銅合金板材及其制造方法以及載流部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及改善了彎曲加工性與耐應(yīng)力松馳特性的Cu-Fe-P-Mg系銅合金板材，特 別是設(shè)及音叉終端等，相對(duì)于社制方向及板厚方向兩者的垂直方向（TD)賦予應(yīng)力的狀態(tài)下 使用的部件也適合的高強(qiáng)度銅合金板材。另外，設(shè)及加工該銅合金板材而制造的音叉終端 等載流部件。
【背景技術(shù)】
[0002] 化-Fe-P-Mg系銅合金是能夠得到導(dǎo)電性良好的高強(qiáng)度構(gòu)件的合金，用于制造載流 部件的用途。采用運(yùn)種銅合金，可嘗試強(qiáng)度、導(dǎo)電性、沖壓加工性、彎曲加工性、或耐應(yīng)力松 馳特性等根據(jù)目的的特性的改善(專利文獻(xiàn)1~5)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)昭61-67738號(hào)公
[0006] 專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)平10-265873號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)3:特開(kāi)2006-200036號(hào)公報(bào) [000引專利文獻(xiàn)4:特開(kāi)2007-291518號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)5:美國(guó)專利第6093265號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的課題
[0011] 作為接線器等載流部件中使用的銅合金板材，彎曲加工性優(yōu)良及耐應(yīng)力松馳特性 優(yōu)良是重要的。其中，關(guān)于耐應(yīng)力松馳特性，此前，在作為原材料的板材的板厚方向賦予負(fù) 荷應(yīng)力(曉曲變形)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是，音叉終端等部件，還可W在相對(duì)于原材料的板厚 方向的垂直方向，即原材料板面的平行方向發(fā)生變形的狀態(tài)下使用。板材的社制方向（LD)、 或相對(duì)于社制方向與板厚方向的兩者的垂直方向（TD)，任何一種均相當(dāng)于"板厚方向的垂 直方向"。當(dāng)為音叉終端時(shí)，即使從作為原材料的板材的采取方向?yàn)槟膫€(gè)方向，也在部件內(nèi)， 賦予曉曲變形的方向產(chǎn)生變成LD的地方與變成TD的地方。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明人的探討已知，賦予曉曲變形的方向（負(fù)荷應(yīng)力的方向），對(duì)于巧中情 況：（i)板厚方向的情況、（i ：0 LD方向的情況、（i i i) TD方向的情況，同一銅合金板材的耐應(yīng) 力松馳特性相比較時(shí)，（iii )TD方向的應(yīng)力松馳率易變得最差。因此，當(dāng)考慮音叉終端等"相 對(duì)于板厚方向的垂直方向"為經(jīng)受變形的狀態(tài)下使用的部件的用途時(shí)，改善彎曲變形的方 向?yàn)門(mén)D的情況的耐應(yīng)力松馳特性是重要的。但是，未知改善了運(yùn)樣的特性的銅合金板材。 [00 1引本發(fā)明的目的在于，在導(dǎo)電性良好的高強(qiáng)度Cu-Fe-P-Mg系銅合金板材中，特別是 彎曲加工性、與曉曲變形的方向?yàn)門(mén)D的情況的耐應(yīng)力松馳特性同時(shí)得到改善。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 根據(jù)本發(fā)明人的詳細(xì)研究已知，Cu-Fe-P-Mg系銅合金板材，其基體中的固溶Mg與 細(xì)微的Fe-P系化合物，對(duì)曉曲變形的方向?yàn)門(mén)D的情況的耐應(yīng)力松馳特性改善是極有效的發(fā) 揮作用。另外，特別是粒徑lOOnmW上的Mg-P系化合物，已探明成為使彎曲加工性降低的要 因。而且，為了抑制粒徑lOOnmW上的Mg-P系化合物的生成，并且充分確保固溶Mg量，已知采 用W下的方法是有效的：使細(xì)微的Fe-P系化合物于600~850°C的高溫區(qū)域優(yōu)先生成，使與 Mg結(jié)合的P減少，然后進(jìn)一步于400~590°C的低溫區(qū)域，使化-P系化合物與Mg-P系化合物再 細(xì)微析出。另外，關(guān)于Mg,從得到的數(shù)據(jù)表明，Mg總含量的50% W上的Mg作為固溶Mg含有，對(duì) 彎曲加工性與曉曲變形的方向?yàn)門(mén)D的情況的耐應(yīng)力松馳特性改善是極有效的。本發(fā)明是基 于運(yùn)樣的見(jiàn)解而完成的。
[0016] 旨P，上述目的可由W下的銅合金板材達(dá)到，W質(zhì)量％計(jì)，包含F(xiàn)e :0.05~2.50 %、 Mg:0.03~1.00%、P:0.01~0.20%、Sn:0~0.50%、Ni:0~0.30%、Zn:0~0.30%、Si:0~ 0.10%、Co:0~0.10%、Cr:0~0.10%、B:0~0.10%、Zr:0~0.10%、Ti:0~0.10%、Mn:0~ 0.10%、V:0~0.10%、余量Cu及不可避免的雜質(zhì)，具有滿足下述（1)式的化學(xué)組成，W倍率 10萬(wàn)倍的TEM觀察，通過(guò)抓X分析求出的Cu基體部分的平均Mg濃度（質(zhì)量％ )稱作固溶Mg量 時(shí)，由下述(2)式定義的Mg固溶率為50% W上，粒徑50nmW上的化-P系化合物的存在密度在 10.00個(gè)/1〇皿2從下，粒徑100皿W上的Mg-P系化合物的存在密度在10.00個(gè)Λ〇μπι 2Κ下。
[0017] Mg-1.18(P-Fe/3.6) >0.03. ..(1)
[001引 Mg固溶率（％ )=固溶Mg量(質(zhì)量％ )/Mg總含量(質(zhì)量％ ) X 100. . . (2)
[0019] 式中，可把（1)式的元素符號(hào)Mg、P、Fe的地方分別用每個(gè)元素的含量W質(zhì)量％表示 的值代入。
[0020] 化-P系化合物及Mg-p系化合物的粒徑，意指通過(guò)TEM觀測(cè)的粒子的長(zhǎng)徑。
[0021] 上述銅合金板材具有W下的特性，例如，導(dǎo)電率為65%IACSW上；當(dāng)社制方向稱作 LD、相對(duì)于社制方向與板厚方向兩者的垂直方向稱作TD時(shí)，按照J(rèn)IS Z2241，LD的0.2%補(bǔ)償 屈服強(qiáng)度為450N/mm2W上；按照J(rèn)IS Z3110,在W彎曲試驗(yàn)中的彎曲軸為L(zhǎng)D，彎曲半徑R與板 厚t之比R/t為0.5的條件下，具有未觀察到破損的彎曲加工性；W及，在懸臂式的應(yīng)力松馳 試驗(yàn)中，采用長(zhǎng)度方向與LD-致、TD的寬度為0.5mm的試驗(yàn)片，在曉曲變形的賦予方向?yàn)門(mén)D 的方法中，施加 LD的0.2%補(bǔ)償屈服強(qiáng)度的80%負(fù)荷應(yīng)力，于150°C保持1000小時(shí)時(shí)的應(yīng)力 松馳率為35% W下。本發(fā)明的銅合金板材的板厚，例如，處于0.1~2.0mm的范圍是優(yōu)選的、 0.4~1.5mm的范圍是更優(yōu)選的。
[0022] 作為上述銅合金板材的制造方法，具有W下的工序：
[0023] 鑄造工序，把上述化學(xué)組成的銅合金的烙融物，用鑄模使其凝固，在凝固后的冷卻 過(guò)程中，700~300°C的平均冷卻速度在30°C/minW上來(lái)制造鑄片；
[0024] 鑄片加熱工序，把得到的鑄片加熱保持于850~950°C的范圍；
[0025] 熱社工序，把上述加熱后的鑄片W使最終道次溫度成為400~700°C的方式進(jìn)行熱 社后，W使400~300°C的平均冷卻速度成為5°C/sec W上的方式迅速冷卻，制成熱社板；
[0026] 冷社工序，把上述熱社板W社制率30% W上進(jìn)行社制；
[0027] 第1中間退火工序，從300°C至T°C的平均升溫速度W成為5°C/secW上的方式升 溫，達(dá)到在600~850°C范圍的保持溫度^^^，于T°C保持5~300sec，從T°C至300°C的平均冷 卻速度W成為5°C/sec W上的方式進(jìn)行冷卻；
[0028] 第2中間退火工序，在400~600°C的范圍保持0.化W上，然后，從該保持溫度至300 °0的平均冷卻速度W成為20~200°C A的方式進(jìn)行冷卻；
[0029] 精冷社工序，W社制率5~95%進(jìn)行社制；
[0030] 低溫退火工序，在200~400°C進(jìn)行加熱。
[0031] 另外，本發(fā)明提供載流部件，其是從上述銅合金板材加工的部件，該部件在來(lái)自相 對(duì)于與上述銅合金板材的社制方向與板厚方向的兩者垂直方向（TD)的部件內(nèi)的方向賦予 負(fù)荷應(yīng)力的狀態(tài)下使用。
[0032] 發(fā)明的效果
[0033] 按照本發(fā)明，提供導(dǎo)電性、強(qiáng)度、彎曲加工性、耐應(yīng)力松馳特性等W高水平兼得的 銅合金板材。特別是在相對(duì)于社制方向與板厚方向兩者的垂直方向（TD)賦予負(fù)荷應(yīng)力的狀 態(tài)下使用的載流部件，能夠?qū)崿F(xiàn)高的耐久性。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 《化學(xué)組成》
[0035] W下設(shè)及的合金元素的化學(xué)組成"％"，除特別限定外，均意指"質(zhì)量％"。
[0036] Fe，與P形成化合物，通過(guò)在基體中的細(xì)微析出，是有助于強(qiáng)度提高及耐應(yīng)力松馳 特性提高的元素。為了充分發(fā)揮運(yùn)些效果，必需確保0.05% W上的Fe含量。但是，過(guò)剩的Fe 含有，是成為招致導(dǎo)電率降低的要因，故必需控制在2.50% W下的范圍。1.00% W下是更優(yōu) 選的、0.50% W下是尤其優(yōu)選的。
[0037] P，一般有助于作為銅合金的脫氧劑，本發(fā)明中通過(guò)Fe-P系化合物及Mg-P系化合物 的細(xì)微析出，帶來(lái)強(qiáng)度及耐應(yīng)力松馳特性的提高。為了充分發(fā)揮運(yùn)些效果，必需確保0.01% W上的P含量。為0.02% W上是更優(yōu)選的。但是，當(dāng)P含量增多時(shí)，易產(chǎn)生熱社破裂，故P含量 處于0.20% W下的范圍。為0.17% W下是更優(yōu)選的、0.15% W下是尤其優(yōu)選的。
[0038] Mg,通過(guò)在Cu基體中固溶，有助于耐應(yīng)力松馳特性的提高。另外，通過(guò)形成細(xì)微的 Mg-P系化合物，有助于強(qiáng)度及耐應(yīng)力松馳特性的提高。特別是賦予曉曲變形的方向?yàn)門(mén)D的 情況下的耐應(yīng)力松馳特性下將其稱作"曉曲方向?yàn)門(mén)D的耐應(yīng)力松馳特性"），除細(xì)微的 化