JP7187989B2 - Copper alloys for electronic and electrical equipment, copper alloy sheets for electronic and electrical equipment, conductive parts and terminals for electronic and electrical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置のコネクタや、その他の端子、あるいは電磁リレーの可動導電片や、リードフレームなどの電子・電気機器用導電部品として使用されるCu-Zn系の電子・電気機器用銅合金と、それを用いた電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用導電部品及び端子に関するものである。 The present invention relates to a Cu--Zn based copper alloy for electronic and electrical equipment, which is used as a connector of a semiconductor device, other terminals, a movable conductive piece of an electromagnetic relay, and a conductive part for electronic and electrical equipment such as a lead frame. and a copper alloy sheet for electronic/electrical equipment, a conductive component for electronic/electrical equipment, and a terminal using the same.
上述の電子・電気用導電部品として、強度、加工性、コストのバランスなどの観点から、Cu-Zn系合金が従来から広く使用されている。
また、上述のCu-Zn系合金からなる電子・電気用導電部品においては、使用用途に応じて、Cu-Zn系合金からなる基材の表面に、各種金属めっきが施されることがある。例えば、コネクタなどの端子の場合、相手側の導電部材との接触の信頼性を高めるため、Cu-Zn系合金からなる基材の表面に錫(Sn)めっきが形成されることがある。
Cu--Zn alloys have been widely used as the above-described electronic/electrical conductive parts from the viewpoint of strength, workability, cost balance, and the like.
In addition, in the electronic/electrical conductive parts made of the Cu—Zn alloy described above, the surface of the base material made of the Cu—Zn alloy may be plated with various metals depending on the intended use. For example, in the case of a terminal such as a connector, tin (Sn) plating is sometimes formed on the surface of a base material made of a Cu—Zn alloy in order to improve the reliability of contact with a mating conductive member.
ここで、例えばコネクタ等の電子・電気機器用導電部品は、一般に、厚みが0.05~1.0mm程度の薄板(圧延板)に打ち抜き加工を施すことによって所定の形状とし、その少なくとも一部に曲げ加工を施すことによって製造される。この場合、曲げ部分付近で相手側導電部材と接触させて相手側導電部材との電気的接続を得るとともに、曲げ部分のばね性により相手側導電材との接触状態を維持させるように使用される。 Here, for example, a conductive component for electronic and electrical equipment such as a connector is generally made into a predetermined shape by punching a thin plate (rolled plate) having a thickness of about 0.05 to 1.0 mm, and at least a part of it is It is manufactured by bending the In this case, it is used so that it is brought into contact with the counterpart conductive member in the vicinity of the bent portion to obtain electrical connection with the counterpart conductive member, and the contact state with the counterpart conductive member is maintained by the springiness of the bent portion. .
このような電子・電気機器用導電部品に用いられる電子・電気機器用銅合金においては、前述のように、曲げ加工を施してその曲げ部分のばね性により、曲げ部分付近で相手側導電材との接触状態を維持するように使用されるコネクタなどの場合は、曲げ加工性に優れていることが要求される。
また、上述の電子・電気機器用導電部品においては、その使用環境によっては応力腐食割れが生じてしまうおそれがあることから、電子・電気機器用導電部品に用いられる電子・電気機器用銅合金には、耐応力腐食割れ特性の向上が求められることがある。
In the copper alloy for electronic/electrical devices used in such conductive parts for electronic/electrical devices, as described above, bending is performed, and the springiness of the bent portion allows the contact with the mating conductive material in the vicinity of the bent portion. In the case of a connector or the like used to maintain the contact state between the two, excellent bending workability is required.
In addition, since stress corrosion cracking may occur in the conductive parts for electronic and electrical equipment described above, depending on the usage environment, copper alloys for electronic and electrical equipment used in conductive parts for electronic and electrical equipment is sometimes required to improve stress corrosion cracking resistance.
そこで、例えば特許文献1,2には、Cu-Zn系合金の耐応力腐食割れ特性を向上させるための方法が提案されている。
特許文献1においては、Cu-Zn-Sn系合金の平均結晶粒径を3μm以下とするとともに、Snが濃化した第2相が無い組織とすることによって、耐応力腐食割れ特性と曲げ加工性の両立を図っている。
また、特許文献2においては、Cu-Zn系合金にNiとSiを添加することで耐応力腐食割れ特性の向上が可能になる旨が記載されている。
Therefore, for example, Patent Documents 1 and 2 propose methods for improving the stress corrosion cracking resistance of Cu--Zn alloys.
In Patent Document 1, the Cu—Zn—Sn alloy has an average crystal grain size of 3 μm or less, and a structure without a second phase in which Sn is concentrated, thereby improving stress corrosion cracking resistance and bending workability. We are trying to achieve both
Further, Patent Document 2 describes that the addition of Ni and Si to a Cu—Zn alloy can improve stress corrosion cracking resistance.
ところで、上述の特許文献1においては、第2相が生成しないように、成分組成範囲を厳密に規定するとともに、鋳造時における液相温度から600℃までの冷却速度を270℃/分以上としている。このため、成分範囲や製造条件にばらつきが生じた場合には、Snが濃化した第2相が生成し、耐応力腐食割れ特性と曲げ加工性の両立を図ったCu-Zn-Sn合金を工業的に安定して製造することは困難であった。 By the way, in the above-mentioned Patent Document 1, the composition range is strictly defined so as not to generate the second phase, and the cooling rate from the liquidus temperature to 600 ° C. at the time of casting is set to 270 ° C./min or more. . For this reason, when there is variation in the composition range and manufacturing conditions, a second phase in which Sn is concentrated is generated, and a Cu-Zn-Sn alloy that achieves both stress corrosion cracking resistance and bending workability is produced. It was difficult to stably produce it industrially.
また、特許文献2においては、NiやSiを添加することで耐応力腐食割れ特性については向上しているものの、析出物を生成させるために時効処理を行う必要があり、製造コストが増大してしまう。また、製造条件によっては粗大な析出物が生成することがあり、この粗大な析出物によって曲げ加工性が劣化するおそれがあった。 Further, in Patent Document 2, although the stress corrosion cracking resistance is improved by adding Ni or Si, it is necessary to perform an aging treatment in order to generate precipitates, which increases the manufacturing cost. put away. In addition, depending on the manufacturing conditions, coarse precipitates may be formed, and there is a risk that these coarse precipitates may deteriorate bending workability.
以上のように、従来から提案されている方法では、耐応力腐食割れ特性、及び、曲げ加工性に優れたCu-Zn系合金を工業的に安定して製造することは困難であった。
そこで、上述のCu-Zn系合金においては、耐応力腐食割れ特性と曲げ加工性を両立されることができるとともに、安定して製造可能であることが強く望まれている。
As described above, it has been difficult to industrially stably produce a Cu—Zn alloy with excellent stress corrosion cracking resistance and bending workability by the conventionally proposed methods.
Therefore, it is strongly desired that the above-mentioned Cu--Zn-based alloys are capable of achieving both stress corrosion cracking resistance and bending workability, and that they can be stably produced.
本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、工業的に安定して製造することができ、耐応力腐食割れ特性が確実かつ十分に優れているとともに、曲げ加工性に優れた電子・電気機器用銅合金、それを用いた電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用導電部品及び端子を提供することを課題としている。 The present invention has been made against the background of the circumstances described above. An object of the present invention is to provide an excellent copper alloy for electronic/electrical equipment, a copper alloy sheet for electronic/electrical equipment using the same, a conductive component and a terminal for electronic/electrical equipment.
上述の課題を解決するために、本発明者らが鋭意実験・研究を重ねた結果、Cu-Zn系合金において、母相の結晶粒径のアスペクト比を適切に調整することによって、耐応力腐食割れ特性を確実かつ十分に向上させることができ、さらに0.2%耐力を所定の範囲内に調整することによって、曲げ加工性を確保することができるとの知見を得た。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention conducted extensive experiments and studies, and found that stress corrosion resistance was improved by appropriately adjusting the aspect ratio of the crystal grain size of the parent phase in a Cu—Zn alloy. The inventors have found that the cracking property can be reliably and sufficiently improved, and that bending workability can be ensured by adjusting the 0.2% proof stress within a predetermined range.
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る電子・電気機器用銅合金は、Znを7mass%超えて36.5mass%未満の範囲で含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなり、Sの含有量が20massppm未満とされており、圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、CuおよびZnを含有する母相を、EBSD法により200μm2以上の測定面積を測定間隔0.03μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析したとき、結晶粒径(双晶を含む)の長径aと短径bで表されるアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の面積割合が、Area fractionで、測定した面積全体の40%以上とされているとともに、0.2%耐力が300MPa以上650MPa未満であることを特徴としている。 The present invention has been made based on the above findings, and the copper alloy for electronic and electrical devices according to the present invention contains Zn in a range of more than 7 mass% and less than 36.5 mass%, and the balance is Cu and unavoidable impurities, the S content is less than 20 ppm by mass, and the mother phase containing Cu and Zn is measured by the EBSD method to a thickness of 200 μm The measured area of is measured at a measurement interval of 0.03 μm step, and analyzed by data analysis software OIM except for the measurement points where the CI value is 0.1 or less. The area ratio of crystal grains whose aspect ratio b/a represented by the major axis a and the minor axis b is 0.1 or less is 40% or more of the entire measured area by area fraction, and 0.1. It is characterized by having a 2% proof stress of 300 MPa or more and less than 650 MPa.
上述の構成の電子・電気機器用銅合金によれば、母相の結晶粒のアスペクト比が0.1以下となる結晶粒の面積割合が、Area fractionで、測定した面積全体の40%以上とされているので、耐応力腐食割れ特性が確実かつ十分に優れている。 According to the copper alloy for electronic and electrical devices having the above configuration, the area ratio of crystal grains having an aspect ratio of 0.1 or less in the mother phase is 40% or more of the entire measured area in terms of area fraction. Therefore, the stress corrosion cracking resistance is reliably and sufficiently excellent.
なお、EBSD法とは、後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡による電子線反射回折法(Electron Backscatter Diffraction Patterns:EBSD)法を意味し、またOIMは、EBSDによる測定データを用いて結晶方位を解析するためのデータ解析ソフトOrientation Imaging Microscopy:OIM)である。さらにCI値とは、信頼性指数(Confidence Index)であって、EBSD装置の解析ソフトOIM Analysis(Ver.7.3.1)を用いて解析したときに、結晶方位決定の信頼性を表す数値として表示される数値である(例えば、「EBSD読本:OIMを使用するにあたって(改定第3版)」鈴木清一著、2009年9月、株式会社TSLソリューションズ発行)。ここで、EBSDにより測定してOIMにより解析した測定点の組織が加工組織である場合、結晶パターンが明確ではないため結晶方位決定の信頼性が低くなり、CI値が低くなる。特にCI値が0.1以下の場合にその測定点の組織が加工組織であると判断される。 The EBSD method means an electron beam reflection diffraction pattern (EBSD) method using a scanning electron microscope equipped with a backscattered electron diffraction image system, and OIM refers to a crystal using measurement data from EBSD. Data analysis software for analyzing orientation is Orientation Imaging Microscopy (OIM). Furthermore, the CI value is a confidence index, which is a numerical value representing the reliability of crystal orientation determination when analyzed using the analysis software OIM Analysis (Ver.7.3.1) of the EBSD equipment. (for example, "EBSD Reader: Using OIM (Revised 3rd Edition)" by Seiichi Suzuki, September 2009, published by TSL Solutions Co., Ltd.). Here, when the structure at the measurement point measured by EBSD and analyzed by OIM is a worked structure, the crystal pattern is not clear, so the reliability of crystal orientation determination is low, and the CI value is low. In particular, when the CI value is 0.1 or less, the structure at the measurement point is judged to be a processed structure.
さらに、本発明においては、0.2%耐力が300MPa以上650MPa未満に調整されているので、強度が高く、かつ、優れた曲げ加工性を有している。よって、曲げ加工によって各種形状の電子・電気機器用導電部品を成形することができる。
また、本発明においては、母相の結晶粒のアスペクト比を制御するとともに、0.2%耐力を制御することによって、耐応力腐食割れ特性および曲げ加工性を両立しているので、成分組成や鋳造時の冷却条件等を厳密に制御する必要がなく、工業的に安定して製造することができる。
Furthermore, in the present invention, the 0.2% proof stress is adjusted to 300 MPa or more and less than 650 MPa, so that the strength is high and the bending workability is excellent. Therefore, various shapes of conductive parts for electronic/electrical devices can be formed by bending.
In addition, in the present invention, by controlling the aspect ratio of the crystal grains of the parent phase and controlling the 0.2% proof stress, both stress corrosion cracking resistance and bending workability are achieved. There is no need to strictly control cooling conditions and the like during casting, and industrially stable production is possible.
ここで、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、SnおよびNiのいずれか一種又は二種を含有し、SnおよびNiの合計含有量が5mass%以下とされていてもよい。
この場合、SnおよびNiを上述の範囲で含有することにより、強度を向上させることができるとともに、耐応力緩和特性のさらなる向上を図ることができる。また、電子・電気機器用部品においては、その表面にSnめっきやNiめっきが施されることがあるため、これらSnめっきやNiめっきが施されたCu-Zn系合金のスクラップを原料として使用することができ、リサイクル性が向上することになる。
Here, the copper alloy for electronic and electrical devices of the present invention may contain either one or two of Sn and Ni, and the total content of Sn and Ni may be 5 mass% or less.
In this case, by containing Sn and Ni within the ranges described above, the strength can be improved, and the stress relaxation resistance can be further improved. In addition, in electronic and electrical equipment parts, since the surface may be subjected to Sn plating or Ni plating, these Cu-Zn alloy scraps with Sn plating or Ni plating are used as raw materials. can be used, and recyclability will be improved.
また、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、さらに、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上を含有し、これらの元素の合計含有量が0.001mass%以上5mass%以下の範囲内とされていてもよい。
この場合、上述のようにCo,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の元素を添加することによって、各種特性を向上させることが可能となる。このため、要求特性に応じて、上述の元素を適宜選択して添加してもよい。
The copper alloy for electronic and electrical devices of the present invention further contains one or more selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag and P. , the total content of these elements may be in the range of 0.001 mass% or more and 5 mass% or less.
In this case, by adding one or more elements selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P as described above, various properties are improved. becomes possible. Therefore, the above elements may be appropriately selected and added according to the required properties.
さらに、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、板厚tと曲げ半径Rの比、R/tが1となるW型の治具を用い、W曲げ試験を実施してもクラックが発生しないことが好ましい。
このような曲げ加工性を有する電子・電気機器用銅合金によれば、曲げ加工性に特に優れており、曲げ加工によって各種形状の電子・電気機器用導電部品を成形することが可能となる。
Furthermore, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present invention, a W-shaped jig in which the ratio of the plate thickness t to the bending radius R, R / t, is 1, and a W-bending test is performed without cracks. preferably not occur.
According to the copper alloy for electronic/electrical equipment having such bending workability, the bending workability is particularly excellent, and it becomes possible to form various shapes of conductive parts for electronic/electrical equipment by bending.
本発明の電子・電気機器用銅合金薄板は、上述の電子・電気機器用銅合金の圧延材からなり、厚みが0.05mm以上1.0mm以下の範囲内にあることを特徴としている。
このような構成の電子・電気機器用銅合金薄板は、コネクタ、その他の端子、電磁リレーの可動導電片、リードフレーム、などに好適に使用することができる。
A copper alloy sheet for electronic/electrical devices according to the present invention is characterized by being made of the rolled material of the above copper alloy for electronic/electrical devices and having a thickness in the range of 0.05 mm or more and 1.0 mm or less.
A copper alloy thin plate for electronic and electrical equipment having such a structure can be suitably used for connectors, other terminals, movable conductive pieces of electromagnetic relays, lead frames, and the like.
ここで、本発明の電子・電気機器用銅合金薄板においては、表面に金属めっきが施されていてもよい。
この場合、電子・電気機器用銅合金薄板の表面に金属めっきが施されているので、使用用途に応じて適した表面特性を付与することができる。なお、金属めっきとしては、Sn、Ni、Cu、Zn、Cr、Ag、Auおよびその合金のめっき等を適用することができ、使用用途に応じて適宜選択することができる。
Here, in the copper alloy thin sheet for electronic and electrical devices of the present invention, the surface may be plated with a metal.
In this case, since the surface of the copper alloy sheet for electronic/electrical equipment is metal-plated, suitable surface properties can be imparted according to the intended use. As metal plating, plating of Sn, Ni, Cu, Zn, Cr, Ag, Au, and alloys thereof can be applied, and can be appropriately selected according to the intended use.
本発明の電子・電気機器用導電部品は、上述の電子・電気機器用銅合金からなることを特徴としている。
また、本発明の端子は、上述の電子・電気機器用銅合金からなることを特徴としている。
さらに、本発明の電子・電気機器用導電部品は、上述の電子・電気機器用銅合金薄板からなることを特徴としている。
また、本発明の端子は、上述の電子・電気機器用銅合金薄板からなることを特徴としている。
A conductive component for electronic/electrical equipment according to the present invention is characterized by comprising the copper alloy for electronic/electrical equipment described above.
Further, a terminal of the present invention is characterized by being made of the copper alloy for electronic/electrical devices described above.
Further, a conductive component for electronic/electrical equipment according to the present invention is characterized by comprising the copper alloy thin plate for electronic/electrical equipment described above.
Further, a terminal of the present invention is characterized by comprising the copper alloy thin plate for electronic/electrical equipment described above.
これらの構成の電子・電気機器用導電部品及び端子によれば、特に耐応力腐食割れ特性に優れているので、経時的に、もしくは湿潤な環境での応力腐食割れも抑制されるため相手側導電部材との接触圧を保つことができる。また、曲げ加工性に優れていることから、各種形状に成形することができる。 According to the conductive parts and terminals for electronic and electric devices having these configurations, since they are particularly excellent in stress corrosion cracking resistance, stress corrosion cracking over time or in a wet environment is also suppressed, so that the mating side conduction The contact pressure with the member can be maintained. Moreover, since it is excellent in bending workability, it can be molded into various shapes.
本発明によれば、工業的に安定して製造することができ、耐応力腐食割れ特性が確実かつ十分に優れているとともに、曲げ加工性に優れた電子・電気機器用銅合金、それを用いた電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用導電部品及び端子を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a copper alloy for electronic and electrical devices that can be industrially stably produced, has reliably and sufficiently excellent resistance to stress corrosion cracking, and has excellent bending workability, and use thereof It is possible to provide a copper alloy sheet for electronic/electrical equipment, a conductive component and a terminal for electronic/electrical equipment.
以下に、本発明の一実施形態である電子・電気機器用銅合金について説明する。
本実施形態である電子・電気機器用銅合金は、Znを7mass%超えて36.5mass%未満の範囲で含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有する。
A copper alloy for electronic and electrical devices, which is one embodiment of the present invention, will be described below.
The copper alloy for electronic and electrical devices according to the present embodiment has a composition containing Zn in a range of more than 7 mass% and less than 36.5 mass%, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、必要に応じて、さらにSnおよびNiのいずれか一種又は二種を含有し、SnおよびNiの合計含有量が5mass%以下とされていてもよい。 In addition, the copper alloy for electronic and electrical devices according to the present embodiment further contains either one or two of Sn and Ni, and the total content of Sn and Ni is 5 mass% or less. may be
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、必要に応じて、さらにCo、Mn、Mg、Ti、Al、Si、Cr、Zr、Au,Ag、Pから選択される一種又は二種以上の元素を含有し、これらの元素の合計含有量が0.001mass%以上5mass%以下の範囲内とされていてもよい。 Furthermore, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, if necessary, one selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, P, or It may contain two or more elements, and the total content of these elements may be in the range of 0.001 mass % or more and 5 mass % or less.
また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、好ましくは、Sの含有量が20massppm未満に制限されている。 Moreover, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, the S content is preferably limited to less than 20 ppm by mass.
ここで、上述のように成分組成を規定した理由について以下に説明する。 Here, the reasons for specifying the component composition as described above will be described below.
(Zn:7mass%超えて36.5mass%未満)
Znは、本実施形態で対象としている銅合金において基本的な合金元素であり、強度およびばね性の向上に有効な元素である。また、ZnはCuより安価であるため、銅合金の材料コストの低減にも効果がある。
ここで、Znの含有量が7mass%以下では、材料コストの低減効果が十分に得られない。一方、Znの含有量が36.5mass%以上では、耐食性が低下するとともに、冷間圧延性も低下してしまう。
したがって、本実施形態では、Znの含有量を7mass%超え36.5mass%未満の範囲内とした。
なお、Znの含有量の下限は、8mass%超えとすることが好ましい。また、Znの含有量の上限は、35mass%以下とすることが好ましく、25mass%以下とすることがさらに好ましく、20mass%以下とすることがより好ましく、さらには18mass%未満とすることが好ましく、15mass%以下とすることが最適である。
(Zn: more than 7 mass% and less than 36.5 mass%)
Zn is a basic alloying element in the copper alloy targeted in this embodiment, and is an element effective in improving strength and springiness. Moreover, since Zn is cheaper than Cu, it is effective in reducing the material cost of the copper alloy.
Here, if the Zn content is 7 mass % or less, the material cost reduction effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Zn content is 36.5 mass % or more, the corrosion resistance is lowered and the cold rollability is also lowered.
Therefore, in the present embodiment, the content of Zn is within the range of more than 7 mass% and less than 36.5 mass%.
In addition, the lower limit of the Zn content is preferably more than 8 mass%. In addition, the upper limit of the Zn content is preferably 35 mass% or less, more preferably 25 mass% or less, more preferably 20 mass% or less, and further preferably less than 18 mass%. It is optimal to make it 15 mass% or less.
(SnおよびNiのいずれか一種又は二種の合計含有量:5mass%以下)
SnおよびNiの添加は、強度向上に効果があり、さらに、これらを添加することで、耐応力緩和特性の向上にも寄与することが本発明者等の研究により判明している。このため、必要に応じて添加してもよい。
ここで、SnおよびNiの合計含有量が5mass%を超えれば、熱間加工性および冷間圧延性が低下し、熱間圧延や冷間圧延で割れが発生してしまうおそれがあり、さらには導電率も低下してしまう。
したがって、本実施形態では、SnおよびNiのいずれか一種又は二種を含有する場合には、SnおよびNiのいずれか一種又は二種の合計含有量を5mass%以下とすることが好ましい。
なお、SnおよびNiのいずれか一種又は二種の合計含有量の下限は、0.1mass%以上とすることが好ましく、0.3mass%以上とすることがさらに好ましい。また、SnおよびNiのいずれか一種又は二種の合計含有量の上限は、3mass%以下とすることが好ましく、2mass%以下とすることがさらに好ましい。
(Total content of either one or two of Sn and Ni: 5 mass% or less)
The inventors' research has revealed that the addition of Sn and Ni is effective in improving the strength, and that the addition of these also contributes to the improvement of the stress relaxation resistance. Therefore, it may be added as necessary.
Here, if the total content of Sn and Ni exceeds 5 mass%, the hot workability and cold rollability may deteriorate, and cracks may occur during hot rolling or cold rolling. The electrical conductivity also decreases.
Therefore, in the present embodiment, when one or both of Sn and Ni are contained, the total content of either one or two of Sn and Ni is preferably 5 mass% or less.
The lower limit of the total content of one or two of Sn and Ni is preferably 0.1 mass % or more, more preferably 0.3 mass % or more. Also, the upper limit of the total content of one or two of Sn and Ni is preferably 3 mass % or less, more preferably 2 mass % or less.
(Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の合計含有量:0.001mass%以上5mass%以下)
Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pといった元素は、電子・電気機器用銅合金の各種特性を向上させる作用効果を有する。このため、要求特性に応じて、適宜選択して添加してもよい。
ここで、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の合計含有量が0.001mass%未満では、これらの元素の作用効果を十分に奏功せしめることができないおそれがある。一方、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の合計含有量が5mass%を超えると、コスト上昇を招くだけではなく、導電率を低下させるおそれがある。
したがって、本実施形態では、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の元素を含有する場合には、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の合計含有量を0.001mass%以上5mass%以下の範囲内とすることが好ましい。
(Total content of one or more selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P: 0.001 mass% or more and 5 mass% or less)
Elements such as Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag and P have the effect of improving various properties of copper alloys for electronic and electrical devices. Therefore, it may be appropriately selected and added according to the required properties.
Here, when the total content of one or more selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P is less than 0.001 mass%, the action of these elements There is a possibility that the effect cannot be sufficiently achieved. On the other hand, when the total content of one or more selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P exceeds 5 mass%, not only does the cost increase, , may reduce conductivity.
Therefore, in the present embodiment, when containing one or more elements selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag and P, Co, Mn, The total content of one or more selected from Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P is preferably in the range of 0.001 mass% or more and 5 mass% or less.
ここで、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の元素は、Cu,Znおよび他の元素と粗大な化合物を生成するおそれがある。SEM観察等を行った場合に、粒径が0.1μm以上の化合物が1μm2当たり1個以上存在すると、この化合物が破壊の起点となり、曲げ加工性を低下させるおそれがある。このため、これらの添加元素は、Cu、Znを含む母相中に固溶させることが好ましい。
なお、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の合計含有量の上限は、3mass%以下とすることが好ましく、2mass%以下とすることがさらに好ましい。また、Co,Mn,Mg,Ti,Al,Si,Cr,Zr,Au,Ag,Pから選択される一種又は二種以上の合計含有量の下限は、0.002mass%以上とすることが好ましい。
Here, one or more elements selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P form coarse compounds with Cu, Zn and other elements There is a risk of If 1 or more compounds with a particle size of 0.1 μm or more are present per 1 μm 2 in SEM observation, etc., this compound may act as a starting point for fracture, which may reduce bending workability. Therefore, these additive elements are preferably dissolved in the mother phase containing Cu and Zn.
In addition, the upper limit of the total content of one or more selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P is preferably 3 mass% or less, and 2 mass % or less is more preferable. In addition, the lower limit of the total content of one or more selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P is preferably 0.002 mass% or more. .
(S:20massppm未満)
Sは溶解・鋳造、熱処理等の各工程でZnと反応しZnSを生成する。ZnSを生成すると、ZnS近傍で残留応力が生じやすくなること、また局部電池として作用するため、耐応力腐食割れ特性が劣化するおそれがある。
したがって、耐応力腐食割れ特性をさらに向上させるためには、Sの含有量を20massppm未満とすることが好ましい。
なお、Sの含有量の上限は、15massppm以下とすることがさらに好ましく、10massppm以下とすることがより好ましい。また、Sの含有量の下限については特に定めはないが、0.1ppm未満とすることは実質的にコスト増となるため0.1ppm以上とすることが好ましく、0.5ppm以上とすることがさらに好ましく、1ppm以上とすることがより好ましい。
(S: less than 20 ppm by mass)
S reacts with Zn in each process such as melting/casting and heat treatment to form ZnS. When ZnS is generated, residual stress tends to occur in the vicinity of ZnS, and since it acts as a local battery, there is a possibility that stress corrosion cracking resistance will be deteriorated.
Therefore, in order to further improve the stress corrosion cracking resistance, the S content is preferably less than 20 ppm by mass.
The upper limit of the S content is more preferably 15 ppm by mass or less, more preferably 10 ppm by mass or less. The lower limit of the S content is not particularly defined, but if it is less than 0.1 ppm, it substantially increases the cost, so it is preferably 0.1 ppm or more, and preferably 0.5 ppm or more. More preferably, it is more preferably 1 ppm or more.
以上の各元素の残部は、基本的にはCuおよび不可避的不純物とすればよい。ここで、不可避的不純物としては、(Mg),(Al),(Mn),(Si),( Co),(Cr),(Ag),Ca,Sr,Ba,Sc,Y,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Re,Ru,Os,Se,Te,Rh,Ir,Pd,Pt,(Au),Cd,Ga,In,Li,Ge,As,Sb,(Ti),Tl,Pb,Bi,(S),O,C,Be,N,H,Hg,B,(Zr),(Ni),(Sn),Fe,(P),希土類等が挙げられる。これらの不可避不純物は、総量で0.1mass%以下であることが望ましい。 The balance of each of the above elements should basically be Cu and unavoidable impurities. Here, the unavoidable impurities include (Mg), (Al), (Mn), (Si), (Co), (Cr), (Ag), Ca, Sr, Ba, Sc, Y, Hf, V , Nb, Ta, Mo, W, Re, Ru, Os, Se, Te, Rh, Ir, Pd, Pt, (Au), Cd, Ga, In, Li, Ge, As, Sb, (Ti), Tl , Pb, Bi, (S), O, C, Be, N, H, Hg, B, (Zr), (Ni), (Sn), Fe, (P), rare earth elements, and the like. The total amount of these unavoidable impurities is desirably 0.1 mass % or less.
そして、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、CuおよびZnを含有する母相を、EBSD法により200μm2以上の測定面積を測定間隔0.03μmステップで測定して、結晶粒径の長径をa、短径をbとしたとき、アスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合が、Area fractionで、40%以上とされている。 Then, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, the mother phase containing Cu and Zn is measured by the EBSD method with a surface orthogonal to the width direction of the rolling as an observation surface of 200 μm 2 or more. The area is measured in steps of 0.03 μm, and the major axis of the crystal grain is a, and the minor axis is b. , Area fraction is 40% or more.
(アスペクト比)
上述のアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合を、Area fractionで、40%以上に制御することによって、耐応力緩和特性を維持したまま、耐応力腐食割れ特性を向上させることができる。
圧延加工などを施した材料において、応力腐食割れは、一般的に長手方向と垂直な方向に粒界に沿って進展する。結晶粒の長径aは材料の長手方向と一致することになり、短径bは垂直方向と一致する。このためアスペクト比b/aが0.1以下になる結晶粒の面積がArea fractionで、40%以上になると、実質的に材料の長手方向の垂直方向に沿う粒界が少なくなる。このことによって応力腐食割れを抑制することが可能となる。
ここで、上述のアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合は、50%以上であることが好ましく、55%以上であることがさらに好ましい。上限については特に定めはないが、アスペクト比b/aが0.1以下になる結晶粒の面積割合がArea fractionで80%を超えると実質的な圧延コストが増加するため、80%以下とすることが好ましい。より好ましくは75%以下である。
(aspect ratio)
By controlling the area ratio of the crystal grains with the aspect ratio b / a of 0.1 or less to the measured area to be 40% or more by area fraction, stress corrosion cracking resistance is prevented while maintaining the stress relaxation resistance. characteristics can be improved.
In a material that has undergone rolling or the like, stress corrosion cracking generally progresses along grain boundaries in a direction perpendicular to the longitudinal direction. The major axis a of the crystal grains coincides with the longitudinal direction of the material, and the minor axis b coincides with the vertical direction. Therefore, the area of crystal grains with an aspect ratio b/a of 0.1 or less is the area fraction. This makes it possible to suppress stress corrosion cracking.
Here, the ratio of the area of the crystal grains having an aspect ratio b/a of 0.1 or less to the measured area is preferably 50% or more, more preferably 55% or more. Although the upper limit is not particularly defined, if the area fraction of crystal grains with an aspect ratio b / a of 0.1 or less exceeds 80% in area fraction, the substantial rolling cost will increase, so it is set to 80% or less. is preferred. More preferably, it is 75% or less.
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、0.2%耐力が300MPa以上650MPa未満の範囲内に調整されている。 Furthermore, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, the 0.2% yield strength is adjusted within the range of 300 MPa or more and less than 650 MPa.
(0.2%耐力)
本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、塑性加工による加工硬化によって強度を向上させている。この加工硬化による強度の寄与が大きくなると実質的に加工組織となるため、延性や曲げ加工性といった加工性が低下する。このため、0.2%耐力を300MPa以上650MPa未満とすることで、アスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合を、Area fractionで40%以上に制御するとともに、強度と曲げ加工性を向上させることができる。
なお、0.2%耐力の下限は、320MPa以上であることが好ましく、350MPa以上であることがさらに好ましい。より好ましくは400MPa以上である。
(0.2% proof stress)
In the copper alloy for electronic and electrical devices of this embodiment, the strength is improved by work hardening by plastic working. When the contribution of the strength due to this work hardening increases, the structure becomes substantially deformed, and workability such as ductility and bending workability decreases. Therefore, by setting the 0.2% proof stress to 300 MPa or more and less than 650 MPa, the area ratio of the crystal grains with an aspect ratio b / a of 0.1 or less to the measured area is controlled to 40% or more by Area fraction. , the strength and bending workability can be improved.
The lower limit of the 0.2% yield strength is preferably 320 MPa or more, more preferably 350 MPa or more. More preferably, it is 400 MPa or more.
次に、前述のような実施形態の電子・電気機器用銅合金の製造方法の好ましい例について、図1に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, a preferred example of the method for producing a copper alloy for electronic/electrical devices according to the embodiment as described above will be described with reference to the flow chart shown in FIG.
〔溶解・鋳造工程:S01〕
まず、前述した成分組成の銅合金溶湯を溶製する。銅原料としては、純度が99.99mass%以上の4NCu(無酸素銅等)を使用することが望ましいが、スクラップを原料として用いてもよい。また、溶解には、大気雰囲気炉を用いてもよいが、添加元素の酸化を抑制するために、真空炉、不活性ガス雰囲気又は還元性雰囲気とされた雰囲気炉を用いてもよい。
次いで、成分調整された銅合金溶湯を、適宜の鋳造法、例えば金型鋳造などのバッチ式鋳造法、あるいは連続鋳造法、半連続鋳造法、横型連続鋳造法などによって鋳造して鋳塊を得る。
[Melting/casting process: S01]
First, a molten copper alloy having the composition described above is melted. As the copper raw material, it is desirable to use 4NCu (oxygen-free copper, etc.) with a purity of 99.99 mass % or more, but scrap may be used as the raw material. For the melting, an air atmosphere furnace may be used, but a vacuum furnace, an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere furnace may be used in order to suppress the oxidation of the additive element.
Next, the molten copper alloy whose composition has been adjusted is cast by an appropriate casting method, for example, a batch type casting method such as die casting, or a continuous casting method, a semi-continuous casting method, a horizontal continuous casting method, or the like to obtain an ingot. .
〔均質化熱処理工程:S02〕
その後、必要に応じて、鋳塊の偏析を解消して鋳塊組織を均一化するため、または介在物、析出物を固溶させるための均質化熱処理を行う。この均質化熱処理の条件は特に限定しないが、通常は600℃以上1000℃以下の温度において1時間以上24時間以下で加熱すればよい。熱処理温度が600℃未満、あるいは熱処理時間が1時間未満では、十分な均質化効果または溶体化効果が得られないおそれがある。一方、熱処理温度が1000℃を超えれば、偏析部位が一部溶解してしまうおそれがあり、さらに熱処理時間が24時間を超えることはコスト上昇を招くだけである。熱処理後の冷却条件は、適宜定めればよいが、通常は水焼入れすればよい。なお、熱処理後には、必要に応じて面削を行う。
[Homogenization heat treatment step: S02]
Thereafter, if necessary, a homogenization heat treatment is performed to eliminate segregation in the ingot to homogenize the ingot structure, or to dissolve inclusions and precipitates. The conditions for this homogenization heat treatment are not particularly limited, but generally, the heating may be performed at a temperature of 600° C. or higher and 1000° C. or lower for 1 hour or longer and 24 hours or shorter. If the heat treatment temperature is less than 600° C. or the heat treatment time is less than 1 hour, a sufficient homogenization effect or solutionizing effect may not be obtained. On the other hand, if the heat treatment temperature exceeds 1000° C., the segregation sites may be partially dissolved, and if the heat treatment time exceeds 24 hours, the cost only increases. The cooling conditions after the heat treatment may be appropriately determined, but usually water quenching is sufficient. In addition, after heat treatment, chamfering is performed as needed.
〔熱間加工工程:S03〕
次いで、粗加工の効率化と組織の均一化のために、鋳塊に対して熱間加工を行ってもよい。この熱間加工の条件は特に限定されないが、通常は、開始温度600℃以上1000℃以下、終了温度550℃以上850℃以下、加工率を50%以上とすることが好ましい。なお、熱間加工開始温度までの鋳塊加熱は、前述の均質化熱処理工程S02と兼ねてもよい。熱間加工後の冷却条件は、適宜定めればよいが、通常は水焼入れすればよい。なお、熱間加工後には、必要に応じて面削を行う。熱間加工の加工方法については、特に限定されないが、最終形状が板や条の場合は熱間圧延を適用すればよい。また最終形状が線や棒の場合には、押出や溝圧延を、また最終形状がバルク形状の場合には、鍛造やプレスを適用すればよい。
[Hot working step: S03]
Then, the ingot may be subjected to hot working in order to improve the efficiency of rough working and homogenize the structure. The conditions for this hot working are not particularly limited, but it is usually preferred that the starting temperature is 600° C. or higher and 1000° C. or lower, the finishing temperature is 550° C. or higher and 850° C. or lower, and the working ratio is 50% or higher. The heating of the ingot to the hot working start temperature may also serve as the homogenization heat treatment step S02. The cooling conditions after hot working may be appropriately determined, but usually water quenching is sufficient. In addition, after hot working, chamfering is performed as needed. The method of hot working is not particularly limited, but if the final shape is a plate or strip, hot rolling may be applied. When the final shape is a wire or bar, extrusion or groove rolling may be applied, and when the final shape is a bulk shape, forging or pressing may be applied.
〔粗塑性加工工程:S04〕
次に、均質化熱処理工程S02で均質化した鋳塊、あるいは熱間圧延などの熱間加工工程S03を施した熱間加工材に対して、粗塑性加工を施す。この粗塑性加工工程S04における温度条件は特に限定はないが、200℃未満とすることが好ましい。中間塑性加工の加工率も特に限定されないが、通常は10~99%程度とする。加工方法は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は、圧延を適用すればよい。また最終形状が線や棒の場合には、押出や溝圧延、さらに最終形状がバルク形状の場合には、鍛造やプレスを適用することができる。
[Rough plastic working step: S04]
Next, the ingot homogenized in the homogenization heat treatment step S02 or the hot-worked material subjected to the hot working step S03 such as hot rolling is subjected to rough plastic working. Although the temperature condition in this rough plastic working step S04 is not particularly limited, it is preferably less than 200.degree. The working ratio of the intermediate plastic working is also not particularly limited, but is usually about 10 to 99%. The processing method is not particularly limited, but when the final shape is a plate or strip, rolling may be applied. Further, when the final shape is a wire or bar, extrusion or groove rolling can be applied, and when the final shape is a bulk shape, forging or pressing can be applied.
〔溶体化熱処理工程:S05〕
粗塑性加工工程S04の次に、母相中のZnの偏析の低減、介在物および析出物を固溶させるための溶体化熱処理を実施する。通常は600℃以上1000℃以下の温度において0.1秒以上24時間以下で実施する。高温で熱処理する場合は短時間、低温で熱処理する場合は長時間実施する。溶体化熱処理後は300℃以下まで1℃/分以上の冷却速度で冷却することが好ましい。より好ましくは10℃/分以上である。なお溶体化の徹底のために、粗塑性加工工程S04と溶体化熱処理工程S05を繰り返してもよい。
[Solution heat treatment step: S05]
After the rough plastic working step S04, a solution heat treatment is performed to reduce the segregation of Zn in the matrix phase and dissolve inclusions and precipitates. Usually, it is carried out at a temperature of 600° C. or more and 1000° C. or less for 0.1 second or more and 24 hours or less. When the heat treatment is performed at a high temperature, the heat treatment is performed for a short time, and when the heat treatment is performed at a low temperature, the heat treatment is performed for a long time. After the solution heat treatment, it is preferable to cool to 300° C. or lower at a cooling rate of 1° C./min or more. More preferably, it is 10°C/min or more. For thorough solution treatment, the rough plastic working step S04 and the solution heat treatment step S05 may be repeated.
〔中間塑性加工工程:S06〕
次に、溶体化熱処理工程S05後に、中間塑性加工を施す。この中間塑性加工工程S06における温度条件は特に限定はないが、200℃未満とすることが好ましい。中間塑性加工の加工率も特に限定されないが、通常は10~99%程度とする。加工方法は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は、圧延を適用すればよい。また最終形状が線や棒の場合には、押出や溝圧延、さらに最終形状がバルク形状の場合には、鍛造やプレスを適用することができる。
[Intermediate plastic working step: S06]
Next, intermediate plastic working is applied after the solution heat treatment step S05. Although the temperature condition in this intermediate plastic working step S06 is not particularly limited, it is preferably less than 200.degree. The working ratio of the intermediate plastic working is also not particularly limited, but is usually about 10 to 99%. The processing method is not particularly limited, but when the final shape is a plate or strip, rolling may be applied. Further, when the final shape is a wire or bar, extrusion or groove rolling can be applied, and when the final shape is a bulk shape, forging or pressing can be applied.
〔中間熱処理工程:S07〕
冷間もしくは温間での中間塑性加工工程S06の後に、再結晶処理のため中間熱処理を施す。この中間熱処理は、通常は、300℃以上800℃以下の温度で、1秒以上24時間時間保持する条件とすればよい。なお、上述の添加元素を添加した場合には、析出により化合物が生成しないような熱処理条件を適宜選択すればよい。さらに、結晶粒径は、耐応力腐食割れ特性にある程度の影響を与えるから、中間熱処理による再結晶粒を測定して、加熱温度、加熱時間の条件を適切に選択することが望ましい。すなわち、熱処理温度が高温の場合は、熱処理時間を短時間に、熱処理温度が低温の場合は、熱処理時間を長時間にする。なお、中間熱処理およびその後の冷却は、最終的な平均結晶粒径に影響を与えるから、これらの条件は、母相の平均結晶粒径が0.5μm以上20μm以下の範囲内となるように選定することが好ましく、1μm以上15μm以下の範囲内となるように選定することがさらに好ましい。
[Intermediate heat treatment step: S07]
After the cold or warm intermediate plastic working step S06, an intermediate heat treatment is performed for recrystallization. This intermediate heat treatment is usually carried out at a temperature of 300° C. to 800° C. for 1 second to 24 hours. When the additive element described above is added, the heat treatment conditions may be appropriately selected so as not to form a compound due to precipitation. Furthermore, since the grain size affects the resistance to stress corrosion cracking to some extent, it is desirable to measure the recrystallized grains in the intermediate heat treatment and appropriately select the heating temperature and heating time conditions. That is, when the heat treatment temperature is high, the heat treatment time is shortened, and when the heat treatment temperature is low, the heat treatment time is lengthened. Since the intermediate heat treatment and subsequent cooling affect the final average crystal grain size, these conditions are selected so that the average crystal grain size of the matrix is in the range of 0.5 μm or more and 20 μm or less. It is more preferable to select the thickness within the range of 1 μm or more and 15 μm or less.
中間熱処理の具体的手法としては、バッチ式の加熱炉を用いても、あるいは連続焼鈍ラインを用いて連続的に加熱してもよい。バッチ式の加熱炉を使用する場合は、300℃以上600℃以下の温度で、1時間以上24時間以下加熱することが望ましく、また連続焼鈍ラインを用いる場合は、加熱到達温度500℃以上900℃以下とし、かつその範囲内の温度で1秒以上5分以下程度保持することが好ましい。また、中間熱処理の雰囲気は、非酸化性雰囲気(窒素ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元性雰囲気)とすることが好ましい。
中間熱処理後の冷却条件は、特に限定しないが、通常は2000℃/秒~100℃/時間程度の冷却速度で冷却すればよい。
なお、必要に応じて、上記の中間塑性加工工程S06と中間熱処理工程S07を、複数回繰り返してもよい。
As a specific technique for the intermediate heat treatment, a batch-type heating furnace may be used, or a continuous annealing line may be used for continuous heating. When using a batch-type heating furnace, it is desirable to heat at a temperature of 300°C or higher and 600°C or lower for 1 hour or longer and 24 hours or shorter. It is preferable to keep the temperature within that range for about 1 second or more and 5 minutes or less. Moreover, the atmosphere of the intermediate heat treatment is preferably a non-oxidizing atmosphere (nitrogen gas atmosphere, inert gas atmosphere, reducing atmosphere).
The cooling conditions after the intermediate heat treatment are not particularly limited, but usually the cooling rate is about 2000° C./second to 100° C./hour.
Note that the intermediate plastic working step S06 and the intermediate heat treatment step S07 may be repeated multiple times as necessary.
〔仕上げ塑性加工工程:S08〕
中間熱処理工程S07の後には、最終寸法、最終形状まで仕上げ加工を行う。加工方法は特に限定されないが、最終製品形態が板や条である場合には、圧延(冷間圧延)を適用すればよい。その他、最終製品形態に応じて、鍛造やプレス、溝圧延などを適用してもよい。仕上げ塑性加工の加工率はアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合が、Area fractionで、40%以上となるのに重要な工程である。加工率が70%以下ではアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合が十分に増加しない。また加工率が98%以上になると圧延コストが増加する。このため加工率は70%を超え98%の範囲内が好ましい。より好ましくは75%以上98%未満である。アスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合を確実に高めるためには、圧延方向に対して1MPa以上の張力をかけるとよい。
[Finish plastic working step: S08]
After the intermediate heat treatment step S07, finish machining is performed up to the final dimensions and final shape. The processing method is not particularly limited, but if the final product form is a plate or strip, rolling (cold rolling) may be applied. In addition, forging, pressing, groove rolling, or the like may be applied depending on the form of the final product. The working rate of the finish plastic working is an important process for achieving an area fraction of 40% or more of the crystal grains having an aspect ratio b/a of 0.1 or less with respect to the measured area. If the processing ratio is 70% or less, the area ratio of the crystal grains with the aspect ratio b/a of 0.1 or less to the measured area does not sufficiently increase. Moreover, when the processing rate is 98% or more, the rolling cost increases. For this reason, it is preferable that the processing rate is in the range of more than 70% and 98%. More preferably, it is 75% or more and less than 98%. In order to reliably increase the area ratio of crystal grains with an aspect ratio b/a of 0.1 or less to the measured area, it is preferable to apply a tension of 1 MPa or more in the rolling direction.
〔仕上げ熱処理工程:S09〕
仕上げ塑性加工後には、残留ひずみの除去による耐応力腐食割れ特性の向上および曲げ加工性の向上を目的として、仕上げ熱処理工程S09を行う。この仕上げ熱処理は、200℃以上800℃以下の範囲内の温度で、1秒以上24時間以下で行うことが望ましい。仕上げ熱処理の温度が200℃未満、または仕上げ熱処理の時間が1秒未満では、十分な歪み取りの効果が得られなくなるおそれがあり、一方、仕上げ熱処理の温度が800℃を超える場合は再結晶のおそれがあり、さらに仕上げ熱処理の時間が24時間を超えることは、コスト上昇を招くだけである。
[Finish heat treatment step: S09]
After finish plastic working, a finish heat treatment step S09 is performed for the purpose of improving stress corrosion cracking resistance and bending workability by removing residual strain. This finishing heat treatment is desirably performed at a temperature in the range of 200° C. or higher and 800° C. or lower for 1 second or longer and 24 hours or shorter. If the temperature of the finish heat treatment is less than 200°C or the time of the finish heat treatment is less than 1 second, there is a risk that a sufficient strain relief effect will not be obtained. Moreover, the time for finishing heat treatment exceeding 24 hours only leads to an increase in cost.
ここで、仕上げ熱処理工程S09の、熱処理温度が高温の場合は、熱処理時間を短時間に、熱処理温度が低温の場合は、熱処理時間を長時間にする。
そして、この仕上げ熱処理工程S09において、仕上げ塑性加工工程S08後の常温でのビッカース硬度Hv_CRと、仕上げ熱処理工程S09後の常温でのビッカース硬度をHv_HTとしたとき、その硬度差ΔHv=Hv_CR-Hv_HTを5Hv以上とすることでアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合を低減させずに、0.2%耐力を300MPa以上650MPa未満の範囲内となるように、さらには延性および曲げ加工性の向上を図る。
ここで、ΔHv=Hv_CR-Hv_HTの値が5Hv未満の場合には、曲げ加工性が低下するおそれがある。一方、ΔHv=Hv_CR-Hv_HTの値が30Hvを超える場合には、アスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の面積割合が40%未満となるおそれがあり、耐応力腐食割れ特性が劣化する可能性がある。
なお、ΔHv=Hv_CR-Hv_HTの下限は、7Hv以上とすることが好ましい。また、ΔHv=Hv_CR-Hv_HTの上限は、25Hv未満とすることが好ましく、20Hv未満とすることがさらに好ましい。
Here, in the finishing heat treatment step S09, when the heat treatment temperature is high, the heat treatment time is shortened, and when the heat treatment temperature is low, the heat treatment time is lengthened.
Then, in the finishing heat treatment step S09, when the Vickers hardness Hv_CR at room temperature after the finishing plastic working step S08 and the Vickers hardness at room temperature after the finishing heat treatment step S09 are Hv_HT, the hardness difference ΔHv=Hv_CR−Hv_HT is The 0.2% proof stress is within the range of 300 MPa or more and less than 650 MPa without reducing the area ratio of the crystal grains with an aspect ratio b / a of 0.1 or less to the measured area by setting it to 5 Hv or more, Furthermore, it aims to improve ductility and bending workability.
Here, if the value of ΔHv=Hv_CR-Hv_HT is less than 5Hv, there is a risk that the bending workability will deteriorate. On the other hand, when the value of ΔHv=Hv_CR-Hv_HT exceeds 30Hv, the area ratio of crystal grains with an aspect ratio b/a of 0.1 or less may be less than 40%, and stress corrosion cracking resistance is poor. It may deteriorate.
The lower limit of ΔHv=Hv_CR-Hv_HT is preferably 7Hv or more. Also, the upper limit of ΔHv=Hv_CR-Hv_HT is preferably less than 25 Hv, more preferably less than 20 Hv.
以上のようにして、本実施形態である電子・電気機器用銅合金を得ることができる。この電子・電気機器用銅合金においては、板厚tと曲げ半径Rの比、R/tが1となるW型の治具を用い、W曲げ試験を実施してもクラックが発生しない。
また、加工方法として圧延を適用した場合、板厚0.05mm以上1.0mm以下の電子・電気機器用銅合金薄板(条材)を得ることができる。このような薄板は、これをそのまま電子・電気機器用導電部品に使用してもよいが、板面の一方、もしくは両面に、膜厚0.1~10μm程度の金属めっきを施し、金属めっき付き銅合金条として、コネクタその他の端子などの電子・電気機器用導電部品に使用するのが通常である。この場合の金属めっきの方法は特に限定されない。また、場合によっては電解めっき後にリフロー処理を施してもよい。
As described above, the copper alloy for electronic/electrical devices according to the present embodiment can be obtained. In this copper alloy for electronic and electrical devices, cracks do not occur even when a W-shaped jig having a ratio of thickness t to bending radius R (R/t) of 1 is used to conduct a W-bending test.
Moreover, when rolling is applied as the processing method, a copper alloy thin plate (strip) for electronic and electrical equipment having a thickness of 0.05 mm or more and 1.0 mm or less can be obtained. Such a thin plate may be used as it is for conductive parts for electronic and electrical equipment, but one or both sides of the plate surface is plated with a metal plate having a thickness of about 0.1 to 10 μm. As a copper alloy strip, it is usually used for conductive parts for electronic and electrical equipment such as connectors and other terminals. The method of metal plating in this case is not particularly limited. In some cases, reflow treatment may be performed after electroplating.
以上のような構成とされた本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、母相のアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の測定面積に対する面積割合が、Area fractionで、40%以上とされているので、耐応力腐食割れ特性が確実かつ十分に優れている。
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、0.2%耐力が300MPa以上650MPa未満に調整されており、優れた機械特性と優れた曲げ加工性を有するので、例えば電磁リレーの可動導電片あるいは端子のばね部のごとく、特に高強度が要求される導電部品に適している。
また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、上述のように、母相の結晶粒のアスペクト比を制御するとともに、0.2%耐力を制御することによって、耐応力腐食割れ特性および曲げ加工性を両立しているので、成分組成や鋳造時の冷却条件等を厳密に制御する必要がなく、工業的に安定して製造することができる。
In the copper alloy for electronic and electrical devices according to the present embodiment configured as described above, the area ratio of crystal grains having an aspect ratio b/a of 0.1 or less in the mother phase to the measured area is defined as Area fraction and 40% or more, the stress corrosion cracking resistance is reliably and sufficiently excellent.
Furthermore, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, the 0.2% proof stress is adjusted to 300 MPa or more and less than 650 MPa, and has excellent mechanical properties and excellent bending workability. It is suitable for conductive parts that require particularly high strength, such as movable conductive pieces or spring portions of terminals.
In addition, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, as described above, by controlling the aspect ratio of the crystal grains of the parent phase and controlling the 0.2% proof stress, stress corrosion cracking resistance Since both properties and bending workability are achieved, there is no need to strictly control the composition, cooling conditions during casting, etc., and industrially stable production is possible.
また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金において、SnおよびNiのいずれか一種又は二種を含有し、SnおよびNiの合計含有量が5mass%以下とされている場合には、強度をさらに向上させることができるとともに、耐応力緩和特性のさらなる向上を図ることができる。 Further, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, when one or two of Sn and Ni are contained and the total content of Sn and Ni is 5 mass% or less, the strength can be further improved, and the stress relaxation resistance can be further improved.
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金において、Co、Mn、Mg、Ti、Al、Si、Cr、Zr、Au,Ag、Pから選択される一種又は二種以上の元素を含有し、これらの元素の合計含有量が0.001mass%以上5mass%以下の範囲内とされている場合には、各種特性を向上させることが可能となる。 Furthermore, the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment contains one or more elements selected from Co, Mn, Mg, Ti, Al, Si, Cr, Zr, Au, Ag, and P. However, when the total content of these elements is in the range of 0.001 mass % or more and 5 mass % or less, various properties can be improved.
また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、板厚tと曲げ半径Rの比、R/tが1となるW型の治具を用い、W曲げ試験を実施してもクラックが発生しないので、曲げ加工性に特に優れており、曲げ加工によって各種形状の電子・電気機器用導電部品を成形することが可能となる。 Further, in the copper alloy for electronic and electrical devices of the present embodiment, a W-bending test is performed using a W-shaped jig in which the ratio of the plate thickness t to the bending radius R, R / t, is 1. Since cracks do not occur, it is particularly excellent in bending workability, and it is possible to form various shapes of conductive parts for electronic and electrical equipment by bending.
本実施形態である電子・電気機器用銅合金薄板は、上述の電子・電気機器用銅合金の圧延材からなることから、耐応力緩和特性、耐応力腐食割れ特性、曲げ加工性に優れており、コネクタ、その他の端子、電磁リレーの可動導電片、リードフレームなどに好適に使用することができる。
また、表面に金属めっきを施した場合には、使用用途に適した表面特性とすることが可能となるため、使用用途に応じて各種金属めっきを施してもよい。
Since the copper alloy sheet for electronic/electrical devices according to the present embodiment is made of the rolled material of the copper alloy for electronic/electrical devices described above, it has excellent stress relaxation resistance, stress corrosion cracking resistance, and bending workability. , connectors, other terminals, movable conductive pieces of electromagnetic relays, lead frames, and the like.
In addition, when the surface is plated with a metal, it is possible to obtain surface properties suitable for the intended use, so various metal platings may be applied depending on the intended use.
本実施形態の電子・電気機器用導電部材を、上述の電子・電気機器用銅合金薄板よりなり、かつ相手側導電部材と接触させて相手側導電部材との電気的接続を得るための導電部材であって、しかも板面の少なくとも一部に曲げ加工が施されて、その曲げ部分のばね性により相手側導電材との接触を維持するように構成した場合には、電子・電気機器用銅合金が特に耐応力腐食割れ特性に優れているので、経時的に、もしくは湿潤な環境での応力腐食割れも抑制されるため相手側導電部材との接触圧を保つことができる。 The conductive member for electronic/electrical equipment of the present embodiment is made of the copper alloy thin plate for electronic/electrical equipment described above, and is brought into contact with the counterpart conductive member to obtain electrical connection with the counterpart conductive member. In addition, when at least a part of the plate surface is subjected to bending and the springiness of the bent portion is used to maintain contact with the mating conductive material, copper for electronic and electrical equipment Since the alloy is particularly excellent in stress corrosion cracking resistance, stress corrosion cracking over time or in a wet environment is also suppressed, so the contact pressure with the mating conductive member can be maintained.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、製造方法の一例を挙げて説明したが、これに限定されることはなく、最終的に得られた電子・電気機器用銅合金が、本発明の範囲内の組成であり、CuおよびZnを含有する母相のアスペクト比、及び、0.2%耐力が、本発明の範囲内に設定されていればよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, although an example of the production method has been described, it is not limited to this, and the finally obtained copper alloy for electronic and electrical devices has a composition within the scope of the present invention, and contains Cu and Zn. The aspect ratio and 0.2% proof stress of the mother phase containing should be set within the scope of the present invention.
以下、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果を本発明の実施例として、比較例とともに示す。なお以下の実施例は、本発明の効果を説明するためのものであって、実施例に記載された構成、プロセス、条件が本発明の技術的範囲を限定するものでない。 Hereinafter, the results of confirmatory experiments conducted to confirm the effects of the present invention will be shown as examples of the present invention together with comparative examples. The following examples are intended to illustrate the effects of the present invention, and the configurations, processes, and conditions described in the examples do not limit the technical scope of the present invention.
まず、Cu-40mass%Zn母合金および純度99.99mass%以上の無酸素銅(ASTM B152 C10100)からなる原料を準備し、これを高純度グラファイト坩堝内に装入して、N2ガス雰囲気において電気炉を用いて溶解した。銅合金溶湯内に、各種添加元素を添加して、表1に示す成分組成の合金溶湯を溶製し、カーボン鋳型に注湯して鋳塊を製出した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約40mm×幅約70mm×長さ約100mmとした。
続いて各鋳塊について、均質化処理として、N2ガス雰囲気中において、表2に記載の温度で所定時間保持後、水焼き入れを実施した。
First, a raw material consisting of a Cu-40 mass% Zn mother alloy and oxygen-free copper (ASTM B152 C10100) with a purity of 99.99 mass% or more is prepared, charged into a high-purity graphite crucible, and placed in a N gas atmosphere. Melted using an electric furnace. Various additive elements were added to the molten copper alloy to produce a molten alloy having the composition shown in Table 1, and the alloy was poured into a carbon mold to produce an ingot. The size of the ingot was about 40 mm thick×about 70 mm wide×about 100 mm long.
Subsequently, each ingot was subjected to water quenching after being held at the temperature shown in Table 2 for a predetermined time in an N 2 gas atmosphere as a homogenization treatment.
次に、熱間圧延を実施した。熱間圧延開始温度が表2に記載の温度となるように再加熱して、鋳塊の幅方向が圧延方向となるようにして、適宜再加熱を実施しながら圧延終了温度が600℃以上となるようにした。熱間圧延終了後、水焼入れを行い、切断および表面研削実施後、厚さ約20mm×幅約160mm×長さ約100mmの熱間圧延材を製出した。 Next, hot rolling was performed. Reheating is performed so that the hot rolling start temperature is the temperature shown in Table 2, and the width direction of the ingot is aligned with the rolling direction, and the rolling end temperature is set to 600 ° C. or higher while reheating as appropriate. I made it so that After completion of hot rolling, water quenching was performed, and after cutting and surface grinding, a hot rolled material having a thickness of about 20 mm, a width of about 160 mm, and a length of about 100 mm was produced.
その後、粗塑性加工および溶体化熱処理を実施した。
具体的には圧延率約20%以上の冷間圧延を行った後、表2に記載の温度で1時間から4時間の間で所定の時間、溶体化熱処理し、水焼入れした。
溶体化熱処理後、切断及び表面研削を実施後、70%以上の圧延率で冷間加工を行い、表2に記載の温度で1分から4時間の間で中間熱処理を実施した。中間熱処理後、切断し、酸化被膜を除去するために表面研削を実施した。また中間熱処理後のサンプルから結晶粒径を測定し、いずれの本発明例および比較例も平均粒径が3~10μmの範囲内であることを確認した。
After that, rough plastic working and solution heat treatment were performed.
Specifically, after performing cold rolling at a rolling reduction of about 20% or more, solution heat treatment was performed at the temperature shown in Table 2 for a predetermined period of time between 1 hour and 4 hours, followed by water quenching.
After solution heat treatment, cutting and surface grinding were performed, cold working was performed at a rolling reduction of 70% or more, and intermediate heat treatment was performed at the temperature shown in Table 2 for 1 minute to 4 hours. After the intermediate heat treatment, cutting was performed and surface grinding was performed to remove the oxide layer. Also, the crystal grain size was measured from the samples after the intermediate heat treatment, and it was confirmed that the average grain size was within the range of 3 to 10 μm in all the inventive examples and comparative examples.
なお、中間熱処理後の平均結晶粒径は次のようにして調べた。
圧延の幅方向に対して直交する面、すなわちTD(Transverse Direction)面を観察面とし、鏡面研磨、エッチングを行ってから、光学顕微鏡にて、圧延方向が写真の横になるように撮影し、1000倍の視野(約300×200μm2)で観察を行った。そして、結晶粒径をJIS H 0501の切断法に従い、写真の縦、横の所定長さの線分を5本ずつ引き、完全に切られる結晶粒数を数え、その切断長さの平均値を平均結晶粒径として算出した。
The average crystal grain size after the intermediate heat treatment was examined as follows.
The surface perpendicular to the width direction of rolling, that is, the TD (Transverse Direction) surface is used as an observation surface, mirror-polished and etched, and then photographed with an optical microscope so that the rolling direction is horizontal in the photograph. Observation was performed with a 1000-fold field of view (approximately 300×200 μm 2 ). Then, according to the cutting method of JIS H 0501, the grain size is determined by drawing five vertical and horizontal line segments each of a predetermined length in the photograph, counting the number of completely cut grains, and calculating the average value of the cut length. It was calculated as the average crystal grain size.
その後、表2に示す圧延率で仕上げ圧延を実施した。
最後に、表2に記載の温度で仕上げ熱処理を1分間から4時間実施した後、水焼入れし、切断および表面研磨を実施した後、厚さ0.25mm×幅約160mmの特性評価用条材を製出した。
このとき、仕上げ熱処理前の圧延面、すなわちND面(Normal Direction)の硬度Hv_CR、および、仕上げ熱処理後のND面の硬度Hv_HTを測定し、その硬度差ΔHv=Hv_CR-Hv_HTを算出した。なお、ビッカース硬さは、JIS-Z2248に規定されている微小硬さ試験方法に準拠し、試験加重1.96N(=0.2kgf)もしくは0.98N(=0.1kgf)で測定した。硬度差ΔHvを表2に示す。
After that, finish rolling was performed at the rolling rate shown in Table 2.
Finally, after performing a finish heat treatment at the temperature shown in Table 2 for 1 minute to 4 hours, water quenching, cutting and surface polishing, the strip for characteristic evaluation having a thickness of 0.25 mm and a width of about 160 mm was applied. produced.
At this time, the hardness Hv_CR of the rolled surface before the finish heat treatment, that is, the ND surface (Normal Direction) and the hardness Hv_HT of the ND surface after the finish heat treatment were measured, and the hardness difference ΔHv=Hv_CR−Hv_HT was calculated. The Vickers hardness was measured under a test load of 1.96 N (=0.2 kgf) or 0.98 N (=0.1 kgf) according to the microhardness test method specified in JIS-Z2248. Table 2 shows the hardness difference ΔHv.
これらの特性評価用条材について、組織観察を行って母相のアスペクト比を評価した。また、導電率、機械的特性(耐力)、耐応力腐食割れ特性、曲げ加工性を評価した。各評価項目についての試験方法、測定方法は次の通りであり、また、その結果を表3に示す。 The aspect ratio of the parent phase was evaluated by observing the structure of these strips for property evaluation. In addition, electrical conductivity, mechanical properties (proof stress), stress corrosion cracking resistance, and bending workability were evaluated. The test methods and measurement methods for each evaluation item are as follows, and the results are shown in Table 3.
〔アスペクト比〕
圧延の幅方向に対して直交する面、すなわちTD面(Transverse direction)を観察面として、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、EBSD測定装置(FEI社製Quanta FEG 450,EDAX/TSL社製(現 AMETEK社) OIM Data Collection)と、解析ソフト(EDAX/TSL社製(現 AMETEK社)OIM Data Analysis ver.7.3.1)によって、電子線の加速電圧20kV、測定間隔0.03μmステップで200μm2以上の測定面積で、CI値が0.1以下である測定点を除いて各結晶粒(双晶を含む)の方位差の解析を行い、隣接する測定点間の方位差が15°以上となる測定点間を粒界として、各結晶粒の結晶粒径の長径をa、短径をbとしたとき、b/aであらわされるアスペクト比のArea Fractionを測定した。また、アスペクト比の測定ではEBSD上のGrain Sizeとして、Grain Tolerance Angleを5°、Minimum Grain Sizeを2ピクセルとして測定した。
〔aspect ratio〕
With the surface orthogonal to the width direction of rolling, that is, the TD surface (transverse direction) as the observation surface, mechanical polishing was performed using water-resistant abrasive paper and diamond abrasive grains, and then final polishing was performed using a colloidal silica solution. rice field. Then, an EBSD measurement device (Quanta FEG 450 manufactured by FEI, OIM Data Collection manufactured by EDAX/TSL (currently AMETEK)) and analysis software (manufactured by EDAX/TSL (currently AMETEK) OIM Data Analysis ver.7.3 According to .1), each crystal grain (including twins) except for measurement points with a CI value of 0.1 or less at an electron beam acceleration voltage of 20 kV, a measurement area of 200 μm or more at a measurement interval of 0.03 μm step When the orientation difference is analyzed and the measurement points where the orientation difference between adjacent measurement points is 15 ° or more is defined as the grain boundary, the major axis of the crystal grain size of each crystal grain is a, and the minor axis is b. The Area Fraction of the aspect ratio represented by b/a was measured. In the measurement of the aspect ratio, the grain size on the EBSD was measured with a grain tolerance angle of 5° and a minimum grain size of 2 pixels.
〔導電率〕
特性評価用条材から幅10mm×長さ60mmの試験片を採取し、4端子法によって電気抵抗を求めた。また、マイクロメータを用いて試験片の寸法測定を行い、試験片の体積を算出した。そして、測定した電気抵抗値と体積とから、導電率を算出した。なお、試験片は、その長手方向が特性評価用条材の圧延方向に対して平行になるように採取した。
〔conductivity〕
A test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm was taken from the strip material for characteristic evaluation, and the electrical resistance was determined by the four-probe method. Also, the dimensions of the test piece were measured using a micrometer, and the volume of the test piece was calculated. Then, the electrical conductivity was calculated from the measured electrical resistance value and volume. The test piece was taken so that its longitudinal direction was parallel to the rolling direction of the strip for characteristic evaluation.
〔機械的特性〕
特性評価用条材からJIS Z 2201に規定される13B号試験片を採取し、JIS Z 2241のオフセット法により、0.2%耐力σ0.2を測定した。なお、試験片は、引張試験の引張方向が特性評価用条材の圧延方向に対して平行になるように採取した。
[Mechanical properties]
A No. 13B test piece specified in JIS Z 2201 was taken from the strip for characteristic evaluation, and the 0.2% yield strength σ 0.2 was measured by the offset method of JIS Z 2241. The test piece was taken so that the tensile direction of the tensile test was parallel to the rolling direction of the strip for characteristic evaluation.
〔耐応力腐食割れ特性〕
耐応力腐食割れ特性は、D.H.THOMPSON(Materials、Res.and Stds.1(1961)、P108-111)の応力腐食割れ試験法に準じて調査した。すなわち、圧延方向と平行に幅10mm、長さ60mmの試験片を採取し、長さ方向の中心部を曲率半径R:2mmで曲げた後、両端部を結んでループ状に拘束し、応力を付与し、室温で24時間保持した後、一旦拘束を外した後、初期の変位量δ0を測定し、再度両端部を拘束し、これを1Lの約5%アンモニア水を貯留した10Lの容積のデシケータ中に入れ、気相中にループ状に拘束した試験片を配置し、25℃で保持して、Zn量が7mass%以上15mass%以下の時は96時間経過後、Zn量が15mass%超え36.5mass%未満の時には24時間経過後、にループ状の拘束を外して試験片の変位量δ1を測定した。測定した、初期の変位量δ0および変位量δ1を用いて以下の式から残留応力率(%)を算出した。
残留応力率(%)=(1-δ1/δ0)×100
n=5で測定して、その平均残留応力率が、80%以上のものを「◎」、50%以上80%未満のものを「○」、50%未満ものを「×」と評価した。
[Stress corrosion cracking resistance]
The stress corrosion cracking resistance is measured by D.I. H. It was investigated according to the stress corrosion cracking test method of THOMPSON (Materials, Res. and Stds. 1 (1961), P108-111). That is, a test piece with a width of 10 mm and a length of 60 mm was taken parallel to the rolling direction, and the center part in the length direction was bent with a radius of curvature R: 2 mm. After holding it at room temperature for 24 hours, after removing the constraint, the initial amount of displacement δ 0 was measured, both ends were constrained again, and this was placed in a volume of 10 L in which 1 L of about 5% ammonia water was stored. desiccator, place the test piece restrained in a loop shape in the gas phase, hold at 25 ° C., and after 96 hours when the Zn content is 7 mass% or more and 15 mass% or less, the Zn content is 15 mass% When the content was more than 36.5 mass% and less than 36.5 mass%, after 24 hours, the loop - shaped restraint was released and the displacement δ1 of the test piece was measured. Using the measured initial displacement δ0 and displacement δ1, the residual stress ratio (%) was calculated from the following equation.
Residual stress rate (%) = ( 1 -δ1/δ0) x 100
Measured at n=5, the average residual stress rate was evaluated as "⊚" when it was 80% or more, "◯" when it was 50% or more and less than 80%, and "X" when it was less than 50%.
〔曲げ加工性〕
JCBA(日本伸銅協会技術標準)T307-2007の4試験方法に準拠して曲げ加工を行った。曲げの軸が圧延方向に対して直交するようにW曲げした。特性評価用条材から幅10mm×長さ30mm×厚さ0.25mmの試験片を複数採取し、曲げ角度が90度、曲げ半径が0.25mmのW型の治具(板厚tと曲げ半径Rの比、R/tが1となるW型の治具)を用い、W曲げ試験を行った。
それぞれ3つのサンプルで割れ試験を実施し、各サンプルの4つの視野においてクラックが観察されなかったものを「○」、1つの視野以上でクラックが観察されたものを「×」と評価した。
[Bendability]
Bending was performed according to four test methods of JCBA (Japan Copper and Brass Association Technical Standard) T307-2007. W-bent so that the bending axis is perpendicular to the rolling direction. A plurality of test pieces of width 10 mm × length 30 mm × thickness 0.25 mm were taken from the strip for characteristic evaluation, and a W-shaped jig with a bending angle of 90 degrees and a bending radius of 0.25 mm (plate thickness t and bending A W bending test was performed using a W-shaped jig in which the ratio of radii R (R/t) was 1.
A cracking test was performed on each of the three samples, and the samples in which cracks were not observed in the four fields of view of each sample were evaluated as "○", and those in which cracks were observed in one or more fields of view were evaluated as "×".
Znの含有量が39.8mass%とされた比較例1においては、耐応力腐食割れ特性が不十分であった。このため、曲げ加工性は評価しなかった。
0.2%耐力が706MPaとされた比較例2においては、耐応力腐食割れ特性については良好であったが、曲げ加工性が不十分であった。
アスペクト比が0.1以下の結晶粒の割合が40%未満とされた比較例3、4においては、耐応力腐食割れ特性が不十分であった。このため、曲げ加工性は評価しなかった。
In Comparative Example 1 in which the Zn content was 39.8 mass%, the stress corrosion cracking resistance was insufficient. Therefore, bending workability was not evaluated.
In Comparative Example 2 in which the 0.2% proof stress was 706 MPa, the stress corrosion cracking resistance was good, but the bending workability was insufficient.
In Comparative Examples 3 and 4 in which the proportion of grains with an aspect ratio of 0.1 or less was less than 40%, the stress corrosion cracking resistance was insufficient. Therefore, bending workability was not evaluated.
これに対して、本発明例1-18においては、耐応力腐食割れ特性、及び、曲げ加工性に優れていた。また、導電率及び耐力にも優れていた。
以上のことから、本発明例によれば、耐応力腐食割れ特性が確実かつ十分に優れているとともに、曲げ加工性にも優れた電子・電気機器用銅合金を提供可能であることが確認された。
On the other hand, Inventive Examples 1-18 were excellent in stress corrosion cracking resistance and bending workability. Moreover, it was excellent also in electrical conductivity and yield strength.
From the above, it was confirmed that, according to the examples of the present invention, it is possible to provide a copper alloy for electronic and electrical devices that is reliably and sufficiently excellent in stress corrosion cracking resistance and excellent in bending workability. rice field.
Claims (10)
圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、CuおよびZnを含有する母相を、EBSD法により200μm2以上の測定面積を測定間隔0.03μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析したとき、結晶粒径(双晶を含む)の長径aと短径bで表されるアスペクト比b/aが0.1以下となる結晶粒の面積割合が、Area fractionで、測定した面積全体の40%以上とされているとともに、
0.2%耐力が300MPa以上650MPa未満であることを特徴とする電子・電気機器用銅合金。 Zn is contained in a range of more than 7 mass% and less than 36.5 mass%, the balance is Cu and unavoidable impurities, and the S content is less than 20 mass ppm,
Using the surface perpendicular to the width direction of the rolling as an observation surface, the mother phase containing Cu and Zn is measured by the EBSD method in a measurement area of 200 μm 2 or more at a measurement interval of 0.03 μm step, and data analysis software OIM When the analysis was performed excluding the measurement points where the CI value analyzed by the method was 0.1 or less, the aspect ratio b/a represented by the major axis a and the minor axis b of the crystal grain size (including twins) was 0.1. The area ratio of the crystal grains that is 1 or less is 40% or more of the entire measured area in terms of Area fraction,
A copper alloy for electronic and electrical devices, characterized by having a 0.2% proof stress of 300 MPa or more and less than 650 MPa.
表面に金属めっきが施されていることを特徴とする電子・電気機器用銅合金薄板。 In the copper alloy sheet for electronic and electrical equipment according to claim 5,
A copper alloy sheet for electronic/electrical equipment, characterized by having a metal-plated surface.
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