电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金薄板、电子电气设备用导电元件及端子的制作方法_2

文档序号:9528972阅读:来源:国知局
P以原子比计,满足3. 0 < (Ni+Fe+Co)/P< 100. 0,且Sn的含量 与Ni、Fe及Co的合计含量(Ni+Fe+Co)之比SrV(Ni+Fe+Co)以原子比计,满足0· 10 <Sn/ (Ni+Fe+Co) < 2. 90,并且,Fe与Co的合计含量与Ni的含量之比(Fe+Co)/Ni以原子比计, 满足0.002 $$6+0))/附< 1.500,并且,含有(:11、211及511的表面的€[相的维氏硬度为 100以上。
[0040] 根据基于本发明的第四方式的电子电气设备用铜合金,由于将含有Cu、Zn及Sn的 α相的表面的维氏硬度设为100以上,因此母相中含有位错密度较高的组织。这种位错密 度较高的组织由于在剪切加工时容易导致断裂,因此抑制了塌边和毛刺的大小,剪切加工 性提尚°
[0041] 而且,通过与Ρ-同添加Ni,进一步添加Fe、Co,适当限制Sn、Ni、Fe、Co及Ρ的相 互间的添加比率,从而耐应力松弛特性可靠且充分优异,而且强度(屈服强度)也高。
[0042] 基于本发明的第五方式的电子电气设备用铜合金的特征在于,在第四方式的电子 电气设备用铜合金中,含有Cu、Zn及Sn的α相的晶粒的平均结晶粒径在〇. 1μπι以上且 15μm以下的范围内,含有选自Fe、Co、Ni中的至少一种元素与Ρ的析出物。
[0043] 在基于本发明的第五方式的电子电气设备用铜合金中,α相的平均结晶粒径在 0. 1μm以上且15μm以下的范围内,与Ρ-同添加Ni,进一步添加Fe、Co,适当限制Sn、Ni、 Fe、Co及P的相互间的添加比率。由此,由于使从母相(α相主体)析出的Fe及Co的一 方或两方与含有Ni与P的〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物适当地存在,因此耐应力松弛特性可 靠且充分优异,并且强度(屈服强度)也高。另外,其中所谓〔Ni,(Fe,Co)〕-P系析出物为 Ni-P、Fe-P或Co-P的二元系析出物,Ni-Fe-P、Ni-C〇-P或Fe-Co-P的三元系析出物,或者为 Ni-Fe-Co-P的四元系析出物,而且包括在这些析出物中含有其他元素例如主成分Cu、Zn、 311、杂质0、3、(:、0、1〇、111、1%、2厂11等的多元系析出物。而且,该〔附,的,(:〇)〕-?系析 出物以磷化物或固溶有磷的合金的形态存在。
[0044] 基于本发明的第六方式的电子电气设备用铜合金的特征在于,在第四方式或第五 方式的电子电气设备用铜合金中,对通过EBSD法以0. 1μπι测定间隔的步长测定1000μπι2 以上的测定面积,并排除通过数据分析软件0ΙΜ分析的CI值为0. 1以下的测定点而对含有 Cu、Zn及Sn的α相进行分析,将相邻的测定点间的方位差大于15°的测定点间作为晶界, 且Σ3、Σ9、X27a、227b的各晶界长度之和L〇相对于晶界总长度L的比率、即特殊晶界 长度比率(Lσ/L)为10%以上。
[0045] 在基于本发明的第六方式的电子电气设备用铜合金中,将特殊晶界长度比率 (L〇 /L)设定为10%以上,使结晶性高的晶界(原子排列的紊乱较少的晶界)增加。由此, 可减少为弯曲加工时的成为破坏的起点的晶界的比例,弯曲加工性优异。
[0046] 本发明的电子电气设备用铜合金薄板的特征在于,由上述电子电气设备用铜合金 的乳材构成,厚度为在〇. 〇5mm以上且1. 0mm以下的范围内。
[0047] 这种结构的电子电气设备用铜合金薄板,能够适合使用于连接器、其他端子、电磁 继电器的可动导电片、引线框架等。
[0048] 在此,在本发明的电子电气设备用铜合金薄板中,在表面可实施有镀Sn。
[0049] 此时,镀Sn的底层基材由于为以含有0. 10质量%以上且0.90质量%以下的Sn 的Cu-Zn-Sn系合金构成,因此可将已使用过的连接器等元件作为镀Sn的Cu-Zn系合金的 废料作回收而确保良好的再利用性。
[0050] 基于本发明的一方式的电子电气设备用导电元件的特征在于,由上述电子电气设 备用铜合金构成。
[0051] 而且,基于本发明的一方式的端子的特征在于,由上述的电子电气设备用铜合金 构成。
[0052] 并且,基于本发明的其他方式的电子电气设备用导电元件的特征在于,由上述的 电子电气设备用铜合金薄板构成。
[0053] 而且,基于本发明的其他方式的端子的特征在于,由上述的电子电气设备用铜合 金薄板构成。
[0054] 根据这些结构的电子电气设备用导电元件及端子,尤其,由于耐应力松弛特性优 异,因此随时间或高温环境下,残余应力难以松弛,可靠性优异。而且,能够实现电子电气设 备用导电元件及端子的薄壁化。并且,由于由剪切加工性优异的电子电气设备用铜合金及 电子电气设备用铜合金薄板构成,因此尺寸精度优异。
[0055] 根据本发明,能够提供一种耐应力松弛特性可靠且充分优异,并且强度、弯曲加工 性、剪切加工性优异的电子电气设备用铜合金、使用该电子电气设备用铜合金的电子电气 设备用铜合金薄板、电子电气设备用导电元件及端子。
【附图说明】
[0056] 图1是表示本发明的电子电气设备用铜合金的制造方法的工序例子的流程图。
[0057] 图2是评价实施例中的剪切加工性的断裂面比例的说明图。
【具体实施方式】
[0058] 以下,对作为本发明的一实施方式的电子电气设备用铜合金进行说明。
[0059] 作为本实施方式的电子电气设备用铜合金具有以下组成:含有大于2. 0质量%且 36. 5质量%以下的Ζη、0. 10质量%以上且0. 90质量%以下的Sn、0. 15质量%以上且小于 1. 00质量%的Ni、0. 005质量%以上且0. 100质量%以下的P,剩余部分由Cu及不可避免 的杂质构成的组成。
[0060] 而且,作为各合金元素的相互间的含量比率,规定为如下。
[0061] Ni的含量与P的含量之比Ni/P以原子比计,满足下式(1):
[0062] 3. 0 <Ni/P< 100. 0......(1)
[0063] 并且,Sn的含量与Ni的含量之比Sn/Ni以原子比计,满足下式⑵:
[0064] 0. 10 <Sn/Ni< 2. 90......(2)
[0065] 并且,作为本实施方式的电子电气设备用铜合金,除了上述Zn、Sn、Ni、P以外,也 可进一步含有〇. 001质量%以上且小于〇. 100质量%的Fe及0. 001质量%以上且小于 0. 100质量%的Co中的任一方或两方。
[0066] 而且,作为各合金元素的相互间的含量比率规定如下。
[0067] Ni、Fe及Co的合计含量(Ni+Fe+Co)与P的含量之比(Ni+Fe+Co)/P以原子比计, 满足下式(Γ):
[0068] 3. 0 < (Ni+Fe+Co)/P< 100. 0......0-)
[0069] 并且,Sn的含量与Ni、Fe及Co的合计含量(Ni+Fe+Co)之比SrV(Ni+Fe+Co)以原 子比计,满足下式(2'):
[0070] 0. 10 <Sn/(Ni+Fe+Co) < 2. 90......(2,)
[0071] 并且,Fe及Co的合计含量与Ni的含量之比(Fe+Co)/Ni以原子比计,满足下式 (3,):
[0072] 0. 002 ^ (Fe+Co)/Ni< 1. 500......(3,)
[0073] 在此,对如上述规定成分组成的理由进行以下说明。
[0074] (Zn:大于2.0质量%且36. 5质量%以下)
[0075] Zn是本实施方式中作为对象的铜合金中的基本合金元素,是对于强度及弹性的提 高有效的元素。而且,Zn由于比Cu便宜,因此也有降低铜合金的材料成本的效果。Zn为 2. 0质量%以下时,无法充分获得降低材料成本的效果。另一方面,Zn大于36. 5质量%时, 耐蚀性下降,并且导致冷乳性也下降。
[0076] 因此,将Zn的含量设为大于2. 0质量%且36. 5质量%以下的范围内。另外,Zn的 含量在上述范围内也优选5. 0质量%以上且33. 0质量%以下的范围内,进一步优选7. 0质 量%以上且27. 0质量%以下的范围内。
[0077] (Sn:0· 10质量%以上且0.90质量%以下)
[0078] Sn的添加有提高强度的效果,有利于附带有镀Sn的Cu-Zn合金材料的再利用性的 提高。并且,根据本发明人们的研究明确了若Sn与Ni共存,则也有助于耐应力松弛特性的 提高。Sn小于0. 10质量%时,无法充分获得这些效果,另一方面,若Sn大于0. 90质量%, 则热加工性及冷乳性下降,有可能导致热乳或冷乳时发生破裂,并导致导电率也下降。
[0079] 因此,将Sn的含量设在0. 10质量%以上且0.90质量%以下的范围内。另外,Sn 的含量在上述范围内,也尤其优选〇. 20质量%以上且0. 80质量%以下的范围内。
[0080] (Ni:0· 15质量%以上且小于1. 00质量% )
[0081] 通过Ni与P-同添加,可使Ni-P系析出物从母相(α相主体)析出。而且,通 过Fe及Co的一方或两方与Ρ-同添加Ni,可使〔Ni,(Fe,Co)〕-Ρ系析出物从母相(α相 主体)析出。通过这些Ni-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-Ρ系析出物而再结晶时,获得钉扎 晶界的效果。因此,能够减小平均结晶粒径,且能够提高强度、弯曲加工性、耐应力腐蚀破裂 性。并且,通过这些析出物的存在,能够大幅提高耐应力松弛特性。而且,通过使Ni与Sn、 (Fe,Co)、P共存,也可通过固溶强化而提高耐应力松弛特性。在此,Ni的添加量小于0. 15 质量%时,无法使耐应力松弛特性充分提高。另一方面,若Ni的添加量为1. 00质量%以上, 则固溶Ni变多而导电率下降,并且因昂贵的Ni原材料的使用量的增大而导致成本上升。
[0082] 因此,将Ni的含量设在0. 15质量%以上且小于1.00质量%的范围内。另外,Ni 的含量在上述范围内也尤其优选〇. 20质量%以上且小于0. 80质量%的范围内。
[0083] (P:0.005质量%以上且0· 100质量%以下)
[0084] P与Ni的结合性高,与Ni-同含有适量的P,便可使Ni-P系析出物析出;而且,通 过与Fe及Co的一方或两方一同添加P,可使〔Ni,(Fe,Co)〕_P系析出物从母相(α相主体) 析出。通过这些Ni-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-Ρ系析出物的存在,而提高耐应力松弛特 性。在此,P量小于0.005质量%时,变得难以充分析出Ni-P系析出物或〔Ni,(Fe,Co)〕-P 系析出物,变得无法充分提高耐应力松弛特性。另一方面,若P量超过〇. 10质量%,则P固 溶量变多,导电率下降,并且乳制性下降,变得容易发生冷乳破裂。
[0085] 因此,将P的含量设在0.005质量%以上且0. 100质量%以下的范围内。P的含量 在上述范围内也尤其优选0. 010质量%以上且0. 080质量%以下的范围内。
[0086] 另外,P是大多从铜合金的熔解原料不可避地混入的元素,因此为了如上述限制P的含量,优选适当选择熔解原料。
[0087] (Fe:0· 001质量%以上且小于0· 100质量% )
[0088] Fe虽然并非必须添加的元素,但将少量的Fe与Ni、P-同添加时,便可使〔 附,?6〕-?系析出物从母相(
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