. 04質(zhì)量%以下的P的C19210合金、含有2. 1質(zhì)量% 以上2. 6質(zhì)量%以下的Fe、0. 015質(zhì)量%以上0. 15質(zhì)量%以下的P以及0. 05質(zhì)量%以上 0. 20質(zhì)量%以下的Zn的C19400合金。Cu-Fe-P系C19210合金的導(dǎo)電率為90% IACS左 右,而0.2%屈服強(qiáng)度為45010^以下。因此,存在(:19210合金的強(qiáng)度對(duì)于近年來的高強(qiáng)度 要求而言不充分的可能性。此外,存在C19210合金的耐應(yīng)力緩和性對(duì)于針對(duì)車載而要求 的水平而言不充分的可能性。此外,雖然C19400合金可以通過調(diào)質(zhì)將0. 2%屈服強(qiáng)度設(shè)為 500MPa以上,但C19400的導(dǎo)電率卻為65% IACS左右。因此,存在C19400的導(dǎo)電性對(duì)于近 年來的高導(dǎo)電性要求而言不充分的可能性。此外,存在C19400合金的耐應(yīng)力緩和性對(duì)于針 對(duì)車載而要求的水平而言不充分的可能性。
[0089] 端子、連接器等電氣設(shè)備使用的是例如C70250合金,C70250合金含有2. 2質(zhì)量% 以上4. 2質(zhì)量%的附、0. 25質(zhì)量%以上1.2質(zhì)量%以下的硅(Si)以及0.05質(zhì)量%以上 0.30質(zhì)量%以下的1%。&1-附^系070250合金的0.2%屈服強(qiáng)度高于50010^,耐應(yīng)力緩 和性也良好,但導(dǎo)電率卻為45 % IACS左右。因此,存在C70250合金的導(dǎo)電性對(duì)于近年來的 高導(dǎo)電性要求而言不充分的可能性。
[0090] 進(jìn)而,其發(fā)明人等開發(fā)了如下的Cu-Fe-Ni-P系銅合金材料,所述Cu-Fe-Ni-P系銅 合金材料含有〇. 1質(zhì)量%以上〇. 5質(zhì)量%以下的Fe、0. 03質(zhì)量%以上0. 2質(zhì)量%以下的Ni 以及0. 03質(zhì)量%以上0. 2質(zhì)量%以下的P,F(xiàn)e和Ni相對(duì)于P的質(zhì)量比((Fe+Ni)/P)為3 以上10以下,F(xiàn)e相對(duì)于Ni的質(zhì)量比(Fe/Ni)為0. 8以上1. 2以下(專利文獻(xiàn)1)。專利文 獻(xiàn)1記載的Cu-Fe-Ni-P系銅合金材料在獲得高強(qiáng)度的同時(shí),導(dǎo)電率為60% IACS以上。然 而,鑒于近年來對(duì)于高導(dǎo)電性的要求,期望進(jìn)一步提高導(dǎo)電率。此外,存在專利文獻(xiàn)1所述 的Cu-Fe-Ni-P系銅合金材料的耐應(yīng)力緩和性對(duì)于針對(duì)車載而要求的水平而言不充分的可 能性。
[0091] 而根據(jù)本實(shí)施方式,通過銅合金材料具有上述組成,能夠?qū)~合金材料的導(dǎo)電率 設(shè)為70%1六05以上,將銅合金材料的0.2%屈服強(qiáng)度設(shè)為50010^以上,將在150°(:的條件 下加熱1000小時(shí)后的銅合金材料的應(yīng)力緩和率設(shè)為30%以下。因此,能夠滿足上述近年來 高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度和高耐應(yīng)力緩和性的要求。
[0092] 三·本發(fā)明的其他實(shí)施方式
[0093] 以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式具體進(jìn)行了說明,但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式, 在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行適當(dāng)變更。
[0094] 上述實(shí)施方式中,對(duì)通過上述制造工序形成具有期望的高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度和高耐 應(yīng)力緩和性的銅合金材料的情況進(jìn)行了說明,但不限于該方法,上述以外的制造方法也能 夠形成同樣的銅合金材料。
[0095] 實(shí)施例
[0096] 接下來,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0097] 如下所述制作試樣1~30,對(duì)于各試樣,進(jìn)行對(duì)導(dǎo)電性和強(qiáng)度的評(píng)價(jià)。
[0098] L試樣的制作
[0099] 試樣1~14
[0100] 試樣1中,如下所述地操作,形成銅合金材料。首先,以無氧銅為母材,添加〇. 35 質(zhì)量%的Fe、0. 040質(zhì)量%的Ni、0. 12質(zhì)量%的P、0. 10質(zhì)量%的Mg、作為原子半徑大的元 素的〇. 01質(zhì)量%的Sn、0. 003質(zhì)量%的Zn,使用高頻熔化爐在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行熔制,鑄造 厚度25mm、寬度30mm、長(zhǎng)度150mm的鑄錠(鑄造工序)。接下來,將鑄錠加熱至950°C,對(duì)鑄 錠進(jìn)行熱乳,形成厚度8mm的熱乳材(熱乳工序)。接下來,對(duì)熱乳材進(jìn)行冷乳,將被乳制 材的厚度制成2mm。接下來,以550°C對(duì)被乳制材退火1分鐘。接下來,以加工度50%對(duì)進(jìn) 行了退火的被退火材(第1冷乳工序中最后的冷乳)進(jìn)行冷乳,形成厚度1mm的第1冷乳 材(第1冷乳工序)。接下來,以溫度420°C對(duì)第1冷乳材加熱6小時(shí),形成熱處理材(熱 處理工序)。接下來,以總加工度70%對(duì)熱處理材進(jìn)行冷乳,形成厚度0. 3mm的第2冷乳材 (第2冷乳工序)。通過以上操作,形成試樣1的銅合金材料。
[0101] 其中,試樣2~14中,如以下的表1所示,在規(guī)定的范圍內(nèi)由試樣1的組成改變鑄 造工序中的鑄錠的組成。其中,作為原子半徑大的元素,在試樣3和4中選擇Ag,在試樣5 中選擇Mn,在試樣6中選擇In,在試樣7中選擇Cr,在試樣8中選擇Ti,在試樣9和10中選 擇Sn,在試樣11和12中選擇Sn和Ag,在試樣13中選擇Μη和In,在試樣14中選擇Cr和 Ti。在其他工序中應(yīng)用與制造試樣1的銅合金材料的方法相同的方法,從而形成試樣2~ 14的銅合金材料。
[0102] 試樣 15 ~31
[0103] 試樣15~31中,如以下的表1所示,將鑄造工序中的鑄錠的組成由試樣1的組成 變更至規(guī)定的范圍外。其中,作為原子半徑大的元素,在試樣15~24、30和31中選擇Sn, 在試樣27中選擇Sn和Ag,在試樣29中選擇Ag。在其他工序中應(yīng)用與制造試樣1的銅合 金材料的方法相同的方法,從而形成試樣15~31的銅合金材料。
[0104] 試樣 32 ~35
[0105] 在試樣32~35中,將鑄造工序中的鑄錠的組成設(shè)為與試樣1的組成相同。另一 方面,如以下的表3所示,在規(guī)定的范圍內(nèi)由試樣1的條件改變第1冷乳工序、熱處理工序 和第2冷乳工序的條件。
[0106] 試樣 36 ~40
[0107] 在試樣36~40中,將鑄造工序中的鑄錠的組成設(shè)為與試樣1的組成相同;另一方 面,如以下的表3所示,將第1冷乳工序、熱處理工序和第2冷乳工序的條件由試樣1的條 件變更至規(guī)定的范圍外。
[0108] 2.評(píng)價(jià)
[0109] 對(duì)于試樣1~30,如下所述進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0110] 導(dǎo)電率的評(píng)價(jià)
[0111] 導(dǎo)電率利用基于JIS H0505的導(dǎo)電率測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。將其結(jié)果示于表1~3。
[0112] 強(qiáng)度的評(píng)價(jià)
[0113] 抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度利用基于JIS Z 2241的拉伸試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。將其 結(jié)果示于表1和3。
[0114] 耐應(yīng)力緩和性的評(píng)價(jià)
[0115] 耐應(yīng)力緩和性的評(píng)價(jià)(應(yīng)力緩和試驗(yàn))利用基于日本電子材料工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 EMAS-1011和日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JCBA-T309的方法如下所述進(jìn)行測(cè)定。使各試樣形成 懸臂梁的狀態(tài),使其彎曲以使初始的表面最大應(yīng)力為〇. 2%屈服強(qiáng)度的80%的值,在150°C 加熱并保持1000小時(shí)。在保持結(jié)束后,解除彎曲應(yīng)力,由所產(chǎn)生的永久變形測(cè)定撓曲量。以 下的表1和3所示的應(yīng)力緩和率利用加熱保持后的永久變形引起的撓曲量相對(duì)于最初施加 的彎曲的撓曲量的比例算出。
[0116] 焊錫密合性的評(píng)價(jià)
[0117] 按照以下的方法實(shí)施焊錫耐熱剝離試驗(yàn)。首先,從厚度0. 3mm的各試樣采取寬 度10mm、長(zhǎng)度30mm的試驗(yàn)片。接下來,浸漬于在260°C熔融保持的無鉛焊錫(Sn-3質(zhì)量% Ag-0. 5質(zhì)量% Cu),在試驗(yàn)片的表面形成焊錫層。將試驗(yàn)片在溫度180°C加熱保持100小 時(shí)。接下來,對(duì)試驗(yàn)片進(jìn)行180°彎折,實(shí)施彎折部分的膠帶剝離試驗(yàn)。將其結(jié)果示于表2。
[0118] 其中,以下的表1中,構(gòu)成表1記載的各銅合金材料的元素以外的余部包含Cu和 不可避免的雜質(zhì)。
[0125] 3.評(píng)價(jià)結(jié)果
[0126] 如表1所示,試樣1~14設(shè)為如下的銅合金,所述銅合金含有0. 2質(zhì)量%以上0. 6 質(zhì)量%以下的Fe、0. 02質(zhì)量%以上0. 06質(zhì)量%以下的Ni、0. 07質(zhì)量%以上0. 3質(zhì)量%以 下的P、0. 01質(zhì)量%以上0. 2質(zhì)量%以下的Mg以及0. 001質(zhì)量%以上0. 005質(zhì)量%以下的 Zn,含有合計(jì)0. 001質(zhì)量%以上0. 05%以下的選自Sn、Ag、Mn、In、Cr和Ti的1種以上的元 素,余部包含Cu和不可避免的雜質(zhì),F(xiàn)e相對(duì)于Ni的質(zhì)量比(Fe/Ni)為5以上10以下。結(jié) 果,試樣1~14中的導(dǎo)電率為70%1六05以上,抗拉強(qiáng)度為56010^以上,0.2%屈服強(qiáng)度為 500MPa以上,在150°C的條件下加熱1000小時(shí)后的應(yīng)力緩和率為30%以下。因此,確認(rèn)到 試樣1~14的銅合金材料通過具有上述組成,能夠均衡地提高導(dǎo)電性、強(qiáng)度和耐應(yīng)力緩和 性。
[0127] 這里,表1中,關(guān)于Fe的含量,對(duì)試樣1~14與試樣15~17進(jìn)行比較。使Fe的 含量低于〇. 2質(zhì)量%的試樣15和16的0. 2%屈服強(qiáng)度低于500MPa。認(rèn)為Fe的含量減少 則Fe-P化合物的析出量變少,因此未獲得充分的強(qiáng)度。另一方面,使Fe的含量超過0. 6質(zhì) 量%的試樣17的導(dǎo)電率低于70 % IACS。因此,確認(rèn)到Fe的含量?jī)?yōu)選為0.2質(zhì)量%以上 0. 6質(zhì)量%以下。
[0128] 接下來,表1中,關(guān)于Ni的含量,對(duì)試樣1~14與試樣16~18進(jìn)行比較。使Ni 的含量低于〇. 02質(zhì)量%的試樣16的0. 2 %屈服強(qiáng)度低于500MPa。認(rèn)為Ni的含量減少則 Ni-P化合物的析出量變少,因此未獲得充分的強(qiáng)度。另一方面,使Ni的含量超過0. 06質(zhì) 量%的試樣17和18的導(dǎo)電率低于70% IACS。因此,確認(rèn)到Ni的含量?jī)?yōu)選為0. 02質(zhì)量% 以上0. 06質(zhì)量%以下。
[0129] 接下來,表1中,關(guān)于P的含量,對(duì)試樣1~14、試樣19和20進(jìn)行比較。使P的含 量低于〇. 07質(zhì)量%的試樣19的0. 2%屈服強(qiáng)度低于500MPa。認(rèn)為在P的含量少時(shí),與Fe 或Ni的含量少時(shí)同樣地,P化合物的析出量變少,因此強(qiáng)度不充分。另一方面,使P的含量 超過0.3質(zhì)量%的試樣20的導(dǎo)電率低于70% IACS。P的含量多時(shí),與Fe或Ni的含量多時(shí) 同樣地,導(dǎo)電率也降低。因此,確認(rèn)到P的含量?jī)?yōu)選為0. 07質(zhì)量%以上0. 3質(zhì)量%以下。
[0130] 接下來,表1中,關(guān)于Mg的含量,對(duì)試樣1~14、試樣21和22進(jìn)行比較。使Mg的 含量低于〇. 01質(zhì)量%的試樣21的0. 2 %屈服強(qiáng)度低于500MPa。認(rèn)為未充分獲得添加 Mg所 導(dǎo)致的提高強(qiáng)度的效果。另一方面,使Mg的含量超過0. 2質(zhì)量%的試樣22的導(dǎo)電率低于 70% IACS。認(rèn)為,雖然Mg是使導(dǎo)電性降低的影響較小的成分,但當(dāng)如試樣22那樣Mg的含 量多時(shí),不能無視Mg導(dǎo)致的使導(dǎo)電性降低的影響。因此,確認(rèn)到Mg的含量?jī)?yōu)選為0. 01質(zhì) 量%以上0. 2質(zhì)量%以下。
[0131] 接下來,表1中,關(guān)于Fe相對(duì)于Ni的質(zhì)量比(Fe/Ni),對(duì)試樣1~14、試樣23和 24進(jìn)行比較。使質(zhì)量比Fe/Ni低于5的試樣23的導(dǎo)電率低于70% IACS。另一方面,使質(zhì) 量比Fe/Ni超過10的試樣24的0. 2 %屈服強(qiáng)度低于500MPa。因此,確認(rèn)到質(zhì)量比Fe/Ni 優(yōu)選為5以上10以下。
[0132] 接下來,表1中,關(guān)于選自Sn、Ag、Mn、In、Cr和Ti的1種以上的元素,對(duì)試樣1~ 14與試樣25~29進(jìn)行比較。不含這些元素的試樣25在150°C的條件下加熱1000小時(shí)后 的應(yīng)力緩和率超過30%。認(rèn)為,含有具有提高耐應(yīng)力緩和性的效果的Mg、Zn但不含Sn、Ag、 Mn、ln、Cr和Ti等原子半徑大的元素,因此提高耐應(yīng)力緩和性的效果不充分。另一方面,使 這些元素的合計(jì)含量超過0. 05%的試樣26~29的應(yīng)力緩和率為30%以下,而導(dǎo)電率低于 70% IACS。認(rèn)為,與其他含有成分同樣地,不能無視這些元素導(dǎo)致的使導(dǎo)電性降低的影響。 因此,確認(rèn)到優(yōu)選含有合計(jì)0. 001質(zhì)量%以上0. 05%以下的選自Sn、Ag、Mn、In、Cr和Ti的 1種以上的元素。
[0133] 接下來,表2中,關(guān)于Zn的含量,對(duì)試樣1、9~10、30和31進(jìn)行比較。使Zn的含 量為0. 001質(zhì)量%以上0. 005質(zhì)量%以下的試樣1、9、10在焊錫密合性的評(píng)價(jià)中未發(fā)