[發明專利]Cu-Mg-P系銅合金條材及其制造方法

有效

• 申請號: 201080063568.8
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102753712A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 櫻井健;龜山嘉裕;阿部良雄
• 申請（專利權）人: 三菱伸銅株式會社
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22F1/08;H01B1/02;H01B5/02;H01B13/00;C22F1/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

本發明涉及適于連接器、引線框、繼電器、開關等電子電氣零部件的Cu-Mg-P系銅合金條材，特別是涉及抗拉強度、彈性極限值和應力松弛率在高水平下取得平衡的Cu-Mg-P系銅合金條材及其制造方法。

本申請基于2010年2月24日申請的日本特愿2010-038516號主張優先權，在此引用其內容。

背景技術

近年來，在手機或筆記本PC等電子儀器中，小型化、薄型化和輕量化得到發展，使用的端子、連接器部件也使用更小型且電極間距離窄的部件。通過如此小型化，所使用的材料雖然變得更薄，然而由于即使薄也有必要確保連接的可靠性，因此要求在更高強度下彈性極限值和應力松弛率在高水平下取得平衡的材料。

另一方面，由于伴隨儀器的高功能化的電極數的增加或通電電流的增加，產生的焦耳熱變得巨大，強烈要求導電率高于現有以上的材料。這種高導電率材料在通電電流的增加急速發展的用于車輛的端子、連接器材料上要求強烈。以往，這種端子、連接器用的材料通常使用黃銅或磷青銅。

然而，一直以來廣泛使用的黃銅或磷青銅產生不能充分響應對上述連接器材料的要求。即，黃銅的強度、彈性和導電性不充分，因此不能對應于連接器的小型化及通電電流的增加。此外，雖然磷青銅具有較高的強度和更高的彈性，然而由于導電率低、為20%IACS程度，因此不能對應于通電電流的增加。

進一步地，磷青銅還存在耐遷移性差的缺點。遷移指的是在電極間產生結露等時，陽極側的Cu形成離子而在陰極側析出，最終導致電極間短路的現象，如車輛那樣在高濕環境下使用的連接器中成為問題的同時，由于小型化而電極間距離變窄的連接器中也是需要注意的問題。

作為改善這種黃銅或磷青銅具有的問題的材料，例如，申請人提出了專利文獻1~2所示的以Cu-Mg-P為主要成分的銅合金。

在專利文獻1中，公開了一種銅合金條材，以重量%計，含有Mg：0.1~1.0%、P：0.001~0.02%，剩余部分含有Cu和不可避免的雜質，表面晶粒形成橢圓形狀，該橢圓形狀晶粒具有平均短徑為5~20μm、平均長徑/平均短徑的值為1.5~6.0的尺寸，形成上述橢圓形狀晶粒時，在即將最終冷軋之前的最終退火中平均結晶粒徑調整為5~20μm的范圍內，接著在最終冷軋工序中使軋制率為30~85%范圍內的沖壓時沖壓模具的磨損少。

在專利文獻2中，公開了下述發現：在具有含有Mg：0.3~2重量%、P：0.001~0.1重量%，剩余部分含有Cu和不可避免的雜質的組成的現有銅合金薄板中，將P含量限定在0.001~0.02重量%，進而將氧含量調整為0.0002~0.001重量%、C含量調整為0.0002~0.0013重量%，從而將分散在基體中的含有Mg的氧化物粒子的粒徑調整為3μm以下，由此與現有的銅合金薄板相比彎曲加工后的彈性極限值的降低少，若由該銅合金薄板制造連接器，則所得到的連接器與以往相比表現出更優異的連接強度，車輛的發動機轉動等在高溫下存在振動的環境下使用也不會脫落。

專利文獻1：日本特開平6-340938

專利文獻2：日本特開平9-157774

通過上述專利文獻1、專利文獻2公開的發明，能得到強度、導電性等優異的銅合金。然而，隨著電子電氣儀器的高功能化變得越來越顯著，進一步強烈要求這些銅合金的性能提高。特別是在用于連接器等的銅合金中，在高溫下長時間使用的狀態下不會產生彈力減弱，如何在高的應力下使用變得重要，對抗拉強度、彈性極限值和應力松弛率在高水平下取得平衡的Cu-Mg-P系銅合金條材的要求強烈。

此外，在上述各專利文獻中，雖然限定銅合金組成及表面晶粒的形狀，然而并未觸及基于對晶粒的微細組織的分析進行深入研究的抗拉強度與彈性極限值特性的關系。

發明內容

有鑒于此，本發明提供抗拉強度、彈性極限值和高溫下長時間使用時的應力松弛率在高水平下取得平衡的Cu-Mg-P系銅合金條材及其制造方法。

一直以來，晶粒的塑性應變通過表面的組織觀察進行，作為可以應用于晶粒的應變評價的最近的技術，有電子背散射衍射(EBSD)法。該EBSD法為，在掃描型電子顯微鏡(SEM)內設置試樣，由從樣品表面得到的電子射線的衍射像(菊池線)求得其晶體取向的方法，若為通常的金屬材料則可以簡便地測定取向。隨著最近計算機處理能力的提高，即使在多結晶金屬材料中，若為存在于幾毫米程度的對象區域中的100個左右的晶粒，則可以在實用的時間內評價它們的取向，由使用計算機的圖像處理技術，可以從評價了的晶體取向數據提取晶界。