DE112019000657T5

DE112019000657T5 - Kupferlegierungsplatte und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE112019000657T5
Application number: DE112019000657.6T
Authority: DE
Inventors: Naota Higami; Takanobu Sugimoto; Kazuki Yoshida; Hiroto Narieda
Original assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Current assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2020-10-15
Also published as: CN111868276B; CN111868276A; US20200407824A1; US11591673B2; JP7195054B2; JP2019157175A; TW201938808A; WO2019171951A1; TWI763982B

Abstract

Es ist eine preiswerte Kupferlegierungsplatte mit ausgezeichneter Biegeverarbeitbarkeit, ausgezeichneter Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und ausgezeichneter Spannungsrelaxationsbeständigkeit unter Beibehaltung ihrer hohen Festigkeit sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung vorgesehen. Die Kupferlegierungsplatte weist eine chemische Zusammensetzung auf, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Gehalts an Phosphor 1 Gew.-% oder mehr beträgt, und eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}≤2,0 unter der Annahme erfüllt, dass die Röntgenbeugungsintensität auf der {220}-Kristallebene auf der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} und die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kupferlegierungsplatte und ein Verfahren zu deren Herstellung. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Kupferlegierungsplatte, wie z.B. eine Platte aus einer Cu-Zn-Sn-Legierung, die für elektrische und elektronische Teile, wie Verbinder, Leiterrahmen, Relais und Schalter verwendet wird, sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung.
Stand der Technik
Die Materialien, die für elektrische und elektronische Teile wie Verbinder, Leiterrahmen, Relais und Schalter verwendet werden, müssen eine gute elektrische Leitfähigkeit, um die Erzeugung von Joule-Wärme aufgrund der Stromführung zu unterdrücken, sowie eine so hohe Festigkeit aufweisen, dass die Materialien der Beanspruchung standhalten können, die während der Montage und des Betriebs der elektrischen und elektronischen Vorrichtungen, die die Teile verwenden, auf sie ausgeübt wird. Die Materialien, die für elektrische und elektronische Teile, wie Verbinder, verwendet werden, müssen ebenfalls eine ausgezeichnete Biegeverarbeitbarkeit aufweisen, da die Teile im Allgemeinen durch Biegen geformt werden. Um die Kontaktzuverlässigkeit zwischen elektrischen und elektronischen Teilen, wie Verbindern, zu gewährleisten, müssen die für die Teile verwendeten Materialien darüber hinaus eine ausgezeichnete Spannungsrelaxationsbeständigkeit aufweisen, d.h. sie müssen gegen ein solches Phänomen (Spannungsrelaxation) beständig sein, dass sich der Kontaktdruck zwischen den Teilen mit zunehmendem Alter verschlechtert.
In den letzten Jahren besteht eine Tendenz, elektrische und elektronische Teile, wie z.B. Verbinder, zu integrieren, zu miniaturisieren und leichter zu machen. Dementsprechend müssen die Platten aus Kupfer und Kupferlegierungen, die als die Materialien der Teile dienen, ausgedünnt werden, so dass das geforderte Festigkeitsniveau der Materialien höher ist. In Übereinstimmung mit der Miniaturisierung und komplizierten Form elektrischer und elektronischer Teile, wie Verbinder, ist es erforderlich, die Form- und Maßgenauigkeit der durch Biegen der Kupferlegierungsplatten hergestellten Produkte zu verbessern. In den letzten Jahren gibt es die Tendenz, mit der Verringerung der Umweltbelastung, dem Sparen von Ressourcen und und dem Sparen von Energie fortzufahren. Dementsprechend werden die Platten aus Kupfer und Kupferlegierungen, die als Material für die Teile dienen, in zunehmendem Maße benötigt, um die Rohstoff- und Produktionskosten zu senken und die daraus hergestellten Produkte zu recyceln.
Es gibt jedoch Kompromissbeziehungen zwischen der Festigkeit und der elektrischen Leitfähigkeit einer Platte, zwischen ihrer Festigkeit und ihrer Biegebearbeitbarkeit und zwischen ihrer Biegebearbeitbarkeit und ihrer Spannungsrelaxationsbeständigkeit. Aus diesem Grund wird eine relativ kostengünstige Platte mit guter elektrischer Leitfähigkeit, Festigkeit, Biegebearbeitbarkeit oder Spannungsrelaxationsbeständigkeit entsprechend ihrer Verwendung als herkömmliche Platten für elektrische und elektronische Teile, wie Verbinder geeignet gewählt.
Als konventionelle Allzweckmaterialien für elektrische und elektronische Teile wie Verbinder werden Messing, Phosphorbronzen und so weiter verwendet. Phosphorbronzen weisen ein relativ ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen der Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und Spannungsrelaxationsbeständigkeit einer Platte auf. Im Fall der Phosphorbronze zweiter Klasse (C5191) ist es jedoch beispielsweise nicht möglich, eine Platte davon warm zu walzen, und sie enthält etwa 6 % teures Zinn, so dass die Kosten für die Platte davon erhöht sind.
Andererseits wird Messing (Cu-Zn-Legierungen) weithin als Material mit niedrigen Rohstoff- und Produktionskosten und ausgezeichneten Recyclingeffizienzen seiner Produkte verwendet. Die Festigkeit von Messing ist jedoch geringer als die von Phosphorbronzen. Die Härtebezeichnung von Messing mit der höchsten Festigkeit ist EH (H06). So hat beispielsweise das Plattenprodukt des erstklassigen Messings (C2600-SH) in der Regel eine Zugfestigkeit von etwa 550 MPa, die mit der Zugfestigkeit der Härtebezeichnung H (H04) der zweitklassigen Phosphorbronze vergleichbar ist. Darüber hinaus weist das Plattenprodukt aus dem erstklassigen Messing (C2600-SH) keine ausgezeichnete Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit auf.
Um die Festigkeit von Messing zu verbessern, ist es erforderlich, die Fertigwalzreduktion zu erhöhen (um die Härtebezeichnung zu erhöhen). Dementsprechend wird die Biegebearbeitbarkeit in Richtungen senkrecht zu den Walzrichtungen (d.h. die Biegebearbeitbarkeit in Richtungen, in denen die Biegeachse in Richtungen parallel zu den Walzrichtungen verläuft) erheblich verschlechtert. Aus diesem Grund gibt es, selbst wenn als Material ein Messing mit hoher Festigkeit verwendet wird, einige Fälle, in denen es nicht möglich ist, die Platte zu bearbeiten, um ein elektrisches und elektronisches Teil wie einen Verbinder herzustellen. Wenn z.B. die Fertigwalzreduktion einer Platte aus erstklassigem Messing erhöht wird, um die Zugfestigkeit auf über 570 MPa zu erhöhen, ist es schwierig, die Platte so zu pressen, dass ein kleines Produkt erzeugt wird.
Insbesondere im Falle von Messing, das eine einfache Legierung aus Kupfer und Zink ist, ist es nicht einfach, seine Biegebearbeitbarkeit zu verbessern und gleichzeitig seine Festigkeit zu erhalten. Aus diesem Grund gibt es eine Verbesserung, um das Festigkeitsniveau durch Hinzufügen verschiedener Elemente zu Messing zu erhöhen. So gibt es beispielsweise Vorschläge für Kupfer-Zink-Legierungen, denen ein drittes Element wie Zinn, Silizium oder Nickel hinzugefügt wird (siehe z.B. Patentdokumente 1-3).
Dokument(e) zum Stand der Technik
Patent-Dokument(e)

Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-164328 (Absatznummer 0013)
Patentdokument 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-88428 (Absatznummer 0014)
Patentdokument 3: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-62610 (Absatznummer 0019)

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösendes Problem
Aber selbst wenn Messing (einer Kupfer-Zink-Legierung) Zinn, Silizium, Nickel oder ähnliches zugesetzt wird, gibt es einige Fälle, in denen es nicht möglich ist, die Biegebearbeitbarkeit einer Platte davon ausreichend zu verbessern.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten konventionellen Probleme zu beseitigen und eine kostengünstige Kupferlegierungsplatte mit ausgezeichneter Biegebearbeitbarkeit, ausgezeichneter Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und ausgezeichneter Spannungsrelaxationsbeständigkeit unter Beibehaltung ihrer hohen Festigkeit sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen.
Mittel zum Lösen des Problems
Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, haben die Erfinder sorgfältig untersucht und festgestellt, dass es möglich ist, eine kostengünstige Kupferlegierungsplatte mit ausgezeichneter Biegeverarbeitbarkeit, ausgezeichneter Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und ausgezeichneter Spannungsrelaxationsbeständigkeit unter Beibehaltung ihrer hohen Festigkeit herzustellen, wenn die Kupferlegierungsplatte eine chemische Zusammensetzung aufweist, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und der Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen aufweist, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Phosphorgehalts 1 Gew.-% oder mehr beträgt, und wenn die Kupferlegierungsplatte eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}≤2,0 unter der Annahme erfüllt, dass die Röntgenbeugungsintensität an der {220}-Kristallebene an der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} ist und dass die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} ist. Somit haben die Erfinder die vorliegende Erfindung gemacht.
Erfindungsgemäß ist eine Kupferlegierungsplatte vorgesehen, die eine chemische Zusammensetzung aufweist, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Gehalts an Phosphor 1 Gew.-% oder mehr beträgt, und wobei die Kupferlegierungsplatte eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}≤2,0 unter der Annahme erfüllt, dass die Röntgenbeugungsintensität auf der {220}-Kristallebene auf der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} und die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} beträgt.
Die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte kann ferner 1 Gew.-% oder weniger Nickel oder Kobalt umfassen und kann ferner ein oder mehrere Elemente umfassen, die aus der aus Eisen, Chrom, Magnesium, Aluminium, Bor, Zirkonium, Titan, Mangan, Gold, Silber, Blei, Kadmium und Beryllium bestehenden Gruppe ausgewählt sind, wobei die Gesamtmenge dieser Elemente 3 Gew.-% oder weniger beträgt. Die Kupferlegierungsplatte hat vorzugsweise eine mittlere Kristallkorngröße von 3 bis 20 µm. Die Kupferlegierungsplatte hat vorzugsweise eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 550 MPa und weist vorzugsweise eine 0,2 %-Dehngrenze von nicht weniger als 500 MPa auf. Die Kupferlegierungsplatte hat vorzugsweise eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als 8 % IACS.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte vorgesehen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Schmelzen und Gießen von Rohmaterialien aus einer Kupferlegierung, die eine chemische Zusammensetzung aufweist, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Gehalts an Phosphor 1 Gew.-% oder mehr beträgt; Warmwalzen der gegossenen Kupferlegierung mit einer Walzreduktion von 90 % oder mehr in einem Temperaturbereich von 900°C bis 300°C, wobei das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von 10 % oder mehr in einem Walzpfad in einem Temperaturbereich von 650°C oder weniger durchgeführt wird; Zwischenkaltwalzen der warmgewalzten Kupferlegierung; Zwischenglühen der zwischenkaltgewalzten Kupferlegierung bei einer Temperatur von 400 bis 800°C; Fertigkaltwalzen der zwischengeglühten Kupferlegierung mit einer Walzreduktion von 30 % oder weniger; und Niedertemperaturglühen der fertig kaltgewalzten Kupferlegierung bei einer Temperatur von 450°C oder niedriger.
Bei diesem Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte liegt die Walzreduktion im Walzpfad im Temperaturbereich von 650°C oder weniger beim Warmwalzen vorzugsweise bei 35 % oder weniger. Bei der Zwischenglühung erfolgt eine Wärmebehandlung vorzugsweise durch Einstellung einer Haltezeit und einer Erreichungstemperatur in einem Temperaturbereich von 400°C bis 800°C, so dass die Kupferlegierung nach der Zwischenglühung eine mittlere Kristallkorngröße von 3 bis 20 µm aufweist.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte kann die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte ferner 1 Gew.-% oder weniger Nickel oder Kobalt und ferner ein oder mehrere Elemente umfassen, die aus der aus Eisen, Chrom, Magnesium, Aluminium, Bor, Zirkonium, Titan, Mangan, Gold, Silber, Blei, Kadmium und Beryllium bestehenden Gruppe ausgewählt sind, wobei die Gesamtmenge dieser Elemente 3 Gew.-% oder weniger beträgt. Das Zwischenkaltwalzen und das Zwischenglühen können abwechselnd mehrfach wiederholt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Anschlussklemme vorgesehen, deren Material die oben beschriebene Kupferlegierungsplatte ist.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine kostengünstige Kupferlegierungsplatte mit ausgezeichneter Biegebearbeitbarkeit, ausgezeichneter Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und ausgezeichneter Spannungsrelaxationsbeständigkeit unter Beibehaltung ihrer hohen Festigkeit herzustellen.
Ausführungsform der Erfindung
Die bevorzugte Ausführungsform einer Kupferlegierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine chemische Zusammensetzung auf, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Gehalts an Phosphor 1 Gew.-% oder mehr beträgt, und weist eine Kristallorientierung auf, die I{220}/I{420}≤2,0 unter der Annahme erfüllt, dass die Röntgenbeugungsintensität auf der {220}-Kristallebene auf der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} und die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} beträgt.
Die bevorzugte Ausführungsform einer Kupferlegierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Cu-Zn-Sn-Si-P-Legierung, bei der Sn, Si und P zu einer Cu-Zn-Legierung hinzugefügt werden, die Cu und Zn enthält.
Unter der Annahme, dass die Röntgenbeugungsintensität an der {220}-Kristallebene an der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} und die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} ist, erfüllt die Kristallorientierung der Kupferlegierungsplatte I{220}/I{420}≤2,0 (vorzugsweise erfüllt I{220}/I{420}≤1.8). Wenn I{220}/I{420} zu groß ist, wird die Biegebearbeitbarkeit verschlechtert.
Zink hat die Funktion, die Festigkeit und Federeigenschaft der Kupferlegierungsplatte zu verbessern. Da Zink billiger als Kupfer ist, wird der Kupferlegierung vorzugsweise eine große Menge Zink zugesetzt. Wenn der Zinkgehalt jedoch 32 Gew.-% überschreitet, wird eine Beta(β)-Phase erzeugt, um die Kaltumformbarkeit der Kupferlegierungsplatte und ihre Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit erheblich zu verringern und ihre Plattierungs- und Löteigenschaften aufgrund von Feuchtigkeit und Erwärmung zu senken. Andererseits, wenn der Zinkgehalt unter 17 Gew.-% liegt, sind die Festigkeit, wie z.B. 0,2 % Dehngrenze und Zugfestigkeit, und die Federeigenschaft der Kupferlegierungsplatte unzureichend, und der Elastizitätsmodul der Platte wird erhöht. Darüber hinaus wird die Menge der Wasserstoffgasabsorption während des Schmelzens der Kupferlegierungsplatte erhöht, und im Barren der Kupferlegierung werden leicht Lunker erzeugt. Außerdem ist die Menge an preiswertem Zink in der Kupferlegierungsplatte gering, so dass die Kosten dafür steigen. Daher beträgt der Gehalt an Zink vorzugsweise 17 bis 32 Gew.-%, noch bevorzugter 17 bis 27 Gew.-% und am bevorzugtesten 18 bis 23 Gew.-%.
Zinn hat die Funktion, die Festigkeit, Spannungsrelaxationsbeständigkeit und Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte zu verbessern. Zur Wiederverwendung der mit Zinn oberflächenbehandelten Materialien, wie z.B. verzinnten Materialien, enthält die Kupferlegierungsplatte vorzugsweise Zinn. Wenn jedoch der Zinngehalt in der Kupferlegierungsplatte 4,5 Gew.-% übersteigt, wird die elektrische Leitfähigkeit der Kupferlegierungsplatte plötzlich herabgesetzt, und die Segregation in den Korngrenzen der Kupferlegierung wird in Gegenwart von Zink heftig erhöht, so dass die Warmumformbarkeit der Kupferlegierungsplatte spürbar herabgesetzt wird. Andererseits wird bei einem Zinngehalt von weniger als 0,1 Gew.-% die Funktion der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Kupferlegierungsplatte vermindert, und es ist schwierig, gepresste Schrotte usw., die mit Zinn beschichtet sind, als die Rohmaterialien für die Kupferlegierungsplatte zu verwenden. Daher beträgt der Gehalt an Zinn vorzugsweise 0,1 bis 4,5 Gew.-% und noch bevorzugter 0,2 bis 2,5 Gew.-%.
Silizium hat die Funktion, die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte zu verbessern, selbst wenn der Siliziumgehalt darin gering ist. Um diese Funktion ausreichend zu erhalten, sollte der Gehalt an Silizium vorzugsweise nicht weniger als 0,5 Gew.-% betragen. Wenn der Siliziumgehalt jedoch 2,0 Gew.-% übersteigt, wird die elektrische Leitfähigkeit der Kupferlegierungsplatte leicht herabgesetzt. Darüber hinaus ist Silizium ein leicht oxidierbares Element, das die Gießbarkeit der Kupferlegierung leicht herabsetzt, so dass der Siliziumgehalt vorzugsweise nicht zu groß ist. Daher beträgt der Gehalt an Silizium vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Gew.-% und noch bevorzugter 0,5 bis 1,9 Gew.-%.
Phosphor hat die Funktion, die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte zu verbessern, selbst wenn der Siliziumgehalt darin gering ist. Um diese Funktion ausreichend zu erhalten, sollte der Gehalt an Silizium vorzugsweise nicht weniger als 0,01 Gew.-% betragen. Wenn der Siliziumgehalt jedoch 0,3 Gew.-% übersteigt, wird die elektrische Leitfähigkeit der Kupferlegierungsplatte leicht herabgesetzt. Daher beträgt der Gehalt an Phosphor vorzugsweise 0,01 bis 0,3 Gew.-% und noch bevorzugter 0,01 bis 0,25 Gew.-%.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die Funktion der Verbesserung der Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte nicht ausreichend erreicht werden kann, wenn die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Phosphorgehalts unter 1 Gewichtsprozent liegt.
Die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte kann ferner 1 Gewichtsprozent oder weniger (vorzugsweise 0,7 Gewichtsprozent oder weniger) Nickel oder Kobalt enthalten. Die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierung kann ferner ein oder mehrere Elemente enthalten, die aus der Gruppe gewählt sind, die aus Eisen, Chrom, Magnesium, Aluminium, Bor, Zirkonium, Titan, Mangan, Gold, Silber, Blei, Cadmium und Beryllium besteht, wobei die Gesamtmenge dieser Elemente 3 Gew.-% oder weniger (vorzugsweise 1 Gew.-% oder weniger, bevorzugter 0,5 Gew.-% oder weniger) beträgt.
Die mittlere Kristallkorngröße der Kupferlegierungsplatte beträgt vorzugsweise 20 µm oder weniger, bevorzugter 18 µm oder weniger und am meisten bevorzugt 17 µm oder weniger, da die Biegebearbeitbarkeit der Kupferlegierungsplatte vorteilhafter verbessert ist, wenn die mittlere Kristallkorngröße der Kupferlegierungsplatte kleiner ist. Andererseits beträgt die mittlere Kristallkorngröße der Kupferlegierungsplatte vorzugsweise 3 µm oder mehr, und noch bevorzugter 4 µm oder mehr, da die Möglichkeit besteht, dass die Spannungsrelaxationsbeständigkeit verschlechtert werden kann, wenn die mittlere Kristallkorngröße der Kupferlegierungsplatte zu klein ist.
Die Zugfestigkeit der Kupferlegierungsplatte beträgt vorzugsweise nicht weniger als 550 MPa und noch bevorzugter nicht weniger als 580 MPa, um miniaturisierte und verdünnte elektrische und elektronische Teile, wie Vteckverbinder, herzustellen. Darüber hinaus beträgt die 0,2 %-Dehngrenze der Kupferlegierungsplatte vorzugsweise nicht weniger als 500 MPa und noch bevorzugter nicht weniger als 520 MPa.
Die elektrische Leitfähigkeit der Kupferlegierungsplatte ist vorzugsweise nicht niedriger als 8 %IACS, und noch bevorzugter nicht niedriger als 8,5 %IACS, um die Erzeugung von Joule-Wärme aufgrund der Stromführung entsprechend der hohen Integration von elektrischen und elektronischen Teilen, wie Verbindern, zu unterdrücken.
Um die Spannungsrelaxationsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte gemäß dem in JEITA EMAS-1011 vorgeschriebenen Spannungsrelaxationstest mit auslegerartiger Schraube zu bewerten, wird ein Prüfstück (mit einer Länge von 60 mm x einer Breite von 10 mm) aus der Kupferlegierungsplatte geschnitten, so dass die Längsrichtungen des Prüfstücks die Richtungen LD (die Walzrichtungen der Kupferlegierungsplatte) sind, während die Breitenrichtungen die Richtungen TD (Richtungen senkrecht zu den Walz- und Dickenrichtungen der Kupferlegierungsplatte) sind. Ein Endabschnitt des Prüfstücks in seinen Längsrichtungen ist fixiert, und der andere Endabschnitt des Prüfstücks in seinen Längsrichtungen ist in einem Zustand fixiert, in dem eine Lastspannung, die 80 % seiner 0,2 %-Dehngrenze entspricht, an einer Stelle aufgebracht wird, die einer Spannweite von 30 mm auf seinem anderen Endabschnitt entspricht, so dass die Dickenrichtungen des Prüfstücks Durchbiegungsrichtungen sind. Nachdem dieses Prüfstück 500 Stunden lang bei 150°C gehalten wurde, wird die Durchbiegung des Prüfstücks gemessen. Aus der Variabilitätsrate der Durchbiegung wird eine Spannungsrelaxationsrate (%) berechnet. Die Spannungsrelaxationsrate ist vorzugsweise nicht höher als 25 %, noch bevorzugter nicht höher als 23 % und am bevorzugtesten nicht höher als 22 %.
Um die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte zu bewerten, wird eine Biegespannung, die 80 % ihrer 0,2 %-Dehngrenze entspricht, auf ein aus der Kupferlegierungsplatte ausgeschnittenes Prüfstück aufgebracht, und das Prüfstück wird bei 25°C in einem Exsikkator, der 3 Gew.-% Ammoniakwasser enthält, gehalten. In Bezug auf das stündlich entnommene Prüfstück ist die Zeit, in der Risse in der Kupferlegierungsplatte bei einer Vergrößerung von 100 mit Hilfe eines optischen Mikroskops beobachtet werden, vorzugsweise nicht kürzer als 100 Stunden, noch bevorzugter nicht kürzer als 110 Stunden und am bevorzugtesten nicht kürzer als 120 Stunden. Diese Zeit ist vorzugsweise länger als das Zwanzigfache (am besten länger als das Zweiundzwanzigfache und am bevorzugtesten länger als das Vierundzwanzigfache) der Zeit (5 Stunden) in einer Platte aus einem handelsüblichen erstklassigen Messing (C2600-SH).
Um die Biegebearbeitbarkeit der Kupferlegierungsplatte zu bewerten, wurde ein Biegeprüfstück aus der Kupferlegierungsplatte ausgeschnitten, so dass die Längsrichtungen des Biegeprüfstücks die Richtungen TD (Richtungen senkrecht zur Walz- und Dickenrichtung der Kupferlegierungsplatte) waren. Wenn der 90° W-Biegeversuch (basierend auf JIS H3130) des Biegeprüfstücks so durchgeführt wird, dass die Biegeachse des Biegeprüfstücks in Richtungen LD (die Walzrichtungen der Kupferlegierungsplatte) verläuft, ist das Verhältnis R/t des minimalen Biegeradius R zur Dicke t des Biegeprüfstücks im 90° W-Biegeversuch vorzugsweise nicht höher als 0,7 und noch bevorzugter nicht höher als 0,6.
Die oben beschriebene Kupferlegierungsplatte kann durch die bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Die bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Schmelz-/Gießschritt zum Schmelzen und Gießen von Rohmaterialien aus einer Kupferlegierung, die die oben beschriebene chemische Zusammensetzung hat; einem Warmwalzschritt zum Warmwalzen der Kupferlegierung mit einer Walzreduktion von 90 % oder mehr in einem Temperaturbereich von 900°C bis 300°C nach dem Schmelz-/Gießschritt, wobei das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von 10 % oder mehr (vorzugsweise 10 bis 35 %) in einem Walzpfad in einem Temperaturbereich von 650°C oder weniger (vorzugsweise 650°C bis 300°C) durchgeführt wird; einen Zwischenkaltwalzschritt zum Kaltwalzen der Kupferlegierung nach dem Warmwalzschritt; einen Zwischenglühschritt zum Glühen der Kupferlegierung bei einer Temperatur von 400 bis 800°C nach dem Zwischenkaltwalzschritt; einem Fertigkaltwalzschritt zum Fertigkaltwalzen der Kupferlegierung mit einer Walzreduktion von 30 % oder weniger nach dem Zwischenglühschritt; und einem Niedertemperatur-Glühschritt zum Glühen der Kupferlegierung bei einer Temperatur von 450°C oder weniger nach dem Fertigkaltwalzschritt. Diese Schritte werden im Folgenden ausführlich beschrieben. Darüber hinaus kann das Plandrehen optional nach dem Warmwalzschritt durchgeführt werden. Nach jeder Wärmebehandlung können optional Beizen, Polieren, Entfetten usw. durchgeführt werden.
(Schmelz- und Gießschritt)
Nachdem die Rohmaterialien einer Kupferlegierung nach dem gleichen Verfahren geschmolzen sind wie bei einem üblichen Verfahren zum Gießen eines Messings, wird durch Stranggießen, halbkontinuierliches Gießen oder ähnliches ein Barren hergestellt. Außerdem, wenn die Rohmaterialien in der Atmosphäre geschmolzen werden können (d.h. in einer Luftatmosphäre unter gewöhnlichem Druck).
(Warmwalzschritt)
Das Warmwalzen einer Kupfer-Zink-Legierung wird üblicherweise in einem hohen Temperaturbereich von nicht weniger als 650°C oder 700°C durchgeführt, um die Zerstörung der Gussstruktur und die Erweichung der Materialien durch Rekristallisation während des Walzens und zwischen den Walzpfaden zu bewirken. Unter solchen allgemeinen Warmwalzbedingungen ist es jedoch schwierig, eine Kupferlegierungsplatte mit einer spezifischen Textur als bevorzugte Ausführungsform einer Kupferlegierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen. Das heißt, selbst wenn die Bedingungen in nachfolgenden Schritten bei solchen allgemeinen Warmwalzbedingungen stark verändert werden, ist es schwierig, eine Kupferlegierungsplatte mit einer Kristallorientierung herzustellen, die I{220}/I{420}≤2,0 erfüllt, wenn man annimmt, dass die Röntgenbeugungsintensität auf der {220}-Kristallebene auf der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} und die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} ist. Aus diesem Grund wird in der bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von 90 % oder mehr in einem Temperaturbereich von 900°C bis 300°C bei dem Warmwalzschritt durchgeführt, während eine Walzreduktion in einem Walzpfad in einem Temperaturbereich von 650°C oder weniger (vorzugsweise von 650°C bis 300°C) 10 % oder mehr (vorzugsweise 10 bis 35 %, und noch bevorzugter 10 bis 20 %) beträgt. Darüber hinaus ist es beim Warmwalzen des Barrens, wenn der erste Walzdurchgang in einem höheren Temperaturbereich als 600°C durchgeführt wird, bei dem eine Rekristallisation leicht auftreten kann, möglich, die Gussstruktur des Barrens zu brechen, um die Komponenten und Strukturen desselben zu vereinheitlichen. Wenn das Warmwalzen des Barrens jedoch bei einer hohen Temperatur von mehr als 900°C durchgeführt wird, besteht die Möglichkeit, dass in Teilen, wie z.B. Segregationsteilen von Legierungskomponenten, bei denen der Schmelzpunkt abgesenkt wird, Risse entstehen können, so dass es nicht vorzuziehen ist, das Warmwalzen des Barrens bei einer hohen Temperatur von mehr als 900°C durchzuführen.
(Zwischenkaltwalzschritt)
Bei diesem Kaltwalzschritt beträgt die Walzreduktion vorzugsweise nicht weniger als 50 %, bevorzugter nicht weniger als 60 % und am meisten bevorzugt nicht weniger als 70 %.
(Zwischenglühschritt)
In diesem Zwischenglühschritt wird ein Glühen bei einer Temperatur von 400°C bis 800°C (bevorzugt 400 bis 700°C) ausgeführt. Bei diesem Zwischenglühschritt wird eine Wärmebehandlung vorzugsweise durch Einstellung einer Haltezeit und einer Erreichungstemperatur in einem Temperaturbereich von 400°C bis 800°C (vorzugsweise 400°C bis 700°C und noch bevorzugter 450°C bis 650°C) ausgeführt, so dass die mittlere Kristallkorngröße nach dem Glühen nicht größer als 20 µm (vorzugsweise nicht größer als 18 µm und noch bevorzugter nicht größer als 17 µm) und nicht kleiner als 3 µm (vorzugsweise nicht kleiner als 4 µm) ist. Darüber hinaus werden die Partikeldurchmesser der durch dieses Glühen erhaltenen rekristallisierten Körner gemäß der Walzreduktion beim Kaltwalzen vor dem Glühen und gemäß ihrer chemischen Zusammensetzung variiert. Wenn jedoch die Beziehung zwischen dem Glühwärmemuster und der mittleren Kristallkorngröße zuvor durch Experimente in Bezug auf jede der verschiedenen Legierungen ermittelt wurde, ist es möglich, die Haltezeit und Erreichungstemperatur bei einer Temperatur von 400 bis 800°C einzustellen. Insbesondere ist es im Falle der chemischen Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, geeignete Bedingungen für das Halten auf einer Temperatur von 400 bis 800°C für einige Sekunden bis zu einigen Stunden unter Heizbedingungen einzustellen.
Außerdem können der Zwischenkaltwalzschritt und der Zwischenglühschritt in dieser Reihenfolge wiederholt werden. Bei der Wiederholung des Zwischenkaltwalzschritts und des Zwischenglühschritts wird beim abschließenden Zwischenglüh-(Rekristallisationsglüh-)Schritt vorzugsweise eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt, die nicht niedriger ist als bei anderen Zwischenglühungen. Die Wärmebehandlung beim Fertigzwischenglühschritt erfolgt vorzugsweise durch Einstellung einer Haltezeit und einer Erreichungstemperatur in einem Temperaturbereich von 400°C bis 800°C (vorzugsweise 400°C bis 700°C und noch bevorzugter 450°C bis 650°C), so dass die mittlere Kristallkorngröße nach dem Glühen nicht größer als 20 µm (vorzugsweise nicht größer als 18 µm und noch bevorzugter nicht größer als 17 µm) und nicht kleiner als 3 µm (vorzugsweise nicht kleiner als 4 µm) ist.
(Fertigkaltwalzschritt)
Das Fertigkaltwalzen wird durchgeführt, um das Festigkeitsniveau der Kupferlegierungsplatte zu verbessern. Wenn die Walzreduktion beim Fertigkaltwalzen zu gering ist, wird eine Walztextur mit der {220}-Orientierung als Hauptorientierungskomponente als Zunahme der Walzreduktion beim Fertigkaltwalzen entwickelt, obwohl die Festigkeit der Kupferlegierungsplatte gering ist. Andererseits, wenn die Walzreduktion beim Fertigkaltwalzen zu hoch ist, ist die Walztextur auf der {220} Orientierung relativ zu stark, so dass es nicht möglich ist, eine Kristallorientierung zu erhalten, bei der sowohl die Festigkeit als auch die Biegeverarbeitbarkeit verbessert sind. Aus diesem Grund muss die Walzreduktion beim Fertigkaltwalzen 30 % oder weniger betragen, und zwar vorzugsweise 5 bis 29 % und am meisten bevorzugt 10 bis 28 %. Durch ein solches Fertig-Kaltwalzen ist es möglich, eine Kristallorientierung beizubehalten, die I{220}/I{420}≤2,0 genügt. Darüber hinaus liegt die Enddicke der Kupferlegierungsplatte vorzugsweise im Bereich von etwa 0,02 mm bis etwa 1,0 mm, bevorzugter im Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm und am meisten bevorzugt im Bereich von 0,05 mm bis 0,3 mm.
(Niedertemperaturglühschritt)
Nach der Durchführung des Fertigkaltwalzens kann das Niedertemperaturglühen durchgeführt werden, um die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und die Biegebearbeitbarkeit der Kupferlegierungsplatte aufgrund der Abnahme der Restspannung der Kupferlegierungsplatte zu verbessern und um die Spannungsrelaxationsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte aufgrund der Abnahme der Versetzungen in Leerstellen und auf der Gleitebene zu verbessern. Insbesondere im Falle einer Kupfer-Zink-Legierung ist es erforderlich, das Niedertemperaturglühen bei einer Temperatur von nicht mehr als 450°C durchzuführen, und das Niedertemperaturglühen wird vorzugsweise bei einer Heiztemperatur von 150 bis 400°C (bevorzugter noch bei einer Temperatur von 300 bis 400°C) durchgeführt (eine niedrigere Temperatur als die Glühtemperatur bei dem Zwischenglühschritt). Durch dieses Niedertemperaturglühen ist es möglich, die gesamte Festigkeit, die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit, die Biegeverarbeitbarkeit und die Spannungsrelaxationsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte zu verbessern, und es ist auch möglich, deren elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen. Wenn die Heiztemperatur zu hoch ist, wird die Kupferlegierungsplatte in kurzer Zeit erweicht, so dass es bei Chargen- oder kontinuierlichen Systemen leicht zu Schwankungen der Eigenschaften kommt. Andererseits kann bei einer zu niedrigen Heiztemperatur die Funktion der Verbesserung der oben beschriebenen Eigenschaften ausreichend erreicht werden. Die Haltezeit bei dieser Heiztemperatur beträgt vorzugsweise 5 Sekunden oder mehr, und es ist in der Regel möglich, gute Ergebnisse zu erzielen, wenn die Haltezeit innerhalb von 1 Stunde liegt.
Beispiele
Beispiele für eine Kupferlegierungsplatte und ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß der vorliegenden Erfindung sind nachstehend ausführlich beschrieben.
Beispiele 1-18 und Vergleichsbeispiele 1-5
Es wurden eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,79 Gewichts-% Zinn, 1,9 Gewichts-% Silizium, 0,05 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 1), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 1,9 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 2), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,79 Gewichts-% Zinn, 1,9 Gewichts-% Silizium, 0,20 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 3), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,78 Gewichts-% Zinn, 1,1 Gewichts-% Silizium, 0,05 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 4), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 1,0 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 5), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,79 Gewichts-% Zinn, 1,0 Gewichts-% Silizium, 0,20 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 6), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,79 Gewichts-% Zinn, 0,5 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 7), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 0,5 Gewichts-% Silizium, 0,20 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 8), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,78 Gewichts-% Zinn, 1,0 Gewichts-% Silizium, 0,02 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 9), eine Kupferlegierung mit 30 Gewichts-% Zink, 0,20 Gewichts-% Zinn, 1,8 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 10), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 2,10 Gewichts-% Zinn, 1,7 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 11), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 1,7 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 12), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 1,8 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor, 0,5 Gewichts-% Nickel, und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 13), eine Kupferlegierung mit 19 Gewichts-% Zink, 0,78 Gewichts-% Zinn, 1,8 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor, 0,5 Gewichts-% Kobalt und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 14), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,77 Gewichts-% Zinn, 1,9 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor, 0,15 Gewichts-% Eisen, 0,07 Gewichts-% Chrom, 0,08 Gewichts-% Mangan und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 15), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 1,7 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor, 0,08 Gewichts-% Magnesium, 0,08 Gewichts-% Aluminium, 0,1 Gewichts-% Zirkon, 0,1 Gewichts-% Titan und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 16), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 1,7 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor, 0,05 Gewichts-% Bor, 0,05 Gewichts-% Blei, 0,1 Gewichts-% Beryllium und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 17), eine Kupferlegierung mit 21 Gewichts-% Zink, 0,79 Gewichts-% Zinn, 1,9 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor, 0,05 Gewichts-% Gold, 0,08 Gewichts-% Silber, 0,08 Gewichts-% Blei, 0,07 Gewichts-% Cadmium und wobei der Rest Kupfer ist (Beispiel 18), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 0,20 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Vergleichsbeispiel 1), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn und wobei der Rest Kupfer ist (Vergleichsbeispiel 2), eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,79 Gewichts-% Zinn, 0,5 Gewichts-% Silizium und wobei der Rest Kupfer ist (Vergleichsbeispiel 3), eine Kupferlegierung mit 19 Gewichts-% Zink, 0,77 Gewichts-% Zinn, 1,0 Gewichts-% Silizium und wobei der Rest Kupfer ist (Vergleichsbeispiel 4) bzw. eine Kupferlegierung mit 20 Gewichts-% Zink, 0,80 Gewichts-% Zinn, 1,9 Gewichts-% Silizium, 0,10 Gewichts-% Phosphor und wobei der Rest Kupfer ist (Vergleichsbeispiel 5), geschmolzen.
Dann wurden die geschmolzenen Kupferlegierungen gegossen, um Barren zu erhalten, und Gussstücke mit einer Größe von 100 mm x 100 mm x 100 mm wurden jeweils aus den Barren herausgeschnitten. Weiterhin betrug die Summe (6P+Si) des Gehalts an Silizium (Si) und des Sechsfachen (6P) des Gehalts an Phosphor (P) in jeder der Kupferlegierungsplatten 2,2 Gew.-% (Beispiel 1), 2,5 Gew.-% (Beispiele 2, 15, 18 und Vergleichsbeispiel 5), 3,1 Gew.-% (Beispiel 3), 1,4 Gew.-% (Beispiel 4), 1,6 Gew.-% (Beispiel 5), 2,2 Gew.-% (Beispiel 6), 1,1 Gew.-% (Beispiele 7 und 9), 1,7 Gew.-% (Beispiel 8), 2,4 Gew.-% (Beispiele 10, 13 und 14), 2,3 Gew.-% (Beispiele 11, 12, 16 und 17), 1,2 Gew.-% (Vergleichsbeispiel 1), 0 Gew.-% (Vergleichsbeispiel 2), 0,5 Gew.-% (Vergleichsbeispiel 3) bzw. 1,0 Gew.-% (Vergleichsbeispiel 4.
Nachdem jedes der Gussteile 30 Minuten lang bei 750°C erhitzt worden war, wurde es in einem Temperaturbereich von 900°C bis 300°C warmgewalzt, so dass es eine Dicke von 10 mm hatte (Walzreduktion = 90 %). In einem Temperaturbereich von 650°C bis 300°C in dem Temperaturbereich von 900°C bis 300°C wurde das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von 15 % (Beispiele 1-18) bzw. 5 % (Vergleichsbeispiele 1-5) durchgeführt.
Anschließend wurde jedes der Stücke mit einer Walzreduktion von 84 % kaltgewalzt, so dass es eine Dicke von 1,60 mm hatte, und dann zwischengeglüht, indem es 1 Stunde lang bei 500°C gehalten wurde.
Dann wurde jedes der Stücke mit einer Walzreduktion von 76% kaltgewalzt, um eine Dicke von 0,38 mm (Beispiele 1-3, 10 und 13-18) zu erhalten, mit einer Walzreduktion von 75% kaltgewalzt, um eine Dicke von 0,40 mm zu erhalten (Beispiele 4-6 und Vergleichsbeispiel 4), mit einer Walzreduktion von 74% kaltgewalzt, um eine Dicke von 0,42 mm zu erhalten (Beispiele 7-9, 12 und Vergleichsbeispiel 3), mit einer Walzreduktion von 78% kaltgewalzt, um eine Dicke von 0,35 mm zu erhalten (Beispiel 11), mit einer Walzreduktion von 72% kaltgewalzt, um eine Dicke von 0,45 mm zu erhalten (Vergleichsbeispiele 1-2) und mit einer Walzreduktion von 77% kaltgewalzt, um eine Dicke von 0,37 mm zu erhalten (Vergleichsbeispiel 5) und dann (endgültig) zwischengeglüht (rekristallisationsgeglüht), indem es bei 500°C (Beispiele 1-3, 5-10, 15-18, Vergleichsbeispiele 1 und 3-4), 550°C (Beispiele 4 und 11), 600°C (Beispiele 12-14), 525°C (Vergleichsbeispiel 2) bzw. 350°C (Vergleichsbeispiel 5) für 10 Minuten gehalten wird.
Dann wurde jedes der Stücke mit einer Walzreduktion von 21 % fertigkaltgewalzt, um eine Dicke von 0,30 mm (Beispiele 1-3, 10 und 13-18) zu erhalten, mit einer Walzreduktion von 25% fertigkaltgewalzt, um eine Dicke von 0,30 mm zu erhalten (Beispiele 4-6 und Vergleichsbeispiel 4), mit einer Walzreduktion von 27% fertigkaltgewalzt, um eine Dicke von 0,30 mm zu erhalten (Beispiele 7-9 und 12, Vergleichsbeispiel 3), mit einer Walzreduktion von 15% fertigkaltgewalzt, um eine Dicke von 0,30 mm zu erhalten (Beispiel 11), mit einer Walzreduktion von 33% fertigkaltgewalzt, um eine Dicke von 0,30 mm zu erhalten (Vergleichsbeispiele 1-2) bzw. mit einer Walzreduktion von 15% fertigkaltgewalzt, um eine Dicke von 0,31 mm zu erhalten (Vergleichsbeispiel 5) und dann niedertemperaturgeglüht, indem es bei 350°C (Beispiele 1-3, 7-8, 10-18 und Vergleichsbeispiel 3), 300°C (Beispiele 4, 9, Vergleichsbeispiele 1-2 und 5) und 325°C (Beispiele 5-6 und Vergleichsbeispiel 4) für 30 Minuten gehalten wird.
Dann wurden aus den so erhaltenen Kupferlegierungsplatten in den Beispielen 1-18 und den Vergleichsbeispielen 1-5 Proben ausgeschnitten und die mittlere Kristallkorngröße der Kristallkornstruktur, die Röntgenbeugungsintensität, die elektrische Leitfähigkeit, die Zugfestigkeit (0,2% Dehngrenze und Zugfestigkeit), die Spannungsrelaxationsbeständigkeit, die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und die Biegebearbeitbarkeit wie folgt untersucht.
Die mittlere Kristallkorngröße der Kristallkornstruktur der Kupferlegierungsplatte wurde mit der auf JIS H0501 basierenden Schnittmethode gemessen, indem die Oberfläche (gewalzte Oberfläche) der Kupferlegierungsplatte nach dem Polieren und Ätzen der Oberfläche mit einem optischen Mikroskop beobachtet wurde. Als Ergebnis betrug die mittlere Kristallkorngröße 5 µm (Beispiele 1-10, 13-18 und Vergleichsbeispiele 1-4), 6 µm (Beispiel 11), 15 µm (Beispiel 12) bzw. 2 µm (Vergleichsbeispiel 5).
Die Messung der Intensität der Röntgenbeugung (die integrierte Intensität der Röntgenbeugung) wurde durch Messung der integrierten Intensität I{220} des Beugungspeaks auf der {220} Platte und der integrierten Intensität I{420} des Beugungspeaks auf der {420} Ebene in Bezug auf die Oberfläche (gewalzte Oberfläche) der Probe mit Hilfe eines Röntgendiffraktometers (XRD) (RINT 2000, hergestellt von Rigaku Corporation) unter Verwendung einer Cu-Röhre unter Bedingungen, die eine Röhrenspannung von 40 kV und einen Röhrenstrom von 20 mA enthalten, durchgeführt. Diese gemessenen Werte wurden verwendet, um das Röntgenbeugungs-Intensitätsverhältnis I{220}/I{420} zu erhalten. Infolgedessen betrug das Intensitätsverhältnis I{220}/I{420} der Röntgenbeugung 1,6 (Beispiele 1-4, 6, 10-11, 13-14 und 17), 1,7 (Beispiele 5, 8 und 12), 1,8 (Beispiele 7 und 9), 1,5 (Beispiele 15-16 und 18), 2,6 (Vergleichsbeispiel 1), 2,7 (Vergleichsbeispiel 2), 2,5 (Vergleichsbeispiele 3-4) bzw. 2,4 (Vergleichsbeispiel 5.
Die elektrische Leitfähigkeit der Kupferlegierungsplatte wurde nach der auf JIS H0505 basierenden elektrischen Leitfähigkeitsmessmethode gemessen. Als Ergebnis betrug die elektrische Leitfähigkeit der Kupferlegierungsplatte 10,1 % IACS (Beispiel 1), 9,6% IACS (Beispiel 2), 9,3% IACS (Beispiel 3), 14,2% IACS (Beispiel 4), 13,4% IACS (Beispiel 5), 13,0% IACS (Beispiel 6), 16,0% IACS (Beispiel 7), 15,8% IACS (Beispiel 8), 14,2% IACS (Beispiel 9), 14,0% IACS (Beispiel 10), 8,9% IACS (Beispiel 11), 9,6% IACS (Beispiel 12), 10,4% IACS (Beispiel 13), 10,1% IACS (Beispiel 14), 9,6% IACS (Beispiel 15), 9,8% IACS (Beispiel 16), 9,5% IACS (Beispiel 17), 9,6 % IACS (Beispiel 18), 24,1% IACS (Vergleichsbeispiel 1), 25,5% IACS (Vergleichsbeispiel 2), 16,0% IACS (Vergleichsbeispiel 3), 13,0% IACS (Vergleichsbeispiel 4) bzw. 9,0% IACS (Vergleichsbeispiel) 5.
Zur Bewertung der Zugfestigkeit, die als eine der mechanischen Eigenschaften der Kupferlegierungsplatte dient, wurden aus jeder der Kupferlegierungsplatten drei Prüfstücke (Nr. 5 Prüfstücke auf der Grundlage von JIS Z2201) für Zugversuche in den Richtungen LD (Walzrichtungen) ausgeschnitten. Dann wurde der Zugversuch auf der Grundlage von JIS Z2241 in Bezug auf jedes der Prüfstücke durchgeführt, um den Mittelwert der Zugfestigkeiten in den Richtungen LD und den Mittelwert der 0,2%-Dehngrenzen in den Richtungen LD abzuleiten. Als Ergebnis betrugen die 0,2% Dehngrenzen und Zugfestigkeit in den Richtungen LD 524 MPa und 639 MPa (Beispiel 1), 531 MPa und 640 MPa (Beispiel 2), 535 MPa und 645 MPa (Beispiel 3), 526 MPa und 585 MPa (Beispiel 4), 532 MPa und 616 MPa (Beispiel 5), 530 MPa und 600 MPa (Beispiel 6), 545 MPa und 620 MPa (Beispiel 7), 549 MPa und 612 MPa (Beispiel 8), 576 MPa und 620 MPa (Beispiel 9), 550 MPa und 650 MPa (Beispiel 10), 620 MPa und 714 MPa (Beispiel 11), 535 MPa und 610 MPa (Beispiel 12), 534 MPa und 638 MPa (Beispiel 13), 535 MPa und 640 MPa (Beispiel 14), 532 MPa und 641 MPa (Beispiel 15), 530 MPa und 635 MPa (Beispiel 16), 530 MPa und 632 MPa (Beispiel 17), 538 MPa und 640 MPa (Beispiel 18), 533 MPa und 587 MPa (Vergleichsbeispiel 1), 515 MPa und 600 MPa (Vergleichsbeispiel 2), 570 MPa und 621 MPa (Vergleichsbeispiel 3), 591 MPa und 645 MPa (Vergleichsbeispiel 4) bzw. 520 MPa und 639 MPa (Vergleichsbeispiel 5).
Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte wurde durch den in JEITA EMAS-1011) vorgeschriebenen Spannungsrelaxationstest mit auslegerartiger Schraube bewertet. Insbesondere wurde ein Teststück (mit einer Länge von 60 mm x einer Breite von 10 mm) aus der Kupferlegierungsplatte geschnitten, so dass die Längsrichtungen des Teststücks die Richtungen LD (Walzrichtungen der Kupferlegierungsplatte) waren, während die Breitenrichtungen davon die Richtungen TD (Richtungen senkrecht zu den Walz- und Dickenrichtungen der Kupferlegierungsplatte) waren. Ein Endabschnitt des Prüfstücks in seinen Längsrichtungen wurde an einer Durchbiegungsbelastungsspanneinrichtung vom Typ mit auslegerartiger Schraube fixiert und der andere Endabschnitt des Prüfstücks in seinen Längsrichtungen wurde in einem Zustand fixiert, dass eine Lastspannung, die 80 % seiner 0,2 %-Dehngrenze entspricht, an einer Position aufgebracht wird, die einer Spannweite von 30 mm an seinem anderen Endabschnitt entspricht (mittels einem Durchbiegungslastbolzen), so dass die Dickenrichtungen des Prüfstücks Durchbiegungsrichtungen waren. Nachdem dieses Prüfstück 500 Stunden lang bei 150°C gehalten wurde, wurde die Durchbiegung des Prüfstücks gemessen. Aus der Variabilitätsrate der Durchbiegung wurde eine Spannungsrelaxationsrate (%) berechnet, um die Spannungsrelaxationsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte zu bewerten. Als Ergebnis betrug die Spannungsrelaxationsrate 20 % (Beispiele 1-2, 5-6, 10 und 14), 19 % (Beispiele 3 und 15-16), 21 % (Beispiele 4 und 7), 18 % (Beispiele 8-9, 12 und 17), 16 % (Beispiel 11), 17 % (Beispiele 13 und 18), 40 % (Vergleichsbeispiele 1 und 5) bzw. 45 % (Vergleichsbeispiel 2).
Um die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit der Kupferlegierungsplatte zu bewerten, wurde ein aus der Kupferlegierungsplatte ausgeschnittenes Prüfstück mit einer Breite von 10 mm in Form eines Bogens so gebogen, dass die Oberflächenspannung im mittleren Teil des Prüfstücks in dessen Längsrichtungen 80 % der 0,2 %igen Dehngrenze betrug. In diesem Zustand wurde der Prüfkörper bei 25°C in einem Exsikkator, der 3 Gew.-% Ammoniakwasser enthielt, gehalten. An dem stündlich entnommenen Teststück (mit einer Breite von 10 mm) wurden bei einer Vergrößerung von 100 mit Hilfe eines optischen Mikroskops Risse beobachtet, um die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit zu bewerten. Infolgedessen wurden Risse nach 160 Stunden (Beispiel 1), 199 Stunden (Beispiel 2), 324 Stunden (Beispiel 3), 135 Stunden (Beispiel 4), 165 Stunden (Beispiel 5), 250 Stunden (Beispiel 6), 124 Stunden (Beispiel 7), 150 Stunden (Beispiel 8), 135 Stunden (Beispiel 9), 185 Stunden (Beispiel 10), 201 Stunden (Beispiel 11), 189 Stunden (Beispiel 12), 190 Stunden (Beispiel 13), 200 Stunden (Beispiel 14), 190 Stunden (Beispiel 15), 205 Stunden (Beispiel 16), 192 Stunden (Beispiel 17), 199 Stunden (Beispiel 18), 40 Stunden (Vergleichsbeispiel 1), 30 Stunden (Vergleichsbeispiel 2), 92 Stunden (Vergleichsbeispiel 3), 95 Stunden (Vergleichsbeispiel 4) bzw. 180 Stunden (Vergleichsbeispiel 5) beobachtet. Die Zeit, in der Risse in der Kupferlegierungsplatte beobachtet wurden, war 32 Mal (Beispiel 1), 40 Mal (Beispiel 2), 65 Mal (Beispiel 3), 27 Mal (Beispiel 4), 33 Mal (Beispiel 5), 50 Mal (Beispiel 6), 25 Mal (Beispiel 7), 30 Mal (Beispiel 8), 27 Mal (Beispiel 9), 37 Mal (Beispiel 10), 40 Mal (Beispiel 11), 38 Mal (Beispiel 12), 38 Mal (Beispiel 13), 40 Mal (Beispiel 14), 38 Mal (Beispiel 15), 41 Mal (Beispiel 16), 38 Mal (Beispiel 17), 40 Mal (Beispiel 18), 8 Mal (Vergleichsbeispiel 1), 6 Mal (Vergleichsbeispiel 2), 18 Mal (Vergleichsbeispiel 3), 19 Mal (Vergleichsbeispiel 4) bzw. 35 Mal (Vergleichsbeispiel 5) so lang wie die Zeit (5 Stunden) in einer Platte aus handelsüblichem erstklassigem Messing (C2600-SH).
Um die Biegebearbeitbarkeit der Kupferlegierungsplatte zu bewerten, wurde ein Biegeprüfstück (Breite = 10 mm) aus der Kupferlegierungsplatte ausgeschnitten, so dass die Längsrichtungen des Biegeprüfstücks die Richtungen TD (Richtungen senkrecht zur Walz- und Dickenrichtung der Kupferlegierungsplatte) waren. Dann wurde in Bezug auf das Biegeprüfstück der 90° W-Biegeversuch nach JIS H3130 so durchgeführt, dass die Biegeachse des Biegeprüfstücks in Richtungen LD (die Walzrichtungen der Kupferlegierungsplatte) verlief (Bad Way-Biegung (B.W.-Biegen)). In Bezug auf das Biegeteil nach diesem Test wurden die Oberfläche und der Querschnitt des gebogenen Stücks desselben bei einer Vergrößerung von 100 mit Hilfe eines optischen Mikroskops beobachtet, um einen minimalen Biegeradius R zu erhalten, bei dem keine Risse beobachtet wurden. Dann wurde der minimale Biegeradius R durch die Dicke t geteilt, um das Verhältnis R/t abzuleiten. Infolgedessen betrug das Verhältnis R/t 0,3 oder weniger (Beispiele 1 und 9), 0,6 (Beispiele 2-3, 5-6, 8, 11-12, 14, 18 und Vergleichsbeispiel 5), 0,3 (Beispiele 4, 7, 10, 13 und 15-17), 1,0 (Vergleichsbeispiele 1-2) bzw. 0,8 (Vergleichsbeispiele 3-4).

Die Herstellungsbedingungen und Eigenschaften der Kupferlegierungsplatten in diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen sind in den Tabellen 1 bis 4 gezeigt. Tabelle 1

	Chemische Zusammensetzung (Gew,-%)
	Cu	Zn	Sn	Si	P	Andere Elemente	6P+Si
Bsp.1	Rest	20	0,79	1,9	0,05	-	2,2
Bsp.2	Rest	20	0,80	1,9	0,10	-	2,5
Bsp.3	Rest	20	0,79	1,9	0,20	-	3,1
Bsp.4	Rest	20	0,78	1,1	0,05	-	1,4
Bsp.5	Rest	20	0,80	1,0	0,10	-	1,6
Bsp.6	Rest	20	0,79	1,0	0,20	-	2,2
Bsp.7	Rest	20	0,79	0,5	0,10	-	1,1
Bsp.8	Rest	20	0,80	0,5	0,20	-	1,7
Bsp.9	Rest	20	0,78	1,0	0,02	-	1,1
Bsp. 10	Rest	30	0,20	1,8	0,10	-	2,4
Bsp. 11	Rest	20	2,10	1,7	0,10	-	2,3
Bsp. 12	Rest	20	0,80	1,7	0,10	-	2,3
Bsp. 13	Rest	20	0,80	1,8	0,10	Ni0,5	2,4
Bsp. 14	Rest	19	0,78	1,8	0,10	Co0,5	2,4
Bsp. 15	Rest	20	0,77	1,9	0,10	Fe0,15, Cr0,07, Mn0,08	2,5
Bsp. 16	Rest	20	0,80	1,7	0,10	Mg0,08, Al 0,08, Zr0,1, Ti0,1	2,3
Bsp. 17	Rest	20	0,80	1,7	0,10	B0,05, Pb0,05, Be0,1	2,3
Bsp. 18	Rest	21	0,79	1,9	0,10	Au0,05, Ag0,08, Pb0,08, Cd0,07	2,5
Vgl.1	Rest	20	0,80	0	0,20	-	1,2
Vgl.2	Rest	20	0,80	0	0	-	0
Vgl.3	Rest	20	0,79	0,5	0	-	0,5
Vgl.4	Rest	19	0,77	1,0	0	-	1,0
Vgl.5	Rest	20	0,80	1,9	0,10	-	2,5

Tabelle 2

	Walzreduktion (%) bei 650°C oder niedriger beim Warmwalzen	Fertigzwischenglühen (°Cx min,)	Walzreduktion (%) beim Fertig-Warmwalzen	Temp, (°C) beim Niedertemperaturglühen
Bsp.1	15	500×10	21	350
Bsp.2	15	500×10	21	350
Bsp.3	15	500×10	21	350
Bsp.4	15	550×10	25	300
Bsp.5	15	500×10	25	325
Bsp.6	15	500×10	25	325
Bsp.7	15	500×10	27	350
Bsp.8	15	500×10	27	350
Bsp.9	15	500×10	27	300
Bsp. 10	15	500×10	21	350
Bsp. 11	15	550×10	15	350
Bsp. 12	15	600×10	27	350
Bsp. 13	15	600×10	21	350
Bsp. 14	15	600×10	21	350
Bsp. 15	15	500×10	21	350
Bsp. 16	15	500×10	21	350
Bsp. 17	15	500×10	21	350
Bsp. 18	15	500×10	21	350
Vgl.1	5	500×10	33	300
Vgl.2	5	525×10	33	300
Vgl.3	5	500×10	27	350
Vgl.4	5	500×10	25	325
Vgl.5	5	350×10	15	300

Tabelle 3

	Mittlere Kristallkorngröße (µm)	Verhältnis der Röntgenbeugungsintensität I{220}/I{420}
Bsp.1	5	1,6
Bsp.2	5	1,6
Bsp.3	5	1,6
Bsp.4	5	1,6
Bsp.5	5	1,7
Bsp.6	5	1,6
Bsp.7	5	1,8
Bsp.8	5	1,7
Bsp.9	5	1,8
Bsp. 10	5	1,6
Bsp. 11	6	1,6
Bsp. 12	15	1,7
Bsp. 13	5	1,6
Bsp. 14	5	1,6
Bsp. 15	5	1,5
Bsp. 16	5	1,5
Bsp. 17	5	1,6
Bsp. 18	5	1,5
Vgl.1	5	2,6
Vgl.2	5	2,7
Vgl.3	5	2,5
Vgl.4	5	2,5
Vgl.5	2	2,4

Tabelle 4

	Leitfähigkeit (%IACS)	0,2% Dehngrenze (MPa)	Zugfes tigkeit (MPa)	Spannungsrelaxationsrate (%)	Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit		Biegeverarbeitbarkeit (R/t)
	Leitfähigkeit (%IACS)	0,2% Dehngrenze (MPa)	Zugfes tigkeit (MPa)	Spannungsrelaxationsrate (%)	Zeit (h)	Verhältnis zu C2600	Biegeverarbeitbarkeit (R/t)
Bsp.1	10,1	524	639	20	160	32	0,3 or less
Bsp.2	9,6	531	640	20	199	40	0,6
Bsp.3	9,3	535	645	19	324	65	0,6
Bsp.4	14,2	526	585	21	135	27	0,3
Bsp.5	13,4	532	616	20	165	33	0,6
Bsp.6	13,0	530	600	20	250	50	0,6
Bsp.7	16,0	545	620	21	124	25	0,3
Bsp.8	15,8	549	612	18	150	30	0,6
Bsp.9	14,2	576	620	18	135	27	0,3 oder weniger
Bsp. 10	14,0	550	650	20	185	37	0,3
Bsp. 11	8,9	620	714	16	201	40	0,6
Bsp. 12	9,6	535	610	18	189	38	0,6
Bsp. 13	10,4	534	638	17	190	38	0,3
Bsp. 14	10,1	535	640	20	200	40	0,6
Bsp. 15	9,6	532	641	19	190	38	0,3
Bsp. 16	9,8	530	635	19	205	41	0,3
Bsp. 17	9,5	530	632	18	192	38	0,3
Bsp. 18	9,6	538	640	17	199	40	0,6
Vgl.1	24,1	533	587	40	40	8	1,0
Vgl.2	25,5	515	600	45	30	6	1,0
Vgl.3	16,0	570	621	-	92	18	0,8
Vgl.4	13,0	591	645	-	95	19	0,8
Vgl.5	9,0	520	639	40	180	35	0,6

Aus den Tabellen 1-4 geht hervor, dass es möglich ist, eine Kupferlegierungsplatte mit ausgezeichneter Biegeverarbeitbarkeit, ausgezeichneter Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und ausgezeichneter Spannungsrelaxationsbeständigkeit unter Beibehaltung ihrer hohen Festigkeit zu liefern, wenn die Kupferlegierungsplatte eine chemische Zusammensetzung aufweist, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Gehalts an Phosphor 1 Gew.-% oder mehr beträgt, und wenn die Kupferlegierungsplatte eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}≤2,0 unter der Annahme erfüllt, dass die Röntgenbeugungsintensität an der {220}-Kristallebene an der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} ist und dass die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} ist, wie die Kupferlegierungsplatten in den Beispielen 1 - 18.
Man kann auch sehen, dass die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit, die Spannungsrelaxationsbeständigkeit und die Biegebearbeitbarkeit einer Kupferlegierungsplatte verschlechtert werden, wenn die Kupferlegierungsplatte kein Silizium enthält und eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}>2,0 erfüllt, indem das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von weniger als 10 % in einem Walzpfad in einem Temperaturbereich von 650°C oder weniger durchgeführt wird, wie die Kupferlegierungsplatten in den Vergleichsbeispielen 1 und 2.
Man kann auch sehen, dass die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und die Biegebearbeitbarkeit einer Kupferlegierungsplatte verschlechtert werden, wenn die Kupferlegierungsplatte kein Phosphor enthält und eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}>2,0 erfüllt, indem das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von weniger als 10 % in einem Walzpfad in einem Temperaturbereich von 650°C oder weniger durchgeführt wird, wie die Kupferlegierungsplatten in den Vergleichsbeispielen 3 und 4.
Darüber hinaus ist zu erkennen, dass sich die Spannungsrelaxationsbeständigkeit einer Kupferlegierungsplatte verschlechtert, wenn die Kupferlegierungsplatte eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}>2,0 erfüllt, indem das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von weniger als 10 % in einem Walzpfad in einem Temperaturbereich von 650°C oder weniger durchgeführt wird, und wenn die Kupferlegierungsplatte eine mittlere Kristallkorngröße von 2 µm aufweist, indem die Fertigzwischenglühung bei einer Temperatur von weniger als 400°C durchgeführt wird, wie die Kupferlegierungsplatte im Vergleichsbeispiel 5.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001164328 [0008]
JP 2002088428 [0008]
JP 2009062610 [0008]

Claims

Kupferlegierungsplatte, die eine chemische Zusammensetzung aufweist, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen aufweist, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Gehalts an Phosphor 1 Gew.-% oder mehr beträgt, und wobei die Kupferlegierungsplatte eine Kristallorientierung aufweist, die I{220}/I{420}≤2,0 unter der Annahme erfüllt, dass die Röntgenbeugungsintensität an der {220}-Kristallebene an der Plattenfläche der Kupferlegierungsplatte I{220} ist und dass die Röntgenbeugungsintensität auf der {420}-Kristallebene darauf I{420} ist.
Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 1, wobei die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte ferner 1 Gew.-% oder weniger Nickel oder Kobalt umfasst.
Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 1, wobei die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte ferner ein oder mehrere Elemente umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Eisen, Chrom, Magnesium, Aluminium, Bor, Zirkonium, Titan, Mangan, Gold, Silber, Blei, Cadmium und Beryllium besteht, wobei die Gesamtmenge dieser Elemente 3 Gew.-% oder weniger beträgt.
Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 1, die eine mittlere Kristallkorngröße von 3 bis 20 µm hat.
Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 1, die eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 550 MPa aufweist.
Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 1, die eine 0,2 %-Dehngrenze von nicht weniger als 500 MPa aufweist.
Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 1, die eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als 8 %IACS hat.
Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Schmelzen und Gießen von Rohmaterialien einer Kupferlegierung, die eine chemische Zusammensetzung aufweist, die 17 bis 32 Gew.-% Zink, 0,1 bis 4,5 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,3 Gew.-% Phosphor und als Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, wobei die Summe des Gehalts an Silizium und des Sechsfachen des Gehalts an Phosphor 1 Gew.-% oder mehr beträgt; Warmwalzen der gegossenen Kupferlegierung mit einer Walzreduktion von 90 % oder mehr in einem Temperaturbereich von 900°C bis 300°C, wobei das Warmwalzen mit einer Walzreduktion von 10 % oder mehr in einem Walzpfad in einem Temperaturbereich von 650°C oder weniger durchgeführt wird; Zwischenkaltwalzen der warmgewalzten Kupferlegierung; Zwischenglühen der zwischenkaltgewalzten Kupferlegierung bei einer Temperatur von 400 bis 800°C; Fertigkaltwalzen der zwischengeglühten Kupferlegierung mit einer Walzreduktion von 30 % oder weniger; und Niedertemperaturglühen der fertig kaltgewalzten Kupferlegierung bei einer Temperatur von 450°C oder niedriger.
Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 8, wobei die Walzreduktion im Walzpfad im Temperaturbereich von 650°C oder weniger beim Warmwalzen 35 % oder weniger beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 8, wobei das Zwischenglühen durch eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, bei der eine Haltezeit und eine Erreichungstemperatur in einem Temperaturbereich von 400°C bis 800°C so eingestellt werden, dass die Kupferlegierung nach dem Zwischenglühen eine mittlere Kristallkorngröße von 3 bis 20 µm aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 8, wobei die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte ferner 1 Gew.-% oder weniger Nickel oder Kobalt umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 8, wobei die chemische Zusammensetzung der Kupferlegierungsplatte ferner ein oder mehrere Elemente umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Eisen, Chrom, Magnesium, Aluminium, Bor, Zirkonium, Titan, Mangan, Gold, Silber, Blei, Cadmium und Beryllium besteht, wobei die Gesamtmenge dieser Elemente 3 Gew.-% oder weniger beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 8, wobei das Zwischenkaltwalzen und das Zwischenglühen abwechselnd mehrfach wiederholt werden.
Anschlussklemme, deren Material eine Kupferlegierungsplatte nach Anspruch 1 ist.