深拉深加工性优异的Cu-Ni-Si系铜合金板及其制造方法技术

一种Cu-Ni-Si系铜合金板，含有1.0～3.0质量%的Ni，并且含有浓度为Ni的质量%浓度的1/6～1/4的Si，余量为Cu及不可避免的杂质，表面的算术平均粗糙度Ra为0.2μm，以表面粗糙度平均线为基准时各个峰部值和谷部值的绝对值的标准偏差为0.1μm以下，合金组织中晶粒的纵横尺寸比的平均值为0.4～0.6，当根据EBSD法对测定面积范围内的所有像素的取向进行测定，并将相邻像素之间的取向差为5°以上的边界视为晶界的情况下，GOS的所有晶粒中的平均值为1.2～1.5°，特殊晶界的特殊晶界总长度Lσ相对于晶界的晶界总长度L的比率（Lσ/L）为60～70%，弹性极限值为450～600N/mm2，在150℃且1000小时下的焊料耐热剥离性良好，耐疲劳特性的变动少，具有优异的深拉深加工性。

Cu-Ni-Si copper alloy plate with excellent deep drawing processing property and manufacturing method thereof

A Cu-Ni-Si copper alloy plate, containing 1 to 3 mass% of Ni, and with the density of mass% concentration of Ni 1/6 ~ 1/4 Si, balance of Cu and unavoidable impurities, the surface of the arithmetic average roughness Ra of 0.2 mu m, the surface roughness average of each line as a reference peak the total value of the standard deviation of absolute value and the value of 0.1 M or less in the alloy grain aspect ratio of the average value of 0.4 to 0.6, according to the EBSD method when the orientation of the determination of all pixels within the scope of the area were determined, and the orientation difference between adjacent pixels is 5 degrees above the boundary as the boundary condition, the average value of all grains in GOS is 1.2 to 1.5 degrees, the total length of special grain boundary L sigma special boundaries relative to the ratio of total length of the grain boundary grain boundary L (L o /L) ranged from 60 to 70%, the elastic limit is 450 ~ 600N/mm2, 150 C and 10 Under 00 hours, the solder has good heat resistance, good peeling resistance and little change in fatigue resistance. It has excellent deep drawing processability.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】深拉深加工性优异的Cu-N1-Si系铜合金板及其制造方法
本专利技术涉及一种Cu-N1-Si系铜合金板及其制造方法，该Cu-N1-Si系铜合金板能够维持深拉深加工性、焊料耐热剥离性和弹性极限值之间的平衡，耐疲劳特性的变动少，尤其具有优异的深拉深加工性，适合在电气电子部件中使用。本申请在2011年5月25日提出的国际申请PCT/JP2011/062028的基础上要求优先权，并在此援引其内容。
技术介绍
随着近年来的电子设备的轻薄短小化，端子和连接器等也向小型化及薄壁化方向发展，并且被要求强度和弯曲加工性，从而代替以往的磷青铜或黄铜等固溶强化型铜合金，科森(Cu-N1-Si系)合金、铍铜、钛铜这样的析出强化型铜合金的需求正在增加。其中，科森合金为硅化镍化合物相对于铜的固溶限度根据温度显著变化的合金，而且是通过淬火及回火进行固化的一种析出固化型合金，其耐热性和高温强度也良好，强度和导电率的平衡也优异，从而迄今在导电用各种弹簧和高抗拉强度用电线等上广泛使用，近年来在端子和连接器等电子部件上使用的频率日益增加。一般来说，强度和弯曲加工性是相反的性质，针对科森合金也一直研究能够维持高强度的同时改善弯曲加工性的方案，并且广泛进行通过调整制造工艺并分别控制或者相互控制晶体粒径、析出物的数量及形状以及织构来改善弯曲加工性的方案。另外，为了将科森合金以规定的形状在严酷的环境下使用于各种电子部件，要求具有加工容易性，特别是良好的深拉深加工性及在高温下使用时的焊料耐热剥离性。专利文献I公开了一种包含1.0~4.0质量％的Ni和浓度为Ni浓度的1/6~1/4的Si，并且在所有晶界中的 孪晶边界(2 3边界)的频率为15~60%的强度和弯曲加工性的平衡优异的电子部件用Cu-N1-Si系基合金。专利文献2公开了如下的一种铜基析出型合金板材，该铜基析出型合金板材为触点材料用铜基析出型合金板材，其轧制方向的抗拉强度、与轧制方向构成的角度为45°方向的抗拉强度、与轧制方向构成的角度为90°方向的抗拉强度这三个抗拉强度彼此之间的各差的最大值为IOOMPa以下，含有2~4质量％的附及0.4~I质量％的Si，必要时进一步含有适量的选自Mg、Sn、Zn和Cr中的至少一种，且余量为铜和不可避免的杂质。该触点材料用铜基析出型合金板材对固溶处理的铜合金板材实施时效热处理，然后实施轧制率30%以下的冷轧而制造，其改善电子设备等中所使用的多功能开关的操作性。专利文献3公开了一种屈服强度为700N/mm2以上，导电率为35%IACS以上且弯曲加工性也优异的科森(Cu-N-Si系)铜合金板。该铜合金板以Ni和Si的质量比Ni/Si成为4~5的范围的方式包含2.5%(质量％，以下相同)以上且低于6.0%的Ni及0.5%以上且低于1.5%的Si，进一步包含0.01%以上且低于4%的Sn，余量为Cu及不可避免的杂质，平均晶体粒径为IOiim以下，在基于SEM-EBSP法的测定结果中具有立方体(Cube)取向{001}〈100〉的比例为50%以上的织构，并且其通过以下步骤制造:在通过连续退火获得固溶再结晶组织后，进行加工率20%以下的冷轧及400~600°C X I~8小时的时效处理，接着进行加工率I~20%的最终冷轧之后，进行400~550°C X30秒以下的短时退火。专利文献1:日本专利公开2009-263784号公报专利文献2:日本专利公开2008-95186号公报专利文献3:日本专利公开2006-283059号公报以往的Cu-N1-Si系科森合金的深拉深加工性并不充分，并且深拉深加工性、焊料耐热剥离性和弹性极限值之间的平衡差，而且耐疲劳特性的变动(偏差)大，常常会给作为在高温及高振动中长时间暴露在严酷使用环境下的电子部件材料的应用带来障碍。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而提出，提供一种Cu-N1-Si系铜合金板及其制造方法，该Cu-N1-Si系铜合金板能够维持深拉深加工性、焊料耐热剥离性和弹性极限值之间的平衡，耐疲劳特性的变动(偏差)少，尤其具有优异的深拉深加工性而在电气电子部件使用。本专利技术人进行深入研究的结果发现，在含有1.0~3.0质量％的Ni，并且含有浓度为Ni的质量％浓度的1/6~1/4的Si，余量为Cu及不可避免的杂质的Cu-N1-Si系铜合金板中，表面的算术平均粗糙度RaS0.02~0.2 ym，以表面粗糙度平均线为基准时各个峰部值和谷部值的绝对值的标准偏差为0.1ym以下，合金组织中晶粒的纵横尺寸比(晶粒短径/晶粒长径)的平均值为0.4~0.6，当根据使用带电子背散射衍射图像系统的扫描电子显微镜的EBSD法测定的GOS的所有晶粒中的平均值为1.2~1.5°，特殊晶界的特殊晶界总长度Lo相对于晶界的晶界总长度L的比率(Lo /L)为60~70%时，弹性极限值为450~600N/mm2，在150°C且1000小时下的焊料耐热剥离性良好，耐疲劳特性的变动(偏差)少，深拉深加工性也发挥优异的特性。进一步发现，晶粒的纵横尺寸比(晶粒短径/晶粒长径)的平均值主要影响在150°C且1000小时下的焊料耐热剥离性，GOS的所有晶粒中的平均值主要影响弹性极限值，特殊晶界的特殊晶界总长度Lo的比率(Lo /L)主要影响深拉深加工性，表面的算术平均粗糙度Ra和以表面粗糙度平均线为基准时各个峰部值和谷部值的绝对值的标准偏差影响耐疲劳特性的变动(偏差)。另外还发现，晶粒的纵横尺寸比(晶粒短径/晶粒长径)的平均值基本上取决于在制造中进行最终冷轧时的加工率，GOS的所有晶粒中的平均值基本上取决于在制造中进行连续低温退火时的铜合金板在炉内的张力，特殊晶界的特殊晶界总长度Lo的比率(Lo/L)基本上取决于在制造中进行连续低温退火时的铜合金板在炉内的上浮距离，表面的算术平均粗糙度Ra和以表面粗糙度平均线为基准时各个峰部值和谷部值的绝对值的标准偏差基本上取决于在制造中进行最终冷轧时对铜合金板赋予的张力和轧辊的表面粗糙度。本专利技术是基于上述的认识做出的，本专利技术的Cu-N1-Si系铜合金板的特征在于，含有1.0~3.0质量％的Ni，并且含有浓度为Ni的质量％浓度的1/6~1/4的Si，余量为Cu及不可避免的杂质，表面的算术平均粗糙度Ra为0.02~0.2 y m,以表面粗糙度平均线为基准时各个峰部值和谷部值的绝对值的标准偏差为0.1ym以下，合金组织中晶粒的纵横尺寸比(晶粒短径/晶粒长径)的平均值为0.4~0.6，当根据使用带电子背散射衍射图像系统的扫描电子显微镜的EBSD法对测定面积范围内的所有像素的取向进行测定，并将相邻像素之间的取向差为5°以上的边界视为晶界的情况下，GOS的所有晶粒中的平均值为1.2~1.5°，特殊晶界的特殊晶界总长度Lo相对于晶界的晶界总长度L的比率(Lo/L)为60~70%，弹性极限值为450~600N/mm2，在150°C且1000小时下的焊料耐热剥离性良好，耐疲劳特性的变动少，具有优异的深拉深加工性。Ni和Si通过进行适当的热处理，形成以Ni2Si为主的金属间化合物的微细粒子。其结果，合金强度显著增加，同时也提高了导电性。Ni以1.0~3.0质量％，优选以1.5~2.5质量％的范围添加。当Ni低于1.0质量％时，不能获得充分的强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Cu?Ni?Si系铜合金板，含有1.0～3.0质量%的Ni，并且含有浓度为Ni的质量%浓度的1/6～1/4的Si，余量为Cu及不可避免的杂质，表面的算术平均粗糙度Ra为0.02～0.2μm，以表面粗糙度平均线为基准时各个峰部值和谷部值的绝对值的标准偏差为0.1μm以下，合金组织中晶粒的纵横尺寸比、即晶粒短径/晶粒长径的平均值为0.4～0.6，当根据使用带电子背散射衍射图像系统的扫描电子显微镜的EBSD法对测定面积范围内的所有像素的取向进行测定，并将相邻像素之间的取向差为5°以上的边界视为晶界的情况下，GOS的所有晶粒中的平均值为1.2～1.5°，特殊晶界的特殊晶界总长度Lσ相对于晶界的晶界总长度L的比率、即Lσ/L为60～70%，弹性极限值为450～600N/mm2，在150℃且1000小时下的焊料耐热剥离性良好，耐疲劳特性的变动少，具有优异的深拉深加工性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.25 JP PCT/JP2011/0620281.一种Cu-N1-Si系铜合金板，含有1.0~3.0质量％的Ni，并且含有浓度为Ni的质量％浓度的1/6~1/4的Si，余量为Cu及不可避免的杂质，表面的算术平均粗糙度Ra为0.02~0.2 ii m,以表面粗糙度平均线为基准时各个峰部值和谷部值的绝对值的标准偏差为0.1 y m以下，合金组织中晶粒的纵横尺寸比、即晶粒短径/晶粒长径的平均值为0.4~0.6，当根据使用带电子背散射衍射图像系统的扫描电子显微镜的EBSD法对测定面积范围内的所有像素的取向进行测定，并将相邻像素之间的取向差为5°以上的边界视为晶界的情况下，GOS的所有晶粒中的平均值为1.2~1.5°，特殊晶界的特殊晶界总长度Lo相对于晶界的晶界总长度L的比率、即Lo /L为60~70%，弹性极限值为450~600N/mm2，在150°C且1000小时下的焊料耐热剥离性良好，耐疲劳特性的变动少，具有优异的深拉深加工性。2.根据权利要求1所述的Cu-N1-Si系铜合金板，其特征在于，进一步含有0.2~0.8质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷淳一，阿部良雄，齐藤晃，梅津秀三，
申请(专利权)人：三菱伸铜株式会社，
类型：
国别省市：