[发明专利]Cu-Co-Si 合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种Cu－Co－Si铜合金材料，其为弯曲加工性优异且可高导电化的电子电气设备用材料，特别适合作为可动连接器等电子电气设备用材料。

现有技术

电子电气设备用材料要求具备导电性、强度、弯曲加工性的特性，近年来，在电气电子零件、特别是可动连接器中高电流化的要求不断提高。为了不使可动连接器大型化，需要即使为0.2mm以上的厚壁也具有良好的弯曲性、同时确保高导电率及强度的材料。

以往，作为具有可在不使导电性劣化的情况下达成高强度的特性的析出强化型铜合金，已知有Cu－Ni－Si系铜合金、Cu－Co－Si系或Cu－Ni－Co－Si系铜合金。为了制造这些铜合金，通过固溶处理使添加元素固溶后，通过冷轧、时效热处理使Ni₂Si或Co₂Si等作为第2相粒子在基体中析出或晶析。但是，由于Ni₂Si的固溶量比较大，因而难以在Cu－Ni－Si系铜合金中达成60%IACS以上的导电率。因此，对具有以固溶量低的Co₂Si为主要析出物、且显示高导电性的Cu－Co－Si系或Cu－Ni－Co－Si系合金进行了研究。这些铜合金若充分固溶后没有使微细析出物析出，则无法达成目标强度。但是，若在高温下固溶则会产生晶体粗大化、弯曲加工性变差等问题，因而一直在研究各种对策。

在日本特开2009－242814号（专利文献1）、日本特开2008－266787号（专利文献2）中，为了制造引线框等电气电子零件材料用的析出强化型铜合金，利用通过第2相粒子抑制晶粒生长的效果而控制晶体粒径，改善弯曲加工性。上述文献中，第2相粒子在热加工的冷却过程或固溶热处理的升温过程中析出，并且通过表面研削后的时效析出热处理而析出（专利文献1的0025段等）。另外，国际公开第2009／096546号（专利文献3）中，记载了在具有特定组成的Cu－Co－Si合金中，通过控制晶体粒径的限定与析出物的微细尺寸，具体而言通过固溶温度、固溶处理后的冷却速度、时效热处理温度从而控制晶体粒径的方法。

[专利文献1]日本特开2009－242814号公报

[专利文献2]日本特开2008－266787号公报

[专利文献3]国际公开第2009／096546号。

发明内容

发明要解决的问题

通常，为了不使上述可动连接器大型化的具体的目标值为60%IACS以上的导电率、600MPa以上的0.2%屈服强度YS或630MPa以上的拉伸强度TS，且不产生作为弯曲加工性指标的裂痕的极限弯曲半径R与板厚t的比（MBR／t）为0.5以下（0.3mm厚板，Bad Way）。该弯曲加工性根据晶体粒径以及第2相粒子的尺寸和个数等而变化，认为在Cu－Co－Si系或Cu－Ni－Co－Si系合金中，用于在0.3mm厚板获得0.5以下的MBR／t的晶体粒径通常为10μm以下。晶粒在固溶处理中生长，晶体粒径的尺寸由固溶处理的温度和时间、添加元素、第2相粒子的尺寸或个数决定。

但是，专利文献1、2是以广范围的第2相粒子为对象，而Co不是必须的，在专利文献1记载的通过第2相粒子析出物而控制晶体粒径的方法中，虽然可以控制晶体粒径，但导电性差，无法达成高电流化。专利文献2中，着眼于具有在固溶处理中抑制重结晶粒生长的效果的直径50～1000nm的第2相粒子，但该尺寸的Co系第2相粒子有时会在固溶中因固溶而消失。因此，需要调整固溶温度或时间使得析出物不固溶，只能获得导电性和弯曲性的任一方较差的Cu－Co－Si合金。另外，该范围尺寸的第2相粒子析出物还有可能在固溶后析出，并不是直接显示控制晶体粒径的效果。另外，专利文献2中通过透射电子显微镜（TEM）观察来评价晶界上的第2相粒子密度、第2相粒子的直径或体积密度，但是若使第2相析出直至可以将晶体粒径控制为10μm以下时，则有可能因粒子重叠等而无法掌握准确的数值。

专利文献3中，通过固溶温度、固溶处理后的冷却速度、时效热处理温度从而将晶体粒径控制为10μm以下，但是在该方法中，无法使Co固溶至1.5质量%以上，无法获得目标强度。

如上所述，由于以往的析出强化型铜合金一直以作为引线框等电子零件的薄板利用为目的，因此并未对0.3mm左右的厚板的优异弯曲加工性进行研究。

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果完成了下述发明。