TWI740842B - 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平行方向進行拉伸試驗時的強度TS、與0.2%耐力YS所算出的降伏比YS/TS為超過88%。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2016-069077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。又，在汽車的引擎室等之高溫環境下使用的連接器之端子等中亦要求有耐應力緩和特性。
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]日本專利第5045783號公報(B)
[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。
另外，發展小型化之電子/電氣機器用零件中，在製造尺寸較大的繼電器或大型端子之電子/電氣機器用零件的情況，以電子/電氣機器用零件的長度方向相對於銅合金壓延板之壓延方向而朝向平行方向的方式進行穿孔加工的情況居多。是故，於大型端子等中，係以相對於銅合金壓延板之壓延方向而彎曲之軸成為正交方向的方式施加彎曲加工。
最近，伴隨著電子/電氣機器之輕量化，而謀求使用於此等電子機器或電氣機器等之連接器等之端子、繼電器、引線框架等的電子/電氣機器用零件之薄型化。因此，於連接器等之端子中，為了確保接觸壓，而必須進行嚴格的彎曲加工，而比以往更加地要求彎曲加工性。
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、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。
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平行方向進行拉伸試驗時的強度TS、與0.2%耐力YS所算出之降伏比YS/TS為超過88%。
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，由相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TS、與0.2%耐力YS所算出的降伏比YS/TS成為超過88%，因此，0.2%耐力YS相對於強度TS相對地提高。因而，耐力-彎曲平衡提昇，相對於壓延方向而於平行方向之彎曲加工性優異。因此，如繼電器或大型端子般，即使在相對於銅合金壓延板之壓延方向而於平行方向進行彎曲加工，成形成複雜的形狀的情況，亦可抑制破裂等之發生。
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，較佳係平均結晶粒徑設為100μm以下。
調查結晶粒徑與降伏比YS/TS的關係之結果，得知藉由縮小結晶粒徑而可提昇降伏比YS/TS。並且，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，藉由將平均結晶粒徑抑制在100μm以下，而可使上述降伏比大幅提昇。
再者，於本發明之電子/電氣機器用銅合金中，較佳係殘留應力率在150℃、1000小時下為50%以上。
於此情況中，由於將應力緩和率如上述般地規定，因此即使在高溫環境下使用的情況亦可將永久變形抑制得較 小，例如可抑制連接器端子等之接觸壓的降低。因而，成為可適用作為在引擎室等之高溫環境下使用之電子機器用零件的素材。
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、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。
[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。
進而，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平行方向進行拉伸試驗時的強度TS、與0.2%耐力YS所算出的降伏比YS/TS為超過88%。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，相對於壓延之最終步驟的壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時之強度TS與0.2%耐力YS的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，平均結晶粒徑設為100μm以下。
進而，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，殘留應力率設為在150℃、1000小時下為50%以上。
在此，針對如上述般地規定成分組成、結晶粒徑、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，而不會使導電率大幅降低，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。另一方面，在Mg之含量為0.35mass%以上的情況，導電率會大幅降低，並且銅合金熔化液之黏性上昇，而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，為了進一步提昇強度及耐應力緩和特性，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，為了確實地抑制導電率之降低及鑄造性之降低，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，亦具有藉由與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，由於會使上述之含有Mg與P之結晶物粗大化，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之固溶所致之耐力、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。
(降伏比YS/TS：超過88%)
若由相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TS、與0.2%耐力YS所算出的降伏比YS/TS為超過 88%，則相對於強度TS 0.2%耐力相對提高。彎曲性係為破壞之問題，其與強度有較大關聯。因此，在相對於強度而0.2%耐力相對為高的情況，耐力-彎曲平衡會變高，而彎曲加工性優異。
在此，為了確實地提昇彎曲加工性，較佳係將上述降伏比YS/TS設為90%以上，更佳係設為91%以上，再更佳係設為92%以上。
(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。
(平均結晶粒徑：100μm以下)
於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，平均結晶粒徑設為100μm以下。由於若結晶粒徑變小，則降伏比YS/TS會提昇，因此藉由將平均結晶粒徑設為100μm以下，而可進一步提昇相對於壓延方向而於平行方向之降伏比YS/TS。
另外，平均結晶粒徑較佳係設為50μm以下，更佳係 設為30μm以下。
(殘留應力率：50%以上)
於本實施形態之電子機器用銅合金中，如上述般，殘留應力率設為在150℃、1000小時下為50%以上。
在此條件中之殘留應力率為高的情況，即使在高溫環境下使用的情況，亦可將永久變形抑制得較小，而可抑制接觸壓的降低。因而，本實施形態之電子機器用銅合金，係成為可適用作為在如汽車的引擎室周圍般的高溫環境下使用之端子。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殘留應力率設為在150℃、1000小時下為50%以上。
另外，殘留應力率，較佳係設為在150℃、1000小時下為60%以上，更佳係設為150℃、1000小時下為70%以上。
接著，針對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，由於在熔化液之凝固時，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。
(最後加工步驟S05)
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，為了藉由加工而充分地導入差排，達成加工硬化所致之強度提昇、進而，耐力之提昇所致之降伏比的上昇，較佳係將加工率設為35%以上。又，在謀求更進一步的強度與降伏比之提昇的情況，更佳係將加工率設為40%以上，再更佳係將加工率設為45%以上。
(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，則會因恢復、或者再結晶而使組織中之差排大幅減少，而耐力會大幅降低。亦即，由於降伏比YS/TS會降低，因此熱處理溫度較佳係設為800℃以下，更佳係設為700℃以下。又，在最後加工步驟S05中，為了使以高加工率進行加工時所導入的差排進行再配列，確實地恢復延展性，熱處理溫度較佳係設為250℃以上，更佳係設為300℃以上。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350℃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，由相對於壓延方向而於平行方向進行拉伸試驗時的強度TS、與0.2%耐力YS所算出的降伏比YS/TS成為超過88%，因此，耐力-彎曲平衡提昇，相對於壓延方向而於平行方向之彎曲加工性為優異。因此，如繼電器或大型 端子般，即使在相對於銅合金壓延板之壓延方向而於平行方向進行彎曲加工，成形成複雜的形狀的情況，亦可抑制破裂等之發生。
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，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，由於平均結晶粒徑設為100μm以下，因此可使降伏比YS/TS大幅提昇。
再者，於本實施形態之電子/電氣機器用銅合金中，由於殘留應力率設為在150℃、1000小時下為50%以上，因此即使在高溫環境下使用的情況亦可將永久變形抑制得較小，例如可抑制連接器端子等之接觸壓的降低。因而，成為可適用作為在引擎室等之高溫環境下使用之電子機器 用零件的素材。
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3係使用隔熱材(ISOWOOL)鑄模，本發明例23係使用碳鑄模，本發明例1~2、4~22、24~32、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平行的方向採取。接著，由所得之強度TS、0.2%耐力YS算出降伏比YS/TS。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0.3mm(R/t=0.6)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。
(平均結晶粒徑)
於各試料中，在將壓延面進行鏡面拋光之後進行蝕刻，利用光學顯微鏡，以使壓延方向成為照片之橫向的方式進行拍攝，並以500倍的視野(約700×500μm2)進行觀察。接著，對於結晶粒徑按照JIS H 0501之切斷法，於照片之縱向、橫向各描繪5條特定的長度之線段，計數完 全被切斷之結晶粒數，將其切斷長度之平均值作為平均結晶粒徑來算出。
又，在結晶粒徑微細達10μm以下的情況，係藉由SEM-EBSD(Electron Backscatter Diffraction Patterns)測定裝置，來測定平均結晶粒徑。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。其後，使用掃描型電子顯微鏡，於試料表面之測定範圍內的各個測定點(像素)照射電子束，藉由後方散射電子束繞射所進行之方位解析，將鄰接之測定點間的方位差成為15°以上的測定點間設為大傾角晶界，將15°以下設為小傾角晶界。使用大傾角晶界，製成結晶晶界圖，依據JIS H 0501之切斷法，對於結晶晶界圖，於縱向、橫向各描繪5條特定的長度之線段，計數完全被切斷之結晶粒數，將其切斷長度之平均值作為平均結晶粒徑來算出。
(耐應力緩和特性)
耐應力緩和特性試驗，係藉由依據日本伸銅協會技術標準JCBA-T309：2004之懸臂式的方法來負荷應力，並測定以150℃之溫度保持1000小時後之應力殘留率。將評估結果顯示於表3。
作為試驗方法，係從各特性評估用條材，相對於壓延方向而於平行的方向採取試驗片(寬10mm)，以使試驗片之表面最大應力成為耐力的80%的方式，將最初撓曲變 位設定為2mm，調整跨度。上述表面最大應力係以下述式決定。
表面最大應力(MPa)=1.5Etδ0/Ls 2但，E：楊氏率(Young's modulus；MPa)
t：試料之厚度(t=0.5mm)
δ0：初期撓曲變位(2mm)
Ls：跨度(mm)。
由以150℃之溫度，保持1000h後的彎曲習性，測定殘留應力率，而評估耐應力緩和特性。另外，殘留應力率係使用下述式來算出。
殘留應力率(%)=(1-δt/δ0)×100但，δt：以150℃，保持1000h後之永久撓曲變位(mm)-以常溫保持24h後之永久撓曲變位(mm)
δ0：初期撓曲變位(mm)。
Figure 105129156-A0202-12-0027-1
Figure 105129156-A0202-12-0028-2
Figure 105129156-A0202-12-0029-4
比較例1~2，係Mg之含量少於本發明之範圍，而0.2%耐力為低，強度不足。又，耐應力緩和特性 亦不充分。
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，係降伏比YS/TS為低，而彎曲加工性不充分。
相對於此，於本發明例中，可確認0.2%耐力、導電率、耐應力緩和特性、彎曲加工性優異。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，可提供導電性、強度、彎曲加工性、耐應力緩和特性、及鑄造性優異的電子/電氣機器用銅合金、電子/電氣機器用銅合金塑性加工材。
[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、0.29msss%以下之範圍內，且包含P為0.0005mass%以上未達0.01mass%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平行方向進行拉伸試驗時的強度TS、與0.2%耐力YS所算出的降伏比YS/TS為超過88%，前述不可避免的雜質中包含Ag、Zn及Sn，且Ag、Zn及Sn的總量未達500massppm，前述不可避免的雜質中包含Si、Cr、Ti、Zr、Fe及Co，且Si、Cr、Ti、Zr、Fe及Co的總量未達500massppm，前述不可避免的雜質之含量為0.1mass%以下，Mg之含量[Mg](mass%)與P之含量[P](mass%)係滿足[Mg]+20×[P]<0.46之關係式。
  2. 如請求項1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。
  3. 如請求項1或2之電子/電氣機器用銅合金，其中， 平均結晶粒徑係設為100μm以下。
  4. 如請求項1或2之電子/電氣機器用銅合金，其中，殘留應力率係在150℃、1000小時下為50%以上。
  5. 如請求項3之電子/電氣機器用銅合金，其中，殘留應力率係在150℃、1000小時下為50%以上。
  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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