CN101939460B

CN101939460B - 沉淀硬化型铜合金条的制造方法

Info

Publication number: CN101939460B
Application number: CN2008801263280A
Authority: CN
Inventors: 山口洋
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: CN101939460A; WO2009098810A1; JPWO2009098810A1; JP4714943B2

Abstract

本发明的目的是提供一种铜合金条的制造方法，该铜合金条在抗拉强度、延展率和导电性的综合平衡性方面非常优异。为了实现这个目的，采用包含如下工序的制造方法：对铜镍磷系铜合金实施热轧之后，进行时效沉淀处理而得到经过了时效沉淀处理的铜合金条的工序；对经过了时效沉淀处理的铜合金条，以50％～90％的加工率实施中间冷轧，之后进行中间恢复热处理而得到经过了恢复热处理的铜合金条的工序；对经过了恢复热处理的铜合金条，以20％～95％的加工率实施最终冷轧，之后进行最终恢复热处理而得到利用了恢复现象的铜合金条的工序。这个制造方法中，通过调整冷轧和恢复热处理的条件的组合，就可以使得沉淀硬化型铜合金条的特性在目标范围之内。

Description

沉淀硬化型铜合金条的制造方法

技术领域

本发明涉及沉淀硬化型铜合金条的制造方法。

背景技术

现有技术中，铜合金型材料因为具有牢固的机械强度、较好的导电性以及价格低廉的优点，所以铜合金条在端子、连接器等的导电部件以及结构部件中被广泛应用。近年来，伴随着汽车向轻量化，电子部件向轻量化、小型化发展，端子等的导电部件越来越需要更加的小型化。这就导致了对构成所述导电部件的材料，提出了应对下述用途的要求：使得现有技术中铜合金条难以实现的机械强度成为必要。针对这样的用途，为了确保足够的机械强度，比较常见的是使用沉淀硬化型铜合金条。另外，不仅对铜合金条所具有的机械强度有要求，还对其所具有的良好的弯曲加工性、良好的导电性也有越来越高的要求。也就是说，需要一种机械强度、弯曲加工性和导电性的综合平衡性方面良好的铜合金条的制造方法。

对于这个课题，例如在专利文献1中，公开了铜镍磷系合金作为适合制造导电部件的铜合金。在专利文献1中，公开了下述导电材料：其是通过向铜镍磷合金中添加铁、铬、锰、钴中的一种或者两种以上，而得到的既不影响优良的耐移动性、高强度以及高导电性的特性，又可以改善焊接性、热轧性以及焊锡镀、镀锡的耐热剥离性的导电材料。该铜镍磷系合金，作为沉淀硬化型合金其沉淀硬化能力出众，可以获得30％IACS～50％IACS的导电率。之后根据实施例，铸造铜合金锭，切割之后进行热轧，然后再反复地进行冷轧和退火酸洗，在450℃进行10个小时的最终退火后进行酸洗，并以20％的加工率进行冷轧。

在专利文献2中，公开了将镍和磷作为必需的添加成份的铜合金材料，该铜合金不但具有70％IACS以上的高导电性，还同时改良了强度、弯曲加工性、冲压冲孔性能、耐应力松弛性能以及其各向异性。在专利文献2中，采用了一种方法，该方法通过完工之前的退火兼时效沉淀处理，只使其局部发生再结晶。另外，在专利文献2中，时效沉淀处理作为中间加工而进行一次，恢复热处理原则上也只有最终退火的一次。并且，专利文献2中的铜合金可以用于制造满足下述条件的板材：其与轧制方向和厚度方向平行的断面中的结晶颗粒的平均纵横比(长轴/短轴)A为10以上，纵横比的最大值Amax和最小值Amin的比Amax/Amin是1.0～3.0。

另外，在专利文献3中，公开了同时改良了强度、导电性、弯曲加工性、耐应力松弛性能的，适合于较薄导电部件、汇流条的铜合金。在专利文献3中，把镍锡磷系铜合金作为对象，通过位错密度较少的固溶处理和时效沉淀处理使沉淀物均质化生成，在时效沉淀处理之后不使温度达到再结晶的温度以上，保证较高完整性的沉淀物的微细并且均质化分散的组织状态，结合硬化加工，从而得到更强的强度。

专利文献1：日本特开平4-231433号公报

专利文献2：日本特开2006-299409号公报

专利文献3：日本特开2006-291356号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，即使使用在专利文献1～专利文献3中公开的方法，也很难得到具有机械强度、弯曲加工性、导电性全部都很高的特性的铜合金条。首先，专利文献1中公开的方法，由于最终冷轧的加工率只有较低的20％左右，所以得到的铜合金条的强度还不到500N/mm²，只能得到具有较低级别机械强度的沉淀硬化型铜合金条。

专利文献2中公开的方法，通过完工之前的退火兼时效沉淀处理，使只有局部发生再结晶。但是，所述方法是在中间加工中只实施一次时效沉淀处理的，原则上只将最终退火作为恢复热处理的制造方法。所以，这里公开的完工之前的、退火前后的冷轧中的加工率比较低，且在完工之前的热处理中第一次实施时效沉淀处理。其结果造成强度再高也不过500N/mm²左右，只能得到具有不充足的机械强度的沉淀硬化型铜合金条。

专利文献3中公开的方法，采用了将镍锡磷系铜合金，在固溶处理和时效沉淀处理中使沉淀物均质化生成的，在时效沉淀处理之后不使温度达到再结晶的温度以上的方法。但是，其设定的制造条件是，可以在得到的铜合金条中确认形成有3μm～30μm的再结晶组织。即，如果使用专利文献3的方法，由于得到的铜合金条具有的再结晶颗粒比较大，所以导致硬度低下。此时，为了弥补该硬度的低下而增加了锡的添加量，尽管如此，强度的提升水平也不充分。并且，如果采用专利文献3中所公开的方法，在得到的铜合金条的成分中，锡添加量的增加会导致导电率降低，因此一般只能得到勉强通过30％IACS的市场要求的铜合金条。另外，由于所述方法采用了固溶处理的工序，设备成本和运行成本的负担变得很重。

本发明就是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其目的在于提供在机械强度、弯曲加工性和导电性的综合平衡性方面良好的铜合金条的制造方法。

解决问题的方法

关于铜镍磷合金，发明人发现，通过利用下述恢复现象的制造方法，可以解决上述课题。

本发明中的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，是含有0.50wt％～1.50wt％的镍、0.05wt％～0.20wt％的磷、0.00wt％～0.04wt％的锡、0.00wt％～0.50wt％的锌的铜合金条的制造方法，其特征在于包括下述的工序A～工序C，并利用恢复现象而进行强化。

工序A：对铜合金锭实施热轧，之后进行时效沉淀处理得到经过了时效沉淀处理的铜合金条的工序。

工序B：对工序A得到的经过了时效沉淀处理的铜合金条，实施包含有一个工序单位的中间加工，得到经过了恢复热处理的铜合金条的工序，所述一个工序单位包括以50％～90％的加工率对所述铜合金条090实施的中间冷轧和之后实施的中间恢复热处理。

工序C：对工序B得到的经过了恢复热处理的铜合金条，以20％～95％的加工率实施最终冷轧，之后实施最终恢复热处理利用恢复现象，得到经过了强化的沉淀硬化型铜合金条的工序。

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，所述工序B优选多次重复所述的一个工序单位的中间加工。

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，该工序B优选，所述一个工序单位的中间加工的至少一次，以该中间恢复热处理前的铜合金条的维氏硬度作为基准，将该中间恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为4％～15％。

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，所述工序B优选包含以下工序：对经过了中间加工前的时效沉淀处理的铜合金条，以50％～90％的加工率实施冷轧，之后进行使得局部出现再结晶组织的二次时效沉淀处理，从而得到进过了二次时效沉淀处理铜合金条。

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，所述工序C的最终恢复热处理优选，以该最终恢复热处理前的铜合金条的维氏硬度作为基准，将该最终恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为不足4％。

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，所述工序C的最终恢复热处理优选，相对于该最终恢复热处理前的铜合金条，将该最终恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为4％～15％。

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，制造的铜合金条优选具备抗拉强度为500N/mm²以上、延展率为5％以上、导电率为50％IACS以上的物理性质，并具备良好的弯曲加工性以及耐应力松弛性能。

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，使用上述任意一项记载的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，优选使用含有0.50wt％～1.50wt％的镍、0.05wt％～0.20wt％的磷、0.00wt％～0.04wt％的锡、0.00wt％～0.50wt％的锌、且Ni(wt％)/P(wt％)的值为6～10的铜合金锭来制造铜合金条，该铜合金条具备抗拉强度为500N/mm²以上、延展率为5％以上、导电率为65％IACS以上的物理性质，并具弯曲加工性以及耐应力松弛性能良好。

发明的效果

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法包括如下工序：对铜镍磷系铜合金锭实施热轧，之后进行时效沉淀处理从而得到经过了时效沉淀处理的铜合金条的工序；对经过了时效沉淀处理的铜合金条，实施包含以50％～90％的加工率进行的中间冷轧和其后进行的中间恢复热处理的中间加工，从而得到经过了恢复热处理的铜合金条的工序；对该经过了恢复热处理的铜合金条，以20％～95％的加工率实施最终冷轧，之后进行最终恢复热处理的工序。只要使用本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，在时效沉淀处理所形成的沉淀粒子的存在下，在冷轧强化了机械强度之后利用恢复现象，就可以制造出在机械强度、弯曲加工性和导电性的综合平衡性方面优异的铜合金条。

附图说明

图1是本发明的试验材料A-1表面的TEM放大20000倍的观察照片。

图2是本发明的试验材料A-1表面的EBSP放大1500倍的观察照片。

具体实施方式

以下对本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法进行说明，但在此之前，先对普通的沉淀硬化型铜合金条的制造方法进行说明。

普通的沉淀硬化型铜合金条的制造工序是在热轧之后，在最终厚度的1阶段之前或者2阶段前为止实施冷轧和再结晶退火，之后实施固溶处理。固溶处理之后，在实施冷轧后进行时效沉淀处理或者不进行冷轧而直接实施时效沉淀处理。然后，最终冷轧在比较低的加工率下实施，实施去应力退火而完成产品。这样的工序通过固溶处理和时效沉淀处理而达到较高的机械强度。但是，如果为了提高机械强度而提高最终冷轧的加工率，就会使得铜合金条的延展率变低、弯曲加工性变差。所以可以观察到，经过普通制造工序得到的铜合金条的结晶组织，与冷轧的相比，由固溶处理形成的再结晶颗粒形状略显扁平。即，普通产品的铜合金条的结晶颗粒，由固溶处理形成，含有很多双晶，结晶颗粒直径通常也在数十μm。

相对于上述的普通的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法对含有0.50wt％～1.50wt％的镍、0.05wt％～0.20wt％的磷、0.00wt％～0.04wt％的锡、0.00wt％～0.50wt％的锌的铜合金条进行强化。

如果是上述成分构成，不但能通过进行时效沉淀处理而沉淀出镍磷化合物来强化机械强度，同时还能抑制再结晶的发生。另外，此时由于镍磷的固溶量减少使导电率上升。但是，如果同时添加磷和超过1.5wt％的镍就会使热加工性降低，使得热轧时产生更多的开裂，所以并不优选。另一方面，如果镍的含量不足0.5wt％，就很难得到充足的强度，所以也不优选。同样的，如果磷的含量不足0.05wt％，就很难得到充足的强度，所以不优选。另一方面，如果磷的含量超过0.20wt％，就会出现导电率下降的可能，所以不优选。虽然锡具有提高强度的效果而可以任意添加，但是如果锡的含量超过0.04wt％，就会出现导电率下降的可能，所以不优选。锌由于具有焊锡镀、镀锡之后防止加热状态下放置的表皮层剥落的特性，所以根据需要可以随意添加。但是，如果锌的添加量超过0.5wt％就会使表皮层剥落的防止效果饱和，另一方面，也会导致出现导电率下降的可能，所以不优选。

并且，本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法在0.50wt％～1.50wt％的镍、0.05wt％～0.20wt％的磷、0.00wt％～0.04wt％的锡、0.00wt％～0.50wt％的锌的组成基础上，适合选择Ni(wt％)/P(wt％)的值为6～10的铜合金条。在这里，如果Ni(wt％)/P(wt％)的值不足6就会导致导电率下降，所以不优选。另一方面，如果Ni(wt％)/P(wt％)的值超过10就会有铜合金条的强度以及导电率一起下降的倾向。

在本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，除了上述的添加成分以外，还可以进一步从铬、硼、钛、锰、镁中选择一种以上且在共计3％以下的范围内进行添加。这些成分的添加可以产生提高机械强度的效果。但是，添加一种以上的这些元素时，为了充分发挥其作用而需要添加总量为0.01％以上的量。另一方面，如果添加量超过3％就会使得热加工性和冷加工性降低，所以不优选。上述所示以外的其它元素作为杂质，优选将其控制在不足0.05％。但是，由于硫可以避免生成具有脆性的铜合金条，优选的是将其控制在50ppm以下。

之后，对于具备上述组成的铜合金，通过实施包含了如下所示工序的加工，可以制造出利用恢复现象而强化的沉淀硬化型铜合金条。以下，根据各个工序进行说明。

工序A

工序A是对铜合金锭实施热轧，之后进行时效沉淀处理而得到经过了时效沉淀处理的铜合金条的工序。在工序A中，热轧之后立刻进行时效沉淀处理。即，通过在热轧之后立刻进行时效沉淀处理，使得镍磷化合物作为沉淀物而均质化地沉淀，发挥沉淀硬化现象。从而，之后的加工工序中铜合金条的硬化变得更加容易。另外，因为抑制了沉淀粒子的晶界迁移，所以在后续的工序B中抑制了再结晶粒子的发生，对微细的恢复组织的生成做出贡献。并且，只要在工序A中实施热轧，在这之后且到最终成品为止的冷轧中就可以取得较高的积累加工率。冷轧的积累加工率大，就使得由于中间加工包括了恢复热处理而出现若干损耗，但是在增大加工硬化量的同时，使得在冷轧时生成的晶胞、进而在恢复时生成的二次晶粒可以更加微细密集地产生。本发明的制造方法，可以使一般的再结晶完全不发生或者仅发生一部分，所以可以保持二次晶粒的微细化、均质化的状态，也可维持良好的弯曲加工性、延展性。

铜合金锭的热轧，首先将铜合金锭加热到700℃～1000℃，进行轧制。热轧之前的铜合金锭的加热因为也有将镍、磷固溶的效果，所以更优选的是加热到800℃～950℃。但是，如果为了热轧之后将镍、磷固溶而采用固溶处理，其后进行时效沉淀处理的制造方法，就必须为了设置特殊的设备而进行设备投资。另外，由于实施了固溶处理，能源成本的增加也是很明显的，因经济成本变高，所以不优选。另外，如果采用热轧之后实施时效沉淀处理的制造方法，则热轧中不可避免的会产生少量的粗大沉淀物。但是，如果具有本发明的沉淀硬化型铜合金条的构成，则只会产生极少的该粗大沉淀物，对机械特性达不到构成影响的程度。即，本发明的工序A，即使不进行花费成本的固溶处理，仅实施时效沉淀处理也可以得到与固溶处理和时效沉淀处理相同的效果。

工序B

工序B是对经过工序A得到的经过了时效沉淀处理的铜合金条，实施包含一个工序单位的中间加工，从而得到经过了恢复热处理的铜合金条的工序，所述一个工序单位包含以50％～90％的加工率进行的中间冷轧和其后进行的中间恢复热处理。这样，在工序B中组合进行中间恢复热处理和中间冷轧。由于在这里实施的冷轧是强加工，即只要对铜合金条实施了冷轧，二次晶粒就会细密地产生，铜合金条就会变硬。这里加工硬化了的铜合金条，基本上只要接受加热，经过恢复过程、再结晶过程、结晶粒子成长过程的这三个过程，就可以制造出具有巨晶的铜合金条。之后，在普通的工序中进行再结晶的退火。但是，如果到再结晶的过程为止或到结晶粒子的成长过程为止进行加热，就会使得结晶粒子粗大化，导致硬度降低。即，由于再结晶退火使得铜合金条的机械强度变低，如果对完成再结晶退火的铜合金条实施冷轧，就很难实现本发明的发明目的，即强化沉淀硬化型铜合金条的机械强度。

所以，本发明的制造方法进行的是，不会产生一般的再结晶的，恢复过程的热处理。如果进行恢复过程的热处理，就可以避免冷轧时边缘开裂。在这里，之所以将以50％～90％的加工率实施的中间冷轧和其后实施的中间恢复热处理作为一个工序单位的中间处理，是因为，即使以50％～90％的加工率实施冷轧，通过实施恢复热处理，从而在之后可用相同级别的加工率实施冷轧，使得反复操作成为可能。

在本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，所述工序B的一个工序单位的中间加工的最少一次，以该中间恢复热处理前的铜合金条的维氏硬度作为基准，将该中间恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为4％～15％。只要以该中间恢复热处理前的铜合金条的维氏硬度作为基准，将该中间恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为4％～15％，就不会出现再结晶，从而可以使抗拉强度和延展率保持良好的平衡。另外，为了使微细的恢复组织以理想的状态出现，中间恢复热处理前的中间冷轧的加工率优选设定在50％以上，以便使二次晶粒细密地分布，更优选的是设定在60％以上，进一步优选的是设定为超过80％。但是，一旦以超过90％的加工率进行实施，即使实施恢复热处理也很难保证弯曲加工性，因此不优选。该中间恢复热处理之后的铜合金条上产生的微细的恢复组织，即使通过之后的冷轧也难以消失，且恢复热处理中的成长也较少。

另外，在本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法中，如果希望特别提高导电率，在所述工序B中，也可以采用如下工序，即：对中间加工之前的经过了时效沉淀处理的铜合金条以50％～90％的加工率实施冷轧，之后进行使得局部出现再结晶组织的二次时效沉淀处理，从而得到完成二次时效沉淀处理的铜合金条。该二次时效沉淀处理优选的是，使得恢复组织和部分再结晶组织形成混合组织，且可以使用维氏硬度作为已经形成混合组织的代替指标。此时，如果维氏硬度达到110～150，就可以说已经具有了良好的混合组织。如果过度进行上述二次时效沉淀处理，就会引起完全的再结晶，其结果会导致得到的铜合金条的强度低于500N/mm²。

工序C

工序C是，对工序B中得到的经过了恢复热处理的铜合金条，以20％～95％的加工率实施最终冷轧，之后实施最终恢复热处理，并且利用恢复现象，得到强化了的铜合金条的工序。工序C中实施最终冷轧和最终恢复热处理。所述的对经过了中间恢复热处理的铜合金条实施最终冷轧的加工率，在弥补之前的由中间恢复热处理造成的强度降低的意义上，也优选20％以上。而且，加工率越高，冷轧之后的铜合金条的强度级别越高。但是，最终冷轧的加工率如果超过95％，不管如何设定恢复热处理的温度也很难保证铜合金的弯曲加工性，因此不优选。而且，工序C的最终冷轧的加工率，作为最终得到的铜合金条的特性，根据强度优先还是加工性、导电率优先的不同而不同。最终冷轧的加工率，虽然取决于经过了中间恢复热处理的铜合金条的特性，但是如果是强度优先，则优选的加工率是40％～95％；如果是加工性、导电率优先，且使得之前的热处理不产生再结晶组织时，则优选的加工率为20％～50％左右，如果使其局部产生再结晶时，则优选的加工率为40％～85％。而且，最终恢复热处理通常与被称为低温退火的工序乃至采取随机应变退火的工序相类似，并且在控制强度变低的基础上，目的是为了提高应力松弛性能和弹性极限值。而且，使得最终恢复热处理中的铜合金条的维氏硬度的变化范围，与最终恢复热处理前相比是±3％的范围。但是，也可以采用使得该维氏硬度的降低率为4％～15％的恢复热处理，来优先确保沉淀硬化型铜合金条的弯曲加工性。另外，根据用途，如果不需要提高应力松弛性能和弹性极限值，也可以省略低温退火。例如，在难以进行连续退火的较厚板材的场合，由于不卷曲而进行低温退火比较困难，所以有省略低温退火的情况。

以上对本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法进行了说明，以下追加的是补充部分。铜合金原料的熔解可以使用常规方法来进行，如果有需要也可以实施防止氧化的处理。铜合金锭的铸造可以使用模具铸造、连续或者半连续铸造法。由于热轧也以促进固溶的效果为目标，所以将铜合金锭加热到800℃～950℃来进行热轧。时效沉淀处理可以在400℃～550℃、1个小时～10个小时的条件下进行。恢复热处理优选使用连续退火设备，并将炉内温度设为300℃～600℃，且通板时间3分钟以内来进行，但是也可以使用周期炉，并在符合规定的维氏硬度的降低范围的条件下进行实施。

由实施例以及比较例作成的铜合金条的特性，取了抗拉强度以及延展率、0.2％耐力、弯曲加工性以及导电率来进行评价。而且，在实施例中，对耐应力松弛性能也进行了评价。各个评价项目的测定方法如下所述。

普通物理性质：抗拉强度以及延展率采用JIS Z 2241的标准，使用万能测试机进行测定。0.2％耐力由测定抗拉强度和延展率时得到的S-S曲线来求得。维氏硬度采用JIS Z 2244的标准进行测定。导电率使用日本Hocking公司制造的数字导电率仪(aotosiguma3000)进行测定。

弯曲加工性：铜合金条的弯曲加工性，采用日本伸铜协会的JCBA-T307的技术标准，根据W弯曲试验进行评价。具体方法为，沿着Good Way和Bad Way这两个方向进行W弯曲试验，求出不产生裂纹的最小弯曲半径R，并用试验片的厚度t算出弯曲加工性的指标R/t，所述Good Way是取弯曲轴与轧制方向垂直的方向，所述Bad Way是取弯曲轴与轧制方向平行的方向。之后，判定弯曲加工性的良好与否的基准是，如果R/t的值是可以经受住一般部件加工的1.0以下就为“良好”，如果是可以经受住微细加工的0.5以下就为“优秀”。

耐应力松弛性能：铜合金条的耐应力松弛性能，采用日本伸铜协会的JCBA-T309的技术标准进行测定。具体方法为，使试验片负载相当于其具有的0.2％耐力的80％的弯曲应力，在150℃下1000小时之后评价其应力松弛率。在使用环境严酷的汽车用端子用途中所要求的耐应力松弛性能，在该评价方法中得到的应力松弛率不满30％，但在实际应用上惯例允许到35％左右。

以下，通过本发明的实施例和比较例的对比，对本发明进行更加详细的说明。后面所示的表1中示出与本发明制造条件相关的组成、加工工序，表2中示出得到的沉淀硬化型铜合金条的各种特性。

表1

实施例1

在实施例1中，铜合金含有1.00wt％的镍、0.11wt％的磷、0.03wt％的锡、0.15wt％的锌。制成相应的试验材料时，首先将调整上述成分所必要的材料投入高频熔解炉，木炭覆盖后进行熔解，将熔融液倒入模具中进行铸造，做成5kg重的厚度为30mm的铜合金锭。之后，将铜合金锭加热到900℃，实施热轧得到厚度为13mm铜合金板。然后，将该铜合金板在460℃下进行2小时的时效沉淀处理，得到经过了时效沉淀处理的铜合金板。对该经过了时效沉淀处理的铜合金板进行表面研磨后，实施冷轧，得到厚度为1.80mm的铜合金板。之后，将该铜合金板在460℃下加热，进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由此时的恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为4％。之后再一次对该铜合金板实施加工率为82％的冷轧而制成厚度为0.33mm的铜合金板，并在460℃下进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由此时的恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为11％。然后，将这个完成了恢复热处理的铜合金板，以39％的加工率进行最终冷轧而制成厚度为0.20mm的铜合金板，并在385℃下进行最终恢复热处理，得到试验材料A-1。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由该最终恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为1％。

上述试验材料A-1的评价结果如表2所示，抗拉强度为618N/mm²、延展率为9.3％、维氏硬度为197、0.2％耐力为606N/mm²、应力松弛率为24％、导电率为55.5％IACS。且，在弯曲加工性的评价中，W弯曲试验中不产生裂纹的最小弯曲半径R，在Good Way时是0.05mm以下，在Bad Way时是0.1mm。所以，弯曲加工性的指标R/t，在Good Way时是0.25以下，在Bad Way时是0.50。

另外，对于试验材料A-1，使用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，以下简称为TEM)，在放大20000倍的倍率下确认了结晶组织。试验材料A-1(0.2mm的最终恢复热处理品)的TEM观察图像如图1所示。在图1中可以观察到二次晶粒和沉淀粒子。另外对于试验材料A-1，在EBSP放大1500倍的倍率下观察到了OIM(Orientation Imaging Microscopy)图像。结果示于图2。从该图2可以观察到微细的恢复组织。

实施例2

在实施例2中，铜合金含有0.91wt％的镍、0.093wt％的磷。制成相应的试验材料时，首先将调整上述成分所必要的材料投入高频熔解炉，木炭覆盖后进行熔解，将该熔融液倒入模具中进行铸造，制成5kg重的厚度为30mm的铜合金锭。之后，将铜合金锭加热到900℃，实施热轧得到厚度为13mm铜合金板。然后，将该铜合金板在460℃下进行7小时的时效沉淀处理，得到经过了时效沉淀处理的铜合金板。对该经过了时效沉淀处理的铜合金板进行表面研磨后，实施冷轧得到厚度为1.80mm的铜合金板。之后，将该铜合金板在460℃下加热，进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由此时的恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为2％。之后再一次对该铜合金板以82％的加工率进行冷轧制成厚度为0.33mm的铜合金板，并在460℃下进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，此时，恢复热处理后的维氏硬度降低率为10％。然后将该经过了恢复热处理的铜合金板，以39％的加工率进行最终冷轧制成厚度为0.20mm的铜合金板，在380℃下进行最终恢复热处理，得到试验材料A-2。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，此时，由最终恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为2％。

上述试验材料A-2的评价结果如表2所示，抗拉强度为599N/mm²、延展率为5.4％、维氏硬度为187、0.2％耐力为585N/mm²、应力松弛率为25％、导电率为58.7％IACS。之后，在弯曲加工性的评价中，W弯曲试验中不产生裂纹的最小弯曲半径R，在Good Way时是0.05mm以下，在Bad Way时是0.1mm。所以，弯曲加工性的指标R/t，在Good Way时是0.25以下，在Bad Way时是0.50。

实施例3

在实施例3中，铜合金含有0.91wt％的镍、0.098wt％的磷、0.04wt％的锡、0.11wt％的锌。制成相应的试验材料时，首先将调整上述成分所必要的材料投入煤气炉进行熔解，使用立式半连续铸造机将该熔融液制成3500kg重的厚度为160mm的铜合金锭。之后，将该铜合金锭加热到860℃，实施热轧，得到厚度为13mm铜合金条。然后，将该铜合金条在460℃下进行4小时的时效沉淀处理，从而得到经过了时效沉淀处理的铜合金条。对该经过了时效沉淀处理的铜合金条的两面分别进行0.5mm的表面切割，并实施冷轧得到厚度为 1.80mm的铜合金条。之后，将从该铜合金条取得的铜合金板在460℃下加热，进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由此时的恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为4％。进而对该铜合金板以88％的加工率进行最终冷轧从而制成厚度为0.21mm的铜合金板，并在460℃下对其进行最终恢复热处理，得到试验材料A-3。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由该最终恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为0.5％。

上述试验材料A-3的评价结果如表2所示，抗拉强度为634N/mm²、延展率为8.6％、维氏硬度为205、0.2％耐力为617N/mm²、应力松弛率为18％、导电率为55.4％IACS。之后，在弯曲加工性的评价中，W弯曲试验中不产生裂纹的最小弯曲半径R，在Good Way时是0.05mm，在Bad Way时是0.2mm。所以，弯曲加工性的指标R/t，在Good Way时是0.24，在Bad Way时是0.95。

实施例4

在实施例4中，从在实施例3中制造的厚度为1.8mm的、完成了冷轧的铜合金条中抽出样品作为试验用的铜合金板的原始材料。并且对该铜合金板在460℃下进行2小时的二次时效沉淀处理。之后，将该经过了二次时效沉淀处理的铜合金板，以80％的加工率进行冷轧制成厚度为0.36mm的铜合金板，并在460℃下进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由此时的恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为6％。然后，将这个经过了恢复热处理的铜合金板，以44％的加工率进行最终冷轧从而制成厚度为0.20mm的铜合金板，并在440℃下进行最终恢复热处理，得到试验材料A-4。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由该最终恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为4％。

上述试验材料A-4的评价结果如表2所示，抗拉强度为550N/mm²、延展率为8.6％、维氏硬度为159、0.2％耐力为524N/mm²、应力松弛率为24％、导电率为66.8％IACS。之后，在弯曲加工性的评价中，W弯曲试验中不产生裂纹的最小弯曲半径R，在Good Way时是0.05mm，在Bad Way时是0.1mm。所以，弯曲加工性的指标R/t，在Good Way时是0.25，在Bad Way时是0.50。

实施例5

在实施例5中，以与实施例1同样的方法得到铜合金锭，且该铜合金锭含有0.79wt％的镍、0.11wt％的磷、0.03wt％的锡、0.14wt％的锌。将该铜合金锭加热到860℃，实施热轧得到厚度为12mm铜合金板。然后，将该铜合金板在430℃下进行3小时的时效沉淀处理。然后对该试验材料进行研磨后，再以78％的加工率实施冷轧。进行冷轧之后的试验材料的维氏硬度为177。之后，将这个试验材料在430℃下进行3小时的时效沉淀处理。该时效沉淀处理后的试验材料的维氏硬度为126，并确认了再结晶颗粒散布在结晶组织中。之后，对该时效沉淀处理后的试验材料，以62％的加工率实施冷轧，进而在380℃的温度下进行恢复热处理。由该恢复热处理，维氏硬度增加了1％。这样得到的最终阶段的试验材料的厚度为1.0mm。

表2

Figure 98640DEST_PATH_BPA00001190133800151

实施例之间的比较

在这里参照表2中的数据进行实施例之间的对比。

试验材料A-1和试验材料A-2的比较：试验材料A-1和试验材料A-2的合金组成以及时效沉淀处理时间不同。再者，在机械强度上试验材料A-1超过试验材料A-2。但是，试验材料A-2比试验材料A-1的导电率高。

如此，我们认为试验材料A-2的导电率较高，是因为其时效沉淀处理时间比较长；另外，A-1的抗拉强度较大，是其含有适量的锡的效果。

进而，为了更容易的理解得到上述试验材料A-1的物理性质的背景，将从中间冷轧到最终恢复热处理为止的抗拉强度、延展率、维氏硬度、0.2％耐力、导电率的特性推移，示于表3。通过恢复热处理，使得抗拉强度降低，延展率增高，导电率上升。而且，最终恢复热处理后的抗拉强度比中间恢复热处理后的抗拉强度还要高。从所述物理性质的推移中可以得出，只要利用恢复现象就可以强化沉淀硬化型铜合金条的机械强度。

表3

Figure 878377DEST_PATH_GSB00000468642300051

试验材料A-3和其他试验材料的比较：试验材料A-3的抗拉强度在实施例的试验材料中最大，这是因为最终冷轧所取的加工率较高。

试验材料A-4以及试验材料A-5和其他试验材料的比较：试验材料A-4以及试验材料A-5的导电率特别高但是抗拉强度较低。这是因为实施了2次时效沉淀处理的原因。在这里，使试验材料A-5的导电率变得最高是因为Ni(wt％)/P(wt％)的值比较适当的原因。即，相对于试验材料A-5的Ni(wt％)/P(wt％)的值为7.2，试验材料A-1～试验材料A-4的Ni(wt％)/P(wt％)的值为9.1～9.8。

并且，应力松弛率也显示了良好的特性，分别是试验材料A-1为24％，试验材料A-2为25％，试验材料A-3为18％，材料试验A-4为24％，材料试验A-5为31％。这样，使用本发明的制造方法得到的铜合金条，由于其沉淀粒子均质化分散，应力松弛率通常是保持在35％以下。另外，关于弯曲加工性，在Bad Way弯曲时的R/t，试验材料A-1为0.50，试验材料A-2为0.50，试验材料A-3为0.95，试验材料A-4为0.50，虽然维氏硬度为205的试验材料A-3以及试验材料厚度较厚的试验材料A-5的弯曲加工性稍差，但是总体上良好。

比较例

比较例1

在比较例1中制成的试验材料B-1，铜合金含有1.90wt％的镍、0.098wt％的磷、0.04wt％的锡、0.11wt％的锌。制成相应的试验材料时，首先将调整上述成分所必要的材料投入高频熔解炉，木炭覆盖后进行熔解，将熔融液倒入模具中进行铸造，做成5kg重的厚度为30mm的铜合金锭。但是，在这之后，将铜合金锭加热到900℃实施热轧使其厚度为13mm时，由于发生了开裂，之后的试验只好中止。

比较例2

在比较例2中，使用在实施例3中制造的完成了热轧的铜合金板作为原始材料。之后，对该铜合金板实施冷轧得到厚度为1.80mm的铜合金板。在460℃下对该铜合金板进行加热，进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由此时的恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为4％。然后将该经过了恢复热处理的铜合金板，以67％的加工率进行冷轧制成厚度为0.60mm之后，在850℃下实施固溶处理，并在460℃下进行4小时的时效沉淀处理。之后进而，将这个经过了时效沉淀处理的铜合金板，以25％的加工率进行冷轧使厚度为0.45mm，并在380℃下实施恢复热处理从而得到试验材料B-2。另外，设定的温度使得，由此时的恢复热处理所导致的恢复热处理前后的维氏硬度降低率大致为-1％。

上述试验材料B-2的评价结果如表2所示，抗拉强度为441N/mm²、延展率为3.0％、维氏硬度为152、0.2％耐力为426N/mm²、导电率为61.8％IACS。之后，在弯曲加工性的评价中，W弯曲试验中不产生裂纹的最小弯曲半径R，在Good Way时是0.30mm，在Bad Way时是0.20mm。所以，弯曲加工性的指标R/t，在Good Way时是0.67，在Bad Way时是0.44。

比较例3

在比较例3中，与比较例2同样，使用了在实施例3中制造的完成了热轧的、厚度为13mm的铜合金板作为原始材料。之后，将该铜合金板进行冷轧制成厚度为2.50mm之后，在790℃下实施固溶处理，并在430℃下进行16小时的时效沉淀处理。之后进而将这个经过了时效沉淀处理的铜合金板，以70％的加工率进行冷轧使厚度为0.75mm，并在460℃下进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，由此时的恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为3％。然后将该经过了恢复热处理的铜合金板，以47％的加工率进行冷轧制成厚度为0.40mm的铜合金板，并在460℃下进行恢复热处理。以该铜合金板进行恢复热处理之前的维氏硬度为基准，此时，由恢复热处理所导致的维氏硬度降低率为2％。进而，将该经过了恢复热处理的铜合金板，以50％的加工率进行冷轧使厚度为0.20mm，并在385℃下加热，进行恢复热处理从而得到试验材料B-3。另外，设定的温度使得，由此时的恢复热处理所导致的恢复热处理前后的维氏硬度降低率大致为-3％。

上述试验材料B-3的评价结果如表2所示，抗拉强度为612N/mm²，延展率为4.4％，维氏硬度为198，0.2％耐力为601N/mm²，导电率为58.6％IACS。之后，在弯曲加工性的评价中，W弯曲试验中不产生裂纹的最小弯曲半径R，在Good Way时是0.05mm以下，在Bad Way时超过0.20mm。所以，弯曲加工性的指标R/t，在Good Way时是0.25以下，在Bad Way时超过1.00。

实施例和比较例的对比

试验材料B-1，在实施热轧时产生开裂，且没有得到特性数据。我们认为该开裂是因为镍的含量一多，就会生成含有镍、磷的低熔点化合物的缘故。

以下，参照表2进行对比。

试验材料B-2和实施例的试验材料的比较：试验材料B-2，是第二次冷轧之后加入了一般的时效沉淀合金的制造工序而制造的，但是，这里采用的加工率比一般的固溶化和时效沉淀处理之后的最终冷轧中的加工率稍微高一些。虽然试验材料B-2的导电率比较高，但是抗拉强度比较低，延展率也较低。但是，试验材料B-2的弯曲加工性R/t是0.67，尽管机械强度很低，但是也不具有优秀的弯曲加工性，这不能说是一个在机械强度和弯曲加工性方面具有良好平衡性的铜合金条。

试验材料B-3和实施例的试验材料的比较：包括中间和最终的恢复热处理，试验材料B-3共进行3次恢复热处理，但由恢复热处理所导致的维氏硬度降低率均都不到4％，且恢复热处理前的冷轧中的加工率也全部比较低。为此，我们认为试验材料B-3和实施例的试验材料的相比较，未得到具有满意效果的延展率以及弯曲加工性。另外，试验材料B-3的弯曲加工性R/t超过了1.0，与实施例的试验材料相比较明显较差。

关于实施了一般的固溶化和时效沉淀处理后的物理性质变化，请参考表4 所示。从表4中可知，固溶化和时效沉淀处理之后的抗拉强度未显示出令人满意的数值。从这个结果看出，对于与本发明中的沉淀硬化型铜合金条具有同样合金组成的铜合金条，即使按照一般的工序利用时效沉淀现象，也很难得到实现强化机械强度的目的所必要的足够的特性。

表4

Figure 211270DEST_PATH_BPA00001190133800191

产业上的可利用性

本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法包括如下工序：对铜镍磷系铜合金铸锭实施热轧，之后进行时效沉淀处理从而得到经过了时效沉淀处理的铜合金条的工序；对经过了时效沉淀处理的铜合金条，实施包含以50％～90％的加工率进行的中间冷轧和之后进行的中间恢复热处理的中间加工，从而得到经过了恢复热处理的铜合金条的工序；对经过了该恢复热处理的铜合金条，以20％～95％的加工率实施最终冷轧，之后实施最终恢复热处理的工序。所以，只要使用本发明的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，由于在时效沉淀处理形成的沉淀粒子的存在下，经过冷轧而强化了机械强度之后利用恢复现象，就可以制造出在机械强度、弯曲加工性和导电性的综合平衡性方面良好的铜合金条。另外，由于在中间加工时附加了时效沉淀处理，还可以使导电率也得以提高。

所以，只要采用本发明的制造方法，就可以提供不需要大幅提高成本的，并且高品质的，满足抗拉强度、延展率、导电率、和弯曲加工性等的综合平衡性要求的，且适用于汽车的连接器端子、电子部件的端子、继电器、开关、插座等的导电部件的铜合金条。

Claims

1.一种沉淀硬化型铜合金条的制造方法，所述铜合金条含有0.50wt％～1.50wt％的镍、0.05wt％～0.20wt％的磷、0.00wt％～0.04wt％的锡、0.00wt％～0.50wt％的锌，其特征在于所述方法包括下述的工序A～工序C，并利用恢复现象进行强化，

工序A：对铜合金锭实施热轧，之后进行时效沉淀处理得到经过了时效沉淀处理的铜合金条的工序；

工序B：对工序A中得到的经过了时效沉淀处理的铜合金条，实施包含有一个工序单位的中间加工，得到经过了恢复热处理的铜合金条的工序，所述一个工序单位包括以50％～90％的加工率实施的中间冷轧和之后实施的中间恢复热处理；

工序C：对工序B中得到的经过了恢复热处理的铜合金条，以20％～95％的加工率实施最终冷轧，之后实施最终恢复热处理，利用恢复现象，从而得到强化过的沉淀硬化型铜合金条的工序。

2.根据权利要求1所述的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，其特征在于，所述工序B重复多次所述的一个工序单位的中间加工。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，其特征在于，所述工序B的所述一个工序单位的中间加工的最少一次，以该中间恢复热处理前的铜合金条的维氏硬度作为基准，将该中间恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为4％～15％。

4.根据权利要求1或者权利要求2任意一项所述的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，其特征在于，所述工序B含有这样的工序，即：对中间加工前的经过了时效沉淀处理的铜合金条，以50％～90％的加工率实施冷轧，之后进行使得局部出现再结晶组织的二次时效沉淀处理，从而得到经过了二次时效沉淀处理的铜合金条。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，其特征在于，所述工序C的最终恢复热处理，以该最终恢复热处理前的铜合金条的维氏硬度作为基准，将该最终恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为不足4％。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，其特征在于，所述工序C的最终恢复热处理，以该最终恢复热处理前的铜合金条的维氏硬度作为基准，将该最终恢复热处理后的铜合金条的维氏硬度的降低率设定为4％～15％。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，其特征在于，制造的铜合金条具备抗拉强度为500N/mm²以上、延展率为5％以上、导电率为50％IACS以上的物理性质，并具备良好的弯曲加工性以及耐应力松弛性能。

8.根据权利要求1、权利要求2、权利要求4～6中任意一项所述的沉淀硬化型铜合金条的制造方法，其特征在于，使用含有0.50wt％～1.50wt％的镍、0.05wt％～0.20wt％的磷、0.00wt％～0.04wt％的锡、0.00wt％～0.50wt％的锌的、且Ni(wt％)/P(wt％)的值为6～10的铜合金锭来制造铜合金条，该铜合金条具备抗拉强度为500N/mm²以上、延展率为5％以上、导电率为65％IACS以上的物理性质，并且弯曲加工性以及耐应力松弛性能良好。