TW201303048A - 銅合金板材及其製造方法 - Google Patents

銅合金板材及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201303048A
TW201303048A TW101115440A TW101115440A TW201303048A TW 201303048 A TW201303048 A TW 201303048A TW 101115440 A TW101115440 A TW 101115440A TW 101115440 A TW101115440 A TW 101115440A TW 201303048 A TW201303048 A TW 201303048A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
less
copper alloy
orientation
mass
rolling
Prior art date
Application number
TW101115440A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI582249B (zh
Inventor
Takemi Isomatsu
Hiroshi Kaneko
Koji Sato
Tatsuhiko Eguchi
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Publication of TW201303048A publication Critical patent/TW201303048A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI582249B publication Critical patent/TWI582249B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/10—Alloys based on copper with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/02—Single bars, rods, wires, or strips

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

提供一種彎曲加工性優異，具有優異之強度，各特性於壓延平行方向與壓延垂直方向之異向性較少，且適用於電氣、電子機器用之引線框架、連接器、端子材等，及汽車車載用等之連接器或端子材、繼電器、開關等的銅合金板材。一種銅合金板材及其製造方法，該銅合金板材具有下述組成：含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之Si，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成，於利用電子背向散射繞射法之結晶方位分析中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之面積率為5%以上50%以下，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒於60μm見方內分散40個以上100個以下。

Description

銅合金板材及其製造方法
本發明係關於一種應用於電氣、電子機器用之引線框架、連接器、端子材、繼電器、開關、插座等之銅合金板材及其製造方法。
用於電氣、電子機器用途之銅合金材料所要求之特性項目有導電率、保證應力(降伏應力)、拉伸強度、彎曲加工性、耐應力緩和特性等。近年來，隨著電氣、電子機器之小型化、輕量化、高功能化、高密度構裝化、或使用環境之高溫化，對於該等特性所要求之水準不斷提高。
先前，電氣、電子機器用材料，通常除鐵系材料以外，亦廣泛使用有磷青銅、紅黃銅、黃銅等銅系材料。該等合金藉由Sn或Zn之固溶強化與利用壓延或拉線等冷加工之加工硬化組合而提升強度。於該方法中，導電率不充分，又，由於藉由施加高壓延率之冷加工而獲得高強度，故而彎曲加工性或耐應力緩和特性不充分。
代替其之強化法，有使微細之第二相於材料中析出的析出強化法。該強化方法具有提高強度並且同時提升導電率之優勢，故而於多數之合金系中進行。然而，隨著近來之電子機器或汽車所使用之零件小型化，銅合金逐漸對更高強度之材料實施更小半徑之彎曲加工，強烈要求彎曲加工性優異之銅合金板材。進而，即便為具有高強度、高彈性及良好之彎曲加工性的板材，於壓延平行方向及壓延垂 直方向上存在特性差一事亦不佳，重要的是於任何方向均顯示良好之特性。尤其是用作超小型端子時，於窄寬度內對接腳模實施微細加工，於此處同樣重要的是於任一方向均顯示良好之特性。於先前之Cu-Ni-Si系銅合金中，為了獲得較高之強度，可提高壓延率而獲得較大之加工硬化，但該方法如上所述，會使彎曲加工性劣化，難以兼顧高強度與良好之彎曲加工性。
針對該提升彎曲加工性之要求，已有若干藉由控制結晶方位來解決之提案。例如，於Cu-Ni-Si系銅合金中有如下提案。於專利文獻1揭示有於Cu-Ni-Si系銅合金中，在如結晶粒徑與來自{311}、{220}、{200}面之X射線繞射強度I滿足某條件之結晶方位之情形時，彎曲加工性優異。又，於專利文獻2揭示有於Cu-Ni-Si系銅合金中，於來自{200}面及{220}面之X射線繞射強度滿足某條件之結晶方位之情形時，彎曲加工性優異。又，於專利文獻3揭示有於Cu-Ni-Si系銅合金中，藉由將立方(cube)方位{001}<100>之比例控制於50%以下來使彎曲加工性優異。於專利文獻4揭示有於Cu-Ni-Si系銅合金中，利用較強之冷加工使處於應變狀態之結晶組織再結晶而變為異向性小之結晶組織，並且藉由提高延伸率來使彎曲加工性變良好。於專利文獻5揭示有於Cu-Ni-Si系銅合金中，藉由將結晶粒徑與立方方位{001}<100>之比例控制為20~60%來使強度異向性較小且彎曲加工性優異。於專利文獻6揭示有於Cu-Ni-Si系銅合金中，藉由將結晶粒徑與立方 方位{001}<100>之比例控制為5~50%而無損機械強度、導電率或彎曲加工性且提升疲勞特性。
於專利文獻1及專利文獻2所記載之發明中，來自特定面之X射線繞射的結晶方位之分析係關於具有某寬度之結晶方位之分佈中極其一部分特定之面。又，於專利文獻3所記載之發明中，結晶方位之控制係藉由降低固溶熱處理後之壓延加工率來進行。又，未記載立方方位晶粒之面積、分散性，且關於彎曲加工性、強度之異向性亦無揭示。於專利文獻4所記載之發明中，利用較強之冷壓延使處於應變狀態之結晶組織再結晶來實現異向性較小之結晶組織，並藉由提高延伸率來實現良好之彎曲加工性，但未進行利用結晶方位控制之特性改善。於專利文獻5所記載之發明中，藉由調整固溶處理前之冷壓延中的軋縮率、固溶處理中之升溫速度等步驟而使立方方位聚集，並降低強度及彎曲加工性中之異向性。然而於專利文獻5中，由於固溶處理中之升溫速度慢，故而其升溫時間較長，其結果，立方方位晶粒粗大，並且立方方位晶粒之等分散性較差，強度之異向性亦較大。又，於專利文獻6所記載之發明中，藉由以85~99.8%之高軋縮率進行固溶處理前之冷壓延，並調整其後之固溶處理中之加熱溫度及保持時間，從而使立方方位聚集並提升疲勞特性。然而於專利文獻6中，固溶處理之結果為所獲得之立方方位晶粒粗大，並且立方方位晶粒之等分散性較差，強度之異向性亦較大。
又，用於電氣、電子機器用途之銅合金材料所要求之 特性項目之一，要求楊氏模數(縱彈性係數)較低。近年來，隨著連接器等電子零件之小型化的進展，對端子之尺寸精度或加壓加工之公差的要求變得嚴格。藉由降低材料之楊氏模數，可降低尺寸變動對接觸壓力之影響，故而可使設計變得容易。於楊氏模數之測定中，有如下兩種方法：根據利用拉伸試驗而得之應力-應變線圖之彈性區域之斜率來算出之方法，根據使梁(懸臂梁)彎曲時之應力-應變線圖之彈性區域之斜率來算出之方法。
[專利文獻1]日本特開2006-009137號公報
[專利文獻2]日本特開2008-013836號公報
[專利文獻3]日本特開2006-283059號公報
[專利文獻4]日本特開2005-350695號公報
[專利文獻5]日本特開2011-162848號公報
[專利文獻6]日本特開2011-012321號公報
鑒於如上所述之先前技術之問題點，本發明之課題在於提供一種彎曲加工性優異，具有優異之強度，各特性於壓延平行方向與壓延垂直方向之異向性較少，且適用於電氣、電子機器用之引線框架、連接器、端子材等，及汽車車載用等之連接器或端子材、繼電器、開關等的銅合金板材。又，將提供適於獲得上述銅合金板材之製造方法作為另一課題。
本發明人等針對適用於電氣、電子機器用途之銅合金進行潛心研究，發現於Cu-Ni-Si系之銅合金板材中，為 了大幅提升彎曲加工性、強度、導電性，而於立方方位之聚集比例與彎曲加工性方面存在相關性。又，於具有該結晶方位及特性之銅合金板材中，發現具有進一步提升強度之作用的合金組成，此外，發現了下述銅合金板材，係：於本合金系中添加了具有可無損導電率或彎曲加工性而提升強度之作用的元素。又，為了實現如上所述之結晶方位，基於立方方位之聚集比例與彎曲加工性具有相關性，發現具有特定之步驟而成之製造方法。本發明係基於該等見解進行研究，結果得以完成者。
即，依據本發明，提供以下手段。
(1)一種銅合金板材，其具有下述組成：含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之Si，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；於利用電子背向散射繞射法之結晶方位分析中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之面積率為5%以上50%以下，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒於60μm見方內分散40個以上100個以下。
(2)一種銅合金板材，其具有下述組成：含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之Si、合計為0.005質量%以上1.0質量%以下之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成之群中之至少一者，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；且 於利用電子背向散射繞射法之結晶方位分析中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之面積率為5%以上50%以下，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒於60μm見方內分散40個以上100個以下。
(3)如上述(1)或(2)之銅合金板材，其中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之平均晶粒面積為1.8μm2以上45.0μm2以下。
(4)如上述(1)至(3)中任一項之銅合金板材，其中，母材之晶粒的平均晶粒面積為50μm2以下。
(5)如上述(1)至(4)中任一項之銅合金板材，其中，壓延平行方向之彎曲係數與壓延垂直方向之彎曲係數的差以絕對值計為10GPa以下，壓延平行方向之保證應力與壓延垂直方向之保證應力的差以絕對值計為10MPa以下。
(6)一種銅合金板材之製造方法，對鑄造銅合金原材料而得之鑄塊實施均質化熱處理及熱壓延，進而於藉由冷壓延成形為薄板後，實施使上述薄板中之溶質原子再固溶之中間固溶熱處理；上述銅合金原材料係具有上述(1)項或(2)項中之銅合金板材的合金組成而成，該銅合金板材之製造方法依序包含下述各步驟而成：於800℃以上1020℃以下進行3分鐘至10小時上述均質化熱處理， 以壓延率為80%以上99.8%以下進行上述冷壓延後，於未達再結晶溫度即400℃以上700℃以下之溫度進行5秒至20小時之中間退火，進而於加熱至100℃以上400℃以下後，於該溫度下進行壓延率為5%以上50%以下之中間溫壓延，然後於600℃以上1000℃以下進行5秒至1小時之上述中間固溶熱處理，於400℃以上700℃以下進行5分鐘至10小時之時效析出熱處理。
根據本發明之銅合金板材，可提供一種彎曲加工性優異、顯示優異之強度、且各特性於壓延平行方向與壓延垂直方向之異向性較少之銅合金板材。因此，可提供一種具有尤其適用於電氣、電子機器用之引線框架、連接器、端子材等，及汽車車載用等之連接器或端子材、繼電器、開關等之特性的銅合金板材。
又，根據本發明之製造方法，可較佳地製造上述銅合金板材。
本發明之上述及其他特徵以及優點係參照適當附隨之圖式並根據下述記載而明確。
針對本發明之銅合金板材較佳之一實施形態進行說明。再者，本發明中之「板材」亦包含「條材」。
本發明之銅合金板材具有下述組成：含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之 Si，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成。較佳為將Ni設為3.0質量%以上5.0質量%以下，將Si設為0.5質量%以上2.0質量%以下。尤佳為將Ni設為4.0質量%以上，將Si設為1.0質量%以上。
又，於利用電子背向散射繞射法之結晶方位分析中，立方方位{001}<100>之面積率(以下有時亦稱為立方方位面積率)為5%以上50%以下，較佳為10%以上45%以下，更佳為15%以上40%以下，尤佳為20%以上35%以下。
或亦可將銅合金板材設為含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之Si，且含有合計為0.005質量%以上1.0質量%以下之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成之群中之至少一者。選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成之群中之至少一者之合計較佳為0.01質量%以上0.9質量%以下，更佳為0.03質量%以上0.8質量%以下，尤佳為0.05質量%以上0.5質量%以下。於該情形時，Ni及Si之較佳含量、尤佳含量、及立方方位面積率之較佳範圍、尤佳範圍與上述範圍相同。
又，於上述各銅合金板材中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之平均晶粒面積較佳為1.8μm2以上45.0μm2以下，更佳為3.8μm2以上36.0m2以下。進而較佳為6.0μm2以上28.8μm2以下，尤佳為10.0μm2以上25.0μm2以下。
於本說明書中，亦有時省略具有自立方方位 {001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之平均晶粒面積而稱為立方方位面積率或立方方位{001}<100>之面積率等。又，亦有時省略具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒而稱為立方方位晶粒或立方方位{001}<100>之晶粒等。
含有立方方位之晶粒的母材之平均晶粒面積較佳為40μm2以下，進而較佳為5~30μm2。根據板材平面之300×300μm之範圍中的EBSD(Electron Back Scatter Diffraction，電子背向散射繞射)測定結果算出晶粒面積之平均值，設為平均晶粒面積。
進而，於利用電子背向散射繞射法之結晶方位分析中，立方方位{001}<100>之晶粒於60μm見方內分佈40個以上100個以下且具有等分散性。該立方方位{001}<100>之晶粒於60μm見方內較佳為分佈45個以上95個以下並具有等分散性，特佳為分佈50個以上90個以下並具有等分散性。
又，進而，關於壓延平行方向及壓延垂直方向之彎曲加工性，較佳為不會因1mm寬度以下之窄寬度彎曲加工中之180°U密合彎曲而於彎曲加工表面產生龜裂。
進而，又，壓延平行方向(//)之彎曲係數與壓延垂直方向(⊥)之彎曲係數之差以絕對值計較佳為10GPa以下，更佳為8GPa以下，尤佳為5GPa以下。壓延平行方向之保證應力與壓延垂直方向之保證應力之差以絕對值計較佳為10MPa以下，更佳為8MPa以下，尤佳為5MPa以下。 該等之差，均為越小則表示等方性越高，故而較佳。理想而言，該等之差均為0(Zero)，即，最佳為壓延平行方向及壓延垂直方向之值相同。
本發明之銅合金板材於立方方位{001}<100>之面積率及其平均晶粒面積、及進而較佳為與母材之平均晶粒面積均為上述範圍內時，不因180°U密合彎曲於彎曲部之頂點產生龜裂，而可獲得良好之彎曲特性，且彎曲異向性及保證應力異向性變小。另一方面，於上述面積率過小之情形時或平均晶粒面積過大之情形，或者於母材之平均晶粒面積過大之情形時，變得易於在彎曲部之頂點產生龜裂而無法獲得良好之彎曲特性，且彎曲異向性及保證應力異向性變大。
本發明之銅合金板材含有1.0質量%~5.0質量%之Ni、0.1質量%~2.0質量%之Si。藉此，Ni-Si系化合物(Ni2Si相)析出於Cu基材中而提升強度及導電性。另一方面，若Ni之含量過少則無法獲得強度，若過多則鑄造時或熱加工時產生無助於強度提升之析出而無法獲得與添加量相當之強度，進而熱加工性及彎曲加工性下降。又，由於Si與Ni形成Ni2Si相，故而若Ni量確定則Si添加量確定，但若Si量過少則無法獲得強度，若Si量過多則產生與Ni量過多之情形相同的問題。因此，Ni及Si之添加量較佳為設為上述範圍。
繼而，對立方方位{001}<100>之面積率進行說明。
為了改善銅合金板材之彎曲加工性，本發明人等針對 產生於彎曲加工部之龜裂的產生原因進行了調查。其結果，確認其原因在於：塑性變形局部發展而形成剪切變形帶，因局部之加工硬化而產生微孔之生成及連接，從而達到成形極限。作為其對策，發現提高不易於彎曲變形中產生加工硬化之結晶方位的比例是有效的。即，發現如上所述於立方方位{001}<100>之面積率為5%以上50%以下之情形時，顯示良好之彎曲加工性。
於立方方位{001}<100>之面積率為上述範圍內之情形時，可充分發揮上述作用效果。又，即便不以較低之壓延率進行再結晶處理後之冷壓延加工，藉由於上述範圍內，強度亦不會明顯降低，故而較佳。即，可於不使強度明顯降低之情形下以較高之壓延率進行再結晶處理後之冷壓延加工。另一方面，於立方方位{001}<100>之面積率過低之情形時，彎曲加工性劣化，相反地，於立方方位{001}<100>之面積率過高之情形時，強度降低。因此，就上述觀點而言，將立方方位{001}<100>之面積率設為5%以上50%以下，較佳之範圍為10%以上45%以下，更佳之範圍為15%以上40%以下，尤佳之範圍為20%以上35%以下。
繼而，對上述範圍之立方方位以外之方位進行說明。於本發明之銅合金板材中，產生S方位{3 2 1}<4 3 6>、銅(copper)方位{1 2 1}<1-1 1>、D方位{4 11 4}<11-8 11>、黃銅(brass)方位{1 1 0}<1-1 2>、高斯(Goss)方位{1 1 0}<0 0 1>、RDW方位{1 0 2}<0 1 0>等。關於該等方位成分，只要相對於所觀測之所有方位之面積，立方方位面積率於 上述之範圍內，則可被容許。
如上所述，於本發明中之上述結晶方位之分析中使用電子背向散射繞射分析(以下記為EBSD)法。所謂EBSD法，係Electron BackScatter Diffraction之縮寫，其係使用「於掃描電子顯微鏡(SEM)內對試樣表面之1點照射電子束時所產生之反射電子繞射圖案(EBSP，electron back-scattering pattern)」來分析局部區域之結晶方位或結晶構造的結晶方位分析技術。
對含有200個晶粒以上之1mm見方之試樣面積以0.1μm之步進(step)進行掃描並分析結晶方位。根據試樣之晶粒之大小而將測定面積設為300μm×300μm。各方位之面積率係具有自立方方位{001}<100>之理想方位偏移15°以內之方位的晶粒之面積相對於總測定面積之比例。於利用EBSD法之方位分析中所獲得之資訊包含電子束穿透試樣至數10nm深度之方位資訊，但相對於所測定之寬度而言十分小，故而於本說明書中記載為面積率。又，由於方位分佈於板厚方向變化，故而利用EBSD法之方位分析較佳為於板厚方向任意選取若干點並取平均值。於本申請案中只要未特別說明，則將以上述方式測定而得者稱為具有某結晶方位之結晶面的面積率。
繼而，對立方方位{001}<100>之晶粒的等分散性進行說明。
為了調查立方方位晶粒之分散性，藉由利用EBSD法之結晶方位分析以0.1μm之步進掃描300μm×300μm之範 圍，其中將60μm見方設為1區塊，進行共計25區塊之分析。確認每1區塊之立方方位晶粒之面積率、個數、平均晶粒面積、進而包含立方方位粒之母材的平均晶粒面積，並調查分散性。將「如上所述每1區塊之立方方位面積率為5%以上50%以下、立方方位晶粒之個數為40個以上100個以下、及每1個立方方位晶粒之平均晶粒面積為1.8μm2以上45.0μm2以下、進而包含立方方位粒之母材的平均晶粒面積為50μm2以下之情形」作為本發明中之每1視野(300μm×300μm)之立方方位晶粒的等分散性而進行定量。等分散性係藉由如下方式計算：將1區塊之面積(60μm×60μm=3600μm2)乘以該區塊之立方方位面積率而求出每1區塊之立方方位晶粒總面積，進而將該總面積之值除以1區塊內之立方方位晶粒個數而求出1區塊中之每1個立方方位晶粒的平均面積。該求得之值為平均晶粒面積。此處，所謂「等分散性」，係對每1區塊立方方位晶粒之平均晶粒面積及個數進行規定，此處即便假設立方方位晶粒之分佈狀態偏移，亦可於在聚集有25區塊之300×300μm整體中觀察時確認等分散性。例如，若將超小型連接器之窄寬度接腳(0.25mm=250μm)之彎曲加工部設為250×250μm，則於至少4個以上之區塊含有立方方位群，可謂具有等分散性。假設即便如圖1中所示，立方方位聚集於鄰接之4區塊之角，分散性亦相等，壓延平行、垂直方向之異向性亦較小。此處之等分散性(於將相鄰之4區塊設為1群且至少為4群以上之情形時)進而較佳為即 便將1區塊之面積設定地更小亦可進行規定。例如，較佳為將1區塊之面積設為30μm見方，於該1區塊內存在10~25個立方方位{001}<100>之晶粒，立方方位{001}<100>之晶粒面積率為5~50%，立方方位{001}<100>之晶粒之平均晶粒面積為1.8~45.0μm2。於該情形時，母材之晶粒之平均晶粒面積較佳為40μm2以下。
於立方方位晶粒之平均晶粒面積過小之情形時，有固溶熱處理不充分，殘留有未再結晶組織，且強度及彎曲加工性降低之可能性。另一方面，於立方方位晶粒之平均結晶面積過大之情形時，於彎曲加工時，於具有立方方位晶粒以外之方位的晶粒部分產生破裂(龜裂)之可能性較高。又，有時根據彎曲之方向而產生異向性。因此，立方方位晶粒之平均結晶面積較佳為設定為如上所述之範圍。
又，立方方位晶粒於60μm見方內分佈40個以上100個以下並且具有等分散性，故不於彎曲部之頂點產生龜裂而可獲得良好之彎曲特性，且彎曲異向性及保證應力異向性變小。另一方面，若分佈於60μm見方內之立方方位晶粒之個數過少，則於彎曲部之頂點產生龜裂而無法獲得良好之彎曲特性，且彎曲異向性及保證應力異向性變大。另一方面，於上述晶粒之個數過多之情形時，彎曲加工性、彎曲異向性、保證應力異向性優異，但強度下降。
尤其是於由上述銅合金板材構成之超小型連接器用之窄寬度接腳(例如0.25mm寬)之情形時，即便於可有效地改善彎曲加工性之立方方位{001}<100>晶粒之面積率範圍 內提高其面積率，立方方位晶粒之平均晶粒面積亦較大，又，於立方方位晶粒之分佈不均勻之情形時，在彎曲加工時於具有立方方位晶粒以外之方位的晶粒部分產生裂紋(龜裂)之可能性較高。又，有時根據彎曲之方向而產生異向性。因此，較佳為於利用EBSD法之結晶方位分析中，於60μm見方內立方方位晶粒分佈40個以上100個以下，並且具有等分散性。
因此，於本發明之銅合金板材中控制立方方位晶粒之平均晶粒面積、分散性。具體而言，藉由於再結晶固溶熱處理前之中間溫壓延中加熱至不進行再結晶之溫度，並於該溫度下實施壓延率為5%以上之壓延，從而可於壓延材整體中將應變之導入及釋放控制為適度之狀態。藉此，可實現立方方位之等分散性。又，同時亦可控制各結晶方位之平均晶粒面積。藉由控制該分散性，而提高窄寬度接腳之彎曲加工性，並降低彎曲異向性及保證應力異向性等強度之異向性。
繼而，對添加於本發明之銅合金板材中之副添加元素進行說明。
如上所述，本發明之銅合金板材於較佳之一形態中，除Ni及Si之主添加元素以外，亦可含有選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成之群中之至少一種元素作為副添加元素，其含量係副添加元素合計為0.005質量%以上1.0質量%以下，較佳為0.01質量%以上0.9質量%以下，更佳為0.03質量%以上0.8質量%以下，尤 佳為0.05質量%以上0.5質量%以下。若該等副添加元素之總量為1.0質量%以下，則容易產生使導電率降低之危害。又，若為上述範圍內，則可充分有效利用下述添加效果，並且導電率不會明顯降低。若為尤佳之範圍內，則可獲得較高之添加效果及高導電率。另一方面，於副添加元素之含量過少之情形時，無法充分表現添加效果。另一方面，於副添加元素之含量過多之情形時，導電率變低而不佳。以下，說明各副添加元素之添加效果。
於上述副添加元素內，Mg、Sn、Zn會提升銅合金板材之耐應力緩和特性。與分別單獨添加之情形相比，於一併添加之情形時因相乘效果而進一步提升耐應力緩和特性。又，有顯著改善焊接脆化之效果。耐應力緩和特性係依據日本電子材料工業會標準規格EMAS-3003，於150℃、1000小時之條件下進行測定。利用懸臂梁法使銅合金板材負荷保證應力之80%之初始應力，將150℃、1000小時之試驗後之位移量設為耐應力緩和特性。
於上述副添加元素內，Mn、Ag、B、P會提升銅合金板材之熱加工性，並且提升強度。
於上述副添加元素內，Cr、Zr、Fe、Hf以化合物或單體微細地析出於母材中。作為單體，較佳為析出為75nm以上450nm以下，更佳為析出為90nm以上400nm以下，尤佳為析出為100nm以上350nm以下而有助於析出硬化。又，作為化合物，以50nm至500nm之大小析出。於任一情形時，均有藉由抑制晶粒之成長而使晶粒微細之效果，藉由使立 方方位{001}<100>之晶粒之分散狀態變佳，可良好地提升彎曲加工性。
繼而，對本發明之銅合金板材之彎曲加工性進行說明。
彎曲加工性較佳為利用壓縮試驗機對經90°W彎曲加工之試驗片進行180°密合彎曲加工而不於其彎曲部頂點產生裂紋(龜裂)。
換而言之，關於本發明之銅合金板材之壓延平行方向及壓延垂直方向之彎曲加工性，較佳為不因1mm寬度以下之窄寬度彎曲加工中之180°U密合彎曲而於彎曲加工表面產生龜裂。
繼而，對彎曲係數之異向性及保證應力之異向性進行說明。
壓延平行方向(//)之彎曲係數與壓延垂直方向(⊥)之彎曲係數之差的絕對值較佳為10GPa以下，於該情形時，彎曲係數之異向性較小。又，壓延平行方向之保證應力與壓延垂直方向之保證應力之差的絕對值較佳為10MPa以下，於該情形時，保證應力之異向性較小。
繼而，對本發明之銅合金板材之製造方法之較佳的實施形態進行說明。
於製造本發明之銅合金板材時係使用如下之製造方法：對鑄造銅合金原材料而得之鑄塊實施熱處理(均質化處理)及熱壓延，進而於藉由冷壓延而成形為薄板後，進行未達上述薄板之再結晶溫度的中間退火，並且於加熱至100℃以上400℃以下後於該溫度下進行壓延率為5%以上 之溫壓延(以下稱為中間溫壓延)，其後進行使薄板中之溶質原子再固溶之中間固溶熱處理。
上述銅合金原材料係具有下述組成：含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上1.0質量%以下之Si、及視需要合計為0.005質量%以上1.0質量%以下之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成之群中之至少1種，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成。
此處所謂壓延率，係指用自壓延前之剖面面積減去壓延後之剖面面積而得之值除以壓延前之剖面面積並乘以100且以百分比表示之值。即，由下述式所示。
[壓延率]={([壓延前之剖面面積]-[壓延後之剖面面積])/[壓延前之剖面面積]}×100(%)
具體而言，作為較佳之一例可列舉如下之製造方法。
對上述銅合金原材料進行鑄造[步驟1]而獲得鑄塊。於對該鑄塊進行均質化熱處理[步驟2]、熱壓延[步驟3]後，立即進行冷卻(例如，水浴冷卻、水淬火)[步驟4]。繼而，為了去除表面之氧化被膜而進行端面切削[步驟5]。其後，進行冷壓延[步驟6]，以80%以上之壓延率進行壓延而獲得薄板。
並且，於薄板之一部分再結晶之程度的溫度即400℃以上700℃以下之溫度進行5秒至20小時之中間退火[步驟7]，其後，於加熱至100℃以上400℃以下後於該溫度下，對薄板實施壓延率為5%以上50%以下之中間溫壓延作為中 間溫壓延[步驟8]。
其後，進行使溶質原子再固溶之中間固溶熱處理[步驟9]。於該中間固溶熱處理中之薄板之再結晶集合組織中，立方方位面積率增加。
於該中間固溶熱處理[步驟9]後，依序實施時效析出熱處理[步驟10]、最終冷壓延[步驟11]及調質退火[步驟12]。
另一方面，先前之析出型銅合金之製造方法係如下方法：對銅合金原材料進行鑄造[步驟1]而獲得鑄塊，並對其進行均質化熱處理[步驟2]，進而依序進行熱壓延[步驟3]、冷卻(水浴冷卻)[步驟4]、端面切削[步驟5]、冷壓延[步驟6]而薄板化。並且於700℃以上1000℃以下之溫度範圍進行中間固溶熱處理[步驟9]而使溶質原子再固溶後，藉由時效析出熱處理[步驟10]、最終冷壓延[步驟11]及視需要之調質退火[步驟12]而滿足必需之強度。於上述一系列之步驟中，材料之集合組織係由於中間固溶化熱處理中產生之再結晶來大致決定，並由最終壓延中產生之方位的旋轉來做最後決定。
與本發明之製造方法相比較，先前未進行上述中間退火[步驟7]及中間溫壓延[步驟8]兩個步驟。
繼而，對更詳細地設定本發明之製造方法中之各步驟之條件的實施態樣進行說明。
於鑄造[步驟1]中，將至少含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni，含有0.1質量%以上1.0質量%以下之Si，關於其他副添加元素以視需要適當含有之方式摻合元素，且 剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成的合金原材料利用高頻熔解爐熔解，並將其以0.1℃/s以上100℃/s以下之冷卻速度冷卻而獲得鑄塊。並且，於800℃以上1020℃以下對該鑄塊實施3分鐘至10小時之均質化熱處理[步驟2]。其後，進行熱壓延[步驟3]，進而進行水淬火(相當於冷卻[步驟4])。並且於端面切削[步驟5]去除氧化被膜。其後，實施壓延率為80%~99.8%之冷壓延[步驟6]而獲得薄板。
繼而，於400℃以上700℃以下進行5秒至20小時之中間退火[步驟7]，進而，於在100℃以上400℃以下之條件下進行加熱後，於該溫度下進行壓延率為5%以上50%以下之中間溫壓延[步驟8]。此處，所謂溫壓延，係指於上述100℃以上400℃以下之溫度進行壓延。
其後，於600℃以上1000℃以下進行5秒至1小時之中間固溶熱處理[步驟9]。其後，較佳為依序進行如下步驟而獲得本發明之銅合金板材：於氮或氬等惰性氣體環境中之400℃以上700℃以下且5分鐘至10小時之時效析出熱處理[步驟10]、壓延率為3%以上25%以下之最終之冷壓延[步驟11]、於200℃以上600℃以下且5秒以上10小時以下之調質退火[步驟12]。
於本發明之製造方法中，於對所獲得之板材之性狀無特別需要之情形時，亦可省略並不進行上述端面切削[步驟5]、最終冷壓延[步驟11]、調質退火[步驟12]各步驟中之1個以上。
於本實施態樣中，於熱壓延[步驟3]中在700℃以上再 熱溫度(1020℃)以下之溫度區中，進行下述加工：用以破壞鑄造組織或偏析並形成均勻組織之加工、及用於由動態再結晶所生成之晶粒的微細化之加工。
於中間退火[步驟7]中以不使合金中之組織整個面再結晶之程度進行熱處理。其後，加熱至不會進行再結晶之溫度帶即較佳為100℃以上400℃以下，更佳為120℃以上380℃以下，尤佳為140℃以上360℃以下，於該溫度下，較佳為以5%以上50%以下，更佳為以7%以上45%以下，尤佳為以10%以上40%以下之壓延率實施中間溫壓延[步驟8]，並控制加工應變之導入及釋放。
若該中間溫間壓延[步驟8]中之壓延率過低，則加工應變較小，而於後續步驟之中間固溶熱處理[步驟9]中晶粒粗大化，彎曲皺褶變大，特性較差。另一方面，若中間溫壓延[步驟8]中之壓延率過高，則於再結晶固溶熱處理[步驟9]中成長之立方方位旋轉至其他方位，而使立方方位面積率降低。又，於中間溫壓延[步驟8]中之加熱溫度低於100℃之情形時，加工應變之釋放變少，相反地，於高於400℃之情形時會進行加工應變之釋放，並且進行再結晶，於後續步驟之中間固溶熱處理[步驟9]中，應變誘發晶界遷移中之立方方位晶粒之等分散性變得不充分。其結果，於中間溫壓延[步驟8]中之加熱溫度過高或者過低之任一之情形時，均產生作為彎曲之異向性之彎曲異向性或作為強度之異向性之保證應力異向性。
於中間固溶熱處理[步驟9]中，於再結晶集合組織中， 立方方位面積率增加。此處，若使中間固溶熱處理[步驟9]前之中間退火[步驟7]的熱處理溫度高於上述範圍之溫度，則形成氧化被膜而不佳。因此，較佳為將該中間退火[步驟7]中之熱處理溫度設為400℃以上700℃以下。尤其是雖然難以毫無歧異地斷定，但藉由於中間退火[步驟7]中將熱處理溫度設為上述溫度範圍，而有於中間固溶熱處理[步驟9]中立方方位面積率增加之傾向。
於中間固溶熱處理[步驟9]後，實施時效析出熱處理[步驟10]、最終冷壓延[步驟11]、調質退火[步驟12]。為了於中間固溶熱處理[步驟9]中形成之再結晶集合組織中使由應變誘發晶界遷移而產生之立方方位面積率增加，有效的是於中間溫壓延[步驟8]中進行特定之加工。並且，藉由於中間溫壓延[步驟8]中將結晶方位控制於特定方向而有助於立方方位晶粒之發展。進而，藉由利用進行時效析出熱處理[步驟10]使添加元素自固溶體析出，而可藉由析出強化提升機械強度。又，亦可藉由進行最終冷壓延[步驟11]而對板厚進行最終調整。進而，亦可藉由進行調質退火[步驟12]而對板材之調質進行最終調整。
又，利用冷壓延[步驟6]導入更進一步之加工應變，於中間退火[步驟7]中於400℃以上700℃以下加入5秒至20小時之熱處理，進而進行中間溫壓延[步驟8]，藉此於中間固溶處理[步驟9]中之再結晶集合組織中，立方方位面積率明顯增加。
上述中間退火[步驟7]之目的在於獲得未完全地再結晶 而是部分地再結晶之亞退火組織。上述中間溫壓延[步驟8]之目的在於：藉由加熱溫度為100℃以上400℃以下、壓延率為5%以上之壓延，而進行微觀上不均勻之應變的導入及釋放。
藉由中間退火[步驟7]及中間溫壓延[步驟8]之作用效果，而可實現中間固溶處理[步驟9]中之立方方位晶粒之成長及立方方位晶粒之微細化與等分散。於中間溫壓延[步驟8]中，進行利用壓延之應變之導入、及利用加熱之應變之釋放，藉由適當地控制該等兩者，可提高中間固溶熱處理[步驟9]之應變誘發晶界遷移中之立方方位晶粒的發展、立方方位晶粒的微細化及等分散性。即，可藉由導入應變而使立方方位晶粒發展，並可藉由釋放應變而提高立方方位晶粒之微細化及等分散性。於先前通常之方法中，如中間固溶處理[步驟9]之類之熱處理係以為了減少後續步驟中之負荷而使材料再結晶從而降低強度為主要目的，但於本發明中與該目的完全不同。
本發明之銅合金板材之板厚並無特別限制，通常為0.03~0.50mm，較佳為0.05~0.35mm。
本發明之銅合金板材較佳為藉由滿足上述之各要件，而滿足並具有例如連接器用銅合金板材所要求之下述特性。
特性之一之彎曲加工性較佳為於180°密合U彎曲試驗中於彎曲加工表面部無龜裂。其詳細之條件係設為如實施例中所記載般。
特性之一之彎曲係數較佳為130GPa以下。其詳細之條件係設為如實施例中所記載般。本發明之銅合金板材所顯示之彎曲係數之下限值並無特別限制，通常為90GPa以上。
特性之一之保證應力較佳為700MPa以上。進而較佳為750MPa以上。其詳細之測定條件係設為如實施例中所記載般。本發明之銅合金板材所顯示之保證應力之上限值並無特別限制，通常為900MPa以下。
特性之一之導電率較佳為5%IACS(International Annealed Copper Standard)以上。進而較佳為10%IACS以上，尤佳為20%IACS以上。其詳細之測定條件係設為如實施例中所記載般。本發明之銅合金板材所顯示之導電率之上限值並無特別限制，通常為50%IACS以下。
[實施例]
以下，基於實施例進而詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等。
(實施例1~14及比較例1~4)
將含有表1中所示之各量之Ni、Si、副添加元素、且剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成的合金於高頻熔解爐中進行熔解，並將其以0.1℃/秒至100℃/秒之冷卻速度冷卻而進行鑄造[步驟1]，獲得鑄塊。
於800℃以上1020℃以下對該鑄塊進行3分鐘至10小時之均質化熱處理[步驟2]後，於700℃以上且再熱溫度(1020℃)以下進行作為熱加工之熱壓延[步驟3]，進而進行水淬火(相當於冷卻[步驟4])而獲得熱壓延板。繼而， 進行該熱壓延板表面之端面切削[步驟5]而去除氧化被膜。其後，進行壓延率為80%至99.8%之冷壓延[步驟6]而獲得薄板。
繼而，於400℃以上700℃以下藉由5秒至20小時之熱處理進行薄板之中間退火[步驟7]，進而，於加熱至100℃以上400℃以下後，於該溫度下進行以5%以上且50%以下之壓延率進行壓延之中間溫壓延[步驟8]。
其後，於600℃以上1000℃以下實施5秒至1小時之中間固溶處理[步驟9]。繼而，於惰性氣體環境中於400℃以上700℃以下進行5分鐘至1小時之時效析出熱處理[步驟10]，以3%至25%之壓延率進行最終之冷壓延[步驟11]，並於200℃以上600℃以下進行5秒以上10小時以下之調質退火[步驟12]，製造了銅合金板材之供試材(實施例1至14及比較例1至4)。將各供試材之最終板厚設為0.08mm。
關於該等實施例1至14及比較例1至4之各組成及特性，係如表1及表2所示。
再者，於各熱處理或壓延之後，視材料表面之氧化或粗糙度之狀態進行酸洗或表面研磨，視形狀進行利用張力調平機(tension leveler)之矯正。又，熱加工[步驟3]中之加工溫度係藉由設置於壓延機之入料側及出料側之放射溫度計進行測定。
對各供試材進行下述之特性調查。
(a)立方方位面積率
利用EBSD法於掃描步進為0.1μm之條件下對0.09mm2(300μm×300μm)之測定面積進行測定。又，於該測定面積中，將60μm×60μm設為1區塊，於1視野中進行共計25區塊(5區塊×5區塊)之測定。該情形時之掃描步進係為了測定微細之晶粒而如上所述設為0.1μm之步進。於分析中，將300μm×300μm之測定面積中之EBSD測定結果分割為上述25區塊，確認各區塊之立方方位面積率、平均晶粒面積、晶粒之個數、含有立方方位粒之母材的平均晶粒面積。電子束係將來自掃描式電子顯微鏡之鎢絲(tungsten filament)之熱電子作為產生源。
(b)180°密合U彎曲試驗
以垂直於壓延方向寬度成為0.25mm、長度成為1.5mm之方式藉由利用加壓之衝壓進行加工。將對其彎曲之軸以與壓延方向成為直角之方式進行了W彎曲者設為GW(Good Way)，將以與壓延方向平行之方式進行了W彎曲者設為BW(Bad Way)，於依據日本伸銅協會技術標準JCBA-T307(2007)進行90°W彎曲加工後，利用壓縮試驗機不附內側半徑而進行了180°密合彎曲加工。利用100倍之掃描式電子顯微鏡觀察彎曲加工表面，調查有無龜裂。將無龜裂者表示為「○(良)」，將有龜裂者表示為「×(差)」。關於此處之龜裂之尺寸，最大寬度為30μm~100μm，最大深度為10μm以上。
(c)彎曲係數
試驗片係以垂直於壓延方向寬度為0.25mm、平行於壓 延方向長度為1.5mm之方式藉由利用加壓之衝壓進行加工。以懸臂梁對試驗片之表背面分別測定10次，並顯示其平均值。
彎曲係數E(GPa)係下述式(1)所示。
E=4a/b×(L/t)3 (1)
此處，a為位移f與應力w之斜率，b為供試材之寬度，L為固定端與負荷點之距離，t為供試材之板厚。
於該試驗中，確認變形於壓延平行方向與壓延垂直方向之異向性。
(d)保證應力[Y]
於彎曲係數之測定中，根據直至各試驗片之彈性界限為止之壓入量(位移)根據下述式(2)算出保證應力Y(MPa)。
Y={(3E/2)×t×(f/L)×1000}/L (2)
E為彎曲係數，t為板厚，L為固定端與負荷點之距離，f為位移(壓入深度)。
於該試驗中，確認保證應力於壓延平行方向與壓延垂直方向之異向性。
(e)導電率[EC]
於保持為20℃(±0.5℃)之恆溫槽中利用四端子法測量比電阻而算出導電率。再者，將端子間距離設為100mm。
關於本發明之實施例1至實施例14、比較例1至比較例4，以成為表1中所示之組成之方式摻合主原料Cu、Ni、Si、及副添加元素，並進行熔解、鑄造。
如表2所示，於實施例1至實施例14之製造條件下，中間溫壓延[步驟8]係於加熱至100℃以上400℃以下後，將壓延率設為5%以上。關於組織，實施例1至實施例14之立方方位面積率為5%以上50%以下，立方方位晶粒之平均晶粒面積為1.8μm2以上45.0μm2以下，每1區塊(60μm×60μm)之立方方位晶粒個數為40個以上100個以下，含有立方方位粒之母材之平均晶粒面積為50μm2以下。於實施例1至實施例14之特性中，180°U密合彎曲、彎曲異向性、保證應力異向性均顯示出優異之結果。
於比較例1至比較例4中，由於未滿足本發明之製造方法中之規定，故而表示不滿足立方方位面積率、每1區塊之立方方位粒個數之情形。
如表1、2所示，於滿足本發明之範圍即如下情形時彎曲之特性、彎曲係數之特性、保證應力之特性均良好：具有含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之Si、及視需要合計為0.005質量%以上1.0質量%以下之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成之群中之至少一種，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成的組成，於利用電子背向散射繞射法之結晶方位分析中，立方方位{001}<100>之面積率為5%以上50%以下，除該等以外較佳為具有立方方位之晶粒的平均晶粒面積為1.8μm2以上45.0μm2以下，進而母材之晶粒的平均晶粒面積為50μm2以下。於彎曲之特性中，未於彎曲之頂部產生裂紋。又，於彎曲係數之特性中，彎曲係數異向性為10GPa以內，於保證應力之特性中，保證應力異向性為10MPa以內，且異向性較小。
因此，本發明之銅合金板材可提供一種適用於電氣、電子機器用之引線框架、連接器、端子材等，及汽車車載用等之連接器或端子材、繼電器、開關等的銅合金板材。
又，如表2所示，於比較例之試樣中，成為任一特性較差之結果。
即，由於比較例1、2、4之立方方位晶粒的平均晶粒面積過大，故而BW之彎曲特性及彎曲係數異向性、保證應力異向性較差。由於比較例3之立方方位面積率過小，故彎曲特性(GW、BW)及彎曲異向性、保證應力異向性較差。
再者，導電率均顯示為30~45%IACS。
(先前例)
對下述表3所記載之合金組成(剩餘部分為銅(Cu))進行中間退火[步驟7]及中間溫壓延[步驟8]中之加熱，除此以外，以與上述實施例1相同之方式製作銅合金板材。對結果所獲得之銅合金板材之供試材以與上述實施例1相同之方法進行評價。將其結果示於表4中。
由表3、4中可知，未滿足本發明所規定之合金組成，未進行中間退火[步驟7]且未經由其後之中間溫壓延[步驟8]中之加熱而製作之先前例1、2的銅合金板材，即便採用該等2個步驟以外之製造條件(各步驟及條件)，任一者之立方方位之平均晶粒面積均較大，每1區塊之立方粒之個數較少，且彎曲係數與保證應力之異向性變大。
又，雖然滿足本發明所規定之合金組成，但未進行中間退火[步驟7]且未經由其後之中間溫壓延[步驟8]中之加熱而製作之先前例3的銅合金板材，即便採用該等2個步驟以外之製造條件(各步驟及條件)，任一者之立方方位之平均晶粒面積均較大，每1區塊之立方粒之個數較少，彎曲之特性(BW)較差，且彎曲係數與保證應力之異向性變大。
與該等不同，關於利用先前之製造條件所製造之銅合金板材，為了明確與本發明之銅合金板材之不同，以該先前之製造條件製作銅合金板材，並進行與上述相同之特性項目之評價。再者，各板材之厚度只要未特別說明，則以成為與上述實施例相同厚度之方式調整加工率。
(比較例101)．．．日本特開2011-162848公報本發明例1之條件
使由3.2質量%之Ni、0.7質量%之Si、1.0質量%之Zn、0.2質量%之Sn構成之組成的銅合金熔化，並進行鑄造。進行所獲得之鑄塊之端面切削，於均質化熱處理後以結束溫度成為550~850℃之方式進行熱壓延，並於利用水浴冷卻 之急冷之後，將表層之氧化層利用機械研磨去除(端面切削)。繼而，於藉由冷壓延而壓延至特定板厚後，進而以90%以上之加工率進行冷壓延，以0.1℃/s以下之升溫速度加熱至800~900℃之溫度而進行固溶處理。
繼而，於500℃進行時效處理。時效處理時間係視銅合金之組成而調整為於460℃之溫度之時效下硬度成為峰值的時間。再者，關於該時效處理時間，係根據本發明例1之合金組成藉由預實驗而求出最佳之時效處理時間。
繼而，對上述時效處理後之板材進一步以40%之壓延率實施最終冷壓延。進而，於480℃實施30秒之低溫退火。再者，視需要於中途進行研磨、端面切削，板厚統一為0.10mm。
將其設為試樣c01。
所獲得之試驗體c01與上述本發明之實施例於製造條件方面相比，未進行中間退火[步驟7]，亦未實施固溶熱處理[步驟9]前之加熱溫度下之中間溫壓延[步驟8]。又，由於固溶熱處理之升溫速度較慢，故於到達溫度附近粒成長變得顯著，晶粒粗大化。所獲得之組織之立方方位晶粒之面積大於150μm2以上。又，彎曲係數及強度之異向性亦較大為分別大於10GPa、大於15MPa，成為不滿足本發明中之要求特性之結果。
(比較例102)．．．日本特開2011-12321公報實施例1及實施例4之條件
將由2.8質量%之Ni、0.9質量%之Si構成之組成的銅 合金(該公報之實施例1)，及由2.8質量%之Ni、0.9質量%之Si、0.1質量%之Zn、0.1質量%之Mg、0.1質量%之Sn構成之組成的銅合金(該公報之實施例4)之各合金於無芯爐(高頻感應熔解爐)中於木炭被覆下進行大氣熔解，並於4邊由銅模包圍之鑄模中進行鑄造，製作厚度為250mm、寬度為620mm、長度為2500mm之鑄塊。
繼而，於鑄模之寬度155mm位置與厚度125mm位置之交點位置，將直徑為3mm之SUS棒自鑄模上端部之液面於鉛垂方向插入並測定未凝固部之深度。將自所獲得之未凝固部深度減去鑄模長度(銅模長度)而得之值定義為自鑄模下端深度至凝固結束深度為止之距離。具體而言為300mm(該公報之實施例1)及260mm(該公報之實施例4)。以該距離成為250mm以上之方式，於50~200mm/分鍾之範圍內調整鑄造速度進行鑄造而獲得鑄塊。
自所獲得之鑄塊切割固定部之250×620×300mm之區塊並取出，自寬度為620mm之中央部收取鑄造方向與平行剖面之切片(250×15×300mm)。由將其浸於硝酸0.5~1小時並進行蝕刻而得之巨組織獲得柱狀晶之[100]軸方向。測定與鑄造方向正交之面和柱狀晶之[100]軸方向相交的角度。具體而言為13°(該公報之實施例1)及11°(該公報之實施例4)。
進而於對鑄塊進行均質化處理之後，將溫度調整為500~1000℃，並進行合計加工率為60~96%之壓延，其後對所獲得之壓延材直接進行水浴冷卻而製成厚度約為10mm 之線圈。對該壓延材之表面進行研磨而去除氧化皮。將該時間點上之壓延材之立方方位比例設為5~95%。其後，以記載之順序實施加工率為85~99.8%之冷壓延、於700~1020℃進行5秒~1小時之固溶熱處理、加工率為1~6.0%之最終冷壓延、於200~600℃進行5秒~10小時之調質退火，獲得厚度為0.15mm之供試材。
將該等分別設為試樣d01(該公報之實施例1)及d02(該公報之實施例4)。
所獲得之試驗體d01及d02與上述本發明之實施例於製造條件方面相比，未進行中間退火[步驟7]，亦未實施固溶熱處理[步驟9]前之加熱溫度下的中間溫壓延[步驟8]。關於所獲得之組織之立方方位晶粒的面積率，分別為試樣d01(該公報之實施例1)為35%及試樣d02(該公報之實施例4)為7%，且粒成長變明顯，含有立方方位之晶粒之母材的平均晶粒面積較粗大，分別為試樣d01(該公報之實施例1)為254μm2及試樣d02(該公報之實施例4)為201μm2。又，彎曲係數及強度之異向性亦較大，分別為大於10GPa、大於15MPa，成為未滿足本發明中之要求特性之結果。
雖說明本發明與其實施態樣，但只要本發明沒有特別指定，則即使在說明本發明之任一細部中，皆非用以限定本發明，且只要在不違反本案申請專利範圍所示之發明精神與範圍下，應作最大範圍的解釋。
本案主張基於2011年5月2日於日本提出申請之特願2011-102996之優先權，本發明係參照此申請案並將其內 容加入作為本說明書記載之一部份。
圖1係說明以相鄰之4個區塊為1群且至少4群以上之情形時之等分散性的圖式。

Claims (6)

  1. 一種銅合金板材，其具有下述組成：含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之Si，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；於利用電子背向散射繞射法(Electron Back Scatter Diffraction)之結晶方位分析中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之面積率為5%以上50%以下，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒於60μm見方內分散40個以上100個以下。
  2. 一種銅合金板材，其具有下述組成：含有1.0質量%以上5.0質量%以下之Ni、0.1質量%以上2.0質量%以下之Si、合計為0.005質量%以上1.0質量%以下之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成之群中之至少一者，且剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；且於利用電子背向散射繞射法之結晶方位分析中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之面積率為5%以上50%以下，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒於60μm見方內分散40個以上100個以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之銅合金板材，其中，具有自立方方位{001}<100>偏移15°以內之方位的晶粒之平均晶粒面積為1.8μm2以上45.0μm2以下。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之銅合金板材，其中，母材之晶粒的平均晶粒面積為50μm2以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之銅合金板材，其中，壓延平行方向之彎曲係數與壓延垂直方向之彎曲係數的差以絕對值計為10GPa以下，壓延平行方向之保證應力與壓延垂直方向之保證應力的差以絕對值計為10MPa以下。
  6. 一種銅合金板材之製造方法，對鑄造銅合金原材料而獲得之鑄塊實施均質化熱處理及熱壓延，進而於藉由冷壓延成形為薄板後，實施使該薄板中之溶質原子再固溶之中間固溶熱處理；該銅合金原材料係具有申請專利範圍第1或2項之銅合金板材的合金組成而成；該銅合金板材之製造方法依序包含下述各步驟而成：於800℃以上1020℃以下進行3分鐘至10小時該均質化熱處理，以壓延率為80%以上99.8%以下進行該冷壓延後，於未達再結晶溫度即400℃以上700℃以下之溫度進行5秒至20小時之中間退火，進而於加熱至100℃以上400℃以下後，於該溫度下進行壓延率為5%以上50%以下之中間溫壓延，然後於600℃以上1000℃以下以5秒至1小時進行該中間固溶熱處理，於400℃以上700℃以下進行5分鐘至10小時之時效析出熱處理。
TW101115440A 2011-05-02 2012-05-01 Copper alloy sheet and method of manufacturing the same TWI582249B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011102996 2011-05-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201303048A true TW201303048A (zh) 2013-01-16
TWI582249B TWI582249B (zh) 2017-05-11

Family

ID=47107888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101115440A TWI582249B (zh) 2011-05-02 2012-05-01 Copper alloy sheet and method of manufacturing the same

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2706125A4 (zh)
JP (1) JP5261619B2 (zh)
KR (1) KR101603393B1 (zh)
CN (1) CN103443309B (zh)
TW (1) TWI582249B (zh)
WO (1) WO2012150702A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6085536B2 (ja) * 2013-08-05 2017-02-22 株式会社Ｓｈカッパープロダクツ 銅条、めっき付銅条、リードフレーム及びｌｅｄモジュール
KR102348993B1 (ko) * 2013-12-27 2022-01-10 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 구리합금판재, 커넥터, 및 구리합금판재의 제조방법
WO2015099098A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 古河電気工業株式会社 銅合金板材、コネクタ、及び銅合金板材の製造方法
KR102370860B1 (ko) * 2014-03-25 2022-03-07 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 구리합금 판재, 커넥터, 및 구리합금 판재의 제조방법
KR101935987B1 (ko) * 2014-05-30 2019-01-07 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 구리합금 판재, 구리합금 판재로 이루어지는 커넥터, 및 구리합금 판재의 제조방법
CN105088008A (zh) * 2015-07-26 2015-11-25 邢桂生 一种微合金化铜合金框架带材及其制备方法
CN105088009A (zh) * 2015-07-26 2015-11-25 邢桂生 一种铜合金框架带材及其制备方法
CN113215439A (zh) * 2021-04-16 2021-08-06 安徽绿能技术研究院有限公司 一种高强度铜合金板材及其生产工艺

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4809602B2 (ja) 2004-05-27 2011-11-09 古河電気工業株式会社 銅合金
JP3856018B2 (ja) * 2004-06-03 2006-12-13 日立電線株式会社 高強度・高導電性銅合金の製造方法
JP3888366B2 (ja) 2004-06-08 2007-02-28 日立電線株式会社 銅合金の製造方法
JP4660735B2 (ja) * 2004-07-01 2011-03-30 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 銅基合金板材の製造方法
JP4584692B2 (ja) * 2004-11-30 2010-11-24 株式会社神戸製鋼所 曲げ加工性に優れた高強度銅合金板およびその製造方法
JP4566048B2 (ja) 2005-03-31 2010-10-20 株式会社神戸製鋼所 曲げ加工性に優れた高強度銅合金板及びその製造方法
JP5028657B2 (ja) 2006-07-10 2012-09-19 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 異方性の少ない高強度銅合金板材およびその製造法
CN102105610B (zh) * 2008-06-03 2013-05-29 古河电气工业株式会社 铜合金板材及其制造方法
JP2010222618A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Nippon Mining & Metals Co Ltd Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金圧延板及びそれを用いた電気部品
JP5520533B2 (ja) * 2009-07-03 2014-06-11 古河電気工業株式会社 銅合金材およびその製造方法
JP5525247B2 (ja) * 2009-08-04 2014-06-18 株式会社神戸製鋼所 高強度で曲げ加工性に優れた銅合金
JP5476149B2 (ja) 2010-02-10 2014-04-23 株式会社神戸製鋼所 強度異方性が小さく曲げ加工性に優れた銅合金

Also Published As

Publication number Publication date
TWI582249B (zh) 2017-05-11
JPWO2012150702A1 (ja) 2014-07-28
EP2706125A1 (en) 2014-03-12
CN103443309B (zh) 2017-01-18
JP5261619B2 (ja) 2013-08-14
EP2706125A4 (en) 2014-11-19
KR20140004748A (ko) 2014-01-13
WO2012150702A1 (ja) 2012-11-08
KR101603393B1 (ko) 2016-03-14
CN103443309A (zh) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI447239B (zh) Copper alloy sheet and method of manufacturing the same
KR101503208B1 (ko) 구리합금 판재 및 그 제조방법
TWI582249B (zh) Copper alloy sheet and method of manufacturing the same
KR101419147B1 (ko) 구리합금 판재 및 그 제조방법
JP4934759B2 (ja) 銅合金板材及びこれを用いたコネクタ並びに銅合金板材の製造方法
JP4948678B2 (ja) 銅合金板材、これを用いたコネクタ、並びにこれを製造する銅合金板材の製造方法
JP5972484B2 (ja) 銅合金板材、銅合金板材からなるコネクタ、および銅合金板材の製造方法
KR101628583B1 (ko) Cu－Ni－Si 계 합금 및 그 제조 방법
TWI513833B (zh) 電子機器用銅合金、電子機器用銅合金之製造方法、電子機器銅合金用塑性加工材、以及電子機器用零件
WO2012121109A1 (ja) Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系合金及びその製造方法
JP6696769B2 (ja) 銅合金板材及びコネクタ
JP5503791B2 (ja) 銅合金板材およびその製造方法
JPWO2012026611A1 (ja) 銅合金板材及びその製造方法
TWI429764B (zh) Cu-Co-Si alloy for electronic materials
JP5117602B1 (ja) たわみ係数が低く、曲げ加工性に優れる銅合金板材
JP2013104082A (ja) Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金及びその製造方法
WO2013069376A1 (ja) Ｃｕ－Ｃｏ－Ｓｉ系合金及びその製造方法
WO2013058083A1 (ja) コルソン合金及びその製造方法
JP6246174B2 (ja) 電子部品用Ｃｕ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｓｉ合金