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合金

阅读:537发布:2020-05-11

专利汇可以提供合金专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的目的在于,提供一种强度、 导电性 和弯曲加工性都优异的 铜 合金 板,本发明的 铜合金 为如下的铜合金,其含有Cr:0.10~0.50%、Ti:0.010~0.30%、Si:0.01~0.10%,其含有方式为,所述Cr与所述Ti的 质量 比:1.0≤(Cr/Ti)≤30,所述Cr与所述Si的质量比:3.0≤(Cr/Si)≤30,余量由铜和不可避免的杂质构成,其中,具有以下要旨:通过FESEM?EBSP法测量与所述铜合金的宽度方向垂直的面的表面的金属组织时,晶粒的长轴的平均长度为6.0μm以下,短轴的平均长度为1.0μm以下。,下面是合金专利的具体信息内容。

1.一种合金,其特征在于,其为如下的铜合金,以质量%计含有
Cr:0.10~0.50%、
Ti:0.010~0.30%、
Si:0.01~0.10%,
所述Cr与所述Ti的质量比:1.0≤(Cr/Ti)≤30,
所述Cr与所述Si的质量比:3.0≤(Cr/Si)≤30,余量由铜和不可避免的杂质构成,利用FESEM-EBSP法测量所述铜合金的与宽度方向垂直的面的表面的金属组织时,晶粒的长轴的平均长度为6.0μm以下,短轴的平均长度为1.0μm以下。
2.根据权利要求1所述的铜合金,其中,所述铜合金的晶粒的长轴的平均长度为5.0μm以下,短轴的平均长度为0.40μm以下,并且晶粒的平均长宽比即短轴/长轴为0.115~
0.300。
3.根据权利要求1或2所述的铜合金,其中,作为其他的元素,还含有从Fe、Ni和Co所构成的群中选择的至少一种以上:合计0.3%以下。
4.根据权利要求1或2所述的铜合金,其中,作为其他的元素,还含有Zn:0.5%以下。
5.根据权利要求1或2所述的铜合金,其中,作为其他的元素,还含有从Sn、Mg、Al所构成的群中选择的至少一种以上:合计0.3%以下。

说明书全文

合金

技术领域

[0001] 本发明涉及高强度、高导电性,此外弯曲加工性也优异的铜合金,详细地说,是涉及用于构成电气、电子部件的连接器、引线框架、继电器、开关、配线、端子等的适合作为各种电气、电子部件用材料的铜合金。

背景技术

[0002] 近年来,伴随电子设备的小型化和轻量化的要求,电气、电子部件的电气系统的复杂化,高集成化推进,对于各种电气、电子部件用材料,要求有薄壁化和能够耐受进行复杂形状的加工的特性。
[0003] 例如,构成电气、电子部件的连接器、引线框架、继电器、开关等所使用的电气、电子部件用材料,由于小型、薄壁化而导致受到同等载荷的材料的截面积变小,对于通电量来说,材料的截面积也变小。因此,为了抑制通电造成的热的发生而要求有良好的导电性,并且,还要求有能够耐受电气、电子设备在组装时和运转时被施加的应的高强度、以及极使对电气、电子部件进行弯曲加工,也不会发生断裂等的弯曲加工性。
[0004] 作为电气、电子部件用材料,通用的是Cu-Fe-P合金,但是,若为了追求高强度化而添加Sn等的合金成分,则导电性降低,难以实现强度和导电性的平衡(强度-导电性平衡)。
[0005] 另外作为高强度材料,提出有析出硬化型的合金(Cu-Ni-Si合金),但若为了提高导电性而减少Ni和Si的含量,则抗拉强度降低,难以实现强度-导电性平衡。
[0006] 作为强度-导电性平衡比现有的Cu-Fe-P合金和Cu-Ni-Si合金优异的材料,提出有Cu-Cr系合金(专利文献1)。
[0007] 另外,作为强度-导电性平衡和加工性优异的铜合金,提出有Cu-Cr-Sn系合金(专利文献2)。
[0008] 此外,作为强度和导电性优异的铜合金,提出有Cu-Cr-Ti-Zr合金(专利文献3)。
[0009] 另外,作为具有高强度、高导电性,并使弯曲加工性提高了的铜合金,提出有Cu-Cr-Ti-Si合金(专利文献4)。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1:日本特开2005-29857号公报
[0013] 专利文献2:日本特开平6-081090号公报
[0014] 专利文献3:日本专利第3731600号公报
[0015] 专利文献4:日本专利第2515127号公报
[0016] 在上述Cu-Cr系合金中,热轧时会生成粗大的结晶物,高强度化和高导电性化的任意一项均存在局限。
[0017] 另外在上述Cu-Cr-Sn系合金中,需要进行高温下的固溶化处理,有制造工序变得复杂等制造方面的问题。
[0018] 此外在Cu-Cr-Ti-Zr合金中,虽然能够提高强度和导电性,但是弯曲加工性不充分。
[0019] 另外在Cu-Cr-Ti-Si合金中,虽然能够提高弯曲加工性,但若是像后述这样施加比以往条件严酷的弯曲加工,则有发生裂纹等的问题。
[0020] 伴随近年的电气、电子设备的轻量、小型化等,会对电气、电子部件用材料进行前所未有的复杂加工,如对更加薄壁化的材料进行弯曲加工,或将配线开槽(切口加工)至微细宽度后再实施弯曲加工等,因此不仅要求强度提高,而且对于弯曲加工性的要求也进一步提高。因此,不仅要求导电性、强度、弯曲加工性各特性良好,而且还要求即使在规定以上的高强度下,导电性和弯曲加工性仍分别提高,即,不仅要求强度-导电性平衡,而且还特别要求是强度-弯曲加工性平衡也优异的材料。

发明内容

[0021] 本发明着眼于上述这样的情况而完成,其目的在于,提供一种强度(指抗拉强度和0.2%屈服强度,下同)、导电性和弯曲加工性的平衡优异的铜合金。
[0022] 能够解决上述课题的本发明的铜合金,含有Cr:0.10~0.50%(质量%的意思,下同)、Ti:0.010~0.30%、Si:0.01~0.10%,其含有方式为,所述Cr和所述Ti的质量比:1.0≤(Cr/Ti)≤30,所述Cr和所述Si的质量比:3.0≤(Cr/Si)≤30,余量由铜和不可避免的杂质构成,其中,具有如下要旨:通过FESEM-EBSP法测量与所述铜合金的宽度方向垂直的面的表面的金属组织时,晶粒的长轴的平均长度为6.0μm以下,短轴的平均长度为1.0μm以下。
[0023] 另外在本发明中,优选所述铜合金的晶粒的长轴的平均长度为5.0μm以下,短轴的平均长度为0.40μm以下,并且晶粒的平均长宽比(短轴/长轴)满足0.115~0.300。
[0024] 在本发明中,如下方式也是优选的实施方式:作为其他的元素,还含有从Fe、Ni和Co所构成的群中选择的至少一种以上:合计0.3%以下;含有Zn:0.5%以下;含有从Sn、Mg、Al所构成的群中选择的至少一种以上:合计0.3%以下。
[0025] 本发明的铜合金,具有抗拉强度470MPa以上、0.2%屈服强度450MPa以上的高强度,导电率70%IACS以上的高导电性,并且进行W形弯曲加工时,R(弯曲半径)/t(板厚)=0.5或1.0时,在依据日本伸铜协会技术标准JBMA-T307:2007年所述的“皱褶”、“裂纹”的最大宽度(μm)的评价基准的后述实施例所示的9级评价中,具有比D评价更优异的弯曲加工性。因此本发明的铜合金,强度与导电性的平衡良好,另外既具有高强度,在严苛的弯曲加工条件下也不会发生裂纹。本发明的铜合金,适合作为电气、电子部件用材料,特别是适合作为具有0.1~1.0mm左右的厚度(t)的电气、电子部件用材料。
附图说明
[0026] 图1是通过FESEM-EBSP法测量本发明的铜合金的金属组织的位置(与铜合金的宽度方向垂直的面的表面)的概略说明图。

具体实施方式

[0027] 本发明者们就维持强度和导电性的平衡优异并且优选维持高强度,同时在W形弯曲加工这样严苛的加工条件下也不会发生裂纹的、用于提高弯曲加工性(优选提高强度-弯曲加工性的平衡)的条件反复研究。其结果发现,在Cr-Ti-Si系铜合金中,通过控制成分组成,并且使其至少一部分析出,再进一步控制析出的晶粒的尺寸,优选还控制晶粒的形状,由此能够维持强度-导电性平衡,同时提高弯曲加工性(优选提高强度-弯曲加工性的平衡),从而达成了本发明。
[0028] 本发明的铜合金,因为被微细化的晶粒具有最大的特征,所以,首先对这一点进行详述。
[0029] 一般在铜合金中,已知平均晶粒直径越小,弯曲加工性越提高。但是,这是关于只考虑弯曲加工性,对于铜合金以高温进行热处理,发生了再结晶的晶粒的认知。另一方面,本发明者们从铜合金的制造条件出发进行研究,对于维持强度-导电性平衡同时可以提高弯曲加工性(优选为提高强度-弯曲加工性的平衡)的铜合金反复进行研究。其结果是得到如下结论:在铜合金的制造时,如果降低退火温度,抑制再结晶,则这样的没有充分再结晶的铜合金对达成上述课题有效。但是,铜合金的组织(晶粒)过小,用光学显微镜等恰当地评价,晶粒与铜合金特性的关系有困难,因此,需要对于具体的晶粒的形状和尺寸与加工性等的铜合金特性的关系进一步研究。
[0030] 因此,本发明者们使用FESEM-EBSP对于铜合金的晶粒详细地研究,其结果可知,如果适当地控制晶粒的长轴(最大长度)和短轴(最小长度)各自的平均长度,则能够平衡性良好地维持强度、导电性和弯曲加工性,另外优选如果不只控制晶粒的长轴和短轴各自的平均长度,还适当地控制晶粒的长宽比,则晶界的间隔得到最佳化,晶界滑移容易发生,因此能够进一步提高弯曲加工时的强度-弯曲加工性的平衡。
[0031] 如此不仅控制晶粒的长轴和短轴,而且优选连晶粒的长宽比也控制,由此即使在比以往更严酷的弯曲加工条件下,也能够平衡性良好地维持强度、导电性和弯曲加工性。
[0032] 本发明的铜合金的晶粒的长轴和短轴,由FESEM-EBSP测量与铜合金的宽度方向垂直的面的表面(参照图1)的金属组织时,晶粒的长轴的平均长度为6.0μm以下,短轴的平均长度为1.0μm以下。
[0033] 若晶粒的长轴的平均长度超过6.0μm,则长轴方向的晶界间隔变长,弯曲加工性变有差。因此晶粒的长轴的平均长度为6.0μm以下,优选为5.0μm以下,更优选为3.8μm以下。长轴的平均长度的下限没有特别限定。
[0034] 另外,若晶粒的短轴的平均长度超过1.0μm,则短轴方向的晶界间隔变长,弯曲加工性不充分,另外强度变低。因此晶粒的短轴的平均长度为1.0μm以下,优选为0.5μm以下,更优选为0.40μm以下,进一步优选为0.32μm以下。短轴的平均长度的下限没有特别限定。
[0035] 本发明的晶粒的尺寸在上述范围内即可,对其形状没有特别限定。优选使晶粒的长轴和短轴的平均长度在上述范围内,并且进一步将晶粒的平均长宽比(短轴/长轴)控制为优选的0.115~0.300,能够进一步提高强度-弯曲加工性的平衡。晶粒的长轴和短轴的平均长度在上述范围内,若平均长宽比低于0.115,则晶粒成为延伸的形状,长轴方向的晶界间隔相对性地变长,因此长轴方向和短轴方向各自的晶界间隔的平衡打破,得不到充分的强度-弯曲加工性的平衡。另一方面,若平均长宽比超过0.300,部分再结晶发生,得不到充分的强度-弯曲加工性的平衡。因此晶粒的平均长宽比优选为0.115以上,更优选为0.120以上,优选为0.300以下,更优选为0.250以下。
[0036] 上述晶粒的长轴的平均长度和短轴的平均长度,以及平均长宽比,通过FESEM-EBSP法测量、计算。具体来说,是使用在场发射型扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscope:FESEM)上搭载有电子背散射衍射像(EBSP:Electron Backscatter Diffraction Pattern)系统的结晶取向衍射法进行测量。在EBSP法中,对于放置在FESEM的镜筒内的试样,照射电子射线而在屏幕上投影EBSP。用高灵敏度相机对其进行拍摄,作为图像输入计算机。在计算机,对该图像进行分析,测量各晶粒的最大长度(长轴的长度)和最小长度(短轴的长度),并且分别计算拍摄视野中的全部晶粒的长轴的平均长度和短轴的平均长度。平均长宽比是根据各晶粒的[短轴的长度/长轴的长度]计算各晶粒的长宽比,计算视野中的晶粒的长宽比的平均值。
[0037] 在本发明中,通过FESEM-EBSP法测量铜合金的与宽度方向垂直的面的表面的金属组织,但测量视野(测量位置、测量尺寸)是在测量面的板厚中心附近的厚度方向10μm×轧制方向上以30μm的范围作为测量视野,使测量阶梯间隔为0.05μm而测量任意的5处,计算其平均值。
[0038] 接着,对于本发明的铜合金的成分组成进行说明。本发明的铜合金为了得到上述期望的效果,适当地控制铜合金的成分组成也很重要。
[0039] Cr:0.10~0.50%
[0040] Cr具有作为单质的金属Cr或与Si的化合物析出,从而有助于铜合金的强度提高的作用。若Cr含量低于0.10%,则确保期望的强度困难。另外若Cr含量少,则析出的Ti量减少,而Ti固溶量变多,导电性恶化。另一方面,若Cr含量超过0.50%,则粗大的结晶物大量生成,对弯曲加工性造成不利影响。因此Cr含量为0.10%以上,优选为0.2%以上,0.50%以下,优选为0.40%以下。
[0041] Ti:0.010~0.30%
[0042] Ti具有作为与Si的化合物析出,从而有助于铜合金的强度提高的作用。另外Ti使Cr、Si的固溶限度降低,具有促进其析出的效果。若Ti的含量低于0.010%,则不能形成充分量的析出物,确保期望的强度困难。另一方面,若Ti含量超过0.30%,则粗大的结晶物大量生成,对弯曲加工性造成不利影响。因此Ti含量为0.010%以上,优选为0.02%以上,0.30%以下,优选为0.15%以下。
[0043] Si:0.01~0.10%
[0044] Si具有使与Cr、Ti的所述化合物析出而有助于铜合金的强度提高的作用。若Si含量低于0.01%,则析出物的形成不充分,确保期望的强度困难。另一方面,若Si含量超过0.10%,则导电性变差,或粗大的结晶物大量生成,对强度-弯曲加工性平衡和弯曲加工性造成不利影响。因此Si含量为0.01%以上,优选为0.02%以上,0.10%以下,优选为0.08%以下。
[0045] 在本发明中,为了平衡性良好地进一步提高强度、导电性和弯曲加工性,使添加元素(Cr、Ti、Si)的含有比率在以下的范围内而进行调整。
[0046] Cr/Ti(质量比,下同):1.0~30
[0047] 铜合金中所含的Cr与Ti的质量比(Cr/Ti)的平衡影响强度和导电性。即,Cr/Ti小的一方能够获得高强度。因此,期望使Cr/Ti为30以下,优选为15以下而进行调整。另外,若Cr/Ti比1.0小,则时效处理后的铜合金中的Ti固溶量变得过多,导电性降低。另外也使弯曲加工性恶化。因此期望使Cr/Ti为1.0以上,优选为3.0以上而进行调整。
[0048] Cr/Si(质量比,下同):3.0~30
[0049] 铜合金中所含的Cr和Si的质量比(Cr/Si)的平衡影响弯曲加工性和导电性。即,若Cr/Si过大,则导电性降低。因此希望使Cr/Si为30以下,优选为20以下而进行调整。另外,若Cr/Si比3.0小,则对强度-弯曲加工性平衡造成不利影响。另外其他的元素的固溶量增加,导电性恶化。因此,期望使Cr/Si为3.0以上,优选为10以上而进行调整。
[0050] 本发明满足上述成分组成和Cr/Ti、Cr/Si,余量是铜和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质,例如可例示V、Nb、Mo、W等的元素。若不可避免的杂质的含量多,则使强度、导电性、弯曲加工性等降低,因此期望以总量计,优选为0.1%以下,更优选为0.05%以下。
[0051] 在本发明中,上述铜合金也可以再添加以下的元素。
[0052] 从Fe、Ni和Co所构成的群中选择的至少一种以上:合计0.3%以下(单独含有Fe、Ni、Co时为单独的含量,含有多个时为合计量。)
[0053] 使Fe、Ni、Co析出与Si的化合物,具有使铜合金的强度和导电性提高的作用。若含量(合计)过多,则固溶量多而使导电性恶化,因此优选为0.3%以下,更优选为0.2%以下。另一方面,若含量(合计)过少,则无法充分取得上述强度和导电性提高效果,因此优选为
0.01%以上,更优选为0.03%以上。
[0054] Zn:0.5%以下
[0055] Zn具有改善用于电气部件的接合的Sn或焊料的耐热剥离性,抑制热剥离的效果。为了有效地发挥这样的效果,优选使之含有0.005%以上,更优选为0.01%以上。但是,若过剩地含有,则熔融Sn和焊料的润湿扩散性反而劣化,另外导电性恶化,因此优选为0.5%以下。
[0056] 从Sn、Mg、Al所构成的群中选择的至少一种以上:合计0.3%以下(单独含有Sn、Mg、Al是为单独的含量,多个含有时为合计量。)
[0057] Sn、Mg、Al具有通过固溶使铜合金的强度提高的效果。为了充分地发挥这样的效果,以合计量计优选使之含有0.01%以上,更优选为0.03%以上。另一方面,若过剩地含有,则导电性恶化而得不到期望的特性,因此优选为0.3%以下。
[0058] 接着,对于上述本发明的铜合金优选的制造条件进行说明。在本发明中,具有的特征在于,为了成为将长轴和短轴控制在上述特定的平均长度范围内的晶粒,特别要分别提高热轧和冷轧的压下率(第一制法)。
[0059] 另外在本发明中,具有的特征在于,为了得到将晶粒的长轴和短轴的平均长度和平均长宽比控制在上述特定的范围内的晶粒,而要进行多次冷轧,并且在冷轧与冷轧之间实施中间退火(第二制法)。
[0060] 即,除了平均长度以外,还想进一步控制平均长宽比时,除了第一制法以外,还能够采用第二制法。
[0061] 首先,在第一制法中,熔化铸造对成分组成进行了调整的铜合金,加热所得到的铸锭(含均质化热处理)后,进行热轧,接着进行冷轧,其后,进行时效处理,由此,制造本发明的第一铜合金(最终板),其具有将长轴和短轴控制在上述特定的平均长度范围内的晶粒。
[0062] 另外在第二制法中,进行上述热轧后,继而进行多次冷轧和中间退火,由此制造本发明的第二铜合金(最终板),其具有除了晶粒的长轴和短轴的平均长度以外,还将平均长宽比也控制在上述特定的范围内的晶粒。
[0063] 在本发明中,铜合金的熔化、铸造、其后的加热处理能够遵循通常的方法进行。例如用电炉熔化调整为规定的化学成分组成的铜合金后,通过连续铸造等铸造铜合金铸锭。之后,将铸锭加热至大约800~1000℃左右。也可以根据需要进行保持一定时间(例如10~
120分钟)的均质化热处理。
[0064] 在本发明中,需要使热轧的压下率为优选的70%以上。即,若以低于70%的压下率进行热轧,则即使提高其后进行的冷轧的压下率,也难以将晶粒的长轴和短轴的平均长度控制在规定的范围。更优选的压下率为90%以上。还有,热轧的压下率的上限未特别限定,根据作为目标的板厚,和与后述冷轧率的关系决定即可。还有,上述压下率不需要由1次热轧达成,进行多次热轧时,其合计压下率为70%以上即可。
[0065] 期望热轧后急冷至室温。若热轧后的冷却速度小,则热轧后的晶粒大,其结果是,最终板的晶粒变大,弯曲加工性差。因此期望热轧后的平均冷却速度为超过空冷的速度,优选为50℃/秒以上。冷却速度的上限没有特别限定。作为急冷手段,例如可例示冷。
[0066] 在本发明中,热轧后,使时效处理前的冷轧的冷轧率为90%以上。若冷轧率高,则延伸的晶粒被切断,特别是长轴方向的晶粒直径变微细。若冷轧率低于90%,则应变不充分,晶粒的分裂不发生,长轴方向的晶粒过大,弯曲加工性劣化。优选的冷轧率为93%以上。另一方面,冷轧率的上限未特别限定,以达到期望的制品板厚的方式适宜调整即可。还有,在本发明中,为了得到上述期望的晶粒,以高压下率进行1次冷轧,另外上述冷轧前不进行回火退火。这是由于,若进行多次冷轧,或在冷轧前进行回火退火,则不能使晶粒的长轴或短轴的平均长度处于上述规定的范围内。
[0067] 如果只是为了控制平均长度,则冷轧1次就足够,也可以进行多次。另外为了还控制平均长宽比,热轧后实施多次(2次以上)冷轧,以及在冷轧与冷轧之间实施中间退火。通过多次(2次以上)进行冷轧,晶粒得到微细化,但为了使晶粒的平均长宽比在规定的范围内,需要在冷轧与冷轧之间进行中间退火。重复冷轧和中间退火,能够使晶粒微细化,将短轴和长轴控制在规定的范围,并且利用中间退火中的恢复现象能够将晶粒控制为规定的长宽比。
[0068] 为了控制平均长宽比而进行多次冷轧时,冷轧的合计冷轧率为95%以上。通过冷轧,晶粒被切断,特别是长轴方向的晶粒直径得到微细化。若合计冷轧率低于95%,则由冷轧导入的应变不充分,晶粒得不到充分地微细化,长轴方向的晶粒过大,长轴方向的晶界间隔相对地长,即使实施后述的中间退火,晶粒的长轴方向和短轴方向各自的晶界间隔的平衡仍变差。其结果是,得不到充分的弯曲加工性。优选的合计冷轧率为97%以上。另一方面,轧制率的上限未特别限定,以达到期望的制品板厚的方式适宜调整即可。
[0069] 还有,在本发明的第二制法中进行多次冷轧,但每1回的冷轧率未特别限定,进行多次冷轧,其合计冷轧率为95%以上即可。另外冷轧的次数也未特别限定,根据冷轧设备等的制造条件进行多次冷轧,以合计冷轧率达到95%以上的方式进行即可。
[0070] 在本发明的第二制法中,在冷轧和冷轧之间进行中间退火,而若在由上述冷轧使晶粒微细化之后实施中间退火,则利用退火中的恢复现象,能够控制晶粒的长宽比。若退火温度过低,则不会引起原子的扩散,因此不能将长宽比控制在规定的范围。另一方面,若退火温度过高,则部分性地发生再结晶,强度显著降低,难以将晶粒的尺寸和形状控制在规定的范围,强度-弯曲加工性平衡差。因此优选的退火温度为300℃以上,更优选为350℃以上,优选为600℃以下,更优选为550℃以下。退火时间没有特别限定,例如为30分钟~10小时左右。另外退火后通过水冷或放冷加以冷却之后进行冷轧即可。
[0071] 在本发明的第一制法中,在上述冷轧后进行时效处理,另外在本发明的第二制法中,在上述最终冷轧后进行时效处理。通过适当地进行时效处理,能够确保上述规定的微细的晶粒,使铜合金的强度、导电性和弯曲加工性提高。
[0072] 时效处理以350℃~650℃的温度进行30分钟~10小时左右。优选时效后通过水冷或放冷进行冷却。
[0073] 本申请基于2012年2月24日申请的日本专利申请第2012-039365号,和2012年3月27日申请的日本专利申请第2012-071741号主张优先权的利益。日本专利申请第2012-
039365号和日本专利申请第2012-071741号的说明书的全部内容,在本申请中用于参考并援引。
[0074] 以下,列举实施例更具体地说明本发明,但本发明当然不受下述实施例限制,当然也可以在能够符合前述、后述的宗旨的范围内加以适当变更来实施,这些均包含在本发明的技术的范围内。
[0075] (实施例1:第一合金)
[0076] 在炭粒电阻炉中,在大气中、木炭被覆下熔化铜合金,在制书型铸模中进行铸造,得到具有表1所述的化学组成(余量是铜和不可避免的杂质)的100mmt(t=厚度)或40mmt(No.18、29)的铸锭。对该铸锭的表面进行端面车削后,进行加热,到达950℃后保持1小时,之后,以表2所述(参照“热轧的压下率”)的规定的压下率进行热轧,成为15mmt(No.29)或10mmt的板,从700℃以上的温度进行水冷(平均冷却速度:100℃/s)。还有,在No.29中,将冷却方法变更成空冷(平均冷却速度:0.5℃/s)进行。
[0077] 其后,在一部分的试样中,为了变更热轧后的冷轧率,在进行冷轧前,通过端面车削,切削成7mmt(No.22)或4mmt(No.27,28)的板。另外No.29从热轧后的15mmt经过端面车削而成为10mmt。
[0078] 进行冷轧(表中,参照“冷轧的压下率”),最终得到冷轧后的厚度为0.64mm的铜合金板。其后,用间歇式(バツチ)退火炉,以450℃进行2小时的时效处理。
[0079] 从所得到的铜合金板(最终板)上切下试样,按下述要领进行晶粒的测量,和抗拉强度、0.2%屈服强度、导电性、弯曲加工性的评价。这此结果显示在表2中。
[0080] (晶粒的尺寸)
[0081] 按以下的要领求得与宽度方向垂直的面的表面的晶粒的长轴和短轴的平均长度。为了观察试样的与宽度方向垂直的面的组织,用树脂掩埋试样,对于与试样宽度方向垂直的面进行机械研磨后,再进行抛光,接着进行电解研磨,制备试样。其后,使用场发射型扫描电子显微镜(日本电子社制FESEM:JEOL JSM 5410),进行基于EBSP的晶粒的测量。测量位置是针对距试样的最表面沿板厚方向10μm(任意的5处)进行,求其平均。另外测量区域为板厚方向上10μm×与轧制方向平行的方向上30μm(测量尺寸)。
[0082] EBSP测量、分析系统,使用EBSP:TSL社制(OIM)。在EBSP法中,是对于放置在FESEM的镜筒内的上述各试样,照射电子射线,在屏幕上投影EBSP,用高灵敏度相机对其进行拍摄,作为图像输入计算机。在计算机中,对该图像进行分析,测量晶粒的最大长度(长轴)和最小长度(短轴),计算拍摄视野中的全部晶粒的各自的平均长度。表中记述平均长度。
[0083] (抗拉强度、屈服强度)
[0084] 制作与轧制方向平行切下的的试验片(尺寸:JIS5号),利用5882型インストロン社制万能试验机,以室温、试验速度10.0mm/min、GL=50mm的条件,测量抗拉强度、0.2%屈服强度。在本发明中,抗拉强度470MPa以上,并且0.2%屈服强度450MPa以上评价为高强度。
[0085] (导电性)
[0086] 导电性,是通过铣削,加工宽度10mm×长度300mm的狭条状的试验片,利用双臂电桥式电阻测量装置测量电阻,通过平均截面积法进行计算。在本发明中,导电性70%(IACS)以上评价为良好。
[0087] (弯曲加工性)
[0088] 铜合金板试样的弯曲试验,遵循日本伸铜协会技术标准进行。使用将板材切割成宽度10mm×长度30mm的试样进行W形弯曲试验。以使最小弯曲半径R和铜合金板的板厚t的比R/t为1.0的方式实施弯曲加工。一边进行W形弯曲加工,一边以10倍的光学显微镜观察弯曲部有无裂纹。裂纹的评价依据日本伸铜协会技术标准(JBMA-T307:2007年)评价。具体来说,伸铜协会技术标准中评价有5级,但在本发明中,为了详细地评价弯曲加工性,按A(10以下)、A~B(超过10且为15以下)、B(超过15且为20以下)、B~C(超过20且为25以下)、C(超过25且为30以下)、C~D(超过30且为35以下)、D(超过35且为40以下)、D~E(超过40且为45以下)、E(超过45)这9级评价“皱褶”“裂纹”的最大宽度(μm),在本发明中,比D评价优异的(即,C~D评价以上)评价为弯曲加工性优异(○)。结果记述在表2中。
[0089] 【表1】
[0090] [表1]
[0091]
[0092] 【表2】
[0093] [表2]
[0094]
[0095] No.1~19是满足本发明的上述规定的化学组成和制造条件的例子,均能够得到充分的强度(抗拉强度、0.2%屈服强度)、导电率和弯曲加工性。
[0096] No.20~28是不满足本发明所规定的成分组成,得不到期望的特性的例子。
[0097] No.20是Cr含量比本发明的规定多的例子。在No.20中,因为Cr含量多,所以晶粒的长轴粗大化,得不到充分的弯曲加工性。
[0098] No.21是Cr含量比本发明的规定少的例子。在No.21中,因为Cr含量少,所以未析出而固溶的Ti量多,导电性恶化,并且虽然因为强度低,所以弯曲加工性良好,但不具有规定的强度,强度-弯曲加工性平衡差。
[0099] No.22是Ti含量比本发明的规定多,另外Cr/Ti比低于本发明的规定的例子。在No.22中,晶粒的长轴粗大化,并且Ti固溶量也多,强度、弯曲加工性和导电性差。
[0100] No.23是Ti含量比本发明的规定少,另外Cr/Ti比高于本发明的规定的例子。在No.23中,因为强度低,所以虽然弯曲加工性良好,但不具有规定的强度,强度-弯曲加工性平衡差。
[0101] No.24是Si含量比本发明的规定多,另外Cr/Si比低于本发明的规定的例子。在No.24中,因为导电性差,另外强度低,所以虽然弯曲加工性良好,但不具有规定的强度,强度-弯曲加工性平衡差。
[0102] No.25是Cr/Ti比低于本发明的规定的例子。在No.25中,不能确保充分的强度,另外导电性、弯曲加工性也差。
[0103] No.26是Si含量比本发明的规定多,另外Cr/Si比低于本发明的规定的例子。No.26因为强度低,所以虽然弯曲加工性良好,但不具有但不具有规定的强度,强度-弯曲加工性平衡差。另外,因为不满足规定的条件,所以导电性差。
[0104] No.27是Fe含量比本发明的规定多的例子。No.27因为强度低,所以虽然弯曲加工性良好,但不具有规定的强度,强度-弯曲加工性平衡差。另外导电性也差。
[0105] No.28是Sn含量比本发明的规定多的例子。在No.28中,导电性差,另外弯曲加工性也差。
[0106] No.29~31其成分组成满足本发明所规定的条件,但不满足本发明所规定的制造条件,不能将晶粒的长轴的平均长度控制在规定的范围,因此是得不到期望的特性的例子。
[0107] No.29是使热轧后的冷却为空冷,并且冷轧的压下率低的例子。在No.29中,因为冷却速度和压下率不满足本发明的规定,所以晶粒的长轴粗大化,不能确保充分的弯曲加工性。
[0108] No.30是冷轧的压下率低的例子。在No.30中,因为压下率低,所以不能使晶粒微细化,长轴方向的晶粒粗大化,弯曲加工性差。
[0109] No.31是热轧的压下率低的例子。因为压下率低,所以不能将晶粒(长轴)调整到规定的尺寸,弯曲加工性差。
[0110] (实施例2:第二合金)
[0111] 在炭粒电阻炉中,在大气中、木炭被覆下熔化铜合金,在铸铁制书型铸模中进行铸造,得到具有表1所述的化学组成(余量是铜和不可避免的杂质)的厚度(=t)200mmt(No.A1~A23、A27~A33,A36)或100mmt(No.A24~A26、A34、A35、A37)的铸锭。
[0112] 其后,为了在一部分的试样中变更热轧率,通过对该铸锭的表面进行端面车削,使之成为80mmt(No.A24)或50mmt(No.A25、A26、A34、A35、A37)后,进行加热到达950℃后,保持1小时,然后,以表3所述(参照“热轧的压下率”)的规定的压下率进行热轧而成为20mmt的板(No.A1~A24、A27~A34、A36、A37)或5mmt的板(No.A25、A26、A35),轧制结束后,从750℃以上的温度水冷(平均冷却速度:100℃/s)至室温。之后,除去化皮后,一部分的试样进行端面车削(No.A26为3.3mmt,No.A35为2mmt,No.A37为2.9mmt),之后进行冷轧。在冷轧与冷轧之间,以规定的温度进行2小时中间退火后(表3中,参照“中间退火温度”),水冷(平均冷却速度:100℃/秒)至室温之后,实施下一次的冷轧。还有,冷轧进行多次直至达到规定的压下率(表3中,参照“冷轧的压下率”),并且在冷轧之间必须进行中间退火(中间退火条件相同)。最终得到冷轧后的厚度为0.20mm的铜合金板。其后,用间歇式退火炉,以450℃进行2小时的时效处理。
[0113] 还有,No.A26是冷轧为1次(压下率94%),也没有进行中间退火的例子。另外No.A37是模拟专利文献4的例子,在No.A37中,通过第一次冷轧使板厚成为1.27mm后,实施中间退火,以第二次冷轧达成板厚0.20mm。
[0114] 从所得到的铜合金板(最终板)上切下试样(试验片),按下述要领进行晶粒的测量、和抗拉强度、0.2%屈服强度、导电性、弯曲加工性的评价。这些结果显示于表4中。
[0115] (晶粒的尺寸,长宽比)
[0116] 与以上述实施例1相同的方法,求得晶粒的尺寸(平均长度)。
[0117] 另外,长宽比是由晶粒的长轴和短轴计算各晶粒的长宽比(短轴/长轴),求其平均,作为平均长宽比(表4中为“平均长宽比”)。
[0118] (抗拉强度·屈服强度)
[0119] 以与上述实施例1相同的方法,测量抗拉强度、0.2%屈服强度,同样进行评价。
[0120] (导电性)
[0121] 导电性是以与上述实施例1相同的方法进行测量、算出。在本发明中,导电性70%(IACS)以上评价为良好。
[0122] (弯曲加工性)
[0123] 使弯曲半径R与铜合金板的板厚t的比(R/t)为0.5而实施弯曲加工,除此以外,均以与上述实施例1相同的方法进行评价。以与实施例1相同的9级进行评价,在本实施例中,比D评价优异的(即,C~D评价以上)评价为弯曲加工性优异。结果记述在表4中。还有,在实施例2中,以比实施例1更严酷的条件评价弯曲加工性。
[0124] 【表3】
[0125] [表3]
[0126]
[0127] 【表4】
[0128] [表4]
[0129]
[0130] No.A1~A25是满足本发明的上述规定的化学组成和制造条件的例子,均具有充分的导电率,并且强度(抗拉强度、0.2%屈服强度)与弯曲加工性的平衡也优异。
[0131] No.A27~A33是不满足本发明所规定的成分组成,得不到期望的特性的例子。
[0132] No.A27是Cr含量比本发明的规定多,另外Cr/Si比高于本发明的规定的例子。在No.A27中,因为Cr含量多,所以粗大的结晶物会生成,得不到充分的弯曲加工性。因为Cr/Si比不满足规定的条件,所以导电性差。
[0133] No.A28是Cr含量比本发明的规定少,另外Cr/Ti比低于本发明的规定的例子。在No.A28中,因为Cr含量少,所以没有析出而固溶的Ti量多,导电性恶化,并且因为强度低,所以虽然弯曲加工性良好,但不具有规定的强度,强度-弯曲加工性平衡差。
[0134] No.A29是Ti含量比本发明的规定少,另外Cr/Ti比高于本发明的规定的例子。在No.A29中,因为强度低,所以虽然弯曲加工性良好,但不具有规定的强度,强度-弯曲加工性平衡差。
[0135] No.A30是Ti含量比本发明的规定多,另外Cr/Ti比低于本发明的规定的例子。在No.30中,Ti固溶量也多,强度-弯曲加工性的平衡和导电性差。
[0136] No.A31是Si含量比本发明的规定多,另外Cr/Si比低于本发明的规定的例子。在No.A31中,导电性差,另外不具有规定的弯曲加工性,强度-弯曲加工性平衡差。
[0137] No.A32是Fe含量高于本发明的规定的例子。在No.A32中,Fe固溶量过多,导电性差。
[0138] No.A33是Sn含量比本发明的规定多的例子。在No.A33中导电性差。
[0139] No.A26、A34~A37是不满足本发明所规定的制造条件,得不到期望的晶粒的例子。
[0140] No.A26是以低轧制率进行1次冷轧,没有进行中间退火的例子。在No.A26中,因为冷轧率低,另外也未进行中间退火,所以不能使晶粒的长宽比成为规定的范围,晶粒的长轴和短轴的平衡差,不能确保充分的弯曲加工性。
[0141] No.A34是热轧的压下率低的例子。因为压下率低,所以不能将晶粒的长轴和短轴调整到规定的尺寸,弯曲加工性差。
[0142] No.A35是冷轧的合计压下率低的例子。在No.A35中,因为压下率低,所以不能使晶粒的长宽比成为规定的范围,晶粒的长轴和短轴的平衡差,不能确保充分的弯曲加工性。
[0143] No.A36是中间退火温度高的例子。在No.A36中,因为再结晶发生,强度显著降低,所以虽然能够得到充分的弯曲加工性,但强度-弯曲加工性的平衡差。
[0144] No.A37是热轧的压下率和冷轧的合计压下率低的例子。在No.A37中,因为压下率低,所以晶粒的长轴和短轴粗大化,并且不能将长宽比调整到规定的范围,不能确保充分的弯曲加工性。
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