铜基合金及其制造方法技术

提供一种在用于连接器、引线框架、开关、继电器等的导电率、抗拉强度及弯曲加工性的平衡上优良的铜基合金及其制造方法。对于含有总量０．０１～３０重量％的Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐ以及选自Ｚｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｌ中的至少一种以上的元素、剩余部分由Ｃｕ和不可避免杂质构成的铜基合金的铸锭，进行冷轧，接着退火构成的组合工序至少一次之后，按满足下列式（１）的加工率Ｚ进行冷轧：Ｚ＜１００－１０Ｘ－Ｙ（１）；Ｚ为冷轧加工率（％），Ｘ为这些元素中的Ｓｎ含量（ｗｔ％），Ｙ为除Ｓｎ和Ｃｕ之外的这些元素含量的总量（ｗｔ％）；然后通过在低于再结晶温度下进行低温退火，分散析出Ｎｉ－Ｐ化合物，用下列式子示出的表面Ｘ射线衍射强度比Ｓ↓［ＮＤ］为：０．０５≤Ｓ↓［ＮＤ］≤０．１５（Ｓ↓［ＮＤ］＝Ｉ｛２００｝÷［Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝］。Ｉ｛２２０｝为｛１００｝面的Ｘ射线衍射强度，Ｉ｛１１１｝为｛１１１｝面的Ｘ射线衍射强度，Ｉ｛２２０｝为｛１１０｝面的Ｘ射线衍射强度，Ｉ｛３１１｝为｛３１１｝面的Ｘ射线衍射强度）；由此就获得了在导电率、抗拉强度、０．２％耐力、弹性、维克斯硬度以及弯曲加工性的平衡上优良的析出强化型铜基合金。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在导电率、抗拉强度及弯曲加工性的平衡上优良的，详细地涉及一种民用产品、例如构成信息、通讯用的狭小间隙连接器的底板、汽车用导线连接器的底板、半导体用引线框架的底板以及小型开关、继电器的底板等的。
技术介绍
近期，在发展便携式终端和移动的背景下，在个人计算机、便携式电话、数字电视等中安装的连接器的引线厚度、引线宽度分别为0.10～0.30mm，由于最终产品的小型化而趋向于狭小宽度、薄壁化。输入输出到各个引线端子的信息量的大容量、高速化的结果，导致了因通电电流产生的焦耳热使连接器的温度上升，有时还会超过容纳连接器的绝缘物的额定温度。并且，引线端子的一部分也作为电源使用，就必须降低材料中的导体电阻、即具有高导电率，急需开发代替导电率低的黄铜和磷青铜的铜合金。此外，当进行引线端子的压制成型加工时，虽然强度、弹性和弯曲性的兼容是不可缺少的，但成型尺寸的狭小宽度、薄壁化则需要与过去不同的观点来处理。另一方面，在汽车电器产品中安装的连接器中，随着电子控制系统的增加，对应于电路数量、安装密度的增加，就要求通过连接器小型化实现轻型化、节约空间化，例如，盒式阴性(メス)端子宽度从10年前主流的2.3mm变成现在的0.64mm，从而实现小型化。因此，毫无疑问与便携式终端同样需要有高的导电率。而且，由于维持对于盒式端子成型加工之后的良好连接特性，板厚与原来比没有太大改变，为0.25mm左右，另一方面，由于要求严格的形状精度，因此盒式部分的内部曲率半径R就会为更加接近0的状态且更加接近粘紧弯曲状态，与过去相比，就需要更加严格的加工条件。因此，由于既增加这种强度·弹性弯曲加工性能的兼容又实现导电率的提高，对于黄铜和磷青铜这些添加元素大量添加的固溶性增强型的材料而言就不能相适应。作为提高导电率、并且获得高强度·高弹性的一种方法，虽可举出析出强化型的材料，但采用析出强化型的材料时，通常材料的延展性、弯曲加工性的劣化不能否定，为了对此进行改善，用于控制添加元素和控制析出物的大小·分布的加工热处理工序就会变得复杂，其结果就会导致制造成本高(例如，专利文献1)。作为剩余的方法，有尽管是固溶强化型材料但最低限度地抑制了与导电率降低有关联的固溶元素的添加量、设计加工·热处理工艺的策略，但减少固溶强化元素就会导致强度下降，此部分就不能不依赖于加工硬化，就不能避免延展性·成型性的降低。总之，无论如何必须建立与现有观点不同的评价方法和将视野开阔到集合组织学的领域加以考虑，但尚未实现划时代的改善。专利文献1特开2000-80428号公报
技术实现思路
为了解决上述现有技术的问题，进行深入探讨时，对于通过采用模具的高速压制成型加工，按规定形状冲压的狭窄间距连接器、汽车用盒式连接器的材料而言，存在端子的薄壁化·宽度狭小化，具体地，存在弹性部分的板厚0.10～0.25mm、宽度0.10～0.30mm的倾向，另一方面，由于要求盒式内部的曲率半径R处于接近0的状态或接近贴紧弯曲状态，除维持高强度之外，弯曲加工性也要求优良，因此就提出了应该解决特性上的重要课题。特别地，对弯曲加工性而言，由于按宽厚比(测试片宽W/板厚t之比)从单轴拉伸到平面应变拉伸，来改变弯曲加工时弯曲部分凸侧表面的应力状态，因此就必须提高考虑了随着弯曲加工性的劣化的平面应变拉神的弯曲加工性。本专利技术提供一种通过控制材料的结晶方位、在导电率、抗拉强度及弯曲加工性的平衡上优良的。技术方案本专利技术提供一种针对铜基合金材料、特别地着眼于ND面(为板材表面，本专利技术中称为ND面)进行X射线衍射、在获得的结晶方位之中、进行特定方向的强度控制、由此提高弯曲加工性的。再有，这里X射线衍射强度表示例如用X射线衍射方法测定的材料的结晶方位的积分强度。即本专利技术，第一，提供一种铜基合金，该铜基合金含有Ni、Sn、P以及选自Zn、Si、Fe、Co、Mg、Ti、Cr、Zr、Al中的至少一种以上的元素、其总量为0.01～30wt％(是重量％。以下相同)，剩余部分由Cu和不可避免杂质组成，表面的X射线衍射强度比SND为0.05≤SND≤0.15(SND＝I{200}÷，I{200}为{100}面的X射线衍射强度，I{111}为{111}面的X射线衍射强度，I{220}为{110}面的X射线衍射强度，I{311}为{311}面的X射线衍射强度。以下相同)；第二，提供一种铜基合金，该铜基合金含有Ni0.01～4.0wt％、Sn0.01～10wt％、P0.01～0.20wt％，剩余部分由Cu和不可避免杂质组成，表面的X射线衍射强度比SND为0.05≤SND≤0.15；第三，提供一种铜基合金，该铜基合金含有Ni0.01～4.0wt％、Sn0.01～10wt％、P0.01～0.20wt％，还含有选自Zn、Si、Fe、Co、Mg、Ti、Cr、Zr、Al中的至少一种以上的元素、其总量为0.01～30wt％，剩余部分由Cu和不可避免杂质组成，表面的X射线衍射强度比SND为0.05≤SND≤0.15；第四，提供一种制造第1～3中任意一项所述的铜基合金的方法，对上述元素组成的铜基合金的铸锭进行冷轧与接着退火构成的组合工序至少进行一次以上后，进行最终冷轧加工前的轧制加工即中间轧制，使板材表面的上述X射线衍射强度比SND为0.05≤SND≤0.15，然后进行退火，从而获得结晶粒径20μm以下的板材，接着进行最终冷轧和低于再结晶温度的低温退火；第五，提供一种制造第1～3中任意一项所述的铜基合金的方法，对上述元素组成的铜基合金的铸锭进行冷轧接着退火的组合工序至少进行一次以上后，按满足下列式(1)的加工率Z进行冷轧Z＜100-10X-Y (1)(Z为冷轧加工率(％)，X为这些元素中的Sn含量(wt％)，Y为除Sn和Cu之外的元素含量的总量(wt％)，以下相同)，接着进行低于再结晶温度的低温退火(在此，优选用下列式(2)替代式(1)0.8×(100-10X-Y)＜Z＜100-10X-Y (2)]；第六，提供第4或第5中所述的方法，在进行上述组合工序之前，预先对上述铸锭进行选自均匀化退火、热轧中的至少任何一种。专利技术效果本专利技术可提供一种铜基合金，该铜基合金能够适用于在导电率、抗拉强度、0.2％耐力、弹性、硬度、弯曲性的平衡上优良的、且能够适用于连接器、开关、继电器用等，能够实现伴随近年来的家电产品、信息通讯设备和汽车用部件的高密度安装化的材料的薄壁化、细线化。特别地，能够大幅度地提高强度、弹性高的铜基合金的弯曲加工性。具体实施例方式下面，进一步具体地说明本专利技术的内容。本专利技术对于铜基合金、特别针对材料表面进行X射线衍射、在所得到的结晶方位中通过控制特定方位的强度来提高弯曲加工性。首先，进行弯曲加工时，在材料的弯曲部的表面上，观察到与弯曲轴平行的皱纹状的粗糙表面，与皱纹的凸部差不多维持接近初始表面的平滑的状态相对，凹部露出新生面。作为弯曲成型品，虽然希望不产生皱纹，但在上述的连接器等中使用的铜合金薄板中，除优良的弯曲加工性外，基于可靠性的观点，不仅应在弯曲部处不产生裂纹，而且粗糙表面的图案微细分散化也是必需的条件。这是因为大的皱纹状的粗糙表面的图案，不仅可看到好象裂纹的样子，而且还容易成为连接器装卸时和使用中冲击时裂纹的起点。为了提高弯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜基合金，含有Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐ以及选自Ｚｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｌ中的至少一种以上的元素、其总量为０．０１～３０ｗｔ％，剩余部分由Ｃｕ和不可避免杂质组成，表面的Ｘ射线衍射强度比Ｓ↓［ＮＤ］为０．０５≤Ｓ↓［ＮＤ］≤０．１５，Ｓ↓［ＮＤ］＝Ｉ｛２００｝÷［Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝］，Ｉ｛２００｝为｛１００｝面的Ｘ射线衍射强度，Ｉ｛１１１｝为｛１１１｝面的Ｘ射线衍射强度，Ｉ｛２２０｝为｛１１０｝面的Ｘ射线衍射强度，Ｉ｛３１１｝为｛３１１｝面的Ｘ射线衍射强度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：畠山浩一，
申请(专利权)人：同和金属技术有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]