[发明专利]电子材料用Cu-Co-Si系铜合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及沉淀硬化型铜合金，尤其是涉及适合在各种电子器械部件中使用的Cu-Co-Si系铜合金。

背景技术

对于在连接器，开关，继电器，管脚，端子，引线框等各种电子器械部件中使用的电子材料用铜合金，作为基本特性要求兼具高强度及高导电性(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，对于电子器械部件中使用的铜合金的要求水平也逐渐地提高。

从高强度及高导电性的观点来看，作为电子材料用铜合金，沉淀硬化型的铜合金的使用量增加，来代替以往的以磷青铜、黄铜等为代表的固溶强化型铜合金。沉淀硬化型铜合金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分散，提高合金的强度，同时减少铜中的固溶元素量，提高导电性。因此，可以得到强度、弹性性能等机械性质优良，且导电性、导热性也良好的材料。

沉淀硬化型铜合金中，一般被称为科森合金(corson alloy)的Cu-Ni-Si系铜合金，是兼具较高导电性、强度及弯曲加工性的代表性铜合金，是业界中目前正如火如荼进行开发的合金之一。该铜合金通过使微细的Ni-Si系金属间化合物粒子在铜基质中析出，来实现强度与导电率的提高。

还进行了通过在科森合金中添加Co来实现特性的进一步提高的尝试。

在专利文献1中，记载了Co和Ni同样会与Si形成化合物，提高机械强度，当使Cu-Co-Si系合金进行时效处理时，与Cu-Ni-Si系合金相比，机械强度、导电性均会变好，若在成本上允许的话，也可选择Cu-Co-Si系合金，添加Co时的最佳添加量为0.05～2.0wt％。

在专利文献2中，记载了钴应为0.5～2.5质量％。这是因为，若钴含量少于0.5％，则含钴的硅化物第2相的析出变得不充分，若超过2.5％，则过量的第2相粒子析出，造成加工性的降低，以及使铜合金具有不期望的强磁性特性。优选的，钴含量为约0.5％～约1.5％，在最优选的方式中，钴含量为约0.7％～约1.2％。

专利文献3中记载的铜合金，主要是以用作车载用及通信机用等的端子、连接器材料为目的而开发的，Co浓度为0.5～2.5wt％，是实现了高导电性、中强度的Cu-Co-Si系合金。根据专利文献3，将Co浓度规定在上述范围的原因是：若添加量不足0.5质量％，则无法得到所需的强度，若Co超过2.5质量％，则虽然可实现高强度化，但导电率显著下降，而且热加工性劣化，Co优选为0.5～2.0质量％。

专利文献4中记载的铜合金，是以实现高强度、高导电性及高弯曲加工性为目的而开发的，将Co浓度规定在0.1～3.0wt％。记载了将Co浓度限定在该范围的原因是：若不足该组成范围，则不具有上述效果，另外若超过该组成范围添加，则由于会在铸造时生成结晶相而成为铸造裂缝的原因，故不优选。

专利文献

专利文献1：日本特开平11-222641号公报

专利文献2：日本特表2005-532477号公报

专利文献3：日本特开2008-248333号公报

专利文献4：日本特开平9-20943号公报

发明内容

如上所述，虽然已知添加Co有助于提高铜合金的特性，但是也如上述现有技术文献中所记载的，若使Co在高浓度侧，则会对制造性、合金特性带来不良影响，而且也未充分研究在Cu-Co-Si系合金中添加高浓度Co时的特性改良。然而，我们认为Co与Ni相比可进一步提高机械强度及导电性，在Cu-Co-Si系合金中，通过进一步提高Co浓度，有可能获得特性的提高。

另一方面，若进一步提高Co浓度，则必须在更高温下来实施固溶处理，在这种情况下，再结晶粒容易粗大化。另外，在固溶处理工序的前段析出的结晶物、析出物等第二相粒子会成为障碍物而阻碍晶粒的成长。因此，合金中的再结晶粒的不均一性将会变大，从而产生合金的机械特性的偏差变大的问题。

因此，本发明的课题之一是提供兼具高导电性、高强度及高弯曲加工性，且机械特性均一的、含有高浓度Co的Cu-Co-Si系合金。另外，本发明的另一课题是提供用于制造这种Cu-Co-Si系合金的方法。