TW201134959A - Wrought copper alloy, copper alloy part, and process for producing wrought copper alloy - Google Patents

Description

201134959 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用於電子機器、精密機械、汽車等之 牛尤其係關於藉由切削加工而製造之銅合金零 件’並且關於適合於該銅合金零件之銅合金展伸材及其製 造方法。 【先前技術】 製造金屬零件之方法，有旋轉切削、穿孔等切削加工。 特別是對於製造具有複雜形狀之零件或要求高尺寸精度之 :件切削加工為有效之加工方法。於進行切削加工之情 形時’切削性常常成為問題。切削性，存在切屑處理、工 具哥命、切削阻力、切削面粗糙度等項目，有對材料實施 改良以提升該等項目。 +因強度較高、導電性導熱性優異、耐腐蝕性優異及色 凋優異等理由，銅合金被用於大量之金屬零件中。亦多實 知有切削之加工’例如有自來水管道之水龍頭、闊門、齒 輪、裝飾品等用途，使用為了提升切削性而將錯添加於黃 銅（CU—Zn系）、青銅（Cu—Sn系）、铭青銅（Cu—μ系卜白 2(cu-Zn—Nl系）而成之合金。再者，該等均為無需高強 度或高導電性之用途。 於需要高強度或高導電性之用途，例如同軸連接哭之 銷#等用途中’係使用在磷青銅或鈹銅中添加鉛而成 削磷青銅（參照專利文獻丨）、快削鈹銅（參照專利文獻2)。1 201134959 等係以NC車床等精密 且 子機用迨# /、幾進仃切削加工，而使用於電 卞微窃用途專可靠性高之零件。 =此為提升銅合金之切削性而通常添加錯 於’由於鉛不固溶於枘八八 八’、L(在 士m * 銅合金而會微細地分散於材料内，在 切削加工時切屑在其部分處變得易斷裂 ：在 對人體或環境造成影塑， …、由於鉛會 U故㈣之❹越來越受到限制， 不⑼而使切削性提升之材料的需求提高。作為含有 鋼合金的替代材料，已知右 i ’°之 已知有於汽銅或青銅添加鉍而成之鋼 合金（參照專利文獻3、 ⑷ 錄：曲由/ 、 J 4)又亦已知有：於黃銅令，提高 争》辰度而形成銅—鋅系化太物> P + 糸化口物之々相或r相’或者添加矽 而形成銅一矽系化合物之相 相並使该4化合物作為切屑 辦裂之起點而發揮作用，藉此提升切難（專利文獻5、6)。 外有於月銅中添加硫而形成硫化物作為切屬冑裂之 ^ ’來發揮作用的方法（專利文獻7),於使硫化物作為切屑 斷裂之起點而發揮作用之方法中，另外已知有關於鋼—錯 系、銅一鈦系之時效析出型合金之方法（專利文獻8)。 [專利文獻1 ]日本特開昭50_ 066423號公報 [專利文獻2]日本特開昭52 _丨丨7244號公報 [專利文獻3]曰本特開2〇〇1 _ 〇59123號公報 [專利文獻4]日本特開2〇〇〇 — 336442號公報 [專利文獻5]日本特開2000— 319737號公報 [專利文獻6]曰本特開2004— 183056號公報 [專利文獻7]曰本特開2〇〇6 — 152373號公報 [專利文獻8]曰本特開2〇〇1 _ 240923號公報 4 201134959 [專利文獻9]曰本特開2〇〇8 — 75172號公報 [專利文獻1〇]日本特開平6— 212374號公報 [專利文獻11]曰本特開平7_9〇52〇號公報 【發明内容】 然而’各專利文獻中所記載之技術具有以下問題。 於專利文獻1、2所記載之技術中，如上述使用錯作為 ^提升切削性之添加元素’有對環境造成負荷之虞。尤 其是專利文獻2所記载之技術，沒有代替鉛者作為用以提 升快削皱銅之切削性之添加元素，又鈹本身亦是會對環境 造成影響之元素之-1而不僅期望添加有鉛之銅合金的 替代材料’且期望鈹銅㈣代材料之需求亦逐漸升高。 又’於專利文獻3、4所記載之技術中m添加叙 則切削性會獲得改盖，彳日Μ 4 , η — 又讦汉。但於加工中易斷裂，尤其是難以進 仃熱加工。即’需要另外謀求熱加工性之改善。於專利文 獻5、6所記載之合金中所形成之化合物為黃銅系特有者， 貫際上難以應用於其他合金系。專利文獻7係關於鑄件之 =術，於直接切削鑄件之情形時較佳，但未揭示用以獲得 :材或板材寺展伸材(經塑性加工之材料)之技術 獻8記載之技術所獲得之材料通常強度較低，不能充分用 於例如同轴連接器之銷材等 其他技術。 ㈣專需要-強度之用途，需要應用 於上述專利文獻1〜8巾

Ni-Si车铜人么、 中所揭不者並非卡遜合金（Cu — …°口 ’根本無法作為參考。於日本特開2刪 201134959 _ 75172號公報（上述專利文獻9)中，揭示有提供-種儘量 不添加其他合金元素，且兼具經改善之導電率、強度、寶 曲性及應力緩和特性之電子材料用之Cu—Ni —&系合金。 然而未揭示兼顧展伸性與切削性，亦未涉及硫濃二 整。雖錢日本特開平6_ 212374號公報（上述專利文獻 1〇)、日本特開平7—9㈣號公報（上述專利文獻H)中揭示 有考慮展伸性之卡遜合金，但任_者均因此而將硫濃度限 制於 20ppm(0.〇〇2%)以下。 本發明係赛於此種問題而完成者，其課題在於，提供 -種切削性及展伸性優異，最適合用於既要減輕環境負荷 又需要高強度或高導電性之用途的銅合金展伸材。並且本 發明之課題在於’提供—種對上述銅合金展伸材進行切削 加工而獲得之銅合金零件及上述展伸材之製造方法。 本發明人等進行潛心研究之結果，發現藉由在特定組 成之時效析出型鋼合金中控制硫化物之尺寸（平均直徑）與 面積率，可獲得展伸性（熱、冷加工性）及切削性優異，並且 強度及導電性優異之銅合金展伸材。此外發現用以獲得上 述硫化物之組成及鑄造方法，並且發現熱加工性、冷加工 性亦優異之組成、組織及鑄造方法。 又’本發明人等進行潛心研究之結果’發現於特定組 成之時效析出型銅合金中在基質形成硫化物，且使該硫化 物之4 0 %以上存在於與展伸方向平行之剖面上之基質的結 晶粒内’並使與展伸方向平行之剖面上之長寬比為1 : 1〜 1 : 100之硫化物分散於基質’藉此可獲得展伸性（熱、冷之 6 201134959 加工性）及切削性優異，並且強度及導電性優異之銅合金展 伸材。又發現用以獲得上述硫化物之組成及製造方法，立 且發現熱加工性、冷加工性亦優異之組成、組織及製造方 法0 本發明係基於該等見解而完成者。 即，本發明提供以下解決手段。 (1) 一種鋼合金展伸材，其含有i 5〜7 之、 0.3 〜2.3maSS%之 Sl、〇,〇2〜1〇mass^ s，剩餘部分由 U及不可避免之雜質構成’其特徵在於：分散有硫化物， 該硫化物之尺寸(平均直徑)為〇 ，該硫化物之面 積率為，且，拉伸強度為·他以上導電率 為25% IACS以上。 (2) 如（1)之銅合金展伸材，1 ^ /、T，進一步含有以總量計 為0.05〜2.0mass%之選自由Λ^ 砥目由 Sn、Μη、Co、Zi·、Ti、Fe、

Cr、A卜P及Zn所組成之群中之至少】種。 ⑺如⑴或⑺之銅合金展伸材，其中，上述硫化物為選 自由 Cu — S、Μη — S、Zr — q、τ. η 、 s Tl— S、Fe-s、Α1—s S及Ζη — S所組成之群中之至少1種。 (4卜種銅合金零件’其係對⑴至㈣任—項之銅 展伸材進行切削加工而形成。 σ金 (5) 如（4)之銅合金零件，豆後 干其係使用於電子機器零件、姐 造零件或元件零件。 口 牛構 (6) —種銅合金展伸材之制 ^方法’其係用以製造⑴5 (3)中任一項之銅合金展伸材， ）至 再特徵在於：將鑄造時之冷 201134959 卻速度設為0.1〜50°c/sec。 (7)—種銅合金展伸材，其含有i 5〜7 〇mass%之犯、 0.3〜2_3_以之Sl'〇.〇2〜1〇_8%之s，剩餘部分由

Cu及不可避免之雜質構成’其特徵在於：與展伸方向平行 之剖面上之硫化物之面積率4〇%以上存在於基質的結晶 内，與展伸方向平行之剖面上之長寬比為丨：i〜丨：1〇〇之 硫化物分散於基質，且拉伸強度為5〇〇MPa以上，導電率為 25%IACS 以上。 " ⑻如⑺之銅合金展伸材’其中，進一步含有以總量計 為 0.05〜2.0maSS% 之選自由 Sn、Mn、c〇ZrTiFe、

Cr、A卜P及Zn所組成之群中之至少！種。 W如⑺或⑻之銅合金展伸材，其中，上述硫化物為選 自 Cu-s、Mn—s'z卜 s、Ti_s、Fe—s、Ai_s cr—s 及Zn — S系中之任一種硫化物之1種以上。 (1〇)一種銅合金零件，其係對⑺至⑼中任-項之銅合 金展伸材進行切削加工而形成。 ου如⑽之銅合金零件，其係❹於電子機器 構造零件、元件零件箅雪i % 性之… …要強度、導電性、導熱性、耐磨 ⑽-種銅合金展伸材之製造方法，其係用以 至（9)中任—項之銅合金展伸材，其特徵在於··於對 〜7細⑽之Nl、G.3〜2.3_%之〜q』2〜心㈣ 之S’剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成之銅合。 物進行加工時，實施⑷、（b)之任—步驟後，實施:成 201134959 %之減面加工，使分散於與展伸方向平行之剖面上之基質 中的硫化物之總面積的40%以上存在於基質之結晶内並 對基質中分散有與展伸方向平行之剖面上之長寬比為1:】 〜1 : 10 0之硫化物者進行時效處理； (a) 於熱加工後進行急冷； (b) 於熱加工後，重複進行1次以上之冷加工與溫度600 °C〜hkktc:之熱處理，並於最後冷加工前實施固溶處理。 ⑽如（12)之銅合金展伸材之製造方法，其中，該銅合 金展伸材進一步含有以總量計為0.05〜2.0_S%之選自由

Sn、Mn、Co、Zr、丁i、Fe、rv λι ^

Cr、A1、p及Zn所組成之群中 之至少1種。 此處，所謂與展伸方向平行之剖面上之硫化物之面積 率0/6以上存在於基質的結晶内，係指分散於基質之硫化 物於晶界内為40%以上。又’所謂與展伸方向平行之剖面 :之硫：物之長寬比分散於1:1〜1:1〇〇,係指分散於基 有魏物之長寬比為1:1〜ι:ι〇〇之範圍。此處所 ::貝曰於合金組織中由晶界所包圍之各個區域或其 相鄰接之島狀而存在所包圍且分別成為以任意形態互 利用2月之銅合金展伸材’強度及導電性優異，並且不 二或皱等環境負荷物質，切削性及展伸性亦優異。例 :強：：：連接器銷材所要求之插拔力之降低，藉由使拉 夠以銅同等地高而可抑止插拔力之降低。本發明能 度500MPa以上而與鈹銅同等地抑制插拔力降 201134959 低。又’於期望拉伸強度或導電性之電子機器等零件中， 由於導電率為25% IACS以上，因此係導電性優於鈹銅之具 優勢者。又’本發明之銅合金展伸材適合作為藉由切削加 工而製造之電子機器等零件用材料。本發明之銅合金零件 可藉由切削加工而以良好之精度製造，且，充分具有作為 電子機器等之零件所需要之特性。 本發明之上述及其他特徵及優點，根據下述記載及所 附之圖式可更加明瞭。 【實施方式】 關於本發明之銅合金展伸材之較佳實施態樣，大致分 為第1實施形態與第2實施形態來詳細說明。惟，對於第2 實施形態’有時會對與帛i實施形態共通之點省略說明。 此等兩實施形態具有相同或對應之特別的技術性特徵，而 形成單-之發明概念。再者，於本說明書中，戶斤謂「銅合 金」，係指不包含形狀之概念者，「鋼合金材料」或「銅 合金展伸材」等，係指包含形狀之概念者。 [第1實施形態] < Ni、Si> 本實施形態之銅合金展伸材較佳實施態樣中之鎳⑽ 與石夕（Sl)係以如下目的而添加：藉由控制Ni與Si之含有比 而於金屬基底（基質）中形成Nl—Si析出物（Ni2Si)，進行析 出強化’從而提升銅合金展伸材之強度及導電性。該Nl_ S!析出物（Nl2Si:用以析出強化之析出物）對切削性之提升 10 201134959 作用不大。 於本實施形態之銅合金展伸材較佳實施態樣中，藉由 添加硫（s)而於基質中形成有助於提升切削性之硫化物。藉 由使該硫化物作為進行切削加工時之切屑斷裂的起點，可 使切屑易細小地斷裂，從而使切削性提升。又，藉由控制 鑄造時之冷卻速度，而控制硫化物之尺寸（平均直徑）與面積 率，提升切屑斷裂性’並且藉由不損及熱及冷加工性，而 可進行擠出、壓延、拉伸等展伸加工。 本實施形態中之銅合金，係於鎳（Ni)與矽（Si)固溶之狀 態，或者形成有Νι — Si析出物之狀態下實施熱或冷加工， 但於任一狀態下通常展伸加工性均較差，於加工中易產生 斷裂、破損等。若於該銅合金中形成硫化物，則展伸加工 性會更加惡化，從而難以進行加工。由於硫化物之尺寸（平 均直杈）與面積率會對展伸加工性造成影響，因此於本實施 形態中，係對硫化物之尺寸(平均直徑)與面積率加以規定。 藉此’於Cu-Ni - Si系中，可使難以兼顧之展伸加工性盘 切削性同時提升。 、 6」mass%。若Ni量過少 f , ’J Α•’〜 則稭由Nl—Si析出物之析出硬 化里小’強度會不足。若州晉矾夕 s，丄从 里k夕，則由於過剩，不嘗 助於提升強度之Ni-Si析出物旦丁似 ^ ' ’ 里不、加，亦導致於炫解镇 迨時Ni - Si結晶物大量形成&

成使熱加工性及冷加工性（即 展伸性）惡化，故不佳。 1 P 關於Si含量，於Ni〜 析出物（Ni2Si)之形成 中，若以 201134959 質量％計算，則需要Ni含量之約1/5〜1/3之量。由此， 於本實施形態中’ Si含量為〇.3〜2.3質量％，較佳為〇34 2.2質量％ < S > 於本實施形態之銅合金展伸材中，需要硫化物之尺寸 (平均直徑）以0.1〜l〇/zm且硫化物之面積率以〇」〜1〇%存 在。為此，S含量為0.02〜l.〇mass%，較佳為〇 〇3〜〇 8mass %。若過少、，則硫化物之面積率小，無法獲得充分之切肩 斷裂性。若S含量過多，則熱加工性及冷加工性（即展伸性） 會惡化。 以往，已知於卡遜合金中會將s量限制為極小量（上述 專利文獻10、11)。於本實施形態中’強行使S量大幅增加 並將其他添加元素設為特定範圍，較佳為於特定條件下進 行其加工處理，藉此製成硫化物具有特定之展伸方向之長 寬比的鋼合金展伸材，從而兼顧切削性與展伸性。 並且，於本實施形態之銅合金展伸材，亦可含有錫 (Sn)、錳（Μη)、鈷（Co)、锆（Zr)、鈦（Ti)、鐵（Fe)、鉻（Cr)、 銘（A1)、磷（P)、鋅㈣之i種或2種以上。該等元素藉由固 溶或形成析出物而使Cu—Ni—Si合金之強度提升，或者形 成硫化物而使切削性提升。於含有該等元素之情形時，較 佳為含有以總量計為〇 〇5〜2.0mass%之選自Sn、Mn、c〇

Zf、Ti、Fe、Cr、A卜P、Zn中之！種或2種以上。於含量 少於0_05mass%之情形時，強度提升或切削性改善之效果 與不含該等元素之情形無異。又，於，含量多於2 〇mass% 12 201134959 之情形時，不僅強度及切削性提升之效果會飽和且導電 率亦會降低’故並非上策。作為硫化物之成分，具有cu—s、 =n—s、Zr—s、Tl—s、Fe—s、Ai—scr—szn—" 等Cu s系硫化物尤其有效。並且亦有不可避免之雜質與 s之硫化物》 〃 <關於硫化物之規定> 作為硫化物之成分，具有Cu—S、Mn—S、Zr— s、Ti -S、Fe— S、A1—S、Cr—s、Zn_s等。硫化物較佳為選 自由 Cu- S、Mn— s、Zr— s、Ti— s、s、八卜 s、心 ns所組成之群中之至少"重备s尤其有效。 f且亦有不可避免之雜質與8之硫化物。再者，此處所謂 物=1」，「係指CU2SstCus等之由^與s構成之硫化 物的總稱，「Mn — S」等亦相同。 其次，對作為有助於提升切削性之化合物的硫化 ^有平二直：)與面積率之規定，以及特徵進行敍述。硫化物 八有使切削加工時所產生之切I細小地斷裂 使切削性提升。惟，若硫化物之尺寸（平均直徑）小於〇藉 :，則無法獲得較大之效果。又，即便具有尺寸(平均直：) 為0.1㈣以上之硫化物，若合計之面積 會:小地斷裂。具體而言，若。.一以上之尺二二 :“匕物不以按面積率計為01〜10%之密度分佈 t分地使切屬斷裂。再者，由於硫化物較柔軟，因此：有 :熱加工或冷加工之加工度而於長邊上延伸的情形因= 硫化物之尺寸（平均直徑）與面積率在與展伸材 13 201134959 向垂直之剖面（橫剖面）上滿足上述内容 J °又所謂硫化物 之尺寸(平均直徑)’係以電子顯微鏡觀察其橫剖面並對⑽ 個以上之硫化物粒子進行圓形換算， T，、且徑加以平均所 得之值。所謂硫化物之面積率係下述之 鏡觀察之1視野下所能觀察到的硫化物數量進行吁數·’” 1 該各個硫化物進行圓形換算求出其直徑，力。以：：數而： 據其平均直徑求出面積，並乘以硫化物數 x 观数置而永出硫化物 之母1視野之總面積，然後除以1視野 优矸之總面積所得之值。 另一方面，硫化物會使材料之熱及冷加工性惡化。由 於硫化物易形成於晶界’使粒界強度降低，因此：硫化物 之尺寸（平均直徑）過大或面積率過大，則於實施熱加工或冷 加工時會產生斷裂’而無法作為展伸材使用。目此，需: 使硫化物之尺寸（平均直徑）為10/zm以下，使硫化物之面積 率為10%以下。 該硫化物之尺寸（平均直徑），會隨鑄造時之冷卻速度而 變化。若冷卻速度慢，則硫化物會變大，相反若快，則硫 化物會縮小。較佳之冷卻速度為01〜5(rc/sec，更佳^ 0.3 〜40〇C / sec。 <機械性質及製造條件> 繼而，對本第1實施形態之較佳實施態樣中銅合金展 伸材之機械性質進行敍述。 本實施形態中之銅合金展伸材，係以代替含有鉛之磷 青鋼或鈹銅，即以代替含有環境負荷物質之銅合金為目 標，需要與該等合金之展伸材同等之強度。因此，作為實 14 201134959 用上不會成為問題之強度及導電性，需要拉伸強度500MPa 以上’導電率以 lACS(International Annealed Copper Standard)計為25% IACS以上。本實施形態中之銅合金為時 效析出型，如上述般係藉由形成NhSi而使強度、導電性提 升’為此’需要含有1.5〜7_0mass%iNi、0.3〜2.3mass %之Si。又’製造步驟中之固溶處理時之溫度較佳為75〇 〜i〇oo°c之範圍，時效處理時之溫度較佳為35〇〜6〇〇。匚之 範圍。 ；貰細形態中，除在銅合金展伸材之製造方法中將 鑄造時之冷卻速度設為上述範圍來控制硫化物尺寸（平均直 徑）以外，並無特別限制。例如，關於鑄塊（餅塊或小胚）之 橫剖面之面積’只要大於展伸材之橫剖面之面積即可。由 於本實施形態之銅合金展伸材為時效析出型銅合金之展伸 材，因此至少於銅合金原料线解鑄造步驟後必須進行時 效熱處理步驟，但除用以獲得銅合金展伸材之步驟以外， 視需要亦進行熱加工步驟、退* + ^ 退火步驟、固溶處理步驟。例 如，關於熱加工步驟，小胚夕刼抜， j胚之熱擠出、^鬼之熱锻造或連 續鑄造等製造方法之任一種均赞！ 但jI造本實施形態之銅合金 展伸材。又，製品之形狀並盔特 ' „ ^ …、将別限制，較佳為製成藉由 作為後步驟之切削步驟而易獲得 /iL 5 于邗為最後形態之銅合金零 件的形狀。即，根據銅合金零件 令 作 ^认 令仟之用途而製造成線、棒、 條、板、官4特定形狀之鋼合金 _ y. , 、*展伸材’只要區別使用即 可。例如，於最後形態之銅合 士 人& s a 尽件為螺絲或鉚釘等情形 時，銅合金展伸材之形狀較佳 15 201134959 作為銅合金零件，目前，可列舉如使用含錯之鱗青鋼 或鎚銅的同軸連接器之公銷'母銷，或者使用於扣插座或 $池女而子連#器之探針之筒管及柱塞#、音頻電纖之連接 器端子等電子機器零件、天線之鉸鏈、扣件、軸承、導軌、 電阻焊接機、時鐘等之構造零件或齒輪、㈣、金屬模具 之頂出銷等元件零件，需要強度、導電性、導熱性及耐磨 性且以複雜之形狀主要藉由切削加工而製造的零件。本實 :形態之「銅合金零件」亦可一部分包含藉由切削加工： 製造之銅合金零件。 [第2實施形態] < Ni、Si>

於本實施形態之銅合金展伸材中，亦控制川與^之含 有比。其宗旨與第i實施形態相同。 S 於本實施形態之銅合金展伸材較佳實施態樣中，藉由 添加硫⑻而於基質中形成有助於提升切削性之硫化物：下 ，方面與上述帛1實施形態共通：藉由該硫化物作為進行 切削加工時之切屑斷裂的起點，從而易使切肩細小地斷 吏切削性提升。硫化物係於鑄造時形成，但於形成時 大夕存在於晶界❿導致熱加工性及冷加工性（即展伸性）亞 化。因此，藉由對形成於鎊塊（餅塊或小胚）之硫化物進行展 伸加工及熱處理，而使與展伸方向平行之剖面上之硫化物 之面積率娜以上存在於基質的結晶内，使與展伸方向平 :之剖面上自展伸方向所觀察之長寬比為ι:ι〜1:⑽之 “匕物(較佳為長寬…··丨〜心之硫化物)分 16 201134959 質，藉此提升切屑斷裂性，並且藉由不損及熱及冷之加工 性，而可進行擠出、壓延、拉伸等展伸加工。本實施形態 之銅合金，係於鎳（Ni)與矽（Si)固溶之狀態或形成有Ni_Si 析出物之狀態下實施熱或冷加工，但於任一狀態下通常展 伸加工性均較差，於加工中易產生斷裂、破損等。若於該 銅合金中形成硫化物，則展伸加工性會更加惡化’從而難 以進行加工。硫化物之存在位置會對展伸加工性產生重大 影響，藉由使硫化物較多存在於結晶内，展伸性會變得良 好。於本實施形態中’係對硫化物存在於結晶粒内之面積 率加以規定。 ^含量為1·5〜7.〇mass%(質量％)，較佳為I?〜 6.5mass%。若Ni量過少，目丨丨益丄\Τ· 0. 里w夕則藉由沁一Si析出物之析出硬 化量小，強度會不足。若Nl量過多’則由於過剩，不僅有 助於提升強度之Ni—Si析出物量不増加，亦導致於熔解鑄 造時Ni-Sl結晶物大量形成而使熱加工性及冷加工性（即 展伸性）惡化，故不佳。 曰關於Sl含量，於Ni—Sl析出物W2Si)之形成中若以 質量％計算，則需要Ni含量之約]/ Θ 3罝4約1/5〜1/3之量。由此， 於本實施形態中，Si含量為〇 3〜2 曰 门 2·3貝$ %，較佳為0.34 〜2.2質量％。 < S> ;本貫施形態之鋼合金展伸材中，需要使所形成之确 ==積率之娜以上存在於與展伸方向平行之剖面基質 的結曰曰内，且將與展伸方向平行之剖面上之硫 17 201134959 比設為上述比率。為達成該要求，將S含量設為〇 · 〇 2〜 1 .Omass%，較佳為0·03〜0.8mass%。其原因在於，若過少， 則無法獲得充分之切屑斷裂性。若S含量過多，則熱加工 性及冷加工性（即展伸性）會惡化。較佳為所形成且分散之硫 化物之面積率之5 0 %以上存在於基質的結晶内。於本實施 形態中’在超過以往通常之限制量而以上述積極添加量含 有S之方面，亦與第1實施形態相同。 <其他添加元素> 於本實施形態之銅合金展伸材中，亦可含有錫（Sn)'錳 (Μη)、鈷（C〇)、锆（Zr)、鈦（Ti)、鐵（Fe)、鉻（Cr)、鋁（A1)、 麟（P)、鋅（Zn)之1種或2種以上。其作用及較佳含量之範 圍等’與上述第1實施形態相同。 <與硫化物相關之規定> 其次，對作為有助於提升切削性之化合物的硫化物存 在於與展伸方向平行之剖面上之基質之結晶内的比例與硫 化物之長寬比之規定，以及特徵進行敍述。硫化物具有使 切削加工時所產生之切屑細小地斷裂的作用，藉此使切削 性提升。然而，硫化物之存在位置會對展伸性（熱加工性、 冷加工性）造成重大影響。所謂硫化物存在於基質之結晶粒 内的比例，係指下述之值1電子顯微鏡觀察與展伸^向 平行之剖面丨視野所觀察到之所有硫化物之數量進行 計數，對該各個硫化物進行圓形換算而求出其直徑，進行 平均，然後根據其平均直徑求出面積，且乘以硫化物數: 而求出1視野可觀察到之所有硫化物之總面積，其後，僅 18 201134959 對結晶粒内及跨過晶界之硫化物之數 個硫化物進行®形換算而求出其直徑，進ry ’對該各 據其平均直徑求出面積，且乘 ^均’然後根 内及跨過晶界之硫化物之總面積，最求出結晶粒 到之所有硫化物總面積所得之值。關於 視野可觀察 粒内及跨過晶界之硫化物為40心上/ 只要結晶 下’則展伸性會變差。再者，此時 。右為40%以 。.⑼〜…佳為…败範圍:二面積率處於 1視野可觀察到之硫化物之總面積除以^^面積率為 之值。 于之〜、面積所得 由於硫化物e m M A > 初权茱軟，因此會隨熱加工 度於長邊方向上延伸，且斷 7 口工 之硫化物之長寬比，传二=散於基質中。所謂分散 與展伸方向垂直之方向的長 規U面’將 行延伸之硫化物長度t2之比“ 寺’與展伸方向平 不滿足規定之s含量，2 : ι。超過1 : 100者有可能 “ 切削加工時切屑不會細小地斷裂〇 再者，於硫化物在展伸 輯裂 定義亦不變，如圖4所干時’上述 方向之長度t2及與其正交之方，其區域之部分之展伸 硫化物之測定例 方向之長度並進行評價。 圖1⑷係與展伸方向R平行地觀察銅合金棒 圖；⑻係剖面圖，l〇a表示剖面，係示意性地表示者；視 圖2係與展伸方向平行之剖面之電子顯微鏡觀察之楔 式圖，表不於1視野中所觀察到之晶界。與硫化物狀態； 19 201134959 圖中21表示晶界，22 結晶粒内硫化物。此處 硫化物之總面積。 表示位於晶界上之硫化物’ 23表示 ，求出於1视野中所觀察到之所有 其次，ffi 3係示意性地表示與展伸方向平行地以電子 顯微鏡（SEM)觀察銅合金棒之剖面組織，為晶界與除圖2之 位於晶界上之硫化物以外之位於結晶粒内的硫化物。求出 該圖所示之位於結晶粒内之硫化物之總面積，並求出於工 視野中可觀察到之硫化物與位於結晶粒内之硫化物的比 例。該情形之位於結晶粒内之硫化物的面積率為6ι%。 所謂硫化物之長寬比，係指如圖4所示當將與硫化物 之展伸方向垂直之方向的長“設為i時，與此相對之與 展伸方向平行地延伸之硫化物長度之比（於圖中下方之例 之情形時為13)。 <機械性質及製造條件> 繼而，對本實施形態較佳之實施態樣中之銅合金展伸 材之機械性質進行敍述。本實施形態之銅合金，係以代替 含有鉛之磷青銅或鈹銅，即以代替含有環境負荷物質之銅 合金為目標，要求與該等合金同等之強度，此與上述第丄 實施形態相同。因此，實用上之要求特性（拉伸強度、導電 率）之較佳範圍等亦與上述第1實施形態相同。 於本實施形態之銅合金展伸材之製造方法中，主要特 被在於：藉由對鑄造時多存在於粒界上之硫化物進行展伸 加工及熱處理，而使與展伸方向平行之剖面上之硫化物之 面積率40%以上存在於基質的結晶内，使與展伸方向平行 20 201134959 之剖面上之硫化物之長寬比分散於1 : 1〜1 ··丨〇〇的範圍。 上述展伸加工及熱處理之較佳例，可列舉以下之例。 (a) 於熱加工後進行急冷，並實施〇%〜95% (更佳為3〇 〜9 0 % )之減面加工，進行最後時效處理。 (b) 於熱加工後’重複進行1次以上之冷加工與溫度6〇〇 °C〜1 〇〇〇°C之熱處理’於最後冷加工前實施固溶處理，其 後實施0%〜95% (更佳為30〜90% )之減面加工，進行最後 時效處理。 此處，於分別進行1次冷加工與溫度600〇C〜1 〇〇〇。〇之 熱處理之情形時，冷加工係設為最後冷加工，溫度6〇〇aC〜 1000°C之熱處理係設為固溶處理。 又，減面加工為冷加工，所謂之減面加工，係意指 未進行減面加工。又，最後時效處理時之溫度較佳為3 5 〇 〜600°C ’ 更佳為 400°C 〜550°C。 又，溫度600。(：〜1000°C之熱處理之目的，在於提升展 伸材之加工性。上述溫度區較佳為8〇〇°c〜1〇〇(rc，更佳為 900°C〜1 000°C。又，熱處理之時間較佳為1小時至3小時。 又’冷卻條件事實上可任意，緩冷或急冷均可。冷卻速度 只要處於0.1〜1〇〇〇°C / sec之範圍即足夠。 關於即將進行上述減面加工之前之步驟，從使與展伸 方向平行之剖面上之硫化物之長寬比接近於1 : 1，適當地 藉由減面加工控制硫化物之形狀及分散狀態的觀點而言， 較佳為熱加工或固溶處理。於此情形時，熱加工或固溶處 理之溫度較佳為750t〜1000X：，更佳為85(TC〜1000t， 21 201134959 再更佳為90(TC〜lOOOt：。 、/再者，藉由於熱加工（熱壓延、熱拉、熱擠出等）後立刻 進行急冷（水中淬火等），可獲得與固溶處理同等之效果。/ 由於本實施形態之銅合金展伸材為時效析出型銅合金 之展伸材，因此前提為至少於銅合金原料之熔解鑄造步驟 後適當地採用時效處理步驟，但除用以獲得銅合金展伸材 之步驟以外見需要亦進行熱加工步驟、退火步驟、固溶 處理步驟、溫度60(TC〜lOOOt之熱處理步驟。例如，關於 熱加工步驟’ if常之小胚之熱擠出、鑄塊之熱鍛造或連續 鑄造等製造方法之任一種均可製造本實施形態之銅合金展 伸材》 此外，作為製品之形狀或銅合金零件，其較佳者可列 舉與上述第1實施形態相同者。 [實施例] 以下，基於實施例進一步詳細地說明本發明，但本發 明並非限定於該等者。 (實施例1) (實施例1— 1) 藉由高頻熔解爐熔解以表1_1之合金成分所表示之組 成之銅合金’並以冷卻速度〇.5〜5°c /sec鑄造各小胚。小 胚之直徑係設為200mm。以溫度950。(：對上述小胚進行熱擠 出後立刻進行水中淬火，從而獲得直徑2〇mm之圓桿。繼而 於低溫下對上述圓桿進行拉伸，製造直徑丨0mm之圓桿，並 且以溫度450 C進行2小時之時效熱處理。 22 201134959 (圓桿）之周方杳^對以此方式所獲得之各個銅合金展伸材 評價項目/D 1]拉伸強度、[2]導電率、[3]切削性。各 …貝項目之測定方法如下。 合 π]拉伸強度 依據JIS z 2241測定3舻廿主^ 、疋3根並表不其平均值（MPa)。 [2] 導電率 利用四端子法，於控營* ) Λ。广，，。 舻盍〜 於控“ 2〇C(±lt)之恆溫槽中，以2 根為早位對各樣品 m ]疋並表不其平均值（％IACS)。 [3] 切削性 ) 使用通用車床進行圓桿之外徑之 粗徑部之直徑9 6mm、 又 σ 作 逄 ，.，卩之直徑8mm之鉚釘並觀察所 產生之切屑之形態。 為長度5mm以下者為良 好’切屑雖然斷裂作苴長产 長度在5_以上、l〇mm以下者為 尚可，切屬呈螺旋狀者為不良。 為良好及、 在貫用上不會產生問題者 产為每⑪Μ — #削條件係設為轉速IGlOrpm，進給速 次進給〇.lmm，切入量〇.2麵。轉動工呈传 使用超硬製者，^使用㈣油。 ”係 又，硫化物之尺寸（平均直徑）與面積率係藉由如下方法 求仔：對於直徑丨〇mm之圓桿 圓杵之樣°°的任意3個部位之橫剖 面’使用掃描式電子顯微鏡（SE 、 ⑴對3視野進仃組織觀 物之尺寸（平均直徑）係對每1視野中_個以上之 f化物進行圓形換算’並將其直徑加以平均而求出。硫化 面積率係藉由如下方法求得m視野中可觀察到 之硫化物之數量，將硫化物假定為圓而根據平均直徑求出 23 201134959 面積，藉由乘以該面積而求出硫化物之每丨視野之總面積， 然後除以1視野之面積。又，使用附帶於SEM之能量分散 型螢光X射線分析裝置（EDX)調查硫化物之成分。 將結果示於表1—1。本發明例1—1〜1 — 25，成分在 本發明之範圍内，任一者均滿足拉伸強度5〇〇MPa以上導 電率25 % IACS以上。又，硫化物之尺寸（平均直徑）滿足〇」 〜10μ m，硫化物之面積率滿足〇丨〜1〇%，且於材料加工 中沒有產生裂縫’切削性亦滿足要求。 比較例1 _ 1〜1 — 9係成分為本發明之範圍外之例。比 較例1 一 1及1 — 3之Ni濃度及Si濃度較低，拉伸強度較差。 比較例1 — 2之Νι濃度及y濃度較高，導電率較差。比較 例1 一 4之Ni濃度及Si濃度較高，於冷加工時產生裂縫。 比較例1 — 5之S濃度較低，硫化物之面積率減小，切削性 較差。比較例1 一 6及1_ 7之s濃度較高，硫化物之面積 率增加，於熱加工時產生裂縫。比較例丨_ 8及丨_ 9之Sn、 Μη、Co、Zr、Ti、Fe、Cr、A卜 p、Zn 之總量超過 2〇mass %，導電率較差。 先前例1 一1、1 —2為快削磷青銅及快削鈹銅。本發明 例之銅合金展伸材在不含如先前例1 一 1、1 — 2之材料的環 境負荷物質下’可獲得與先前例丨_ 1、1 _ 2同等以上之特 性0 24 201134959 【1— I<】 t! 甚 <si «Εΐ <ς£. «c^ <ii ϋί ϋί tsi nii vi νά Ιτ «ί «£i 42ί «ci <si ϊτ «£ί flfii lr 4έί <si vsi «ei «ci s M k K- 对 £ 00 S 4 痴 Η 名 4Γ： <si 4fii φί «ei «-ΰ 样< § m m <N 00 r^i «Λ σ\ ΓΛ ΓΛ «Ί m ON 内 Ό »Λ ΓΟ ο Γ〇 o 窆 r- «Λ m r-i 一 γΛ ΓΛ WV «Ν V 〆 ΓΛ «Ν Μ ο 00 fN *Λ> r4 <Ν «Ο m Γ- rs »Λ ίΝ m od «Ν 00 od (Ν «Ν ν〇 ίΝ 对 od «Ν m σ\ «Ν 00 fS o 〇\ ίΛ > 卜 «Λ m >» tv 〇0 ΓΛ ΙΛ rn CM 拔《2 Ό fO «Ν Γ- s 00 IN 落 θ' Γ·"! 茬 Ό ON On 卜 茬 © Γ-Ι Os ο 00 00 W1 00 fO Cn On v-i g r- s〇 W1 00 «Ν 5： 〇\ 00 ο P (Ν S «Ν 00 > r- CTs S •Λ σ' JO ΙΛ § 老跻^ S准次 饽电9 VI wi σ^ 00 Γ*ϊ 二 VJ 00 〇 对 «Ν Γ- <N rn Ο (Ν r4 <Ν <Ν S ό 00 ό 卜 00 IN 卜 s «Λ d 00 二 © 00 ίΛ σ\ s r- <N w> § ς> a »Ν s r") γΛ d (山7〇 v〇 cn <N 〇\ 00 « 对 Wt 卜 VO 00 ο ΟΝ m SO \〇 σ\ iN Γ*1 卜 «Ν σ\ «Ν «Ν <N no ΙΛ (N 卜 <N ο >/*» <Ν \〇 <N ri r«； 对· £ 00 fN 纪 Φ 1 <Λ 1 a ¢/) 1 δ 00 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>製造直徑 之圓 -時效熱處理。對於以此 桿）之樣品，利用與上述 沖強度、[2]導電率、[3] 出硫化物之尺寸（平均直 26 201134959

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Itll-ia 僉4 3ell πίΒΦ4 ££|二4^僉4 07- S? Ιιιι 苳黎- S5 -—1"斑- 201134959 表1一 2之本發明例1 — 26〜1 — 29係以與本發明例1 一 6相同之合金成分，本發明例1 - 3 〇〜1 — 3 3係以與本發 明例1 一 1 6相同之合金成分，使冷卻速度於本發明之範圍 内變化之例。若使冷卻速度增大’則硫化物之尺寸（平均直 徑）會有減小之傾向，但任一者均處於本發明之範圍内，可 獲得優異之切削性。表1 — 2之比較例1 — 1 0、1 — 1 1係以 與本發明例1 -6相同之合金成分’比較例1 —丨2、1 - 13 係以與本發明例1 - 16相同之合金成分，使冷卻速度在本 發明之範圍外之例。於冷卻速度較慢之情形（比較例1 — 1〇 及1— 12)時’硫化物之尺寸（平均直徑）會增大，於冷或熱加 工中產生裂缝。於冷卻速度較快之情形（比較例1 一 11及1 一 13)時，硫化物之尺寸（平均直徑）未達0.1 " m，切削性不 良。 (實施例1 一 3) 以表1 一 1之本發明例1 一 6及本發明例1 — 16之合金 成分，自利用實施例1 — 1之方法所獲得之直徑1 〇mm之圓 桿製作多2mm及#7mm之圓桿。對此等圓桿，使用NC車床 製作如圖5及圖6所示之連接器銷各1 〇〇〇個。其結果，不 會產生切屑繞附於加工零件上，或因工具磨損而導致尺寸 變化之情況’可進行零件之加工。再者關於切削條件，外 徑加工係將轉速設為3000rpm，進給速度設為每旋轉1次為 〇.〇2mm，鑽孔加工係將轉速設為25OOrpm，進給速度設為 每旋轉1次為〇.〇3mm，且使用切削油。於圖5中50表示 連接器銷，51表示狹縫。於圖6中60表示另一態樣之連接 28 201134959 器銷’ 6 1表示狹缝，62表示錐形部。 對於圖5之形狀之連接器銷’評價作為銷材之特性所 需之插拔性。評價方法如下：將00.92mm之銷測量器插入 加工後之銷中並測定插拔力（初始值T0)，繼而對於相同之 銷重複進行5 0 0次之拔出插入後’再次測定插拔力（τ 1 )，並 求出相對於初始值之比例T1/T0。可以說Τ1/Τ0越大則 插拔力之降低越小，作為連接器銷之性能越良好。評價係 針對5根銷進行’並求出平均值。 ~~ 1之先前例1 —丨及1 — 2之材料土 1 — 3 〇 ^平均值。為進行比較，亦對表i 2之材料進行評價。將結果示於表 —2之快削

由表1 — 3可知， 敛銅同算之插A

不良之虞。 本發明例具有與先前例1 — 2之快削 優異之連接器銷β先前例1 _ 1之快 明例差’於長期使用時恐有接觸

(實施例2) 29 201134959 、，用以表2- ί之合金成分所表示之組成之銅合金，與 上述貫施例1 — 1同様扯痛傳搞σ Λ 、 U揼地獲付樣OD。纟特性之測定方法 件亦與上述實施例1 — 1相同。 彔 與展伸方向平行之剖面上之硫化物存在於基質之結曰 内的面積率，係藉由如下方法求出：對於直徑1G咖之圓二 之樣品的任意3個部位之與展伸方向平行的剖面使: 描式電子顯微鏡（随）分別對3視野進行組織觀察。計^ 1視野中所觀察之所有硫化物之數量，對該各個硫化物：疒 圓形換算而求出其直徑，加以平均，根據其平均直徑求出丁 面積，再乘以硫化物數量而求出1視野中可觀察到之 硫化物之總面積，其後，僅計算結晶粒内與跨過晶界之妒 化物之數量’對該各個硫化物進行圓形換算而求出 二力二：均，根據其平均直徑求出面積，再乘以硫化物 數1而求出結晶粒内與跨過晶界之硫化物之總面積，最後 除以"見野中可觀察到之所有硫化物總面積，藉此而求出。 又，使用附帶於讀之能量分散型勞光x射線分析裝置 (EM)調查硫化物之成分。再者，雖然於表中未表示，但本 發明例之展伸材任-者在平行於展伸方向之剖面中的長寬 比皆在h Μ : 100之範圍，且展伸材之橫剖面中之硫化 物的面積率滿足〇丨〜1〇%。 將結果示於表2- i。本發明例2—卜2—25，成分在 本發明之範圍内’任-者均滿足拉伸強度5嶋h以上，導 電率25%IACS以上。又’與展伸方向平行之剖面上之硫化 物之4〇%以上存在於基質之結晶内，於材料加工中沒有產 201134959 生裂縫，切削性亦滿足要求。 比較例2 1〜2 — 9，係合金組成在本發明之範圍外之 例。由於比較例2 - 1月7 ^ . XT· ^ 1及2—3之N!濃度及Si濃度過低，因 此僅可獲得拉伸強声；^右八土 ,, ±,., f通度不充分者。比較例2 — 2之Ni濃度及 si濃度過高，導電率較差。比較例2—4之犯濃度及：濃 度過高，於冷加工時產生裂縫。比較例2—5之s濃度較低’ 且雖然與展伸方向平行之剖面上之硫化物t 4〇%以上存在 於基質之結晶内，但切削性較差。比較例2 _ 6及2 — 7之$ /辰度較间，且與展伸方向平行之剖面上之硫化物之4〇%以 上未存在於基質之結晶内，於熱加工時產生裂縫。比較例2 —8 及 2— 9 之 Sn、Mn、Co、Zr、Ti、Fe、Cl·、六卜 p、& 之總量超過2.0mass%，導電率較差。 先前例2 — 1、2 — 2為快削磷青銅及快削鈹銅。本發明 例之銅合金展伸材在不含如先前例2 — 1、2 — 2之材料的場 境負荷物質下，可獲得與先前例2 — 1、2 — 2同等以上之特 性。 31 201134959 【1乂<】 切削性 <ή «ϋΐ «ί 4εί «ί «έί «£ί «ίί lr 4ΰΐ «ϋί tsi lr ιφ( \r •sL αί. «ί 1 冷加工斯裝 1 | 867 | 30.4 丨不良 | | 熱加工斯裂 I | 熱加工斷裂 I «fii «ci 導電率 (96IACS) 39.3 1 38.2 I 39.5 | 35.3 | 35.9 I 35.6 1 1 31.0 | ! 30.0 1 35.7 1 ! 33.3 1 1 _ 25.3 I 1 …1 37·4 1 1_35^_1 1_1 1 _ 28.0 1 1 32.5 I 1 36.2 I 丨 30.7 I 1 25.2 I 1 28.3 I 1 ... 28.8 1_^_1 \__2^4_1 1 29.3 I \__1 | 39.0 1 21.4 | 35.7 1 17.4 I 18.7 1 15.3 | 23.4 拉伸強度 (MPa) __ 5_15—_ 1 603 I 712 _」 810 | 864 I 942 1 i 983 1 v〇 s 987 1 ion I •ο Μ 00 W1 00 I _9Ι3____| I 559 I 1 726 I 1 856 I § 1 994 I | 1018 1 P L_ 602 _I ν Μ 1_ίίΖ_! | 469 \ s I 776 | 1130 結晶粒内 硫化物面積牟 (%) 5 »Λ »Λ ίΛ ΙΛ S oo «Λ § <Ν s〇 Μ 00 w» >Λ s ΪΪ 5 «Ν 3 «Ν SO 〇\ 1____—55M_________1 | 歸 1 I_ 33·^ 砠化物之成分 Cu-S 1 ¢/5 c3 Cu —S _1 i Cu —S 1 ί_ Cu-S _I 1 Cu-S 1 _ Cu—S ' Μη —S J I Cu-S'Mn-S I 00 1 d [ Cu—S ' Mn —S I (/) in 6 C/5 Ν (Λ δ 1 Cu-S'Ti-S 1 CO 1 a CO δ 1 Cu-S ' Mn-S I 1 Cu-S'Al-S'Zn-S I I Cu-S'Cr-S I 1 Cu—S ' Fe—S ' Zn —S I (Λ δ 1 Cu —S ' Mn —S I | Cu-S'Mn-S 1 | Cu-S' Zr-S 1 1 Cu-S ' Mn-S ' Ti-S ' Zn-S I 1 Cu-S ' Mn-S ' Zr-S * Al-S | 00 1 1 Cu-S ι | Cu-S 1 1 Cu-S'Mn-S 1 (/) \ (3 | Cu-s ! | Cu —S ' Mn —S ' Zr—S 1 Cu-S ' Zr-S'Ti-S I Cu —S ' Mn —S ' Cr—S ' Al—S | Pb粒子 | Pb粒子 合金成分(mass%) | δ 刺餘 j 剩餘1 刺餘I 剩餘I 剩餘1 :«餘1 剩餘| 1剩餘I I剌餘| L剩餘1 1刺餘I ι刺餘ι I制餘I 1剩餘1 l剩餘ι 1制餘1 |剌餘1 [剌餘| L 1 1剩餘ι 1剩餘I 1 ^ 1 1刺餘1 1鰂餘I 1剩餘！ 1剩餘I l剩餘 |刺餘 1剩餘 1剩餘 1剩餘 1剩餘 |剩餘 刺餘 1刺餘 I剩餘 Sn 〜Ζη 之合計 ο.οο 1 ο.οο 1 ο.οο | 0.26 | 0.08 1 o.ii 1 ! 0.13 1 d 1____1 1_0^3_1 1__1 1__0J9_1 1__0^9__1 1____1 1 0.22 1 1_0^3_I 1_0^?_ι 1_〇1>2_1 1__ι 1__0^6_1 1_M2_I 1_2^3_1 1__0^2_1 1_LW_I 1_L〇5_I 1 ο.οο 1 1 0.08 ι | 0.18 ί | 0.27 | 0.41 | 0.18 1 0.39 | 2.24 1 Sn : 0.4、Zn : 0.4、Pb : 4.0、P : 0.1(快削磷青銅） | Be : 1.9、Pb : 0.4、Ni + Co : 0.4(快削鈹銅） r5 1 0-63 1 1 0-35 1 1 0-38 I 1 0-39 I 0-72 | 1 0.43 1 | 0.64 ί 0.71 fiu 1 0.04 1 1 0.02 1 丨 0.02 ι 1 0.08 < 1 〇·^ 1 1 ο-os 1 1 0.08 1 1 0.18 ύ 1 o ps i 1 0.08 1 1 °：Ll 1 1 0.08 1 I 0.21 1 λα丨 1 〇·2» 1 卜·ι〇 1 1 〇·»2 1 1Q-05 1 | 0.42 1 0.22 1 1 〇1» 1 1 Q-»7 1 | 0.25 Ν o.ii 1 1 Q18 1 1 0.08 1 卜.13 I 1 0.15 | 0.28 | 0.08 I 1 〇」6 1 1 007 1 1Q-21 1 1 οι» 1 | 0.12 ! 1 0.13 | o 0.09 1 0.15 1 〇-23_ 1 1 〇·22 1 1 〇·>4 1 I 0.12 1 I 0.19 ； | 0.27 | 0.17 1 0.24 1 0.86 W 0.26 | 0.08 1 o.ii 1 0.13 | 0.24 | :0.08 1 1 0·15 1 ι 0.09 1 1-0.16 I i 〇·>〇 1 1 〇·22_1 卜.12 1 1 0.08 1 1 °-ls 1 1 0.24 1 | 0.18 1 | 0.53 00 0.69 1 0.26 1 0.46 | 0.14 | 0.21 1 ：0.12 I ! 0.29 1 1 0.31 | i 〇·>« 1 1 0-22 | 1 0.27 | 1 〇·28 1 1 〇·25 1 i 0 03 1 1 011 1 | 0.98 1 1-0-18.1 1_〇·23_ 1 1 0.09 1 1 0.08 1 1 〇·π 1 1 0.08 1 1 0.42 I 丨 0.26 | 1 〇·2> 1 丨 0.25 1 1 031 ι 10.19 1 | 〇.〇1 1 | 1.08 1 1.22 | 0.25 I 0.54 W 0.37 1 0.46 1 0.54 | 0.69 | 0.84 1 0.96 | <N rn \〇 Os 1 〇·55 1 1 0.73 1 0.83 1 1 093 1 1 〇>34 | L.nl 1〇'75」 | 0.82 I 1 ί·28_| I 0-55 I | 0.49 | | 0.79 1 1 0.29 1 2.31 1 0.29 I 2.45 | 0.82 \ 0.80 \ 0.94 | 0.80 I 0.68 2 V» 00 r4 00 «Ν ri 00 fN 00 ΓΛ q <Ν rM 卜 ΓΊ Μ Γ·^ >〇 (N Ρ» m 卜 00 w*i •λ ro (Ν 00 ΓΠ K 〇〇 rn r- in 卜 (Ν 名稱 1本發明例2— 1 I 1本發明例2 — 2 I 1本發明例2_3 1 |本發明例2_4 I 1本發明例2_5 1 |本發明例2 — 6 I |本發明例2 — 7 1 |本發明例2 —8 1 1本發明例2 — 9 I |本發明例2—丨o 1 |本發明例2—丨1 1 1本發明例2 — 12 1 1本發明例2 —13 1 1本發明例2 —14 1 1本發明例2—丨5 I |本發明例2—丨6 1 |本發明例2—丨7 1 1本發明例2—丨8 I |本發明例2 —19 1 1本發明例2 — 20 1 1本發明例2—21 I 1本發明例2_22 1 1本發明例2 —23 1 |本發明例2 — 24 1 |本發明例2 — 25 : 1 比較例2— 1 | 比較例2_2 1 比較例2 — 3 I 比較例2—4 1 比較例2_5 | 比較例2 —6 I t匕較例2-7 I 比較例2-8 1 比較例2-9 1 先前例2—1 | 先前例2—2 w龙qpw^'-^g141·8?^^^琪萏※ 201134959 (實施例2 — 2 ) 藉由高頻溶解爐炫解表2叫之本發明例2_卜2一6、 6 ”比較例2 - 5之組成之鋼合金，且以冷卻速度】。〇 /-鑄造直徑3〇。_之各小肢。以溫度9飢對上述小胚 進二熱擠Ί立刻進行水中淬火，從而獲得直徑％麵之 圓桿。其後藉由冷拉伸加工將其加工至直徑2〇画為止，且 以溫度⑽°C進行固溶處理而獲得直徑2〇mm之圓桿。 〇乂〆圓杯進仃減面加工，分別製造直徑2〇咖（減面加 I 7〇5〇〇〇/f # 36.0%). 10mm〇^,, 面,：直徑4.5_(減面加”卿直徑3.5_(減 ::9%)之圓桿。並且，直徑2〇_係以5〇rc進行2 小時之日rr效處理，直彳(τ< 1 職係以480。〇進行2小時之時效 處理，直们〇軸係、以峨進行2小時之時效處理，直徑 .顏^ 3.6mm係以43(rc進行2小時之時效處理。對於 二得之各個銅合金展伸材(圓桿)之樣品，利用與 4歹1相同之方法調查⑴拉伸強度、[2]導電率，且 利用下述方法調查[3]切削性。 [3]切削性 使用通用車床對各直徑之材料進行外削加 徑3mm之圓裎，廿、仓> π J衣k直 仃圓桿之外徑之分段切削加工。觀窣 $之^ ’令切屑斷裂為長度5ππη以下者A 良，切4雖_裂但其長度為5麵以上、⑺職 為 尚可，切屬呈螺旋狀者 者為 ^ 你貝⑺上不產生問顳去洛 、好及^ °再者切肖彳條件係設為轉速lGlGrpm，進給速度 33 201134959 為每％轉1次進給〇 lmm，切入量〇 。轉動工具係使 用超硬製者’且不使用切削油。 與展伸方向平行之剖面上之硫化物存在於基質之結晶 内的面積率，係對於直徑20、16、1〇、4 5、3 5mm之圓桿 之樣品的任意3個部位之與展伸方向平行的剖面，使用掃 描式電子顯微鏡（S E Μ)分別對3視野進行組織觀察，藉由上 述方法求出。X’硫化物之長寬比，係將以上述電‘顯微 鏡所硯察之硫化物之與展伸方向垂直之方向設為卜根據與 展伸方向平行地延伸之硫化物之長度之比而求得。 /、 34 201134959 【(Ν—(Νΐ 切削性 -0^ •ΐηνί ffi〆 冷加工斷裂 冷加工斷裂 冷加工斷裂 不良 不良 不良 不良 導電率 (%IACS) _i 37.5 34.5 1 39.3 33.0 34.5 33.4 35.6 35.0 30.3 30.8 32.5 32.4 32.2 30.4 31.5 拉伸強度 (MPa) 504 I 1 <Ν ίΝ νη 515 580 890 896 942 954 ! 526 550 559 606 00 § 854 867 958 長寬比 1 ΟΝ CN 寸 i〇 〇〇 § & rn l y-^ F-H l VO ι l 1 Γ·^ :1〜1 l ψ-^ :1〜1 : :1〜1 : :1〜1 :1 〜1 : l ψ^4 :1 〜1 : 1 l 結晶粒内 硫化物面積率 (%) in in CN \〇 s 00 〇> ΙΟ <N 減面 加工率(％) ο ο 36.0 75.0 94.9 j 〇 d 36.0 75.0 94.9 〇 〇 36.0 75.0 94.9 97.0 97.0 97.0 o o 36.0 75.0 97.0 合金成分(mass%) 剩餘 1剩餘 剩餘 剩餘 剩餘 I剩餘| I剩餘1 I剩餘| 剩餘| 剩餘 剩餘 剩餘| 剩餘 剩餘 剩餘 剩餘 剩餘 剩餘 剩餘 Μη 1 0.23 I | 0.23 I 0.23 [0.23 1 0.23 0.17 0.17 | 0.17 0.17 Ο 0.11 j ㈣ ㈣ | o.ii 0.24 0.24 0.24 0.24 00 0.69 0.69 0.69 0.69 1 0.12 ： 0.12 ㈣ ㈣ 0.98 ! 0.98 0.98 1 0.98 0.69 0.12 0.98 0.01 0.01 0.01 0.01 0.37 ： 0.37 0.37 0.37 0.96 ί | 0.96 I 1 0.96 1 | 0.96 I L〇^J 1 0.34 0.34 L〇^J | 0.37 1 0.96 0.34 1 0.82 | 0.82 0.82 1 0.82 Ζ to in 00 ΓΟ 00 ro 00 ΓΟ 00 ΓΛ y-^ 00 ΓΟ (N ΓΟ <N rn <N CS ΓΛ 名稱 本發明例2 —26 本發明例2 —27 本發明例2 — 28 本發明例2 — 29 本發明例2 —30 本發明例2 —31 本發明例2 — 32 本發明例2 — 33 本發明例2 — 34 本發明例2 —35 本發明例2 —36 本發明例2 —37 參考比較例2—1 參考比較例2 —2 參考比較例2 —3 參考比較例2 —4 參考比較例2 —5 參考比較例2 —6 參考比較例2 —7 201134959 表2—2之本發明例2—26〜 2 — 3 7 ,係以與本發明例2 ―1、2—6、2— 16相同之合金成分，實施本發明之範圍内 之減面加工者。任一者均滿足拉伸強度5〇〇Mpa以上，導電 率25%IACS以上。又，與展抽古& 丁… 興展伸方向平行之剖面上之硫化物 之40%以上存在於基質之社晶 、口日日内，與展伸方向平行之剖面 上之硫化物之長寬比分散於！ 1 . 100，於材料加工中 沒有產生裂縫’切削性亦滿足要求。 比較例2 — 1 0〜2 — 1 2孫太旅BB Λ·伙 係本I明之範圍内之合金組成， 但減面加工率在本發明之範圍外’於冷加卫時產生裂縫。 比較例2- 13〜2— 16係與比較例2—5相同之合金成分。 比較例2- B〜2- 15雖進行本發明之範圍内之減面加工， 但由於S濃度較低，故而雖然與展伸方向平行之剖面上之 硫化物之40%以上存在於基質之結晶内，但切削性較差。 比較例2 — 16係進行本發明之範圍外之減面加工，與展伸 方向平行之剖面上之硫化物之4 〇 %以上存在於基質之結晶 内，沒有產生裂縫，但與展伸方向平行之剖面上之硫化物 之長寬比超過1 : 100而分散，切削性較差。 (貫施例2 ~ 3 ) 以表2 — 1之本發明例2 — 6及本發明例2 _丨6之合金 組成，與實施例1 — 3同樣地對連接器之插拔性進行評價。 由表示其結果之表2 — 3可知，本發明例具有與先前例2 一 2 之快削鈹銅同等之插拔性，為優異之連接器銷。先前例2 —1之快削填青銅之插拔性較本發明例差。 36 201134959 [表 2— 31 名稱 相對於插拔力之初始值之比例 本發明例2 — 6 〇 Re 本發明例2~ 16 ο xn 先前例2— 1 0.53 先則例2 ~ ? ------- __ 0.85__ L固式間單說明】 圖1’係示意性地表示與展伸方向平行地觀察銅合金棒 之側面（a)及剖面（b)之圖。 圖2係不思性地表示與展伸方向平行地以電子 ⑽峨察銅合金棒之剖面組織，為晶界與硫化物之全像。 _=:1意::地表示與展伸方向平行地以電子顯微鏡 )硯察銅σ金棒之剖面組織’係相對於 上之硫化物除去所表示之圖。 於0曰界 圖4’係說明將圖2之一部分放 寬比之圖。 化物之長 圖5，係示意性地表示實施例丨—3、2 — 連接器銷之其中一形狀的側視圖。 斤製作之 圖ό，係示意性地表示實施例i — 3、2 — 3 連接益銷之另一形狀的側視圖。 斤製作之 【主要元件符號說明】 10 銅合金棒 10' 沿展伸方向切斷之銅合金棒 10a 與展伸方向平行之剖面 21 晶界 37 201134959 22 位於晶界上之硫化物 23 結晶粒内硫化物 50 ' 60 連接器銷 51、61 狹縫 62 錐形部 R 展伸方向 ti 硫化物在與展伸方向垂直之方向的長度 t2 硫化物在與展伸方向平行之方向的長度 38

Claims (1)

1. 201134959 七、申請專利範圍： 1·一種銅合金展伸材，其含有i 5〜7 〇mass%^ Νι、〇 3 〜2.3刪S%之s，剩餘部分由a 及不可避免之雜質構成，其特徵在於： 分散有硫化物，該硫化物之平均直徑$ 〇卜心爪， 該硫化物之面積率為〇·!〜_，且，拉伸強度為5〇〇馳 以上，導電率為25%IACS以上。 2.-種銅合金展伸材，其含有15〜7〇mass%之Νι、〇3 〜2·1刪S%m、0·02〜1細峨之S，進一步含有以總 量計為 0.05 〜2.〇mass% 之選自由 sn、Mn、c〇、Zr、Ti、 Fe、Cr、A1、p及Zn所組成之群中之至少丨種，剩餘部分 由Cu及不可避免之雜質構成，其特徵在於： 分散有硫化物，該硫化物之平均直徑為…〜…爪， 該硫化物之面積率為ο.1〜⑽，且，拉伸強度為5〇OMPa 以上’導電率為25%IAcs以上。 39 1 ·如申請專利範圍第1項或第2項之鋼合金展伸材，盆 中’該：化物為選自由Cu—s、Mn—HΜ—Η: -s、〇-8及Zn—s所組成之群中之至少"重。 4’種銅合金零件’其係對中請專利範圍第^幻項中 任一項之銅合金展伸材進行切削加工而形成。 、 5。 。·如申請專利範圍第4項之銅合金零件，其係使用於電 子機器零件、構造零件或元件零件。 、 6. -種銅合金展伸材之製造方法，係用 範圍第1至3頂中杠 E A A T明專利 員中任-項之銅合金展伸材，其特徵在於： 201134959 將鑄造時之冷卻速度設為0.1〜50〇c/secD 7. —種銅合金展伸材，其含有1 5〜7 〇mass%2 3 〜2.31^38%之81、0.02〜1.〇11^88%之3，剩餘部分由（：11 及不可避免之雜質構成，其特徵在於： 與展伸方向平行之剖面上之硫化物之面積率4〇%以上 存在於基質的結晶内，與展伸方向平行之剖面上之長寬比 為1 : 1〜1 : 100之硫化物分散於基質，且，拉伸強度為 5〇〇MPa以上，導電率為25% IACS以上。 又 8. 如申請專利範圍第7項之銅合金展伸材，其進一步含 有以總量計為0·05〜 2.0mass%之選自由如' _、W、 T卜以士^及^所組成之群中之至幻種。 9_如申請專利範圍第 ,喟及弟8項之銅合金展伸材，苴 中，该硫化物為選自Cu—s、 以上。 n S系中之任一種硫化物之丨種 中任一項之：：金零件’其係對申請專利範圍第7至9項 之鋼合金展伸材進行切削加工而形成。 11 ·如申請專利範圍第 電子機琴跫件棋 銅s金零件，其係使用於 弘丁械裔+件、構造零件、 it a... 几件零件等需要強度、導·雷,½、 導熱性、耐磨性之用途。 而戈强度導電性、 12.—種鋼合金展伸材之 專利範圍第7至9項 坆方法’其係用以製造申請 於： 項之銅合金展伸材’其特徵在 對含有】·5〜7.0咖吻之 ϋ·3 2.3mass% 之 Si、0.02 201134959 〜1 .Omass%之S，剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成之 銅合金組成物進行加工時，實施以下（a)、（b)中之任一步驟 後，貫施0 %〜9 5 %之減面加工，使分散於與展伸方向平行 之剖面上之基質中的硫化物之總面積之4〇%以上存在於基 質的結晶内，並對基質中分散有與展伸方向平行之剖面上 之長寬比為1 : 1〜1 : 1 0 0之硫化物者進行時效處理· Ο)於熱加工後進行急冷； (b)於熱加工後，重複進行1次以上之冷加工與溫度 C〜1 〇〇〇 c之熱處理，並於最後冷加工前實施固溶處理。 、U.如申請專利範圍第12項之銅合金展伸材之製造方 法，其中，該銅合金展伸材進一步含有以總量計為〇 〇5〜 〇maSS/^ 之選自由 Sn、Mn、Co、Zr、Ti、Fe、p 及Zn所組成之群中之至少i種。 八、圖式： (如次頁） 41