Cu-Co-Si系铜合金板材和制造方法以及使用了该板材的部件
阅读：1029发布：2020-08-23
专利汇可以提供Cu-Co-Si系铜合金板材和制造方法以及使用了该板材的部件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 为 铜 合金 板材，其具有以 质量 ％计Ni与Co的合计：0.20～6.00％、Ni：0～3.00％、Co：0.20～4.00％、Si：0.10～1.50％、根据需要适量含有Fe、Mg、Zn、Mn、B、P、Cr、Al、Zr、Ti、Sn的1种以上、余量为Cu和不可避免的杂质构成的化学组成，在 研磨 了 板面 ( 轧制 面)的表面中，将通过EBSD( 电子 背散射衍射法)所测定的从Brass方位{011}＜211＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SB、将从Cube方位{001}＜100＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SC时，SB/SC为2.0以上，且上述表面中SB所占的面积率为5.0％以上。，下面是Cu-Co-Si系铜合金板材和制造方法以及使用了该板材的部件专利的具体信息内容。
1.铜合金板材，具有以质量％计Ni与Co的合计：0.20～6.00％、Ni：0～3.00％、Co：0.20～4.00％、Si：0.10～1.50％、Fe：0～0.50％、Mg：0～0.20％、Zn：0～0.20％、Mn：0～0.10％、B：0～0.10％、P：0～0.10％、Cr：0～0.20％、Al：0～0.20％、Zr：0～0.20％、Ti：0～0.50％、Sn：0～0.20％、余量为Cu和不可避免的杂质构成的化学组成，在研磨了板面(轧制面)的表面中，将通过EBSD(电子背散射衍射法)所测定的从Brass方位{011}＜211＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SB、将从Cube方位{001}＜100＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SC时，SB/SC为2.0以上，且上述表面中SB所占的面积率为5.0％以上。
2.权利要求1所述的铜合金板材，其中，将通过EBSD所测定的结晶方位差为15°以上的边界视为晶界时的晶粒内的、以步进尺寸0.5μm测定的KAM值大于3.0°。
3.权利要求1所述的铜合金板材，其中，由下述(1)式定义的X射线衍射强度比X220为
0.55以上，
X220＝I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311}+I{331}+I{420})…(1)
在此，I{hkl}为板材的板面(轧制面)上的{hkl}结晶面的X射线衍射峰值的积分强度。
4.权利要求1所述的铜合金板材，其中，导电率为55～80％IACS。
5.权利要求1所述的铜合金板材，其中，轧制平行方向的拉伸强度为500～750MPa。
6.权利要求1所述的铜合金板材，其中，通过用浓度7mol/L的0℃硝酸水溶液使基质(金属基材)溶解所提取的残渣和滤液的分析而确定的下述(2)式的Ni+Co+Si残渣/滤液质量比为2.0以上，
[Ni+Co+Si残渣/滤液质量比]＝[残渣中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]/[滤液中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]…(2)。
7.铜合金板材的制造方法，其依次具有：
将具有以质量％计Ni与Co的合计：0.20～6.00％、Ni：0～3.00％、Co：0.20～4.00％、Si：0.10～1.50％、Fe：0～0.50％、Mg：0～0.20％、Zn：0～0.20％、Mn：0～0.10％、B：0～
0.10％、P：0～0.10％、Cr：0～0.20％、Al：0～0.20％、Zr：0～0.20％、Ti：0～0.50％、Sn：0～
0.20％、余量为Cu和不可避免的杂质构成的化学组成的铜合金的铸片加热至980～1060℃后，实施轧制率80～97％的热轧的工序(热轧工序)；
实施轧制率60～99％的冷轧以形成冷轧材，对该冷轧材实施以300～650℃保持3～30小时的时效处理的工序(第一冷轧-时效处理工序)；
对上述第一冷轧-时效处理工序中得到的时效处理材实施轧制率60～99％的冷轧以形成冷轧材，对该冷轧材实施以350～500℃保持3～20小时的时效处理的工序(第二冷轧-时效处理工序)；
实施轧制率10～50％的冷轧的工序(最终冷轧工序)；
以300～500℃加热5秒～1小时的工序(低温退火工序)。
8.权利要求7所述的铜合金板材的制造方法，其中，在上述热轧工序之后，不包括伴随导电率降低的热处理。
9.通电部件，其中，使用了权利要求1所述的铜合金板材。
10.散热部件，其中，使用了权利要求1所述的铜合金板材。
Cu-Co-Si系铜合金板材和制造方法以及使用了该板材的部件
技术领域
背景技术
[0002] Cu-(Ni)-Co-Si系铜合金在以所谓的科森合金(Cu-Ni-Si系)为基础的铜合金中，强度与导电性的平衡也相对良好，在连接器、引线架等的通电部件、电子设备的散热部件中是有用的。以下，将以科森合金为基础的铜合金称为“科森系铜合金”，将Cu-(Ni)-Co-Si系铜合金、也包括含有Ni的情形称为“Cu-Co-Si系铜合金”。就Cu-Co-Si系铜合金而言，可调整成例如拉伸强度400～650MPa、导电率55～70％IACS的良好的强度-导电性平衡。
[0003] 通电部件、散热部件大多通过对板材实施冲压冲孔(press punching)而制作。从部件的尺寸精度、冲压模具寿命的观点来看，对铜合金板材要求将冲孔面的毛边高度抑制得较低的良好的冲压冲孔性。特别是在民生用途中，部件的小型化·窄间距化正在进展，对于冲压冲孔性的进一步提高的要求正在提高。另外，新产品逐渐被开发，因部件的不同，有时也会在冲压模具寿命结束之前结束生产，在冲压加工中模具的初始导入费用成为问题。进而，随着部件的小型化·形状的复杂化，在冲压加工中有时也不能制作。由于以上的原因，通过蚀刻加工制作产品的需求正在提高。为了应对该情况，需要通过精密蚀刻形成形状精度高的部件，需要可得到表面凹凸尽可能少的(表面平滑性良好的)蚀刻面的原材料。
[0004] 另一方面，随着电子设备的小型化·轻量化，对于通电部件、散热部件的小型化·薄壁化的需求也正在提高。因此，导电性(导热性)优异也比以往增加而变得重要。在应用科森系铜合金的用途中，例如期望导电率55％IACS以上的导电性的情况也逐渐变多。
[0006] 专利文献3中公开了通过将Cube方位{001}＜100＞和RDW方位{210}＜100＞控制为分别兼具10％以上的纹理从而改善了弯曲加工性的科森系铜合金，还示出了具有导电率55％IACS以上、拉伸强度660MPa以上的特性的Cu-Co-Si系铜合金(表1的No.26～29、31)。但是，不意图实现毛边少的冲压冲孔性、适于精密蚀刻的优异的蚀刻性。制造工序中，以一般的700～950℃实施固溶处理(段落0054)。如后述那样，在伴随固溶处理的制造工序中，难以显著提高冲压冲孔性、蚀刻性。
[0007] 专利文献4中公开了通过控制{200}正极点图上包含{001}＜100＞方位的区域的X射线随机强度比的最大值从而改善了切口加工后的弯曲加工性的Cu-Co-Si系铜合金，一边维持高强度一边还得到了55％IACS以上的导电率(表1)。但是，该文献中也不意图实现毛边少的冲压冲孔性、适于精密蚀刻的优异的蚀刻性。实施例中，进行了1000℃下的固溶处理(段落0020工序4)，因此，关于冲压冲孔性、蚀刻性的显著改善还未达成。
[0008] 专利文献5中公开了通过控制析出物的个数密度从而实现了高强度化的冲压加工性良好的Cu-Ni-Co-Si系铜合金。但是，导电性低。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1：日本特开2010-73130号公报
[0013] 专利文献2：日本特开2001-152303号公报
[0014] 专利文献3：日本特开2011-117034号公报
[0015] 专利文献4：日本特开2013-32564号公报
[0016] 专利文献5：日本特开2014-156623号公报
[0017] 专利文献6：日本特开2016-47945号公报
发明内容
[0018] 发明所要解决的课题
[0019] 在重视高强度的科森系铜合金的板材中，通常冲压冲孔性相对良好，但导电性变低。在一边适当维持强度水准一边提高了导电性的、重视强度-导电性平衡的类型的科森系铜合金板材中，现状是，难以得到重视高强度的类型那样的良好的冲压冲孔性，不能充分应对部件的小型化·窄间距化的严格需求。另外，在重视强度-导电性平衡的类型中，对于蚀刻性，也未达到能够满意的水准。
[0020] 本发明的课题在于，在提高了导电性的科森系铜合金的板材中，实现以往困难的“冲压冲孔性”和“蚀刻性”的同时改善。
[0021] 用于解决课题的手段
[0022] 为了达成上述课题，本发明中，采用在得到强度-导电性平衡优异的板材方面有效的Cu-Co-Si系铜合金。根据发明人的研究可知，在调整成Brass方位为优势的纹理的Cu-Co-Si系铜合金板材中，可显著改善冲压冲孔性和蚀刻性。认为在形成Brass方位为优势的纹理的过程中晶格应变(位错)高密度地蓄积于晶格内，该晶格应变有助于冲压冲孔性和蚀刻性的改善。
[0023] 但是，为了在Brass方位为优势的Cu-Co-Si系铜合金板材中实现良好的强度-导电性平衡，需要投注心力。科森系铜合金是原本利用时效析出进行高强度化的铜合金。另外，时效析出中基质(金属基材)中的固溶元素量减少，由此导电性也提高。但是，在时效处理前，通常进行固溶处理，由于该热处理，晶格应变(位错)高密度地蓄积的Brass方位为优势的组织状态消失。关于这点，可知能通过省略固溶处理本身、多次进行“冷轧+时效处理”的工序的方法来解决。多次的各时效处理中，将通过冷轧所导入的应变作为驱动力促进析出。由此，与在“固溶处理(+冷轧)+时效处理”的工序中使时效处理一次完成的以往方法相比，成为同等以上的基质中的固溶元素充分地析出的时效组织，得到良好的强度-导电性平衡。
在该情况下，与通过包含固溶处理的工序所制造的以往材料不同，能够使高密度的晶格应变残存，因此冲压冲孔性和蚀刻性提高。
在该情况下，与通过包含固溶处理的工序所制造的以往材料不同，能够使高密度的晶格应变残存，因此冲压冲孔性和蚀刻性提高。
[0024] 本发明是基于这种见解而完成的。
[0026] [1]铜合金板材，具有以质量％计Ni与Co的合计：0.20～6.00％、Ni：0～3.00％、Co：0.20～4.00％、Si：0.10～1.50％、Fe：0～0.50％、Mg：0～0.20％、Zn：0～0.20％、Mn：0～0.10％、B：0～0.10％、P：0～0.10％、Cr：0～0.20％、Al：0～0.20％、Zr：0～0.20％、Ti：0～
0.50％、Sn：0～0.20％、余量为Cu和不可避免的杂质构成的化学组成，在研磨了板面(轧制面)的表面中，将通过EBSD(电子背散射衍射法)所测定的从Brass方位{011}＜211＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SB、将从Cube方位{001}＜100＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SC时，SB/SC为2.0以上，且上述表面中SB所占的面积率为5.0％以上。
0.50％、Sn：0～0.20％、余量为Cu和不可避免的杂质构成的化学组成，在研磨了板面(轧制面)的表面中，将通过EBSD(电子背散射衍射法)所测定的从Brass方位{011}＜211＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SB、将从Cube方位{001}＜100＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SC时，SB/SC为2.0以上，且上述表面中SB所占的面积率为5.0％以上。
[0027] [2]上述[1]所记载的铜合金板材，其中，将通过EBSD所测定的结晶方位差为15°以上的边界视为晶界时的晶粒内的、以步进尺寸0.5μm测定的KAM值大于3.0°。
[0028] [3]上述[1]或[2]所记载的铜合金板材，其中，由下述(1)式定义的X射线衍射强度比X220为0.55以上。
[0029] X220＝I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311}+I{331}+I{420})…(1)
[0030] 在此，I{hkl}为板材的板面(轧制面)上的{hkl}结晶面的X射线衍射峰值的积分强度。
[0031] [4]上述[1]～[3]中任一项所记载的铜合金板材，其中，导电率为55～80％IACS。
[0032] [5]上述[1]～[4]中任一项所记载的铜合金板材，其中，轧制平行方向的拉伸强度为500～750MPa。
[0033] [6]上述[1]～[5]中任一项所记载的铜合金板材，其中，通过用浓度7mol/L的0℃硝酸水溶液使基质(金属基材)溶解所提取的残渣和滤液的分析而确定的下述(2)式的Ni+Co+Si残渣/滤液质量比为2.0以上。
[0034] [Ni+Co+Si残渣/滤液质量比]＝[残渣中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]/[滤液中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]…(2)
[0035] [7]铜合金板材的制造方法，其依次具有：
[0037] 实施轧制率60～99％的冷轧以形成冷轧材，对该冷轧材实施以300～650℃保持3～30小时的时效处理的工序(第一冷轧-时效处理工序)；
[0038] 对上述第一冷轧-时效处理工序中得到的时效处理材实施轧制率60～99％的冷轧以形成冷轧材，对该冷轧材实施以350～500℃保持3～20小时的时效处理的工序(第二冷轧-时效处理工序)；
[0039] 实施轧制率10～50％的冷轧的工序(最终冷轧工序)；
[0040] 以300～500℃加热5秒～1小时的工序(低温退火工序)。
[0041] [8]上述[7]所记载的铜合金板材的制造方法，其中，在上述热轧工序之后，不包括伴随导电率降低的热处理。
[0042] [9]通电部件，其中，使用了上述[1]～[6]中任一项所述的铜合金板材。
[0043] [10]散热部件，其中，使用了上述[1]～[6]中任一项所述的铜合金板材。
[0044] 上述合金元素中，Ni、Fe、Mg、Zn、Mn、B、P、Cr、Al、Zr、Ti、Sn为任意添加元素。上述[8]中“伴随导电率降低的热处理”是指将即将进行该热处理前的材料的导电率设为A(％IACS)、将该热处理不久后的材料的导电率设为B(％IACS)时，满足下式A＞B的热处理。作为这种热处理的代表例，可举出所谓的固溶处理、伴随着再结晶的中间退火。利用EBSD(电子背散射衍射法)的上述SB、SC和KAM(Kernel Average Misorientation)值、以及X射线衍射强度比X220能够以下那样地求出。
[0045] 〔利用EBSD的SB、SC的求法〕
[0046] 利用FE-SEM(场发射扫描电子显微镜)观察将板面(轧制面)通过抛光研磨和离子研磨而制备的观察面(从轧制面除去的深度为板厚的1/10)，对于300μm×300μm的测定区域，通过EBSD(电子背散射衍射)法以步进尺寸(测定间距)0.5μm测定结晶方位。测定总面积(300μm×300μm)中，将从Brass方位{011}＜211＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SB、将从Cube方位{001}＜100＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SC。
[0047] 〔KAM值的求法〕
[0048] 从上述EBSD测定数据，测定将方位差15°以上的边界视为晶界时的晶粒内的KAM值。
[0049] 〔X射线衍射强度比X220的求法〕
[0050] 从使用X射线衍射装置在Cu-Kα射线、管电压30kV、管电流10mA的条件下对板面(轧制面)测定的X射线衍射图案求出I{111}、I{200}、I{220}、I{311}、I{331}、I{420}，将这些值代入下述(1)式，从而求出X射线衍射强度比X220。
[0051] X220＝I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311}+I{331}+I{420})…(1)
[0052] 在此，I{hkl}为板材的板面(轧制面)上的{hkl}结晶面的X射线衍射峰值的积分强度。
[0053] 上述各测定区域中确定的KAM值相当于如下得到的值：对于以0.5μm间距配置的电子束照射点，测定全部相邻的点间的结晶方位差(以下将其称为“相邻点方位差”。)，仅提取低于15°的相邻点方位差的测定值，并求得这些值的平均值。即，KAM值是表示晶粒内的晶格应变的量的指标，该值越大，能够评价为晶格的应变越大的材料。
[0054] 从某板厚t0(mm)到某板厚t1(mm)的轧制率根据下述(3)式求得。
[0055] 轧制率(％)＝(t0-t1)/t0×100…(3)
[0056] 发明效果
[0057] 根据本发明，在调整成导电率55％IACS以上的Cu-Co-Si系铜合金的板材中，冲压冲孔面的毛边产生量少，能够实现蚀刻加工面的优异的表面平滑性。因此，本发明在小型化·窄间距化进展的通电部件、散热部件的制造中，有助于尺寸精度的提高和冲压模具的寿命提高。
具体实施方式
[0058] 〔化学组成〕
[0059] 本发明中，采用Cu-Co-Si系铜合金。以下，除非另有说明，与合金成分相关的“％”是指“质量％”。
[0060] Co在科森系铜合金中形成Co-Si系析出物。在作为添加元素含有Ni的情况下，形成Ni-Co-Si系析出物。这些析出物提高铜合金板材的强度和导电性。认为Co-Si系析出物是以Co2Si为主体的化合物，Ni-Co-Si系析出物是以(Ni,Co)2Si为主体的化合物。在含有Co的科森系铜合金中，能将热轧中的加热温度设定为较高。可知在热轧工序中将加热温度设定为较高，充分地进行高温区域中的压下(轧制)，从而能够促进时效析出元素的固溶化，可省略固溶处理。为了充分利用该作用并实现良好的强度-导电性平衡，需要确保0.20％以上的Co含量，更优选设为0.50％以上。不过，当Ni与Co的合计含量变多时，容易生成粗大的析出物，另外，导电率降低。需要Co含量设为4.00％以下，且Ni与Co的合计含量设为6.00％以下。
[0061] Ni与Co一起形成Ni-Co-Si系析出物，有助于强度提高，因此，可根据需要进行添加。在添加Ni的情况下，设为0.50％以上的Ni含量是更有效果的。但是，当Ni含量过量时，容易生成粗大的析出物，在热轧时容易破裂。Ni含量需要限制在3.00％以下，并且如上述那样，需要将Ni与Co的合计含量设为6.00％以下。
[0062] Si为形成Co-Si系析出物或Ni-Co-Si系析出物的元素。为了充分地分散对于强度提高而言有效的微细的析出物粒子，需要将Si含量设为0.10％以上。另一方面，当Si含量过量时，容易生成粗大的析出物，在热轧时容易破裂。Si含量限制在1.50％以下。也可以控制为低于1.00％。再有，尽可能降低时效处理后固溶于基质(金属基材)中的Ni、Co、Si的量有利于导电性的提高。为此，将(Ni+Co)/Si的质量比调整成3.50～5.00的范围是有效果的，更优选设为3.90～4.60的范围。
[0063] 作为其它的元素，可根据需要含有Fe、Mg、Zn、Mn、B、P、Cr、Al、Zr、Ti、Sn等。这些元素的含量范围优选设为Fe：0～0.50％、Mg：0～0.20％、Zn：0～0.20％、Mn：0～0.10％、B：0～0.10％、P：0～0.10％、Cr：0～0.20％、Al：0～0.20％、Zr：0～0.20％、Ti：0～0.50％、Sn：0～
0.20％。
0.20％。
[0064] Cr、P、B、Mn、Ti、Zr、Al具有进一步提高合金强度并使应力缓和变小的作用。Sn、Mg对耐应力缓和性的提高是有效的。Zn改善铜合金板材的软焊性和铸造性。Fe、Cr、Zr、Ti、Mn容易与作为不可避免的杂质存在的S、Pb等形成高熔点化合物，另外，B、P、Zr、Ti具有铸造组织的微细化效果，可有助于热加工性的改善。
[0065] 在含有Fe、Mg、Zn、Mn、B、P、Cr、Al、Zr、Ti、Sn的1种或2种以上的情况下，将它们的合计含量设为0.01％以上是更有效果的。不过，当大量含有时，对热或冷加工性造成不良影响，且成本上也不利。这些任意添加元素的总量更优选设为1.0％以下。
[0066] 〔晶体取向〕
[0067] 本发明中，利用板材的基质(金属基材)具有的高密度晶格应变，实现优异的冲压冲孔性和蚀刻性。根据发明人的研究，在Cu-Co-Si系铜合金的情况下，具有Brass方位为一定以上程度的优势的晶体取向的板材内含有该晶体取向形成时蓄积的晶格应变，呈现优异的冲压冲孔性和蚀刻性。发明人对于表示Brass方位以何种程度成为优势时有效地改善冲压冲孔性和蚀刻性的指标，反复进行了各种研究。其结果发现，在研磨了板面(轧制面)的表面中，将通过EBSD(电子背散射衍射法)所测定的从Brass方位{011}＜211＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SB、将从Cube方位{001}＜100＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积设为SC时，SB/SC为2.0以上且上述表面中SB所占的面积率为5.0％以上的Cu-Co-Si系铜合金板材中，确认到冲压冲孔性和蚀刻性的显著改善。
[0068] Brass方位为优势的晶体取向也可通过X射线衍射来确认。具体而言，认为例如由下述(1)式定义的X射线衍射强度比X220越大，Brass方位越优势。
[0069] X220＝I{220}/(I{111}+I{200}+I{220}+I{311}+I{331}+I{420})…(1)
[0070] 在此，I{hkl}为板材的板面(轧制面)上的{hkl}结晶面的X射线衍射峰值的积分强度。
[0071] 根据发明人的调查可知，在具有上述化学组成、SB/SC为2.0以上且SB的上述面积率为5.0％以上的Cu-Co-Si系铜合金板材的情况下，X射线衍射强度比X220呈现0.55以上。不过，即使是X射线衍射强度比X220为0.55以上的Cu-Co-Si系铜合金板材，若不具有SB/SC为2.0以上且SB的上述面积率为5.0％以上的晶体取向，则也不能稳定地实现优异的冲压冲孔性和蚀刻性。
[0072] 〔KAM值〕
[0073] 作为评价金属材料的晶格应变的量(位错的聚集程度)的指标，已知有通过EBSD所测定的KAM值。发明人发现，铜合金板材的KAM值对蚀刻面的表面平滑性带来较大的影响。对于其机理，目前还未解释明白，但推测如下。KAM值是与晶粒内的位错密度相关的某个参数。在KAM值较大的情况下，认为晶粒内的平均的位错密度高，而且位错密度的局部性变动小。
另一方面，关于蚀刻，认为位错密度较高之处被优先蚀刻(腐蚀)。在KAM值高的材料中，材料内的整体均匀地成为位错密度高的状态，因此，由蚀刻引起的腐蚀迅速地进行，且难以产生局部性的腐蚀的进行。可推测这种腐蚀的进行形态有利地作用于凹凸较少的蚀刻面的形成。其结果，通过蚀刻加工，也可制作形状精度、尺寸精度良好的部件。
另一方面，关于蚀刻，认为位错密度较高之处被优先蚀刻(腐蚀)。在KAM值高的材料中，材料内的整体均匀地成为位错密度高的状态，因此，由蚀刻引起的腐蚀迅速地进行，且难以产生局部性的腐蚀的进行。可推测这种腐蚀的进行形态有利地作用于凹凸较少的蚀刻面的形成。其结果，通过蚀刻加工，也可制作形状精度、尺寸精度良好的部件。
[0074] 根据发明人的调查，在具有上述化学组成、SB/SC为2.0以上且SB的上述面积率为5.0％以上的Cu-Co-Si系铜合金板材的情况下，将通过EBSD所测定的结晶方位差15°以上的边界视为晶界时的晶粒内的、以步进尺寸0.5μm测定的KAM值变得大于3.0°。这样，在KAM值大时，显著地改善蚀刻面的表面平滑性。不过，即使是KAM值成为大于3.0°的值的Cu-Co-Si系铜合金板材，若不具有上述的SB/SC为2.0以上且SB的上述面积率为5.0％以上的晶体取向，则冲压冲孔性的改善不充分。关于KAM值的上限，没有特别规定，通过对上述的晶体取向的调整，能够实现超过3.0°且5.0°以下的KAM值。
[0075] 〔强度-导电性平衡〕
[0076] 本发明中，在具有轧制平行方向的拉伸强度500～750MPa、导电率55％IACS以上的“强度-导电性平衡”的科森系铜合金板材中，以冲压冲孔性和蚀刻性的显著改善为目标。55％IACS以上的导电率在科森系铜合金中属于较高类别。在将导电性提高至该水准的科森系铜合金中，以往难以提高冲压冲孔性和蚀刻性。通电部件、散热部件中，导电性(＝导热性)越高越好，在Cu-Co-Si系铜合金中，在工业上实现超过80％IACS的导电率则成为高成本。在此，将80％IACS以下的合金作为对象。关于强度水准，在Cu-Co-Si系铜合金中，制作超过拉伸强度750MPa的高强度材料本身可充分地实现。不过，在这种高强度材料中，导电性变低。另外，在拉伸强度超过750MPa的高强度科森系铜合金中，由于为高强度，因此冲压冲孔时的毛边产生量原本就小。在此，将期望冲压冲孔性的进一步改善的拉伸强度750MPa以下的强度水准的Cu-Co-Si系铜合金作为对象。
[0077] 〔Ni+Co+Si残渣/滤液质量比〕
[0078] 由下述(2)式确定的“Ni+Co+Si残渣/滤液质量比”是评价合金中包含的Ni、Co、Si中、实际上析出何种程度的析出物、以何种程度固溶于基质中的指标。当使用浓度7mol/L的0℃硝酸水溶液时，若为上述的组成范围的铜合金，则能够溶解基质(金属基材)，将析出物作为残渣提取。
[0079] [Ni+Co+Si残渣/滤液质量比]＝[残渣中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]/[滤液中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]…(2)
[0080] Ni+Co+Si残渣/滤液质量比大幅度地影响强度-导电性平衡。在尽管含有某种程度的Ni、Co、Si但Ni+Co+Si残渣/滤液质量仍低的情况下，固溶的Ni、Co、Si较多，因此，成为导电性低的组织状态。根据发明人的研究，在具有上述化学组成的Cu-Co-Si系铜合金中，Ni+Co+Si残渣/滤液质量比为2.0以上时，能够得到拉伸强度500MPa以上且导电率55％IACS以上的强度-导电性水准。
[0081] 通过使用以上说明的根据本发明的铜合金板材，在小型化·窄间距化进展的通电部件、散热部件的制造中，带来尺寸精度的提高和冲压模具的寿命提高。作为通电部件，例如适合于引线架、连接器、音圈马达的部件(搭载于智能手机的摄像头进行调焦的电子部件Voice Coil Motor(VCM))那样的需要微细且精密的加工的用途。
[0082] 〔制造方法〕
[0083] 以上说明的铜合金板材能够通过例如以下那样的制造工序制作。
[0084] 熔解·铸造→热轧→第一冷轧→第一时效处理→第二冷轧→第二时效处理→最终冷轧→低温退火
[0086] 〔熔解·铸造〕
[0088] 〔热轧〕
[0089] 热轧优选在科森系铜合金所适用的一般温度向更高温移动的温度区域中进行。热轧前的铸片加热在例如980～1060℃下设为1～5小时，总的热轧率能够设为例如85～97％。最终道次的轧制温度优选设为700℃以上，然后，优选通过水冷等进行急冷。在含有规定量的Co的本发明对象合金中，需要这种高温加热和高温下的热加工，由此，能够促进铸造组织的均质化和合金元素的固溶化。热轧工序中的组织的均匀化·固溶化在不实施固溶处理的工序中对于充分地产生时效析出而言是极其有效的。热轧后的板厚能够根据最终的目标板厚在例如10～20mm的范围内设定。
[0090] 〔第一冷轧-时效处理〕
[0091] 为了实现上述的晶体取向与强度-导电性平衡，将“冷轧→时效处理”的工序连续进行两次以上是极其有效的。将该第一次的过程称为“第一冷轧-时效处理”。在组合了冷轧和时效处理的工序中，冷轧中大量导入的位错作为时效处理中的成核位点发挥作用，促进析出。第一冷轧中的轧制率优选设为60％以上。根据冷轧机的设备规格，第一冷轧中的轧制率可在99％以下的范围内设定。接续于第一冷轧进行的第一时效处理优选在将材料以300～650℃保持3～30小时的条件下进行。在科森系铜合金的制造过程中，有时也在冷轧工序之间实施所谓的中间退火，但此处所说的第一时效处理与通常的中间退火不同，主要目的在于充分地产生时效析出。因此，需要在上述温度区域内加热3小时以上。当加热温度超过650℃时，冷轧中赋予的应变容易被过量除去，难以充分进行析出物的形成，而且，发生再结晶，因此不能实现Brass方位优势的晶体取向。
[0092] 〔第二冷轧-时效处理〕
[0093] 上述的第一时效处理在省略了固溶处理的状态下实施，因此，与在固溶处理后进行的通常的时效处理相比时，在使析出完全地进行这方面是不利的。因此，对于通过第一时效处理生成了析出物的材料实施第二冷轧，并将位错再次导入。在作为“冷轧→时效处理”的最终组合而采用的第二冷轧中，实施轧制率60～99％的冷轧。接续于第二冷轧后进行的第二时效处理优选在将材料以350～500℃保持3～30小时的条件下进行。上述的第一时效处理中能够允许至650℃。但在第二时效处理中，为了防止第一时效处理中生成的析出物的过度生长引起的强度的显著降低、弯曲加工性的劣化，优选设为500℃以下。
[0094] 此外，也可以根据目标板厚，在第二时效处理之后，进一步进行一次或两次以上的“冷轧→时效处理”的组合工序。在该情况下，中间进行的冷轧、时效处理条件能够在上述第一冷轧、第一时效处理的条件范围内设定，最后进行的冷轧、时效处理条件能够在上述第二冷轧、第二时效处理的条件范围内设定。
[0095] 〔最终冷轧〕
[0096] 在本说明书中，将最后的时效处理后进行的最终的冷轧称为“最终冷轧”。最终冷轧对强度和KAM值的提高是有效的。最终冷轧率设为10％以上是有效果的。当最终冷轧率过大时，低温退火时强度容易降低，因此，优选设为50％以下的轧制率，也可以控制为35％以下的范围。作为最终的板厚，例如可在0.06～0.40mm左右的范围内设定。
[0097] 〔低温退火〕
[0098] 在最终冷轧后，通常为了降低板材的残留应力、提高弯曲加工性、提高空孔、滑动面上的位错的降低引起的耐应力缓和性而实施低温退火。低温退火可在以300～500℃加热5秒～1小时的条件范围内设定。
[0099] 通过以上那样不进行固溶处理，而进行多次的“冷轧→时效处理”的工序的方法，能够得到上述的Brass方位为优势且导电性良好的Cu-Co-Si系铜合金板材。
[0100] 实施例
[0101] 熔炼表1所示的化学组成的铜合金，并使用纵型半连续铸造机进行铸造。将得到的铸片以1000℃加热3小时后提取，实施热轧至厚度10mm，进行水冷。总的热轧率为90～95％。热轧后，将表层的氧化层通过机械研磨进行除去(平面切削)，通过下述的制造工序A或B得到板厚0.15mm的板材产品(样品)。根据各冷轧工序中的冷轧率，以最终板厚整合为0.15mm的方式，通过上述平面切削预先调整厚度。制造工序B是在制造工序A的第二冷轧与第二时效处理之间加入固溶处理的工序。在该情况下，第一冷轧后的热处理成为“中间退火”，时效处理成为固溶处理后的一次。
[0102] (制造工序)
[0103] A：第一冷轧→第一时效处理→第二冷轧→第二时效处理→最终冷轧→低温退火[0104] B：第一冷轧→中间退火→第二冷轧→固溶处理→时效处理→最终冷轧→低温退火
[0105] 主要的制造条件示于表2中。制造工序A中的第一时效处理和制造工序B中的中间退火的时间均设为6小时。制造工序A中的第二时效处理和制造工序B中的时效处理的时间均设为6小时。低温退火在400℃、1分钟的加热条件下进行。
[0106] 在制造工序A中的第一时效处理和第二时效处理的前后，以及制造工序B中的中间退火、固溶处理和时效处理的前后，分别通过后述的方法测定中间产品板材的导电率。将其结果示于表2中。所有例子都是在第一时效处理或中间退火、以及第二时效处理或时效处理中导电率上升，因此可知，这些热处理中没有发生再结晶。
[0107] [表1]
[0108]
[0109] 反白：本发明规定范围外
[0110] [表2]
[0111]
[0112] 对最终得到的板材产品(样品)进行以下的调查。
[0113] (SB/SC比、SB面积率)
[0114] 使用具备EBSD分析系统的FE-SEM(日本电子株式会社制造；JSM-7001)，根据上述的“利用EBSD的SB、SC的求法”，求出从Brass方位{011}＜211＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积SB，和从Cube方位{001}＜100＞的结晶方位差为10°以内的区域的面积SC，并算出SB/SC比、SB面积率。电子束照射的加速电压设为15kV，照射电流设为5×10-8A。EBSD解析软件使用了TSL Solutions株式会社制造；OIM Analysis。SB面积率为测定区域的总面积中SB所占的比例(％)。
[0115] (KAM值)
[0116] 根据上述的“KAM值的求法”，解析上述的EBSD测定数据，求得KAM值。
[0117] (X射线衍射强度比X220)
[0118] 使用X射线衍射装置(Bruker AXS株式会社制造；D2 Phaser)，根据上述的“X射线衍射强度比X220的求法”求得X220。
[0119] (Ni+Co+Si残渣/滤液质量比)
[0120] 从样品(厚度0.15mm)采取试样，除去表面的氧化层后，将试样分断成1mm×1mm左右的小片，将小片1g左右在玻璃烧杯中浓度7mol/L的0℃硝酸水溶液100mL中浸渍20分钟，由此，溶解基质(金属基材)。将残留于溶液中的难溶性残渣(析出物)通过使用了孔径50nm的核孔过滤器的吸滤进行分离。对于回收的残渣和滤液，通过ICP发光分光分析分别分析了Ni、Co、Si，根据下述(2)式求得Ni+Co+Si残渣/滤液质量比。残渣使用氢氟酸溶解。
[0121] [Ni+Co+Si残渣/滤液质量比]＝[残渣中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]/[滤液中包含的Ni、Co、Si的合计质量(g)]…(2)
[0122] (冲压冲孔性)
[0123] 将板厚0.15mm的样品用作被加工材，利用相同的冲压冲孔模具进行冲孔直径10mm的孔的冲压冲孔试验。在间隙10％的条件下将冲压冲孔进行5万次，对于第5万次的冲孔材料，调查冲孔面的毛边的产生状况。根据JCBA T310：2002测定该毛边高度，若其为5μm以下，则可评价为与调整成导电率55％以上的以往的Cu-Co-Si系铜合金板材相比，模具寿命长，冲压冲孔性显著改善。因此，将第5万次的毛边高度为5μm以下的情形评价为○(冲压冲孔性；良好)，将其以外的情形评价为×(冲压冲孔性；普通)，将○评价判定为合格。
[0124] (蚀刻性)
[0125] 作为蚀刻液，使用了氯化铁42波美度。将样品的单侧表面蚀刻至板厚减半。对于得到的蚀刻面，利用激光式表面粗糙度计测定轧制直角方向的表面粗糙度，根据JIS B0601：2013求得算术平均粗糙度Ra。若该蚀刻试验所得的Ra为0.15μm以下，则能够评价为与以往的科森系铜合金板材相比，蚀刻面的表面平滑性显著改善。即，具有也能够通过蚀刻加工来制作形状精度、尺寸精度良好的部件的蚀刻性。因此，将上述Ra为0.15μm以下的情形评价为○(蚀刻性；良好)，将其以外的情形评价为×(蚀刻性；普通)，将○评价判定为合格。
[0126] (拉伸强度·导电率)
[0127] 从各样品采取轧制方向(LD)的拉伸试验片(JIS 5号)，以试验数n＝3进行根据JIS Z2241的拉伸试验，并测定拉伸强度。将n＝3的平均值设为该样品的成绩值。另外，根据JIS H0505测定各样品的导电率。考虑到对各种通电部件·散热部件的应用性，将拉伸强度500MPa以上且导电率55％IACS以上的情形评价为○(强度-导电性平衡；良好)，将其以外的情形评价为×(强度-导电性平衡；不良)，将○评价判定为合格。
[0128] 将这些结果示于表3中。
[0129] [表3]
[0130]
[0131] 将化学组成和制造条件根据上述的限定严格地控制的本发明例的样品均是Brass方位为优势，且呈现较高的KAM值的板材，冲压冲孔性、蚀刻性优异，强度-导电性平衡也良好。
[0132] 与之相对，比较例No.31～38是通过固溶处理和时效处理来调整各种强度-导电性平衡的例子。由于它们实施固溶处理，因此SB/SC比、SB面积率均低，得不到通过EBSD评价的Brass方位为优势的晶体取向。这些之中，No.31、32为拉伸强度超过750MPa的高强度材料，因此，冲压冲孔性良好，但其它的No.33～38的冲压冲孔性均差。但是，No.31、32的导电性低，蚀刻性也未改善。No.34以X射线衍射强度比X220观察时，Brass方位为优势，但为SB/SC比、SB面积率较低的晶体取向，冲压冲孔性和蚀刻性差。No.36以较低的700℃进行了固溶处理，因此，得到KAM值高的组织状态，蚀刻性良好，但为SB/SC比、SB面积率较低的晶体取向，因此，冲压冲孔性未改善。No.39～43是脱离本发明中规定的化学组成的例子。它们虽然采用了没有进行固溶处理的制造工序A，但关于冲压冲孔性、蚀刻性、强度-导电性平衡的全部，都不能同时得到○评价(良好评价)。
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