JP2009203510A - 高強度および高導電率を兼備した銅合金 - Google Patents

Abstract

【課題】従来材よりも高強度かつ高導電率を兼備した銅合金を提供する。
【解決手段】化学組成が質量％で、Ｎｉ：０．０１０〜３．０％、Ｐ：０．０１０〜０．３％、Ｓｎ：０．０１０〜３．０％、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｇのうち１種または２種以上：合計で０．０１０％〜１．５％を各々含有し、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなり、マトリックス中にりん化合物からなる析出物が微細に分散した組織を有する。前記析出物を形成するりん化合物中に含まれるＮｉの原子量Ｎ（Ｎｉ）に対する、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，ＦｅおよびＭｇの各元素の原子量の合計Ｎ（Ｍ）の比Ｎ／Ｎ（Ｎｉ）が０．０５以上、３０以下とされたものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、コネクタ、リレー、スイッチ、ソケットなどの電気・電子部品用材料として使用される高強度および高導電率を備えた銅合金に関する。

近年のエレクトロニクスの発達により、種々の機械装置の電気配線は複雑化、高集積化が進み、コネクタ等の電気・電子部品は、小型化、軽量化、高信頼性化が進んでいる。このような中、コネクタ用銅合金材料は薄肉化され、また複雑な形状に加工されるため、強度、弾性、導電率、曲げ加工性、プレス成形性が良好であることが求められている。特に、小型化、薄肉化が進むことにより、同一の荷重を受ける材料の断面積が小さくなり、通電量に対する材料の断面積も小さくなるため、高強度および高導電率を兼ね備えることが求められる。また導電率に関しては、これらの薄肉化の進む電子部品の他、自動車用のバスバー等の大電流を通電する部品においても重要な特性になる。

導電性の銅合金のうち、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系合金は、適切な条件で時効処理を施すことにより、Ｎｉ−Ｐ系化合物が析出し、強度、導電率を同時に向上させることが可能であり、この合金系は耐力、導電率、曲げ加工性のバランスに優れ、更に耐応力緩和特性に優れるという特徴を有しており、自動車用の小型端子やバスバーをはじめとする各種用途に用いられている。

このような合金として、例えば、下記特許文献１，２には、強度、導電率等の特性をできるだけ同時に高めるために、冷間圧延−熱処理の繰返し、場合によっては溶体化処理とそれに続く高い加工率での冷間圧延と熱処理によりＮｉ−Ｐ系化合物を均一かつ微細に析出させたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系銅合金が示されている。

また、下記特許文献３には、析出物サイズや析出物間距離、析出物の個数を厳密に制御することにより、高強度を達成したＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系銅合金が示されている。

さらに、下記特許文献４，５，６にはＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系合金について、副成分として、りん化合物を生成しやすいＦｅ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｍｇなどを添加することにより、強度その他の特性を向上させた銅合金が示されている。
特開２００１−２６２２５５号公報 特開２００１−２６２２９７号公報 特開２００６−２９１３５６号公報 特開２０００−１１９７７９号公報 特開２００７−３１７９５号公報 特開平４−３１１５４４号公報

しかしながら、昨今では通電部品の薄肉化、小型化の要求が一層厳しいものとなり、更なる高強度化が求められている。Ｎｉ−Ｐ系析出物を積極的に利用した上記従来の技術により、強度と導電率について改善が図られてきたが、析出物のサイズは数ｎｍ〜数十ｎｍ程度、個数密度は５００〜５０００個／μm²程度にまで達しており、これ以上の改善を図ることが困難な状況にある。
本発明はかかる問題に鑑み、従来材よりも高強度および高導電率を兼備した銅合金を提供することを目的とする。

本発明者は、導電性を低下させることなく、材料強度を改善するには、析出物を形成するりん化合物の単位析出量あたりの析出強化量を向上させればよいとの着想の下で、りん化合物の析出強化量を向上させる手段を種々研究した結果、りん化合物の組成を制御し、析出物の周囲の整合ひずみを大きくすることにより、高い強度と電導率を兼備させることを知見した。本発明はかかる知見を基に完成したものである。

すなわち、本発明の銅合金は、化学組成が質量％（以下、単に「％」と記載する。）で、
Ｎｉ：０．０１０〜３．０％、
Ｐ ：０．０１０〜０．３％、
Ｓｎ：０．０１０〜３．０％、
Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｇのうち１種または２種以上：合計で０．０１０％〜１．５％
を各々含有し、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなり、りん化合物からなる析出物が分散した組織を有し、前記析出物を形成するりん化合物中に含まれるＮｉの原子量Ｎ（Ｎｉ）に対する、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，ＦｅおよびＭｇの各元素の原子量の合計Ｎ（Ｍ）の比Ｎ／Ｎ（Ｎｉ）が、
０．０５≦Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）≦３０
とされたものである。

また、上記基本成分に、Ａ群（Ｚｎ：１．０％以下、Ｓｉ：０．１％以下）、Ｂ群（Ｃａ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｂｅ，Ａｕ，Ｐｔのうち１種または２種以上：合計で１．０％以下）から１種または２種以上の元素を添加して下記(1) 、(2) の化学組成とすることができる。さらに、これらの化学組成に対して、不純物元素であるＨｆ，Ｔｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｓｒ，Ｐｄ，Ｗ，Ｓ，Ｃ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｖ，Ｙ，Ｍｏ，Ｐｂ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｂ，ミッシュメタルは、各元素の合計量で０．１％以下に制限することが好ましい。
(1) 基本成分＋Ａ群から１種または２種以上
(2) 基本成分又は上記(1) の成分＋Ｂ群から１種または２種以上

本発明によれば、耐力５００Ｍｐａ超を達成した上で良好な導電率を備えた銅合金材料、例えば、耐力が５００Ｍｐａ超のクラスの銅合金で導電率が５０％ＩＡＣＳ以上、耐力が５５０ＭＰａ以上のクラスの銅合金で導電率が４５％ＩＡＣＳ以上という高強度および高導電率を同時に具備する銅合金材料を提供することができる。このため、本発明に係る銅合金は、小型化、薄肉化が進む電気・電子部品用材料や、強度と導電率が要求されるバスバー材料などの素材として好適に利用することができる。

本発明の実施形態に係る銅合金は、マトリックス中にりん化合物からなる析出物が微細に分散したものであり、前記析出物を形成するりん化合物に組成上の特徴があるので、先ず、この点について詳細に説明する。なお、後述する銅合金の化学組成範囲では、前記析出物のサイズは数ｎｍ〜５０ｎｍ程度であり、その個数密度は５００〜５０００個／μm²程度である。

前記りん化合物（Ｎｉ−Ｍ−Ｐ）は、その中に含まれるＮｉの原子量Ｎ（Ｎｉ）に対する、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，ＦｅおよびＭｇ（以下、これらの元素をまとめて「Ｍ」で表す。）の各元素の原子量の合計Ｎ（Ｍ）の比Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）が、りん化合物の単位析出量あたりの析出強化量を大きくするように、０．０５以上、３０以下の範囲に制限される。

りん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が大きいほど、析出物と母相Ｃｕの格子定数の差が大きくなり、析出物の周囲の整合ひずみが大きくなる。この析出物の周囲の整合ひずみは、転位の運動を妨げ、材料を強化する役目を果たす。従って、Ｎｉ−Ｍ−Ｐ系析出物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が大きいほど、析出物の周囲の整合ひずみが大きくなり、単位析出量あたりの析出強化量が大きくなる。もっとも、Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５未満と小さすぎると、Ｎｉ−Ｐ化合物と格子定数がほとんど同じとなるため、従来よりも大きな強度向上効果が期待できない。一方、Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が３０を超えて大きすぎると、析出物と母相の格子定数の差が大きくなり過ぎるため、析出物が整合性を失い、長範囲の整合ひずみ場がなくなり、大きな析出強化は期待できない。このため析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比は下限を０．０５、上限を３０に制限する。好ましくは、下限を０．５、上限を２０とする。より好ましくは、下限を２、上限を１５とする。

次に、実施形態に係る銅合金の化学組成について説明する。
Ｎｉ：０．０１０〜３．０％
Ｎｉは、Ｐとの間にＮｉ−Ｐ化合物を生成して、強度や耐応力緩和特性を向上させるのに必要な元素である。０．０１０％未満の含有では、最適な条件の下で製造しても、析出するりん化合物量やＮｉの固溶量の絶対量が不足する。また添加Ｎｉ量が少ないほど析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比は大きくなり、０．０１０％未満のＮｉ含有量ではＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５以下となり、析出物の強度への寄与が小さい。かかる理由により、Ｎｉ量の下限を０．０１０％とする。一方、３．０％を超えて過剰に含有させると、粗大な酸化物、晶出物、析出物などが生成し、強度、耐応力緩和特性、曲げ加工性が低下する。また３．０％超の添加では析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が３０超となり、析出物の強度への寄与が小さくなる。このため、Ｎｉ量の上限を３．０％とする。好ましくは、０．１〜２．０％の範囲とする。

Ｐ：０．０１０〜０．３％
Ｐは、ＮｉやＣｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｇとの間にりん化合物を析出させ、強度や耐応力緩和特性を向上させるのに必要な元素である。０．０１０％未満の含有ではりん化合物の析出量が不足するため、Ｐ量の上限を０．０１０％とする。一方、０．３％を超えて過剰に含有させると、りん化合物析出粒子が粗大化し、強度や耐応力緩和特性だけでなく、熱間加工性も低下する。このため、Ｐ量の下限を０．３％とする。好ましくは、０．０５〜０．２％の範囲とする。

Ｓｎ：０．０１０〜３．０％
Ｓｎは、銅合金中に固溶して強度を向上させる。Ｓｎ含有量が少ないと、焼鈍後の最終冷延の圧下率を増加するなどして、高強度化を行う必要がある。この場合には、導電率や耐応力緩和特性の若干の低下を伴う。Ｓｎ含有量が０．０１０％未満では、Ｓｎが少なすぎて、焼鈍後の最終冷延の圧下率を増加しても強度が低すぎ、これら特性バランスが所望のレベルに達しない。一方、過剰に添加すると導電率が低下し、また熱間加工性が低下する。このため、Ｓｎの含有量の下限を０．０１０％、上限を３．０％とする。好ましくは０．１〜２．０％の範囲とする。

Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｇのうち１種または２種以上：合計で０．０１０％〜１．５％
これらの元素は、Ｐとの間にＭ−Ｐ化合物（既述のとおり、ＭはＣｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｇの１種または２種以上をまとめて示す。）またはＮｉを含めたＮｉ−Ｍ−Ｐ化合物を生成し、強度や耐応力緩和特性を向上させるのに必要な元素である。またＭ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍ−Ｐ化合物はＮｉ−Ｐ化合物と比較してＣｕ母相との格子定数の差が大きく、析出物の周囲のひずみを大きくするため、析出強化量を大きくすることが可能である。これらの元素は、Ｎｉと同様、合計で０．０１０％未満の含有では析出するりん化合物の絶対量が不足する。またこれらの元素の添加量が少ないほど、析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比は小さくなる。０．０１０％未満の含有ではＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５未満となり、析出物の強度への寄与が小さい。このため、これらの元素の合計量の下限を０．０１０％とする。一方、合計量が１．５％を超えて過剰に含有すると、粗大な酸化物、晶出物、析出物などが生成し、強度、耐応力緩和特性、曲げ加工性が低下し、かつ固溶により導電率が低下する。また過剰に添加すると、りん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が３０超となり、析出物の強度への寄与が小さくなる。こんため、これらの元素の合計量の上限を１．５％とする。好ましくは、０．０５〜０．８％、より好ましくは０．０５〜０．３％の範囲とする。

上記基本成分に対して銅合金の機械的性質をより向上させるために、上記基本成分に、Ａ群（Ｚｎ：１．０％以下、Ｓｉ：０．１％以下）、Ｂ群（Ｃａ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｂｅ，Ａｕ，Ｐｔのうち１種または２種以上：合計で１．０％以下）から１種または２種以上の元素を添加して下記(1) または(2) の化学組成とすることができる。さらに、不純物元素であるＨｆ，Ｔｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｓｒ，Ｐｄ，Ｗ，Ｓ，Ｃ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｖ，Ｙ，Ｍｏ，Ｐｂ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｂ，ミッシュメタルは、各元素の合計量を０．１％以下に制限することが好ましい。
(1) 基本成分＋Ａ群から１種または２種以上
(2) 基本成分又は上記(1) の成分＋Ｂ群から１種または２種以上

Ｚｎ：１．０％以下、Ｓｉ：０．１％以下
Ｚｎは、錫めっきの剥離を防止する。しかし、過剰に添加すると導電率が低下し、また応力腐食割れの感受性の増大を招いてしまう。Ｓｉには脱酸剤としての効果がある。しかし、多量に加えると、導電率が低下してしまう。このため、Ｚｎの含有量は１％以下に止め、Ｓｉの含有量は０．１％以下に止める。

Ｂ群の１種または２種以上の元素：合計で１．０％以下
Ｂ群の各元素は、結晶粒の粗大化を防止する作用があるが、これらの元素を多量に加えると、導電率が低下してしまう。このため、これらの元素は合計で１．０％以下とする。

Ｈｆ，Ｔｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｓｒ，Ｐｄ，Ｗ，Ｓ，Ｃ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｖ，Ｙ，Ｍｏ，Ｐｂ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｂ，ミッシュメタルの各元素：合計で０．１以下
これらの元素は不純物元素であり、少ない程好ましいが、実施形態の成分系では、これらの元素が合計で０．１％以下に止まる限り、機械的性質にさほど影響を与えない。このため、これらの元素は合計量で０．１％以下まで許容される。なお、原料に含まれるこれらの元素の量を管理することにより、常法の製造方法の下で、これらの不純物元素の合計量を０．１％以下に制御することができる。通常の銅合金の原料を使用する場合にはこれらの元素が含まれることは少ないが、原料の一部にこれらの元素を多く含むようなもの、例えばリサイクル品が用いられる場合には取り扱いに注意が必要であり、合計量が０．１％以下となるように成分調整することが肝要である。

次に、実施形態に係る銅合金板の製造方法について以下に説明する。実施形態の銅合金板は、成分組成を調整した銅合金を溶解、鋳造し、その鋳塊を均質化処理（均熱処理）した後、熱間圧延および冷間粗圧延を行い、さらに溶体化焼鈍、最終仕上げ冷間圧延を行うことにより製造される。また、必要に応じて溶体化焼鈍を施した後に時効処理を施することができる。溶体化焼鈍後、あるいはさらに時効処理後の最終仕上げ圧延は、強度と曲げ加工性などの観点から、常法に従って５０％以下の圧下率とすればよい。

前記溶解、鋳造、その後の均熱処理、熱間圧延は通常の方法によって行うことができる。熱間圧延については、その入り温度は６００℃〜１０００℃程度、終了温度は６００℃〜８５０℃程度とされる。熱間圧延後は水冷、または放冷し、その後冷間粗圧延を行う。

前記冷間粗圧延に続いて行う溶体化焼鈍は、７００℃〜９００℃にて３０秒間保持し、その後の冷却速度について６５０℃までの温度範囲では１℃／ｓｅｃ以上とし、６５０℃〜３００℃の温度範囲では０．１〜１．０℃／ｓｅｃとし、３００℃〜室温までの温度範囲では１００℃／ｓｅｃ以上の冷却速度にて冷却する。

前記溶体化焼鈍後の冷却速度を上記の範囲としたのは、冷却中にりん化合物を析出させるためである。このときＭ−Ｐ化合物の生成温度域はＮｉ−Ｐ化合物の生成温度域より高温である。このため、析出物の生成温度が高温であるほど、Ｎｉ−Ｍ−Ｐ化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が大きくなる。
６５０℃までの温度範囲において１℃／ｓｅｃよりも冷却速度が小さいと、Ｍ−Ｐ化合物が生成しやすい６５０℃以上の高温域に銅合金が保持される時間が長くなる。その結果、高温域で生成が進むＭ−Ｐ化合物の割合が多くなって、Ｎｉ−Ｍ−Ｐ析出物のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が３０より大きくなってしまう。このため６５０℃までの温度範囲では冷却速度を１℃／ｓｅｃ以上とする。
３００℃〜室温までの温度範囲において１００℃／ｓｅｃより冷却速度が小さいと、Ｎｉ−Ｐ化合物のみが生成しやすい３００〜２５０℃程度の温度域に保持される時間が長くなる。その結果、低温域で生成が進むＮｉ−Ｐ化合物の割合が多くなって、Ｎｉ−Ｍ−Ｐ析出物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５よりも小さくなってしまう。このため３００℃〜室温までの温度範囲では冷却速度を１００℃／ｓｅｃ以上とする。
また６５０℃〜３００℃の温度範囲において０．１〜１．０℃／ｓｅｃとしたのは、Ｍ−Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物の生成のバランスを取り、Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５〜３０であるＮｉ−Ｍ−Ｐ析出物を生成するようにするためである。

ところで、従来の銅合金の製造にあたっては、溶体化焼鈍条件に関しては、溶体化を行う温度条件についての検討がなされることはあっても、その後の冷却についてはほとんど考慮されることがなかった。そのため、単純に放冷されるか、或は考慮されたとしても前記特許文献４の実施例に記載されているように、溶体化焼鈍温度から水冷（急冷）される程度であり、冷却速度をその温度範囲において緻密に制御されることはなかった。因みに溶体化焼鈍温度が上記のように７００℃〜９００℃であったとしても、単純な放冷であれば、少なくとも３００℃〜室温までの温度範囲において１００℃／ｓｅｃより冷却速度が小さくなるなどのため、Ｎｉ−Ｍ−Ｐ析出物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が制御できない。また溶体化焼鈍温度から急冷されると６５０℃〜３００℃の温度範囲における冷却速度が速くなりすぎて、やはりＮｉ−Ｍ−Ｐ析出物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が制御できない

溶体化焼鈍後においては、強度−導電率バランスを向上させるために時効処理を行うことができる。この際、時効温度および時間には注意が必要である。すなわち時効処理は３００℃〜６５０℃の温度にて２〜１０ｈｒの時効を行い、時効後は水冷または放冷を行う。６５０℃以上の温度で時効を行うと、上記のとおり、Ｍ−Ｐ化合物の生成のみが顕著に進み、その結果Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が３０よりも大きくなる。また３００℃以下の温度の内、２５０℃以下ではそもそも時効が進まず、３００〜２５０℃の範囲では、Ｎｉ−Ｐ化合物の生成のみが顕著に進み、その結果Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５よりも小さくなる。３００〜６５０℃の範囲で時効処理することにより、溶体化処理の冷却時と同様にＭ−Ｐ化合物とＮｉ−Ｐ化合物の生成がバランスよく進み、Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比を所望の範囲に制御できる。また時効処理に要する時間は通常の時効処理で採用する２〜１０ｈｒでよい。２ｈｒより短すぎると、時効が進まず導電率が低くなり、一方、時効時間が１０ｈｒを超えて長すぎると強度が低下するようになる。

この様な時効処理を行った実施形態の銅合金は、耐力が５００Ｍｐａ超のクラスで導電率が５５％ＩＡＣＳ以上、また耐力が５５０ＭＰａ以上のクラスで導電率が５０％ＩＡＣＳ以上、また耐力が６００ＭＰａ以上のクラスで導電率が４５％ＩＡＣＳ以上という、極めて優れた高強度、高導電率を兼備する銅合金となる。

上記製造方法により製造された銅合金における析出物のサイズは数ｎｍ〜５０ｎｍ程度で、個数密度は５００〜５０００個／μm²程度であり、析出物のサイズおよび個数密度については従来の銅合金に比して大差はない。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定的に解釈されるものではない。

以下に本発明の実施例を説明する。化学組成、組織中の析出物の組成が異なるように種々のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系合金からなる銅合金薄板を製造し、強度、導電率の特性を評価した。具体的な製造工程、評価方法は以下のとおりである。

銅合金をクリプトル炉において大気中にて木炭被覆下で溶解し、鋳造して表１に示す化学組成を有する１５０ｍｍ厚の鋳塊を得た。続いて、９６５℃で３時間の均熱化処理を行った後、熱間圧延して１５ｍｍ厚とし、７５０℃以上で水冷して焼入れた。その後両面を１ｍｍずつ面削して１３ｍｍ厚とした後、冷間粗圧延を行って厚さ０．８ｍｍとした。

この銅合金板を硝石炉で表２に示す温度で３０秒間保持する溶体化焼鈍を行った後、同表に示す種々の冷却条件にて室温まで冷却し、一部のものを除き、同表に示す条件で時効処理を行った。時効処理後、水冷した後、圧下率５０％の最終仕上げ圧延を行い、銅合金薄板を製造した。

得られた各試料の銅合金薄板から組織観察片を採取し、以下の要領で析出物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比を求めた。ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて１０００００倍の倍率で観察を行い、観察される析出物の中から無作為に３個の析出物を選択し、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）により構成元素の特性Ｘ線を検出し、各元素の原子量を測定した。このようにして測定した原子量に基づいて求めたＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比を表２に併せて示す。なお、いずれの試料においても、析出物のサイズおよび個数密度については、ＴＥＭにより観察した結果、従来の銅合金と同等のレベルであることが確認された。

また、前記各銅合金薄板の機械的特性を以下の要領で測定した。各試料の銅合金薄板から試験片長手方向が板材の圧延方向に対し直角方向となるように、機械加工にてＪＩＳ５号引張試験片を作製した。そして、５８８２型インストロン社製万能試験機により、室温、試験速度１０．０ｍｍ／ｍｉｎ、ＧＬ＝５０ｍｍの条件で、機械的な特性を測定した。測定結果を表２に併せて示す。なお、表２中には各試料の耐力のほか、硬さ、引張強度も参考として示した。

また、前記各銅合金薄板の導電率を以下の要領で測定した。各試料の銅合金薄板からミーリングにより、幅１０ｍｍ×長さ３００ｍｍ の短冊状の試験片を加工し、ＪＩＳ−Ｈ０５０５に規定されている非鉄金属材料導電率測定法に準拠し、ダブルブリッジ式抵抗測定装置により電気抵抗を測定して、平均断面積法により導電率を算出した。この測定結果も表２に併せて示す。

表２より、本発明の実施例である試料No. １〜１８（実施例）は、化学組成および製造条件が適正であるので、析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５〜３０の範囲内に制御されており、その結果、耐力５００ＭＰａ超の高強度を達成しつつ、優れた導電率を兼備している。もっとも、析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が比較的大きい試料No. ３，６，１１，１８並びに同比が比較的小さいNo. ４，５，１０は、同比が２〜１５のより好ましい範囲内にある試料No. １，２，７〜９，１２〜１７に比べて、耐力または導電率がやや低下している。また、同じ成分系でも時効処理を施した試料No. １，１２に比較して、施していないNo. ２，１３では、強度、導電率が幾分低下している。また、試料No. ７〜９は、適正成分ではあるものの、ＰまたはＳｎが規定範囲の境界付近にあるため、耐力または導電率がやや低下している。

一方、比較例である試料No. ２１〜２６は本発明組成内の合金組成であるにもかかわらず、No. ２１〜２４は溶体化後の冷却速度が不適当で、No. ２５，２６は時効温度が不適当であるため、析出するりん化合物のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５未満、または３０超となり、耐力または導電率が実施例に比較して低下している。また、比較例の試料No. ２７，２８，３３，３４はＮｉまたはＭ（Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｇ）の添加量が本発明の範囲外となっているため、製造条件が適正であるにもかかわらず、析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５未満、または３０超となり、耐力または導電率が低下している。また、No. ２９〜３２は析出するりん化合物中のＮ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）比が０．０５〜３０の範囲を満足するものの、ＰまたはＳｎの添加量が本発明範囲外であるため、耐力または導電率が低下している。

Claims (4)

1. 化学組成が質量％で、
   Ｎｉ：０．０１０〜３．０％、
   Ｐ ：０．０１０〜０．３％、
   Ｓｎ：０．０１０〜３．０％、
   Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｇのうち１種または２種以上：合計で０．０１％〜１．５％
   を各々含有し、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなり、りん化合物からなる析出物が分散した組織を有し、
   前記析出物を形成するりん化合物中に含まれるＮｉの原子量Ｎ（Ｎｉ）に対する、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｚｒ，ＦｅおよびＭｇの各元素の原子量の合計Ｎ（Ｍ）の比Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）が、
   ０．０５≦Ｎ（Ｍ）／Ｎ（Ｎｉ）≦３０
   である、高強度および高導電率を備えた銅合金。
2. 化学組成が、更に質量％で、Ｚｎ：１．０％以下、Ｓｉ：０．１％以下を含む、請求項１に記載した銅合金。
3. 化学組成が、更に質量％で、Ｃａ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｂｅ，Ａｕ，Ｐｔのうち１種または２種以上：合計で１．０％以下を含む、請求項１または２に記載した銅合金。
4. 化学組成中のＨｆ，Ｔｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｓｒ，Ｐｄ，Ｗ，Ｓ，Ｃ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｖ，Ｙ，Ｍｏ，Ｐｂ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｂ，ミッシュメタルの各元素の合計量が質量％で０．１％以下に制限された、請求項１から３のいずれか１項に記載した銅合金。