用于电子和电机械和工具的零部件的铜合金材料制造技术

公开了一种用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括１．０－３．０％重量Ｎｉ、０．２－０．７％重量Ｓｉ、０．０１－０．２％重量Ｍｇ、０．０５－１．５％重量Ｓｎ、０．２－１．５％重量Ｚｎ、和小于０．００５％重量（包括０％重量）Ｓ，其余量是Ｃｕ和不可避免的杂质，其中该铜合金材料具有：（１）特定的晶粒直径，和平行于或垂直于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径之间的特定比例；和／或（２）最终塑性处理特定的表面粗糙度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于电子和电机械和工具的零部件的铜合金材料，特别涉及用于电子和电机械和工具的零部件的铜合金材料，其具有优异的弯曲性和应力松弛性，并可充分满足电子和电机械和工具的零部件如终端、连接器、开关和继电器微型化的要求。
技术介绍
迄今，把具有优异的耐热性的铜合金如Cu-Zn合金、Cu-Fe合金、和Cu-Sn合金用于电子和电机械和工具的零部件。尽管便宜的Cu-Zn合金常用于如汽车中，但Cu-Zn合金、Cu-Fe合金和Cu-Sn合金目前已不能满足汽车的要求，这是因为近年来迫求要求终端、连接器尺寸更小，且大多数用于发动机室中的恶劣的条件(高温和腐蚀环境)。随着操作条件的变化，要求终端、连接器材料严格的性能。尽管用于这些应用领域的铜合金要求具有各种性能，如应力松弛性、机械强度、导热性、弯曲性、耐热性、与Sn镀层可靠的连接性、和抗迁移性，但特别重要的性能包括机械强度、应力松弛性、导热和导电性和弯曲性。设计各种终端的结构来确保该零部件微型化有关的在弹簧部件处的连接强度。结果，更严格要求该材料具有优异的弯曲性能，这是因为在常规的Cu-Ni-Si合金中的弯曲部分常观察到裂缝。还要求该材料具有优良的应力松弛性能，常规Cu-Ni-Si合金不能长时间使用，这是由于材料上增加的应力负荷和工作环境的高温。当合金材料用于汽车连接器时必然改善了弯曲性能。虽然尝试用各种方法来改善弯曲性能，但难以改善弯曲性能同时保持机械强度和弹性。导电性和应力松弛也保持平衡，这是因为当材料的热性能和导电性能差时由于自动加热加速了应力松弛。另一方面，还提出了下列要求，电镀用于电子和电机械和工具的零部件的铜合金材料的电镀相容性的改善、和电镀后电镀板的耐变质性(统称为电镀性能)。镀Cu通常用于材料上作为底层，接着在其表面上镀Sn，当铜基材料用于上述汽车连接器如盒型连接器时用来改善其可靠性。当材料表面的不均匀性大于镀层的厚度时，镀层从凸状部分脱落，从而不能均匀电镀。另外，材料和电镀层之间的界面增加，容易引起Cu和Sn相互扩散，从而由于形成空隙和Cu-Sn化合物电镀层容易剥离。因此，材料表面应尽可能光滑。尽管Au通常镀在电子和电应用(如移动终端装置和个人电脑)的终端或连接器中Ni底层电镀中，由于材料表面的不均匀也引起了上述的镀层的退化如镀层的剥离，甚至当表面是由Au镀层组成的且底层是由Ni镀层构成的也如此。因此，需要一种能满足上述电镀性能和各性上述性能的铜合金。通过下列描述并结合附图，本专利技术的另外和其它性能和优点将变得更清楚。附图简介附图说明图1是测定本专利技术限定的每一种晶粒直径和晶粒形状的示意图。
技术实现思路
根椐本专利技术有以下内容(1)用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括1.0-3.0％重量Ni、0.2-0.7％重量Si、0.01-0.2％重量Mg、0.05-1.5％重量Sn、0.2-1.5％重量Zn、和小于0.005％重量(包括0％重量)S，其余量是Cu和不可避免的杂质，其中晶粒直径大于0.001mm至0.025mm；平行于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径a，与垂直于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径b的比(a/b)，为1.5或更小。(2)用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括1.0-3.0％重量Ni、0.2-0.7％重量Si、0.01-0.2％重量Mg、0.05-1.5％重量Sn、0.2-1.5％重量Zn、和总量为0.005-2.0％重量的选自Ag、Co和Cr的至少一种元素(条件是Cr含量为0.2％重量或更低)、和小于0.005％重量(包括0％重量)S，其余量是Cu和不可避免的杂质，其中晶粒直径大于0.001mm至0.025mm；平行于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径a，与垂直于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径b的比(a/b)，为1.5或更小。(下面，在上面的项(1)或(2)所述的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料统称为本专利技术的第一实施方案。)(3)用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括1.0-3.0％重量Ni、0.2-0.7％重量Si、0.01-0.2％重量Mg、0.05-1.5％重量Sn、0.2-1.5％重量Zn、和小于0.005％重量(包括0％重量)S，其余量是Cu和不可避免的杂质，其中最终塑性处理后的表面粗糙度Ra大于0μm并小于0.1μm，或表面粗糙度R最大大于0μm并小于2.0μm。(4)用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括1.0-3.0％重量Ni、0.2-0.7％重量Si、0.01-0.2％重量Mg、0.05-1.5％重量Sn、0.2-1.5％重量Zn、和总量为0.005-2.0％重量的选自Ag、Co和Cr的至少一种元素(条件是Cr含量为0.2％重量或更低)、和小于0.005％重量(包括0％重量)S，其余量是Cu和不可避免的杂质，其中最终塑性处理后的表面粗糙度Ra大于0μm并小于0.1μm，或表面粗糙度R最大大于0μm并小于2.0μm。(下面，在上面的项(3)或(4)所述的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料统称为本专利技术的第二实施方案。项(3)或(4)的更优选实施方案包括下列内容。)(5)根椐项(3)或项(4)的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，其中用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料镀有Sn或Sn合金。(6)根椐项(3)或项(4)的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，其中用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料是镀有Sn或Sn合金，并进行软熔处理。(7)根椐项(3)或项(4)的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，其中用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料是镀有Cu或Cu合金作为底层，且在其上镀有Sn或Sn合金。(8)根椐项(3)或项(4)的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，其中用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料是镀有Cu或Cu合金作为底层，且在其上镀有Sn或Sn合金，并进行软熔处理。(9)根椐项(3)或项(4)的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，其中用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料是镀有Ni或Ni合金作为底层，且在其上镀有Au或Au合金。除非另有说明，本专利技术包括第一和第二实施方案。本专利技术优选的用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料的例子包括下列内容。(10)用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括1.0-3.0％重量Ni、0.2-0.7％重量Si、0.01-0.2％重量Mg、0.05-1.5％重量Sn、0.2-1.5％重量Zn、和小于0.005％重量(包括0％重量)S，其余量是Cu和不可避免的杂质，其中晶粒直径大于0.001mm至0.025mm；平行于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径a，与垂直于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径b的比(a/b)，为1.5或更小；和最终塑性处理后的表面粗糙度Ra大于0μm并小于0.1μm，或表面粗糙度R最大大于0μm并小于2.0μm。(11)用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括1.0-3.0％重量Ni、0.2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电子和电机械装置和工具的零部件的铜合金材料，包括１．０－３．０％重量Ｎｉ、０．２－０．７％重量Ｓｉ、０．０１－０．２％重量Ｍｇ、０．０５－１．５％重量Ｓｎ、０．２－１．５％重量Ｚｎ、和小于０．００５％重量（包括０％重量）Ｓ，其余量是Ｃｕ和不可避免的杂质， 其中晶粒直径大于０．００１ｍｍ至０．０２５ｍｍ；平行于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径ａ，与垂直于最终塑性处理方向上的剖面上的晶粒的较长直径ｂ的比（ａ／ｂ），为１．５或更小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宇佐见隆行，平井崇夫，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]