TW201726931A - 電子／電氣機器用銅合金、電子／電氣機器用銅合金塑性加工材、電子／電氣機器用零件、端子以及匯流排 - Google Patents

電子／電氣機器用銅合金、電子／電氣機器用銅合金塑性加工材、電子／電氣機器用零件、端子以及匯流排 Download PDF

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Abstract

本發明之電子/電氣機器用銅合金，其特徵為，包含Mg為0.15mass%以上、未達0.35mass%之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成，導電率為超過75%IACS，並且由相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD所算出之強度比TSTD/TSLD為超過0.9、未達1.1。亦可進一步包含P為0.0005mass%以上未達0.01mass%之範圍內。

Description

電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用銅合金塑性加工材、電子/電氣機器用零件、端子以及匯流排
本發明係關於適於引線框架、連接器或壓入配合等之端子、匯流排等的電子/電氣機器用零件之電子/電氣機器用銅合金、及由此電子/電氣機器用銅合金所構成的電子/電氣機器用銅合金塑性加工材、電子/電氣機器用零件、端子以及匯流排者。
本申請案係根據2015年9月9日在日本所申請的日本特願2015-177743號、2015年12月1日在日本所申請的日本特願2015-235096號及2016年3月30日在日本所申請的日本特願2016-069178號而主張優先權，並將該內容援用於此。
以往，於連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等之電子/電氣機器用零件係使用 導電性高的銅或者銅合金。
在此，隨著電子機器或電氣機器等之小型化，而謀求使用於此等電子機器或電氣機器等之電子/電氣機器用零件的小型化及薄型化。因此，對於構成電子/電氣機器用零件的材料係要求高強度或良好的彎曲加工性。
再者，於負荷大電流之大型端子或匯流排中，必須使用異向性少的壓延材。
在此，作為使用於連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等之電子/電氣機器用零件的材料，於例如專利文獻1、2中係提案有Cu-Mg系合金。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2014-025089號公報(A)
〔專利文獻2〕日本特開2014-114464號公報(A)
在此，於專利文獻1所記載之Cu-Mg系合金中，係由於Mg之含量為多，因此導電性不充分，而難以適用於要求高導電性之用途中。
又，於專利文獻2所記載之Cu-Mg系合金中，由於Mg之含量設為0.01~0.5mass%、及P之含量設為0.01~ 0.5mass%，因此會產生粗大的結晶物，而冷加工性及彎曲加工性不充分。
本發明係鑑於前述之情事而完成者，其目的為提供導電性、強度、彎曲加工性優異、異向性少的電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用銅合金塑性加工材、電子/電氣機器用零件、端子以及匯流排。
為了解決此課題，本發明之一樣態之電子/電氣機器用銅合金(以下，稱為「本發明之電子/電氣機器用銅合金」)，其特徵為，包含Mg為0.15mass%以上、未達0.35mass%之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成，導電率為超過75%IACS，並且由相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD所算出之強度比TSTD/TSLD為超過0.9、未達1.1。
依據上述之構成的電子/電氣機器用銅合金，由於Mg之含量設為0.15mass%以上未達0.35mass%之範圍內，因此於銅之母相中Mg會進行固溶，而不會使導電率大幅降低，而成為可提昇強度、耐應力緩和特性。具體而言，由於導電率設為超過75%IACS，因此亦可適用於要求高導電性之用途中。
並且，由於由相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進 行拉伸試驗時的強度TSLD所算出之強度比TSTD/TSLD為超過0.9、未達1.1，因此強度之異向性為少，即使在如大電流用之端子或匯流排般在LD方向、TD方向皆必須有強度的情況，亦可確保充分的強度，又，可抑制因特定的方向高強度化達必要以上所發生之彎曲加工時的破裂等之發生。亦即，於相對於壓延方向而彎曲之軸成為正交方向的彎曲(GW彎曲)、及相對於壓延方向而彎曲之軸成為平行方向的彎曲(BW彎曲)中，可具備良好的彎曲加工性。
在此，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，亦可進一步包含P為0.0005mass%以上未達0.01mass%之範圍內。
於此情況中，藉由P的添加，而可降低包含Mg之銅合金熔化液的黏度，可提昇鑄造性。
又，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，在以上述之範圍含有P的情況，較佳係Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)為滿足〔Mg〕+20×〔P〕<0.5之關係式。
於此情況中，可抑制包含Mg與P之粗大的結晶物之生成，而可抑制冷加工性及彎曲加工性降低。
再者，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，在以上述之範圍含有P的情況，較佳係Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)為滿足〔Mg〕/〔P〕≦400之關係式。
於此情況中，藉由將降低鑄造性之Mg的含量與提昇鑄造性之P的含量之比率如上述般地規定，而可確實地提昇鑄造性。
又，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，較佳係相對於Brass方位{110}<112>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例設為40%以下，並且相對於Copper方位{112}<111>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例設為40%以下。
藉由Brass方位增加而BW方向(相對於壓延方向而為正交方向)之強度(TSTD)會提高，藉由Copper方位增加而GW方向(相對於壓延方向而為平行方向)之強度(TSLD)會提高。因此，藉由將具有Brass方位之結晶的比例及具有Copper方位之結晶的比例分別限制在40%以下，而可抑制BW方向或者GW方向之任一方向的強度提高，再者，可使GW彎曲及BW彎曲之彎曲加工性提昇。
本發明之其他樣態的電子/電氣機器用銅合金塑性加工材(以下，稱為「本發明之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材」)，其特徵為，由上述之電子/電氣機器用銅合金所構成。
依據此構成之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材，由於是以上述之電子/電氣機器用銅合金所構成，因此導電性、強度、彎曲加工性、耐應力緩和特性優異，而特別適合作為連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等之電子/電氣機器用零件的素材。
在此，於本發明之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材中，較佳係於表面具有Sn鍍敷層或者Ag鍍敷層。
於此情況中，由於表面具有Sn鍍敷層或者Ag鍍敷層，因此特別適合作為連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等之電子/電氣機器用零件的素材。另外，於本發明中，「Sn鍍敷」係包含純Sn鍍敷或者Sn合金鍍敷，「Ag鍍敷」係包含純Ag鍍敷或者Ag合金鍍敷。
本發明之其他樣態的電子/電氣機器用零件(以下，稱為「本發明之電子/電氣機器用零件」)，其特徵為，由上述之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所構成。另外，本發明之電子/電氣機器用零件係指包含連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等者。
此構成之電子/電氣機器用零件，由於是使用上述之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所製造，因此即使在小型化及薄型化的情況亦可發揮優異的特性。
本發明之其他樣態的端子(以下，稱為「本發明之端子」)，其特徵為，由上述之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所構成。
此構成之端子，由於是使用上述之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所製造，因此即使在小型化及薄型化的情況亦可發揮優異的特性。
本發明之其他樣態的匯流排(以下，稱為「本發明之匯流排」)，其特徵為，由上述之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所構成。
此構成之匯流排，由於是使用上述之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所製造，因此即使在小型化及薄型化的情況亦可發揮優異的特性。
依據本發明，可提供導電性、強度、彎曲加工性、異向性少的電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用銅合金塑性加工材、電子/電氣機器用零件、端子以及匯流排。
〔第1圖〕係本實施形態之電子/電氣機器用銅合金之製造方法的流程圖。
以下，針對本發明之一實施形態的電子/電氣機器用銅合金進行說明。
本實施形態之電子/電氣機器用銅合金，係具有以下組成：包含Mg為0.15mass%以上未達0.35mass%之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成。
又，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，導電率設為超過75%IACS。
再者，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，由相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD所算出之強度比TSTD/TSLD為超過0.9、未達1.1。亦即，於本實施形態中，係設為電子/電氣機器用銅合金之壓延材，壓延之最終步驟中之相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD之關係係如上述般地規定。
另外，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，亦可進一步包含P為0.0005mass%以上未達0.01mass%之範圍內。
於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，在以上述之範圍含有P的情況，較佳係Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)為滿足〔Mg〕+20×〔P〕<0.5之關係式。
進而，於本實施形態中，Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)係滿足 〔Mg〕/〔P〕≦400之關係式。
又，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，較佳係相對於Brass方位{110}<112>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例設為40%以下，並且相對於Copper方位{112}<111>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例設為40%以下。
在此，針對如上述般地規定成分組成、結晶方位、各種特性的理由，於以下進行說明。
(Mg：0.15mass%以上、未達0.35mass%)
Mg係藉由固溶於銅合金之母相中，而不會大幅降低導電率，成為可提昇強度、耐應力緩和特性。
在此，在Mg之含量為未達0.15mass%的情況，恐有無法充分發揮該作用效果之虞。又，由於合金組成接近於純銅，因此在最後加工壓延後會強力形成純銅型之集合組織，而使作為後述之代表性的純銅型方位之Copper方位的比例過度提高，恐有強度比TSTD/TSLD小於適當的範圍之虞。
另一方面，在Mg之含量為0.35mass%以上的情況中，導電率會大幅降低，並且在最後加工壓延後會形成黃銅型之集合組織，而使後述之Brass方位的比例過度提高，恐有強度比TSTD/TSLD大於適當的範圍之虞。
再者，銅合金熔化液之黏度會上昇，恐有鑄造性降低之虞。
基於以上情況，於本實施形態中，係將Mg之含量設定在0.15mass%以上未達0.35mass%之範圍內。
另外，為了確實地發揮上述之作用效果，較佳係將Mg之含量的下限設為0.18mass%以上，更佳係設為0.2mass%以上。又，較佳係將Mg之含量的上限設為0.32mass%以下，更佳係設為0.3mass%以下。
(P：0.0005mass%以上、未達0.01mass%)
P係具有提昇鑄造性的作用效果之元素。又，亦具有因與Mg形成化合物，而使再結晶粒徑微細化的作用。
在此，在P之含量為未達0.0005mass%的情況，恐有無法充分發揮該作用效果之虞。另一方面，在P之含量為0.01mass%以上的情況，由於上述之含有Mg與P之結晶物會粗大化，因此此結晶物會成為破壞的起點，而恐有在冷加工時或彎曲加工時產生破裂之虞。
基於以上情況，於本實施形態中，在添加P的情況，係將P之含量設定在0.0005mass%以上、未達0.01mass%之範圍內。另外，為了確實地提昇鑄造性，較佳係將P之含量的下限設為0.0007mass%以上，更佳係設為0.001mass%以上。又，為了確實地抑制粗大的結晶物之生成，較佳係將P之含量的上限設為未達0.009mass%，更佳係設為未達0.008mass%，最佳係設為0.0075mass%以 下。
(〔Mg〕+20×〔P〕<0.5)
於添加有P的情況中，係如上述般地藉由Mg與P共存，而生成包含Mg與P之結晶物。
在此，在以mass%計，Mg之含量為〔Mg〕與P之含量為〔P〕時，於〔Mg〕+20×〔P〕成為0.5以上的情況，Mg與P之總量為多，而包含Mg與P的結晶物會粗大化並且高密度地分布，恐有在冷加工時或彎曲加工時容易產生破裂之虞。
基於以上情況，於本實施形態中，在添加P的情況中，係將〔Mg〕+20×〔P〕設定在未達0.5。另外，為了確實地抑制結晶物之粗大化及高密度化，來抑制冷加工時或彎曲加工時的破裂之發生，較佳係將〔Mg〕+20×〔P〕設為未達0.48，更佳係設為未達0.46。
(〔Mg〕/〔P〕≦400)
Mg係具有使銅合金熔化液之黏度上昇，使鑄造性降低的作用之元素，因此，為了確實地提昇鑄造性，而必須使Mg與P之含量的比率最適化。
在此，在以mass%計，Mg之含量為〔Mg〕與P之含量為〔P〕時，於〔Mg〕/〔P〕為超過400的情況，相對於P而Mg之含量增多，而恐有因P之添加所致之鑄造性提昇效果變小之虞。
基於以上情況，於本實施形態中，在添加P的情況中，係將〔Mg〕/〔P〕設定在400以下。為了更提昇鑄造性，較佳係將〔Mg〕/〔P〕設為350以下，更佳係設為300以下。
另外，在〔Mg〕/〔P〕過低的情況，Mg會作為結晶物而被消耗，而恐有無法得到因Mg之固溶所得到的效果。為了抑制含有Mg與P之結晶物的生成，確實地謀求因Mg之固溶產生的耐力、耐應力緩和特性的提昇，較佳係將〔Mg〕/〔P〕之下限設為超過20，更佳係超過25。
(不可避免的雜質：0.1mass%以下)
作為其他不可避免的雜質，係可列舉：Ag、B、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、稀土類元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Se、Te、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Ge、Sn、As、Sb、Tl、Pb、Bi、Be、N、C、Si、Li、H、O、S等。此等之不可避免的雜質由於具有降低導電率的作用，因此設為總量0.1mass%以下。不可避免的雜質之總量，更佳係設為0.09mass%以下，再更佳係設為0.08mass%以下。
又，Ag、Zn、Sn係由於容易混入銅中使導電率降低，因此較佳係設為總量未達500massppm。
進而，Si、Cr、Ti、Zr、Fe、Co係由於特別會使導電率大幅減少，並且因介在物之形成而使彎曲加工性劣化， 因此此等之元素較佳係設為總量未達500massppm。
(TSTD/TSLD：超過0.9、未達1.1)
在由相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD所算出之強度比TSTD/TSLD為超過0.9、未達1.1的情況，係強度之異向性為少，即使在如大電流用之端子或匯流排般地在LD方向、TD方向皆必須有強度的情況，亦可確保充分的強度，又，可抑制因特定方向高強度化達必要以上所發生之彎曲加工時的破裂等之發生。藉此，於相對於壓延方向而彎曲之軸成為正交方向的彎曲(GW彎曲)、及相對於壓延方向而彎曲之軸成為平行方向的彎曲(BW彎曲)中，可具備良好的彎曲加工性。
在此，為了確實地發揮上述之作用效果，較佳係將強度比TSTD/TSLD的下限設為0.94以上，更佳係設為0.98以上。又，較佳係將強度比TSTD/TSLD的上限設為1.08以下，進而係設為1.06以下。
(導電率：超過75%IACS)
於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，藉由將導電率設定成超過75%IACS，而可良好地使用作為連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等之電子/電氣機器用零件。
另外，導電率較佳係超過76%IACS，更佳係超過77%IACS，再更佳係超過78%IACS，又再更佳係超過80%IACS。
(Brass方位{110}<112>：40%以下)
藉由Brass方位增加，而BW方向之強度會提高。因此，為了抑制強度之異向性，將相對於Brass方位{110}<112>具有10°以內之結晶方位的結晶之比例設為40%以下。
另外，為了進一步抑制強度之異向性，較佳係將相對於Brass方位{110}<112>具有10°以內之結晶方位的結晶之比例設為30%以下，更佳係設為20%以下。
另一方面，由於若Brass方位之比例過低，則BW方向之強度會過低，恐有無法確保必要的強度之虞，因此較佳係將相對於Brass方位{110}<112>具有10°以內之結晶方位的結晶之比例的下限設為1%以上，更佳係設為5%以上。
(Copper方位{112}<111>：40%以下)
藉由Copper方位增加，而GW方向之強度會提高。因此，為了抑制強度之異向性，將相對於Copper方位{112}<111>具有10°以內之結晶方位的結晶之比例設為40%以下。
另外，為了進一步抑制強度之異向性，較佳係將相對 於Copper方位{112}<111>具有10°以內之結晶方位的結晶之比例設為30%以下，更佳係設為20%以下。
另一方面，由於若Copper方位之比例過低，則GW方向之強度會過低，恐有無法確保必要的強度之虞，因此較佳係將相對於Copper方位{112}<111>具有10°以內之結晶方位的結晶之比例的下限設為1%以上，更佳係設為5%以上。
接著，針對如上述之構成的本實施形態之電子/電氣機器用銅合金的製造方法，參照第1圖所示之流程圖進行說明。
(溶解/鑄造步驟S01)
首先，於將銅原料溶解所得之銅熔化液中，添加前述之元素來進行成分調整，而製作出銅合金熔化液。在此，銅熔化液，較佳係設為純度99.99mass%以上之所謂的4NCu，或者設為99.999mass%以上之所謂的5NCu。另外，於各種元素之添加中，係可使用元素單質或母合金等。
又，亦可將包含上述元素之原料與銅原料一起溶解。又，亦可使用本合金之再生材及廢料。於溶解步驟中，為了抑制Mg之氧化，又為了氫濃度減低，而進行以H2O之蒸氣壓為低的惰性氣體環境(例如Ar氣體)所致之環境中溶解，溶解時之保持時間較佳係限制在最小限度。
接著，將經成分調整的銅合金熔化液注入鑄 模而製造出鑄塊。另外，在考慮量產的情況，較佳係使用連續鑄造法或者半連續鑄造法。
此時，在熔化液之凝固時，由於會形成包含Mg與P之結晶物，因此成為可藉由將凝固速度加速而使結晶物尺寸更微細。因此，熔化液之冷卻速度，較佳係設為0.1℃/sec以上，更佳係0.5℃/sec以上，最佳係1℃/sec以上。
(均質化/溶體化步驟S02)
接著，為了所得之鑄塊的均質化及溶體化而進行加熱處理。於鑄塊的內部，係有存在於凝固的過程中因Mg偏析、濃縮所產生之以Cu與Mg作為主成分的金屬間化合物等的情況。因此，為了使此等之偏析及金屬間化合物等消失或者減低，而進行將鑄塊加熱至300℃以上900℃以下的加熱處理，藉此而於鑄塊內，使Mg均質地擴散，或使Mg固溶於母相中。另外，此加熱步驟S02，較佳係在非氧化性或者還原性環境中實施。
在此，在加熱溫度為未達300℃時，溶體化會不完全，而恐有於母相中殘留較多以Cu與Mg作為主成分之金屬間化合物之虞。另一方面，若加熱溫度為超過900℃，則銅素材的一部分會成為液相，而恐有組織或表面狀態成為不均勻之虞。因而，將加熱溫度設定在300℃以上900℃以下之範圍。
另外，亦可為了後述之粗壓延的效率化與組織的均勻化，而在前述之均質化/溶體化步驟S02之後實施熱加 工。於此情況中，加工方法並無特別限定，例如，可採用壓延、拉線、壓出、溝壓延、鍛造、加壓等。又，熱加工溫度，較佳係設為300℃以上900℃以下之範圍內。
(粗加工步驟S03)
為了加工成特定的形狀，而進行粗加工。另外，此粗加工步驟S03中之溫度條件雖無特別限定，但為了抑制再結晶，或者為了尺寸精度的提昇，較佳係設為成為冷或溫壓延的-200℃至200℃之範圍內，尤其是以常溫為佳。針對加工率(壓延率)，較佳為20%以上，更佳為30%以上。又，針對加工方法並無特別限定，例如，可採用壓延、拉線、壓出、溝壓延、鍛造、加壓等。
(中間熱處理步驟S04)
在粗加工步驟S03後，將溶化體之徹底、再結晶組織化或者用以加工性提昇之軟化作為目的而實施熱處理。熱處理方法雖無特別限定，但較佳係以400℃以上900℃以下之保持溫度，10秒以上10小時以下之保持時間，在非氧化環境或者還原性環境中進行熱處理。又，加熱後之冷卻方法雖無特別限定，但較佳係採用水淬火等冷卻速度成為200℃/min以上的方法。
另外，粗加工步驟S03及中間熱處理步驟S04，亦可重複實施。
為了將中間熱處理步驟S04後的銅素材加工 成特定的形狀，而進行最後加工。另外，此最後加工步驟S05中之溫度條件雖無特別限定，但為了抑制再結晶，或者為了抑制軟化，較佳係設為成為冷或溫加工的-200℃至200℃之範圍內，尤其是以常溫為佳。又，加工率雖以近似最終形狀的方式適當選擇，但於最終加工步驟S05中，為了使加工硬化或者壓延集合組織之Brass方位比例與Copper方位比例上昇來提昇強度，較佳係將加工率設為20%以上。又，在謀求更加的強度之提昇的情況，更佳係將加工率設為30%以上，再更佳係將加工率設為40%以上。
另一方面，為了抑制Brass方位或Copper方位之過剩的配向，較佳係將加工率設為75%以下，更佳係將加工率設為70%以下。
(最後加工熱處理步驟S06)
接著，對於藉由最後加工步驟S05所得之塑性加工材，為了耐應力緩和特性之提昇及低溫退火硬化，或者為了殘留應變之去除，而實施最後加工熱處理。
若熱處理溫度過高，則強度比TSTD/TSLD會大幅降低，因此，熱處理溫度，較佳係設為100℃以上600℃以下之範圍內，更佳係設為200℃以上500℃以下之範圍內。另外，於此最後加工熱處理步驟S06中，為了避免再結晶所致之強度的大幅降低，而必須設定熱處理條件(溫度、時間、冷卻速度)。
例如，較佳係設為以300℃保持1秒至120秒左右。此熱處理，較佳係在非氧化環境或者還原性環境中進行。
熱處理方法雖無特別限定，但就製造成本減低的效果而言，較佳係以連續退火爐進行之短時間的熱處理。
進而，亦可重複實施上述之最後加工步驟S05與最後加工熱處理步驟S06。
如此般地，可製作出作為本實施形態之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材之壓延板(薄板)。另外，此電子/電氣機器用銅合金塑性加工材(薄板)之板厚，係設為超過0.05mm、3.0mm以下之範圍內，較佳係設為超過0.1mm未達3.0mm之範圍內。在電子/電氣機器用銅合金塑性加工材(薄板)之板厚為0.05mm以下的情況，於作為在大電流用途之導體的使用中並不適合，在板厚為超過3.0mm的情況係難以沖壓穿孔加工。
在此，本實施形態之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材，雖亦可直接使用於電子/電氣機器用零件，但亦可於板面的其中一方或兩面，形成膜厚0.1~100μm左右的Sn鍍敷層或者Ag鍍敷層。此時，較佳係電子/電氣機器用銅合金塑性加工材之板厚成為鍍敷層厚度的10~1000倍。
進而，藉由將本實施形態之電子/電氣機器用銅合金(電子/電氣機器用銅合金塑性加工材)作為素材，施加穿孔加工或彎曲加工等，而成形例如連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排之電子/電氣機器用 零件。
依據如以上般之構成的本實施形態之電子/電氣機器用銅合金，由於Mg之含量設為0.15mass%以上未達0.35mass%之範圍內，因此於銅之母相中Mg會進行固溶，而不會使導電率大幅降低，而成為可提昇強度、耐應力緩和特性。
又，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，由於導電率設為75%IACS以上，因此亦可適用於要求高導電性之用途中。
並且，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，由於由相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD所算出之強度比TSTD/TSLD為超過0.9、未達1.1，因此強度之異向性為少，即使在如大電流用之端子或匯流排般在LD方向、TD方向皆必須有強度的情況，亦可確保充分的強度，又，可抑制因特定方向高強度化達必要以上所發生之彎曲加工時的破裂等之發生。藉此，於相對於壓延方向而彎曲之軸成為正交方向的彎曲(GW彎曲)、及相對於壓延方向而彎曲之軸成為平行方向的彎曲(BW彎曲)中，可具備良好的彎曲加工性。
又，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，在添加P，且將P之含量設為0.0005mass%以上未達0.01mass%之範圍內的情況，係可使銅合金熔化液之黏度降低，而提昇鑄造性。
並且，由於Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)係滿足〔Mg〕+20×〔P〕<0.5之關係式，因此可抑制Mg與P之粗大的結晶物之生成，而可抑制冷加工性及彎曲加工性降低。
進而，於本實施形態中，由於Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)係滿足〔Mg〕/〔P〕≦400之關係式，因此降低鑄造性的Mg之含量與提昇鑄造性的P之含量的比率被最適化，藉由P添加之效果，而可確實地提昇鑄造性。
又，於本實施形態中，由於將相對於Brass方位{110}<112>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例設為40%以下，並且將相對於Copper方位{112}<111>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例設為40%以下，因此可進一步抑制相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD之差，而得到異向性更少的電子/電氣機器用銅合金。
又，本實施形態之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材，由於是以上述之電子/電氣機器用銅合金所構成，因此藉由對此電子/電氣機器用銅合金塑性加工材進行彎曲加工等，而可製造連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等之電子/電氣機器用零件。
另外，在表面具有Sn鍍敷層或者Ag鍍敷層的情況，係特別適合作為連接器或壓入配合等之端子、繼電 器、引線框架、匯流排等之電子/電氣機器用零件的素材。
再者，本實施形態之電子/電氣機器用零件(連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、匯流排等)，由於是以上述之電子/電氣機器用銅合金所構成，因此即使小型化及薄型化亦可發揮優異的特性。
以上，雖針對本發明之實施形態之電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用銅合金塑性加工材、電子/電氣機器用零件(端子、匯流排等)進行說明，但本發明並不限定於此，在不脫離該發明之技術性思想的範圍內亦可適當變更。
例如，於上述之實施形態中，雖針對電子/電氣機器用銅合金之製造方法的一例進行說明，但電子/電氣機器用銅合金之製造方法並不限定於實施形態所記載者，亦可適當選擇既有的製造方法來進行製造。
〔實施例〕
以下，針對為了確認本發明的效果而進行之確認實驗的結果進行說明。
準備由純度99.99mass%以上之無氧銅(ASTM B152 C10100)所構成的銅原料，將其裝入高純度石墨坩堝內，於設為Ar氣體環境的環境爐內進行高頻溶解。於所得之銅熔化液中，添加各種添加元素來調製成表1所示之成分組成，並澆注於鑄模而製作出鑄塊。另外，本發明例4、 比較例6係使用隔熱材(ISOWOOL)鑄模，本發明例14係使用碳鑄模，本發明例1~3、5~13、15~30、比較例1~5係使用具備有水冷功能之銅合金鑄模作為鑄造用之鑄模。鑄塊之大小係設為厚度約20mm×寬約150mm×長度約70mm。
將此鑄塊之鑄塊表面進行面研削，以使最終製品之板厚成為0.5mm的方式，來裁切鑄塊而調整尺寸。
將此塊材，於Ar氣體環境中，以表2記載之溫度條件進行4小時之加熱，進行均質化/溶體化處理。
然後，以表2記載之條件實施粗壓延之後，使用鹽浴，以表2記載之溫度條件進行熱處理。
為了使進行了熱處理的銅素材適當地成為適於最終形狀的形，而進行切斷，並且為了去除氧化被膜而實施表面研削。然後，在常溫下，以表2記載之壓延率實施最後加工壓延(最後加工)，而製作出厚度0.5mm、寬約150mm、長度200mm之薄板。
並且，在最後加工壓延(最後加工)後，以表2所示之條件，在Ar環境中實施最後加工熱處理，然後，進行水淬火，而製成特性評估用薄板。
(鑄造性)
作為鑄造性之評估，係觀察前述之鑄造時之表面粗糙的有無。將以目視完全或者幾乎無確認到表面粗糙者作為A，將發生深度未達1mm之小的表面粗糙者作為B，將發 生深度1mm以上未達2mm之表面粗糙者作為C。又，發生深度2mm以上之大的表面粗糙者係作為D。將評估結果顯示於表3。
另外，表面粗糙的深度係指從鑄塊之端部朝向中央部之表面粗糙的深度。
(機械特性)
從特性評估用條材採取JIS Z 2241所規定之13B號試驗片，藉由JIS Z 2241之橫距法，測定0.2%耐力。另外，試驗片係在與壓延方向直角的方向和與壓延方向平行的方向採取。接著，由所得之強度TSTD、TSLD算出強度比TSTD/TSLD。將評估結果顯示於表3。
(導電率)
從特性評估用條材採取寬10mm×長度150mm之試驗片，藉由4端子法來求出電阻。又，使用測微計來進行試驗片之尺寸測定，而算出試驗片之體積。接著，由所測定之電阻值與體積，算出導電率。另外，試驗片係以使該長度方向相對於特性評估用條材之壓延方向成為垂直的方式採取。
將評估結果顯示於表3。
(彎曲加工性)
依據日本伸銅協會技術標準JCBA-T307：2007之4 試驗方法來進行彎曲加工。以使相對於壓延方向而彎曲之軸成為正交方向(GW彎曲)，進而，使相對於壓延方向而彎曲之軸成為平行方向(BW彎曲)的方式，從特性評估用薄板採取複數個寬10mm×長度30mm之試驗片，使用彎曲角度為90度，且彎曲半徑為0.4mm(R/t=0.8)之W型的治具，進行W彎曲試驗。
以目視觀察彎曲部之外周部而觀察到破裂的情況係判定為「C」，觀察到大的皺褶的情況係判定為B，無法確認破斷或微細的破裂、大的皺褶的情況係判定為A。另外，A、B係判斷為可容許之彎曲加工性。將評估結果顯示於表3。
(Brass方位比例、Copper方位比例)
將相對於壓延之寬方向為垂直的面，亦即TD面(Transverse direction)作為觀察面，藉由EBSD測定裝置及OIM解析軟體，如下述般地測定Brass方位比例與Copper方位比例。
在使用耐水研磨紙、鑽石研磨粒來進行機械研磨之後，使用膠體二氧化矽溶液來進行最後加工研磨。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)，以及解析軟體(EDAX/TSL公司製(現AMETEK公司)OIM Data Analysis ver.6.2)，以電子束之加速電壓20kV、測定間隔0.1μm間距，在1000μm2以 上之測定面積，排除CI值為0.1以下的測定點，進行各結晶粒之方位的解析，判定各結晶粒是否作為對象之Brass方位(從理想方位起10°以內)、是否作為對象之Copper方位(從理想方位起10°以內)，求出測定區域中之Brass方位比例(結晶方位之面積率)、Copper方位比例(結晶方位之面積率)。
比較例1~2，係Mg之含量少於本發明之範圍，而強度不足。
比較例3~4，係Mg之含量多於本發明之範圍，而導電率為低。
比較例5，係強度比TSTD/TSLD大於本發明之範圍，相對於壓延方向而將彎曲之軸設為正交方向(GW彎曲)時的彎曲加工性不充分。
比較例6，係強度比TSTD/TSLD小於本發明之範圍，相對於壓延方向而將彎曲之軸設為平行方向(BW彎曲)時的彎曲加工性不充分。
相對於此，於本發明例中，可確認強度、導電率、彎曲加工性優異，而異向性為少。又，可確認在添加有P的情況中，鑄造性亦優異。
基於以上內容，可確認依據本發明例，可提供導電性、強度、彎曲加工性優異，異向性少的電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用銅合金塑性加工材。
〔產業上之可利用性〕
相較於以往技術，可提供導電性、強度、彎曲加工性、耐應力緩和特性優異的電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用銅合金塑性加工材、電子/電氣機器用零件、端子以及匯流排。

Claims (10)

  1. 一種電子/電氣機器用銅合金，其特徵為，包含Mg為0.15mass%以上、未達0.35mass%之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成，導電率為超過75%IACS，並且由相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時的強度TSTD、與相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TSLD所算出之強度比TSTD/TSLD為超過0.9、未達1.1。
  2. 如請求項1之電子/電氣機器用銅合金，其係進一步包含P為0.0005mass%以上未達0.01mass%之範圍內。
  3. 如請求項2之電子/電氣機器用銅合金，其中，Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)係滿足〔Mg〕+20×〔P〕<0.5之關係式。
  4. 如請求項2或3之電子/電氣機器用銅合金，其中，Mg之含量〔Mg〕(mass%)與P之含量〔P〕(mass%)係滿足〔Mg〕/〔P〕≦400 之關係式。
  5. 如請求項1至4中任一項之電子/電氣機器用銅合金，其特徵為，相對於Brass方位{110}<112>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例係設為40%以下，並且相對於Copper方位{112}<111>具有10°以內的結晶方位之結晶的比例係設為40%以下。
  6. 一種電子/電氣機器用銅合金塑性加工材，其特徵為，由如請求項1至5中任一項之電子/電氣機器用銅合金所構成。
  7. 如請求項6之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材，其係於表面具有Sn鍍敷層或者Ag鍍敷層。
  8. 一種電子/電氣機器用零件，其特徵為，由如請求項6或7之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所構成。
  9. 一種端子，其特徵為，由如請求項6或7之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所構成。
  10. 一種匯流排，其特徵為，由如請求項6或7之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材所構成。
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