TWI693291B - 電子.電氣機器用銅合金、電子.電氣機器用銅合金薄板、電子.電氣機器用導電構件及端子 - Google Patents
電子.電氣機器用銅合金、電子.電氣機器用銅合金薄板、電子.電氣機器用導電構件及端子 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI693291B TWI693291B TW105124159A TW105124159A TWI693291B TW I693291 B TWI693291 B TW I693291B TW 105124159 A TW105124159 A TW 105124159A TW 105124159 A TW105124159 A TW 105124159A TW I693291 B TWI693291 B TW I693291B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- mass
- content
- less
- ratio
- copper alloy
- Prior art date
Links
Images
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
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- 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
- 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
- H01B1/026—Alloys based on copper
-
- 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)
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
本發明之電子‧電氣機器用銅合金中係含有超過2mass%且36.5mass%以下的Zn、0.1mass%以上且0.9mass%以下的Sn、0.15mass%以上且未滿1.0mass%的Ni、0.005mass%以上且0.1mass%以下的P、0.001mass%以上且0.1mass%以下的Fe,剩餘部分由Cu及不可避的雜質所成;以原子比計為滿足3<(Ni+Fe)/P<30、0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.7、0.002≦〔Fe/Ni〕<0.6;進而含有Fe與Ni與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P,相對於合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕為滿足5≦〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕≦200。
Description
本發明係有關於作為半導體裝置之連接器、和其他端子、或電磁式繼電器之可動導電片、和引線框架等的電子‧電氣機器用導電構件來使用的Cu-Zn-Sn系之電子‧電氣機器用銅合金,與使用此者的電子‧電氣機器用銅合金薄板、電子‧電氣機器用導電構件及端子。
本申請案係基於2015年7月30日於日本所申請的日本發明專利申請案第2015-150338號來主張優先權,並於此援用該內容。
作為上述之電子‧電氣用導電構件,就強度、加工性、成本之均衡等的觀點而言,以往廣泛使用Cu-Zn合金。
又,連接器等的端子之情形時,為了提高與另一側的
導電構件之接觸的可靠性,會於由Cu-Zn合金所成之基材(素板)的表面上施予錫(Sn)鍍敷來使用。將Cu-Zn合金作為基材並於其表面上施予Sn鍍敷的連接器等的導電構件時,為了使Sn鍍敷材的可回收性提升,同時使強度提升,會使用Cu-Zn-Sn系合金。
於此,例如連接器等的電子‧電氣機器用導電構件,一般藉由對厚度為0.05~3.0mm左右的薄板(壓延板)施予沖切加工來作成指定的形狀,並藉由對於其至少一部分施予彎曲加工來製造。此情形時,於彎曲部分附近使與另一側導電構件接觸從而可得到與另一側導電構件之電連接,同時藉由彎曲部分的彈簧性以使維持與另一側導電材之接觸狀態之方式來使用。
施予彎曲加工並藉由其彎曲部分的彈簧性,於彎曲部分附近以使維持與另一側導電材之接觸狀態之方式來使用之連接器等的情形時,要求耐熱性及耐應力鬆弛特性為優異。
於是例如專利文獻1~4中提案著供以使Cu-Zn-Sn系合金之耐熱性及耐應力鬆弛特性提升之方法。
專利文獻1中揭示著,採用使Cu-Zn-Sn系合金中含有Ni來使Ni-P系化合物生成,從而可使耐應力鬆弛特性提升,又揭示著Fe的添加亦對耐應力鬆弛特性之提升為有效。
專利文獻2中記載著,於Cu-Zn-Sn系合金中將Ni、Fe與P一起添加來生成化合物,從而可以使強度、彈
性、耐熱性提升。
又,專利文獻3中記載著於Cu-Zn-Sn系合金中添加Ni同時將Ni/Sn比調整成於特定的範圍內,從而使耐應力鬆弛特性提升,又記載著Fe的微量添加亦對於耐應力鬆弛特性之提升為有效之宗旨。
進而,將引線框架材作為對象的專利文獻4中,藉由於Cu-Zn-Sn系合金中與P一起添加Ni、Fe,同時將(Fe+Ni)/P的原子比調整成為0.2~3的範圍內,來使Fe-P系化合物、Ni-P系化合物、Fe-Ni-P系化合物生成,從而使耐應力鬆弛特性之提升為可能之宗旨。
[專利文獻1]日本國特開平5-33087號公報
[專利文獻2]日本國特開2006-283060號公報
[專利文獻3]日本國專利第3953357號公報
[專利文獻4]日本國專利第3717321號公報
然而,最近為求電子‧電氣機器之進一步的小型化及輕量化,在用於電子‧電氣機器用導電構件之電子‧電氣機器用銅合金方面,要求進一步之強度、彎曲加工性、耐熱性、耐應力鬆弛特性之提升。
然而,於專利文獻1、2中,僅考慮Ni、Fe、P個別的含有量,僅藉由如此般個別的含有量之調整,未必能使耐應力鬆弛特性確實且充分的提升。
又,專利文獻3中雖揭示著調整Ni/Sn比,但對於P化合物與耐應力鬆弛特性之關係完全未考慮。
進而,專利文獻4中僅調整Fe、Ni、P的合計量、與(Fe+Ni)/P之原子比,雖可謀求耐熱性之提升,卻無法謀求耐應力鬆弛特性之充分的提升。
如同以上般,從以往所提案的方法中,無法使Cu-Zn-Sn系合金之耐熱性及耐應力鬆弛特性充分地提升。因此於上述之構造的連接器等方面,有經時性且特別是高溫環境下,殘留應力經鬆弛而無法維持與另一側導電構件之接觸壓,初期容易產生接觸不良等的異常之類的問題。為了迴避如此般的問題,故以往不得不增加材料的厚度,而導致材料成本之上昇、重量之增加。於是,期望著耐熱性及耐應力鬆弛特性之更進一步之改善。
本發明係提供一種以如上般之情況為背景而完成的,課題在於耐熱性與耐應力鬆弛特性為確實且充分的優異,同時強度為優異的電子‧電氣機器用銅合金、使用此者的電子‧電氣機器用銅合金薄板、電子‧電氣機器用導電構件及端子。
本發明人經多次不斷努力實驗‧研究下發
現,藉由於Cu-Zn-Sn系合金中適量添加Ni、P、Fe,並將依熱處理條件所析出的〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe/Ni比與合金整體的Fe/Ni比調整成為適當的範圍內,可使耐熱性與耐應力鬆弛特性確實且充分的提升之同時得到強度、彎曲加工性優異的銅合金。
相同地發現,藉由於Cu-Zn-Sn系合金中適量添加Ni、P、Fe、Co,並將〔Ni,(Co,Fe)〕-P系析出物中的(Fe+Co)/Ni比與合金整體的(Fe+Co)/Ni比調整成為適當的範圍內,可使耐熱性與耐應力鬆弛特性確實且充分的提升之同時得到強度、彎曲加工性優異的銅合金。
本發明係基於此等之見解而所完成的。
本發明相關之電子‧電氣機器用銅合金,其特徵在於:含有超過2mass%且36.5mass%以下的Zn、0.1mass%以上且0.9mass%以下的Sn、0.15mass%以上且未滿1.0mass%的Ni、0.005mass%以上且0.1mass%以下的P、0.001mass%以上且0.1mass%以下的Fe,剩餘部分由Cu及不可避的雜質所成;Ni及Fe的合計含有量與P的含有量之比(Ni+Fe)/P以原子比計為滿足3<(Ni+Fe)/P<30,且Sn的含有量與Ni及Fe的合計含有量之比Sn/(Ni+Fe)以原子比計為滿足0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.7,同時Fe的含有量與Ni的含有量之比〔Fe/Ni〕以原子比計為滿足0.002≦〔Fe/Ni〕<0.6;進而,於母相中具有含有Fe與Ni與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物,該〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P,
相對於合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕為滿足5≦〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕≦200。
依據前述所構成之電子‧電氣機器用銅合金,與P一起添加Ni與Fe之同時並限制Sn、Ni、Fe及P的相互間之添加比率,而具有由母相(α相主體)中析出之含有Ni與Fe與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物。於此,因為前述〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P,相對於合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕為滿足5≦〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕≦200,故可確保合金中的〔Ni,Fe〕-P系析出物之個數密度,同時可抑制析出物之粗大化,從而耐熱性及耐應力鬆弛特性為優異。
尚,於此所謂的〔Ni,Fe〕-P系析出物係指Ni-Fe-P的3元系析出物,進一步有包含於此等中含有其他元素,例如主成分的Cu、Zn、Sn、雜質的O、S、C、Cr、Mo、Mn、Mg、Zr、Ti等的多元系析出物。又,該〔Ni、Fe〕-P系析出物係以磷化物、或固溶有磷的合金之形態來存在。
又,本發明相關之電子‧電氣機器用銅合金,其特徵在於:含有超過2mass%且36.5mass%以下的Zn、0.1mass%以上且0.9mass%以下的Sn、0.15mass%以上且未滿1.0mass%的Ni、0.005mass%以上且0.1mass%以下的P之同時並含有Fe與Co,Fe及Co的合計含有量設為0.001mass%以上且0.1mass%以下(但,含有
0.001mass%以上且0.1mass%以下的Fe),剩餘部分由Cu及不可避的雜質所成;Ni、Fe及Co的合計含有量與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P以原子比計為滿足3<(Ni+Fe+Co)/P<30,且Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量之比Sn/(Ni+Fe+Co)以原子比計為滿足0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.7,同時Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni以原子比計為滿足0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.6;進而,於母相中具有含有Fe及Co之至少1種以上與Ni與P之〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物,該〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物中的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P,相對於合金整體的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕為滿足5≦〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕≦200。
依據前述所構成之電子‧電氣機器用銅合金,與P一起添加Ni與Fe與Co之同時並限制Sn、Ni、Fe、Co及P的相互間之添加比率,而具有由母相(α相主體)中析出之含有Fe及Co之至少1種以上與Ni與P之〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物。於此,因為前述〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物中的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P,相對於合金整體的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕為滿足5≦〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕≦200,故可確保合金中的〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之個數
密度,同時可抑制析出物之粗大化,從而耐熱性及耐應力鬆弛特性為優異。
尚,於此所謂的〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物係指Ni-Fe-P、Ni-Co-P的3元系析出物、或Ni-Fe-Co-P的4元系析出物,進一步有包含於此等中含有其他元素,例如主成分的Cu、Zn、Sn、雜質的O、S、C、Cr、Mo、Mn、Mg、Zr、Ti等的多元系析出物。又,該〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物係以磷化物、或固溶有磷的合金之形態來存在。
於此,於本發明之電子‧電氣機器用銅合金中,係設定含有Fe與Ni與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物之平均粒徑為100nm以下為較佳。
又,於本發明之電子‧電氣機器用銅合金中,係設定含有Fe及Co之至少1種以上與Ni與P之〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之平均粒徑為100nm以下為較佳。
此等之情形時,因為設定含有Fe與Ni與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物之平均粒徑、或含有Fe及Co之至少1種以上與Ni與P之〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之平均粒徑為100nm以下,故微細的〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物會以充分的個數密度來分布,從而可確實使耐熱性及耐應力鬆弛特性提升。
本發明之電子‧電氣機器用銅合金薄板,其特徵係由上述之電子‧電氣機器用銅合金之壓延材所成,且厚度為0.05mm以上且3.0mm以下的範圍內。
如此般的厚度的壓延板薄板(條材)係可適合使用於連
接器、其他端子、電磁式繼電器之可動導電片、引線框架等。
本發明之電子‧電氣機器用導電構件,其特徵係由上述之電子‧電氣機器用銅合金薄板所成。尚,所謂本發明中的電子‧電氣機器用導電構件係指包含端子、連接器、繼電器、引線框架等。
本發明之端子其特徵係由上述之電子‧電氣機器用銅合金薄板所成。尚,本發明中的端子係包含連接器等。
依據此等所構成之電子‧電氣機器用導電構件及端子,因為耐熱性及耐應力鬆弛特性為特別優異,故即使在高溫環境下也可以良好地使用。
依據本發明係可提供一種耐熱性與耐應力鬆弛特性為確實且充分地優異,同時強度為優異的電子‧電氣機器用銅合金、使用此者的電子‧電氣機器用銅合金薄板、電子‧電氣機器用導電構件及端子。
[圖1]表示本發明之電子‧電氣機器用銅合金之製造方法之步驟例之流程圖。
於下對於本發明之一實施形態之電子‧電氣機器用銅合金來進行說明。
本實施形態之電子‧電氣機器用銅合金係具有下述組成:含有超過2mass%且36.5mass%以下的Zn、0.1mass%以上且0.9mass%以下的Sn、0.15mass%以上且未滿1.0mass%的Ni、0.005mass%以上且0.1mass%以下的P、0.001mass%以上且0.1mass%以下的Fe,剩餘部分由Cu及不可避的雜質所成。
然後,作為各合金元素之相互間的含有量比率係定為:Ni及Fe的合計含有量與P的含有量之比(Ni+Fe)/P以原子比計為滿足以下的(1)式3<(Ni+Fe)/P<30‧‧‧(1)
進而Sn的含有量與Ni及Fe的合計含有量之比Sn/(Ni+Fe)以原子比計為滿足以下的(2)式0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.7‧‧‧(2)
同時Fe的含有量與Ni的含有量之比Fe/Ni以原子比計為滿足以下的(3)式0.002≦Fe/Ni<0.6‧‧‧(3)。
於此,於本實施形態之電子‧電氣機器用銅合金中,於母相中存在含有Fe與Ni與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物,該〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P,相對於合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕為滿足以下的(4)式5≦〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕≦200‧‧‧(4)。
又,於本實施形態之電子‧電氣機器用銅合金中,除了上述之Zn、Sn、Ni、P、Fe以外亦可含有Co。此情形時,設定Fe及Co的合計含有量為0.001mass%以上且0.1mass%以下(但,含有0.001mass%以上且0.1mass%以下的Fe)。
此情形時,作為各合金元素之相互間的含有量比率係定為:Ni、Fe及Co的合計含有量與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P以原子比計為滿足以下的(1′)式3<(Ni+Fe+Co)/P<30‧‧‧(1′)
進而Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量之比Sn/(Ni+Fe+Co)以原子比計為滿足以下的(2′)式0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.7‧‧‧(2′)
進而Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni以原子比計為滿足以下的(3′)式0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.6‧‧‧(3′)。
又,添加Co之情形時,於母相中存在含有Fe及Co之至少1種以上與Ni與P之〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物,〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物中的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P,相對於合金整體的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕為滿足以下的(4′)式5≦〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕≦200‧‧‧(4′)。
於此,以下說明將合金之成分組成及析出物中的組成依如同上述般規定的理由。
Zn係於本實施形態作為對象之銅合金中為基本的合金元素,對於強度及彈簧特性之提升為有效的元素。又,由於Zn較Cu廉價,故亦有效於銅合金之材料成本的減低。若Zn為2mass%以下時,材料成本之減低效果無法充分地獲得。另一方面,若Zn超過36.5mass%時,耐蝕性降低之同時冷間壓延性亦為降低。
因此,Zn的含有量係設為超過2mass%且36.5mass%以下的範圍內。尚,Zn的含有量即使是在上述之範圍內係以5mass%以上且33mass%以下的範圍內為較佳,7mass%以上且27mass%以下的範圍內為更佳。又較佳以7mass%以上且12mass%以下的範圍內為較佳。
Sn之添加係有效於強度提升,並有利於附有Sn鍍敷的Cu-Zn合金材之可回收性之提升。進而經本發明人等之研究已判明,若Sn與Ni共存時則亦有助於耐應力鬆弛特性之提升。若Sn未滿0.1mass%時,無法充分地獲得此等之效果,另一方面,若Sn超過0.9mass%時,熱間加工性及冷間壓延性降低,而有在熱間壓延或冷間壓延下產生破裂之虞,使得導電率也降低。
因此,Sn的含有量係設為0.1mass%以上且0.9mass%以下的範圍內。尚,Sn的含有量即使是在上述的範圍內,特別以0.2mass%以上且0.8mass%以下的範圍內為較佳。
藉由Ni與P一起添加,可使Ni-P系析出物由母相(α相主體)中析出,又藉由與Fe及P一起添加,可使〔Ni,Fe〕-P系析出物由母相(α相主體)中析出,藉由Fe及Co與P一起添加,可使〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物由
母相(α相主體)中析出。藉由依此等Ni-P系析出物、〔Ni,Fe〕-P系析出物、〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物於再結晶時所得的釘扎晶界之效果,從而可控制平均結晶粒徑,並可使強度、彎曲加工性、耐應力腐蝕破裂性提升。進而,因此等之析出物之存在,可使耐應力鬆弛特性大幅地提升。另外,因為使Ni與Sn、Fe、P及因應所需的Co共存,即使固溶強化仍可使耐應力鬆弛特性提升。於此,若Ni的添加量未滿0.15mass%時,無法使耐應力鬆弛特性充分地提升。另一方面,若Ni的添加量設為1.0mass%以上時,固溶Ni變多而致使導電率降低,又因昂貴的Ni原材料之使用量之增加而導致成本上昇。
因此,Ni的含有量係設為0.15mass%以上且未滿1.0mass%的範圍內。尚,Ni的含有量即使是在上述的範圍內,特別以0.2mass%以上且未滿0.8mass%的範圍內為較佳。
P與Ni之結合性高,若與Ni一起含有適量的P時,可使Ni-P系析出物析出,又藉由與Fe及P一起添加,可使〔Ni,Fe〕-P系析出物由母相(α相主體)中析出,藉由Fe及Co與P一起添加,可使〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物由母相(α相主體)中析出。藉由此等Ni-P系析出物、〔Ni,Fe〕-P系析出物、〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之存在,可使耐應力鬆弛特性提升。於此,若P量未滿
0.005mass%時,使Ni-P系析出物、〔Ni,Fe〕-P系析出物、〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物充分地析出將變得困難,故無法使耐應力鬆弛特性充分地提升。另一方面,若P量超過0.1mass%時,合金中的P固溶量變多而致使導電率降低之同時壓延性亦為降低,而變得容易產生冷間壓延破裂。
因此,P的含有量係設為0.005mass%以上且0.1mass%以下的範圍內。P的含有量即使是在上述的範圍內,特別以0.01mass%以上且0.08mass%以下的範圍內為較佳。
尚,因為很多情形P係從銅合金的熔解原料中不可避免而混入的元素,故若要如同上述般來限制P的含有量時,需要適當地選定熔解原料。
Fe若與Ni、P一起添加時,可使〔Ni,Fe〕-P系析出物由母相(α相主體)中析出,進而藉由添加少量的Co,可使〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物由母相(α相主體)中析出。藉由依此等〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物於再結晶時所得的釘扎晶界之效果,從而可控制平均結晶粒徑,並可使強度、彎曲加工性、耐應力腐蝕破裂性提升。進而,藉由此等之析出物之存在,可使耐應力鬆弛特性與耐熱性之兩特性大幅地提升。於此,若Fe的含有量未滿0.001mass%時,無法獲得藉由Fe添加之耐應力鬆
弛特性與耐熱性之兩特性之提升效果。另一方面,若Fe的含有量超過0.1mass%時,不但無法獲得耐應力鬆弛特性與耐熱性之兩特性之提升效果,固溶Fe變多而致使導電率降低,又冷間壓延性也降低。
於是,本實施形態中若添加Fe之情形時,將Fe的含有量設為0.001mass%以上且0.1mass%以下的範圍內。尚,Fe的含有量即使是在上述的範圍內,特別以0.002mass%以上且0.08mass%以下的範圍內為較佳。
添加Co之情形時,認為Fe的一部分為取代成Co者。藉由添加Fe與Co,可使〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物由母相(α相主體)中析出。藉由依該〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物於再結晶時所得的釘扎晶界之效果,從而可控制平均結晶粒徑,並可使強度、彎曲加工性、耐應力腐蝕破裂性提升。進而,藉由該〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之存在,可使耐應力鬆弛特性與耐熱性之兩特性大幅地提升。於此,若Fe及Co的合計含有量未滿0.001mass%時,無法充分地獲得藉由Fe與Co添加之耐應力鬆弛特性與耐熱性之兩特性之提升效果。另一方面,若Fe及Co的合計含有量超過0.1mass%時,不但無法獲得耐應力鬆弛特性與耐熱性之兩特性進一步之提升效果,且固溶Fe及固溶Co變多而致使導電率降低,又冷間壓延性也降低。
於是,於本實施形態中,若添加Fe與Co兩者之情形時,將Fe的含有量設為0.001mass%以上且0.1mass%以下、且將Fe及Co的合計含有量設為0.001mass%以上且0.1mass%以下的範圍內。尚,Fe及Co的合計含有量即使是在上述的範圍內,特別以0.002mass%以上且0.08mass%以下的範圍內為較佳。
以上之各元素之剩餘部分基本上係以Cu及不可避的雜質即可。於此,作為不可避的雜質可舉出Co、Al、Ag、B、Ba、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Re、Ru、Os、O、S、Se、Rh、Ir、Pd、Pt、Au、Cd、Ga、In、Li、Ge、As、Sb、Tl、Pb、Bi、C、Be、N、H、Hg、Mg、Ti、Cr、Zr、Ca、Sr、Y、Mn、Te、Si、Sc及稀土類元素等。此等之不可避雜質係以較少為宜,且即使是使用廢料作為原料之情形時,以總量為0.3mass%以下為宜。不可避的雜質之較理想的總量係0.2mass%以下,最理想的總量為0.1mass%以下。
進而,於本實施形態之電子‧電氣機器用銅合金中,不僅將各合金元素之個別的添加量範圍調整成如同上述般,重要的是各自元素的含有量之相互的比率以原子比計為滿足前述(1)~(4)式之方式來限制。又,若添加Co之情形時,重要的是以滿足(1′)~(4′)式之方式來限制。於是,以下說明(1)~(4)式及(1′)~(4′)式之限定理由。
(1)式:3<(Ni+Fe)/P<30
若(Ni+Fe)/P比為3以下時,伴隨固溶P的比例之增大而耐應力鬆弛特性與耐熱性降低,又同時因固溶P而致使導電率降低之同時壓延性亦為降低,變得容易產生冷間壓延破裂,進而彎曲加工性亦為降低。另一方面,若(Ni+Fe)/P比設為30以上時,因固溶的Ni、Fe的比例之增大而致使導電率降低之同時昂貴的Ni的原材料使用量亦將相對地變多,而導致成本上昇。於是,將(Ni+Fe)/P比限制在上述的範圍內。尚,(Ni+Fe)/P比即使是上述的範圍內,較佳為超過3、且20以下的範圍內為宜。更佳為超過3、且15以下的範圍內為宜。
(2)式:0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.7
若Sn/(Ni+Fe)比為0.3以下時,無法發揮充分的耐應力鬆弛特性與耐熱性提升效果,另一方面,若Sn/(Ni+Fe)比為2.7以上之情形時,相對地Ni量變少而使Ni-P系析出物的量變少,從而無法獲得耐應力鬆弛特性與耐熱性之兩特性之提升。於是,將Sn/(Ni+Fe)比限制在上述的範圍內。
尚,Sn/(Ni+Fe)比即使在上述的範圍內,特別以超過0.3、且1.5以下的範圍內為宜。
(3)式:0.002≦Fe/Ni<0.6
若Fe/Ni比未滿0.002之情形時,強度降低之同時昂貴的Ni的原材料使用量亦相對地變多而導致成本上昇。
另一方面,若Fe/Ni比為0.6以上之情形時,無法發揮充分的耐應力鬆弛特性與耐熱性提升效果。於是,將Fe/Ni比限制在上述的範圍內。尚,Fe/Ni比即使在上述的範圍內,特別以0.002以上且0.4以下的範圍內為宜。更佳為在0.002以上且0.2以下的範圍內為宜。
(4)式:5≦〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕≦200
〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P,與合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕亦變為重要。若〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕比未滿5之情形時,〔Ni,Fe〕-P系析出物之個數密度變低,而無法獲得耐應力鬆弛特性與耐熱性之充分的提升。另一方面,若〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕比較200大之情形時,析出物將變成為Fe-P系析出物,且由於析出物的尺寸變大而致使個數密度也變低,故無法獲得耐應力鬆弛特性與耐熱性之兩特性之提升。於是,將〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕比限制在上述之範圍內。尚,〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕比即使在上述的範圍內,特別以在10以上且100以下的範圍內為宜。更佳為超過15且75以下的範圍內為宜。
(1′)式:3<(Ni+Fe+Co)/P<30
添加Fe與Co之情形時,認為Fe的一部為以Co所取代者即可,連(1′)式基本上依據(1)式。於此,若(Ni+
Fe+Co)/P比為3以下時,伴隨固溶P的比例之增大而耐應力鬆弛特性與耐熱性降低,又同時因固溶P而致使導電率降低之同時壓延性亦為降低,變得容易產生冷間壓延破裂,進而彎曲加工性亦為降低。另一方面,若(Ni+Fe+Co)/P比為30以上時,因固溶的Ni、Fe、Co的比例之增大而致使導電率降低之同時昂貴的Co或Ni的原材料使用量亦將相對地變多,而導致成本上昇。於是,將(Ni+Fe+Co)/P比限制在上述的範圍內。尚,(Ni+Fe+Co)/P比即使是在上述的範圍內,較佳為超過3、且20以下的範圍內。更佳為超過3、且15以下的範圍內為宜。
(2′)式:0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.7
添加Fe與Co之情形時之(2′)式,亦依據前述(2)式。若Sn/(Ni+Fe+Co)比為0.3以下時,無法發揮充分的耐應力鬆弛特性與耐熱性之提升效果,另一方面,若Sn/(Ni+Fe+Co)比為2.7以上時,相對地(Ni+Fe+Co)量將變少而使〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物的量變少,從而耐應力鬆弛特性與耐熱性為降低。於是,將Sn/(Ni+Fe+Co)比限制在上述的範圍內。尚,Sn/(Ni+Fe+Co)比即使在上述的範圍內,特別以超過0.3、且1.5以下的範圍內為宜。
(3′)式:0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.6
添加Fe與Co之情形時,Fe與Co的含有量之合計與Ni的含有量之比亦變為重要。若(Fe+Co)/Ni比為0.6以
上之情形時,耐應力鬆弛特性與耐熱性降低之同時因昂貴的Co原材料的使用量之增大而導致成本上昇。若(Fe+Co)/Ni比未滿0.002之情形時,強度降低之同時昂貴的Ni的原材料使用量相對地變多而導致成本上昇。於是,將(Fe+Co)/Ni比限制在上述的範圍內。尚,(Fe+Co)/Ni比即使在上述的範圍內,特別以0.002以上且0.4以下的範圍內為宜。更佳為0.002以上且0.2以下的範圍內為宜。
(4′)式:5≦〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕≦200
添加Fe與Co之情形時,〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物中的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P、與合金整體的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕亦變為重要。若〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕比未滿5之情形時,〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之個數密度變低,而無法獲得耐應力鬆弛特性與耐熱性之提升。另一方面,若〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕比較200大之情形時,析出物將變成為(Fe,Co)-P系析出物,且由於析出物的尺寸變大而致使個數密度也變低,故無法獲得耐應力鬆弛特性與耐熱性之提升。
於是,將〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕比限制在上述之範圍內。尚,〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕比即使是在上述的範圍內,特別以10以上100以下的範圍內為宜。更佳為超過15、且75以下的範圍內為宜。
將如同以上般的各合金元素,不僅只個別的含有量,亦調整各元素相互之比率為滿足(1)~(3)式或(1′)~(3′)式之電子‧電氣機器用銅合金,〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物將成為由母相(α相主體)所分散析出者。然後,為了滿足上述之(4)式或(4′)式,藉由限制析出物中的組成比,從而〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物的尺寸成為微細化同時可確保個數密度,故認為耐應力鬆弛特性與耐熱性因而確實提升。
又,本實施形態中,設定含有Fe與Ni與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物之平均粒徑為100nm以下。又,設定含有Fe與Co與Ni與P之〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之平均粒徑為100nm以下。
如此般藉由將〔Ni,Fe〕-P系析出物之平均粒徑及〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之平均粒徑設為100nm以下而微細化,認為耐應力鬆弛特性與耐熱性因此可確實地提升。析出物之平均粒徑又較佳為5nm以上50nm以下。
接著,對於如同前述般的實施形態之電子‧電氣機器用銅合金之製造方法之較佳例,參考表示於圖1之流程圖來進行說明。
首先,熔製前述之成分組成的熔融銅合金。作為銅原料係以使用純度為99.99mass%以上的4NCu(無氧銅等)為
宜,但亦可使用廢料來作為原料。又,於熔解時,雖可使用大氣氣氛爐,但為了抑制添加元素之氧化,亦可使用採以真空爐、惰性氣體氣氛或還元性氣氛的氣氛爐。
接著,藉由使用縱型鑄造爐或臥式鑄造爐的適當的鑄造方法,例如模具鑄造等的分批式鑄造法、或連續鑄造法、半連續鑄造法等,來鑄造經成分調整的熔融銅合金後獲得鑄塊(例如板塊狀鑄塊)。
之後,因應所需為了消除鑄塊之偏析使鑄塊組織均勻化而進行均質化熱處理。又為了使結晶物、析出物固溶而進行固溶化熱處理。此等之熱處理之條件並未特別限定,但通常以600℃以上1000℃以下加熱1秒以上24小時以下即可。若保持溫度未滿600℃、或保持時間未滿5分時,將有無法獲得充分的均質化效果或固溶化效果之虞。另一方面,若保持溫度超過1000℃時,偏析部位會有一部分熔解之虞,進而若保持時間超過24小時只會導致成本上昇。熱處理後之冷卻條件只要適當決定即可,但通常採用水淬即可。尚,於加熱步驟S02後,因應所需來進行面削。
接著,為了粗加工之效率化與組織之均勻化,而於前述之加熱步驟S02之後,亦可對於鑄塊進行熱間加工。該
熱間加工之條件並未特別限定,但通常以開始溫度600℃以上1000℃以下、結束溫度300℃以上850℃以下、加工率10%以上99%以下左右為較佳。尚,至熱間加工開始溫度之鑄塊加熱,亦可兼做前述之加熱步驟S02。即,以加熱步驟S02進行加熱後不冷卻至接近室溫,而於上述之熱間加工開始溫度下開始熱間加工亦可。熱間加工後之冷卻條件只要適當決定即可,通常採用水淬即可。尚,於熱間加工後因應所需來進行面削。對於熱間加工之加工方法並未特別限定,但若最終形狀為板或條之情形時則適用熱間壓延,並只要壓延至0.5mm以上50mm以下左右的板厚為止即可。又,若最終形狀為線或棒之情形時,適用擠出或溝壓延,若最終形狀為塊形狀之情形時,則適用鍛造或壓製即可。又,對於藉由臥式連續鑄造法來製作的鑄塊,通常亦可不進行熱間加工步驟。
接著,對於以加熱步驟S02來施予均質化處理的鑄塊、或施予熱間壓延等的熱間加工步驟S03的熱間加工材,施予中間塑性加工。該中間塑性加工步驟S04中的溫度條件並未特別限定,但設為成為冷間或溫間加工之-200℃至+200℃的範圍內為較佳。中間塑性加工之加工率亦未特別限定,但通常為10%以上99%以下左右。加工方法並未特別限定,但若最終形狀為板、條(被捲成線圈狀的形狀)之情形時,適用壓延並壓延至0.05mm以上15mm以
下左右的板厚即可。又,若最終形狀為線或棒之情形時,可適用擠出或溝壓延,若最終形狀為塊形狀之情形則可適用鍛造或壓製。
接著,於中間塑性加工步驟S04之後,施予兼做固溶化熱處理的中間熱處理。藉由實施該中間熱處理,使微細的〔Ni,Fe〕-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物固溶化於母相中。於此,於中間熱處理中,可使用分批式的加熱爐、亦可使用連續退火處理線。然後,若使用分批式的加熱爐來實施中間熱處理之情形時,以600℃以上1000℃以下之溫度下加熱5分以上24小時以下為較佳。又,若使用連續退火處理線來實施中間熱處理之情形時,將加熱到達溫度設為650℃以上1000℃以下,且在該範圍內的溫度下,不保持、或保持1秒以上5分以下左右為較佳。如同以上般,於中間熱處理步驟S05中的熱處理條件,將會依實施熱處理之具體的手段而有所不同。
又,中間熱處理之氣氛,以非氧化性氣氛(氮氣氣氛、惰性氣體氣氛、或還元性氣氛)為較佳。
中間熱處理後之冷卻條件並未特別限定,但通常以2000℃/秒~100℃/小時左右的冷卻速度來冷卻即可。
尚,為了固溶化之徹底,亦可重覆中間塑性加工步驟S04及中間熱處理步驟S05。
於中間熱處理步驟S05之後,進行最後塑性加工直到最終尺寸、最終形狀為止。於最後塑性加工中的加工方法並未特別限定,但若最終製品形態為板或條之情形時,適用壓延(冷間壓延),並只要是壓延至0.05mm以上且3.0mm以下左右的板厚即可。其他,因應最終製品形態亦可適用鍛造或壓製、溝壓延等。加工率係因應最終板厚或最終形狀來適當選擇即可,但以1%以上80%以下的範圍內為較佳。若加工率未滿1%時,無法充分獲得使耐力提升的效果,另一方面,若超過80%時,實質上失去再結晶組織而成為加工組織,而有彎曲加工性降低之虞。尚,加工率較佳為5%以上80%以下,又較佳為10%以上80%以下。最後塑性加工後雖可將此者直接作為製品來使用,但通常以進而施予最後熱處理為較佳。
於最後塑性加工後,因應所需為了耐應力鬆弛特性與耐熱性之提升及低溫退火硬化,或為了殘留應變之除去,而進行最後熱處理步驟S07。該最後熱處理以250℃以上600℃以下的範圍內的溫度下,進行1小時以上48小時以下為宜。若熱處理溫度為高溫之情形時,實施短時間的熱處理,若熱處理溫度為低溫之情形時,則實施長時間的熱處理即可。若最後熱處理的溫度未滿250℃、或最後熱處理的時間未滿1小時之情形時,有無法獲得充分的應力釋
放之效果之虞。另一方面,若最後熱處理的溫度超過600℃之情形時,有再結晶之虞,且進而最後熱處理的時間超過48小時時,只會導致成本上昇。
又,本實施形態中,藉由昇溫速度來控制〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比。昇溫速度以在0.1℃/分以上10℃/分以下來進行為宜。
以如同以上之方式可得到最終製品形態的Cu-Zn-Sn系合金材。特別是,若作為加工方法適用壓延之情形時,可得到板厚0.05mm以上且3.0mm以下左右的Cu-Zn-Sn系合金薄板(條材)。
如此般的薄板亦可直接將此者使用於電子‧電氣機器用導電構件,但通常於板面的一面、或兩面上,施予膜厚0.1~10μm左右的Sn鍍敷,來作為附有Sn鍍敷的銅合金條,並使用於連接器其他端子等的電子‧電氣機器用導電構件。此情形時之Sn鍍敷之方法並未特別限定。又,依情形亦可於電解鍍敷後施予迴銲處理。
採如以上般的構成之本實施形態之電子‧電氣機器用銅合金中,因為使來自α相主體的母相的〔Ni,Fe〕-P系析出物適當地存在,同時〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P,相對於合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕設為5以上200以下的範圍內,故耐應力鬆弛特性與耐熱性充分地優異、且強度(耐力)也變高。
又,於添加Fe與Co之情形時,也同樣地因
為使來自α相主體的母相的〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物適切地存在,同時〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物中的(Fe+Co)的含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P,相對於合金整體的(Fe+Co)的含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕設為5以上200以下的範圍內,故耐應力鬆弛特性與耐熱性充分地優異、且強度(耐力)也變高。
本實施形態之電子‧電氣機器用銅合金薄板係因為由上述之電子‧電氣機器用銅合金之壓延材所成,故耐應力鬆弛特性與耐熱性為優異、且可適合使用於連接器、其他端子、匯流條、電磁式繼電器之可動導電片、引線框架等。
本實施形態之電子‧電氣機器用導電構件及端子係因為以上述之電子‧電氣機器用銅合金及電子‧電氣機器用銅合金薄板所構成,故耐應力鬆弛特性與耐熱性為優異、且經時性或在高溫環境下難以產生應力鬆弛,由於在高溫下的強度(硬度)之降低亦較少故可靠性為優異。又,可實現電子‧電氣機器用導電構件及端子之薄壁化。
以上,對於本發明之實施形態來進行說明,但本發明並非被限定於此,不超出該發明之技術上思想的範圍內可適當變更。
例如,可舉出製造方法之一例來做說明,但並非被限定於此,最後所得到的電子‧電氣機器用銅合金,只要可滿足本發明所規定的組成範圍及析出物之組成即可。
以下,將為了確認本發明之效果所進行之驗證實驗結果作為本發明之實施例,並與比較例一起表示。尚,以下之實施例係供予說明本發明之效果者,實施例所記載的構成、製程、條件並非限定本發明之技術範圍者。
首先,準備由Cu-40mass%Zn母合金及純度99.99mass%以上的無氧銅(ASTM B152 C10100)所成的原料,將此裝入高純度石墨坩堝內中,在N2氣氛下使用臥式連續鑄造爐來熔解。於熔融銅合金內添加各種添加元素,來熔製表1~表3所表示的成分組成的熔融合金,並使用碳鑄模來製作出鑄塊。之後,切斷成為厚度約11mm×寬約80mm×長度約200mm。
接著,對於切斷的各鑄塊採用加熱處理(均質化處理),在Ar氣氛中,以800℃保持4小時後實施水淬。
之後,實施表面研削,並實施中間塑性加工及中間熱處理。具體而言,粗加工係使鑄塊的長度方向成為壓延方向來進行壓延率95%的冷間壓延。
之後,對用於固溶化處理的中間熱處理,以中間熱處理後的平均結晶粒徑成為約20μm之方式,以700℃下指定時間來實施並進行水淬。之後切斷壓延材,為了除去氧化被膜而實施表面研削。
接著,採用最後塑性加工以壓延率50%來實施冷間壓延。之後,以表4~6所表示的昇溫速度昇溫至350℃為止來進行指定時間最後熱處理,並進行水淬。然
後實施切斷及表面研磨,來製出厚度0.25mm×寬約180mm的特性評估用條材。
對於此等之特性評估用條材來調查機械特性(耐力),同時調查耐應力鬆弛特性與耐熱性,進而進行組織觀察。對於各評估項目之試驗方法、測定方法係如同以下般。
中間熱處理(中間退火)後的結晶粒徑係以如以下之方式來進行測定。將以,相對於壓延的寬方向而為垂直的面,即TD面(Transverse direction)作為觀察面,使用耐水研磨紙、金剛石磨粒來進行機械研磨後,使用膠質氧化矽溶液來進行最後研磨。研磨後,使用硫酸與硝酸之混合液作為腐蝕液來進行蝕刻,並藉由光學顯微鏡來觀察金屬組織。結晶粒徑為依據JIS H 0501(對應ISO2624-1973)的切斷法,各畫出5條縱向、橫向的指定長度的線段,對完全切斷的結晶粒數進行計數,並將其切斷長度之平均值作為平均結晶粒徑。
對於各特性評估用條材使用穿透式電子顯微鏡(TEM:日立製作所製、H-800、HF-2200及EDX分析裝置(Noran製、EDX分析裝置SYSTEM SIX),如以下般來實施析出物觀察。
從壓延材的表面及背面使用耐水研磨紙、金剛石磨粒進行機械研磨後,藉由使用電解液的雙噴射法來製作TEM觀察樣品。TEM觀察樣品係從壓延材之表面與背面之2個部位,以各自深入厚度方向的1/4長度的2個部位來製作。
對於粒子徑為10nm至50nm左右的析出物10個以上進行電子線繞射,可確認此等之析出物係具有Fe2P系或Ni2P系的結晶構造的六方晶(space group:P-62m(189))或Co2P系或Fe2P系的斜方晶(space group:P-nma(62))。進行電子線繞射後,進而對於分別的析出物使用EDX(能量分散型X線分光法)分析析出物之組成的結果,可確認其析出物係含有選自由Fe與Co與Ni所成群之至少一種的元素與P者,即已定義的〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物之一種。又,由EDX的析出物之組成分析結果來算出析出物中的Fe/Ni比、或(Fe+Co)/Ni比。
耐熱性係依據JCBA T315:2002「銅及銅合金板條之退火軟化特性試驗」,以利用各溫度進行1小時的熱處理時之半軟化溫度來進行評估。算出特性評估用條材的硬度、與利用電氣爐以700℃熱處理1小時的條材的硬度之總和,將相對於該總和以硬度成為一半時的溫度設定為「半軟化溫度」。標繪在200~700℃的溫度範圍內以每50℃各實施1小時後的硬度,並製作硬度-溫度曲線,從而
由該曲線來決定「實際的半軟化溫度」。
又,對於硬度係依據JIS-Z2248(ISO7438:2005,Metallic Materials-Bend test(MOD))所規定的微小硬度試驗方法,對於特性評估用條材的表面,即ND面(Normal Direction)以試驗加重1.96N(=0.2kgf)來測定維克氏硬度。
從特性評估用條材中提取JIS Z 2201(對應ISO6892)所規定的13B號試片,並藉由JIS-Z 2241(ISO6892-1:2009,Metallic Materials-Tensile testing-Part 1:Method of test at room temperature(MOD))的偏移法來測定楊氏係數E、0.2%耐力σ0.2。尚,試片係拉伸試驗之拉伸方向,相對於特性評估用條材的壓延方向以成為垂直之方向來提取。
所得到的楊氏係數E係於進行耐應力鬆弛特性試驗時來使用。
耐應力鬆弛特性試驗係藉由依據日本伸銅協會技術標準JCBA-T309:2004的懸臂樑螺紋式之方法來加載應力,對於若Zn量超過2mass%且未滿15mass%的樣品(記錄於表4~6中「2-15Zn評估」的欄位者),來測定以150℃的溫度下保持500小時後的殘留應力率,對於Zn量為
15mass%以上且36.5mass%以下的樣品(記錄於表4~6中「15-36.5Zn評估」的欄位者),來測定以120℃的溫度下保持500小時後的殘留應力率。
作為試驗方法,係從各特性評估用條材中,相對於壓延方向為垂直的方向來提取試片(寬10mm),試片的表面最大應力以成為耐力的80%之方式,將初期曲撓變位設定為2mm,並調整跨距長度。上述表面最大應力係可以下公式來定義。
表面最大應力(MPa)=1.5Et δ0/Ls2
但是,E:楊氏係數(MPa)
t:樣品之厚度(t=0.25mm)
δ0:初期曲撓變位(2mm)
Ls:跨距長度(mm)。
又,殘留應力率係使用以下公式來算出。
殘留應力率(%)=(1-δ t/δ0)×100
但是,δ t:以120℃下保持500h後,或以150℃下保持500h後的永久曲撓變位(mm)-在常溫下保持24h後的永久曲撓變位(mm)
δ0:初期曲撓變位(mm)。
殘留應力率若為80%以上者評估以○,未滿80%者評
估以×。
對於上述之各評估結果表示於表4、5、6中。
於比較例101中,〔Ni,(Co,Fe)〕-P系析出物中的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P、和合金整體的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕之比〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕係較本發明之範圍低,故耐熱性及耐應力鬆弛特性為不充分。
於比較例102中,〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P、和合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕之比〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕係較本發明之範圍高,故耐熱性及耐應力鬆弛特性為不充分。
於比較例103中,Fe的含有量較本發明之範圍多,故耐熱性及耐應力鬆弛特性為不充分。
於比較例104中,沒有添加P與Fe,故耐熱性及耐應力鬆弛特性為不充分。
於比較例105中,沒有添加P,故耐熱性及耐應力鬆弛特性為不充分。
於比較例106中,Ni的含有量較本發明之範圍少、且(Ni+Fe)/P、Sn/(Ni+Fe)及Fe/Ni的原子比亦超出本發明之範圍,故耐熱性及耐應力鬆弛特性為不充分。
相較於此,不僅是各合金元素之個別的含有量係設為本發明所規定的範圍內,各合金成分之相互間的比率亦設為本發明所規定的範圍內,進而,〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比
〔Fe/Ni〕P、和合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕之比〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕,或〔Ni,(Co,Fe)〕-P系析出物中的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P、和合金整體的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕之比〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕亦設為本發明之範圍內的本發明例之中,可確認到對於耐熱性及耐應力鬆弛特性皆為優異,故可充分適用於連接器或其他的端子。
尚,表2所表示的本發明例No.41之中,雖然Sn/(Ni+Fe+Co)表示為0.30,但此者係為了與其他值的小數點一致所表示之值,正確為0.3003。即,本發明例No.41的Sn/(Ni+Fe+Co)係於本發明之範圍內。
Claims (5)
- 一種電子‧電氣機器用銅合金,其特徵在於:含有超過2mass%且36.5mass%以下的Zn、0.1mass%以上且0.9mass%以下的Sn、0.15mass%以上且未滿1.0mass%的Ni、0.005mass%以上且0.1mass%以下的P、0.001mass%以上且0.1mass%以下的Fe,剩餘部分由Cu及不可避的雜質所成;Ni及Fe的合計含有量與P的含有量之比(Ni+Fe)/P以原子比計為滿足3<(Ni+Fe)/P<30,且Sn的含有量與Ni及Fe的合計含有量之比Sn/(Ni+Fe)以原子比計為滿足0.3<Sn/(Ni+Fe)<2.7,同時Fe的含有量與Ni的含有量之比〔Fe/Ni〕以原子比計為滿足0.002≦〔Fe/Ni〕<0.6;進而,於母相中具有含有Fe與Ni與P之〔Ni,Fe〕-P系析出物,該〔Ni,Fe〕-P系析出物中的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕P,相對於合金整體的Fe的含有量與Ni的含有量之原子比〔Fe/Ni〕為滿足5≦〔Fe/Ni〕P/〔Fe/Ni〕≦200。
- 一種電子‧電氣機器用銅合金,其特徵在於:含有超過2mass%且36.5mass%以下的Zn、0.1mass%以上且0.9mass%以下的Sn、0.15mass%以上且未滿1.0mass%的Ni、0.005mass%以上且0.1mass%以下的P之同時並含有Fe與Co,Fe及Co的合計含有量設為0.001mass%以上且0.1mass%以下(但,含有0.001mass%以 上且0.1mass%以下的Fe),剩餘部分由Cu及不可避的雜質所成;Ni、Fe及Co的合計含有量與P的含有量之比(Ni+Fe+Co)/P以原子比計為滿足3<(Ni+Fe+Co)/P<30,且Sn的含有量與Ni、Fe及Co的合計含有量之比Sn/(Ni+Fe+Co)以原子比計為滿足0.3<Sn/(Ni+Fe+Co)<2.7,同時Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之比(Fe+Co)/Ni以原子比計為滿足0.002≦(Fe+Co)/Ni<0.6;進而,於母相中具有含有Fe及Co之至少1種以上與Ni與P之〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物,該〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物中的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕P,相對於合金整體的Fe及Co的合計含有量與Ni的含有量之原子比〔(Fe+Co)/Ni〕為滿足5≦〔(Fe+Co)/Ni〕P/〔(Fe+Co)/Ni〕≦200。
- 一種電子‧電氣機器用銅合金薄板,其特徵係由請求項1或請求項2之電子‧電氣機器用銅合金之壓延材所成,厚度為0.05mm以上且3.0mm以下的範圍內。
- 一種電子‧電氣機器用導電構件,其特徵係由請求項3之電子‧電氣機器用銅合金薄板所成。
- 一種端子,其特徵係由請求項3之電子‧電氣機器用銅合金薄板所成。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015150338A JP6101750B2 (ja) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用導電部品および端子 |
JP2015-150338 | 2015-07-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201718888A TW201718888A (zh) | 2017-06-01 |
TWI693291B true TWI693291B (zh) | 2020-05-11 |
Family
ID=57884479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW105124159A TWI693291B (zh) | 2015-07-30 | 2016-07-29 | 電子.電氣機器用銅合金、電子.電氣機器用銅合金薄板、電子.電氣機器用導電構件及端子 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6101750B2 (zh) |
KR (1) | KR20180033197A (zh) |
CN (1) | CN107923001B (zh) |
TW (1) | TWI693291B (zh) |
WO (1) | WO2017018487A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102385211B1 (ko) * | 2016-10-28 | 2022-04-08 | 도와 메탈테크 가부시키가이샤 | 구리 합금 판재 및 그 제조 방법 |
CN113774250B (zh) * | 2021-09-24 | 2024-05-10 | 佛山市顺德区精艺万希铜业有限公司 | 一种高强度高导热高耐蚀铜合金及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201233818A (en) * | 2011-01-13 | 2012-08-16 | Mitsubishi Materials Corp | Copper alloy for electronic and/or electrical device, copper alloy thin plate, and conductive member |
TW201406971A (zh) * | 2010-08-27 | 2014-02-16 | Furukawa Electric Co Ltd | 銅合金板材及其製造方法 |
TW201439342A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-10-16 | Mitsubishi Materials Corp | 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 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0533087A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 小型導電性部材用銅合金 |
JP5050226B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2012-10-17 | Dowaメタルテック株式会社 | 銅合金材料の製造法 |
KR100792653B1 (ko) * | 2005-07-15 | 2008-01-09 | 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 | 전기 전자기기용 동합금 및 그의 제조 방법 |
JP6304864B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2018-04-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子・電気機器用銅合金、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 |
WO2015004939A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子・電気機器用銅合金、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 |
JP6264887B2 (ja) * | 2013-07-10 | 2018-01-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子・電気機器用銅合金、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 |
JP2015034332A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-02-19 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子・電気機器用銅合金、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 |
-
2015
- 2015-07-30 JP JP2015150338A patent/JP6101750B2/ja active Active
-
2016
- 2016-07-28 CN CN201680041266.8A patent/CN107923001B/zh active Active
- 2016-07-28 WO PCT/JP2016/072195 patent/WO2017018487A1/ja active Application Filing
- 2016-07-28 KR KR1020187002582A patent/KR20180033197A/ko unknown
- 2016-07-29 TW TW105124159A patent/TWI693291B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201406971A (zh) * | 2010-08-27 | 2014-02-16 | Furukawa Electric Co Ltd | 銅合金板材及其製造方法 |
TW201233818A (en) * | 2011-01-13 | 2012-08-16 | Mitsubishi Materials Corp | Copper alloy for electronic and/or electrical device, copper alloy thin plate, and conductive member |
TW201439342A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-10-16 | Mitsubishi Materials Corp | 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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017031449A (ja) | 2017-02-09 |
KR20180033197A (ko) | 2018-04-02 |
CN107923001A (zh) | 2018-04-17 |
CN107923001B (zh) | 2019-10-29 |
JP6101750B2 (ja) | 2017-03-22 |
WO2017018487A1 (ja) | 2017-02-02 |
TW201718888A (zh) | 2017-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103282525B (zh) | 电子设备用或电气设备用铜合金、铜合金薄板及导电部件 | |
KR101331339B1 (ko) | 전자 재료용 Cu-Ni-Si-Co 계 구리 합금 및 그 제조 방법 | |
WO2011142428A1 (ja) | 電子機器用銅合金、電子機器用銅合金の製造方法及び電子機器用銅合金圧延材 | |
WO2014126047A1 (ja) | 高強度Cu-Ni-Co-Si系銅合金板材およびその製造法並びに通電部品 | |
JP5690979B1 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
EP2940166B1 (en) | Copper alloy for electrical and electronic equipment, copper alloy thin sheet for electrical and electronic equipment, and conductive part and terminal for electrical and electronic equipment | |
TWI429764B (zh) | Cu-Co-Si alloy for electronic materials | |
KR20130109209A (ko) | 전자 재료용 Cu-Si-Co 계 구리 합금 및 그 제조 방법 | |
JP5417523B1 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
JP5417539B1 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
WO2014109083A1 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用銅合金の製造方法、電子・電気機器用導電部品および端子 | |
TWI693291B (zh) | 電子.電氣機器用銅合金、電子.電氣機器用銅合金薄板、電子.電氣機器用導電構件及端子 | |
JP2016132816A (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
WO2015004940A1 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
JP2012229467A (ja) | 電子材料用Cu−Ni−Si系銅合金 | |
JP2012126933A (ja) | 電子・電気機器用銅合金 | |
CN111575531B (zh) | 高导电铜合金板材及其制造方法 | |
JP7187989B2 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
JP7172090B2 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
JP6304867B2 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
JP6304865B2 (ja) | 電子・電気機器用銅合金、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 | |
JP2013117060A (ja) | 電子材料用Cu−Co−Si系合金 | |
JP2015014040A (ja) | Ti含有銅合金の製造方法 |