铜合金板材及铜合金板材的制造方法技术

本发明专利技术提供一种强度高、导电率高并具有优良的弯曲加工性及冲压加工性的Cu‑Ni‑Si系铜合金板材及其制造方法。所述铜合金板材含有0.5～2.5质量％的Ni、0.5～2.5质量％的Co、0.30～1.2质量％的Si、以及0.0～0.5质量％的Cr，余量由Cu及不可避免的杂质构成，当将板面中的{200}晶面的X射线衍射强度设为I{200}，将纯铜标准粉末的{200}晶面的X射线衍射强度设为I0{200}，平均晶粒直径为GS(μm)时，满足1.0≤I{200}/I0{200}≤5.0，满足5.0μm≤GS≤60.0μm，具有5.0≤{(I{200}/I0{200})/GS}×100≤21.0的关系。

Manufacturing Method of Copper Alloy Plate and Copper Alloy Plate

【技术实现步骤摘要】
铜合金板材及铜合金板材的制造方法
本专利技术涉及一种时效硬化型铜合金板材及其制造方法，尤其涉及一种适于应用在连接器、引线框架、引脚、继电器、开关等各种电子部件的Cu-Ni-Si系合金板材及其制造方法。
技术介绍
在使用于连接器、引线框架、引脚、继电器、开关等各种电子部件的电子材料用铜合金板材中，要求兼容高强度性和高导电性，所述高强度性用于抵御组装时和/或工作时被赋予的应力，所述高导电性用于抑制通电引起的发热。并且，对于这些各种电子部件而言，一般在作为铜合金制造商的直接的客方的冲压制造商中，通过对电子材料用铜合金板材实施冲压加工及弯曲加工而成型，因此还需要兼容优良的冲压性和良好的弯曲加工性。近年来，电子设备的小型化、纤薄化急剧推进，对于内置在电子设备的各种电子部件所使用到的电子材料用铜合金板材的要求级别进一步提高。具体而言，作为铜合金板材中要求的强度水平，要求兼备0.2％屈服强度为720MPa以上的高强度水平、43.5％IACS以上的高导电率、轧制平行方向(GW)及轧制直角方向(BW)的180度弯曲性R/t＝0，而且还要求具备优良的冲压性。但是，一般在铜合金板材的强度与导电率之间存在权衡关系，现有的以磷青铜、黄铜、镍黄铜之类为代表的固溶强化型铜合金板材，则无法满足该要求级别。因此，近年来可用于满足该要求级别的时效硬化型铜合金板材的使用量增加。对于时效硬化型铜合金板材而言，对得到固溶处理的过饱和固溶体进行时效处理，从而使微细析出物均匀分散，于是合金的强度变高，与此同时基体(母材)的铜中的固溶元素量减少，由此可以提高导电率。在时效硬化型铜合金板材中，Cu-Ni-Si系铜合金(所谓的可鲁逊合金)板材作为强度与导电率的平衡性优良的铜合金板材，乃是业界关注的合金之一。对于该铜合金而言，认识到基体(母材)中析出微细的Ni-Si系金属间化合物颗粒，从而可以提高强度和导电率。然而，Cu-Ni-Si系铜合金具有高强度，故而弯曲加工性未必良好。通常，对于铜合金板材而言，除了上述强度与导电率之间的关系之外，在强度与弯曲加工性之间也存在权衡关系。因此，如果采用增加本合金的溶质元素Ni及Si的添加量的方法和/或提高时效处理后的精轧加工度的方法，使强度提高，则存在弯曲加工性降低的趋势。由于这理由，开发出兼备有高强度、高导电率、良好的弯曲加工性并具有优良的冲压加工性的铜合金板材成为极其困难的问题。作为可用于解决该问题的铜合金板材，可列举铍铜，但是对于该合金而言，在加工时产生的粉尘具有致癌性，而且环境负荷较大，因此近来强烈期望电子设备制造商开发出替代材料。近年来，在Cu-Ni-Si系铜合金板材中，作为用于解决如上所述的强度与弯曲加工性的技术问题的方法，提出一种通过控制晶体取向而改善弯曲加工性的方法。例如，专利文献1在固溶处理工序之前在适当的条件下实施预退火，并通过其后的固溶处理工序而控制立方(Cube)取向、黄铜(Brass)取向等各种晶体取向的面积率，从而在兼容高强度、优良的弯曲加工性方面获得成功。另外，在专利文献2中，在固溶处理工序之前在适当的条件下实施中间退火，并在其后的固溶处理之后增大{200}晶面(所谓的Cube取向)的比例，并将晶粒内的平均双晶密度提高，从而在兼容高强度、高导电率、优良的弯曲加工性方面获得成功。此外，在专利文献3中，控制{200}晶面与{422}晶面的比例，从而维持高强度，与此同时成功地获得了优良的弯曲加工性。并且，在专利文献4中，通过控制Cube取向({200}晶面)和晶粒直径，维持高强度和高导电率，与此同时成功地获得了良好的弯曲加工性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-197503号公报专利文献2：日本特开2010-275622号公报专利文献3：日本特开2010-90408号公报专利文献4：日本特开2006-152392号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，根据专利文献1的方法，致力于使{200}晶面发育，结果使得{200}晶面与晶粒直径之间的平衡变差，并存在冲压加工时的尺寸变差的情况。这对于作为铜合金制造商的客户的冲压加工制造商而言乃是深刻的问题，并导致如下的问题：冲压加工后的材料的大部分因达不到作为冲压加工制造商的客方的电子部件制造商所要求的尺寸公差，不得不被废弃。作为其对策，有一种定期地维护模具的刀尖的方法，然而在冲压加工中需要休止冲压模具并将模具解体，使得生产效率急剧降低。另外，按照专利文献2及3的方法，致力于控制{200}晶面与{422}晶面的比例，因此{200}晶面与晶粒直径之间的平衡并不恰当，且冲压加工时的尺寸极为不良。此外，按照专利文献4的方法，虽然致力于控制Cube取向和晶粒直径，然而却对冲压加工性完全不考虑，如果采用此制造方法，则冲压加工时的尺寸极为不良。因此，本专利技术鉴于如上所述的技术问题，目的在于提供一种兼备有高强度、高导电率、良好的弯曲加工性并具有优良的冲压加工性的Cu-Ni-Si系铜合金板材及其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的诸专利技术者为了解决上述技术问题而敏锐地洞察，其结果着眼于包含Co及Cr的Cu-Ni-Si系铜合金板材。其后，对包含Co及Cr的Cu-Ni-Si系铜合金板材反复研究的结果，发现了在含有0.5～2.5质量％的Ni、0.5～2.5质量％的Co、0.3～1.2质量％的Si以及0.0～0.5质量％的Cr、且余量由Cu及不可避免的杂质构成的铜合金板材中，{200}晶面和晶粒直径采取极其绝妙的平衡这一条件，对于兼备高强度、高导电率以及良好的弯曲加工性和优良的冲压加工性而言是重要的，据此终至于完成了本专利技术。本专利技术是基于上述洞见而提出的专利技术，在一侧面中，铜合金板材含有0.5～2.5质量％的Ni、0.5～2.5质量％的Co、0.30～1.2质量％的Si、以及0.0～0.5质量％的Cr，余量由Cu及不可避免的杂质构成，当将板面中的{200}晶面的X射线衍射强度设为I{200}，将纯铜标准粉末的{200}晶面的X射线衍射强度设为I0{200}，基于JISH0501的切割法而求得的平均晶粒直径为GS(μm)时，满足1.0≤I{200}/I0{200}≤5.0，并满足5.0μm≤GS≤60.0μm，而且，这些具有5.0≤{(I{200}/I0{200})/GS}×100≤21.0的关系(计算公式1)，导电率为43.5％IACS以上且55.0％IACS以下，0.2％屈服强度为720MPa以上且900MPa以下。根据本专利技术一个实施方式的铜合金板材中，还含有总量最多为0.5质量％的选自Mg、Sn、Ti、Fe、Zn及Ag中的一种或两种以上元素。本专利技术的另一方面中，一种铜合金板材的制造方法，具有如下的工序：熔解和铸造工序，熔解铜合金的原料并进行铸造，所述铜合金含有0.5～2.5质量％的Ni、0.5～2.5质量％的Co、0.30～1.2质量％的Si、以及0.0～0.5质量％的Cr，且余量由Cu以及不可避免的杂质组成；热轧工序，在该熔解和铸造工序之后，在950℃～400℃下降低温度的同时进行热轧；第一冷轧工序，在该热轧工序之后，以30％以上的轧制率进行冷轧；预退火工序，在该第一冷轧工序之后，在350～500℃的加热温度下，进行5.0～9.5小时(预退火工序的时间t与温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜合金板材，其特征在于，含有0.5～2.5质量％的Ni、0.5～2.5质量％的Co、0.30～1.2质量％的Si、以及0.0～0.5质量％的Cr，余量由Cu及不可避免的杂质构成，当将板面的{200}晶面的X射线衍射强度设为I{200}，将纯铜标准粉末的{200}晶面的X射线衍射强度设为I0{200}，基于JISH0501的切割法而求得的平均晶粒直径为GS(μm)时，满足1.0≤I{200}/I0{200}≤5.0，并满足5.0μm≤GS≤60.0μm，且具有5.0≤{(I{200}/I0{200})/GS}×100≤21.0的关系，导电率为43.5％IACS以上且55.0％IACS以下，0.2％屈服强度为720MPa以上且900MPa以下。

【技术特征摘要】
2016.03.31 JP 2016-0733491.一种铜合金板材，其特征在于，含有0.5～2.5质量％的Ni、0.5～2.5质量％的Co、0.30～1.2质量％的Si、以及0.0～0.5质量％的Cr，余量由Cu及不可避免的杂质构成，当将板面的{200}晶面的X射线衍射强度设为I{200}，将纯铜标准粉末的{200}晶面的X射线衍射强度设为I0{200}，基于JISH0501的切割法而求得的平均晶粒直径为GS(μm)时，满足1.0≤I{200}/I0{200}≤5.0，并满足5.0μm≤GS≤60.0μm，且具有5.0≤{(I{200}/I0{200})/GS}×100≤21.0的关系，导电率为43.5％IACS以上且55.0％IACS以下，0.2％屈服强度为720MPa以上且900MPa以下。2.根据权利要求1所述的铜合金板材，其特征在于，还含有总量最多为0.5质量％的选自Mg、Sn、Ti、Fe、Zn及Ag中的一种或两种以上元素。3.一种铜合金板材的制造方法，其特征在于，具有：熔解和铸造工序，熔解铜合金的原料并进行铸造，所述铜合金的组成为，含有0.5～2.5质量％的Ni、0.5～2.5质量％的Co、0.30～1.2质量％...

【专利技术属性】
技术研发人员：三枝启，
申请(专利权)人：JX金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP