TW201430151A - 電子、電氣機器用銅合金,電子、電氣機器用銅合金薄板,電子、電氣機器用導電零件及端子 - Google Patents

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Abstract

一種電子、電氣機器用銅合金,含有Zn為23mass%以上36.5mass%以下、Sn為0.1mass%以上0.9mass%以下、Ni為0.15mass%以上1.0mass%未滿、Fe為0.001mass%以上0.10mass%未滿、P為0.005mass%以上0.1mass%以下,剩餘部分由Cu及不可避免雜質所構成,其原子比滿足0.002≦Fe/Ni<0.7、3<(Ni+Fe)/P<15、0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.9,來自一表面的{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}做成0.8以下。

Description

電子、電氣機器用銅合金,電子、電氣機器用銅合金薄板,電子、電氣機器用導電零件及端子
本發明係有關作為半導體裝置的連接器及其他端子、或是電磁繼電器的可動導電片、或引線框等電子、電氣機器用導電零件而使用之Cu-Zn-Sn系之電子、電氣機器用銅合金,以及使用其之電子、電氣機器用銅合金薄板,電子、電氣機器用導電零件及端子。
本申請案基於2013年1月28日於日本申請之特願2013-013157號而主張優先權,其內容被援用於此。
作為半導體裝置的連接器及其他端子、或是電磁繼電器的可動導電片、或引線框等電子、電氣機器用導電零件之素材,由強度、加工性、成本平衡等觀點看來,習知係廣泛使用Cu-Zn合金。
此外,在作為連接器等端子的情形下,為了提高與對 象側導電構件之間的接觸可靠性,會在Cu-Zn合金所構成之基材(素板)表面施以錫(Sn)鍍覆來使用。以Cu-Zn合金作為基材,而於其表面施以Sn鍍覆的連接器等導電零件當中,為了提升Sn鍍覆材的再利用性且提升強度,會在Cu-Zn合金中更添加Sn,而使用Cu-Zn-Sn系合金。
舉例來說,連接器等電子、電氣機器用導電零件,一般而言是對厚度0.05~1.0mm左右的薄板(壓延板)施以衝孔加工,藉此做成規定形狀,再對其至少一部分施以彎折加工而製造。在此情形下,上述導電零件的使用方式,是透過彎折部分附近與對象側導電構件接觸,來得到與對象側導電構件之間的電性連接,且藉由彎折部分的彈簧性,來維持與對象側導電材之間的接觸狀態。
此類電子、電氣機器用導電零件中所用的電子、電氣機器用銅合金,需要有優良的導電性、壓延性或衝孔加工性。又,如前所述,當連接器等的使用方式是施以彎折加工而藉由該彎折部分的彈簧性,透過彎折部分附近來維持與對象側導電構件之間的接觸狀態的情形下,構成其之銅合金,講求優良的彎折加工性、抗應力鬆弛(stress relaxation)特性。
鑑此,例如專利文獻1~3中便提出用來使Cu-Zn-Sn系合金的抗應力鬆弛特性提升之方法。
專利文獻1中揭示,使Cu-Zn-Sn系合金中含有Ni,使其生成Ni-P系化合物,藉此便能夠提升抗應力鬆弛特性,又,添加Fe亦能有效提升抗應力鬆弛特性。
專利文獻2中記載,於Cu-Zn-Sn系合金中添加Ni、Fe及P,使其生成化合物,藉此可提升強度、彈性、耐熱性。上述強度、彈性、耐熱性的提升,便意味著銅合金的抗應力鬆弛特性提升。
此外,專利文獻3中記載,於Cu-Zn-Sn系合金中添加Ni,且將Ni/Sn比調整在特定的範圍內,藉此便能提升抗應力鬆弛特性,又記載添加微量的Fe亦能有效提升抗應力鬆弛特性。
又,在以引線框材作為對象的專利文獻4中則記載,於Cu-Zn-Sn系合金中添加Ni、Fe及P,將(Fe+Ni)/P的原子比調整在0.2~3的範圍內,使生成Fe-P系化合物、Ni-P系化合物、Fe-Ni-P系化合物,藉此便可提升抗應力鬆弛特性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平05-33087號公報
[專利文獻2]日本特開2006-283060號公報
[專利文獻3]日本發明專利第3953357號公報
[專利文獻4]日本發明專利第3717321號公報
然而,專利文獻1、2當中,僅考量Ni、Fe、P個別的含有量,像這樣僅調整個別的含有量,未必能夠確實且充分地提升抗應力鬆弛特性。
此外,專利文獻3當中雖揭示調整Ni/Sn比,但卻完全未考量P化合物與抗應力鬆弛特性之間的關係,無法謀求充分且確實地提升抗應力鬆弛特性。
又,專利文獻4當中,僅是調整Fe、Ni、P的合計量、與(Fe+Ni)/P的原子比,無法謀求充分提升抗應力鬆弛特性。
如上所述,習知提出的方法,無法充分提升Cu-Zn-Sn系合金的抗應力鬆弛特性。因此,上述構造的連接器等當中,隨時間經過,或是在高溫環境下,殘留應力會鬆弛而不能維持與對象側導電構件之接觸壓,容易早期發生接觸不良等不便,造成問題。為了避免這類問題,過往只好將材料的厚度增大,而招致材料成本上昇、重量增大。
鑑此,強烈希望能夠更加確實且充分地改善抗應力鬆弛特性。
此外,近來隨著電子機器或電氣機器的小型化,這些電子機器或電氣機器等所使用之連接器等端子、繼電器、引線框等電子、電氣機器用導電零件正在謀求減薄化。因此,連接器等的端子,為了確保接觸壓,必須進行嚴苛的彎折加工,比起過往更講求優良的安全限應力(proof stress)/彎折間平衡。
本發明便是基於以上緣由而研發,其課題在於,提供一種抗應力鬆弛特性、安全限應力/彎折平衡性優良,相較於過往更能謀求零件素材減薄化的電子、電氣機器用銅合金,使用其之電子、電氣機器用銅合金薄板,電子、電氣機器用零件及端子。
本發明團隊經反覆苦心實驗及研究,發現於Cu-Zn-Sn系合金中適量添加Ni及Fe,且適量添加P,將Fe及Ni的含有量之比Fe/Ni、Ni及Fe的合計含有量(Ni+Fe)與P含有量之比(Ni+Fe)/P、Sn的含有量與Ni及Fe的合計含有量(Ni+Fe)之比Sn/(Ni+Fe),分別以原子比來調整至適當的範圍內,藉此使含有Fe與Ni與P之析出物適當地析出,同時規定板材或條材等表面之{220}面的X射線繞射(diffraction)強度比,藉此便能確實且充分地提升抗應力鬆弛特性,同時獲得強度、彎折加工性優良之銅合金,進而完成了本發明。
又發現,與上述Ni、Fe、P同時添加適量的Co,藉此能夠進一步提升抗應力鬆弛特性及強度。
本發明第1態樣之電子、電氣機器用銅合金,係為一種銅合金,其特徵為:含有Zn為23mass%以上36.5mass%以下、Sn為0.1mass%以上0.9mass%以下、Ni為0.15mass%以上1.0mass%未滿、Fe為0.001mass%以上0.10mass%未滿、P為0.005mass%以上 0.1mass%以下,剩餘部分由Cu及不可避免雜質所構成,Fe的含有量與Ni的含有量之比Fe/Ni,其原子比滿足0.002≦Fe/Ni<0.7,Ni及Fe的合計含有量(Ni+Fe)與P的含有量之比(Ni+Fe)/P,其原子比滿足3<(Ni+Fe)/P<15,Sn的含有量與Ni及Fe的合計含有量(Ni+Fe)之比Sn/(Ni+Fe),其原子比滿足0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.9,且當來自一表面之{111}面的X射線繞射強度為I{111}、來自{200}面的X射線繞射強度為I{200}、來自{220}面的X射線繞射強度為I{220}、來自{311}面的X射線繞射強度為I{311}、來自{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}為R{220}=I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311})的情形下,R{220}做成0.8以下。
另,上述X射線繞射強度,係為來自銅合金母相(parent phase)的α相之X射線繞射強度。
按照上述構成之電子、電氣機器用銅合金,是添加Ni及Fe以及P,並限制Sn、Ni、Fe、及P相互間的添加比率,藉此使從母相(α相主體)析出之含有Fe及/或Ni與P的〔Ni,Fe〕-P系析出物適當地存在,同時將一表面的{220}面之X射線繞射強度比R{220}抑制在0.8以下,故抗應力鬆弛特性十分優良,且強度(安全限應力)亦高,彎折加工性亦變得優良。
在此,所謂〔Ni,Fe〕-P系析出物,係指Ni-Fe-P的三元系析出物,或是Fe-P或Ni-P的二元系析出物,更包 含於該些當中含有其他元素(例如主成分之Cu、Zn、Sn、雜質之O、S、C、Co、Cr、Mo、Mn、Mg、Zr、Ti等)的多元系析出物。此外,此〔Ni,Fe〕-P系析出物,其存在形態係為磷化物、或是固溶有磷之合金。
本發明第2態樣之電子、電氣機器用銅合金,係為一種銅合金,其特徵為:含有Zn為23mass%以上36.5mass%以下、Sn為0.1mass%以上0.9mass%以下、Ni為0.15mass%以上1.0mass%未滿、Fe為0.001mass%以上0.10mass%未滿、Co為0.001mass%以上0.1mass%未滿、P為0.005mass%以上0.1mass%以下,剩餘部分由Cu及不可避免雜質所構成,Fe與Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni,其原子比滿足0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.7,Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P,其原子比滿足3<(Ni+Fe+Co)/P<15,Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)之比Sn/(Ni+Fe+Co),其原子比滿足0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.9,且當來自一表面之{111}面的X射線繞射強度為I{111}、來自{200}面的X射線繞射強度為I{200}、來自{220}面的X射線繞射強度為I{220}、來自{311}面的X射線繞射強度為I{311}、來自{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}為R{220}=I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311})的情形下,R{220}做成0.8以下。
另,上述X射線繞射強度,係為來自銅合金母相的α相之X射線繞射強度。
另,上述第2態樣之銅合金,可為上述第1態樣之銅合金,且更含有Co為0.001mass%以上、0.1mass%未滿,Fe和Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni,其原子比滿足(Fe+Co)/Ni<0.7、且Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P,其原子比滿足(Ni+Fe+Co)/P<15、且Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)之比Sn/(Ni+Fe+Co),其原子比滿足0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)。
按照上述構成之電子、電氣機器用銅合金,是添加Ni、Fe及Co以及P,並適當地限制Sn、Ni、Fe、Co及P相互間的添加比率,藉此使從母相(α相主體)析出之含有從Fe、Ni、Co中選擇之至少一種元素與P的〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物適當地存在,同時將一表面的{220}面之X射線繞射強度比R{220}抑制在0.8以下,故抗應力鬆弛特性十分優良,且強度(安全限應力)亦高,彎折加工性亦變得優良。
在此,所謂〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物,係指Ni-Fe-Co-P的四元系析出物,或是Ni-Fe-P、Ni-Co-P或Fe-Co-P的三元系析出物,或是Fe-P、Ni-P或Co-P的二元系析出物,更包含於該些當中含有其他元素(例如主成分之Cu、Zn、Sn、雜質之O、S、C、Cr、Mo、Mn、Mg、 Zr、Ti等)的多元系析出物。此外,此〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物,其存在形態係為磷化物、或是固溶有磷之合金。
上述第1或第2態樣之銅合金可為壓延材,且其一表面(壓延面)滿足前述一表面的X射線繞射強度之條件。舉例來說,上述壓延材可具有板材或條材之形態,且板表面或條表面滿足前述一表面的X射線繞射強度之條件。
上述第1或第2態樣之電子、電氣機器用銅合金當中,較佳是具有0.2%安全限應力為300MPa以上之機械特性。
像這樣具有0.2%安全限應力為300MPa以上之機械特性的電子、電氣機器用銅合金,例如適用於特別講求高強度的導電零件,像是電磁繼電器的可動導電片或端子的彈簧部。
本發明第3態樣之電子、電氣機器用銅合金薄板,係為一種銅合金薄板,其特徵為:具有由上述第1或第2態樣之電子、電氣機器用銅合金的壓延材所構成之薄板本體,前述薄板本體的厚度在0.05mm以上1.0mm以下之範圍內。另,前述銅合金薄板本體,可為具有條材形態之薄板(帶狀之銅合金)。
此種構成的電子、電氣機器用銅合金薄板,能夠適合使用於連接器及其他端子、電磁繼電器的可動導電片、引線框等。
上述電子、電氣機器用銅合金薄板,在薄板本體的表面,來自母相(α相)的{111}面的X射線繞射強度、來自{200}面的X射線繞射強度、來自{220}面的X射線繞射強度、來自{311}面的X射線繞射強度,係能夠滿足上述第1或第2態樣所記載之條件R{220}=I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311})。
上述電子、電氣機器用銅合金薄板當中,亦可於前述薄板本體的表面施以Sn鍍覆。也就是說,上述銅合金薄板,亦可具有薄板本體(基材)、及在前述薄板本體的表面上形成之Sn鍍覆層。Sn鍍覆可施於薄板本體的單面,亦可施於兩面。
在此情形下,Sn鍍覆的基底素材,係由含有0.1mass%以上0.9mass%以下Sn的Cu-Zn-Sn系合金所構成,故能夠將使用完畢的連接器等零件回收作為Sn鍍覆Cu-Zn系合金的廢料(scrap),確保良好的再利用性。
本發明之第4態樣為,一種電子、電氣機器用導電零件,其特徵為:由上述電子、電氣機器用銅合金所構成。
本發明之第5態樣為,一種電子、電氣機器用導電零件,其特徵為:由上述電子、電氣機器用銅合金薄板所構成。
另,本發明中所謂電子、電氣機器用導電零件,係包含端子、連接器、繼電器、引線框等。
本發明之第6態樣之端子,其特徵為:由上 述電子、電氣機器用銅合金所構成。
又,本發明之第7態樣之端子,其特徵為:由上述電子、電氣機器用銅合金薄板所構成。
另,本發明中之端子,係包含連接器等。
按照該些構成之電子、電氣機器用導電零件及端子,由於抗應力鬆弛特性優良,故隨時間經過,或在高溫環境下,殘留應力不易鬆弛,例如當設計成藉由彎折部分的彈簧性來壓接於對象側導電材之構造的情形下,能夠保持與對象側導電構件之間的接觸壓。此外,能夠謀求電子、電氣機器用導電零件及端子的減薄化。
按照本發明,能夠提供一種抗應力鬆弛特性、安全限應力/彎折平衡性優良,相較於過往更能謀求零件素材減薄化的電子、電氣機器用銅合金,使用其之電子、電氣機器用銅合金薄板,電子、電氣機器用零件及端子。
[圖1]本發明之電子、電氣機器用銅合金的製造方法工程例示意流程圖。
以下說明本發明一實施形態之電子、電氣機器用銅合金。
本實施形態之電子、電氣機器用銅合金,其具有之組成為,含有Zn為23mass%以上36.5mass%以下、Sn為0.1mass%以上0.9mass%以下、Ni為0.15mass%以上1.0mass%未滿、Fe為0.001mass%以上0.10mass%未滿、P為0.005mass%以上0.1mass%以下,剩餘部分由Cu及不可避免雜質所構成。
又,各合金元素相互間的含有量比率,係訂定為,Fe的含有量與Ni的含有量之比Fe/Ni,其原子比滿足下述(1)式,0.002≦Fe/Ni<0.7‧‧‧(1)Ni的含有量及Fe的含有量之合計量(Ni+Fe)與P的含有量之比(Ni+Fe)/P,其原子比滿足下述(2)式,3<(Ni+Fe)/P<15‧‧‧(2)Sn的含有量與Ni含有量及Fe含有量的合計量(Ni+Fe)之比Sn/(Ni+Fe),其原子比滿足下述(3)式。
0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.9‧‧‧(3)
又,本實施形態之電子、電氣機器用銅合金,除了上述Zn、Sn、Ni、Fe、P以外,更可含有Co為0.001mass%以上、0.10mass%未滿。在此情形下,Fe的含有量係設定在0.001mass%以上0.10mass%未滿之範圍內。
又,各合金元素相互間的含有量比率,係訂定為,Fe 及Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni,其原子比滿足下述(1’)式,0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.7‧‧‧(1′)Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P,其原子比滿足下述(2’)式,3<(Ni+Fe+Co)/P<15‧‧‧(2′)Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)之比Sn/(Ni+Fe+Co),其原子比滿足下述(3’)式。
0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.9‧‧‧(3′)
另,滿足上述(1)、(2)、(3)式之銅合金,當其更含有Co為0.001mass%以上、0.10mass%未滿,Fe和Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni,其原子比滿足(Fe+Co)/Ni<0.7、且Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P,其原子比滿足(Ni+Fe+Co)/P<15、且Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)之比Sn/(Ni+Fe+Co),其原子比滿足0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)的情形下,則亦會滿足上述(1’)式、(2’)式、(3’)式。
在此,說明如上述般規定成分組成的理由。
鋅(Zn):23mass%以上36.5mass%以下
Zn在本實施形態作為對象之銅合金當中,係為基本的合金元素,且為有效提升強度及彈簧性之元素。此外,由於Zn比Cu來得低價,故亦有減低銅合金材料成本的 效果。若Zn未滿23mass%,則無法充分得到減低材料成本的效果。另一方面,若Zn超過36.5mass%,則耐蝕性會降低,且銅合金的冷壓延性亦會降低。
鑑此,本實施形態中將Zn的含有量訂為23mass%以上36.5mass%以下之範圍內。另,Zn的含有量在上述範圍內當中,又以23mass%以上33mass%以下之範圍內為佳、23mass%以上30mass%以下之範圍內更佳。
錫(Sn):0.1mass%以上0.9mass%以下
Sn的添加具有提升銅合金強度之效果,有利於提升附Sn鍍覆之Cu-Zn合金材的再利用性。又,Sn若與Ni及Fe共存,則亦有助於提升銅合金的抗應力鬆弛特性,這在本發明團隊之研究中已經證實。若Sn未滿0.1mass%,則無法充分獲得該些效果,另一方面,若Sn超過0.9mass%,則熱加工性及冷壓延性會降低,恐會在銅合金的熱壓延或冷壓延中發生破裂,導電率亦會降低。
鑑此,本實施形態中將Sn的含有量訂為0.1mass%以上0.9mass%以下之範圍內。另,Sn的含有量在上述範圍內當中,又尤其以0.2mass%以上0.8mass%以下之範圍內為佳。
鎳(Ni):0.15mass%以上1.0mass%未滿
Ni是藉由與Fe、P一起添加,而能夠使〔Ni,Fe〕-P系析出物從銅合金的母相(α相主體)析出;此外,藉 由與Fe、Co,P一起添加,能夠使〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物從銅合金的母相(α相主體)析出。藉由該些〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物,於再結晶時會有將晶界(grain boundary)加以釘扎(pinning)之效果,藉此能夠縮小平均結晶粒徑,能提升銅合金的強度、彎折加工性、抗應力腐蝕破裂性(stress corrosion cracking)。又,藉由該些析出物的存在,能夠大幅提升銅合金的抗應力鬆弛特性。再者,透過使Ni與Sn、Fe、Co、P共存,藉由固溶強化,亦能提升銅合金的抗應力鬆弛特性。在此,若Ni的添加量未滿0.15mass%,則無法充分提升抗應力鬆弛特性。另一方面,若Ni的添加量達1.0mass%以上,則固溶Ni會變多而導電率降低,且會因為高價的Ni原材料的使用量增大而招致成本上昇。
鑑此,本實施形態中將Ni的含有量訂為0.15mass%以上1.0mass%未滿之範圍內。另,Ni的含有量在上述範圍內當中,又尤其以0.2mass%以上、0.8mass%未滿之範圍內為佳。
鐵(Fe):0.001mass%以上0.10mass%未滿
Fe是藉由與Ni、P一起添加,而能夠使〔Ni,Fe〕-P系析出物從銅合金的母相(α相主體)析出;此外,藉由與Ni、Co,P一起添加,能夠使〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物從銅合金的母相(α相主體)析出。藉由該些 〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物,於再結晶時會有將晶界加以釘扎之效果,藉此能夠縮小平均結晶粒徑,能提升銅合金的強度、彎折加工性、抗應力腐蝕破裂性。又,藉由該些析出物的存在,能夠大幅提升銅合金的抗應力鬆弛特性。在此,若Fe的添加量未滿0.001mass%,則無法充分得到將晶界釘扎之效果,無法得到充分的強度。另一方面,若Fe的添加量達0.10mass%以上,則不會帶來進一步的強度提升,固溶Fe會變多而銅合金的導電率降低,且冷壓延性亦會降低。
鑑此,本實施形態中將Fe的含有量訂為0.001mass%以上0.10mass%未滿之範圍內。另,Fe的含有量在上述範圍內當中,又尤其以0.002mass%以上0.08mass%以下之範圍內為佳。
鈷(Co):0.001mass%以上0.10mass%未滿
Co未必為必須之添加元素,但若將少量的Co與Ni、Fe、P一起添加,則會生成〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物,能夠進一步提升銅合金的抗應力鬆弛特性。在此,若Co添加量未滿0.001mass%,則無法因Co添加而得到進一步提升抗應力鬆弛特性之效果。另一方面,若Co的添加量達0.10mass%以上,則固溶Co會變多而銅合金的導電率降低,且會因為高價的Co原材料的使用量增大而招致成本上昇。
鑑此,本實施形態中,當添加Co的情形下,將Co 的含有量訂為0.001mass%以上0.10mass%未滿之範圍內。另,Co的含有量在上述範圍內當中,又尤其以0.002mass%以上0.08mass%以下之範圍內為佳。另,即使不主動添加Co的情形下,也可能會作為雜質而含有0.001mass%未滿之Co。
磷(P):0.005mass%以上0.10mass%以下
P與Fe、Ni以及Co之間的鍵結性高,若和Fe、Ni一起含有適量的P,則能夠使〔Ni,Fe〕-P系析出物析出,又,若和Fe、Ni、Co一起含有適量的P,則能夠使〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物析出,而藉由這些析出物的存在,能夠提升銅合金的抗應力鬆弛特性。在此,若P量未滿0.005mass%,則難以充分使〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物析出,無法充分提升銅合金的抗應力鬆弛特性。另一方面,若P量超過0.10mass%,則P固溶量會變多,導電率降低且壓延性降低,容易發生冷壓延破裂。
鑑此,本實施形態中將P的含有量訂為0.005mass%以上0.10mass%以下之範圍內。P的含有量在上述範圍內當中,又尤其以0.01mass%以上0.08mass%以下之範圍內為佳。
另,P元素常常會從銅合金的熔解原料中不可避免地混入,故為了如上述般限制P量,適當地選定熔解原料較理想。
以上各元素的剩餘部分,基本上可為Cu及不可避免雜質。在此,作為不可避免雜質,例如可舉出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,Be,N,Hg,B,Zr,稀土類等。這些不可避免雜質,總量在0.3質量%以下較理想。
又,本實施形態之電子、電氣機器用銅合金當中,不僅將各合金元素的個別含有量範圍如上述般調整,重要的是,將元素含有量的相互比率限制成其原子比滿足前述(1)~(3)式、或(1’)~(3’)式。鑑此,以下說明(1)~(3)式、(1’)~(3’)式的限定理由。
(1)式:0.002≦Fe/Ni<0.7
本發明團隊經詳細實驗之結果,發現除了將Fe、Ni各自之含有量如前述般調整外,更將它們的比Fe/Ni訂為其原子比在0.002以上、0.7未滿之範圍內,在此情形下,能夠謀求充分提升抗應力鬆弛特性。在此,當Fe/Ni比為0.7以上的情形下,銅合金的抗應力鬆弛特性會降低。Fe/Ni比未滿0.002的情形下,銅合金的強度會降低,且高價的Ni原材料使用量會相對變多,招致成本上昇。鑑此,將Fe/Ni比限制在上述範圍內。
另,Fe/Ni比在上述範圍內當中,又尤其以0.002以 上0.5以下之範圍內為理想。
(2)式:3<(Ni+Fe)/P<15
若(Ni+Fe)/P比為3以下,則隨著固溶P的比例增大,銅合金的抗應力鬆弛特性會降低,又同時導電率會因為固溶P而降低,且壓延性降低而容易發生冷壓延破裂,此外彎折加工性亦降低。另一方面,若(Ni+Fe)/P比達15以上,則因為固溶的Ni、Fe比例增大,銅合金的導電率會降低,且高價的Ni原材料使用量會相對變多,招致成本上昇。鑑此,將(Ni+Fe)/P比限制在上述範圍內。另,(Ni+Fe)/P比在上述範圍內當中,又尤其以超過3且12以下之範圍內為理想。
(3)式:0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.9
若Sn/(Ni+Fe)比為0.3以下,則不會充分地發揮抗應力鬆弛特性提升效果,另一方面若Sn/(Ni+Fe)比達2.9以上的情形下,(Ni+Fe)量會相對地變少,〔Ni,Fe〕-P系析出物的量變少,銅合金的抗應力鬆弛特性會降低。鑑此,將Sn/(Ni+Fe)比限制在上述範圍內。另,Sn/(Ni+Fe)比在上述範圍內當中,又尤其以超過0.3且1.5以下之範圍內為理想。
(1’)式:0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.7
當添加Co的情形下,可以想成是將Fe的一部分置換 成Co,(1’)式基本上亦以(1)式為準。在此,若(Fe+Co)/Ni比為0.7以上的情形下,銅合金的抗應力鬆弛特性會降低,且高價的Co原材料使用量增大,招致成本上昇。(Fe+Co)/Ni比未滿0.002的情形下,銅合金的強度會降低,且高價的Ni原材料使用量會相對變多,招致成本上昇。鑑此,將(Fe+Co)/Ni比限制在上述範圍內。另,(Fe+Co)/Ni比在上述範圍內當中,又尤其以0.002以上0.5以下之範圍內為理想。
(2’)式:3<(Ni+Fe+Co)/P<15
添加Co情形下之(2’)式,亦以前述(2)式為準。若(Ni+Fe+Co)/P比為3以下,則隨著固溶P的比例增大,銅合金的抗應力鬆弛特性會降低,又同時銅合金的導電率會因為固溶P而降低,且壓延性降低而容易發生冷壓延破裂,此外彎折加工性亦降低。另一方面,若(Ni+Fe+Co)/P比達15以上,則因為固溶的Ni、Fe、Co比例增大,銅合金的導電率會降低,且高價的Co或Ni原材料使用量會相對變多,招致成本上昇。鑑此,將(Ni+Fe+Co)/P比限制在上述範圍內。另,(Ni+Fe+Co)/P比在上述範圍內當中,又尤其以超過3且12以下之範圍內為理想。
(3’)式:0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.9
添加Co情形下之(3’)式,亦以前述(3)式為準。 若Sn/(Ni+Fe+Co)比為0.3以下,則不會充分地發揮抗應力鬆弛特性提升效果,另一方面若Sn/(Ni+Fe+Co)比達2.9以上,(Ni+Fe+Co)量會相對地變少,〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物的量變少,銅合金的抗應力鬆弛特性會降低。鑑此,將Sn/(Ni+Fe+Co)比限制在上述範圍內。另,Sn/(Ni+Fe+Co)比在上述範圍內當中,又尤其以超過0.3且1.5以下之範圍內為理想。
如上所述,將各合金元素調整成不僅是滿足個別的含有量,各元素相互比率還滿足(1)~(3)式或(1’)~(3’)式,在這樣的電子、電氣機器用銅合金當中,〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物會從母相(α相主體)分散析出,可以認為是藉由此類析出物的分散析出,而使抗應力鬆弛特性提升。
又,本實施形態之電子、電氣機器用銅合金當中,〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物的存在十分重要。這些析出物經本發明團隊之研究,證實為具有Fe2P系或Ni2P系結晶構造的六方晶(space group:P-62m(189))或Fe2P系的斜方晶(space group:P-nma(62))。而這些析出物,理想是其平均粒徑微細至100nm以下。像這樣,因存在微細的析出物,能夠確保優良的抗應力鬆弛特性,同時透過晶粒微細化,能夠提升強度和彎折加工性。在此,若這類析出物的平均粒徑超過100nm,則對於提升強度或抗應力鬆弛特性的助益會變 小。
又,本實施形態之電子、電氣機器用銅合金當中,不僅是將其成分組成如上述般調整,還如下述般規定了一表面(板材的板表面或條材的表面)之母相(α相)X繞射強度比。
也就是說,係構成為,當來自一表面之{111}面的X射線繞射強度為I{111}、來自{200}面的X射線繞射強度為I{200}、來自{220}面的X射線繞射強度為I{220}、來自{311}面的X射線繞射強度為I{311}、來自{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}為R{220}=I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311})的情形下,R{220}係訂為0.8以下。
在此,如上述般,針對規定一表面之X繞射強度比的理由說明如下。
(X射線繞射強度比)
表面(例如板材的板表面)之{220}面,是由壓延集合組織所構成,若該{220}面的比例變高,則在相對於壓延方向的垂直方向進行彎折加工時,相對於彎折加工的應力方向,滑移系統(slip system)係成為難以活動的方位關係。如此一來,彎折加工時局部會發生變形,導致裂痕。
因此,可以認為,藉由將來自一表面之{220}面的 X射線繞射強度的比例R{220}抑制在0.8以下,便能夠抑制裂痕發生,提升彎折加工性。在此,來自{220}面的X射線繞射強度的比例R{220},於上述範圍內當中又以0.7以下為佳。
另,來自{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}之下限並無特別規定,但以0.3以上為佳。
接下來,參照圖1所示流程圖,說明前述實施形態之電子、電氣機器用銅合金的製造方法的較佳例子。
[熔解、鑄造工程:S01]
首先,熔製前述成分組成之銅合金熔湯。作為銅原料,理想是使用純度99.99%以上的4NCu(無氧銅等),但亦可使用廢料(scrap)作為原料。此外,熔解可使用大氣環境爐,但為了抑制添加元素的氧化,亦可使用真空爐、處於惰性氣體環境或還原性環境之環境爐。
接著,將成分調整完畢的銅合金熔湯,藉由適當的鑄造法,例如模具鑄造等批式鑄造法、或連續鑄造法、半連續鑄造法等來鑄造,得到鑄塊。
[加熱工程:S02]
其後,視需要進行均質化熱處理,以便消除鑄塊的偏析,使鑄塊組織均一化。或者是進行熔體化熱處理,以便使結晶物、析出物固溶。該熱處理之條件並無特別限定, 但通常可在600~1000℃下加熱1秒~24小時。若熱處理溫度未滿600℃、或熱處理時間未滿5分鐘,則可能無法得到充分的均質化效果或熔體化效果。另一方面,若熱處理溫度超過1000℃,則偏析部位可能會部分熔解,又若熱處理時間超過24小時只會招致成本上昇。熱處理後的冷卻條件可適當訂定,但通常可為水淬火(water quenching)。另,熱處理後視必要進行面銑削。
[熱加工:S03]
接下來,為求粗加工(rough processing)的效率化與組織的均一化,亦可對鑄塊進行熱加工。該熱加工之條件並無特別限定,但通常訂為開始溫度600~1000℃、結束溫度300~850℃、加工率10~99%左右較佳。另,熱加工開始溫度前的鑄塊加熱,亦可與前述加熱工程S02合併。熱加工後的冷卻條件可適當訂定,但通常可為水淬火。另,熱加工後視必要進行面銑削。關於熱加工的加工方法並無特別限定,但在最終形狀為板或條的情形下,可運用熱壓延。此外,最終形狀為線或棒的情形下,可運用擠壓(extrusion)或溝壓延,又最終形狀為塊體形狀的情形下,可運用鍛造或衝壓。
[中間塑性加工:S04]
接下來,針對加熱工程S02中已施加均質化處理之鑄塊、或針對已施加熱壓延等熱加工S03之熱加工材,施以 中間塑性加工。該中間塑性加工S04之溫度條件並無特別限定,但以-200℃至+200℃之範圍內,即成為冷或溫加工為佳。中間塑性加工之加工率亦無特別限定,但通常訂為10~99%左右。加工方法並無特別限定,但在最終形狀為板、條的情形下,可運用壓延。此外,最終形狀為線或棒的情形下,可運用擠壓或溝壓延,又最終形狀為塊體形狀的情形下,可運用鍛造或衝壓。另,為求徹底熔體化,可反覆S02~S04。
[中間熱處理工程:S05]
在冷或溫條件的中間塑性加工S04後,施以中間熱處理,其兼具再結晶處理與析出處理。該中間熱處理之工程,係被實施以使組織再結晶,同時用來使〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,Fe,Co〕-P系析出物分散析出,可選用會生成這些析出物之加熱溫度、加熱時間條件,通常可訂為200~800℃下、1秒~24小時。但,結晶粒徑會對抗應力鬆弛特性帶來一定程度的影響,故理想是對中間熱處理所造成之再結晶粒加以測定,以適當地選擇加熱溫度、加熱時間條件。另,中間熱處理及其後之冷卻,會對最終的平均結晶粒徑帶來影響,故這些條件的理想選定方式,是使α相的平均結晶粒徑成為0.1~50μm之範圍內。
中間熱處理的具體手法,可以使用批式加熱爐,或是可使用連續退火線(continuous annealing line)來連續地加熱。使用批式加熱爐的情形下,理想是以300 ~800℃的溫度加熱5分鐘~24小時,而使用連續退火線的情形下,較佳是將加熱到達溫度訂為250~800℃,且在該範圍內之溫度下,不保持或是保持1秒~5分鐘左右。此外,中間熱處理的環境,較佳是訂為非氧化性環境(氮氣氣體環境、惰性氣體環境、還原性環境)。
中間熱處理後的冷卻條件並無特別限定,但通常可以2000℃/秒~100℃/小時左右的冷卻速度加以冷卻。
另,視必要亦可將上述中間塑性加工S04與中間熱處理工程S05反覆複數次。
[最終塑性加工:S06]
中間熱處理工程S05之後,進行最終加工,成為最終尺寸、最終形狀。最終塑性加工之加工方法並無特別限定,但當最終製品形態為板或條的情形下,可運用壓延(冷壓延)。除此之外,視最終製品形態的不同,亦可運用鍛造或衝壓、溝壓延等。加工率可視最終板厚或最終形狀來適當選擇,但以1~99%、尤其是1~70%的範圍內為佳。若加工率未滿1%,則無法充分得到提升安全限應力的效果,另一方面若超過70%,則實質上再結晶組織會喪失而變為加工組織,彎折加工性可能會降低。另,加工率較佳是訂為1~70%、更佳為5~70%。最終塑性加工後,可直接將其作為製品來使用,但通常較佳是再施以最終熱處理。
[最終熱處理工程:S07]
最終塑性加工後,視必要進行最終熱處理工程S07,以便提升抗應力鬆弛特性及低溫退火硬化,且除去殘留應力。該最終熱處理,理想是在50~800℃範圍內的溫度下,進行0.1秒~24小時。若最終熱處理的溫度未滿50℃,或最終熱處理的時間未滿0.1秒,則可能無法充分得到消除應力的效果,另一方面,若最終熱處理的溫度超過800℃的情形下,會有再結晶之虞,又若最終熱處理的時間超過24小時,只會招致成本上昇。另,若不進行最終塑性加工S06的情形下,亦可省略最終熱處理工程S07。
經上所述,能夠得到本實施形態之電子、電氣機器用銅合金。該電子、電氣機器用銅合金當中,其0.2%安全限應力係被做成300MPa以上。
此外,運用壓延來作為加工方法的情形下,能夠得到板厚0.05~1.0mm左右的電子、電氣機器用銅合金薄板(條材)。這樣的薄板可直接作為電子、電氣機器用導電零件來使用,但通常會在板面的一面或兩面施以膜厚0.1~10μm左右之Sn鍍覆,做成附Sn鍍覆之銅合金條,供連接器及其他端子等電子、電氣機器用導電零件使用。在此情形下,Sn鍍覆之方法並無特別限定。此外,視情況亦可在電鍍後施以迴焊處理。
做成上述構成的本實施形態之電子、電氣機器用銅合金當中,係使從母相(α相主體)析出之含有Fe與Ni與P的〔Ni,Fe〕-P系析出物或是〔Ni,Fe,Co〕 -P系析出物適當地存在於銅合金組織中,同時將來自一表面(例如板表面)之{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}抑制在0.8以下,故抗應力鬆弛特性十分優良,且強度(安全限應力)亦高,彎折加工性亦變得優良。
又,本實施形態之電子、電氣機器用銅合金,由於具有0.2%安全限應力為300MPa以上之機械特性,故例如適用於特別講求高強度的導電零件,像是電磁繼電器的可動導電片或端子的彈簧部。
本實施形態之電子、電氣機器用銅合金薄板,係由上述電子、電氣機器用銅合金之壓延材所構成,故抗應力鬆弛特性優良,能夠合適地使用於連接器及其他端子、電磁繼電器的可動導電片、引線框等。
此外,當在表面施加Sn鍍覆的情形下,能夠將使用完畢的連接器等零件回收作為鍍Sn之Cu-Zn系合金的廢料,確保良好的再利用性。
以上已說明本發明之實施形態,但本發明並不限定於此,在不脫離其發明技術思想之範圍內可適當變更。
舉例來說,雖已舉出製造方法一例進行說明,但並不限定於此,只要最終得到的電子、電氣機器用銅合金為本發明範圍內之組成,且來自一表面之{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}設定在0.8以下即可。
[實施例]
以下為確認本發明之效果而進行確認實驗,將其結果作為本發明之實施例,與比較例一同揭示。另,以下實施例是為了說明本發明之效果,實施例中記載之構成、流程、條件並非限定本發明之技術範圍。
備妥由Cu-40%Zn母合金及純度99.99質量%以上的無氧銅(ASTM B152 C10100)所構成之原料,將其裝入高純度石墨坩堝內,於N2氣體環境下使用電氣爐熔解。於銅合金熔湯內添加各種添加元素,熔製出表1、2、3所示成分組成之合金熔湯,注湯至碳鑄模以製造出鑄塊。另,鑄塊的大小訂為厚度約40mm×寬度約50mm×長度約200mm。
接著針對各鑄塊,於Ar氣體環境中在800℃下保持規定時間後,實施水淬火,以作為均質化處理(加熱工程S02)。
接著,實施熱壓延以作為熱加工S03。再加熱以使熱壓延開始溫度成為800℃,使鑄塊的寬度方向成為壓延方向,進行壓延率約50%之熱壓延,從壓延結束溫度300~700℃進行水淬火。其後進行裁切及表面研磨,製造出厚度約15mm×寬度約160mm×長度約100mm之熱壓延材。
其後,將中間塑性加工S04及中間熱處理工程S05分別進行一次,或反覆實施兩次。
具體而言,當中間塑性加工及中間熱處理分別實施一次的情形下,係進行壓延率約90%以上之冷壓延(中間 塑性加工)後,為了再結晶與析出處理,於200~800℃下實施規定時間之熱處理並水淬火,以作為中間熱處理。其後裁切壓延材,實施表面研磨以除去氧化被膜。
另一方面,當中間塑性加工及中間熱處理分別實施兩次的情形下,係進行壓延率約50~90%之一次冷壓延(一次中間塑性加工)後,於200~800℃下實施規定時間之熱處理並水淬火以作為一次中間熱處理,之後施以壓延率約50~90%之二次冷壓延(二次中間塑性加工),於200~800℃之間實施規定時間之二次中間熱處理並水淬火。其後裁切壓延材,實施表面研磨以除去氧化被膜。
其後,以表4、5、6所示之壓延率,實施最終壓延。本實施例中於冷壓延時,是在表面塗布壓延油,調整其塗布量。
最後,於200~375℃下實施最終熱處理後,經水淬火,實施裁切及表面研磨後,製作出厚度0.25mm×寬度約160mm之特性評估用條材。
針對這些特性評估用條材,評估其平均結晶粒徑、機械特性、導電率、抗應力鬆弛特性。針對各評估項目之試驗方法、測定方法如下所述,此外,其結果如表4、5、6所示。
[結晶粒徑觀察]
以相對於壓延的寬度方向為垂直之面,亦即TD面(Transverse direction)來作為觀察面,藉由EBSD測定 裝置及OIM分析軟體,如下述般測定晶界及結晶方位差分布。
利用耐水研磨紙、鑽石砥粒進行機械研磨後,利用矽酸膠(colloidal silica)溶液進行最終研磨。接著,藉由EBSD測定裝置(FEI公司製Quanta FEG 450,EDAX/TSL公司製(現AMETEK公司)OIM Data Collection)與分析軟體(EDAX/TSL公司製(現AMETEK公司)OIM Data Analysis ver.5.3),依照電子線的加速電壓20kV、測定間隔0.1μm步距且1000μm2以上的測定面積之條件,進行各結晶粒的方位差分析。藉由分析軟體OIM計算各測定點的CI值(Confidence Index),從結晶粒徑的分析當中,剔除CI值為0.1以下者。有關晶界,是依據二維截面觀察之結果,將相鄰兩個結晶間配向方位差達15°以上之測定點間訂為高角度晶界(high angle grain boundary),2°以上15°以下訂為低角度晶界(low angle grain boundary)。利用高角度晶界作成晶界對映(mapping),遵照JIS H 0501之切斷法,對於晶界對映,分別劃出五條縱、橫的規定長度線段,計算完全被切斷的結晶粒數,以其切斷長度之平均值作為平均結晶粒徑。
另,本實施例中,平均結晶粒徑係針對α相的晶粒而規定。上述平均結晶粒徑測定時,α相以外的β相等結晶幾乎不存在,但若存在的情形下,會將其剔除而算出平均粒徑。
[X射線繞射強度]
來自條材表面的{111}面的X射線繞射強度訂為I{111}、來自{200}面的X射線繞射強度為I{200}、來自{220}面的X射線繞射強度為I{220}、來自{311}面的X射線繞射強度為I{311},它們是以下述手續來測定。從特性評估用條材採取測定試料,藉由反射法,對測定試料測定一個旋轉軸系之X射線繞射強度。靶材使用Cu,使用Kα的X射線。依照管電流40mA、管電壓40kV、測定角度40~150°、測定步距0.02°的條件測定,於繞射角與X射線繞射強度的波形(profile)當中,除去X射線繞射強度的背景(background)後、求出將來自各繞射面的峰值的Kα1與Kα2合併而成之積分X射線繞射強度I,藉由以下式子R{220}=I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311})求出R{220}的值。
[機械特性]
從特性評估用條材採取JIS Z 2201所規定之13B號試驗片,藉由JIS Z 2241之橫距(offset)法,測定0.2%安全限應力σ0.2。另,有關試驗片,採取方式是使拉伸試驗的拉伸方向相對於特性評估用條材的壓延方向呈正交之方 向。
[導電率]
從特性評估用條材採取寬度10mm×長度60mm之試驗片,藉由四端子法求出電性電阻。此外,利用測微器(micrometer)進行試驗片之尺寸測定,算出試驗片的體積。接著,由測定出的電性電阻值與體積,算出導電率。另,有關試驗片,採取方式是使其長邊方向相對於特性評估用條材的壓延方向呈平行之方向。
[彎折加工性]
遵照JCBA(日本伸銅協會技術標準)T307-2007的4試驗方法,進行彎折加工。以彎折軸與壓延方向平行的方式,進行W型彎折。從特性評估用條材採取複數個寬度10mm×長度30mm×厚度0.25mm的試驗片,利用彎折角度為90度、彎折半徑為0.25mm之W型治具,進行W型彎折試驗。分別以三個樣品實施破裂試驗,在各樣品的4個視野中,未觀察到裂痕者標記為A,在一個視野以上觀察到裂痕者標記為B。
[抗應力鬆弛特性]
抗應力鬆弛特性試驗,是藉由遵照日本伸銅協會技術標準JCBA-T309:2004的懸臂樑螺桿式之方法來負載應力,依下述所示條件(溫度、時間)保持後,測定殘留應 力率。
試驗方法為,從各特性評估用條材,在相對於壓延方向呈正交之方向採取試驗片(寬度10mm),將初始撓曲變位設定為2mm,並調整臂距(span)長度,以使試驗片的表面最大應力成為安全限應力的80%。上述表面最大應力係依下式而決定。
表面最大應力(MPa)=1.5Etδ0/Ls 2其中E:撓曲係數(MPa)
t:試料厚度(t=0.25mm)
δ0:初始撓曲變位(2mm)
Ls:臂距長度(mm)
耐應力鬆弛特性之評估,是在120℃溫度下保持500h後,依彎折的塑形變形(plastic deformation)程度測定殘留應力率,評估抗應力鬆弛特性。另,殘留應力率係利用下式算出。
殘留應力率(%)=(1-δt0)×100其中δt:120℃下保持500h後的永久撓曲變位(mm)一常溫下保持24h後的永久撓曲變位(mm)
δ0:初始撓曲變位(mm)
殘留應力率在70%以上者評估為良(A)、未滿70%者為不良(B)。
另,No.1為以含有35%左右的Zn之Cu-35Zn合金作為基底之本發明例、No.2~15為以含有30%左右的Zn之Cu-30Zn合金作為基底之本發明例、No.16~28為以含有25%左右的Zn之Cu-25Zn合金作為基底之本發明例。
此外,No.51為Zn含有量超出本發明範圍上限之比較例、又No.52~55為以含有30%左右的Zn之Cu-30Zn合金作為基底之比較例。
比較例No.51中,Zn量高達37.3mass%,於冷壓延時發生破裂。因此,後續的評估中止。
比較例No.52為Cu-30Zn基底之合金,其表面的{220}面的X射線繞射強度比R{220}訂為0.93,相較於本發明例之Cu-30Zn基底之合金,彎折加工性較差。
比較例No.53為未添加Ni之Cu-30Zn基底之合金,相較於本發明例之Cu-30Zn基底之合金,抗應力鬆弛特性較差。
比較例No.54為未添加Sn,Fe之Cu-30Zn基底之合金,相較於本發明例之Cu-30Zn基底之合金,抗應力鬆弛特性較差。
比較例No.55為未添加Ni,Fe,P之Cu-30Zn基底之合金,相較於本發明例之Cu-30Zn基底之合金,抗應力鬆弛特性較差。
相對於此,本發明例No.1~28,亦即不僅各合金元素個別的含有量在本發明規定之範圍內,且各合金成分相互間的比率也在本發明規定之範圍內,且表面的{220}面的X射線繞射強度比R{220}在本發明範圍內之物,可確認出其抗應力鬆弛特性均優秀,且導電率、安全限應力、彎折加工性亦優秀,可充分運用於連接器或其他端子構件。
[產業利用性]
本發明之銅合金容易減薄化,且安全限應力 /彎折平衡性優良,能夠作為欲進行嚴苛彎折加工之電子、電氣機器用零件之素材。此外,本發明之銅合金由於抗應力鬆弛特性優良,故能夠長期維持電子、電氣機器用零件與其他構件之間的接觸壓。本發明能夠提供這樣的電子、電氣機器用銅合金,使用其之銅合金薄板,電子、電氣機器用零件及端子。

Claims (16)

  1. 一種電子、電氣機器用銅合金,其特徵為:含有Zn為23mass%以上36.5mass%以下、Sn為0.1mass%以上0.9mass%以下、Ni為0.15mass%以上1.0mass%未滿、Fe為0.001mass%以上0.10mass%未滿、P為0.005mass%以上0.1mass%以下,剩餘部分由Cu及不可避免雜質所構成,Fe的含有量與Ni的含有量之比Fe/Ni,其原子比滿足0.002≦Fe/Ni<0.7,Ni及Fe的合計含有量(Ni+Fe)與P的含有量之比(Ni+Fe)/P,其原子比滿足3<(Ni+Fe)/P<15,Sn的含有量與Ni及Fe的合計含有量(Ni+Fe)之比Sn/(Ni+Fe),其原子比滿足0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.9,且當來自一表面之{111}面的X射線繞射強度為I{111}、來自{200}面的X射線繞射強度為I{200}、來自{220}面的X射線繞射強度為I{220}、來自{311}面的X射線繞射強度為I{311}、來自{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}為R{220}=I{220}/(I{111}+I{200}+I {220}+I{311})的情形下,R{220}做成0.8以下。
  2. 一種電子、電氣機器用銅合金,其特徵為:含有Zn為23mass%以上36.5mass%以下、Sn為0.1mass%以上0.9mass%以下、Ni為0.15mass%以上1.0mass%未滿、Fe為0.001mass%以上0.10mass%未滿、Co為0.001mass%以上0.1mass%未滿、P為0.005mass%以上0.1mass%以下,剩餘部分由Cu及不可避免雜質所構成,Fe與Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni,其原子比滿足0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.7,Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P,其原子比滿足3<(Ni+Fe+Co)/P<15,Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量(Ni+Fe+Co)之比Sn/(Ni+Fe+Co),其原子比滿足0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.9,且當來自一表面之{111}面的X射線繞射強度為I{111}、來自{200}面的X射線繞射強度為I{200}、來自{220}面的X射線繞射強度為I{220}、來自{311}面的X射線繞射強度為I{311}、 來自{220}面的X射線繞射強度的比例R{220}為R{220}=I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311})的情形下,R{220}做成0.8以下。
  3. 如申請專利範圍第1項之電子、電氣機器用銅合金,其中,前述R{220}做成0.3以上0.8以下。
  4. 如申請專利範圍第2項之電子、電氣機器用銅合金,其中,前述R{220}做成0.3以上0.8以下。
  5. 如申請專利範圍第1項之電子、電氣機器用銅合金,其中,具有0.2%安全限應力為300MPa以上之機械特性。
  6. 如申請專利範圍第2項之電子、電氣機器用銅合金,其中,具有0.2%安全限應力為300MPa以上之機械特性。
  7. 如申請專利範圍第3項之電子、電氣機器用銅合金,其中,具有0.2%安全限應力為300MPa以上之機械特性。
  8. 如申請專利範圍第4項之電子、電氣機器用銅合金,其中,具有0.2%安全限應力為300MPa以上之機械特性。
  9. 一種電子、電氣機器用銅合金薄板,其特徵為:具有由如申請專利範圍第1至8項中之任一項之電子、電氣機器用銅合金的壓延材所構成之薄板本體,前述薄板本體的厚度在0.05mm以上1.0mm以下之範圍內。
  10. 如申請專利範圍第9項之電子、電氣機器用銅合金薄板,其中,更具有在前述薄板本體的表面上形成之Sn鍍覆層。
  11. 一種電子、電氣機器用導電零件,其特徵為:由如申請專利範圍第1至8項中之任一項之電子、電氣機器用銅合金所構成。
  12. 一種端子,其特徵為:由如申請專利範圍第1至8項中之任一項之電子、電氣機器用銅合金所構成。
  13. 一種電子、電氣機器用導電零件,其特徵為:由如申請專利範圍第9項之電子、電氣機器用銅合金薄板所構成。
  14. 一種電子、電氣機器用導電零件,其特徵為:由如申請專利範圍第10項之電子、電氣機器用銅合金薄板所構成。
  15. 一種端子,其特徵為:由如申請專利範圍第9項之電子、電氣機器用銅合金薄板所構成。
  16. 一種端子,其特徵為:由如申請專利範圍第10項之電子、電氣機器用銅合金薄板所構成。
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