專利名稱：銅合金及使用其的鍛制銅、電子元件及連接器以及銅合金的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于例如連接器等電子元件用材料的含有鈦的銅合金及使用其的鍛制銅(伸銅品)、電子元件及連接器以及銅合金的制造方法。
背景技術(shù)：
近年，隨著以便攜式終端等為代表的電子儀器的小型化的日益發(fā)展，其中使用的連接器的間距變窄以及低矮化的趨勢(shì)顯著。越是小型的連接器，則管腳寬度越窄，形成彎折越小的加工形狀，因此要求所使用的原料具有得到必要的彈性所需的高強(qiáng)度、和可以耐嚴(yán)酷的彎曲加工的優(yōu)異的彎曲加工性。由此，含有鈦的銅合金(以下稱為“鈦銅”)由于強(qiáng)度比較高、應(yīng)力緩和特性在銅合金中最優(yōu)異，一直以來被用作要求原料強(qiáng)度的信號(hào)系統(tǒng)端子用原料。鈦銅為時(shí)效硬化型的銅合金。具體地說，通過固溶化處理，形成溶質(zhì)原子Ti的過飽和固溶體，如果由該狀態(tài)在低溫下實(shí)施比較長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，則通過旋節(jié)線分解，母相中 Ti濃度周期性變動(dòng)的調(diào)制結(jié)構(gòu)生成，強(qiáng)度提高。基于上述增強(qiáng)機(jī)理，為了進(jìn)一步提高鈦銅的特性，對(duì)各種方法進(jìn)行了研究。此時(shí)，問題在于，強(qiáng)度和彎曲加工性為相反的特性。S卩，若提高強(qiáng)度則損害彎曲加工性，相反地，若重視彎曲加工性則得不到所需的強(qiáng)度。因此，以往從添加Fe、Co、Ni、Si等第三元素(專利文獻(xiàn)1)，規(guī)定固溶在母相中的雜質(zhì)元素組的濃度、使它們作為第二相粒子(Cu-Ti-Χ系粒子)以規(guī)定的分布形態(tài)析出來提高調(diào)制結(jié)構(gòu)的規(guī)則性(專利文獻(xiàn)幻，規(guī)定對(duì)使晶粒微細(xì)化有效的微量添加元素和第二相粒子的密度(專利文獻(xiàn)幻，使晶粒微細(xì)化(專利文獻(xiàn)4)等角度，為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)鈦銅的強(qiáng)度和彎曲加工性進(jìn)行了研究開發(fā)。此外，專利文獻(xiàn)5中還提出了，著眼于晶體取向，為了防止彎曲加工中的裂紋，調(diào)節(jié)熱軋條件滿足I {420}/Itl {420} > 1.0，進(jìn)而調(diào)節(jié)冷軋率滿足I {220)/1^220} < 3. 0來控制結(jié)晶取向，由此改善強(qiáng)度、彎曲加工性和耐應(yīng)力緩和性的技術(shù)。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]日本特開2004-231985號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本特開2004-176163號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本特開2005-97638號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本特開2006-283142號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]日本特開2008-308734號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
上述鈦銅基本上通過錠的熔解鑄造一均勻化退火一熱軋一(退火以及冷軋的重復(fù)進(jìn)行)—最終固溶化處理一冷軋一時(shí)效處理的順序制造，以該步驟為基礎(chǔ)來謀求特性的改善。但是在得到具有更優(yōu)異的特性的鈦銅方面還有進(jìn)一步改善的余地。因此，本發(fā)明從與以往不同的角度嘗試改善鈦銅的特性，由此提供具有優(yōu)異的強(qiáng)度和彎曲加工性的銅合金及使用其的鍛制銅、電子元件及連接器以及銅合金的制造方法。本發(fā)明人在為了解決上述課題而進(jìn)行的研究過程中發(fā)現(xiàn)，在固溶化處理后，若進(jìn)行不生成或生成一部分鈦的亞穩(wěn)相或穩(wěn)定相程度的適當(dāng)熱處理(亞時(shí)效處理)，預(yù)先發(fā)生一定程度的旋節(jié)線分解，則隨后進(jìn)行冷軋以及時(shí)效處理而最終得到的鈦銅的強(qiáng)度顯著提高。即，相對(duì)于以往的鈦銅在時(shí)效處理的一個(gè)階段進(jìn)行發(fā)生旋節(jié)線分解的熱處理步驟，本發(fā)明的鈦銅制造方法中，隔著冷軋?jiān)?個(gè)階段發(fā)生旋節(jié)線分解方面大幅不同。進(jìn)一步可知，通過進(jìn)一步將第三元素的添加量調(diào)節(jié)到最適當(dāng)?shù)姆秶?，可以?duì)以往通過以固溶為目的的第二固溶化處理和以重結(jié)晶為目的的第二固溶化處理的2階段進(jìn)行處理的鈦銅，通過一次固溶化處理同時(shí)進(jìn)行固溶和重結(jié)晶，得到生產(chǎn)效率優(yōu)異、且強(qiáng)度及彎曲加工性的平衡優(yōu)異的鈦銅?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)完成的本發(fā)明的一方案為銅合金，其含有2. 0 4. 0質(zhì)量％的Ti， 總計(jì)含有O 0. 2質(zhì)量％的作為第三元素的選自Mn、Fe、Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、Zr、Si、B 和P中的1種或2種以上，剩余部分包含銅和不可避免的雜質(zhì)，其中，測(cè)定軋制面的X射線衍射強(qiáng)度時(shí)，軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(311)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度 I0 之比(1/1。)滿足以下的關(guān)系式(1) :{I/I0(311)}/{I/I0(200)} < 2.54...(1),且軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(220)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度Itl之比(1/1。)滿足以下的關(guān)系式(2) 15^ {I/I0(220)}/{I/I0(200)} < 95…⑵。本發(fā)明的另一方案為銅合金，其含有2. 0 4. 0質(zhì)量％的Ti，總計(jì)含有0. 01 0. 15質(zhì)量％的作為第三元素的選自] 11、？6、]\%、(0、慰、0、￥、恥、]\10、21~、3丨、8和？中的1 種或2種以上，剩余部分包含銅和不可避免的雜質(zhì)，其中，測(cè)定軋制面的X射線衍射強(qiáng)度時(shí)， 軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(311)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度Itl之比 (1/1。)滿足以下的關(guān)系式(1) :{1/1。(311)}/{1/1。(200)}彡2.54...(1)，且軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(220)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度Itl之比(IAtl)滿足以下的關(guān)系式(3) 30 ^ {I/I0(220)}/{I/I0(200)} < 95…(3)。本發(fā)明的進(jìn)一步另一方案為鍛制銅，其包含上述銅合金。本發(fā)明的進(jìn)一步另一方案為電子元件，其包含上述銅合金。本發(fā)明的進(jìn)一步另一方案為連接器，其具有上述銅合金。本發(fā)明的進(jìn)一步另一方案為上述銅合金的制造方法，其包含對(duì)含有2. 0 4. 0質(zhì)量％的Ti、總計(jì)含有0 0. 2質(zhì)量％作為第三元素的選自Mn、Fe、Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、 Zr、Si、B和P中的1種或2種以上，剩余部分包含銅和不可避免的雜質(zhì)的銅合金原料，在 730 880°C下進(jìn)行加熱至比Ti的固溶限與添加量相同的固溶限溫度高0 20°C的溫度并驟冷的固溶化處理，在固溶化處理之后進(jìn)行熱處理，在熱處理之后以5 40%的加工率進(jìn)行最終冷軋，在最終冷軋之后進(jìn)行時(shí)效處理。本發(fā)明的銅合金的制造方法，在一實(shí)施方式中，上述熱處理使電導(dǎo)率升高，在鈦濃度(質(zhì)量％ )為[Ti]時(shí)，使得電導(dǎo)率的上升值IACS)滿足以下的關(guān)系式⑷ 0. 5 彡 C 彡(-0. 50[Ti]2-0. 50[Ti]+14)…(4)。
具體實(shí)施例方式〈Ti 含量 >Ti小于2質(zhì)量％時(shí)，由于不能充分得到通過鈦銅本來的調(diào)制結(jié)構(gòu)的形成實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)機(jī)制，因此得不到充分的強(qiáng)度，相反地若超過4.0質(zhì)量％則易析出粗大的TiCu3，有強(qiáng)度和彎曲加工性變差的趨勢(shì)。因此，本發(fā)明的銅合金中的Ti含量為2. 0 4. 0質(zhì)量％，優(yōu)選為 2. 7 3. 5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為2. 9 3. 3質(zhì)量％。通過使Ti的含量適當(dāng)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)適于電子元件的強(qiáng)度和彎曲加工性。<第三元素>第三元素有助于晶粒的微細(xì)化，因此可以添加規(guī)定的第三元素。具體地說，在Ti 充分固溶的高的溫度下進(jìn)行固溶化處理，也容易使晶粒微細(xì)化，強(qiáng)度易提高。此外，第三元素促進(jìn)調(diào)制結(jié)構(gòu)的形成。進(jìn)一步地，還具有抑制TiCu3析出的效果。因此，得到鈦銅本來的時(shí)效硬化能力。鈦銅中，上述效果最高的為Fe。而且對(duì)于Mn、Mg、Co、Ni、Si、Cr、V、Nb、Mo、Zr、B 和P，也可以期待相當(dāng)于的效果，單獨(dú)添加也有效果，但是也可以復(fù)合2種以上來添加。這些元素若總計(jì)含有0. 01質(zhì)量％以上則表現(xiàn)出其效果，但是若總計(jì)超過0. 5質(zhì)量％則Ti的固溶限變窄，易析出粗大的第二相粒子，強(qiáng)度雖然稍微提高，但是彎曲加工性變差。同時(shí)粗大的第二相粒子助長(zhǎng)彎曲部的表面粗糙，促進(jìn)加壓加工中的模具磨損。因此， 作為第三元素組，優(yōu)選含有選自Mn、Fe、Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、Zr、Si、B和P中的1種或 2種以上總計(jì)0 0. 5質(zhì)量％，更優(yōu)選含有0 0. 2質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選含有0. 01 0. 15 質(zhì)量％。第三元素的添加對(duì)于鈦銅的晶粒的微細(xì)化有效，另一方面有可能升高固溶限溫度，因此與不添加第三元素的情況相比必須提高固溶溫度。一直以來，為了使第三元素充分地固溶，而在高溫下比較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行第一次固溶化處理后，進(jìn)行最終固溶化處理。但是， 由于進(jìn)行2次固溶化處理，對(duì)制造步驟施加負(fù)荷，生產(chǎn)效率有可能降低。本實(shí)施方式中，通過將鈦銅中的第三元素的濃度調(diào)節(jié)為0 0. 2質(zhì)量％、進(jìn)一步優(yōu)選調(diào)節(jié)為0. 01 0. 15質(zhì)量％，可以在與以往相比降低處理溫度的狀態(tài)下，通過1次固溶化處理同時(shí)進(jìn)行第三元素的固溶和重結(jié)晶。由此，鈦銅的制造中所必需的熱量與以往相比少量即可，處理時(shí)間也為短時(shí)間即可，生產(chǎn)效率提高，可以實(shí)現(xiàn)適于大量生產(chǎn)的步驟。<通過X射線衍射得到的積分強(qiáng)度>固溶化處理后的軋制面的集合組織，通常(200)面的構(gòu)成比率高，隨著軋制的進(jìn)行而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，最終(220)面的構(gòu)成比率升高。本發(fā)明人研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行本實(shí)施方式的制造步驟，即在最終的固溶化處理后、進(jìn)行冷軋之前進(jìn)行熱處理時(shí)，與以往的步驟、即固溶化處理一冷軋一時(shí)效處理的制造步驟相比，由于母材中調(diào)制結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)，不易產(chǎn)生從O00) 面向(311)面的旋轉(zhuǎn)。由此，本實(shí)施方式的銅合金，優(yōu)選在測(cè)定軋制面的X射線衍射強(qiáng)度 (積分強(qiáng)度)時(shí)，軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(311)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度Itl之比(IAtl)滿足以下的關(guān)系式(1){I/I0(311)}/{I/I0(200)} ^ 2. 54- (I)0本發(fā)明中，純銅標(biāo)準(zhǔn)粉末定義為325目(JIS Z8801)的純度99. 5%的銅粉末。
更優(yōu)選{1/1。(311)}/{1/1。(200)}為0. 50 2. 00，進(jìn)一步優(yōu)選{1/1。(311)}/{I/ I0(200)}為 0.80 1.75。{1/10(311)}/{1/10(200)}大于 2. M 時(shí)，強(qiáng)度(0.2%耐力)變?nèi)?，彎曲加工性有可能也變差。鈦銅的集合組織還受到最終的軋制步驟的加工率影響。即，若軋制的加工率過大， 則(220)面過于生長(zhǎng)而彎曲性變差，若加工性過低，則(220)面的生長(zhǎng)不充分，強(qiáng)度有可能降低。本實(shí)施方式的鈦銅優(yōu)選以5 40%的加工率進(jìn)行，更優(yōu)選為10 30%。此時(shí)的軋制面的集合組織優(yōu)選軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(220)面及(200)面中的純銅粉末的X 射線衍射強(qiáng)度Itl之比(IAtl)滿足以下的關(guān)系式O)15 彡{1/10 (220)} / {1/10 (200)}彡 95... (2)。{I/I0(220)}/{I/I0(200)}小于15時(shí)，加工率低，通過軋制步驟實(shí)現(xiàn)的加工硬化有可能變得不充分。若對(duì)進(jìn)行了 2次固溶化處理的情況與僅進(jìn)行1次固溶化處理的情況的集合組織進(jìn)行比較則可知，僅進(jìn)行1次固溶化處理的情況與進(jìn)行2次固溶化處理的情況相比，重結(jié)晶集合組織弱，(220)/(200)比的值增大。在得到強(qiáng)度和彎曲性良好的平衡上，除了關(guān)系式(1) 之外，更優(yōu)選滿足以下的關(guān)系式(3)替代關(guān)系式O)30 ^ {I/I0(220)}/{I/I0(200)}彡 95... (3)，進(jìn)一步優(yōu)選{I/IQ(220)}/{I/IQ (200)}為 40 70，更進(jìn)一步優(yōu)選{1/1。(220)}/{I/ I0 (200)}為 40 55。〈用途〉本實(shí)施方式的銅合金可以以各種鍛制銅，例如板、條、管、棒、箔和線形態(tài)提供。通過對(duì)本實(shí)施方式的銅合金進(jìn)行加工，例如得到開關(guān)、連接器、插座、端子、繼電器等電子元件。<制造方法>本實(shí)施方式的銅合金的一個(gè)特征在于，在最終固溶化處理后、冷軋前在規(guī)定的材料溫度條件下進(jìn)行短時(shí)間的熱處理。熱處理時(shí)，若材料的溫度過高、時(shí)間過長(zhǎng)則此后的時(shí)效處理中對(duì)強(qiáng)度沒有那么大作用的β’相、使彎曲加工性變差的β相容易析出。此外，若熱處理時(shí)的材料的溫度過低、時(shí)間過短則時(shí)效處理中通過旋節(jié)線分解產(chǎn)生的調(diào)制結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)容易變得不充分。若對(duì)固溶化處理后的鈦銅進(jìn)行熱處理，則隨著調(diào)制結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)，電導(dǎo)率升高，因此，退火的程度可以以退火前后的電導(dǎo)率的變化為指標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明人的研究，熱處理優(yōu)選在使電導(dǎo)率升高0. 5 8% IACS、優(yōu)選升高1 4% IACS的條件下進(jìn)行。即，在此優(yōu)選進(jìn)行小于峰硬度的90%的熱處理。對(duì)應(yīng)于這種電導(dǎo)率的升高的具體的熱處理?xiàng)l件為材料溫度 300°C以上且低于700°C、加熱0. 001 12小時(shí)的條件。更具體地說，本實(shí)施方式的熱處理，在鈦濃度(質(zhì)量％ )為[Ti]時(shí)，電導(dǎo)率的上升值IACS)可以滿足以下的關(guān)系式G)。0. 5 彡 C 彡(-0. 50[TiJ2-O. 50[Ti] +14) — (4)根據(jù)上述(4)式，例如Ti濃度為2. 0質(zhì)量％時(shí)，優(yōu)選在使電導(dǎo)率升高0. 5 11% IACS的條件下進(jìn)行，Ti濃度為3. 0質(zhì)量％時(shí)，優(yōu)選在使電導(dǎo)率升高0. 5 8% IACS的條件下進(jìn)行，Ti濃度為4. 0質(zhì)量％時(shí)，優(yōu)選在使電導(dǎo)率升高0. 5 4% IACS的條件下進(jìn)行。
更優(yōu)選本實(shí)施方式的熱處理在鈦濃度(質(zhì)量％ )為[Ti]時(shí)，電導(dǎo)率的上升值 IACS)可以滿足以下的關(guān)系式(5)。1.0 彡 C彡(0. 25[Ti]2-3. 75[Ti]+13)…(5)根據(jù)上述(5)式，例如Ti濃度為2.0質(zhì)量％時(shí)，優(yōu)選在使電導(dǎo)率升高1.0 6. 5% IACS的條件下進(jìn)行，Ti濃度為3. 0質(zhì)量％時(shí)，優(yōu)選在使電導(dǎo)率升高1. 0 4% IACS的條件下進(jìn)行，Ti濃度為4. 0質(zhì)量％時(shí)，優(yōu)選在使電導(dǎo)率升高1. 0 2% IACS的條件下進(jìn)行。而且，最終的固溶化處理后的熱處理中，進(jìn)行銅合金的硬度形成峰的時(shí)效時(shí)，電導(dǎo)率的差例如在Ti濃度2. 0質(zhì)量％下升高13% IACS，Ti濃度3. 0質(zhì)量％下升高10% IACS, Ti濃度4.0質(zhì)量％下升高5% IACS左右。即，本實(shí)施方式的最終固溶化處理后的熱處理， 與硬度形成峰的時(shí)效相比，對(duì)銅合金提供的熱量非常小。熱處理優(yōu)選在以下的任意一個(gè)條件下進(jìn)行。材料溫度為300°C以上且低于400°C、加熱0. 5 3小時(shí)材料溫度為400°C以上且低于500°C、加熱0. 01 0. 5小時(shí)材料溫度為500°C以上且低于600°C、加熱0. 001 0. 01小時(shí)材料溫度為600°C以上且低于700°C、加熱0. 001 0. 005小時(shí)此外，熱處理更優(yōu)選在以下的任意一個(gè)條件下進(jìn)行。材料溫度為350°C以上且低于400°C、加熱1 3小時(shí)材料溫度為400°C以上且低于450°C、加熱0. 2 0. 5小時(shí)材料溫度為500°C以上且低于550°C、加熱0. 005 0. 01小時(shí)材料溫度為550°C以上且低于600°C、加熱0. 001 0. 005小時(shí)材料溫度為600°C以上且低于650°C、加熱0. 0025 0. 005小時(shí)以下對(duì)每個(gè)步驟的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。1)錠制造步驟通過熔解以及鑄造進(jìn)行的錠的制造基本上在真空中或惰性氣體氣氛中進(jìn)行。若熔解中有添加元素的熔化殘留，則對(duì)于強(qiáng)度的提高不能有效地發(fā)揮作用。由此，為了消除熔化殘留，F(xiàn)e、Cr等高熔點(diǎn)的添加元素必須在添加后充分地進(jìn)行攪拌，且保持一定時(shí)間。另一方面，Ti由于比較容易熔化在Cu中，可以在第三元素組的熔解后添加。因此，在Cu中以0 0. 2質(zhì)量％的總含量添加選自Μη、 ^、]\%、(:ο、·、0、ν、ΝΙκΜο、Ζι·、5 、Β和P中的1種或2 種以上，然后以2. 0 4. 0質(zhì)量％的含量添加Ti來制造錠。2)均勻化退火以及熱軋其中，優(yōu)選盡可能消除凝固偏析、鑄造中產(chǎn)生的結(jié)晶物。這是為了在之后的固溶化處理中，微細(xì)且均勻地分散第二相粒子的析出，對(duì)于防止混粒來說也具有效果。錠制造步驟之后，優(yōu)選在加熱至900 970°C進(jìn)行3 M小時(shí)均勻化退火后，實(shí)施熱軋。為了防止液體金屬脆性，優(yōu)選在熱軋前以及熱軋中設(shè)為960°C以下。3)第一固溶化處理然后，適當(dāng)重復(fù)進(jìn)行冷軋和退火后進(jìn)行固溶化處理。具體地說，第一固溶化處理可以在850 900°C的加熱溫度下進(jìn)行2 10分鐘。此時(shí)的升溫速度和冷卻速度優(yōu)選極力加速、使得第二相粒子不會(huì)析出。但是，第三元素的添加量為0. 01 0. 15質(zhì)量％時(shí)，不經(jīng)過第一固溶化處理、而僅通過最終的固溶化處理就可以進(jìn)行固溶和重結(jié)晶，因此優(yōu)選省略第一固溶化處理步驟。4)中間軋制最終的固溶化處理前的中間軋制中的加工度越高，則最終的固溶化處理中的第二相粒子越是均勻且微細(xì)地析出。但是若加工度太高，進(jìn)行最終的固溶化處理時(shí)重結(jié)晶集合組織生長(zhǎng)，而產(chǎn)生塑性各向異性，有可能損害加壓整形性。因此，中間軋制的加工度優(yōu)選為 70 99%。加工度定義為{(軋制前的厚度-軋制后的厚度)/軋制前的厚度)X100%}。5)最終的固溶化處理在最終固溶化處理前的銅合金原料中存在鑄造或中間軋制過程中生成的析出物。 該析出物由于有可能阻礙彎曲性以及時(shí)效后的機(jī)械特性增加，因此在最終的固溶化處理中，優(yōu)選將銅合金原料加熱至使銅合金原料中的析出物完全固溶的溫度。但是，若加熱至高溫直至析出物完全消失，則通過析出物實(shí)現(xiàn)的晶界的鎖定效果消失，晶粒急劇粗大化。若晶粒急劇粗大化，則有強(qiáng)度降低的趨勢(shì)。因此，作為加熱溫度，將固溶化前的銅合金原料加熱至第二相粒子組成的固溶限附件的溫度。Ti的添加量為2.0 4.0質(zhì)量％的范圍時(shí)，Ti的固溶限與添加量相等的溫度 (本發(fā)明中稱為“固溶限溫度”)為730 840°C左右，例如Ti的添加量為3.0質(zhì)量％時(shí)為 800°C左右。而且，若迅速加熱至該溫度、冷卻速度也加快則粗大的第二相粒子的產(chǎn)生得到抑制。因此，典型地說，加熱至730 880°C的Ti的固溶限與添加量相同的溫度以上，更典型地說，加熱至比730 880°C的Ti的固溶限與添加量相同的溫度高0 20°C的溫度、優(yōu)選高0 10°C的溫度。為了抑制最終固溶化處理中粗大的第二相粒子的產(chǎn)生，優(yōu)選盡可能迅速地進(jìn)行銅合金原料的加熱和冷卻。具體地說，通過在比第二相粒子組成的固溶限附件的溫度高50 500°C左右、優(yōu)選高150 500°C左右的氣氛中配置銅合金原料來進(jìn)行迅速加熱。冷卻通過水冷等進(jìn)行。6)熱處理最終的固溶化處理后進(jìn)行熱處理。熱處理的條件如上所述。7)最終的冷軋上述退火后，進(jìn)行最終的冷軋。通過最終的冷加工，可以提高鈦銅的強(qiáng)度。此時(shí)，力口工度小于5%時(shí)，得不到充分的效果，因此優(yōu)選使加工度為5%以上。但是，若加工度過高， 則與粒內(nèi)析出引起的晶格變形相比、晶粒的扁平引起的加工變形增大，彎曲加工性變差。進(jìn)而在根據(jù)需要實(shí)施的時(shí)效處理、消除應(yīng)力退火中易產(chǎn)生晶界析出，因此加工度為40%以下， 優(yōu)選為5 40%，更優(yōu)選為10 30%，進(jìn)一步優(yōu)選為15 25%。8)時(shí)效處理最終的冷軋后進(jìn)行時(shí)效處理。時(shí)效處理的條件可以為慣用的條件，但是若與以往相比輕度進(jìn)行時(shí)效處理，則強(qiáng)度和彎曲加工性的平衡進(jìn)一步提高。具體地說，時(shí)效處理優(yōu)選在材料溫度300 400°C下加熱3 12小時(shí)的條件下進(jìn)行。而且，不進(jìn)行時(shí)效處理時(shí)、時(shí)效處理時(shí)間短(小于2小時(shí))時(shí)或時(shí)效處理溫度低(低于^KTC )時(shí)，強(qiáng)度和電導(dǎo)率有可能降低。此外，時(shí)效時(shí)間長(zhǎng)(13小時(shí)以上)或時(shí)效溫度高時(shí)以上)，電導(dǎo)率升高，但是強(qiáng)度有可能降低。時(shí)效處理更優(yōu)選在以下的任意一個(gè)條件下進(jìn)行。
材料溫度為340°C以上且低于360°C、加熱5 8小時(shí)材料溫度為360°C以上且低于380°C、加熱4 7小時(shí)材料溫度為380°C以上且低于400°C、加熱3 6小時(shí)時(shí)效處理進(jìn)一步優(yōu)選在以下的任意一個(gè)條件下進(jìn)行。材料溫度為340°C以上且低于360°C、加熱6 7小時(shí)材料溫度為360°C以上且低于380°C、加熱5 6小時(shí)材料溫度為380°C以上且低于400°C、加熱4 6小時(shí)而且，若為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，則可以理解在上述各步驟的間歇可以適當(dāng)進(jìn)行用于除去表面的氧化皮的研磨、拋光、噴丸酸洗等步驟。[實(shí)施例]以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例和比較例進(jìn)行說明，但是這些實(shí)施例是為了更良好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)而提供的，并非用于限定發(fā)明。制造本發(fā)明例的銅合金時(shí)，添加活性金屬Ti作為第二成分，因此熔解時(shí)使用真空熔解爐。此外，為了防止由于本發(fā)明中規(guī)定的元素以外的雜質(zhì)元素的混入而產(chǎn)生預(yù)想不到的副作用，嚴(yán)格選擇純度比較高的原料來使用。對(duì)于在Cu中根據(jù)需要添加表1的第三元素后、添加表1的濃度的Ti、剩余部分具有銅和不可避免的雜質(zhì)的組成的錠，進(jìn)行在950°C下加熱3小時(shí)的均勻化退火后，在900 950°C下進(jìn)行熱軋，得到板厚為IOmm的熱軋板。通過表面磨削脫氧化皮后，進(jìn)行冷軋，形成坯條的板厚(1.5mm)，根據(jù)需要(根據(jù)第三元素的添加量)進(jìn)行坯條的第一次固溶化處理。 第一次固溶化處理的條件為850°C下加熱7. 5分鐘。接著在中間的冷軋中調(diào)節(jié)中間板厚進(jìn)行冷軋使得最終板厚為0. 25mm后，插入到可以進(jìn)行迅速加熱的退火爐中進(jìn)行最終的固溶化處理，然后進(jìn)行水冷。此時(shí)的加熱條件為，以材料溫度為Ti的固溶限與添加量相同的溫度(Ti濃度3. 2質(zhì)量％時(shí)約800°C、Ti濃度2. 0質(zhì)量％時(shí)約730°C、Ti濃度4. 0質(zhì)量％時(shí)約 8400C )為基準(zhǔn)，在表1記載的加熱條件下分別保持1分鐘以形成比Ti的固溶限與添加量相同的溫度高0 20°C的條件。接著，利用試驗(yàn)片在表1記載的條件下進(jìn)行冷軋后，在Ar氣氛中于表1記載的條件下進(jìn)行熱處理。通過酸洗進(jìn)行脫氧化皮后，在表1記載的條件下進(jìn)行最終的冷軋，最后在表1記載的各加熱條件下進(jìn)行時(shí)效處理，形成實(shí)施例和比較例的試驗(yàn)片。[表 1]
權(quán)利要求
1.銅合金，其為含有2.0 4. 0質(zhì)量％的Ti，總計(jì)含有0 0. 2質(zhì)量％作為第三元素的選自Mn、Fe、Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、Zr、Si、B和P中的1種或2種以上，剩余部分包含銅和不可避免的雜質(zhì)的銅合金，其中，測(cè)定軋制面的X射線衍射強(qiáng)度時(shí)，軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(311)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度Itl 之比(1/1。)滿足以下的關(guān)系式(1){I/I0(311)}/{I/I0(200)}彡 2. 54- (1)，且軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(220)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度 I。之比(IAtl)滿足以下的關(guān)系式⑵.15 ^ {I/I0(220)}/{I/I0(200)} ^ 95- (2)
2.銅合金，其為含有2.0 4.0質(zhì)量％的Ti，總計(jì)含有0.01 0.15質(zhì)量％作為第三元素的選自Mn、Fe、Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、Zr、Si、B和P中的1種或2種以上，剩余部分包含銅和不可避免的雜質(zhì)的銅合金，其中，測(cè)定軋制面的X射線衍射強(qiáng)度時(shí)，軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(311)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度Itl 之比(1/1。)滿足以下的關(guān)系式(1){I/I0(311)}/{I/I0(200)}彡 2. 54- (1)，且軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(220)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度 I。之比(IAtl)滿足以下的關(guān)系式⑶.30 ^ {I/I0(220)}/{I/I0(200)}彡 95... (3)。
3.鍛制銅，其包含權(quán)利要求1或2所述的銅合金。
4.電子元件，其包含權(quán)利要求1或2所述的銅合金。
5.連接器，其具有權(quán)利要求1或2所述的銅合金。
6.權(quán)利要求1或2所述的銅合金的制造方法，其包含對(duì)于含有2.0 4. 0質(zhì)量％的Ti， 總計(jì)含有0 0. 2質(zhì)量％作為第三元素的選自Mn、Fe、Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、Zr、Si、B和 P中的1種或2種以上，剩余部分包含銅和不可避免的雜質(zhì)的銅合金原料，將所述銅合金原料在730 880°C下進(jìn)行加熱至比Ti的固溶限與添加量相同的固溶限溫度高0 20°C的溫度并驟冷的固溶化處理， 在固溶化處理之后，進(jìn)行熱處理， 在熱處理之后以5 40%的加工率進(jìn)行最終冷軋， 在最終冷軋之后進(jìn)行時(shí)效處理。
7.如權(quán)利要求6所述的銅合金的制造方法，其中，所述熱處理使電導(dǎo)率升高，在鈦濃度 (質(zhì)量％ )為[Ti]時(shí)，使得電導(dǎo)率的上升值IACS)滿足以下的關(guān)系式⑷.0. 5 彡 C 彡(-0. 50[Ti]2-0. 50[Ti]+14)…(4)。
全文摘要
本發(fā)明提供具有優(yōu)異的強(qiáng)度和彎曲加工性的鈦銅、鍛制銅、電子元件、連接器及其制造方法。銅合金，其含有2.0～4.0質(zhì)量％的Ti，總計(jì)含有0～0.2質(zhì)量％作為第三元素的選自Mn、Fe、Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、Zr、Si、B和P中的1種或2種以上，剩余部分包含銅和不可避免的雜質(zhì)，其中，測(cè)定軋制面的X射線衍射強(qiáng)度時(shí)，軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(311)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度I0之比(I/I0)滿足以下的關(guān)系式{I/I0(311)}/{I/I0(200)}≤2.54，且軋制面的X射線衍射強(qiáng)度I與(220)面及(200)面中的純銅粉末的X射線衍射強(qiáng)度I0之比(I/I0)滿足以下的關(guān)系式15≤{I/I0(220)}/{I/I0(200)}≤95。
文檔編號(hào)C22C9/00GK102453815SQ20111034228
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者堀江弘泰, 江良尚彥 申請(qǐng)人:Jx日礦日石金屬株式會(huì)社