銅合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于，提供一種強(qiáng)度、導(dǎo)電性和彎曲加工性都優(yōu)異的銅合金板，本發(fā)明的銅合金為如下的銅合金，其含有Cr：0.10～0.50％、Ti：0.010～0.30％、Si：0.01～0.10％，其含有方式為，所述Cr與所述Ti的質(zhì)量比：1.0≤(Cr/Ti)≤30，所述Cr與所述Si的質(zhì)量比：3.0≤(Cr/Si)≤30，余量由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其中，具有以下要旨：通過FESEM-EBSP法測(cè)量與所述銅合金的寬度方向垂直的面的表面的金屬組織時(shí)，晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度為6.0μm以下，短軸的平均長(zhǎng)度為1.0μm以下。
【專利說明】銅合金

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性，此外彎曲加工性也優(yōu)異的銅合金，詳細(xì)地說，是涉 及用于構(gòu)成電氣、電子部件的連接器、引線框架、繼電器、開關(guān)、配線、端子等的適合作為各 種電氣、電子部件用材料的銅合金。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，伴隨電子設(shè)備的小型化和輕量化的要求，電氣、電子部件的電氣系統(tǒng)的復(fù) 雜化，高集成化推進(jìn)，對(duì)于各種電氣、電子部件用材料，要求有薄壁化和能夠耐受進(jìn)行復(fù)雜 形狀的加工的特性。
[0003] 例如，構(gòu)成電氣、電子部件的連接器、引線框架、繼電器、開關(guān)等所使用的電氣、電 子部件用材料，由于小型、薄壁化而導(dǎo)致受到同等載荷的材料的截面積變小，對(duì)于通電量來 說，材料的截面積也變小。因此，為了抑制通電造成的焦耳熱的發(fā)生而要求有良好的導(dǎo)電 性，并且，還要求有能夠耐受電氣、電子設(shè)備在組裝時(shí)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被施加的應(yīng)力的高強(qiáng)度、以 及極使對(duì)電氣、電子部件進(jìn)行彎曲加工，也不會(huì)發(fā)生斷裂等的彎曲加工性。
[0004] 作為電氣、電子部件用材料，通用的是Cu-Fe-P合金，但是，若為了追求高強(qiáng)度化 而添加 Sn等的合金成分，則導(dǎo)電性降低，難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和導(dǎo)電性的平衡（強(qiáng)度-導(dǎo)電性平 衡）。
[0005] 另外作為高強(qiáng)度材料，提出有析出硬化型的合金（Cu-Ni-Si合金），但若為了提高 導(dǎo)電性而減少Ni和Si的含量，則抗拉強(qiáng)度降低，難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度-導(dǎo)電性平衡。
[0006] 作為強(qiáng)度-導(dǎo)電性平衡比現(xiàn)有的Cu-Fe-P合金和Cu-Ni-Si合金優(yōu)異的材料，提出 有Cu-Cr系合金（專利文獻(xiàn)1)。
[0007] 另外，作為強(qiáng)度-導(dǎo)電性平衡和加工性優(yōu)異的銅合金，提出有Cu-Cr-Sn系合金 (專利文獻(xiàn)2)。
[0008] 此外，作為強(qiáng)度和導(dǎo)電性優(yōu)異的銅合金，提出有Cu-Cr-Ti-Zr合金（專利文獻(xiàn)3)。
[0009] 另外，作為具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性，并使彎曲加工性提高了的銅合金，提出有 Cu-Cr-Ti-Si合金（專利文獻(xiàn)4)。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2005-29857號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平6-081090號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利第3731600號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)4 :日本專利第2515127號(hào)公報(bào)
[0016] 在上述Cu-Cr系合金中，熱軋時(shí)會(huì)生成粗大的結(jié)晶物，高強(qiáng)度化和高導(dǎo)電性化的 任意一項(xiàng)均存在局限。
[0017] 另外在上述Cu-Cr-Sn系合金中，需要進(jìn)行高溫下的固溶化處理，有制造工序變得 復(fù)雜等制造方面的問題。
[0018] 此外在Cu-Cr-Ti-Zr合金中，雖然能夠提高強(qiáng)度和導(dǎo)電性，但是彎曲加工性不充 分。
[0019] 另外在Cu-Cr-Ti-Si合金中，雖然能夠提高彎曲加工性，但若是像后述這樣施加 比以往條件嚴(yán)酷的彎曲加工，則有發(fā)生裂紋等的問題。
[0020] 伴隨近年的電氣、電子設(shè)備的輕量、小型化等，會(huì)對(duì)電氣、電子部件用材料進(jìn)行前 所未有的復(fù)雜加工，如對(duì)更加薄壁化的材料進(jìn)行彎曲加工，或?qū)⑴渚€開槽（切口加工）至微 細(xì)寬度后再實(shí)施彎曲加工等，因此不僅要求強(qiáng)度提高，而且對(duì)于彎曲加工性的要求也進(jìn)一 步提高。因此，不僅要求導(dǎo)電性、強(qiáng)度、彎曲加工性各特性良好，而且還要求即使在規(guī)定以上 的高強(qiáng)度下，導(dǎo)電性和彎曲加工性仍分別提高，即，不僅要求強(qiáng)度-導(dǎo)電性平衡，而且還特 別要求是強(qiáng)度-彎曲加工性平衡也優(yōu)異的材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明著眼于上述這樣的情況而完成，其目的在于，提供一種強(qiáng)度（指抗拉強(qiáng)度 和0. 2%屈服強(qiáng)度，下同）、導(dǎo)電性和彎曲加工性的平衡優(yōu)異的銅合金。
[0022] 能夠解決上述課題的本發(fā)明的銅合金，含有Cr :0. 10?0. 50% (質(zhì)量％的意思， 下同）、Ti :0.010?0.30%、Si :0.01?0. 10%，其含有方式為，所述Cr和所述Ti的質(zhì)量 比：1.0< (Cr/Ti) <30,所述Cr和所述Si的質(zhì)量比：3. 0< (Cr/Si) <30,余量由銅和不 可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其中，具有如下要旨：通過FESEM-EBSP法測(cè)量與所述銅合金的寬度方 向垂直的面的表面的金屬組織時(shí)，晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度為6. Ομπι以下，短軸的平均長(zhǎng)度 為1. 0 μ m以下。
[0023] 另外在本發(fā)明中，優(yōu)選所述銅合金的晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度為5. Ομπι以下，短軸 的平均長(zhǎng)度為〇. 40 μ m以下，并且晶粒的平均長(zhǎng)寬比（短軸/長(zhǎng)軸）滿足0. 115?0. 300。
[0024] 在本發(fā)明中，如下方式也是優(yōu)選的實(shí)施方式：作為其他的元素，還含有從Fe、Ni和 Co所構(gòu)成的群中選擇的至少一種以上：合計(jì)0.3%以下；含有Zn :0.5%以下；含有從Sn、 Mg、A1所構(gòu)成的群中選擇的至少一種以上：合計(jì)0. 3%以下。
[0025] 本發(fā)明的銅合金，具有抗拉強(qiáng)度470MPa以上、0. 2%屈服強(qiáng)度450MPa以上的高強(qiáng) 度，導(dǎo)電率70 % IACS以上的高導(dǎo)電性，并且進(jìn)行W形彎曲加工時(shí)，R (彎曲半徑）/t (板厚） =0. 5或1. 0時(shí)，在依據(jù)日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JBMA-T307 :2007年所述的"皺褶"、"裂紋" 的最大寬度（ym)的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的后述實(shí)施例所示的9級(jí)評(píng)價(jià)中，具有比D評(píng)價(jià)更優(yōu)異的彎 曲加工性。因此本發(fā)明的銅合金，強(qiáng)度與導(dǎo)電性的平衡良好，另外既具有高強(qiáng)度，在嚴(yán)苛的 彎曲加工條件下也不會(huì)發(fā)生裂紋。本發(fā)明的銅合金，適合作為電氣、電子部件用材料，特別 是適合作為具有0. 1?1. 〇_左右的厚度（t)的電氣、電子部件用材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是通過FESEM-EBSP法測(cè)量本發(fā)明的銅合金的金屬組織的位置（與銅合金的 寬度方向垂直的面的表面）的概略說明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 本
【發(fā)明者】們就維持強(qiáng)度和導(dǎo)電性的平衡優(yōu)異并且優(yōu)選維持高強(qiáng)度，同時(shí)在W形 彎曲加工這樣嚴(yán)苛的加工條件下也不會(huì)發(fā)生裂紋的、用于提高彎曲加工性（優(yōu)選提高強(qiáng) 度-彎曲加工性的平衡）的條件反復(fù)研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在Cr-Ti-Si系銅合金中，通過控 制成分組成，并且使其至少一部分析出，再進(jìn)一步控制析出的晶粒的尺寸，優(yōu)選還控制晶粒 的形狀，由此能夠維持強(qiáng)度-導(dǎo)電性平衡，同時(shí)提高彎曲加工性（優(yōu)選提高強(qiáng)度-彎曲加工 性的平衡），從而達(dá)成了本發(fā)明。
[0028] 本發(fā)明的銅合金，因?yàn)楸晃⒓?xì)化的晶粒具有最大的特征，所以，首先對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行 詳述。
[0029] -般在銅合金中，已知平均晶粒直徑越小，彎曲加工性越提高。但是，這是關(guān)于只 考慮彎曲加工性，對(duì)于銅合金以高溫進(jìn)行熱處理，發(fā)生了再結(jié)晶的晶粒的認(rèn)知。另一方面， 本
【發(fā)明者】們從銅合金的制造條件出發(fā)進(jìn)行研究，對(duì)于維持強(qiáng)度-導(dǎo)電性平衡同時(shí)可以提高 彎曲加工性（優(yōu)選為提高強(qiáng)度-彎曲加工性的平衡）的銅合金反復(fù)進(jìn)行研究。其結(jié)果是得 到如下結(jié)論：在銅合金的制造時(shí)，如果降低退火溫度，抑制再結(jié)晶，則這樣的沒有充分再結(jié) 晶的銅合金對(duì)達(dá)成上述課題有效。但是，銅合金的組織（晶粒）過小，用光學(xué)顯微鏡等恰當(dāng) 地評(píng)價(jià)，晶粒與銅合金特性的關(guān)系有困難，因此，需要對(duì)于具體的晶粒的形狀和尺寸與加工 性等的銅合金特性的關(guān)系進(jìn)一步研究。
[0030] 因此，本
【發(fā)明者】們使用FESEM-EBSP對(duì)于銅合金的晶粒詳細(xì)地研究，其結(jié)果可知， 如果適當(dāng)?shù)乜刂凭Я５拈L(zhǎng)軸（最大長(zhǎng)度）和短軸（最小長(zhǎng)度）各自的平均長(zhǎng)度，則能夠平衡 性良好地維持強(qiáng)度、導(dǎo)電性和彎曲加工性，另外優(yōu)選如果不只控制晶粒的長(zhǎng)軸和短軸各自 的平均長(zhǎng)度，還適當(dāng)?shù)乜刂凭Я５拈L(zhǎng)寬比，則晶界的間隔得到最佳化，晶界滑移容易發(fā)生， 因此能夠進(jìn)一步提高彎曲加工時(shí)的強(qiáng)度-彎曲加工性的平衡。
[0031] 如此不僅控制晶粒的長(zhǎng)軸和短軸，而且優(yōu)選連晶粒的長(zhǎng)寬比也控制，由此即使在 比以往更嚴(yán)酷的彎曲加工條件下，也能夠平衡性良好地維持強(qiáng)度、導(dǎo)電性和彎曲加工性。
[0032] 本發(fā)明的銅合金的晶粒的長(zhǎng)軸和短軸，由FESEM-EBSP測(cè)量與銅合金的寬度方向 垂直的面的表面（參照?qǐng)D1)的金屬組織時(shí)，晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度為6. 0 μ m以下，短軸的 平均長(zhǎng)度為l.Oym以下。
[0033] 若晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度超過6. 0 μ m，則長(zhǎng)軸方向的晶界間隔變長(zhǎng)，彎曲加工性 變有差。因此晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度為6. 0 μ m以下，優(yōu)選為5. 0 μ m以下，更優(yōu)選為3. 8 μ m 以下。長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度的下限沒有特別限定。
[0034] 另外，若晶粒的短軸的平均長(zhǎng)度超過1. Ομπ?，則短軸方向的晶界間隔變長(zhǎng)，彎曲加 工性不充分，另外強(qiáng)度變低。因此晶粒的短軸的平均長(zhǎng)度為1. 〇 μ m以下，優(yōu)選為0. 5 μ m以 下，更優(yōu)選為〇. 40 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 32 μ m以下。短軸的平均長(zhǎng)度的下限沒有特別 限定。
[0035] 本發(fā)明的晶粒的尺寸在上述范圍內(nèi)即可，對(duì)其形狀沒有特別限定。優(yōu)選使晶粒的 長(zhǎng)軸和短軸的平均長(zhǎng)度在上述范圍內(nèi)，并且進(jìn)一步將晶粒的平均長(zhǎng)寬比（短軸/長(zhǎng)軸）控 制為優(yōu)選的〇. 115?0. 300,能夠進(jìn)一步提高強(qiáng)度-彎曲加工性的平衡。晶粒的長(zhǎng)軸和短軸 的平均長(zhǎng)度在上述范圍內(nèi)，若平均長(zhǎng)寬比低于〇. 115,則晶粒成為延伸的形狀，長(zhǎng)軸方向的 晶界間隔相對(duì)性地變長(zhǎng)，因此長(zhǎng)軸方向和短軸方向各自的晶界間隔的平衡打破，得不到充 分的強(qiáng)度-彎曲加工性的平衡。另一方面，若平均長(zhǎng)寬比超過〇. 300,部分再結(jié)晶發(fā)生，得不 到充分的強(qiáng)度-彎曲加工性的平衡。因此晶粒的平均長(zhǎng)寬比優(yōu)選為〇. 115以上，更優(yōu)選為 0. 120以上，優(yōu)選為0. 300以下，更優(yōu)選為0. 250以下。
[0036] 上述晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度和短軸的平均長(zhǎng)度，以及平均長(zhǎng)寬比，通過 FESEM-EBSP法測(cè)量、計(jì)算。具體來說，是使用在場(chǎng)發(fā)射型掃描電子顯微鏡（Field Emission Scanning Electron Microscope :FESEM)上搭載有電子背散射衍射像（EBSP:Electron Backscatter Diffraction Pattern)系統(tǒng)的結(jié)晶取向衍射法進(jìn)行測(cè)量。在EBSP法中，對(duì) 于放置在FESEM的鏡筒內(nèi)的試樣，照射電子射線而在屏幕上投影EBSP。用高靈敏度相機(jī)對(duì) 其進(jìn)行拍攝，作為圖像輸入計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)，對(duì)該圖像進(jìn)行分析，測(cè)量各晶粒的最大長(zhǎng)度 (長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度）和最小長(zhǎng)度（短軸的長(zhǎng)度），并且分別計(jì)算拍攝視野中的全部晶粒的長(zhǎng)軸的 平均長(zhǎng)度和短軸的平均長(zhǎng)度。平均長(zhǎng)寬比是根據(jù)各晶粒的[短軸的長(zhǎng)度/長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度]計(jì) 算各晶粒的長(zhǎng)寬比，計(jì)算視野中的晶粒的長(zhǎng)寬比的平均值。
[0037] 在本發(fā)明中，通過FESEM-EBSP法測(cè)量銅合金的與寬度方向垂直的面的表面的 金屬組織，但測(cè)量視野（測(cè)量位置、測(cè)量尺寸）是在測(cè)量面的板厚中心附近的厚度方向 10 μ mX軋制方向上以30 μ m的范圍作為測(cè)量視野，使測(cè)量階梯間隔為0. 05 μ m而測(cè)量任意 的5處，計(jì)算其平均值。
[0038] 接著，對(duì)于本發(fā)明的銅合金的成分組成進(jìn)行說明。本發(fā)明的銅合金為了得到上述 期望的效果，適當(dāng)?shù)乜刂沏~合金的成分組成也很重要。
[0039] Cr :0· 10 ?0· 50%
[0040] Cr具有作為單質(zhì)的金屬Cr或與Si的化合物析出，從而有助于銅合金的強(qiáng)度提高 的作用。若Cr含量低于0.10%，則確保期望的強(qiáng)度困難。另外若Cr含量少，則析出的Ti 量減少，而Ti固溶量變多，導(dǎo)電性惡化。另一方面，若Cr含量超過0.50%，則粗大的結(jié)晶 物大量生成，對(duì)彎曲加工性造成不利影響。因此Cr含量為0. 10%以上，優(yōu)選為0.2%以上， 0. 50%以下，優(yōu)選為0. 40%以下。
[0041] Ti :0· 010 ?0· 30%
[0042] Ti具有作為與Si的化合物析出，從而有助于銅合金的強(qiáng)度提高的作用。另外Ti 使Cr、Si的固溶限度降低，具有促進(jìn)其析出的效果。若Ti的含量低于0. 010%，則不能形 成充分量的析出物，確保期望的強(qiáng)度困難。另一方面，若Ti含量超過0. 30%，則粗大的結(jié)晶 物大量生成，對(duì)彎曲加工性造成不利影響。因此Ti含量為0.010%以上，優(yōu)選為0.02%以 上，0. 30%以下，優(yōu)選為0. 15%以下。
[0043] Si :0· 01 ?0· 10%
[0044] Si具有使與Cr、Ti的所述化合物析出而有助于銅合金的強(qiáng)度提高的作用。若Si 含量低于〇. 01 %，則析出物的形成不充分，確保期望的強(qiáng)度困難。另一方面，若Si含量超過 0. 10%，則導(dǎo)電性變差，或粗大的結(jié)晶物大量生成，對(duì)強(qiáng)度-彎曲加工性平衡和彎曲加工性 造成不利影響。因此Si含量為0. 01 %以上，優(yōu)選為0. 02%以上，0. 10%以下，優(yōu)選為0. 08% 以下。
[0045] 在本發(fā)明中，為了平衡性良好地進(jìn)一步提高強(qiáng)度、導(dǎo)電性和彎曲加工性，使添加元 素（Cr、Ti、Si)的含有比率在以下的范圍內(nèi)而進(jìn)行調(diào)整。
[0046] Cr/Ti (質(zhì)量比，下同）：1· 0 ?30
[0047] 銅合金中所含的Cr與Ti的質(zhì)量比（Cr/Ti)的平衡影響強(qiáng)度和導(dǎo)電性。S卩，Cr/Ti 小的一方能夠獲得高強(qiáng)度。因此，期望使Cr/Ti為30以下，優(yōu)選為15以下而進(jìn)行調(diào)整。另 夕卜，若Cr/Ti比1. 0小，則時(shí)效處理后的銅合金中的Ti固溶量變得過多，導(dǎo)電性降低。另外 也使彎曲加工性惡化。因此期望使Cr/Ti為1. 0以上，優(yōu)選為3. 0以上而進(jìn)行調(diào)整。
[0048] Cr/Si (質(zhì)量比，下同）：3· 0 ?30
[0049] 銅合金中所含的Cr和Si的質(zhì)量比（Cr/Si)的平衡影響彎曲加工性和導(dǎo)電性。即， 若Cr/Si過大，則導(dǎo)電性降低。因此希望使Cr/Si為30以下，優(yōu)選為20以下而進(jìn)行調(diào)整。 另外，若Cr/Si比3. 0小，則對(duì)強(qiáng)度-彎曲加工性平衡造成不利影響。另外其他的元素的固 溶量增加，導(dǎo)電性惡化。因此，期望使Cr/Si為3. 0以上，優(yōu)選為10以上而進(jìn)行調(diào)整。
[0050] 本發(fā)明滿足上述成分組成和Cr/Ti、Cr/Si,余量是銅和不可避免的雜質(zhì)。作為不 可避免的雜質(zhì)，例如可例示V、Nb、Mo、W等的元素。若不可避免的雜質(zhì)的含量多，則使強(qiáng)度、 導(dǎo)電性、彎曲加工性等降低，因此期望以總量計(jì)，優(yōu)選為0. 1%以下，更優(yōu)選為0.05%以下。
[0051] 在本發(fā)明中，上述銅合金也可以再添加以下的元素。
[0052] 從Fe、Ni和Co所構(gòu)成的群中選擇的至少一種以上：合計(jì)0. 3%以下（單獨(dú)含有 Fe、Ni、Co時(shí)為單獨(dú)的含量，含有多個(gè)時(shí)為合計(jì)量。）
[0053] 使Fe、Ni、Co析出與Si的化合物，具有使銅合金的強(qiáng)度和導(dǎo)電性提高的作用。若 含量（合計(jì)）過多，則固溶量多而使導(dǎo)電性惡化，因此優(yōu)選為〇. 3%以下，更優(yōu)選為0. 2%以 下。另一方面，若含量（合計(jì)）過少，則無法充分取得上述強(qiáng)度和導(dǎo)電性提高效果，因此優(yōu) 選為0. 01%以上，更優(yōu)選為0. 03%以上。
[0054] Zn :0.5 % 以下
[0055] Zn具有改善用于電氣部件的接合的鍍Sn或焊料的耐熱剝離性，抑制熱剝離的效 果。為了有效地發(fā)揮這樣的效果，優(yōu)選使之含有0.005%以上，更優(yōu)選為0.01 %以上。但 是，若過剩地含有，則熔融Sn和焊料的潤(rùn)濕擴(kuò)散性反而劣化，另外導(dǎo)電性惡化，因此優(yōu)選為 0. 5%以下。
[0056] 從Sn、Mg、Al所構(gòu)成的群中選擇的至少一種以上：合計(jì)0. 3%以下（單獨(dú)含有Sn、 Mg、Al是為單獨(dú)的含量，多個(gè)含有時(shí)為合計(jì)量。）
[0057] Sn、Mg、A1具有通過固溶使銅合金的強(qiáng)度提高的效果。為了充分地發(fā)揮這樣的效 果，以合計(jì)量計(jì)優(yōu)選使之含有0.01 %以上，更優(yōu)選為0.03%以上。另一方面，若過剩地含 有，則導(dǎo)電性惡化而得不到期望的特性，因此優(yōu)選為0. 3%以下。
[0058] 接著，對(duì)于上述本發(fā)明的銅合金優(yōu)選的制造條件進(jìn)行說明。在本發(fā)明中，具有的特 征在于，為了成為將長(zhǎng)軸和短軸控制在上述特定的平均長(zhǎng)度范圍內(nèi)的晶粒，特別要分別提 高熱軋和冷軋的壓下率（第一制法）。
[0059] 另外在本發(fā)明中，具有的特征在于，為了得到將晶粒的長(zhǎng)軸和短軸的平均長(zhǎng)度和 平均長(zhǎng)寬比控制在上述特定的范圍內(nèi)的晶粒，而要進(jìn)行多次冷軋，并且在冷軋與冷軋之間 實(shí)施中間退火（第二制法）。
[0060] g卩，除了平均長(zhǎng)度以外，還想進(jìn)一步控制平均長(zhǎng)寬比時(shí)，除了第一制法以外，還能 夠采用第二制法。
[0061] 首先，在第一制法中，熔化、鑄造對(duì)成分組成進(jìn)行了調(diào)整的銅合金，加熱所得到的 鑄錠（含均質(zhì)化熱處理）后，進(jìn)行熱軋，接著進(jìn)行冷軋，其后，進(jìn)行時(shí)效處理，由此，制造本發(fā) 明的第一銅合金（最終板），其具有將長(zhǎng)軸和短軸控制在上述特定的平均長(zhǎng)度范圍內(nèi)的晶 粒。
[0062] 另外在第二制法中，進(jìn)行上述熱軋后，繼而進(jìn)行多次冷軋和中間退火，由此制造本 發(fā)明的第二銅合金（最終板），其具有除了晶粒的長(zhǎng)軸和短軸的平均長(zhǎng)度以外，還將平均長(zhǎng) 寬比也控制在上述特定的范圍內(nèi)的晶粒。
[0063] 在本發(fā)明中，銅合金的熔化、鑄造、其后的加熱處理能夠遵循通常的方法進(jìn)行。例 如用電爐熔化調(diào)整為規(guī)定的化學(xué)成分組成的銅合金后，通過連續(xù)鑄造等鑄造銅合金鑄錠。 之后，將鑄錠加熱至大約800?1000°C左右。也可以根據(jù)需要進(jìn)行保持一定時(shí)間（例如 10?120分鐘）的均質(zhì)化熱處理。
[0064] 在本發(fā)明中，需要使熱軋的壓下率為優(yōu)選的70%以上。S卩，若以低于70%的壓下 率進(jìn)行熱軋，則即使提高其后進(jìn)行的冷軋的壓下率，也難以將晶粒的長(zhǎng)軸和短軸的平均長(zhǎng) 度控制在規(guī)定的范圍。更優(yōu)選的壓下率為90%以上。還有，熱軋的壓下率的上限未特別限 定，根據(jù)作為目標(biāo)的板厚，和與后述冷軋率的關(guān)系決定即可。還有，上述壓下率不需要由1 次熱軋達(dá)成，進(jìn)行多次熱軋時(shí)，其合計(jì)壓下率為70%以上即可。
[0065] 期望熱軋后急冷至室溫。若熱軋后的冷卻速度小，則熱軋后的晶粒大，其結(jié)果是， 最終板的晶粒變大，彎曲加工性差。因此期望熱軋后的平均冷卻速度為超過空冷的速度，優(yōu) 選為50°C/秒以上。冷卻速度的上限沒有特別限定。作為急冷手段，例如可例示水冷。 [0066] 在本發(fā)明中，熱軋后，使時(shí)效處理前的冷軋的冷軋率為90%以上。若冷軋率高，則 延伸的晶粒被切斷，特別是長(zhǎng)軸方向的晶粒直徑變微細(xì)。若冷軋率低于90 %，則應(yīng)變不充 分，晶粒的分裂不發(fā)生，長(zhǎng)軸方向的晶粒過大，彎曲加工性劣化。優(yōu)選的冷軋率為93%以上。 另一方面，冷軋率的上限未特別限定，以達(dá)到期望的制品板厚的方式適宜調(diào)整即可。還有， 在本發(fā)明中，為了得到上述期望的晶粒，以高壓下率進(jìn)行1次冷軋，另外上述冷軋前不進(jìn)行 回火退火。這是由于，若進(jìn)行多次冷軋，或在冷軋前進(jìn)行回火退火，則不能使晶粒的長(zhǎng)軸或 短軸的平均長(zhǎng)度處于上述規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0067] 如果只是為了控制平均長(zhǎng)度，則冷軋1次就足夠，也可以進(jìn)行多次。另外為了還控 制平均長(zhǎng)寬比，熱軋后實(shí)施多次（2次以上）冷軋，以及在冷軋與冷軋之間實(shí)施中間退火。通 過多次（2次以上）進(jìn)行冷軋，晶粒得到微細(xì)化，但為了使晶粒的平均長(zhǎng)寬比在規(guī)定的范圍 內(nèi)，需要在冷軋與冷軋之間進(jìn)行中間退火。重復(fù)冷軋和中間退火，能夠使晶粒微細(xì)化，將短 軸和長(zhǎng)軸控制在規(guī)定的范圍，并且利用中間退火中的恢復(fù)現(xiàn)象能夠?qū)⒕Я？刂茷橐?guī)定的長(zhǎng) 寬比。
[0068] 為了控制平均長(zhǎng)寬比而進(jìn)行多次冷軋時(shí)，冷軋的合計(jì)冷軋率為95%以上。通過冷 乳，晶粒被切斷，特別是長(zhǎng)軸方向的晶粒直徑得到微細(xì)化。若合計(jì)冷軋率低于95 %，則由冷 軋導(dǎo)入的應(yīng)變不充分，晶粒得不到充分地微細(xì)化，長(zhǎng)軸方向的晶粒過大，長(zhǎng)軸方向的晶界間 隔相對(duì)地長(zhǎng)，即使實(shí)施后述的中間退火，晶粒的長(zhǎng)軸方向和短軸方向各自的晶界間隔的平 衡仍變差。其結(jié)果是，得不到充分的彎曲加工性。優(yōu)選的合計(jì)冷軋率為97%以上。另一方 面，乳制率的上限未特別限定，以達(dá)到期望的制品板厚的方式適宜調(diào)整即可。
[0069] 還有，在本發(fā)明的第二制法中進(jìn)行多次冷軋，但每1回的冷軋率未特別限定，進(jìn)行 多次冷乳，其合計(jì)冷軋率為95 %以上即可。另外冷軋的次數(shù)也未特別限定，根據(jù)冷軋?jiān)O(shè)備等 的制造條件進(jìn)行多次冷軋，以合計(jì)冷軋率達(dá)到95%以上的方式進(jìn)行即可。
[0070] 在本發(fā)明的第二制法中，在冷軋和冷軋之間進(jìn)行中間退火，而若在由上述冷軋使 晶粒微細(xì)化之后實(shí)施中間退火，則利用退火中的恢復(fù)現(xiàn)象，能夠控制晶粒的長(zhǎng)寬比。若退火 溫度過低，則不會(huì)引起原子的擴(kuò)散，因此不能將長(zhǎng)寬比控制在規(guī)定的范圍。另一方面，若退 火溫度過高，則部分性地發(fā)生再結(jié)晶，強(qiáng)度顯著降低，難以將晶粒的尺寸和形狀控制在規(guī)定 的范圍，強(qiáng)度-彎曲加工性平衡差。因此優(yōu)選的退火溫度為300°C以上，更優(yōu)選為350°C以 上，優(yōu)選為600°C以下，更優(yōu)選為550°C以下。退火時(shí)間沒有特別限定，例如為30分鐘?10 小時(shí)左右。另外退火后通過水冷或放冷加以冷卻之后進(jìn)行冷軋即可。
[0071] 在本發(fā)明的第一制法中，在上述冷軋后進(jìn)行時(shí)效處理，另外在本發(fā)明的第二制法 中，在上述最終冷軋后進(jìn)行時(shí)效處理。通過適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行時(shí)效處理，能夠確保上述規(guī)定的微細(xì) 的晶粒，使銅合金的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和彎曲加工性提高。
[0072] 時(shí)效處理以350°C?650°C的溫度進(jìn)行30分鐘?10小時(shí)左右。優(yōu)選時(shí)效后通過 水冷或放冷進(jìn)行冷卻。
[0073] 本申請(qǐng)基于2012年2月24日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2012-039365號(hào)，和2012 年3月27日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2012-071741號(hào)主張優(yōu)先權(quán)的利益。日本專利申請(qǐng)第 2012-039365號(hào)和日本專利申請(qǐng)第2012-071741號(hào)的說明書的全部?jī)?nèi)容，在本申請(qǐng)中用于 參考并援引。
[0074] 以下，列舉實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明當(dāng)然不受下述實(shí)施例限制，當(dāng)然 也可以在能夠符合前述、后述的宗旨的范圍內(nèi)加以適當(dāng)變更來實(shí)施，這些均包含在本發(fā)明 的技術(shù)的范圍內(nèi)。
[0075] (實(shí)施例1 :第一合金）
[0076] 在炭粒電阻爐中，在大氣中、木炭被覆下熔化銅合金，在鑄鐵制書型鑄模中進(jìn)行鑄 造，得到具有表1所述的化學(xué)組成（余量是銅和不可避免的雜質(zhì)）的l〇〇mmt(t =厚度） 或40mmt(No. 18、29)的鑄錠。對(duì)該鑄錠的表面進(jìn)行端面車削后，進(jìn)行加熱，到達(dá)950°C后 保持1小時(shí)，之后，以表2所述（參照"熱軋的壓下率"）的規(guī)定的壓下率進(jìn)行熱軋，成為 15mmt (No. 29)或lOmmt的板，從700°C以上的溫度進(jìn)行水冷（平均冷卻速度：100°C /s)。還 有，在No. 29中，將冷卻方法變更成空冷（平均冷卻速度：0. 5°C /s)進(jìn)行。
[0077] 其后，在一部分的試樣中，為了變更熱軋后的冷軋率，在進(jìn)行冷軋前，通過端面車 肖|J，切削成7mmt (No. 22)或4mmt (No. 27, 28)的板。另外No. 29從熱軋后的15mmt經(jīng)過端面 車削而成為lOmmt。
[0078] 進(jìn)行冷軋（表中，參照"冷軋的壓下率"），最終得到冷軋后的厚度為0. 64mm的銅 合金板。其后，用間歇式（〃' V ^ )退火爐，以450°C進(jìn)行2小時(shí)的時(shí)效處理。
[0079] 從所得到的銅合金板（最終板）上切下試樣，按下述要領(lǐng)進(jìn)行晶粒的測(cè)量，和抗拉 強(qiáng)度、〇. 2%屈服強(qiáng)度、導(dǎo)電性、彎曲加工性的評(píng)價(jià)。這此結(jié)果顯示在表2中。
[0080] (晶粒的尺寸）
[0081] 按以下的要領(lǐng)求得與寬度方向垂直的面的表面的晶粒的長(zhǎng)軸和短軸的平均長(zhǎng)度。 為了觀察試樣的與寬度方向垂直的面的組織，用樹脂掩埋試樣，對(duì)于與試樣寬度方向垂直 的面進(jìn)行機(jī)械研磨后，再進(jìn)行拋光，接著進(jìn)行電解研磨，制備試樣。其后，使用場(chǎng)發(fā)射型掃描 電子顯微鏡（日本電子社制FESEMJE0L JSM 5410)，進(jìn)行基于EBSP的晶粒的測(cè)量。測(cè)量 位置是針對(duì)距試樣的最表面沿板厚方向1〇μπι(任意的5處）進(jìn)行，求其平均。另外測(cè)量區(qū) 域?yàn)榘搴穹较蛏?0 μ mX與軋制方向平行的方向上30 μ m(測(cè)量尺寸）。
[0082] EBSP測(cè)量、分析系統(tǒng)，使用EBSP : TSL社制（0頂）。在EBSP法中，是對(duì)于放置在 FESEM的鏡筒內(nèi)的上述各試樣，照射電子射線，在屏幕上投影EBSP，用高靈敏度相機(jī)對(duì)其進(jìn) 行拍攝，作為圖像輸入計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)中，對(duì)該圖像進(jìn)行分析，測(cè)量晶粒的最大長(zhǎng)度（長(zhǎng) 軸）和最小長(zhǎng)度（短軸），計(jì)算拍攝視野中的全部晶粒的各自的平均長(zhǎng)度。表中記述平均長(zhǎng) 度。
[0083](抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度）
[0084] 制作與軋制方向平行切下的的試驗(yàn)片（尺寸：JIS5號(hào)），利用5882型4 7卜口 ^社制萬能試驗(yàn)機(jī)，以室溫、試驗(yàn)速度10. 〇mm/min、GL = 50mm的條件，測(cè)量抗拉強(qiáng)度、0. 2% 屈服強(qiáng)度。在本發(fā)明中，抗拉強(qiáng)度470MPa以上，并且0. 2%屈服強(qiáng)度450MPa以上評(píng)價(jià)為高 強(qiáng)度。
[0085] (導(dǎo)電性）
[0086] 導(dǎo)電性，是通過銑削，加工寬度10mmX長(zhǎng)度300mm的狹條狀的試驗(yàn)片，利用雙臂 電橋式電阻測(cè)量裝置測(cè)量電阻，通過平均截面積法進(jìn)行計(jì)算。在本發(fā)明中，導(dǎo)電性70% (IACS)以上評(píng)價(jià)為良好。
[0087](彎曲加工性）
[0088] 銅合金板試樣的彎曲試驗(yàn)，遵循日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。使用將板材切割成 寬度10_X長(zhǎng)度30mm的試樣進(jìn)行W形彎曲試驗(yàn)。以使最小彎曲半徑R和銅合金板的板厚 t的比R/t為1. 0的方式實(shí)施彎曲加工。一邊進(jìn)行W形彎曲加工，一邊以10倍的光學(xué)顯微 鏡觀察彎曲部有無裂紋。裂紋的評(píng)價(jià)依據(jù)日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JBMA-T307 :2007年）評(píng) 價(jià)。具體來說，伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中評(píng)價(jià)有5級(jí)，但在本發(fā)明中，為了詳細(xì)地評(píng)價(jià)彎曲加工 性，按A(10以下）、A?B(超過10且為15以下）、B(超過15且為20以下）、B?C(超過 20且為25以下）、C(超過25且為30以下）、C?D (超過30且為35以下）、D (超過35且 為40以下）、D?E (超過40且為45以下）、E (超過45)這9級(jí)評(píng)價(jià)"皺褶" "裂紋"的最 大寬度（μπι)，在本發(fā)明中，比D評(píng)價(jià)優(yōu)異的（即，C?D評(píng)價(jià)以上）評(píng)價(jià)為彎曲加工性優(yōu)異 (〇）。結(jié)果記述在表2中。
[0089]【表1】
[0090] [表 1]
[0091]

【權(quán)利要求】
1. 一種銅合金，其特征在于，其為如下的銅合金，以質(zhì)量％計(jì)含有 Cr :0· 10 ?0· 50%、 Ti :0. 010 ?0. 30%、 Si :0· 01 ?0· 10%， 所述Cr與所述Ti的質(zhì)量比：1. 0彡（Cr/Ti)彡30， 所述Cr與所述Si的質(zhì)量比：3. 0 < (Cr/Si) < 30,余量由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成， 利用FESEM-EBSP法測(cè)量所述銅合金的與寬度方向垂直的面的表面的金屬組織時(shí)，晶 粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度為6. 0 μ m以下，短軸的平均長(zhǎng)度為1. 0 μ m以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金，其中，所述銅合金的晶粒的長(zhǎng)軸的平均長(zhǎng)度為 5.0μπι以下，短軸的平均長(zhǎng)度為0.40μπι以下，并且晶粒的平均長(zhǎng)寬比即短軸/長(zhǎng)軸為 0. 115 ?0. 300。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅合金，其中，作為其他的元素，還含有從Fe、Ni和Co所 構(gòu)成的群中選擇的至少一種以上：合計(jì)〇. 3%以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅合金，其中，作為其他的元素，還含有Zn :0. 5%以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅合金，其中，作為其他的元素，還含有從Sn、Mg、A1所 構(gòu)成的群中選擇的至少一種以上：合計(jì)〇. 3%以下。
【文檔編號(hào)】H01B1/02GK104145035SQ201380010027
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】宍戶久郎, 田中友己, 隅野裕也, 畚野章 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所