JP2006265731A - 銅合金 - Google Patents
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Abstract
【課題】曲げ加工性に優れ、引張強度の強い電気・電子機器用のコネクタ、端子材等、例えば自動車車載用のコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適した銅合金を提供する。
【解決手段】Ｎｉ及び／又はＳｉを含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ、Ｂｅの少なくとも１つ以上を含み、残部がＣｕと不可避不純物からなる銅合金において、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ、Ｂｅの少なくとも１つ以上とＮｉ及び／又はＳｉとからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmである銅合金。
【選択図】なし
【解決手段】Ｎｉ及び／又はＳｉを含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ、Ｂｅの少なくとも１つ以上を含み、残部がＣｕと不可避不純物からなる銅合金において、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ、Ｂｅの少なくとも１つ以上とＮｉ及び／又はＳｉとからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmである銅合金。
【選択図】なし
Description
本発明は電気・電子機器用材料としてのリードフレーム、コネクタ、端子材等、例えば、自動車車載用などの電子・電気機器のコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適用される銅合金に関する。
従来、一般的に電気・電子機器用材料としては、鉄系材料の他、電気伝導性および熱伝導性に優れるリン青銅、丹銅、黄銅等の銅系材料も広く用いられている。
近年,電気・電子機器の小型化、軽量化、さらにこれに伴う部品高密度実装化に対する要求が高まり、これらに適用される銅系材料にも種々の特性についてより高水準のレベルが求められている。この主な特性としては、機械的性質、導電性、耐応力緩和性、曲げ加工性、ばね性などが挙げられる。その中でも近年の部品小型化の要求を満足するため、耐応力緩和性、引張強度および、曲げ加工性の向上がとりわけ要求されている。特に電子部品の小型化により、そのリードフレーム材等には、引張強度、曲げ加工性が、さらにコネクタ、端子材料等には引張強度等の他、耐応力緩和性が要求される。
近年,電気・電子機器の小型化、軽量化、さらにこれに伴う部品高密度実装化に対する要求が高まり、これらに適用される銅系材料にも種々の特性についてより高水準のレベルが求められている。この主な特性としては、機械的性質、導電性、耐応力緩和性、曲げ加工性、ばね性などが挙げられる。その中でも近年の部品小型化の要求を満足するため、耐応力緩和性、引張強度および、曲げ加工性の向上がとりわけ要求されている。特に電子部品の小型化により、そのリードフレーム材等には、引張強度、曲げ加工性が、さらにコネクタ、端子材料等には引張強度等の他、耐応力緩和性が要求される。
この材料に対する要求は部品の用途、種類、形状等によって少しずつ異なるが、具体的には引張強度は７００ＭＰａ以上で曲げ加工性がＲ／ｔ≦１．０（Ｒは曲げ半径、ｔは板厚）、あるいは引張強度８００ＭＰａ以上で曲げ加工性がＲ／ｔ≦２．０、より好ましくは、引張強度８００ＭＰａ以上で曲げ加工性がＲ／ｔ＜１．５もしくは９００ＭＰａ以上でかつＲ／ｔ＜２．０であることが要求される。
また、部品の小型化に伴い、材料の薄肉化は避けられない。このため材料に負荷される応力の増大、使用環境の高温化などにより従来の銅合金では、より長時間の使用に耐え得る材料であるとは言えない。このような状況下、耐応力緩和性は一層の向上が求められている。最低限の耐応力緩和性として、日本電子材料工業会標準規格のＥＭＡＳ−３００３に準拠した値で、１５０℃の温度条件下で応力緩和率が２０％未満の条件を満たす銅合金材料が要求される。
これらの要求特性はリン青銅、丹銅、黄銅などの市販量産合金では満足できない水準であった。そこで従来、母相の銅と原子半径の大きく異なるＳｎやＺｎをＣｕ中に固溶させて、それに圧延や引き抜き加工などの冷間加工を加えることにより強度を向上させている。この方法では高い冷間加工率を加えることにより高強度な材料を得ることができるが、高い冷間加工率（一般的に５０％以上）を加えたものは曲げ加工性が著しく悪くなることが知られている。一般的にこの方法は固溶強化と加工強化の組み合わせであると言える。
また、部品の小型化に伴い、材料の薄肉化は避けられない。このため材料に負荷される応力の増大、使用環境の高温化などにより従来の銅合金では、より長時間の使用に耐え得る材料であるとは言えない。このような状況下、耐応力緩和性は一層の向上が求められている。最低限の耐応力緩和性として、日本電子材料工業会標準規格のＥＭＡＳ−３００３に準拠した値で、１５０℃の温度条件下で応力緩和率が２０％未満の条件を満たす銅合金材料が要求される。
これらの要求特性はリン青銅、丹銅、黄銅などの市販量産合金では満足できない水準であった。そこで従来、母相の銅と原子半径の大きく異なるＳｎやＺｎをＣｕ中に固溶させて、それに圧延や引き抜き加工などの冷間加工を加えることにより強度を向上させている。この方法では高い冷間加工率を加えることにより高強度な材料を得ることができるが、高い冷間加工率（一般的に５０％以上）を加えたものは曲げ加工性が著しく悪くなることが知られている。一般的にこの方法は固溶強化と加工強化の組み合わせであると言える。
これに代わる強化法として材料中にナノメートル・オーダーの析出物を形成させて強化する析出強化法（析出硬化法）がある。この強化方法は強度が高くなることに加えて、導電率を同時に向上させるメリットがあるため、多くの合金系で行われてきた。
その中で、Ｃｕ中にＮｉとＳｉを加えてそのＮｉとＳｉから構成される析出物を形成させて強化させたコルソン合金と呼ばれる合金は、多くの析出型合金の中ではその強化する能力が非常に高く、いくつかの市販合金（例えば、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）登録合金であるＣＤＡ７０２５０）として用いられている。この一般に析出強化される合金が端子・コネクタ材に用いられる場合、その製造工程に、次の２つの重要な熱処理を取り入れて製造されている。１つは溶体化処理と呼ばれる、合金の融点に近い高温（通常は７００℃以上）にて鋳造や熱間圧延で析出したＮｉとＳｉをＣｕ母相に固溶させる目的で行う熱処理である。もう１つは溶体化処理温度より低い温度で熱処理するいわゆる時効処理で、高温で固溶したＮｉとＳｉを析出物として析出させる目的で行う熱処理である。これは、高い温度と低い温度でＮｉとＳｉがＣｕに固溶する濃度の差を使って合金を強化する方法である。
その中で、Ｃｕ中にＮｉとＳｉを加えてそのＮｉとＳｉから構成される析出物を形成させて強化させたコルソン合金と呼ばれる合金は、多くの析出型合金の中ではその強化する能力が非常に高く、いくつかの市販合金（例えば、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）登録合金であるＣＤＡ７０２５０）として用いられている。この一般に析出強化される合金が端子・コネクタ材に用いられる場合、その製造工程に、次の２つの重要な熱処理を取り入れて製造されている。１つは溶体化処理と呼ばれる、合金の融点に近い高温（通常は７００℃以上）にて鋳造や熱間圧延で析出したＮｉとＳｉをＣｕ母相に固溶させる目的で行う熱処理である。もう１つは溶体化処理温度より低い温度で熱処理するいわゆる時効処理で、高温で固溶したＮｉとＳｉを析出物として析出させる目的で行う熱処理である。これは、高い温度と低い温度でＮｉとＳｉがＣｕに固溶する濃度の差を使って合金を強化する方法である。
電気・電子機器用途のコルソン合金として、析出物の粒径を規定した例がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この析出型合金では、溶体化処理時に結晶粒径が粗大化し、時効処理の時には一般的に再結晶を伴わないため、溶体化処理時の結晶粒径がそのまま製品の結晶粒径になる問題がある。添加されるＮｉやＳｉ量が多くなればそれだけ高温での溶体化処理が必要なため、結晶粒径は短時間の熱処理で粗大化する傾向になる。結晶粒が粗大化することにより曲げ加工性が著しく低下する問題が発生する。
また、銅合金の曲げ加工性を向上させる方法として、Ｎｉ−Ｓｉ析出物を利用せず、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐを添加し、相互に反応させて化合物を析出させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この合金では引張強度がせいぜい６４０ＭＰａ程度であり、近年の部品小型化による高強度への要求を満たすには充分でなくなっている。また、この銅合金にＳｉを添加しても、Ｎｉ−Ｐ析出物が減少して強度と導電率が共に低下してしまう。またＳｉおよびＰが過剰となり熱間加工時に割れが生じる問題が発生する。
以上のように、引張強度が高くなる程曲げ加工性を維持することは困難である。そのため、引張強度、曲げ加工性、導電性、及び耐応力緩和性を高度に併立ないしはバランスさせて、かつ用途に応じて制御しうる銅合金の開発が望まれている。
また、銅合金の曲げ加工性を向上させる方法として、Ｎｉ−Ｓｉ析出物を利用せず、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐを添加し、相互に反応させて化合物を析出させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この合金では引張強度がせいぜい６４０ＭＰａ程度であり、近年の部品小型化による高強度への要求を満たすには充分でなくなっている。また、この銅合金にＳｉを添加しても、Ｎｉ−Ｐ析出物が減少して強度と導電率が共に低下してしまう。またＳｉおよびＰが過剰となり熱間加工時に割れが生じる問題が発生する。
以上のように、引張強度が高くなる程曲げ加工性を維持することは困難である。そのため、引張強度、曲げ加工性、導電性、及び耐応力緩和性を高度に併立ないしはバランスさせて、かつ用途に応じて制御しうる銅合金の開発が望まれている。
上記のような問題点に鑑み、本発明の目的は、高い曲げ加工性、優れた引張強度、導電性および耐応力緩和性を有し、かつ用途などに応じた特性のバランスをとることが容易で、電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、特に自動車車載用などのコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適した銅合金を提供することにある。
本発明者らは、電気・電子部品用途に適した銅合金について研究を行い、合金特性と、銅合金の組織中のＮｉ−Ｓｉ析出物、それ以外の析出物の粒径、さらにその分布密度の割合と、結晶粒の粗大化抑制との関連に着目し、種々検討を重ねた結果、優れた引張強度を有し、曲げ加工性、導電性、さらには耐応力緩和性の優れた材料を形成できる本発明の銅合金を完成させるに至った。
すなわち本発明は、
（１）Ｎｉ及び／又はＳｉ、並びにＢ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上からなる析出物Ｙと、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘを有する銅合金であって、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μｍであることを特徴とする銅合金、
（２）前記析出物Ｙの粒径が０．０２〜０．９μｍであることを特徴とする銅合金、
（３）Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｒからなる析出物Ｙ１、Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｏからなる析出物Ｙ２、Ｎｉ、Ｓｉ及びＺｒからなる析出物Ｙ３、並びにＮｉ、Ｓｉ及びＢからなる析出物Ｚからなる群から選ばれた少なくとも１種の析出物と、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘを有する銅合金であって、前記析出物Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＺからなる群から選ばれた少なくとも１種の析出物の粒径が０．１〜２μｍであることを特徴とする銅合金、
（４）Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上とＮｉとＳｉからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金、
（５）Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも２つ以上とＮｉ又はＳｉからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金、
（６）Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも３つ以上からなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金、
（７）前記析出物Ｙの融点が溶体化処理温度よりも高いことを特徴とする請求項（１）〜（６）のいずれか１つ記載の銅合金、
（８）前記析出物Ｘの１ｍｍ２あたりの数が前記析出物Ｙの１ｍｍ２あたりの数の２０〜２０００倍であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１つに記載の銅合金、
（９）前記析出物Ｘの数が１ｍｍ２あたり１０８〜１０１２個で、かつ、前記析出物Ｙの数が１ｍｍ２あたり１０４〜１０８個であることを特徴とする請求項（１）〜（８）のいずれか１つに記載の銅合金、
（１０）前記銅合金組成が更に、Ｓｎ ０．１〜１．０質量％、Ｚｎ ０．１〜１．０質量％、及びＭｇ ０．０５〜０．５質量％から選ばれた少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項（１）〜（９）のいずれか１つに記載の銅合金、
（１１）応力緩和率が２０％未満である（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の銅合金、
（１２）電気・電子機器材料用であることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の銅合金
を提供するものである。
すなわち本発明は、
（１）Ｎｉ及び／又はＳｉ、並びにＢ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上からなる析出物Ｙと、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘを有する銅合金であって、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μｍであることを特徴とする銅合金、
（２）前記析出物Ｙの粒径が０．０２〜０．９μｍであることを特徴とする銅合金、
（３）Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｒからなる析出物Ｙ１、Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｏからなる析出物Ｙ２、Ｎｉ、Ｓｉ及びＺｒからなる析出物Ｙ３、並びにＮｉ、Ｓｉ及びＢからなる析出物Ｚからなる群から選ばれた少なくとも１種の析出物と、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘを有する銅合金であって、前記析出物Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＺからなる群から選ばれた少なくとも１種の析出物の粒径が０．１〜２μｍであることを特徴とする銅合金、
（４）Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上とＮｉとＳｉからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金、
（５）Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも２つ以上とＮｉ又はＳｉからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金、
（６）Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも３つ以上からなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金、
（７）前記析出物Ｙの融点が溶体化処理温度よりも高いことを特徴とする請求項（１）〜（６）のいずれか１つ記載の銅合金、
（８）前記析出物Ｘの１ｍｍ２あたりの数が前記析出物Ｙの１ｍｍ２あたりの数の２０〜２０００倍であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１つに記載の銅合金、
（９）前記析出物Ｘの数が１ｍｍ２あたり１０８〜１０１２個で、かつ、前記析出物Ｙの数が１ｍｍ２あたり１０４〜１０８個であることを特徴とする請求項（１）〜（８）のいずれか１つに記載の銅合金、
（１０）前記銅合金組成が更に、Ｓｎ ０．１〜１．０質量％、Ｚｎ ０．１〜１．０質量％、及びＭｇ ０．０５〜０．５質量％から選ばれた少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項（１）〜（９）のいずれか１つに記載の銅合金、
（１１）応力緩和率が２０％未満である（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の銅合金、
（１２）電気・電子機器材料用であることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の銅合金
を提供するものである。
本発明の銅合金は、導電性を損なわずに、引張強度と曲げ加工性（Ｒ／ｔ）を高レベルで両立させ、さらには、コネクタや端子材の信頼性に大きく影響を及ぼす耐応力緩和性を更に向上せしめるもので、同じ引張強度で比較して従来のものより、曲げ加工性や耐応力緩和性が優れる。この銅合金は、小型化して、より高い特性を要求される電気・電子機器用途に好適な銅合金である。なお、本発明の銅合金は上記に加えばね性など他の特性にも優れる。
本発明の銅合金の好ましい実施の態様について、以下に詳細に説明する。
本発明の銅合金は安価で、高導電性を維持して、曲げ加工性に優れ、その他の特性も良好な高性能銅合金であり、電気・電子機器用、例えば、車載用の端子・コネクタあるいはリレー、スイッチ等の電子部品用として好適である。
本発明の銅合金は安価で、高導電性を維持して、曲げ加工性に優れ、その他の特性も良好な高性能銅合金であり、電気・電子機器用、例えば、車載用の端子・コネクタあるいはリレー、スイッチ等の電子部品用として好適である。
本発明の銅合金の好ましい実施の態様について、以下に詳細に説明する。
本発明は、銅合金の析出物の粒径を制御するものである。具体的には粒径を制御する方法として、２つの観点からこれを実現する。
1つ目は溶体化処理時に結晶粒径を粗大化させない元素を用いることで実現する。ＮｉとＳｉとα、Ｎｉとαとβ、Ｓｉとαとβ、αとβとγ（ここでα、β、γはＮｉ、Ｓｉ以外の元素である）からなる析出物は高温の溶体化処理の温度でもＣｕ母相に固溶されず、Ｃｕ母相の結晶粒及び粒内に存在して、母相の結晶粒の成長を抑制する作用効果を発揮する。
本発明は、銅合金の析出物の粒径を制御するものである。具体的には粒径を制御する方法として、２つの観点からこれを実現する。
1つ目は溶体化処理時に結晶粒径を粗大化させない元素を用いることで実現する。ＮｉとＳｉとα、Ｎｉとαとβ、Ｓｉとαとβ、αとβとγ（ここでα、β、γはＮｉ、Ｓｉ以外の元素である）からなる析出物は高温の溶体化処理の温度でもＣｕ母相に固溶されず、Ｃｕ母相の結晶粒及び粒内に存在して、母相の結晶粒の成長を抑制する作用効果を発揮する。
２つ目は溶体化処理時の初期の再結晶を行う時に核となる元素を用いることで実現する。ＮｉとＳｉとα、Ｎｉとαとβ、Ｓｉとαとβ、αとβとγ（ここでα、β、γはＮｉ、Ｓｉ以外の元素である）からなる析出物である金属間化合物は溶体化処理温度で再結晶の核生成サイトとなり、添加しない場合と比較してより多くの結晶粒を形成させる（核生成する）。数多くの結晶粒が形成されれば、粒成長時に互いに干渉してその粒成長を抑制することができる。この再結晶の核生成サイトの作用効果についても、多元系析出物の場合が好ましい。
本発明において「析出物」とは、金属間化合物、炭化物、酸化物、硫化物、窒化物、化合物（固溶体）、元素金属などを包含する意味である。
本発明において「析出物」とは、金属間化合物、炭化物、酸化物、硫化物、窒化物、化合物（固溶体）、元素金属などを包含する意味である。
上記の析出物は、溶体化処理時においてもＣｕ母相に固溶しないものである。すなわち、溶体化処理温度よりも融点が高い析出物であることが求められる。溶体化処理温度よりも融点が高い析出物であれば、前記析出物群に限定されるわけでなく、溶体化処理時における結晶粒粗大化を防止し、あるいは再結晶の核生成サイトとなって多くの結晶粒を形成させる（核生成する）効果を有するものであれば良い。
本発明の銅合金は安価で、高導電性を維持しながら曲げ加工性に優れ、他の特性も良好な高性能銅合金であり、電気・電子機器用、例えば、車載用の端子・コネクタあるいはリレー、スイッチ等の電子部品用として好適である。
本発明の銅合金は安価で、高導電性を維持しながら曲げ加工性に優れ、他の特性も良好な高性能銅合金であり、電気・電子機器用、例えば、車載用の端子・コネクタあるいはリレー、スイッチ等の電子部品用として好適である。
次に、本発明の銅合金の合金組織について述べる。
ＮｉとＳｉからなる析出物Ｘの粒径は、好ましくは０．００１〜０．１μｍ、より好ましくは０．００３〜０．０５μｍ、更に好ましくは０．００５〜０．０２μｍである。その理由は、小さすぎると強度向上が見られず、大き過ぎると曲げ加工性が低下してしまうからである。
ＮｉとＳｉからなる析出物Ｘの粒径は、好ましくは０．００１〜０．１μｍ、より好ましくは０．００３〜０．０５μｍ、更に好ましくは０．００５〜０．０２μｍである。その理由は、小さすぎると強度向上が見られず、大き過ぎると曲げ加工性が低下してしまうからである。
Ｎｉ及び／又はＳｉ、並びにＢ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上からなる析出物Ｙ、Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｒからなる析出物Ｙ１、Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｏからなるＹ２、Ｎｉ、Ｓｉ及びＺｒからなる析出物Ｙ３は、高温での熱処理である溶体化処理時に、Ｎｉ−Ｓｉ析出物Ｘより結晶粒を微細化する効果が大きい。特に、析出物Ｙ１及び析出物Ｙ２では、この効果が大きい。
この効果は、曲げ加工性を良好にせしめる作用を示す。また、従来の溶体化処理温度より高い温度において溶体化処理を行うことができるため、銅合金中の固溶量を増加させて、時効処理時に析出量を増やして引張強度、耐応力緩和性の向上に寄与するものである。特に、析出物Ｘの融点よりも析出物Ｙの融点が高いと、より効果が高まる。析出物Ｘの融点は好ましくは６５０〜１０５０℃であり、析出物Ｙの融点は好ましくは析出物Ｘの融点より高く、かつ、１１００℃以下である。
この効果は、曲げ加工性を良好にせしめる作用を示す。また、従来の溶体化処理温度より高い温度において溶体化処理を行うことができるため、銅合金中の固溶量を増加させて、時効処理時に析出量を増やして引張強度、耐応力緩和性の向上に寄与するものである。特に、析出物Ｘの融点よりも析出物Ｙの融点が高いと、より効果が高まる。析出物Ｘの融点は好ましくは６５０〜１０５０℃であり、析出物Ｙの融点は好ましくは析出物Ｘの融点より高く、かつ、１１００℃以下である。
析出物Ｙの粒径は０．０１〜２．０μmが好ましく、さらに０．０５〜０．５μm、最も好ましくは０．０５〜０．１３μmである。その理由は、小さすぎると粒成長抑制効果および核生成サイトの増加の効果が見られなかったためであり、大きすぎると曲げ加工性が低下するためである。本発明において析出物Yの粒径を、析出物Xの粒径より大とすることが好ましい。粒径の比でＹ／Ｘを好ましくは１を超え２０００以下、より好ましくは５〜５００とする。
以下に、各合金元素の作用効果とその添加量の範囲について説明する。
ＮｉとＳｉについては、ＮｉとＳｉの添加比を制御することによりＮｉ−Ｓｉ析出物を形成さて析出強化を行い銅合金の強度を向上させることが目的として形成させる元素であり、Ｎｉの含有量は２．０〜５．０質量％、好ましくは２．１〜４．６質量％である。引張強度８００ＭＰａ以上でかつ曲げ加工性はＲ／ｔ＜１．５、あるいは引張強度９００ＭＰａ以上でかつ曲げ加工性がＲ／ｔ＜２を満たすためには、３．５〜４．６質量％であることが好ましい。Ｎｉ量が少ないとその析出硬化量が小さく強度が不足し、多すぎれば導電率が著しく低下するためである。
また、Ｓｉは質量比で表すと、Ｎｉ添加量４に対してＳｉが約１の時に最も強化量が大きくなることが知られている。また、Ｓｉの添加量が１．５質量％を越えると銅合金の鋳塊の熱間加工時に割れが生じやすくなる。Ｓｉの添加量は０．３〜１．５質量％、好ましくは０．５〜１．１質量％、より好ましくは０．８〜１．１質量％である。
ＮｉとＳｉについては、ＮｉとＳｉの添加比を制御することによりＮｉ−Ｓｉ析出物を形成さて析出強化を行い銅合金の強度を向上させることが目的として形成させる元素であり、Ｎｉの含有量は２．０〜５．０質量％、好ましくは２．１〜４．６質量％である。引張強度８００ＭＰａ以上でかつ曲げ加工性はＲ／ｔ＜１．５、あるいは引張強度９００ＭＰａ以上でかつ曲げ加工性がＲ／ｔ＜２を満たすためには、３．５〜４．６質量％であることが好ましい。Ｎｉ量が少ないとその析出硬化量が小さく強度が不足し、多すぎれば導電率が著しく低下するためである。
また、Ｓｉは質量比で表すと、Ｎｉ添加量４に対してＳｉが約１の時に最も強化量が大きくなることが知られている。また、Ｓｉの添加量が１．５質量％を越えると銅合金の鋳塊の熱間加工時に割れが生じやすくなる。Ｓｉの添加量は０．３〜１．５質量％、好ましくは０．５〜１．１質量％、より好ましくは０．８〜１．１質量％である。
Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ、ＢｅはそれらあるいはＮｉ及び／又はＳｉとともに析出物Ｙを形成する。その効果は、既に述べたように溶体化処理時の結晶粒径の粗大化を抑制するが、析出強化を担うことはない又は大きく寄与することはない。前記の各元素の含有量はそれぞれ０．００５〜１．０質量％、好ましくは０．００７〜０．５質量％、より好ましくは０．０１〜０．１質量％、である。これらの元素の添加量が、多すぎると溶解鋳造時に粗大な晶出物を形成して鋳塊品質に問題を生じ、少なすぎると目的効果が達成できない。
また特に、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｒは主構成要素のＮｉ及びＳｉと共に析出物を形成する。その効果は、既に述べたように、溶体化処理時の結晶粒径の粗大化を抑制してその結晶粒径を制御するが、析出強化に大きくは寄与しない。この効果を発揮するには、添加量は好ましくは０．００５〜１．０質量％、さらに好ましくは０．１〜０．３質量％である。これらの元素の添加量が多すぎると溶解鋳造時に粗大な晶出物を形成して鋳塊品質に問題を生じ、少ないと添加した効果がない。
また、Ｂは主構成要素のＮｉ及びＳｉと共に析出物を形成する。その効果は、先のＣｒ、Ｃｏ、Ｚｒと同様に溶体化処理時の結晶粒径の粗大化を抑制する元素であり、析出強化は担わない。この効果を発揮するには、添加量は好ましくは０．００５〜０．１質量％、さらに好ましくは０．０１〜０．０７質量％である。この添加量が多すぎると溶解鋳造時に粗大な晶出物を形成して鋳塊品質に問題を生じ、少ないと添加した効果がない。
更に、特性を向上させる目的でＺｎ、Ｓｎ、及び／又はＭｇを添加するのが好ましい。
Ｚｎは母相に固溶する元素であるが、Ｚｎを添加することによりハンダ脆化が著しく改善するので添加量は、好ましくは０．１〜１．０質量％である。本合金の主な用途は電気電子機器及び車載用端子、コネクタあるいはリレー、スイッチ等の電子部品端子材であり、これらの大部分はハンダを用いて接合されるため、その接合における信頼性の向上は重要な要素技術の１つである。
また、Ｚｎの添加により合金の融点が低下することによりＮｉとＢからなる析出物並びにＭｎとＰからなる析出物の形成状態を制御することができる。前記析出物は両者とも凝固時に生成するために、その合金の凝固温度が高いとその粒径が大きくなり、結晶粒径の粗大化の抑制や結晶粒の核生成サイトを形成する効果の寄与が小さくなる。Ｚｎの下限を０．１質量％としたのは、ハンダ脆化の改善が見られる最低必要量であり、上限を１．０質量％としたのはそれを超えて添加すると導電率が悪くなるためである。
Ｚｎは母相に固溶する元素であるが、Ｚｎを添加することによりハンダ脆化が著しく改善するので添加量は、好ましくは０．１〜１．０質量％である。本合金の主な用途は電気電子機器及び車載用端子、コネクタあるいはリレー、スイッチ等の電子部品端子材であり、これらの大部分はハンダを用いて接合されるため、その接合における信頼性の向上は重要な要素技術の１つである。
また、Ｚｎの添加により合金の融点が低下することによりＮｉとＢからなる析出物並びにＭｎとＰからなる析出物の形成状態を制御することができる。前記析出物は両者とも凝固時に生成するために、その合金の凝固温度が高いとその粒径が大きくなり、結晶粒径の粗大化の抑制や結晶粒の核生成サイトを形成する効果の寄与が小さくなる。Ｚｎの下限を０．１質量％としたのは、ハンダ脆化の改善が見られる最低必要量であり、上限を１．０質量％としたのはそれを超えて添加すると導電率が悪くなるためである。
ＳｎとＭｇの添加についてもその用途から好ましい元素である。ＳｎとＭｇの添加は、これらの電子機器端子・コネクタの場合に特に重視されている耐クリープ特性を改善する効果がある。これは、耐応力緩和性とも言われ、端子・コネクタの信頼性を担う重要な特性である。ＳｎとＭｇは個々に添加した場合も、耐クリープ特性を改善できるが、両者を併用することによる相乗効果によりさらに改善することができる。Ｓｎの下限を０．１質量％としたのは、耐クリープ特性の改善が見られる最低必要量であり、上限を１質量％としたのはそれを超えて添加すると導電率が悪くなるためである。また、Ｍｇの下限を０．０５質量％としたのは、０．０５質量％未満では耐クリープ特性について効果が得られず、０．５質量％以上はその効果が飽和するためである。また、Ｍｇが０．５質量％を超えると組成によっては、特に著しい高温での熱間加工性が低下しまうことがある。
更に、ＳｎとＭｇは、ＮｉとＳｉからなる析出物の形成を促進させる作用がある。これらの元素は微細な前記析出物の核生成サイトとして寄与するために最適な量を添加することが重要である。
更に、ＳｎとＭｇは、ＮｉとＳｉからなる析出物の形成を促進させる作用がある。これらの元素は微細な前記析出物の核生成サイトとして寄与するために最適な量を添加することが重要である。
次に、析出物Ｘと、それ以外の析出物である析出物Ｙとの個数の関係について述べる。
析出物Ｘの銅合金内部の任意の断面における１ｍｍ２あたりの数が、対応する析出物Ｙの１ｍｍ２あたりの数の２０〜２０００倍存在するのが好ましい。その理由は、各特性の中で曲げ加工性を特に高めることができるからであり、十分な強度が得られるからである。さらに好ましくは１００〜１５００倍である。
析出物Ｘの銅合金内部の任意の断面における１ｍｍ２あたりの数が、対応する析出物Ｙの１ｍｍ２あたりの数の２０〜２０００倍存在するのが好ましい。その理由は、各特性の中で曲げ加工性を特に高めることができるからであり、十分な強度が得られるからである。さらに好ましくは１００〜１５００倍である。
具体的には、析出物Ｘの数は１ｍｍ２あたり１０８〜１０１２個が好ましい。また、対応する析出物Ｙの数は１ｍｍ２あたり１０４〜１０８個であることが好ましい。その理由は、曲げ加工性を特に高めることができるからであり、前記析出物の数が前記の範囲よりも少なすぎると必要な強度が得られないことがあり、多いと曲げ加工性が低下するためである。好ましくは、析出物Ｘの数が１ｍｍ２あたり５×１０９〜６×１０１１個である。また、対応する析出物Ｙの数が１ｍｍ２あたり１０４〜４×１０７個である。
上記析出物の効果は、Ｎｉ量、Ｓｉ量が多くなるほど顕著となる。前記析出物Ｙの数を上記のようにすることにより、引張強度８００ＭＰａ以上でかつＲ／ｔ≦２．０、あるいは７００ＭＰａ以上でかつＲ／ｔ≦１．０を実現できる。さらに、引張強度８００ＭＰａ以上でかつ曲げ加工性がＲ／ｔ＜１．５、あるいは９００ＭＰａ以上でかつＲ／ｔ＜２が実現できる。また、耐応力緩和性については、日本電子材料工業会標準規格（EMAS−3003）の片持ちブロック式を採用し、表面最大応力が80％降伏強さ（80％YS、0．2％耐力）となるよう負荷応力を設定し、150℃にて1000時間の条件下で応力緩和率を測定し、この応力緩和率が好ましくは２０％未満、より好ましくは１８％未満、さらに好ましくは１５％以下である銅合金とすることができる。なお、析出物の数は単位面積あたりの平均値である。
上記析出物の効果は、Ｎｉ量、Ｓｉ量が多くなるほど顕著となる。前記析出物Ｙの数を上記のようにすることにより、引張強度８００ＭＰａ以上でかつＲ／ｔ≦２．０、あるいは７００ＭＰａ以上でかつＲ／ｔ≦１．０を実現できる。さらに、引張強度８００ＭＰａ以上でかつ曲げ加工性がＲ／ｔ＜１．５、あるいは９００ＭＰａ以上でかつＲ／ｔ＜２が実現できる。また、耐応力緩和性については、日本電子材料工業会標準規格（EMAS−3003）の片持ちブロック式を採用し、表面最大応力が80％降伏強さ（80％YS、0．2％耐力）となるよう負荷応力を設定し、150℃にて1000時間の条件下で応力緩和率を測定し、この応力緩和率が好ましくは２０％未満、より好ましくは１８％未満、さらに好ましくは１５％以下である銅合金とすることができる。なお、析出物の数は単位面積あたりの平均値である。
銅合金の結晶粒径（短径と長径の平均）は２０μm以下であれば良いが、好ましくは１０．０μm以下が良い。１０．０μmを超えると引張強度が７２０ＭＰa以上でかつ曲げ加工性Ｒ／ｔ＜２を得られることができないためである。より好ましくは８．５μm以下である。また下限は０．５μｍ以上であれば良い。なお前記結晶粒径は、板材の厚さ方向に平行でかつ最終冷間圧延方向（最終塑性加工方向）と平行な断面において、最終冷間圧延方向と平行な方向と直角な方向の２方向で結晶粒径を測定し、測定値の大きい方を長径、小さい方を短径とし、それぞれの長径と短径の４値の平均値を０．００５ｍｍの整数倍に丸めて算出した。
次に、本発明に係る合金の好ましい製造方法として、具体的に述べると前記所望の成分組成を持つ銅合金を溶解し、鋳造し、鋳塊を熱間圧延する。その際、鋳塊を昇温速度２０〜２００℃／時間で加熱し、８５０〜１０５０℃×０．５〜５時間保持後に熱間圧延を施す。熱間圧延の終了温度は３００〜７００℃とし、その後急冷する。これにより析出物Ｘ及び成分組成に対応する析出物Ｙが生成する。この熱間圧延後に、溶体化処理、焼鈍、冷間圧延を組み合わせ、所望の板厚にする。
前記溶体化処理の目的は鋳造や熱間加工時に析出したＮｉとＳｉを再固溶させると同時に再結晶させることにある。これにより固溶量の増大と蓄積された加工歪の除去をはかり、強度と曲げ加工性を向上させる基礎処理ができる。前記溶体化処理の温度は添加したＮｉ量によって調整を行い、好ましい実施態様として、Ｎｉ量が２．０質量％以上２．５質量％未満は６００〜８２０℃、２．５質量％以上３．０質量％未満は７００〜８７０℃、３．０質量％以上３．５質量％未満は７５０〜９２０℃、３．５質量％以上４．０質量％未満は８００〜９７０℃、４．０質量％以上４．５質量％未満は８５０〜１０２０℃、４．５質量％以上５．０質量％未満は９２０〜１０５０℃とする。上記元素が添加された本発明合金では、高温での結晶粒の粗大化が抑制されることから、より高い温度で溶体化処理を施すことができることで固溶量が増大し、高強度を得ることができる。
前記溶体化処理の目的は鋳造や熱間加工時に析出したＮｉとＳｉを再固溶させると同時に再結晶させることにある。これにより固溶量の増大と蓄積された加工歪の除去をはかり、強度と曲げ加工性を向上させる基礎処理ができる。前記溶体化処理の温度は添加したＮｉ量によって調整を行い、好ましい実施態様として、Ｎｉ量が２．０質量％以上２．５質量％未満は６００〜８２０℃、２．５質量％以上３．０質量％未満は７００〜８７０℃、３．０質量％以上３．５質量％未満は７５０〜９２０℃、３．５質量％以上４．０質量％未満は８００〜９７０℃、４．０質量％以上４．５質量％未満は８５０〜１０２０℃、４．５質量％以上５．０質量％未満は９２０〜１０５０℃とする。上記元素が添加された本発明合金では、高温での結晶粒の粗大化が抑制されることから、より高い温度で溶体化処理を施すことができることで固溶量が増大し、高強度を得ることができる。
例えば、Ｎｉを３．０質量％、Ｓｉを０．７質量％からなる合金材を９００℃で熱処理すれば、既に析出しているＮｉ−Ｓｉ析出物を充分に再固溶させることはできるが、その結晶粒の大きさは、１０μｍを遥かに超えてしまい、曲げ加工性を著しく低下させてしまうが、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｂのいずれかを更に添加した合金材では、９００℃の溶体化処理を施した場合でも、１０μｍ以下の結晶粒を得ることができるからである。
また、例えば、Ｎｉ含有量が３．０質量％、Ｓｉ含有量が０．７質量％である材料を８５０℃で熱処理すれば十分に析出したＮｉとＳｉが再固溶されて、結晶粒が１０μm以下を得ることができるが、この温度でＮｉ量が低い合金を処理した場合は結晶粒が粒成長を起こして粗大化して１０μm以下にはならないからである。また、逆に、Ｎｉ量が多くなると理想的な溶体化状態を得ることはできなくなり、その後の時効熱処理で強度を向上させることができなくなる。
このように、溶体化処理の条件を変えることにより、すなわち、溶体化処理温度を適宜選択することにより、析出物（Ｙなど）のサイズを変えることができる。例えば、析出物Y1のサイズを大きくしたい場合は、高めの溶体化処理温度（標準より５０度高い温度）、逆にサイズを小さくしたい場合は、低めの溶体化処理温度（標準より５０度低い温度）を選択して熱処理を行う。なお、サイズを変えることにより同時に密度も連動して変化し、サイズが大きいほど密度は低くなり、逆に、サイズが小さいほど密度は高くなる。
また、例えば、Ｎｉ含有量が３．０質量％、Ｓｉ含有量が０．７質量％である材料を８５０℃で熱処理すれば十分に析出したＮｉとＳｉが再固溶されて、結晶粒が１０μm以下を得ることができるが、この温度でＮｉ量が低い合金を処理した場合は結晶粒が粒成長を起こして粗大化して１０μm以下にはならないからである。また、逆に、Ｎｉ量が多くなると理想的な溶体化状態を得ることはできなくなり、その後の時効熱処理で強度を向上させることができなくなる。
このように、溶体化処理の条件を変えることにより、すなわち、溶体化処理温度を適宜選択することにより、析出物（Ｙなど）のサイズを変えることができる。例えば、析出物Y1のサイズを大きくしたい場合は、高めの溶体化処理温度（標準より５０度高い温度）、逆にサイズを小さくしたい場合は、低めの溶体化処理温度（標準より５０度低い温度）を選択して熱処理を行う。なお、サイズを変えることにより同時に密度も連動して変化し、サイズが大きいほど密度は低くなり、逆に、サイズが小さいほど密度は高くなる。
本発明の銅合金は、引張強度が８００ＭＰａ以上の高強度を有する場合において、高導電率を維持しつつ、特に曲げ加工性、及び場合によってはさらに耐応力緩和性の改善効果が明らかであるが、引張強度が８００ＭＰａ未満においても、同様の改善効果を有する。なお、本発明に係る銅合金はばね性等の他の特性にも優れている。
以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
（実施例１）
Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、さらにその他の元素を表１に示す量含み、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金成分を高周波溶解炉により溶解し、これを１０〜３０℃／秒の冷却速度で鋳造して厚さ３０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの鋳塊を得た。これを９００℃×１ｈｒの保持後、熱間圧延により板厚ｔ＝１２ｍｍの熱延板を作製し、その両面を各１ｍｍ面削してｔ＝１０ｍｍとし、次いで冷間圧延によりｔ＝０．１６７ｍｍに仕上げた。その板材を溶体化処理を行った。その条件は、前記段落［００２６］に準じた溶体化処理温度を選択した。その際、析出物Y1のサイズを変えるために、Y1のサイズを大きくしたい場合は、高めの溶体化処理温度（標準より５０度高い温度）、サイズを小さくしたい場合は、低めの溶体化処理温度（標準より５０度低い温度）を選択して熱処理を行った。なお、サイズを変えることにより同時に密度も連動して変化し、サイズが大きいほど密度は低くなり、逆に、サイズが小さいほど密度は高くなった。
溶体化処理の後は直ちに水焼入を行った。次いで、全ての合金は時効熱処理を４５０〜５００℃×２ｈｒで実施した後、加工率１０％で冷間圧延を行ってｔ＝０．１５ｍｍの供試材とした。
Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、さらにその他の元素を表１に示す量含み、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金成分を高周波溶解炉により溶解し、これを１０〜３０℃／秒の冷却速度で鋳造して厚さ３０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの鋳塊を得た。これを９００℃×１ｈｒの保持後、熱間圧延により板厚ｔ＝１２ｍｍの熱延板を作製し、その両面を各１ｍｍ面削してｔ＝１０ｍｍとし、次いで冷間圧延によりｔ＝０．１６７ｍｍに仕上げた。その板材を溶体化処理を行った。その条件は、前記段落［００２６］に準じた溶体化処理温度を選択した。その際、析出物Y1のサイズを変えるために、Y1のサイズを大きくしたい場合は、高めの溶体化処理温度（標準より５０度高い温度）、サイズを小さくしたい場合は、低めの溶体化処理温度（標準より５０度低い温度）を選択して熱処理を行った。なお、サイズを変えることにより同時に密度も連動して変化し、サイズが大きいほど密度は低くなり、逆に、サイズが小さいほど密度は高くなった。
溶体化処理の後は直ちに水焼入を行った。次いで、全ての合金は時効熱処理を４５０〜５００℃×２ｈｒで実施した後、加工率１０％で冷間圧延を行ってｔ＝０．１５ｍｍの供試材とした。
この供試材について下記の特性試験を行い、その結果を表２に記した。
ａ．導電率：
２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温漕中で四端子法により比抵抗を計測して導電率を算出した。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。
ｂ．引張強度：
圧延平行方向から切り出したＪＩＳ Ｚ ２２０１−１３Ｂ号の試験片をＪＩＳ Ｚ ２２４１に準じて３本測定しその平均値を示した。
ｃ．曲げ加工性：
圧延方向に平行に幅１０ｍｍ、長さ２５ｍｍに切出し、これに曲げの軸が圧延方向に直角に曲げ半径Ｒ＝０、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．４、０．５、０．６ｍｍで９０°Ｗ曲げし、曲げ部における割れの有無を５０倍の光学顕微鏡で目視観察および走査型電子顕微鏡によりその曲げ加工部位を観察し割れの有無を評価した。なお、評価結果はＲ／ｔ（Ｒは曲げ半径（ｍｍ）、ｔは板厚（ｍｍ））で表記し、割れが発生する限界のＲを採用してＲ／ｔを算出した。仮にＲ＝０．１５で割れが発生せず、Ｒ＝０．１で割れが発生した場合は、板厚ｔ＝０．１５ｍｍなのでＲ／ｔ＝０．１５／０．１５＝１と表記した。このＲ／ｔの値が小さいほど曲げ加工性は優れていることになる。
ａ．導電率：
２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温漕中で四端子法により比抵抗を計測して導電率を算出した。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。
ｂ．引張強度：
圧延平行方向から切り出したＪＩＳ Ｚ ２２０１−１３Ｂ号の試験片をＪＩＳ Ｚ ２２４１に準じて３本測定しその平均値を示した。
ｃ．曲げ加工性：
圧延方向に平行に幅１０ｍｍ、長さ２５ｍｍに切出し、これに曲げの軸が圧延方向に直角に曲げ半径Ｒ＝０、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．４、０．５、０．６ｍｍで９０°Ｗ曲げし、曲げ部における割れの有無を５０倍の光学顕微鏡で目視観察および走査型電子顕微鏡によりその曲げ加工部位を観察し割れの有無を評価した。なお、評価結果はＲ／ｔ（Ｒは曲げ半径（ｍｍ）、ｔは板厚（ｍｍ））で表記し、割れが発生する限界のＲを採用してＲ／ｔを算出した。仮にＲ＝０．１５で割れが発生せず、Ｒ＝０．１で割れが発生した場合は、板厚ｔ＝０．１５ｍｍなのでＲ／ｔ＝０．１５／０．１５＝１と表記した。このＲ／ｔの値が小さいほど曲げ加工性は優れていることになる。
ｄ．析出物の粒径と分布密度：
供試材を直径３ｍｍへ打ち抜き、ツインジェット研磨法を用いて薄膜研磨を行った後、加速電圧３００ｋＶの透過型電子顕微鏡で５０００倍と１０００００倍の写真を任意で３ヶ所撮影して、その写真上で析出物の粒径と密度を測定した。析出物の粒径と密度を測定は、電子線の入射方位を［００１］として行った。Ｎｉ−Ｓｉからなる析出物Ｘの場合は、微細なので高倍の１０００００倍の写真でｎ＝１００（ｎは観察の視野数）でその個数を測定し、析出物Ｙ１は低倍の５０００倍の写真でｎ＝１０でその個数を測定し、これにより個数の局所的な偏りを排除するようにした。その個数を単位面積当たり（／ｍｍ２）へ演算した。
ｅ．結晶粒径：
結晶粒径の測定は、ＪＩＳ Ｈ ０５０１（切断法）に基づき測定した。板材の厚さ方向に平行でかつ最終冷間圧延方向（最終塑性加工方向）と平行な断面において、最終冷間圧延方向と平行な方向と直角な方向の２方向で結晶粒径を測定した。測定値の大きい方を長径、小さい方を短径とし、それぞれの長径と短径の４値の平均値を０．００５ｍｍの整数倍に丸めて示した。
供試材を直径３ｍｍへ打ち抜き、ツインジェット研磨法を用いて薄膜研磨を行った後、加速電圧３００ｋＶの透過型電子顕微鏡で５０００倍と１０００００倍の写真を任意で３ヶ所撮影して、その写真上で析出物の粒径と密度を測定した。析出物の粒径と密度を測定は、電子線の入射方位を［００１］として行った。Ｎｉ−Ｓｉからなる析出物Ｘの場合は、微細なので高倍の１０００００倍の写真でｎ＝１００（ｎは観察の視野数）でその個数を測定し、析出物Ｙ１は低倍の５０００倍の写真でｎ＝１０でその個数を測定し、これにより個数の局所的な偏りを排除するようにした。その個数を単位面積当たり（／ｍｍ２）へ演算した。
ｅ．結晶粒径：
結晶粒径の測定は、ＪＩＳ Ｈ ０５０１（切断法）に基づき測定した。板材の厚さ方向に平行でかつ最終冷間圧延方向（最終塑性加工方向）と平行な断面において、最終冷間圧延方向と平行な方向と直角な方向の２方向で結晶粒径を測定した。測定値の大きい方を長径、小さい方を短径とし、それぞれの長径と短径の４値の平均値を０．００５ｍｍの整数倍に丸めて示した。
表１及び表２の結果から、本発明の試料は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。しかし比較例１００、１０１、１０２，１０３は、析出物Ｙ１の粒径が本発明で規定する範囲外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度と曲げ加工性を両立できなかった。このようにＮｉ、Ｓｉ、Ｃｒを含有するＣｕ合金系において、析出物Ｙ１の粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性（Ｒ／ｔ）の向上を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
（実施例２）
表３に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、析出物Ｙ１に代えて析出物Ｙ２について測定した以外は実施例１と同様の試験を行い、その結果を表４に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表３に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、析出物Ｙ１に代えて析出物Ｙ２について測定した以外は実施例１と同様の試験を行い、その結果を表４に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表３及び表４の結果から、本発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。しかし比較例１０５、１０６、１０７，１０８は、析出物Ｙ２の粒径が本発明で規定する範囲外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度と曲げ加工性を両立できなかった。このようにＮｉ、Ｓｉ、Ｃｏを含有するＣｕ合金系で、析出物Ｙ２の粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性（Ｒ／ｔ）の向上を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
（実施例３）
表５に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、析出物Ｙ１に代えて析出物Ｙ３について測定した以外は、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表６に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表５に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、析出物Ｙ１に代えて析出物Ｙ３について測定した以外は、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表６に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表５及び表６の結果から、本願発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。しかし比較例１０９、１１０、１１１、１１２は、析出物Ｙ３の粒径が本発明で規定する範囲外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度と曲げ加工性を両立できなかった。このようにＮｉ，Ｓｉ，Ｚｒを含有するＣｕ合金系で析出物Ｙ３の粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性（Ｒ／ｔ）の向上を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
（実施例４）
表７に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、析出物Ｙ１に代えて析出物Ｚについて測定した以外は、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表８に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表７に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、析出物Ｙ１に代えて析出物Ｚについて測定した以外は、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表８に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表７及び表８の結果から、本発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。しかし比較例１１３、１１４、１１５、１１６は、析出物Ｚの粒径が本発明で規定する範囲外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度と曲げ加工性を両立できなかった。このようにＮｉ，Ｓｉ，Ｂを含有するＣｕ合金において、析出物Ｚの粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性（Ｒ／ｔ）の向上を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
（実施例５）
表９に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、一部は析出物Ｙ１に代えて析出物Ｙ２、Ｙ３またはＺについて測定した以外は、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表１０に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表９に示す量の元素と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について、一部は析出物Ｙ１に代えて析出物Ｙ２、Ｙ３またはＺについて測定した以外は、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表１０に記した。製造方法、測定方法についても実施例１と同様である。
表９及び表１０の結果から、本発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。しかし比較例１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２は、析出物Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｚの粒径が本発明で規定する範囲外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度と曲げ加工性を両立できなかった。このように析出物Ｙ１等の粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性（Ｒ／ｔ）の向上を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
以下の実施例では、析出粒径Ｙにより特にコネクタや端子材の信頼性に大きく影響を及ぼす耐応力緩和性を制御できることを示す。なお、以下の実施例の銅合金は、コネクタや端子材として特に好適であるが、リードフレーム材など他の用途にも適用可能である。
（実施例６）
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１１に示す元素所定量と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の方法で試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例１−４及び１−１１はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例１−６はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。供試材の製造方法、測定方法については実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は以下の方法により評価した。
ｆ．耐応力緩和性：
日本電子材料工業会標準規格（EMAS−3003）の片持ちブロック式を採用し、表面最大応力が80％YS（0．2％耐力）となるよう負荷応力を設定して150℃恒温槽に1000時間保持して応力緩和率（S．R．R）を求めた。応力緩和率２０％未満の場合を耐応力緩和性が「良」とし、これが２０％以上の場合を「不良」とした。
ここで、表中のＧＷ、ＢＷは、それぞれ、圧延方向に対して平行に採集した試験片による、曲げ軸が圧延方向に直角となる曲げをGWと言い、圧延方向に対して垂直に採取した試験片による、曲げ軸が圧延方向に平行となる曲げをBWと称す。すなわち、ＧＷとは、試験片の長さ方向と圧延方向とが平行であることを、またＢＷとは、試験片の長さ方向と圧延方向とが垂直であることをそれぞれ意味する。
（実施例６）
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１１に示す元素所定量と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の方法で試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例１−４及び１−１１はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例１−６はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。供試材の製造方法、測定方法については実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は以下の方法により評価した。
ｆ．耐応力緩和性：
日本電子材料工業会標準規格（EMAS−3003）の片持ちブロック式を採用し、表面最大応力が80％YS（0．2％耐力）となるよう負荷応力を設定して150℃恒温槽に1000時間保持して応力緩和率（S．R．R）を求めた。応力緩和率２０％未満の場合を耐応力緩和性が「良」とし、これが２０％以上の場合を「不良」とした。
ここで、表中のＧＷ、ＢＷは、それぞれ、圧延方向に対して平行に採集した試験片による、曲げ軸が圧延方向に直角となる曲げをGWと言い、圧延方向に対して垂直に採取した試験片による、曲げ軸が圧延方向に平行となる曲げをBWと称す。すなわち、ＧＷとは、試験片の長さ方向と圧延方向とが平行であることを、またＢＷとは、試験片の長さ方向と圧延方向とが垂直であることをそれぞれ意味する。
表１１の結果から明らかなように、本発明の試料は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩和性とも優れた特性を有する。特に析出粒径Ｙの大きさにより耐応力緩和性を制御でき、応力緩和率を２０％未満とできる。本実施例ではＹを０．０２〜０．９μｍとすることで、優れた強度、導電性、曲げ加工性を維持したまま応力緩和率が１３％以下の良好な応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る合金はコネクタや端子材等に好適であると言える。なお、実施例には示していないが、Ｙの粒径は０．０１〜２．０μｍの範囲内であれば同様の効果が得られる。一方、比較例１−１はＢが多くて析出物Ｙが大きいため、強度と耐応力緩和性が劣った。比較例１−２はＦｅが少なくて析出物Ｙが小さいため、耐応力緩和性が劣った。比較例１−３はＰが多いので、耐応力緩和性が劣った。比較例１−４は析出物Ｙが小さいので、曲げ加工性と耐応力緩和性が劣った。比較例１−５は析出物Ｙが小さいので、耐応力緩和性が劣った。比較例１−６は析出物Ｙが小さいので耐応力緩和性が劣った。
（実施例７）
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１２に示す元素所定量と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例２−４及び２−１１はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例２−２はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。製造方法、測定方法についても実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は実施例６と同様の方法で評価した。
表１２の結果から明らかなように、本発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例ではＹを０．０５〜０．９μｍとすることで、優れた強度、導電性、曲げ加工性を維持したまま１４％以下の応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析出物Ｙの値が０．０１〜２．０μｍの範囲外のため、いずれも応力緩和率が２１％以上であった。
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１２に示す元素所定量と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例２−４及び２−１１はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例２−２はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。製造方法、測定方法についても実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は実施例６と同様の方法で評価した。
表１２の結果から明らかなように、本発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例ではＹを０．０５〜０．９μｍとすることで、優れた強度、導電性、曲げ加工性を維持したまま１４％以下の応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析出物Ｙの値が０．０１〜２．０μｍの範囲外のため、いずれも応力緩和率が２１％以上であった。
（実施例８）
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１３に示す元素所定量と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例３−４及び３−１１はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例３−８及び３−１５はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。製造方法、測定方法についても実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は実施例６と同様の方法で評価した。
表１３の結果から明らかなように、本願発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例ではＹを０．２〜０．６μｍとすることで、優れた強度、曲げ加工性、導電性を維持したまま１５％以下の応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析出物Ｙの値が０．０１〜２．０μｍの範囲外のため、いずれも応力緩和率が２１％以上であった。
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１３に示す元素所定量と、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例３−４及び３−１１はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例３−８及び３−１５はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。製造方法、測定方法についても実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は実施例６と同様の方法で評価した。
表１３の結果から明らかなように、本願発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例ではＹを０．２〜０．６μｍとすることで、優れた強度、曲げ加工性、導電性を維持したまま１５％以下の応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析出物Ｙの値が０．０１〜２．０μｍの範囲外のため、いずれも応力緩和率が２１％以上であった。
（実施例９）
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１４に示す元素所定量を含み、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例４−１及び４−４はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例４−２及び４−９はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。製造方法、測定方法についても実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は実施例６と同様の方法で評価した。
表１４の結果から明らかなように、本願発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例ではＹを０．１〜０．６μｍとすることで、優れた強度、曲げ加工性、導電性を維持したまま１５％以下の応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析出物Ｙの値が０．０１〜２．０μｍの範囲外のため、いずれも応力緩和率が２１％以上であった。
Ｎｉ、Ｓｉ、さらに表１４に示す元素所定量を含み、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金について実施例１と同様の試験を行った。なおＮｉ、Ｓｉの量は、本発明例４−１及び４−４はＮｉを３．５質量％、Ｓｉを０．８質量％、本発明例４−２及び４−９はＮｉを４．０質量％、Ｓｉを０．９５質量％、それ以外の本発明例と比較例はＮｉを３．８質量％、Ｓｉを０．８６質量％とした。製造方法、測定方法についても実施例１と同様に行った。また、耐応力緩和性は実施例６と同様の方法で評価した。
表１４の結果から明らかなように、本願発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例ではＹを０．１〜０．６μｍとすることで、優れた強度、曲げ加工性、導電性を維持したまま１５％以下の応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析出物Ｙの値が０．０１〜２．０μｍの範囲外のため、いずれも応力緩和率が２１％以上であった。
Claims (13)
- Ｎｉ及び／又はＳｉ、並びにＢ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上からなる析出物Ｙと、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘを有する銅合金であって、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μｍであることを特徴とする銅合金。
- 前記析出物Ｙの粒径が０．０２〜０．９μｍであることを特徴とする請求項１に記載の銅合金。
- Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｒからなる析出物Ｙ１、Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｏからなる析出物Ｙ２、Ｎｉ、Ｓｉ及びＺｒからなる析出物Ｙ３、並びにＮｉ、Ｓｉ及びＢからなる析出物Ｚからなる群から選ばれた少なくとも１種の析出物と、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘを有する銅合金であって、前記析出物Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＺからなる群から選ばれた少なくとも１種の析出物の粒径が０．１〜２μｍであることを特徴とする銅合金。
- Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上とＮｉとＳｉからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金。
- Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも２つ以上とＮｉからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金。
- Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも２つ以上とＳｉからなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金。
- Ｎｉを２．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．３〜１．５質量％含み、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも１つ以上をそれぞれ０．００５〜１．０質量％含み、残部がＣｕと不可避不純物からなり、Ｎｉ及びＳｉからなる析出物Ｘと、Ｂ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｐ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｖ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、ミッシュメタル（ＭＭ）、Ｃｏ及びＢｅからなる群から選ばれた少なくとも３つ以上からなる析出物Ｙを有し、前記析出物Ｙの粒径が０．０１〜２μmであることを特徴とする銅合金。
- 前記析出物Ｙの融点が溶体化処理温度よりも高いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の銅合金。
- 前記析出物Ｘの１ｍｍ２あたりの数が前記析出物Ｙの１ｍｍ２あたりの数の２０〜２０００倍であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の銅合金。
- 前記析出物Ｘの数が１ｍｍ２あたり１０８〜１０１２個で、かつ、前記析出物Ｙの数が１ｍｍ２あたり１０４〜１０８個であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の銅合金。
- 前記銅合金組成が更に、Ｓｎ ０．１〜１．０質量％、Ｚｎ ０．１〜１．０質量％、及びＭｇ ０．０５〜０．５質量％から選ばれた少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の銅合金。
- 応力緩和率が２０％未満である請求項１〜１１のいずれかに記載の銅合金。
- 電気・電子機器材料用であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の銅合金。
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