深拉深加工性優(yōu)異的Cu-Ni-Si系銅合金板及其制造方法
【專利摘要】一種Cu-Ni-Si系銅合金板，含有1.0～3.0質(zhì)量%的Ni，并且含有濃度為Ni的質(zhì)量%濃度的1/6～1/4的Si，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為0.2μm，以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1μm以下，合金組織中晶粒的縱橫尺寸比的平均值為0.4～0.6，當(dāng)根據(jù)EBSD法對(duì)測定面積范圍內(nèi)的所有像素的取向進(jìn)行測定，并將相鄰像素之間的取向差為5°以上的邊界視為晶界的情況下，GOS的所有晶粒中的平均值為1.2～1.5°，特殊晶界的特殊晶界總長度Lσ相對(duì)于晶界的晶界總長度L的比率（Lσ/L）為60～70%，彈性極限值為450～600N/mm2，在150℃且1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性良好，耐疲勞特性的變動(dòng)少，具有優(yōu)異的深拉深加工性。
【專利說明】深拉深加工性優(yōu)異的Cu-N1-Si系銅合金板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Cu-N1-Si系銅合金板及其制造方法，該Cu-N1-Si系銅合金板能夠維持深拉深加工性、焊料耐熱剝離性和彈性極限值之間的平衡，耐疲勞特性的變動(dòng)少，尤其具有優(yōu)異的深拉深加工性，適合在電氣電子部件中使用。
[0002]本申請(qǐng)?jiān)?011年5月25日提出的國際申請(qǐng)PCT/JP2011/062028的基礎(chǔ)上要求優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著近年來的電子設(shè)備的輕薄短小化，端子和連接器等也向小型化及薄壁化方向發(fā)展，并且被要求強(qiáng)度和彎曲加工性，從而代替以往的磷青銅或黃銅等固溶強(qiáng)化型銅合金，科森(Cu-N1-Si系)合金、鈹銅、鈦銅這樣的析出強(qiáng)化型銅合金的需求正在增加。
[0004]其中，科森合金為硅化鎳化合物相對(duì)于銅的固溶限度根據(jù)溫度顯著變化的合金，而且是通過淬火及回火進(jìn)行固化的一種析出固化型合金，其耐熱性和高溫強(qiáng)度也良好，強(qiáng)度和導(dǎo)電率的平衡也優(yōu)異，從而迄今在導(dǎo)電用各種彈簧和高抗拉強(qiáng)度用電線等上廣泛使用，近年來在端子和連接器等電子部件上使用的頻率日益增加。
[0005]一般來說，強(qiáng)度和彎曲加工性是相反的性質(zhì)，針對(duì)科森合金也一直研究能夠維持高強(qiáng)度的同時(shí)改善彎曲加工性的方案，并且廣泛進(jìn)行通過調(diào)整制造工藝并分別控制或者相互控制晶體粒徑、析出物的數(shù)量及形狀以及織構(gòu)來改善彎曲加工性的方案。
[0006]另外，為了將科森合金以規(guī)定的形狀在嚴(yán)酷的環(huán)境下使用于各種電子部件，要求具有加工容易性，特別是良好的深拉深加工性及在高溫下使用時(shí)的焊料耐熱剝離性。
[0007]專利文獻(xiàn)I公開了一種包含1.0~4.0質(zhì)量％的Ni和濃度為Ni濃度的1/6~1/4的Si，并且在所有晶界中的 孿晶邊界(2 3邊界)的頻率為15~60%的強(qiáng)度和彎曲加工性的平衡優(yōu)異的電子部件用Cu-N1-Si系基合金。
[0008]專利文獻(xiàn)2公開了如下的一種銅基析出型合金板材，該銅基析出型合金板材為觸點(diǎn)材料用銅基析出型合金板材，其軋制方向的抗拉強(qiáng)度、與軋制方向構(gòu)成的角度為45°方向的抗拉強(qiáng)度、與軋制方向構(gòu)成的角度為90°方向的抗拉強(qiáng)度這三個(gè)抗拉強(qiáng)度彼此之間的各差的最大值為IOOMPa以下，含有2~4質(zhì)量％的附及0.4~I質(zhì)量％的Si，必要時(shí)進(jìn)一步含有適量的選自Mg、Sn、Zn和Cr中的至少一種，且余量為銅和不可避免的雜質(zhì)。該觸點(diǎn)材料用銅基析出型合金板材對(duì)固溶處理的銅合金板材實(shí)施時(shí)效熱處理，然后實(shí)施軋制率30%以下的冷軋而制造，其改善電子設(shè)備等中所使用的多功能開關(guān)的操作性。
[0009]專利文獻(xiàn)3公開了一種屈服強(qiáng)度為700N/mm2以上，導(dǎo)電率為35%IACS以上且彎曲加工性也優(yōu)異的科森(Cu-N-Si系)銅合金板。該銅合金板以Ni和Si的質(zhì)量比Ni/Si成為4~5的范圍的方式包含2.5%(質(zhì)量％，以下相同)以上且低于6.0%的Ni及0.5%以上且低于
1.5%的Si，進(jìn)一步包含0.01%以上且低于4%的Sn，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)，平均晶體粒徑為IOiim以下，在基于SEM-EBSP法的測定結(jié)果中具有立方體(Cube)取向{001}〈100〉的比例為50%以上的織構(gòu)，并且其通過以下步驟制造:在通過連續(xù)退火獲得固溶再結(jié)晶組織后，進(jìn)行加工率20%以下的冷軋及400~600°C X I~8小時(shí)的時(shí)效處理，接著進(jìn)行加工率I~20%的最終冷軋之后，進(jìn)行400~550°C X30秒以下的短時(shí)退火。
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開2009-263784號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開2008-95186號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本專利公開2006-283059號(hào)公報(bào)
[0013]以往的Cu-N1-Si系科森合金的深拉深加工性并不充分，并且深拉深加工性、焊料耐熱剝離性和彈性極限值之間的平衡差，而且耐疲勞特性的變動(dòng)(偏差)大，常常會(huì)給作為在高溫及高振動(dòng)中長時(shí)間暴露在嚴(yán)酷使用環(huán)境下的電子部件材料的應(yīng)用帶來障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明是鑒于這種情況而提出，提供一種Cu-N1-Si系銅合金板及其制造方法，該Cu-N1-Si系銅合金板能夠維持深拉深加工性、焊料耐熱剝離性和彈性極限值之間的平衡，耐疲勞特性的變動(dòng)(偏差)少，尤其具有優(yōu)異的深拉深加工性而在電氣電子部件使用。
[0015]本發(fā)明人進(jìn)行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在含有1.0~3.0質(zhì)量％的Ni，并且含有濃度為Ni的質(zhì)量％濃度的1/6~1/4的Si，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)的Cu-N1-Si系銅合金板中，表面的算術(shù)平均粗糙度RaS0.02~0.2 ym，以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1ym以下，合金組織中晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值為0.4~0.6，當(dāng)根據(jù)使用帶電子背散射衍射圖像系統(tǒng)的掃描電子顯微鏡的EBSD法測定的GOS的所有晶粒中的平均值為1.2~1.5°，特殊晶界的特殊晶界總長度Lo相對(duì)于晶界的晶界總長度L的比率(Lo /L)為60~70%時(shí)，彈性極限值為450~600N/mm2，在150°C且1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性良好，耐疲勞特性的變動(dòng)(偏差)少，深拉深加工性也發(fā)揮優(yōu)異的特性。
[0016]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值主要影響在150°C且1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性，GOS的所有晶粒中的平均值主要影響彈性極限值，特殊晶界的特殊晶界總長度Lo的比率(Lo /L)主要影響深拉深加工性，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra和以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差影響耐疲勞特性的變動(dòng)(偏差)。
[0017]另外還發(fā)現(xiàn)，晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值基本上取決于在制造中進(jìn)行最終冷軋時(shí)的加工率，GOS的所有晶粒中的平均值基本上取決于在制造中進(jìn)行連續(xù)低溫退火時(shí)的銅合金板在爐內(nèi)的張力，特殊晶界的特殊晶界總長度Lo的比率(Lo/L)基本上取決于在制造中進(jìn)行連續(xù)低溫退火時(shí)的銅合金板在爐內(nèi)的上浮距離，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra和以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差基本上取決于在制造中進(jìn)行最終冷軋時(shí)對(duì)銅合金板賦予的張力和軋輥的表面粗糙度。
[0018]本發(fā)明是基于上述的認(rèn)識(shí)做出的，本發(fā)明的Cu-N1-Si系銅合金板的特征在于，含有1.0~3.0質(zhì)量％的Ni，并且含有濃度為Ni的質(zhì)量％濃度的1/6~1/4的Si，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為0.02~0.2 y m,以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1ym以下，合金組織中晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值為0.4~0.6，當(dāng)根據(jù)使用帶電子背散射衍射圖像系統(tǒng)的掃描電子顯微鏡的EBSD法對(duì)測定面積范圍內(nèi)的所有像素的取向進(jìn)行測定，并將相鄰像素之間的取向差為5°以上的邊界視為晶界的情況下，GOS的所有晶粒中的平均值為
1.2~1.5°，特殊晶界的特殊晶界總長度Lo相對(duì)于晶界的晶界總長度L的比率(Lo/L)為60~70%，彈性極限值為450~600N/mm2，在150°C且1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性良好，耐疲勞特性的變動(dòng)少，具有優(yōu)異的深拉深加工性。
[0019]Ni和Si通過進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，形成以Ni2Si為主的金屬間化合物的微細(xì)粒子。其結(jié)果，合金強(qiáng)度顯著增加，同時(shí)也提高了導(dǎo)電性。
[0020]Ni以1.0~3.0質(zhì)量％，優(yōu)選以1.5~2.5質(zhì)量％的范圍添加。當(dāng)Ni低于1.0質(zhì)量％時(shí)，不能獲得充分的強(qiáng)度。當(dāng)Ni超過3.0質(zhì)量％時(shí)，在熱軋中會(huì)產(chǎn)生裂紋。
[0021 ] Si的添加濃度(質(zhì)量％)為Ni的添加濃度(質(zhì)量％)的1/6~1/4。當(dāng)Si的添加濃度少于Ni添加濃度的1/6時(shí)，強(qiáng)度會(huì)下降，當(dāng)多于Ni添加濃度的1/4時(shí)，不僅對(duì)強(qiáng)度無益，而且由于過剩的Si而會(huì)降低導(dǎo)電性。
[0022]當(dāng)晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值小于0.4或者超過0.6時(shí)，會(huì)導(dǎo)致在150°C X1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性的下降。
[0023]當(dāng)GOS的所有晶粒中的平均值小于1.2°或者超過1.5°時(shí)，會(huì)導(dǎo)致彈性極限值的下降。
[0024]當(dāng)特殊晶界的特殊晶界總長度Lo的比率(Lo/L)低于60%或者超過70%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致深拉深加工性的下降。
[0025]當(dāng)表面算術(shù)平均粗糙度Ra超過0.2 y m時(shí)，耐疲勞特性的變動(dòng)會(huì)變大，當(dāng)算術(shù)平均粗糙度Ra低于0.02 ii m時(shí)，效果會(huì)飽和，浪費(fèi)制造成本。
[0026]當(dāng)以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)對(duì)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差超過0.1 時(shí)，耐疲勞特性的變動(dòng)會(huì)變大。雖然標(biāo)準(zhǔn)偏差越小越好，但考慮制造成本和效果，優(yōu)選為0.03iim以上。
[0027]另外，本發(fā)明的Cu-N1-Si系銅合金板的特征在于，進(jìn)一步含有0.2~0.8質(zhì)量％的Sn和0.3~1.5質(zhì)量％的Zn。
[0028]Sn及Zn具有改善強(qiáng)度及耐熱性的作用，尤其是Sn具有改善耐應(yīng)力松弛特性的作用，Zn具有改善焊接耐熱性的作用。Sn以0.2~0.8質(zhì)量％、Zn以0.3~1.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)被添加。當(dāng)?shù)陀谇笆龇秶鷷r(shí)，不能獲得所期望的效果，當(dāng)超過前述范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電性的下降。
[0029]另外，本發(fā)明的Cu-N1-Si系銅合金板的特征在于，進(jìn)一步含有0.001~0.2質(zhì)量％的Mg。
[0030]Mg具有改善應(yīng)力松弛特性及熱加工性的效果，當(dāng)超過0.2質(zhì)量％時(shí)，會(huì)降低鑄造性(鑄件表面品質(zhì)的下降)、熱加工性及鍍覆耐熱剝離性。
[0031]另外，本發(fā)明的Cu-N1-Si系銅合金板的特征在于，進(jìn)一步含有Fe:0.007~0.25質(zhì)量 ％、P:0.001 ~0.2 質(zhì)量 ％、C:0.0001 ~0.001 質(zhì)量 ％、Cr:0.001 ~0.3 質(zhì)量 ％、Zr:0.001~0.3質(zhì)量％中的一種或兩種以上。
[0032]Fe具有通過提高熱軋性的效果(抑制表面裂紋和裂邊產(chǎn)生的效果)及提高鍍覆耐熱密合性的效果等來提高連接器可靠性的作用，所述鍍覆耐熱密合性是使Ni和Si的化合物析出成為微細(xì)化而提高的，但當(dāng)其含量低于0.007%時(shí)，上述作用不能獲得所期望的效果，另一方面，當(dāng)其含量超過0.25%時(shí)，熱軋效果飽和，反而會(huì)出現(xiàn)下降趨勢，并且對(duì)導(dǎo)電性也會(huì)帶來不良影響，因此將其含量設(shè)定在0.007~0.25%。
[0033]P具有抑制因彎曲加工而引起的彈性下降，從而提高經(jīng)過成型加工獲得的連接器的插拔特性的作用和提高耐遷移特性(耐7 ^ >一'> 3 >特性)的作用，但當(dāng)其含量低于0.001%時(shí)，不能獲得所期望的效果，另一方面，當(dāng)其含量超過0.2%時(shí)，顯著損壞焊料耐熱剝離性，因此將其含量設(shè)定在0.001~0.2%。
[0034]C具有提高沖孔加工性的作用，還具有通過使Ni和Si的化合物微細(xì)化來提高合金強(qiáng)度的作用，但當(dāng)其含量低于0.0001%時(shí)，不能獲得所期望的效果，另一方面，當(dāng)含量超過0.001%時(shí)，對(duì)熱加工性帶來不良影響，因此不優(yōu)選。因此C含量設(shè)定在0.0001~0.001%。
[0035]Cr及Zr與C之間的親和力強(qiáng)，容易使C包含在Cu合金中，除此之外還具有進(jìn)一步使Ni及Si的化合物微細(xì)化而提高合金強(qiáng)度的作用、以及通過其自身的析出進(jìn)一步提高強(qiáng)度的作用，但當(dāng)Cr及Zr中的一種或兩種的含量低于0.001%時(shí)，不能獲得合金的強(qiáng)度提高效果，另一方面，當(dāng)超過0.3%含有時(shí)，會(huì)生成Cr及/或Zr的較大析出物，由此導(dǎo)致鍍覆性的變差，沖孔加工性也會(huì)變差，并且進(jìn)而會(huì)損壞熱加工性，因此不優(yōu)選。因此，Cr及Zr中的一種或兩種的含量設(shè)定在0.001~0.3%。
[0036]并且，本發(fā)明的Cu-N1-Si系銅合金板的制造方法的特征在于，在通過依次包含熱車U冷軋、固溶處理、時(shí)效處理、最終冷軋和低溫退火的工藝制造銅合金板時(shí)，在10~30%的加工率、對(duì)銅合金板賦予的張力為90~150N/mm2、且使用由粒度為#180~600的磨石研磨的軋棍的條件下實(shí)施最終冷軋，并且在對(duì)爐內(nèi)銅合金板賦予的張力為300~900N/mm2、爐內(nèi)銅合金板的上浮距離為10~20mm的條件下實(shí)施連續(xù)低溫退火。
[0037]當(dāng)最終冷軋時(shí)的加工率低于10%或者超過30%時(shí)，晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值不會(huì)落入0.4~0.6范圍內(nèi)。
[0038]當(dāng)連續(xù)低溫退火時(shí)對(duì)銅合金板賦予的爐內(nèi)張力小于300N/mm2或者超過900N/mm2時(shí)，GOS的所有晶粒中的平均值不會(huì)落入1.2°~1.5°范圍內(nèi)。
[0039]當(dāng)連續(xù)低溫退火時(shí)的銅合金板的爐內(nèi)上浮距離小于IOmm或者超過20mm時(shí)，特殊晶界的特殊晶界總長度L O相對(duì)于晶界的晶界總長度L的比率(L O /L)不會(huì)落入60~70%范圍內(nèi)。
[0040]當(dāng)最終冷軋時(shí)對(duì)銅合金板賦予的張力小于90N/mm2時(shí)，會(huì)導(dǎo)致以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差超過0.1 ii m，當(dāng)張力超過150N/mm2時(shí)，效果會(huì)飽和，浪費(fèi)制造成本。
[0041]當(dāng)最終冷軋時(shí)使用由粒度小于#180的磨石研磨的軋輥時(shí)，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra會(huì)超過0.2 ii m，當(dāng)粒度超過#600時(shí)，效果會(huì)飽和并且難以去除在制造工藝中產(chǎn)生的表面損傷。
[0042]通過本發(fā)明，提供一種能夠維持深拉深加工性、焊料耐熱剝離性和彈性極限值之間的平衡，耐疲勞特性的變動(dòng)少，尤其具有優(yōu)異的深拉深加工性的在電氣電子部件中使用的Cu-N1-Si系銅合金板及其制造方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為示出在本發(fā)明的Cu-N1-Si系銅合金板的制造方法中使用的連續(xù)低溫退火設(shè)備的一例的示意圖。[0044]圖2為說明在本發(fā)明的Cu-N1-Si系銅合金板的制造方法中使用的連續(xù)低溫退火爐內(nèi)的銅板上浮距離的示意圖。
【具體實(shí)施方式】 [0045]下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0046][銅合金條的成分組成]
[0047]本發(fā)明的銅合金條材具有如下的組成:以質(zhì)量％計(jì),含有1.0~3.0質(zhì)量％的Ni，并且含有濃度為Ni的質(zhì)量％濃度的1/6~1/4的Si，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)。
[0048]Ni和Si通過實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚?形成以Ni2Si為主的金屬間化合物的微細(xì)粒子。其結(jié)果，顯著增加合金強(qiáng)度，同時(shí)也提高導(dǎo)電性。
[0049]Ni以1.0~3.0質(zhì)量％，優(yōu)選以1.5~2.5質(zhì)量％的范圍被添加。當(dāng)Ni低于1.0質(zhì)量％時(shí)不能獲得充分的強(qiáng)度。當(dāng)Ni超過3.0質(zhì)量％時(shí)在熱軋中會(huì)產(chǎn)生裂紋。
[0050]Si的添加濃度(質(zhì)量％)為Ni的添加濃度(質(zhì)量％)的1/6~1/4。當(dāng)Si的添加濃度少于Ni添加濃度的1/6時(shí)，強(qiáng)度會(huì)降低，當(dāng)多于Ni添加濃度的1/4時(shí)，不僅對(duì)強(qiáng)度無益，而且由于過剩的Si而會(huì)降低導(dǎo)電性。
[0051]另外，該銅合金相對(duì)于上述基本組成，可進(jìn)一步含有0.2~0.8質(zhì)量％的Sn和0.3~1.5質(zhì)量％的Zn。
[0052]Sn及Zn具有改善強(qiáng)度及耐熱性的作用，此外Sn具有改善耐應(yīng)力松弛特性的作用，Zn具有改善焊接耐熱性的作用。Sn以0.2~0.8質(zhì)量％、Zn以0.3~1.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)被添加。當(dāng)?shù)陀谇笆龇秶鷷r(shí)，不能獲得所期望的效果，當(dāng)超過前述范圍時(shí)，會(huì)降低導(dǎo)電性。
[0053]另外，該銅合金相對(duì)于上述基本組成，可進(jìn)一步含有0.001~0.2質(zhì)量％的Mg。
[0054]Mg具有改善應(yīng)力松弛特性及熱加工性的效果，在0.001~0.2質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加。當(dāng)超過0.2質(zhì)量％時(shí)，會(huì)降低鑄造性(鑄件表面品質(zhì)的下降)、熱加工性及鍍覆耐熱剝離性。
[0055]另外，該銅合金相對(duì)于上述基本組成，可進(jìn)一步含有Fe:0.007~0.25質(zhì)量％、P:
0.001 ~0.2 質(zhì)量 ％、C:0.0001 ~0.001 質(zhì)量 ％、Cr:0.001 ~0.3 質(zhì)量 ％、Zr:0.001 ~0.3
質(zhì)量％中的一種或兩種以上。
[0056]Fe具有通過提高熱軋性的效果(抑制表面裂紋和裂邊產(chǎn)生的效果)及提高鍍覆耐熱密合性的效果等來提高連接器可靠性的作用，所述鍍覆耐熱密合性是使Ni和Si的化合物析出成為微細(xì)化而提高的，但當(dāng)其含量低于0.007%時(shí)，上述作用不能獲得所期望的效果，另一方面，當(dāng)其含量超過0.25%時(shí)，熱軋效果飽和，反而會(huì)出現(xiàn)下降趨勢，并且對(duì)導(dǎo)電性也會(huì)帶來不良影響，因此將其含量設(shè)定在0.007~0.25%。
[0057]P具有抑制因彎曲加工而引起的彈性下降，從而提高經(jīng)過成型加工獲得的連接器的插拔特性的作用和提高耐遷移特性的作用，但當(dāng)其含量低于0.001%時(shí)，不能獲得所期望的效果，另一方面，當(dāng)其含量超過0.2%時(shí)，顯著損壞焊料耐熱剝離性，因此將其含量設(shè)定在
0.001 ~0.2%O
[0058]C具有提高沖孔加工性的作用，還具有通過使Ni和Si的化合物微細(xì)化來提高合金強(qiáng)度的作用，但當(dāng)其含量低于0.0001%時(shí)，不能獲得所期望的效果，另一方面，當(dāng)含量超過
0.001%時(shí)，對(duì)熱加工性帶來不良影響，因此不優(yōu)選。因此C含量設(shè)定在0.0001~0.001%。[0059]Cr及Zr與C之間的親和力強(qiáng)，容易使C包含在Cu合金中，除此之外還具有進(jìn)一步使Ni及Si的化合物微細(xì)化而提高合金強(qiáng)度的作用、以及通過其自身的析出進(jìn)一步提高強(qiáng)度的作用，但當(dāng)Cr及Zr中的一種或兩種的含量低于0.001%時(shí)，不能獲得合金的強(qiáng)度提高效果，另一方面，當(dāng)超過0.3%含有時(shí)，會(huì)生成Cr及/或Zr的較大析出物，由此導(dǎo)致鍍覆性的變差，沖孔加工性也變差，并且進(jìn)而會(huì)損壞熱加工性，因此不優(yōu)選。因此，Cr及Zr中的一種或兩種的含量設(shè)定在0.001~0.3%。
[0060]并且，該Cu-N1-Si系銅合金條的表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為0.02~0.2 ii m，以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1ym以下，合金組織中晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值為0.4~0.6，當(dāng)根據(jù)使用帶電子背散射衍射圖像系統(tǒng)的掃描電子顯微鏡的EBSD法對(duì)測定面積范圍內(nèi)的所有像素的取向進(jìn)行測定，并將相鄰像素之間的取向差為5°以上的邊界作為晶界的情況下，GOS的所有晶粒中的平均值為1.2~1.5°，特殊晶界的特殊晶界總長度Lo相對(duì)于晶界的晶界總長度L的比率(Lo /L)為60~70%，彈性極限值為450~600N/W，在150。。且1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性良好，耐疲勞特性的變動(dòng)少，具有優(yōu)異的深拉深加工性。
[0061][算術(shù)平均粗糙度Ra、以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差]
[0062]銅合金板表面的算術(shù)平均粗糙度Ra按如下方式求得。
[0063]采用株式會(huì)社小坂研究所制的觸針式表面粗糙度檢測儀(SE-30D)，依據(jù)JISB0651-1996獲得分布圖，并基于該分布圖計(jì)算算術(shù)平均粗糙度(Ra) (JIS B0601-1994)。
[0064]以銅合金板表 面的表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)的各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差按如下方式求得。
[0065]采用株式會(huì)社小坂研究所制的觸針式表面粗糙度檢測儀(SE-30D)，依據(jù)JISB0651-1996獲得分布圖，并基于該分布圖實(shí)測以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)的各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值，并計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0066][縱橫尺寸比、GOS、LO /I]
[0067]合金組織中晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值按如下方式求得。
[0068]作為前處理，將IOmmX IOmm的試樣在10%硫酸中浸潰10分鐘之后進(jìn)行水洗，并用鼓風(fēng)來灑水之后，采用日立高新技術(shù)公司(日立7、"”口夕一 X社)制的平面銑削(離子銑)裝置在加速電壓5kV、入射角5°、照射時(shí)間I小時(shí)的條件下，對(duì)灑水后的試樣進(jìn)行表面處理。
[0069]接下來，采用帶TSL公司制EBSD系統(tǒng)的日立高新技術(shù)公司制掃描電子顯微鏡S-3400N觀察該試樣表面。觀察條件為加速電壓25kV、測定面積(軋制方向)150 u mX 150 u m0
[0070]接下來，以0.5 y m的步長對(duì)測定面積內(nèi)所有像素的取向進(jìn)行測定，并將像素之間的取向差為5°以上的邊界定義為晶界，將由晶界包圍的兩個(gè)以上像素的集合視作晶粒的情況下，將各晶粒的長軸方向的長度設(shè)為a，將短軸方向的長度設(shè)為b，將所述b除以所述a的值定義為縱橫尺寸比，求出測定面積內(nèi)所有晶粒的縱橫尺寸比，并計(jì)算其平均值。
[0071]當(dāng)晶粒的縱橫尺寸比(晶粒短徑/晶粒長徑)的平均值小于0.4或者超過0.6時(shí)，會(huì)導(dǎo)致在150°C X1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性的下降。[0072]根據(jù)采用帶電子背散射衍射圖像系統(tǒng)的掃描電子顯微鏡的EBSD法測定的GOS的所有晶粒中的平均值，按如下方式求得。
[0073]作為前處理，將IOmmX IOmm的試樣在10%硫酸中浸潰10分鐘之后進(jìn)行水洗，并用鼓風(fēng)來灑水之后，采用日立高新技術(shù)公司制的平面銑削(離子銑)裝置在加速電壓5kV、入射角5°、照射時(shí)間I小時(shí)的條件下，對(duì)灑水后的試樣進(jìn)行表面處理。
[0074]接下來，采用帶TSL公司制EBSD系統(tǒng)的日立高新技術(shù)公司制掃描電子顯微鏡S-3400N觀察該試樣表面。觀察條件為加速電壓25kV、測定面積150 u mX 150 u m。
[0075]根據(jù)觀察結(jié)果，在以下條件下求出所有晶粒的晶粒內(nèi)的所有像素之間的平均取向差的平均值。
[0076]以0.5 y m的步長對(duì)測定面積范圍內(nèi)的所有像素的取向進(jìn)行測定，并將相鄰像素之間的取向差為5°以上的邊界視作晶界。
[0077]接下來，針對(duì)所有的由晶界包圍的所有晶粒，分別通過式(I)計(jì)算晶粒內(nèi)的所有像素之間的取向差的平均值(GOS =Grain Orientation Spread)，并將其所有值的平均值作為在所有晶粒的晶粒內(nèi)的所有像素之間的平均取向差，即GOS的所有晶粒中的平均值。此外，將兩個(gè)以上像素連接的設(shè)為晶粒。

n
[0078]
【權(quán)利要求】
1.一種Cu-N1-Si系銅合金板，含有1.0~3.0質(zhì)量％的Ni，并且含有濃度為Ni的質(zhì)量％濃度的1/6~1/4的Si，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為0.02~0.2 ii m,以表面粗糙度平均線為基準(zhǔn)時(shí)各個(gè)峰部值和谷部值的絕對(duì)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1 y m以下，合金組織中晶粒的縱橫尺寸比、即晶粒短徑/晶粒長徑的平均值為0.4~0.6，當(dāng)根據(jù)使用帶電子背散射衍射圖像系統(tǒng)的掃描電子顯微鏡的EBSD法對(duì)測定面積范圍內(nèi)的所有像素的取向進(jìn)行測定，并將相鄰像素之間的取向差為5°以上的邊界視為晶界的情況下，GOS的所有晶粒中的平均值為1.2~1.5°，特殊晶界的特殊晶界總長度Lo相對(duì)于晶界的晶界總長度L的比率、即Lo /L為60~70%，彈性極限值為450~600N/mm2，在150°C且1000小時(shí)下的焊料耐熱剝離性良好，耐疲勞特性的變動(dòng)少，具有優(yōu)異的深拉深加工性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Cu-N1-Si系銅合金板，其特征在于，進(jìn)一步含有0.2~0.8質(zhì)量％的Sn和0.3~1.5質(zhì)量％的Zn。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Cu-N1-Si系銅合金板，其特征在于，進(jìn)一步含有0.001~0.2質(zhì)量％的Mg。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Cu-N1-Si系銅合金板，其特征在于，進(jìn)一步含有0.001~0.2質(zhì)量％的Mg。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任一項(xiàng)所述的Cu-N1-Si系銅合金板,其特征在于,進(jìn)一步含有 Fe:0.007 ~0.25 質(zhì)量 ％、P:0.001 ~0.2 質(zhì)量 ％、C:0.0001 ~0.001 質(zhì)量 ％、Cr:0.001~0.3質(zhì)量％、Zr:0.001~0.3質(zhì)量％中的一種或兩種以上。
6.一種Cu-N1-Si系銅合 金板的制造方法，其特征在于，為制造權(quán)利要求1所述的Cu-N1-Si系銅合金板的方法， 在通過依次包含熱軋、冷軋、固溶處理、時(shí)效處理、最終冷軋和低溫退火的工藝制造銅合金板時(shí)，在10~30%的加工率、對(duì)銅合金板賦予的張力為90~150N/mm2、且使用由粒度為#180~600的磨石研磨的軋輥的條件下實(shí)施最終冷軋，并且在對(duì)爐內(nèi)銅合金板賦予的張力為300~900N/mm2、爐內(nèi)銅合金板的上浮距離為10~20mm的條件下實(shí)施連續(xù)低溫退火。
【文檔編號(hào)】H01B1/02GK103547692SQ201180071039
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月25日
【發(fā)明者】熊谷淳一, 阿部良雄, 齊藤晃, 梅津秀三 申請(qǐng)人:三菱伸銅株式會(huì)社