[发明专利]铜合金及铜合金的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于电气/电子设备用的引线框、连接器、端子部件等的具有高强度、高导电性的铜合金及制造该铜合金的铜合金制造方法。

背景技术

以往，作为电子设备的引线框等各种端子、连接器、继电器或开关等需要电传导性及弹性的材料，对于重视制造成本的用途，应用廉价的黄铜。另外，另一方面，对于重视弹性等机械性质的用途，应用磷青铜。进而，对于除了弹性以外还重视耐腐蚀性的用途，应用锌白铜。

但是，现状是，随着近年来电子设备类及其部件的轻量化、薄壁化及小型化，如果使用这些材料，则无法充分满足所需要的强度。

近年来，对于电子设备的各种端子等需要电传导性及弹性的材料，代替以往的磷青铜、黄铜等为代表的固溶强化型合金，从高强度及高导电性的观点出发，时效硬化型的铜合金的使用量逐渐增加。

时效硬化型的铜合金是如下的铜合金：通过对被固溶处理后的过饱和固溶体进行时效处理，微细粒子均匀地析出而提高了耐力或弹簧挠度极限等强度特性，并且使得固溶元素量减少，有助于导电率的提高。

因此，作为满足越来越严格的电子设备类及其部件的轻量化、材料的高强度化的要求的材料，例如，使用Cu-Ni-Si系合金(铜镍硅)或铍铜等时效硬化型的铜合金。

此外，进行轻量化、材料的高强度化，而作为与电子设备类对应的铜合金，使用Cu-Ni-Si系合金(铜镍硅)，以尝试基于制造方法的改善。例如，专利文献1中公开了如下的铜合金材料，是含有1.0～5.0质量%的Ni、0.2～1.0质量%的Si、1.0～5.0质量%的Zn、0.1～0.5质量%的Sn、0.003～0.3质量%的P，剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成的铜合金材料，包括如下工序：第一冷轧工序，冷轧至作为目的的最终板厚的1.3～1.7倍的厚度；第一热处理工序，将第一冷轧后的材料加热至700～900℃后，以毎分25℃以上的降温速度冷却至300℃以下；第二冷轧工序，将第一热处理后的材料冷轧至最终板厚；第二热处理工序，将第二冷轧后的材料加热至400～500℃，并保持30分钟～10小时；以及对第二热处理后的材料在长度方向施加张力的同时，以400～550℃加热保持10秒～3分钟。但是，制造工序复杂，难以实现制造成本的降低。

公开了利用该Cu-Ni-Si系(铜镍硅)合金，添加其他金属元素进行改善的技术(参照专利文献2～4)。例如，专利文献2中记载了如下的电子材料用铜合金，是含有Ni：1.0～4.5质量%、Si：0.50～1.2质量%、Cr：0.0030～0.3质量%(其中，Ni与Si的重量比为3≦Ni/Si≦5.5。)，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成的铜合金，对于分散在材料中的大小为0.1μm以上且5μm以下的Cr-Si化合物，该分散粒子中的Cr相对于Si的原子浓度比为1～5，其分散密度为1×10⁶个/mm²以下。但是，作为改善Ni-Si系金属间化合物的强度的铜合金，关于高强度、高导电性却存在限制。

另外，公开了析出与Ni-Si系不同的金属间化合物、Cr-Si系、对Ni-P添加Fe的Ni-P-Fe系、Ni-Ti系金属间化合物的铜合金(参照专利文献5～7)。例如，专利文献7中记载了如下的电气电子设备用铜合金，是包含：1～3mass%的Ni及0.2～1.4mass%的Ti，所述Ni及Ti的质量百分率的比率(Ni/Ti)为2.2～4.7，包含：Mg和Zr中一者或两者并合计为0.02～0.3mass%，以及0.1～5mass%的Zn，剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成的铜合金，含有由Ni、Ti、及Mg构成的金属间化合物、由Ni、Ti、及Zr构成的金属间化合物、和由Ni、Ti、Mg、及Zr构成的金属间化合物中的至少一种金属间化合物，所述金属间化合物的分布密度为1×10⁹～1×10¹³个/mm²，拉伸强度为650MPa以上，且导电率为55%IACS以上，并且以150℃保持1000小时时的应力松弛率为20%以下。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-070651

专利文献2：日本特开2009-242921

专利文献3：日本特开2010-090408

专利文献4：日本特开2008-266787

专利文献5：日本特开2007-126739

专利文献6：日本特开2001-335864