的技术。

对于该技术背景，有关于分散有Ni化合物和Ti化合物的高强度铜合金的制造法的发明例(例如参见日本特公平04-53945号公报)。另外，还有关于分散有Ti和Fe化合物的铜合金的制造法的发明例(例如参见日本特开平07-258806号公报)。

但是，难以同时兼具强度、导电率、耐应力松弛特性、弯曲加工性，尚不能满足这些全部的要求特性。

发明内容

本发明人对铜合金材料的组成以及其平均结晶粒径和导电性、屈服强度、应力松弛性、弯曲加工性进行了研究，发现通过对其进行适当地规定，能够改善这些特性，从而完成了本发明。

即，通过本发明提供了下述的技术方案：

(1)一种铜合金材料，其中，以质量计，该铜合金材料含有0.1～4％的X元素(在此，X元素是过渡元素Ni、Fe、Co、Cr中的1种或2种以上元素)和0.01～3％的Y元素(在此，Y元素是Ti、Si、Zr、Hf中的1种或2种以上元素)，余分包括铜和不可避免的杂质，其特征在于，

该铜合金材料具有50％IACS以上的导电率和600MPa以上的屈服强度，并且在施加屈服强度的80％的应力的状态下保持1000小时后的应力松弛率为20％以下；

(2)如(1)所述的铜合金材料，其特征在于，以质量计，其还含有0.01～3％Z元素(在此，Z元素是Sn、Mg、Zn、Ag、Mn、B、P中的1种或2种以上元素)；

(3)如(1)或(2)所述的铜合金材料，其特征在于，平均结晶粒径为10μm以下，弯曲加工性优异；

(4)如(1)～(3)的任一项所述的铜合金材料，其特征在于，粒径50～1000nm的第二相以10⁴个/mm²以上的分布密度存在；

(5)如(4)所述的铜合金材料，其特征在于，所述第二相是含有Si、Co、Ni、Fe、Ti、Zr或Cr的化合物；

(6)如(4)或(5)所述的铜合金材料，其特征在于，所述第二相是三元化合物；

(7)一种铜合金材料的制造方法，其特征在于，所述制造方法得到上述(1)～(6)的任一项所述的铜合金材料，并且所述制造方法按叙述顺序对铜合金原料实施由铸造[1]、均质化热处理[2]、热加工[3]、面切削[4]、冷加工[6]、熔体化热处理[7]、冷加工[9]、时效析出热处理[10]、冷加工[11]和调质退火[12]构成的处理，所述冷加工[9]的加工率R1(％)和冷加工[11]的加工率R2(％)之和为5～65％；

(8)一种电子电气设备用铜合金材料的制造方法，其特征在于，其得到上述(1)～(6)的任一项所述的铜合金材料，所述制造方法按叙述顺序对铜合金原料实施由铸造[1]、均质化热处理[2]、热加工[3]、面切削[4]、冷加工[6]、熔体化热处理[7]、时效析出热处理[8]、冷加工[9]、时效析出热处理[10]、冷加工[11]和调质退火[12]构成的处理，所述冷加工[9]的加工率R1(％)和冷加工[11]的加工率R2(％)之和为5～65％，时效析出热处理[8]的处理温度为400～700℃，时效析出热处理[10]的处理温度比时效析出热处理[8]的处理温度低；

和(9)如上述(7)或(8)的制造方法，其特征在于，在面切削[4]后，在400～800℃进行5秒～20小时的时效析出热处理[5]，并进行冷加工[6]。

下面将参照附图描述本发明的上述的特征和优点和其他的特征和优点。

附图说明

[图1]应力松弛试验方法的示意性说明图。

具体实施方式

下面对本发明的铜合金材料的优选实施方式进行详细说明。

首先对本发明的构成适用于电气电子设备的铜合金材料的成分元素的添加理由及其含量进行说明。

本发明中，X元素表示外层带有3d电子的过渡元素Ni、Fe、Co、Cr，Y元素表示价电子为2个或4个的元素Ti、Si、Zr、Hf。对于X元素和Y元素来说，NiSiTi、NiSiZr、CoSiTi、Co₂Si、CuSiTi、CoHfSi、CuHfSi、Fe₅Si₃、Ti₅Si₃、Ni₃Ti₂Si、Co₃Ti₂Si、Cr₃Ti₂Si、Fe₂Ti、Ni₃Zr₂Si、CoSiZr、Cr₂Ti、CrMnTi、Ni₂Si、Ni₃Si、Ni₉Ti₂Zr等化合物、这些化合物的构成元素被其他元素置换的化合物在铜中主要以50nm以下的微细尺寸与母相相容地析出，由此有助于提高强度、导电率、耐应力松弛特性。

当X元素的含量不足0.1质量％或者Y元素的含量不足0.01质量％的情况下，由于其析出硬化量不足，所以这种效果不理想。另外，X元素大于4质量％或者Y元素大于3质量％的情况下，合金材组织中产生粗大的结晶物，导致镀覆性变差，成为了弯曲加工时裂纹的原因，因此不是优选的。

所以，X元素的范围为0.1～4质量％，优选0.3～3.0质量％，更优选0.3～2.5质量％。Y元素的含量范围为0.01～3质量％，优选为0.03～2.0质量％，进一步优选为0.04～1.5质量％。

本发明中，Z元素表示Sn、Mg、Zn、Ag、Mn、B、P。

Sn、Mg、Zn、Ag、Mn与X、Y元素形成化合物，发挥协同效应，或者一部分以单质形式固溶在铜中，由此Sn、Mg、Zn、Ag、Mn具有提高强度、耐应力松弛特性的作用。B、P通过提高由X和Y元素构成的微细析出物的密度或者由X、Y和Z元素构成的微细析出物的密度来发挥提高强度和耐应力松弛特性的作用。另外，Z元素有时也是后述的在控制结晶粒径方面有效果的第二相的构成元素。

Z元素的含量过少的情况下，有时不能充分得到该作用效果。另外，Z元素的含量过多的情况下，有时导致导电率降低、铸造性变差。所以，Z元素的含量范围通常为0.01～3质量％，优选为0.03～2质量％、进一步优选为0.05～1.0质量％。

本发明的铜合金材料具有50％IACS以上的导电率和600MPa以上的屈服强度，施加屈服强度的80％的应力的状态下保持1000小时后的应力松弛率为20％以下。此处，对导电率的上限值不特别限制，但通常为70％IACS以下。对屈服强度的上限值不特别限制，但通常为900MPa以下。对所述应力松弛率的下限值不特别限制，但通常为8％以上。

此外，应力松弛率可以如后述那样通过悬臂梁法加载屈服强度80％的初期应力，基于日本电子材料工业会标准规格EMAS-3003在150℃×1000小时的条件下进行测定。

另外，通过高温的熔体化热处理能够控制结晶粒径，结晶粒径的平均为10μm以下的情况下，可以使弯曲加工性良好。减小晶粒具有提高强度的作用效果。优选的平均结晶粒径为6μm以下，进一步优选为4μm以下，如此设定能得到良好的弯曲加工性和强度。另外，对平均结晶粒径的下限值不特别限制，通常为3μm以上。

此外，平均结晶粒径可基于后述的JISH0501的切断法进行测定。

另外，本发明还发现，控制结晶粒径时，使50～1000nm的第二相以10⁴个/mm²以上的密度分散是有效的。此处，第二相主要是指析出物和一部分结晶物。在750℃以上等高温的熔体化热处理中，存在该第二相的情况下，具有抑制结晶粒的成长的效果，其结果是，通过保持更小的结晶粒径，能够进一步改善高强度和弯曲加工性。该第二相的粒径优选为60nm～800nm，更优选为70nm～700nm、其分布密度优选为10⁵个/mm²以上。

所述第二相的粒径过小的情况下，抑制粒成长的效果低，所述第二相的粒径过大的情况下，有时导致弯曲加工性降低、第二相的密度降低。

此外，第二相的粒径和分布密度可以基于后述的方法进行测定。

该第二相由Si、Co、Ni、Fe、Ti、Zr、Cr这样的熔点为1400℃以上的元素构成，因此，即使在更高的温度，也能稳定存在，不会在铜中固溶，所以能够得到较大的抑制结晶粒径粗大化的作用/效果。

该第二相的构成具体包括(a)这些元素是单质的情况；(b)这些元素以含有Si、Co、Ni、Fe、Ti、Zr、Cr的化合物的形式存在的情况；(c)这些元素与铜形成化合物(例如Cu-Zr、Cu-Hf等)的情况。

对于情况(b)，例如是形成了Ni-Co-Cr-Si、Co-Si、Ni-Co-Si、Cr-Ni-Si、Co-Cr-Si、Ni-Zr、Mn-Zr、Ni-Mn-Zr、Fe-Zr、Mn-Zr、Fe-Mn-Zr、Ni-Ti、Co-Ti、Ni-Co-Ti、Fe-Ni-Si、Fe-Si、Mn-Si、Ni-Mn-P、Fe-P、Ni-P、Fe-Ni-P、Mn-B、Fe-B、Mn-Fe-B、Ni-B、Cr-B、Ni-Cr-B、Ni-Co-B、Ni-Co-Hf-Si、Ni-Co-Al、Ni-Ca、Ni-Co-Mn-Sn、Co-Ni-P、Al-Hf、Al-Zr、Al-Cr等化合物的情况。

该第二相特别优选Cr-Ni-Si、Co-Cr-Si、Fe-Ni-Si这样的三元化合物。

接着，对于最有效地发挥本发明的合金材系的特性，并且适合电子电气设备用的铜合金材料的制造方法，举出其优选的处理工序。

按叙述顺序对铜合金原料实施由铸造[1]、均质化热处理[2]、热加工[3]、面切削[4]、冷加工[6]、熔体化热处理[7]、冷加工[9]、时效析出热处理[10]、冷加工[11]和调质退火[12]构成的处理工序。

通过进行冷加工[6]，在熔体化热处理[7]中微细析出物的密度能够更高并且能够更微细，从而能够提高强度、导电率、耐应力松弛特性。冷加工[9]能通过加工硬化提高强度。优选该冷加工[9]的加工率R1(％)和冷加工[11]的加工率R2(％)之和为5～65％。

该冷加工的合计加工率过小时，有时不能充分得到上述的效果，另外，该冷加工的合计加工率过大时，有时使弯曲加工性明显降低。通过将二个加上率的合计控制在5～65％，能够使全部的特性都良好。优选加工率为10～60％、进一步优选为15～55％。

另外，本发明的铜合金材料的制造方法中，优选在上述的处理工序的熔体化热处理[7]后接着追加时效析出热处理[8]。时效析出热处理[8]提供析出的核，另外，通过提高冷加工[7]的错位密度，具有在时效析出热处理[8]中使析出状态更高密度、更微细的作用，能提高强度、导电率、耐应力松弛特性。时效析出热处理[8]的温度为400～700℃，优选为425～675℃、进一步优选为450～650℃的温度范围。该温度过低的情况下，析出量少，该温度过高的情况下，析出物变得粗大，所以有时不能充分得到上述的效果。在400～700℃处理5秒～20小时的情况下，得到了最良好的特性。

由于需要保持有助于析出硬化的析出物高密度且微细，所以时效析出热处理[10]的处理温度优选比时效析出热处理[8]的处理温度低。

另外，作为50～1000nm的第二相的分散状态的方法，优选在面切削[4]后在400～800℃实施5秒～20小时的时效析出热处理[5]。

用于控制结晶粒径的第2相在热加工[3]的冷却过程、熔体化热处理[7]的升温过程中析出，有助于将结晶粒径控制得较小，并且，时效析出热处理[5]具有使所述第2相的密度更高的作用。该温度过低或过高的情况下，或者处理时间过短的情况下，这种效果小。另外，该处理时间过长的情况下，第2相的结晶粒变粗大，所以该效果小。时效析出热处理[5]的温度优选为425～675℃、进一步优选为450～650℃的温度范围。

通过本发明，能够提供一种铜合金材料及其制造方法，该铜合金材料的导电率、强度、耐应力松弛特性和弯曲加工性均优异，并且该铜合金材料最适合电子电气设备用途。此外，作为应力松弛特性的评价，标准规格中在150℃进行评价，然而本发明的铜合金材料至少在150℃以下发挥其效果。

另外，根据本发明，能够提供一种铜合金材料，该铜合金材料的导电率、强度、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异，且适合用于电子电气设备用的连接器、端子材料等(例如汽车车载用等的连接器、端子材料、继电器、开关、插座等)。特别是本发明可提供能够实现Cu-Ni-Si系难以实现的50％IACS以上的高导电率的析出型铜合金材料和其制造中控制结晶粒径的技术。

实施例

下面基于实施例更详细地说明本发明，但本发明不限于此。

此外，对实施例得到的铜合金材料的供试材料进行下述的特性考察。

A.屈服强度[YS]：

基于JIS Z2241，对3根与压延方向平行地切出的JIS Z2201-13B号的试验片进行测定，求出其平均值。

B.导电率[EC]：

在保持在20℃(±0.5℃)的恒温槽中，通过四端子法测定比电阻，计算出导电率。其中，端子间距离为100mm。

C.应力松弛率[SR]：

按照日本电子材料工业会标准规格EMAS-3003，在150℃×1000小时的条件下进行测定。通过悬臂梁法加载屈服强度80％的初期应力。

图1是应力松弛特性的试验方法的说明图，图1(a)是热处理前的状态，图1(b)是热处理后的状态。如图1(a)所示，试验片1以悬臂方式保持在试验台4上，对试验片1施加屈服强度80％的初期应力时，该试验片1的位置与基准的距离为δ₀。将其在150℃的恒温槽中保持1000小时(1的状态下的热处理)，如图1(b)所示，除去负荷后的试验片2的位置与基准的距离为H_t。3是没有加载应力的情况下的试验片，其位置与基准的距离为H₁。

通过下式，由这种关系计算出应力松弛率(％)。

(H_t-H₁)/(δ₀-H₁)×100

式中，δ₀是弯曲时的试验片偏离基准位置的距离，H₁是没有弯曲时的试验片偏离基准位置的距离，H_t是弯曲并经热处理、解除负荷后的试验片偏离基准位置的距离。

D.弯曲加工性[R/t]：

与压延方向平行地切出宽10mm、长度25mm，弯曲的轴与压延方向成直角地和与压延方向平行地对其进行W弯曲。用光学显微镜和扫描型电子显微镜(SEM)观察弯曲部有无裂纹，由此观察该弯曲加工部位有无裂纹，使用没有出现裂纹的临界弯曲半径R和板厚t之比，计算出R/t。测定时，用金属研磨粉轻轻地在各板的板宽w＝10(mm)的试样的表面上擦，从供试材料除去氧化膜后，对试样进行两种w弯曲(对与压延方向平行的试样的弯曲(GOOD WAY：以下记作GW)、对与压延方向垂直的试样的弯曲(BAD WAY：以下记作BW))，所述w弯曲的弯曲内侧的角度为90°。

E.平均结晶粒径[GS]：

利用湿式研磨、抛光研磨对与供试材料的压延方向垂直的截面进行镜面加工后，用铬酸∶水＝1∶1的溶液对研磨面腐蚀几秒，然后，用扫描型电子显微镜(SEM)的反射电子像，以400～1000倍的倍数拍摄照片，通过JIS H0501的横切法(クロスカツト法)测定截面粒径。

F.第二相的粒径和分布密度：

将供试材料冲切成直径3mm，使用双喷气(ツインジエツト)研磨法进行薄膜研磨，制作观察用试验片。用加速电压300kV的透射型电子显微镜(TEM)拍摄2000倍和40000倍的照片，各倍数任意拍摄10个视野，测定第二相的粒径和分布密度。测定视野中的50～1000nm大的数量，计算出单位面积(/mm²)上的个数。鉴定化合物时，使用TEM附带的EDX分析装置。

(实施例1)

将按下述的表1-1、表1-2所示的成分/组成(质量％)混合了X元素和Y元素、余分包括Cu和不可避免的杂质的合金用高频率熔炉熔化，将其以0.1～100℃/秒的冷却速度进行铸造，得到铸块。将其在900～1050℃进行0.5～10hr的均质化热处理后，进行截面减少率为50％以上、处理温度为650℃以上的热加工，然后进行水淬，为了除去氧化垢，进行面切削。

其后的工序实施下面记载的工序A～D中任意(所示)的处理，由此制造铜合金材料。

工序A：实施截面减少率为50～98％的冷加工，实施800～1000℃的熔体化热处理，实施截面减少率为5～50％的冷加工，实施400～650℃的时效析出热处理，实施5～50％的精整冷加工(仕上げ冷間加工)，在200～450℃进行5秒～10小时的调质退火。

工序B：实施截面减少率为50～98％的冷加工，实施800～1000℃的熔体化热处理，实施400～650℃的时效析出热处理，实施截面减少率为5～50％的冷加工，实施400～650℃的时效析出热处理，实施5～50％的精整冷加工，在200～550℃进行5秒～10小时的调质退火。

工序C：实施400～650℃的时效析出热处理，实施截面减少率为50～98％的冷加工，实施800～1000℃的熔体化热处理，实施截面减少率为5～50％的冷加工，实施400～650℃的时效析出热处理，实施5～50％的精整冷加工，在200～550℃进行5秒～10小时的调质退火。

工序D：实施400～650℃的时效析出热处理，实施截面减少率为50～98％的冷加工，实施800～1000℃的熔体化热处理，实施400～550℃的时效析出热处理，实施截面减少率为5～50％的冷加工，实施400～650℃的时效析出热处理，实施5～50％的精整冷加工，在200～550℃进行5秒～10小时的调质退火。

以得到的铜合金材料的各一部分作为供试材料，对该各供试材料进行屈服强度[YS]、导电率[EC]和应力松弛率[SR]的特性考察，得到的结果见表1-1、表1-2。

[表1-1]

[表1-2]

由表1可知，本发明例1-1～本发明例1-32的屈服强度、导电性、耐应力松弛特性优异。但是，如表1-2所示，不满足本发明的规定的情况下，特性不好。即，比较例1-1由于X元素的量少，所以析出物的密度低，强度、导电率和耐应力松弛特性差。比较例1-2由于X元素的量多，所以固溶原子量增加，导电率差。比较例1-3由于Y元素的量少，所以析出物的密度低，强度、导电率和耐应力松弛特性差。比较例1-4由于Y元素的量多，所以固溶原子量增加，导电率差。

(实施例2)

按照与上述实施例1所记载的相同的制造方法，将按下述的表2-1、表2-2所示的成分/组成混合了X元素、Y元素和Z元素且余分包括Cu和不可避免的杂质的铜合金制成合金材料，以其各一部分作为供试材料。对该各供试材料与实施例1相同地进行特性考察，得到的结果见表2-1和表2-2。

[表2-1]

[表2-2]

由表2-1可知，本发明例2-1～本发明例2-32的屈服强度、导电性、耐应力松弛特性优异。但是，如表2-2所示，不满足本发明的成分量的规定值的情况下，特性不好。即，比较例2-1～比较例2-3由于Z元素的量过多而导电率非常差。

(实施例3)

按照与上述实施例1所记载的相同的制造方法，将按下述的表3-1、表3-2所示的成分/组成混合了X元素、Y元素和Z元素且余分包括Cu和不可避免的杂质的铜合金制成合金材料，以其各一部分作为供试材料。但是，与本发明例3-1～本发明例3-3各自的制造工序相比，比较例3-1～比较例3-3在高出约20～30℃的温度进行熔体化热处理。

与实施例1同样地对该供试材料进行屈服强度[YS]、导电率[EC]和应力松弛率[SR]的特性考察，此外进行平均结晶粒径[GS]和弯曲加工性[R/t]的特性考察，得到的结果见表3-1和表3-2。

[表3-1]

[表3-2]

由表3-1可知，本发明例3-1～本发明例3-32的屈服强度、导电性、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异。但是，如表3-2所示，熔体化热处理温度高的比较例3-1～比较例3-3的情况下，结晶粒径大于10μm，弯曲加工性差。

(实施例4)

按照与上述实施例1所记载的相同的制造方法，将按下述的表4-1、表4-2所示的成分/组成混合了X元素、Y元素和Z元素且余分包括Cu和不可避免的杂质的铜合金制成合金材料，以其各一部分作为供试材料。但是，比较例4-1～比较例4-3在1200℃进行10分钟熔体化热处理。

与实施例3同样地对该各供试材料进行屈服强度[YS]、导电率[EC]、应力松弛率[SR]、平均结晶粒径[GS]和弯曲加工性[R/t]的特性考察之外，还进一步考察构成第二相的50～1000nm颗粒的构成元素和其颗粒密度，得到的结果见表4-1和表4-2。此外，表中“10^n表示10ⁿ”(此后的表中也与此相同)。

[表4-1]

[表4-2]

由表4-1可知，本发明例4-1～本发明例4-32的屈服强度、导电性、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异。但是，如表4-2的比较例4-1～比较例4-3所示，第二相的颗粒密度低的情况下，结晶粒径大于10μm，弯曲加工性差。

(实施例5)

将按下述的表5-1所示的成分/组成混合了元素且余分包括Cu和不可避免的杂质的合金用高频率熔炉熔化，将其以0.1～100℃/秒的冷却速度进行铸造，得到铸块。将其在900～1050℃进行0.5～10hr的均质化热处理后，进行截面减少率为50％以上、处理温度为650℃以上的热加工，然后进行水淬，为了除去氧化垢，进行面切削。其后，实施截面减少率为50～98％的冷加工，实施800～1000℃的熔体化热处理，实施截面减少率为表中R1[％]的冷加工，实施400～650℃的时效析出热处理，实施截面减少率为表中R2[％]的精整冷加工，在200～450℃进行5秒～10小时的调质退火，制造铜合金材料，以其各一部分作为供试材料。其结果见表5-2、5-3。

[表5-1]

元素

Ni

Ti

Si

Cr

Sn

Zn

Mg

Cu

质量％

2.02

0.6

0.35

0.2

0.1

0.3

0.1

余分

[表5-2]

[表5-3]

由表5-2可知，本发明例5-1～本发明例5-3的屈服强度、导电性、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异。但是，如比较例5-1所示，R1和R2之和不足5％的情况下强度低，因此不是优选的。如比较例5-2所示，R1和R2之和大于65％的情况下，耐应力松弛特性和弯曲加工性差，不是优选的。

(实施例6)

与实施例5同样地将按表5-1所示的成分/组成混合了元素且余分包括Cu和不可避免的杂质的合金用高频率熔炉熔化，将其以0.1～100℃/秒的冷却速度进行铸造，得到铸块。将其在900～1050℃进行0.5～10hr的均质化热处理后，进行截面减少率为50％以上、处理温度为650℃以上的热加工，然后进行水淬，为了除去氧化垢，进行面切削。其后，实施截面减少率为50～98％的冷加工，实施800～1000℃的熔体化热处理，在表6-1和表6-2中T8[℃]所示温度实施4小时的时效析出热处理，实施截面减少率为5～50％的冷加工，在表中T10[℃]所示温度实施4小时的时效析出热处理。接着，实施5～50％的精整冷加工，在200～450℃进行5秒～10小时的调质退火，制造铜合金材料，以其各一部分作为供试材料。

司样地对该各供试材料进行屈服强度[YS]、导电率[EC]、应力松弛率[SR]、平均结晶粒径[GS]、弯曲加工性[R/t]、第二相的构成元素和第二相的密度等特性的考察，得到的结果见表6-1和表6-2。

[表6-1]

[表6-2]

由表6-1可知，本发明例6-1～本发明例6-2的屈服强度、导电性、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异。但是，由表6-2的比较例6-1和比较例6-2所示可知，时效析出热处理的温度T10比T8高时，析出硬化能力不足，强度低，不是优选的。

(实施例7)

与实施例5同样地将按下述的表5-1所示的成分/组成混合了元素且余分包括Cu和不可避免的杂质的合金用高频率熔炉熔化，将其以0.1～100℃/秒的冷却速度进行铸造，得到铸块。将其在900～1050℃进行0.5～10hr的均质化热处理后，进行截面减少率为50％以上、处理温度为650℃以上的热加工，然后进行水淬，为了除去氧化垢，进行面切削。其后，在实施表7中T5[℃]所示温度实施4小时的时效析出热处理，实施截面减少率为50～98％的冷加工，实施800～1000℃的熔体化热处理，实施截面减少率为5～50％的冷加工，实施400～650℃的时效析出热处理，实施5～50％的精整冷加工，在200～550℃进行5秒～10小时的调质退火，制造铜合金材料，以其各一部分作为供试材料。

同样地对该各供试材料进行屈服强度[YS]、导电率[EC]、应力松弛率[SR]、平均结晶粒径[GS]、弯曲加工性[R/t]、第二相的构成元素和第二相的密度等特性的考察，得到的结果见表7。

[表7]

如表7所示，在400～800℃进行时效析出热处理[5]的情况下，提高了第二相的密度，能够减小结晶粒径，能够得到良好的弯曲加工性。

产业上的可利用性

本发明的铜合金材料可以很好地用于电子电气设备用的引线框、连接器、端子材料等(例如，汽车车载用等的连接器、端子材料、继电器、开关、插座等)。

上面将本发明与其实施方式一同进行了说明，但是只要没有特别指定，本发明并不限于说明中的任何细节，在不违反权利要求书所示的发明的精神和范围的条件下，本发明的范围应被广义地解释。

本申请基于2007年3月28日在日本国提出的专利申请特愿2007-086026以及2008年3月27日在日本国提出的专利申请特愿2008-085013要求优先权，并以参考的形式将这些内容作为本说明书的一部分记入本说明书。

Claims

1.一种铜合金材料，其中，以质量计，该铜合金材料含有0.1%～4%的X元素和0.01%～3%的Y元素，余分包括铜和不可避免的杂质，在此，X元素是过渡元素Ni、Fe、Co、Cr中的1种或2种以上元素，Y元素是Ti、Si、Zr、Hf中的1种或2种以上元素，其特征在于，

所述铜合金材料具有50%IACS以上的导电率和600MPa以上的屈服强度，并且在施加屈服强度的80%的应力的状态下保持1000小时后的应力松弛率为20%以下，

粒径50～1000nm的第二相以10⁴个/mm²～8×10⁶个/mm²的分布密度存在，

所述铜合金材料的平均结晶粒径为10μm以下。

2.如权利要求1所述的铜合金材料，其特征在于，以质量计，所述铜合金材料进一步含有0.01%～3%的Z元素，在此，Z元素是Sn、Mg、Zn、Ag、Mn、B、P中的1种或2种以上元素。

3.如权利要求1所述的铜合金材料，其特征在于，所述第二相是含有Si、Co、Ni、Fe、Ti、Zr或Cr的化合物。

4.如权利要求3所述的铜合金材料，其特征在于，所述第二相是三元化合物。

5.一种铜合金材料的制造方法，其特征在于，所述制造方法得到权利要求1～4的任一项所述的铜合金材料，并且所述制造方法按下述顺序对铜合金原料实施由铸造[1]、均质化热处理[2]、热加工[3]、面切削[4]、第一冷加工[6]、熔体化热处理[7]、第二冷加工[9]、第三时效析出热处理[10]、第三冷加工[11]和调质退火[12]构成的处理，所述第二冷加工[9]的加工率R1(%)和第三冷加工[11]的加工率R2(%)之和为5%～65%，

其中，在面切削[4]后，在400℃～800℃进行5秒～20小时的第一时效析出热处理[5]，并进行第一冷加工[6]。

6.一种电子电气设备用铜合金材料的制造方法，其特征在于，所述制造方法得到权利要求1～4的任一项所述的铜合金材料，并且所述制造方法按下述顺序对铜合金原料实施由铸造[1]、均质化热处理[2]、热加工[3]、面切削[4]、第一冷加工[6]、熔体化热处理[7]、第二时效析出热处理[8]、第二冷加工[9]、第三时效析出热处理[10]、第三冷加工[11]和调质退火[12]构成的处理，所述第二冷加工[9]的加工率R1(%)和第三冷加工[11]的加工率R2(%)之和为5%～65%，第二时效析出热处理[8]的处理温度为400℃～700℃，第三时效析出热处理[10]的处理温度比时第二效析出热处理[8]的处理温度低，