[發明專利]熱加工性優異的銅合金及其制造方法

無效

• 申請號: 200710089802.4
• 申請日: 2007-03-30
• 公開（公告）號: CN101275190A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 衛藤雅俊;遠藤智
• 申請（專利權）人: 日礦金屬株式會社
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22F1/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 孫秀武;李平英

技術領域

本發明涉及高強度、高導電性的用于電子儀器部件的熱加工性優異的銅合金，特別涉及在小型、高集成化的半導體儀器引線用及端子連接器用銅合金中，不會損害彎曲加工性、特別是強度、導電性優異、熱加工性優異的電子部件用銅合金。

背景技術

銅及銅合金作為連接器、引線端子等電子部件及軟性電路基板用的材料被廣泛應用于多種用途，為了適應快速發展的IT化導致的信息儀器的高性能化及小型化·薄殼化，正在對銅及銅合金提出更高特性(強度、彎曲加工性、導電性)的要求。

另外，隨著IC的高集成化，開始大量使用耗電量高的半導體元件，在半導體儀器的引線框材料中開始使用放熱性(導電性)良好的Cu-Ni-Si系或Cu-Fe-P、Cu-Cr-Sn、Cu-Ni-P等析出型合金。上述Cu-Ni-P系合金由于Ni-P系化合物的微細析出發生強化，專利文獻1中指出，調整合金中的Ni、P、Mg成分量，得到了具備強度和導電性、耐應力松弛性的合金。

專利文獻1日本特開2000-273562號公報

發明內容

一般來說，在銅合金的鑄造、例如連續或半連續鑄造中，鑄錠通過鑄模拔熱，除了錠表層的數mm，內部一會便凝固。此時，在凝固時和凝固后的冷卻過程中超出限度含有的合金元素在晶界和晶粒內結晶或析出。含有1.0％以上的Ni和0.2％以上的P的銅合金，具有高強度高導電的優點，但是由于大量含有室溫下在Cu母相中的固溶限度以上的Ni-P成分，因此制造鑄錠時Ni-P系化合物通常在晶界結晶或析出。而且，在Cu-Ni-P系合金的晶界結晶或析出的Ni-P系化合物比母相的Cu熔點低，因此這些銅合金的凝固不均勻，發生內部變形，由于其應力和外力在Ni-P系化合物的部分產生破壞，在鑄造、冷卻階段引起開裂。另外，在熱軋的加熱時也由于Ni-P系化合物先于母相軟化或液相化，同樣發生開裂。

但是，由于專利文獻1的Cu-Ni-P系合金的組成為Ni：0.01～1.0％、P：0.01～0.2％，因此并沒有特別意識到上述問題。

本發明的目的在于提供Cu-Ni-P系合金，其可防止鑄造、冷卻、熱加工加熱或熱加工中發生的開裂，高溫延性優異，熱加工性良好。

本發明人為了實現上述目的，進行了反復研究，結果發現，通過特定下述結構，可得到具有優異的熱加工性和優異的強度以及導電性的Cu-Ni-P系合金。

本發明涉及高強度高導電電子儀器用銅合金，該銅合金為熱加工性優異的銅合金，其特征在于，含有Ni：1.0％～2.0％(本說明書中，表示成分比例的％是質量％.)、P：0.10％～0.50％，Ni和P的含量比Ni/P為4.0～6.5，且Cr為0.03％～0.45％或B為0.005～0.070％，余量由Cu和不可避免的雜質構成，顯示優選拉伸強度為700MPa以上、且電導率為40％IACS以上的特性值的熱加工性優異。當上述成分組成中含有0.01％～1.0％的Sn、In中的一種以上時，顯示優選拉伸強度為750MPa以上、且電導率為40％IACS以上的特性值。

本發明通過在Cu-Ni-P系合金中添加特定量的Cr或B，來抑制Ni-P系化合物向晶界的結晶或析出，優選通過控制鑄造時的冷卻速度來抑制粗大的Ni-P-Mg-B系和P-B系化合物的生成。通過采用上述構成，改善粒界的高溫脆性，實現熱加工性的提高。

本發明的熱加工性優異的銅合金用于高強度高導電電子儀器可起到優異的效果。

附圖說明

圖1為本發明例3的熱軋試驗后的試樣邊緣部的外觀照片。

圖2為比較例8的熱軋試驗后的試樣邊緣部的外觀照片。

圖3為比較例9的熱軋試驗后的試樣邊緣部的外觀照片。

圖4為比較例10的熱軋試驗后的試樣邊緣部的外觀照片。

具體實施方式

下面，對本發明中限定銅合金的成分組成的數值范圍的原因及其作用一同進行說明。

Ni量

Ni具有確保合金的強度和耐熱性的作用，同時使其與后述P形成的Ni-P系化合物析出，有助于合金強度的提高。但是，其含量小于1.0％時，得不到理想的強度，相反，大于2.0％含有Ni時，熱加工性降低，同時產品的彎曲加工性及電導率明顯降低。而且，還會增加長徑大的Ni-P系析出物的面積率，因此不優選。Ni和P的含量和(Ni+P)大于2.50％時，粗大粒子的結晶量增大，進而時效處理中的析出變得顯著，大小為50nm以下的微細的Ni-P的析出控制變難。因此，本發明的合金的Ni含量為1.0％～2.0％，優選為1.1～1.8％。