銅合金板、以及具有其的沖壓成型品的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種在Cu?Sn合金的銅合金板中，能夠有效抑制沖壓加工后的毛刺的發(fā)生，并改善沖壓沖裁性的銅合金板，以及具有其的沖壓成型品。本發(fā)明的銅合金板，含有0.01～0.3質(zhì)量％的Sn，余量由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，具有70％IACS以上的導(dǎo)電率，且由剪切實(shí)驗(yàn)中的位移?載荷曲線求得的半峰寬與板厚的比(r)為0.2≤r≤0.7。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
銅合金板、從及具有其的沖壓成型品
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明關(guān)于一種導(dǎo)電性?xún)?yōu)異的銅合金板，適用于通過(guò)沖裁(沖壓加工中的一種)而 形成給定形狀的端子、連接器、繼電器、開(kāi)關(guān)、插座、母線、引線框架及其他電子元件等，及具 有其的沖壓成型品，特別是提出了可改善銅合金板的沖壓沖裁性的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 集成于電機(jī)和電子設(shè)備的端子、連接器、繼電器、開(kāi)關(guān)、插座、母線、引線框架等的 電子元件，例如，可利用級(jí)進(jìn)沖壓模具，對(duì)朝向一個(gè)方向地間歇送入的長(zhǎng)條狀的銅合金板， 通過(guò)順次進(jìn)行由沖頭和凹模產(chǎn)生的沖壓加工而形成了所需形狀，作為沖壓成型品而被制 作。
[0003] 其中，通過(guò)如上所述的沖壓加工成型的沖壓成型品，被沖頭沖裁的沖壓成型品的 沖壓斷面是由位于沖壓成型品的厚度方向的表面?zhèn)鹊募羟忻妗⒑臀挥诒趁鎮(zhèn)鹊臄嗔衙孢\(yùn)兩 層構(gòu)成的，運(yùn)是公知的。
[0004] 而且，由其中的剪切面占據(jù)了沖壓斷面的大部分的沖壓成型品，易于發(fā)生剪切面 向背面?zhèn)韧怀霾⑿纬擅獭Ｔ谧鳛殡娮釉褂玫臎_壓成型品中，產(chǎn)生毛刺時(shí)，集成于電 機(jī)和電子設(shè)備的沖壓成型品的毛刺導(dǎo)致短路的可能性變高，成為了故障發(fā)生的原因，特別 地，在電子元件用途的沖壓成型品中，為了抑制運(yùn)種毛刺的產(chǎn)生，要求一種改善了沖壓沖裁 性能的銅合金板。
[0005] 作為圍繞運(yùn)種電子元件用的銅合金板中沖壓沖裁性的改善、凹模的耐磨性等的技 術(shù)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1~4中所記載的等。
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了，用于電機(jī)和電子設(shè)備的Cu-Ni-Si系銅合金板材中，通過(guò)規(guī)定 分散于銅合金板材的化合物的粒徑W及其分散密度，特別是，W獲得電鍛性、沖壓性、耐熱 性等特性的改善。專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種化-Co-Si系銅合金，其通過(guò)使具有促進(jìn)沖壓沖裁 性提高的粒子徑的析出物質(zhì)存在于影響沖壓沖裁性的表層，使具有促進(jìn)強(qiáng)度提高的粒子徑 的析出物質(zhì)存在于影響強(qiáng)度的中間部位，可在維持強(qiáng)度和導(dǎo)電率的同時(shí)，減輕凹模的磨耗。 專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載了一種銅合金，為了在維持高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性及耐熱性等的優(yōu)異特性的同 時(shí)，進(jìn)一步控制由沖壓引起的凹模磨損，添加給定量的Mg、Cr，特別地添加了給定量的具有 抑制由沖壓引起的凹模磨損的Pb。
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4中記載了在化-Fe-P系銅合金板中，使由拉伸試驗(yàn)求得的均勻伸長(zhǎng)率和 總伸長(zhǎng)率的比，即均勻伸長(zhǎng)率/總伸長(zhǎng)率小于0.50。而且，由此，沖壓沖裁時(shí)的材料的延性變 形量變小，在早期發(fā)生沖裁的斷裂，提高沖壓沖裁性。
[000引現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2008-95185號(hào)公報(bào)
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2012-224922號(hào)公報(bào) [001^ 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:特開(kāi)平8-13066號(hào)公報(bào)
[0013] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4:特開(kāi)2008-88499號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明所要解決的課題
[0015] 然而，上述技術(shù)中，目的是通過(guò)對(duì)析出物和夾雜物的大小、分布的控制，W及添加 元素來(lái)改善沖壓沖裁性，但并沒(méi)有對(duì)由Cu-Sn合金構(gòu)成的銅合金板的沖壓沖裁性作任何討 論。由于Cu-ai合金是固溶體合金，不存在上述現(xiàn)有技術(shù)中所關(guān)注的銅合金的運(yùn)樣析出物， 而且特別是在無(wú)氧銅中添加了微量Sn的Cu-Sn合金中，由于無(wú)氧銅基體的溶解，夾雜物也 少。
[0016] 因此，通過(guò)上述技術(shù)，不能有效地改善化-如合金的銅合金板的沖壓沖裁性。
[0017] 此外，如專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，由于通過(guò)調(diào)整均勻伸長(zhǎng)率和總伸長(zhǎng)率的方法，可改變銅合 金的特性，但不能滿足毛刺等表面性質(zhì)的其他的要求特性，因此，不能在維持所要求的特性 的同時(shí)改善沖壓沖裁性。
[0018] 本發(fā)明，W解決上述現(xiàn)有技術(shù)所面臨的運(yùn)些問(wèn)題為課題，其目的在于提供一種在 作為固溶體合金的Cu-Sn合金的銅合金板中，能夠有效抑制沖壓加工后的毛刺的產(chǎn)生、并改 善沖壓沖裁性的銅合金板，W及具有其的沖壓成型品。
[0019] 解決技術(shù)問(wèn)題的手段
[0020] 為了在沖壓成型品的沖壓斷面中，減少引起毛刺的產(chǎn)生的剪切面的比例并增加斷 裂面的比例，發(fā)明人對(duì)伴隨著沖壓加工時(shí)的沖頭行程的增加，作用于銅合金板的載荷的變 化進(jìn)行了深入研究。
[0021] 其結(jié)果是，獲得了新的發(fā)現(xiàn)：制造銅合金板時(shí)，使最后退火時(shí)的結(jié)晶粒徑變大，且 通過(guò)最終退火后的精社來(lái)控制工作漉徑和板厚的比，進(jìn)而增加加工度，能夠有效地使在沖 壓加工時(shí)被沖頭和凹模之間夾持時(shí)的銅合金板的厚度方向的伸長(zhǎng)變小。
[0022] 而且，發(fā)現(xiàn)了 ：由此制造的Cu-ai合金，拉伸特性沒(méi)有較大變化，剪切試驗(yàn)中得到的 位移-載荷曲線的半峰寬與現(xiàn)有技術(shù)中的相比變小，沖壓加工時(shí)銅合金板的沖壓斷面形成 于早期階段，因此，能夠有效抑制毛刺的產(chǎn)生。
[0023] 基于運(yùn)樣的發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的銅合金板含有0.01~0.3質(zhì)量％的5]1，余量由銅及不可 避免的雜質(zhì)構(gòu)成，具有70%IACSW上的導(dǎo)電率，且由剪切實(shí)驗(yàn)中的位移-載荷曲線求得的半 峰寬與板厚的比(r)為0.2<r<0.7。
[0024] 其中，本發(fā)明的銅合金板，優(yōu)選導(dǎo)電率為75%IACSW上，平行于社制方向的0.2% 的屈服應(yīng)力為450M化W上，且垂直于社制方向的0.2%的屈服應(yīng)力/平行于社制方向的 0.2%的屈服應(yīng)力為1.0W上。
[0025] 其中，本發(fā)明的銅合金板，優(yōu)選垂直于社制方向的伸長(zhǎng)與平行于社制方向的伸長(zhǎng) 的比為0.8W上且1.2W下。
[00%]而且，本發(fā)明的銅合金板，進(jìn)一步含有總量為0.1質(zhì)量％ W下的選自由P、Ag、Ni、 111、]\%、211、8^及化組成的群中的至少1種元素。
[0027] 本發(fā)明的沖壓成型品具有上述任一種的銅合金。
[0028] 發(fā)明效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)由剪切實(shí)驗(yàn)中的位移-載荷曲線求得的半峰寬與板厚的比(r)為 0.2 ^ r ^ 0.7的銅合金板，由于在沖壓加工時(shí)被沖頭和凹模之間夾持時(shí)的銅合金板的沖壓 斷面在早期形成，形成了斷裂面比例大的沖壓斷面，能夠有效抑制毛刺的產(chǎn)生。因此，能夠 大力改善沖壓沖裁性。
[0030] 其結(jié)果是，該銅合金板非常適用于端子、連接器、繼電器、開(kāi)關(guān)、插座、母線、引線框 架及其他的電子元件等。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是示出對(duì)應(yīng)于各階段的銅合金板的狀態(tài)的，隨著銅合金板的沖壓加工時(shí)沖頭 行程的增大，作用于銅合金板的載荷的變化的示意圖。
[0032] 圖2是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的銅合金板的位移-載荷曲線的一個(gè)例 子與現(xiàn)有技術(shù)中的銅合金板的位移-載荷曲線的一個(gè)例子進(jìn)行比較的曲線圖。
[0033] 圖3是示出用于求出位移-載荷曲線的剪切試驗(yàn)的概略圖。
[0034] 圖4是分別W100倍及200倍放大發(fā)明例1的斷裂面的一部分的顯微鏡圖像。
[0035] 圖5是分別W100倍及200倍放大比較例2的斷裂面的一部分的顯微鏡圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0036] W下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0037] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的銅合金，是含有0.01~0.3質(zhì)量％的511，余量由銅 及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Cu-ai合金，具有70%IACSW上的導(dǎo)電率，且由剪切實(shí)驗(yàn)中的位 移-載荷曲線求得的半峰寬與板厚的比(r)為0.2 0.7。運(yùn)樣的銅合金板，適用于通過(guò)沖 壓加工而制造的電子元件。
[0038] (合金組分濃度）
[0039] Sn濃度為0.01~0.3質(zhì)量％。如果Sn濃度超過(guò)0.3質(zhì)量％，就難W得到70 % IACS W 上的導(dǎo)電率。如果Sn濃度小于0.01質(zhì)量％，由剪切試驗(yàn)中的位移-載荷曲線求得的半峰寬與 板厚的比（r)為0.7 W上，不能確認(rèn)具有減少毛刺的效果。此外，如果Sn濃度小于0.01質(zhì) 量％，由于0.2%的屈服應(yīng)力降低，則不能滿足所要求的特性。從該觀點(diǎn)考慮，Sn濃度優(yōu)選為 0.03~0.25質(zhì)量％，特別優(yōu)選0.08~0.25質(zhì)量％。
[0040] 本發(fā)明的化-Sn系合金中，除了Sn外，還可添加選自由P、Ag、化、Mn、Mg、化、BW及化 組成的群中的至少巧巾元素，但添加運(yùn)些元素時(shí)，其添加量的總量?jī)?yōu)選0.1質(zhì)量％ ^下。如果 它們的總量超過(guò)0.1質(zhì)量％，則導(dǎo)電率降低、原料成本增加、制造性變差。
[004。（導(dǎo)電率）
[0042] 本發(fā)明的銅合金板中，WJIS冊(cè)505標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的導(dǎo)電率為70% IACSW上。導(dǎo)電率為 70% IACSW上的話，能夠發(fā)揮用于給定電子元件時(shí)的所要求的導(dǎo)電性。導(dǎo)電率優(yōu)選75% I ACS W上，更優(yōu)選80 % I ACS W上。
[0043] (0.2%屈服應(yīng)力）
[0044] 本發(fā)明中，平行于銅合金板的社制方向（GW方向）的0.2%的屈服應(yīng)力優(yōu)選為 450MPaW上，此時(shí)，銅合金板充分具有作為結(jié)構(gòu)件的材料所必需的強(qiáng)度。平行于社制方向的 0.2%的屈服應(yīng)力更優(yōu)選為500MPaW上，特別地，進(jìn)一步優(yōu)選為520MPaW上。
[0045] 另一方面，垂直于銅合金板的社制方向（BW)的0.2%的屈服應(yīng)力，優(yōu)選為上述平行 于社制方向的0.2%的屈服應(yīng)力W上。即，優(yōu)選垂直于社制方向的0.2%的屈服應(yīng)力與平行 于社制方向的0.2%的屈服應(yīng)力的比為1.0W上。運(yùn)是因?yàn)榭墒箾_壓加工后的毛刺的長(zhǎng)度變 短、沖壓性變好。垂直于社制方向的0.2%的屈服應(yīng)力/平行于社制方向的0.2%的屈服應(yīng)力 的比，更優(yōu)選為1.03W上，進(jìn)一步優(yōu)選為1.05W上。另一方面，如果垂直于社制方向的0.2% 的屈服應(yīng)力/平行于社制方向的0.2%的屈服應(yīng)力的比過(guò)大，由于平行于社制方向和垂直于 社制方向的沖壓后的斷面產(chǎn)生各向異性，導(dǎo)致沖壓后的毛刺長(zhǎng)度變長(zhǎng)，因此該比可為1.2W 下，優(yōu)選1.15W下，更優(yōu)選1.1W下。
[0046] 此外，基于JIS Z2241標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定0.2%的屈服應(yīng)力。
[0047] (位移-載荷曲線的半峰寬）
[0048] 本發(fā)明人，對(duì)在銅合金板的沖壓加工時(shí)，從沖頭與銅合金板的表面接觸時(shí)到?jīng)_裁 銅合金板之間的沖頭行程，與作用于銅合金板的載荷的關(guān)系進(jìn)行了深入研究，結(jié)果是，發(fā)現(xiàn) 通過(guò)沖壓加工得到的沖壓成型品的沖壓斷面中，為了減少導(dǎo)致毛刺的產(chǎn)生的剪切斷面的比 例、同時(shí)增加斷裂面的比例，而減小由剪切試驗(yàn)中的位移-載荷曲線求得的半峰寬是有效 的。
[0049] 如下對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。沖壓加工時(shí)，如圖1的圖表中所示意的，在沖頭行程還小 的加工初期階段，沖頭與凹模之間夾著的銅合金板，在分別與沖頭和凹模接觸的位置產(chǎn)生 塌邊。其后，隨著沖頭行程的增大，沖頭與凹模之間夾著的銅合金板開(kāi)始形成剪切面，沖頭 與凹模分別進(jìn)一步咬入銅合金板，上述各塌邊變成裂紋時(shí)迎來(lái)載荷的峰值，之后，隨著載荷 的減少，裂紋擴(kuò)展并形成斷裂面。
[0050] 其中，沖壓成型品的沖壓斷面中剪切面所占比例增大，是在從銅合金板的表面和 背面形成塌邊，到形成沖壓斷面的過(guò)程中，銅合金板不斷裂地沿板厚度方向較大延伸，同時(shí) 沖頭切削銅合金板而引起的。
[0051] 因此，為了使沖壓加工時(shí)的銅合金板的厚度方向的伸長(zhǎng)減小，在銅合金板形成塌 邊之后，快速地形成沖壓斷面，想到通過(guò)設(shè)置由剪切試驗(yàn)中的位移-載荷曲線求得的半峰寬 小的銅合金板，使得沖壓成型品的沖壓斷面中剪切面所占的比例減少，斷裂面所占的比例 增加。
[0052] 基于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的實(shí)施方式的銅合金板，由剪切實(shí)驗(yàn)中的位移-載荷曲線求 得的半峰寬與板厚的比(r)為0.2 < r < 0.7。
[0053] 剪切試驗(yàn)中的位移-載荷曲線，例如，如圖2所示的，隨著位移的增大，載荷是在初 期階段增加的、經(jīng)過(guò)峰值后下降的山形的曲線。本發(fā)明的實(shí)施方式的銅合金板中，半峰寬是 指載荷峰值的1/^2的載荷的位移寬度，小于相同板厚的現(xiàn)有的銅合金。
[0054] 其結(jié)果是，對(duì)該實(shí)施方式的銅合金板進(jìn)行沖壓加工時(shí)，如圖1所示的對(duì)應(yīng)于沖頭行 程量的載荷的曲線，在銅合金板的表面及背面形成塌邊且經(jīng)過(guò)峰值后，載荷急劇下降，在早 期形成沖壓斷面，能夠有效抑制到?jīng)_壓斷面形成為止的期間由沖頭切削銅合金板引起的剪 切面比例增大。由此，由于在沖壓斷面減少剪切面的同時(shí)增大了斷裂面，可有效抑制從沖壓 斷面突出到表背面?zhèn)鹊拿痰漠a(chǎn)生。
[0055] 其中，為求出位移-載荷曲線的剪切試驗(yàn)如下進(jìn)行:如圖3所示，將厚度為0.1mm的 銅合金板的試樣夾在直徑為9.98mm的圓柱形的沖頭和設(shè)置了間隙為0.01mm的凹模之間，W 0.1 mm/min的速度使沖頭朝向凹模位移，隨著位移的增加，用設(shè)置于沖頭側(cè)的測(cè)力傳感器適 當(dāng)測(cè)定載荷。
[0056] 無(wú)需特別地設(shè)定半峰寬與板厚的比（r)的下限，但通常在形成塌邊W及剪切斷面 的情況下設(shè)為0.2W上。另一方面，如果半峰寬與板厚的比(r)超過(guò)0.7,則由于不能充分減 小沖壓加工時(shí)板厚度方向的伸長(zhǎng)，不能如期發(fā)揮抑制毛刺的產(chǎn)生的效果。
[0057] 因此，半峰寬與板厚的比(r)的更優(yōu)選的范圍為0.25 <r<0.7,進(jìn)一步優(yōu)選的范圍 為 0.3<r<0.7。
[005引（板厚）
[0059] 銅合金板的厚度，即板厚具體可為0.05mm~2.0mm。由于如果在上述范圍W外，提 高了沖壓的剪切面和毛刺的管理的難度，因此更優(yōu)選板厚為0.06mm~1.5mm。但，板厚可根 據(jù)銅合金板的用途等適當(dāng)決定，不限于本發(fā)明所示出的數(shù)值范圍。
[0060] (伸長(zhǎng)）
[0061] 平行于社制方向的伸長(zhǎng)與垂直于社制方向的伸長(zhǎng)的各向異性較小時(shí)，在任意方向 實(shí)施沖壓加工，均可抑制毛刺的產(chǎn)生，故而優(yōu)選。因此，垂直于社制方向的伸長(zhǎng)與平行于社 制方向的伸長(zhǎng)的比優(yōu)選為0.8W上且1.2W下。垂直于社制方向的伸長(zhǎng)與平行于社制方向的 伸長(zhǎng)的比更優(yōu)選為0.8W上且1.15W下。垂直于社制方向的伸長(zhǎng)與平行于社制方向的伸長(zhǎng) 的比進(jìn)一步優(yōu)選為0.8W上且1.1W下?；贘IS Z2241標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定該伸長(zhǎng)。
[0062] (毛刺高度）
[0063] 對(duì)于上述剪切試驗(yàn)后得到的圓柱狀的試驗(yàn)片，利用光學(xué)顯微鏡(倍率1000倍)及實(shí) 體顯微鏡，360°地觀察該試驗(yàn)片的沖壓斷面，將觀察到的最長(zhǎng)毛刺沿板厚度方向的長(zhǎng)度作 為毛刺高度。Wlwii為單位測(cè)定毛刺高度，如果小于扣m則在性能上沒(méi)有問(wèn)題。優(yōu)選小于3WI1， 進(jìn)一步希望優(yōu)選沒(méi)有毛刺。
[0064] (制造方法）
[0065] W上所述的銅合金板，可通過(guò)如下例子所示的制造方法進(jìn)行制造。
[0066] 烙化作為純銅原料的無(wú)氧銅等，添加 Sn及所需的其他合金元素，鑄造成厚度為30 ~300mm左右的鑄錠。將該鑄錠，例如通過(guò)800~1000°C的熱社形成厚度為3~30mm左右的 板，之后，W所需的次數(shù)重復(fù)進(jìn)行冷社和再結(jié)晶退火，通過(guò)最終冷社完成給定的制品厚度， 最后進(jìn)行去應(yīng)力退火。去應(yīng)力退火無(wú)需特意進(jìn)行，其不對(duì)沖壓性產(chǎn)生影響。
[0067] 再結(jié)晶退火中，使社制組織再結(jié)晶化。
[0068] 特別地，其中，在最終冷社前的再結(jié)晶退火(最終退火）中，將材料的平均結(jié)晶粒徑 調(diào)整為50ymW上。如果此時(shí)的平均結(jié)晶粒徑過(guò)小，不能充分減小所制造的銅合金板的沖壓 加工時(shí)板厚方向的伸長(zhǎng)。也就是說(shuō)，難W使銅合金板的位移-載荷曲線的半峰寬與板厚的比 (r)為0.2<r<0.7。因此，最終退火時(shí)的平均粒徑優(yōu)選50ymW上，特別地，進(jìn)一步優(yōu)選為60μ mW上。
[0069] 另一方面，如果最終退火時(shí)的平均粒徑過(guò)大時(shí)，所制造的銅合金板的0.2%的屈服 應(yīng)力降低。因此，最終退火的平均結(jié)晶粒徑優(yōu)選為lOOymW下，特別為95ymW下，進(jìn)一步為85 皿W下。
[0070] 最終冷社前的再結(jié)晶退火的條件是根據(jù)目標(biāo)退火后的結(jié)晶粒徑和目標(biāo)制品的導(dǎo) 電率而確定的。具體地，可使用批式爐或連續(xù)退火爐，使?fàn)t內(nèi)溫度為550~850°C，進(jìn)行退火。 也可W在批式爐中，在550~850°C的爐內(nèi)溫度下，在30分鐘~30小時(shí)的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整加 熱時(shí)間。也可W在連續(xù)退火爐中，在550~850°C的爐內(nèi)溫度下，在5秒~1 ο分鐘的范圍內(nèi)適 當(dāng)調(diào)整加熱時(shí)間。
[0071 ]最終冷社(精社）中，使材料反復(fù)地通過(guò)一對(duì)社漉之間，W達(dá)到目標(biāo)的板厚。
[0072]運(yùn)里，將通過(guò)社漉之間的次數(shù)設(shè)為η道次，將各道次的加工度設(shè)置為相同的大小， 從最初的道次到rV3道次W上，設(shè)置工作漉的直徑與材料的板厚比為40W上是很重要的。通 過(guò)運(yùn)樣的大直徑的工作漉的壓延，由于材料與工作漉的接觸面積大，材料能夠被大幅壓縮， 能夠有效減小制造的銅合金板的位移-載荷曲線的半峰寬。其中，最終冷社的總道次為3道 次~25道次，優(yōu)選5道次~15道次。
[007；3] 經(jīng)過(guò)運(yùn)些道次，最終冷社的加工度Rf(%化Rf=(t()-t)/t()X100(t():最終冷社前 的板厚，t:最終冷社后的板厚)得到。該最終冷社的加工度Rf最好為60% W上。也就是說(shuō)，當(dāng) 最終冷社的加工度Rf小于60 %時(shí)，銅合金的0.2 %的屈服應(yīng)力難W達(dá)到450MPa W上，存在不 能充分滿足所要求的特性的情況。
[0074] 此外，與再結(jié)晶退火交替反復(fù)操作的全部冷社的總加工度R(%)由R=(T〇-T)/To Χ100(Το:冷社前的板厚，T:冷社后的板厚）得到。該總加工度優(yōu)選為90% W上，更優(yōu)選為 92% W上。總加工度R低的情況下，銅合金板的垂直于社制方向的長(zhǎng)度/平行于社制方向的 長(zhǎng)度的比小于0.8。另一方面，冷社的總加工度R的上限為99.5% W下。當(dāng)大于99.5%時(shí)，銅 合金板的垂直于社制方向的長(zhǎng)度/平行于社制方向的長(zhǎng)度的比為1.2W上。總加工度R可W 為 99.5%W 下。
[0075] 本發(fā)明的去應(yīng)力退火利用連續(xù)退火爐或批式爐來(lái)進(jìn)行。將任何一種的加熱條件調(diào) 整為爐內(nèi)溫度在300~600°C范圍內(nèi)、加熱時(shí)間在5秒~10分鐘范圍內(nèi)。不必特意進(jìn)行去應(yīng)力 退火。
[0076] 本發(fā)明的一個(gè)特征為，通過(guò)使由剪切實(shí)驗(yàn)中的位移-載荷曲線求得的半峰寬與板 厚的比(r)在給定的范圍內(nèi)，W使沖壓加工時(shí)銅合金板的厚度方向的伸長(zhǎng)變小，從而使沖壓 斷面在早期形成。因此，銅合金板的制造條件如下。
[0077] a.將最終退火時(shí)的平均結(jié)晶粒徑調(diào)整為50ymW上。
[0078] b.在最終冷社的初期道次中，使工作漉直徑/材料的板厚為40W上。
[0079] 如上所制造的銅合金板，可被加工成各種板厚的銅制品，例如，可用于由沖壓加工 形成的端子、連接器、繼電器、開(kāi)關(guān)、插座、母線、引線框架等的電子元件及其他沖壓成型品 中。
[0080] 實(shí)施例
[0081] 接著，試制本發(fā)明的銅合金板，并評(píng)價(jià)了其性能，如下進(jìn)行說(shuō)明。但，本說(shuō)明僅用于 示例，本發(fā)明不受其限定。
[0082] 向銅溶液中添加合金元素后，鑄造了厚度為200mm的鑄錠。將該鑄錠在800°C下加 熱3小時(shí)，在800°C下進(jìn)行熱社形成厚度為16mm的板狀。用內(nèi)圓磨床磨削熱社板表面的氧化 皮，去除后，反復(fù)進(jìn)行退火和冷社，通過(guò)最終冷社得到了給定的制品厚度。最后利用連續(xù)退 火爐進(jìn)行了去應(yīng)力退火。
[0083] 最終冷社前的退火(最終再結(jié)晶退火)為，利用批式爐，加熱時(shí)間設(shè)為5小時(shí)，調(diào)整 爐內(nèi)溫度在300~700°C的范圍內(nèi)，使退火后的結(jié)晶粒徑和導(dǎo)電率發(fā)生了變化。在退火后的 結(jié)晶粒徑的測(cè)定中，鏡面拋光垂直于社制方向的斷面后進(jìn)行化學(xué)腐蝕，用截?cái)喾ǎ↗IS 冊(cè)501 (1999年））求得平均結(jié)晶粒徑。
[0084] 按照如表1所示的各發(fā)明例及比較例，調(diào)整冷社的總加工度、最終冷社(精社）的加 工度、道次W及工作漉的直徑。
[0085] 對(duì)在各條件下制造的銅合金板進(jìn)行了如下測(cè)定。
[0086] (組分）
[0087] 通過(guò)ICP-質(zhì)量分析法分析了合金元素的濃度。
[008引（剪切試驗(yàn)）
[0089] 采取厚度為0.1mm的試樣，將其W配置于直徑為9.98mm的圓柱形的沖頭，和設(shè)置間 隙為0.01mm的凹模之間的狀態(tài)，WO.lmm/min的速度使沖頭朝向凹模位移，隨著位移的增 加，用設(shè)置于沖頭側(cè)的測(cè)力傳感器測(cè)定載荷，由此從所求出的位移-載荷曲線算出半峰寬。
[0090] (毛刺高度）
[0091] 利用光學(xué)顯微鏡(倍率1000倍)及實(shí)體顯微鏡，全面地觀察剪切試驗(yàn)后得到的圓柱 狀的試驗(yàn)片的周?chē)纬傻臎_壓斷面，測(cè)得了毛刺的高度。Wlwii為單位測(cè)定了毛刺的高度。
[0092] (拉伸強(qiáng)度及0.2%屈服應(yīng)力）
[0093] WJIS Z2241標(biāo)準(zhǔn)，分別沿平行于社制方向的方向和垂直于社制方向的方向采取 試驗(yàn)片，通過(guò)進(jìn)行各個(gè)方向的拉伸試驗(yàn)，求出了拉伸強(qiáng)度及0.2 %屈服應(yīng)力。
[0094] (伸長(zhǎng)）
[00M] WJIS Z2241標(biāo)準(zhǔn)，分別沿平行于社制方向的方向和垂直于社制方向的方向采取 試驗(yàn)片，標(biāo)點(diǎn)間距離為50mm，測(cè)定了各個(gè)方向的伸長(zhǎng)。
[0096] (導(dǎo)電率）
[0097] 使試驗(yàn)片的長(zhǎng)度方向?yàn)榕c社制方向平行地從銅合金板采取試驗(yàn)片，基于JIS 冊(cè)505標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)四端子法測(cè)定了 20°C下的導(dǎo)電率。
[0098] 發(fā)明例及比較例的各條件示于表1，且測(cè)得的結(jié)果示于表2。
[0099] [表1]
[0100]
[0101][表 2]
[0102]
[0103] 從表1及表2中所示的可W發(fā)現(xiàn)，發(fā)明例1~23中最終退火時(shí)的平均結(jié)晶粒徑都為 50ymW上，而且，通過(guò)使工作漉直徑/材料的板厚為40 W上，從制造的銅合金板的位移-載荷 曲線求出的半峰寬與板厚的比(r)為0.2非含0.7,同時(shí)毛刺高度為5W下，由此得到了沖壓 沖裁性良好的制品。此外，發(fā)明例1~23中，銅合金板的導(dǎo)電率為70%IACSW上，因此滿足了 應(yīng)用于電子元件的情況等所要求的導(dǎo)電性。
[0104] 對(duì)此，在比較例1中，通過(guò)使Sn的添加量變?yōu)?.007質(zhì)量％之少，銅合金板的半峰寬 與板厚的比(r)變大，毛刺高度也變高了。
[0105] 比較例2、5中，降低最終退火溫度，最終退火時(shí)的平均結(jié)晶粒徑變小，但結(jié)果銅合 金板的半峰寬與板厚的比(r)變大，雖然并不像比較例1中那么高，但毛刺高度也變高了。
[0106] 比較例3、6中，最終冷社的初期的道次，由于工作漉直徑/材料的板厚變小，銅合金 板的半峰寬與板厚的比(r)變大，毛刺高度也變高了。
[0107] 比較例4中，通過(guò)減少精社中增大了工作漉直徑的初期的道次數(shù)，由于材料不能被 大直徑的工作漉充分社制，因此銅合金板的半峰寬與板厚的比（r)變大，毛刺高度也變高 了。
[0108] 此外，比較例7中，雖然銅合金板的半峰寬與板厚的比(r)在給定的范圍內(nèi)，但由于 P的添加量變多而導(dǎo)致導(dǎo)電率變小。
[0109] 因此，通過(guò)本發(fā)明的銅合金板，能夠有效抑制毛刺的產(chǎn)生，并能夠改善沖壓沖裁 性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種銅合金板，其特征在于， 含有0.01~0.3質(zhì)量％的5]1，余量由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成， 具有70 % IACS以上的導(dǎo)電率，且由剪切實(shí)驗(yàn)中的位移-載荷曲線求得的半峰寬與板厚 的比(r)為 0.2<r<0.7。2. 如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于， 導(dǎo)電率為75% IACS以上，平行于乳制方向的0.2%的屈服應(yīng)力為450MPa以上，且垂直于 乳制方向的〇. 2 %的屈服應(yīng)力/平行于乳制方向的0.2 %的屈服應(yīng)力為1.0以上。3. 如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于， 垂直于乳制方向的伸長(zhǎng)與平行于乳制方向的伸長(zhǎng)的比為0.8以上且1.2以下。4. 如權(quán)利要求1所述的銅合金板，其特征在于， 含有總量為0.1質(zhì)量％以下的選自由？^8、附、111、1%、211、8以及0&組成的群中的至少1 種元素。5. -種沖壓成型品，其特征在于， 具有權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的銅合金板。
【文檔編號(hào)】C22C9/05GK106011523SQ201610185932
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】柿谷明宏
【申請(qǐng)人】Ｊｘ金屬株式會(huì)社