電子零件用鈦銅的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是原案申請日為2010年10月18日、申請?zhí)枮?01080053888. 5、發(fā)明名稱 為"電子零件用鈦銅"的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及適合用作連接器等電子零件用構(gòu)件的鈦銅及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來以便攜式終端等為代表的電子儀器的小型化日益發(fā)展，因此其中所使用的 連接器的窄間距化和薄化趨勢明顯。越是小型的連接器，引腳寬度越窄，越形成微小折疊的 加工形狀，所以對于所使用的構(gòu)件而言，要求獲得必要的彈性所需的高強度和可耐受苛刻 的彎曲加工的優(yōu)異的彎曲加工性。在這一點上，含有鈦的銅合金（以下稱"鈦銅"。）由于 相對強度高，在應(yīng)力緩和特性方面在銅合金中也最為優(yōu)異，所以一直以來都被用作對強度 有特殊要求的信號類端子用構(gòu)件。
[0004] 鈦銅為時效硬化型銅合金。通過固溶化處理形成作為溶質(zhì)原子的Ti的過飽和固 溶體，若從該狀態(tài)起于低溫實施較長時間的熱處理，則由于旋節(jié)線分解，在母相中作為Ti 濃度的周期性變動的調(diào)制結(jié)構(gòu)擴(kuò)大，強度提高。
[0005] 為獲得強度和彎曲加工性優(yōu)異的鈦銅，如何抑制作為穩(wěn)定相的TiCu3-直以來都 被當(dāng)作重要課題。其原因在于：由于穩(wěn)定相相對于母相而言整合性差，所以若增大其存在比 例，則對彎曲加工性或強度造成不良影響。穩(wěn)定相在于較高溫度長時間進(jìn)行時效處理時或 固溶化處理不充分時多見。因此，為改善鈦銅的特性，一直致力于在固溶化處理或時效處理 等熱處理中極力抑制穩(wěn)定相的生成（專利文獻(xiàn)1~4)。
[0006] 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號公報 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2004-176163號公報 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2006-283142號公報 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2008-308734號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的課題 先前用于鈦銅的高性能化的方法均以抑制由了:^叫等Ti和Cu的金屬間化合物粒子構(gòu) 成的穩(wěn)定相（Ti-Cu系穩(wěn)定相）為基礎(chǔ)，在鈦銅特性的提高方面確實取得一定的成果。但是， 為開發(fā)出能滿足預(yù)計今后日益嚴(yán)格的要求特性的鈦銅，通過與目前不同的方法為鈦銅謀求 新的可能性被認(rèn)為是有益的。
[0008] 因此，本發(fā)明一個課題在于提供雖然積極析出11&!3等穩(wěn)定相，但強度和彎曲加工 性優(yōu)異的鈦銅。另外，本發(fā)明另一個課題在于提供這樣的鈦銅的制備方法。
[0009] 解決課題的手段 本發(fā)明人在為解決上述課題而進(jìn)行深入研究時發(fā)現(xiàn)，雖然Ti-Cu系穩(wěn)定相在晶界以未 固溶粒子散布于Cu母相中的狀態(tài)確實對強度或彎曲加工性造成不良影響，但若Ti-Cu系穩(wěn) 定相在局所生長，使得周邊的粒子相互聚集，以具有所定的大小和形狀的析出物粒子群存 在，則不良影響反而減輕或無害化。在本發(fā)明中將由沿結(jié)晶晶界出現(xiàn)的此類析出物粒子群 構(gòu)成的與母相不同的相稱為"晶界反應(yīng)相"。圖1為捕捉到晶界反應(yīng)相的電子顯微鏡照片。 圖中沿晶界生長的與母相不同的斑點圖案的相為晶界反應(yīng)相。
[0010] 以上述見解為基礎(chǔ)完成的本發(fā)明在一個側(cè)面中為電子零件用銅合金，其為含有 2. 0~4. 0%質(zhì)量的Ti，殘余部分由銅和不可避免的雜質(zhì)組成的電子零件用銅合金，在通過電 子顯微鏡對平行于輥乳方向的截面進(jìn)行的組織觀察中，存在含有沿結(jié)晶晶界析出的Ti-Cu 系粒子的晶界反應(yīng)相，對于各個晶界反應(yīng)相而言，包圍晶界反應(yīng)相的最小圓直徑d2相對于 晶界反應(yīng)相所包圍的最大圓直徑Di之比（DyD)的平均值A(chǔ)vgQyD)為l.O-e.OAi的平均 值A(chǔ)vgD# 0· 4~2· 0μm，此外晶界反應(yīng)相在每1000μm2的觀察視野中占1. 5~15%的面積。
[0011] 在本發(fā)明的銅合金的一個實施方式中，在通過電子顯微鏡對平行于輥乳方向的截 面進(jìn)行的組織觀察中，〇 2的平均值A(chǔ)vgD2為1. 0~5. 0μm。
[0012] 在本發(fā)明的銅合金的另一個實施方式中，在通過電子顯微鏡對平行于輥乳方向的 截面進(jìn)行的組織觀察中，平均結(jié)晶粒徑以圓當(dāng)量直徑表示為5μπι以上、30μπι以下，對于 包圍晶界反應(yīng)相的各晶粒而言，該晶粒的晶界所包圍的最大圓直徑〇3的平均值A(chǔ)vgD3為 AvgD2<AvgD3〇
[0013] 在本發(fā)明的銅合金的又一個實施方式中，作為第3元素含有合計0~0. 5%質(zhì)量的選 自血、？6、]\%、(：〇、附、0、￥、他、]\1〇、2廠31、8和？中的1種或2種以上元素。
[0014] 本發(fā)明在另一個側(cè)面中為由上述銅合金構(gòu)成的伸銅制品。
[0015] 本發(fā)明在又一個側(cè)面中為具備上述銅合金的電子零件。
[0016] 本發(fā)明在又一個側(cè)面中為具備上述銅合金的連接器。
[0017] 本發(fā)明在又一個側(cè)面中為電子零件用銅合金的制備方法，該制備方法包括： 對含有2. 0~4. 0%質(zhì)量的Ti，作為任選的第3元素含有合計0~0. 5%質(zhì)量的選自Mn、Fe、 Mg、Co、Ni、Cr、V、Nb、Mo、Zr、Si、B和P中的1種或2種以上元素，殘余部分由銅和不可避 免的雜質(zhì)組成的銅合金原料，于730~880°C下進(jìn)行加熱至使Ti的固溶極限與添加量相同的 溫度以上的固溶化處理， 在固溶化處理之后進(jìn)行于400~500°C的材料溫度下加熱0. 1~20小時的時效處理， 在時效處理之后進(jìn)行壓縮率為0~40%的冷乳。
[0018] 發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，可獲得雖然大量析出作為穩(wěn)定相的TiCu3，但強度和彎曲加工性優(yōu)異的鈦 銅。
【附圖說明】
[0019] [圖1-1]通過電子顯微鏡觀察晶界反應(yīng)相A的實例。
[0020] [圖1-2]縮小圖1-1的放大倍數(shù)的圖。
[0021] 實施發(fā)明的最佳方式 〈Ti含量〉 若Ti不足2. 0%質(zhì)量，則因無法充分獲得由鈦銅原本形成的調(diào)制結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的強化 結(jié)構(gòu)而無法獲得足夠的強度，反之若超過4. 0%質(zhì)量，則導(dǎo)致易析出粗大的TiCu3，強度和 彎曲加工性有劣化的趨勢。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。通過這樣使Ti的含量適當(dāng)化，可同時實現(xiàn)適合電子零件用的強度和彎曲 加工性。
[0022] 〈第3元素〉 若向鈦銅中添加規(guī)定的第3元素，則即使在Ti充分固溶的高溫下進(jìn)行固溶化處理，晶 粒仍容易微細(xì)化，具有提高強度的效果。另外，規(guī)定的第3元素促進(jìn)調(diào)制結(jié)構(gòu)的形成。此外， 還具有抑制Ti-Cu系穩(wěn)定相驟然粗大化的效果。因此，能夠獲得鈦銅原本的時效硬化能力。
[0023] 這些元素若合計含有0. 05%質(zhì)量以上，則該效果顯現(xiàn)出來，但若合計超過0. 5%質(zhì) 量，則強度與彎曲加工性的平衡有劣化的趨勢。因此，作為第3元素可合計含有0~0. 5%質(zhì) 量的選自此、？6、]\%、(：〇、附、0、￥、他、]\1〇、2廠3丨、8和？中的1種或2種以上元素，優(yōu)選合 計含有〇. 05~0. 5%質(zhì)量。
[0024]〈晶界反應(yīng)相〉 晶界反應(yīng)相為時效處理時作為晶界反應(yīng)型粒子沿結(jié)晶晶界析出的Ti_Cu系穩(wěn)定相相 互聚集而成的與母相不同的相。若通過電子顯微鏡觀察晶界反應(yīng)相，則可見斑點圖案。通 過將晶界反應(yīng)相控制在規(guī)定的大小和形狀，可使由Ti-Cu系穩(wěn)定相產(chǎn)生的不良影響減輕或 無害化。
[0025] 由于晶界反應(yīng)相沿結(jié)晶晶界向晶粒內(nèi)生長，所以若結(jié)晶粒徑變大，則晶界反應(yīng)相 有沿結(jié)晶晶界變長的趨勢。另外，隨著最終冷乳的壓縮率增大，晶粒在輥乳方向延伸，與之 相伴的是晶界反應(yīng)相也有在輯乳方向變長的趨勢。若晶界反應(yīng)相在特