TWI717382B - 電子／電氣機器用銅合金、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0.5mass%以上3.0mass%以下之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成，於拉伸試驗中，在將以真應力σ t與真應變ε t所定義的d σ t/d ε t設為縱軸，並將真應變ε t設為橫軸的情況，具有前述d σ t/d ε t之傾斜成為正的應變區域。

Description

電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用零件、端子以及匯流排
本發明係關於適於連接器或壓入配合等之端子、繼電器、引線框架、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2015-177742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。
此等之電子/電氣機器用零件，一般而言，係藉由於 厚度為0.05~3.0mm左右之壓延板施加穿孔加工而成為特定的形狀，並於其之至少一部分施加彎曲加工所製造。對於構成電子/電氣機器用零件的材料係要求優異的彎曲加工性、高強度。
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中係提案有Cu-Mg合金。此Cu-Mg合金係強度、導電率、彎曲加工性之平衡優異，而特別適合作為電子/電氣機器用零件的素材。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-241412號公報(A)
另外，最近，係有對於電子/電氣機器用零件負荷大電流大電壓的情況，作為電子/電氣機器用零件之素材，係提供有厚度為0.5mm、1mm、2mm、3mm之較厚的銅合金材。因此，對於上述之電子/電氣機器用銅合金，係要求於各種厚度中，彎曲加工性皆優異。
本發明係鑑於前述之情事而完成者，其目的為提供彎曲加工性特別優異，並且具有高0.2%耐力的電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用零件、端子以及 匯流排。
本案發明者們經過努力探討的結果，得到如以下般的見解。在對於厚度較薄的銅合金材進行彎曲加工的情況，由於以小的模具施加彎曲加工，因此被彎曲加工的區域狹窄，而會局部性引起變形。因此，彎曲加工性係受到局部延伸所影響。另一方面，在對於厚度較厚的銅合金材進行彎曲加工的情況，由於以大的模具施加彎曲加工，因此被彎曲加工的區域廣泛。因此，彎曲加工性係相較於局部延伸更會受到均勻延伸所影響。
在此，於通常之銅合金材中，在進行拉伸試驗直至材料之破斷為止的情況，於彈性變形及塑性變形之區域中，隨著應變的增加，相當於加工硬化率的d σ t/d ε t(σ t：真應力、ε t：真應變)之值會單調遞減。然而，本案發明者們經過努力探討的結果，發現藉由對於銅合金材進行特定之熱處理，上述之d σ t/d ε t在塑性變形後會上昇。
並且，得到以下見解：於d σ t/d ε t在塑性變形後上昇的情況中，均勻延伸會提昇，即使在銅合金材之厚度為較厚的情況，彎曲加工性亦會提昇。
本發明係根據上述之見解而完成者，本發明之一樣態的電子/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 0.5mass%以上3.0mass%以下之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成，於拉伸試驗中，在將以真應力σ t與真應變ε t所定義的d σ t/d ε t設為縱軸，並將真應變ε t設為橫軸的情況，具有前述d σ t/d ε t之傾斜成為正的應變區域。
依據上述構成之電子/電氣機器用銅合金，於拉伸試驗中，在將以真應力σ t與真應變ε t所定義的d σ t/d ε t設為縱軸，並將真應變ε t設為橫軸的情況，具有前述d σ t/d ε t之傾斜成為正的應變區域，在塑性變形後d σ t/d ε t會上昇，藉此而提昇均勻延伸。藉此，即使在銅合金材之厚度為較厚的情況，亦可使彎曲加工性提昇。
又，由於包含有Mg為0.5mass%以上3.0mass%以下之範圍內，因此耐熱性優異，即使在為了具有前述d σ t/d ε t之傾斜成為正的應變區域而進行特定之熱處理的情況，亦可抑制0.2%耐力大幅度降低，而可確保高的0.2%耐力。
在此，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，較佳係最後加工熱處理後之0.2%耐力為400MPa以上。
於此情況中，由於最後加工熱處理後之0.2%耐力為400MPa以上，因此特別適合作為上述之電子/電氣機器用零件的素材。
又，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中， 較佳係前述d σ t/d ε t之上昇量設為30MPa以上。
於此情況中，由於前述d σ t/d ε t之上昇量設為30MPa以上，因此均勻延伸確實地提昇，而可得到特別優異的彎曲加工性。
又，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0.001mass%以上0.1mass%以下之範圍內。
於此情況中，由於包含P為0.001mass%以上，因此成為可提昇鑄造性。又，由於P之含量設為0.1mass%以下，因此即使在添加有P的情況，亦可抑制導電率大幅降低。
又，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，亦可進一步包含Sn為0.1mass%以上2.0mass%以下之範圍內。
於此情況中，由於包含Sn為0.1mass%以上，因此可進一步提昇耐熱性，而可確實地抑制熱處理後之0.2%耐力的降低。又，由於Sn之含量設為2.0mass%以下，因此即使在添加有Sn的情況，亦可抑制導電率大幅降低。
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/電氣機器用銅合金所製造，因此彎曲加工被良好地進行，而可靠性優異。
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/電氣機器用銅合金所構成。
又，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/電氣機器用銅合金所構成。
本發明之端子及匯流排，由於是使用上述之電子/電氣機器用銅合金所製造，因此彎曲加工被良好地進行，而可靠性優異。
依據本發明，可提供彎曲加工性特別優異，並且具有高0.2%耐力的電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用零件、端子以及匯流排。
S05‧‧‧第2中間加工步驟
S06‧‧‧第2中間熱處理步驟
S07‧‧‧最後加工步驟
S08‧‧‧最後熱處理步驟
[第1圖]係顯示本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中之d σ t/d ε t(加工硬化率)與ε t(真應變)的關係之圖表。
[第2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0.5mass%以上3.0mass%以下之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成。
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0.001mass%以上0.1mass%以下之範圍內、Sn為0.1mass%以上2.0mass%以下之範圍內。
並且，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，於直至材料破斷為止之拉伸試驗中，在將以真應力σ t與真應變ε t所定義的d σ t/d ε t(加工硬化率)設為縱軸，並將真應變ε t設為橫軸的情況，具有d σ t/d ε t之傾斜((d σ t/d ε t)/d ε t)成為正的應變區域。
又，於本實施形態中，此d σ t/d ε t之上昇量設為30MPa以上。
在此，使用第1圖，針對d σ t/d ε t(加工硬化率)與ε t(真應變)的關係進行說明。
於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，如第1圖所示般，d σ t/d ε t在塑性加工後會上昇。另外，d σ t/d ε t雖有如第1圖所示般，轉變成上昇之後，會上下移動的情況，但只要具有在塑性變形後上昇的區域即可。又，d σ t/d ε t之上昇量係如第1圖所示般，定義為 d σ t/d ε t之極小值與極大值之差。
在此所謂的d σ t/d ε t之極小值，係在上述圖表上，於比極大值更小的真應變ε t之區域，且傾斜從負變成正的點。假設在此極小值為複數的情況，將此等當中d σ t/d ε t為最低的極小值之值使用於d σ t/d ε t之上昇量的算出。
在此所謂的d σ t/d ε t之極大值，在上述圖表上，傾斜從正變成負的點。假設在此極大值為複數的情況，將此等當中d σ t/d ε t為最高的極大值之值使用於d σ t/d ε t之上昇量的算出中。
又，本實施形態之電子/電氣機器用銅合金，係具有最後加工熱處理後之0.2%耐力為400MPa以上、導電率為15% IACS以上之特性。又，依JCBA T315：2002「銅及銅合金板條之退火軟化特性試驗」，以各溫度進行1小時之熱處理時的半軟化溫度設為300℃以上。
在此，針對如上述般地規定成分組成、d σ t/d ε t的理由，於以下進行說明。
(Mg：0.5mass%以上3.0mass%以下)
Mg係具有提昇0.2%耐力的效果之元素。
在此，在Mg之含量為未達0.5mass%的情況，係無法充分發揮該作用效果。另一方面，在Mg之含量為超過3.0mass%的情況，於溶體化熱處理等中，會殘留以Cu與Mg作為主成分之金屬間化合物，恐有在之後的壓延加工 等發生破裂之虞。
基於以上情況，於本實施形態中，係將Mg之含量設定在0.5mass%以上3.0mass%以下之範圍內。
另外，為了確實地提昇0.2%耐力，較佳係將Mg之含量的下限設為0.55mass%以上，更佳係設為0.6mass%以上。
又，為了進一步提昇壓延加工性，較佳係將Mg之含量的上限設為2.8mass%以下，更佳係設為2.5mass%以下。
(P：0.001mass%以上0.1mass%以下)
由於P係具有提昇鑄造性的作用效果，因此亦可因應於使用用途而適當添加。
在此，在P之含量為未達0.001mass%的情況，恐有無法充分發揮該作用效果之虞。另一方面，在P之含量為超過0.1mass%的情況，恐有導電率大幅降低之虞。
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0.001mass%以上0.1mass%以下之範圍內。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0.002mass%以上，更佳係設為0.003mass%以上。又，為了確實地抑制導電率之降低，較佳係將P之含量的上限設為0.09mass%以下，更佳係設為0.08mass%以下。
(Sn：0.1mass%以上2.0mass%以下)
由於Sn係具有進一步提昇0.2%耐性及耐熱性的作用效果，因此亦可因應於使用用途而適當添加。
在此，在Sn之含量為未達0.1mass%的情況，恐有無法充分發揮該作用效果之虞。另一方面，在Sn之含量為超過2.0mass%的情況，恐有導電率大幅降低之虞。
基於以上情況，於本實施形態中，在添加Sn的情況，係將Sn之含量設定在0.1mass%以上2.0mass%以下之範圍內。另外，為了確實地提昇0.2%耐力及耐熱性，較佳係將Sn之含量的下限設為0.12mass%以上，更佳係設為0.15mass%以上。又，為了確實地抑制導電率之降低，較佳係將Sn之含量的上限設為1.8mass%以下，更佳係設為1.6mass%以下。
(不可避免的雜質：0.1mass%以下)
另外，作為不可避免的雜質，係可列舉：B、Cr、Ti、Fe、Co、O、S、C、(P)、Ag、(Sn)、Al、Zn、Ca、Te、Mn、Sr、Ba、Sc、Y、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Re、Ru、Os、Se、Rh、Ir、Pd、Pt、Au、Cd、Ga、In、Li、Ge、As、Sb、Tl、Pb、Be、N、H、Hg、Tc、Na、K、Rb、Cs、Po、Bi、鑭、Ni、Si、Zr等。此等之不可避免的雜質係具有降低導電率的效果，因此，以較少為理想，在使用廢料作為原料的情況，較佳係設為總量0.1mass%以下，更佳係設為(0.09)mass%以下，再更佳 係設為(0.08)mass%以下。
另外，各元素之上限值較理想為200massppm以下，更佳為100massppm以下，再更佳為50massppm以下。
(d σ t/d ε t)
通常，於一般的銅合金中，於進行直至材料破斷為止的拉伸試驗時，d σ t/d ε t係單調遞減。相對於此，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，如第1圖所示般，具有d σ t/d ε t在塑性加工後上昇的區域。為了成為如此之構成，必須如後述般地，在控制結晶粒徑及其均勻性的狀態下，以比通常更高溫、長時間的條件進行最後加工熱處理。
若在控制結晶粒徑及其均勻性的狀態下，以比通常更高溫、長時間的條件進行最後加工熱處理，則材料中之差排結構(dislocation structure)會變化成安定的差排結構。若對此安定的差排結構施加塑性變形，則伴隨著塑性變形的開始，d σ t/d ε t會暫時降低。接著，在d σ t/d ε t降低之後，差排彼此之相互作用會變得比通常更強，而使d σ t/d ε t上昇。
在此，藉由將此d σ t/d ε t之上昇量設為30MPa以上，而進一步提昇均勻延伸，成為可具有優異的彎曲加工性。另外，為了進一步提昇均勻延伸，d σ t/d ε t之上昇量較佳為50MPa以上，更佳係設為100MPa以上，再更佳係設為200MPa以上，特佳係設為300MPa以上。
(最後加工熱處理後之0.2%耐力：400MPa以上)
於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，藉由將最後加工熱處理後之0.2%耐力設為400MPa以上，而成為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者。
另外，於本實施形態中，相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時之最後加工熱處理後之0.2%耐力設為400MPa以上。
在此，0.2%耐力較佳為425MPa以上，更佳為450MPa以上。
(導電率：15% IACS以上)
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15% IACS以上，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，導電率較佳為20% IACS以上，更佳為30% IACS以上。
接著，針對設為如上述構成之本實施形態之電子/電氣機器用銅合金的製造方法，參照第2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。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。在此，銅熔化液，較佳係設為純度99.99mass%以上之所謂的4NCu。針對添加元素，較佳係使用純度99.9mass%以上者。又，雖於溶解中，亦可使用大氣爐，但為了抑制添加元素之氧化，亦可使用真空爐、設為惰性氣體環境或還原性環境之氣體環境爐。
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。
(熱處理步驟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。藉由將鑄塊進行加熱，於鑄塊內，使添加元素均質地擴散，或者使添加元素固溶於母相中。
在此，於熱處理步驟S02中，雖無特別限定熱處理方法，但為了抑制析出物之生成，較佳係以400℃以上900℃以下之保持溫度、1小時以上10小時以下之保持時間，並在非氧化性環境或者還原性環境中進行實施。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。
再者，為了粗加工之效率化與組織之均勻化，亦可在熱處理後實施熱加工。加工方法雖無特別限定，但例如，可採用壓延、拉線、壓出、溝壓延、鍛造、加壓等。另外，最終形狀為板、條的情況較佳係採用壓延。又，熱加工時之溫度雖無特別限定，但較佳係設為400℃以上900℃以下之範圍內。
(第1中間加工步驟S03)
接著，對熱處理步驟S02後之材料因應需要來進行切斷，並且為了去除氧化皮等而因應需要來進行表面研削。然後，進行塑性加工成特定的形狀。
另外，於此第1中間加工步驟S03中之溫度條件雖無特別限定，但較佳係設為成為冷或溫加工的-200℃至200℃之範圍內。又，加工率雖以近似最終形狀的方式適當選擇，但較佳係設為30%以上，更佳係設為35%以上，再更佳係設為40%以上。又，塑性加工方法雖無特別限定，但例如，可採用壓延、拉線、壓出、溝壓延、鍛造、加壓等。
(第1中間熱處理步驟S04)
在第1中間加工步驟S03後，將溶體化之徹底、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。
(第2中間加工步驟S05)
為了去除在第1中間熱處理步驟S04所生成的氧化皮等，而因應需要來進行表面研削。接著，進行塑性加工成特定的形狀。
另外，於此第2中間加工步驟S05中之溫度條件雖無特別限定，但較佳係設為成為冷或溫加工的-200℃至200℃之範圍內。又，加工率雖以近似最終形狀的方式適當選擇，但較佳係設為20%以上，更佳係設為30%以上。又，塑性加工方法雖無特別限定，但例如，可採用壓延、拉線、壓出、溝壓延、鍛造、加壓等。
(第2中間熱處理步驟S06)
在第2中間加工步驟S05後，將溶體化之徹底、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，於本實施形態中，在實施後述之最後加工步驟S07及最後加工熱處理步驟S08之前，為了控制結晶粒徑及均勻性，而必須重複進行上述之第2中間加工步驟S05及第2中間熱處理步驟S06。
具體而言，直至平均結晶粒徑d成為1μm以上，且結晶粒徑之標準偏差成為平均結晶粒徑d以下為止，重複進行上述之第2中間加工步驟S05及第2中間熱處理步驟S06。
在此，於最後加工步驟S07前，藉由將平均結晶粒徑設為1μm以上，而可提高最後加工熱處理步驟S08時的軟化溫度，可將熱處理條件設定成高溫、長時間，成為可提昇均勻延伸。另外，於最後加工步驟S07前之平均結晶粒徑，較佳為5μm~80μm，更佳為8μm~20μm。
又，在最後加工步驟S07之前，結晶粒徑之標準偏差設為平均結晶粒徑d以下的情況，由於可於最後加工步驟S07中均勻地賦予應變，因此可均勻地增強材料中之差排彼此的相互作用，而可使d σ t/d ε t確實地上昇。另外，於最後加工步驟S07前之平均結晶粒徑的標準偏差，在平均結晶粒徑d為80μm以下的情況，較理想為2d/3。更理想為d/2以下。
(最後加工步驟S07)
將第2中間熱處理步驟S06後的銅素材進行最後加工 成特定的形狀。另外，於此最後加工步驟S07中之溫度條件雖無特別限定，但為了析出，較佳係設為成為冷或溫加工的-200℃至200℃之範圍內。
又，最後加工步驟S07之加工率(壓延率)係設為50%以上，藉此而成為可提昇0.2%耐力。另外，為了進一步提昇0.2%耐力，更佳係將加工率(壓延率)設為55%以上，再更佳係設為60%以上。
(最後加工熱處理步驟S08)
接著，對於藉由最後加工步驟S07所得之銅素材，實施最後加工熱處理。最後加工熱處理溫度，較佳係以300℃以上進行，以在例如300℃的情況將保持時間設為1min以上，在500℃的情況將保持時間設為5sec以上為佳。又，較佳係在非氧化環境或者還原性環境中進行。
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60℃/min以上的方法。
另外，亦可重複實施複數次上述之最後加工步驟S07與最後加工熱處理步驟S08。
如此般地，可製作出本實施形態之電子/電氣機器用銅合金及電子/電氣機器用銅合金塑性加工材。此電子/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，實施膜厚0.1~10μm左右的Sn鍍敷，而作為附有鍍敷之銅合金構件。
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。
依據如上述般之構成的本實施形態之電子/電氣機器用銅合金，於拉伸試驗中，在將以真應力σ t與真應變ε t所定義的d σ t/d ε t(加工硬化率)設為縱軸，並將真應變ε t設為橫軸的情況，具有d σ t/d ε t之傾斜成為正的應變區域，在塑性變形後d σ t/d ε t會上昇，藉此而提昇均勻延伸，而彎曲加工性特別優異。
尤其，於本實施形態中，由於d σ t/d ε t之上昇量設為30MPa以上，因此可確實地提昇均勻延伸，而成為可進一步提昇彎曲加工性。
又，於本實施形態中，由於包含Mg為0.5mass%以上3.0mass%以下之範圍內，因此可具有高的0.2%耐力。
另外，於本實施形態中，在含有P為0.001mass%以上0.1mass%以下之範圍內的情況中，可不使導電率大幅降低，而提昇鑄造性。
又，於本實施形態中，在含有Sn為0.1mass%以上2.0mass%以下之範圍內的情況中，可不使導電率大幅降低，而更進一步謀求熱塑性之提昇。
進而，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合 金中，由於相對於壓延方向而於正交方向進行拉伸試驗時之0.2%耐力設為400MPa以上，導電率設為15% IACS以上，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。
又，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，依JCBA T315：2002「銅及銅合金板條之退火軟化特性試驗」，以各溫度進行1小時之熱處理時的半軟化溫度設為300℃以上，因此，可抑制於最後加工熱處理步驟S08中0.2%耐力降低一事。
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。
又，於表面施加Sn鍍敷之電子/電氣機器用銅合金塑性加工材中，可適用作為各種電子/電氣機器用零件之素材。
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，因此可靠性優異。
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、端子以及匯流排進行說明，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，並澆注於碳模而製作出鑄塊。另外，鑄塊之大小係設為厚度約80mm×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、1.0mm、2.0mm的方式，來裁切鑄塊而調整尺寸。
對於所得之鑄塊，為了均質化與溶體化，而於Ar氣體環境中，以表1所記載之保持溫度及保持時間實施熱處理步驟，其後，實施水淬火。
將熱處理後之材料進行切斷，並且為了去除氧化皮而 實施表面研削。
接著，作為第1中間加工步驟，在以表1所示之壓延率進行冷壓延之後，作為第1中間熱處理係使用鹽浴，以表1所示之溫度及保持時間進行熱處理。另外，於表1中，將第1中間加工步驟表記為「中間壓延1」，將第1中間熱處理步驟表記為「中間熱處理1」。
接著，作為第2中間加工步驟，在以表1所示之壓延率進行冷壓延之後，作為第2中間熱處理係使用鹽浴，以表1所示之溫度及保持時間進行熱處理。另外，於表1中，將第1次之第2中間加工步驟表記為「中間壓延2」，將第1次之第2中間熱處理步驟表記為「中間熱處理2」。
進而，作為第2次之第2中間加工步驟，在以表1所示之壓延率進行冷壓延之後，作為第2次之第2中間熱處理係使用鹽浴，以表1所示之溫度及保持時間進行熱處理。另外，於表1中，將第2次之第2中間加工步驟表記為「中間壓延3」，將第2次之第2中間熱處理步驟表記為「中間熱處理3」。
接著，測定最後加工步驟前之結晶粒徑。從第2次之第2中間熱處理步驟結束後的材料採取樣品，觀察與壓延方向正交的剖面，測定結晶粒徑之平均值及標準偏差。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.5.3)，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，進行各結晶粒之錯向(misorientation)的解析。藉由解析軟體OIM計算各測定點之CI值，結晶粒徑之解析係排除CI值為0.1以下者。結晶晶界，係二維剖面觀察的結果，將從相鄰的2個結晶間之配向錯向成為15°以上的測定點間，排除雙晶者作為結晶晶界而製成結晶晶界圖。結晶粒徑之測定方法，係將結晶粒之長徑(以途中不接觸晶界的條件，於粒內所能繪出之最長的直線之長度)與短徑(在與長徑直角交叉的方向，以途中不接觸晶界的條件，於粒內所能繪出最長的直線之長度)的平均值作為結晶粒徑。藉由此方法，針對各樣品進行200個結晶粒之測定，而算出結晶粒徑之平均值及標準偏差。將結果顯示於表2。
接著，對於第2次之第2中間熱處理步驟結束後的材料，以表2所示之壓延率實施最後加工壓延，而製作表2記載之板厚(厚度0.5mm、1.0mm、2.0mm)，寬150mm、長度200mm以上之壓延板。
接著，在Ar氣體環境中，以表2所記載之溫度與保持時間實施最後加工熱處理，而製成特性評估用條材。
(機械特性評估)
從最後加工熱處理前之材料及最後加工熱處理後的特性評估用條材，採取JIS Z 2201所規定之13B號試驗片，藉由JIS Z 2241之橫距法，測定0.2%耐力。此時，以應變速度0.7mm/s進行實施，試驗力及試驗片之變位的數據係在每0.01s取得。另外，試驗片係以使拉伸試驗之拉伸方向相對於特性評估用條材之壓延方向成為正交的方式採取。將測定結果顯示於表2。
又，由特性評估用條材之拉伸試驗的結果，評估真應力σ t及真應變ε t。將荷重設為F、將試驗片初期剖面積設為S0、將初期平行部長度設為L0、將試驗中之初期起之延伸設為△L。將荷重F除以試驗片初期剖面積S0者作為標稱應力σ n，將延伸△L除以初期平行部長度L0者作為標稱應變ε n。
相對於此，將考慮變形中之試驗片的剖面積之應力作為真應力σ t，將考慮變形中之平行部長度之應變作為真應變ε t，按照以下的式子來算出。
σt=σn(1+εn)
εt=1n(1+εn)
(d σt/d εt)
由如上述方式所得之真應力σ t及真應變ε t的數據計算d σ t/d ε t，將ε t設為橫軸，將d σ t/d ε t設為縱軸，而製作出第1圖所示之圖表。在此，將每0.01s之真應變ε t 的變位量定義為d ε t，並將每0.01s之真應力σ t的變化設為d σ t。將存在d σ t/d ε t上昇的區域者評估為「A」，將不存在者評估為「B」。將評估結果顯示於表2。
又，求出d σ t/d ε t之傾斜，求出當傾斜從正成為0時的d σ t/d ε t之值當中成為最大者作為極大值。又，求出在比極大值更小的真應變ε t之區域中且傾斜從負成為0時的d σ t/d ε t之值當中成為最小者作為極小值。將此極大值與極小值之差作為d σ t/d ε t之上昇量。將評估結果顯示於表2。
(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平行的方式採取。
將評估結果顯示於表2。
(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。
以使彎曲軸相對於壓延方向而成為平行的方式，從特性評估用條材採取複數個寬10mm×長度30mm之試驗片， 使用彎曲角度為90度，且彎曲半徑為各板厚的2倍之W型的治具，進行W彎曲試驗。將目視可確認到破裂的情況評估為「B」，將無觀察到破裂的情況評估為「A」。將評估結果顯示於表2。
Figure 105129152-A0202-12-0026-1
Figure 105129152-A0202-12-0027-2
比較例1，係Mg之含量為少於本發明之範圍，而0.2%耐力為低。
比較例2，雖為磷青銅，但由於耐熱性不充分，因此在最後加工處理後，0.2%耐力大幅降低。
比較例3，係Mg之含量為多於本發明之範圍，且在製造途中產生破裂，因而評估中斷。
比較例4，係不實施第2中間加工及第2中間熱處理，最後加工及最後加工熱處理前之結晶粒徑的標準偏差為超過平均結晶粒徑d，並無確認到d σ t/d ε t上昇的區域。因此，彎曲加工性不充分。
相對於此，於本發明例中，最後加工及最後加工熱處理前之平均結晶粒徑設為1μm以上，而結晶粒徑之標準偏差成為平均結晶粒徑d以下。並且，於最後加工熱處理後，確認到d σ t/d ε t上昇的區域，而彎曲加工性為良好。
基於以上內容，可確認依據本發明例，可提供彎曲加工性特別優異，並且具有高0.2%耐力的電子/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]
可提供彎曲加工性特別優異，並且具有高導電率的電子/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 (8)

  1. 一種電子/電氣機器用銅合金，其特徵為，包含Mg為0.5mass%以上3.0mass%以下之範圍內，剩餘部分由Cu及不可避免的雜質所構成，於拉伸試驗中，在將以真應力σt與真應變εt所定義的dσt/dεt設為縱軸，並將真應變εt設為橫軸的情況，具有前述dσt/dεt之傾斜成為正的應變區域。
  2. 如請求項1之電子/電氣機器用銅合金，其中，最後加工熱處理後的0.2%耐力為400MPa以上。
  3. 如請求項1或2之電子/電氣機器用銅合金，其中，前述dσt/dεt之上昇量係設為30MPa以上。
  4. 如請求項1或2之電子/電氣機器用銅合金，其係進一步包含P為0.001mass%以上0.1mass%以下之範圍內。
  5. 如請求項1或2之電子/電氣機器用銅合金，其係進一步包含Sn為0.1mass%以上2.0mass%以下之範圍內。
  6. 一種電子/電氣機器用零件，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. 一種端子，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。
  8. 一種匯流排，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。
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