WO2006093140A1 - 銅合金 - Google Patents

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WO2006093140A1
WO2006093140A1 PCT/JP2006/303738 JP2006303738W WO2006093140A1 WO 2006093140 A1 WO2006093140 A1 WO 2006093140A1 JP 2006303738 W JP2006303738 W JP 2006303738W WO 2006093140 A1 WO2006093140 A1 WO 2006093140A1
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WO
WIPO (PCT)
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precipitate
copper alloy
mass
precipitates
strength
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/303738
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kuniteru Mihara
Nobuyuki Tanaka
Tatsuhiko Eguchi
Kiyoshige Hirose
Original Assignee
The Furukawa Electric Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by The Furukawa Electric Co., Ltd. filed Critical The Furukawa Electric Co., Ltd.
Priority to EP06728554A priority Critical patent/EP1873266B1/en
Priority to CN200680006379.0A priority patent/CN101166840B/zh
Publication of WO2006093140A1 publication Critical patent/WO2006093140A1/ja
Priority to US11/846,074 priority patent/US20080047634A1/en
Priority to US13/083,874 priority patent/US20110186187A1/en

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to a copper alloy applied as a material for electrical and electronic equipment.
  • the tensile strength is 700 MPa or more and the bending strength is RZt ⁇ l. 0 (R is the bending radius, t Is a plate thickness), or the bending strength is 3 ⁇ 4 / t ⁇ 2.0 at a tensile strength of 800 MPa or more, more preferably, the bending strength is RZt ⁇ l.5 or 900 MPa or more at a tensile strength of 800 MPa or more. And RZt ⁇ 2.0.
  • the conventional copper alloy cannot be said to be a material that can withstand longer use due to an increase in the stress applied to the material and the high temperature of the usage environment. Under these circumstances, there is a need for further improvement in resistance to relaxation.
  • a copper alloy material that satisfies the stress relaxation rate of less than 20% at a temperature of 150 ° C is required in accordance with the EMAS-3003 standard of the Japan Electronic Materials Industries Association. Is done.
  • One is a heat treatment called solution treatment for the purpose of dissolving Ni and Si precipitated by hot rolling at a high temperature close to the melting point of the alloy (usually 700 ° C or higher) in the Cu matrix. is there.
  • the other is a so-called aging treatment in which heat treatment is performed at a temperature lower than the solution treatment temperature, and is performed for the purpose of precipitating Ni and Si dissolved at high temperatures as precipitates. This is a method of strengthening the alloy using the difference in concentration of Ni and Si in Cu at high and low temperatures.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11 43731
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-82425
  • the object of the present invention is to have a high bending workability, excellent tensile strength, electrical conductivity and stress relaxation resistance, and to balance the characteristics according to the application. It is an object of the present invention to provide a copper alloy that is easy to use and suitable for lead frames, connectors, terminal materials, etc. for electrical and electronic equipment, particularly connectors, terminal materials, relays, switches, etc. for automobiles.
  • the present inventors conducted research on copper alloys suitable for electrical and electronic component applications, and characterized alloy characteristics, Ni—Si precipitates in the structure of copper alloys, and the grain sizes of other precipitates. Furthermore, paying attention to the relationship between the distribution density ratio and the suppression of crystal grain coarsening, as a result of various studies, it has excellent tensile strength, bending workability, conductivity, and stress relaxation resistance. As a result, the copper alloy of the present invention capable of forming a superior material was completed.
  • Precipitate consisting of Ni, Si and Cr
  • Precipitation consisting of Yl, Ni, Si and Co Y2
  • Precipitation Y3 consisting of Ni, Si and Zr
  • Precipitation consisting of Ni, Si and B force Z Force Group force
  • the remainder is made of Cu and unavoidable impurities, Ni and Si precipitate X, B, Al, As, Hf, Zr, Cr ⁇ Ti, C, Fe ⁇ P, In, Sb ⁇ Mn, Ta ⁇ Group force consisting of V, S ⁇ 0, N, Misch metal (MM), Co and Be, and a precipitate Y consisting of Ni and S, and the grain size of the precipitate Y is 0.
  • the remainder is made of Cu and unavoidable impurities, Ni and Si precipitate X, B, Al, As, Hf, Zr, Cr ⁇ Ti, C, Fe ⁇ P, In, Sb ⁇ Mn, Ta ⁇ V, S Y 0, N, misch metal (MM), at least two selected group forces consisting of Co and Be, and precipitate Y composed of Ni or Si, and the grain size of the precipitate Y is 0 .
  • Copper alloy characterized by being 01-2m,
  • the remainder is made of Cu and unavoidable impurities, Ni and Si precipitate X, B, Al, As, Hf, Zr, Cr ⁇ Ti, C, Fe ⁇ P, In, Sb ⁇ Mn, Ta ⁇ Group force consisting of V, S ⁇ 0, N, Misch metal (MM), Co, and Be
  • a precipitate Y with at least three selected forces, and the grain size of the precipitate Y is 0.01-2.
  • a copper alloy characterized by m
  • the melting point of the precipitate Y is higher than the solution treatment temperature, (6) the copper alloy according to any one of
  • the number of precipitates X per lmm 2 is 20 to 200,000 times the number of precipitates Y per lmm 2 Described copper alloys
  • the number of the precipitates X is 10 8 to 10 12 per lmm 2
  • the number of the precipitates Y is 10 4 to 1 mm 2 : L0 8 (1) to (8) any one of the copper alloys described in one,
  • the copper alloy composition may further include at least one selected from Sn 0.1 to 1.0 mass%, Zn 0.1 to 1.0 mass%, and Mg 0.05 to 0.5 mass%.
  • the copper alloy of the present invention achieves both high tensile strength and bending workability (RZt) without impairing electrical conductivity, and this has a great impact on the reliability of connectors and terminal materials.
  • the stress relaxation resistance is further improved. Compared with the same tensile strength, the bending calorie and the stress relaxation resistance are superior.
  • This copper alloy is a copper alloy suitable for electrical and electronic equipment applications that are downsized and require higher characteristics. In addition to the above, the copper alloy of the present invention is excellent in other characteristics such as springiness.
  • the copper alloy of the present invention is a high-performance copper alloy that is inexpensive, maintains high conductivity, has excellent bending workability, and has other characteristics, and is suitable for electrical 'electronic equipment, for example, automotive terminals'. It is suitable for electronic parts such as connectors, relays and switches.
  • the present invention controls the particle size of the copper alloy precipitates. Specifically, two viewpoints can realize this as a method of controlling the particle size.
  • the first is realized by using an element that does not increase the crystal grain size during the solution treatment.
  • Ni and Si and a, Ni and ⁇ and j8, Si and ⁇ and j8, ⁇ and j8 and ⁇ (where ⁇ , ⁇ , and ⁇ are other than Ni and Si)
  • the precipitate consisting of the element is not solid-dissolved in the Cu matrix even at high solution treatment temperatures, and is present in and within the Cu matrix and suppresses the growth of the matrix crystals. Demonstrate the effects.
  • the second is realized by using an element as a nucleus when performing the initial recrystallization during the solution treatment.
  • Intermetallic compounds that are precipitates of Ni and Si and a, Ni and ⁇ and j8, Si and ⁇ and j8, ⁇ and j8 and ⁇ (where ⁇ , ⁇ , and ⁇ are elements other than Ni and Si) Becomes a nucleation site for recrystallization at the solution treatment temperature, and more crystal grains are formed (nucleation) than when not added. If a large number of crystal grains are formed, they can interfere with each other during grain growth and suppress the grain growth. As for the effect of this recrystallization nucleation site, the case of multi-system precipitates is preferred.
  • the “precipitate” is meant to include intermetallic compounds, carbides, oxides, sulfides, nitrides, compounds (solid solutions), elemental metals, and the like.
  • the above precipitate does not dissolve in the Cu matrix even during the solution treatment. That is, it is required to be a precipitate having a melting point higher than the solution temperature. If the precipitate has a melting point higher than the solution treatment temperature, it is not limited to the above-mentioned precipitate group, and it prevents grain coarsening during the solution treatment, or serves as a nucleation site for recrystallization. If it has the effect of forming a large number of crystal grains (nucleating).
  • the copper alloy of the present invention is a high-performance copper alloy that is inexpensive, excellent in bending workability while maintaining high conductivity, and good in other characteristics, and is used for electrical 'electronic equipment, for example, in-vehicle terminal' connectors or It is suitable for electronic parts such as relays and switches.
  • the particle size of the precipitate X consisting of Ni and Si is preferably 0.001-0.l ⁇ m, more preferably 0.003 to 0.05 ⁇ m, and even more preferably 0.005 to 0.02 / zm. It is. The reason is that / J, too much, does not improve the strength, and if it is too large, the bending workability is lowered.
  • the precipitate Y3 becomes a solution treatment that is a heat treatment at high temperature.
  • Ni—Si precipitate X has a greater effect of making crystal grains finer.
  • precipitate Y1 and precipitate Y2 have a large effect.
  • This effect shows the effect of improving the bending workability.
  • the solution solution treatment can be performed at a temperature higher than the conventional solution treatment temperature, the amount of solid solution in the copper alloy is increased and the amount of precipitation is increased during the aging treatment to increase the tensile strength and stress relaxation resistance. It will contribute to the improvement of In particular, when the melting point of the precipitate Y is higher than the melting point of the precipitate X, the effect is further enhanced.
  • the melting point of the precipitate X is preferably 650 to 1050 ° C.
  • the melting point of the precipitate Y is preferably higher than the melting point of the precipitate X and not higher than 1100 ° C.
  • the grain size of the precipitate Y is preferably 0.01 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.05 to 0.5 m, and most preferably 0.05 to 0.13 m. The reason is that if it is too small, the effect of suppressing the grain growth and the effect of increasing the nucleation site is exerted, and if it is too large, the bending workability is lowered.
  • the particle size of the precipitate Y is preferably larger than the particle size of the precipitate X.
  • the particle size ratio of YZX is preferably more than 1 and 2000 or less, more preferably 5 to 500.
  • Ni and Si are elements formed for the purpose of improving the strength of the copper alloy by forming Ni-Si precipitates by controlling the addition ratio of Ni and Si to enhance the strength of the copper alloy.
  • the amount is 2.0 to 5.0% by weight, preferably 2.1 to 4.6% by weight.
  • RZt ⁇ l.5 In order to satisfy the tensile strength of 800 MPa and bending workability RZt ⁇ l.5, or the tensile strength of 900 MPa and higher and bending force strength 3 ⁇ 4Zt 2, 3.5 to 4.6% by mass is required. Is preferred. This is because when the Ni content is small, the precipitation hardening strength S is small and the strength is insufficient, and when it is too large, the conductivity is remarkably lowered.
  • the addition amount of Si is 0.3 to 1.5 wt%, preferably 0.5 to 1.1 mass 0/0, more preferably 0.8 to 1.1 wt%.
  • each content of each element of 0.005 to 1.0 mass 0/0, preferably from 0.007 to 0.5 mass 0/0, more preferably 0.1 01-0. 1% by weight, . If the amount of these elements added is too large, coarse crystals will form during melting and casting, causing problems in the quality of the lump.
  • the effect is to control the crystal grain size by suppressing the coarsening of the crystal grain size during the solution treatment, but does not greatly contribute to precipitation strengthening.
  • the addition amount is preferably 0.005-1.0% by mass, and more preferably 0.1-0.3% by mass. If the amount of these elements added is too large, a coarse crystallized product is formed during melting and casting, causing problems in the quality of the lumps.
  • B forms precipitates together with the main constituent elements Ni and Si.
  • the effect is an element that suppresses the coarsening of the crystal grain size during the solution treatment like Cr, Co, and Zr, and does not bear precipitation strengthening.
  • the addition amount is preferably 0.005-0. 1% by mass, more preferably 0.01-0.07% by mass. If this amount is too large, coarse crystals will form during melting and casting, causing problems in the quality of the lumps.
  • Zn is an element that is a solid solution in the matrix phase. By adding Zn, the solder brittleness is remarkably improved, so the addition amount is preferably 0.1 to 1.0% by mass.
  • the main applications of this alloy are electrical and electronic equipment and terminal parts for automotive parts, connectors, relays, switches, and other electronic parts. Most of these are joined using solder. Improvement is one of the key elemental technologies.
  • the melting point of the alloy is lowered by the addition of Zn, the formation state of precipitates composed of Ni and B forces and precipitates composed of Mn and P can be controlled. Since both the precipitates are formed during solidification, the grain size increases when the solidification temperature of the alloy is high, and the effect of suppressing the coarsening of the crystal grain size and forming the nucleation site of the crystal grain is effective. Less contribution .
  • the lower limit of Zn is 0.1% by mass, which is the minimum required amount to improve solder embrittlement, and the upper limit is 1.0% by mass. This is because
  • Additives of Sn and Mg are also preferable elements for their use. Addition of Sn and Mg has the effect of improving the creep resistance, which is particularly important for these electronic device terminals and connectors. This is also called stress relaxation resistance, and is an important characteristic that bears the reliability of the terminal 'connector. When Sn and Mg are added individually, the creep resistance can be improved, but can be further improved by the synergistic effect of using both in combination.
  • the lower limit of Sn is set to 0.1% by mass, which is the minimum necessary amount to improve the creep resistance.
  • the upper limit is set to 1% by mass, because if it is added beyond that, the conductivity will deteriorate. is there.
  • the lower limit of Mg is set to 0.05 mass% because if it is less than 0.05 mass%, no effect on the creep resistance is obtained, and if it exceeds 0.5 mass%, the effect is saturated. If Mg exceeds 0.5% by mass, hot workability at a particularly high temperature may be lowered depending on the composition.
  • Sn and Mg have the effect of promoting the formation of precipitates that are also Ni and S. It is important to add an optimum amount of these elements in order to contribute as nucleation sites of the fine precipitates.
  • Number per lmm 2 at any cross-section of the inner copper alloy precipitates X is, be present 20 to 2000 times the number per lmm 2 corresponding precipitates Y are preferred.
  • the reason for this is that, among these characteristics, it is a force that can particularly improve the bending workability, and a sufficient strength can be obtained. More preferably, it is 100 to 1500 times.
  • the number of precipitates X is preferably 10 8 to 10 12 per lmm 2 .
  • the number of corresponding precipitates Y is preferably 10 4 to 10 8 per lmm 2 .
  • the reason for this is that the bending workability can be particularly improved. If the number of the precipitates is too small, the required strength may not be obtained. Because of this.
  • the number of precipitates X is 5 ⁇ 10 9 to 6 ⁇ 10 11 per lmm 2 .
  • Also against The number of corresponding precipitates Y is 10 4 to 4 X 10 7 per 1 mm 2 .
  • the effect of the above precipitate becomes more prominent as the amount of Ni and Si increases.
  • a tensile strength of 800 MPa or more and RZt ⁇ 2.0, or 7 OOMPa or more and RZt ⁇ l. 0 can be realized.
  • a tensile strength of 800 MPa or more and a bending cache property of RZt 1.5 or 900 MPa and RZt 2 can be realized.
  • the Japan Electronic Materials Manufacturers Association standard (EMAS-3003) cantilever block type is adopted, and the maximum surface stress is 80% yield strength (80% YS, 0.2% resistance to resistance).
  • This stress relaxation rate is preferably less than 20%, more preferably less than 18%, and even more preferably 1 It can be a copper alloy of 5% or less.
  • the number of precipitates is an average value per unit area.
  • the crystal grain size (average of the minor axis and the major axis) of the copper alloy may be 20 ⁇ m or less, preferably 10. O / zm or less. 10. If O / z m is exceeded, the tensile strength is 720 MPa or more and bending workability RZt 2 cannot be obtained. More preferably, it is 8.5 m or less. The lower limit should be 0.5 m or more.
  • the crystal grain size is 2 in a direction perpendicular to the direction parallel to the final cold rolling direction in a cross section parallel to the thickness direction of the plate and parallel to the final cold rolling direction (final plastic working direction).
  • the crystal grain size was measured in the direction, and the larger measured value was taken as the major axis and the smaller one was taken as the minor axis, and the average value of the four values of each major axis and minor axis was rounded to an integer multiple of 0.005 mm.
  • a copper alloy having the desired component composition is melted and cast, and the ingot is hot-rolled.
  • the lumps are heated at a heating rate of 20 to 200 ° CZ, and after 850 to 1050 ° C X O. for 5 to 5 hours, hot rolling is performed.
  • the end temperature of hot rolling is 300 to 700 ° C, and then it is rapidly cooled. This produces precipitate X and precipitate Y corresponding to the component composition.
  • solution treatment, annealing, and cold rolling are combined to obtain a desired plate thickness.
  • the purpose of the solution treatment is to re-crystallize Ni and Si precipitated during hot working and recrystallize at the same time. As a result, the amount of solid solution can be increased and accumulated processing strain can be removed, and basic processing can be performed to improve strength and bending workability.
  • Temperature of the solution treatment The amount is adjusted according to the amount of added Ni. In a preferred embodiment, the amount of Ni is 2.0% by mass or more and less than 2.5% by mass is 600 to 820 ° C, 2.5% by mass or more and less than 3.0% by mass. 800-970 is 700 to 870 ° C, 3. 0 mass% or more 3. less than 5 wt% is 750 ⁇ 920 ° C, is 4. less than 0 mass 0/0 5% by mass or more 3..
  • C, 4.5% by mass or more and less than 5.0% by mass shall be 920 to 1050 ° C.
  • the solution treatment can be performed at a higher temperature, so that the amount of solid solution increases and the strength is increased. Obtainable.
  • the size of precipitates (Y, etc.) can be changed by changing the solution treatment conditions, that is, by appropriately selecting the solution treatment temperature. For example, if you want to increase the size of the precipitate Y1, use a higher solution treatment temperature (temperature 50 degrees higher than the standard), and conversely if you want to reduce the size, lower solution treatment temperature (50 degrees higher than the standard). Select a lower temperature and perform heat treatment.
  • the density also changes at the same time. The larger the size, the lower the density. Conversely, the smaller the size, the higher the density.
  • the tensile strength of the copper alloy has a high strength of 800 MPa or more, the effect of improving bending workability and, in some cases, stress relaxation resistance, is clearly maintained while maintaining high electrical conductivity. The same improvement even when the tensile strength is less than 800 MPa Has an effect.
  • the copper alloy which concerns on this invention is excellent also in other characteristics, such as a spring property.
  • Ni, Si, Cr, and other elements are included in the amounts shown in Table 1 and the remainder is alloyed with Cu and inevitable impurities, which is melted in a high-frequency melting furnace and formed at a cooling rate of 10 to 30 ° CZ seconds.
  • a lump having a thickness of 30 mm, a width of 100 mm, and a length of 150 mm was obtained.
  • the plate material was subjected to solution treatment.
  • a solution treatment temperature according to paragraph [0026] was selected.
  • the solution temperature temperature higher by 50 degrees than the standard.
  • the solution temperature temperature higher by 50 degrees than the standard.
  • the heat treatment was performed by selecting the treatment temperature (temperature 50 degrees lower than the standard).
  • the density also changed at the same time. The larger the size, the lower the density. Conversely, the smaller the size, the higher the density.
  • the electrical resistivity was calculated by measuring the specific resistance by the four probe method in a constant temperature chamber maintained at 20 ° C ( ⁇ 0.5 ° C). The distance between terminals was 100 mm.
  • the photograph was taken at three arbitrary locations at 5000x and 100000x with a transmission electron microscope with an acceleration voltage of 300kV.
  • the particle size and density of the precipitate were measured above.
  • the particle size and density of the precipitates were measured with the incident direction of the electron beam as [001].
  • the crystal grain size was measured based on JIS H 0501 (cutting method). In the cross section parallel to the thickness direction of the plate and parallel to the final cold rolling direction (final plastic working direction), the crystal grain size was measured in two directions, a direction perpendicular to the direction parallel to the final cold rolling direction. The larger measured value was taken as the major axis and the smaller one was taken as the minor axis, and the average of the four values of each major axis and minor axis was rounded to an integer multiple of 0.05 mm.
  • the sample of the present invention has excellent properties in both strength and bending workability.
  • Comparative Examples 100, 101, 102, and 103 have a bending workability that is higher than that of Examples having the same degree of strength because the grain size of the precipitate Y1 is outside the range defined in the present invention. Inferior, it was a key that could not achieve both strength and bending strength.
  • RZt bending workability
  • the copper alloy according to this example is suitable for a material such as a lead frame. Note that the copper alloy of this example is also excellent in characteristics such as springiness.
  • Example 2 For the copper alloy consisting of the elements shown in Table 3 and the balance consisting of Cu and inevitable impurities, the same test as in Example 1 was carried out except that the precipitate Y2 was measured instead of the precipitate Y1 !, The results are shown in Table 4. The manufacturing method and measurement method are the same as in Example 1.
  • the present invention has excellent properties in both strength and bending workability.
  • Comparative Examples 105, 106, 107, and 108 are inferior in bending workability compared to Examples having the same degree of strength because the grain size of the precipitate Y2 is outside the range specified in the present invention. Therefore, it was impossible to achieve both strength and bending strength.
  • bending workability RZt
  • the copper alloy according to this example is suitable for a material such as a lead frame.
  • the copper alloy of a present Example is excellent also in characteristics, such as a spring property.
  • Example 5 For the copper alloy consisting of the elements shown in Table 5 and the balance consisting of Cu and inevitable impurities, the same test as in Example 1 was conducted except that the precipitate Y3 was measured instead of the precipitate Y1, and the results are shown in Table 5. It was written in 6. The manufacturing method and measurement method are the same as in Example 1.
  • the present invention has excellent properties in both strength and bending workability.
  • the grain size of the precipitate Y3 is within the range specified by the present invention. Therefore, it was inferior in bending workability as compared with Examples having the same level of strength, and was unable to achieve both strength and bending strength.
  • the copper alloy according to this example is suitable for a material such as a lead frame.
  • the copper alloy of a present Example is excellent also in characteristics, such as a spring property.
  • Example 7 For the copper alloy consisting of the elements shown in Table 7 and the balance consisting of Cu and inevitable impurities, the same test as in Example 1 was conducted except that the precipitate Z was measured instead of the precipitate Y1, and the results were obtained. This is shown in Table 8. The manufacturing method and measurement method are the same as in Example 1.
  • the present invention has excellent properties in both strength and bending workability.
  • Comparative Examples 113, 114, 115, and 116 are inferior in bending workability compared to Examples having the same degree of strength because the grain size of the precipitate Z is outside the range defined in the present invention.
  • the strength and bending strength were not compatible.
  • the copper alloy according to this example is suitable for a material such as a lead frame.
  • the copper alloy of a present Example is excellent also in characteristics, such as a spring property.
  • Example 10 Test similar to Example 1 except that the amount of elements shown in Table 9 and the balance of copper alloy consisting of Cu and inevitable impurities were measured for precipitate Y2, ⁇ 3 or ⁇ instead of precipitate Y1 The results are shown in Table 10. The manufacturing method and measurement method are the same as in Example 1.
  • the present invention has excellent properties in both strength and bending workability. ⁇ It comparison f column 117, 118, 119, 120, 121, 122 ⁇ , precipitate Yl, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ grain size force S Since it is outside the range specified in the present invention, the same strength It was inferior to the bending caloe property compared with the example which has this, and it was the force which could not balance strength and bending strength property. Thus, by controlling the particle size of the precipitate Y1, etc., it is possible to improve the bending workability (RZt) while maintaining high strength. Therefore, it can be said that the copper alloy according to this example is suitable for a material such as a lead frame. In addition, the copper alloy of a present Example is excellent also in characteristics, such as a spring property.
  • the stress relaxation resistance that greatly affects the reliability of the connector and the terminal material can be controlled by the precipitated particle size Y.
  • the copper alloys of the following examples are particularly suitable as connectors and terminal materials, but can also be applied to other uses such as lead frame materials.
  • Tests were performed in the same manner as in Example 1 with respect to Ni, Si, and predetermined amounts of elements shown in Table 11, and copper alloy consisting of Cu and inevitable impurities as the balance.
  • Ni the amount of Si
  • the present invention examples 1-6 the Ni 4. 0% by mass
  • Si was 0.95% by mass
  • other examples of the present invention and comparative examples had Ni of 3.8% by mass and Si of 0.86% by mass.
  • the production method and measurement method of the test material were the same as in Example 1.
  • the stress relaxation resistance was evaluated by the following method.
  • a 150 ° C constant temperature bath that uses a cantilever block type of the Japan Electronic Materials Industry Standard (EMAS -3003) and sets the load stress so that the maximum surface stress is 80% YS (0.2% resistance).
  • the stress relaxation rate (SR R) was obtained by holding for 1000 hours. When the stress relaxation rate is less than 20%, the stress relaxation resistance is “good”, and when the stress relaxation rate is 20% or more, “bad”.
  • GW and BW in the table are the specimens collected in parallel with the rolling direction, and the bending with the bending axis perpendicular to the rolling direction is called GW.
  • BW where the bending axis of the specimen is parallel to the rolling direction is called BW. That is, GW means that the length direction of the test piece is parallel to the rolling direction, and BW means that the length direction of the test piece is perpendicular to the rolling direction.
  • the sample of the present invention has excellent properties in strength, conductivity, bending workability, and stress relaxation resistance.
  • the stress relaxation resistance can be controlled by the size of the precipitated grain size Y, and the stress relaxation rate can be less than 20%.
  • Comparative Examples 1-4 the precipitate Y was small, so that the bending workability and the stress relaxation resistance were inferior. Since Comparative Example 1-5 had a small precipitate Y, the stress relaxation resistance was inferior. Comparative Example 16 was inferior in stress relaxation resistance because the precipitate Y was small.
  • Example 2 The same test as in Example 1 was performed on Ni Si, a predetermined amount of elements shown in Table 12, and a copper alloy consisting of Cu and inevitable impurities as the balance.
  • the amount of Ni Si is 3.5% by mass for Ni in Invention Examples 2-4 and 2-11, 0.8 % by mass for Si, and 2% for Inventive Example 2-2 by 4.0% by mass for Ni. 0.95% by mass, other examples of the present invention and comparative examples are 3.8% by mass of Ni and 0.86% by mass of Si. %.
  • the production method and measurement method were also the same as in Example 1.
  • the stress relaxation resistance was evaluated in the same manner as in Example 6.
  • the present invention has excellent properties in terms of strength, conductivity, bending workability, and stress relaxation resistance.
  • a stress relaxation rate of 14% or less was achieved while maintaining excellent strength, conductivity, and bending workability. Therefore, it can be said that the copper alloy according to this example is suitable for a connector, a terminal material, and the like.
  • the copper alloy of a present Example is excellent also in characteristics, such as a spring property.
  • the stress relaxation rate was 21% or more in all cases.
  • Example 1 The same tests as in Example 1 were performed on Ni, Si, and predetermined amounts of elements shown in Table 13 and the copper alloy consisting of Cu and inevitable impurities as the balance.
  • Ni the amount of Si, the present invention Examples 3-4 and 3-11 3.5 mass 0/0, Si and 0.8 mass 0/0 Ni
  • the present invention Examples 3-8 and 3- 15 Ni was 4.0% by mass
  • Si was 0.95% by mass
  • Ni 3.8% by mass
  • the production method and measurement method were also the same as in Example 1.
  • the stress relaxation resistance was evaluated by the same method as in Example 6.
  • the present invention has excellent properties in terms of strength, conductivity, bending workability, and stress relaxation resistance.
  • a stress relaxation rate of 15% or less was achieved while maintaining excellent strength, bending workability, and conductivity. Therefore, it can be said that the copper alloy according to this example is suitable for a connector, a terminal material, and the like.
  • the copper alloy of a present Example is excellent also in characteristics, such as a spring property.
  • the stress relaxation rate was 21% or more in all cases.
  • Example 1 The same test as in Example 1 was performed on Ni, Si, and a copper alloy containing predetermined amounts of elements shown in Table 14 and the balance being Cu and inevitable impurity power.
  • the amounts of Ni and Si were 3.5% by mass for Ni in Invention Examples 4-1 and 44, 0.8% by mass for Si, and 4.0% by mass for Ni in Invention Examples 4 2 and 49.
  • Si was 0.95% by mass, and other examples of the present invention and comparative examples had Ni of 3.8% by mass and Si of 0.86% by mass.
  • the production method and measurement method were also the same as in Example 1.
  • the stress relaxation resistance was evaluated by the same method as in Example 6.
  • the present invention has excellent properties in terms of strength, conductivity, bending workability, and stress relaxation resistance.
  • the copper alloy according to this example is suitable for a connector, a terminal material, and the like.
  • the copper alloy of a present Example is excellent also in characteristics, such as a spring property.
  • the stress relaxation rate was 21% or more in all cases.
  • the copper alloy of the present invention is suitably applied to a lead frame, a connector, a terminal material, etc. as a material for electrical / electronic equipment, for example, a connector / terminal material, a relay, a switch, etc. Copper alloy.

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Abstract

 Ni及び/又はSiを含み、B、Al、As、Hf、Zr、Cr、Ti、C、Fe、P、In、Sb、Mn、Ta、V、S、O、N、ミッシュメタル(MM)、Co、Beの少なくとも1つ以上を含み、残部がCuと不可避不純物からなる銅合金において、Ni及びSiからなる析出物Xと、B、Al、As、Hf、Zr、Cr、Ti、C、Fe、P、In、Sb、Mn、Ta、V、S、O、N、ミッシュメタル(MM)、Co、Beの少なくとも1つ以上とNi及び/又はSiとからなる析出物Yを有し、前記析出物Yの粒径が0.01~2μmである銅合金。  

Description

明 細 書
銅合金
技術分野
[0001] 本発明は、電気'電子機器用材料として適用される銅合金に関する。
背景技術
[0002] 従来、一般的に電気 ·電子機器用材料としては、鉄系材料の他、電気伝導性およ び熱伝導性に優れるリン青銅、丹銅、黄銅等の銅系材料も広く用いられている。 近年,電気'電子機器の小型化、軽量化、さらにこれに伴う部品高密度実装化に対 する要求が高まり、これらに適用される銅系材料にも種々の特性についてより高水準 のレベルが求められている。この主な特性としては、機械的性質、導電性、耐応力緩 和性、曲げ加工性、ばね性などが挙げられる。その中でも近年の部品小型化の要求 を満足するため、耐応力緩和性、引張強度および、曲げ加工性の向上がとりわけ要 求されている。特に電子部品の小型化により、そのリードフレーム材等には、引張強 度、曲げ加工性が、さらにコネクタ、端子材料等には引張強度等の他、耐応力緩和 性が要求される。
[0003] この材料に対する要求は部品の用途、種類、形状等によって少しずつ異なる力 具 体的には引張強度は 700MPa以上で曲げカ卩ェ性が RZt≤l. 0 (Rは曲げ半径、 t は板厚)、あるいは引張強度 800MPa以上で曲げ力卩ェ性力 ¾/t≤2. 0、より好まし くは、引張強度 800MPa以上で曲げカ卩ェ性が RZt< l. 5もしくは 900MPa以上で かつ RZt< 2. 0であることが要求される。
また、部品の小型化に伴い、材料の薄肉化は避けられない。このため材料に負荷さ れる応力の増大、使用環境の高温ィ匕などにより従来の銅合金では、より長時間の使 用に耐え得る材料であるとは言えない。このような状況下、耐応カ緩和性は一層の向 上が求められている。最低限の耐応力緩和性として、日本電子材料工業会標準規格 の EMAS— 3003に準拠した値で、 150°Cの温度条件下で応力緩和率が 20%未満 の条件を満たす銅合金材料が要求される。
これらの要求特性はリン青銅、丹銅、黄銅などの市販量産合金では満足できない 水準であった。そこで従来、母相の銅と原子半径の大きく異なる Snや Znを Cu中に 固溶させて、それに圧延や引き抜き加工などの冷間加工を加えることにより強度を向 上させている。この方法では高い冷間加工率を加えることにより高強度な材料を得る ことができるが、高い冷間加工率 (一般的に 50%以上)をカ卩えたものは曲げカ卩ェ性が 著しく悪くなることが知られている。一般的にこの方法は固溶強化と加工強化の組み 合わせであると言える。
[0004] これに代わる強化法として材料中にナノメートル ·オーダーの析出物を形成させて 強化する析出強化法 (析出硬化法)がある。この強化方法は強度が高くなることに加 えて、導電率を同時に向上させるメリットがあるため、多くの合金系で行われてきた。 その中で、 Cu中に Niと Siをカ卩えてその Niと Siから構成される析出物を形成させて 強化させたコルソン合金と呼ばれる合金は、多くの析出型合金の中ではその強化す る能力が非常に高ぐいくつかの巿販合金(例えば、 CDA(Copper Development Association)登録合金である CDA70250)として用いられて!/、る。この一般に析 出強化される合金が端子'コネクタ材に用いられる場合、その製造工程に、次の 2つ の重要な熱処理を取り入れて製造されている。 1つは溶体化処理と呼ばれる、合金 の融点に近い高温 (通常は 700°C以上)にて铸造ゃ熱間圧延で析出した Niと Siを C u母相に固溶させる目的で行う熱処理である。もう 1つは溶体化処理温度より低い温 度で熱処理するいわゆる時効処理で、高温で固溶した Niと Siを析出物として析出さ せる目的で行う熱処理である。これは、高い温度と低い温度で Niと Siが Cuに固溶す る濃度の差を使って合金を強化する方法である。
[0005] 電気'電子機器用途のコルソン合金として、析出物の粒径を規定した例がある(例 えば、特許文献 1参照)。しかし、この析出型合金では、溶体化処理時に結晶粒径が 粗大化し、時効処理の時には一般的に再結晶を伴わないため、溶体化処理時の結 晶粒径がそのまま製品の結晶粒径になる問題がある。添加される Niや Si量が多くな ればそれだけ高温での溶体化処理が必要なため、結晶粒径は短時間の熱処理で粗 大化する傾向になる。結晶粒が粗大化することにより曲げ加工性が著しく低下する問 題が発生する。
また、銅合金の曲げ加工性を向上させる方法として、 Ni— Si析出物を利用せず、 Mn, Ni, Pを添加し、相互に反応させて化合物を析出させる方法がある(例えば、特 許文献 2参照)。しかし、この合金では引張強度がせいぜい 640MPa程度であり、近 年の部品小型化による高強度への要求を満たすには充分でなくなつている。また、こ の銅合金に Siを添加しても、 Ni— P析出物が減少して強度と導電率が共に低下して しまう。また Siおよび Pが過剰となり熱間加工時に割れが生じる問題が発生する。 以上のように、引張強度が高くなる程曲げ加工性を維持することは困難である。そ のため、引張強度、曲げ加工性、導電性、及び耐応力緩和性を高度に併立ないしは ノ ランスさせて、かつ用途に応じて制御しうる銅合金の開発が望まれて 、る。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、下記の記載力もより明らかになるであろう
[0006] 特許文献 1 :特開平 11 43731号公報
特許文献 2:特開 2003— 82425号公報
発明の開示
[0007] 上記のような問題点に鑑み、本発明の目的は、高い曲げ加工性、優れた引張強度 、導電性および耐応力緩和性を有し、かつ用途などに応じた特性のバランスをとるこ とが容易で、電気 ·電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、特に自動車車 載用などのコネクタや端子材、リレー、スィッチなどに適した銅合金を提供することに ある。
[0008] 本発明者らは、電気 ·電子部品用途に適した銅合金について研究を行い、合金特 性と、銅合金の組織中の Ni— Si析出物、それ以外の析出物の粒径、さらにその分布 密度の割合と、結晶粒の粗大化抑制との関連に着目し、種々検討を重ねた結果、優 れた引張強度を有し、曲げ加工性、導電性、さらには耐応力緩和性の優れた材料を 形成できる本発明の銅合金を完成させるに至った。
本発明によれば、以下の手段が提供される:
(l) Ni及び/又は Si、並びに B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 Ti、 C、 Fe、 P、 In、 Sb、 Mn 、 Ta、 V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beからなる群から選ばれた少なく とも 1つ以上力 なる析出物 Yと、 Ni及び S なる析出物 Xを有する銅合金であつ て、前記析出物 Yの粒径が 0. 01〜2 /ζ πιであることを特徴とする銅合金、 (2)前記析出物 Yの粒径が 0. 02-0. 9 mであることを特徴とする銅合金、
(3) Ni、 Si及び Crからなる析出物 Yl、 Ni、 Si及び Coからなる析出物 Y2、 Ni、 Si及 び Zr力 なる析出物 Y3、並びに Ni、 Si及び B力 なる析出物 Z力 なる群力 選ば れた少なくとも 1種の析出物と、 Ni及び S なる析出物 Xを有する銅合金であって
、前記析出物 Yl、 Υ2、 Υ3、および Ζ力もなる群力も選ばれた少なくとも 1種の析出物 の粒径が 0. 1〜2 /ζ πιであることを特徴とする銅合金、
(4) Niを 2. 0〜5. 0質量0 /0、 Siを 0. 3〜1. 5質量0 /0含み、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beか らなる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上をそれぞれ 0. 005〜1. 0質量%含み、残 部が Cuと不可避不純物からなり、 Ni及び Siからなる析出物 Xと、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr 、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 Sゝ 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beからなる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上と Niと S なる析出物 Yを有し、前記 析出物 Yの粒径が 0. 01〜2 mであることを特徴とする銅合金、
(5) Niを 2. 0〜5. 0質量0 /0、 Siを 0. 3〜1. 5質量0 /0含み、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beか らなる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上をそれぞれ 0. 005〜1. 0質量%含み、残 部が Cuと不可避不純物からなり、 Ni及び Siからなる析出物 Xと、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr 、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 Sゝ 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beからなる群力も選ばれた少なくとも 2つ以上と Ni又は Siからなる析出物 Yを有し、 前記析出物 Yの粒径が 0. 01〜2 mであることを特徴とする銅合金、
(6) Niを 2. 0〜5. 0質量0 /0、 Siを 0. 3〜1. 5質量0 /0含み、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beか らなる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上をそれぞれ 0. 005〜1. 0質量%含み、残 部が Cuと不可避不純物からなり、 Ni及び Siからなる析出物 Xと、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr 、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 Sゝ 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beからなる群力 選ばれた少なくとも 3つ以上力 なる析出物 Yを有し、前記析出物 Yの粒径が 0. 01〜2 mであることを特徴とする銅合金、
(7)前記析出物 Yの融点が溶体ィ匕処理温度よりも高いことを特徴とする請求項(1)〜 (6)のいずれか 1つ記載の銅合金、
(8)前記析出物 Xの lmm2あたりの数が前記析出物 Yの lmm2あたりの数の 20〜20 00倍であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか 1つに記載の銅合金、
(9)前記析出物 Xの数が lmm2あたり 108〜1012個で、かつ、前記析出物 Yの数が 1 mm2あたり 104〜: L08個であることを特徴とする請求項(1)〜(8)のいずれ力 1つに記 載の銅合金、
(10)前記銅合金組成が更に、 Sn 0. 1〜1. 0質量%、Zn 0. 1〜1. 0質量%、及 び Mg 0. 05-0. 5質量%から選ばれた少なくとも 1種以上を含有することを特徴と する請求項(1)〜(9)の 、ずれか 1つに記載の銅合金、
(11)応力緩和率が 20%未満である( 1)〜( 10)の 、ずれか 1つに記載の銅合金、
( 12)電気'電子機器材料用であることを特徴とする( 1 )〜( 11 )の!ヽずれか 1つに記 載の銅合金。
[0009] 本発明の銅合金は、導電性を損なわずに、引張強度と曲げ加工性 (RZt)を高レ ベルで両立させ、さら〖こは、コネクタや端子材の信頼性に大きく影響を及ぼす耐応力 緩和性を更に向上せしめるもので、同じ引張強度で比較して従来のものより、曲げカロ ェ性ゃ耐応力緩和性が優れる。この銅合金は、小型化して、より高い特性を要求さ れる電気'電子機器用途に好適な銅合金である。なお、本発明の銅合金は上記に加 えばね性など他の特性にも優れる。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 本発明の銅合金の好ましい実施の態様について、以下に詳細に説明する。
本発明の銅合金は安価で、高導電性を維持して、曲げ加工性に優れ、その他の特 性も良好な高性能銅合金であり、電気'電子機器用、例えば、車載用の端子'コネク タあるいはリレー、スィッチ等の電子部品用として好適である。
[0011] 本発明の銅合金の好ましい実施の態様について、以下に詳細に説明する。
本発明は、銅合金の析出物の粒径を制御するものである。具体的には粒径を制御 する方法として、 2つの観点力もこれを実現する。
1つ目は溶体ィ匕処理時に結晶粒径を粗大化させない元素を用いることで実現する 。 Niと Siと a、 Niと αと j8、Siと αと j8、 αと j8と γ (ここで α、 β、 γは Ni、 Si以外の 元素である)からなる析出物は高温の溶体化処理の温度でも Cu母相に固溶されず、 Cu母相の結晶粒及び粒内に存在して、母相の結晶粒の成長を抑制する作用効果 を発揮する。
[0012] 2つ目は溶体ィ匕処理時の初期の再結晶を行う時に核となる元素を用いることで実 現する。 Niと Siと a、 Niと αと j8、Siと αと j8、 αと j8と γ (ここで α、 β、 γは Ni、 Si 以外の元素である)からなる析出物である金属間化合物は溶体ィ匕処理温度で再結 晶の核生成サイトとなり、添加しない場合と比較してより多くの結晶粒を形成させる( 核生成する)。数多くの結晶粒が形成されれば、粒成長時に互いに干渉してその粒 成長を抑制することができる。この再結晶の核生成サイトの作用効果についても、多 元系析出物の場合が好ま U、。
本発明において「析出物」とは、金属間化合物、炭化物、酸化物、硫化物、窒化物 、化合物(固溶体)、元素金属などを包含する意味である。
[0013] 上記の析出物は、溶体ィ匕処理時においても Cu母相に固溶しないものである。すな わち、溶体ィ匕処理温度よりも融点が高い析出物であることが求められる。溶体化処理 温度よりも融点が高い析出物であれば、前記析出物群に限定されるわけでなぐ溶 体ィ匕処理時における結晶粒粗大化を防止し、あるいは再結晶の核生成サイトとなつ て多くの結晶粒を形成させる (核生成する)効果を有するものであれば良 、。
本発明の銅合金は安価で、高導電性を維持しながら曲げ加工性に優れ、他の特性 も良好な高性能銅合金であり、電気'電子機器用、例えば、車載用の端子'コネクタ あるいはリレー、スィッチ等の電子部品用として好適である。
[0014] 次に、本発明の銅合金の合金組織について述べる。
Niと Siからなる析出物 Xの粒径は、好ましくは 0. 001-0. l ^ m,より好ましくは 0. 003〜0. 05 ^ m,更に好ましくは 0. 005〜0. 02 /z mである。その理由は、 /J、さす ぎると強度向上が見られず、大き過ぎると曲げ加工性が低下してしまうからである。
[0015] Ni及び/又は Si、並びに B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 Ti、 C、 Fe、 P、 In、 Sb、 Mn、 T a、 V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beからなる群から選ばれた少なくとも 1つ以上からなる析出物 Y、 Ni、 Si及び Crからなる析出物 Yl、 Ni、 Si及び Coからな る Y2、 Ni、 Si及び Zrからなる析出物 Y3は、高温での熱処理である溶体化処理時に 、 Ni— Si析出物 Xより結晶粒を微細化する効果が大きい。特に、析出物 Y1及び析出 物 Y2では、この効果が大きい。
この効果は、曲げ加工性を良好にせしめる作用を示す。また、従来の溶体化処理 温度より高い温度において溶体ィ匕処理を行うことができるため、銅合金中の固溶量を 増加させて、時効処理時に析出量を増やして引張強度、耐応力緩和性の向上に寄 与するものである。特に、析出物 Xの融点よりも析出物 Yの融点が高いと、より効果が 高まる。析出物 Xの融点は好ましくは 650〜1050°Cであり、析出物 Yの融点は好まし くは析出物 Xの融点より高ぐかつ、 1100°C以下である。
[0016] 析出物 Yの粒径は 0. 01〜2. 0 μ mが好ましぐさらに 0. 05〜0. 5 m、最も好ま しくは 0. 05〜0. 13 mである。その理由は、小さすぎると粒成長抑制効果および核 生成サイトの増加の効果が見られな力つたためであり、大きすぎると曲げ加工性が低 下するためである。本発明において析出物 Yの粒径を、析出物 Xの粒径より大とする ことが好ましい。粒径の比で YZXを好ましくは 1を超え 2000以下、より好ましくは 5〜 500とする。
[0017] 以下に、各合金元素の作用効果とその添加量の範囲について説明する。
Niと Siについては、 Niと Siの添加比を制御することにより Ni— Si析出物を形成させ て析出強化を行い銅合金の強度を向上させることが目的として形成させる元素であり 、Niの含有量は 2. 0〜5. 0質量%、好ましくは 2. 1〜4. 6質量%である。引張強度 800MPa以上でかつ曲げ加工性は RZt< l. 5、あるいは引張強度 900MPa以上 でかつ曲げ力卩ェ性力 ¾Ztく 2を満たすためには、 3. 5〜4. 6質量%であることが好 ましい。 Ni量が少ないとその析出硬化量力 S小さく強度が不足し、多すぎれば導電率 が著しく低下するためである。
また、 Siは質量比で表すと、 Ni添加量 4に対して Siが約 1の時に最も強化量が大き くなることが知られている。また、 Siの添加量が 1. 5質量%を越えると銅合金の铸塊 の熱間加工時に割れが生じやすくなる。 Siの添加量は 0. 3〜1. 5質量%、好ましく は 0. 5〜1. 1質量0 /0、より好ましくは 0. 8〜1. 1質量%である。
[0018] B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 Ti、 C、 Fe、 P、 In、 Sb、 Mn、 Ta、 V、 S、 0、 N、ミッシュメ タル (MM)、 Co、 Beはそれらあるいは Ni及び Z又は Siとともに析出物 Yを形成する 。その効果は、既に述べたように溶体ィ匕処理時の結晶粒径の粗大化を抑制するが、 析出強化を担うことはない又は大きく寄与することはない。前記の各元素の含有量は それぞれ 0. 005〜1. 0質量0 /0、好ましくは 0. 007〜0. 5質量0 /0、より好ましくは 0. 01-0. 1質量%、である。これらの元素の添加量力 多すぎると溶解铸造時に粗大 な晶出物を形成して铸塊品質に問題を生じ、少なすぎると目的効果が達成できない
[0019] また特に、 Cr、 Co、 Zrは主構成要素の Ni及び Siと共に析出物を形成する。その効 果は、既に述べたように、溶体ィ匕処理時の結晶粒径の粗大化を抑制してその結晶粒 径を制御するが、析出強化に大きくは寄与しない。この効果を発揮するには、添加量 は好ましくは 0. 005-1. 0質量%、さらに好ましくは 0. 1〜0. 3質量%である。これ らの元素の添加量が多すぎると溶解铸造時に粗大な晶出物を形成して铸塊品質に 問題を生じ、少ないと添加した効果がない。
[0020] また、 Bは主構成要素の Ni及び Siと共に析出物を形成する。その効果は、先の Cr 、 Co、 Zrと同様に溶体ィ匕処理時の結晶粒径の粗大化を抑制する元素であり、析出 強化は担わない。この効果を発揮するには、添加量は好ましくは 0. 005-0. 1質量 %、さらに好ましくは 0. 01〜0. 07質量%である。この添加量が多すぎると溶解铸造 時に粗大な晶出物を形成して铸塊品質に問題を生じ、少ないと添加した効果がない
[0021] 更に、特性を向上させる目的で Zn、 Sn、及び Z又は Mgを添加するのが好ましい。
Znは母相に固溶する元素である力 Znを添加することによりハンダ脆ィ匕が著しく改 善するので添加量は、好ましくは 0. 1〜1. 0質量%である。本合金の主な用途は電 気電子機器及び車載用端子、コネクタあるいはリレー、スィッチ等の電子部品端子材 であり、これらの大部分はハンダを用いて接合されるため、その接合における信頼性 の向上は重要な要素技術の 1つである。
また、 Znの添カ卩により合金の融点が低下することにより Niと B力 なる析出物並び に Mnと Pからなる析出物の形成状態を制御することができる。前記析出物は両者と も凝固時に生成するために、その合金の凝固温度が高いとその粒径が大きくなり、結 晶粒径の粗大化の抑制や結晶粒の核生成サイトを形成する効果の寄与が小さくなる 。 Znの下限を 0. 1質量%としたのは、ハンダ脆化の改善が見られる最低必要量であ り、上限を 1. 0質量%としたのはそれを超えて添加すると導電率が悪くなるためであ る。
[0022] Snと Mgの添カ卩についてもその用途から好ましい元素である。 Snと Mgの添カロは、 これらの電子機器端子'コネクタの場合に特に重視されている耐クリープ特性を改善 する効果がある。これは、耐応力緩和性とも言われ、端子'コネクタの信頼性を担う重 要な特性である。 Snと Mgは個々に添加した場合も、耐クリープ特性を改善できるが 、両者を併用することによる相乗効果によりさらに改善することができる。 Snの下限を 0. 1質量%としたのは、耐クリープ特性の改善が見られる最低必要量であり、上限を 1質量%としたのはそれを超えて添加すると導電率が悪くなるためである。また、 Mg の下限を 0. 05質量%としたのは、 0. 05質量%未満では耐クリープ特性について効 果が得られず、 0. 5質量%以上はその効果が飽和するためである。また、 Mgが 0. 5 質量%を超えると組成によっては、特に著しい高温での熱間加工性が低下しまうこと がある。
更に、 Snと Mgは、 Niと S もなる析出物の形成を促進させる作用がある。これらの 元素は微細な前記析出物の核生成サイトとして寄与するために最適な量を添加する ことが重要である。
[0023] 次に、析出物 Xと、それ以外の析出物である析出物 Yとの個数の関係について述 ベる。
析出物 Xの銅合金内部の任意の断面における lmm2あたりの数が、対応する析出 物 Yの lmm2あたりの数の 20〜2000倍存在するのが好ましい。その理由は、各特性 の中で曲げ加工性を特に高めることができる力 であり、十分な強度が得られるから である。さらに好ましくは 100〜 1500倍である。
[0024] 具体的には、析出物 Xの数は lmm2あたり 108〜1012個が好ましい。また、対応す る析出物 Yの数は lmm2あたり 104〜108個であることが好ましい。その理由は、曲げ カロ工性を特に高めることができるからであり、前記析出物の数が前記の範囲よりも少 なすぎると必要な強度が得られないことがあり、多いと曲げ加工性が低下するためで ある。好ましくは、析出物 Xの数が lmm2あたり 5 X 109〜6 X 1011個である。また、対 応する析出物 Yの数が 1mm2あたり 104〜4 X 107個である。
上記析出物の効果は、 Ni量、 Si量が多くなるほど顕著となる。前記析出物 Yの数を 上記のようにすることにより、引張強度 800MPa以上でかつ RZt≤2. 0、あるいは 7 OOMPa以上でかつ RZt≤l. 0を実現できる。さらに、引張強度 800MPa以上でか つ曲げカ卩ェ性が RZtく 1. 5、あるいは 900MPa以上でかつ RZtく 2が実現できる 。また、耐応力緩和性については、日本電子材料工業会標準規格 (EMAS— 3003) の片持ちブロック式を採用し、表面最大応力が 80%降伏強さ(80%YS、 0. 2%耐カ) となるよう負荷応力を設定し、 150°Cにて 1000時間の条件下で応力緩和率を測定し、 この応力緩和率が好ましくは 20%未満、より好ましくは 18%未満、さらに好ましくは 1 5%以下である銅合金とすることができる。なお、析出物の数は単位面積あたりの平 均値である。
[0025] 銅合金の結晶粒径 (短径と長径の平均)は 20 μ m以下であれば良 、が、好ましくは 10. O /z m以下が良い。 10. O /z mを超えると引張強度が 720MPa以上でかつ曲げ 加工性 RZtく 2を得られることができないためである。より好ましくは 8. 5 m以下で ある。また下限は 0. 5 m以上であれば良い。なお前記結晶粒径は、板材の厚さ方 向に平行でかつ最終冷間圧延方向(最終塑性加工方向)と平行な断面において、最 終冷間圧延方向と平行な方向と直角な方向の 2方向で結晶粒径を測定し、測定値 の大きい方を長径、小さい方を短径とし、それぞれの長径と短径の 4値の平均値を 0 . 005mmの整数倍に丸めて算出した。
[0026] 次に、本発明に係る合金の好ましい製造方法として、具体的に述べると前記所望の 成分組成を持つ銅合金を溶解し、铸造し、铸塊を熱間圧延する。その際、铸塊を昇 温速度 20〜200°CZ時間で加熱し、 850〜1050°C X O. 5〜5時間保持後に熱間 圧延を施す。熱間圧延の終了温度は 300〜700°Cとし、その後急冷する。これにより 析出物 X及び成分組成に対応する析出物 Yが生成する。この熱間圧延後に、溶体 化処理、焼鈍、冷間圧延を組み合わせ、所望の板厚にする。
前記溶体化処理の目的は铸造ゃ熱間加工時に析出した Niと Siを再固溶させると 同時に再結晶させることにある。これにより固溶量の増大と蓄積された加工歪の除去 をはかり、強度と曲げ加工性を向上させる基礎処理ができる。前記溶体化処理の温 度は添加した Ni量によって調整を行い、好ましい実施態様として、 Ni量が 2. 0質量 %以上 2. 5質量%未満は 600〜820°C、 2. 5質量%以上 3. 0質量%未満は 700〜 870°C、 3. 0質量%以上 3. 5質量%未満は 750〜920°C、 3. 5質量%以上 4. 0質 量0 /0未満は 800〜970。C、 4. 0質量0 /0以上 4. 5質量0 /0未満は 850〜1020。C、 4. 5質量%以上 5. 0質量%未満は 920〜1050°Cとする。上記元素が添加された本発 明合金では、高温での結晶粒の粗大化が抑制されることから、より高い温度で溶体 化処理を施すことができることで固溶量が増大し、高強度を得ることができる。
[0027] 例えば、 Niを 3. 0質量%、 Siを 0. 7質量%からなる合金材を 900°Cで熱処理すれ ば、既に析出している Ni— Si析出物を充分に再固溶させることはできる力 その結晶 粒の大きさは、 10 mを遥かに超えてしまい、曲げ力卩ェ性を著しく低下させてしまう 力 Cr、 Co、 Zr、 Bのいずれかを更に添カ卩した合金材では、 900°Cの溶体化処理を 施した場合でも、 10 m以下の結晶粒を得ることができる力もである。
また、例えば、 Ni含有量が 3. 0質量%、 Si含有量が 0. 7質量%である材料を 850 °Cで熱処理すれば十分に析出した Niと Siが再固溶されて、結晶粒が 10 m以下を 得ることができるが、この温度で Ni量が低 、合金を処理した場合は結晶粒が粒成長 を起こして粗大化して 10 m以下にはならないからである。また、逆に、 Ni量が多く なると理想的な溶体ィ匕状態を得ることはできなくなり、その後の時効熱処理で強度を 向上させることができなくなる。
このように、溶体化処理の条件を変えることにより、すなわち、溶体化処理温度を適 宜選択することにより、析出物 (Yなど)のサイズを変えることができる。例えば、析出 物 Y1のサイズを大きくしたい場合は、高めの溶体ィ匕処理温度 (標準より 50度高い温 度)、逆にサイズを小さくしたい場合は、低めの溶体化処理温度 (標準より 50度低い 温度)を選択して熱処理を行う。なお、サイズを変えることにより同時に密度も連動し て変化し、サイズが大きいほど密度は低くなり、逆に、サイズが小さいほど密度は高く なる。
[0028] 本発明の銅合金は、引張強度が 800MPa以上の高強度を有する場合において、 高導電率を維持しつつ、特に曲げ加工性、及び場合によってはさらに耐応力緩和性 の改善効果が明らかである力 引張強度が 800MPa未満においても、同様の改善 効果を有する。なお、本発明に係る銅合金はばね性等の他の特性にも優れている。 実施例
[0029] 以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに 限定されるものではない。
[0030] (実施例 1)
Ni、 Si、 Cr、さらにその他の元素を表 1に示す量含み、残部が Cuと不可避不純物 から成る合金成分を高周波溶解炉により溶解し、これを 10〜30°CZ秒の冷却速度 で铸造して厚さ 30mm、幅 100mm、長さ 150mmの铸塊を得た。これを 900°C X lh rの保持後、熱間圧延により板厚 t= 12mmの熱延板を作製し、その両面を各 lmm 面削して t= 10mmとし、次いで冷間圧延により t=0. 167mmに仕上げた。その板 材を溶体ィ匕処理を行った。その条件は、前記段落 [0026]に準じた溶体ィ匕処理温度 を選択した。その際、析出物 Y1のサイズを変えるために、 Y1のサイズを大きくしたい 場合は、高めの溶体ィ匕処理温度 (標準より 50度高い温度)、サイズを小さくしたい場 合は、低めの溶体化処理温度 (標準より 50度低い温度)を選択して熱処理を行った 。なお、サイズを変えることにより同時に密度も連動して変化し、サイズが大きいほど 密度は低くなり、逆に、サイズが小さいほど密度は高くなつた。
溶体ィ匕処理の後は直ちに水焼入を行った。次いで、全ての合金は時効熱処理を 4 50〜500°C X 2hrで実施した後、加工率 10%で冷間圧延を行って t = 0. 15mmの 供試材とした。
[0031] この供試材につ!/、て下記の特性試験を行 ヽ、その結果を表 2に記した。
a.導電率:
20°C (±0. 5°C)に保たれた恒温漕中で四端子法により比抵抗を計測して導電率 を算出した。なお、端子間距離は 100mmとした。
b.引張強度:
圧延平行方向から切り出し^ JIS Z 2201— 13B号の試験片を JIS Z 2241に 準じて 3本測定しその平均値を示した。
c曲げ加工性:
圧延方向に平行に幅 10mm、長さ 25mmに切出し、これに曲げの軸が圧延方向に 直角に曲げ半径 R=0、 0. 1、 0. 15、 0. 2、 0. 25、 0. 3、 0. 4、 0. 5、 0. 6mmで 9
0° W曲げし、曲げ部における割れの有無を 50倍の光学顕微鏡で目視観察および 走査型電子顕微鏡によりその曲げ加工部位を観察し割れの有無を評価した。なお、 評価結果は RZt (Rは曲げ半径 (mm)、 tは板厚 (mm) )で表記し、割れが発生する 限界の Rを採用して RZtを算出した。仮に R=0. 15で割れが発生せず、 R=0. 1で 割れが発生した場合は、板厚 t=0. 15mmなので RZt=0. 15/0. 15 = 1と表記 した。この R/tの値が小さいほど曲げ力卩ェ性は優れていることになる。
[0032] d.析出物の粒径と分布密度:
供試材を直径 3mmへ打ち抜き、ツインジェット研磨法を用いて薄膜研磨を行った 後、加速電圧 300kVの透過型電子顕微鏡で 5000倍と 100000倍の写真を任意で 3ケ所撮影して、その写真上で析出物の粒径と密度を測定した。析出物の粒径と密 度を測定は、電子線の入射方位を [001]として行った。 Ni— Siからなる析出物 Xの 場合は、微細なので高倍の 100000倍の写真で n= 100 (nは観察の視野数)でその 個数を測定し、析出物 Y1は低倍の 5000倍の写真で n= 10でその個数を測定し、こ れにより個数の局所的な偏りを排除するようにした。その個数を単位面積当たり(Zm m )へ演算し 7こ。
e.結晶粒径:
結晶粒径の測定は、 JIS H 0501 (切断法)に基づき測定した。板材の厚さ方向 に平行でかつ最終冷間圧延方向(最終塑性加工方向)と平行な断面において、最終 冷間圧延方向と平行な方向と直角な方向の 2方向で結晶粒径を測定した。測定値の 大きい方を長径、小さい方を短径とし、それぞれの長径と短径の 4値の平均値を 0. 0 05mmの整数倍に丸めて示した。
[0033] [表 1] l
Figure imgf000015_0001
[0034] [表 2]
表 2
Figure imgf000015_0002
[0035] 表 1及び表 2の結果から、本発明の試料は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有 する。し力し比較例 100、 101、 102, 103は、析出物 Y1の粒径が本発明で規定す る範囲外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り 、強度と曲げ力卩ェ性を両立できなカゝつた。このように Ni、 Si、 Crを含有する Cu合金系 において、析出物 Y1の粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性( RZt)の向上を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレ ーム等の材料に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も 優れている。
[0036] (実施例 2) 表 3に示す量の元素と、残部が Cuと不可避不純物から成る銅合金について、析出 物 Y1に代えて析出物 Y2につ 、て測定した以外は実施例 1と同様の試験を行!、、そ の結果を表 4に記した。製造方法、測定方法についても実施例 1と同様である。
[0037] [表 3]
表 3
Figure imgf000016_0001
[0038] [表 4]
Figure imgf000016_0002
[0039] 表 3及び表 4の結果から、本発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。し かし比較例 105、 106、 107, 108は、析出物 Y2の粒径が本発明で規定する範囲外 であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度と 曲げ力卩ェ性を両立できなカゝつた。このように Ni、 Si、 Coを含有する Cu合金系で、析 出物 Y2の粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性 (RZt)の向上 を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料 に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
[0040] (実施例 3)
表 5に示す量の元素と、残部が Cuと不可避不純物から成る銅合金について、析出 物 Y1に代えて析出物 Y3について測定した以外は、実施例 1と同様の試験を行い、 その結果を表 6に記した。製造方法、測定方法についても実施例 1と同様である。
[0041] [表 5]
表 5
Figure imgf000017_0001
[0042] [表 6]
表 6
Figure imgf000017_0002
表 5及び表 6の結果から、本願発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。 しかし比較例 109、 110、 111、 112は、析出物 Y3の粒径が本発明で規定する範囲 外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度 と曲げ力卩ェ性を両立できな力つた。このように Ni, Si, Zrを含有する Cu合金系で析 出物 Y3の粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性 (RZt)の向上 を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料 に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
[0044] (実施例 4)
表 7に示す量の元素と、残部が Cuと不可避不純物から成る銅合金について、析出 物 Y1に代えて析出物 Zについて測定した以外は、実施例 1と同様の試験を行い、そ の結果を表 8に記した。製造方法、測定方法についても実施例 1と同様である。
[0045] [表 7]
表 7
Figure imgf000018_0001
[0046] [表 8]
表 8
Figure imgf000019_0001
[0047] 表 7及び表 8の結果から、本発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。し かし比較例 113、 114、 115、 116は、析出物 Zの粒径が本発明で規定する範囲外 であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲げ加工性に劣り、強度と 曲げ力卩ェ性を両立できな力つた。このように Ni, Si, Bを含有する Cu合金において、 析出物 Zの粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性 (RZt)の向上 を図ることが可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料 に好適であると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
[0048] (実施例 5)
表 9に示す量の元素と、残部が Cuと不可避不純物から成る銅合金について、一部 は析出物 Y1に代えて析出物 Y2、 Υ3または Ζについて測定した以外は、実施例 1と 同様の試験を行い、その結果を表 10に記した。製造方法、測定方法についても実施 例 1と同様である。
[0049] [表 9]
表 9
Figure imgf000020_0002
10]
Figure imgf000020_0001
[0051] 表 9及び表 10の結果から、本発明は強度、曲げ加工性とも優れた特性を有する。し 力し it較 f列 117、 118、 119、 120、 121、 122ίま、析出物 Yl、 Υ2、 Υ3、 Ζの粒径力 S 本発明で規定する範囲外であるために、同程度の強度を有する実施例と比較して曲 げカロェ性に劣り、強度と曲げ力卩ェ性を両立できな力つた。このように析出物 Y1等の 粒径値を制御することで高強度を維持したまま曲げ加工性 (RZt)の向上を図ること が可能である。従って、本実施例に係る銅合金はリードフレーム等の材料に好適であ ると言える。なお、本実施例の銅合金はばね性等の特性も優れている。
[0052] 以下の実施例では、析出粒径 Yにより特にコネクタや端子材の信頼性に大きく影響 を及ぼす耐応力緩和性を制御できることを示す。なお、以下の実施例の銅合金は、 コネクタや端子材として特に好適であるが、リードフレーム材など他の用途にも適用 可能である。
(実施例 6)
Ni、 Si、さらに表 11に示す元素所定量と、残部が Cuと不可避不純物から成る銅合 金について実施例 1と同様の方法で試験を行った。なお Ni、 Siの量は、本発明例 1 — 4及び 1— 11は Niを 3. 5質量0 /0、Siを 0. 8質量0 /0、本発明例 1—6は Niを 4. 0質 量%、 Siを 0. 95質量%、それ以外の本発明例と比較例は Niを 3. 8質量%、 Siを 0. 86質量%とした。供試材の製造方法、測定方法については実施例 1と同様に行った 。また、耐応力緩和性は以下の方法により評価した。
f.耐応力緩和性:
日本電子材料工業会標準規格 (EMAS -3003)の片持ちブロック式を採用し、表面 最大応力が 80%YS (0. 2%耐カ)となるよう負荷応力を設定して 150°C恒温槽に 1000 時間保持して応力緩和率 (S. R. R)を求めた。応力緩和率 20%未満の場合を耐応 力緩和性が「良」とし、これが 20%以上の場合を「不良」とした。
ここで、表中の GW、 BWは、それぞれ、圧延方向に対して平行に採集した試験片 による、曲げ軸が圧延方向に直角となる曲げを GWと言い、圧延方向に対して垂直に 採取した試験片による、曲げ軸が圧延方向に平行となる曲げを BWと称す。すなわち 、 GWとは、試験片の長さ方向と圧延方向とが平行であることを、また BWとは、試験 片の長さ方向と圧延方向とが垂直であることをそれぞれ意味する。 [0053] 表 11の結果カゝら明らかなように、本発明の試料は強度、導電性、曲げ加工性、耐 応力緩和性とも優れた特性を有する。特に析出粒径 Yの大きさにより耐応力緩和性 を制御でき、応力緩和率を 20%未満とできる。本実施例では Yを 0. 02-0. と することで、優れた強度、導電性、曲げ加工性を維持したまま応力緩和率が 13%以 下の良好な応力緩和率を実現できた。従って、本実施例に係る合金はコネクタや端 子材等に好適であると言える。なお、実施例には示していないが、 Yの粒径は 0. 01 〜2. 0 mの範囲内であれば同様の効果が得られる。一方、比較例 1 1は Bが多く て析出物 Yが大きいため、強度と耐応力緩和性が劣った。比較例 1—2は Feが少なく て析出物 Yが小さいため、耐応力緩和性が劣った。比較例 1 3は Pが多いので、耐 応力緩和性が劣った。比較例 1—4は析出物 Yが小さいので、曲げ加工性と耐応力 緩和性が劣った。比較例 1—5は析出物 Yが小さいので、耐応力緩和性が劣った。比 較例 1 6は析出物 Yが小さいので耐応力緩和性が劣った。
[0054] [表 11]
Figure imgf000023_0001
(実施例 7)
Ni Si、さらに表 12に示す元素所定量と、残部が Cuと不可避不純物から成る銅合 金について実施例 1と同様の試験を行った。なお Ni Siの量は、本発明例 2— 4及び 2— 11は Niを 3. 5質量%、 Siを 0. 8質量0ん本発明例 2— 2は Niを 4. 0質量%、 Si を 0. 95質量%、それ以外の本発明例と比較例は Niを 3. 8質量%、 Siを 0. 86質量 %とした。製造方法、測定方法についても実施例 1と同様に行った。また、耐応力緩 和性は実施例 6と同様の方法で評価した。
表 12の結果カゝら明らかなように、本発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力緩 和性とも優れた特性を有する。特に本実施例では Yを 0. 05-0. 9 mとすることで 、優れた強度、導電性、曲げ加工性を維持したまま 14%以下の応力緩和率を実現 できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える 。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析 出物 Yの値が 0. 01-2. 0 mの範囲外のため、いずれも応力緩和率が 21%以上 であった。
[表 12]
表 12
Figure imgf000025_0001
Ni、 Si、さらに表 13に示す元素所定量と、残部が Cuと不可避不純物から成る銅合 金について実施例 1と同様の試験を行った。なお Ni、 Siの量は、本発明例 3— 4及び 3— 11は Niを 3. 5質量0 /0、Siを 0. 8質量0 /0、本発明例 3— 8及び 3— 15は Niを 4. 0 質量%、 Siを 0. 95質量%、それ以外の本発明例と比較例は Niを 3. 8質量%、 Siを 0. 86質量%とした。製造方法、測定方法についても実施例 1と同様に行った。また、 耐応力緩和性は実施例 6と同様の方法で評価した。
表 13の結果カゝら明らかなように、本願発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力 緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例では Yを 0. 2〜0. 6 mとすることで 、優れた強度、曲げ加工性、導電性を維持したまま 15%以下の応力緩和率を実現 できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える 。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析 出物 Yの値が 0. 01-2. 0 mの範囲外のため、いずれも応力緩和率が 21%以上 であった。
[表 13]
表 13
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0002
Ni、 Si、さらに表 14に示す元素所定量を含み、残部が Cuと不可避不純物力も成る 銅合金について実施例 1と同様の試験を行った。なお Ni、 Siの量は、本発明例 4—1 及び 4 4は Niを 3. 5質量%、Siを 0. 8質量%、本発明例 4 2及び 4 9は Niを 4. 0質量%、 Siを 0. 95質量%、それ以外の本発明例と比較例は Niを 3. 8質量%、 Si を 0. 86質量%とした。製造方法、測定方法についても実施例 1と同様に行った。ま た、耐応力緩和性は実施例 6と同様の方法で評価した。
表 14の結果カゝら明らかなように、本願発明は強度、導電性、曲げ加工性、耐応力 緩和性とも優れた特性を有する。特に本実施例では Yを 0. 1〜0. 6 mとすることで 、優れた強度、曲げ加工性、導電性を維持したまま 15%以下の応力緩和率を実現 できた。従って、本実施例に係る銅合金はコネクタや端子材等に好適であると言える 。なお、本実施例の銅合金は、ばね性等の特性も優れている。一方、比較例では析 出物 Yの値が 0. 01-2. 0 mの範囲外のため、いずれも応力緩和率が 21%以上 であった。
[表 14]
表 14
Figure imgf000029_0001
産業上の利用可能性
本発明の銅合金は、電気'電子機器用材料としてのリードフレーム、コネクタ、端子 材等、例えば、自動車車載用などの電子 '電気機器のコネクタや端子材、リレー、ス イッチなどに好適に適用される銅合金である。
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明 を説明のどの細部においても限定しょうとするものではなぐ添付の請求の範囲に示 した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
本願は、 2005年 2月 28日に日本国で特許出願された特願 2005-055144、及び 2005 年 2月 28日に日本国で特許出願された特願 2005-055147に基づく優先権を主張する ものであり、これらはいずれもここに参照してその内容を本明細書の記載の一部とし て取り込む。

Claims

請求の範囲
[1] Ni及び/又は Siゝ並びに B、 Al、 Asゝ Hfゝ Zr、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mnゝ T a、 V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beからなる群から選ばれた少なくとも 1つ以上力 なる析出物 Yと、 Ni及び S もなる析出物 Xを有する銅合金であって、 前記析出物 Yの粒径が 0. 01〜2 mであることを特徴とする銅合金。
[2] 前記析出物 Yの粒径が 0. 02-0. 9 μ mであることを特徴とする請求項 1に記載の 銅合金。
[3] Ni、 Si及び Crからなる析出物 Yl、 Ni、 Si及び Coからなる析出物 Y2、 Ni、 Si及び
Zr力もなる析出物 Y3、並びに Ni、 Si及び B力 なる析出物 Zからなる群力も選ばれ た少なくとも 1種の析出物と、 Ni及び Siからなる析出物 Xを有する銅合金であって、 前記析出物 Yl、 Υ2、 Υ3、および Ζ力 なる群力 選ばれた少なくとも 1種の析出物 の粒径が 0. 1〜2 /ζ πιであることを特徴とする銅合金。
[4] Niを 2. 0〜5. 0質量0 /0、 Siを 0. 3〜1. 5質量0 /0含み、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 T i、 C、 Fe、 P、 In、 Sb、 Mn、 Ta、 V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beから なる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上をそれぞれ 0. 005〜1. 0質量%含み、残部 が Cuと不可避不純物からなり、 Ni及び Siからなる析出物 Xと、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 Sゝ 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び B eからなる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上と Niと Siからなる析出物 Yを有し、前記 析出物 Yの粒径が 0. 01〜2 mであることを特徴とする銅合金。
[5] Niを 2. 0〜5. 0質量0 /0、 Siを 0. 3〜1. 5質量0 /0含み、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 T i、 C、 Fe、 P、 In、 Sb、 Mn、 Ta、 V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beから なる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上をそれぞれ 0. 005〜1. 0質量%含み、残部 が Cuと不可避不純物からなり、 Ni及び Siからなる析出物 Xと、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 Sゝ 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び B eからなる群力 選ばれた少なくとも 2つ以上と N もなる析出物 Yを有し、前記析出 物 Yの粒径が 0. 01〜2 μ mであることを特徴とする銅合金。
[6] Niを 2. 0〜5. 0質量0 /0、 Siを 0. 3〜1. 5質量0 /0含み、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 T i、 C、 Fe、 P、 In、 Sb、 Mn、 Ta、 V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beから なる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上をそれぞれ 0. 005〜1. 0質量%含み、残部 が Cuと不可避不純物からなり、 Ni及び Siからなる析出物 Xと、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 Sゝ 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び B eからなる群力 選ばれた少なくとも 2つ以上と S なる析出物 Yを有し、前記析出 物 Yの粒径が 0. 01〜2 μ mであることを特徴とする銅合金。
[7] Niを 2. 0〜5. 0質量0 /0、 Siを 0. 3〜1. 5質量0 /0含み、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Cr、 T i、 C、 Fe、 P、 In、 Sb、 Mn、 Ta、 V、 S、 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び Beから なる群力 選ばれた少なくとも 1つ以上をそれぞれ 0. 005〜1. 0質量%含み、残部 が Cuと不可避不純物からなり、 Ni及び Siからなる析出物 Xと、 B、 Al、 As、 Hf、 Zr、 Crゝ Ti、 C、 Feゝ P、 In、 Sbゝ Mn、 Taゝ V、 Sゝ 0、 N、ミッシュメタル(MM)、 Co及び B eからなる群力 選ばれた少なくとも 3つ以上力 なる析出物 Yを有し、前記析出物 Y の粒径が 0. 01〜2 /ζ πιであることを特徴とする銅合金。
[8] 前記析出物 Υの融点が溶体ィ匕処理温度よりも高いことを特徴とする請求項 1〜7の いずれか 1項に記載の銅合金。
[9] 前記析出物 Xの lmm2あたりの数が前記析出物 Υの lmm2あたりの数の 20〜2000 倍であることを特徴とする請求項 1〜8のいずれか 1項に記載の銅合金。
[10] 前記析出物 Xの数が lmm2あたり 108〜1012個で、かつ、前記析出物 Yの数が lm m2あたり 104〜: L08個であることを特徴とする請求項 1〜9のいずれか 1項に記載の銅 合金。
[11] 前記銅合金組成が更に、 Sn 0. 1〜1. 0質量%、 Zn 0. 1〜1. 0質量%、及び Mg 0. 05-0. 5質量%から選ばれた少なくとも 1種以上を含有することを特徴とす る請求項 1〜: L0のいずれ力 1項に記載の銅合金。
[12] 応力緩和率が 20%未満である請求項 1〜: L 1のいずれかに記載の銅合金。
[13] 電気 ·電子機器材料用であることを特徴とする請求項 1〜12のいずれか 1項に記載 の銅合金。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1997920A3 (en) * 2007-05-31 2009-07-01 The Furukawa Electric Co., Ltd. Copper alloy for electric and electronic equipments
TWI395824B (zh) * 2007-03-30 2013-05-11 Jx Nippon Mining & Metals Corp Cu-Ni-Si alloy for electronic materials

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4357536B2 (ja) * 2007-02-16 2009-11-04 株式会社神戸製鋼所 強度と成形性に優れる電気電子部品用銅合金板
CN101849027B (zh) * 2007-11-05 2013-05-15 古河电气工业株式会社 铜合金板材
CN101946014A (zh) * 2008-02-18 2011-01-12 古河电气工业株式会社 铜合金材料
WO2010038642A1 (ja) * 2008-09-30 2010-04-08 日鉱金属株式会社 高純度銅又は高純度銅合金スパッタリングターゲット、同スパッタリングターゲットの製造方法及び高純度銅又は高純度銅合金スパッタ膜
WO2010038641A1 (ja) 2008-09-30 2010-04-08 日鉱金属株式会社 高純度銅及び電解による高純度銅の製造方法
JP5261161B2 (ja) * 2008-12-12 2013-08-14 Jx日鉱日石金属株式会社 Ni−Si−Co系銅合金及びその製造方法
JP4672804B1 (ja) 2010-05-31 2011-04-20 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用Cu−Co−Si系銅合金及びその製造方法
JP4834781B1 (ja) 2010-08-24 2011-12-14 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用Cu−Co−Si系合金
EP2653575B1 (en) * 2010-12-13 2016-07-27 Nippon Seisen Co., Ltd. Copper alloy wire and copper alloy spring
EP2653574B1 (en) * 2010-12-13 2017-05-31 Nippon Seisen Co., Ltd. Copper alloy and method for producing copper alloy
CN102140594B (zh) * 2011-03-11 2012-10-03 无锡日月合金材料有限公司 一种高强高导高韧铜合金及其制备方法
CN102560192B (zh) * 2011-12-31 2016-11-23 无锡日月合金材料有限公司 一种高强高塑性铜合金及其制备方法
JP5802150B2 (ja) * 2012-02-24 2015-10-28 株式会社神戸製鋼所 銅合金
KR101472348B1 (ko) * 2012-11-09 2014-12-15 주식회사 풍산 전기전자 부품용 동합금재 및 그의 제조 방법
CN104561645B (zh) * 2014-11-10 2017-01-18 华玉叶 一种锡铜合金棒材的制备方法
RU2566097C1 (ru) * 2014-12-22 2015-10-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Сплав на основе меди
CN104911390A (zh) * 2015-06-13 2015-09-16 陈新棠 一种抗菌耐腐蚀的热交换器铜管
CN105568047B (zh) * 2015-12-29 2017-10-10 宁波博威合金材料股份有限公司 高强高弹高导铜合金
DE102017001846A1 (de) * 2017-02-25 2018-08-30 Wieland-Werke Ag Gleitelement aus einer Kupferlegierung
RU2677902C1 (ru) * 2017-12-27 2019-01-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Высокопрочный медный сплав
CN109355529A (zh) * 2018-12-08 2019-02-19 雷纳德流体智能科技江苏股份有限公司 一种铜合金
CN115198135B (zh) * 2022-07-07 2023-06-16 浙江鸿越铜业有限公司 一种合金铜棒及其加工工艺
CN116732384B (zh) * 2023-08-08 2023-11-21 宁波兴业盛泰集团有限公司 铜镍硅合金铸锭及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6376839A (ja) * 1986-09-18 1988-04-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子機器用銅合金とその製造法
JPS6428337A (en) * 1987-07-24 1989-01-30 Furukawa Electric Co Ltd High-strength and high-conductivity copper alloy
JP2005344163A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 電気電子機器用銅合金

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0271991B1 (en) * 1986-11-13 1991-10-02 Ngk Insulators, Ltd. Production of copper-beryllium alloys
JPH04180531A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Nikko Kyodo Co Ltd 通電材料
KR0157257B1 (ko) * 1995-12-08 1998-11-16 정훈보 석출물 성장 억제형 고강도, 고전도성 동합금 및 그 제조방법
JP3739214B2 (ja) * 1998-03-26 2006-01-25 株式会社神戸製鋼所 電子部品用銅合金板
JP3520046B2 (ja) * 2000-12-15 2004-04-19 古河電気工業株式会社 高強度銅合金
WO2003076672A1 (fr) * 2002-03-12 2003-09-18 The Furukawa Electric Co., Ltd. Fil en alliage de cuivre extremement conducteur et resistant a la relaxation a l'effort
US7182823B2 (en) * 2002-07-05 2007-02-27 Olin Corporation Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon
JP2004307905A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Sumitomo Metal Ind Ltd Cu合金およびその製造方法
JP4255330B2 (ja) * 2003-07-31 2009-04-15 日鉱金属株式会社 疲労特性に優れたCu−Ni−Si系合金部材
DE112005000312B4 (de) * 2004-02-27 2009-05-20 The Furukawa Electric Co., Ltd. Kupferlegierung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6376839A (ja) * 1986-09-18 1988-04-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子機器用銅合金とその製造法
JPS6428337A (en) * 1987-07-24 1989-01-30 Furukawa Electric Co Ltd High-strength and high-conductivity copper alloy
JP2005344163A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 電気電子機器用銅合金

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1873266A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI395824B (zh) * 2007-03-30 2013-05-11 Jx Nippon Mining & Metals Corp Cu-Ni-Si alloy for electronic materials
EP1997920A3 (en) * 2007-05-31 2009-07-01 The Furukawa Electric Co., Ltd. Copper alloy for electric and electronic equipments
US8287669B2 (en) 2007-05-31 2012-10-16 The Furukawa Electric Co., Ltd. Copper alloy for electric and electronic equipments

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