CN103502486A - 具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板及其制造方法 - Google Patents

具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的铜合金板在维持以往的诸多特性的同时，提高耐疲劳特性，尤其提高在150℃中保持1000小时之后的耐疲劳特性。本发明的铜合金板具有包含0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，其中，将表面的结晶取向为｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I｛110｝且将纯铜标准粉末的｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛110｝时，4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0；将｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I｛100｝且将纯铜标准粉末的｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛100｝时，I｛100｝/I0｛100｝≤0.8；将｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I｛111｝且将纯铜标准粉末的｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛111｝时，I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，另外，平均晶体粒径为1.0～10.0μm。

Description

具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板及其制造方法。
背景技术
作为用于电气电子用设备的端子及连接器用的材料，一般使用黄铜和磷青铜，但随着最近移动电话、笔记本电脑等电子设备的小型、薄片化、轻质化的推进，其端子及连接器组件也在使用如更加小型且电极间间距狭窄的材料。并且，在汽车的引擎周围的使用等中，还要求在高温且严酷的条件下的可靠性。随此，从确保其电性连接的可靠性的必要性出发，要求进一步提高强度、导电率、弹簧极限值、应力松驰特性、弯曲加工性、耐疲劳性等，以黄铜和磷青铜无法满足这些要求，作为替代品，申请人着眼于如专利文献1～5中所示的Cu-Mg-P系铜合金，向市场提供着具有优异特性的高品质且高可靠性的端子及连接器用铜合金板（商品名“MSP1”）。
专利文献1中公开有由如下铜合金构成的用于制造连接器的铜合金薄板，其中，所述铜合金具有含有Mg：0.3～2重量%、P：0.001～0.02重量%、C：0.0002～0.0013重量%、及氧：0.0002～0.001重量%且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成的组成，并且具有基体中均匀分散有包含粒径：3μm以下的细微Mg的氧化物粒子的组织。
专利文献2中公开有如下对模具磨损较少的加工铜合金条材，其为以重量%计含有Mg：0.1～1.0%、P：0.001～0.02%且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成的条材，其表面晶粒呈椭圆形状，该椭圆形状晶粒具有平均短径为5～20μm、平均长径/平均短径的值达到1.5～6.0的尺寸，为了形成这种椭圆形状晶粒，需要在最终冷轧之前的最终退火过程中将平均晶体粒径调整为5～20μm的范围内，接着在最终冷轧工序中将轧制率设为30～85%的范围内。
专利文献3中公开有如下抗拉强度与弹簧极限值以高水平维持均衡的Cu-Mg-P系铜合金及其制造方法，其中，所述铜合金条材具有以质量%计含有Mg：0.3～2%、P：0.001～0.1%且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，通过使用带电子背散射衍射图像系统的扫描型电子显微镜的EBSD法测定所述铜合金条材的表面的测定面积内的所有像素的取向，将邻接的像素间的取向差为5°以上的边界视作晶界时，晶粒内的所有像素间的平均取向差小于4°的晶粒的面积比例为所述测定面积的45～55%，抗拉强度为641～708N/mm2，且弹簧极限值为472～503N/mm2。
专利文献4中公开有如下铜合金条材及其制造方法，其中，所述铜合金条材具有以质量%计含有Mg：0.3～2%、P：0.001～0.1%且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，通过使用带电子背散射衍射图像系统的扫描型电子显微镜的EBSD法并以步长0.5μm来测定所述铜合金条材的表面的测定面积内的所有像素的取向，将邻接的像素间的取向差为5°以上的边界视作晶界时，所有晶粒中的晶粒内的所有像素间的平均取向差的平均值为3.8～4.2°，抗拉强度为641～708N/mm2，弹簧极限值为472～503N/mm2，且在200℃中热处理1000小时后的应力松驰率为12～19%。
专利文献5中公开有如下铜合金条材及其制造方法，其中，所述铜合金条材具有以质量%计含有Mg：0.3～2%、P：0.001～0.1%且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，通过使用带电子背散射衍射图像系统的扫描型电子显微镜的EBSD法并以步长0.5μm来测定所述铜合金条材的表面的测定面积内的所有像素的取向，将邻接的像素间的取向差为5°以上的边界视作晶界时，晶粒内的所有像素间的平均取向差小于4°的晶粒的面积比例为所述测定面积的45～55%，所述测定面积内存在的晶粒的面积平均GAM为2.2～3.0°，抗拉强度为641～708N/mm2，弹簧极限值为472～503N/mm2，且1×106次的反复次数中的对称交变平面弯曲疲劳极限为300～350N/mm2。
并且，作为在维持高导电性及高强度的同时，不仅是一般的弯曲加工性而且切口后的弯曲加工性也优异，并且耐应力松驰特性优异的廉价的铜合金板及其制造方法，专利文献6中公开有如下铜合金板材，即具有0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，且具有如下结晶取向：若将其铜合金板材的板面上的｛420｝晶面的X射线衍射强度设为I｛420｝，并将纯铜标准粉末的｛420｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛420｝，则满足I｛420｝/I0｛420｝＞1.0；若将其铜合金板材的板面上的｛220｝晶面的X射线衍射强度设为I｛220｝，并将纯铜标准粉末的｛220｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛220｝，则满足1.0≤I｛220｝/I0｛220｝≤3.5。
专利文献1：日本特开平9-157774号公报
专利文献2：日本特开平6-340938号公报
专利文献3：日本专利第4516154号公报
专利文献4：日本专利第4563508号公报
专利文献5：日本特开2012-007231号公报
专利文献6：日本特开2009-228013号公报
具有基于专利文献1～5的优异品质的Cu-Mg-P系铜合金板作为申请人的商品名“MSP1”而制造并出售，并且广泛地用作端子/连接器材料，但是作为最近的市场需求，为了提高在严酷的使用状况例如在汽车的引擎周围的高温中使用时的可靠性，大多要求更强的耐疲劳特性。
发明内容
本发明中，对申请人的商品名“MSP1”进行了改良，其目的在于提供一种在维持其诸多特性的同时，在150℃中保持1000小时（假设使用于汽车的机房时的数值）后仍具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板及其制造方法。
本发明的发明人鉴于上述事实进行深入研究的结果发现，若在具有包含0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成的铜合金板中，将其表面的结晶取向为｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I｛110｝且将纯铜标准粉末的｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛110｝时，4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0；将｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I｛100｝且将纯铜标准粉末的｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛100｝时，I｛100｝/I0｛100｝≤0.8；将｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I｛111｝且将纯铜标准粉末的｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛111｝时，I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，另外，铜合金板的平均晶体粒径为1～10μm，则在维持以往的诸多特性的同时，发挥优异的耐疲劳特性。
专利文献6中公开有如下内容：若具有包含0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成的铜合金板材具有如下结晶取向，即将铜合金板材的板面上的｛420｝晶面的X射线衍射强度设为I｛420｝，并将纯铜标准粉末的｛420｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛420｝时，满足I｛420｝/I0｛420｝＞1.0；将铜合金板材的板面上的｛220｝晶面的X射线衍射强度设为I｛220｝，并将纯铜标准粉末的｛220｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛220｝时，满足1.0≤I｛220｝/I0｛220｝≤3.5，则不仅是一般的弯曲加工性而且切口后的弯曲加工性也优异，且耐应力松驰特性优异。
该文献中公开有如下内容：来自Cu-Mg-P系铜合金的板面（轧制面）的X射线衍射图案一般由｛111｝、｛200｝、｛220｝及｛311｝这4个晶面的衍射峰值构成，来自其他晶面的X射线衍射强度与来自这些晶面的X射线衍射强度相比非常小，在通过一般的制造方法制造出的Cu-Mg-P系铜合金板材中，来自｛420｝面的X射线衍射强度弱到可以忽略不计，但根据基于该文献的铜合金板材的制造方法的实施方式，能够制造具有以｛420｝为主取向成分的织构的Cu-Mg-P系铜合金板材，该织构越发达，越有利于弯曲加工性的提高。
本发明的Cu-Mg-P系铜合金板与该思考方式不同，在促进改善申请人的商品名“MSP1”的耐疲劳特性的过程中，通过将铜合金板的表面的结晶取向的｛110｝晶面调整为4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0的范围，将｛100｝晶面设为I｛100｝/I0｛100｝≤0.8，且将｛111｝晶面设为I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，即极力抑制这2个晶面（｛100｝与｛111｝）的形成，并通过铜合金板的平均晶体粒径为1.0～10.0μm，从而在维持以往的诸多特性的同时，提高在150℃中保持1000小时后的耐疲劳特性。
以往的诸多特性是指符合申请人的商品名“MSP1”的1/4H系列、1/2H系列、H系列、EH系列、SH系列的物理性、机械性的各种特性。
并且，以往的Cu-Mg-P系铜合金板在150℃中保持1000小时后，其耐疲劳特性与常温时相比超过20%下降25%左右，但本发明的Cu-Mg-P系铜合金板可抑制为下降15～20%。
而且，本发明的发明人发现，其制造方法在通过以热轧、冷轧、连续退火、精冷轧及张力矫直的顺序进行的工序来制造上述铜合金板时，通过以轧制开始温度：700℃～800℃、总热轧率：80%以上、及每1道次的平均轧制率：15%～30%来实施热轧；以轧制率：50%以上来实施冷轧；以温度：300℃～550℃、时间：0.1分钟～10分钟来实施连续退火；以线张力：10～140N/mm2实施张力矫直，从而将上述I｛110｝/I0｛110｝、I｛100｝/I0｛100｝、I｛111｝/I0｛111｝及平均晶体粒径限制在各规定值内，并在维持以往的诸多特性的同时，提高耐疲劳特性，尤其提高在150℃中保持1000小时后的耐疲劳特性。
即，本发明的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板的特征在于，在具有包含0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成的铜合金板中，将所述铜合金板的表面的结晶取向为｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I｛110｝且将纯铜标准粉末的｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛110｝时，4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0；将｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I｛100｝且将纯铜标准粉末的｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛100｝时，I｛100｝/I0｛100｝≤0.8；将｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I｛111｝且将纯铜标准粉末的｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛111｝时，I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，另外，所述铜合金板的平均晶体粒径为1～10μm。
Mg固溶于Cu的基体中，不破坏导电性而提高强度。并且，P在熔融铸造时具有脱氧作用，以与Mg成分共存的状态提高强度。通过在所述范围内含有这些Mg、P，能够有效地发挥其特性。
发现通过将铜合金板的表面的结晶取向的｛110｝晶面调整为4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0的范围，将｛100｝晶面设为I｛100｝/I0｛100｝≤0.8，且将｛111｝晶面设为I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，即极力抑制这2个晶面（｛100｝与｛111｝）的形成，并通过将铜合金板的平均晶体粒径设为1.0～10.0μm，从而在维持以往的诸多特性的同时，提高耐疲劳特性（尤其是在150℃中保持1000小时后的耐疲劳特性）。
即，以往的Cu-Mg-P系铜合金板在150℃中保持1000小时后，其耐疲劳特性与常温时相比超过20%下降25%左右，但本发明的Cu-Mg-P系铜合金板可抑制为下降15～20%。
若未完全满足这4个条件（｛110｝、｛100｝、｛111｝、平均粒径），则无法获得其效果。
来自Cu-Mg-P系铜合金板面（轧制面）的X射线衍射图案通常由｛111｝、｛200｝、｛220｝及｛311｝这4个晶面的衍射峰值构成，｛100｝面非常小，但在本发明中，着眼于该｛100｝面，通过极力抑制其产生并将｛111｝晶面抑制在I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，能够在维持以往的诸多特性的同时，提高耐疲劳特性，并且，若铜合金板的平均晶体粒径为1～10μm，则能够加强该效果。虽然欲使I｛100｝/I0｛100｝和I｛111｝/I0｛111｝尽量地小，但即使再研究制造方法也很难小于0.2。
X射线衍射强度（X射线衍射积分强度）的测定有时会根据条件而大不相同，在本发明中，准备以#1500防水纸对该铜合金板的板面（轧制面）进行精研磨的试料，并利用X射线衍射装置（XRD），以Mo-Kα线、管电压60kV、管电流200mA的条件，针对试料的精研磨面测定各个面的X射线衍射强度I。对于纯铜标准粉末也同样地进行测定。
本发明的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板的特征在于还含有0.0002～0.0013质量%的C和0.0002～0.001质量%的氧。
C是非常难以进入到纯铜的元素，但微量含有时具有抑制含有Mg的氧化物较大地成长的作用。但是，其含量小于0.0001质量%时其效果不充分，另一方面，若含有超过0.0013质量%，则超过了固溶限而析出于晶界，产生晶界破裂并脆化，有时会在弯曲加工中产生破裂，因此不优选。更优选的范围为0.0003～0.0010质量%。
氧和Mg一同制作氧化物，若该氧化物细微且微量存在，则有效降低冲压模具的磨损，但其含量小于0.0002质量%时其效果不充分，另一方面，若含有超过0.001质量%，则含有Mg的氧化物较大地成长，因此不优选。更优选的范围为0.0003～0.008质量%。
并且，本发明的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板的特征在于还含有0.001～0.03质量%的Zr。
通过添加0.001～0.03质量%的Zr，有助于提高抗拉强度及弹簧极限值，在其添加范围外时，无法期待效果。
本发明的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法的特征在于，通过以热轧、冷轧、连续退火、精冷轧及张力矫直的顺序进行的工序来制造所述铜合金板时，以轧制开始温度：700℃～800℃、总热轧率：80%以上、及每1道次的平均轧制率：15%～30%来实施所述热轧；以轧制率：50%以上来实施所述冷轧；以温度：300℃～550℃、时间：0.1分钟～10分钟来实施所述连续退火；以线张力：10N/mm2～140N/mm2来实施张力矫直。
申请人的专利文献3、专利文献4及专利文献5中作为Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法，公开有如下内容：通过以热轧、固溶处理、精冷轧、低温退火的顺序包含的工序来制造铜合金时，以热轧开始温度为700℃～800℃、总热轧率为90%以上、及每1道次的平均轧制率为10%～35%来进行所述热轧，将所述固溶处理后的铜合金板的维氏硬度调整为80～100Hv，并在250～450℃中实施30秒～180秒所述低温退火，而在申请人的专利文献4中公开有进一步将精冷轧中的总轧制率以50～80%来实施的内容。
并且，作为Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法，专利文献6中公开有通过依次进行如下步骤来制造铜合金板的内容：作为900℃～300℃中的热轧，在900℃～600℃中进行最初的轧道后，以小于600℃～300℃进行轧制率40%以上的轧制，接着，以轧制率85%以上进行冷轧，之后，进行400～700℃中的再结晶退火、及轧制率20～70%的精冷轧。
本发明的Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法的特征在于，对申请人的专利文献3、专利文献4及专利文献5的制造方法进行了改良，通过成为后工序的张力矫直，将｛110｝面及平均晶体粒径限制在规定范围内，即以最佳的张力矫直来对铜合金板反复施予弯曲加工、拉伸应力，从而增加｛110｝面的形成并使表面组织致密化来降低作用于各个晶界的应力，延长铜合金板的疲劳寿命。
张力矫直是使材料通过交错状排列的辊子，并沿前后方反复对沿反方向进行弯曲加工的辊式矫直机向施予张力，从而矫正材料的平坦度的加工。线张力是通过进入侧及卷取侧的张力负载装置负载于辊式矫直机内的材料的张力。
即，通过以轧制开始温度：700～800℃、总热轧率：80%以上、及每1道次的平均轧制率：15%～30%来实施热轧，并以轧制率：50%以上来实施所述冷轧，从而制作I｛110｝/I0｛110｝、I｛100｝/I0｛100｝、I｛111｝/I0｛111｝及平均晶体粒径的4个条件限制在规定值内的基体（尤其增强｛110｝的形成）；通过以温度：300℃～550℃、时间：0.1分钟～10分钟来实施连续退火，极力抑制退火中的再结晶，并抑制I｛100｝/I0｛100｝和I｛111｝/I0｛111｝的形成来限制在规定值内；通过以线张力：10N/mm2～140N/mm2来实施张力矫直，增加I｛110｝/I0｛110｝并限制在规定范围内，还将平均晶体粒径也限制在规定范围内。
只要这些制造条件中的其中一个脱离上述范围，I｛110｝/I0｛110｝、I｛100｝/I0｛100｝、I｛111｝/I0｛111｝及平均晶体粒径的4个条件就无法落在规定值内。
通过本发明提供一种具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板及其制造方法。
附图说明
图1是用于说明负载于在本发明中使用的张力矫直机的线张力的概要图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
[铜合金板的成分组成]
本发明的Cu-Mg-P系铜合金板具有包含0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成。
Mg固溶于Cu的基体中，不破坏导电性而提高强度。并且，P在熔融铸造时具有脱氧作用，以与Mg成分共存的状态提高强度。通过在上述范围内含有这些Mg、P，能够有效地发挥其特性。
并且，本发明的Cu-Mg-P系铜合金板可以相对于上述基本组成还含有0.0002～0.0013质量%的C和0.0002～0.001质量%的氧。
C是非常难以进入到纯铜的元素，但微量含有时具有抑制含有Mg的氧化物较大地成长的作用。但是，其含量小于0.0001质量%时其效果不充分，另一方面，若含有超过0.0013质量%，则超过了固溶限而析出于晶界，产生晶界破裂并脆化，有时会在弯曲加工中产生破裂，因此不优选。更优选的范围为0.0003～0.0010质量%。
氧和Mg一同制作氧化物，若该氧化物细微且微量存在，则有效降低冲压模具的磨损，但其含量小于0.0002质量%时其效果不充分，另一方面，若含有超过0.001质量%，则含有Mg的氧化物较大地成长，因此不优选。更优选的范围为0.0003～0.008质量%。
并且，本发明的Cu-Mg-P系铜合金板可以相对于上述基本组成或相对于上述基本组成中包含上述C及氧的组成还含有0.001～0.03质量%的Zr。
通过添加0.001～0.03质量%的Zr，有助于提高抗拉强度及弹簧极限值，在其添加范围外时，无法期待效果。
[铜合金板的织构]
本发明的Cu-Mg-P系铜合金板中，将表面的结晶取向为｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I｛110｝且将纯铜标准粉末的｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛110｝时，4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0；将｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I｛100｝且将纯铜标准粉末的｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛100｝时，I｛100｝/I0｛100｝≤0.8；将｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I｛111｝且将纯铜标准粉末的｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛111｝时，I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，另外，铜合金板的平均晶体粒径为1～10μm。
专利文献6中公开有如下内容：若具有包含0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成的铜合金板材具有如下结晶取向，即将铜合金板材的板面上的｛420｝晶面的X射线衍射强度设为I｛420｝，并将纯铜标准粉末的｛420｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛420｝时，满足I｛420｝/I0｛420｝＞1.0；将铜合金板材的板面上的｛220｝晶面的X射线衍射强度设为I｛220｝，并将纯铜标准粉末的｛220｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛220｝时，满足1.0≤I｛220｝/I0｛220｝≤3.5，则不仅是一般的弯曲加工性而且切口后的弯曲加工性也优异，且耐应力松驰特性优异。
与专利文献6的见解不同，在本发明的Cu-Mg-P系铜合金板中发现，在促进改善申请人的商品名“MSP1”的耐疲劳特性的过程中，通过将铜合金板的表面的结晶取向的｛110｝晶面调整为4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0的范围，将｛100｝晶面设为I｛100｝/I0｛100｝≤0.8，且将｛111｝晶面设为I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，即极力抑制这2个晶面（｛100｝与｛111｝）的形成，并通过铜合金板的平均晶体粒径为1.0～10.0μm，从而在维持以往的诸多特性的同时，提高在150℃中保持1000小时后的耐疲劳特性。
即，以往的Cu-Mg-P系铜合金板在150℃中保持1000小时后，其耐疲劳特性与常温时相比超过20%下降25%左右，但本发明的Cu-Mg-P系铜合金板可抑制为下降15～20%。
若未完全满足这4个条件（｛110｝、｛100｝、｛111｝、平均粒径），则无法获得其效果。
以往的诸多特性是指符合申请人的商品名“MSP1”的1/4H系列、1/2H系列、H系列、EH系列、SH系列的物理性、机械性的各种特性。
来自Cu-Mg-P系铜合金板面（轧制面）的X射线衍射图案通常由｛111｝、｛200｝、｛220｝及｛311｝这4个晶面的衍射峰值构成，｛100｝面非常小，但在本发明中，着眼于该｛100｝面，通过极力抑制其产生并将｛111｝晶面抑制在I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，能够在维持以往的诸多特性的同时，提高耐疲劳特性，并且，若铜合金板的平均晶体粒径为1～10μm，则能够加强该效果。虽然欲使I｛100｝/I0｛100｝和I｛111｝/I0｛111｝尽量地小，但即使再研究制造方法也很难小于0.2。
X射线衍射强度（X射线衍射积分强度）的测定有时会根据条件而大不相同，在本发明中，准备以#1500防水纸对该铜合金板的板面（轧制面）进行精研磨的试料，并利用X射线衍射装置（XRD），以Mo-Kα线、管电压60kV、管电流200mA的条件，针对试料的精研磨面测定各个面的X射线衍射强度I。对于纯铜标准粉末也同样地进行测定。
[铜合金板的制造方法]
本发明的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法的特征在于，通过以热轧、冷轧、连续退火、精冷轧及张力矫直的顺序进行的工序来制造所述铜合金板时，以轧制开始温度：700℃～800℃、总热轧率：80%以上、及每1道次的平均轧制率：15%～30%来实施所述热轧；以轧制率：50%以上来实施所述冷轧；以温度：300℃～550℃、时间：0.1分钟～10分钟来实施所述连续退火；以线张力：10N/mm2～140N/mm2来实施张力矫直。
申请人的专利文献3、专利文献4及专利文献5中作为Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法，公开有如下内容：通过以热轧、固溶处理、精冷轧、低温退火的顺序包含的工序来制造铜合金时，以热轧开始温度为700℃～800℃、总热轧率为90%以上、及每1道次的平均轧制率为10%～35%来进行所述热轧，将所述固溶处理后的铜合金板的维氏硬度调整为80～100Hv，并在250～450℃中实施30秒～180秒所述低温退火，而在申请人的专利文献4中公开有进一步将精冷轧中的总轧制率以50～80%来实施的内容。
并且，作为Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法，专利文献6中公开有通过依次进行如下步骤来制造铜合金板的内容：作为900℃～300℃中的热轧，在900℃～600℃中进行最初的轧道后，以小于600℃～300℃进行轧制率40%以上的轧制，接着，以轧制率85%以上进行冷轧，之后，进行400～700℃中的再结晶退火、及轧制率20～70%的精冷轧。
本发明的Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法的特征在于，对申请人的专利文献3、专利文献4及专利文献5的制造方法进行了改良，通过成为后工序的张力矫直，将｛110｝面及平均晶体粒径限制在规定范围内，即以最佳的张力矫直来对铜合金板反复施予弯曲加工、拉伸应力，从而增加｛110｝面的形成并使表面组织致密化来降低作用于各个晶界的应力，延长铜合金板的疲劳寿命。
张力矫直是使材料通过交错状排列的辊子，并沿前后方反复对沿反方向进行弯曲加工的辊式矫直机向施予张力，从而矫正材料的平坦度的加工。线张力是通过进入侧及卷取侧的张力负载装置负载于辊式矫直机内的材料的张力。
如图1所示，卷绕于开卷机9的铜合金板6通过张力矫直机10的进入侧张力负载装置11，成为由多个辊子以交错状排列的辊式矫直机13反复被弯曲加工的铜合金板7，在通过卷取侧张力负载装置12后，成为铜合金板8而卷取在卷取机14上。此时，线张力L负载于进入侧张力负载装置11和卷取侧张力负载装置12之间的铜合金板7上（在辊式矫直机13内为均匀的张力）。
如此，通过以轧制开始温度：700℃～800℃、总热轧率：80%以上、及每1道次的平均轧制率：15%～30%来实施热轧，并以轧制率：50%以上来实施所述冷轧，从而制作I｛110｝/I0｛110｝、I｛100｝/I0｛100｝、I｛111｝/I0｛111｝及平均晶体粒径的4个条件限制在规定值内的基体（尤其增强｛110｝的形成）；通过以温度：300℃～550℃、时间：0.1～10分钟来实施连续退火，极力抑制退火中的再结晶，并抑制I｛100｝/I0｛100｝和I｛111｝/I0｛111｝的形成来限制在规定值内；通过以线张力：10N/mm2～140N/mm2来实施张力矫直，增加I｛110｝/I0｛110｝并限制在规定范围内，将平均晶体粒径也限制在规定范围内。
只要这些制造条件中的其中一个脱离上述范围，I｛110｝/I0｛110｝、I｛100｝/I0｛100｝、I｛111｝/I0｛111｝及平均晶体粒径的4个条件就无法落在规定值内，从而无法获得所期待的耐疲劳效果。
实施例
将表1所示的组成的铜合金通过电炉在还原性气氛下熔融，熔炼出厚度为150mm、宽度为500mm、长度为3000mm的铸锭。将该熔炼的铸锭以表1所示的轧制开始温度、总热轧率、及每1道次的平均轧制率进行热轧来作为铜合金板。将该铜合金板的两个表面的氧化皮以铣刀除去0.5mm之后，以表1所示的轧制率实施冷轧，实施表1所示的连续退火，实施轧制率为70%～85%的精轧，实施表1所示的张力矫直，从而制作出厚度0.2mm左右的实施例1～10及比较例1～7中所示的Cu-Mg-P系铜合金薄板。实施例1～10相当于申请人的商品名“MSP1”的调质种类“H系列”。
Figure BDA0000397244200000121
从这些铜合金薄板中切出试料，通过X射线衍射装置测定｛110｝晶面、｛100｝晶面、｛111｝晶面的X射线衍射强度（X射线衍射积分强度）。
X射线衍射强度的测定使用RIGAKU RINT 2500旋转对电极型（rotary counterelectrode type）X射线衍射装置，并通过反极图测定，在对各试料的铜合金板的板面（轧制面）用#1500防水纸精研磨且在Mo-Kα线、石墨制弯曲单色器、管电压60kV、管电流200mA的条件下，对每个该试料面测定各晶面的X射线衍射强度I。纯铜标准粉末在冲压成型为2mm厚度之后实施同样的测定。
将其结果示于表2。
并且，对于各试料的平均晶体粒径，在研磨铜合金板的板面（轧制面）之后进行蚀刻，以光学显微镜观察其表面，并通过JISH0501的切断法进行测定。
将其结果示于表2。
[表2]
Figure BDA0000397244200000131
接着，测定各试料的导电率、抗拉强度、应力松驰率及弹簧极限值。
根据JISH0505的导电率测定方法来测定导电率。
分别各提取5个LD（轧制方向）及TD（相对于轧制方向及板厚方向垂直的方向）的拉伸试验用试样（JISZ2201的5号试样），对各试样进行以JISZ2241为基准的拉伸试验，并通过平均值来求出LD及TD的抗拉强度。
应力松驰率通过如下求出：使用具有宽度12.7mm、长度120mm（以下，将该长度120mm设为L0）的尺寸的试样，将该试样在具有长度：110mm、深度：3mm的水平纵长纵向槽的夹具中以所述试样的中央部的上方膨出的方式弯曲安装（将此时的试样的两端部的距离：110mm设为L1），在该状态下且在温度170℃中保持1000小时，加热后，测定从所述夹具上卸下的状态下的所述试样的两端部间的距离（以下设为L2），并通过计算式：（L0-L2）/（L0-L1）×100%来计算。
关于弹簧极限值，根据JIS-H3130，通过力矩式试验来测定永久挠曲量，计算R.T.下的Kb0.1（与0.1mm的永久挠曲量对应的固定端上的表面最大应力值）。
将这些结果示于表3。
[表3]
Figure BDA0000397244200000141
并且，关于各试料的耐疲劳特性，将各试料在常温下和150℃中保持1000小时后，根据日本伸铜协会T308-2002来进行耐疲劳试验，制作出最大弯曲应力-反复振动次数（直至断裂为止的次数）的S-N曲线。根据其结果，将（常温时最大弯曲应力-在150℃中保持1000小时后的最大弯曲应力）除以（常温时最大弯曲应力）来算出最大弯曲应力的减少率。
将其结果示于表4。
[表4]
Figure BDA0000397244200000151
从表1、表2、表3及表4的结果可知，本发明的实施例的Cu-Mg-P系铜合金板在150℃中保持1000小时后的耐疲劳特性的减少率与比较例相比较小，还维持了以往的诸多特性。
以上，关于本发明的实施方式进行了说明，但本发明并非限定于该记载，在不脱离本发明宗旨的范围内可施加各种变更。例如在制造方法中反复实施冷轧和连续退火、在张力矫直后实施应力消除退火等。
产业上的可利用性
本发明的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板能够用作电气电子用设备的端子及连接器用的材料。
符号说明
6-铜合金板，7-铜合金板，8-铜合金板，9-开卷机，10-张力矫直机，11-进入侧张力负载装置，12-卷取侧张力负载装置，13-辊式矫直机，14-卷取机，L-线张力。

Claims (5)

1.一种具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板，其具有包含0.2～1.2质量%的Mg和0.001～0.2质量%的P且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，所述铜合金板的特征在于，
将表面的结晶取向为｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I｛110｝且将纯铜标准粉末的｛110｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛110｝时，4.0≤I｛110｝/I0｛110｝≤6.0；将｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I｛100｝且将纯铜标准粉末的｛100｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛100｝时，I｛100｝/I0｛100｝≤0.8；将｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I｛111｝且将纯铜标准粉末的｛111｝晶面的X射线衍射强度设为I0｛111｝时，I｛111｝/I0｛111｝≤0.8，另外，平均晶体粒径为1.0～10.0μm。
2.根据权利要求1所述的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板，其特征在于，
所述铜合金板还含有0.0002～0.0013质量%的C和0.0002～0.001质量%的氧。
3.根据权利要求1所述的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板，其特征在于，
所述铜合金板还含有0.001～0.03质量%的Zr。
4.根据权利要求2所述的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板，其特征在于，
所述铜合金板还含有0.001～0.03质量%的Zr。
5.一种Cu-Mg-P系铜合金板的制造方法，其为制造权利要求1至4中任一项所述的具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板的方法，其特征在于，
通过以热轧、冷轧、连续退火、精冷轧及张力矫直的顺序进行的工序来制造所述铜合金板时，以轧制开始温度：700℃～800℃、总热轧率：80%以上、及每1道次的平均轧制率：15%～30%来实施所述热轧；以轧制率：50%以上来实施所述冷轧；以温度：300℃～550℃、时间：0.1分钟～10分钟来实施所述连续退火；以线张力：10N/mm2～140N/mm2来实施张力矫直。
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