專利名稱：銅合金板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及銅合金板及其制造方法。本發(fā)明更具體涉及含有鎳和硅的銅合金 板(Cu-Ni-Si合金板)，該板用作電氣和電子部件的材料，例如連接件、引線框、繼電器和開(kāi) 關(guān)，本發(fā)明還更具體涉及該板的制造方法。
背景技術(shù)：
用于作為載流部件(例如連接件、引線框、繼電器和開(kāi)關(guān))的電氣和電子部件的材 料要求具有良好的電導(dǎo)率，以抑制因?yàn)檩d流而產(chǎn)生焦耳熱，而且該材料的高強(qiáng)度能承受在 使用該部件的電氣和電子設(shè)備的組裝和運(yùn)行過(guò)程中向其施加的應(yīng)力。用于電氣和電子部件 (例如連接件)的材料還要求具有極佳的可彎曲加工性，因?yàn)樵摬考ǔＴ跊_壓之后進(jìn)行 彎曲而形成。而且，為了確保電氣和電子部件(例如連接件)之間的接觸可靠性，要求用于 該部件的材料具有極佳的耐應(yīng)力松弛性，即對(duì)這種現(xiàn)象(應(yīng)力松弛)的耐受性，這種現(xiàn)象使 得這些部件之間的接觸壓力隨老化而變差。尤其是近年來(lái)，電氣和電子部件(例如連接件)存在集成化、微型化和輕質(zhì)化的傾 向。由此，要求用作這些部件的材料的銅板和銅合金板變薄，因此對(duì)這些材料要求的強(qiáng)度水 平變得更嚴(yán)格。具體來(lái)說(shuō)，要求這些材料的抗張強(qiáng)度在不小于700兆帕、優(yōu)選不小于750兆 帕、更優(yōu)選不小于800兆帕的強(qiáng)度水平。但是，在銅合金板的強(qiáng)度和可彎曲加工性之間一般存在權(quán)衡關(guān)系，因此隨著對(duì)材 料的強(qiáng)度水平的更為嚴(yán)格，難以獲得同時(shí)滿足所需強(qiáng)度和可彎曲加工性的銅合金板。在 通過(guò)軋制操作制造的典型銅合金板的情況中，已知該板以不利方式彎曲時(shí)的可彎曲加工 性明顯不同于以有利方式彎曲時(shí)的可彎曲加工性，在所述不利方式彎曲中，板的彎曲軸為 軋制方向(LD)，在所述有利方式彎曲中，板的彎曲軸在垂直于軋制方向和厚度方向的方向 (TD)。即，已知這種銅合金板的可彎曲加工性的各向異性很大。尤其是對(duì)于用作很小且具 有復(fù)雜形狀的電氣和電子部件(例如連接件)的材料的銅合金板，這些板經(jīng)常通過(guò)有利方 式彎曲和不利方式彎曲而形成。因此，強(qiáng)烈需要不僅提高銅合金板的強(qiáng)度水平，而且還需要 改善銅合金板的可彎曲加工性的各向異性。此外，隨著在嚴(yán)酷環(huán)境中使用電氣和電子部件(例如連接件)的情況越來(lái)越多， 對(duì)用于這些部件材料的銅合金板的耐應(yīng)力松弛性的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。例如，當(dāng)將電氣和 電子部件(例如連接件)用于高溫環(huán)境的機(jī)動(dòng)車的時(shí)候，這些部件的耐應(yīng)力松弛性是特別 重要的。另外，這種耐應(yīng)力松弛性是這樣一種蠕變現(xiàn)象，即，形成電氣和電子部件(例如連 接件)的材料的彈回部分上的接觸壓力即使在常溫保持恒定接觸壓力，但隨著在較高溫度 (如100-200°C )環(huán)境中的老化也會(huì)變差。耐應(yīng)力松弛性是這種一種現(xiàn)象，即，施加在金屬 材料上的應(yīng)力通過(guò)通過(guò)位錯(cuò)移動(dòng)產(chǎn)生的塑性變形而松弛，所述位錯(cuò)是在該金屬材料上施加 應(yīng)力的狀態(tài)下由形成基質(zhì)的原子的自擴(kuò)散以及原子固溶體的擴(kuò)散形成。但是，除了上述在銅合金板的強(qiáng)度和可彎曲加工性之間存在權(quán)衡關(guān)系以外，在其 強(qiáng)度和電導(dǎo)率之間以及可彎曲加工性和耐應(yīng)力松弛性之間一般也存在權(quán)衡關(guān)系。因此，通常要根據(jù)銅合金板作為用于載流部件(例如連接件)的材料的應(yīng)用，適當(dāng)選擇具有良好強(qiáng)度、可彎曲加工性或耐應(yīng)力松弛性的銅合金板。在用于電氣和電子部件(例如連接件)的材料的銅合金板中，Cu-Ni-Si合金(所 謂科森(Corson)合金)板被認(rèn)為是在其強(qiáng)度和電導(dǎo)率之間具有相對(duì)良好的特征性平衡的 材料。例如，通過(guò)基本包括以下步驟的方法，Cu-Ni-Si合金板的強(qiáng)度不小于700兆帕的強(qiáng) 度，同時(shí)保持較高的電導(dǎo)率(30-50% IACS)固溶處理、冷軋、老化處理、精冷軋和低溫退 火。但是，由于Cu-Ni-Si合金板具有高強(qiáng)度，所以其可彎曲加工性并不總是良好的。作為提高Cu-Ni-Si合金板的強(qiáng)度的方法，已知有增加加入的溶質(zhì)元素(如Ni和 Si)的量的方法，以及有在老化處理之后提高精軋(硬化軋制)操作中的壓縮比(rolling reduction)的方法。但是，在增加加入的溶質(zhì)元素(如Ni和Si)的量的方法中，該合金板 的電導(dǎo)率變差，Ni-Si沉積物量增加，很容易使其可彎曲加工性變差。另一方面，對(duì)于在老 化處理之后提高精軋操作中的壓縮比的方法，提高了加工硬化的程度，從而使不利方式的 可彎曲加工性明顯變差，因此在有些情況中，即使該板具有高強(qiáng)度和高電導(dǎo)率，其也不能用 作電氣和電子部件(例如連接件)。作為防止Cu-Ni-Si合金板的可彎曲加工性變差的方法，已知有可以省略在老化 處理之后的精冷軋、或者通過(guò)增加在板加入的溶質(zhì)元素(如Ni和Si)的量可以盡可能減小 冷軋壓縮比以及補(bǔ)償板強(qiáng)度變差的的方法。但是，在這種方法中，存在有利方式可彎曲加工 性明顯變差的問(wèn)題。為了提高銅合金板的可彎曲加工性，使銅合金晶粒變細(xì)的方法是有效的。對(duì)于 Cu-Ni-Si合金板的情況也是如此。因此，經(jīng)常在較低溫度范圍中對(duì)Cu-Ni-Si合金板進(jìn)行 固溶處理，從而導(dǎo)致一部分沉積物(或結(jié)晶的物質(zhì))保留下來(lái)，這些沉積物能阻止重結(jié)晶晶 粒的生長(zhǎng)，而不是在高溫范圍中使得所有沉積物(或結(jié)晶的物質(zhì))形成固溶體。但是，如果 溶液在這種低溫范圍中進(jìn)行處理，雖然晶粒得到細(xì)化，但是該板在老化處理之后的強(qiáng)度水 平必然因?yàn)镹i和Si的固溶體量減少而降低。另外，由于隨著晶粒尺寸減小，單位體積中存 在的晶界面積增大，所以晶粒的細(xì)化導(dǎo)致促進(jìn)應(yīng)力松弛成為一種蠕變現(xiàn)象。尤其是對(duì)于用 作高溫環(huán)境中機(jī)動(dòng)車連接件等的材料的板，沿原子晶界的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)高于晶粒中的擴(kuò)散速 率，因此，由于晶粒細(xì)化使板的耐應(yīng)力松弛性變差，導(dǎo)致嚴(yán)重問(wèn)題。近年來(lái)，作為改善Cu-Ni-Si合金板的可彎曲加工性問(wèn)題的方法，提出各種通過(guò)控 制晶體取向(織構(gòu)(texture))來(lái)改善板的可彎曲加工性。例如，提出一種方法通過(guò)滿足 (1{111}+1{311})/1{220} ^ 2. 0 (假設(shè){hkl}平面上的X射線衍射強(qiáng)度為I {hkl})來(lái)改善 在有利方式下板的可彎曲加工性(參見(jiàn)例如日本專利公開(kāi)第2006-9108號(hào))，以及提出一 種方法通過(guò)滿足(1{111}+1{311})/1{220} > 2. 0 (假設(shè){hkl}平面上的X射線衍射強(qiáng)度為 I {hkl})來(lái)改善在不利方式下板的可彎曲加工性(參見(jiàn)例如日本專利公開(kāi)第2006-16629 號(hào))。還提出一種方法通過(guò)使板具有等于或小于10微米的平均晶粒尺寸并且具有這樣一 種織構(gòu)使得根據(jù)SEM-EBSP方法測(cè)得立方取向百分比{001}<100>(已知作為一種重結(jié)晶織 構(gòu))等于或大于50%來(lái)提高板的可彎曲加工性(參見(jiàn)例如日本專利公開(kāi)第2006-152392 號(hào))。另外，提出一種通過(guò)滿足(1{200}+1{311})/1{220}彡0. 5來(lái)改善Cu-Ni-Si合金板的 可彎曲加工性(參見(jiàn)例如日本專利公開(kāi)第2000-80428號(hào))的方法。而且，提出一種通過(guò)滿 足I {311} X A/ (I {311} +1 {220} +1 {200}) < 1. 5 (假設(shè)板的晶粒尺寸為A (微米)，在板的表面上來(lái)自{311}, {220}和{200}平面的X射線衍射強(qiáng)度分別為I {311}、1 {220}和1{200}) 來(lái)提高Cu-Ni-Si合金板的可彎曲加工性(參見(jiàn)日本專利公開(kāi)第2006-9137號(hào))的方法。 而且，來(lái)自Cu-Ni-Si合金板的表面(軋制表面)的X射線衍射圖譜一般包括在 {111}、{200}、{220}、{311}和{422}這5個(gè)晶面上的衍射峰。來(lái)自其他晶面的X射線衍射強(qiáng) 度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于來(lái)自這5個(gè)晶面的X射線衍射強(qiáng)度。在固溶處理(重結(jié)晶)之后，{200}、{311} 和{422}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度通常增大。通過(guò)隨后的冷軋操作，這些晶面上的X射線 衍射強(qiáng)度降低，因此，{220}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度相對(duì)增大。通常，{111}晶面上的X射 線衍射強(qiáng)度并不因?yàn)槔滠埐僮鞫l(fā)生這種變化。因此，在上述日本專利公開(kāi)第2006-9108、 2006-16629、2006-152392、2000-80428和2006-9137號(hào)中，通過(guò)來(lái)自這些晶面的X射線衍射 強(qiáng)度控制Cu-Ni-Si合金的晶體取向(織構(gòu))。但是，在日本專利公開(kāi)第2006-9108號(hào)揭示的方法中，板以有利方式時(shí)的可彎 曲加工性通過(guò)滿足(1{111}+1{311})/1{220} ( 2. 0而得到提高，而在日本專利公開(kāi)第 2006-16629號(hào)揭示的方法中，板以不利方式的可彎曲加工性通過(guò)滿足(I {111}+1 {311})/ I {200} > 2.0而得到提高，因此，使板以有利方式的可彎曲加工性得到改善的條件與使 板以不利方式的可彎曲加工性得到改善的條件相反。因此，難以通過(guò)日本專利公開(kāi)第 2006-9108和2006-16629號(hào)揭示的方法同時(shí)改善在有利方式和不利方式的可彎曲加工性。在日本專利公開(kāi)第2006-152392號(hào)揭示的方法中，板的耐應(yīng)力松弛性經(jīng)常因?yàn)橐?求該板的晶粒細(xì)化從而使該板具有等于或小于10微米的平均晶粒尺寸而變差。在日本專利公開(kāi)第2000-80428號(hào)揭示的方法中，要求減少{220}晶面的百分比， 該晶面是軋制織構(gòu)的主要取向，從而滿足(1{200}+1{311})/1{220} >0.5。出于這個(gè)原因， 如果固溶處理之后冷軋中的壓縮比減小，則可以改善該板的可彎曲加工性。但是，如果對(duì)板 進(jìn)行控制使其具有這種軋制織構(gòu)，則該板的強(qiáng)度經(jīng)常會(huì)減小，其抗張強(qiáng)度約為560-670兆 帕。在日本專利公開(kāi)第2006-9137號(hào)揭示的方法中，要求細(xì)化晶粒從而改善板的可彎 曲加工性，因此，該板的耐應(yīng)力松弛性經(jīng)常會(huì)變差。如上所述，雖然使銅合金板的晶粒細(xì)化的方法能有效地改善該板的可彎曲加工 性，但是該板的耐應(yīng)力松弛性因?yàn)樵摪寰Я５募?xì)化而變差，因此，難以同時(shí)提高該板的可彎 曲加工性和耐應(yīng)力松弛性。發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是消除上述問(wèn)題，提供具有較小各向異性的極佳可彎曲加工 性以及極佳的耐應(yīng)力松弛性、同時(shí)保持高強(qiáng)度(抗張強(qiáng)度不小于700兆帕)的Cu-Ni-Si合 金板，以及提供其制造方法。為了實(shí)現(xiàn)上述以及其他的目的，發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)以下方式改 善銅合金板的可彎曲加工性同時(shí)顯著改善其各向異性而不使其耐應(yīng)力松弛性變差，該板的 化學(xué)組成為包含0. 7-4. 0重量％的鎳、0. 2-1. 5重量％的硅、余量的銅和不可避免的雜質(zhì) 增大具有較小各向異性的{200}晶面取向(立方取向)的晶粒百分比，同時(shí)減小具有較大 各向異性的{422}晶面取向的晶粒百分比，從而可以通過(guò)提高銅合金板的晶粒中的平均孿 晶密度來(lái)同時(shí)改善該板的耐應(yīng)力松弛性和可彎曲加工性。因此，發(fā)明人實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供一種銅合金板，其化學(xué)組成為包含0.7-4. 0重量％的鎳、0. 2-1. 5重量％的硅、余量的銅和不可避免的雜質(zhì)，其中該銅合金板的晶體取向滿足 I {200}/I0 {200} ^ 1.0，假設(shè)在該銅合金板的表面上在{200}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為 I {200}，在純銅標(biāo)準(zhǔn)粉末的{200}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為Itl {200}。在這種銅合金板中，其晶體取向優(yōu)選滿足1{200}/1{422} ^ 15，假設(shè)在銅合金板 的表面上在{422}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為I {422}。另外，優(yōu)選該銅合金板的平均晶粒 尺寸D在6-60微米范圍，所述平均晶粒D是在不包括孿晶晶界，同時(shí)區(qū)分晶粒邊界和孿晶 晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。在這種情況中，優(yōu)選該銅合金板的平均孿 晶密度Ne (Ne= (D-Dt)/Dt)不小于0.5，該平均孿晶密度由平均晶粒尺寸D和平均晶粒尺寸 Dt獲得，所述平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界，同時(shí)不區(qū)分銅合金板的表面上的晶粒邊 界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。 在該銅合金板中，其化學(xué)組成可進(jìn)一步包含一種或多種選自以下的元素0. 1-1. 2 重量％的錫、不大于2. 0重量％的鋅、不大于1. 0重量％的鎂、不大于2. 0重量％的鈷、和不 大于1. 0重量％的鐵。該銅合金板的化學(xué)組成可進(jìn)一步包含一種或多種選自以下的元素 鉻、硼、磷、鋯、鈦、錳、銀、鈹和混合稀土合金，這些元素的總量不大于3重量％。優(yōu)選該銅合 金板的抗張強(qiáng)度不小于700兆帕。如果該銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于800兆帕，則優(yōu)選其 晶體取向滿足I {200}/I {422}彡50。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，提供一種銅合金板，其化學(xué)組成包含0. 7-4. 0重量％的 鎳、0. 2-1. 5重量％的硅、余量的銅和不可避免的雜質(zhì)，其中該銅合金板的平均晶粒尺寸D 在6-60微米范圍，所述平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界，同時(shí)區(qū)分銅合金板的表面上 的晶粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的，該銅合金板的平均孿晶 密度Ne (Ne= (D-Dt)/Dt)不小于0.5，該平均孿晶密度由平均晶粒尺寸D和平均晶粒尺寸Dt 獲得，所述平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界，同時(shí)不區(qū)分銅合金板的表面上的晶粒邊界 和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。在這種銅合金板中，其化學(xué)組成可進(jìn)一步包含一種或多種選自以下的元素 0. 1-1. 2重量％的錫、不大于2. 0重量％的鋅、不大于1. 0重量％的鎂、不大于2. 0重量％的 鈷、和不大于1.0重量％的鐵。該銅合金板的化學(xué)組成可進(jìn)一步包含一種或多種選自以下 的元素鉻、硼、磷、鋯、鈦、錳、銀、鈹和混合稀土合金，這些元素的總量不大于3重量％。優(yōu) 選該銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于700兆帕。如果該銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于800兆帕， 則優(yōu)選其晶體取向滿足1{200}/1{422}彡50。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，提供一種生產(chǎn)銅合金板的方法，該方法包括對(duì)銅合金 原料進(jìn)行熔融和澆鑄的熔融與澆鑄步驟，該銅合金的化學(xué)組成包含0. 7-4. 0重量％的鎳、 0. 2-1. 5重量％的硅、余量的銅和不可避免的雜質(zhì)；熱軋步驟，在熔融與澆鑄步驟之后，在 將溫度從950°C降低至400°C的同時(shí)進(jìn)行熱軋操作；第一冷軋步驟，在熱軋步驟之后，以不 小于30%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作；中間退火步驟，在第一冷軋步驟之后，在450-600°C的 加熱溫度下進(jìn)行熱處理；第二冷軋步驟，在中間退火步驟之后，以不小于70%的壓縮比進(jìn) 行冷軋操作；固溶處理步驟，在第二冷軋步驟之后，在700-980°C溫度下進(jìn)行固溶處理；中 間冷軋步驟，在固溶處理步驟之后，以0-50%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作；以及老化處理步驟， 在中間冷軋步驟之后，在400-600°C溫度下進(jìn)行老化處理，其中，在中間退火步驟中進(jìn)行熱 處理時(shí)，使熱處理之后的電導(dǎo)率Ea與熱處理之前的電導(dǎo)率Eb的比值(Ea/Eb)等于或大于1. 5，同時(shí)使熱處理之后的維氏(Vickers)硬度Ha與熱處理之前的維氏硬度Hb的比值(Ha/ Hb)等于或小于0.8。在這種生產(chǎn)銅合金板的方法中，優(yōu)選設(shè)定在固溶處理步驟中進(jìn)行固溶處理的溫度 和時(shí)間，使得固溶處理之后平均晶粒尺寸在10-60微米范圍。該生產(chǎn)銅合金板的方法宜 進(jìn)一步包括精冷軋步驟，該步驟在老化處理步驟之后以不大于50%的壓縮比進(jìn)行冷軋操 作。所述生產(chǎn)銅合金板的方法優(yōu)選進(jìn)一步包括低溫退火步驟，該步驟在精冷軋步驟之后在 150-550°C溫度下進(jìn)行熱處理。在生產(chǎn)銅合金板的方法中，所述銅合金板的化學(xué)組成可以進(jìn)一步包含一種或多種 選自以下的元素0. 1-1. 2重量％的錫、不大于2.0重量％的鋅、不大于1.0重量％的鎂、不 大于2. 0重量％的鈷、和不大于1. 0重量％的鐵。該銅合金板的化學(xué)組成中可進(jìn)一步包含 一種或多種選自以下的元素鉻、硼、磷、鋯、鈦、錳、銀、鈹和混合稀土合金，這些元素的總量 不大于3重量％。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種電氣和電子部件，其中使用上述銅合金板作 為其材料。這種電氣和電子部件優(yōu)選是以下的任何一種連接件、引線框、繼電器和開(kāi)關(guān)。在本說(shuō)明書(shū)中，“通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法在不包括孿晶晶界下獲得的平均 晶粒尺寸”表示不包括孿晶晶界(即，不對(duì)孿晶晶界的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù))時(shí)獲得的真實(shí)平均晶 粒尺寸，其中按照根據(jù)JIS H0501的截面方法，對(duì)顯微鏡圖象或照片上由具有眾所周知長(zhǎng)度 的線段完全切割的晶粒數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而由該切割長(zhǎng)度的平均值獲得平均晶粒尺寸。在本說(shuō)明書(shū)中，“通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法在包括孿晶晶界下獲得的平均晶 粒尺寸”表示包括孿晶晶界(即，對(duì)孿晶晶界的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù))時(shí)獲得的平均晶粒尺寸，其 中按照根據(jù)JIS H0501的截面方法，對(duì)顯微鏡圖象或照片上由具有眾所周知長(zhǎng)度的線段完 全切割的晶粒數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而由該切割長(zhǎng)度的平均值獲得平均晶粒尺寸。根據(jù)本發(fā)明，可以生產(chǎn)具有極佳可彎曲加工性和極佳耐應(yīng)力松弛性、同時(shí)保持高 強(qiáng)度(其抗張強(qiáng)度不小于700兆帕)的Cu-Ni-Si合金板，尤其是該板具有較小的各向異性 使得該板同時(shí)具有極佳的有利方式和不利方式的可彎曲加工性。附圖簡(jiǎn)要描述通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明以及本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式附圖，能更全面地理解本發(fā)明。但是， 這些附圖并不意圖將本發(fā)明限制于特定的實(shí)施方式，而是僅用于解釋和理解。在附圖中

圖1是標(biāo)準(zhǔn)反向極象圖，顯示面心立方晶體的Schmid因子分布；圖2是顯示實(shí)施例3中銅合金板表面的晶粒結(jié)構(gòu)的顯微照片；和圖3是顯示比較例3中銅合金板表面的晶粒結(jié)構(gòu)的顯微照片。發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明的銅合金板的優(yōu)選實(shí)施方式，銅合金板的化學(xué)組成包含0. 7-4. 0重 量％的鎳(Ni) ；0.2-1. 5重量％的硅(Si)；任選的一種或多種選自以下的元素0. 1-1. 2重 量％的錫(Sn)、等于或小于2. 0重量％的鋅(Zn)、等于或小于1. 0重量％的鎂(Mg)、等于或 小于2.0重量％的鈷(Co)、和等于或小于1.0重量％的鐵(Fe)；任選的一種或多種選自以 下的元素鉻(Cr)、硼(B)、磷(P)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錳(Mn)、銀(Ag)、鈹(Be)、和混合稀土 合金，這些元素的總量等于或小于3重量％ ；余量的銅和不可避免的雜質(zhì)。
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該銅合金板的晶體取向滿足I {200}/%{200}彡1.0，假設(shè)在銅合金板的表面上在 {200}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度是I {200}，在純銅標(biāo)準(zhǔn)粉末的{200}晶面上的X射線衍射 強(qiáng)度是IoUOO}，而且該銅合金板的晶體取向滿足1{200}/1 {422} ^ 15，假設(shè)在銅合金板的 表面上在{422}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度是I {422}。所述銅合金板的平均晶粒尺寸D優(yōu)選在6-60微米范圍，該平均晶粒尺寸D是在 不包括孿晶晶界，同時(shí)區(qū)分該銅合金板的表面上的晶粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得。平均孿晶密度=(D-Dt)/Dt)優(yōu)選不小于0. 5，該平均孿晶密度由平均晶粒尺 寸D和平均晶粒尺寸Dt獲得，該平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界下獲得，該平均晶粒 尺寸Dt是在包括孿晶晶界的同時(shí)不區(qū)分該銅合金板的表面上的晶粒邊界和孿晶晶界下通 過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。所述銅合金板的抗張強(qiáng)度優(yōu)選不小于700兆帕。當(dāng)銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于 800兆帕的時(shí)候，優(yōu)選該銅合金板的晶體取向滿足1{200}/1 {422} ^ 50。以下將詳細(xì)描述這種銅合金板及其制造方法。合金組成根據(jù)本發(fā)明的銅合金板的優(yōu)選實(shí)施方式是包含Cu、Ni和Si的Cu-Ni-Si合金板。 除了 Cu-Ni-Si三元合金的三種基本元素以外，所述銅合金板可任選包含少量Sn、Zn和其他元素。鎳(Ni)和硅(Si)具有產(chǎn)生Ni-Si沉積物從而提高該銅合金板的強(qiáng)度和電導(dǎo)率的 作用。如果Ni含量小于0. 7重量％和/或如果Si含量小于0. 2重量％，則難以充分提供 這些作用。因此，Ni含量?jī)?yōu)選不小于0. 7重量％、更優(yōu)選不小于1. 2重量％、最優(yōu)選不小于 1. 5重量％。Si含量?jī)?yōu)選不小于0. 2重量％、更優(yōu)選不小于0. 3重量％、最優(yōu)選不小于0. 35 重量％。另一方面，如果Ni和Si的含量太高，則容易產(chǎn)生粗沉積物，因而在彎曲過(guò)程中在 該銅合金板中造成裂縫，所以容易使該銅合金板的有利方式和不利方式的可彎曲加工性都 變差。因此，Ni含量?jī)?yōu)選不大于4. 0重量％、更優(yōu)選不大于3. 5重量％、最優(yōu)選不大于2. 5 重量％。Si含量?jī)?yōu)選不大于1.5重量％、更優(yōu)選不大于1.0重量％、最優(yōu)選不大于0.8重 量％?？紤]到由Ni和Si形成的Ni-Si沉積物是主要包含Ni2Si的金屬間化合物。但是， 老化處理并不總能使合金中的所有Ni和Si形成沉積物，合金中的Ni和Si在一定程度上 作為固溶體存在于Cu基質(zhì)中。雖然Ni和Si的固溶體略微提高了該銅合金板的強(qiáng)度，但是 其提高銅合金板強(qiáng)度的作用小于沉積物提高銅合金板強(qiáng)度的作用，而且固溶體導(dǎo)致銅合金 板的電導(dǎo)率變差。因此，優(yōu)選Ni含量與Si含量的比值接近沉積物Ni2Si的組成比值。因 此，優(yōu)選將Ni/Si的質(zhì)量比值調(diào)節(jié)至3. 5-6.0范圍，更優(yōu)選3. 5-5.0范圍。但是，如果銅合 金板包含Co或Cr之類的元素，它們能夠與Si形成沉積物，則優(yōu)選將Ni/Si的質(zhì)量比值調(diào) 節(jié)至1.0-4. 0范圍。錫(Sn)具有對(duì)銅合金進(jìn)行固溶體強(qiáng)化(或硬化)的作用。為了充分提供這種作 用，Sn含量?jī)?yōu)選不小于0. 1重量％、更優(yōu)選不小于0.2重量％。另一方面，如果Sn含量超 過(guò)1. 2重量％，則該銅合金的電導(dǎo)率會(huì)明顯降低。因此，Sn含量?jī)?yōu)選不大于1. 2重量％、更 優(yōu)選不大于0.7重量％。
鋅(Zn)除了改善銅合金的可焊性和強(qiáng)度之外，還具有提高其可澆鑄性的作用。如 果銅合金包含Zn，則可以使用不很昂貴的黃銅廢料。為了充分提供這些作用，Zn含量?jī)?yōu)選 不小于0. 1重量％、更優(yōu)選不小于0. 3重量％。但是，如果Zn含量超過(guò)2. 0重量％，則該銅 合金板的電導(dǎo)率和耐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性容易變差。因此，如果銅合金包含Zn，則Zn含量?jī)?yōu)選 不大于2.0重量％、更優(yōu)選不大于1.0重量％。
鎂(Mg)具有防止Ni-Si沉積物變粗和改善銅合金板的耐應(yīng)力松弛性的作用。為 了充分提供這些作用，Mg含量?jī)?yōu)選不小于0. 01重量％。但是，如果該含量超過(guò)1. 0重量％， 則該銅合金的可澆鑄性和可熱加工性容易變差。因此，如果銅合金板包含Mg，則Mg含量?jī)?yōu) 選不大于1.0重量％。鈷(Co)具有提高銅合金板的強(qiáng)度和電導(dǎo)率的作用。即，Co是一種能夠與Si形成 沉積物而且只能形成沉積物的元素。如果銅合金板包含Co，則其與Cu基質(zhì)中的Si的固溶 體反應(yīng)產(chǎn)生沉積物，過(guò)量的Co只會(huì)形成沉積物，因此提高其強(qiáng)度和電導(dǎo)率。為了充分提供 這些作用，Co含量?jī)?yōu)選不小于0. 1重量％。但是，Co是一種昂貴的元素，所以Co含量?jī)?yōu)選 不大于2. 0重量％，因?yàn)槿绻~合金板包含過(guò)量的Co，其成本會(huì)增加。因此，如果銅合金板 包含Co，則Co含量?jī)?yōu)選在0. 1-2. 0重量％范圍，更優(yōu)選0. 5-1. 5重量％范圍。另外，如果銅 合金板包含Co，則優(yōu)選有過(guò)量的Si使得Si/Co的質(zhì)量比值在0. 15-0. 3范圍，原因在于，如 果產(chǎn)生Co和Si的沉積物，則有一定的可能性使得能夠形成Ni-Si沉積物的Si量減少。鐵(Fe)通過(guò)促進(jìn)在固溶處理之后使重結(jié)晶晶粒產(chǎn)生{200}取向、以及通過(guò)抑制產(chǎn) 生{220}取向，具有改善銅合金板的可彎曲加工性的作用。即，如果銅合金板包含F(xiàn)e，則通 過(guò)減小{220}取向密度和增大{200}取向密度，改善其可彎曲加工性。為了充分提供這種 作用，F(xiàn)e含量?jī)?yōu)選不小于0. 05重量％。但是，如果Fe含量過(guò)量，則該銅合金板的電導(dǎo)率會(huì) 明顯降低，所以Fe含量?jī)?yōu)選不大于1. 0重量％。因此，如果銅合金板包含F(xiàn)e，則Fe含量?jī)?yōu) 選在0. 05-1. 0重量％范圍、更優(yōu)選0. 1-0. 5重量％范圍。其他可任選添加至銅合金板的元素有鉻(Cr)、硼⑶、磷⑵、鋯(Zr)、鈦(Ti)、錳 (Mn)、銀(Ag)、鈹(Be)、混合稀土合金等。例如Cr、B、P、Zr、Ti、Mn和Be具有進(jìn)一步提高銅 合金板的強(qiáng)度以及降低其應(yīng)力松弛的作用。另外，Cr、Zr、Ti和Mn容易與S、Pb等作為銅合 金板中存在的不可避免的雜質(zhì)形成高熔點(diǎn)化合物，B、P、Zr和Ti具有使銅合金的澆鑄結(jié)構(gòu) 細(xì)化以及改善其可熱加工性的作用。另外，Ag具有對(duì)銅合金板進(jìn)行固溶強(qiáng)化(或硬化)而 不使其電導(dǎo)率明顯變差的作用?；旌舷⊥梁辖鹗前珻e、La、Dy、Nd、Y等稀土元素的混合 物，具有精煉晶粒以及分散沉積物的作用。如果銅合金板包含至少一種選自Cr、B、P、Zr、Ti、Mn、Ag、Be和混合稀土合金的元 素，則這些元素的總量?jī)?yōu)選不小于0. 01重量％，從而充分提供各元素的作用。但是，如果這 些元素的總量超過(guò)3重量％，則這些元素會(huì)對(duì)其可熱加工性或可冷加工性產(chǎn)生不利影響， 對(duì)于成本而言是不優(yōu)選的。因此，優(yōu)選這些元素的總量不大于3重量％，更優(yōu)選不大于2重量％?？棙?gòu)Cu-Ni-Si 銅合金的織構(gòu)一般包括{100}<001>、{110}<112>、{113}<112>、 {112}<111>及其中間取向。自垂直于銅合金板的表面(軋制表面)方向(ND)的X射線衍 射圖譜一般包括在{200}、{220}、{311}和{422}的4個(gè)晶面上的衍射峰。
Schmid因子作為指標(biāo)表明在以某個(gè)方向向晶體施加外力時(shí)產(chǎn)生塑性變形(滑移)的可能性。假設(shè)施加在晶體上的外力方向與滑移面法線之間的夾角為Φ，而施加在晶體上 的外力方向與滑移方向之間的夾角為λ，則Schmid因子表示為cos Φ .cosX，其值不大于 0.5。如果Schmid因子較大(即，如果Schmid因子接近0.5)，則意味著滑移方向的剪切應(yīng) 力較大。因此，如果以某個(gè)方向向晶體施加外力時(shí)的Schmid因子較大(即，如果Schmid因 子接近0.5)，則該晶體容易變形。Cu-Ni-Si合金的晶體結(jié)構(gòu)是面心立方(fee)。面心立方 晶體的滑移系統(tǒng)具有{111}的滑移面和<110>的滑移方向。當(dāng)Schmid因子較大時(shí)，實(shí)際晶 體容易變形從而減少加工硬化的程度。圖1是標(biāo)準(zhǔn)反向極象圖，其顯示面心立方晶體的Schmid因子分布。如圖1中所示， <120>方向的Schmid因子是0. 490，接近0. 5。即，如果在<120>方向向面心立方晶體施加 外力，則該晶體非常容易變形。其他方向的Schmid因子是在<100>方向?yàn)?. 408、在<113> 方向?yàn)?. 445、在<110>方向?yàn)?. 408、在<112>方向?yàn)?. 408、在<111>方向?yàn)?. 272。{200}晶面({100}<001>取向)在ND、LD和TD這3個(gè)方向具有類似的特征，一般 稱為立方取向。在滑移面和滑移方向的12種組合中，有8種組合的LD :<001>和TD :<010> 都有助于滑移，其所有Schmid因子都為0. 41。而且，發(fā)現(xiàn){200}晶面上的滑移線使得銅合金 板能夠發(fā)生彎曲變形而不會(huì)形成剪切區(qū)，因?yàn)檫@樣可以提高相對(duì)于彎曲軸的45°和135° 的對(duì)稱性。即，發(fā)現(xiàn)立方取向能使銅合金板同時(shí)具有有利方式和不利方式下的良好可彎曲 加工性，而不會(huì)導(dǎo)致任何各向異性。雖然已知立方取向是純銅類型重結(jié)晶織構(gòu)的主要取向，但是難以通過(guò)生產(chǎn)銅合金 板的典型方法產(chǎn)生立方取向。但是，如以下將描述的，在根據(jù)本發(fā)明的制造銅合金板的方法 的優(yōu)選實(shí)施方式中，可通過(guò)適當(dāng)控制中間退火和固溶處理中的條件，獲得在晶體取向中產(chǎn) 生立方取向的銅合金板。{220}晶面({110}<112>取向)是黃銅(合金)類型軋制織構(gòu)的主要取向，一般稱 為黃銅取向(或B取向)。B取向的LD是<112>方向，B取向的TD是<111>方向。LD和Td 的Schmid因子分別是0. 408和0. 272。即，不利方式的可彎曲加工性一般通過(guò)隨著精軋壓 縮比增大產(chǎn)生B取向而變差。但是，老化處理之后的精軋能有效地提高該銅合金板的強(qiáng)度。 因此，如以下將描述的，在根據(jù)本發(fā)明制造銅合金板的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，銅合金板的 強(qiáng)度和其以不利方式的可彎曲加工性都通過(guò)限制老化處理之后的精軋壓縮比而得到改善。{311}晶面({113}<112>取向)是黃銅(合金)類型軋制織構(gòu)的主要取向。如果產(chǎn) 生{113}<112>取向，則該銅合金板的不利方式的可彎曲加工性得到改善，但是其有利方式 的可彎曲加工性變差，因此可彎曲加工性的各向異性增大。如以下將描述的，在根據(jù)本發(fā)明 制造銅合金板的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，在固溶處理之后產(chǎn)生的立方取向，對(duì){113}<112> 取向的產(chǎn)生進(jìn)行必需的抑制，因此能改善可彎曲加工性的各向異性。發(fā)現(xiàn)在一些情況中，Cu-Ni-Si合金的重結(jié)晶織構(gòu)中，通過(guò)固溶處理將{422}晶面 保留在軋制表面上，其體積百分比不會(huì)通過(guò)老化處理以及固溶處理前進(jìn)行軋制而明顯變 化。因此，使用單晶Cu-Ni-Si合金板檢查這個(gè)取向的可彎曲加工性之后，發(fā)現(xiàn)以有利方式 和不利方式的可彎曲加工性都遠(yuǎn)差于其他取向的可彎曲加工性。因此還發(fā)現(xiàn)，即使{422} 晶面的體積百分比僅約為10-20%，產(chǎn)生{422}晶面的Cu-Ni-Si合金板中也容易產(chǎn)生深裂 縫，原因在于具有這種取向的晶體成為裂縫的起源。
在具有無(wú)規(guī)取向的標(biāo)準(zhǔn)純銅粉末中，1{200}/1{422} =9。但是，如果通過(guò)普通制 造方法獲得具有普通化學(xué)組成的Cu-Ni-Si合金板，則I {200}/I {422} = 2至5的低值，因 此可以發(fā)現(xiàn)，在彎曲過(guò)程中作為裂縫起源的[422]晶面的存在百分比較高。{422}晶面({112}<111>取向)是純銅類型軋制織構(gòu)的主要取向。如以下將描述 的，在根據(jù)本發(fā)明制造產(chǎn)銅合金板的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，適當(dāng)控制中間退火和固溶處 理中的條件，因此能減小固溶處理之后存在的{422}晶面的百分比，從而獲得滿足1{200}/ I {422} >15的晶體取向。如果進(jìn)一步減小存在的{422}晶面的百分比以獲得滿足I {200}/ I {422} ^ 50的晶體取向，則即使在銅合金板具有不小于800兆帕的抗張強(qiáng)度的條件下，也 能顯著改善有利方式和不利方式的可彎曲加工性。
晶體取向如果通過(guò)固溶處理強(qiáng)化具有{200}晶面作為主要取向分量(立方取向)的織構(gòu)， 則可提高Cu-Ni-Si銅合金板以有利方式和不利方式的可彎曲加工性，從而改善可彎曲加 工性的各向異性。因此，銅合金板的晶體取向優(yōu)選滿足1{200}/1。{200}彡1.0、更優(yōu)選滿 足I {200}/I0 {200}彡1. 5、最優(yōu)選滿足I {200}/I0 {200}彡2. 0，假設(shè)在銅合金板的表面上在 {200}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為I {200}，在標(biāo)準(zhǔn)純銅粉末的{200}晶面上的X射線的強(qiáng) 度為 I0 {200}。由于即使是少量的{422}晶面也會(huì)導(dǎo)致該銅合金板的可彎曲加工性變差，因此要 求通過(guò)在固溶處理之后保持低體積百分比的{422}晶面來(lái)保持該銅合金板的高強(qiáng)度和極 佳的可彎曲加工性。因此，銅合金板的晶體取向優(yōu)選滿足I {200}/1 {422} ^ 15，假設(shè)在銅合 金板的表面上在{422}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為I {422}。如果I {200}/I {422}太小，則 具有{422}晶面作為主要取向的重結(jié)晶織構(gòu)的特性占相對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此，該銅合金板的可彎 曲加工性明顯變差。另一方面，如果I {200}/I {422}較大，則該銅合金板的LD和TD的可彎 曲加工性都明顯提高。另外，如果銅合金板的強(qiáng)度提高至抗張強(qiáng)度不小于800兆帕，則要求 進(jìn)一步提高可彎曲加工性，因此晶體取向優(yōu)選滿足I {200}/1 {422}》50。平均晶粒尺寸—般來(lái)說(shuō)，如果材料板彎曲，則晶粒不會(huì)均一地變形，原因在于，由于晶粒的晶體 取向的差異，存在彎曲過(guò)程中容易變形的晶粒，也存在彎曲過(guò)程中難以變形的晶粒。隨著材 料板彎曲程度的增大，容易變形的晶粒優(yōu)先變形，晶粒之間不均一的變形在該金屬板的彎 曲部分的表面上導(dǎo)致細(xì)小的不規(guī)則。這些不規(guī)則根據(jù)情況產(chǎn)生褶皺和裂縫(斷裂)。因此，金屬板的可彎曲加工性取決于晶粒尺寸及其晶體取向。由于金屬板的晶粒 尺寸較小，所以其彎曲變形分散以提高其可彎曲加工性。由于彎曲過(guò)程中容易變形的晶粒 量較多，所以該金屬板的可彎曲加工性得到改善。即，如果金屬板具有特定織構(gòu)，則即使晶 粒并未特別精制，也能顯著提高其可彎曲加工性。另一方面，應(yīng)力松弛是由原子擴(kuò)散導(dǎo)致的現(xiàn)象。沿原子晶界的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于晶 粒中的擴(kuò)散速率，單位體積中存在的晶界面積隨晶粒尺寸的減小而增大，因此，晶粒的細(xì)化 導(dǎo)致促進(jìn)應(yīng)力松弛。即，為了提高金屬板的耐應(yīng)力松弛性，大的晶粒尺寸一般是有利的。如上所述，雖然為了提高金屬板的可彎曲加工性，較小的平均晶粒尺寸是有利的， 但是如果平均晶粒尺寸太小，則耐應(yīng)力松弛性容易變差。如果真實(shí)平均晶粒尺寸D不小于6 微米、優(yōu)選不小于8微米，則容易確保該銅合金板具有一定程度的耐應(yīng)力松弛性，使得該銅合金板能令人滿意地用作機(jī)動(dòng)車所用連接件的材料，其中所述真實(shí)平均晶粒尺寸D是通過(guò) 根據(jù)JIS H0501的截面方法在不包括孿晶晶界同時(shí)對(duì)區(qū)分銅合金板的表面上的晶粒邊界和 孿晶晶界下獲得的。但是，如果銅合金板的平均晶粒D太大，則該銅合金板的彎曲部分的表 面容易變得粗糙，所以在一些情況中該銅合金板的可彎曲加工性會(huì)變差。因此，銅合金板的 平均晶粒尺寸D優(yōu)選不大于60微米。因此，銅合金板的平均晶粒尺寸D優(yōu)選為6-60微米 范圍，更優(yōu)選8-30微米范圍。而且，銅合金板的最終平均晶粒尺寸D大致由固溶處理之后 的晶粒尺寸決定。因此，可以通過(guò)固溶處理?xiàng)l件控制銅合金板的平均晶粒尺寸D。平均孿晶密度 即使調(diào)節(jié)晶粒尺寸，也難以解決上述銅合金板的可彎曲加工性與耐應(yīng)力松弛性之 間的權(quán)衡關(guān)系。在根據(jù)本發(fā)明的銅合金板的優(yōu)選實(shí)施方式中，平均晶粒尺寸D在6-60微米 范圍，該平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界，同時(shí)區(qū)分銅合金板表面上的晶粒邊界和孿 晶晶界下而通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的；平均孿晶密度Ne(Ne= (D-Dt)/Dt)不小 于0. 4，該平均孿晶密度由平均晶粒尺寸D和平均晶粒尺寸Dt獲得，其中，該平均晶粒尺寸 D是在不包括孿晶晶界下獲得，該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界，同時(shí)不區(qū)分銅合金板 表面上的晶粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。因此，該銅合金 板的耐應(yīng)力松弛性和可彎曲加工性都明顯提高。另外，“孿晶”表示一對(duì)相鄰的晶粒，它們的晶格相對(duì)于某個(gè)晶面彼此具有鏡象對(duì) 稱關(guān)系(孿晶晶界通常是{111}晶面)。銅和銅合金中的最典型孿晶是晶粒中兩個(gè)平行孿 晶晶界之間的部分(孿晶區(qū))。孿晶晶界是具有最低晶界能量的晶界。孿晶晶界作為一種 晶界用于充分提高銅合金板的可彎曲加工性。另一方面，在沿孿晶晶界的原子排列中的擾 動(dòng)小于在沿晶界的原子排列中的擾動(dòng)。孿晶晶界具有一種壓緊結(jié)構(gòu)。在孿晶晶界中，難以 進(jìn)行原子的擴(kuò)散、雜質(zhì)的偏析、以及沉積物的形成，而且難以沿孿晶晶界使其斷裂。即，較大 數(shù)量的孿晶晶界有利于提高銅合金板的耐應(yīng)力松弛性和可彎曲加工性。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的銅合金板的優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)晶粒的平均孿晶密 度Ne (Ne= (D-Dt)/Dt)優(yōu)選不小于0.5、更優(yōu)選不小于0.7、最優(yōu)選不小于1.0，平均孿晶密 度由平均晶粒尺寸Dt和平均晶粒尺寸D獲得，其中，該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界， 同時(shí)不區(qū)分銅合金板表面上的晶粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得 的，該平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界，同時(shí)區(qū)分銅合金板表面上的晶粒邊界和孿晶 晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。而且，在包括孿晶晶界的情況下獲得的平 均晶粒尺寸Dt是假設(shè)孿晶為一個(gè)晶粒邊界條件下測(cè)量的平均晶粒尺寸。例如，當(dāng)D = 2DT 時(shí)，Ne = 1表示平均每個(gè)晶粒存在一個(gè)孿晶。在具有面心立方(fee)的晶體結(jié)構(gòu)的Cu-Ni-Si銅合金中，大多數(shù)孿晶在退火孿晶 的重結(jié)晶的過(guò)程中產(chǎn)生。發(fā)現(xiàn)這些退火孿晶取決于固溶(重結(jié)晶)處理之前合金元素的存 在狀態(tài)(固溶體和沉積物中任何一種)，還取決于固溶處理的條件。最終平均孿晶密度大致 由固溶處理之前某個(gè)階段的平均孿晶密度決定。因此可以通過(guò)固溶處理之前的中間退火條 件以及固溶處理?xiàng)l件來(lái)控制平均孿晶密度。特征為了使電氣和電子部件(例如連接件)微型化和變薄，優(yōu)選用作其材料的銅合金 板的抗張強(qiáng)度不小于700兆帕，更優(yōu)選抗張強(qiáng)度不小于750兆帕。為了通過(guò)利用老化硬化來(lái)提高銅合金板的強(qiáng)度，該銅合金板具有通過(guò)老化處理的金相結(jié)構(gòu)。關(guān)于有利方式和不利 方式的可彎曲加工性，優(yōu)選在90° W形彎曲測(cè)試中銅合金板的最小彎曲半徑R與厚度t的 比值(R/t)不大于1. 0、更優(yōu)選不大于0. 5。使用銅合金板作為機(jī)動(dòng)車所用連接件的材料時(shí)，關(guān)于耐應(yīng)力松弛性在TD方向的 值是特別重要的，所以優(yōu)選通過(guò)應(yīng)力松弛率評(píng)價(jià)耐應(yīng)力松弛性，該應(yīng)力松弛率通過(guò)使用經(jīng) 過(guò)切割使得TD為縱向方向的測(cè)試片獲得。將銅合金板于150°C保持1000小時(shí)使得該銅合 金板的表面上的最大負(fù)荷應(yīng)力為0. 2%屈服強(qiáng)度的80%之后，該銅合金板的應(yīng)力松弛率優(yōu) 選不大于6 %，更優(yōu)選不大于5 %，最優(yōu)選不大于3 %。制造方法可通過(guò)根據(jù)本發(fā)明制造銅合金板的方法的優(yōu)選實(shí)施方式制造上述銅合金板。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)銅合金板的方法的優(yōu)選實(shí)施方式包括熔融與澆鑄步驟，對(duì)具有上述組成 的銅合金原料進(jìn)行熔融和澆鑄；熱軋步驟，在熔融與澆鑄步驟之后，在將溫度從950°C降低 至400°C的同時(shí)進(jìn)行熱軋操作；第一冷軋步驟，在熱軋步驟之后，以不小于30%的壓縮比 進(jìn)行冷軋操作；中間退火步驟，在第一冷軋步驟之后，在450-600°C的加熱溫度下進(jìn)行熱處 理用于沉積；第二冷軋步驟，在中間退火步驟之后，以不小于70%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作； 固溶處理步驟，在第二冷軋步驟之后，在700-980°C的加熱溫度下進(jìn)行固溶處理；中間冷軋 步驟，在固溶處理步驟之后，以0-50%的壓縮比(“0%的壓縮比”表示不進(jìn)行中間冷軋步 驟)進(jìn)行冷軋操作；老化處理步驟，在中間冷軋步驟之后，在400-600°C的溫度下進(jìn)行老化 處理；精冷軋步驟，在老化處理步驟之后，以不大于50%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作。在中間退 火步驟中，進(jìn)行熱處理從而使中間退火之后的電導(dǎo)率Ea與中間退火之前的電導(dǎo)率Eb的比 值(Ea/Eb)等于或大于1. 5，而中間退火之后的維氏硬度Ha與中間退火之前的維氏硬度Hb 的比值(Ha/Hb)等于或小于0.8。而且，在精冷軋步驟之后，優(yōu)選在150-550°C的溫度下進(jìn) 行熱處理(一種低溫退火操作)。在熱軋操作之后，可任選進(jìn)行面飾加工(facing)，各項(xiàng)熱 處理之后，可任選進(jìn)行酸洗、拋光和脫脂。以下將詳細(xì)描述這些步驟。熔融與澆鑄通過(guò)與熔融和澆鑄銅合金的典型方法類似的方法，將銅合金原料熔融，然后通過(guò) 連續(xù)澆鑄、半連續(xù)澆鑄等生產(chǎn)鑄塊。熱軋作為用于鑄塊的熱軋，在將溫度從950°C降低至400°C的同時(shí)可以進(jìn)行多道熱軋。 而且，優(yōu)選至少一道熱軋?jiān)诘陀?00°C的溫度下進(jìn)行?？倝嚎s比可約為80-95%。熱軋完成 之后，優(yōu)選通過(guò)水冷等進(jìn)行快速冷卻。熱加工之后，可任選進(jìn)行面飾處理和/或酸洗。第一冷軋?jiān)诘谝焕滠埐襟E中，要求壓縮比等于或小于30%。但是，如果第一冷軋的壓縮 比太高，則最終生產(chǎn)的銅合金板的可彎曲加工性會(huì)變差。因此，第一冷軋的壓縮比優(yōu)選在 30-95%范圍、更優(yōu)選在70-90%范圍。如果在后續(xù)步驟中對(duì)以這種壓縮比加工后的材料進(jìn) 行中間退火操作，則可以增加沉積物的量。中間退火然后在中間退火步驟中進(jìn)行熱處理用于沉積Ni、Si等。在制造銅合金板的常規(guī)方 法中，不進(jìn)行該中間退火步驟，或者在較高溫度進(jìn)行中間退火步驟，以軟化或重結(jié)晶該板，從而在后續(xù)步驟中減小軋制負(fù)荷。在另一種情況中，尚不足以在隨后的固溶處理步驟之后 提高重結(jié)晶晶粒中退火孿晶的密度，也不足以形成具有{200}晶面作為主要取向分量(立 方取向)的重結(jié)晶織構(gòu)。
發(fā)現(xiàn)在重結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生退火孿晶和具有立方取向的晶粒受到即將重結(jié)晶之前 母相的堆垛層錯(cuò)能的影響。還發(fā)現(xiàn)較低的堆垛層錯(cuò)能容易形成退火孿晶，較高的堆垛層錯(cuò) 能容易產(chǎn)生具有立方取向的晶粒。發(fā)現(xiàn)例如在純鋁、純銅和黃銅中，堆垛層錯(cuò)能按照該順序 降低，退火孿晶的密度按照該順序升高，但是按照該順序更難以產(chǎn)生具有立方取向的晶粒。 即，在具有接近于純銅的堆垛層錯(cuò)能的銅合金中，退火孿晶和立方取向的密度都可能增大?？赏ㄟ^(guò)因?yàn)橹虚g退火步驟中Ni、Si等的沉積而導(dǎo)致減少元素固溶體的量來(lái)提高 Cu-Ni-Si合金的堆垛層錯(cuò)能，從而提高退火孿晶和立方取向的密度。優(yōu)選在450-600°C的 溫度下進(jìn)行中間退火。如果在大致過(guò)度老化的溫度下進(jìn)行1-20小時(shí)中間退火，則能獲得良 好的結(jié)果。如果退火溫度太低和/或如果退火時(shí)間太短，則Ni、Si等的沉積不充分，因此元素 固溶體的量增大(電導(dǎo)率的恢復(fù)尚不充分)。結(jié)果是，無(wú)法充分提高堆垛層錯(cuò)能。另一方 面，如果退火溫度太高，則能作為固溶體形成的合金元素的量增大，因此能沉積的合金元素 的量減小。結(jié)果是，即使退火溫度提高，也不可能充分沉積Ni、Si等。具體來(lái)說(shuō)，在中間退火步驟中，優(yōu)選進(jìn)行熱處理使得中間退火之后的電導(dǎo)率Ea與 中間退火之前的電導(dǎo)率Eb的比值(Ea/Eb)等于或大于1. 5，同時(shí)使得中間退火之后的維氏 硬度Ha與中間退火之前的維氏硬度Hb的比值(Ha/Hb)等于或小于0. 8。在中間退火步驟中，銅合金板軟化，使其維氏硬度降低至等于或小于80%。因此有 利于減小后續(xù)步驟中的軋制負(fù)荷。第二冷軋然后進(jìn)行第二冷軋操作。在第二冷軋步驟中，壓縮比優(yōu)選不小于70 %，更優(yōu)選不小 于80%。在第二冷軋步驟中，由于之前步驟中存在沉積物，因此可以充分供應(yīng)應(yīng)變能。如果 應(yīng)變能不足，則有可能使固溶處理中產(chǎn)生的重結(jié)晶晶粒的晶粒尺寸變得不均勻。另外，具有 {422}晶面作為主要取向分量的織構(gòu)容易保留下來(lái)，具有{200}晶面作為主要取向分量的 重結(jié)晶織構(gòu)的形成不充分。即，重結(jié)晶的織構(gòu)取決于重結(jié)晶之前沉積物的分散狀態(tài)和量，并 取決于冷軋操作的壓縮比。而且，對(duì)于冷軋操作的壓縮比的上限沒(méi)有特別的限制要求。但 是，可能需要進(jìn)行更強(qiáng)的軋制操作，因?yàn)樵撱~合金板已經(jīng)軟化。固溶處理固溶處理是一種用于在基質(zhì)中再次形成溶質(zhì)元素的固溶體并且進(jìn)行重結(jié)晶的熱 處理。進(jìn)行固溶處理用于形成具有較高密度的退火孿晶以及用于形成具有{200}晶面作為 主要取向分量的重結(jié)晶織構(gòu)。固溶處理在700-980°C溫度下優(yōu)選進(jìn)行10秒至20分鐘，更優(yōu)選進(jìn)行10秒至10分 鐘。如果固溶處理溫度太低，則重結(jié)晶不完全，溶質(zhì)元素的固溶體也不充分。另外，退火孿 晶的密度有減小的趨勢(shì)，具有{422}晶面作為主要取向分量的晶體容易保留下來(lái)，因此難 以最終獲得具有極佳的可彎曲加工性和高強(qiáng)度的銅合金板。另一方面，如果固溶處理溫度 太高，則晶粒變得粗大，該板的可彎曲加工性容易變差。具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選設(shè)定進(jìn)行固溶處理的溫度(反應(yīng)溫度)和時(shí)間(保持時(shí)間)，以使得固溶處理之后的重結(jié)晶晶粒的平均晶粒尺寸D(在不包括孿晶晶界同時(shí)區(qū)分在銅合金板 的表面上的晶粒邊界和孿晶晶界下獲得)為5-60微米范圍，優(yōu)選5-40微米范圍。如果固溶處理之后的重結(jié)晶晶粒太細(xì)，則退火孿晶的密度減小，因此不利于提高 該銅合金板的耐應(yīng)力松弛性。另一方面，如果重結(jié)晶晶粒太粗，則該銅合金板的彎曲部分的 表面容易變得粗糙。重結(jié)晶晶粒的晶粒尺寸根據(jù)固溶處理之前的冷軋壓縮比以及化學(xué)組成 而變化。但是，如果預(yù)先通過(guò)對(duì)于每種銅合金組成的實(shí)驗(yàn)獲得固溶處理的加熱模式與平均 晶粒尺寸之間的關(guān)系，則可以設(shè)定保持時(shí)間和達(dá)到700-980°C范圍內(nèi)的溫度。中間冷軋 然后進(jìn)行中間冷軋操作。這個(gè)階段的冷軋具有促進(jìn)隨后老化處理中沉積的作用， 而且能夠縮短用于提供必需特征(例如電導(dǎo)率和硬度)的老化時(shí)間。通過(guò)中間冷軋操作，產(chǎn) 生具有{220}晶面作為主要取向分量的織構(gòu)。但是，如果壓縮比不大于50%，則充分保留具 有平行于該板表面的{220}晶面的晶粒。具體來(lái)說(shuō)，如果將中間冷軋操作的壓縮比與老化 處理之后進(jìn)行的精冷軋的壓縮比進(jìn)行適當(dāng)組合，則中間冷軋操作有助于提高板的最終強(qiáng)度 和可彎曲加工性。要求這個(gè)階段的冷軋?jiān)趬嚎s比不大于50 %的條件下進(jìn)行，優(yōu)選以0-35 % 的壓縮比進(jìn)行。如果壓縮比太高，則在后續(xù)老化處理步驟中產(chǎn)生不均勻沉積，因此容易導(dǎo)致 過(guò)度老化，難以獲得滿足I {200}/I {422}》15的晶體取向。另外，“0%的壓縮比”表示在固溶處理之后不進(jìn)行中間冷軋而直接進(jìn)行老化處理。 這個(gè)階段的冷軋可以省略，從而提高該銅合金板的生產(chǎn)率。老化處理然后進(jìn)行老化處理。設(shè)定老化處理的溫度，以使其對(duì)提高Cu-Ni-Si合金板的電導(dǎo) 率和強(qiáng)度的有效條件不是太高。如果老化溫度太高，則固溶處理產(chǎn)生的具有{200}晶面作 為優(yōu)選取向的晶體取向弱化，出現(xiàn)強(qiáng)烈的{422}晶面特征，因此在一些情況中不可能獲得 充分提高該銅合金板的可彎曲加工性的作用。另一方面，如果老化溫度太低，則無(wú)法充分獲 得提高上述特征的作用，或者如果老化時(shí)間太長(zhǎng)，則不利于生產(chǎn)率。具體來(lái)說(shuō)，老化處理優(yōu) 選在400-600°C溫度下進(jìn)行。如果老化處理時(shí)間約為1-10小時(shí)，則可獲得良好的結(jié)果。精冷軋精冷軋具有提高銅合金板的強(qiáng)度水平以及產(chǎn)生具有{200}晶面作為主要取向分 量的軋制織構(gòu)的作用。如果精冷軋的壓縮比太低，則無(wú)法充分獲得提高該板強(qiáng)度的作用。另 一方面，如果精冷軋的壓縮比太高，則具有{220}晶面作為主要取向分量的軋制織構(gòu)遠(yuǎn)優(yōu) 于其他取向，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)同時(shí)具有高強(qiáng)度和極佳可彎曲加工性的中間晶體取向。精冷軋的壓縮比優(yōu)選不小于10%。但是，精冷軋的壓縮比的上限必須在考慮 老化處理之前進(jìn)行的中間冷軋的貢獻(xiàn)份額的條件下確定。發(fā)現(xiàn)要求對(duì)精冷軋的壓縮比 的上限進(jìn)行設(shè)定，使得從固溶處理至最終步驟的板厚度的總減小率不超過(guò)精冷軋和上述 中間冷軋的總壓縮比的50%。即，優(yōu)選進(jìn)行精冷軋操作以滿足10彡{(50-ε 2)/ (100-ε 1)}Χ100，假設(shè)中間冷軋的壓縮比(%)為ε 1，精冷軋的壓縮比(% ) % ε 2。板的最終厚度優(yōu)選為約0. 05-1. 0毫米范圍，更優(yōu)選0. 08-0. 5毫米范圍。低溫退火精冷軋之后，可進(jìn)行低溫退火以降低銅合金板中的殘余應(yīng)力并且提高該板的彈回 極限值和耐應(yīng)力松弛性。將加熱溫度優(yōu)選設(shè)定在150-550°C范圍。通過(guò)低溫退火，可以降低銅合金板中的殘余應(yīng)力，并且提高該銅合金板的可彎曲加工性、而幾乎不降低其強(qiáng)度。低溫 退火還具有改善銅合金板的電導(dǎo)率的作用。如果加熱溫度太高，則銅合金板在短時(shí)間內(nèi)軟 化，因此容易導(dǎo)致在間歇體系或連續(xù)體系的特征發(fā)生變化。另一方面，如果加熱溫度太低， 則無(wú)法充分獲得提高上述特征的作用。加熱時(shí)間優(yōu)選不小于5秒。如果加熱時(shí)間不大于1 小時(shí)，則通常能獲得良好的結(jié)果。以下將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的銅合金板及其制造方法的實(shí)施例。實(shí)施例
實(shí)施例1-19分別對(duì)以下銅合金進(jìn)行熔融包含1.65重量％的附、0.40重量％的3丨、余量的01 的銅合金(實(shí)施例1)，包含1.64%重量％的附、0. 39重量％&Si、0. 54重量％&Sn、0. 44 重量％的Zn、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例2)，包含1. 59重量％的Ni、0. 37重量％的Si、 0. 48重量％的Sn、0. 18重量％的Ζη、0. 25重量％的Fe、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例3)，包 含1. 52重量％的Ni、0. 61重量％的Si、l. 1重量％的Co、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例4)， 包含0. 77重量％的Ni、0. 20重量％的Si、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例5)，包含3. 48重 量％的Ni、0. 70重量％的Si、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例6)，包含2. 50重量％的Ni、0. 49 重量％的Si、0. 19重量％的Mg、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例7)，包含2. 64重量％的Ni、
0.63重量％&Si、0. 13重量％的0、0. 10重量％的P、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例8)，包 含2. 44重量％的Ni、0. 46重量％的Si、0. 11重量％的Sn、0. 12重量％的Ti、0. 007重量％ 的B、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例9)，包含1.31重量％的附、0. 36重量％的31、0. 12重 量％的&、0. 07重量％的Mn、余量的銅的銅合金(實(shí)施例10)，包含1. 64重量％的Ni、0. 39 重量％的Si、0. 54重量％的Sn、0. 44重量％的Zn、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例11)，包含 1.65重量％的附、0. 40重量％&Si、0. 57重量％&Sn、0. 52重量％的Zn、余量的Cu的銅合 金(實(shí)施例12)，包含3. 98重量％的附、0. 98重量％&Si、0. 10重量％&Ag、0. 11重量％ 的Be、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例13)，包含3. 96重量％的Ni、0. 92重量％的Si、0. 21重 量％的混合稀土合金、余量的Cu的銅合金(實(shí)施例14)，各自包含1. 52重量％的Ni、0. 61 重量％的Si、l. 1重量％的Co、余量的Cu的5種銅合金(實(shí)施例15-19)。然后使用立式連 續(xù)澆鑄機(jī)分別對(duì)這些熔融的銅合金進(jìn)行澆鑄，獲得鑄塊。將各鑄塊加熱至950°C，然后在將其溫度從950°C降低至400°C的同時(shí)進(jìn)行熱軋， 從而獲得厚度為10毫米的銅合金板。隨后用水快速冷卻獲得的板，然后通過(guò)機(jī)械拋光去除 表面氧化物層(表面處理)。另外，進(jìn)行多道熱軋，至少一道熱軋?jiān)诘陀?00°c溫度下進(jìn)行。然后分別以以下的壓縮比進(jìn)行第一冷軋操作86% (實(shí)施例1、5-10、12_14)，80% (實(shí)施例2和3)，82% (實(shí)施例4)，72% (實(shí)施例11)，46% (實(shí)施例15)，90% (實(shí)施例 16), 30% (實(shí)施例 17)，95% (實(shí)施例 18)，97% (實(shí)施例 19)。然后分別在以下溫度和時(shí)間條件下進(jìn)行中間退火操作520°C和6小時(shí)(實(shí)施例
1、2、5-14)，540°C和6小時(shí)(實(shí)施例3)，550°C禾口8小時(shí)(實(shí)施例4)，550°C禾口 8小時(shí)(實(shí)施 例15、16、18、19)，6001和8小時(shí)(實(shí)施例17)。在各實(shí)施例中，測(cè)量各銅合金板在中間退火 之前和之后的電導(dǎo)率Eb和Ea，獲得中間退火之后的電導(dǎo)率Ea與中間退火之前的電導(dǎo)率Eb 的比值(Ea/Eb)。結(jié)果是，比值Ea/Eb分別為2. 1(實(shí)施例1)，1. 9 (實(shí)施例2)，1. 8 (實(shí)施例 3)，2. 0 (實(shí)施例4)，1. 6 (實(shí)施例5)，2. 2 (實(shí)施例6)，1. 9 (實(shí)施例7)，2. 0 (實(shí)施例8)，2. 2 (實(shí)施例9)，1.7 (實(shí)施例10)，2. O (實(shí)施例11)，1.9 (實(shí)施例12)，2.4 (實(shí)施例13)，2. 3 (實(shí)施 例14)，1. 8實(shí)施例15)，1. 9 (實(shí)施例16)，1. 7 (實(shí)施例17)，2. 0 (實(shí)施例18)，2. 0 (實(shí)施例 19)。因此，所有比值Ea/Eb都不小于1.5。另外，測(cè)量各銅合金板在中間退火之前和之后 的維氏硬度Hb和Ha，獲得中間退火之后的維氏硬度Ha與中間退火之前的維氏硬度Hb的 比值Ha/Hb。結(jié)果是，比值Ha/Hb分別為0. 55 (實(shí)施例1)，0. 52 (實(shí)施例2)，0. 53 (實(shí)施例 3)，0. 62 (實(shí)施例4)，0. 58 (實(shí)施例5)，0. 46 (實(shí)施例6)，0. 50 (實(shí)施例7)，0. 54 (實(shí)施例8)， 0. 29 (實(shí)施例9)，0. 72 (實(shí)施例10)，0. 58 (實(shí)施例11)，0. 51 (實(shí)施例12)，0. 44 (實(shí)施例13)， 0. 46(實(shí)施例14)，0. 70(實(shí)施例15、16)，0. 60 (實(shí)施例17-19)。因此，所有比值Ha/Hb都不 大于0.8。
隨后，分別以以下的壓縮比進(jìn)行第二冷軋操作86% (實(shí)施例U5-10,12-14), 90% (實(shí)施例2、3、16)，89% (實(shí)施例4)，76% (實(shí)施例11)，98% (實(shí)施例15)，"％ (實(shí) 施例17) ,79% (實(shí)施例18) ,70% (實(shí)施例19)。然后通過(guò)將該板在一定溫度保持一定時(shí)間進(jìn)行固溶處理，該溫度根據(jù)銅合金的組 成控制在700-980°C范圍內(nèi)，保持時(shí)間為10秒至10分鐘，使得該軋制板的表面上的平均晶 粒尺寸(對(duì)應(yīng)于真實(shí)平均晶粒尺寸D，所述真實(shí)平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界下通過(guò) 根據(jù)JIS H0501確定的)為大于5微米且不大于30微米。根據(jù)通過(guò)預(yù)先實(shí)驗(yàn)確定的各實(shí) 施例的銅合金的組成，預(yù)先獲得固溶處理的最佳保持溫度和保持時(shí)間。保持溫度和保持時(shí) 間分別為:750°C和10分鐘(實(shí)施例1)，725°C和10分鐘(實(shí)施例2)，775°C和10分鐘(實(shí) 施例3)，900°C和10分鐘(實(shí)施例4)，700°C和7分鐘(實(shí)施例5)，850°C和10分鐘(實(shí)施 例6、13、14)，800°C和10分鐘(實(shí)施例7-9)，700°C禾口 10分鐘(實(shí)施例10)，725°C禾口 10分 鐘(實(shí)施例11、12)，940°C和1分鐘(實(shí)施例15、16)，980°C和1分鐘(實(shí)施例17)，950°C和 1分鐘(實(shí)施例18、19)。然后在實(shí)施例12中以12%的壓縮比進(jìn)行中間冷軋操作。在其他實(shí)施例中不進(jìn)行 這種中間冷軋操作。然后分別在以下溫度進(jìn)行老化處理450°C (實(shí)施例1-14)，475°C (實(shí)施例 15-19)。根據(jù)銅合金的化學(xué)組成調(diào)節(jié)老化處理時(shí)間，使得在450或475°C的老化處理溫度 下，該板的硬度為最大。另外，之前根據(jù)通過(guò)預(yù)先實(shí)驗(yàn)確定的各實(shí)施例的銅合金的組成，獲 得最佳老化處理時(shí)間。老化處理時(shí)間分別為5小時(shí)(實(shí)施例1-3、10-12)，7小時(shí)(實(shí)施例 4、5)，4小時(shí)(實(shí)施例6-9、13、14)，7小時(shí)(實(shí)施例15-19)。然后，分別以以下的壓縮比進(jìn)行精冷軋操作29% (實(shí)施例1_10、13、14)，40% (實(shí)施例11)，17% (實(shí)施例12),33% (實(shí)施例15-19)。然后在425°C進(jìn)行1分鐘的低溫退 火操作，從而獲得各實(shí)施例1-19的銅合金板。另外，任選在這些板的生產(chǎn)過(guò)程的中間階段 進(jìn)行面飾處理，因此各板厚度為0. 15毫米。然后從這些實(shí)施例中獲得的銅合金板上切割出樣品，用以檢查以下各板的平均晶 粒尺寸、平均孿晶密度、X射線衍射強(qiáng)度、電導(dǎo)率、抗張強(qiáng)度、可彎曲加工性、耐應(yīng)力松弛性。首先對(duì)獲得的銅合金板的各樣品的表面進(jìn)行拋光、蝕刻，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察，以 在不區(qū)分晶粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)基于JIS H0501的截面方法獲得平均晶粒尺寸Dt( — 種在包括孿晶晶界的同時(shí)獲得的平均晶粒尺寸)。結(jié)果是，平均晶粒尺寸Dt分別為5. 2微 米(實(shí)施例1)，3. 8微米(實(shí)施例2)，4. 5微米(實(shí)施例3)，4. 5微米(實(shí)施例4)，7. 1微米(實(shí)施例5)，4. 4微米(實(shí)施例6)，6. 4微米(實(shí)施例7)，6. O微米(實(shí)施例8)，5. 8微米 (實(shí)施例9)，5. 3微米(實(shí)施例10)，9. 0微米(實(shí)施例11)，9. 2微米(實(shí)施例12)，4. 7微米 (實(shí)施例13)，4. 7微米(實(shí)施例14)，5. 7微米(實(shí)施例15)，4. 8微米(實(shí)施例16)，6. 4微 米(實(shí)施例17)，5. 2微米(實(shí)施例18)，6. 7微米(實(shí)施例19)。另外，在對(duì)晶粒邊界和孿晶晶界區(qū)分下通過(guò)基于JIS H0501的截面方法獲得平均晶粒尺寸D(—種在不包括孿晶晶界下獲得的真實(shí)平均晶粒尺寸)。結(jié)果是，平均晶粒尺寸 D分別為12微米(實(shí)施例1)，8微米(實(shí)施例2)，10微米(實(shí)施例3)，9微米(實(shí)施例4)， 15微米(實(shí)施例5)，8微米(實(shí)施例6)，14微米(實(shí)施例7)，12微米(實(shí)施例8)，11微米 (實(shí)施例9)，10微米(實(shí)施例10)，18微米(實(shí)施例11)，24微米(實(shí)施例12)，8微米(實(shí) 施例13)，9微米(實(shí)施例14)，12微米(實(shí)施例15)，12微米(實(shí)施例16)，14微米(實(shí)施 例17)，12微米(實(shí)施例18)，10微米(實(shí)施例19)。然后計(jì)算平均孿晶密度Ne(Ne = (D-Dt)/Dt)。結(jié)果是，平均孿晶密度分別為1. 3(實(shí) 施例1)，1. 1 (實(shí)施例2)，1. 2 (實(shí)施例3)，1. 0 (實(shí)施例4)，1. 1 (實(shí)施例5)，0. 8 (實(shí)施例6)， 1. 2 (實(shí)施例7)，1. 0 (實(shí)施例8)，0. 9 (實(shí)施例9)，0. 9 (實(shí)施例10)，1. 0 (實(shí)施例11)，1. 5 (實(shí) 施例12)，0. 7 (實(shí)施例13)，0. 9 (實(shí)施例14)，1. 1 (實(shí)施例15)，1. 5 (實(shí)施例16)，1. 2 (實(shí)施 例17)，1. 3 (實(shí)施例18)，0. 5 (實(shí)施例19)。在所有實(shí)施例中，滿足Ng = (D-Dt) /Dt彡0. 5。關(guān)于X射線衍射強(qiáng)度(X射線衍射積分強(qiáng)度)的測(cè)量，通過(guò)X射線衍射儀，測(cè)量在 各樣品的表面(軋制表面)上，在{200}晶面的衍射峰的積分強(qiáng)度I {200}和{422}晶面上 的衍射峰的積分強(qiáng)度I {422}，測(cè)量條件包括Μο-Κ α 1和K α 2射線，管電壓40千伏，管電 流30毫安。類似地，還通過(guò)相同的X射線衍射儀，以相同的測(cè)量條件，測(cè)量在純銅標(biāo)準(zhǔn)粉末 上，在{200}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度Itl{200}。另外，如果在樣品的軋制表面上清楚地觀 察到氧化，則預(yù)先用酸洗滌用過(guò)的樣品的軋制表面，或者預(yù)先用1500號(hào)防水紙對(duì)用過(guò)的樣 品的軋制表面進(jìn)行精研。結(jié)果是，X射線衍射強(qiáng)度的比值I {200}/Itl {200}分別為3.2(實(shí) 施例1)，3. 0 (實(shí)施例2)，2. 9 (實(shí)施例3)，3. 8 (實(shí)施例4)，3. 3 (實(shí)施例5)，3. 5 (實(shí)施例6)， 3. 1 (實(shí)施例7)，3. 2 (實(shí)施例8)，3. 4 (實(shí)施例9)，3. 0 (實(shí)施例10)，2. 2 (實(shí)施例11)，4. 2 (實(shí) 施例12)，3. 3 (實(shí)施例13)，3. 1 (實(shí)施例14)，3. 9 (實(shí)施例15)，4. 0 (實(shí)施例16)，4. 1 (實(shí)施 例17)，3. 9 (實(shí)施例18)，1. 9 (實(shí)施例19)。所有實(shí)施例都具有滿足I {200}/I0 {200}彡1. 0 的晶體取向。X射線衍射強(qiáng)度比值I {200}/I {422}分別為37(實(shí)施例1)，20(實(shí)施例2)， 16 (實(shí)施例3)，52 (實(shí)施例4)，16 (實(shí)施例5)，50 (實(shí)施例6)，25 (實(shí)施例7)，27 (實(shí)施例8)， 24 (實(shí)施例9)，18 (實(shí)施例10)，19 (實(shí)施例11)，38 (實(shí)施例12)，56 (實(shí)施例13)，55 (實(shí)施例 14)，35 (實(shí)施例15)，46 (實(shí)施例16)，32 (實(shí)施例17)，44 (實(shí)施例18)，18 (實(shí)施例10)。所 有實(shí)施例都具有滿足I {200}/I {422}彡15的晶體取向。按照根據(jù)JIS Η0505的電導(dǎo)率測(cè)量方法測(cè)量銅合金板的電導(dǎo)率。結(jié)果是，電導(dǎo)率 分別為43. 1% IACS (實(shí)施例 1)，40. 0% IACS (實(shí)施例 2)，39. 4% IACS (實(shí)施例 3)，54. 7% IACS (實(shí)施例 4) ,52. 2% IACS (實(shí)施例 5) ,43. 2% IACS (實(shí)施例 6) ,45. 1% IACS (實(shí)施例 7), 43. 9% IACS(實(shí)施例 8)，41.9% IACS (實(shí)施例 9)，55. 1 % IACS (實(shí)施例 10),43. 0% IACS (實(shí)施例 11)，44. 0% IACS (實(shí)施例 12)，42. 7% IACS (實(shí)施例 13)，40. 1% IACS (實(shí)施例 14),40. 0% IACS(實(shí)施例 15)，39. 0% IACS(實(shí)施例 16)，40. 0% IACS(實(shí)施例 17)，42. 0% IACS(實(shí)施例 18)，42. 0% IACS(實(shí)施例 19)。
為了評(píng)價(jià)銅合金板的抗張強(qiáng)度，從各銅合金板中切割出3個(gè)測(cè)試片(根據(jù)JIS Z2201的5號(hào)測(cè)試片)用以進(jìn)行LD (軋制方向)抗張測(cè)試。然后對(duì)各個(gè)測(cè)試片進(jìn)行根據(jù)JIS Z2241的抗張測(cè)試，得到抗張強(qiáng)度平均值。結(jié)果是，抗張強(qiáng)度分別為722兆帕(實(shí)施例1)， 720兆帕(實(shí)施例2)，701兆帕(實(shí)施例3)，820兆帕(實(shí)施例4)，702兆帕(實(shí)施例5)，851 兆帕(實(shí)施例6)，728兆帕(實(shí)施例7)，765兆帕(實(shí)施例8)，762兆帕(實(shí)施例9)，714兆 帕(實(shí)施例10)，730兆帕(實(shí)施例11)，715兆帕(實(shí)施例12)，852兆帕(實(shí)施例13)，865 兆帕(實(shí)施例14)，878兆帕(實(shí)施例15)，852兆帕(實(shí)施例16)，898兆帕(實(shí)施例17)， 894兆帕(實(shí)施例18)，847兆帕(實(shí)施例19)。所有銅合金板都具有不小于700兆帕的高 強(qiáng)度。
為了評(píng)價(jià)銅合金板的可彎曲加工性，分別從銅合金板中切割出3個(gè)具有LD縱向 (軋制方向)的彎曲測(cè)試片(寬度10毫米)以及3個(gè)具有TD縱向(與軋制方向和厚度方 向垂直的方向)的彎曲測(cè)試片(寬度10毫米)。然后對(duì)各個(gè)測(cè)試片進(jìn)行根據(jù)JIS H3110 的90° W形彎曲測(cè)試。然后通過(guò)光學(xué)顯微鏡、以100倍放大倍數(shù)觀察測(cè)試之后各測(cè)試片的 彎曲部分的表面和截面，得到未產(chǎn)生裂縫的最小彎曲半徑R。然后該最小彎曲半徑R除以 銅合金板的厚度，分別得到LD和TD方向的R/t的值。對(duì)于這3個(gè)測(cè)試片，采用各LD和TD 的R/t值的最差結(jié)果分別作為L(zhǎng)D和TD的R/t值。結(jié)果是，在實(shí)施例1-12、15、16中，不利 方式彎曲(其中該板的彎曲軸是LD)和有利方式彎曲(其中該板的彎曲軸是TD)的R/t都 是0. 0，因此該板的可彎曲加工性優(yōu)異。在實(shí)施例13和14中，有利方式彎曲的R/t是0. 0， 不利方式彎曲的R/t是0. 3。在實(shí)施例17中，有利方式彎曲的R/t是0. 5，不利方式彎曲的 R/t是0.5。在實(shí)施例18中，有利方式彎曲的R/t是0.0，不利方式彎曲的R/t是0.5。在 實(shí)施例19中，有利方式彎曲的R/t是1. 0，不利方式彎曲的R/t是1. 0。為了評(píng)價(jià)銅合金板的耐應(yīng)力松弛性，從銅合金板中切割出具有TD縱向(與軋制方 向和厚度方向垂直的方向)的彎曲測(cè)試片(寬度10毫米)。然后將測(cè)試片以拱形式彎曲， 使得該測(cè)試片在其縱向的中央部分中的表面應(yīng)力為0. 2%屈服強(qiáng)度的80%，然后將測(cè)試片 以這種狀態(tài)固定。另外，定義表面應(yīng)力(兆帕)=6EtS/LQ2，其中E表示測(cè)試片的彈性模 量(兆帕)，t表示測(cè)試片的厚度(毫米)，δ表示測(cè)試片的彎折(deflection)高度(毫 米)。在大氣中將拱形測(cè)試片于150°C保持1000小時(shí)之后，由該測(cè)試片的彎曲變形計(jì)算應(yīng)力 松弛率，以評(píng)價(jià)該銅合金板的耐應(yīng)力松弛性。另外，計(jì)算應(yīng)力松弛率(％) = (L1-L2) X 100/ (L1-Ltl),其中Ltl表示固定為拱形彎曲狀態(tài)的測(cè)試片的兩端之間的水平距離(毫米)，1^表 示測(cè)試片在彎曲之前的長(zhǎng)度(毫米)，L2表示測(cè)試片彎曲并以拱形加熱之后在其兩端之間 的水平距離(毫米)。結(jié)果是，應(yīng)力松弛率分別為4. (實(shí)施例1)，3.8% (實(shí)施例2)， 3.6% (實(shí)施例3)，2. 9% (實(shí)施例4)，3. 2% (實(shí)施例5)，3. 4% (實(shí)施例6)，3. 3% (實(shí)施 例 7)，3. 8% (實(shí)施例 8)，3.0% (實(shí)施例 9)，3. 2% (實(shí)施例 10)，4. 5% (實(shí)施例 11)，2. 3% (實(shí)施例12)，2. 7% (實(shí)施例13)，2. 8% (實(shí)施例14)，3. 8% (實(shí)施例15)，3. 2% (實(shí)施例 16), 3. 4% (實(shí)施例17)，3. 5% (實(shí)施例18)，6. 0% (實(shí)施例19)。所有銅合金板具有的應(yīng) 力松弛率都不大于6%。即使將這種應(yīng)力松弛率不大于6%的銅合金板用作機(jī)動(dòng)車所用連 接件的材料，也能將其評(píng)價(jià)為具有極佳的耐應(yīng)力松弛性和高耐久性。比較例1采用與實(shí)施例1中相同的方法，使用具有與實(shí)施例1中相同化學(xué)組成的銅合金獲得銅合金板，區(qū)別在于，并不進(jìn)行第一冷軋操作，熱處理在90(TC進(jìn)行1小時(shí)，第二冷軋操作 的壓縮比為98%。從由此獲得的銅合金板中切割出樣品，通過(guò)與實(shí)施例1-19中相同的方法檢測(cè)該 板的平均晶粒尺寸、平均孿晶密度、X射線衍射強(qiáng)度、電導(dǎo)率、抗張強(qiáng)度、可彎曲加工性、耐應(yīng) 力松弛性。
結(jié)果是，平均晶粒尺寸Dt (該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界時(shí)獲得)為7. 7 微米，真實(shí)平均晶粒尺寸D(該真實(shí)平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界時(shí)獲得)為10微 米，因此平均孿晶密度Ne為0. 3。另外，I {200}/Itl {200}為0. 5，I {200}/I {422}為2. 5。電 導(dǎo)率為43. 4% IACS，抗張強(qiáng)度為733兆帕。另外，有利方式彎曲的R/t為0. 3，不利方式彎 曲的R/t為1. 3。應(yīng)力松弛率為6. 2%。比較例2采用與實(shí)施例2中相同的方法，使用具有與實(shí)施例2中相同化學(xué)組成的銅合金獲 得銅合金板，區(qū)別在于，第一冷軋操作的壓縮比為86%，熱處理在900°C進(jìn)行1小時(shí)，第二冷 軋操作的壓縮比為86%。從由此獲得的銅合金板中切割出樣品，從而通過(guò)與實(shí)施例1-19中相同的方法檢 測(cè)該板的平均晶粒尺寸、平均孿晶密度、X射線衍射強(qiáng)度、電導(dǎo)率、抗張強(qiáng)度、可彎曲加工性、 耐應(yīng)力松弛性。結(jié)果是，平均晶粒尺寸Dt (該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界時(shí)獲得)為5. 8微 米，真實(shí)平均晶粒尺寸D(該真實(shí)平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界時(shí)獲得)為7微米， 因此平均孿晶密度Ne為0.2。另外，I {200}/I。{200}為0.4，I {200}/I {422}為5.4。電導(dǎo) 率為40. IACS，抗張強(qiáng)度為713兆帕。另外，有利方式彎曲的R/t為0. 3，不利方式彎曲 的R/t為1. 3。應(yīng)力松弛率為6. 0%。比較例3采用與實(shí)施例3中相同的方法，使用具有與實(shí)施例3中相同化學(xué)組成的銅合金獲 得銅合金板，區(qū)別在于，不進(jìn)行第一冷軋操作和熱處理，也不進(jìn)行中間退火操作，第二冷軋 操作的壓縮比為98%。從由此獲得的銅合金板中切割出樣品，從而通過(guò)與實(shí)施例1-19中相同的方法檢 查該板的平均晶粒尺寸、平均孿晶密度、X射線衍射強(qiáng)度、電導(dǎo)率、抗張強(qiáng)度、可彎曲加工性、 耐應(yīng)力松弛性。結(jié)果是，平均晶粒尺寸Dt (該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界時(shí)獲得)為6. 4微 米，真實(shí)平均晶粒尺寸D(該真實(shí)平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界時(shí)獲得)為9微米， 因此平均孿晶密度Ne為0.4。另外，I {200}/I。{200}為0.2，I {200}/I {422}為6. 2。電導(dǎo) 率為39. IACS，抗張強(qiáng)度為691兆帕。另外，有利方式彎曲的R/t為0. 7，不利方式彎曲 的R/t為1. 3。應(yīng)力松弛率為5. 8%。比較例4采用與實(shí)施例4中相同的方法，使用基本具有與實(shí)施例4中相同化學(xué)組成的銅合 金(包含1.54重量％的附、0. 62重量％的51、1.1重量％的0)、余量的01的銅合金)獲得 銅合金板，區(qū)別在于，并不進(jìn)行第一冷軋操作，熱處理在550°C進(jìn)行1小時(shí)，第二冷軋操作的 壓縮比為96%，精冷軋操作的壓縮比為65%。
從由此獲得的銅合金板中切割出樣品，從而通過(guò)與實(shí)施例1-19中相同的方法檢 查該板的平均晶粒尺寸、平均孿晶密度、X射線衍射強(qiáng)度、電導(dǎo)率、抗張強(qiáng)度、可彎曲加工性、 耐應(yīng)力松弛性。結(jié)果是，平均晶粒尺寸叫(該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界時(shí)獲得)為6. 2微 米，真實(shí)平均晶粒尺寸D(該真實(shí)平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界時(shí)獲得)為8微米， 因此平均孿晶密度Ne為0.3。另外，1{200}/1。{200}為0.3，1{200}/1{422}為10。電導(dǎo)率 為57. 5% IACS，抗張強(qiáng)度為889兆帕。另外，有利方式彎曲的R/t為2. 0，不利方式彎曲的 R/t為3. 0。應(yīng)力松弛率為7. 2%。比較例5采用與實(shí)施例1中相同的方法， 使用包含0.46重量％的慰、0. 13重量％的5士、 0. 16重量％的Mg、余量的Cu的銅合金獲得銅合金板，區(qū)別在于，固溶處理在600°C進(jìn)行10 分鐘。從由此獲得的銅合金板中切割出樣品，從而通過(guò)與實(shí)施例1-19中相同的方法檢 查該板的平均晶粒尺寸、平均孿晶密度、X射線衍射強(qiáng)度、電導(dǎo)率、抗張強(qiáng)度、可彎曲加工性、 耐應(yīng)力松弛性。結(jié)果是，平均晶粒尺寸叫(該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界時(shí)獲得)為2. 1微 米，真實(shí)平均晶粒尺寸D(該真實(shí)平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界時(shí)獲得)為3微米， 因此平均孿晶密度Ne為0.4。另外，I {200}/I。{200}為0.1，I {200}/I {422}為1.9。電導(dǎo) 率為55. 7% IACS，抗張強(qiáng)度為577兆帕。另外，有利方式彎曲的R/t為0. 0，不利方式彎曲 的R/t為0.0。應(yīng)力松弛率為7. 5%。比較例6采用與實(shí)施例1中相同的方法，使用包含5.20重量％的Ni、1.20重量％的Si、 0. 51重量％的Sn、0. 46重量％的Zn、余量的Cu的銅合金獲得銅合金板，區(qū)別在于，固溶處 理在925°C進(jìn)行10分鐘，老化處理在450°C進(jìn)行7小時(shí)。從由此獲得的銅合金板中切割出樣品，從而通過(guò)與實(shí)施例1-19中相同的方法檢 查該板的平均晶粒尺寸、平均孿晶密度、X射線衍射強(qiáng)度、電導(dǎo)率、抗張強(qiáng)度、可彎曲加工性、 耐應(yīng)力松弛性。結(jié)果是，平均晶粒尺寸Dt (該平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界時(shí)獲得)為6. 3 微米，真實(shí)平均晶粒尺寸D(該真實(shí)平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界時(shí)獲得)為12微 米，因此平均孿晶密度Ne為0.9。另外，I {200}/I。{200}為2.1，I {200}/I {422}為13。電 導(dǎo)率為36. 7% IACS，抗張強(qiáng)度為871兆帕。另外，有利方式彎曲的R/t為1. 0，不利方式彎 曲的R/t為3. 3。應(yīng)力松弛率為3. 6%。表1和2中分別顯示實(shí)施例和比較例中的銅合金板的化學(xué)組成和制造條件。表3 中顯示在實(shí)施例和比較例的銅合金板的制造過(guò)程中，中間退火之前和之后的電導(dǎo)率的比值 和維氏硬度的比值，表4中顯示關(guān)于其結(jié)構(gòu)和特征的結(jié)果。表 1化學(xué)組成(重量％) 表2制造條件 表3 由上述結(jié)果可以看出，比較例1-4中的銅合金板分別具有與實(shí)施例1-4中的銅合 金板基本相同的化學(xué)組成。但是，在比較例1-4中，冷軋和固溶處理之前的中間退火并不恰 當(dāng)，因此不能充分儲(chǔ)存應(yīng)變能和堆垛層錯(cuò)能。出于這個(gè)原因，孿晶密度和{200}晶面的相對(duì) 量不夠充分，因此殘留大量具有{422}晶面作為主要取向分量的晶粒。因此，雖然這些板各 自的抗張強(qiáng)度和電導(dǎo)率與實(shí)施例1-4中對(duì)應(yīng)板的抗張強(qiáng)度和電導(dǎo)率基本相等，但是這些板 的可彎曲加工性和耐應(yīng)力松弛性變差。在比較例5中，由于Ni和Si和含量太低，產(chǎn)生的沉 積物量較少，因此該板的強(qiáng)度水平低。在比較例6中，由于M的含量太高，對(duì)取向的控制不 夠充分，因此雖然該板的抗張強(qiáng)度很高，但是其可彎曲加工性非常差。圖2是顯示實(shí)施例3的銅合金板表面(軋制表面)的晶粒結(jié)構(gòu)的顯微照片，圖3是 顯示比較例3的銅合金板表面(軋制表面)的晶粒結(jié)構(gòu)的顯微照片，比較例3的銅合金板具 有與實(shí)施例3的銅合金板相同的化學(xué)組成。在圖2和3中，箭頭顯示軋制方向，虛線顯示相 對(duì)于軋制方向分別以45°和135°的角度延伸的方向。由圖2和3可以清楚看出，實(shí)施例 3的銅合金板的孿晶數(shù)量大于比較例3的銅合金板的孿晶數(shù)量。另外，如圖2中所示，在實(shí) 施例3銅合金板的具有至少2個(gè)孿晶的晶粒中，孿晶晶界基本彼此垂直。由面心立方(fee) 晶體的幾何關(guān)系可知，這些晶粒的{100}晶面平行于軋制表面，孿晶晶界平行于相對(duì)于軋 制方向分別以約45°和135°延伸的方向。因此可以看出，這些晶粒具有{100}<001>(立 方)方向。即，可以看出，在實(shí)施例3獲得的銅合金板中，孿晶密度較高，具有立方方向的晶粒的百分比較高。因此，認(rèn)為通過(guò)增大孿晶密度和具有立方取向的晶粒的百分比，能夠顯著 提高該銅合金板的可彎曲加工性和耐應(yīng)力松弛性。 雖然已經(jīng)按最佳實(shí)施方式揭示了本發(fā)明以便對(duì)其進(jìn)行更好的理解，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí) 到，本發(fā)明可以通過(guò)不背離本發(fā)明原理的其他方式體現(xiàn)。因此，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明包括所有可 能的實(shí)施方式、以及在不背離由所附權(quán)利要求提出的本發(fā)明原理的情況下能夠?qū)嵤┑膶?duì)所 示實(shí)施方式的改進(jìn)形式。
權(quán)利要求
一種銅合金板，其化學(xué)組成為包含0.7-4.0重量％的鎳、0.2-1.5重量％的硅、余量的銅和不可避免的雜質(zhì)，其中，所述銅合金板具有滿足I{200}/I0{200}≥1.0的晶體取向，假設(shè)在銅合金板表面上在{200}晶面的X射線衍射強(qiáng)度為I{200}，純銅標(biāo)準(zhǔn)粉末的{200}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為I0{200}。
2.如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的晶體取向滿足I{200}/ I {422}彡15，假設(shè)銅合金板表面上在{422}晶面的X射線衍射強(qiáng)度為I {422}。
3.如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的平均晶粒尺寸D為 6-60微米范圍，所述平均晶粒尺寸D是在不包括孿晶晶界，同時(shí)區(qū)分銅合金板表面上的晶 粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。
4.如權(quán)利要求3所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的平均孿晶密度隊(duì)= (D-DT)/DT，所述隊(duì)不小于0. 5，所述平均孿晶密度由平均晶粒尺寸D和平均晶粒尺寸Dt獲 得，所述平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶界，同時(shí)不區(qū)分銅合金板表面上的晶粒邊界和孿 晶晶界下是通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截面方法獲得的。
5.如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的化學(xué)組成進(jìn)一步包含 一種或多種選自以下的元素0. 1-1. 2重量％的錫、不大于2.0重量％的鋅、不大于1.0重 量％的鎂、不大于2. 0重量％的鈷、不大于1. 0重量％的鐵。
6.如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的化學(xué)組成進(jìn)一步包含 一種或多種選自以下的元素鉻、硼、磷、鋯、鈦、錳、銀、鈹、混合稀土合金，這些元素的總量 不大于3重量％。
7.如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于700兆帕。
8.如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于800兆 帕，所述晶體取向滿足1{200}/1{422}彡50。
9.一種銅合金板，其化學(xué)組成為包含0. 7-4. 0重量％的鎳、0. 2-1. 5重量％的硅、余量 的銅和不可避免的雜質(zhì)的化學(xué)組成，其中，所述銅合金板的平均晶粒尺寸D在6-60微米范圍，所述平均晶粒尺寸是在不包 括孿晶晶界，同時(shí)區(qū)分銅合金板表面上的晶粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JIS H0501的截 面方法獲得的，和其中，所述銅合金板的平均孿晶密度隊(duì)=(D-DT) /Dt，所述隊(duì)不小于0. 5，所述平均孿 晶密度由平均晶粒尺寸D和平均晶粒尺寸Dt獲得，所述平均晶粒尺寸Dt是在包括孿晶晶 界，同時(shí)不區(qū)分銅合金板表面上晶粒邊界和孿晶晶界下通過(guò)根據(jù)JISH0501的截面方法獲 得的。
10.如權(quán)利要求9所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的化學(xué)組成進(jìn)一步包含 一種或多種選自以下的元素0. 1-1. 2重量％的錫、不大于2.0重量％的鋅、不大于1.0重 量％的鎂、不大于2. 0重量％的鈷、不大于1. 0重量％的鐵。
11.如權(quán)利要求9所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的化學(xué)組成進(jìn)一步包含 一種或多種選自以下的元素鉻、硼、磷、鋯、鈦、錳、銀、鈹、混合稀土合金，這些元素的總量 不大于3重量％。
12.如權(quán)利要求9所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于700 兆帕。
13.如權(quán)利要求9所述的銅合金板，其特征在于，所述銅合金板的抗張強(qiáng)度不小于800 兆帕，所述晶體取向滿足1{200}/1{422}彡50。
14.一種制造銅合金板的方法，所述方法包括熔融與澆鑄步驟，對(duì)銅合金的原料進(jìn)行熔融和澆鑄，所述銅合金的化學(xué)組成為包含 0. 7-4. 0重量％的鎳、0. 2-1. 5重量％的硅、余量的銅和不可避免的雜質(zhì)；熱軋步驟，在熔融與澆鑄步驟之后，在將溫度從950°C降低至400°C的同時(shí)進(jìn)行熱軋操作；第一冷軋步驟，在熱軋步驟之后，以不小于30%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作； 中間退火步驟，在第一冷軋步驟之后，在450-600°C的加熱溫度下進(jìn)行熱處理； 第二冷軋步驟，在中間退火步驟之后，以不小于70%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作； 固溶處理步驟，在第二冷軋步驟之后，在700-980°C的溫度下進(jìn)行固溶處理； 中間冷軋步驟，在固溶處理步驟之后，以0-50%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作；和 老化處理步驟，在中間冷軋步驟之后，在400-600°C的溫度下進(jìn)行老化處理， 其中，進(jìn)行工中間退火步驟的熱處理，使得熱處理之后的電導(dǎo)率Ea與熱處理之前的電 導(dǎo)率Eb的比值Ea/Eb等于或大于1. 5，同時(shí)使得熱處理之后的維氏硬度Ha與熱處理之前的 維氏硬度Hb的比值Ha/Hb等于或小于0. 8。
15.如權(quán)利要求14所述的制造銅合金板的方法，其特征在于，設(shè)定在固溶處理步驟中 進(jìn)行固溶處理的溫度和時(shí)間，使得固溶處理之后的平均晶粒尺寸在10-60微米范圍。
16.如權(quán)利要求14所述的制造銅合金板的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括精 冷軋步驟，以在老化處理步驟之后，以不大于50%的壓縮比進(jìn)行冷軋操作。
17.如權(quán)利要求14所述的制造銅合金板的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括低 溫退火步驟，以在精冷軋步驟之后，在150-550°C的溫度下進(jìn)行熱處理。
18.如權(quán)利要求14所述的制造銅合金板的方法，其特征在于，所述銅合金板的化學(xué)組 成進(jìn)一步包含一種或多種選自以下的元素0. 1-1. 2重量％的錫、不大于2. 0重量％的鋅、 不大于1. 0重量％的鎂、不大于2. 0重量％的鈷、不大于1. 0重量％的鐵。
19.如權(quán)利要求14所述的制造銅合金板的方法，其特征在于，所述銅合金板的化學(xué)組 成中進(jìn)一步包含一種或多種選自以下的元素鉻、硼、磷、鋯、鈦、錳、銀、鈹、混合稀土合金， 這些元素的總量不大于3重量％。
20.一種電氣和電子部件，使用如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的銅合金板作為其材料。
21.如權(quán)利要求20所述的電氣和電子部件，其特征在于，所述部件為連接件、引線框、 繼電器和開(kāi)關(guān)中的任何一種。
全文摘要
提供一種銅合金板，其化學(xué)組成為包含0.7-4.0重量％的Ni、0.2-1.5重量％的Si、余量的銅和不可避免的雜質(zhì)，該銅合金板具有滿足I{200}/I0{200}≥1.0的晶體取向，假設(shè)銅合金板表面上在{200}晶面的X射線衍射強(qiáng)度為I{200}，純銅標(biāo)準(zhǔn)粉末的{200}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為I0{200}，該銅合金板還具有滿足I{200}/I{422}≥15的晶體取向，假設(shè)銅合金板表面上在{422}晶面上的X射線衍射強(qiáng)度為I{422}。
文檔編號(hào)C22C9/06GK101871059SQ20101016990
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者小野寺曉史, 成枝宏人, 菅原章, 青山智胤, 須田久, 高維林 申請(qǐng)人:同和金屬技術(shù)有限公司