[发明专利]Cu-Co-Si-Zr合金材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及Cu-Co-Si-Zr铜合金材料，其是弯曲加工性优异且能实现高导电化的电子－电气仪器用材料，特别适用于可动连接器等电子－电气仪器用材料。

背景技术

电子－电气仪器用材料要求具备导电性、强度、弯曲加工性的特性，近年来，对于电气电子部件、特别是可动连接器的高电流化要求提高。为了不使可动连接器大型化，需要即使以0.2mm以上的壁厚也具有良好的弯曲性、同时确保高导电率和强度的材料。

以往，作为具有能不使导电性劣化而实现高强度的特性的析出强化型铜合金，已知Cu-Ni-Si系铜合金、Cu-Co-Si系、Cu-Co-Si-Zr系、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、时效热处理使作为第二相粒子的Ni₂Si、Co₂Si等在基体中析出或晶析。但是，由于Ni₂Si的固溶量比较大，所以Cu-Ni-Si系铜合金难以实现60％IACS以上的导电率。因此，研究了具有固溶量低的Co₂Si作为主要析出物、显示出高导电性的Cu-Co-Si系、Cu-Co-Si-Zr系、Cu-Ni-Co-Si系合金。这些铜合金如果在使其充分固溶后不析出微细析出物，则无法实现目标强度。但是，如果在高温下固溶，则产生晶体粗大化、弯曲加工性变差等问题，因此研究了各种对策。

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部件材料用的析出强化型铜合金，利用第二相粒子抑制晶粒生长的效果来控制晶体粒径，以改善弯曲加工性。上述文献中，第二相粒子在热加工的冷却过程、固溶热处理的升温过程中析出，同时通过端面切削后的时效析出热处理也会析出(专利文献1[0025]等)。此外，国际公报第2010/016429号(专利文献3)中记载，在具有特定组成的Cu-Co-Si(-Zr)合金中，通过存在两种大小的组成不同的析出物，能得到晶粒生长的抑制和强度的提升。

现有技术文献

专利文献

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2010/016429号。

发明内容

发明要解决的问题

一般来说，用于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％耐力YS或630MPa以上的拉伸强度TS、作为弯曲加工性的指标的不产生裂纹的极限曲率半径R和板厚t的比值(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二相粒子的尺寸和个数等而变化，认为对于Cu-Co-Si系、Cu-Ni-Co-Si系合金，以0.3mm厚板得到0.5以下的MBR/t的晶体粒径一般在10μm以下。晶粒通过固溶处理而生长，晶体粒径的尺寸根据固溶处理的温度和时间、添加元素、第二相粒子的尺寸、个数而决定。

但是，专利文献1、2以广范围的第二相粒子作为对象，而Co不是必须的，在专利文献1记载的通过第二相粒子析出物来控制晶体粒径的方法中，虽然能控制晶体粒径，但导电性差，无法实现高电流化。专利文献2着眼于在固溶处理中具有抑制再结晶晶粒的生长的效果的直径50～1000nm的第二相粒子，但该尺寸的Co系第二相粒子有时会通过固溶化而固溶、消失。因此，需要调整固溶温度、时间以使析出物不发生固溶，仅能得到导电性和弯曲性均差的Cu-Co-Si-Zr合金。此外，该范围内的尺寸的第二相粒子析出物也可能会在固溶后析出，并不能直接体现出晶体粒径的控制效果。而且，该文献中通过透射型电子显微镜(TEM)观察评价了晶界上的第二相粒子密度、第二相粒子的直径、体积密度，但如果使第二相析出直至可将晶体粒径控制在10μm以下，则可能粒子会重叠而无法掌握准确的数值。

此外，专利文献3也着眼于具有抑制晶体粒径的生长的效果的Co系第二相粒子，但其粒子尺寸为直径0.005～0.05μm及0.05～0.5μm，该Cu-Co-Si-Zr合金的弯曲性差。

如上所述，最近的析出强化型铜合金由于以利用在引线框等电子部件中的薄板为目的，因此未研究0.3mm左右的厚板的优异的弯曲加工性。

解决问题的手段

本发明人为了解决上述课题进行了认真研究，结果完成了下述发明。