銅合金板材及其制造方法
【專利摘要】一種銅合金板材及其制造方法，該銅合金板材具有下述組成：含有1.0質(zhì)量%以上且5.0質(zhì)量%以下的Ni、0.1質(zhì)量%以上且2.0質(zhì)量%以下的Si，且剩余部分由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；在利用電子背散射衍射法的晶體取向分析中，具有自cube取向{001}<100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的面積率為5%以上且50%以下，具有自cube取向{001}<100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒在60μm見方內(nèi)分散有40個(gè)以上且100個(gè)以下。根據(jù)本發(fā)明的銅合金板材的制造方法，可以提供一種銅合金板材，其彎曲加工性優(yōu)異、具有優(yōu)異的強(qiáng)度、各特性在壓延平行方向與壓延垂直方向的異向性較少，且適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料等，以及汽車車載用等的連接器或端子材料、繼電器、開關(guān)等。
【專利說(shuō)明】銅合金板材及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及銅合金板材及其制造方法，所述銅合金板材可適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料、繼電器、開關(guān)、插座等。
【背景技術(shù)】
[0002]用于電氣電子設(shè)備用途的銅合金材料所要求的特性項(xiàng)目有導(dǎo)電率、屈服強(qiáng)度(降伏應(yīng)力)、拉伸強(qiáng)度、彎曲加工性、抗應(yīng)力松弛特性等。近年來(lái)，伴隨著電氣電子設(shè)備的小型化、輕量化、高性能化、高密度安裝化、和使用環(huán)境的高溫化，對(duì)于這些特性所要求的水平不斷提聞。
[0003]以往，作為一般的電氣電子設(shè)備用材料，除鐵系材料以外，也廣泛使用有磷青銅、丹銅、黃銅等銅系材料。這些合金通過(guò)Sn或Zn的固溶強(qiáng)化與利用壓延或拉絲等冷加工的加工硬化組合而提高了強(qiáng)度。在該方法中，導(dǎo)電率不充分，并且，通過(guò)施加高壓延率的冷加工而獲得高強(qiáng)度，因此彎曲加工性和抗應(yīng)力松弛特性不充分。
[0004]作為代替上述方法的強(qiáng)化法，存在有使微細(xì)的第二相在材料中析出的析出強(qiáng)化法。該強(qiáng)化方法具有提高強(qiáng)度并且同時(shí)提升導(dǎo)電率的優(yōu)勢(shì)，因此在多數(shù)的合金系中進(jìn)行。然而，隨著近來(lái)的電子設(shè)備或汽車所使用的部件小型化，對(duì)于銅合金而言，逐漸對(duì)更高強(qiáng)度的材料實(shí)施更小半徑的彎曲加工，強(qiáng)烈要求彎曲加工性優(yōu)異的銅合金板材。進(jìn)一步，即便為具有高強(qiáng)度、高彈性及良好的彎曲加工性的板材，在壓延平行方向和壓延垂直方向上存在特性差也是不為優(yōu)選的，重要的是在任何方向均顯示出良好的特性。尤其是用作超小型端子時(shí)，以窄寬度對(duì)引腳模(C >型)實(shí)施微細(xì)加工，在此處同樣以在任一方向均顯示出良好的特性作為重要事項(xiàng)。在以往的Cu-N1-Si系銅合金中，為了獲得較高的強(qiáng)度，可提高壓延率而獲得較大的加工硬化，但如上所述，該方法會(huì)使彎曲加工性劣化，難以兼顧高強(qiáng)度與良好的彎曲加工性。
[0005]針對(duì)該提升彎曲 加工性的要求，已提出一些通過(guò)控制晶體取向來(lái)解決的方案。例如，在Cu-N1-Si系銅合金中有如下提案。在專利文獻(xiàn)I揭示有:在Cu-N1-Si系銅合金中，在如結(jié)晶粒徑與來(lái)自{311}、{220}、{200}面的X射線衍射強(qiáng)度I滿足某一條件的晶體取向的情況下，彎曲加工性優(yōu)異。并且，在專利文獻(xiàn)2揭示有:在Cu-N1-Si系銅合金中，在來(lái)自{200}面及{220}面的X射線衍射強(qiáng)度滿足某一條件的晶體取向的情況下，彎曲加工性優(yōu)異。并且，在專利文獻(xiàn)3揭示有:在Cu-N1-Si系銅合金中，通過(guò)將cube取向{001}〈100〉的比例控制在50%以下從而使彎曲加工性優(yōu)異。在專利文獻(xiàn)4揭示有:在Cu-N1-Si系銅合金中，利用較強(qiáng)的冷加工使處于應(yīng)變狀態(tài)的結(jié)晶組織再結(jié)晶而變?yōu)楫愊蛐孕〉慕Y(jié)晶組織，并且通過(guò)提高延伸率而使彎曲加工性變良好。在專利文獻(xiàn)5揭示有:在Cu-N1-Si系銅合金中，通過(guò)將結(jié)晶粒徑與cube取向{001}〈100>的比例控制為20%?60%從而使強(qiáng)度異向性較小且彎曲加工性優(yōu)異。在專利文獻(xiàn)6揭示有:在Cu-N1-Si系銅合金中，通過(guò)將結(jié)晶粒徑與cube取向{001}〈100〉的比例控制為5%?50%而在無(wú)損機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電率或彎曲加工性的情況下提升了疲勞特性。[0006]在專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2所記載的發(fā)明中，來(lái)自特定面的X射線衍射的晶體取向的分析所涉及的是廣闊的晶體取向分布中的極小一部分的特定的面。并且，在專利文獻(xiàn)3所記載的發(fā)明中，晶體取向的控制是通過(guò)降低固溶化熱處理后的壓延加工率來(lái)進(jìn)行的。并且，未記載cube取向晶粒的面積、分散性，并且關(guān)于彎曲加工性、強(qiáng)度的異向性也無(wú)揭示。在專利文獻(xiàn)4所記載的發(fā)明中，利用較強(qiáng)的冷壓延使處于應(yīng)變狀態(tài)的結(jié)晶組織再結(jié)晶來(lái)實(shí)現(xiàn)異向性較小的結(jié)晶組織，并通過(guò)提高延伸率來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的彎曲加工性，但并未進(jìn)行利用晶體取向控制的特性改善。在專利文獻(xiàn)5所記載的發(fā)明中，通過(guò)調(diào)整固溶化處理前的冷壓延中的軋縮率、固溶化處理中的升溫速度等工序而使cube取向聚集，并降低強(qiáng)度和彎曲加工性中的異向性。然而在專利文獻(xiàn)5中，由于固溶化處理中的升溫速度慢，因此其升溫時(shí)間較長(zhǎng)，其結(jié)果，cube取向晶粒粗大，并且cube取向晶粒的等分散性較差，強(qiáng)度的異向性也較大。另外，在專利文獻(xiàn)6所記載的發(fā)明中，通過(guò)以85%?99.8%的高軋縮率進(jìn)行固溶化處理前的冷壓延，并調(diào)整其后的固溶化處理中的加熱溫度和保持時(shí)間，從而使cube取向聚集并提升疲勞特性。然而在專利文獻(xiàn)6中，固溶化處理的結(jié)果為所獲得的cube取向晶粒粗大，并且cube取向晶粒的等分散性較差，強(qiáng)度的異向性也較大。
[0007]并且，作為用于電氣電子設(shè)備用途的銅合金材料所要求的特性項(xiàng)目之一，要求楊氏模量(縱彈性系數(shù))較低。近年來(lái)，隨著連接器等電子部件的小型化的進(jìn)展，對(duì)端子的尺寸精度或模壓加工的公差的要求變得嚴(yán)格。通過(guò)降低材料的楊氏模量，可降低尺寸變動(dòng)對(duì)接觸壓力的影響，因此可使設(shè)計(jì)變得容易。在楊氏模量的測(cè)定中，有如下兩種方法:根據(jù)利用拉伸試驗(yàn)而得的應(yīng)力-應(yīng)變線圖的彈性區(qū)域的斜率來(lái)算出的方法；根據(jù)使梁(懸臂梁)彎曲時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變線圖的彈性區(qū)域的斜率來(lái)算出的方法。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-009137號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特 開2008-013836號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-283059號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)4:日本特開2005-350695號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)5:日本特開2011-162848號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)6:日本特開2011-012321號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0017]鑒于如上所述的以往技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)，本發(fā)明的課題在于提供一種銅合金板材，其彎曲加工性優(yōu)異、具有優(yōu)異的強(qiáng)度、各特性在壓延平行方向與壓延垂直方向的異向性較少，且適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料等，及汽車車載用等的連接器或端子材料、繼電器、開關(guān)等。并且，將提供適于獲得上述銅合金板材的制造方法作為另一課題。
[0018]用于解決問(wèn)題的手段
[0019]本發(fā)明人針對(duì)適用于電氣電子設(shè)備用途的銅合金進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)在Cu-N1-Si系的銅合金板材中，為了大幅提升彎曲加工性、強(qiáng)度、導(dǎo)電性，而在cube取向的聚集比例與彎曲加工性方面存在相關(guān)性。并且，在具有該晶體取向及特性的銅合金板材中，發(fā)現(xiàn)具有進(jìn)一步提升強(qiáng)度的作用的合金組成，此外，發(fā)現(xiàn)了下述銅合金板材:在該合金系中添加了具有可無(wú)損導(dǎo)電率和彎曲加工性而提升強(qiáng)度的作用的元素。并且，為了實(shí)現(xiàn)如上所述的晶體取向，基于cube取向的聚集比例與彎曲加工性存在相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)了具有特定的工序的制造方法。本發(fā)明基于這些見解而進(jìn)行了研究，從而完成了本發(fā)明。
[0020]S卩，根據(jù)本發(fā)明，提供以下手段。
[0021](I) 一種銅合金板材，其具有下述組成:含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的N1、0.1質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下的Si,且剩余部分由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；
[0022]在利用電子背散射衍射法的晶體取向分析中，具有自cube取向{001} <100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的面積率為5%以上且50%以下，具有自cube取向{001}〈100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒在60 μ m見方內(nèi)分散40個(gè)以上且100個(gè)以下。
[0023](2) 一種銅合金板材，其具有下述組成:含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的Ni,0.1質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下的S1、合計(jì)為0.005質(zhì)量％以上1.0質(zhì)量％以下的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成的組中的至少一種，且剩余部分由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；
[0024]在利用電子背散射衍射法的晶體取向分析中，具有自cube取向{001} <100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的面積率為5%以上且50%以下，具有自cube取向{001}〈100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒在60 μ m見方內(nèi)分散40個(gè)以上且100個(gè)以下。
[0025](3)如上述(I)或⑵所述的銅合金板材，其中，具有自cube取向{001}〈100〉偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的平均晶粒面積為1.8 μ m2以上且45.0 μ m2以下。
[0026](4)如上述⑴至⑶任一項(xiàng)所述的銅合金板材，其中，母材的晶粒的平均晶粒面積為50 μ m2以下。
[0027](5)如上述⑴至(4)中任一項(xiàng)所述的銅合金板材，其中，壓延平行方向的撓曲系數(shù)與壓延垂直方向的撓曲系數(shù)之差以絕對(duì)值計(jì)為IOGPa以下，壓延平行方向的屈服強(qiáng)度與壓延垂直方向的屈服強(qiáng)度之差以絕對(duì)值計(jì)為IOMPa以下。
[0028](6) 一種銅合金板材的制造方法，其是如下所述的銅合金板材的制造方法:對(duì)由銅合金原材料的鑄造而得到的鑄塊實(shí)施均質(zhì)化熱處理及熱壓延，進(jìn)一步在通過(guò)冷壓延成型為薄板后，實(shí)施使上述薄板中的溶質(zhì)原子再固溶的中間固溶化熱處理；
[0029]其中，上述銅合金原材料具有上述(I)項(xiàng)或(2)項(xiàng)所述的銅合金板材的合金組成，
[0030]該銅合金板材的制造方法依序包含下述各工序:
[0031]在800°C以上且1020°C以下進(jìn)行3分鐘至10小時(shí)上述均質(zhì)化熱處理，
[0032]以壓延率為80%以上且99.8%以下進(jìn)行上述冷壓延后，
[0033]在小于再結(jié)晶溫度、即400°C以上且700°C以下的溫度進(jìn)行5秒至20小時(shí)的中間退火，
[0034]進(jìn)一步，加熱至100°C以上且400°C以下之后，在該溫度下進(jìn)行壓延率為5%以上且50%以下的中間溫壓延，
[0035]然后在600°C以上且1000°C以下進(jìn)行5秒至I小時(shí)的上述中間固溶化熱處理，
[0036]在400°C以上且700°C以下進(jìn)行5分鐘至10小時(shí)的時(shí)效析出熱處理。
[0037]發(fā)明效果
[0038]根據(jù)本發(fā)明的銅合金板材，可提供一種彎曲加工性優(yōu)異、顯示優(yōu)異的強(qiáng)度、且各特性在壓延平行方向與壓延垂直方向的異向性較少的銅合金板材。因此，可提供一種具有尤其適用于電氣電子設(shè)備用的引線框架、連接器、端子材料等，及汽車車載用等的連接器或端子材料、繼電器、開關(guān)等的特性的銅合金板材。
[0039]并且，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，可合適地制造上述銅合金板材。
[0040]本發(fā)明的上述及其它特征以及優(yōu)點(diǎn)可適當(dāng)參照附圖并根據(jù)下述記載而明確。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1是說(shuō)明以相鄰的4 個(gè)區(qū)塊為I群且至少4群以上的情況下的等分散性的附圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0042]針對(duì)本發(fā)明的銅合金板材的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的“板材”也包含“條材”。
[0043]本發(fā)明的銅合金板材具有下述組成:含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的N1、0.1質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下的Si,且剩余部分由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。優(yōu)選將Ni設(shè)為3.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下，將Si設(shè)為0.5質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下。特別優(yōu)選將Ni設(shè)為4.0質(zhì)量％以上，將Si設(shè)為1.0質(zhì)量％以上。
[0044]并且，在利用電子背散射衍射法的晶體取向分析中，cube取向{001}〈100>的面積率(以下有時(shí)也稱為cube取向面積率)為5%以上且50%以下，優(yōu)選為10%以上且45%以下，更優(yōu)選為15%以上且40%以下，特別優(yōu)選為20%以上且35%以下。
[0045]或者，也可將銅合金板材設(shè)為含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的N1、0.1質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下的Si，且含有合計(jì)為0.005質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成的組中的至少一種。選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成的組中的至少一種的合計(jì)優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上且0.9質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.03質(zhì)量％以上且0.8質(zhì)量％以下，特別優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以上且
0.5質(zhì)量％以下。在該情況下，Ni及Si的優(yōu)選含量、特別優(yōu)選含量、及cube取向面積率的優(yōu)選范圍、特別優(yōu)選范圍與上述范圍相同。
[0046]并且，在上述各銅合金板材中，具有自cube取向{001}〈100〉偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的平均晶粒面積優(yōu)選為1.8 μ Hi2以上且45.0 μ m2以下，更優(yōu)選為3.8 μ Hi2以上且36.0m2以下。進(jìn)一步優(yōu)選為6.0 μ m2以上且28.8 μ m2以下，特別優(yōu)選為10.0 μ m2以上且25.0 μ m2 以下。
[0047]在本說(shuō)明書中，也有時(shí)省略具有自cube取向{001}〈100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的平均晶粒面積而稱為cube取向面積率或cube取向{001}〈100〉的面積率等。并且，也有時(shí)省略具有自cube取向{001}〈100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒而稱為cube取向晶?；騝ube取向{001}〈100〉的晶粒等。
[0048]含有cube取向的晶粒的母材的平均晶粒面積優(yōu)選為40 μ m2以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5 μ m2 ?30 μ m2。根據(jù)板材平面的 300X300 μ m 的范圍中的 EBSD (Electron Back ScatterDiffraction,電子背散射衍射)測(cè)定結(jié)果算出晶粒面積的平均值，作為平均晶粒面積。
[0049]進(jìn)一步，在利用電子背散射衍射法的晶體取向分析中，cube取向{001}〈100〉的晶粒在60 μ m見方內(nèi)分布有40個(gè)以上且100個(gè)以下、且具有等分散性。該cube取向{001} <100>的晶粒在60 μ m見方內(nèi)優(yōu)選分布有45個(gè)以上且95個(gè)以下、并具有等分散性，特別優(yōu)選分布有50個(gè)以上且90個(gè)以下、并具有等分散性。
[0050]并且，進(jìn)一步，作為壓延平行方向及壓延垂直方向的彎曲加工性，優(yōu)選為不會(huì)因Imm寬度以下的窄寬度彎曲加工中的180° U密合彎曲而在彎曲加工表面產(chǎn)生龜裂。
[0051]進(jìn)一步，壓延平行方向(//)的撓曲系數(shù)與壓延垂直方向(丄)的撓曲系數(shù)之差以絕對(duì)值計(jì)優(yōu)選為IOGPa以下，更優(yōu)選為8GPa以下，特別優(yōu)選為5GPa以下。壓延平行方向的屈服強(qiáng)度與壓延垂直方向的屈服強(qiáng)度之差以絕對(duì)值計(jì)優(yōu)選為IOMPa以下，更優(yōu)選為SMPa以下，特別優(yōu)選為5MPa以下。對(duì)于這些差而言，均是越小則意味著等方性越高，因此優(yōu)選。理想情況下，這些差均為O (Zero)，即，最優(yōu)選為壓延平行方向和壓延垂直方向的值相同。
[0052]本發(fā)明的銅合金板材在cube取向{001}〈100〉的面積率及其平均晶粒面積、以及進(jìn)一步優(yōu)選母材的平均晶粒面積均處于上述范圍內(nèi)時(shí)，不會(huì)因180° U密合彎曲而在彎曲部的頂點(diǎn)產(chǎn)生龜裂，可獲得良好的彎曲特性，且撓曲異向性及屈服強(qiáng)度異向性變小。另一方面，在上述面積率過(guò)小的情況下或平均晶粒面積過(guò)大的情況下、或者母材的平均晶粒面積過(guò)大的情況下，變得容易在彎曲部的頂點(diǎn)產(chǎn)生龜裂而無(wú)法獲得良好的彎曲特性，且撓曲異向性及屈服強(qiáng)度異向性變大。
[0053]本發(fā)明的銅合金板材含有1.0質(zhì)量％?5.0質(zhì)量％的N1、0.1質(zhì)量％?2.0質(zhì)量％的Si。由此，N1-Si系化合物(Ni2Si相)在Cu基材中析出從而提高了強(qiáng)度及導(dǎo)電性。另一方面，若Ni的含量過(guò)少則無(wú)法獲得強(qiáng)度；若過(guò)多則鑄造時(shí)或熱加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)助于強(qiáng)度提高的析出而無(wú)法獲得與添加量相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，進(jìn)一步熱加工性及彎曲加工性會(huì)下降。并且，Si與Ni形成了 Ni2Si相，因此若Ni量確定則Si添加量確定，但若Si量過(guò)少則無(wú)法獲得強(qiáng)度；若Si量過(guò)多則會(huì)產(chǎn)生與Ni量過(guò)多的情況相同的問(wèn)題。因此，Ni及Si的添加量?jī)?yōu)選設(shè)為上述范圍。
[0054]接下來(lái)，對(duì)cube取向{001}〈100〉的面積率進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]為了改善銅合金板材的彎曲加工性，本發(fā)明人針對(duì)在彎曲加工部所產(chǎn)生的龜裂的產(chǎn)生原因進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果確認(rèn)到其原因在于:塑性變形局部性發(fā)展而形成剪切變形帶，因局部的加工硬化而產(chǎn)生微孔的生成及連結(jié)，從而達(dá)到成型極限。作為其對(duì)策，發(fā)現(xiàn)提高不易在彎曲變形中產(chǎn)生加工硬化的晶體取向的比例是有效的。即，發(fā)現(xiàn)如上所述在cube取向{001}〈100〉的面積率為5%以上50%以下的情況下，顯示出良好的彎曲加工性。
[0056]在cube取向{001}〈100〉的面積率為上述范圍內(nèi)的情況下，可充分發(fā)揮上述作用效果。另外，即便不以低壓延率進(jìn)行再結(jié)晶處理后的冷壓延加工，通過(guò)在上述范圍內(nèi)，強(qiáng)度也不會(huì)明顯降低，因此優(yōu)選。即，可在不使強(qiáng)度明顯降低的情況下以較高的壓延率進(jìn)行再結(jié)晶處理后的冷壓延加工。另一方面，在cube取向{001}〈100>的面積率過(guò)低的情況下，彎曲加工性劣化；相反地，在cube取向{001}〈100〉的面積率過(guò)高的情況下，強(qiáng)度降低。因此，從上述觀點(diǎn)出發(fā)，將cube取向{001}〈100〉的面積率設(shè)為5%以上且50%以下，優(yōu)選的范圍為10%以上且45%以下，更優(yōu)選的范圍為15%以上且40%以下，特別優(yōu)選的范圍為20%以上且35%以下。
[0057]接下來(lái)，對(duì)上述范圍的cube取向以外的取向進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的銅合金板材中，產(chǎn)生 S 取向{321}〈436>、銅(copper)取向{121}〈1_11>、D 取向{4114}〈11_811>、黃銅(brass)取向{110}〈1_12>、高斯(Goss)取向{110}〈001〉、RDW 取向{102}〈010〉等。關(guān)于這些取向成分，只要相對(duì)于所觀測(cè)到的所有取向的面積，cube取向面積率在上述的范圍內(nèi)，
則可被容許。
[0058]如上所述，在本發(fā)明中的上述晶體取向的分析中使用了電子背散射衍射分析(以下記為H5SD)法。所謂EBSD法是Electron BackScatter Diffraction的縮寫，其是使用在掃描電子顯微鏡(SEM)內(nèi)對(duì)試樣表面的I點(diǎn)照射電子射線時(shí)所產(chǎn)生的反射電子衍射圖案(EBSP, electron back-scattering pattern)來(lái)分析局部區(qū)域的晶體取向或晶體結(jié)構(gòu)的晶體取向分析技術(shù)。
[0059]對(duì)含有200個(gè)以上晶粒的Imm見方的試樣面積，以0.1 μ m的步幅(st印)進(jìn)行掃描從而對(duì)晶體取向進(jìn)行分析。根據(jù)試樣的晶粒的尺寸而將測(cè)定面積設(shè)為300μπιΧ300μπι。各取向的面積率是具有自cube取向{001}〈100〉的理想取向偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的面積相對(duì)于總測(cè)定面積的比例。在利用EBSD法的取向分析中所獲得的信息包含電子射線穿透試樣至數(shù)IOnm深度的取向信息，但相對(duì)于所測(cè)定的范圍而言十分小，因此在本說(shuō)明書中記載為面積率。并且，由于取向分布在板厚方向變化，因此利用EBSD法的取向分析優(yōu)選為在板厚方向任意選取若干點(diǎn)并取平均值。在本申請(qǐng)中只要未特別說(shuō)明，則將以上述方式測(cè)定而得到的數(shù)據(jù)稱為具有某晶體取向的晶面的面積率。
[0060]接下來(lái)，對(duì)cube取向{001}〈100〉的晶粒的等分散性進(jìn)行說(shuō)明。
[0061]為了調(diào)查cube取向晶粒的分散性，通過(guò)利用EBSD法的晶體取向分析以0.1 μ m的步幅對(duì)300 μ mX 300 μ m的范圍進(jìn)行掃描，其中將60 μ m見方設(shè)為I區(qū)塊，進(jìn)行共計(jì)25區(qū)塊的分析。確認(rèn)每I區(qū)塊的cube取向晶粒的面積率、個(gè)數(shù)、平均晶粒面積、以及包含cube取向粒的母材的平均晶粒面積，并調(diào)查分散性。將如上所述每I區(qū)塊的cube取向面積率為5%以上且50%以下、cube取向晶粒的個(gè)數(shù)為 40個(gè)以上且100個(gè)以下、及每I個(gè)cube取向晶粒的平均晶粒面積為1.8 μ m2以上且45.0ym2以下、以及包含cube取向粒的母材的平均晶粒面積為50 μ m2以下的情況作為本發(fā)明中的每I視野(300 μ mX300 μ m)的cube取向晶粒的等分散性而進(jìn)行定量。等分散性是通過(guò)如下方式計(jì)算得到的:將I區(qū)塊的面積(60 μ mX60 μ m=3600 μ m2)乘以該區(qū)塊的cube取向面積率而求出每I區(qū)塊的cube取向晶?？偯娣e,進(jìn)一步將該總面積的值除以I區(qū)塊內(nèi)的cube取向晶粒個(gè)數(shù)而求出I區(qū)塊中的每I個(gè)cube取向晶粒的平均面積。該求得的值為平均晶粒面積。此處，所謂“等分散性”是指對(duì)每I區(qū)塊cube取向晶粒的平均晶粒面積及個(gè)數(shù)進(jìn)行規(guī)定，此處即便假設(shè)cube取向晶粒的分布狀態(tài)不均，也可在對(duì)聚集有25區(qū)塊的300 μ mX300 μ m的整體進(jìn)行觀察時(shí)確認(rèn)等分散性。例如，若將超小型連接器的窄寬度引腳(0.25mm=250 μ m)的彎曲加工部設(shè)為250 μ mX 250 μ m，則在至少4個(gè)以上的區(qū)塊含有cube取向群，可以說(shuō)具有等分散性。假設(shè)即便如圖1中所示，cube取向聚集在鄰接的4區(qū)塊的角，分散性也相等，壓延平行、垂直方向的異向性也較小。此處的等分散性(在將相鄰的4區(qū)塊設(shè)為I群且至少為4群以上的情況下)進(jìn)一步優(yōu)選為即便將I區(qū)塊的面積設(shè)定地更小也可進(jìn)行規(guī)定。例如，優(yōu)選為將I區(qū)塊的面積設(shè)為30 μ m見方，在該I區(qū)塊內(nèi)存在10?25個(gè)cube取向{001}〈100〉的晶粒，cube取向{001}〈100〉的晶粒面積率為5%?50%，cube取向{001} <100>的晶粒的平均晶粒面積為1.8 μ m2?45.0 μ m2。在該情況下，母材的晶粒的平均晶粒面積優(yōu)選為40 μ m2以下。
[0062]在cube取向晶粒的平均晶粒面積過(guò)小的情況下，存在固溶化熱處理不充分、殘留有未再結(jié)晶組織、且強(qiáng)度及彎曲加工性降低的可能性。另一方面，在cube取向晶粒的平均晶面積過(guò)大的情況下，在彎曲加工時(shí)，在具有cube取向晶粒以外的取向的晶粒部分產(chǎn)生破裂(龜裂)的可能性較高。并且，有時(shí)會(huì)因彎曲的方向而產(chǎn)生異向性。因此，cube取向晶粒的平均晶面積優(yōu)選設(shè)定為如上所述的范圍。
[0063]并且，cube取向晶粒在60 μ m見方內(nèi)分布有40個(gè)以上100個(gè)以下、并且具有等分散性，因此不會(huì)在彎曲部的頂點(diǎn)產(chǎn)生龜裂而可獲得良好的彎曲特性，且撓曲異向性及屈服強(qiáng)度異向性變小。另一方面，若分布在60 μ m見方內(nèi)的cube取向晶粒的個(gè)數(shù)過(guò)少，則在彎曲部的頂點(diǎn)產(chǎn)生龜裂而無(wú)法獲得良好的彎曲特性，且撓曲異向性及屈服強(qiáng)度異向性變大。另一方面，上述晶粒的個(gè)數(shù)過(guò)多的情況下，彎曲加工性、撓曲異向性、屈服強(qiáng)度異向性優(yōu)異，但強(qiáng)度下降。
[0064]尤其是在由上述銅合金板材構(gòu)成的超小型連接器用的窄寬度引腳(例如0.25mm寬)的情況下，即便在可有效地改善彎曲加工性的cube取向{001}〈100>晶粒的面積率范圍內(nèi)提高其面積率，cube取向晶粒的平均晶粒面積也較大，并且，在cube取向晶粒的分布不均勻的情況下，在彎曲加工時(shí)在具有cube取向晶粒以外的取向的晶粒部分產(chǎn)生裂紋(龜裂)的可能性較高。并且，有時(shí)會(huì)因彎曲的方向而產(chǎn)生異向性。因此，優(yōu)選為在利用EBSD法的晶體取向分析中，cube取向晶粒在60 μ m見方內(nèi)分布有40個(gè)以上且100個(gè)以下，并且具有等分散性。
[0065]因此，對(duì)于本發(fā)明的銅合金板材而言，對(duì)cube取向晶粒的平均晶粒面積、分散性進(jìn)行了控制。具體而言，通過(guò)在再結(jié)晶固溶化熱處理前的中間溫壓延中，加熱至不進(jìn)行再結(jié)晶的溫度，并在該溫度下實(shí)施壓延率為5%以上的壓延，從而可在壓延材整體中將應(yīng)變的導(dǎo)入及釋放控制為適度的狀態(tài)。由此，可實(shí)現(xiàn)cube取向的等分散性。并且，同時(shí)也可控制各晶體取向的平均晶粒面積。通過(guò)控制該分散性，而提高窄寬度引腳的彎曲加工性，并降低撓曲異向性及屈服強(qiáng)度異向性等強(qiáng)度的異向性。
[0066]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的銅合金板材中所添加的副添加元素進(jìn)行說(shuō)明。
[0067]如上所述，本發(fā)明的銅合金板材在優(yōu)選的一個(gè)方式中，除Ni及Si這樣的主添加元素以外，也可含有選自由Sn 、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成的組中的至少一種元素作為副添加元素，以副添加元素合計(jì)來(lái)計(jì)算，其含量為0.005質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下，優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上且0.9質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.03質(zhì)量％以上且0.8質(zhì)量％以下，特別優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以上且0.5質(zhì)量％以下。若這些副添加元素的總量為1.0質(zhì)量％以下，則難以產(chǎn)生使導(dǎo)電率降低的危害。并且，若為上述范圍內(nèi)，則可充分有效地利用下述添加效果，并且導(dǎo)電率不會(huì)明顯降低。若為特別優(yōu)選的范圍內(nèi)，則可獲得較高的添加效果及高導(dǎo)電率。另一方面，在副添加元素的含量過(guò)少的情況下，無(wú)法充分體現(xiàn)出添加效果。另一方面，在副添加元素的含量過(guò)多的情況下，導(dǎo)電率變低而不為優(yōu)選。以下，對(duì)各副添加元素的添加效果進(jìn)行說(shuō)明。
[0068]在上述副添加元素內(nèi)，Mg、Sn、Zn可提高銅合金板材的抗應(yīng)力松弛特性。與分別單獨(dú)添加的情況相比，一同添加的情況下因協(xié)同效果而進(jìn)一步提高了抗應(yīng)力松弛特性。并且，有顯著改善焊接脆化的效果?？箲?yīng)力松弛特性是依據(jù)日本電子材料工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格EMAS-3003，在150°C、1000小時(shí)的條件下進(jìn)行測(cè)定的。利用懸臂梁法使銅合金板材負(fù)荷屈服強(qiáng)度的80%的初始應(yīng)力，將150°C、1000小時(shí)的試驗(yàn)后的位移量作為抗應(yīng)力松弛特性。
[0069]在上述副添加元素內(nèi)，Mn、Ag、B、P會(huì)提升銅合金板材的熱加工性、并且可提升強(qiáng)度。
[0070]在上述副添加元素內(nèi)，Cr、Zr、Fe、Hf以化合物或單質(zhì)的形式微細(xì)地在母材中析出。作為單質(zhì)，優(yōu)選析出為75nm以上且450nm以下，更優(yōu)選析出為90nm以上且400nm以下，特別優(yōu)選析出為IOOnm以上且350nm以下，從而有助于析出硬化。另外，作為化合物，以50nm至500nm的尺寸析出。在任一情況下，均有通過(guò)抑制晶粒的成長(zhǎng)而使晶粒微細(xì)的效果，通過(guò)使cube取向{001}〈100>的晶粒的分散狀態(tài)變好，可良好地提高彎曲加工性。
[0071]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的銅合金板材的彎曲加工性進(jìn)行說(shuō)明。
[0072]彎曲加工性優(yōu)選的是，利用壓縮試驗(yàn)機(jī)對(duì)經(jīng)90° W彎曲加工后的試驗(yàn)片進(jìn)行180°密合彎曲加工而未在其彎曲部頂點(diǎn)產(chǎn)生裂紋(龜裂)。
[0073]換而言之，作為本發(fā)明的銅合金板材的壓延平行方向和壓延垂直方向的彎曲加工性，優(yōu)選為不會(huì)因Imm寬度以下的窄寬度彎曲加工中的180° U密合彎曲而在彎曲加工表面
產(chǎn)生龜裂。
[0074]接下來(lái)，對(duì)撓曲系數(shù)的異向性及屈服強(qiáng)度的異向性進(jìn)行說(shuō)明。
[0075]壓延平行方向(//)的撓曲系數(shù)與壓延垂直方向(丄)的撓曲系數(shù)之差優(yōu)選以絕對(duì)值計(jì)為IOGPa以下，在該情況下，撓曲系數(shù)的異向性小。并且，壓延平行方向的屈服強(qiáng)度與壓延垂直方向的屈服強(qiáng)度之差優(yōu)選以絕對(duì)值計(jì)為IOMPa以下，在該情況下，屈服強(qiáng)度的異向性小。
[0076]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的銅合金板材的制造方法的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0077]在制造本發(fā)明 的銅合金板材時(shí)使用了如下的制造方法:對(duì)由銅合金原材料的鑄造而得到的鑄塊實(shí)施熱處理(均質(zhì)化處理)和熱壓延，進(jìn)一步通過(guò)冷壓延而成型為薄板后，進(jìn)行小于上述薄板的再結(jié)晶溫度的中間退火，并且在加熱至100°C以上且400°C以下后在該溫度下進(jìn)行壓延率為5%以上的溫壓延(以下稱為中間溫壓延)，其后進(jìn)行使薄板中的溶質(zhì)原子再固溶的中間固溶化熱處理。
[0078]上述銅合金原材料具有下述組成:含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的N1、
0.1質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下的S1、及根據(jù)需要所添加的合計(jì)為0.005質(zhì)量％以上且
1.0質(zhì)量％以下的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成的組中的至少I種，且剩余部分由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0079]此處所謂的壓延率，是指用自壓延前的剖面面積減去壓延后的剖面面積而得到的值除以壓延前的剖面面積并乘以100且以百分比表示的值。即，由下述式所示。
[0080][壓延率]=K[壓延前的剖面面積]-[壓延后的剖面面積])/[壓延前的剖面面積]} X 100 (%)
[0081]具體而言，作為優(yōu)選的一個(gè)示例可列舉出如下的制造方法。
[0082]對(duì)上述銅合金原材料進(jìn)行鑄造[工序I]而獲得鑄塊。對(duì)該鑄塊進(jìn)行均質(zhì)化熱處理[工序2]、熱壓延[工序3]后，立即進(jìn)行冷卻(例如水浴冷卻、水淬)[工序4]。接下來(lái)，為了去除表面的氧化覆膜而進(jìn)行端面切削[工序5]。其后，進(jìn)行冷壓延[工序6]，以80%以上的壓延率進(jìn)行壓延而獲得薄板。
[0083]并且，在薄板的一部分再結(jié)晶的程度的溫度、即400°C以上且700°C以下的溫度進(jìn)行5秒至20小時(shí)的中間退火[工序7]，其后，在加熱至100°C以上且400°C以下后在該溫度下，對(duì)薄板實(shí)施壓延率為5%以上且50%以下的中間溫壓延作為中間溫壓延[工序8]。[0084]其后，進(jìn)行使溶質(zhì)原子再固溶的中間固溶化熱處理[工序9]。在該中間固溶化熱處理中的薄板的再結(jié)晶集合組織中，cube取向面積率增加。
[0085]在該中間固溶化熱處理[工序9]后，依序?qū)嵤r(shí)效析出熱處理[工序10]、最終冷壓延[工序11]及調(diào)質(zhì)退火[工序12]。
[0086]另一方面，以往的析出型銅合金的制造方法是如下方法:對(duì)銅合金原材料進(jìn)行鑄造[工序I]而獲得鑄塊，并對(duì)其進(jìn)行均質(zhì)化熱處理[工序2]，進(jìn)一步依序進(jìn)行熱壓延[工序3]、冷卻(水浴冷卻)[工序4]、端面切削[工序5]、冷壓延[工序6]而薄板化。并且在700°C以上且1000°C以下的溫度范圍進(jìn)行中間固溶化熱處理[工序9]而使溶質(zhì)原子再固溶后，通過(guò)時(shí)效析出熱處理[工序10]、最終冷壓延[工序11]及根據(jù)需要的調(diào)質(zhì)退火[工序12]而滿足必需的強(qiáng)度。在上述一系列的工序中，材料的集合組織是通過(guò)中間固溶化熱處理中產(chǎn)生的再結(jié)晶來(lái)大致決定的，并由最終壓延中產(chǎn)生的取向的旋轉(zhuǎn)來(lái)最后決定。
[0087]與本發(fā)明的制造方法相比較，以往未進(jìn)行上述中間退火[工序7]及中間溫壓延[工序8]這兩個(gè)工序。
[0088]接下來(lái)，對(duì)更詳細(xì)地設(shè)定了本發(fā)明的制造方法中的各工序的條件的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0089]在鑄造[工序I]中，利用高頻熔解爐將合金原材料熔解，并將其以0.rc /s以上且100°C /s以下的冷卻速度冷卻而獲得鑄塊，所述合金原材料中，按照至少含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的N1、含有0.1質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下的S1、關(guān)于其它副添加元素根據(jù)需要而適當(dāng)含有的方式進(jìn)行了元素的混配 ，且剩余部分由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。并且，在800°C以上且1020°C以下對(duì)該鑄塊實(shí)施3分鐘至10小時(shí)的均質(zhì)化熱處理[工序2]。其后，進(jìn)行熱壓延[工序3]，進(jìn)一步進(jìn)行水淬(相當(dāng)于冷卻[工序4])。并且在端面切削[工序5]中去除氧化覆膜。其后，實(shí)施壓延率為80%?99.8%的冷壓延[工序6]而獲得薄板。
[0090]接下來(lái)，在400°C以上且700°C以下進(jìn)行5秒至20小時(shí)的中間退火[工序7]，進(jìn)一步，在100°C以上且400°C以下的條件下進(jìn)行加熱后，在該溫度下進(jìn)行壓延率為5%以上且50%以下的中間溫壓延[工序8]。此處，所謂溫壓延，是指在上述100°C以上且400°C以下的溫度進(jìn)行壓延。
[0091]其后，在600°C以上且1000°C以下進(jìn)行5秒至I小時(shí)的中間固溶化熱處理[工序9]。其后，優(yōu)選為依序進(jìn)行如下工序而獲得本發(fā)明的銅合金板材:在氮或氬等惰性氣體氣氛中以400°C以上且700°C以下進(jìn)行5分鐘至10小時(shí)的時(shí)效析出熱處理[工序10]、壓延率為3%以上且25%以下的最終的冷壓延[工序11]、以200°C以上且600°C以下進(jìn)行5秒以上且10小時(shí)以下的調(diào)質(zhì)退火[工序12]。
[0092]在本發(fā)明的制造方法中，對(duì)所獲得的板材的性狀無(wú)特別需要的情況下，也可省略而不進(jìn)行上述端面切削[工序5]、最終冷壓延[工序11]、調(diào)質(zhì)退火[工序12]各工序中的I個(gè)以上。
[0093]在本實(shí)施方式中，在熱壓延[工序3]中在700°C以上且再熱溫度(1020°C )以下的溫度區(qū)域中，進(jìn)行下述加工:用于破壞鑄造組織或偏析并形成均勻組織的加工、和用于由動(dòng)態(tài)再結(jié)晶所生成的晶粒的微細(xì)化的加工。
[0094]在中間退火[工序7]中以不使合金中的組織整個(gè)面再結(jié)晶的程度進(jìn)行熱處理。其后，加熱至不會(huì)進(jìn)行再結(jié)晶的溫度帶，即優(yōu)選為100°c以上且400°C以下，更優(yōu)選為120°C以上且380°C以下，特別優(yōu)選為140°C以上且360°C以下，在該溫度下，優(yōu)選以5%以上且50%以下、更優(yōu)選以7%以上且45%以下、特別優(yōu)選以10%以上且40%以下的壓延率實(shí)施中間溫壓延[工序8]，并控制加工應(yīng)變的導(dǎo)入和釋放。
[0095]若該中間溫間壓延[工序8]中的壓延率過(guò)低，則加工應(yīng)變小，在后續(xù)工序的中間固溶化熱處理[工序9]中晶粒粗大化，彎曲皺褶變大，特性劣化。另一方面，若中間溫壓延[工序8]中的壓延率過(guò)高，則在再結(jié)晶固溶化熱處理[工序9]中成長(zhǎng)的cube取向旋轉(zhuǎn)至其它取向，而使cube取向面積率降低。另外，在中間溫壓延[工序8]中的加熱溫度低于100°C的情況下，加工應(yīng)變的釋放變少；相反地，在高于400°C的情況下會(huì)進(jìn)行加工應(yīng)變的釋放，并且進(jìn)行再結(jié)晶，在后續(xù)工序的中間固溶化熱處理[工序9]中，應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移中的cube取向晶粒的等分散性變得不充分。其結(jié)果，在中間溫壓延[工序8]中的加熱溫度過(guò)高或者過(guò)低的任一情況下，均產(chǎn)生作為彎曲的異向性的撓曲異向性或作為強(qiáng)度的異向性的屈服強(qiáng)度異向性。
[0096]在中間固溶化熱處理[工序9]中，在再結(jié)晶集合組織中，cube取向面積率增加。此處，若使中間固溶化熱處理[工序9]前的中間退火[工序7]的熱處理溫度高于上述范圍的溫度，則會(huì)形成氧化覆膜而不為優(yōu)選。因此，優(yōu)選為將該中間退火[工序7]中的熱處理溫度設(shè)為400°C以上且700°C以下。尤其是雖然難以毫無(wú)歧異地?cái)喽ǎㄟ^(guò)在中間退火[工序7]中將熱處理溫度設(shè)為上述溫度范圍，而存在cube取向面積率中間固溶化熱處理[工序9]中增加的傾向。
[0097]在中間固溶化熱處理[工序9]后，實(shí)施時(shí)效析出熱處理[工序10]、最終冷壓延[工序11]、調(diào)質(zhì)退火[工序12]。在中間固溶化熱處理[工序9]中形成的再結(jié)晶集合組織中，為了使由應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移而產(chǎn)生的cube取向面積率增加，有效的是在中間溫壓延[工序8]中進(jìn)行特定的加工。并且，通過(guò)在中間溫壓延[工序8]中預(yù)先將晶體取向控制在特定方向而有助于cube取向晶粒的發(fā)展。進(jìn)一步,通過(guò)進(jìn)行時(shí)效析出熱處理[工序10]而使添加元素自固溶體析出，由此可通過(guò)析出強(qiáng)化而提高機(jī)械強(qiáng)度。并且，也可通過(guò)進(jìn)行最終冷壓延[工序11]而對(duì)板厚進(jìn)打最終調(diào)整。進(jìn)一步，也可通過(guò)進(jìn)打調(diào)質(zhì)退火[工序12]而對(duì)板材的調(diào)質(zhì)進(jìn)行最終調(diào)整。
[0098]另外，利用冷壓延[工序6]導(dǎo)入更進(jìn)一步的加工應(yīng)變，在中間退火[工序7]中以4000C以上且700°C以下施加5秒至20小時(shí)的熱處理，進(jìn)一步進(jìn)行中間溫壓延[工序8]，由此在中間固溶化處理[工序9]中的再結(jié)晶集合組織中，cube取向面積率明顯增加。
[0099]上述中間退火[工序7]的目的在于獲得未完全地再結(jié)晶而是部分性再結(jié)晶的亞退火組織。上述中間溫壓延[工序8]的目的在于:通過(guò)加熱溫度為100°C以上且400°C以下、壓延率為5%以上的壓延，而進(jìn)行微觀上的不均勻的應(yīng)變的導(dǎo)入和釋放。
[0100]通過(guò)中間退火[工序7]及中間溫壓延[工序8]的作用效果，可實(shí)現(xiàn)中間固溶化處理[工序9]中的cube取向晶粒的成長(zhǎng)和cube取向晶粒的微細(xì)化與等分散。在中間溫壓延[工序8]中，進(jìn)行利用壓延的應(yīng)變的導(dǎo)入、及利用加熱的應(yīng)變的釋放，通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂七@兩種操作，可提高中間固溶化熱處理[工序9]的應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移中的cube取向晶粒的發(fā)展、cube取向晶粒的微 細(xì)化及等分散性。即，可通過(guò)導(dǎo)入應(yīng)變而使cube取向晶粒發(fā)展，并可通過(guò)釋放應(yīng)變而提高cube取向晶粒的微細(xì)化及等分散性。在以往通常的方法中，如中間固溶化處理[工序9]這樣的熱處理以減少后續(xù)工序中的負(fù)荷而使材料再結(jié)晶從而降低強(qiáng)度為主要目的，但在本發(fā)明中與該目的完全不同。
[0101]對(duì)于本發(fā)明的銅合金板材的板厚并無(wú)特別限制,通常為0.03mm?0.50mm,優(yōu)選為
0.05mm ?0.35mm。
[0102]本發(fā)明的銅合金板材優(yōu)選為通過(guò)滿足上述的各要件，而滿足并具有例如連接器用銅合金板材所要求的下述特性。
[0103]作為特性之一的彎曲加工性優(yōu)選為在180°密合U彎曲試驗(yàn)中在彎曲加工表面部無(wú)龜裂。其詳細(xì)的條件如實(shí)施例所述。
[0104]作為特性之一的撓曲系數(shù)優(yōu)選為130GPa以下。其詳細(xì)的條件如實(shí)施例所述。對(duì)于本發(fā)明的銅合金板材所顯示的撓曲系數(shù)的下限值并無(wú)特別限制，通常為90GPa以上。
[0105]作為特性之一的屈服強(qiáng)度優(yōu)選為700MPa以上。進(jìn)一步優(yōu)選為750MPa以上。其詳細(xì)的測(cè)定條件如實(shí)施例所述。對(duì)于本發(fā)明的銅合金板材所顯示的屈服強(qiáng)度的上限值并無(wú)特別限制，通常為900MPa以下。
[0106]作為特性之一的導(dǎo)電率優(yōu)選為5%IACS (International Annealed CopperStandard)以上。進(jìn)一步優(yōu)選為10%IACS以上、特別優(yōu)選為20%IACS以上。其詳細(xì)的測(cè)定條件如實(shí)施例所述。對(duì)于本發(fā)明的銅合金板材所顯示的導(dǎo)電率的上限值并無(wú)特別限制，通常為50%IACS以下。
[0107]實(shí)施例
[0108]以下，基于實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0109](實(shí)施例1?14及比較 例I?4)
[0110]在高頻熔解爐中將含有表I中所示的各量的N1、S1、副添加元素、且剩余部分由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金熔解，并將其以0.rc /秒至100°C /秒的冷卻速度冷卻而進(jìn)行鑄造[工序I]，獲得鑄塊。
[0111]在800°C以上且1020°C以下對(duì)該鑄塊進(jìn)行3分鐘至10小時(shí)的均質(zhì)化熱處理[工序2]后，在700°C以上且再熱溫度(1020°C )以下進(jìn)行作為熱加工的熱壓延[工序3]，進(jìn)一步進(jìn)行水淬(相當(dāng)于冷卻[工序4])而獲得熱壓延板。接下來(lái)，進(jìn)行該熱壓延板表面的端面切削[工序5]而去除氧化覆膜。其后，進(jìn)行壓延率為80%至99.8%的冷壓延[工序6]而獲得薄板。
[0112]接下來(lái)，在400°C以上且700°C以下通過(guò)5秒至20小時(shí)的熱處理進(jìn)行薄板的中間退火[工序7]，進(jìn)一步，加熱至100°C以上且400°C以下后，在該溫度下進(jìn)行中間溫壓延[工序8]，其中，以5%以上且50%以下的壓延率進(jìn)行壓延。
[0113]其后，在600°C以上且1000°C以下實(shí)施5秒至I小時(shí)的中間固溶化處理[工序9]。接下來(lái)，在惰性氣體氣氛中以400°C以上且700°C以下進(jìn)行5分鐘至I小時(shí)的時(shí)效析出熱處理[工序10]，以3%至25%的壓延率進(jìn)行最終的冷壓延[工序11]，并以200°C以上且600°C以下進(jìn)行5秒以上且10小時(shí)以下的調(diào)質(zhì)退火[工序12]，制造得到銅合金板材的試驗(yàn)材(實(shí)施例I至14及比較例I至4)。將各試驗(yàn)材的最終板厚調(diào)整為0.08mm。
[0114]關(guān)于這些實(shí)施例1至14及比較例I至4的各組成及特性,如表I及表2所示。
[0115]需要說(shuō)明的是，在各熱處理或壓延之后，根據(jù)材料表面的氧化或粗糙度的狀態(tài)進(jìn)行酸洗或表面研磨，根據(jù)形狀進(jìn)行利用張力調(diào)平機(jī)(tension leveler)的矯正。另外,熱加工[工序3]中的加工溫度是通過(guò)設(shè)置在壓延機(jī)的入料側(cè)及出料側(cè)的放射溫度計(jì)而測(cè)定得到的。
[0116]對(duì)各試驗(yàn)材進(jìn)行下述特性調(diào)查。
[0117](a) cube取向面積率
[0118]利用EBSD法，在掃描步幅為0.1 μ m的條件下對(duì)0.09mm2 (300 μ mX 300 μ m)的測(cè)定面積進(jìn)行測(cè)定。并且，在該測(cè)定面積中，將60 μ mX 60 μ m設(shè)為I區(qū)塊，在I個(gè)視野中能夠進(jìn)行共計(jì)25區(qū)塊(5區(qū)塊X5區(qū)塊)的測(cè)定。為了測(cè)定微細(xì)的晶粒，此時(shí)的掃描步幅如上所述設(shè)為0.1 μ m的步幅。在分析中，將300 μ mX300 μ m的測(cè)定面積中的EBSD測(cè)定結(jié)果分割為上述25區(qū)塊，確認(rèn)各區(qū)塊的cube取向面積率、平均晶粒面積、晶粒的個(gè)數(shù)、含有cube取向粒的母材的平均晶粒面積。對(duì)于電子射線而言，將來(lái)自掃描式電子顯微鏡的鎢絲(tungstenfilament)的熱電子作為產(chǎn)生源。
[0119](b) 180°密合U彎曲試驗(yàn)
[0120]以垂直于壓延方向?qū)挾葹?.25mm、長(zhǎng)度為1.5mm的方式通過(guò)利用模壓的沖壓進(jìn)行加工。將對(duì)試驗(yàn)材以彎曲的軸與壓延方向?yàn)橹苯堑姆绞竭M(jìn)行了 W彎曲的試驗(yàn)材作為Gff (Good Way)，將以彎曲的軸與壓延方向平行的方式進(jìn)行了 W彎曲的試驗(yàn)材作為BW (BadWay)，依據(jù)日本伸銅協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JCBA-T307 (2007)進(jìn)行90° W彎曲加工后，利用壓縮試驗(yàn)機(jī)不附加內(nèi)側(cè)半徑而進(jìn)行180°密合彎曲加工。利用100倍的掃描式電子顯微鏡觀察彎曲加工表面，調(diào)查有無(wú)龜裂。將無(wú)龜裂的情況表示為“〇(良)”，將有龜裂的情況表示為“X (差)”。關(guān)于此處的龜裂的尺寸，最大寬度為30μηι?100 μ m，最大深度為IOym以上。
[0121](c)撓曲系數(shù)
[0122]以垂直于壓延方向?qū)挾葹?.25mm、平行于壓延方向長(zhǎng)度為1.5mm的方式利用基于模壓的沖壓對(duì)試驗(yàn)片進(jìn)行了加工。以懸臂梁對(duì)試驗(yàn)片的表里分別測(cè)定10次，并顯示其平均值。
[0123]撓曲系數(shù)E(GPa)由下述式⑴所示。
[0124]E = 4a/b X (L/t)3 (I)
[0125]此處，a為位移f與應(yīng)力w的斜率，b為試驗(yàn)材的寬度，L為固定端與負(fù)荷點(diǎn)的距離，t為試驗(yàn)材的板厚。
[0126]在該試驗(yàn)中，確認(rèn)撓曲在壓延平行方向與壓延垂直方向的異向性。
[0127](d)屈服強(qiáng)度[Y]
[0128]在撓曲系數(shù)的測(cè)定中，根據(jù)直至各試驗(yàn)片的彈性界限為止的壓入量(位移)由下述式⑵算出屈服強(qiáng)度Y(MPa)。
[0129]Y = {(3E/2) XtX (f/L) X 1000} /L (2)
[0130]E為撓曲系數(shù)，t為板厚，L為固定端與負(fù)荷點(diǎn)的距離，f為位移(壓入深度)。
[0131 ] 在該試驗(yàn)中，確認(rèn)屈服強(qiáng)度在壓延平行方向與壓延垂直方向的異向性。
[0132](e)導(dǎo)電率[EC]
[0133]在保持為20°C (±0.5°C )的恒溫槽中利用四端法測(cè)量電阻率而算出導(dǎo)電率。需要說(shuō)明的是，將端子間距離設(shè)為100mm。
[0134]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例14、比較例I至比較例4，以成為表I中所示的組成的方式混配主原料Cu、N1、Si及副添加元素，并進(jìn)行熔解、鑄造。[0135]如表2所示，在實(shí)施例1至實(shí)施例14的制造條件下，中間溫壓延[工序8]中，在加熱至100°c以上且400°C以下后，將壓延率設(shè)為5%以上。關(guān)于組織，實(shí)施例1至實(shí)施例14的cube取向面積率為5%以上且50%以下，cube取向晶粒的平均晶粒面積為1.8μηι2以上且45.0 μ m2以下,每I區(qū)塊(60 μ mX60 μ m)的cube取向晶粒個(gè)數(shù)為40個(gè)以上且100個(gè)以下，含有cube取向粒的母材的平均晶粒面積為50 μ m2以下。在實(shí)施例1至實(shí)施例14的特性中，180° U密合彎曲、撓曲異向性、屈服強(qiáng)度異向性均顯示出優(yōu)異的結(jié)果。
[0136]在比較例I至比較例4中，由于未滿足本發(fā)明的制造方法中的規(guī)定，因此示出了不滿足cube取向面積率、每I區(qū)塊的cube取向粒個(gè)數(shù)的情況。
[0137]表I
【權(quán)利要求】
1.一種銅合金板材，其具有下述組成:含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的N1、0.1質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下的Si,且剩余部分由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成； 在利用電子背散射衍射法的晶體取向分析中，具有自cube取向{001} <100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的面積率為5%以上且50%以下，具有自cube取向{001}〈100〉偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒在60 μ m見方內(nèi)分散有40個(gè)以上且100個(gè)以下。
2.一種銅合金板材，其具有下述組成:含有1.0質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的N1、0.1質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下的S1、合計(jì)為0.005質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、B、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Hf組成的組中的至少一種，且剩余部分由銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成； 在利用電子背散射衍射法的晶體取向分析中，具有自cube取向{001} <100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的面積率為5%以上且50%以下，具有自cube取向{001} <100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒在60 μ m見方內(nèi)分散40個(gè)以上且100個(gè)以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的銅合金板材，其中，具有自cube取向{001}〈100>偏移15°以內(nèi)的取向的晶粒的平均晶粒面積為1.8μ--2以上且45.Ομ--2以下。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的銅合金板材，其中，母材的晶粒的平均晶粒面積為50 μ m2以下。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的銅合金板材，其中，壓延平行方向的撓曲系數(shù)與壓延垂直方向的撓曲系數(shù)之差以絕對(duì)值計(jì)為IOGPa以下，壓延平行方向的屈服強(qiáng)度與壓延垂直方向的屈服強(qiáng)度之差以絕對(duì)值計(jì)為IOMPa以下。
6.—種銅合金板材的制造方法,其是如下所述的銅合金板材的制造方法:對(duì)由銅合金原材料的鑄造而獲得的鑄 塊實(shí)施均質(zhì)化熱處理和熱壓延，進(jìn)一步通過(guò)冷壓延成型為薄板后，實(shí)施使該薄板中的溶質(zhì)原子再固溶的中間固溶化熱處理； 其中，所述銅合金原材料具有權(quán)利要求1或2的銅合金板材的合金組成； 所述銅合金板材的制造方法依序包含下述各工序: 在800°C以上且1020°C以下進(jìn)行3分鐘至10小時(shí)所述均質(zhì)化熱處理， 以壓延率為80%以上且99.8%以下進(jìn)行所述冷壓延后， 在小于再結(jié)晶溫度、即400°C以上且700°C以下的溫度進(jìn)行5秒至20小時(shí)的中間退火， 進(jìn)一步，在加熱至100°C以上且400°C以下之后，在該溫度下進(jìn)行壓延率為5%以上且50%以下的中間溫壓延， 然后在600°C以上且1000°C以下以5秒至I小時(shí)進(jìn)行所述中間固溶化熱處理， 在400°C以上且700°C以下進(jìn)行5分鐘至10小時(shí)的時(shí)效析出熱處理。
【文檔編號(hào)】H01B13/00GK103443309SQ201280012560
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月2日
【發(fā)明者】磯松岳己, 金子洋, 佐藤浩二, 江口立彥 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社