CN108699630A - 连接器端子用线材 - Google Patents

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中本稔
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Abstract

根据本发明，连接器端子用线材包含0.1质量％至1.5质量％的Fe、0.05质量％至0.7质量％的Ti、0质量％至0.5质量％的Mg，并且余量包含Cu和杂质。

Description

连接器端子用线材
技术领域
本发明涉及连接器端子用线材。
本申请基于并要求于2016年2月22日提交的日本专利申请No.2016-031324和于2016年12月12日提交的日本专利申请No.2016-240702的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
压接端子为连接器端子的一个实例(例如，参见专利文献1)。压接端子为棒状材料，其可以通过无焊接的方式连接至印刷电路板。通过将压接端子的一端连接至对接部件并将其另一端压接至印刷电路板中，使得对接部件和印刷电路板能够彼此电连接和机械连接。
连接器端子的构成材料可以为纯铜，如韧铜；铜合金，如黄铜；或铁(专利文献1的第[0026]段等)。此外，可以使用磷青铜等作为具有优异弹性的材料。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2014-149956
发明内容
根据本公开的连接器端子用线材包含0.1质量％至1.5质量％的Fe、0.05质量％至0.7质量％的Ti和0质量％至0.5质量％的Mg，余量为Cu和杂质。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
诸如压接端子之类的连接器端子需要具有优异的导电性、高刚性和高弹性。因此，要求此类连接器端子用材料具有优异的导电性和高强度。
上述韧铜和黄铜具有优异的导电性，但强度低且弹性差。上述铁和磷青铜具有高强度和优异的弹性，但导电性差。此类材料不能充分满足导电性和强度两方面均优异的要求。
最近，随着电气/电子设备的小型化和薄型化，期望部件小型化。为了形成更小的连接器端子，需要这样的线材：即使在线材的截面积减小或线材变薄的情况下，该线材也能够具有优异的导电性和更高强度，从而能够形成具有优异的导电性和高强度的连接器端子。
因此，一个目的为提供一种连接器端子用线材，其能够形成具有优异的导电性和高强度的连接器端子。
[本公开的有益效果]
根据本公开的连接器端子用线材可以形成具有优异的导电性和高强度的连接器端子。
[本发明的具体实施方案]
首先，将列举并描述本发明的实施方案的内容。
(1)根据本发明的一个实施方案的连接器端子用线材包含0.1质量％至1.5质量％的Fe、0.05质量％至0.7质量％的Ti和0质量％至0.5质量％的Mg，余量为Cu和杂质。
连接器端子用线材由具有特定组成的铜合金构成，因此具有优异的导电性、高强度、优异的刚性以及优异的弹性。其原因在于，在铜合金中，Fe和Ti以含有Fe和Ti的析出物或结晶产物的形式(通常以诸如Fe2Ti之类的化合物的形式)存在于作为基质相的Cu相中，并显示出由于析出强化而得到的强度提高的效果，以及由于Cu中的固溶体减少而得到的保持高电导率的效果。这种连接器端子用线材可以适合用作连接器端子(如压接端子)用材料，所述连接器端子需要具有优异的导电性、高刚性和高弹性。
(2)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，连接器端子用线材的电导率为40％IACS以上并且拉伸强度为600MPa以上。
上述实施方案具有高电导率和高拉伸强度，从而可能形成具有优异导电性和高强度的连接器端子。
(3)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，质量比Fe/Ti为1.0至5.5。
在上述实施方案中，Fe相对于Ti的量不会过多或不足，因此Fe相对于Ti的引入量是适当的。因此，Fe和Ti以析出物等的形式存在，从而可以获得由于析出强化而得到的强度提高效果和由于尤其是Ti在Cu中固溶的减少而得到的保持高电导率的效果。因此，根据上述实施方案，可以形成具有优异的导电性和高强度的连接器端子。
(4)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，连接器端子用线材还包含总计10质量ppm至500质量ppm的选自由C、Si和Mn组成的组中的至少一种元素。
C、Si和Mn各自可以用作诸如Fe和Ti之类的元素的脱氧剂。由于上述实施方案包含特定范围的C、Si和Mn，因此通过这些元素的脱氧效果而减轻或防止了Fe、Ti等的氧化，并且能够适当地获得由于掺有Fe和Ti而产生的高导电性和高强度的效果。此外，在上述实施方案中，从能够抑制由于掺有过量的C、Si和Mn所导致的电导率降低的观点来看，获得了优异的导电性。因此，根据上述实施方案，可能形成具有优异导电性和高强度的连接器端子。
(5)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，连接器端子用线材在150℃下保持1,000小时之后的应力松弛率为30％以下。
根据上述实施方案，即使将线材在诸如150℃的高温下保持一段较长的时间(如1,000小时)的情况下，也不易于发生应力松弛，从而可能形成具有优异的导电性和高强度并且还具有优异的抗应力松弛性的连接器端子。
(6)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，连接器端子用线材的横截面积为0.1mm2至2.0mm2。
上述实施方案具有易于用于连接器端子(如压接端子)用材料的尺寸，从而可以适合用作连接器端子用材料。
(7)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，连接器端子用线材为矩形线材，该线材的横截面形状为四边形。
上述实施方案具有易于用于连接器端子(如压接端子)用材料的形状，从而可以适合用作连接器端子用材料。
(8)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，连接器端子用线材在其表面的至少一部分上具有包含Sn和Ag中的至少一者的镀层。
当上述实施方案用作连接器端子(如压接端子)用材料时，可能容易地制造经镀覆的连接器端子，所述经镀覆的连接器端子在其表面上具有由含有Sn或Ag的金属制成的镀层(如锡镀层或银镀层)。因此，在上述实施方案中，可以在端子形成之后省略形成镀层的步骤，这有助于提高经镀覆的连接器端子的生产率。
[本发明实施方案的详细说明]
下面将详细描述本发明的实施方案。除非另有说明，否则元素含量表示为质量比(质量％或质量ppm)。
[铜合金线]
(组成)
将根据实施方案的连接器端子用线材(下文中，可以被称为“铜合金线”)用作诸如压接端子之类的连接器端子用材料，并且其特征为其由含有特定范围内的特定元素的铜合金构成。铜合金为Fe-Ti-Cu合金或Fe-Ti-Mg-Cu合金，所述合金含有0.1％至1.5％的Fe、0.05％至0.7％的Ti和0％至0.5％的Mg，余量为Cu和杂质。杂质主要是指不可避免地包含的杂质。首先，将详细描述各添加元素。
·Fe
Fe主要在Cu基质相中析出，并有助于提高强度，如拉伸强度。
当Fe含量为0.1％以上时，可以令人满意地形成含有Fe和Ti的化合物等，从而可能制造具有由于析出强化而得到的优异强度的铜合金线。此外，析出抑制了Ti在基质相中的固溶，从而可能制造具有高电导率的铜合金线。虽然取决于Ti的量和制造条件，但随着Fe含量的增加，更易于增加铜合金线的强度。当需要更高的强度等时，可以将Fe含量设定为0.6％以上、0.7％以上、0.9％以上或1.1％以上。
当Fe含量为1.5％以下时，可能易于抑制由于过量的Fe所导致的含有Fe和Ti的析出物的粗大化。因此，可以减少始于粗大的析出物的破裂，可以减少在拉丝加工等期间的断线，从而得到优异的可制造性。虽然取决于Ti的量和制造条件，但随着Fe含量降低，可以更易于抑制析出物的粗化等。当需要抑制析出物的粗化(减少破裂和断线)时，可以将Fe含量设定为1.3％以下、1.2％以下或1.0％以下。
·Ti
Ti主要与Fe一起以析出物的形式存在，并有助于提高强度，如拉伸强度。
当Ti含量为0.05％以上时，可以令人满意地形成含有Fe和Ti的析出物等，并且可能制造具有由于析出强化而得到的优异的强度的铜合金线。此外，析出降低了基质相中Ti的固溶量，从而可能制造具有高电导率的铜合金线。虽然取决于Fe的量和制造条件，但随着Ti含量的增加，铜合金线的强度更容易增加。当需要更高的强度等时，可以将Ti含量设定为0.1％以上、0.25％以上、0.3％以上、0.4％以上或0.5％以上。
当Ti含量为0.7％以下时，可以易于抑制含有Fe和Ti的析出物的粗大化，可以减少破裂，从而得到优异的强度。还可以减少断线，从而得到优异的可制造性。此外，减少了过量的Ti在基质相中的固溶，从而可以制造具有高电导率的铜合金线。虽然取决于Fe的量和制造条件，但随着Ti含量降低，可以更易于抑制粗大化等。当需要抑制析出物的粗大化(减少破裂和断线)时，可以将Ti含量设定为0.6％以下、0.55％以下、0.5％以下或0.4％以下。
·Fe/Ti
除了在上述特定范围内掺有Fe和Ti之外，优选地，相对于Ti适当地掺有Fe。当Fe含量等于或大于Ti含量时，可以容易地抑制基质相中过量Ti的固溶和电导率的降低，从而可以可靠地制造具有高电导率的铜合金线。此外，在没有适当地掺有Fe的情况下，存在这样的担忧：可能析出单质Fe或含有Fe和Ti的析出物可能粗大化，并且可能无法适当地获得由于析出强化而得到的强度提高效果。然而，当相对于Ti适当地掺有Fe时，这两种元素能够以具有适当尺寸的化合物等的形式存在于基质相中，并且可以令人满意地获得高导电性和高强度。具体地，按质量比计，Fe含量与Ti含量的比Fe/Ti可以在1.0至5.5的范围内。
当比值Fe/Ti为1.0以上时，如上所述，可以令人满意地获得由于析出强化而得到的强度提高效果，从而得到优异的强度。当需要更高的强度等时，可以将比值Fe/Ti设定为1.5以上、1.8以上或2.0以上。特别是，当比值Fe/Ti为2.0以上时，导电性趋于更优异，因而可以将比例Fe/Ti设定为约2.3，例如2.0至2.6。
当比值Fe/Ti为5.5以下时，可以抑制Fe相对于Ti的过量掺入，并且可以易于抑制粗大化。当需要抑制析出物的粗大化等时，可以将比值Fe/Ti设定为5.0以下、4.0以下或3.8以下。
·Mg
在构成根据实施方案的连接器端子用线材的铜合金中，Mg含量可以为0％，即，铜合金可以不包含Mg。在该实施方案中，通过调节Fe的量、Ti的量和制造条件，可以制造具有高电导率和高强度的铜合金线(参照后面将描述的试验例1)。此外，在该实施方案中，通过抑制由于掺有Mg所导致的电导率降低，获得了更高的导电性。
另一方面，当在特定范围内掺有Fe和Ti的情况下掺入Mg时，Mg主要以固溶体的形式存在于Cu基质相中，并且趋于有助于提高强度，如拉伸强度。因此，当构成根据实施方案的连接器端子用线材的铜合金含有Mg(大于0％)时，预计强度可以进一步增大。虽然取决于制造条件，但随着Mg含量的增加，拉伸强度趋于增加，从而得到更高的强度。当需要高得多的强度等时，可以将Mg含量设定为0.03％以上、0.05％以上、0.1％以上或0.2％以上。
在掺有Mg的情况下，当Mg含量为0.5％以下时，通过抑制由于Mg在Cu中过量固溶所导致的电导率降低，可以制造具有高电导率的铜合金线。此外，通过抑制由于Mg的过量固溶所导致的可加工性的降低，可以容易地进行诸如拉丝加工之类的塑性加工，从而得到优异的可制造性。当需要高导电性、良好的可加工性等时，可以将Mg含量设定为0.2％以下、0.15％以下或0.1％以下。
·C、Si和Mn
构成根据实施方案的连接器端子用线材的铜合金可以包含对Fe、Ti等具有脱氧效果的元素。具体地，铜合金可以包含总计10质量ppm至500质量ppm的选自由C、Si和Mn组成的组中的至少一种元素。
如果在诸如空气之类的含氧环境中进行制造过程，则存在诸如Fe和Ti之类的元素可能被氧化的问题。当这些元素变成氧化物时，其不能适当地形成析出物等，或者不能在基质相中形成固溶体。因此，存在这样的问题：可能无法适当地获得由于掺有这些元素而得到的效果，如高导电性和高强度。还存在的问题是氧化物可能在拉丝等期间作为破裂的起始点，从而导致可制造性较低。相反，通过在特定范围内掺有C、Mn和Si中的至少一种元素、优选两种元素(在这种情况下，优选C和Mn或者C和Si)、更优选全部三种元素，通过Fe和Ti的析出可以确保高导电性，通过析出强化可以获得更高的强度。因此，可能制造具有优异导电性和高强度的铜合金线。
当总含量为10ppm以上时，可以防止上述元素的氧化。随着总含量增大，可以更易于获得防氧化效果，并且可以将总含量设定为20ppm以上或30ppm以上。
当总含量为500ppm以下时，不易于引起由于过量掺有这些脱氧元素所导致的导电性降低，从而得到优异的导电性。随着总含量降低，可以更易于抑制导电性的降低，因此，可以将总含量设定为300ppm以下、200ppm以下或100ppm以下。
单独的C含量优选为10ppm至300ppm、10ppm至200ppm或30ppm至150ppm。
单独的Mn的含量或单独的Si的含量优选为5ppm至100ppm，或者5ppm以上50ppm以下。Mn和Si的总含量优选为10ppm至200ppm，或者10ppm以上100ppm以下。
当分别以上述范围掺有C、Mn和Si时，可以容易地获得令人满意的对诸如Fe之类的元素的防氧化效果。例如，可以将铜合金中的氧含量设定为20ppm以下、15ppm以下或10ppm以下。
(结构)
在构成根据实施方案的连接器端子用线材的铜合金的结构中，(例如)可以分布含有Fe和Ti的析出物或结晶产物。当铜合金具有此类结构时，可以预期由于析出强化而得到的强度提高以及由于Ti等元素在Cu中固溶的减少所获得的高电导率。
(截面形状)
根据实施方案的连接器端子用线材的横截面形状可以根据利用该线材作为材料的连接器端子的形状而适当地选择。通常，线材为矩形线材，该线材的横截面形状为四边形，如矩形或正方形。通过调整塑性加工条件可以改变横截面形状。例如，在使用模具的情况下，通过适当地选择模具的形状，除了矩形线材之外，还可以制造横截面形状为圆形、椭圆形、诸如六边形之类的多边形等的线材。
(尺寸)
根据实施方案的连接器端子用线材的尺寸可以在能够获得利用该线材作为材料的连接器端子的范围内适当地选择。例如，在由线材作为材料制造压接端子的情况下，可以将线材切削成预定的形状和尺寸。当用作此类连接器端子用材料时，可以这样选择尺寸以包括切削去除部分。例如，连接器端子用线材的横截面积可以为0.1mm2至2.0mm2，或者矩形线材的宽度可以为约0.1mm至3.0mm并且厚度为约0.1mm至3.0mm。
(特性)
根据实施方案的连接器端子用线材由具有上述特定组成的铜合金构成，并且在导电性和强度两方面都是优异的。从定量角度来看，连接器端子用线材具有40％IACS以上的电导率和600MPa以上的拉伸强度中的至少一者，优选具有这两者。
当需要更高的电导率时，可以将电导率设定为45％IACS以上、48％IACS以上或50％IACS以上。
当需要更高的强度时，可以将拉伸强度设定为620MPa以上、640MPa以上、660MPa以上或680MPa以上。
由于根据实施方案的连接器端子用线材由具有上述特定组成的铜合金构成，所以即使在高温下保持一段较长的时间，也不易于发生应力松弛。从定量角度来看，连接器端子用线材在150℃下保持1,000小时后的应力松弛率可以为30％以下。在这种情况下，可以将应力松弛试验中的弯曲应力设定为(例如)0.2％容许应力的50％。即使在使用期间长时间保持在约150℃的高温下，由这种连接器端子用线材形成的连接器端子也能令人满意地与印刷电路板等保持电连接状态和机械连接状态。也就是说，连接器端子用线材可以形成具有高电导率、高强度和优异的抗应力松弛性的连接器端子。
当需要更高的抗应力松弛性时，可以将应力松弛率设定为28％以下或25％以下。稍后将描述用于测定应力松弛率的方法。
通过调节组成和制造条件，可以将电导率、拉伸强度、应力松弛率等设定为预定值。例如，当Fe、Ti和Mg(其中Mg是根据需要而任选包含的)的量增加或拉丝程度增加(线材变薄)时，拉伸强度趋于增加。例如，当在加工期间进行热处理时，在一些情况下可以提高电导率(参照稍后将描述的试验例1中经过软化处理的样品)。当拉伸强度等增大时，应力松弛率趋于增加。
(表面层)
根据实施方案的连接器端子用线材可以直接用作连接器端子(如压接端子)的材料。可以将根据实施方案的连接器端子用线材制造为经镀覆的线材，在其表面的至少一部分上具有镀层。通过使用经镀覆的线材作为材料，可以容易地制造经镀覆的连接器端子，这有助于提高经镀覆的连接器端子的可制造性。具有镀层的经镀覆的线材仅可以用于经镀覆的连接器端子中需要镀覆的部分。然而，当制造在其整个表面上具有镀层的经镀覆的线材时，易于进行镀覆操作，从而得到优异的可制造性。在用于制造在其整个表面上具有镀层的经镀覆的线材的过程中，可以在最终形状和最终尺寸的线材上形成镀层。另一方面，可以在最终阶段之前的阶段对材料进行镀覆，并且在镀覆之后，可以进行塑性加工以获得最终形状和最终尺寸的线材。在这种情况下，由于待镀覆物体为具有简单形状和相对大尺寸的材料，因此可以容易地进行镀覆，并且可以容易地获得具有均匀厚度的镀层的经镀覆的线材。
经镀覆的连接器端子中的镀层附着在连接器端子的连接对象(例如，印刷电路板的通孔部分等的导体，通常由铜或铜合金构成)上并且用于维持良好的导电状态。因此，可以适当地使用具有该功能的金属作为经镀覆的线材的镀层的构成金属。特别地，当设置含有Sn和Ag中的至少一者的镀层时，可以获得对连接器端子的优异的密着性和对连接器端子的连接对象的优异的密着性，这是优选的。具体而言，镀层可以由选自由锡、锡合金、银和银合金组成的组中的至少一种金属构成。作为用于含有Sn和Ag的镀层的衬层，可以设置镍镀层和铜镀层中的至少一者。
可以适当地选择镀层的厚度(当设置衬层时，为衬层和镀层的总厚度)，该厚度为(例如)约0.3μm至5μm。在该范围内，可以表现出由于存在镀层而得到的良好的密着性，并且通过抑制由于过厚所导致的剥离，可以容易地保持镀层。
(用途)
根据实施方案的连接器端子用线材可以用作各种连接器端子的材料。特别地，线材可以用作压接端子等的材料。连接器端子需要具有优异的导电性、优异的刚性和优异的弹性，换言之，需要具有优异的强度，因此，根据实施方案的连接器端子用线材适合作为连接器端子的材料。此外，连接器端子用线材有望用于需要导电性和强度两方面均优异的各种领域。
[有益效果]
根据实施方案的连接器端子用线材由具有特定组成的铜合金构成，因此具有优异的导电性和高强度。这些有益效果将在试验例1中具体描述。通过将此类连接器端子用线材用作连接器端子的材料并适当地对线材进行切削加工等，可能提供具有优异的导电性和高强度的连接器端子。此外，由于高强度，预计可以提供具有优异的抗应力松弛性的连接器端子。
[制造方法]
可以(例如)通过包括下述步骤的制造方法来制造根据实施方案的连接器端子用线材。下面将描述各个步骤的概要，然后将详细描述每个步骤。
<连续铸造步骤>对具有上述特定组成的铜合金的熔融金属进行连续铸造以制造铸造材料。
<拉丝步骤>对铸造材料或通过对铸造材料进行加工而获得的加工材料进行拉丝加工，以制备具有预定尺寸的拉丝材料。
<成形步骤>对具有预定尺寸的拉丝材料进行塑性加工，以制造具有预定形状的连接器端子用线材。
<热处理步骤>对<连续铸造步骤>之后<成形步骤>之前的材料进行时效处理。
在制造具有镀层的连接器端子用线材的情况下，例如，在<成形步骤>之前或<成形步骤>之后提供以下<镀覆步骤>。
<镀覆步骤>在目标线材表面的至少一部分上形成含有Sn和Ag中的至少一者的镀层，以制造经镀覆的线材。
此外，在<拉丝步骤>之前、在<成形步骤>之前、在使用多道次拉丝加工情况下的拉丝加工期间等，可以对目标材料进行中间热处理。
<连续铸造步骤>
在该步骤中，对含有特定范围的Fe、Ti和Mg(其中Mg是根据需要而任选包含的)的铜合金的熔融金属进行连续铸造以制造铸造材料。这里，当在真空中进行熔融时，可以防止诸如Fe和Ti之类的元素的氧化。另一方面，当在空气中进行熔融时，不需要气氛控制，并且可以提高生产率。在这种情况下，为了防止由于空气中的氧气所导致的元素氧化，优选使用脱氧元素(C、Mn和Si)。
在添加C(碳)的方法中，例如，熔融金属的熔融金属表面可以覆盖有木炭片、木炭粉等。在这种情况下，C可以由熔融金属表面附近的木炭片、木炭粉等供至熔融金属中。
对于Mn和Si，可以单独制备含有这些元素的原料并将其混入熔融金属中。在这种情况下，即使当暴露于木炭片、木炭粉颗粒等之间所形成的缝隙处的部分与空气中的氧气接触时，也可以抑制熔融金属表面附近的氧化。原料的实例包括单质Mn、单质Si、Mn和Fe的合金以及Si和Fe的合金。
除了掺有脱氧元素之外，当使用由含有少量杂质的高纯度碳制成的坩埚和模具时，杂质不易于混入熔融金属中，这是优选的。
在根据实施方案的连接器端子用线材中，通常使Fe和Ti以析出物的形式存在，并且当掺有Mg时，使Mg以固溶体的形式存在。因此，在制造连接器端子用线材的过程中，优选地，包括形成过饱和固溶体的步骤。例如，通过单独提供进行固溶体处理以形成过饱和固溶体的固溶体处理步骤，可以在任意时间形成过饱和固溶体。另一方面，通过提高连续铸造步骤中的冷却速率以制造过饱和固溶体的铸造材料，则无需单独提供固溶体处理步骤，从而可以制造最终具有优异的电气特性和机械特性的铜合金线材。由于可以减少制造步骤的数量，因此可以获得优异的可制造性。因此，在制造连接器端子用线材的方法中，建议进行连续铸造，特别是提高冷却过程中的冷却速率，即进行快速冷却。
可以使用各种方法作为连续铸造方法，如带轮法、双带法和上引铸造法。特别地，在上引铸造法中，可以减少诸如氧之类的杂质，并且可以容易地防止诸如Cu、Fe、Ti之类的元素的氧化，因而是优选的。冷却过程中的冷却速率优选大于5℃/秒、大于10℃/秒或为15℃/秒以上。
可以对铸造材料进行各种类型的加工，如塑性加工和切削加工。塑性加工的实例包括连续挤出成形(conform extrusion)、轧制加工(热轧、温轧、冷轧)等。切削加工的实例包括剥离等。通过进行此类加工，可以减少铸造材料的表面缺陷，并且可以减少在拉丝过程中的断线等，从而能够提高生产率。特别地，当对上引铸造材料进行此类加工时，不易于发生断线等。
可以在下述条件下，对拉丝前的已加工材料、拉丝期间的中间拉丝材料、拉丝后的已拉丝材料等进行中间热处理。
由于已加工材料具有比最终尺寸的线材相对更大的横截面积(更厚)，因此在热处理中，据认为可以容易地使用批量加工，其中易于控制全部加热对象的加热状态。
由于中间拉丝材料和已拉丝材料的截面相对较小，因此可以使用连续加工。
{中间热处理条件}
(热处理温度)400℃至550℃，优选450℃至500℃
(保持时间)4小时至16小时，优选4小时至10小时
中间热处理的一个目的为消除由加工引起的应变并使材料软化，以便可以容易地进行随后的塑性加工，如拉丝加工，即，改善可加工性。为此目的，可以根据组成等从上述范围中选择温度和时间。通过去除应变等，预计可以恢复电导率，并且即使在中间热处理之后进行塑性加工(如拉丝加工)，预计也可以保持高电导率。此外，当在中间热处理之后进行剥离等时，可以减少由于热处理所导致的表面缺陷。
<拉丝步骤>
通常，在该步骤中，对铸造材料、已加工材料、通过对已加工材料进行中间热处理而得到的中间热处理材料等进行至少一道次拉丝加工(冷拉丝加工)，通常进行多道次拉丝加工(冷拉丝加工)，由此制造具有预定尺寸的拉丝材料。在进行多道次拉丝加工的情况下，可以根据组成、预定尺寸等适当地调整每道次的加工程度。此外，在进行多道次拉丝加工的情况下，可以在道次之间进行中间热处理。在这种情况下，如上所述可以提高可加工性。在中间热处理中，可以根据组成等从上述范围中选择温度和时间。
<成形步骤>
在该步骤中，通过塑性加工制造具有最终形状的连接器端子用线材。塑性加工可以为轧制加工等，但也可以为使用具有预定形状的模具的拉丝加工。在这种情况下，可以连续制造长的连接器端子用线材，这适合于大规模生产。作为模具，例如，可以通过使用具有四边形通孔的改良模具来制造横截面形状为四边形的矩形线材。
待进行成形步骤的拉丝材料的尺寸优选接近具有最终形状的连接器端子用线材的尺寸。在这种情况下，可以降低为得到最终形状而进行的加工的程度，并且通过减少由加工引入的应变，可制造具有高电导率的连接器端子用线材。可以在成形步骤之前进行中间热处理。在这种情况下，由于加工硬化获得了强度提高效果，可以实现高强度，同时可能在成形步骤中以高精度形成具有优异的可加工性并且具有预定的最终形状和预定尺寸的连接器端子用线材。
<热处理步骤>
在该步骤中，进行热处理(时效处理)主要是为了进行人工时效，其中从材料(通常为过饱和固溶体)中析出含有Fe和Ti的析出物。由于由析出物等得到的析出强化、以及由于Cu中的固溶减少而保持高电导率的效果，热处理可以令人满意地得到强度提高效果。此外，通过热处理，可以期待一定程度的软化，并且当在热处理之后进行诸如拉丝加工之类的塑性加工时，表现出优异的可加工性。
可以在连续铸造步骤之后的任意时间进行热处理(时效处理)。具体而言，可以在如下阶段进行热处理：在<拉丝步骤>之前(热处理对象：铸造材料或已加工材料)；拉丝期间(热处理对象：中间拉丝材料)；在<拉丝步骤>之后随即进行热处理(热处理对象：具有预定尺寸的拉丝材料)；<成形步骤>之后(热处理对象：具有预定形状的线材)进行处理(热处理)；等等。特别地，优选在<成形步骤>之前进行处理。
对于热处理条件(时效处理条件)，据认为可以容易地使用批量加工，其中加热状态易于控制。例如，条件如下：
{时效处理条件}
(热处理温度)400℃至600℃，优选450℃至550℃
(保持时间)4小时至16小时，优选4小时至10小时
可以根据组成(添加元素的类型、含量)、加工状态等从上述范围中选择条件。对于具体实例，参照稍后将描述的试验例1。
<镀覆步骤>
在<成形步骤>之前在材料上形成镀层的情况下，可以在(例如)具有圆形截面的圆形线等的拉丝材料上形成镀层。在这种情况下，由于待镀覆对象形状简单并且在某种程度上较厚，因此可以容易地以高精度形成厚度均匀的镀层，从而得到优异的可制造性。
在已经进行过<成形步骤>的具有最终形状的线材上形成镀层的情况下，不存在镀层可能会在成形步骤中进行塑性加工时被损坏的问题。
根据所需的组成，可以通过已知方法来形成镀层，如电镀或化学(无电)镀。如上所述，可以形成衬层。可以调节镀层的厚度，使得最终厚度为预定厚度。
[试验例1]
在不同的制造条件下制造具有不同组成的铜合金线，并检测其特性。
通过以下三种制造模式(A)、(B)和(C)制造铜合金线。在所有制造模式中，制备下述铸造材料。
(铸造材料)
制备电解铜(纯度：99.99％以上)、含有表1所示元素的母合金、或者单质元素作为原料。通过使用由高纯度碳(杂质含量：20质量ppm以下)制成的坩埚在空气中将已制备的原料熔融。由此，制造出铜合金的熔融金属。铜合金的组成(余量为Cu和杂质)示于表1中。
通过使用铜合金的熔融金属和由高纯度碳(杂质含量：20质量ppm以下)制成的模具，通过上引铸造法制造具有以下线径的圆形截面的铸造材料。将冷却速率设定为大于10℃/秒。
在该试验中，准备木炭片作为碳源，并制备含有Si或Mn的铁合金作为Si源或Mn源。用木炭片充分覆盖各熔融金属的熔融金属表面，使得熔融金属表面不与空气相接触。对木炭片的量进行调整，使得由于木炭片与熔融金属表面之间的接触所导致的混入熔融金属中的C的量相当于表1所示的“微量元素”中的“C”含量(质量ppm)。
将铁合金混合到熔融金属中，同时调整铁合金的量，使得相对于熔融金属的Si含量和Mn含量相当于表1所示的“微量元素”中的“Si”含量和“锰”含量(质量ppm)。
(铜合金线的制造模式)
(A)连续铸造(线径φ12.5mm)
连续挤出成形(线径φ9.5mm)
拉丝加工(线径φ2.6mm或φ1.6mm)
热处理(在表1中的时效处理条件下)
拉丝加工(线径φ1.0mm)
中间热处理(在表1中的软化处理条件下)
成形(使用改良模具的矩形线材拉丝加工，0.64mm×0.64mm，或长0.64mm×宽1.50mm)
形成镀锡层(厚度1.5μm)
(B)连续铸造(线径φ12.5mm)
冷轧(线径φ9.5mm)
中间热处理(温度：选自400℃至550℃的范围，保持时间：选自4小时至16小时的范围)
剥离(线径φ8mm)
拉丝加工(线径φ2.6mm或φ1.6mm)
热处理(在表1中的时效处理条件下)
拉丝加工(线径φ1.0mm)
中间热处理(在表1中的软化处理条件下)
成形(使用改良模具的矩形线材拉丝加工，0.64mm×0.64mm，或长0.64mm×宽1.50mm)
形成镀锡层(厚度1.5μm)
(C)连续铸造(线径φ12.5mm)
拉丝加工(线径φ9.5mm)
剥离(线径φ8mm)
拉丝加工(线径φ2.6mm)
热处理(在表1中的时效处理条件下)
拉丝加工(线径φ1.0mm)
中间热处理(在表1中的软化处理条件下)
成形(使用改良模具的矩形线材拉丝加工，0.64mm×0.64mm，或长0.64mm×宽1.50mm)
形成镀锡层(厚度1.5μm)
在制造模式(A)、(B)和(C)中，对于软化处理条件如表1所述的样品，在表1所示的条件下以表1所示的线径进行中间热处理(软化处理)。该中间热处理可以省略(参见表1中软化处理栏显示“-”的样品)。
对于根据制造模式(A)、(B)和(C)制造的铜合金线，检测拉伸强度(MPa)和电导率(％IACS)。结果示于表2。
根据JIS Z 2241(金属材料拉伸试验方法，1998)，通过使用通用拉伸试验机测定拉伸强度(MPa)。通过桥接法测定电导率(％IACS)。
[表1]
[表2]
在以下描述中，对相同尺寸的最终线材进行比较。
从表2中可以明显看出，与样品No.1-101至1-103相比，样品No.1-1至1-17的铜合金线具有优异的导电性和高强度。从定量角度来看，在No.1-1至1-17的所有样品中，电导率为40％IACS以上，并且拉伸强度为600MPa以上。据认为上述结果的一个原因为，在No.1-1至1-17的每一个样品中，线材由具有特定组成的铜合金构成，所述特定组成含有特定范围内的Fe、Ti和根据需要而任选包含的Mg。因此，据认为获得了由于析出强化(基于Fe和Ti的掺入)而得到的强度提高效果和由于基质相中Ti等的固溶减少而保持Cu的电导率的效果，并且还获得了由于Mg(根据需要而任选包含)的固溶强化而得到的强度提高效果。据认为上述结果的另一个原因为，在No.1-1至1-17的每一个样品中，添加适量的C、Mn和Si可以防止Fe、Ti等的氧化，并且可以容易地获得由于析出强化(基于Fe和Ti的掺入)而得到的强度提高效果和由于基质相中的固溶减少而保持Cu的电导率的效果。
关于电导率，No.1-1至No.1-17的所有样品的电导率均为42％IACS以上，许多样品的电导率为45％IACS以上，并且许多样品的电导率为50％IACS以上或54％IACS以上。此外，有许多样品的电导率为60％IACS以上。
关于拉伸强度，No.1-1至No.1-17的所有样品的拉伸强度均为650MPa以上或高于680MPa，并且许多样品的拉伸强度为690MPa以上或700MPa以上。此外，存在拉伸强度为750MPa以上、800MPa以上或900MPa以上的样品。
下文将关注于组成。
例如，当将样品No.1-7和1-8与样品No.1-9和1-10进行比较时，Fe和Ti的含量高的样品No.1-7和1-8兼具高电导率和高拉伸强度。据认为该结果的一个原因为，可以令人满意地形成含有Fe和Ti的析出物，并且可以获得由于析出强化而得到的强度提高效果和由于抑制Cu中的固溶而保持Cu的电导率的效果。
当将样品No.1-9和1-10(其除了含有Fe和Ti之外还含有Mg)与不含Mg的样品No.1-11和1-12进行比较时，可明显看出，含有Mg的样品No.1-9和1-10具有更优异的强度。类似地，当将含有Mg的样品No.1-15和1-16与不含Mg的样品No.1-13和1-14进行比较时，可明显看出含有Mg的样品No.1-15和1-16具有更优异的强度。此外，当将含有Mg的样品No.1-7和1-8与样品No.1-15和1-16进行比较时，可明显看出随着Mg含量的增加，强度增加。在该试验中，在含有0.2质量％以上或0.3质量％以上Mg的样品No.1-15至1-17中，拉伸强度为950MPa以上，从而表明强度非常高。另一方面，在未掺有Mg的情况下，可明显看出电导率趋于增大。
与样品No.1-1至1-17相比，样品No.1-104的电导率低。据认为该结果的一个原因为，在样品No.1-104中，质量比Fe/Ti为10。与样品No.1-1至1-17相比，样品No.1-103的电导率低。据认为该结果的一个原因为，在样品No.1-103中，Fe含量过高，并且质量比Fe/Ti过大。另一方面，在Fe含量低且比值Fe/Ti小(为0.5以下)的样品No.1-101和1-102中，强度低。根据这些结果，据认为Fe含量优选大于0.05％小于2％，并且比值Fe/Ti优选大于0.5小于10，更优选为1.0至5.5。
此外，从该试验可以认为，当C含量为60质量ppm以下、Mn和Si的总含量为20质量ppm以下、并且这三种元素的总含量为100质量ppm以下、特别是80质量ppm以下时，不易于引起由于掺有这些元素所导致的电导率和强度的降低，并且相反地，可以使Fe和Ti适当地发挥作用。
对于热处理，该试验表明，与未进行中间热处理的情况(样品No.1-1、1-4和1-15)相比，在对具有预定尺寸的材料进行中间热处理(软化处理)的样品No.1-3、1-6和1-17中，电导率趋于增加。此外，该试验表明，即使在掺有Mg的情况下，通过在诸如拉丝加工之类的加工之后进行中间热处理，也可以提高电导率(例如，参照样品No.1-3)。
此外，样品No.1-1至1-17的线材具有优异的抗应力松弛性。这里，通过以下步骤检测样品No.1-1和1-6的线材、由磷青铜制成的线材和由黄铜制成的线材的应力松弛率。
参照日本伸铜协会技术标准“通过弯曲薄片材和带材进行应力松弛试验的标准方法”(JCBA，T309：2004)，通过悬臂法测定应力松弛率。对样品施加预定的弯曲应力，将所得的弯曲样品(其处于被保持块保持的状态下)放置在加热炉中，并进行下述耐热性试验。耐热性试验条件如下：预定弯曲应力为0.2％容许应力的50％，加热温度为150℃，并且保持时间选自10小时至1,000小时的范围内。
由获得预定弯曲应力所需的试样的初始变形δ0(mm)和下述永久变形δt(mm)，得到应力松弛率(％)＝(永久变形δt/初始变形δ0)×100。将永久变形δt定义为在耐热性试验后释放弯曲应力时发生的试样的变形。
准备市售可得的材料(0.64mm×0.64mm)作为磷青铜(C5191)的线材和黄铜(C2600)的线材。
表3示出了各样品的线材的特性[电导率(％IACS)、拉伸强度(MPa)和0.2％容许应力(MPa)]，以及各保持时间的应力松弛率(％)。通过金属材料拉伸试验方法和桥接法测定各样品的线材的特性。
[表3]
如表3所示，与磷青铜样品No.1-201和黄铜样品No.1-202相比，样品No.1-1和1-6的线材各自非常均衡地具有高导电性和高强度，并具有低的应力松弛率，表明不易于发生应力松弛。特别地，在样品No.1-1和1-6中，应力松弛率低于据认为具有优异弹性的磷青铜样品No.1-201，并且即使经过1,000小时后，应力松弛率仍为30％以下或25％以下。特别地，在样品No.1-6中，经过1,000小时后的应力松弛率低于20％。据认为这种优异的抗应力松弛性的一个原因为，由于样品No.1-1和1-6各自由具有特定组成的铜合金构成，因此0.2％容许应力高于磷青铜的0.2％容许应力。此外，从该试验中还可以预见，对于样品No.1-2至1-5和No.1-7至1-17的线材，不易于发生应力松弛。
此外，即使在通过使用以下描述的两端支撑型弯曲应力施加夹具代替使用悬臂法来测定应力松弛率的情况下，也可以预期样品No.1-1至1-17的线材各自具有低的应力松弛率，并且不易于发生应力松弛。夹具呈U形并且包括具有长度LS的基板和从基板的两端突出的支撑腿，其中所述长度LS比样品(线材)的长度L0短。将样品设置成在两个支撑腿之间延伸，并且固定样品的两端。对样品施加预定的弯曲应力(例如，80％的容许应力)，将得到的弯曲样品设置在支撑腿之间，并将样品的两端固定到夹具上。将处于施加预定弯曲应力状态的样品与夹具一起放入加热炉中，并进行下述耐热性试验。耐热性试验条件如下：加热温度为150℃，保持时间选自10小时至1,000小时的范围。如上所述，由初始变形和永久变形获得应力松弛率。
例如，在将预定弯曲应力设定为容许应力的80％、将耐热性试验中的加热温度设定为150℃并将保持时间设定为100小时的情况下，黄铜(C2600-H)的应力松弛率为约60％至55％。黄铜的应力松弛率为铜和黄铜片材和带材的材料特性数据库(日本伸铜协会)中描述的值。在相同的加热条件(150℃×100小时)下，样品No.1-1至1-17中各样品的线材的应力松弛率(两端支撑)可以为30％以下。即，即使在两端支撑的情况下，预计线材也具有比黄铜更优异的抗应力松弛性。
该试验表明，由含有特定范围的Fe、Ti和Mg(其中Mg是根据需要而任选包含的)的铜合金构成的铜合金线具有高电导率和高强度。此外，该试验表明，通过选择特定的组成并进行至少包括时效处理的特定热处理，可能获得具有高电导率和高强度的线材。具体地，如在该试验例中，通过将固溶处理步骤与连续铸造步骤相组合，并通过使用改良模具进行拉丝加工而形成最终形状，可以减少步骤的数量，并且可以连续地制造长的线材。因此，实现了优异的可制造性。
本发明的范围不限于上述实施方案，而是由所附权利要求限定，并且旨在包括与权利要求等同的含义和范围内的所有修改。
例如，可以适当地改变试验例1中的铜合金的组成、矩形线材的宽度和厚度、热处理条件等。

Claims (8)

1.一种连接器端子用线材，包含：
0.1质量％至1.5质量％的Fe；
0.05质量％至0.7质量％的Ti；和
0质量％至0.5质量％的Mg，
余量为Cu和杂质。
2.根据权利要求1所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材的电导率为40％IACS以上并且拉伸强度为600MPa以上。
3.根据权利要求1或2所述的连接器端子用线材，其中质量比Fe/Ti为1.0至5.5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器端子用线材，还包含总计10质量ppm至500质量ppm的选自由C、Si和Mn组成的组中的至少一种元素。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材在150℃下保持1,000小时后的应力松弛率为30％以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材的横截面积为0.1mm2至0.2mm2。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材为矩形线材，该线材的横截面形状为四边形。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材在其表面的至少一部分上具有包含Sn和Ag中的至少一者的镀层。
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