[发明专利]电子材料用Cu-Ni-Si系合金

说明书

技术领域

本发明是关于一种析出硬化型铜合金，尤其是关于一种可适合用于各种 电子器械部件的Cu-Ni-Si-Cr系合金。

背景技术

对于用于引线框、连接器、插脚、端子、继电器、开关等各种电子器械 部件的电子材料用铜合金而言，作为其基本特性，要求可同时实现高强度及 高导电性(或导热性)。近年来，电子部件的高集成化及小型化、薄壁化快 速发展，与此相对应地，对电子器械部件中所使用的铜合金的要求等级也愈 发提高。

就高强度及高导电性的观点而言，近年来，作为电子材料用铜合金，析 出硬化型铜合金的使用量正在增加，用其取代以往以磷青铜、黄铜等为代表 的固溶强化型铜合金。析出硬化型铜合金中，通过对经固溶处理的过饱和固 溶体进行时效处理，使微细的析出物均匀地分散，从而提高合金的强度，同 时减少铜中的固溶元素量，以提高导电性。因此，可获得强度、弹性等机械 性质优异，并且导电性、导热性良好的材料。

析出硬化型铜合金中，一般被称为科森(Corson)系合金的Cu-Ni-Si系铜 合金是兼具较高的导电性、强度、应力缓和特性及弯曲加工性的典型的铜合 金，是业界目前正积极开发的合金之一。该铜合金中，可通过使微细的Ni-Si 系金属间化合物粒子析出到铜基质中来实现强度与导电率的提高。

Ni-Si系金属间化合物粒子的析出物一般由化学计量组成所构成，例如， 专利文献1中记载了：通过使合金中的Ni与Si的质量比接近作为金属间化 合物的Ni₂Si的质量组成比(Ni的原子量×2∶Si的原子量×1)，即，通过将 Ni与Si的重量浓度比设为Ni/Si＝3～7，从而获得良好的导电性。

然而，如专利文献1中所记载的那样，通过使Ni与Si的质量比接近作 为金属间化合物的Ni₂Si的质量组成比(Ni的原子量×2∶Si的原子量×1)， 虽可实现特性的改善，但现实中却发现因过量的Si而导致导电率一定程度的 下降。

因此，一般认为可添加Cr等会与Si形成化合物的元素，使其与过量的 Si化合以提高导电率。Cr为其元素之一，可形成含Cr的Cu-Ni-Si系合金。

作为添加有Cr作为合金元素的Cu-Ni-Si系合金，可列举专利文献2、专 利文献3中记载的例子。

专利文献2中，记载了一种科森合金的热处理方法，其特征在于，在对 含有Ni：1.5～4.0重量％、Si：0.35～1.0重量％、随意选自Zr、Cr、Sn中的 至少1种金属0.05～1.0重量％、剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成的科 森合金进行加热(或冷却)时，在400～800℃的温度区域中，对上述科森合 金进行加热(或冷却)以使上述科森合金的拉伸热形变为1×10^-4以下。根据 该方法，可防止热处理时的铸块破裂。

专利文献3中记载了一种弯曲加工性优异的高拉力铜合金，其特征在于， 含有Ni：2～5重量％、Si：0.5～1.5重量％、Zn：0.1～2重量％、Mn：0.01～ 0.1重量％、Cr：0.001～0.1重量％、Al：0.001～0.15重量％、Co：0.05～2 重量％，且将作为杂质成分的S的含量限制在15ppm以下，剩余部分由Cu 及不可避免的杂质构成。根据该发明，Cr是对铸块的晶界进行强化，提高热 加工性的元素。此外，若Cr的含量超过0.1重量％，则熔融金属会氧化，从 而导致铸造性变差。另外记载了：该铜合金是在炭粒炉中，在大气中包覆木 炭来进行熔融铸造。

此外，就Cr与Si的化合物的观点而言，可列举专利文献4。专利文献4 中，针对含有Cr：0.1～0.25重量％、Si：0.005～0.1重量％、Zn：0.1～0.5 重量％、Sn：0.05～0.5重量％，Cr与Si的重量比为3～25，且剩余部分由 Cu及不可避免的杂质所构成，并且在铜母相中，以1×10³～5×10⁵个/mm²的 个数密度存在着具有0.05μm～10μm大小的CrSi化合物、且Cr化合物(CrSi 化合物以外)的大小设为10μm以下的蚀刻加工性及冲压加工性优异的电子 器械用铜合金，记载了铸块的热加工温度与时效热处理温度。根据该方法， 可合适地使用蚀刻加工性与压制冲压性两者。

[专利文献1]日本特开2001-207229号公报