具有低杨氏模量的铜合金板材及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种电气、电子部件用铜合金板材，其具有连接器等电气、电子部件所要求的低杨氏模量，该电气、电子部件用铜合金板材具有合金组分，所述合金组分包含：总量为0.5~5.0质量%的Ni和Co中的任一种或两种、及0.2~1.5质量%的Si，余量为Cu和不可避免的杂质，其中，该铜合金板材在轧制方向的0.2%屈服强度为500MPa以上、导电率为30%IACS以上、杨氏模量为110GPa以下、挠曲系数为105GPa以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低杨氏模量的铜合金板材及其制造方法
本专利技术涉及一种铜合金板材及其制造方法，所述铜合金板材适于作为连接器等电气、电子部件用材料，且具有高强度和高导电性，还具有低杨氏模量。
技术介绍
近年来，由于电子工业的发展，各种电气、电子设备的配线趋向于复杂化、高集成化，随之而来的是，作为电气、电子部件用途，使用铜合金的机会增加。特别是，连接器等电气、电子部件要求窄间距、低背化、高可靠性、低成本化。因此，为了满足这些要求，连接器等电气、电子部件中使用的铜合金板材薄壁化、并且被压制成复杂的形状，因此，需要具有较高的强度和导电率，同时需要具有优异的压制成形性。为了制成端子使用，作为在插拔时及弯曲时不发生变形的强度，优选轧制方向(RD)的拉伸强度为500MPa以上，另外，为了抑制由通电产生的焦耳热，优选导电率为30%IACS以上。另外，目前，为了使连接器小型化，由较小的移位就能得到较大应力，要求连接器用材料具有较大的杨氏模量。但是，端子本身的尺寸精度变严，对模具技术及压制的操作管理、或连接器用材料的板厚及残余应力的不均等的管理基准变严，而且还导致成本增加。因此，最近要求如下设计，该设计使用杨氏模量小的连接器用材料，制成弹簧这样的移位大的结构，从而可允许尺寸的波动。因此，要求轧制方向的杨氏模量为110GPa以下，优选为100GPa以下。到目前为止，作为连接器用材料，通常使用黄铜及磷青铜等。黄铜、磷青铜在轧制方向的杨氏模量均约为110~120GPa，与纯铜的杨氏模量128GPa相比较小，因而作为低杨氏模量材料被广泛使用。但是，这些铜合金的导电率为30%IACS以下，导电率低，无法制成作为流过大电流用途的连接器使用。于是，着眼于具有中度导电率的科森铜镍硅系合金，其使用量逐渐增加，但该科森铜镍硅系合金的杨氏模量约为130GPa，从这点上考虑，要求连接器材料的低杨氏模量化。另外，根据连接器的设计者，也存在不以杨氏模量，而以挠曲系数(弯曲试验时的纵向弹性系数)设计连接器的情况，要求降低挠曲系数。一般而言，杨氏模量表示在拉伸应力下的纵向弹性系数，挠曲系数表示在弯曲时的压缩和拉伸的复杂应力下的纵向弹性系数，杨氏模量与挠曲系数的值虽然不同，但存在如果杨氏模量较低，挠曲系数也为较低值的趋势。低杨氏模量化及低挠曲系数化不仅可通过在铜中添加锌(Zn)及磷(P)来实现，而且可以通过控制晶体取向来实现。例如，如专利文献1及专利文献2所述，在纯铜的情况下，在以较高的加工率轧制后进行热处理使其再结晶时，在板材的轧制法线方向(ND)的Cube取向(100)<100>增加，由此，杨氏模量降低，弯曲性变得良好。但是，在Cu-Ni-Si系合金的情况下，如果仅单纯地提高再结晶前的冷轧率，则Cube取向不会增加，控制杨氏模量较困难。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭55-54554号公报专利文献2：日本专利3009383号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供一种连接器等电气、电子部件用铜合金板材及其制造方法，上述铜合金板材能够同时满足由于电子工业的发展而对连接器等电气、电子部件用材料所要求的高强度、高导电率、低杨氏模量。解决问题的方法根据本专利技术，提供以下方案。(1)一种电气、电子部件用铜合金板材，其具有合金组分，所述合金组分包含：总量为0.5~5.0质量%的Ni和Co中的任一种或两种、及0.2~1.5质量%的Si，余量为Cu和不可避免的杂质，其中，该铜合金板材在轧制方向的0.2%屈服强度为500MPa以上、导电率为30%IACS以上、杨氏模量为110GPa以下、挠曲系数为105GPa以下。(2)上述(1)所述的电气、电子部件用铜合金板材，其中，通过采用EBSD进行分析而得到的上述铜合金板材的朝向轧制方向的(100)面的面积率为30%以上。(3)上述(1)或(2)所述的电气、电子部件用铜合金板材，其中，通过采用EBSD进行分析而得到的上述铜合金板材的朝向轧制方向的(111)面的面积率为15%以下。(4)上述(1)~(3)中任一项所述的电气、电子部件用铜合金板材，其中，还含有0.05~0.5质量%的Cr。(5)上述(1)~(4)中任一项所述的电气、电子部件用铜合金板材，其中，还含有选自Zn、Sn、Mg、Ag、Mn及Zr中的一种或两种以上，且其总量为0.01~1.0质量%。(6)上述(1)~(5)中任一项所述的电气、电子部件用铜合金板材，其为连接器用材料。(7)一种连接器，其由上述(1)~(6)中任一项的电气、电子部件用铜合金板材构成。(8)一种电气、电子部件用铜合金板材的制造方法，其是制造上述(1)~(6)中任一项的电气、电子部件用铜合金板材的方法，该方法包括：对具有上述合金组分的铜合金依序实施铸造、热轧、冷轧1、中间退火、冷轧2、溶体化热处理、时效热处理、精冷轧、低温退火各工序，再进行下述[1]和[2]中的至少任一种处理或两种处理。[1]在上述热轧后缓慢冷却至350℃的工序；[2]重复进行2次以上上述中间退火和冷轧2的工序。专利技术的效果与现有的科森铜镍硅系合金相比，本专利技术的铜基合金材料或采用本专利技术的制造方法得到的铜合金材料不会损害连接器等电气、电子部件用材料所要求的高强度及高导电率，且具有低杨氏模量，适合作为连接器等电气、电子部件用铜合金材料。具体实施方式对本专利技术的铜合金板材的优选实施方式进行详细说明。在此，“铜合金材料”是指将铜合金原料加工成给定形状(例如，板、条、箔、棒、线等)的材料。其中，板材是指具有特定厚度、形状稳定、在面方向上具有宽度的材料，广义上包括条材。在此，在板材中，“材料表层”是指“板表层”，“材料的深度位置”是指“板厚方向的位置”。板材的厚度没有特别限定，但是，考虑到本专利技术的效果更显著、并适合实际应用，优选为8~800μm，更优选为50~70μm。另外，本专利技术的铜合金板材以轧制板在给定方向上的原子面的集成率(集積率)规定其特性，但是，在本专利技术中，只要具有作为铜合金板材的上述特性即可，铜合金板材的形状并不限于板材或条材，管材也可以作为板材解释并作为板材对待。关于上述具有低杨氏模量及低挠曲系数的科森铜镍硅系等析出型铜合金材料即本专利技术的铜合金材料(代表性的形状为板材)，首先对其合金组成进行说明，然后对其组织进行说明。(铜合金材料的成分组成)以为了具有高强度为前提，对本专利技术的铜合金材料中的化学成分组成的限定理由进行说明(这里记载的含量“%”全部为“质量%”)。(Ni：0.5~5.0%)Ni是与后述的Si同时含有、在时效处理时形成析出的Ni2Si相，从而有助于提高铜合金材料强度的元素。在Ni含量过少的情况下，上述Ni2Si相不足，不能提高铜合金材料的拉伸强度。另一方面，如果Ni含量过多，则导电率降低。另外，热轧加工性恶化。因此，Ni含量为0.5~5.0%的范围，优选为1.5~4.0%。(Co：0.5~5.0%)Co是与Si同时含有、在时效处理时形成析出的Co2Si相，从而有助于提高铜合金材料强度的元素。在想要提高导电性的情况下，优选单独含有Co而不含Ni。在Co含量过少的情况下，上述Co2Si相不足，不能提高铜合金材料的拉伸强度。另一方面，如果Co含量过多，则导电率降低。另外，热轧加工性恶化。因此，Co含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.02 JP 2009-2749961.一种电气、电子部件用铜合金板材，其具有合金组分，所述合金组分包含：总量为0.5～5.0质量％的Ni和Co中的任一种或两种、及0.2～1.5质量％的Si，余量为Cu和不可避免的杂质，其中，该铜合金板材在轧制方向的0.2％屈服强度为500MPa以上、导电率为30％IACS以上、杨氏模量为110GPa以下、挠曲系数为105GPa以下，其中，通过采用EBSD进行分析而得到的所述铜合金板材的朝向轧制方向的(100)面的面积率为30％以上，通过采用EBSD进...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤浩二，金子洋，江口立彦，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：