Cu-Ni-Si系轧制铜合金和其制造方法技术

本发明专利技术的课题是提供强度、电导率和疲劳特性都优异的Cu‑Ni‑Si系轧制铜合金。本发明专利技术的解决手段是Cu‑Ni‑Si系轧制铜合金，其以质量%计，含有以总量计为3.0~4.5%的选自Ni和Co中的至少一种以上、0.6~1.0%的Si，剩余部分包含Cu和不可避免的杂质，轧制垂直方向的0.2%耐力YS为1040MPa以上。

Rolled Copper Alloy of Cu-Ni-Si System and Its Manufacturing Method

The subject of the present invention is to provide rolled copper alloys of CuNi Si series with excellent strength, electrical conductivity and fatigue properties. The solution of the present invention is to roll a copper alloy in the system of Cu Ni Si, which contains at least one kind of Si selected from Ni and Co in the total amount of 3.0-4.5% and 0.6-1.0% in terms of mass percent. The remaining part contains copper and unavoidable impurities, and the rolling endurance YS of 0.2% in the vertical direction is more than 1040 MPa.

【技术实现步骤摘要】
Cu-Ni-Si系轧制铜合金和其制造方法本申请是申请号为“201610189951.7”，专利技术名称为“Cu-Ni-Si系轧制铜合金和其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及适合于例如连接器、端子、继电器、开关等的导电性弹簧材料的Cu-Ni-Si系轧制铜合金和其制造方法。
技术介绍
一直以来，作为端子、连接器的材料，可以使用作为固溶强化型合金的黄铜、磷青铜。然而，伴随电子仪器的轻量化和小型化，端子、连接器薄质化、小型化，对于用于它们中的材料，期望高强度、高弯曲性和优异的疲劳特性。作为特别是对于端子、连接器等所要求的疲劳特性，可以举出在S-N曲线中的循环次数比较少、循环应力高的区域中的疲劳寿命的提高。其原因在于，伴随连接器的矮型化，以大的位移、即应力变高的方式进行设计的情形变多。已知一般情况下如果提高合金的强度，则疲劳强度提高，开发了通过析出强化而使强度提高的Cu-Ni-Si系铜合金（Corson铜合金）（专利文献1）。此外，开发了Cu-Ni-Si系铜合金，其通过在合金中利用轧制等赋予压缩残余应力，抑制了疲劳裂纹的产生，使疲劳寿命增加（专利文献2）。进一步，开发了Cu-Ni-Si系铜合金，其通过将Cube方位{001}<100>的比例提高至5~50%，抑制了裂纹的产生，使疲劳寿命增加（专利文献3）。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第WO2011/068134号（表1）专利文献2：日本专利第4255330号公报专利文献3：日本特开2011-12321号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，Cu-Ni-Si系铜合金的高强度化和由此带来的疲劳特性的改善存在限度。例如，在专利文献1中，作为Cu-Ni-Si系铜合金的强度（0.2%耐力），虽然记载了最大1000MPa的例子（专利文献1的表1），但没有得到大于此的强度。此外，端子、连接器等的电子材料多以自身的长度方向平行于铜合金条的轧制垂直方向的方式冲裁来制造，提高轧制垂直方向的强度是重要的，但是尚没有发现着眼于这一点的技术。本专利技术是为了解决上述课题而成，目的在于提供强度、电导率和疲劳特性都优异的Cu-Ni-Si系轧制铜合金。解决课题的手段本专利技术人发现，为了提高Cu-Ni-Si系轧制铜合金的轧制垂直方向的强度，重要的是提高作为最终退火的去应力退火中的强度，因此，必要的是使刚刚在去应力退火之前的时效后冷轧的加工率尽可能高。此外已发现，根据时效后冷轧时的析出的程度，必要的最低限度的加工率也会变化，因此必要的是根据析出的程度设定加工率。并且，作为该析出的程度，以轧制垂直方向的电导率作为指标，用由上述电导率计算得出的关系式规定必要的加工率，由此成功地使合金的强度稳定地提高。为了达到上述目的，本专利技术的Cu-Ni-Si系轧制铜合金以质量%计，含有以总量计为3.0~4.5%的选自Ni和Co中的至少一种以上、0.6~1.0%的Si，剩余部分包含Cu和不可避免的杂质，轧制垂直方向的0.2%耐力YS为1040MPa以上。优选进一步含有以总量计为0.005~2.5质量%的选自Mg、Mn、Sn、Zn和Cr中的至少一种以上。优选进一步含有以总量计为0.005~1.0质量%的选自P、B、Ti、Zr、Al、Fe和Ag中的至少一种以上。本专利技术的Cu-Ni-Si系轧制铜合金的制造方法是上述Cu-Ni-Si系轧制铜合金的制造方法，其中，将铸块依次进行热轧、冷轧、固溶处理、时效处理、时效后冷轧、去应力退火，所述铸块以质量%计，含有以总量计为3.0~4.5%的选自Ni和Co中的至少一种以上、0.6~1.0%的Si，进一步根据需要含有以总量计为0.005~2.5质量%的选自Mg、Mn、Sn、Zn和Cr中的至少一种以上、和/或含有以总量计为0.005~1.0质量%的选自P、B、Ti、Zr、Al、Fe和Ag中的至少一种以上，剩余部分包含Cu和不可避免的杂质；使上述时效后冷轧的加工率RE为80%以上，使上述时效后冷轧后且上述去应力退火前的轧制垂直方向的电导率EC（%IACS）为25%以上且小于40%，并且以满足式1：RE≥0.0291×(EC)2-0.8885×(EC)+85.025的方式设定上述加工率RE，上述去应力退火在200~500℃下进行1~1000秒。专利技术效果根据本专利技术，得到强度、电导率和疲劳特性都优异的Cu-Ni-Si系轧制铜合金。附图简要说明图1：显示时效后冷轧后且去应力退火前的轧制垂直方向的电导率与时效后冷轧的加工率RE的相互关联的图。具体实施方式以下，针对本专利技术的实施方式的Cu-Ni-Si系轧制铜合金进行说明。应予说明，在本专利技术中，%只要没有特别的限定，都表示质量%。（组成）[Ni、Co和Si]铜合金中含有以总量计为3.0~4.5%的选自Ni和Co中的至少一种以上、0.6~1.0%的Si，含有0.6~1.0%的Si。Ni、Co和Si通过施加适当的热处理而形成金属间化合物，在不使电导率劣化的情况下提高强度。如果Ni、Co和Si的含量小于上述范围，则不能得到提高强度的效果，如果大于上述范围，则在导电性下降的同时，热加工性下降。[其他添加元素]在合金中，也可以进一步含有以总量计为0.005~2.5质量%的选自Mg、Mn、Sn、Zn和Cr中的至少一种以上。Mg提高强度和耐应力松弛特性。Mn提高强度和热加工性。Sn提高强度。Zn提高钎焊接合部的耐热性。Cr由于和Ni一样与Si形成化合物，因此通过沉淀硬化，在不使电导率劣化的情况下提高强度。此外，在合金中，也可以进一步含有以总量计为0.005~1.0质量%的选自P、B、Ti、Zr、Al、Fe和Ag中的至少一种以上。如果含有这些元素，则电导率、强度、应力松弛特性、镀层性等产品特性得到改善。应予说明，如果上述各元素的总量小于上述范围，则不能得到上述效果，如果大于上述范围，则存在导致电导率下降的情况。[强度]Cu-Ni-Si系轧制铜合金的轧制垂直方向的0.2%耐力YS为1040MPa以上。如果提高合金的强度，则疲劳强度得到提高，因此如果YS为1040MPa以上，则疲劳强度也优异。在此，如上所述，对于端子、连接器等，必要的是提高在S-N曲线中的循环次数少、循环应力高的区域中的疲劳寿命。本专利技术人发现，作为该区域，相当于S-N曲线中的循环次数大于104次时的循环应力（载荷应力）为750MPa以上的条件，满足该条件的YS为1040MPa以上。因此，如果YS小于1040MPa，则S-N曲线中的循环次数大于104次时的循环应力下降至小于750MPa，疲劳特性差。应予说明，YS是依照JIS-Z2241进行拉伸试验而求得的。此外，疲劳试验依照JCBA-T308-2002进行。<制造方法>本专利技术的Cu-Ni-Si系轧制铜合金通常而言可以将锭依次进行热轧、冷轧、固溶处理、时效处理、时效后冷轧、去应力退火来制造。固溶处理前的冷轧、重结晶退火并不是必须的，可以根据需要实施。此外，在固溶处理后且时效处理前，可以根据需要实施冷轧。在此，使时效后冷轧的加工率RE为80%以上。为了提高Cu-Ni-Si系轧制铜合金的轧制垂直方向的强度，重要的是提高作为最终退火的去应力退火中的强度，因此，必要的是使刚刚在去应力退火之前的时效后冷轧的加工率尽可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.Cu‑Ni‑Si系轧制铜合金，其以质量%计，含有以总量计为3.0~4.5%的选自Ni和Co中的至少一种以上、0.6~1.0%的Si，剩余部分包含Cu和不可避免的杂质，轧制垂直方向的0.2%耐力YS为1040MPa以上，所述Cu‑Ni‑Si系轧制铜合金的电导率EC（%IACS）为28~45%。

【技术特征摘要】
2015.03.30 JP 2015-069033;2016.03.09 JP 2016-045521.Cu-Ni-Si系轧制铜合金，其以质量%计，含有以总量计为3.0~4.5%的选自Ni和Co中的至少一种以上、0.6~1.0%的Si，剩余部分包含Cu和不可避免的杂质，轧制垂直方向的0.2%耐力YS为1040MPa以上，所述Cu-Ni-Si系轧制铜合金的电导率EC（%IACS）为28~45%。2.如权利要求1所述的Cu-Ni-Si系轧制铜合金，其中进一步含有以总量计为0.005~2.5质量%的选自Mg、Mn、Sn、Zn和Cr中的至少一种以上。3.如权利要求1或2所述的Cu-Ni-Si系轧制铜合金，其中进一步含有以总量计为0.005~1.0质量%的选自P、B、Ti、Zr、Al、Fe和Ag中的至少一种以上。4.Cu-Ni-Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑垣宽，
申请(专利权)人：JX金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP