專利名稱：銅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電性良好，還兼具高強(qiáng)度、優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)力松弛特性的銅合金，特別是涉及ー種可以適用于構(gòu)成電氣·電子零件的連接器、引線框、 繼電器、開(kāi)關(guān)等通電零件的電氣·電子零件用的銅合金。
背景技術(shù)：
對(duì)于用于構(gòu)成電氣·電子零件的連接器、引線框、繼電器、開(kāi)關(guān)等通電零件的銅合金材料，為了抑制通電產(chǎn)生焦耳熱，要求有良好的導(dǎo)電性，并且要求有盡量能經(jīng)受電氣·電子零件組裝時(shí)或工作時(shí)被賦予的應(yīng)力的高強(qiáng)度。另外，一般情況下，電氣 電子零件是通過(guò)彎曲加工而成型的，對(duì)于該被彎曲加工的電氣·電子零件用的材料還要求有優(yōu)異的彎曲加 エ性。進(jìn)而，為了確保電氣·電子零件的接觸可靠性，還要求接觸壓カ隨時(shí)間降低的現(xiàn)象、 即作為相對(duì)應(yīng)カ松弛的耐久性的耐應(yīng)カ松弛特性優(yōu)異。作為將用于這些通電零件的材料高強(qiáng)度化的方法，一般已知有大量添加Ni、Si 等溶質(zhì)元素的方法、制造時(shí)反復(fù)進(jìn)行退火和軋制的方法、增大時(shí)效處理后的精軋(調(diào)質(zhì)處理)率的方法等。但是，Ni、Si等溶質(zhì)元素的大量添加會(huì)導(dǎo)致M-Si系夾雜物量増大，產(chǎn)生使彎曲加工性下降這樣的問(wèn)題。另外，増大精軋(調(diào)質(zhì)處理)率的方法會(huì)產(chǎn)生Cube取向面積率降低，同樣使彎曲加工性下降這樣的問(wèn)題。另外，作為提高用于通電零件的材料的彎曲加工性的方法，一般已知有降低精軋 (調(diào)質(zhì)處理)率的方法、使晶粒直徑微細(xì)化的方法、増加Cube取向面積率的方法等。但是， 當(dāng)使晶粒直徑微細(xì)化吋，會(huì)產(chǎn)生耐應(yīng)カ松弛特性降低這樣的問(wèn)題。進(jìn)而，作為提高用于通電零件的材料的耐應(yīng)カ松弛特性的方法，一般已知有降低精軋(調(diào)質(zhì)處理)率的方法、使晶粒直徑粗大化的方法。因此，可以說(shuō)即使使用目前的各種技木，同時(shí)實(shí)現(xiàn)用于構(gòu)成電氣 電子零件的通電零件的材料的高強(qiáng)度化、彎曲加工性的提高、耐應(yīng)カ松弛特性的提高也是非常困難。因而， 鑒于目前對(duì)制作的各通電零件所要求的特性，不得不采用通過(guò)使這些各特性保持適當(dāng)?shù)木鈦?lái)相適應(yīng)這樣的方法。特別是銅合金中的科森合金(Cu-Ni-Si系銅合金)，由于這些各特性優(yōu)異，并且廉價(jià)，因此作為適合于構(gòu)成電氣·電子零件的通電零件的銅合金材料，近年來(lái)被廣泛采用。另外，近年來(lái)，電子設(shè)備的小型化以及輕質(zhì)化正在發(fā)展，對(duì)于用于端子·連接器用的銅合金材料，存在特別是高強(qiáng)度薄壁化的要求越來(lái)越高的傾向。因而，即使在強(qiáng)度方面， 從接觸壓カ強(qiáng)度這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，也存在特別要求軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)高的傾向。但是，特別是科森合金有軋制平行方向(L. D.方向)和軋制垂直方向(T. D.方向) 的強(qiáng)度差大這樣的特征、即軋制垂直方向的強(qiáng)度相對(duì)低于軋制平行方向的強(qiáng)度的特征。另外，也有拉伸強(qiáng)度(K)和0.2%屈服強(qiáng)度(YP)之差較大的特征。因此，將該科森合金用于端子·連接器的情況下，會(huì)產(chǎn)生軋制垂直方向的屈服強(qiáng)度降低，接觸壓カ強(qiáng)度不足等問(wèn)題。
近年來(lái)，提出了各種改善該科森合金的彎曲加工性的方法。例如，根據(jù)專利文獻(xiàn)1， 作為提高科森合金的彎曲加工性的有效方法，提出了控制晶粒的集合組織的技木。其專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的銅合金板是，將包含2. 0 6. 0質(zhì)量％的Ni，以Ni/Si的質(zhì)量比計(jì)為4 5的范圍的Si的科森合金的平均晶粒直徑設(shè)定為10 μ m以下，并且根據(jù)SEM-EBSP法的測(cè)定結(jié)果，具有Cube取向{001}<100>的比例為50%以上的集合組織，并且，不具有通過(guò)利用300 倍的光學(xué)顯微鏡進(jìn)行的組織觀察而可以觀察到的層狀邊界。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)2提出了如下電氣·電子設(shè)備用銅合金，即，將來(lái)自含有0. 5 4. 0質(zhì)量％的Ni、0. 5 2. 0質(zhì)量％的Co、0. 3 1. 5質(zhì)量％的Si的銅合金的材料表面中的 {111}面的衍射強(qiáng)度設(shè)定為I {111}，來(lái)自{200}面的衍射強(qiáng)度作為I {200}，來(lái)自{220}面的衍射強(qiáng)度設(shè)定為11220}，來(lái)自{311}面的衍射強(qiáng)度設(shè)定為I {311}，這些衍射強(qiáng)度中來(lái)自 {200}面的衍射強(qiáng)度的比例設(shè)定為RI200} = 1{200}/(1{111}+1{200}+1{311})的情況下， R{200}為 0. 3 以上。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)3提出了如下銅合金板材，即，以質(zhì)量％計(jì)，在含有0. 7 2. 5%的Ni、0. 2 0. 7%的Si的銅合金板材中，通過(guò)滿足3. 0彡I {220}/10 {200}彡6. 0、 1.5^1 {220}/10 {200} く 2. 5，可維持科森合金的高強(qiáng)度和優(yōu)異的彎曲加工性，同時(shí)可改善那些特性的各向異性。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)4提出了如下銅合金板材，即，以質(zhì)量％計(jì)，在含有0. 7 4. 2%的Ni、0. 2 1.0%的Si的銅合金板材中，通過(guò)滿足I {420}/10 {420} > 1.0，可維持高強(qiáng)度以及高導(dǎo)電性，同時(shí)可呈現(xiàn)優(yōu)異的彎曲加工性和耐應(yīng)カ松弛特性。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)5提出了如下銅合金板材，即，將含有0. 7 4. 0質(zhì)量％的 Ni和0.2 1.5質(zhì)量％的Si的銅合金的板面中的{200}晶面的X射線衍射強(qiáng)度設(shè)定為 I {200}，純銅標(biāo)準(zhǔn)粉末的{200}晶面的X射線衍射強(qiáng)度設(shè)定為101200}吋，通過(guò)具有滿足 I {200}/10 {200} ^ 1.0的結(jié)晶取向，在保持高強(qiáng)度的同吋，各向異性少，并且具有優(yōu)異的彎曲加工性，而且具有優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2006-152392號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2009-7666號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2008-13836號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2008-223136號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)2010-275622號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有的情況而完成的，其課題在干，提供一種導(dǎo)電性當(dāng)然良好， 還兼具高強(qiáng)度，優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金。第1項(xiàng)發(fā)明是ー種銅合金，以質(zhì)量％計(jì)含有1. 5 3. 6%的Ni、0. 3 1. 0%的Si， 余量是銅以及不可避免的雜質(zhì)，其中，該銅合金的晶粒的平均晶粒直徑為5 μ m 30 μ m，并且，具有該平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率為3%以上，并且，在具有該平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積中，Cube取向晶粒所占的面積率為50%以上。第2項(xiàng)發(fā)明是第1項(xiàng)發(fā)明所述的銅合金，以質(zhì)量％計(jì)還含有0. 05 3. 0%的Sn和/ 或 0. 05 3.0%的 Zn。第3項(xiàng)發(fā)明是第1或者第2項(xiàng)發(fā)明所述的銅合金，以質(zhì)量％計(jì)還含有合計(jì)為
0.01 3. 0%的Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上。第4項(xiàng)發(fā)明是ー種銅合金，其特征在干，以質(zhì)量％計(jì)含有1. 5 3. 6%的Ni、0. 3
1.0%的Si，余量是銅以及不可避免的雜質(zhì)，該銅合金的平均晶粒直徑為15 40 μ m,并且， 根據(jù)SEM-EBSP法的測(cè)定結(jié)果，Cube取向{001} <100>的平均面積率為45 %以上，而且KAM 值為1.0 3.0。第5項(xiàng)發(fā)明是第4項(xiàng)發(fā)明所述的銅合金，以質(zhì)量％計(jì)還含有0. 05 3. 0%的Sn和 / 或 0. 05 3.0%的 Zn。第6項(xiàng)發(fā)明是第4或者第5項(xiàng)發(fā)明所述的銅合金，以質(zhì)量％計(jì)還含有合計(jì)為 0. 01 3. 0%的Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上。第7項(xiàng)發(fā)明是ー種銅合金，其特征在干，以質(zhì)量％計(jì)含有2. 0 3. 6%的Ni、0. 4 1.0%的Si、0. 05 1.5%的Sn、0. 05 3. 0 %的Zn，余量是銅以及不可避免的雜質(zhì)，該銅合金的平均晶粒直徑為10 μ m 40 μ m，并且，根據(jù)SEM-EBSP法的測(cè)定結(jié)果，Cube取向 {001}<100>的平均面積率為20%以上，而且l/4t(t為板厚)部和l/2t部的Cube取向的面積率之差為5%以內(nèi)，并且，KAM值為1.00以上3. 00以下。第8項(xiàng)發(fā)明是第7項(xiàng)發(fā)明所述的銅合金，以質(zhì)量％計(jì)還含有合計(jì)為0. 01 3. 0% 的Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上。需要說(shuō)明的是，在以后的說(shuō)明中，將第1 3項(xiàng)發(fā)明的銅合金也稱為第一銅合金， 將第4 6項(xiàng)發(fā)明的銅合金也稱為第二銅合金，將第7 8項(xiàng)發(fā)明的銅合金也稱為第三銅
A全
I=I ^El ο根據(jù)本發(fā)明，可以得到作為銅合金的特性的導(dǎo)電性當(dāng)然良好，還兼具高強(qiáng)度，優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性，即彎曲加工性以及耐應(yīng)カ松弛特性優(yōu)異的高強(qiáng)度銅合金。


圖1是表示實(shí)施例中求得銅合金的耐應(yīng)カ松弛特性的試驗(yàn)方法，表示對(duì)短條狀測(cè)試片賦予撓曲量的狀態(tài)的正面圖。圖2是表示實(shí)施例中求得銅合金的耐應(yīng)カ松弛特性的試驗(yàn)方法，表示去掉撓曲量時(shí)的永久撓曲的正面圖。符號(hào)說(shuō)明1. · ·短條狀測(cè)試片2...剛體試驗(yàn)臺(tái)
具體實(shí)施例方式<第一銅合金>下面，就本發(fā)明的第一銅合金進(jìn)行說(shuō)明。作為將銅合金進(jìn)行高強(qiáng)度化的方法的最有效的方法是增大精軋(調(diào)質(zhì)處理)率的方法。但是，増大精軋(調(diào)質(zhì)處理)率吋，相反地會(huì)使銅合金的彎曲加工性以及耐應(yīng)カ松弛特性降低。另外，提高耐應(yīng)カ松弛特性的最有效的方法是增大銅合金的晶粒直徑。但是，增大晶粒直徑吋，相反地會(huì)使銅合金的彎曲加工性降低。因此，要想利用目前的技術(shù)得到兼有強(qiáng)度、彎曲加工性、耐應(yīng)カ松弛特性這樣的諸特性的銅合金，必須采用控制精軋(調(diào)質(zhì)處理)率或晶粒直徑，適當(dāng)均衡強(qiáng)度、彎曲加工性、耐應(yīng)カ松弛特性的方法，不可能得到兼具高強(qiáng)度，優(yōu)異的彎曲加工性，優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性這樣的互相矛盾的特性的銅合金。本發(fā)明人等鑒于這樣的目前的課題，為了得到兼具高強(qiáng)度、優(yōu)異的彎曲加工性、優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金，進(jìn)行了潛心實(shí)驗(yàn)、研究。本發(fā)明人等判斷銅合金的晶粒直徑是用于得到兼具高強(qiáng)度、優(yōu)異的彎曲加工性、 優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金的關(guān)鍵要素，開(kāi)始進(jìn)行研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使銅合金的晶粒組織中混雜微細(xì)的晶粒和某種程度粗大的晶粒，可以抑制只存在粗大的晶粒時(shí)產(chǎn)生的彎曲加工時(shí)的晶間裂紋。另外還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使一部分銅合金的晶粒増大，可以得到優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性。進(jìn)而，本發(fā)明人等利用SEM-EBSP對(duì)晶粒直徑的大小和晶體取向?qū)嵤┝嗽敿?xì)的調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使銅合金的晶粒組織中適量分散比較粗大的Cube取向晶粒，特別是彎曲加工性變得良好。需要說(shuō)明的是，該Cube取向晶粒和其它取向晶粒相比是滑移系較多的取向晶粒，因此可推測(cè)，即使某種程度存在比較粗大的Cube取向晶粒，彎曲加工性也不會(huì)變差。本發(fā)明人等根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)、研究的見(jiàn)解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將銅合金中的晶粒的平均晶粒直徑設(shè)定為5 μ m 30 μ m，而且將具有其平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒在晶粒組織中所占的面積率設(shè)定為3%以上，進(jìn)而，將具有其平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的50%以上的晶粒設(shè)定為Cube取向晶粒，由此可以得到作為本發(fā)明的課題的兼具高強(qiáng)度、優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金。下面，對(duì)于第一銅合金的實(shí)施方式，連同各必要條件具體進(jìn)行說(shuō)明，首先，就有關(guān)第一銅合金的晶粒組織的必要條件依次進(jìn)行說(shuō)明。(平均晶粒直徑)銅合金的平均晶粒直徑設(shè)定為5 μ m 30 μ m。當(dāng)平均晶粒直徑低于5 μ m吋，耐應(yīng)力松弛特性下降。另ー方面，當(dāng)平均晶粒直徑超過(guò)30 μ m時(shí)，銅合金的彎曲加工性下降，例如，按照日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，彎曲加工性變差為D以下。因此，將銅合金的平均晶粒直徑的下限設(shè)定為5 μ m、上限設(shè)定為30 μ m。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選的平均晶粒直徑的下限為8 μ m、上限為25 μ m。(具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率)在具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率(具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的全部晶粒的面積/全部晶粒的面積)低于3%的情況下，不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性和優(yōu)異的彎曲加工性。因此，將具有平均晶粒直徑的2 倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率的下限設(shè)定為3%。更優(yōu)選的下限為5%。另一方面，可以推測(cè)，具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率越大，同時(shí)提高耐應(yīng)カ松弛特性和彎曲加工性越有效，但是實(shí)際上現(xiàn)有技術(shù)難以使具有平均晶粒直徑的 2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率大于20%。(Cube取向晶粒所占的面積率)
Cube取向{001}<100>是更多的滑移系可以活動(dòng)的取向。在具有平均晶粒直徑的 2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積中，將Cube取向晶粒所占的面積率(具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的Cube取向晶粒的面積/具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的所有晶粒的面積)設(shè)定為50%以上，由此可以提高銅合金的彎曲加工性。在其面積率低于50%的情況下，銅合金的彎曲加工性會(huì)降低，例如，按照日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，彎曲加工性變差為D以下。更優(yōu)選的Cube取向晶粒所占的面積率為70%以上。(平均晶粒直徑、集合組織的測(cè)定方法)使用在場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(Field Emission Scanning ElectronMicroscope :FESEM)上裝載有電子背散射衍射花樣[EBSP =Electron BackScattering (Scattered) Pattern]系統(tǒng)的晶體取向解析法，在本發(fā)明中，測(cè)定產(chǎn)品銅合金的厚度方向的表面部的集合組織，進(jìn)行晶粒直徑的測(cè)定。在EBSP法中，對(duì)固定在FESEM的鏡筒內(nèi)的試樣照射電子束，在屏幕上投影EBSP。 用高靈敏度照相機(jī)對(duì)其進(jìn)行拍攝，以圖像的形式輸入計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)中，解析該圖像，和通過(guò)使用已知的晶系的模擬產(chǎn)生的圖案進(jìn)行比較，由此可確定晶體的取向。計(jì)算出的晶體的取向以三維歐拉角(ォィラー角)的形式和位置坐標(biāo)(x、y)等一起來(lái)記錄。由于對(duì)全部測(cè)定點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行該エ藝，因此，在測(cè)定結(jié)束時(shí)可以得到數(shù)萬(wàn) 數(shù)十萬(wàn)點(diǎn)的晶體取向數(shù)據(jù)。在此，在普通的銅合金板的情況下，主要形成由如下所示的被稱作Cube取向、 Goss取向、Brass取向、Copper取向、S取向等的許多取向因子構(gòu)成的集合組織，存在與其相應(yīng)的晶面。這些情況被記載于例如長(zhǎng)島晉一編著的“集合組織”(丸善株式會(huì)社刊)或輕金屬學(xué)會(huì)“輕金屬”概述Vol.43、1993、P285-293等。即使是在同一晶系的情況下，這些集合組織的形成也根據(jù)加工、熱處理方法而不同。在通過(guò)軋制形成板材的集合組織的情況下，用軋制面和軋制方向表示，軋制面用{ABC}表示，軋制方向用<DEF>表示(ABCDEF表示整數(shù))。基于該表示，各取向可如下所述來(lái)表示。Cube 取向{001}<100>Goss 取向{011}<100>Rotated-Goss 取向{011}<011>Brass 取向{011}<211>Copper 取向{112}<111>(或者 D 取向{4411} <11118〉S 取向{123}<634>B/G 取向{011}<511>B/S 取向{168}<211>P 取向{011}<111>在本發(fā)明中，由這些晶面偏離士 15°以內(nèi)的取向的基本上屬于同一晶面(取向因子)。另外，將相鄰的晶粒的取向差為5°以上的晶粒的邊界定義為晶界。而且，在本發(fā)明中，對(duì)測(cè)定面積300 X 300 μ m以0. 5 μ m跨距(ピツチ)照射電子束，將根據(jù)上述晶體取向解析法測(cè)定的晶粒數(shù)設(shè)定為η、分別測(cè)定的晶粒直徑設(shè)定為χ吋， 用(Σ χ)/η計(jì)算出平均晶粒直徑。
另外，對(duì)于具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率，通過(guò)對(duì)測(cè)定面積300X300 μ m以0. 5 μ m跨距照射電子束，求得相應(yīng)的晶粒的合計(jì)面積，利用 (具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的全部晶粒的面積/全部晶粒的面積)這樣的計(jì)算來(lái)求得。另外，對(duì)于具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積中Cube取向晶粒所占的面積率，對(duì)測(cè)定面積300Χ300μπι以0. 5 μ m跨距照射電子束，測(cè)定通過(guò)利用上述晶體取向解析法測(cè)定的相應(yīng)的Cube取向晶粒的面積，利用(具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的Cube取向晶粒的面積/具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的全部晶粒的面積)這樣的計(jì)算來(lái)求得。需要說(shuō)明的是，晶體取向分布有可能在板厚方向上有分布。因而，優(yōu)選通過(guò)在板厚方向任意取幾點(diǎn)來(lái)獲取平均而求得。(銅合金的化學(xué)成分組成)其次，就第一銅合金的成分限定理由進(jìn)行說(shuō)明。下面，對(duì)于各元素的含量(比率)， 僅記載為％，但是均表示質(zhì)量％。Ni :1.5% 3. 6%對(duì)于Ni而言，通過(guò)使其和Si的化合物結(jié)晶或者析出，具有確保銅合金的強(qiáng)度以及導(dǎo)電率的作用。M的含量低于1.5%吋，析出物的生成量不充分，無(wú)法得到目標(biāo)強(qiáng)度，而且， 會(huì)使銅合金組織的晶粒粗大化。另ー方面，Ni的含量超過(guò)3. 6%吋，會(huì)使導(dǎo)電率下降，而且粗大的析出物的數(shù)量過(guò)多，彎曲加工性下降。因而，Ni的含量設(shè)定為1. 5% 3. 6%的范圍。需要說(shuō)明的是，根據(jù)Ni的含量，可達(dá)到的強(qiáng)度水平不同。Ni的含量為1.5% 低于2.0%的情況下，軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)可達(dá)到650ΜΙ^以上， 彎曲加工性可達(dá)到日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)B以上。另ー方面， Ni的含量為2.0% 3. 6%的情況下，軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP) 可達(dá)到700MPa以上，彎曲加工性可達(dá)到日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn) C以上。Si :0.3% 1.0%對(duì)于Si而言，通過(guò)使其和Ni的化合物結(jié)晶或者析出，可提高銅合金的強(qiáng)度以及導(dǎo)電率。Si的含量低于0.3%吋，析出物的生成不充分，無(wú)法得到目標(biāo)強(qiáng)度，而且，會(huì)使銅合金組織的晶粒粗大化。另ー方面，Si的含量超過(guò)1.0%吋，會(huì)使粗大的析出物的數(shù)量過(guò)多，彎曲加工性下降。因而，Si的含量設(shè)定為0. 3% 1. 0%的范圍。需要說(shuō)明的是，根據(jù)Si的含量，可達(dá)到的強(qiáng)度水平也不同。Si的含量為0. 3% 低于0. 5%的情況下，軋制垂直方向(T. D.方向)的0. 2%屈服強(qiáng)度(YP)可達(dá)到650MPa以上，彎曲加工性可達(dá)到日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)B以上。另一方面，Si的含量為0.5% 1.0%的情況下，軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP) 可達(dá)到700MPa以上，彎曲加工性可達(dá)到日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn) C以上。對(duì)于本發(fā)明的銅合金而言，除了以上元素外，由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，但也可以單獨(dú)含有或者復(fù)合含有以下元素。Zn :0· 05% 3. 0%
Zn是對(duì)改善用于電子零件的接合的Sn鍍層及錫焊的耐熱剝離性、抑制熱剝離有效的元素。為了有效地發(fā)揮這樣的效果，需要含有0.05%以上的Si。但是，Si的含量超過(guò)3. 0%吋，反而會(huì)使熔融Sn或錫焊的吸水伸長(zhǎng)率變差，另外，導(dǎo)電率也顯著降低。因而， 含有Si的情況下，在考慮耐熱剝離性提高效果和導(dǎo)電率降低作用的基礎(chǔ)上，將其設(shè)定為 0. 05% 3. 0%的范圍。Sn :0· 05% 3. 0%Sn在銅合金中固溶而有助于提高強(qiáng)度。為了有效地發(fā)揮該效果，需要含有0.05% 以上的Sn。但是，Sn的含量超過(guò)3.0%吋，其效果飽和，并且會(huì)使導(dǎo)電率顯著降低。因而， 含有Sn的情況下，在考慮強(qiáng)度提高效果和導(dǎo)電率降低作用的基礎(chǔ)上，將其設(shè)定為0. 05% 3.0%的范圍。Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上合計(jì)為0. 01% 3. 0%這些元素對(duì)晶粒微細(xì)化有效。另外，通過(guò)使其和Si之間形成化合物，可提高強(qiáng)度、 導(dǎo)電率。在有效發(fā)揮這些效果的情況下，需要選擇性地含有合計(jì)為0. 01%以上的Fe、Mn、 Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上。但是，這些元素的合計(jì)含量超過(guò)3. 0%吋，會(huì)使化合物變得粗大，損害彎曲加工性。因而，選擇性地含有的情況下的這些元素的含量設(shè)定為合計(jì)0.01% 3.0%的范圍。(制造條件)第一銅合金(銅合金板)和制造一般的銅合金的情況一祥，可以經(jīng)過(guò)熱軋、冷軋、 固溶化處理、時(shí)效處理、冷軋進(jìn)行制造，但是本發(fā)明人等潛心研究了用于制造第一銅合金的制造條件，結(jié)果確認(rèn)，通過(guò)特別鉆研熱軋エ序，可以制造本發(fā)明設(shè)想的兼具高強(qiáng)度、優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金。下面對(duì)其制造條件進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，第一銅合金基本上是軋制而成的銅合金板，將其沿寬度方向開(kāi)有狹縫的條或?qū)⑦@些板、條進(jìn)行卷繞而成的銅合金板也包含于第一銅合金。對(duì)于熱軋エ序，優(yōu)選在熱軋結(jié)束后的冷卻期間的400 600°C的溫度范圍保持10 分鐘以上的條件下進(jìn)行，接著進(jìn)行急冷。保持溫度低于400°C或者超過(guò)600°C、或者保持時(shí)間低于10分鐘時(shí)，容易使具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率低于3%。或者容易使在具有其平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積中 Cube取向晶粒所占的面積率低于50%。該情況下，無(wú)法同時(shí)提高彎曲加工性和耐應(yīng)カ松弛特性。優(yōu)選將隨后的固溶化處理的升溫速度設(shè)定為0. rc /s以下，優(yōu)選將降溫速度設(shè)定為100°C /s以上。升溫速度大于0. rc /S的情況下，會(huì)使具有平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率低于3%，該情況下無(wú)法同時(shí)提高彎曲加工性和耐應(yīng)カ松弛特性。另ー方面，降溫速度緩慢于100°c /s吋，會(huì)導(dǎo)致冷卻中發(fā)生析出，該情況下，會(huì)導(dǎo)致在隨后的時(shí)效處理中無(wú)法得到充分的析出而引起強(qiáng)度下降。另外，優(yōu)選將固溶化處理溫度設(shè)定為750 900°C。固溶化處理溫度低于750°C 吋，容易使晶粒的平均晶粒直徑小于5 μ m,耐應(yīng)カ松弛特性容易變差。另ー方面，固溶化處理溫度高于900°C吋，容易使晶粒的平均晶粒直徑大于30 μ m，彎曲加工性容易變差。固溶化處理后，與普通的銅合金的制造エ序一祥，經(jīng)過(guò)時(shí)效處理-最終冷軋(-低溫退火)這樣的ェ序，由此可制造第一銅合金。時(shí)效處理中的時(shí)効溫度和制造普通銅合金的情況一祥，優(yōu)選設(shè)定為400 550°C。另外，優(yōu)選將最終冷軋的壓下率設(shè)定為25 60%。其壓下率小于25%的情況下， 容易使軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)變小，強(qiáng)度下降。另ー方面，壓下率超過(guò)60%的情況下，往往無(wú)法得到充分的彎曲加工性。〈第二銅合金〉其次，就本發(fā)明的第二銅合金進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明人等在上述現(xiàn)有的銅合金的高強(qiáng)度化方法的基礎(chǔ)上，關(guān)注和位錯(cuò)密度有關(guān)的 KAM(Kerner Average Misorientation)值，通過(guò)用 SEM-EBSP 詳細(xì)地調(diào)查其 KAM 值，發(fā)現(xiàn)可以估計(jì)為了使銅合金高強(qiáng)度化而必要的最終冷軋的壓下率。另外，本發(fā)明人等在銅合金的制造エ序中，用SEM-EBSP詳細(xì)地調(diào)查最終冷軋前后的集合組織，發(fā)現(xiàn)即使對(duì)銅合金實(shí)施軋制，也殘存許多保持軋制前的晶體取向不變的晶粒。 即，確認(rèn)了如果最終冷軋前的Cube取向{001} <100>的面積率高，則能夠在較高的狀態(tài)下保持最終冷軋后的Cube取向的面積率。在之前所示的專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，為了控制集合組織而將最終軋制率控制在低水平，但是本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，在銅合金的制造エ序中，通過(guò)在反復(fù)實(shí)施兩次固溶化處理的基礎(chǔ)上，同時(shí)鉆研固溶化處理方法，即使提高最終軋制率，也可以提高Cube取向的面積率。另外，還發(fā)現(xiàn)晶粒直徑越大越可以提高Cube取向的面積率。特別是在晶粒直徑為 40 μ m以下的情況下，可以確認(rèn)Cube取向的面積率增大對(duì)彎曲加工性提高的貢獻(xiàn)超過(guò)晶粒粗大化對(duì)彎曲加工性下降的貢獻(xiàn)。因此發(fā)現(xiàn)，為了提高耐應(yīng)カ松弛特性，即使增大晶粒直徑至一定的大小(40 μ m)，也可以充分地維持彎曲加工性。需要說(shuō)明的是，通過(guò)鉆研固溶化處理方法，可增大晶粒直徑。根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)、研究的見(jiàn)解，結(jié)果本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將銅合金的平均晶粒直徑設(shè)定為15 40 μ m,并且，根據(jù)SEM-EBSP法的測(cè)定結(jié)果，將Cube取向{001} <100>的平均面積率設(shè)定為45%以上，進(jìn)而，將KAM值設(shè)定為1.0 3.0，可以得到作為本發(fā)明的課題的兼具高強(qiáng)度、優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金。下面，就第二銅合金的實(shí)施方式，連同各必要條件具體進(jìn)行說(shuō)明，首先，就有關(guān)第 ニ銅合金的組織的必要條件依次進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在下面的說(shuō)明中，記載平均晶粒直徑、集合組織中的平均面積率的情況下，有時(shí)也省略“平均”而僅記載為晶粒直徑、面積卓。(平均晶粒直徑)銅合金的平均晶粒直徑設(shè)定為15 40 μ m。晶粒直徑為40 μ m以下吋，Cube取向的面積率增大對(duì)彎曲加工性提高的貢獻(xiàn)程度超過(guò)晶粒粗大化對(duì)彎曲加工性下降的貢獻(xiàn)程度，銅合金的彎曲加工性提高。但是，晶粒直徑超過(guò)40 μ m吋，晶粒粗大化的貢獻(xiàn)占優(yōu)勢(shì)，彎曲加工性下降。因此，將晶粒直徑的上限設(shè)定為40μπι。更優(yōu)選的晶粒直徑為30 μ m以下。 另ー方面，晶粒直徑低于15 μ m吋，耐應(yīng)カ松弛特性變差。(Cube取向的平均面積率)Cube取向{001}<100>是更多的滑移系可以活動(dòng)的取向。通過(guò)以面積率計(jì)使該 Cube取向累積45%以上，可以抑制局部變形的擴(kuò)展，提高銅合金的彎曲加工性。該Cube取向晶粒的累積率(面積率)過(guò)低時(shí)，無(wú)法抑制上述的局部變形的擴(kuò)展，銅合金的彎曲加工性下降。因而，在本發(fā)明中，將Cube取向{001} <100>的平均面積率設(shè)定為45%以上，更優(yōu)選 50%以上。另ー方面，有銅合金的晶粒直徑越大Cube取向的面積率越高的傾向。因此，可認(rèn)為可以得到優(yōu)異的彎曲加工性的晶粒直徑在40 μ m以下的范圍內(nèi)，將Cube取向的面積率設(shè)定為70%以上是困難的。因此，實(shí)質(zhì)的Cube取向的面積率的范圍為45 70%。(KAM 值)KAM值設(shè)定為1. 0 3. 0。KAM值低于1. 0吋，位錯(cuò)密度不充分，因此，和拉伸強(qiáng)度相比，屈服強(qiáng)度相當(dāng)小，其結(jié)果，垂直于軋制方向的方向的屈服強(qiáng)度變小。另外，KAM值大于 3. 0吋，位錯(cuò)密度過(guò)高，彎曲加工性變差。(平均晶粒直徑、集合組織的測(cè)定方法)平均晶粒直徑、集合組織的測(cè)定方法和第一銅合金中的測(cè)定方法一祥。(KAM值的測(cè)定方法)通過(guò)用EBSP測(cè)定晶粒內(nèi)的取向差，求得KAM值。將晶粒數(shù)設(shè)定為η、分別測(cè)定的各晶粒的取向差設(shè)定為y吋，用(Σ y)/n定義該KAM值。報(bào)道有該KAM值和位錯(cuò)密度相關(guān)， 其事實(shí)上，例如，“材料”(Journal of theSociety of Materials Science、Japan)Vol. 58、 NO. 7、P568574、July2009 等中有報(bào)道。(銅合金的化學(xué)成分組成)其次，就第二銅合金的成分限定理由進(jìn)行說(shuō)明。下面，對(duì)于各元素的含量，僅記載為％，但是均表示質(zhì)量％。Ni :1. 5 3. 6%對(duì)于Ni而言，通過(guò)使其和Si的化合物結(jié)晶或者析出，具有確保銅合金的強(qiáng)度以及導(dǎo)電率的作用。M的含量低于1.5%吋，析出物的生成量不充分，無(wú)法得到目標(biāo)強(qiáng)度，而且， 會(huì)使銅合金組織的晶粒粗大化。另ー方面，Ni的含量超過(guò)3. 6%吋，會(huì)使導(dǎo)電率下降，而且粗大的析出物的數(shù)量過(guò)多，彎曲加工性下降。因而，Ni的含量設(shè)定為1. 5% 3. 6%的范圍。需要說(shuō)明的是，根據(jù)Ni的含量，銅合金的強(qiáng)度水平不同。Ni的含量為1. 5%以上低于2.0%的情況下，軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)為650MPa以上，此吋，彎曲加工性為日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)A B。另外，Ni的含量為2.0% 3. 6%的情況下，軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)為700MPa 以上，此時(shí)，彎曲加工性為日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)A C。Si :0. 3 1.0%對(duì)于Si而言，通過(guò)使其和Ni的化合物結(jié)晶或者析出，可提高銅合金的強(qiáng)度以及導(dǎo)電率。Si的含量低于0.3%吋，析出物的生成不充分，無(wú)法得到目標(biāo)強(qiáng)度，而且，會(huì)使銅合金組織的晶粒粗大化。另ー方面，Si的含量超過(guò)1.0%吋，會(huì)使粗大的析出物的數(shù)量過(guò)多，彎曲加工性下降。因而，Si的含量設(shè)定為0. 3% 1. 0%的范圍。需要說(shuō)明的是，根據(jù)Si的含量，銅合金的強(qiáng)度水平也不同。Si的含量為0.3%以上低于0.5%的情況下，軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)為650MPa以上。此時(shí)，彎曲加工性為日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)A B。另外， Si的含量為0.5 1.0%的情況下，軋制垂直方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)為 700MPa以上。此時(shí)，彎曲加工性為日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)A C0對(duì)于第二銅合金而言，除了以上元素外，由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，但也可以單獨(dú)含有或者復(fù)合含有以下元素。Zn :0. 05% 3. 0%Zn是對(duì)改善用于電子零件的接合的Sn鍍層及錫焊的耐熱剝離性，抑制熱剝離有效的元素。為了有效地發(fā)揮這樣的效果，需要含有0.05%以上的Si。但是，Si的含量超過(guò)3. 0%吋，反而會(huì)使熔融Sn或錫焊的吸水伸長(zhǎng)率變差，另外，導(dǎo)電率也顯著降低。因而， 含有Si的情況下，在考慮耐熱剝離性提高效果和導(dǎo)電率降低作用的基礎(chǔ)上，將其設(shè)定為 0. 05% 3. 0%的范圍。Sn :0. 05% 3. 0%Sn在銅合金中固溶而有助于提高強(qiáng)度。為了有效地發(fā)揮該效果，需要含有0.05% 以上的Sn。但是，Sn的含量超過(guò)3.0%吋，其效果飽和，并且會(huì)使導(dǎo)電率顯著降低。因而， 在考慮強(qiáng)度提高效果和導(dǎo)電率降低作用的基礎(chǔ)上，Sn設(shè)定為0. 05% 3. 0%的范圍。Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上合計(jì)為0. 01% 3. 0%這些元素對(duì)晶粒微細(xì)化有效。另外，通過(guò)使其和Si之間形成化合物，可提高強(qiáng)度、 導(dǎo)電率。在有效發(fā)揮這些效果的情況下，需要選擇性地含有合計(jì)為0. 01%以上的Fe、Mn、 Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上。但是，這些元素的合計(jì)含量超過(guò)3. 0%吋，會(huì)使化合物變得粗大，損害彎曲加工性。因而，選擇性地含有的情況下的這些元素的含量設(shè)定為合計(jì)0.01% 3.0%的范圍。需要說(shuō)明的是，在后述的實(shí)施例中，僅舉出這些元素的ー種的例子，但是這些元素顯現(xiàn)出上述共同的效果，即使以上述規(guī)定的合計(jì)含量計(jì)含有兩種以上這些元素，也顯現(xiàn)出同樣的效果。(制造條件)為了制造第二銅合金(銅合金板)，在銅合金的一系列的制造エ序中，在反復(fù)實(shí)施 2次固溶化處理的基礎(chǔ)上，同時(shí)需要鉆研固溶化處理方法。對(duì)其一系列的制造エ序按照エ序依次進(jìn)行說(shuō)明吋，為熱軋、冷軋、固溶化處理(第一次)、冷軋、固溶化處理(第二次)、時(shí)效處理、冷軋的順序。此時(shí)，也可以反復(fù)進(jìn)行兩次以上的固溶化處理。為了制造第二銅合金， 在這些一系列的エ序中，需要研究固溶化處理(第一次、第二次)，進(jìn)行詳細(xì)控制。固溶化處理(第一次)、固溶化處理(第二次)均將升溫速度設(shè)定為0. rc /s以下，將降溫速度設(shè)定為100°c /s以上。升溫速度快于0. rc /s時(shí)，難以使銅合金的Cube取向的面積率為45%以上，彎曲加工性下降至日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)D以下。另ー方面，降溫速度慢于100°C /s吋，會(huì)導(dǎo)致冷卻中產(chǎn)生析出，在隨后的時(shí)效處理中無(wú)法得到充分的析出，銅合金的強(qiáng)度降低。另外，將固溶化處理(第一次)的處理溫度設(shè)定為750 850°C，將固溶化處理 (第二次)的處理溫度設(shè)定為固溶化處理(第一次)的處理溫度以上且低于900°C。至少 ー個(gè)固溶化處理(第一次、第二次)的處理溫度低于上述的最低溫度的情況下，難以使銅合金的Cube取向的面積率為45%以上，彎曲加工性變差。另ー方面，至少ー個(gè)固溶化處理 (第一次、第二次)的處理溫度高于上述的最高溫度的情況下，會(huì)使銅合金的平均晶粒直徑為40μπι以上的可能性升高，彎曲加工性變差。固溶化處理后，和制造一般的銅合金的情況一祥，實(shí)施時(shí)效處理-最終冷軋-低溫退火，由此可制造第二銅合金。需要說(shuō)明的是，優(yōu)選時(shí)效處理溫度設(shè)定為400 500°C。另外，最終冷軋的壓下率設(shè)定為25 60%。該壓下率小于25%的情況下，KAM值變小，強(qiáng)度降低。另ー方面，壓下率大于60%時(shí)，經(jīng)常會(huì)使KAM值超過(guò)3. 0，無(wú)法得到充分的彎曲加工性。〈第三銅合金〉其次，就本發(fā)明的第三銅合金進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明人等從銅合金的制造エ序進(jìn)行研究，在其制造エ序中，用SEM-EBSP對(duì)最終冷軋前后的集合組織進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)即使對(duì)銅合金實(shí)施軋制，也殘存許多保持軋制前的晶體取向不變的晶粒。即，確認(rèn)了如果最終冷軋前的Cube取向{001}<100>的面積率高，則能夠在較高的狀態(tài)下保持最終冷軋后的Cube取向的面積率。在之前所示的專利文獻(xiàn) 1以及專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，為了控制集合組織而將最終軋制率控制在低水平，但是本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，在銅合金的制造エ序中，即使提高其最終軋制率，也可以控制集合組織。進(jìn)而，本發(fā)明人等進(jìn)行了研究，結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，如果板厚方向的Cube取向的面積率存在不均，就無(wú)法充分地提高彎曲加工性，通過(guò)減少板厚方向的Cube取向的面積率的不均，可確實(shí)提高彎曲加工性。另外，還發(fā)現(xiàn)晶粒直徑越大越可以提高Cube取向的面積率。特別是在晶粒直徑為 40 μ m以下的情況下，可以確認(rèn)Culbe取向的面積率增大對(duì)彎曲加工性提高的貢獻(xiàn)超過(guò)晶粒粗大化對(duì)彎曲加工性下降的貢獻(xiàn)。因此發(fā)現(xiàn)，為了提高耐應(yīng)カ松弛特性，即使增大晶粒直徑至一定的大小(40 μ m)，也可以充分地維持彎曲加工性。需要說(shuō)明的是，通過(guò)鉆研固溶化處理方法，可增大晶粒直徑。根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)、研究的見(jiàn)解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將銅合金的平均晶粒直徑設(shè)定為 10 μ m 40 μ m，并且，根據(jù)SEM-EBSP法的測(cè)定結(jié)果，將Cube取向{001} <100>的平均面積率設(shè)定為20%以上，進(jìn)而，將l/4t(t為板厚)部和l/2t部的Cube取向的面積率之差設(shè)定為 5% 以內(nèi)，此外還將 KAM(Kernel Average Misorientation)值設(shè)定為 1· 00 3· 00，可以得到作為本發(fā)明的課題的兼具高強(qiáng)度、優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅
A冬
I=I 虛 ο下面，就第三銅合金的實(shí)施方式，連同各必要條件具體進(jìn)行說(shuō)明，首先，就有關(guān)第三銅合金的組織的必要條件依次進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在下面的說(shuō)明中，記載平均晶粒直徑、集合組織中的平均面積率的情況下，有時(shí)也省略“平均”而僅記載為晶粒直徑、面積卓。(平均晶粒直徑)銅合金的平均晶粒直徑設(shè)定為10 40 μ m。晶粒直徑為40 μ m以下吋，Cube取向的面積率增大對(duì)彎曲加工性提高的貢獻(xiàn)程度超過(guò)晶粒粗大化對(duì)彎曲加工性下降的貢獻(xiàn)程度，銅合金的彎曲加工性提高。但是，晶粒直徑超過(guò)40 μ m吋，晶粒粗大化的貢獻(xiàn)占優(yōu)勢(shì)，彎曲加工性下降。因此，將晶粒直徑的上限設(shè)定為40μπι。更優(yōu)選的晶粒直徑為30 μ m以下。 另ー方面，晶粒直徑低于10 μ m吋，耐應(yīng)カ松弛特性變差。更優(yōu)選的晶粒直徑為15 μ m以上。(Cube取向的平均面積率)Cube取向{001}<100>是更多的滑移系可以活動(dòng)的取向。通過(guò)以面積率計(jì)使該 Cube取向累積20%以上，可以抑制局部變形的擴(kuò)展，提高銅合金的彎曲加工性。該Cube取向晶粒的累積率(面積率)過(guò)低時(shí)，無(wú)法抑制上述的局部變形的擴(kuò)展，銅合金的彎曲加工性下降。因而，在本發(fā)明中，將Cube取向{001} <100>的平均面積率設(shè)定為20%以上，更優(yōu)選25%以上。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中對(duì)Cube取向的平均面積率的上限沒(méi)有特別規(guī)定，但是使Cube取向的面積率為70%以上是困難的。因此，實(shí)際的Cube取向的面積率的范圍為 20 70%。(Cube取向的面積率之差)l/4t(t為板厚)部的面積率和l/2t部的Cube取向的面積率是同一 Cube取向的面積率，但是有時(shí)其面積率產(chǎn)生不均。其面積率之差(不均)超過(guò)5%時(shí)，銅合金的彎曲加 エ性下降。因而，需要將上述Cube取向的面積率之差抑制在5%以內(nèi)，這樣通過(guò)將Cube取向的面積率之差設(shè)定為5 %以內(nèi)，可提高銅合金的彎曲加工性。(KAM 值)KAM值設(shè)定為1. 00 3. 00。KAM值低于1. 00吋，位錯(cuò)密度不充分，因此，和拉伸強(qiáng)度相比，屈服強(qiáng)度相當(dāng)小，其結(jié)果，垂直于軋制方向的方向的屈服強(qiáng)度變小。另外，KAM值大于3. 00吋，位錯(cuò)密度過(guò)高，彎曲加工性變差。(平均晶粒直徑、集合組織、KAM值的測(cè)定方法)平均晶粒直徑、集合組織、KAM值的測(cè)定方法和第一銅合金以及第二銅合金中的測(cè)
定方法一祥。(銅合金的化學(xué)成分組成)其次，就第三銅合金的成分限定理由進(jìn)行說(shuō)明。下面，對(duì)于各元素的含量(比率)， 僅記載為％，但是均表示質(zhì)量％。Ni :2. 0 3. 6%對(duì)于Ni而言，通過(guò)使其和Si的化合物結(jié)晶或者析出，具有確保銅合金的強(qiáng)度以及導(dǎo)電率的作用。M的含量低于2.0%吋，析出物的生成量不充分，無(wú)法得到目標(biāo)強(qiáng)度，而且， 會(huì)使銅合金組織的晶粒粗大化。另ー方面，Ni的含量超過(guò)3. 6%吋，會(huì)使導(dǎo)電率下降，而且粗大的析出物的數(shù)量過(guò)多，彎曲加工性下降。因而，Ni的含量設(shè)定為2.0 3. 6%的范圍。Si :0. 4 1.0%對(duì)于Si而言，通過(guò)使其和Ni的化合物結(jié)晶或者析出，可提高銅合金的強(qiáng)度以及導(dǎo)電率。Si的含量低于0.4%吋，析出物的生成不充分，無(wú)法得到目標(biāo)強(qiáng)度，而且，會(huì)使銅合金組織的晶粒粗大化。另ー方面，Si的含量超過(guò)1.0%吋，會(huì)使粗大的析出物的數(shù)量過(guò)多，彎曲加工性下降。因而，Si的含量設(shè)定為0. 4 1. 0%的范圍。Zn :0.05 3.0%Zn是對(duì)改善用于電子零件的接合的Sn鍍層及錫焊的耐熱剝離性，抑制熱剝離有效的元素。為了有效地發(fā)揮這樣的效果，需要含有0.05%以上的Si。但是，Zn的含量超過(guò) 3. 0%吋，反而會(huì)使熔融Sn或錫焊的吸水伸長(zhǎng)率變差，另外，導(dǎo)電率也顯著降低。另外，Cube 取向面積率也下降。因而，在考慮耐熱剝離性提高效果和導(dǎo)電率降低作用的基礎(chǔ)上，Si設(shè)定為0. 05 3.0%的范圍。Sn :0.05 1.5%Sn在銅合金中固溶而有助于提高強(qiáng)度。為了有效地發(fā)揮該效果，需要含有0.05% 以上的Sn。但是，Sn的含量超過(guò)1.5%吋，其效果飽和，并且會(huì)使導(dǎo)電率顯著降低。另外， Cube取向面積率也下降。因而，在考慮強(qiáng)度提高效果和導(dǎo)電率降低作用的基礎(chǔ)上，Sn設(shè)定為0.05 1.5%的范圍。
對(duì)于第三銅合金而言，除了以上元素外，由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，但也可以單獨(dú)含有或者復(fù)合含有以下元素。Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上合計(jì)為0. 01% 3. 0%這些元素對(duì)晶粒微細(xì)化有效。另外，通過(guò)使其和Si之間形成化合物，可提高強(qiáng)度、 導(dǎo)電率。在有效發(fā)揮這些效果的情況下，需要選擇性地含有合計(jì)為0. 01%以上的Fe、Mn、 Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上。但是，這些元素的合計(jì)含量超過(guò)3. 0%吋，會(huì)使化合物變得粗大，損害彎曲加工性。因而，選擇性地含有的情況下的這些元素的含量設(shè)定為合計(jì)0.01% 3.0%的范圍。需要說(shuō)明的是，在后述的實(shí)施例中，僅舉出這些元素的ー種的例子，但是這些元素顯現(xiàn)出上述共同的效果，即使以上述規(guī)定的合計(jì)含量計(jì)含有兩種以上這些元素，也顯現(xiàn)出同樣的效果。(制造條件)第三銅合金(銅合金板)和制造一般的銅合金的情況一祥，可以經(jīng)過(guò)熱軋、冷軋、 固溶化處理、時(shí)效處理、冷軋進(jìn)行制造，但是本發(fā)明人等潛心研究了用于制造第三銅合金的制造條件，結(jié)果確認(rèn)，通過(guò)采用以下所示的制造條件，可以制造本發(fā)明設(shè)想的兼具高強(qiáng)度、 優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金。下面對(duì)其制造條件進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，第三銅合金基本上是軋制而成的銅合金板，將其沿寬度方向開(kāi)有狹縫的條或?qū)⑦@些板、條卷繞而成的銅合金板也包含于第三銅合金。首先，優(yōu)選使熱軋之后的冷軋下的壓下率高于通常的銅合金制造下的壓下率，設(shè)定為90%以上的強(qiáng)壓下的壓下率。壓下率達(dá)不到90%的情況下，隨后的エ序的固溶化處理時(shí)Cube取向的晶粒無(wú)法擴(kuò)展，另外，容易使板厚方向的Cube取向的晶粒的面積率的不均增大。隨后的固溶化處理是為了得到目標(biāo)晶粒直徑以及集合組織的重要エ序。特別是在固溶化處理中需要控制其處理溫度和升溫速度。固溶化處理濕度(T)優(yōu)選設(shè)定為滿足40 X Ni添加量(質(zhì)量％ )+650 40 X Ni 添加量(質(zhì)量％ )+740這樣的條件式的范圍。固溶化處理溫度(T)低于由該條件式求得的下限溫度吋，容易使得到的銅合金的平均晶粒直徑低于10 μ m,容易使耐應(yīng)カ松弛特性不充分。另外，無(wú)法充分地進(jìn)行固溶，在隨后的時(shí)效處理中析出不充分，銅合金的強(qiáng)度降低。 另ー方面，固溶化處理溫度(T)高于由該條件式求得的上限溫度吋，容易使晶粒直徑超過(guò) 40 μ m，容易使彎曲加工性變差。固溶化處理的升溫速度優(yōu)選設(shè)定為0. rc /s以下。升溫速度大于0. rcム的情況下，有時(shí)容易使Cube取向的面積率變小，彎曲加工性變差。另外，優(yōu)選固溶化處理溫度T達(dá)到最高到達(dá)點(diǎn)之后保持5 30分鐘的時(shí)間。其保持時(shí)間低于5分鐘的情況下，容易使銅合金的板厚方向產(chǎn)生溫度不均，容易使板厚方向的 Cube取向的面積率的不均増大。另ー方面，其保持時(shí)間超過(guò)30分鐘的情況下，有時(shí)容易使銅合金的平均晶粒直徑變大，彎曲加工性變差。固溶化處理后，與普通的銅合金的制造エ序一祥，經(jīng)過(guò)時(shí)效處理-最終冷軋(-低溫退火)或者最終冷軋-時(shí)效處理(-低溫退火)這樣的ェ序，由此可制造第三銅合金。不管是經(jīng)過(guò)哪種ェ序的情況，和通常制造銅合金的情況一祥，時(shí)效處理中的時(shí)效溫度均優(yōu)選設(shè)定為400 550°C。另外，不管是經(jīng)過(guò)哪種エ序的情況，最終冷軋的壓下率均優(yōu)選設(shè)定為30 60%。 其壓下率小于30%的情況下，容易使KAM值為1.00以下，垂直軋制方向(T.D.方向)的 0.2%屈服強(qiáng)度(YP)變小，強(qiáng)度降低。另ー方面，壓下率超過(guò)60%的情況下，有時(shí)容易使 Cube取向的平均面積率變小，彎曲加工性變差。如上所述，在最終冷軋之后，以降低板材的殘留應(yīng)力，提高彈性界限值和耐應(yīng)カ松弛特性為目的，可以實(shí)施低溫退火。此時(shí)的加熱溫度優(yōu)選設(shè)定為250 600°C。通過(guò)該低溫退火，可減少板材內(nèi)部的殘留應(yīng)力，可以在強(qiáng)度基本不下降的情況下提高彎曲加工性和斷裂伸長(zhǎng)率。另外，還可以同時(shí)提高導(dǎo)電率。但是，該加熱溫度高于600°C吋，容易使KAM值下降而發(fā)生軟化。另ー方面，加熱溫度低于250°C的情況下，難以充分顯現(xiàn)上述的各特性的改善效果。實(shí)施例下面，舉出實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明當(dāng)然不受下述實(shí)施例的限制， 也可以在可適合于本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)加以適當(dāng)變更來(lái)實(shí)施，其均包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。〈試驗(yàn)A第一銅合金〉在表1以及表2所示的各種條件下制造表1以及表2所示的各種化學(xué)成分組成的 Cu-Ni-Si-Zn-Sn系銅合金的銅合金薄板，分別調(diào)查平均晶粒直徑或集合組織等板組織、強(qiáng)度或?qū)щ娐省澢庸ば浴⒛蛻?yīng)カ松弛特性等板特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。將其結(jié)果示于表3。具體的銅合金板的制造方法是，在炭粒爐(クリブトル爐)中，在大氣中，碳覆蓋下進(jìn)行溶解，鑄造成鑄鐵制書(shū)型鑄摸，得到具有表1以及表2記載的化學(xué)組成的厚度為50mm 的鑄塊。然后，對(duì)其鑄塊的表面進(jìn)行面切削后，在950°C的溫度下，熱軋至厚度達(dá)到30 6mm，從750°C以上的溫度，通過(guò)空冷冷卻至600 300°C，使用加熱至600 300°C的批次 (バッチ)退火爐保持1分鐘 120分鐘之后，在水中進(jìn)行急冷。接著，除去氧化皮后，進(jìn)行冷軋，得到厚度為0. 20 0. 33mm的板。接著，使用升溫速度為0. 03 0. 050C /s的批次爐以及升溫速度為10 50°C /s 的鹽浴爐或者通電加熱器，在表1以及表2記載的各種條件下進(jìn)行固溶化處理，其后，進(jìn)行水冷。對(duì)于這些固溶化處理(退火)后的試樣，經(jīng)過(guò)時(shí)效處理-最終冷軋或者最終冷軋-時(shí)效處理這樣的エ序，作成厚度為0. 15mm的冷軋板。對(duì)于該冷軋板，在鹽浴爐中，實(shí)施 4800C X30s的低溫退火處理，得到最終的銅合金板。(金屬組織)平均晶粒直徑、本發(fā)明中規(guī)定的各面積率從得到的各銅合金薄板采取組織觀察片，在上述的要點(diǎn)下，利用在場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡上裝載有電子背散射衍射花樣系統(tǒng)的晶體取向解析法，測(cè)定平均晶粒直徑以及本發(fā)明中規(guī)定的各面積率。具體而言，機(jī)械研磨銅合金薄板的軋制面表面，進(jìn)而，在拋光研磨后接著進(jìn)行電解研磨，準(zhǔn)備調(diào)節(jié)好表面的試樣。其后，使用日本電子公司制FESEM(JE0L JSM5410)，通過(guò)EBSP進(jìn)行晶體取向測(cè)定以及晶粒直徑測(cè)定。測(cè)定區(qū)域?yàn)?00 μ mX 300 μ m 的區(qū)域，將測(cè)定跨距設(shè)定為0. 5 μ m。
測(cè)定區(qū)域?yàn)?00 μ mX 300 μ m的區(qū)域，將測(cè)定跨距設(shè)定為0. 5 μ m。測(cè)定面設(shè)定為板厚的l/4t部和l/2t部的各3處，由共計(jì)6點(diǎn)的平均計(jì)算出本發(fā)明中規(guī)定的各面積率。拉伸試驗(yàn)使用將試驗(yàn)片的長(zhǎng)度方向作為軋制方向的JIS 13號(hào)B試驗(yàn)片，利用5882型 instron公司制萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，在室溫、試驗(yàn)速度10. Omm/min、GL = 50mm的條件下實(shí)施拉伸試驗(yàn)，測(cè)定0.2%屈服強(qiáng)度(MPa)。需要說(shuō)明的是，在該拉伸試驗(yàn)中，試驗(yàn)同一條件的三根試驗(yàn)片，采用它們的平均值。導(dǎo)電率將試驗(yàn)片的長(zhǎng)度方向作為軋制方向，利用銑床加工寬度IOmmX長(zhǎng)度300mm的條狀的試驗(yàn)片，利用雙橋式阻力測(cè)定裝置測(cè)定電阻，利用平均截面積法計(jì)算出導(dǎo)電率。需要說(shuō)明的是，在該測(cè)定中也測(cè)定同一條件的三根試驗(yàn)片，采用它們的平均值。彎曲加工性銅合金板試樣的彎曲試驗(yàn)根據(jù)下面的方法進(jìn)行實(shí)施。從銅合金板試樣切出寬度為10mm、長(zhǎng)度為30mm的板材，施加IOOOkgf (約9800N)的負(fù)荷，以彎曲半徑0. 15mm用 GoodWay (彎曲軸垂直于軋制方向)進(jìn)行90°彎曲。其后，施加IOOOkgf (約9800N)的負(fù)荷，實(shí)施180°密合彎曲，用50倍的光學(xué)顯微鏡目測(cè)觀察彎曲部中有無(wú)產(chǎn)生裂紋。此時(shí)，裂紋的評(píng)價(jià)根據(jù)日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307記載的A E進(jìn)行評(píng)價(jià)。耐應(yīng)カ松弛特性從銅合金板試樣采取試驗(yàn)片，用圖1以及圖2所示的懸臂方式測(cè)定耐應(yīng)カ松弛特性(應(yīng)カ松弛率)。具體而言，首先，從銅合金板試樣以長(zhǎng)度方向相對(duì)板材的軋制方向?yàn)榇怪狈较虻姆绞角谐鰧挾葹镮Omm的短條狀試驗(yàn)片1。接下來(lái)，將其短條狀試驗(yàn)片1的一端固定于剛體試驗(yàn)臺(tái)2后，在其短條狀試驗(yàn)片1的跨長(zhǎng)L的部位，如圖1所示，賦予d( = 10mm) 的大小的撓曲量。需要說(shuō)明的是，以將相當(dāng)于材料屈服強(qiáng)度的80%的表面應(yīng)カ負(fù)荷于材料的方式確定上述跨長(zhǎng)し在該狀態(tài)下，將短條狀試驗(yàn)片1在烤爐中以180°C保持M小時(shí)之后取出，測(cè)定除去撓曲量d時(shí)的永久應(yīng)變?chǔ)?(如圖2所示)，由RS= ( δ/d) X 100這樣的計(jì)算式求得應(yīng)カ松弛率(RS % )。上面的各試驗(yàn)的結(jié)果，將拉伸試驗(yàn)中的垂直軋制方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)為650MPa以上，導(dǎo)電率為30% IACS以上，彎曲試驗(yàn)中的評(píng)價(jià)為A B、應(yīng)カ松弛率為20%以下的銅合金板試樣或者拉伸試驗(yàn)中的垂直軋制方向(T.D.方向)的0.2%屈服強(qiáng)度(YP)為700MPa以上，導(dǎo)電率為30% IACS以上，彎曲試驗(yàn)中的評(píng)價(jià)為A C，應(yīng)カ松弛率為20%以下的銅合金板試樣評(píng)價(jià)為本發(fā)明的兼具高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、優(yōu)異的彎曲加工性、優(yōu)異的耐應(yīng)カ松弛特性的銅合金。
權(quán)利要求
1.ー種銅合金，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有1. 5 3. 6%的Ni、0. 3 1. 0%的Si，余量是銅以及不可避免的雜質(zhì)，其中，該銅合金的晶粒的平均晶粒直徑為5 μ m 30 μ m，并且，具有該平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率為3%以上，并且，在具有該平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積中，Cube取向晶粒所占的面積率為50%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金，其中，以質(zhì)量％計(jì)還含有0.05 3. 0%的Sn和/或 0. 05 3. 0%的 Zn。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅合金，其中，以質(zhì)量％計(jì)還含有合計(jì)為0.01 3. 0% 的Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上的元素。
4.ー種銅合金，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有1. 5 3. 6%的Ni、0. 3 1. 0%的Si，余量是銅以及不可避免的雜質(zhì)，其中，該銅合金的平均晶粒直徑為15 40 μ m,并且，根據(jù)SEM-EBSP法的測(cè)定結(jié)果，Cube取向{001}<100>的平均面積率為45%以上，并且，KAM值為1. 0 3. 0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅合金，其中，以質(zhì)量％計(jì)還含有0.05 3. 0%的Sn和/或 0. 05 3. 0%的 Zn。
6.權(quán)利要求4或5所述的銅合金，其中，以質(zhì)量％計(jì)還含有合計(jì)為0.01 3. 0%的!^、 Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者ニ種以上的元素。
7.ー種銅合金，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有2. 0 3. 6%的Ni、0. 4 1. 0%的Si、 0. 05 1. 5%的Sn、0. 05 3. 0%的Si，余量是銅以及不可避免的雜質(zhì)，其中，該銅合金的平均晶粒直徑為10 μ m 40 μ m，并且，根據(jù)SEM-EBSP法的測(cè)定結(jié)果，Cube取向{001}<100>的平均面積率為20%以上，并且，l/4t部和l/2t部的Cube取向的面積率之差為5%以內(nèi)，其中，t為板厚，并且，KAM值為1. 00以上3. 00以下。
8.權(quán)利要求7所述的銅合金，其中，以質(zhì)量％計(jì)還含有合計(jì)為0.01 3. 0%的 ^、Μη、 Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的ー種或者兩種以上的元素。
全文摘要
本發(fā)明的銅合金，以質(zhì)量％計(jì)含有1.5～3.6％的Ni、0.3～1.0％的Si，余量是銅以及不可避免的雜質(zhì)，其中，該銅合金的晶粒的平均晶粒直徑為5μm～30μm，并且，具有該平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積率為3％以上，并且，在具有該平均晶粒直徑的2倍以上的晶粒直徑的晶粒所占的面積中，Cube取向晶粒所占的面積率為50％以上。由此，提供一種導(dǎo)電性當(dāng)然良好，還兼具高強(qiáng)度，優(yōu)異的彎曲加工性以及優(yōu)異的耐應(yīng)力松弛特性的銅合金。
文檔編號(hào)C22C9/00GK102534298SQ20111040840
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者宍戶久郎, 有賀康博, 松本克史, 桂進(jìn)也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所