專利名稱：銅合金板材的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及優(yōu)異的銅合金板材，特別涉及適合汽車用端子、連接器等連接部件用途的強度和彎曲加工性優(yōu)異的銅合金板材。
背景技術：
近年來，電子儀器的小型化及輕量化的要求提高，電氣、電子部件的小型化及輕量化不斷發(fā)展。連接器端子的低背化、窄間距化得到發(fā)展，其結果是，對這些連接器端子所使用的銅合金板材要求具有更高的強度和更優(yōu) 異的彎曲加工性。需要高強度且優(yōu)異的彎曲加工性的銅合金板材目前廣泛使用鈹銅，但是鈹銅非常昂貴，且金屬鈹有較強的毒性。因此，作為代替這些材料的合金，科森銅鎳硅合金(Cu-Ni-Si)的使用量不斷增加?？粕~鎳硅合金是硅化鎳化合物(Ni2Si)對銅的固溶限度隨著溫度而變化的合金，是通過時效析出處理固化的析出固化型合金，其耐熱性、導電率、強度良好。但是，對于該科森銅鎳硅合金而言，如果提高銅合金板材的強度，則導電性或彎曲加工性降低。即，在高強度的科森銅鎳硅合金中，存在的問題是，具有良好的導電率及彎曲加工性是非常困難的。針對這樣的問題，存在如下技術作為彎曲加工性優(yōu)異的高強度銅合金，通過控制科森銅鎳硅合金中析出物的尺寸來改善彎曲加工性(例如，參照專利文獻I)。另外，提出了通過控制科森銅鎳硅合金的晶體粒徑來改善強度、彎曲加工性的技術(例如，參照專利文獻2)。但是，對于連接器材料而言，特別是要通過與板寬方向平行地切出的試驗片以與軋制方向平行的彎曲線進行BW彎曲加工，但是這些材料并沒有達到市場要求的強度、彎曲加工性，要求這些特性的進一步提高。另一方面，近年來，進行了通過控制集合組織來改善彎曲加工性的嘗試。例如，存在通過控制Cube取向來使彎曲加工性良好的方法(參照專利文獻3)。另外，還存在通過提高X射線的(200)衍射強度來改善彎曲加工性的技術(例如，參照專利文獻4)。但是，根據(jù)本發(fā)明人等的發(fā)現(xiàn)，提高Cube取向或X射線的(200)衍射強度確實對改善彎曲加工性有效，但是存在下述問題若提高這些性能，則材料變形時的加工固化系數(shù)變小，拉伸強度降低?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I:日本特開平6-184680號公報專利文獻2:日本特開2006-161148號公報專利文獻3:日本特開2006-152392號公報專利文獻4:日本特開2009-007666號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題
本發(fā)明人等對科森銅鎳硅系銅合金的彎曲加工中的機理進行了研究，結果確認了彎曲加工時板表面產(chǎn)生的剪切帶是產(chǎn)生裂紋的原因。另外，確認了該剪切帶能夠通過使Cube取向聚集而減少，但是，同時也發(fā)現(xiàn)，存在拉伸強度降低的問題。作為該強度降低的原因，可認為是由于由于變形時的加工固化系數(shù)小，因此Cube取向在較低強度下發(fā)生變形，不能充分地提高強度，導致發(fā)生斷裂鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種彎曲加工性優(yōu)異，且具有優(yōu)異的強度，適合電氣、電子儀器用引線框、連接器、端子材料等，特別是適合汽車車載用途等的連接器及端子材料、繼電器、開關等的電氣、電子儀器用銅合金板材。解決問題的方法本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，能夠通過將相對于Cube取向具有15 30°以內的偏離角度的晶體取向粒的面積率規(guī)定在特定范圍內來同時實現(xiàn)優(yōu)異的彎曲加工性和高強度。本發(fā)明是基于該發(fā)現(xiàn)而完成的。gp，本發(fā)明提供以下方案。(I) 一種電氣電子部件用銅合金板材，其具有優(yōu)異的強度和彎曲加工性，該銅合金板材包含銅合金組分，所述銅合金組分以質量％計包含0. 8 5%的Ni或Co中任一種或兩種；0. 2 1.5%的Si ;余量為Cu及不可避免的雜質，其中，將相對于Cube取向的偏離角度低于15°的晶粒的面積率控制在低于10%,且將相對于Cube取向具有15 30°的偏離角度的晶粒的面積率控制在15%以上。(2)上述⑴所述的電氣電子部件用銅合金板材，其中，還含有O. 05、. 5%的Cr。(3)上述⑴或⑵所述的電氣電子部件用銅合金板材，其中，還含有Zn、Sn、Mg、Ag、Mn及Zr中的一種或兩種以上，其總量為O. 01 I. 0%。(4)上述(1) (3)中任一項所述的電氣電子部件用銅合金板材，其在溶體化處理后，實施了異摩擦(異摩擦)冷軋?zhí)幚怼?5) 一種電氣電子部件用銅合金板材的制造方法，該方法包括對銅合金熔液進行鑄造的工序；進行加熱或均勻化熱處理的工序；實施異摩擦熱軋?zhí)幚淼墓ば?；實施冷軋?zhí)幚淼墓ば?；實施中間退火的工序；實施溶體化處理的工序；實施異摩擦冷軋?zhí)幚砉ば?；及實施時效處理的工序，所述銅合金金屬熔液包含銅合金組分，所述銅合金組分以質量％計，包含0. 8 5%的Ni或Co中任一種或兩種；0. 2 I. 5%的Si ;余量為Cu及不可避免的雜質。(6)上述(5)所述的電氣電子部件用銅合金板材的制造方法，其中，所述異摩擦冷軋使用表面粗糙度不同的上下輥進行。發(fā)明的效果本發(fā)明的銅合金板材強度高、且具有良好的彎曲加工性，而且顯示出高導電率。另夕卜，通過加入其它添加元素，還能夠進一步提高銅合金板材的上述物性。另外，還能夠實現(xiàn)焊接時的耐熱剝離性、耐遷移性的提高、熱軋時的加工性及應力松弛特性的提高。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的高強度、且具有良好的彎曲加工性，而且導電率高的本發(fā)明的電氣電子部件用銅合金板材的優(yōu)選的金屬組織進行詳細說明。在此，“銅合金材料”是指將銅合金原料加工成給定形狀(例如，板、條、箔、棒、線等)的材料。其中，板材是指具有特定厚度、形狀穩(wěn)定、在面方向上具有寬度的材料，廣義上包括條材。在此，在板材中，“材料表層”是指“板表層”，“材料的深度位置”是指“板厚方向的位置”。板材的厚度沒有特別限定，但是，考慮到本發(fā)明的效果更顯著、并適合實際應用，優(yōu)選為8 800 μ m,更優(yōu)選為5(Γ70 μ m。另外，本發(fā)明的銅合金板材以軋制板在給定方向上的原子面的集成率(集積率)規(guī)定其特性，但是，在本發(fā)明中，只要具有作為銅合金板材的上述特性即可，銅合金板材的形狀并不限于板材或條材，管材也可以作為板材解釋并作為板材對待。(平均粒徑)本發(fā)明的銅合金板材的平均晶體粒徑優(yōu)選為50 μ m以下。平均晶體粒徑在上述上限值以下時，在Good Way(Gff)彎曲加工、Bad Way(Bff)彎曲加工的任意彎曲加工的情況下，都不易生成成為裂紋原因的剪切帶，因此優(yōu)選。這里，Good Way是指軋制平行方向，Bad Way是指軋制垂直方向。另外，晶體粒徑通過JIS H0501(切割法)求出。
(EBSD測定中的規(guī)定)對于本發(fā)明的銅合金板材的集合組織而言，特別是為了同時實現(xiàn)強度和彎曲加工性，需要具有如下的集合組織按照SEM-EBSD法(下述)的測定結果，相對于Cube取向的偏離角度(取向差)低于15°的晶粒的面積率為低于10%，且相對于Cube取向的偏離角度為15 30°的晶粒的面積率為15%以上，優(yōu)選為20%以上且低于50%。在銅合金板材的情況下，主要形成如下所示的被稱為Cube取向、Goss取向、Brass取向、Copper取向、S取向等的集合組織，并存在對應于上述集合組織的晶面。這些集合組織的形成即使在相同晶系的情況下，也會因加工、熱處理方法的不同而不同。由軋制形成的板材等材料的集合組織的情況下，用面和方向表示，面用{ABC}表示，方向用< DEF >表示。本說明書中的晶體取向的表示方法采用將材料的軋制方向(RD)作為X軸、板寬方向(TD)作為Y軸、軋制法線方向(ND)作為Z軸的直角坐標系，材料中的各區(qū)域使用與Z軸垂直的晶面指數(shù)(hkl)和與X軸平行的晶向指數(shù)[uvw]，以(hkl) [uvw]的形式表示。伴隨著上述記法，各取向如下表示。
Cube 取向i 001 丨 <100 >
Goss取向{011}〈丨00>
Rotated-Goss 取向1011 丨 < 011 >Brass取 1%{011} <211 >
Copper取向{112丨 < 川〉
S 取向{123丨.<634>
P 取向|011}<111>如上所述，通常的銅合金板材的集合組織由相當多的取向因子組成，但是，若這些晶面的構成比例發(fā)生變化，則板材等材料的塑性行為發(fā)生變化，彎曲等加工性也發(fā)生變化。以往的科森銅鎳硅系高強度銅合金板材的集合組織在通過通常的方法制造的情況，如后述實施例所述，Cube取向{001}〈100>以外的S取向{123}〈634〉及Brass取向{011}〈211〉成為主體，Cube取向的比例減少。因此，特別是在BW彎曲加工中，容易產(chǎn)生剪切帶，彎曲加工性變差。另一方面，在提高相對于Cube取向的偏離角度低于15°的晶粒的聚集來改善彎曲性的情況下，會產(chǎn)生強度降低這樣的問題。與此相對，本發(fā)明的銅合金板材的集合組織的相對于Cube取向{001} <100>的偏離角度為15 30%的晶粒的面積率為15%以上，是強度及彎曲性優(yōu)異的集合組織。需要說明的是，在本發(fā)明中，只要相對于Cube取向的偏離角度為15 30°的晶粒的面積率為15%以上即可，允許其它取向作為副取向存在。銅合金板材的集合組織的相對于Cube取向{001} <100>的偏離角度為15 30°的取向粒的聚集度測定通過如下方法得到采用EBSD對基于SEM的電子顯微鏡組織進行測 定，并基于得到的數(shù)據(jù)、使用晶體取向分布函數(shù)(ODF)進行取向分析。在此，對包含400個以上晶粒的1200 μ m見方的試樣面積、以O. 5 μ m步長進行掃描，并對取向進行分析。需要說明的是，由于這些取向分布在材料的厚度方向上發(fā)生變化，因此，優(yōu)選通過在厚度方向上對任意幾點的取向分布進行分析，并取其平均值來求出。該SEM-EBSD 法是 Scanning Electron Microscopy-Electron Back ScatteredDiffraction Pattern (掃描電鏡-電子背散射衍射)法的簡稱。即，是對掃描型電子顯微鏡(SEM)圖像上顯現(xiàn)的各個晶粒照射電子束，并由其衍射電子來鑒定各個晶體取向的方法。關于由上述指數(shù)表示的相對于理想取向的偏離角度，以共同的旋轉軸為中心計算旋轉角，作為偏離角度。例如，相對于S取向(231) [6-43]，(121) [1-11]將(201017)方向作為旋轉軸，呈旋轉19. 4°的關系，將該角度作為偏離角度。共同的旋轉軸采用能夠用最小偏離角度表達的旋轉軸。對所有的測定點計算該偏離角度，保留到小數(shù)點后第一位作為有效數(shù)字，用相對于Cube取向具有低于15°、15 30°以內的取向的各個晶粒的面積除以整個測定面積，作為面積率。在進行EBSD測定時，為了得到鮮明的菊池線衍射圖像，在機械研磨后，使用膠體二氧化硅的磨粒對基體表面進行鏡面研磨之后，再進行測定。在此，通過與X射線衍射測定的對比對EBSD測定的特征進行說明。首先，舉出的第一點是能夠利用X射線衍射的方法測定的只有滿足布拉格衍射條件、且能夠得到充分的衍射強度的ND//(111)、(200)、(220)、(311)、(420)面這五種，相對于Cube取向的偏離角度相當于15 30°的例如由ND//(511)面、ND//(951)面等高指數(shù)表達的晶體取向不能測定。即，通過采用EBSD測定，首先得到關于它們的取向的信息，由此，明確了特定的合金組織和作用的關系。第二點是X射線衍射測定的是ND//{hkl}的±0. 5°程度所包括的晶體取向的部分，與此相對，由于EBSD測定利用了菊池圖案，因此能夠得到網(wǎng)羅了不限于特定晶面的特別廣泛的合金組織的相關信息，作為整個合金材料，可以明確采用X射線衍射進行規(guī)定是困難的。如上所述，通過EBSD測定和X射線衍射測定得到的信息的內容及性質不同。另外，在本說明書中，只要沒有特別說明，EBSD的結果是對銅合金板材的ND方向進行的。(合金組成等)接著，對本發(fā)明的銅合金板材中的化學成分組成的限定理由(記載的含量％均以質量％計)進行說明?！?Ni、Co、SiNi的含量為O. 5 5. 0%。Ni是與下述的Si —同含有的，是在時效處理時形成析出的Ni2Si相，從而有助于提高銅合金板材強度的元素。Ni的含量過少時，上述Ni2Si相不足，不能提高銅合金板的拉伸強度。另一方面，若Ni的含量過多，則導電率降低，另外，熱軋加工性變差。因此，Ni的含量為O. 5 5. 0%，優(yōu)選為I. 5 4. 0%的范圍。Co的含量為O. 5^5. 0%。Co是與Si —同含有的，是在時效處理時與Ni同樣地形成析出的Co2Si相，從而有助于提高銅合金板材強度的元素。Co的含量過少時，上述Co2Si相不足，不能提高銅合金板材的拉伸強度。另一方面，若Co的含量過多，則導電率降低。另夕卜，熱軋加工性變差。因此，Co的含量為O. 5^5. 0%，優(yōu)選為O. 8^3. 0%的范圍。 上述Ni和Co兩種可以共計含有O. 5 5. 0%。若含有Ni和Co兩者，則在進行時效處理時，析出Ni2Si和Co2Si兩者，從而能夠提高時效強度。Ni和Co的含量的總量過少時，不能提高拉伸強度，若過多，則導電率、熱軋加工性降低。因此，Ni和Co的含量的總量為O. 5^5. 0%，優(yōu)選為O. 8^4. 0%的范圍。特別是在需要高導電率的情況下，優(yōu)選使Co的添加量多于Ni的添加量。Si與上述Ni、Co —同含有，在時效處理時形成析出的Ni2Si或Co2Si相，從而有助于提高銅合金板材的強度。Si的含量在以化學計量比計為Ni/Si = 4. 2、Co/Si = 4. 2的情況下，導電率和強度的平衡最好。因此，Si的含量是使Ni/Si、Co/Si、(Ni + Co)/Si為
3.2^5. 2，優(yōu)選為3. 5^4. 5的范圍的量。在偏離該范圍，分別過量地含有Si的情況下，雖然能夠提高銅合金板材的拉伸強度，但過剩部分的Si在銅的基質中固溶，銅合金板材的導電率降低。另外，Si過量地含有的情況下，鑄造時的鑄造性、熱軋及冷軋時的軋制加工性也降低，容易產(chǎn)生鑄造裂紋及軋制裂紋。另一方面，在偏離該范圍，Si的含量過少的情況下,Ni2Si及Co2Si的析出相不足,不能提高板的拉伸強度?！て渌爻松鲜鼋M成以外，銅合金還可以含有O. ΟΓΟ. 5%的Cr。Cr具有使合金中的晶粒微細化的效果，有助于提高銅合金板材的強度及彎曲加工性。如果Cr含量過少，則沒有該效果，如果Cr含量過多，則鑄造時形成結晶物，時效強度降低。優(yōu)選的含量為O. 05、. 3%。對于本發(fā)明的高強度銅合金板材而言，除了上述基本組成以外，作為添加元素，以質量％計，還可以含有下述中的一種或二種以上，即，Sn 0. 05 I. 0%、Zn 0. 01 I. 0%、Ag
O.01 I. 0%、Μη 0. ΟΓ . 0%、Zr 0. Γ . 0%、Mg 0. 01 I. 0%。其中，含有二種以上的情況下，其總量為ο. οΓι. ο%。這些元素均是具有作為本發(fā)明的銅合金的主要目的的進一步提高強度及導電率或彎曲加工性中任一種性質的共同作用效果的元素。下面，記載各元素的特征性的作用效果和含有范圍的意義。Sn是主要用于提高銅合金板材強度的元素，在重視這些特性的用途中使用時，選擇性地含有。如果Sn的含量過少，則其提高強度的效果不充分。另一方面，如果含有Sn，則存在銅合金板的導電率降低的趨勢。特別是如果Sn過多，則難以使銅合金板材的導電率為20%IACS以上。因此，在含有Sn的情況下，優(yōu)選使Sn的含量為O. θΓ . 0%的范圍。通過添加Zn，能夠提高焊接時的耐熱剝離性及耐遷移性。如果Zn的含量過少，則其效果不充分。另一方面，含有Zn時存在銅合金板的導電率降低的趨勢，如果Zn過多，則難以使銅合金板的導電率為20%IACS以上。因此，優(yōu)選使Zn的含量為O. θΓ . 0%的范圍。Ag有助于提高銅合金板材的強度。如果Ag的含量過少，則其效果不充分。另一方面，過量地含有Ag時，其效果達到飽和，因此不優(yōu)選。因此，在含有Ag的情況下，優(yōu)選使Ag的含量為O. Of 1.0%的范圍。Mn主要是用于提高合金在熱軋時的加工性。如果Mn的含量過少，則其效果不充分。另一方面，如果Mn過多，則銅合金鑄造時的熔液流動性變差，鑄造成品率降低。因此，在含有Mn的情況下，使Mn的含量為O. θΓ . 0%的范圍。Zr主要使晶粒微細化，從而提高銅合金板的強度及彎曲加工性。如果Zr的含量過少，則其效果不充分。另一方面，如果Zr過多，則形成化合物，銅合金板的軋制等的加工性降低。因此，在含有Zr的情況下，使Zr的含量為O. 0Γ1. 0%的范圍。Mg用于提高應力松弛特性。因此 ，在需要應力松弛特性的情況下，在O. 0Γ1. 0%的范圍選擇性地含有。如果Mg過少，則作為目標的效果不充分，Mg過多時，會引起導電率降低的弊端，因此不優(yōu)選。(制造方法等)接著，在下面對本發(fā)明的銅合金板材的優(yōu)選制造方法(優(yōu)選實施方式)進行說明。本發(fā)明的科森銅鎳硅合金板材經(jīng)過鑄造、熱軋、冷軋I、中間退火、冷軋2、溶體化熱處理、冷軋3、時效熱處理、精冷軋、低溫退火的各工序來制造。本發(fā)明的銅合金板材的制造方法本身能夠通過與以往的科森銅鎳硅合金的情況相同的方法制造。對于集合組織而言，需要限定各工序的制造條件，特別是為了制造本發(fā)明的銅合金板材，優(yōu)選嚴格管理中間退火和冷軋3的條件。在本實施方式中，鑄造是對成分調整成上述組成范圍后的銅合金金屬熔液進行鑄造。然后，對鑄塊進行面切削后，在socTioocrc下進行加熱或均勻化熱處理，然后進行熱軋，并對熱軋后的板進行水冷。熱軋后，對表面進行面切削，然后進行冷軋I。如果該冷軋I的軋制率充分高，則其后直到制造出最終產(chǎn)品，Brass取向及S取向等也不會過于發(fā)展，能夠充分提高相對于Cube取向的偏離角度為15 30°的面積率。因此，冷軋I的軋制率優(yōu)選為70%以上。本發(fā)明的銅合金材料的特征在于，在冷軋I和溶體化熱處理之間，在30(T80(TC下進行5秒鐘 I小時的中間退火之后，施加軋制率為3 80%的冷軋2。中間退火通過以比溶體化熱處理溫度低的溫度進行熱處理，不使材料完全再結晶，從而能夠得到發(fā)生了部分再結晶的亞退火組織。在冷軋2中，通過較低加工率的軋制，能夠在材料中導入微觀上不均勻的應變。通過上述兩個工序的效果，在溶體化熱處理后的再結晶集合組織中，能夠得到期望的晶體取向。中間退火的更優(yōu)選的范圍為在40(T70(TC下進行10秒鐘分鐘，特別優(yōu)選的范圍為在50(T650°C下進行15秒鐘 45秒鐘。冷軋2的加工率的更優(yōu)選的范圍為5 55%，進一步優(yōu)選的范圍為7 45%。以往，上述中間退火那樣的熱處理是為了使材料再結晶、降低強度而進行的，由此減少后續(xù)工序的軋制中的載荷。另外，軋制的目的在于減小板厚，如果為通常的軋制機的能力，則通常采用超過80%的加工率。本發(fā)明中的中間退火及冷加工的目的與這些通常的內容不同，用于使再結晶后的晶體取向具有擇優(yōu)性。在本實施方式中，溶體化處理在60(Tl00(TC下進行5秒鐘 300秒鐘。根據(jù)Ni及Co的濃度不同，必要的溫度條件發(fā)生改變，因此需要根據(jù)Ni、Co濃度選擇適當?shù)臏囟葪l件。如果溶體化溫度為上述下限值以上，則在時效處理工序中可充分保持強度，如果溶體化溫度為上述上限值以下，則材料不會軟化到必要程度以上，可適當實現(xiàn)形狀控制，因此優(yōu)選。此時，優(yōu)選使相對于Cube取向的偏離角度為15 30°的晶粒的面積率為15飛0%。溶體化處理之后，進行5 40%的冷軋3。在進行該冷軋時，如果實施該加工率的冷車L，則集合組織在本發(fā)明的范圍內，因此優(yōu)選。根據(jù)本發(fā)明人等的發(fā)現(xiàn)，如果通過冷軋輥的粗糙度不同的輥實施異摩擦軋制，則相對于Cube取向的偏離角度低于15°的晶粒進行微小的取向旋轉，能夠使取向集中在相對于Cube取向的偏離角度為15 30°的取向上。可認為這是由于，在異摩擦軋制中，軋制材料在上面和下面其塑性約束不同，由于該塑性約束的不同，會導入微小的剪切變形。在此，優(yōu)選上輥和下輥的中心線平均粗糙度Ra之差為
O.05^3. O μ m,更優(yōu)選為2. Γ2. 8 μ m。輥的粗糙度可通過利用研磨紙使輥粗糙化來進行調節(jié)。冷軋3具有增加時效析出量的效果，還有助于提高強度。時效處理在40(T60(TC下進行O. 5小時 8小時的范圍。根據(jù)Ni和Co的濃度不同，必要的溫度條件發(fā)生改變，因此，有必要根據(jù)Ni、Co濃度選擇適當?shù)臏囟葪l件。時效處理的溫度為上述下限值以上時，時效析出量不會降低，可充分保持強度。另外，時效處理的溫度為上述上限值以下時，析出物不會粗大化，可保持強度。優(yōu)選使溶體化處理后的精冷軋的加工率為(Γ20%以下。如果加工率過高，則Cube取向粒向Brass、S及Copper取向等進行取向旋轉,有時會使集合組織在本發(fā)明的范圍外。本發(fā)明制造的銅合金板的特性的確認可以通過銅合金板的組織是否在規(guī)定范圍內、利用EBSD分析進行的驗證來進行。實施例下面，基于實施例進一步詳細說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。下面，對本發(fā)明的實施例進行說明。對下述表I所示各組成的銅合金進行鑄造，制造銅合金板，并對其強度、導電率、彎曲性等各特性進行了評價。首先，通過DC (Direct Chill，直接冷激)法進行鑄造，得到厚30mm、寬100mm、長150mm的鑄塊。接著，將這些鑄塊加熱至900°C，在該溫度保持I小時后，熱軋成厚度14_，并迅速冷卻。接著，將兩面分別進行了 Imm的面切削，除去氧化覆膜后，實施軋制率為9(Γ98%的冷軋I。然后，在60(T700°C下進行I小時的熱處理，以5 20%的冷軋率實施冷軋2。然后，在70(T95(TC的各種條件下進行溶體化處理，立即以15°C /秒以上的冷卻速度進行了冷卻。然后，實施軋制率為5 40%的冷軋3。此時，使用上下輥的表面粗糙度Ra之差為
O.05^3. O μ m的輥。接著，在非活性氣體環(huán)境中，在40(T600°C下實施2小時的時效處理，然后進行軋制率為20%以下的精軋，使最終的板厚規(guī)整為O. 15mm。精軋后，對在400°C下實施了 30秒鐘的低溫退火處理后的材料，進行各種特性評價。對于這樣制造的銅合金板，各例均使用時效處理后由銅合金板切出的試料，實施了如下所示的試驗及評價。通過上述方法對銅合金板試料的組織、相對于Cube取向的偏離角度低于15°的 晶體取向粒的面積率及偏離角度為15 30°以內的晶體取向粒的面積率進行了測定。這些結果如表所示。需要說明的是，作為EBSD測定裝置，使用了 TSL公司制造的0M5. 0HIKARI。另外，對上述銅合金板試料的⑴各晶體取向粒的面積率、(2)拉伸強度、⑶導電率、⑷彎曲性進行了評價。
(I)對于晶體取向粒的面積率而言,不出了相對于Cube取向的偏離角度低于15°的面積率和相對于Cube取向的偏離角度為15 30°的面積率。(2)拉伸強度使用JIS Z 2201中記載的5號試驗片，基于JIS Z 2241標準求出。拉伸強度四舍五入成5MPa的整數(shù)倍，進行表示。(3)導電率基于JIS H 0505標準求出。(4)對于彎曲加工性而言，以彎曲試驗片寬度w為5mm、曲率R = (H). 6進行90°彎曲，將不產(chǎn)生裂紋的最小曲率半徑(R)和板 厚(t)之比定義為R/t。表I的實施例廣31中示出本發(fā)明的實施例。實施例廣31的集合組織在本發(fā)明的范圍內，其強度、彎曲加工性優(yōu)異。表2示出的是相對于本發(fā)明的比較例。比較例I、2、5的Ni或Co的含量比本發(fā)明規(guī)定的范圍少，因此拉伸強度明顯較低。比較例3、4、6、7的Ni或Co的含量過多，因此熱軋時產(chǎn)生了裂紋，所以中止了制造。表3是使用與表I的實施例相同的鑄塊，對冷軋3的上下軋輥的平均粗糙度Ra之差對集合組織帶來的影響進行研究的例子。表3的實施例10-2、10-3、22-2、22-3、29-2,29-3的集合組織在本發(fā)明例的范圍內，其強度和彎曲加工性優(yōu)異。另一方面，比較例10-2、22-2、29-2的Ra之差小，因此相對于Cube取向的偏離角度低于15°的面積率高，強度降低。另外，比較例10-3、22-3、29-3的Ra之差大，因此相對于Cube取向的偏離角度15° ^30°以內的面積率較低，彎曲加工性降低。另外，輥的表面粗糙度Ra基于JIS B 0601標準進行了測定。[表 I]
No. INi I Co I Si I Cr其它面積率1X1 ~ 面積率2X2 |導電率|拉伸強度(MPa)R/t~
實施例 II. 50.4Mg 0. I51844 740O. 33
實施例 22. 3O. 571542 8500.67
實施例 32. 3O. 5 0.382041 8700.67
實施例 42. 3O. 5 O. I61942 8650.67
實施例 52.30.5 0.1 Mg 0. l.Sn 0. l.Zn 0.5 93139 8750.67
實施例 62. 3O. 5Mg 0. I. Sn 0. 182842 8600.67
實施例 2. 3O. 5Ag 0. I62243 8550.67
實施例 82. 3O. 5Mn 0. I72340 8600.67
實施例 92. 3O. 5Zr 0. I72240 8600.67
實施例 103.80.9 O. I72338 900I
實施例 113.80.9 O. I Mg 0. l.Sn 0. l.Zn 0.5 52436 910I
實施例 123.80.9Sn 0. I41937 900I
實施例 133.80.9 0.282737 920I
實施例 144.91.2Mg 0. I81733 935I. 5
實施例 154.91.282534 9301.5
實施例 164.91.2Mg 0. I. Sn 0. !.Zn 0.5 71931 9401.5實施例171.21.20.6Mg 0. I 617508700.67
實施例181.30.8O. 5Mg0. l.Sn0. l.Zn0.5 816518600.67
實施例19I. 30.80. 5Ag 0. I 822528600.67
實施例20I. 30.80. 5Mn 0. I 624498650.67
實施例21I. 30.80.5Zr 0. I 925498650.67
實施例22I. 30.80.5521508400.67
實施例232. I0.70.7 0.172747880I
實施例242.41.20.984042900I
實施例250.82.60.871941880I
實施例260.62.80.882662890I
實施例270.80.2Mg 0. I71860680O
實施例281.40.3Mg 0. I420557800.5
實施例292.3O. 5816558600.67
實施例303. IO. 7Mg0. l.Sn0. l.Zn0.5 91945870I
實施例313.60.9AgO. I62055890I※2 :相對于Cube取向的偏離角度低于15°的面積率※3 :相對于Cube取向的偏離角度為15 30°的面積率[表2]
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ΓΤΕΜ#Ι.....I 7—· I 1581 4 I ........~[表3]
^Ni Co Si Cr——上..下；1 的·:之差-[Λξ Τ ** J 21......導電率 j拉#強度丨 R/t .
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29-323 0.5ZJUm —25 —55 Ijj...........................0J
11111 3.4m m...............—a——6_— 55—腿885 1:5一接著，對于通過以往的制造條件制造的銅合金板材，為了明確與本申請發(fā)明的銅合金板材的不同，在其條件下制作銅合金板材，并進行了與上述同樣的特性項目的評價。另夕卜，各板材的厚度只要沒有特別說明，以與上述實施例相同的厚度的方式調整加工率。下述例子的條件都是考慮本申請?zhí)岢錾暾垥r的通常制造條件，在溶體化之后的冷軋中未采用異摩擦軋制。
(比較例101)… 日本特開2009-007666號公報的條件采用高頻熔煉爐對配合有與上述本發(fā)明例1-1同樣的金屬元素、且余量由Cu和不可避免的雜質組成的合金進行熔解，以O. rioo°c /秒的冷卻速度鑄造該合金，得到鑄塊。將其在90(Ti02(rc下保持3分鐘至10小時后，進行熱加工，然后進行水淬，再進行平面切削以除去氧化銹垢。其后的工序是通過實施下述工序A-3、B-3的處理制造了銅合金cOl。制造工序中包括一次或兩次以上的溶體化熱處理，在此，以其中的最后的溶體化熱處理的前后將工序分類，將到中間溶體化為止的工序作為A-3工序，將中間溶體化以后的工序作為B-3工序。工序A-3 :實施截面減少率為20%以上的冷加工，在35(T750°C下實施5分鐘 10小時的熱處理，實施截面減少率為5 50%的冷加工，在80(Tl000°C下實施5秒鐘 30分鐘的溶體化熱處理。工序B-3 :實施截面減少率為50%以下的冷加工(無異摩擦)，在40(T70(TC下實施5分鐘 10小時的熱處理，實施截面減少率為30%以下的冷加工，在20(T550°C下實施5秒鐘 10小時的調質退火。得到的試驗體cOl與上述實施例在制造條件中的有無異摩擦軋制這一點上不同，是拉伸強度不滿足要求特性的結果。(比較例102)…日本特開2006-283059號公報的條件采用電爐將上述本發(fā)明例1-1的組成的銅合金在大氣中、在木炭包覆下進行熔解，判斷可否鑄造。熱軋熔煉后的鑄塊，精軋成厚度15_。接著，對該熱軋材料實施冷軋及熱處理(冷軋I —溶體化連續(xù)退火一冷軋2 (無異摩擦)—時效處理一冷軋3 —短時間退火)，制造具有給定厚度的銅合金薄板(c02)。得到的試驗體c02與上述實施例I在制造條件中的有無中間退火及冷軋2、以及有無異摩擦軋制這兩點上不同，是不滿足彎曲加工性的結果。(比較例103)…日本特開2006-152392號公報的條件在碳粒電阻爐中將具有上述本發(fā)明例1-1組成的合金于大氣中、木炭包覆下進行熔解，鑄造成鑄鐵制鉸接式鑄型，得到厚50mm、寬75mm、長180mm的鑄塊。并且，對鑄塊的表面進行平面切削，然后在950°C的溫度下熱軋成厚度15mm，從750°C以上的溫度在水中驟冷。接著，除去氧化銹垢后，進行冷軋，得到給定厚度的板。接著，使用熔鹽爐進行了在溫度下加熱20秒鐘的溶體化處理后，在水中驟冷后，通過后半部的精冷軋(無異摩擦)，制成各厚度的冷軋板。此時，如下所示，對這些冷軋的加工率(%)進行各種改變，制成冷軋板(c03)。如下所示地對這些冷軋板的溫度(V )和時間(hr)進行各種改變，進行了時效處理。
冷加工率95 /0
溶體化處理溫度90CTC
人工時效固化處理溫度X時間45(TC X 4小時 板厚0.6mm得到的試驗體c03與上述實施例I在制造條件中的有無中間退火及冷軋2、以及有無異摩擦軋制這兩點上不同，是不滿足彎曲加工性的結果。(比較例104)…日本特開2008-223136號公報的條件對實施例I所示的銅合金進行熔煉，并使用立式連續(xù)鑄造機進行了鑄造。由得到的鑄片(厚度180mm)切出厚度50mm的試料，將其加熱到950°C后取出，開始進行熱軋。此時，以950°C 700°C的溫度區(qū)域下的軋制率為60%以上、且在低于700°C的溫度區(qū)域下也進行軋制的方式設定道次程序表。熱軋的最終道次溫度在600Π00 之間。鑄片的總熱軋率約為90%。熱軋后，通過機械研磨除去(平面切削)表層的氧化層。接著，進行冷軋，然 后提供給溶體化處理。通過安裝于試樣表面的熱電偶監(jiān)視溶體化處理時的溫度變化，求出升溫過程中從100°C到700°C的升溫時間。根據(jù)合金組成在70(T85(TC的范圍內調整到達溫度，使得溶體化處理后的平均晶體粒徑(不將孿晶界視為晶界)為1(Γ60μπι，在10秒鐘 10分鐘的范圍調整在70(T85(TC的溫度區(qū)域下的保持時間。接著，對上述溶體化處理后的板材以軋制率實施中間冷軋(無異摩擦)，然后實施時效處理。時效處理溫度為材料溫度450°C，對于時效時間而言，根據(jù)合金組成調整為450°C的時效下硬度為峰值的時間。根據(jù)這樣的合金組成，通過預實驗把握最佳溶體化處理條件及時效處理時間。接著，以軋制率進行精冷軋。然后對于進行精冷軋后的試料，再進一步實施裝入400°C的爐中5分鐘的低溫退火。由此得到供試材料c04。需要說明的是，根據(jù)需要，在中途進行平面切削，使供試材料的板厚整齊，為O. 2mm。主要的制造條件如下所述。[日本特開2OO8-223I36實施例I的條件]低于700°C 400°C下的熱軋率56%( —道次)溶體化處理前冷軋率92%中間冷軋冷軋率20%精冷軋冷軋率30% 從100 V到700 V的升溫時間10秒鐘得到的試驗體c04與上述實施例I在制造條件中的有無中間退火及冷軋2、以及有無異摩擦軋制這點上不同，是不滿足彎曲加工性的結果。
權利要求
1.一種電氣電子部件用銅合金板材，其具有優(yōu)異的強度和彎曲加工性，該銅合金板材包含銅合金組分，所述銅合金組分以質量％計包含0. 8 5%的Ni或Co中任ー種或兩種；O.2^1. 5%的Si ;余量為Cu及不可避免的雜質，其中，將相對于Cube取向的偏離角度低于15°的晶粒的面積率控制在低于10%，且將相對于Cube取向具有15 30°的偏離角度的晶粒的面積率控制在15%以上。
2.根據(jù)權利要求I所述的電氣電子部件用銅合金板材，其中，還含有O.05、. 5%的Cr。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的電氣電子部件用銅合金板材，其中，還含有Zn、Sn、Mg、Ag、Mn及Zr中的ー種或兩種以上，其總量為O. θΓ . 0%。
4.根據(jù)權利要求廣3中任一項所述的電氣電子部件用銅合金板材，其在溶體化處理后，實施了異摩擦冷軋?zhí)幚怼?br> 5.—種連接器，其由權利要求1 4的合金板材制成。
6.一種電氣電子部件用銅合金板材的制造方法，該方法包括對銅合金熔液進行鋳造的エ序；進行加熱或均勻化熱處理的エ序；實施異摩擦熱軋?zhí)幚淼磨ㄐ?；實施冷軋?zhí)幚淼磨ㄐ颍粚嵤┲虚g退火的エ序；實施溶體化處理的エ序；實施異摩擦冷軋?zhí)幚砉ば?；及實施時效處理的エ序，所述銅合金金屬熔液包含銅合金組分，所述銅合金組分以質量％計，包含O.8 5%的Ni或Co中任ー種或兩種；0. 2 I. 5%的Si ;余量為Cu及不可避免的雜質。
7.根據(jù)權利要求5所述的電氣電子部件用銅合金板材的制造方法，其中，所述異摩擦冷軋使用表面粗糙度不同的上下輥進行。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種滿足作為端子、連接器的強度及彎曲加工性等要求特性的科森銅鎳硅系銅合金板材。本發(fā)明的電氣電子部件用銅合金板材具有優(yōu)異的強度和彎曲加工性，該銅合金板材包含銅合金組分，所述銅合金組分以質量%計包含0.8~5%的Ni或Co中任一種或兩種；0.2~1.5%的Si；余量為Cu及不可避免的雜質，其中，將相對于Cube取向的偏離角度低于15°的晶粒的面積率控制在低于10％，且將相對于Cube取向具有15~30°的偏離角度的晶粒的面積率控制在15%以上。
文檔編號C22C9/05GK102639732SQ20108005156
公開日2012年8月15日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權日2009年12月2日
發(fā)明者佐藤浩二, 金子洋 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社