電気・電子機器用銅合金
【課題】 曲げ加工性に優れ、引張強度の強い電気・電子機器用のコネクタ、端子材等、例えば自動車車載用のコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適した電気・電子機器用銅合金を提供する。
【解決手段】 Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上である、電気・電子機器用銅合金。
【解決手段】 Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上である、電気・電子機器用銅合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、例えば、自動車車載用などのコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適用される電気・電子機器用銅合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に電気・電子機器用材料としては、鉄系材料の他、電気伝導性および熱伝導性に優れるリン青銅、丹銅、黄銅等の銅系材料も広く用いられている。近年、電気・電子機器の小型化、軽量化、高機能化、さらにこれに伴う高密度実装化に対する要求が高まり、これらに適用される銅系材料にも種々の特性が求められている。
例えば、ＣＰＵの発熱量増加に伴ってＣＰＵソケットなどに使用される銅合金には抜熱のためにこれまでよりも導電率が求められている。また、車載用のコネクタでも使用環境が厳しくなっており、放熱性を向上する目的で端子材の銅合金に、これまでよりも導電率が求められている。
部品の小型化に伴って材料の薄肉化が進行しており、材料強度の向上が求められている。リレーなどの用途では疲労特性の要求が高まっており、強度の向上が必要である。また、部品の小型化に伴って、曲げ加工される場合の条件が厳しくなっており、高い強度を持ちながら、なおかつ、曲げ加工性に優れていることが要求されている。さらに、部品の小型化に伴って、部品の寸法精度がこれまでよりも要求されており、接圧をとる部分でのバネ材の変位量が少なくなっている。長時間使用した場合の材料のヘタリがこれまでよりも問題になるため、材料には耐応力緩和特性の要求が高まっている。自動車などでは使用環境温度が高いために、更に耐応力緩和特性への要求が高い。
【０００３】
これらの要求特性はリン青銅、丹銅、黄銅などの市販量産合金では満足できないところに到達している。これらの合金は、ＳｎやＺｎをＣｕ中に固溶させて、それに圧延や引き抜き加工などの冷間加工を加えることにより強度を向上させている。この方法では、導電率が優れない上、高い冷間加工率（一般的に５０％以上）を加えることにより高強度な材料を得ることができるものの、曲げ加工性が著しく悪くなることが知られている。一般的にこの方法は固溶強化と加工強化の組み合わせである。
【０００４】
これに替わる強化法として材料中にナノメートル・オーダーの微細な析出物を形成して強化する析出強化がある。この方法は強度が高くなることに加えて、導電率を同時に向上させるメリットがあるため、多くの合金系で行われている。その中で、Ｃｕ中にＮｉとＳｉを加え、Ｎｉ−Ｓｉ化合物を微細析出させて強化させたコルソン合金と呼ばれる合金は、多くの析出型合金の中ではその強化する能力が非常に高く、いくつかの市販合金（例えば、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）登録合金であるＣＤＡ７０２５０）でも用いられている。
【０００５】
一般に析出強化型合金の製造工程には、次の２つの重要な熱処理を取り入れられる。まず、溶体化処理と呼ばれる高温（通常は７００℃以上）にてＮｉとＳｉをＣｕ母相に固溶させる目的の熱処理と、溶体化処理温度より低い温度で熱処理する、いわゆる時効析出処理であり、高温で固溶したＮｉとＳｉを析出物として析出させる目的である。これは、高い温度と低い温度でＮｉとＳｉがＣｕに固溶する原子の量の差を使って強化する方法であり、析出型合金の製造方法においては周知の技術である。
【０００６】
コルソン系合金の使用量は増加しているが、先述した高い要求特性に対して、導電率が不足する。一方、コルソン系合金のＮｉの一部をＣｏで置き換えたＣｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金の例がある（例えば特許文献１）。この系は、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｓｉなどの化合物の析出硬化合金であり、コルソン系よりも固溶限界が小さい特徴があり、固溶元素が少ないために、高い導電性を実現できる優位性がある。
【０００７】
その優位性の反面、固溶限界が小さいことに起因して、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系よりも溶体化熱処理温度を高くする必要性がある。また、溶体化温度を高められない場合には溶体化時に固溶量が少なくなるために、時効析出熱処理において、析出硬化量が低くなってしまい、比較的高い加工率の加工硬化によって強度を補う必要がある。その結果、溶体化熱処理温度が高い場合は結晶粒の粗大化によって、また、比較的高い加工率の加工硬化を導入する場合は材料内の転位密度の上昇によって、重要な要求特性である曲げ加工性がそれぞれ悪化する問題があり、近年の電子機器や自動車などの分野で高まっている銅材料への要求特性を満足出来ない。
【０００８】
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系において、曲げ加工性を制御するために、板表面のＸ線回折強度によって結晶方位の集積を規定した発明例がある（例えば特許文献２）。但し、この発明は溶体化熱処理条件の調整による結晶粒径の制御と、加工硬化量の低減による手法であり、前述したようにＣｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系のような高温での溶体化熱処理が必要な場合において、強度や曲げ加工性の低下を招くために適さない。
【特許文献１】特表２００５−５３２４７７号公報
【特許文献２】特許第３７３９２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような問題点に鑑み、本発明の目的は、曲げ加工性に優れ、優れた強度を有し、電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、特に自動車車載用などのコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適した電気・電子機器用銅合金を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、電気・電子部品用途に適した銅合金について研究を行い、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系銅合金において、曲げ加工性、強度、導電性、耐応力緩和特性を大きく向上させるために、材料表面（例えば板状または条状材料の表面であって、好ましくは板状材料の板表面）のＸ線回折強度によって規定される結晶方位の集積様式と曲げ加工性について相関があることを見出し、鋭意検討の末に本発明をなすに至った。また、それに加えて、本合金系において導電率を損なうことなく、強度や耐応力緩和特性を向上させる働きのある添加元素や、曲げ加工性を良好にする平均結晶粒径を見出し、本発明をなすに至ったものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、
（１）Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金、
（２）Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、更にＡｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上を合計で３ｍａｓｓ％以下含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金、
（３）平均結晶粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする、（１）または（２）項記載の電気・電子機器用銅合金、および
（４）０．２％耐力が６００ＭＰａ以上であり、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の電気・電子機器用銅合金
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電気・電子機器用銅合金は強度、曲げ加工性、導電率、耐応力緩和特性に優れる。本発明の銅合金は、上記のような特性により、電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、特に自動車車載用などのコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに特に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の銅合金の好ましい実施の態様について、詳細に説明する。なお、以下の説明においては、例として、本発明の銅合金は板や条などの形状を有するものとして説明する。
ＮｉとＣｏとＳｉについては、Ｎｉ＋ＣｏとＳｉの添加比を制御することによりＮｉ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ化合物の析出強化によって銅合金の強度を向上させることが目的として形成させる元素である。Ｎｉの含有量は０．５〜４．０ｍａｓｓ％であり、好ましくは１．０〜３．０ｍａｓｓ％である。Ｃｏの含有量は０．５〜２．０ｍａｓｓ％であり、好ましくは０．７〜１．７ｍａｓｓ％である。Ｓｉの含有量は０．３〜１．５ｍａｓｓ％であり、好ましくは０．４〜１．２ｍａｓｓ％である。これらの元素はこの規定範囲よりも添加量が多いと導電率を低下させ、また、少ないと強度が不足する。
【００１４】
曲げ加工性を改善するために、本発明者らは曲げ加工部に発生するクラックの発生原因について調査し、塑性変形が局所的に発達し、局所的に加工限界に達することが原因であることを確認した。その対策として、板表面におけるＸ線回折強度の｛２００｝面からの回折強度を高めることで、曲げ加工性を良好にできることを発見した。これは、表面方向に｛２００｝面が向く状態で曲げ加工が行われた場合に、クラックの原因となる局所的な変形帯やせん断帯の発達を抑制する効果があるからである。即ち、曲げ加工の応力方向に対して、より多くの原子の滑り系が活動できる方位関係になることによって変形を分散させる効果があり、局所的な変形の発達を抑制することによって、クラックの発生を抑制できるものと考えられる。
【００１５】
板表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝は０．３以上であり、好ましくは０．４以上である。Ｒ｛２００｝が上記の値となることで、曲げ加工性を良好にできる。本発明において前記Ｒ｛２００｝の上限値に特に制限はないが、通常０．９８以下である。
本発明において、Ｒ｛２００｝を規定する材料表面（例えば、板表面）とは一連の製造工程の全てを完了した最終の状態の板等の表面をいう。
【００１６】
本発明に係る銅合金のＲ｛２００｝を上下させる方法については、例えば以下のような製造条件が挙げられるが、これに限定されるものではない。最終再結晶熱処理の前に、加工組織が完全に再結晶しない程度の中間焼鈍と、それに加えて中間圧延を導入することでＩ｛２００｝が高くなり、Ｒ｛２００｝が高まる。また、熱間圧延後に冷間加工と再結晶熱処理を１回または複数回繰り返した後に、冷間加工し、最終再結晶熱処理を施すことで、Ｉ｛１１１｝やＩ｛２２０｝の回折強度が高くなり、もしくは、熱間圧延後に９０％以上の高い加工率の冷間加工を行った後に最終再結晶熱処理を行うことでＩ｛３１１｝が高くなり、Ｒ｛２００｝は低くなる。
【００１７】
ここで、本発明で規定する特徴的なＲ｛２００｝を達成する工程の一例を示すが、これに限定されるものではない。全工程を終えた最終状態におけるＲ｛２００｝は、製造工程の中でも最後の中間溶体化熱処理中に起きる材料の再結晶において発達する結晶方位によって大きく支配されるので、その最後の中間溶体化熱処理の前の工程を適正に調整することが好ましい。ここで、最後の中間溶体化熱処理とは、全工程中のある工程と別のある工程の中間に複数回施される溶体化熱処理の内で、工程の順序として最後に施される溶体化熱処理をいう。そのような最後の中間溶体化熱処理の前の工程としては、５０％以上の加工率の冷間圧延と、続いて、部分的に再結晶させるもしくは平均結晶粒径が５μｍ以下の再結晶組織が得られる様な熱処理、続いて、５０％以下の加工率の冷間圧延の後に、最後の中間溶体化熱処理を行うことが、好ましい。部分的に再結晶させるもしくは平均結晶粒径が５μｍ以下の再結晶組織が得られる様な熱処理としては、例えば、３５０〜７５０℃における５分〜１０時間の保持や、あるいは、より高温の６００〜８５０℃における５秒〜５分間の保持などが挙げられるが、これに限定されるものではない。この様な熱処理によって、良好な再結晶組織が得られる。次に、最後の中間溶体化熱処理の後の好ましい工程の例を示す。例えば、最後の中間溶体化熱処理の後には、中間冷間圧延、時効析出熱処理、仕上げ冷間圧延、調質焼鈍を施すことによって、強度や導電率、その他の諸特性を用途に応じて調整することができる。ここで、時効析出熱処理の後の仕上げ冷間圧延における冷間加工率（圧下率）を３０％以下とすることが好ましい。
【００１８】
次に本合金へのＡｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒの副添加元素の効果について示す。これらの元素はその含有量の総量が多すぎると導電率を低下させる弊害を生じる場合がある。添加効果を充分に活用し、かつ導電率を低下させないためには、総量で通常３ｍａｓｓ％以下とするが、好ましくは０．０１ｍａｓｓ％〜２．５ｍａｓｓ％であり、さらに好ましくは、０．０３ｍａｓｓ％〜２ｍａｓｓ％である。
【００１９】
Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎは、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金に添加することで耐応力緩和特性を向上させる。それぞれを添加した場合よりも併せて添加した場合に相乗効果によって更に耐応力緩和特性が向上する。また、半田脆化が著しく改善する効果がある。これらの元素は、好ましくはＭｇ、Ｓｎ、Ｚｎの含有量の合計で０．０５ｍａｓｓ％を越え２ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。この合計量が少なすぎると効果が現れない場合があり、多すぎると導電率を低下させる場合がある。
【００２０】
Ｍｎは添加すると熱間加工性を向上させる。また強度を向上させる。これは、熱間加工における溶質原子の粒界への偏析を抑制し、このときに固溶する溶質原子量を高める効果があるため、より時効処理における析出硬化量を高めることによると考えられる。
【００２１】
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆはＮｉやＣｏやＳｉとの化合物や単体で微細に析出し、析出硬化に寄与する。また、化合物として５０〜５００ｎｍの大きさで析出し、粒成長を抑制することによって結晶粒径を微細にする効果があり、曲げ加工性を良好にする。
【００２２】
また、平均結晶粒径は通常２０μｍ以下に、さらに好ましくは、１０μｍ以下に制御することによって、優れた曲げ加工性を実現する。本発明において前記平均結晶粒径の下限値に特に制限はないが、通常３μｍ以上である。なお、結晶粒径は、ＪＩＳ Ｈ ０５０１（切断法）に基づき測定した。
【００２３】
本発明の銅合金は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉの主成分の配合量、およびＸ線回折強度の｛２００｝回折強度を上記規定の範囲内とすることによって、さらに該当する場合には、その他の副添加元素の配合量、および平均結晶粒径を上記好ましい範囲内とすることによって、優れた曲げ加工性と強度、導電率を両立させることができる。本発明の銅合金のＪＩＳ Ｚ２２４１による引張強度（０．２％耐力）は好ましくは６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５０ＭＰａ以上、導電率は好ましくは４０％ＩＡＣＳ以上、さらに好ましくは４５％ＩＡＣＳ以上である。ここで、０．２％耐力の上限値に特に制限はないが、通常１０００ＭＰａ以下である。導電率の上限値に特に制限はないが、通常７０％ＩＡＣＳ以下である。また、日本電子材料工業会標準規格 ＥＭＡＳ−３００３に従い１５０℃×１０００時間の条件で測定した応力緩和率は４０％以下であることが好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。前記応力緩和率の下限値に特に制限はないが、通常３％以上である。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）
表中に示す成分になるように元素を配合し、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金を高周波溶解炉により溶解し、これを０．１〜１００℃／秒の冷却速度で鋳造して鋳塊を得た。これを９００〜１０２０℃で３分から１０時間の保持後、熱間加工を行った後に水焼き入れを行い、酸化スケール除去のために面削を行った。
この後の工程は、次に記載する工程Ａ−１〜Ｂ−４の処理を施すことによって銅合金を製造した。
製造工程には、１回または２回以上の溶体化熱処理を含み、ここでは、その中の最後の溶体化熱処理の前後で工程を分類し、中間溶体化までの工程をＡ工程とし、Ａ−１〜Ａ−６の工程、中間溶体化より後の工程をＢ工程とし、Ｂ−１〜Ｂ−４の工程、そして、これらの組合せによって本発明例および比較例の銅合金を得、それらを供試材とした。
【００２６】
以下に工程Ａ−１〜Ａ−６、Ｂ−１〜Ｂ−４の内容を示す。
工程Ａ−１：断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−２：３５０〜７５０℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−３：断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、３５０〜７５０℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が５〜５０％の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−４：断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施し、３５０〜７５０℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が５〜５０％の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−５：断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、８５０℃より高く１０００℃以下で５秒〜５分の溶体化熱処理を施し、断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜５分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−６：断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、６００〜８５０℃で５秒〜５分の熱処理を施し、断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜５分の溶体化熱処理を施す。
なお、溶体化熱処理において、保持する温度までの昇温速度は５〜５００℃／ｓｅｃで、保持後の冷却速度は１〜３００℃／ｓｅｃの条件で行った。
【００２７】
工程Ｂ−１：４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施す。
工程Ｂ−２：４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が３０％以下の冷間加工を施し、２００〜５５０℃で５秒〜１０時間の調質焼鈍を施す。
工程Ｂ−３：断面減少率が５０％以下の冷間加工を施し、４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が３０％以下の冷間加工を施し、２００〜５５０℃で５秒〜１０時間の調質焼鈍を施す。
工程Ｂ−４：４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が５０％以下の冷間加工を施し、４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が３０％以下の冷間加工を施し、２００〜５５０℃で５秒〜１０時間の調質焼鈍を施す。
【００２８】
各供試材について下記の特性調査を行った。結果を以下の表中に合わせて示す。
ａ．Ｘ線回折強度
反射法で試料に対して１つの回転軸の回りの回折強度を測定した。ターゲットには銅を使用し、ＫαのＸ線を使用した。管電流２０ｍＡ、管電圧４０ｋＶ、の条件で測定し、回折各と回折強度のプロファイルにおいて、回折強度のバックグラウンドを除去後、各ピークのＫα１とＫα２を合わせた積分回折強度を求め、上記の式よりＲ｛２００｝の値を求めた。
ｂ．曲げ加工性
曲げの軸が圧延方向に直角と平行になるようにＷ曲げしたものをそれぞれＧＷ、ＢＷとし、曲げ部における割れの有無を５０倍の光学顕微鏡で観察し、クラックの有無を調査した。曲げ部の内側半径は０．２ｍｍで実施した。ｎ＝５の視野においてクラックが観察されなかったものを○で、クラックが観察されたものを×で示した。
ｃ．引張強度（以下の表中では「ＹＳ」とする）
圧延平行方向から切り出したＪＩＳ Ｚ２２０１−１３Ｂ号の試験片をＪＩＳ Ｚ２２４１に準じて３本測定しその平均値（０．２％耐力）を示した。
ｄ．導電率（以下の表中では「ＥＣ」とする）
２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温漕中で四端子法により比抵抗を計測して導電率を算出した。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。
ｅ．応力緩和率（以下の表中では「ＳＲ」とする）
日本電子材料工業会標準規格 ＥＭＡＳ−３００３に準じて１５０℃×１０００時間の条件で測定した。片持ち梁法により耐力の８０％の初期応力を負荷した。
図１は耐応力緩和特性の試験方法の説明図であり、（ａ）は熱処理前、（ｂ）は熱処理後の状態である。図１（ａ）に示すように、試験台４に片持ちで保持した試験片１に、耐力の８０％の初期応力を付与した時の試験片１の位置は、基準からδ０の距離である。これを１５０℃の恒温槽に１０００時間保持（前記試験片１の状態での熱処理）し、負荷を除いた後の試験片２の位置は、図１（ｂ）に示すように基準からＨｔの距離である。３は応力を負荷しなかった場合の試験片であり、その位置は基準からＨ１の距離である。この関係から、応力緩和率（％）は（Ｈｔ−Ｈ１）／δ０×１００と算出した。式中、δ０は、基準から試験片１までの距離であり、H1は、基準から試験片３までの距離であり、Htは、基準から試験片２までの距離である。
ｆ．平均結晶粒径（以下の表中では「ＧＳ」とする）
ＪＩＳＨ０５０１（切断法）に基づき、測定した。
【００２９】
【表１−１】
【００３０】
【表１−２】
【００３１】
表１−１に示すように、本発明例１−１〜本発明例１−１９は、曲げ加工性、耐力、導電率、および耐応力緩和特性がいずれも優れたものであった。しかし、表１−２に示すように、本発明の規定を満たさない場合は、上記特性の少なくとも１つが劣るものとなった。すなわち、比較例１−１はＣｏを含まないために、導電率が劣った。比較例１−２はＮｉ量が低いために、析出量が減少し、強度が劣った。比較例１−３は、Ｓｉ量が低いために析出量が減少し、強度と導電率が劣った。比較例１−４はＮｉ量が多いために、導電率が劣った。比較例１−５は、Ｃｏ量が多いために晶出物や粗大な析出物が多くそれらがクラックの基点となり曲げ加工性が劣った。比較例１−６は、Ｓｉ量が多いために導電率が劣った。比較例１−７、比較例１−８、比較例１−９はＲ｛２００｝が低く、曲げ加工性が劣った。
【００３２】
【表２−１】
【００３３】
【表２−２】
【００３４】
表２−１に示すように、本発明例２−１〜本発明例２−１７は、曲げ加工性、耐力、導電率、および耐応力緩和特性のいずれもが優れたものであった。しかし、表２−２に示すように、本発明の規定を満たさない場合は、上記特性の少なくとも一つが劣るものとなった。すなわち、比較例２−１、２−２は、その他の元素の添加量が多いために、導電率が劣った。また、比較例２−３、比較例２−４、比較例２−５はＲ｛２００｝が低く、曲げ加工性が劣った。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例における耐応力緩和試験方法の説明図であり、（ａ）は熱処理前、（ｂ）は熱処理後の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 耐力の８０％の初期応力を付与した試験片
２ 試験片１の状態で熱処理し、負荷を除いた後の試験片
３ 応力を負荷しなかった場合の試験片
４ 試験台
δ０ 基準から試験片１までの距離
Ｈ１ 基準から試験片３までの距離
Ｈｔ 基準から試験片２までの距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、例えば、自動車車載用などのコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適用される電気・電子機器用銅合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に電気・電子機器用材料としては、鉄系材料の他、電気伝導性および熱伝導性に優れるリン青銅、丹銅、黄銅等の銅系材料も広く用いられている。近年、電気・電子機器の小型化、軽量化、高機能化、さらにこれに伴う高密度実装化に対する要求が高まり、これらに適用される銅系材料にも種々の特性が求められている。
例えば、ＣＰＵの発熱量増加に伴ってＣＰＵソケットなどに使用される銅合金には抜熱のためにこれまでよりも導電率が求められている。また、車載用のコネクタでも使用環境が厳しくなっており、放熱性を向上する目的で端子材の銅合金に、これまでよりも導電率が求められている。
部品の小型化に伴って材料の薄肉化が進行しており、材料強度の向上が求められている。リレーなどの用途では疲労特性の要求が高まっており、強度の向上が必要である。また、部品の小型化に伴って、曲げ加工される場合の条件が厳しくなっており、高い強度を持ちながら、なおかつ、曲げ加工性に優れていることが要求されている。さらに、部品の小型化に伴って、部品の寸法精度がこれまでよりも要求されており、接圧をとる部分でのバネ材の変位量が少なくなっている。長時間使用した場合の材料のヘタリがこれまでよりも問題になるため、材料には耐応力緩和特性の要求が高まっている。自動車などでは使用環境温度が高いために、更に耐応力緩和特性への要求が高い。
【０００３】
これらの要求特性はリン青銅、丹銅、黄銅などの市販量産合金では満足できないところに到達している。これらの合金は、ＳｎやＺｎをＣｕ中に固溶させて、それに圧延や引き抜き加工などの冷間加工を加えることにより強度を向上させている。この方法では、導電率が優れない上、高い冷間加工率（一般的に５０％以上）を加えることにより高強度な材料を得ることができるものの、曲げ加工性が著しく悪くなることが知られている。一般的にこの方法は固溶強化と加工強化の組み合わせである。
【０００４】
これに替わる強化法として材料中にナノメートル・オーダーの微細な析出物を形成して強化する析出強化がある。この方法は強度が高くなることに加えて、導電率を同時に向上させるメリットがあるため、多くの合金系で行われている。その中で、Ｃｕ中にＮｉとＳｉを加え、Ｎｉ−Ｓｉ化合物を微細析出させて強化させたコルソン合金と呼ばれる合金は、多くの析出型合金の中ではその強化する能力が非常に高く、いくつかの市販合金（例えば、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）登録合金であるＣＤＡ７０２５０）でも用いられている。
【０００５】
一般に析出強化型合金の製造工程には、次の２つの重要な熱処理を取り入れられる。まず、溶体化処理と呼ばれる高温（通常は７００℃以上）にてＮｉとＳｉをＣｕ母相に固溶させる目的の熱処理と、溶体化処理温度より低い温度で熱処理する、いわゆる時効析出処理であり、高温で固溶したＮｉとＳｉを析出物として析出させる目的である。これは、高い温度と低い温度でＮｉとＳｉがＣｕに固溶する原子の量の差を使って強化する方法であり、析出型合金の製造方法においては周知の技術である。
【０００６】
コルソン系合金の使用量は増加しているが、先述した高い要求特性に対して、導電率が不足する。一方、コルソン系合金のＮｉの一部をＣｏで置き換えたＣｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金の例がある（例えば特許文献１）。この系は、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｓｉなどの化合物の析出硬化合金であり、コルソン系よりも固溶限界が小さい特徴があり、固溶元素が少ないために、高い導電性を実現できる優位性がある。
【０００７】
その優位性の反面、固溶限界が小さいことに起因して、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系よりも溶体化熱処理温度を高くする必要性がある。また、溶体化温度を高められない場合には溶体化時に固溶量が少なくなるために、時効析出熱処理において、析出硬化量が低くなってしまい、比較的高い加工率の加工硬化によって強度を補う必要がある。その結果、溶体化熱処理温度が高い場合は結晶粒の粗大化によって、また、比較的高い加工率の加工硬化を導入する場合は材料内の転位密度の上昇によって、重要な要求特性である曲げ加工性がそれぞれ悪化する問題があり、近年の電子機器や自動車などの分野で高まっている銅材料への要求特性を満足出来ない。
【０００８】
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系において、曲げ加工性を制御するために、板表面のＸ線回折強度によって結晶方位の集積を規定した発明例がある（例えば特許文献２）。但し、この発明は溶体化熱処理条件の調整による結晶粒径の制御と、加工硬化量の低減による手法であり、前述したようにＣｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系のような高温での溶体化熱処理が必要な場合において、強度や曲げ加工性の低下を招くために適さない。
【特許文献１】特表２００５−５３２４７７号公報
【特許文献２】特許第３７３９２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような問題点に鑑み、本発明の目的は、曲げ加工性に優れ、優れた強度を有し、電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、特に自動車車載用などのコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに適した電気・電子機器用銅合金を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、電気・電子部品用途に適した銅合金について研究を行い、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系銅合金において、曲げ加工性、強度、導電性、耐応力緩和特性を大きく向上させるために、材料表面（例えば板状または条状材料の表面であって、好ましくは板状材料の板表面）のＸ線回折強度によって規定される結晶方位の集積様式と曲げ加工性について相関があることを見出し、鋭意検討の末に本発明をなすに至った。また、それに加えて、本合金系において導電率を損なうことなく、強度や耐応力緩和特性を向上させる働きのある添加元素や、曲げ加工性を良好にする平均結晶粒径を見出し、本発明をなすに至ったものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、
（１）Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金、
（２）Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、更にＡｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上を合計で３ｍａｓｓ％以下含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金、
（３）平均結晶粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする、（１）または（２）項記載の電気・電子機器用銅合金、および
（４）０．２％耐力が６００ＭＰａ以上であり、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の電気・電子機器用銅合金
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電気・電子機器用銅合金は強度、曲げ加工性、導電率、耐応力緩和特性に優れる。本発明の銅合金は、上記のような特性により、電気・電子機器用のリードフレーム、コネクタ、端子材等、特に自動車車載用などのコネクタや端子材、リレー、スイッチなどに特に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の銅合金の好ましい実施の態様について、詳細に説明する。なお、以下の説明においては、例として、本発明の銅合金は板や条などの形状を有するものとして説明する。
ＮｉとＣｏとＳｉについては、Ｎｉ＋ＣｏとＳｉの添加比を制御することによりＮｉ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ化合物の析出強化によって銅合金の強度を向上させることが目的として形成させる元素である。Ｎｉの含有量は０．５〜４．０ｍａｓｓ％であり、好ましくは１．０〜３．０ｍａｓｓ％である。Ｃｏの含有量は０．５〜２．０ｍａｓｓ％であり、好ましくは０．７〜１．７ｍａｓｓ％である。Ｓｉの含有量は０．３〜１．５ｍａｓｓ％であり、好ましくは０．４〜１．２ｍａｓｓ％である。これらの元素はこの規定範囲よりも添加量が多いと導電率を低下させ、また、少ないと強度が不足する。
【００１４】
曲げ加工性を改善するために、本発明者らは曲げ加工部に発生するクラックの発生原因について調査し、塑性変形が局所的に発達し、局所的に加工限界に達することが原因であることを確認した。その対策として、板表面におけるＸ線回折強度の｛２００｝面からの回折強度を高めることで、曲げ加工性を良好にできることを発見した。これは、表面方向に｛２００｝面が向く状態で曲げ加工が行われた場合に、クラックの原因となる局所的な変形帯やせん断帯の発達を抑制する効果があるからである。即ち、曲げ加工の応力方向に対して、より多くの原子の滑り系が活動できる方位関係になることによって変形を分散させる効果があり、局所的な変形の発達を抑制することによって、クラックの発生を抑制できるものと考えられる。
【００１５】
板表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝は０．３以上であり、好ましくは０．４以上である。Ｒ｛２００｝が上記の値となることで、曲げ加工性を良好にできる。本発明において前記Ｒ｛２００｝の上限値に特に制限はないが、通常０．９８以下である。
本発明において、Ｒ｛２００｝を規定する材料表面（例えば、板表面）とは一連の製造工程の全てを完了した最終の状態の板等の表面をいう。
【００１６】
本発明に係る銅合金のＲ｛２００｝を上下させる方法については、例えば以下のような製造条件が挙げられるが、これに限定されるものではない。最終再結晶熱処理の前に、加工組織が完全に再結晶しない程度の中間焼鈍と、それに加えて中間圧延を導入することでＩ｛２００｝が高くなり、Ｒ｛２００｝が高まる。また、熱間圧延後に冷間加工と再結晶熱処理を１回または複数回繰り返した後に、冷間加工し、最終再結晶熱処理を施すことで、Ｉ｛１１１｝やＩ｛２２０｝の回折強度が高くなり、もしくは、熱間圧延後に９０％以上の高い加工率の冷間加工を行った後に最終再結晶熱処理を行うことでＩ｛３１１｝が高くなり、Ｒ｛２００｝は低くなる。
【００１７】
ここで、本発明で規定する特徴的なＲ｛２００｝を達成する工程の一例を示すが、これに限定されるものではない。全工程を終えた最終状態におけるＲ｛２００｝は、製造工程の中でも最後の中間溶体化熱処理中に起きる材料の再結晶において発達する結晶方位によって大きく支配されるので、その最後の中間溶体化熱処理の前の工程を適正に調整することが好ましい。ここで、最後の中間溶体化熱処理とは、全工程中のある工程と別のある工程の中間に複数回施される溶体化熱処理の内で、工程の順序として最後に施される溶体化熱処理をいう。そのような最後の中間溶体化熱処理の前の工程としては、５０％以上の加工率の冷間圧延と、続いて、部分的に再結晶させるもしくは平均結晶粒径が５μｍ以下の再結晶組織が得られる様な熱処理、続いて、５０％以下の加工率の冷間圧延の後に、最後の中間溶体化熱処理を行うことが、好ましい。部分的に再結晶させるもしくは平均結晶粒径が５μｍ以下の再結晶組織が得られる様な熱処理としては、例えば、３５０〜７５０℃における５分〜１０時間の保持や、あるいは、より高温の６００〜８５０℃における５秒〜５分間の保持などが挙げられるが、これに限定されるものではない。この様な熱処理によって、良好な再結晶組織が得られる。次に、最後の中間溶体化熱処理の後の好ましい工程の例を示す。例えば、最後の中間溶体化熱処理の後には、中間冷間圧延、時効析出熱処理、仕上げ冷間圧延、調質焼鈍を施すことによって、強度や導電率、その他の諸特性を用途に応じて調整することができる。ここで、時効析出熱処理の後の仕上げ冷間圧延における冷間加工率（圧下率）を３０％以下とすることが好ましい。
【００１８】
次に本合金へのＡｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒの副添加元素の効果について示す。これらの元素はその含有量の総量が多すぎると導電率を低下させる弊害を生じる場合がある。添加効果を充分に活用し、かつ導電率を低下させないためには、総量で通常３ｍａｓｓ％以下とするが、好ましくは０．０１ｍａｓｓ％〜２．５ｍａｓｓ％であり、さらに好ましくは、０．０３ｍａｓｓ％〜２ｍａｓｓ％である。
【００１９】
Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎは、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金に添加することで耐応力緩和特性を向上させる。それぞれを添加した場合よりも併せて添加した場合に相乗効果によって更に耐応力緩和特性が向上する。また、半田脆化が著しく改善する効果がある。これらの元素は、好ましくはＭｇ、Ｓｎ、Ｚｎの含有量の合計で０．０５ｍａｓｓ％を越え２ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。この合計量が少なすぎると効果が現れない場合があり、多すぎると導電率を低下させる場合がある。
【００２０】
Ｍｎは添加すると熱間加工性を向上させる。また強度を向上させる。これは、熱間加工における溶質原子の粒界への偏析を抑制し、このときに固溶する溶質原子量を高める効果があるため、より時効処理における析出硬化量を高めることによると考えられる。
【００２１】
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆはＮｉやＣｏやＳｉとの化合物や単体で微細に析出し、析出硬化に寄与する。また、化合物として５０〜５００ｎｍの大きさで析出し、粒成長を抑制することによって結晶粒径を微細にする効果があり、曲げ加工性を良好にする。
【００２２】
また、平均結晶粒径は通常２０μｍ以下に、さらに好ましくは、１０μｍ以下に制御することによって、優れた曲げ加工性を実現する。本発明において前記平均結晶粒径の下限値に特に制限はないが、通常３μｍ以上である。なお、結晶粒径は、ＪＩＳ Ｈ ０５０１（切断法）に基づき測定した。
【００２３】
本発明の銅合金は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉの主成分の配合量、およびＸ線回折強度の｛２００｝回折強度を上記規定の範囲内とすることによって、さらに該当する場合には、その他の副添加元素の配合量、および平均結晶粒径を上記好ましい範囲内とすることによって、優れた曲げ加工性と強度、導電率を両立させることができる。本発明の銅合金のＪＩＳ Ｚ２２４１による引張強度（０．２％耐力）は好ましくは６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５０ＭＰａ以上、導電率は好ましくは４０％ＩＡＣＳ以上、さらに好ましくは４５％ＩＡＣＳ以上である。ここで、０．２％耐力の上限値に特に制限はないが、通常１０００ＭＰａ以下である。導電率の上限値に特に制限はないが、通常７０％ＩＡＣＳ以下である。また、日本電子材料工業会標準規格 ＥＭＡＳ−３００３に従い１５０℃×１０００時間の条件で測定した応力緩和率は４０％以下であることが好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。前記応力緩和率の下限値に特に制限はないが、通常３％以上である。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）
表中に示す成分になるように元素を配合し、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金を高周波溶解炉により溶解し、これを０．１〜１００℃／秒の冷却速度で鋳造して鋳塊を得た。これを９００〜１０２０℃で３分から１０時間の保持後、熱間加工を行った後に水焼き入れを行い、酸化スケール除去のために面削を行った。
この後の工程は、次に記載する工程Ａ−１〜Ｂ−４の処理を施すことによって銅合金を製造した。
製造工程には、１回または２回以上の溶体化熱処理を含み、ここでは、その中の最後の溶体化熱処理の前後で工程を分類し、中間溶体化までの工程をＡ工程とし、Ａ−１〜Ａ−６の工程、中間溶体化より後の工程をＢ工程とし、Ｂ−１〜Ｂ−４の工程、そして、これらの組合せによって本発明例および比較例の銅合金を得、それらを供試材とした。
【００２６】
以下に工程Ａ−１〜Ａ−６、Ｂ−１〜Ｂ−４の内容を示す。
工程Ａ−１：断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−２：３５０〜７５０℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−３：断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、３５０〜７５０℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が５〜５０％の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−４：断面減少率が２０％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施し、３５０〜７５０℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が５〜５０％の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜３０分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−５：断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、８５０℃より高く１０００℃以下で５秒〜５分の溶体化熱処理を施し、断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜５分の溶体化熱処理を施す。
工程Ａ−６：断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、６００〜８５０℃で５秒〜５分の熱処理を施し、断面減少率が５％以上の冷間加工を施し、８００〜１０００℃で５秒〜５分の溶体化熱処理を施す。
なお、溶体化熱処理において、保持する温度までの昇温速度は５〜５００℃／ｓｅｃで、保持後の冷却速度は１〜３００℃／ｓｅｃの条件で行った。
【００２７】
工程Ｂ−１：４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施す。
工程Ｂ−２：４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が３０％以下の冷間加工を施し、２００〜５５０℃で５秒〜１０時間の調質焼鈍を施す。
工程Ｂ−３：断面減少率が５０％以下の冷間加工を施し、４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が３０％以下の冷間加工を施し、２００〜５５０℃で５秒〜１０時間の調質焼鈍を施す。
工程Ｂ−４：４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が５０％以下の冷間加工を施し、４００〜７００℃で５分〜１０時間の熱処理を施し、断面減少率が３０％以下の冷間加工を施し、２００〜５５０℃で５秒〜１０時間の調質焼鈍を施す。
【００２８】
各供試材について下記の特性調査を行った。結果を以下の表中に合わせて示す。
ａ．Ｘ線回折強度
反射法で試料に対して１つの回転軸の回りの回折強度を測定した。ターゲットには銅を使用し、ＫαのＸ線を使用した。管電流２０ｍＡ、管電圧４０ｋＶ、の条件で測定し、回折各と回折強度のプロファイルにおいて、回折強度のバックグラウンドを除去後、各ピークのＫα１とＫα２を合わせた積分回折強度を求め、上記の式よりＲ｛２００｝の値を求めた。
ｂ．曲げ加工性
曲げの軸が圧延方向に直角と平行になるようにＷ曲げしたものをそれぞれＧＷ、ＢＷとし、曲げ部における割れの有無を５０倍の光学顕微鏡で観察し、クラックの有無を調査した。曲げ部の内側半径は０．２ｍｍで実施した。ｎ＝５の視野においてクラックが観察されなかったものを○で、クラックが観察されたものを×で示した。
ｃ．引張強度（以下の表中では「ＹＳ」とする）
圧延平行方向から切り出したＪＩＳ Ｚ２２０１−１３Ｂ号の試験片をＪＩＳ Ｚ２２４１に準じて３本測定しその平均値（０．２％耐力）を示した。
ｄ．導電率（以下の表中では「ＥＣ」とする）
２０℃（±０．５℃）に保たれた恒温漕中で四端子法により比抵抗を計測して導電率を算出した。なお、端子間距離は１００ｍｍとした。
ｅ．応力緩和率（以下の表中では「ＳＲ」とする）
日本電子材料工業会標準規格 ＥＭＡＳ−３００３に準じて１５０℃×１０００時間の条件で測定した。片持ち梁法により耐力の８０％の初期応力を負荷した。
図１は耐応力緩和特性の試験方法の説明図であり、（ａ）は熱処理前、（ｂ）は熱処理後の状態である。図１（ａ）に示すように、試験台４に片持ちで保持した試験片１に、耐力の８０％の初期応力を付与した時の試験片１の位置は、基準からδ０の距離である。これを１５０℃の恒温槽に１０００時間保持（前記試験片１の状態での熱処理）し、負荷を除いた後の試験片２の位置は、図１（ｂ）に示すように基準からＨｔの距離である。３は応力を負荷しなかった場合の試験片であり、その位置は基準からＨ１の距離である。この関係から、応力緩和率（％）は（Ｈｔ−Ｈ１）／δ０×１００と算出した。式中、δ０は、基準から試験片１までの距離であり、H1は、基準から試験片３までの距離であり、Htは、基準から試験片２までの距離である。
ｆ．平均結晶粒径（以下の表中では「ＧＳ」とする）
ＪＩＳＨ０５０１（切断法）に基づき、測定した。
【００２９】
【表１−１】
【００３０】
【表１−２】
【００３１】
表１−１に示すように、本発明例１−１〜本発明例１−１９は、曲げ加工性、耐力、導電率、および耐応力緩和特性がいずれも優れたものであった。しかし、表１−２に示すように、本発明の規定を満たさない場合は、上記特性の少なくとも１つが劣るものとなった。すなわち、比較例１−１はＣｏを含まないために、導電率が劣った。比較例１−２はＮｉ量が低いために、析出量が減少し、強度が劣った。比較例１−３は、Ｓｉ量が低いために析出量が減少し、強度と導電率が劣った。比較例１−４はＮｉ量が多いために、導電率が劣った。比較例１−５は、Ｃｏ量が多いために晶出物や粗大な析出物が多くそれらがクラックの基点となり曲げ加工性が劣った。比較例１−６は、Ｓｉ量が多いために導電率が劣った。比較例１−７、比較例１−８、比較例１−９はＲ｛２００｝が低く、曲げ加工性が劣った。
【００３２】
【表２−１】
【００３３】
【表２−２】
【００３４】
表２−１に示すように、本発明例２−１〜本発明例２−１７は、曲げ加工性、耐力、導電率、および耐応力緩和特性のいずれもが優れたものであった。しかし、表２−２に示すように、本発明の規定を満たさない場合は、上記特性の少なくとも一つが劣るものとなった。すなわち、比較例２−１、２−２は、その他の元素の添加量が多いために、導電率が劣った。また、比較例２−３、比較例２−４、比較例２−５はＲ｛２００｝が低く、曲げ加工性が劣った。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例における耐応力緩和試験方法の説明図であり、（ａ）は熱処理前、（ｂ）は熱処理後の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 耐力の８０％の初期応力を付与した試験片
２ 試験片１の状態で熱処理し、負荷を除いた後の試験片
３ 応力を負荷しなかった場合の試験片
４ 試験台
δ０ 基準から試験片１までの距離
Ｈ１ 基準から試験片３までの距離
Ｈｔ 基準から試験片２までの距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金。
【請求項２】
Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、更にＡｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上を合計で３ｍａｓｓ％以下含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金。
【請求項３】
平均結晶粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２記載の電気・電子機器用銅合金。
【請求項４】
０．２％耐力が６００ＭＰａ以上であり、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気・電子機器用銅合金。
【請求項１】
Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金。
【請求項２】
Ｎｉが０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｃｏが０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｓｉが０．３〜１．５ｍａｓｓ％を含有し、更にＡｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上を合計で３ｍａｓｓ％以下含有し、残部が銅と不可避不純物からなり、材料表面における｛１１１｝面からの回折強度をＩ｛１１１｝、｛２００｝面からの回折強度をＩ｛２００｝、｛２２０｝面からの回折強度をＩ｛２２０｝、｛３１１｝面からの回折強度をＩ｛３１１｝、これらの回折強度の中の｛２００｝面からの回折強度の割合をＲ｛２００｝＝Ｉ｛２００｝／（Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛２２０｝＋Ｉ｛３１１｝）とした場合に、Ｒ｛２００｝が０．３以上であることを特徴とする、電気・電子機器用銅合金。
【請求項３】
平均結晶粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２記載の電気・電子機器用銅合金。
【請求項４】
０．２％耐力が６００ＭＰａ以上であり、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気・電子機器用銅合金。
【図１】
【公開番号】特開２００９−７６６６（Ｐ２００９−７６６６Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３６８５１（Ｐ２００８−１３６８５１）
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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