电子材料用Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系铜合金制造技术

本发明专利技术提供科森铜镍硅合金，通过更加优异地发挥Ｃｒ添加效果，从而使其特性大幅提高。提供电子材料用铜合金，其为含有Ｎｉ：２．５～４．５质量％、Ｓｉ：０．５０～１．２质量％、Ｃｒ：０．００３０～０．２质量％（其中，Ｎｉ与Ｓｉ的重量比为３≤Ｎｉ／Ｓｉ≤７），余量由Ｃｕ和不可避免的杂质构成的铜合金，其中，碳的量为５０质量ｐｐｍ以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及析出硬化型铜合金，特别涉及适于用于各种电子机器 部件的Cu-Ni-Si系铜合金。
技术介绍
引线框、连接器、插头、端子、继电器、开关等各种电子机器部 件中使用的电子材料用铜合金要求兼备作为基本特性的高强度和高导 电性(或导热性)。近年，电子部件的高集成化和小型化、薄型化急 速发展，对应于此，对于电子部件中使用的铜合金的要求水平也越来 越高。从高强度和高导电性的角度来看，近年，作为电子材料用铜合金， 取代以往的罅青铜、黄铜等为代表的固溶强化型铜合金，析出硬化型 铜合金的用量增加.对于析出硬化型铜合金，通过对经过固溶处理的 过饱和固溶体进行时效处理，可以使微细的析出物均匀分散，合金强 度变高，同时，铜中的固溶元素量减少，导电性提高。因此，可以得 到强度、弹性等机械性质优异，而且导电性、导热性良好的材料.在析出硬化型铜合金中，通常称为科森铜镍硅合金的Cu-Ni-Si系 铜合金是兼备较高的导电性、强度、应力松掩特性和弯曲加工性的代 表性的铜合金，目前在本领域中，是被广泛进行开发的合金之一。对 于该铜合金，在铜基质中通过使微细的Ni-Si系金属间化合物粒子析 出，可以谋求强度和电导率的提高。Ni-Si系金属间化合物粒子的析出物通常是按照化学计量学而构 成，例如，日本特开2001-207229号公报中有如下记栽，通过使合金中 Ni和Si的质量比接近于金属间化合物Ni2Si的质量組成比(Ni原子量 x2: Si原子量xl)，即，通过使M和Si的重量浓度比定为Ni/Si=3~7，可以得到良好的导电性，Cu-Ni-Si系合金中添加Cr作为合金元素 日本专利笫2862942号 公报中有如下记栽，科森铜镍硅合金的热处理方法，其特征在于，对 科森铜镍硅合金进行加热(或冷却)时，在400 800TC的温度范围，对该科森铜镍硅合金进行加热(或冷却)，使所述科森铜镍硅合金的拉伸热应变为lxlO以下，所述科森铜镍硅合金为Ni: 1.5~4.0质量 %、 Si: 0.35 ~ 1.0质量％、任意地选自Zr、 Cr、 Sn中的至少一种金属 0.05 - 1.0重量％，余量包含Cu和不可避免的杂质的科森铜镍硅合金。 根据该方法，认为可以防止热处理时的铸锭的裂紋.在曰本专利第3049137号公报中，记栽了一种弯曲加工性优异的 高强度合金，其特征在于，含有Ni: 2~5质量°/。、 Si: 0.5~1.5质量％、 Zn: 0.1~2质量％、 Mn: 0.01 ~ 0.1质量％、 Cr: 0.001 ~ 0.1质量％、 Al: 0.001 ~ 0.15质量％、 Co: 0.05~2质量％，限定杂质成分S的含量 在15卯m以下，余量包含Cu和不可遊免的杂质。根据该专利技术，Cr被 认为是强化铸锭的晶界、提高热加工性的元素.另外，认为超过0.1质 量％，含有Cr时熔融液氧化，铸造性变差。此外，还记栽有在碳棒电 阻炉中、大气压下、木炭包袭下，熔解并铸造该铜合金。专利文献1日本特开2001-207229号公报专利文献2日本专利第2恥2942号公报专利文献3日本专利第3049137号公报
技术实现思路
如曰本特开2001-207229号公报中所记栽，如果将Ni和Si的重量 浓度比控制为Ni/Si=3~7，则可以谋求特性改善，但是在维持较高的电 导率的状态下难于维持高强度。如果使M和Si的重量浓度比增加，虽 可以得到高强度，但电导率降低.进而由于有损于热加工性、合格率 降低，是不经济的.由此，即使调整Ni-Si添加量严格进行成分控制， 也难于大幅改善特性.曰本专利第2862942号公报中没有记栽也没有暗示Cr添加效果. 另外，对于该文献记栽的方法，如果使铸锭大型化，则升降温的控制 变得困难。因此，通过利用温度控制的以外的方法，特别是通过改善 基于合金元素固有的作用的Cu-Ni-Si系合金特性，如果可以防止铸锭 裂紋，則更加期望。曰本专利笫3049137号公报中虽然记栽了 Cr可以提高热加工性， 但是没有记栽其他作用.另外，虽然记栽了用于发挥添加Cr而导致的 特性提高效果的浓度条件，但是没有记栽其他条件.因此，本专利技术的课趙之一是提供大幅提高特性的科森铜镍硅合金。更详细地，提供科森铜镍硅合金，通过更加优异地发挥Cr添加效 果，从而使其特性大幅提高。本专利技术人为了解决所述课題而深入研究，结果发现在一定条件 下，Cr对提高科森铜镍硅合金的强度和电导率有显著的影响.特别是， 本专利技术人着眼于Cr和碳的关系，发现通过控制科森铜镍硅合金中含碳 量，可以更加优异地发挥其效果。本专利技术是基于所述见解而完成的， 一方面，其为电子材料用铜合 金，其为含有Ni: 2.5~4.5质量％、 Si: 0.50 ~ 1.2质量％、 Cr: 0.0030 ~ 0.2质量％ (其中，Ni与Si的重量比为3<Ni/Si<7)，余量由Cu和 不可避免的杂质构成的铜合金，其中，碳的量为S0质量卯m以下。本专利技术的电子材料用铜合金在一个实施方式中，以总量计，还可 以含有0.5质量％以下选自Mg、 Mn、 Sn以及Ag中的1种或2种以上。本专利技术的电子材料用铜合金在另一个实施方式中，以总量计，还 可以含有2.0质量％以下选自Zn、 P、 As、 Sb、 Be、 B、 Ti、 Zr、 Al、 Co以及Fe中的l种或2种以上。本专利技术的另一方面为使用所述铜合金的铜合金压延制品(伸銅 品)。本专利技术的另一方面为使用所述铜合金的电子机器部件. 根据本专利技术，由于可以优异地发挥作为合金元素的Cr添加效果， 可以得到强度以及电导率显著提高的电子材料用科森铜镍硅合金.附困说明附图说明图1是以YS作为橫轴、EC为纵轴，关于在规定范围内使Ni、 Si 和Cr的含量相同，同时碳含量在规定范闺的情况(实施例9和10)、 以及碳含量在规定范围之外的情况(比较例7和8)绘制的图。具体实施方式 M和Si的添加量Ni和Si通过实施适当的热处理形成作为金属间化合物的硅化镍 卩廿4卜')(Ni2Si等)，不使电导率变差而可以谋求高 强度化.Si和Ni的重童比如上述优选为与靶学计童组成接近的3<Ni/Si < 7，更优选3.5 < Ni/Si < 5.0但是，Ni/Si即使具有所述范围的比例，Si添加量小于0.5质量。/n，也不能得到所希望的强度，超过1.2质量％时，可以谋求高强度化但是 电导率显著降低，进而由于在偏析部生成液相，热加工性降低，因此 不优选。所以可以是Si: 0.5~1.2质量％、优选0.5~0.8质量％,根据Si添加量，Ni添加量可以设定为满足所述优选的比例，为了 与Si添加量取得平衡，可以是Ni: 2.5~4.5质量％、优选Ni: 3.2 ~ 4.2 质量％、更优选Ni: 3.5~4.0质量％。Cr的添加量在通常的Oi-M-Si系合金中，如果使Ni-Si浓度升高，则析出粒子 的总数增加，因此可以谋求析出强化引起的强度升高。另一方面，伴 随着添加浓度升高，对析出没有作用的固溶量也增加，因此电导率降 低，结果是时效析出的峰强度升高，但是成为峰强度的电导率降低. 然而，上述Cu-Ni-Si系合金中，添加0.003 ~ 0.2质量％、优选0.01 ~ 0.1质量％的Cr，则对于最终特性而本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子材料用铜合金，其为含有Ｎｉ：２．５～４．５质量％、Ｓｉ：０．５０～１．２质量％、Ｃｒ：０．００３０～０．２质量％，其中，Ｎｉ与Ｓｉ的重量比为３≤Ｎｉ／Ｓｉ≤７，余量由Ｃｕ和不可避免的杂质构成的铜合金，其中，碳的量为５０质量ｐｐｍ以下。

【技术特征摘要】
1. 电子材料用铜合金，其为含有Ni2.5～4.5质量％、Si0.50～1.2质量％、Cr0.0030～0.2质量％，其中，Ni与Si的重量比为3≤Ni/Si≤7，余量由Cu和不可避免的杂质构成的铜合金，其中，碳的量为50质量ppm以下。2. 权利要求l所述的电子材料用铜合金，以总量计，还可以含有 0.5质量％以下选自Mg、 Mn、 Sn...

【专利技术属性】
技术研发人员：江良尚彦，深町一彦，桑垣宽，
申请(专利权)人：日矿金属加工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]