铜合金及其制造方法技术

本发明专利技术的铜合金为轧制成板状的铜合金。含有8.5～9.5质量％的Ni、5.5～6.5质量％的Sn，余量为Cu和不可避免的杂质。在相对于轧制方向垂直的剖面中的平均结晶粒径小于6μm。晶粒的板宽方向的平均长度x与板厚方向的平均长度y的比x/y满足1≤x/y≤2.5。就相对于铜合金的轧制方向平行的板面中的X射线衍射强度比而言，当使(220)面的X射线衍射强度归一化为1时，(200)面的强度比为0.30以下、(111)面的强度比为0.45以下、(311)面的强度比为0.60以下。(111)面的强度比比(200)面的强度比大、比(311)面的强度比小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜合金及其制造方法
本专利技术涉及在电气·电子设备中广泛使用的铜合金及其制造方法。
技术介绍
电子部件中使用的弹簧材料，由于随着电子部件的小型化而薄板化，因此有必要使强度和弯曲加工性进一步提高。作为兼备高强度和弯曲加工性的电子部件用的铜合金材料，已知有以C1720为代表的铍铜。然而，因为最近的对环境问题的考虑，避免含有Be的合金材料的使用。因此，作为代替铍铜的铜合金，Cu-Ni-Sn系合金正受到关注。就该Cu-Ni-Sn系合金而言，已知通过时效处理而形成调制结构、结果是得到高强度的合金。迄今为止，报告有关于组成、加工、热处理、添加元素、组织进行研究、能够使强度和弯曲加工性更进一步提高。作为以往的Cu-Ni-Sn系合金，为了改善弯曲加工性，公开了以3～12质量％的Ni和3～9质量％的Sn以及余量的Cu作为主要成分、实施：(1)在合金的最终加工前在730～770℃下1～3分钟的热处理、(2)急冷处理、(3)55～70％的冷加工、(4)在400～500℃下少于1～3分钟的热处理(例如，参照专利文献1)。另外，作为以往的Cu-Ni-Sn系合金，公开了：以5～20质量％的Ni和5～10质量％的Sn以及余量的Cu作为主要成分，使晶粒的板厚方向的平均直径x与在轧制方向平行的平均直径y的比(y/x)为1.2～12，且使0＜x≤15，使得通过剖面显微镜观察而观察的长径0.1μm以上的第2相颗粒的个数为1.0×105/mm2以下。(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2002-266058号公报专利文献2：特开2009-242895号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1中，研究了铜合金的组成，但是没有研究铜合金的结晶取向。因此，存在铜合金不具有适当的组织结构、强度和弯曲加工性的任一者均不充分这样的问题。另外，在专利文献2中，研究了晶粒和微细第2相颗粒的个数，公开了时效处理前的90°W弯曲引起的弯曲加工性。然而，没有研究在时效处理后强度变高了的阶段中的弯曲加工性。进一步地，公开了在Cu与9.1质量％的Ni及6.1质量％的Sn的合金、或者在其组成中单独地添加了0.39质量％的Mn、0.35质量％的Si的合金中，固溶处理后的晶粒为6～22μm。然而，得不到小于6μm的晶粒。因此，存在时效处理后的弯曲加工性不充分这样的问题。本专利技术是为了解决如上述的课题而进行的专利技术，其目的是提供能够同时得到高的强度和优异的弯曲加工性的铜合金及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术涉及的铜合金，为轧制成板状的铜合金，其特征在于，含有8.5～9.5质量％的Ni和5.5～6.5质量％的Sn，余量为Cu和不可避免的杂质，在相对于轧制方向垂直的剖面中的平均结晶粒径小于6μm，晶粒的板宽方向的平均长度x与板厚方向的平均长度y的比x/y满足1≤x/y≤2.5,就相对于上述铜合金的轧制方向平行的板面中的X射线衍射强度比而言，当使(220)面的X射线衍射强度归一化为1时，(200)面的强度比为0.30以下、(111)面的强度比为0.45以下、(311)面的强度比为0.60以下，上述(111)面的强度比比上述(200)面的强度比大、比上述(311)面的强度比小。专利技术的效果通过本专利技术，能够同时获得高的强度和优异的弯曲加工性。附图说明图1是本专利技术的实施方式涉及的铜合金的制造方法的流程图。具体实施方式本专利技术的实施方式涉及的铜合金，含有8.5～9.5质量％的Ni和5.5～6.5质量％的Sn，余量为Cu和不可避免的杂质。在此，如果Ni的含量小于8.5质量％或者Sn的含量小于5.5质量％，则得不到高的强度。另外，如果Ni的含量超过9.5质量％或者Sn的含量超过6.5质量％，则不能够同时获得高的强度和优异的弯曲加工性。另外，所谓不可避免的杂质，是指在通常的基体金属中含有的杂质或者在铜合金的制造中混入的杂质，例如As、Sb、Bi、Pb、Fe、S、O2和H2等。如果铜合金的平均结晶粒径为6μm以上，则不能够同时获得高的强度和优异的弯曲加工性。因此，本实施方式的铜合金在相对于轧制方向垂直的剖面中平均结晶粒径小于6μm。如果晶粒的板宽方向的平均长度x与板厚方向的平均长度y的比x/y小于1，则由弯曲引起的裂纹在板厚方向上变得容易发展。如果x/y超过2.5，则各向异性变高、弯曲加工性降低。因此，本实施方式的铜合金满足1≤x/y≤2.5。就相对于本实施方式的铜合金的轧制方向平行的板面中的X射线衍射强度比而言，在使(220)面的X射线衍射强度归一化为1时，(200)面的强度比为0.30以下、(111)面的强度比为0.45以下、(311)面的强度比为0.60以下。另外，(111)面的强度比比(200)面的强度比大、比(311)面的强度比小。该条件是为了同时得到高的强度和优异的弯曲加工性所必要的。也就是说，如果(111)面的强度比超过0.45，或(200)面的强度比超过0.30，或(311)面的强度比超过0.60，则不能够同时得到高的强度和优异的弯曲加工性。具体地，(111)面的强度比优选为0.37～0.42，(200)面的强度比优选为0.22～0.28，(311)面的强度比优选为0.45～0.57。另外，优选(222)面的强度比小于0.04(包含0)。相对于本实施方式的铜合金的轧制方向垂直方向的表面粗糙度的最大高度Rz为0.6μm以下。该条件是为了得到稳定的弯曲加工性所必要的。也就是说，如果表面粗糙度的最大高度Rz超过0.6μm，则不能够得到稳定的弯曲加工性。在铜合金中的晶界处夹杂物析出。在此，所谓夹杂物，是指在铜合金的制造中产生的微细的析出颗粒，具体地为与大气的反应所产生的氧化物、Cu-Ni-Sn合金相产生的颗粒。另外，夹杂物的大小，如果是球形则为该球形的直径的尺寸，如果是椭圆形或矩形则为长直径或长边的尺寸。在以往的合金中，粒径1μm以下的夹杂物分散在晶界处及晶粒内，特别是在相对于轧制方向垂直的面的剖面组织中，如果存在于晶界的粒径0.5～1μm的夹杂物超过5×104个/mm2，则晶界成为断裂起点而得不到高的强度，同时弯曲加工性降低。因此，在本实施方式中，在相对于轧制方向垂直的面的剖面组织中，使存在于晶界的粒径0.5～1μm的夹杂物的个数为5×104个/mm2以下。另外，在本实施方式的铜合金中，也可以含有以总量计0.1～1.0质量％的选自Mn、Si、P中的2种以上的元素。由此，晶粒的微细化引起的弯曲加工性提高，由于向母相的固溶而强度提高，耐腐蚀性也提高。然而，在总量小于0.1质量％的情况下，不利于特性提高，而在超过1.0质量％的情况下，虽然强度变高，但弯曲加工性和导电率降低。接着，图1是本专利技术的实施方式涉及的铜合金的制造方法的流程图。沿着该流程图来说明本实施方式的铜合金的制造方法。首先，在高频熔化炉中将含有8.5～9.5质量％的Ni和5.5～6.5质量％的Sn以及余量为Cu和不可避免的杂质的铜合金原料熔化后，铸造宽60mm、厚10mm的板状的铸块(步骤S1)。予以说明的是，熔化铜合金原料的方法没有特别地限制，可以使用高频熔化炉等的公知的装置而将铜合金原料加热至熔点以上的温度。接着，为了除去铸块表面的氧化膜等而进行端面切削来得到厚度为5mm的铸块(步骤S2)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜合金，其为轧制成板状的铜合金，其特征在于，含有8.5～9.5质量％的Ni和5.5～6.5质量％的Sn，余量为Cu和不可避免的杂质，在相对于轧制方向垂直的剖面中的平均结晶粒径小于6μm，晶粒的板宽方向的平均长度x与板厚方向的平均长度y的比x/y满足1≤x/y≤2.5,就相对于所述铜合金的轧制方向的平行的板面中的X射线衍射强度比而言，当使(220)面的X射线衍射强度归一化为1时，(200)面的强度比为0.30以下、(111)面的强度比为0.45以下、(311)面的强度比为0.60以下，所述(111)面的强度比比所述(200)面的强度比大、比所述(311)面的强度比小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铜合金，其为轧制成板状的铜合金，其特征在于，含有8.5～9.5质量％的Ni和5.5～6.5质量％的Sn，余量为Cu和不可避免的杂质，在相对于轧制方向垂直的剖面中的平均结晶粒径小于6μm，晶粒的板宽方向的平均长度x与板厚方向的平均长度y的比x/y满足1≤x/y≤2.5,就在相对于所述铜合金的轧制方向平行的板面中的X射线衍射强度比而言，当将(220)面的X射线衍射强度归一化为1时，(200)面的强度比为0.30以下、(111)面的强度比为0.45以下、(311)面的强度比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤武文，前田智佐子，吉田勇士，三枝启，见持贵之，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，三菱电机美泰斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP