[发明专利]Cu-Ni-Si系合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为连接器、端子、继电器、开关等的导电性弹簧材料、晶体管、集成电路(IC)等半导体仪器的引线框架材料合适的、具备优异的强度、弯曲加工性、耐应力松弛特性、导电性等的铜合金及其制造方法。

背景技术

近年，电气-电子部件的小型化得到发展，对这些部件中使用的铜合金要求良好的强度、电导率和弯曲加工性。根据这种要求，替代以往的磷青铜、黄铜等固溶强化型铜合金，具有高的强度和电导率的科森合金等析出强化型铜合金的需要增加。作为科森合金之一的Cu-Ni-Si系合金，为在Cu基质中析出Ni和Si的化合物颗粒而成的合金，兼具高强度、高的电导率、良好的弯曲加工性。通常强度和弯曲加工性为相反的性质，对于Cu-Ni-Si系合金也期待维持高强度的同时改善弯曲加工性。

将铜合金板压制加工成连接器等电子-电子部件时，为了提高弯曲加工部的尺寸精度，预先对铜合金板表面实施被称为缺口加工的切口加工（切り込み加工），有时沿着该切口弯曲铜合金板(以下也称为缺口弯曲)。该缺口弯曲例如多用于车载用雌端子的压制加工。由于经过缺口加工铜合金加工硬化而失去延展性，因此在接下来的弯曲加工中，铜合金易产生裂纹。因此，对于缺口弯曲中使用的铜合金要求特别良好的弯曲加工性。

近年，作为改善Cu-Ni-Si系合金的弯曲性的技术，提倡对用SEM-EBSP法测得的Cube取向(Cube orientation){001}<100>的面积率进行控制的方法。例如专利文献1(日本特开2006-283059号)中，通过依次进行(1)铸造、(2)热轧、(3)冷轧(加工度95%以上)、(4)固溶处理、(5)冷轧(加工度20%以下)、(6)时效处理、(7)冷轧(加工度1～20%)、(8)短时间退火的工序，将Cube取向的面积率控制在50%以上，改善弯曲加工性。

另外，专利文献2(日本特开2011-17072号)中，在将Cube取向的面积率控制在5～60%的同时，将Brass取向和Copper取向的面积率都控制在20%以下，改善弯曲加工性。作为用于此的制造工序，依次进行(1)铸造、(2)热轧、(3)冷轧(加工度85～99%)、(4)热处理(300～700℃、5分钟～20小时)、(5)冷轧(加工度5～35%)、(6)固溶处理、(7)时效处理、(8)冷轧(加工度2～30%)、(9)调质退火的工序时，可得到最良好的弯曲性。

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2006-283059号公报

专利文献2：日本特开2011-17072号公报。

发明内容

本发明人等对前述现有发明的效果进行了验证试验。其结果，对于专利文献2的技术，通过W弯曲试验对弯曲加工性进行评价时，确认到一定的改善效果。但是，对于缺口弯曲而言，无法获得可说是充分的弯曲加工性。因此，本发明的课题在于，提供兼具高强度和高缺口弯曲性的Cu-Ni-Si系合金及其制造方法。

现有技术中，利用EBSD法对铜合金的晶体取向进行解析，基于所得到的数据，改良铜合金的特性。其中，EBSD(Electron Back Scatter Diffraction：电子背散射衍射)指的是利用在SEM(Scanning Electron Microscope：扫描电子显微镜)内对试样照射电子束时所产生的反射电子菊池线衍射(菊池图案)来解析晶体取向的技术。通常，电子束照射到铜合金表面，此时得到的信息为电子束侵入到数10nm深度为止的取向信息、即极表层的取向信息。

另一方面，本发明人等发现，对于缺口弯曲，需要对铜合金板内部的晶体取向进行控制。这是由于缺口加工会使弯曲的内角移动到内部的缘故。并且使板厚方向中央部的晶体取向适于缺口弯曲，弄清了用于得到该晶体取向的制造方法。

以以上知识见解为背景而完成的本发明在一方式中为Cu-Ni-Si系合金，其含有0.8～4.5质量%的Ni和0.2～1.0质量%的Si，剩余部分由铜和不可避免的杂质组成，在板厚的45～55%的剖面位置即板厚方向的中央部，与板厚方向平行地进行EBSD测定，解析晶体取向时，Cube取向{001}<100>的面积率为10～80%、Brass取向{110}<112>的面积率为20%以下、Copper取向{112}<111>的面积率为20%以下。