CN1925065A - 电气元件用铜合金材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了强度、屈服强度、延伸率及导电性优异且具有良好弯曲加工性能的电气元件用铜合金材料。该铜合金含有(质量％)1.0～5.0％Ni、0.2～1.0％Si、0.05～2.0％Sn、0.1～5.0％Zn、0.01～0.3％P、合计0.05～1.0％的选自Fe和Co中的至少一种，余量为Cu和不可避免的杂质，所述Ni、Fe和Co的合计质量与所述Si和P的合计质量之比是4～10，抗拉强度大于等于700N/mm2，延伸率大于等于10％，导电率大于等于40％IACS。其制造方法包括：第1冷轧工序，形成铜合金原料后，将铜合金原料冷轧至目标最终板厚的1.1～1.3倍厚度；第1热处理工序，将第1冷轧后的材料加热至700～850℃后，以每分钟25℃以上的速度冷却至300℃以下；第2冷轧工序，将第1热处理后的材料冷轧至目标最终板厚；第2热处理工序，将第2冷轧后的材料加热至400～500℃，保持30分钟～3小时。

Description

电气元件用铜合金材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及接线柱、连接器和导线框等电气元件用铜合金材料及其制造方法，特别是涉及抗拉强度、0.2％屈服强度、延伸率及导电性优异并且弯曲加工性良好的电气元件用铜合金材料及其制造方法。
背景技术
近年来，移动电话和笔记本个人电脑等电子设备在向小型、薄型化和轻量化发展，所使用的接线柱和连接器等部件使用更小型、电极间距更狭小的电气元件。并且，导线框也在向更加小型化、薄壁化发展。
由于这样的小型化，所使用的材料也变得更薄，但是，从必须保持连接的可靠性的角度考虑，虽然材料的壁厚减小，仍然要求具有更高强度、高弹性和良好的弯曲加工性能。
另一方面，伴随着设备的高性能化，电极的数目增加或者通电的电流增大，产生大量的焦耳热，因而对导电率高的材料的需求比以往更强烈。这样的高导电率材料，尤其是作为通电电流急速增加的用于汽车的接线柱和连接器材料、功率集成电路用的导线框材料，需求十分强烈。
以往，这样的接线柱和连接器用材料一直广泛使用磷青铜。但是，磷青铜不能充分满足对上述连接器材料所要求的性能。例如，由于磷青铜的导电率低到20％IACS左右，不能适应通电电流的增大(因为焦耳热的增大显著)，另外，还存在耐迁移性较差的缺点。这里所说的迁移，是指在电极间产生结露等时，阳极侧的Cu离子化而在阴极侧析出，最终导致电极间短路的现象。特别是像汽车那样在高温、高湿环境下使用的连接器和引线框，问题更大，同时还需要考虑由于小型化使电极间距狭小的连接器和导线框。
作为改善上述问题的材料，有人提出了以Cu-Ni-Si为主成分的铜合金并已得到应用(例如参照专利文献1～3)。
专利文献1：特许第2572042号公报
专利文献2：特许第2977845号公报
专利文献3：特许第3465541号公报
发明内容
但是，对于这样的Cu-Ni-Si合金，若要实现良好的强度和弹性时，依赖于轧制加工方向的弯曲加工的各向异性就会增强(弯曲加工性能恶化)。
因此，本发明的目的是，提供强度(抗拉强度)、0.2％屈服强度、延伸率和导电性优异并且对弯曲加工的各向异性小的、具有良好弯曲加工性的接线柱、连接器和引线框等电气元件用铜合金材料及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电气元件用铜合金材料，其特征在于，含有1.0～5.0质量％的Ni、0.2～1.0质量％的Si、0.05～2.0质量％的Sn、0.1～5.0质量％的Zn、0.01～0.3质量％的P、合计0.05～1.0质量％的选自Fe和Co中的至少一种，余量是Cu和不可避免的杂质，所述Ni、Fe和Co的合计质量与所述Si和P的合计质量之比[(Ni+Fe+Co)/(Si+P)]为4～10，并且抗拉强度大于等于700N/mm2，延伸率大于等于10％，导电率大于等于40％IACS。
另外，为了实现上述目的，本发明提供了一种电气元件用铜合金材料，其特征在于，含有1.0～5.0质量％的Ni、0.2～1.0质量％的Si、0.05～2.0质量％的Sn、0.1～5.0质量％的Zn、0.01～0.3质量％的P、合计0.05～1.0质量％的选自Fe和Co中的至少一种，合计0.01～1.0质量％的选自Mg、Ti、Cr和Zr中的至少一种，余量是Cu和不可避免的杂质，所述Ni、Fe和Co的合计质量与所述Si和P的合计质量之比[(Ni+Fe+Co)/(Si+P)]为4～10，并且抗拉强度大于等于700N/mm2，延伸率大于等于10％，导电率大于等于40％IACS。
此外，为了实现上述目的，本发明提供了一种电气元件用铜合金材料的制造方法，该方法是上述电气元件用铜合金材料的制造方法，其特征在于，包括下述工序：第1冷轧工序，即，在形成具有上述组成的铜合金原料后，将所形成的铜合金原料冷轧至目标最终板厚的1.1～1.3倍的厚度；第1热处理工序，即，将第1冷轧后的材料加热至700～850℃，然后以每分钟大于等于25℃的降温速度冷却至小于等于300℃；第2冷轧工序，即，将第1热处理后的材料冷轧至目标最终板厚；第2热处理工序，即，将第2冷轧后的材料加热至400～500℃，保持30分钟～3小时。
根据本发明，可以提供抗拉强度、0.2％屈服强度(有时也简称为“屈服强度”)、延伸率和导电性优异并且弯曲加工时的各向异性小的、具有良好的弯曲加工性能的接线柱、连接器和引线框等电气元件用铜合金材料。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的接线柱、连接器和引线框等电气元件用铜合金材料的制造工艺的流程图。
具体实施方式
<第1实施方式]>
电气元件用铜合金材料的组成
本实施方式中的电气元件用铜合金材料，其特征在于，在其平均组成中含有1.0～5.0质量％的Ni、0.2～1.0质量％的Si、0.05～2.0质量％的Sn、0.1～5.0质量％的Zn、0.01～0.3质量％的P、合计0.05～1.0质量％的选自Fe和Co中的至少一种，余量为Cu和不可避免的杂质，Ni、Fe和Co的合计质量与Si和P的合计质量之比[(Ni+Fe+Co)/(Si+P)]为4～10。
以下说明在本实施方式中构成接线柱、连接器、引线框等电气元件用铜合金材料的合金成分的添加理由和限定理由。
Ni、Fe、Co与Si、P一起添加，会形成Si化合物、P化合物并在材料中弥散析出。以往的Cu-Ni-Si合金，通过Ni和Si的化合物弥散析出来提高强度，而在本实施方式中，除此之外，通过增加Ni和P的化合物、Fe和Co的Si化合物、P化合物的析出所引起的效果，可以进一步高强度化。
在此，通过将Ni、Fe、Co、Si、P的含量(添加量)和组成比规定为特定范围，可以抑制降低导电率的铜中固溶元素量，同时，利用析出物的弥散强化效果提高强度和弹性。
Si的添加量不足0.2质量％时，不能形成足够量的Si化合物，得不到令人满意的强度、弹性，添加超过1.0质量％时，会产生导电性降低的不良影响，同时，在铜合金原料的形成过程(铸造时或铸造后的热加工时)中容易因Si化合物的偏析而产生裂纹。因此，Si的组成范围规定为0.2～1.0质量％。更优选规定为0.4～0.7质量％。
P的添加量不足0.01质量％时，不能形成有效的P化合物；添加超过0.3质量％时，在铜合金原料的形成过程(例如铸造)中容易因P化合物的偏析而产生裂纹。因此，P的组成范围规定为0.01～0.3质量％，更优选规定为0.1～0.2质量％。
另外，对于该Si和P的组成范围，为了有效地形成化合物，并兼顾高强度和高导电性，需要使Ni的组成范围规定为1.0～5.0质量％、Fe和Co的合计组成范围规定为0.05～1.0质量％，并且将Ni、Fe和Co的合计质量与Si和P的合计质量之比[(Ni+Fe+Co)/(Si+P)]规定为4～10。Ni、Fe和Co的含量低于组成范围的下限时，化合物的形成量不充分，强度和弹性不足。反之，超过组成范围的上限时，多余的Ni、Fe和Co会固溶到铜中，降低导电率。另外，Ni、Fe和Co的合计量不到Si和P的合计量的4倍时，在形成化合物时Si和P过剩；超过10倍时，相反Ni、Fe、Co过剩。由于这样的过剩成分以固溶状态存在于铜中，其结果是导电率降低。更优选的是，将Ni的组成范围规定为2.5～3.5质量％、Fe和Co的合计组成范围规定为0.3～0.7质量％，并且将Ni、Fe和Co的合计质量与Si和P的合计质量之比[(Ni+Fe+Co)/(Si+P)]规定为4～7。
除了上述组成以外，还含有0.05～2.0质量％的Sn和0.1～5.0质量％的Zn。
Sn对于提高强度、弹性具有很大的效果，同时还具有改善150℃左右的温度环境下的耐应力松弛性(耐热性)的作用，对于电气元件用材料是有效的添加元素。但是，其含量不足0.05质量％时，效果不充分；超过2.0质量％时，则降低导电率的不良影响增大。因此，Sn的组成范围规定为0.05～2.0质量％，更优选地规定为0.3～1.0质量％。
Zn具有提高强度、弹性的效果，同时具有大幅度提高耐迁移性的作用。另外，对于改善作为电气、电子元件材料所必需的焊料润湿性、镀Sn附着性也具有明显效果。但是，其含量不足0.1质量％时，效果不充分；超过5.0质量％时，降低导电率的不良影响增大。因此，Zn的组成范围规定为0.1～5.0质量％，更优选地规定为0.3～2.0质量％。
<第2实施方式>
电气元件用铜合金材料的组成
本实施方式中的电气元件用铜合金材料，其特征在于，在其平均组成中含有1.0～5.0质量％的Ni、0.2～1.0质量％的Si、0.05～2.0质量％的Sn、0.1～5.0质量％的Zn、0.01～0.3质量％的P、合计0.05～1.0质量％的选自Fe和Co中的至少一种，合计0.01～1.0质量％的选自Mg、Ti、Cr和Zr中的至少一种，余量为Cu和不可避免的杂质，Ni、Fe和Co的合计质量与Si和P的合计质量之比[(Ni+Fe+Co)/(Si+P)]为4～10。
以下说明在本实施方式中构成电气元件用铜合金材料的合金成分的添加理由和限定理由。
添加Ni、Si、Sn、Zn、P、Fe、Co的理由以及规定含量(添加量)和组成比的理由，与第1实施方式相同。
另外，除了上述组成以外，还添加选自Mg、Ti、Cr、Zr中的至少一种，合计0.01～1.0质量％的范围，因为这样可以期待更好的特性。这些元素分别具有进一步改善强度、弹性、耐迁移性、耐热性的作用，同时由于对导电率的不良影响比较少，作为进一步补充上述各元素的作用的添加元素是有效的。但是，其合计含量不足0.01质量％时，不能期待充分的效果；超过1.0质量％时，在铜合金原料形成过程中会产生铸造性降低等不良影响。因此，Mg、Ti、Cr、Zr的组成范围规定为合计0.01～1.0质量％，更优选规定为0.1～0.3质量％。
<电气元件用铜合金材料的制造方法>
图1是表示本发明的实施方式涉及的电气元件用铜合金材料的制造工艺的流程图。上述第1和第2实施方式的电气元件用铜合金材料按以下所述的工序来制造：第1冷轧工序，在形成具有上述平均组成的铜合金原料后，将所形成的铜合金原料冷轧至目标最终板厚的1.1～1.3倍的厚度；第1热处理工序，将第1冷轧后的材料升温至700～850℃，然后，以每分钟大于等于25℃的降温速度冷却至小于等于300℃；第2冷轧工序，将第1热处理后的材料冷轧至目标最终板厚；第2热处理工序，将第2冷轧后的材料加热至400～500℃，保持30分钟～3小时。其中，所述的铜合金原料的形成工序，作为一个例子可举出包括合金铸造工序和铸造后的热加工工序的工序。
<第1冷轧工序>
在第1冷轧工序中，对形成的铜合金原料进行冷轧，直至目标最终板厚的1.1～1.3倍的厚度。这样，在后续的第1热处理工序中容易产生再结晶，同时，再结晶后可以得到大小一致的晶粒组织。在此将轧制后的板厚规定为最终板厚的1.1～1.3倍，是为了在后述的第1热处理工序后的冷轧(第2冷轧工序)中导入适当量的晶格缺陷(例如位错)。板厚比规定范围厚时，在热处理后的冷轧(第2冷轧工序)中会导入过量的晶格缺陷，因此最终材料的延伸特性降低，并且对于弯曲加工来说，会产生依赖于轧制方向的各向异性，不能确保良好的弯曲加工性。另外，板厚比规定范围薄时，在热处理后的冷轧(第2冷轧工序)中导入的晶格缺陷减少，因此只能得到较低的屈服强度。
<第1热处理工序>
在第1热处理工序中，进行固溶热处理(固溶化热处理)，将第1冷轧后的铜合金材料加热升温至700～850℃，然后，以每分钟大于等于25℃的速度冷却至小于等于300℃。更优选的是，加热升温至770～850℃，然后，以每分钟大于等于150℃的速度冷却至小于等于300℃。加热升温时的保持时间没有特别限制，不过，从生产率的角度考虑，保持时间短一些为好，只要在该温度区域保持1秒钟或1秒钟以上即可。本工序的固溶热处理的目的在于，将合金成分均匀地分散(固溶)在铜母相中，以使合金成分在最终的材料中均匀微细地弥散析出。这样，可以将铜合金原料的形成工序中可能产生的不均匀析出物再固溶到铜母相中。通过将加热温度规定为大于等于700℃，可以充分地进行固溶；通过将冷却速度规定为大于等于25℃/分钟，可以防止在冷却中再形成粗大的析出物。
另外，通过该第1热处理，可以使由于强的冷轧(第1冷轧工序)处于变形状态的结晶进行再结晶，变成各向异性小的结晶组织，同时通过恢复轧制材料的延伸特性，也可以实现良好的弯曲加工性。加热温度超过850℃时，会产生晶粒的粗大化(过度再结晶)，存在弯曲加工性降低的危险，因此将加热温度的上限规定为850℃。
<第2冷轧工序>
在第2冷轧工序中，对第1热处理后的铜合金材料进行冷轧，直至目标最终板厚。这样，在材料中适当地导入在后述的热处理(第2热处理工序)中成为形成析出物的起点的晶格缺陷，从而在后续的热处理(第2热处理工序)中可以促进形成均匀微细的析出物，同时可以提高屈服强度。
<第2热处理工序>
在第2热处理工序中，进行时效硬化热处理(沉淀硬化热处理)。将第2冷轧后的铜合金材料加热至400～500℃，保持30分钟～3小时，更优选的是，加热至430～480℃，保持1～2小时。这样，Ni、Fe、Co与Si、P形成化合物，在铜母相中以微小形状弥散析出，可以兼具高的强度和优异的导电率。如果处理的条件比规定范围的“400～500℃、30分钟～3小时”的温度高、时间长，析出物粗大化，因而得不到充分的强度；反之，如果温度低、时间短，析出不能充分地进行，导电率、强度也得不到充分的值。
<实施方式的效果>
根据上述的本发明的实施方式，可以达到下述的效果。
(1)可以得到同时具有大于等于700N/mm2的抗拉强度、大于等于650N/mm2的屈服强度、大于等于10％的延伸率、大于等于40％IACS的导电率，并且弯曲加工时的各向异性小(具有良好的弯曲加工性)的接线柱、连接器和引线框等电气元件用铜合金材料。
(2)由于同时具有上述(1)的优异性质，对于接线柱、连接器和引线框等电气元件，可以大幅度扩展其设计自由度。
(3)尽管同时具有上述(1)的优异性质，却能够以与以往材料同等的成本来制造。
以下基于实施例更详细地说明本发明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
以无氧铜为母材，在高频熔炼炉中熔炼具有Ni：3.0质量％、Si：0.5质量％、P：0.15质量％、Fe：0.15质量％、Co：0.15质量％、Sn：1.0质量％、Zn：1.5质量％的组成的铜合金，铸造成直径30mm、长度250mm的铸锭。
将其加热至850℃后进行挤压加工(热加工)，形成宽度20mm、厚度8mm的板状，得到铜合金原料，然后冷轧至厚度0.36mm(第1冷轧)。接着，将冷轧后的材料在800℃保持10分钟，然后投入水中，进行以约300℃/分钟的速度冷却至室温(约20℃)的第1热处理。接着，将冷却后的材料冷轧至厚度0.3mm(第2冷轧)，然后进行在470℃保持2小时的第2热处理(试样No.1)。
针对如上制造的试样No.1，测定抗拉强度、0.2％屈服强度、延伸率、导电率等各性能值。对于抗拉强度、0.2％屈服强度、延伸率，按照JIS Z 2241中规定的方法测定，对于导电率，按照JIS H 0505中规定的方法测定。测定的结果示于表2中。
由表2可以看出，得到了抗拉强度740N/mm2、0.2％屈服强度684N/mm2、延伸率12％、导电率42％IACS这样的良好的特性，可以得到适于本发明目的的材料。
实施例2～9
接着，与实施例1(试样No.1)同样操作，浇铸表1的试样No.2～No.9所示组成的铜合金，按照与实施例1(试样No.1)同样的工序加工成厚度0.3mm的试样后，进行在470℃保持2小时的第2热处理。对于上述试样No.2～No.9，与实施例1同样地测定抗拉强度、0.2％屈服强度、延伸率、导电率等各性能值。测定的结果示于表2中。
由表2可以看出，得到的试样No.2～No.9也都同时具有适合本发明目的的良好特性。另外还可以看出，试样No.6～No.9是向No.1的组成中分别添加0.1质量％的Mg、Ti、Cr、Zr的试样，与No.1相比均得到更高的强度和屈服强度，作为次要成分添加是有效的。其中，试样No.4是Ni含量、Si含量、Fe和Co的合计含量比上述更优选的组成范围稍少的例子，此时与试样No.1相比，虽然延伸率和导电率高，但是抗拉强度和屈服强度显示出稍微低的值。另外，试样No.5是Ni含量比上述的更优选的组成范围稍多的例子，此时与试样No.1相比，虽然抗拉强度和屈服强度高，但是延伸率和导电率显示出稍微低的值。但是，任意一个试样(试样No.4和5)均充分得到上述期待的效果(大于等于700N/mm2的抗拉强度、大于等于650N/mm2的0.2％屈服强度、大于等于10％的延伸率、大于等于40％IACS的导电率)。
比较例1～13
对于本发明的材料，列举比较例说明其合金组成的限定理由。
与实施例1(试样No.1)同样操作，浇铸表1的试样No.10～No.22所示组成的铜合金，按照与实施例1(试样No.1)同样的工序加工成厚度0.3mm的试样，然后，进行在470℃保持2小时的第2热处理。对于所得到的试样No.10～No.22，与实施例1同样地测定抗拉强度、0.2％屈服强度、延伸率、导电率等各性能值。测定的结果示于表2中。
试样No.10～No.15是Ni、Si的含量在规定范围以外的例子。特别是试样No.10和试样No.14，由于Si的含量过多，产生铸块开裂。试样No.12是Ni的含量过剩的例子，此时虽然抗拉强度良好，但导电率差。另外，试样No.11、No.13和No.15是Ni和Si中的一方或二者的含量过少的例子，没有得到充分的抗拉强度。
试样No.16是P的量过剩的例子。此时与Si过剩的情况同样产生铸锭开裂。试样No.17是Fe和Co的量过剩的例子。此时虽然抗拉强度良好，但导电率差。
试样No.18和No.19是Ni、Fe、Co的合计量与Si、P的合计量的比率在规定范围以外的例子。Ni、Fe、Co的合计量与Si、P的合计量之比[(Ni+Fe+Co)/(Si+P)]比规定值小时(试样No.18)及比规定值大时(试样No.19)，导电率都降低，抗拉强度和屈服强度也未得到良好的值。
试样No.20是Sn的量过剩的例子，试样No.21是Zn的量过剩的例子。抗拉强度均良好，但导电率均低下。另外，试样No.22是Mg的量过剩的例子。此时导电率恶化，延伸率也得不到良好的值。
表1实施例和比较例的合金组成
  试样No.                                   组成(质量％)   (Ni+Fe+Co)/(Si+P)比
  Ni   Si   P   Fe   Co   Sn   Zn   其他   Cu
  实施例   1   1   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   1.0   1.5   -   其余   5.1
  2   2   3.0   0.5   0.15   0.3   -   1.0   1.5   -   其余   5.1
  3   3   3.0   0.5   0.15   -   0.3   1.0   1.5   -   其余   5.1
  4   4   2.0   0.3   0.1   0.1   0.1   1.0   1.5   -   其余   5.5
  5   5   4.0   0.6   0.2   0.2   0.2   1.0   1.5   -   其余   5.5
  6   6   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   1.0   1.5   0.1Mg   其余   5.1
  7   7   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   1.0   1.5   0.1Ti   其余   5.1
  8   8   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   1.0   1.5   0.1Cr   其余   5.1
  9   9   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   1.0   1.5   0.1Zr   其余   5.1
  比较例   1   10   8.0   1.4   0.2   0.15   0.15   1.0   1.5   -   其余   5.2
  2   11   0.5   0.1   0.05   0.15   0.15   1.0   1.5   -   其余   5.3
  3   12   8.0   0.8   0.2   0.15   0.15   1.0   1.5   -   其余   8.3
  4   13   0.5   0.3   0.05   0.5   0.5   1.0   1.5   -   其余   4.3
  5   14   5.0   1.2   0.15   0.5   0.5   1.0   1.5   -   其余   4.4
  6   15   1.5   0.1   0.1   0.1   0.1   1.0   1.5   -   其余   8.5
  7   16   4.0   0.5   0.5   0.15   0.15   1.0   1.5   -   其余   4.3
  8   17   3.0   0.5   0.15   1.0   1.0   1.0   1.5   -   其余   7.7
  9   18   1.5   0.5   0.15   0.1   0.05   1.0   1.5   -   其余   2.5
  10   19   4.0   0.3   0.1   0.4   0.4   1.0   1.5   -   其余   12.0
  11   20   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   4.0   1.5   -   其余   5.1
  12   21   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   1.0   8.0   -   其余   5.1
  13   22   3.0   0.5   0.15   0.15   0.15   1.0   1.5   2.0Mg   其余   5.1
表2实施例和比较例的评价和测定结果
  试样No.   铸锭开裂   抗拉强度(N/mm2)   0.2％屈服强度(N/mm2)   延伸率(％)   导电率(％IACS)
  实施例   1   1   无   740   684   12   42
  2   2   无   736   678   12   42
  3   3   无   738   680   12   42
  4   4   无   708   654   14   44
  5   5   无   772   720   10   41
  6   6   无   760   706   12   42
  7   7   无   776   724   12   41
  8   8   无   755   696   12   42
  9   9   无   752   694   12   42
  比较例   1   10   有   -   -   -   -
  2   11   无   518   470   14   55
  3   12   无   734   670   8   33
  4   13   无   580   528   12   40
  5   14   有   -   -   -   -
  6   15   无   588   536   14   42
  7   16   有   -   -   -   -
  8   17   无   752   690   10   36
  9   18   无   574   524   14   38
  10   19   无   654   602   8   30
  11   20   无   778   722   10   33
  12   21   无   764   710   10   33
  13   22   无   780   726   8   35
比较例14～19
下面，列举比较例说明本发明的铜合金材料的制造条件的限定理由。
对于与实施例1中的试样No.1相同组成的铜合金，在采用与实施例1同样的工序进行加工时，按照表3所示的第1冷轧材料和最终材料的板厚比、第1和第2热处理的各加热条件进行操作，制造试样No.23～28。对于所得到的各试样，与实施例1同样地测定抗拉强度、0.2％屈服强度、延伸率、导电率等各性能值。另外，为了评价弯曲加工性能，进行了弯曲试验。试验方法是根据JIS H 3110中规定的W弯曲试验，以弯曲半径0mm弯成90°，观察弯曲部分的表面，调查有无龟裂。在此，分别进行弯曲轴的方向垂直于轧制方向以及弯曲轴的方向平行于轧制方向的弯曲试验。此时，将不依赖于轧制方向、在2个方向上都没有产生龟裂的情况评价为“良好”，将至少在任意一个方向产生龟裂的情况评价为“不良”。结果示于表4中。
由表4可以看出，本发明的试样No.1(实施例1)同时具有超过700N/mm2的高抗拉强度、超过650N/mm2的高屈服强度、超过10％的良好延伸率以及超过40％IACS的良好导电率，并且实现了良好的弯曲加工性，与此相对，试样No.23～28(比较例14～19)的各项性能(抗拉强度、屈服强度、延伸率、导电率、弯曲加工性)较差。
试样No.23和No.24是第1冷轧工序形成的板厚与最终材料的板厚之比(第1冷轧工序形成的板厚/最终板厚)在规定范围以外的例子。第1冷轧工序形成的板厚过薄(板厚比小于1.1)时(试样No.23)，由于在第2冷轧工序中导入的晶格缺陷减少，因而最终材料的屈服强度停留在较低的值，抗拉强度也低。相反，第1冷轧工序形成的板厚过厚(板厚比大于1.3)时(试样No.24)，由于在第2冷轧工序中导入过多的晶格缺陷，因而最终材料的延伸特性降低，并且产生对于弯曲的各向异性，弯曲加工性恶化(以与轧制方向平行的弯曲轴弯曲时产生龟裂)。
试样No.25和No.26是第1热处理的加热温度在规定范围以外的例子。此时，无论加热温度在高或低的任一方向偏离规定范围，抗拉强度和屈服强度都会降低。温度过高时(试样No.26)，除了抗拉强度和屈服强度以外，延伸率、导电率和弯曲加工性也都降低。
试样No.27和No.28是第2热处理的加热温度在规定范围以外的例子。加热温度过低时(试样No.27)，导电率低，抗拉强度、屈服强度和延伸率也变得不充分，同时弯曲加工性较差。反之，加热温度过高时(试样No.28)，虽然导电率高，但抗拉强度和屈服强度不充分。
表3实施例和比较例的制造条件
  试样No.   第1冷轧材料与最终材料的板厚比   第1热处理加热条件   第2热处理加热条件   备注
  实施例1   1   1.20∶1   800℃×10分钟   470℃×2小时   -
  比较例   14   23   1.07∶1   800℃×10分钟   470℃×2小时   与No.1相同组成
  15   24   1.67∶1   800℃×10分钟   470℃×2小时   与No.1相同组成
  16   25   1.20∶1   600℃×10分钟   470℃×2小时   与No.1相同组成
  17   26   1.20∶1   950℃×10分钟   470℃×2小时   与No.1相同组成
  18   27   1.20∶1   800℃×10分钟   350℃×2小时   与No.1相同组成
  19   28   1.20∶1   800℃×10分钟   550℃×2小时   与No.1相同组成
表4实施例和比较例的测定结果
  试样No.   抗拉强度(N/mm2)   0.2％屈服强度(N/mm2)   延伸率(％)   导电率(％IACS)   弯曲加工性性能
  实施例1   1   740   684   12   42   良好
比较例   14   23   670   558   16   40   良好
  15   24   750   688   9   43   不良
  16   25   574   504   12   42   良好
  17   26   688   630   8   36   不良
  18   27   590   532   8   33   不良
  19   28   578   510   14   44   良好

Claims (10)

1.电气元件用铜合金材料，含有：1.0～5.0质量％的Ni、0.2～1.0质量％的Si、0.05～2.0质量％的Sn、0.1～5.0质量％的Zn、0.01～0.3质量％的P、合计0.05～1.0质量％的选自Fe和Co中的至少一种，余量为Cu和不可避免的杂质，其中，所述Ni、Fe和Co的合计质量与所述Si和P的合计质量之比(Ni+Fe+Co)/(Si+P)是4～10。
2.根据权利要求1所述的铜合金材料，其中，所述的铜合金材料具有大于等于700N/mm2的抗拉强度。
3.根据权利要求1所述的铜合金材料，其中，所述的铜合金材料具有大于等于10％的延伸率。
4.根据权利要求1所述的铜合金材料，其中，所述的铜合金材料具有大于等于40％IACS的导电率。
5.电气元件用铜合金材料，含有：1.0～5.0质量％的Ni、0.2～1.0质量％的Si、0.05～2.0质量％的Sn、0.1～5.0质量％的Zn、0.01～0.3质量％的P、合计0.05～1.0质量％的选自Fe和Co中的至少一种、合计0.01～1.0质量％的选自Mg、Ti、Cr和Zr中的至少一种，余量为Cu和不可避免的杂质，其中，所述Ni、Fe和Co的合计质量与所述Si和P的合计质量之比(Ni+Fe+Co)/(Si+P)为4～10。
6.根据权利要求5所述的铜合金材料，其中，所述的铜合金材料具有大于等于700N/mm2的抗拉强度。
7.根据权利要求5所述的铜合金材料，其中，所述的铜合金材料具有大于等于10％的延伸率。
8.根据权利要求5所述的铜合金材料，其中，所述的铜合金材料具有大于等于40％IACS的导电率。
9.权利要求1所述的电气元件用铜合金材料的制造方法，包括下述工序：
制备具有与权利要求1所述相同组成和相同质量比的铜合金原料；
将所述铜合金原料冷轧至最终产品目标厚度的1.1～1.3倍的厚度的第1冷轧工序；
将在第1冷轧工序中经过冷轧的材料加热至700～850℃，然后以大于等于25℃/分钟的冷却速度冷却至小于等于300℃的第1热处理工序；
将在第1热处理工序中处理过的材料冷轧至目标厚度的第2冷轧工序；
将在第2冷轧工序中经过冷轧的材料加热至400～500℃并保持30分钟～3小时的第2热处理工序。
10.权利要求5所述的电气元件用铜合金材料的制造方法，包括下述工序：
制备具有与权利要求5所述相同组成和相同质量比的铜合金原料；
将所述铜合金原料冷轧至最终产品目标厚度的1.1～1.3倍的厚度的第1冷轧工序；
将在第1冷轧工序中经过冷轧的材料加热至700～850℃，然后以大于等于25℃/分钟的冷却速度冷却至小于等于300℃的第1热处理工序；
将在第1热处理工序中处理过的材料冷轧至目标厚度的第2冷轧工序；
将在第2冷轧工序中经过冷轧的材料加热至400～500℃并保持30分钟～3小时的第2热处理工序。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102112640A (zh) * 2008-08-05 2011-06-29 古河电气工业株式会社 电气/电子部件用铜合金材料
CN101932194B (zh) * 2009-06-22 2012-07-25 日立电线株式会社 轧制铜箔
CN103366857A (zh) * 2013-07-12 2013-10-23 深圳市雨新电线电缆有限公司 耐弯折性强的铜铁镍合金电缆
CN103384727A (zh) * 2011-02-16 2013-11-06 株式会社日本制钢所 高强度铜合金锻造材料
CN105063418A (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 宁波金田铜业(集团)股份有限公司 一种低合金化铜带及其制备方法
CN108384986A (zh) * 2018-05-07 2018-08-10 宁波博威合金材料股份有限公司 一种铜合金材料及其应用
CN108411150A (zh) * 2018-01-22 2018-08-17 公牛集团股份有限公司 插套用高性能铜合金材料及制造方法
CN109477166A (zh) * 2016-07-18 2019-03-15 威兰德-沃克公开股份有限公司 铜-镍-锡合金、其生产方法和其用途
CN109936036A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 改善端子正向力的方法
CN113564413A (zh) * 2021-07-29 2021-10-29 公牛集团股份有限公司 一种高导耐蚀高镍含铝铜合金及其制备方法
CN114571129A (zh) * 2021-09-30 2022-06-03 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 铜基钎料及其制备方法和应用

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3878640B2 (ja) * 2003-03-03 2007-02-07 三宝伸銅工業株式会社 耐熱性銅合金材
JP4501818B2 (ja) * 2005-09-02 2010-07-14 日立電線株式会社 銅合金材およびその製造方法
US8287669B2 (en) * 2007-05-31 2012-10-16 The Furukawa Electric Co., Ltd. Copper alloy for electric and electronic equipments
US8986471B2 (en) * 2007-12-21 2015-03-24 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. High strength and high thermal conductivity copper alloy tube and method for producing the same
EP2246448B1 (en) * 2008-02-26 2016-10-12 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. High-strength high-conductive copper wire
EP2258882B1 (en) * 2008-03-28 2016-05-25 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. High-strength and high-electroconductivity copper alloy pipe, bar, and wire rod
WO2009154239A1 (ja) * 2008-06-17 2009-12-23 古河電気工業株式会社 配線用電線導体、配線用電線および配線用電線導体の製造方法
US10311991B2 (en) 2009-01-09 2019-06-04 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. High-strength and high-electrical conductivity copper alloy rolled sheet and method of manufacturing the same
JP4851626B2 (ja) 2009-01-09 2012-01-11 三菱伸銅株式会社 高強度高導電銅合金圧延板及びその製造方法
CN102363847A (zh) * 2011-06-27 2012-02-29 苏州方暨圆节能科技有限公司 散热器散热片的铜合金材料
CN109022900B (zh) * 2018-08-17 2020-05-08 宁波博威合金材料股份有限公司 一种综合性能优异的铜合金及其应用
CN112585700A (zh) * 2018-08-21 2021-03-30 住友电气工业株式会社 包覆电线、带端子电线、铜合金线、铜合金绞合线以及铜合金线的制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956027A (en) * 1975-04-09 1976-05-11 Olin Corporation Processing copper base alloys
US4594221A (en) * 1985-04-26 1986-06-10 Olin Corporation Multipurpose copper alloys with moderate conductivity and high strength
JPS6376839A (ja) * 1986-09-18 1988-04-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子機器用銅合金とその製造法
JPH02197543A (ja) * 1989-01-26 1990-08-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 接続機器用銅合金
JPH0776397B2 (ja) * 1989-07-25 1995-08-16 三菱伸銅株式会社 Ｃｕ合金製電気機器用コネクタ
JP3049137B2 (ja) * 1991-12-27 2000-06-05 株式会社神戸製鋼所 曲げ加工性が優れた高力銅合金及びその製造方法
US5508001A (en) * 1992-11-13 1996-04-16 Mitsubishi Sindoh Co., Ltd. Copper based alloy for electrical and electronic parts excellent in hot workability and blankability
JPH0718356A (ja) * 1993-07-01 1995-01-20 Mitsubishi Electric Corp 電子機器用銅合金、その製造方法およびｉｃリードフレーム
JP3824884B2 (ja) * 2001-05-17 2006-09-20 古河電気工業株式会社 端子ないしはコネクタ用銅合金材
DE10308778B3 (de) * 2003-02-28 2004-08-12 Wieland-Werke Ag Bleifreie Kupferlegierung und deren Verwendung
JP2004315940A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Nikko Metal Manufacturing Co Ltd Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金およびその製造方法
JP4112426B2 (ja) * 2003-05-14 2008-07-02 三菱伸銅株式会社 めっき処理材の製造方法
JP4255330B2 (ja) * 2003-07-31 2009-04-15 日鉱金属株式会社 疲労特性に優れたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金部材

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102112640B (zh) * 2008-08-05 2013-03-27 古河电气工业株式会社 电气/电子部件用铜合金材料的制造方法
CN102112640A (zh) * 2008-08-05 2011-06-29 古河电气工业株式会社 电气/电子部件用铜合金材料
CN101932194B (zh) * 2009-06-22 2012-07-25 日立电线株式会社 轧制铜箔
CN103384727B (zh) * 2011-02-16 2016-08-10 株式会社日本制钢所 高强度铜合金锻造材料
CN103384727A (zh) * 2011-02-16 2013-11-06 株式会社日本制钢所 高强度铜合金锻造材料
CN103366857A (zh) * 2013-07-12 2013-10-23 深圳市雨新电线电缆有限公司 耐弯折性强的铜铁镍合金电缆
CN103366857B (zh) * 2013-07-12 2015-07-08 深圳市雨新电线电缆有限公司 耐弯折性强的铜铁镍合金电缆
CN105063418A (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 宁波金田铜业(集团)股份有限公司 一种低合金化铜带及其制备方法
CN109477166B (zh) * 2016-07-18 2020-08-11 威兰德-沃克公开股份有限公司 铜-镍-锡合金、其生产方法和其用途
CN109477166A (zh) * 2016-07-18 2019-03-15 威兰德-沃克公开股份有限公司 铜-镍-锡合金、其生产方法和其用途
CN109936036A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 改善端子正向力的方法
CN109936036B (zh) * 2017-12-15 2022-02-25 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 改善端子正向力的方法
CN108411150A (zh) * 2018-01-22 2018-08-17 公牛集团股份有限公司 插套用高性能铜合金材料及制造方法
CN108384986A (zh) * 2018-05-07 2018-08-10 宁波博威合金材料股份有限公司 一种铜合金材料及其应用
CN108384986B (zh) * 2018-05-07 2020-02-21 宁波博威合金材料股份有限公司 一种铜合金材料及其应用
CN113564413A (zh) * 2021-07-29 2021-10-29 公牛集团股份有限公司 一种高导耐蚀高镍含铝铜合金及其制备方法
CN114571129A (zh) * 2021-09-30 2022-06-03 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 铜基钎料及其制备方法和应用
CN114571129B (zh) * 2021-09-30 2024-07-12 中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司 铜基钎料及其制备方法和应用

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