JP5065478B2

JP5065478B2 - 電気電子部品用銅合金材および製造方法

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Publication number: JP5065478B2
Application number: JP2010503942A
Authority: JP
Inventors: 亮佑松尾; 立彦江口; 邦照三原
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: US20110005644A1; JPWO2009116649A1; WO2009116649A1; CN101978081A; CN101978081B; EP2267172A1

Description

本発明は電気電子部品に適用される銅合金材に関する。

これまで、電子・電気機器用のコネクタ、端子、リレー、スイッチなどには黄銅（Ｃ２６００）やリン青銅（Ｃ５１９１，Ｃ５２１２，Ｃ５２１０）ならびにベリリウム銅（Ｃ１７２００，Ｃ１７５３０）やコルソン合金（Ｃ７０２５）などが使用されてきた。
近年、これらが使用される電子・電気機器で使用される電流の周波数が高くなり、表皮効果により実質的な導電率が低下するため、材料にも高導電性が要求されるようになっている。そこで、元々、黄銅やリン青銅は導電性が低く、コルソン銅合金はコネクタ材として、中導電性（ＥＣ≒４０〜５０％ＩＡＣＳ）を示すが、さらに高導電性が求められている。また、ベリリウム銅は中導電性を有するが高価であり、さらにはベリリウムが環境負荷物質であるために他の銅合金等への置き換えが検討されていることも周知である。一方、高導電性である純銅（Ｃ１１００）やＳｎ入銅（Ｃ１４４１０）などは強度が低い欠点がある。そこで、従来のコルソン銅を越える導電性と、同等の引張強度、曲げ加工性を備えた銅合金が所望されている。
上記Ｃｘｘｘｘとは、ＪＩＳで規定された銅合金の種類であり、％ＩＡＣＳとはｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌａｎｎｅａｌｅｄｃｏｐｐｅｒｓｔａｎｄａｒｄの略で、材料の導電性を示す単位である。

一般的に導電性と強度は相反する特性であり、強度を高める方法として固溶強化、加工強化、析出強化などの様々な強化方法があるが、この中で銅合金では析出強化が導電性を劣化させずに、強度を高める方法として有望であることが知られている。この析出強化とは析出を起こす元素を添加した合金を高温熱処理して、銅母相へそれらの元素を固溶させた後、その温度より低温で熱処理して、固溶させた元素を析出させる手法である。例えば、ベリリウム銅、コルソン合金などはその強化方法を採用している。

ところで、上記ベリリウム銅、コルソン合金などのほか、銅中にコバルト（Ｃｏ）とシリコン（Ｓｉ）の金属間化合物を含む合金も知られている。また、それまでの高濃度ＣｏＳｉ銅合金（Ｃｏ量が２〜４ｍａｓｓ％、Ｓｉ量がＣｏ量の１／４）よりも濃度を減らした、安価に高強度高導電材を作製し得るＣｏとＳｉと、Ｍｇ、Ｓｎ，Ｚｎを含む銅合金（例えば、特許文献１参照）がある。
この特許文献１記載の銅合金の製造にあたっては溶体化温度を高くとり（例えば、特許文献１の実施例では９５０℃）、十分に固溶させ後の熱処理で析出硬化する方法をとっている。
しかしながら、この方法では結晶粒が粗大化してしまう。合金組織において、結晶粒径が粗大であると曲げ加工性が悪いことが知られており、従来の溶体化処理された銅合金では、良好な曲げ加工性を得ることはできなかった。
特開昭６３−３０７２３２号公報

本発明は、コネクタなど厳しい曲げ加工を伴う製品に好適に用いることができる、強度、導電率、および曲げ加工性に優れた電気電子部品用銅合金材を提供することを課題とする。

本発明によれば、以下の手段が提供される：
（１）Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金材であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に−１２２．７７Ｘ^２＋４０９．９９Ｘ＋６１５．７４より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理され、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却され、最終冷間圧延され、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下であることを特徴とする電気電子部品用銅合金材。
（２）Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、更にＣｒを０．２ｍａｓｓ％以下含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金材であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に−９４．６４３Ｘ^２＋３２９．９９Ｘ＋６７７．０９より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理され、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却され、最終冷間圧延され、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、圧延方向に平行な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下であり、圧延方向に垂直な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．２以下であることを特徴とする電気電子部品用銅合金材。
（３）前記溶体化処理が３０秒間保持して行われたことを特徴とする（１）または（２）に記載の電気電子部品用銅合金材。
（４）Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる前記（１）記載の銅合金材の製造方法であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとして−１２２．７７Ｘ ^２＋４０９．９９Ｘ＋６１５．７４より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理し、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却し、最終冷間圧延して、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下とすることを特徴とする電気電子部品用銅合金材の製造方法。
（５）Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、更にＣｒを０．２ｍａｓｓ％以下含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる前記（２）記載の銅合金材の製造方法であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとして−９４．６４３Ｘ ^２＋３２９．９９Ｘ＋６７７．０９より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理し、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却し、最終冷間圧延して、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、圧延方向に平行な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下とし、圧延方向に垂直な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．２以下とすることを特徴とする電気電子部品用銅合金材の製造方法。
本明細書において、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）とは、供試材から各板厚の板巾ｗ＝１０（ｍｍ）のサンプルを取り出し、金属研磨粉でその表面上を軽くこすり酸化膜を除去した後、曲げの内側の角度が９０°になるようなＷ曲げを、［１］圧延方向に平行なサンプルについての曲げ（ＧＷ）と、［２］圧延方向に垂直なサンプルについての曲げ（ＢＷ）との２種類において行い、微細クラックが入らない最も小さな曲げ半径Ｒ（ｍｍ）をサンプル板厚ｔ（ｍｍ）で割って得られる値Ｒ／ｔを意味する。本発明においては、曲げ加工性をこの値Ｒ／ｔで評価する。

本発明の電気電子部品用銅合金材は、強度、導電率、曲げ加工性がいずれも優れた銅合金材である。本発明の電気電子部品用銅合金材はコネクタなど厳しい曲げ加工を伴う製品にも好適に用いることができる。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、下記の記載からより明らかになるであろう。

本発明の銅合金材の合金組成について好ましい実施の態様を、以下に詳細に説明する。なお、本発明の銅合金材は、特定の形状を有する銅合金材、例えば板材、条材、線材、棒材、箔などであり、どのような電気電子部品にも用いることができ、その部品は特に限定されるものではないが、例えば、コネクタ、端子材等、特に、高導電性が所望される高周波リレーやスイッチ、あるいは、自動車車載用などのコネクタや端子材およびリードフレーム等に好適に用いられる。

本発明の銅合金組成では、ＣｏとＳｉが必須成分である。銅合金中のＣｏとＳｉは、主としてＣｏ_２Ｓｉ金属間化合物の析出物を形成して強度および導電率を向上する。
Ｃｏを０．２〜２．５ｍａｓｓ％、好ましくは０．３〜２．０ｍａｓｓ％、さらに好ましくは０．５〜１．６ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、好ましくは０．１〜０．７ｍａｓｓ％、さらに好ましくは０．１〜０．５ｍａｓｓ％である。このように規定する理由は、前記したようにこれらは主としてＣｏ_２Ｓｉの金属間化合物の析出物を形成し、析出強化に寄与する。Ｃｏ量が０．５ｍａｓｓ％未満では析出強化量が小さく、２．５ｍａｓｓ％を越えるとその効果が飽和してしまう。また、この化合物の化学量論比から最適な添加比は、Ｃｏ／Ｓｉ≒４．２でありこの範囲になるようにＳｉの添加量を定めたが、この値を中心にＣｏ／Ｓｉを３．０〜５．０、より好ましくは３．２〜４．５の範囲内になるように調整することが好ましい。以下、ＳｉおよびＣｏを「添加元素Ｉ」という場合がある。
上記組成の銅合金の場合、溶体化処理を行う温度Ｔｓ（℃）は、８００℃以上９６０℃以下であり、Ｃｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に−１２２．７７Ｘ^２＋４０９．９９Ｘ＋６１５．７４より低い温度（℃）で行うものである。

本発明の銅合金にはＣｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、およびＺｒのいずれか１種または２種以上を添加するのが好ましく、その量は０．０１〜１．０ｍａｓｓ％である。以下、このＣｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、およびＺｒを「添加元素II」という場合がある。
添加元素IIの添加量は０．０１％ｍａｓｓ未満では添加の効果が少なく、１．０ｍａｓｓ％を超えると、＜１＞Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｎのような固溶する元素においては導電率が著しく低下するためであり、＜２＞Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒのような析出を促す元素においては時効時以外の析出による強度の低下もしくは固溶温度の上昇による溶体化温度の上昇が起こるためであり、＜３＞Ｃｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒは著しい酸化により鋳造が困難となるためである。

これらの添加元素IIのうち、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅは、主析出相のＣｏの一部と置換して、Ｃｏ−χ−Ｓｉ化合物（χ＝Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ）を形成して強度を向上させる働きがある。
Ｍｇ、Ｍｎ、およびＳｎは、銅母相に固溶して銅合金を強化する作用がある。Ｍｇ、Ｍｎは熱間加工性を改善する効果もある。
Ｖ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、およびＺｒはＣｏ，Ｓｉと共に化合物を形成し強化、結晶粒の粗大化を抑制する作用がある。

本発明に係る銅合金材の製造方法は、次のような工程からなるものである。すなわち、溶解鋳造→再熱処理→熱間圧延→冷間圧延→溶体化処理→時効熱処理→最終冷間圧延→歪取焼鈍である。時効熱処理と最終冷間圧延は逆の順序でも良い。また、最終の歪取（低温）焼鈍は省略してもよい。

本発明においては、最終圧延前の上記の溶体化処理を８００℃以上９６０℃以下とする。
さらに、溶体化処理温度Ｔｓ（℃）は、上記の添加元素IIを含まない場合には、Ｃｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に、−１２２．７７Ｘ^２＋４０９．９９Ｘ＋６１５．７４より低い温度（℃）とする。
一方、溶体化処理温度Ｔｓ（℃）は、上記の添加元素IIを上記の含有量で含む場合には、Ｃｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に、−９４．６４３Ｘ^２＋３２９．９９Ｘ＋６７７．０９より低い温度（℃）とする。
この温度の熱処理によって銅合金材中の結晶粒径が決定される。

また本発明では、この溶体化処理温度Ｔｓからの冷却速度が５０℃／秒以上の急速冷却（焼入れ）を行うことが好ましい。この冷却時の冷却速度が低すぎると、前記の高温で溶体化された元素が析出を起こすことがある。
このように低すぎる冷却速度で（例えば５０℃／秒より低い冷却速度で）冷却中に析出を起こした粒子（化合物）は強度に寄与しない非整合析出物（Noncoherent Precipitate）である。また、この非整合析出物は、次の時効処理工程で整合析出物（Coherent Precipitate）が形成される時に核生成サイトとして寄与し、その部分の析出を促進させて、特性に悪影響を与えることがある。
よって、前記冷却速度は、５０℃／秒以上が好ましく、より好ましくは８０℃／秒以上であり、さらに好ましくは１００℃／秒以上であり、実用上の上限の範囲内でできる限り速い冷却速度が望ましい。
なお、この冷却速度は高温の溶体化処理温度から３００℃までの平均冷却速度を意味する。３００℃より低い温度では大きな組織変化は起きないため、この温度までの冷却速度を適切に制御すればよい。

本発明では、前記組成の銅合金材の特性を好適に実現するために、溶体化温度を規定する。
本発明において、結晶粒径は２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下である。その理由は、結晶粒径が２０μｍを超えると粗大な粒径のため粒界密度が低く、曲げ応力を十分に吸収することができないため加工性が劣化すると推察されるためである。結晶粒径の下限に特に制限はないが、通常３μｍ以上である。なお、「結晶粒径」は、後述するＪＩＳ−Ｈ０５０１（切断法）に基づいて測定した値とする。
ここでいう「析出物のサイズ」は、後述する方法で求めた析出物の平均サイズである。

本発明の電気電子部品用銅合金材では、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、かつ、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上である。曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０．５未満の特性を有するものが好ましい。ここで、曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が０．５未満とは、少なくとも圧延方向に平行なサンプルについての曲げでＲ／ｔ値が０．５未満であることを意味し、圧延方向に平行なサンプルについての曲げ及び圧延方向に垂直なサンプルについての曲げの両方でＲ／ｔ値が０．５未満であることが好ましい。
このように、高導電性で強度が高く、さらに曲げ加工性が優れている本発明の銅合金材は、厳しい曲げ加工を伴うコネクタなどの電気電子部品に好適に用いることができる。

次に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

（参考例１）
表１に示した成分を含有し、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金（Ｎｏ．１〜９）を高周波溶解炉により溶解し、これらを１０〜３０℃／秒の冷却速度で鋳造して、長さ１８０ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ１１０ｍｍの鋳塊を得た。
得られた鋳塊を１０００℃で３０分間保持した後、熱間圧延によって厚さ１２ｍｍまで加工した。熱間圧延後、速やかに水冷却にて焼入れを施し、表面上の酸化皮膜除去のため厚さ１０ｍｍ前後に面削後、冷間圧延にて加工した。この後、溶体化、再結晶させる目的で、９５０℃で３０秒間温度を維持しながら熱処理を行い、速やかに水冷却で焼き入れを行った。
その際の室温から最高温度に到達するまでの昇温速度は１０〜５０℃／秒の範囲内にあり、冷却速度は３０〜２００℃／秒の範囲内で行った。
その後、表面酸化膜を除去し、必要に応じて冷間圧延を施した。これは加工硬化させることで、次の工程の熱処理での析出硬化の促進を兼ねている。
次いで、時効析出させる目的で、５２５℃で１２０分間の熱処理を施した。その際の室温から最高温度に到達するまでの昇温速度は３〜２５℃／分の範囲内にあり、降温に際しては、析出に影響を与えると考えられる温度帯より十分低い温度である３００℃までは炉内で１℃／分〜２℃／分の範囲内で冷却を行った。
時効熱処理後、冷間圧延を板厚が２０％減少するように施した。板厚は各合金について０．１０ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．２０ｍｍ，０．２５ｍｍ材を作製した。
次いで、３５０℃で３０分間の熱処理を施した。その際の室温から最高温度に到達するまでの昇温速度は３〜２５℃／分の範囲内にあり、降温に際しては、析出に影響を与えると考えられる温度帯より十分低い温度である３００℃までは炉内で１℃／分〜２℃／分の範囲内で冷却を行った。

このように作製した合金Ｎｏ．１〜８の合金材の板厚０．２０ｍｍのものについて、以下の方法により、降伏応力（ＹＳ）、引張強さ（ＴＳ）、および導電率（ＥＣ）を測定した。結果を表３に示す。なお、合金Ｎｏ．９の合金材については、晶出、析出過多による熱間圧延が困難で、最終製品を製造できなかったため、以下の測定は行わなかった。
降伏応力および引張強さ測定法：圧延方向に平行に切り出したＪＩＳＺ２２０１−５号の試験片をＪＩＳＺ２２４１に準じて各２本ずつ測定し、その平均値（ＭＰａ）を求めた。
なお、降伏応力に関してはオフセット法に従った。すなわち、永久伸び０．２％の場合の耐力を、σ_０．２＝Ｆ_０．２／Ａ_０の式を用いて算出した。ここでσ：オフセット法で算出した耐力（Ｎ／ｍｍ^２）、Ｆ：伸び計を用いて力と伸びた量との関係線図を求め、規定の永久伸び（ε％）に相当する伸び軸上の点から試験初期の直線部分に平行線を引き、これが線図と交わる点の示す力を求めたものである。
導電率測定法：２０℃（±０．５℃）に保持した恒温漕中で四端子法により比抵抗を測定して導電率（％ＩＡＣＳ）を算出した。端子間距離は１００ｍｍとした。

本試験においては、強度と導電率の評価のみを行っているので、処理温度は強度を十分に得られる９５０℃（上記表２における工程Ｆ）をとった。
本発明に規定される組成の範囲を満たす合金Ｎｏ．１〜５では、強度と導電率がバランスよく優れた合金材が得られた。
一方、ＣｏおよびＳｉ量が少なすぎた合金Ｎｏ．６では析出硬化が小さくなり強度不足であった。
また、Ｃｏ量が多すぎた合金Ｎｏ．９では、溶解時の酸化物形成過多による製品劣化、析出過多などから鋳塊再熱割れ、熱間圧延の難化がおこるため、製造が困難なものであった。また、高価なＣｏを多量使用するためコスト的に競争力に劣る合金材となった。
Ｃｏ／Ｓｉ＝３〜５以外の範囲の合金例Ｎｏ．７，８では、析出しないＣｏ、Ｓｉ固溶元素が多くなり導電率の著しい低下が起こった。

実施例１
表４に示した成分を含有し、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金を用い、溶体化処理の温度を表２に示す工程Ａ〜Ｈの温度に変更した以外は、参考例１と同様にして本発明例１〜３、１０〜１２および比較例１〜３、１８〜２２の合金材を得た。なお、表４に示す合金Ｎｏ．１〜３は、表１に示す合金Ｎｏ．１〜３と同一の組成である。また、表４に示す発明例の合金Ｎｏ．１０〜１２は、それぞれ表１および表４に示す合金Ｎｏ．１〜３にＣｒを規定の範囲内で加えたものである。表４に示す比較例の合金Ｎｏ．１８〜２２は、表１および表４に示す合金Ｎｏ．３に、Ｃｒ（Ｎｏ．１８）、Ｔｉ（Ｎｏ．１９）、Ｍｇ（Ｎｏ．２０）、Ｓｎ（Ｎｏ．２１）、Ｚｒ（Ｎｏ．２２）をそれぞれ規定の範囲を超えて加えたものである。

得られた、本発明例１〜３、１０〜１２および比較例１〜３、１８〜２２の合金材について、参考例１と同様に、降伏応力（ＹＳ）、引張強さ（ＴＳ）、および導電率（ＥＣ）を測定した。また、下記方法に基づき、結晶粒径（ＧＳ）および曲げ加工性（Ｒ／ｔ）を測定した。結果を表５に示す。
結晶粒径測定法：試験片の圧延方向に垂直な断面を湿式研磨、バフ研磨により鏡面に仕上げた後、クロム酸：水＝１：１の液で数秒研磨面を腐食した後、ＳＥＭの二次電子像を用いて４００〜１０００倍の倍率で写真をとり、断面の平均結晶粒径（μｍ）をＪＩＳ−Ｈ−０５０１の切断法に準じて測定した。断面は、圧延方向横断面で測定した。
曲げ加工性評価：供試材から各板厚の板巾ｗ＝１０（ｍｍ）のサンプルを金属研磨粉で表面上を軽くこすり酸化膜を除去した後、曲げの内側の角度が９０°になるようなＷ曲げを圧延方向に平行なサンプルについての曲げ（ＧＯＯＤＷＡＹ：以下ＧＷ）、圧延方向に垂直なサンプルについての曲げ（ＢＡＤＷＡＹ：以下ＢＷ）の２種類において行った。曲げの評価に関しては、微細クラックが入らない最も小さな曲げ半径Ｒをサンプル板厚ｔで割った値であるＲ／ｔで評価した。

表５の本発明例１〜３では、溶体化処理温度Ｔｓ（℃）を、８００℃以上９６０℃以下、かつ、Ｃｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に、−１２２．７７Ｘ^２＋４０９．９９Ｘ＋６１５．７４より低い温度（℃）としている。このため、２０μｍ未満の粒径を維持でき、強度、導電率、曲げ性のバランスが優れた銅合金材を得ることができた。
具体的には、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、かつ、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が、ＧＷとＢＷの両方で１．０以下となった。また、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が、ＧＷとＢＷの両方で０．６以下、さらには０．５未満となった例もあり、強度、導電率、曲げ性のバランスが優れた銅合金材が得られていることがわかった。
一方、同様な組成であっても、比較例１〜３に示す温度の熱処理を行った場合は、強度は本発明例１〜３と同等かあるいは高くなるが、粒径が粗大になり、本発明例１より曲げ加工性が劣るものとなった。また、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が、ＧＷよりＢＷで劣る傾向がみられた。
表５に示されるように、比較例３では、溶体化温度を規定より低くとる処理では、再結晶しない組織が残存し（表５に結晶粒径の値なし（−）として示した）、また溶体化温度を規定より高くとる処理では、結晶粒が粗大化し、いずれも課題となる良好な曲げ加工性を維持することはできなかった。

表５の本発明例１０〜１２では、Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｖ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｚｒを１種以上添加（すなわち前記添加元素IIを総計０．０１〜１ｍａｓｓ％添加）し、溶体化処理温度Ｔｓ（℃）を、８００℃以上９６０℃以下、かつ、Ｃｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に、−９４．６４３Ｘ^２＋３２９．９９Ｘ＋６７７．０９より低い温度（℃）としている。このため、参考例１と同程度の高温での熱処理で粒径を２０μｍ以下にすることができ、参考例１と同程度の強度を有し、曲げ加工性に優れるものとすることができた。
具体的には、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上となるサンプルについては、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が、ＧＷが１．０以下、ＢＷが１．２以下となった。また、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が、ＧＷとＢＷの両方で１．０以下、さらには０．６以下、さらには０．５未満となった例もあった。また、降伏応力が６５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上となるサンプルについては、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が、ＧＷとＢＷの両方で１．５以下、さらには１．２以下となった。このように、強度、導電率、曲げ性のバランスが優れた銅合金材が得られていることがわかった。
また、参考例１の手段でＣｏ、Ｓｉのみを添加時に粒径を２０μｍ以下に制御できている場合でも、上記金属を添加することで更なる結晶粒微細化を促進でき、優位な曲げ加工特性を得ることができる。
一方、添加元素IIの添加量が１％を超えた比較例１８〜２２では鋳造時の酸化物の形成、また、高温熱処理中の析出過多による製造性の難化がおきる。また、添加元素IIの添加量が１％を超えた比較例２１では、固溶型元素を添加すると導電率が大きく下がり、降伏応力が６５０ＭＰａ未満であるが、Ｒ／ｔの値がＢＷで１．２を超えており、曲げ加工性に劣るものであった。また、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が、ＧＷよりＢＷで劣る傾向がみられた。

本発明の電気電子部品用銅合金材は、電気・電子機器用のコネクタ、端子材等、特に、高導電性が所望される高周波リレーやスイッチ、あるいは、自動車車載用などのコネクタや端子材およびリードフレームなどの電気電子部品に好適に用いられるものである。

本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。

本願は、２００８年３月２１日に日本国で特許出願された特願２００８−０７４６５０に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。

Claims

Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金材であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に−１２２．７７Ｘ^２＋４０９．９９Ｘ＋６１５．７４より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理され、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却され、最終冷間圧延され、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下であることを特徴とする電気電子部品用銅合金材。
Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、更にＣｒを０．２ｍａｓｓ％以下含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金材であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとした場合に−９４．６４３Ｘ^２＋３２９．９９Ｘ＋６７７．０９より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理され、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却され、最終冷間圧延され、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、圧延方向に平行な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下であり、圧延方向に垂直な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．２以下であることを特徴とする電気電子部品用銅合金材。
前記溶体化処理が３０秒間保持して行われたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気電子部品用銅合金材。
Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる前記請求項１記載の銅合金材の製造方法であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとして−１２２．７７Ｘ ^２＋４０９．９９Ｘ＋６１５．７４より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理し、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却し、最終冷間圧延して、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下とすることを特徴とする電気電子部品用銅合金材の製造方法。
Ｃｏを０．７〜１．４ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．１〜１．０ｍａｓｓ％、かつＣｏ／Ｓｉ＝３〜５（質量比）で含み、更にＣｒを０．２ｍａｓｓ％以下含み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる前記請求項２記載の銅合金材の製造方法であって、溶解鋳造、再熱処理、熱間圧延、水冷却後の冷間圧延の後、８００℃以上９６０℃以下、かつＣｏ含有量（ｍａｓｓ％）をＸとして−９４．６４３Ｘ ^２＋３２９．９９Ｘ＋６７７．０９より低い温度Ｔｓ（℃）で溶体化処理し、５２５℃で１２０分間の時効熱処理後３００℃まで炉内で１〜２℃／分で冷却し、最終冷間圧延して、平均結晶粒径が２０μｍ以下で、降伏応力が５００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ未満、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で、かつ、圧延方向に平行な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．０以下であり、圧延方向に垂直な曲げ加工性を示す値（Ｒ／ｔ）が１．２以下とすることを特徴とする電気電子部品用銅合金材の製造方法。