铜合金板材及其制造方法技术

本发明专利技术提供维持高强度的同时弯曲加工性优良且耐应力腐蚀开裂性优良的廉价铜合金板材及其制造方法。将组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金的原料熔解并铸造，在900℃～400℃的温度范围内实施热轧后，以1～15℃/分钟的冷却速度冷却至400℃～300℃，接着在实施冷轧后以300～800℃的温度进行再结晶退火，然后以300～600℃的温度进行时效退火，藉此制造铜合金板材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜合金板材及其制造方法
本专利技术涉及铜合金板材及其制造方法，特别涉及连接器、引脚框、继电器、开关等电气电子部件中使用的Cu-Zn-Sn类铜合金板材及其制造方法。
技术介绍
对于连接器、引脚框、继电器、开关等电气电子部件中使用的材料，为了抑制由通电导致的焦耳热的产生，要求具有良好的导电性，并要求具有能够耐受电气电子设备的组装或运行时所施加的应力的高强度。另外，连接器等电气电子部件通常由弯曲加工形成，因此也要求具有优良的弯曲加工性。进一步，为了确保连接器等电气电子部件之间的接触可靠性，也要求对接触压力随时间降低的现象(应力缓和)具有耐久性，即耐应力缓和特性优良。近年来，连接器等电气电子部件具有逐渐高集成化、小型化和轻量化的倾向，随之对作为原材料的铜或铜合金板材的薄壁化的要求也越来越高。因此，对原材料的强度水平的要求变得更为严格。另外，为了应对连接器等电气电子部件的小型化和形状的复杂化，要求提高弯曲加工品的形状和尺寸精度。此外，近年来正逐渐推进环境负荷的降低和省资源/省能源化，随之对作为原材料的铜或铜合金板材的原料成本或制造成本的降低、制品的可回收性等的要求也越来越高。但是，板材的强度与导电性之间、强度与弯曲加工性之间、弯曲加工性与耐应力缓和特性之间互为此消彼长的关系，因此一直以来，作为这种连接器等电气电子部件的板材，根据用途适当选择使用导电性、强度、弯曲加工性或耐应力缓和特性良好且相对低成本的板材。另外，作为连接器等电气电子部件用的通用材料，以往一直使用黄铜或磷青铜等。磷青铜的强度、耐腐蚀性、耐应力腐蚀开裂性和耐应力缓和特性之间的平衡相对优良，但是例如在磷青铜2类(C5191)的情况下，无法进行热加工，而且含有约6％的昂贵的Sn，在成本方面不利。另一方面，黄铜(Cu-Zn类铜合金)作为原料和制造成本低且制品的可回收性优良的材料，得到了广泛使用。但是，黄铜的强度低于磷青铜，强度最高的黄铜的回火类别为EH(H06)，例如黄铜1类(C2600-SH)的板条制品通常拉伸强度为550MPa左右，该拉伸强度相当于磷青铜2类的回火类别H(H04)的拉伸强度。另外，黄铜1类(C2600-SH)的板条制品的耐应力腐蚀开裂性也差。另外，为了提高黄铜的强度，需要提高精轧率(回火类别提升)，与轧制方向垂直的方向上的弯曲加工性(即，弯曲轴方向相对于轧制方向平行的弯曲加工性)会随之显著恶化。因此，即便是强度水平高的黄铜，也存在无法加工成连接器等电气电子部件的情况。例如，如果提高黄铜1类的精轧率而使得拉伸强度高于570MPa，则难以压制成形为小型部件。特别地，由Cu和Zn构成的单纯的合金类的黄铜不易在维持强度的同时提高弯曲加工性。因此，仔细研究了向黄铜中添加各种元素以提高强度水平。例如，提出了添加有Sn、Si、Ni等第3元素的Cu-Zn类铜合金(例如，参照专利文献1～3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开第2001-164328号公报(段落编号0013)专利文献2：日本专利特开第2002-88428号公报(段落编号0014)专利文献3：日本专利特开第2009-62610号公报(段落编号0019)
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题但是，即便在黄铜(Cu-Zn类铜合金)中添加Sn、Si、Ni等，也存在无法充分提高弯曲加工性的情况。因此，本专利技术鉴于这种以往的问题点，目的在于提供维持高强度的同时弯曲加工性优良且耐应力腐蚀开裂性优良的廉价铜合金板材及其制造方法。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术人为解决上述技术问题进行了认真研究，结果发现，将组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金的原料熔解并铸造，在900℃～400℃的温度范围内实施热轧后，以1～15℃/分钟的冷却速度冷却至400℃～300℃，接着在实施冷轧后以300～800℃的温度进行再结晶退火，然后以300～600℃的温度进行时效退火，藉此能够制造维持高强度的同时弯曲加工性优良且耐应力腐蚀开裂性优良的廉价铜合金板材，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的铜合金板材的制造方法的特征在于，将组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金的原料熔解并铸造，在900℃～400℃的温度范围内实施热轧后，以1～15℃/分钟的冷却速度冷却至400℃～300℃，接着在实施冷轧后以300～800℃的温度进行再结晶退火，然后以300～600℃的温度进行时效退火，藉此制造铜合金板材。该铜合金板材的制造方法中，优选在实施了时效退火后进行精制冷轧，然后在450℃以下的温度下进行低温退火。或者，也可在进行再结晶退火且在进行时效退火之前进行冷轧。另外，铜合金的原料的组成还可以合计3质量％以下的范围含有选自Fe、Co、Cr、Mg、Al、B、P、Zr、Ti、Mn、Au、Ag、Pb、Cd和Be的1种以上的元素。另外，本专利技术的铜合金板材是组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金板材，特征在于，将施加有相当于0.2％屈服强度的80％的弯曲应力的铜合金板材保持在装有3质量％的氨水的干燥器内，在铜合金板材上观察到开裂为止的时间是黄铜1类(C2600-SH)的板材的10倍以上。该铜合金板材中，表面的每单位面积的粒径1μm以上的粗大析出物的数量优选在15000个/mm2以下。另外，本专利技术的铜合金板材是组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金板材，特征在于，表面的每单位面积的粒径1μm以上的粗大析出物的数量在15000个/mm2以下。上述铜合金板材的拉伸强度优选在550MPa以上，0.2％屈服强度优选在500MPa以上。此外，导电率优选在10％IACS以上。另外，铜合金的原料优选组成还以合计3质量％以下的范围含有选自Fe、Co、Cr、Mg、Al、B、P、Zr、Ti、Mn、Au、Ag、Pb、Cd和Be的1种以上的元素。另外，铜合金板材的表面的平均结晶粒径优选在10μm以下。进一步，本专利技术的连接器端子的特征在于使用上述铜合金板材作为材料。专利技术效果通过本专利技术能够制造维持高强度的同时弯曲加工性优良且耐应力腐蚀开裂性优良的廉价铜合金板材。具体实施方式本专利技术的铜合金板材的制造方法的实施方式包括：将组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金的原料熔解并铸造的熔解·铸造工序，在该熔解·铸造工序之后以900℃～400℃的温度范围实施热轧后、以1～15℃/分钟的冷却速度冷却至400℃～300℃的热轧工序，在该热轧工序后实施冷轧的冷轧工序，在实施该冷轧后以300～800℃的温度进行再结晶退火的再结晶退火工序，在该再结晶退火工序后以300～600℃的温度进行退火的时效退火工序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铜合金板材的制造方法，其特征在于，将组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金的原料熔解并铸造，在900℃～400℃的温度范围内实施热轧后，以1～15℃/分钟的冷却速度冷却至400℃～300℃，接着在实施冷轧后以300～800℃的温度进行再结晶退火，然后以300～600℃的温度进行时效退火，藉此制造铜合金板材。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 JP 2016-212103;2017.10.19 JP 2017-202321.铜合金板材的制造方法，其特征在于，将组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金的原料熔解并铸造，在900℃～400℃的温度范围内实施热轧后，以1～15℃/分钟的冷却速度冷却至400℃～300℃，接着在实施冷轧后以300～800℃的温度进行再结晶退火，然后以300～600℃的温度进行时效退火，藉此制造铜合金板材。2.如权利要求1所述的铜合金板材的制造方法，其特征在于，在进行所述时效退火后，进行精制冷轧，然后在450℃以下的温度下进行低温退火。3.如权利要求1所述的铜合金板材的制造方法，其特征在于，在进行所述再结晶退火后且在进行所述时效退火之前进行冷轧。4.如权利要求1所述的铜合金板材的制造方法，其特征在于，所述铜合金的原料还以合计3质量％以下的范围含有选自Fe、Co、Cr、Mg、Al、B、P、Zr、Ti、Mn、Au、Ag、Pb、Cd和Be的1种以上的元素。5.铜合金板材，它是组成为含有17～32质量％的Zn、0.1～4.5质量％的Sn、0.01～2.0质量％的Si和0.01～5.0质量％的Ni且剩余部为Cu和不可避免的杂质的铜合金板材，其特征在于，将施加有相当于0.2％...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋上直太，杉本贵宣，青山智胤，成枝宏人，
申请(专利权)人：同和金属技术有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP