CN106661673A - 铜合金板材、连接器以及铜合金板材的制造方法 - Google Patents

铜合金板材、连接器以及铜合金板材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种电导率高、并且从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的任一方向强度均高的铜合金板材和使用了该铜合金板材的连接器、以及该铜合金板材的制造方法。一种铜合金板材、使用了该铜合金板材的连接器和该铜合金板材的制造方法，该铜合金板材具有下述组成：含有合计为1.80质量％～8.00质量％的Ni和Co中的任意1种或2种、0.40质量％～2.00质量％的Si、以及合计为0.000质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成，电导率为20％IACS～40％IACS以上，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°、90°的方向的拉伸强度均为1020MPa～1400MPa。

Description

铜合金板材、连接器以及铜合金板材的制造方法
技术领域
本发明涉及铜合金板材和使用了该铜合金板材的连接器、以及该铜合金板材的制造方法。
背景技术
随着电子设备的小型化、薄壁化，对于用于连接电子设备与外部设备等的端子及连接器要求进一步小型化。另外，这些端子及连接器有时每天会进行几十次的插拔或嵌合，因此还要求弹簧部的强度及耐疲劳特性(重复特性)。对于端子及连接器来说，由于需要强度及导电性，因而大多使用铜合金来制造。因此，期待能够进行小型成型、并且强度和耐疲劳特性优异的端子/连接器用的铜合金材料。
特别是，端子及连接器通过对铜合金的板材进行冲裁并压制成型来制造。此时，端子及连接器的弹簧部的应力负荷方向多数情况下是从铜合金板材的轧制方向(RD：RollingDirection)向轧制垂直方向(TD：Transverse Direction)为90°的方向或45°的方向。因此，要求端子及连接器用的铜合金板材在这些方向中的任一方向耐疲劳特性均优异。另外，伴随着端子及连接器的小型化，若弹簧部的长度变短，则对弹簧部所施加的应力变大。因此，对于铜合金板材来说，除了要求上述耐疲劳特性良好以外，还要求即便赋予高应力也难以发生永久变形。
以往，作为弹簧用的铜合金，最常使用磷青铜系。磷青铜系的弹簧用铜合金虽然强度、耐疲劳特性优异，但电导率低至10％IACS左右。因此认为，对于今后的小型且要求高可靠性的端子来说，使用磷青铜系的弹簧用铜合金有时会受到限制。这是因为，对于小型且要求高可靠性的端子用的弹簧材料来说，要求20％IACS以上的电导率。
Cu-Ni-Si系的铜合金、即所谓的科森系合金是作为引线框架用而开发的合金，其也作为连接器用使用。迄今为止的科森系合金的电导率优于磷青铜系的电导率。但是，迄今为止的科森系合金的强度及耐疲劳特性有时无法满足近来的要求。特别是，虽然从轧制方向向轧制垂直方向为0°的方向(即轧制方向)上特性良好，但为45°或90°的方向的耐疲劳特性差。
从这样的电子设备的技术动向出发，需要一种具有高电导率、并且从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的任一方向的强度和耐疲劳特性均优异的材料。
专利文献1中提出了下述方案：通过选择包含Cu-Ni-Sn系合金的含有成分的合金组成，在特定的工序中进行时效析出硬化，从而在不降低电导率的情况下形成疲劳特性的良好的铜合金。
专利文献2中提出了下述方案：调整Cu-Sn系合金的结晶粒径和精轧条件，从而制成高强度的铜合金。
专利文献3中提出了下述方案：在Cu-Ni-Si系合金中Ni浓度高的情况下，通过在特定的工序中进行制备，从而形成高强度。
专利文献4中提出了下述方案：通过选择包含Cu-Ti系合金的含有成分的合金组成，在特定的工序中进行时效析出硬化，从而形成高强度。
专利文献5中提出了下述方案：通过在特定的制造工序中得到Cu-Ni-Si系合金条，从而具有规定的{110}<001>取向密度和KAM(Karnel Average Misorientation，Karnel平均取向差)值，可提高深冲加工性和耐疲劳特性。
专利文献6中提出了一种Cu-Ni-Si系的接点材料用铜基析出型合金板材，其中，轧制方向的拉伸强度、与轧制方向所成的角度为45°方向的拉伸强度、和与轧制方向所成的角度为90°方向的拉伸强度这3个拉伸强度间的各差的最大值为100MPa以下。
专利文献7中提出了下述方案：通过适当地控制Cu-Ni-Si系合金的Cube取向和BR取向的面积率，从而强度高，可提高弯曲加工性、耐应力松弛特性、耐疲劳特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63-312937号公报
专利文献2：日本特开2002-294367号公报
专利文献3：日本特开2006-152392号公报
专利文献4：日本特开2011-132594号公报
专利文献5：日本特开2012-122114号公报
专利文献6：日本特开2008-095186号公报
专利文献7：日本特开2012-246549号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1～4中，虽然与一般的铜合金相比得到了高强度，但由于合金体系和制造方法的不同，有时电导率依然低。
在专利文献5中，虽然得到了深冲加工性和耐疲劳特性，但在强度和电导率的方面还存在提高的空间。
在专利文献6中，虽然得到了高电导率，但在与高强度兼顾的方面还存在提高的空间。
在专利文献7中，虽然得到了弯曲加工性、耐应力松弛特性、耐疲劳特性，但在兼顾高强度与高电导率的方面还存在提高的空间。
另外，在这些专利文献1～7中，并未着眼于从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°中的任一方向均为高强度，实际上在所有这些方向均不清楚拉伸强度是否高。
因此，需要一种具有良好的导电性、并且从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°中的任一方向均具有高拉伸强度的铜合金板材。
鉴于上述现有技术中的问题，本发明的课题在于提供一种电导率高、并且从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的任一方向强度均高、优选在任一方向耐疲劳特性也均优异的铜合金板材。另外，提供使用了该铜合金板材的连接器和该铜合金板材的制造方法。特别是，本发明的课题在于提供适合于以基座连接器或USB连接器为代表的外部连接连接器、以及照相机模块用的薄板弹簧材料、继电器的可动片等的铜合金板材；使用了该铜合金板材的连接器；和该铜合金板材的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明人为了解决上述课题反复进行了深入研究，结果发现，具有特定的Cu-(Ni、Co)-Si系合金组成、并以特定的制造条件所制造的铜合金板材具有良好的导电性，并且从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的任一方向均可形成高强度。基于该技术思想，完成了本发明。
即，根据本发明，可提供下述技术方案。
(1)一种铜合金板材，其具有下述组成：含有合计为1.80质量％～8.00质量％的Ni和Co中的任意1种或2种、0.40质量％～2.00质量％的Si、以及合计为0.000质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成，电导率为20％IACS～40％IACS以上，从轧制方向(RD)向轧制垂直方向(TD)为0°、45°、90°的方向的拉伸强度均为1020MPa～1400MPa。
(2)如(1)项所述的铜合金板材，其含有合计为0.005质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素。
(3)一种连接器，其包含(1)或(2)项所述的铜合金板材。
(4)一种铜合金板材的制造方法，该制造方法依次进行下述工序：熔化铸造工序，其中，将下述铜合金熔化并进行铸造，该铜合金含有合计为1.80质量％～8.00质量％的Ni和Co中的任意1种或2种、0.40质量％～2.00质量％的Si、以及合计为0.000质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成；均质化热处理工序，其中，在900℃～1040℃进行1小时以上的热处理；热加工工序，其中，从热加工开始至结束的温度范围为500℃～1040℃，加工率为10％～90％；中间冷轧工序，其中，加工率为0％～95％；热处理工序，其中，在300℃～430℃进行5分钟～10小时的热处理；和最终冷轧工序，其中，加工率为60％～99％。
(5)如(4)项所述的铜合金板材的制造方法，其中，在供至上述熔化铸造工序的铜合金中含有合计为0.005质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素。
(6)如(4)或(5)项所述的铜合金板材的制造方法，其中，在上述最终冷轧工序后进行在200℃～500℃保持5秒～2小时的去应力退火。
发明的效果
本发明的铜合金板材由于其所具有的特性而可适当地用于以基座连接器或USB连接器为代表的外部连接连接器、以及照相机模块用的薄板弹簧材料、继电器的可动片等中。
对于本发明的铜合金板材来说，作为对弹簧的应力负荷方向，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的任一方向均具有比以往显著高的强度，因而可以作为特性不易劣化的弹簧用材料使用。因此，例如适合作为连接器材料。
另外，根据本发明的铜合金板材的制造方法，可以适当地制造具有上述优异特性的铜合金板材。
本发明的上述和其它特征及优点可适当参照附图由下述记载内容进一步明确。
附图说明
图1是示出铜合金板材以及轧制方向(RD)、轧制垂直方向(TD)和轧制面垂直方向(ND)的关系的示意图。
图2是作为拉伸试验、疲劳试验中的试验片示出从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°、90°方向的试验片的示意图。
图3是局部伸长率的说明图。图3中，作为代表例，示出发明例205的0°方向的应力-应变曲线。局部伸长率(eL)是指在图示的均匀伸长率(eU)后至试验材料断裂为止的伸长率。
图4的(A)是关于发明例205的基于X射线的{100}极点图，图4的(B)是关于比较例256的基于X射线的{100}极点图，图4的(C)是关于比较例257的基于X射线的{100}极点图。
具体实施方式
对本发明的铜合金板材的优选实施方式进行详细说明。此处，“铜合金材料”是指铜合金原材料被加工成规定形状(例如板、条、箔、棒、线等)的材料。其中，板材是指具有特定的厚度、形状稳定、在平面方向延伸的材料，广义上包括条材、箔材、将板制成管状的管材。
图1中示出本实施方式的铜合金板材1以及轧制方向(RD)、轧制垂直方向(TD)和轧制面垂直方向(ND：Normal Direction，法线方向)的关系。轧制方向表示在制造铜合金板材时板材被轧制辊等所轧制而延伸的方向。与此相对，轧制垂直方向是与轧制方向垂直、与轧制面平行的方向。轧制面垂直方向是与轧制面垂直的方向。工业上的铜合金板材是卷成卷状而制造/装运的。因此，在铜合金板材刚制造后，通常，板材的长度方向为轧制方向，板材的宽度方向为轧制垂直方向。
本实施方式的铜合金板材通过为下述特定的合金组成，该特定的合金组成分别以特定量含有Ni和Co中的任意1种或2种以及Si，根据需要以特定量含有选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成，从而电导率为20％IACS～40％IACS以上，从轧制方向(RD)向轧制垂直方向(TD)为0°、45°、90°的方向的拉伸强度均为1020MPa～1400MPa。此处，上述三个方向均是与轧制面平行的面上(即，由轧制方向和轧制垂直方向形成的面上)的方向。图2中用虚线示出由本实施方式的铜合金板材1分别取得从轧制方向(RD)向轧制垂直方向(TD)为0°的方向的试验片20、为45°的方向的试验片21、为90°的方向的试验片22的情形。
本实施方式的铜合金板材是不进行固溶处理而经过特定的强加工工序而制造的，由此加工组织被适当地控制而形成高强度，同时从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的任一方向均可取得比以往显著更高的强度。
本实施方式的铜合金板材中所用的Cu-(Ni,Co)-Si系是析出硬化型合金，Ni-Si系、Co-Si系、Ni-Co-Si系等金属间化合物作为第二相以几nm左右的微细尺寸分散于铜母相中，从而通过析出硬化而得到高强度。
(拉伸强度：TS)
对于本实施方式的铜合金板材来说，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°、90°中的任一方向的拉伸强度均为1020MPa以上，优选为1060MPa以上。从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°、90°中的任一方向的拉伸强度的上限均为1400MPa以下，优选为1350MPa以下。若拉伸强度在上述范围内，则耐疲劳特性也优异。若拉伸强度过低，则耐疲劳特性差。另一方面，若拉伸强度过高，则难以出现局部伸长率。需要说明的是，拉伸强度是指基于JISZ2241、相对于拉伸试验中施加的最大力的应力(单位为MPa)。根据图3中的σTS的定义，有时将应力-应变曲线的斜率为零(zero)的点的应力作为拉伸强度。与此相对，本发明中，是指该斜率达到零(zero)跟前的应力也可作为拉伸强度。
(电导率：EC)
对于本实施方式的铜合金板材而言，电导率为20％IACS以上、优选为23％IACS以上、进一步优选为26％IACS以上。若电导率过高，则强度有时会降低，因而上限值为40％IACS以下。
需要说明的是，本实施方式中，上述的“％IACS”表示将国际退火铜标准(International Annealed Copper Standard)的电阻率1.7241×10-8Ωm设为100％IACS时的电导率。
(结晶取向控制)
关于本实施方式中特别显著的45°和90°方向的拉伸强度和耐疲劳特性的提高，结晶取向分布的控制发挥了作用。如图4中代表性示出的基于X射线的{100}极点图所示，可知：在本实施方式的铜合金板材(发明例205、图4的(A))中，得到了利用现有的制造方法(比较例256、图4的(B)、以及比较例257、图4的(C))未发现的结晶取向分布、即以往未得到的结晶组织。
(合金组成)
·Ni、Co、Si为构成上述第二相的元素。它们形成上述金属间化合物。它们是本实施方式的必要添加元素。Ni和Co中的任意1种或2种的含量的总和为1.80质量％～8.00质量％、优选为2.40质量％～5.00质量％、更优选为3.20质量％～5.00质量％。另外，Si的含量为0.40质量％～2.00质量％、优选为0.50质量％～1.20质量％、更优选为0.60质量％～1.20质量％。这些必要添加元素的添加量过少时，所得到的效果不充分，强度不足，进而耐疲劳特性也差。另一方面，这些必要添加元素的添加量过多时，电导率有时会降低。或者，轧制工序中有时会产生材料裂纹。在添加Co时，导电性略好，但在包含Co的状态下必要添加元素的浓度高的情况下，根据热轧和冷轧的条件的不同，有时容易产生轧制裂纹。由此，本发明中的更优选的实施方式在第二相中不含Co。
·其它元素
除了上述必要添加元素以外，本实施方式的铜合金板材也可以含有选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素作为任选添加元素。在含有该任选添加元素的情况下，选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素的含量合计为0.005质量％～2.000质量％。该任选添加元素在后述的中间冷轧[工序5]、最终冷轧[工序7]中具有促进晶粒的微细化、提高强度特性和疲劳特性的效果。另外，具有提高耐应力松弛特性的效果，适合于使用环境为100℃以上等高温的情况等。但是，若这些任选添加元素的含量过多，则有时会产生使得电导率降低的不利影响或在轧制工序中有时会产生材料裂纹，因而优选为2.000质量％以下。
·不可避免的杂质
铜合金中的不可避免的杂质为铜合金中包含的通常的元素。作为不可避免的杂质，例如可以举出O、H、S、Pb、As、Cd、Sb等。它们以总量计允许含有不到0.1质量％左右。
(制造方法)
作为现有方法，在通常的析出硬化型铜合金材料的制造方法中，通过固溶热处理形成过饱和固溶状态后，通过时效处理使其析出，并根据需要进行表面光轧(精轧)和调质退火(低温退火、去应力退火)。后述比较例的制造方法F、J、K、L与此相当。
与此相对，本发明中，与上述现有方法不同的工艺是有效的。例如，下述的工艺是有效的。但是本发明不限定于下述的方法。
本实施方式的铜合金板材的制造方法的一例可以举出下述方法：进行熔化铸造[工序1]而得到铸锭，对该铸锭依次进行均质化热处理[工序2]、热轧等热加工[工序3]、水冷[工序4]、中间冷轧[工序5]、用于时效析出的热处理[工序6]、最终冷轧[工序7]、去应力退火[工序8]。只要可得到规定的物性，则也可以省略去应力退火[工序8]。
本实施方式中，可以通过一系列的上述工艺的组合、与下述各工序中的特定条件的组合的限制而实现，该各工序中的特定条件的组合为：使上述中间冷轧[工序5]的条件为加工率0％～95％，使上述使时效处理[工序6]的条件为在300℃～430℃进行5分钟～10小时，并且使上述最终冷轧[工序7]的加工率为60％～99％。该机理推测如下。通过上述时效处理[工序6]中析出的(Ni,Co)-Si化合物的作用，其后的最终冷轧[工序7]中的位错的分布状态及结晶旋转发生变化。另外，通过提高最终冷轧[工序7]的轧制率，从而诱发最终冷轧[工序7]中的晶粒的分裂。
作为各工序中的优选热处理、加工的条件，如下所述。
关于均质化热处理[工序2]，在900℃～1040℃保持1小时以上、优选为5小时～10小时。
关于热轧等热加工[工序3]，从热加工开始至结束的温度范围为500℃～1040℃，加工率为10％～90％。
关于水冷[工序4]，通常冷却速度为1℃/秒～200℃/秒。
关于中间冷轧[工序5]，加工率为0％～95％、优选为71％～95％。
时效处理[工序6]也称为时效析出处理，其条件为在300℃～430℃保持5分钟至10小时，优选的温度范围为330℃～360℃。
最终冷轧[工序7]的加工率为60％～99％、优选为60％～89％。
关于去应力退火[工序8]，在200℃～500℃保持5秒～2小时。保持时间若过长，则强度降低，因而优选为5秒以上5分钟以下的短时间退火。
此处，加工率(或轧制中的截面减少率)是由下式所定义的值。
加工率(％)＝{(t1-t2)/t1}×100
式中，t1表示轧制加工前的厚度，t2表示轧制加工后的厚度。
需要说明的是，在各热处理或轧制后，根据材料表面的氧化或粗糙度的状态，可以在必要时通过表面切削或酸清洗、或者表面研磨来除去表面的氧化层。另外，根据形状，可以在必要时利用张力校平机进行矫正。另外，根据轧制辊的凹凸的转印或油坑的不同，在材料表面的粗糙度大的情况下，可以调整轧制速度、轧制油、轧制辊的直径、轧制辊的表面粗糙度、轧制时的一个道次的压下量等轧制条件。
(板厚)
对于本实施方式的铜合金板材来说，精轧后的最终板厚为30μm～1mm。优选为40μm～0.3mm。
(物性)
本实施方式的铜合金板材优选具有以下的物性。
(耐疲劳特性)
在本实施方式的铜合金板材的一个优选实施方式中，在JIS Z 2273所规定的疲劳试验中，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°、90°中的任一方向的耐疲劳特性也优异。具体而言，以500MPa的负荷应力对试验片实施重复弯曲的情况下直至断裂为止的次数优选为4×104次以上。这是与进行10年每天10次的插拔相对应的次数。更优选为8×104次以上、进一步优选为11×104次以上。根据端子的设计的不同，由于90°方向的负荷应力特别高，因而有时要求具有特别好的疲劳特性。作为本发明的更优选的方式，90°方向的寿命为2×105次以上。
(局部伸长率)
本发明的铜合金板材的一个优选实施方式中，局部伸长率优选为0.03％～10％、更优选为0.08％～10％、进一步优选为0.15％～10％。
拉伸试验时，若超过最大负荷(拉伸强度σTS)则试验片的一部分会产生缩颈(necking)。将该缩颈产生后的伸长率称为局部伸长率。图3中示出发明例205的0°方向的应力-应变曲线作为代表例。eU相当于均匀伸长率，eL相当于局部伸长率。通常，材料的强度越高，则越难以出现局部伸长率。本发明的铜合金板材优选在具有高强度的同时还具有一定的局部伸长率。
实施例
下面，基于实施例来更详细地说明本发明，但本发明并不限定于此。
(实施例1)
利用高频熔炉对含有表1中记载的合金成分元素且剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成的合金的原料进行熔化，并对其进行铸造，得到铸锭。然后，利用下述A、B、C、D、E和F中的任一种制法，分别制造了依据本发明的发明例和与此不同的比较例的铜合金板材的试验材料。需要说明的是，表1中示出了使用A、B、C、D、E和F中的哪种制法。最终的铜合金板材的厚度为0.1mm。只要不特别声明，则该最终板厚在以下所述的制法J、K、L的情况下也相同。
需要说明的是，表中带有下划线所表示的数字等是指不满足本发明中规定的合金成分的含量或者制法，或物性不满足本发明中规定的范围或者优选的范围。
(制法A)
对于上述铸锭，进行在900℃～1040℃保持1小时以上10小时以下的均质化热处理，以该高温状态直接进行热轧。热轧的结束温度为500℃以上，加工率为10％～90％。热轧结束后进行水冷。之后，根据需要进行表面切削。之后，依次进行加工率为0％～95％的中间冷轧、在300℃～430℃保持5分钟～10小时的时效处理、加工率为60％～99％的最终冷轧、下述的去应力退火。
(制法B)
使上述最终冷轧的加工率为99.1％～99.9％，除此以外与上述制法A同样地进行。
(制法C)
使上述最终冷轧的加工率为30％～59％，除此以外与上述制法A同样地进行。
(制法D)
使上述时效处理的加热温度为250℃～290℃，使上述最终冷轧的加工率为60％～89％，除此以外与上述制法A同样地进行。
(制法E)
使上述时效处理的加热温度为440℃～500℃，使上述最终冷轧的加工率为60％～89％，除此以外与上述制法A同样地进行。
(制法F)
在上述中间冷轧后、上述时效处理前，进行在700℃～1000℃保持5秒～10分钟保持后实施水淬的固溶处理，使上述最终冷轧的加工率为60％～89％，除此以外与上述制法A同样地进行。
上述制法A、B、C、D、E和F中的去应力退火的条件为在200℃～500℃保持5秒～5分钟。
需要说明的是，在各热处理或轧制后，根据材料表面的氧化或粗糙度的状态，根据需要通过表面切削或酸清洗、或者表面研磨来除去表面的氧化层。另外，根据形状，在必要时利用张力校平机进行矫正。另外，根据轧制辊的凹凸的转印或油坑的不同，在材料表面的粗糙度大的情况下，调整轧制速度、轧制油、轧制辊的直径、轧制辊的表面粗糙度、轧制时的一个道次的压下量等轧制条件。
另外，作为其它比较例，利用下述制法J、K、L中的任一种进行试制，得到铜合金板材的试验材料。制法J、K、L的条件沿袭了各专利文献中记载的制造方法。
(制法J)专利文献6：日本特开2008-095186号公报的实施例2的制法
用高频熔炉对提供下述表1所示的铜合金组成的原料进行熔化，通过DC(直接铸造)法将其铸造成厚30mm、宽100mm、长150mm的铸锭，将所得到的铸锭在1000℃的温度下保持1小时后，热轧成厚度12mm，并迅速冷却。接着，将热轧板的两面切削各1.5mm而除去氧化皮膜，接下来冷轧成厚度0.15mm～0.1mm，接下来在825℃～925℃的温度范围进行15秒固溶处理，之后立即以10℃/秒以上的冷却速度进行冷却。接着，在420℃～480℃实施1小时～3小时的时效热处理，之后立即以约1℃/秒～10℃/秒的冷却速度进行冷却。
接下来，以30％以下的轧制率进行冷轧，精加工成板厚0.1mm的板材。需要说明的是，固溶处理和时效热处理的条件根据合金组成适当选择。冷轧后，在650℃实施3秒的去应力退火。
(制法K)专利文献7：日本特开2012-246549号公报中记载的实施例1、工序A的制法
用高频熔炉对提供下述表1所示的铜合金组成的原料进行熔化，对其进行铸造而得到铸锭。将该状态作为提供材料，通过下述的工序制造了铜合金板材的试验材料。最终的合金板材的厚度为0.12mm。
在950℃～1050℃的温度下进行3分钟～10小时的均质化热处理，并进行500℃～950℃的热轧，之后在400℃～800℃进行5秒～20小时的热处理，为了除去氧化层而进行表面切削。之后进行加工率为90％～99％的冷轧1，在400℃～700℃的温度下进行5秒～20小时的中间退火，进行加工率为3％～80％的冷轧2。之后，进行在800℃～950℃的温度保持5秒～50秒的固溶热处理，在350℃～600℃的温度下进行5分钟～20小时的时效析出热处理，进行5％～50％的精轧，进行在300℃～700℃的温度下保持10秒～20小时的调质退火。
(制法L)专利文献3：日本特开2006-152392号公报中记载的发明例1的制法
对提供下述表1所示的铜合金组成(Cu-6.0Ni-1.2Si-0.02P)的铜合金进行铸造，制造出铜合金板。需要说明的是，作为上述记载以外的其它元素(不可避免的杂质元素)，Al、Fe、Ti、Be、V、Nb、Mo、W以其总量计为0.5质量％以下。另外，B、C、Na、S、Ca、As、Se、Cd、In、Sb、Pb、Bi、MM(混合稀土金属)等元素以其总量计为0.1质量％以下。
作为铜合金板的具体制造方法，在炭粒炉中于大气中在木炭被覆下进行熔化，在铸铁制铰接式模具(ブックモールド)中铸造，得到厚度为50mm、宽度为75mm、长度为180mm的铸锭。并且，对铸锭的表面进行表面切削后，以950℃的温度热轧至厚度达到15mm为止，由750℃以上的温度在水中进行骤冷。接着，在去除氧化层后进行冷轧，得到厚度为0.75mm的板。
接着，使用盐浴炉进行在温度900℃加热20秒的固溶处理后，在水中骤冷，之后通过加工率为20％的最终冷轧形成厚0.6mm的冷轧板。对于该冷轧板，在温度450℃进行4小时时效处理。
对于这些依照本发明的发明例和比较例的试验材料，如下测定、评价了各特性。结果一并列于表1。
a.拉伸强度：TS
如图2所示，从轧制方向向轧制垂直方向在0°(轧制方向)、45°或90°(轧制垂直方向)进行切割而得到JIS Z2201-13B号的试验片，对于该试验片，根据JIS Z2241在各方向分别测定3根，分别示出平均值。拉伸强度为相对于拉伸试验中施加的最大力的应力(单位为MPa)。
b.电导率：EC
对于各试验材料，在保持为20℃(±0.5℃)的恒温槽中，利用四端子法计测电阻率，计算出电导率。需要说明的是，端子间距离为100mm。
c.耐疲劳特性
如图2所示，从轧制方向向轧制垂直方向在0°(轧制方向)、45°或90°(轧制垂直方向)进行切割而得到JIS Z2201-13B号的试验片，对于该试验片，根据JIS Z 2273在各方向分别测定3根以负荷应力500MPa重复弯曲时直至断裂为止的重复次数，分别示出平均值。
d.局部伸长率：eL
如图3所示，在与上述同样的拉伸试验中求出局部伸长率(eL)。
[表1]
如表1所示，满足本发明的规定的发明例101～110均是全部特性优异。发明例101～110中，Ni/Co、Si的浓度在规定范围内越高，则从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的任一方向均显示出越高的拉伸强度[TS]和耐疲劳特性(重复次数)。另外，除了发明例104、106的从轧制方向向轧制垂直方向为0°或90°的方向外，各发明例均具有局部伸长率。
另一方面，在各比较例中，合金组成、制造条件中的某些不满足本发明中规定的条件，因此从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸强度[TS]低，不满足本发明中规定的条件。
更具体而言，在比较例151中，由于Ni/Co、Si过少，因而从轧制方向向轧制垂直方向为0°或45°方向的拉伸强度[TS]低，不满足本发明中规定的条件。另外，在比较例151中，从轧制方向向轧制垂直方向为0°或45°方向的耐疲劳特性(重复次数)差。在Ni和Si的含量过多的比较例152中，产生轧制裂纹，制造性差。在利用制法C、D、E或F的比较例153～156中，制造条件在本发明中规定的条件外，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸强度[TS]低，不满足本发明中规定的条件。另外，在比较例153～156中，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的某些方向的耐疲劳特性(重复次数)差。
作为其它比较例，在利用制法J的比较例157、利用制法K的比较例158中，制造条件均在本发明中规定的条件外，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°和90°方向的所有方向的拉伸强度[TS]均低，不满足本发明中规定的条件。另外，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°和90°方向的所有方向的耐疲劳特性均差。
(实施例2)
利用与实施例1同样的制造方法和试验/测定方法，使用表2所示的各种铜合金制造铜合金板材，对其特性进行了评价。结果列于表2。
[表2]
如表2所示，满足本发明的规定的发明例201～210均是全部特性优异。通过任选添加元素的添加效果，虽然不是全部试验例，但从轧制方向向轧制垂直方向在0°、45°或90°方向的所有方向均确认到更高的拉伸强度[TS]和耐疲劳特性(重复次数)提高的倾向。另外，除了发明例203、206的从轧制方向向轧制垂直方向为0°或90°的方向外，各发明例均具有局部伸长率。
另一方面，在各比较例中，合金组成、制造条件中的某些不满足本发明中规定的条件，因此从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸强度[TS]低，不满足本发明中规定的条件。
更具体而言，在副添加元素(该例中为Sn)过多的比较例251中，产生轧制裂纹，制造性差。在利用制法C、D、E或F的比较例252～255中，制造条件在本发明中规定的条件外，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸强度[TS]低，不满足本发明中规定的条件。另外，在比较例252～255中，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°或90°方向中的某些方向的耐疲劳特性差。
作为其它比较例，在利用制法J的比较例256、利用制法K的比较例257、利用制法L的比较例258中，制造条件均在本发明中规定的条件外，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°和90°方向的所有方向的拉伸强度[TS]均低，不满足本发明中规定的条件。另外，从轧制方向向轧制垂直方向为0°、45°和90°方向的所有方向的耐疲劳特性均差。
工业实用性
本发明的铜合金板材可以适当地用于任何类型的连接器。特别是，除了以基座连接器或USB连接器为代表的外部连接连接器以外，还可以适当地用作照相机模块用的薄板弹簧材料、继电器的可动片。
结合其实施方式对本发明进行了说明，但本申请人认为，只要没有特别指定，则本发明不受说明的任何细节的限定，应当在不违反所附权利要求书所示的发明精神和范围的情况下进行宽泛的解释。
符号说明
1铜合金板材
20用于测定从轧制方向(RD)向轧制垂直方向(TD)为0°方向的拉伸强度/耐疲劳特性的试验片
21用于测定从轧制方向(RD)向轧制垂直方向(TD)为45°方向的拉伸强度/耐疲劳特性的试验片
22用于测定从轧制方向(RD)向轧制垂直方向(TD)为90°方向的拉伸强度/耐疲劳特性的试验片。

Claims (6)

1.一种铜合金板材，其具有下述组成：含有合计为1.80质量％～8.00质量％的Ni和Co中的任意1种或2种、0.40质量％～2.00质量％的Si、以及合计为0.000质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成，
电导率为20％IACS～40％IACS以上，
从轧制方向(RD)向轧制垂直方向(TD)为0°、45°、90°的方向的拉伸强度均为1020MPa～1400MPa。
2.如权利要求1所述的铜合金板材，其含有合计为0.005质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素。
3.一种连接器，其包含权利要求1或2所述的铜合金板材。
4.一种铜合金板材的制造方法，该制造方法依次进行下述工序：
熔化铸造工序，其中，将下述铜合金熔化并进行铸造，该铜合金含有合计为1.80质量％～8.00质量％的Ni和Co中的任意1种或2种、0.40质量％～2.00质量％的Si、以及合计为0.000质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成；
均质化热处理工序，其中，在900℃～1040℃进行1小时以上的热处理；
热加工工序，其中，从热加工开始至结束的温度范围为500℃～1040℃，加工率为10％～90％；
中间冷轧工序，其中，加工率为0％～95％；
热处理工序，其中，在300℃～430℃进行5分钟～10小时的热处理；和
最终冷轧工序，其中，加工率为60％～99％。
5.如权利要求4所述的铜合金板材的制造方法，其中，在供至所述熔化铸造工序的铜合金中含有合计为0.005质量％～2.000质量％的选自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti组成的组中的至少一种元素。
6.如权利要求4或5所述的铜合金板材的制造方法，其中，在所述最终冷轧工序后进行在200℃～500℃保持5秒～2小时的去应力退火。
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