高强度钛铜合金及其制造方法与采用该合金的接插件技术

一种钛铜合金，含Ｔｉ量在质量百分比２．０％以上、３．５％以下，其余为Ｃｕ以及不可避免的夹杂物。其平均晶粒直径为２０μｍ以下，且由ｂ表示的０．２％应力试验的屈服强度为８００Ｎ／ｍｍ↑［２］以上，在对轧制方向成直角的方向上实施Ｗ弯曲试验时，由ａ表示的不产生裂纹的弯曲半径比（弯曲半径／板材厚度）为ａ≤０．０５×ｂ－４０。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明高强度钛铜合金及其 制造方法与采用该合金的接插件 本专利技术涉及一种用于接线端子、接插件等电子器件的具有优异的弯曲加工性的高强度钛铜合金及其制造方法、和使用该合金的接线端子、接插件。而且，本专利技术涉及一种对原材料的金属材料要求高强度的最适宜用作夹板型接插件的高强度钛铜合金及其制造方法、及一种采用该钛铜合金的夹板型接插件。C1990等含Ti的Cu合金(以下称钛铜合金)，由于具有优异的加工性与机械强度，因此作为电子器件，广泛用于接线端子、接插件等用途。另一方面，近年来，电子器件在轻、薄、短、小方向的进展比过去更为显著，为与此相适应，对电子器件用的铜合金窄带也开始要求具有更薄的材料厚度。然而，尽管材料变薄，但为了维持接插件的接触压力等，要求材料本身具有更高的强度，为了能在细小的空间中发挥其功能，因此还要求以小的弯曲半径实施器件的弯曲加工，即要求钛铜合金除了高导电率外，又要求具有高强度、且弯曲加工性能良好这种相反的特性。况且，随着便携电话、数字照相机、摄录机等高密度组装技术的进展，对电子器件用的接线端子、接插件和引线框架等金属结构件材料的要求也十分苛刻，且实施复杂的弯曲成型，所以除高强度外，作为加工性，尤其要求良好的弯曲加工性。这种情况下，为了改善钛铜合金的弯曲加工性能以及应力松弛率，因此提出了涉及以晶粒度不超过20μm的热处理条件实施固溶处理的制造方法(例如特开平7-258803号公报)。然而，现状是对于近年来用于接线端子、接插件等电子器件的铜合金原材料所要求的弯曲加工性能，即使实施上述改善的钛铜合金也未必具有能满足弯曲加工性能的要求。就钛铜合金而言，要满足上述要求，则需要改善强度与弯曲加工性能的相关性能。为此，还需要改善钛铜合金的制造方法。另外，在要求电子器件用的铜合金抗拉强度为500～800MPa的中等程度时，从过去就使用黄铜、磷青铜、锌白铜(德银)；而且在要求高导电率时，使用着Cu-Ni-Si系、Cu-Cr-Zr系、Cu-Cr-Sn系铜合金；另外，在要求900MPA程度以上的高强度时，使用铍铜、钛铜合金。这种情况下，最近FPC(可塑性印刷电路板)需要量增加，FPC用的接插件也在改良，夹板型接插件用作FPC的接插件。它与在金属材料表面接触的通用接插件不同，是在铜合金板材断面与基板接触的结构。为此，不实施弯曲加工，作为夹板型接插件的第一要求不要弯曲加工性能良好，只要求强度高。具体说来，作为夹板型接插件，即使最低也得需要1000MPa以上的抗拉强度，为适应多种形式的设计，需要达到1200MPa以上抗拉强度。不锈钢虽是高强度材料，例如SUS301不锈钢中也有超过1200MPa以上抗拉强度的材料，但其导电率低到2.4％IACS的程度，所以不用作夹板型接插件。作为夹板型接插件最低也得需要10％IACS的导电率。作为具有1200MPa以上抗拉强度的铜合金，有铍铜合金。而且作为高强度铜合金，钛铜合金也是有力的。但要得到1200MPa以上抗拉强度，含Ti量需达4质量％，而且还必须实施MTH(时效加工热处理)等特殊的处理(讲座现代金属材料编5非铁材料，P78(日本金属学会)等)。然而，含4％Ti的钛铜合金，因其加工性差，在热轧加工中易产生裂纹、冷轧加工中易产生边部断裂，所以工业生产很难获得高的成材率，作为电子器件用的原材料，很难在商业上扩大销售。而且，MTH处理是将在时效处理后的钛铜合金重新冷轧、然后实施热处理的工艺，但冷轧经时效处理后的钛铜合金易产生边部断裂，而难于制造。一方面，含3质量％Ti的钛铜合金(C1990)，在过去的制造方法中，充其量只得到1000MPa抗拉强度的程度。而且特开平7-258803号公报中提出了涉及一种以晶粒度不超过20μm的热处理条件、实施固溶处理制造钛铜合金的方法。与以往同类材料相比，该方法尤其是在不降低强度、能制造出弯曲性能优异的材料是众所周知的，但却不能获得高强度的钛铜合金。因此，作为具有1200MPa以上抗拉强度的铜合金，不是除铍铜合金以外的其它铜合金的垄断市场。但是，铍铜合金也不是最理想的铜合金，其应力松弛特性比钛铜合金低，决不是能满足要求的材料。于是，有关含2.0质量～3.5％质量Ti的钛铜合金，如果能获得比过去更高强度的1200MPa以上抗拉强度的铜合金，为了要成为包括应力松弛特性在内的最理想的高强度铜合金，则可以期望改善。本专利技术是鉴于以上问题而研制的，其目的在于提供一种接线端子、接插件用的材料，该材料对钛铜合金而言，在不降低其弯曲加工性的条件下使强度得到提高；而且，本专利技术的目的在于提供一种高强度钛铜合金及其制造方法，该合金具有能与铍铜合金相匹敌的1200MPa以上抗拉强度、且10％IACS以上导电率；并且在于提供一种使用该合金的电子器件，尤其是夹板型接插件。本专利技术者等通过调整钛铜合金的最终再结晶退火条件(固溶处理条件)与其后续的冷轧条件以及时效处理条件，调查了最终热处理后各性能参数间的相互关系，发现了能稳定地获得一种具有不使弯曲加工性能下降、强度又能提高的钛铜合金原材料。本专利技术是根据上述构思完成的，本专利技术涉及的一种钛铜合金，是由含Ti量在2.0质量％以上、3.5质量％以下，其余为Cu以及不可避免的夹杂物组成，其特征在于，其平均晶粒直径在20μm以下，且由b表示的0.2％应力试验的屈服强度值为800N/mm2以上，在对轧制方向呈直角的方向实施W弯曲试验时，由a表示不出现裂纹时的弯曲半径比(弯曲半径/板厚)为a≤0.05×b-40。本专利技术的第二个特征在于在由含Ti量在2.0％质量以上、3.5质量％以下，且含有总量为0.01质量％以上、3.0％质量以下的Zn、Cr、Zr、Fe、Ni、Sn、In、Mn、P以及Si一种以上，其余为Cu以及不可避免的夹杂物组成的钛铜合金中，其平均晶粒直径在20μm以下，且用b表示的0.2％屈服强度值为800N/mm2以上，并在对轧制方向呈直角的方向实施W弯曲试验时，由a表示不出现裂纹时的弯曲半径比(弯曲半径/板厚)a≤0.05×b-40。以下说明本专利技术的作用，同时也说明上述参数值限制的依据。另外，在以下说明中，看作为％。A.Ti2.0％～3.5％Ti在时效处理钛铜合金时引起偏聚析出，在母材中生成浓度调制结构，由此具有确保强度非常高的作用。但其含量未满2.0％，不能指望能发挥所要求的强化作用；另一方面，使含Ti量一旦超过3.5％，则易引起晶界反应型析出，反而引起强度下降或加工性变差。因此，将含Ti量规定为2.0％～3.5％。B.Zn、Cr、Zr、Fe、Ni、Sn、In、Mn、P及Si总含量0.01％～3.0％Zn、Cr、Zr、Fe、Ni、Sn、In、Mn、P及Si，任1种元素都具有不会使Cu-Ti合金的导电率大幅度下降、且能控制晶界反应型析出、缩小晶粒直径，而且具有通过时效析出使强度上升等作用。且Sn、In、Mn、P及Si通过固溶强化，具有使Cu-Ti合金强度提高的作用。因此，按照需要，添加其中1种或2种以上元素，但当其含量在总含量未满0.01％时，得不到上述作用产生所要求的效果；另一方面，当总含量超过3.0％的含量，则使Cu-Ti合金的导电率与加工性显著恶化。因此，采用单独添加1种或混合添加2种以上的Zn、Cr、Zr、Fe、Ni、Sn、I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度钛铜合金，含Ｔｉ量在质量百分比２．０％以上、３．５％以下，其余为Ｃｕ以及不可避免的夹杂物，其特征在于平均晶粒直径为２０μｍ以下，且由ｂ表示的０．２％应力试验的屈服强度为８００Ｎ／ｍｍ↑［２］以上，在相对于轧制方向成直角的方向上实施Ｗ弯曲试验时，由ａ表示的不产生裂纹的弯曲半径比（弯曲半径／板材厚度）为ａ≤０．０５×ｂ－４０。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山本道晴，野中俊照，梅垣卓裕，
申请(专利权)人：日矿金属加工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]