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技術 電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバー

出願人 三菱マテリアル株式会社
発明者 松永裕隆川崎健一郎森広行牧一誠秋坂佳輝
出願日 2018年3月30日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2018-069095
公開日 2019年10月17日 (1年2ヶ月経過) 公開番号 2019-178397
状態 特許登録済
技術分野 非鉄金属または合金の熱処理 非絶縁導体 導電材料
主要キーワード 片持はり 切口面 初期たわみ 曲げの軸 水素濃度低減 格子方位 仕上げ熱処理 信頼性指数
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (1)

課題

解決手段

Mgを0.15mass%以上0.35mass%未満、Pを0.0005mass%以上0.01mass%未満含み、残部がCuおよび不可避的不純物からなり、質量比で〔Mg〕+20×〔P〕<0.5の関係を満し、圧延幅方向に対して直交する面を観察面として、母相EBSD法により解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるものの割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるものの割合をNFJ2としたとき、0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45が成り立つ。

概要

背景

従来、コネクタプレスフィット等の端子バスバー等の電子電気機器用部品には、導電性の高い銅又は銅合金が用いられている。
ここで、電子機器電気機器等の大電流化にともない、電流密度の低減およびジュール発熱による熱の拡散のために、これら電子機器や電気機器等に使用される電子・電気機器用部品の大型化、厚肉化が図られている。このため、電子・電気機器用部品を構成する材料には、高い導電率プレス加工時の打ち抜き加工性、良好な曲げ加工性が求められている。また、自動車エンジンルーム等の高温環境下で使用されるコネクタの端子等においては、耐応力緩和特性も求められている。

ここで、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品に使用される材料として、例えば特許文献1、2には、Cu−Mg系合金が提案されている。

概要

導電性、強度、曲げ加工性、耐応力緩和特性、鋳造性及び、打ち抜き加工性に優れた電子・電気機器用銅合金を提供する。Mgを0.15mass%以上0.35mass%未満、Pを0.0005mass%以上0.01mass%未満含み、残部がCuおよび不可避的不純物からなり、質量比で〔Mg〕+20×〔P〕<0.5の関係を満し、圧延幅方向に対して直交する面を観察面として、母相EBSD法により解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるものの割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるものの割合をNFJ2としたとき、0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45が成り立つ。なし

目的

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、導電性、強度、曲げ加工性、耐応力緩和特性、鋳造性及び、打ち抜き加工性に優れた電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材、及び、この電子・電気機器用銅合金板条材からなる電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバーを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

Mgを0.15mass%以上0.35mass%未満の範囲内、Pを0.0005mass%以上0.01mass%未満の範囲内で含み、残部がCuおよび不可避的不純物からなり、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、〔Mg〕+20×〔P〕<0.5の関係を満たすとともに、圧延幅方向に対して直交する面を観察面として、母相EBSD法により10000μm2以上の測定面積測定間隔0.25μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、OIMから解析された粒界3重点において、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるJ3の全粒界3重点に対する割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるJ2の全粒界3重点に対する割合をNFJ2としたとき、0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45が成り立つことを特徴とする電子電気機器用銅合金

請求項2

導電率が75%IACS超えであることを特徴とする請求項1に記載の電子・電気機器用銅合金。

請求項3

Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、〔Mg〕/〔P〕≦400の関係を満たすことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子・電気機器用銅合金。

請求項4

圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の0.2%耐力が200MPa以上450MPa以下の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電子・電気機器用銅合金。

請求項5

残留応力率が150℃、1000時間で75%以上であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電子・電気機器用銅合金。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電子・電気機器用銅合金からなり、厚さが0.5mm超えとされていることを特徴とする電子・電気機器用銅合金板条材

請求項7

表面にSnめっき層又はAgめっき層を有することを特徴とする請求項6に記載の電子・電気機器用銅合金板条材。

請求項8

請求項6又は請求項7に記載された電子・電気機器用銅合金板条材からなることを特徴とする電子・電気機器用部品

請求項9

請求項6又は請求項7に記載された電子・電気機器用銅合金板条材からなることを特徴とする端子

請求項10

請求項6又は請求項7に記載された電子・電気機器用銅合金板条材からなることを特徴とするバスバー

技術分野

0001

本発明は、コネクタプレスフィット等の端子バスバー等の電子電気機器用部品に適した電子・電気機器用銅合金、この電子・電気機器用銅合金からなる電子・電気機器用銅合金板条材、電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバーに関するものである。

背景技術

0002

従来、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品には、導電性の高い銅又は銅合金が用いられている。
ここで、電子機器電気機器等の大電流化にともない、電流密度の低減およびジュール発熱による熱の拡散のために、これら電子機器や電気機器等に使用される電子・電気機器用部品の大型化、厚肉化が図られている。このため、電子・電気機器用部品を構成する材料には、高い導電率プレス加工時の打ち抜き加工性、良好な曲げ加工性が求められている。また、自動車エンジンルーム等の高温環境下で使用されるコネクタの端子等においては、耐応力緩和特性も求められている。

0003

ここで、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品に使用される材料として、例えば特許文献1、2には、Cu−Mg系合金が提案されている。

先行技術

0004

特開2007−056297号公報
特開2014−114464号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ここで、特許文献1に記載されたCu−Mg系合金においては、Pの含有量が0.08〜0.35mass%と多いため、冷間加工性及び曲げ加工性が不十分であり、所定の形状の電子・電気機器用部品を成型することが困難であった。
また、特許文献2に記載されたCu−Mg系合金においては、Mgの含有量が0.01〜0.5mass%、及びPの含有量が0.01〜0.5mass%とされていることから、粗大な晶出物が生じ、冷間加工性及び曲げ加工性が不十分であった。

0006

さらに、上述のCu−Mg系合金においては、Mgによって銅合金溶湯粘性が上昇することから、Pを添加しないと鋳造性が低下してしまうといった問題があった。
また、上述したように、近年の電子機器や電気機器等の大電流化にともない、電子・電気機器用部品を構成する材料においては、厚肉化が図られている。しかしながら、厚肉化が進むと、打ち抜き時に発生するかえり高さが高くなり、プレス加工時の打ち抜き加工性が低下するといった問題があった。

0007

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、導電性、強度、曲げ加工性、耐応力緩和特性、鋳造性及び、打ち抜き加工性に優れた電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材、及び、この電子・電気機器用銅合金板条材からなる電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバーを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

この課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、合金中に含有されるMg及びPの含有量を所定の関係式の範囲内に設定することで、MgとPを含む晶出物が粗大化することが抑制され、加工性を低下させることなく、強度、耐応力緩和特性、鋳造性を向上させることが可能であるとの知見を得た。
また、上述の銅合金において、圧延幅方向に対して直交する面を観察面として、母相EBSD法により解析した結果、粒界3重点を構成する特殊粒界及びランダム粒界比率を規定することにより、プレス加工時において亀裂が粒界に沿って進展しやすくなり、プレス加工時の打ち抜き加工性も向上させることが可能となるとの知見を得た。

0009

この課題を解決するために、本発明の電子・電気機器用銅合金は、Mgを0.15mass%以上0.35mass%未満の範囲内、Pを0.0005mass%以上0.01mass%未満の範囲内で含み、残部がCuおよび不可避的不純物からなり、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、〔Mg〕+20×〔P〕<0.5の関係を満たすとともに、圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、母相をEBSD法により10000μm2以上の測定面積測定間隔0.25μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、OIMから解析された粒界3重点において、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるJ3の全粒界3重点に対する割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるJ2の全粒界3重点に対する割合をNFJ2としたとき、0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45が成り立つことを特徴としている。

0010

なお、EBSD法とは、後方散乱電子回折像システム付走査型電子顕微鏡による電子線反射回折法(Electron Backscatter Diffraction Patterns:EBSD)を意味し、またOIMは、EBSDによる測定データを用いて結晶方位を解析するためのデータ解析ソフト(Orientation Imaging Microscopy:OIM)である。さらにCI値とは、信頼性指数(Confidence Index)であって、EBSD装置の解析ソフトOIM Analysis(Ver.7.2)を用いて解析したときに、結晶方位決定の信頼性を表す数値として表示される数値である(例えば、「EBSD読本:OIMを使用するにあたって(改定第3版)」鈴木清一著、2009年9月、株式会社TSLソリューション発行)。
ここで、EBSD法により測定してOIMにより解析した測定点の組織加工組織である場合、結晶パターンが明確ではないため結晶方位決定の信頼性が低くなり、CI値が低くなる。特に、CI値が0.1以下の場合にその測定点の組織が加工組織であると判断される。

0011

また、特殊粒界とは、結晶学的にCSL理論(Kronberg et al:Trans.Met.Soc.AIME,185,501(1949))に基づき定義されるΣ値で3≦Σ≦29に属する対応粒界であって、かつ、当該対応粒界における固有対応部位格子方位欠陥Dqが、Dq≦15°/Σ1/2(D.G.Brandon:Acta.Metallurgica.Vol.14,p.1479,(1966))を満たす結晶粒界であるとして定義される。
一方、ランダム粒界とは、Σ値が29以下の対応方位関係があってかつDq≦15°/Σ1/2を満たす特殊粒界以外、の粒界である。

0012

なお、粒界3重点としては、3つの粒界がすべてランダム粒界であるJ0、1つの粒界が特殊粒界であるとともに2つの粒界がランダム粒界であるJ1、2つの粒界が特殊粒界であるとともに1つがランダム粒界であるJ2、3つの粒界がすべて特殊粒界であるJ3の4種類が存在している。
よって、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるJ3の全粒界3重点に対する割合NFJ3は、NFJ3=J3/(J0+J1+J2+J3)で定義される。
また、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるJ2の全粒界3重点に対する割合NFJ2は、NFJ2=J2/(J0+J1+J2+J3)で定義される。

0013

上述の構成の電子・電気機器用銅合金によれば、Mgの含有量が0.15mass%以上0.35mass%未満の範囲内とされているので、銅の母相中にMgが固溶することにより、導電率を大きく低下させることなく、強度、耐応力緩和特性を向上させることが可能となる。
また、Pを0.0005mass%以上0.01mass%未満の範囲内で含んでいるので、Mgを含む銅合金溶湯の粘度を下げることができ、鋳造性を向上させることができる。
そして、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、〔Mg〕+20×〔P〕<0.5の関係を満足しているので、MgとPを含む粗大な晶出物の生成を抑制でき、冷間加工性及び曲げ加工性が低下することを抑制できる。

0014

また、圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、母相をEBSD法により10000μm2以上の測定面積を測定間隔0.25μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間を結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、OIMから解析された粒界3重点において、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるJ3の全粒界3重点に対する割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるJ2の全粒界3重点に対する割合をNFJ2としたとき、0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45を満たしているので、粒界に沿って亀裂が進展しやすくなり、プレス加工時の打ち抜き加工性を向上させることが可能となる。

0015

ここで、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、導電率が75%IACS超えであることが好ましい。
この場合、導電率が十分に高いため、従来、純銅を用いていた用途にも適用することが可能となる。

0016

また、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、〔Mg〕/〔P〕≦400の関係を満たすことが好ましい。
この場合、鋳造性を低下させるMgの含有量と鋳造性を向上させるPの含有量との比率を、上述のように規定することにより、鋳造性を確実に向上させることができる。

0017

さらに、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の0.2%耐力が200MPa以上450MPa以下の範囲内であることが好ましい。
この場合、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の0.2%耐力が200MPa以上450MPa以下の範囲内とされているので、厚さ0.5mmを超える板条材としてコイル状に巻き取っても、巻き癖がつくことがなく、取り扱いが容易となり、高い生産性を達成することができる。このため、大電流高電圧向けのコネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品の銅合金として特に適している。

0018

また、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、残留応力率が150℃、1000時間で75%以上であることが好ましい。
この場合、残留応力率が上述のように規定されていることから、高温環境下で使用した場合であっても永久変形を小さく抑えることができ、例えばコネクタ端子等の接圧の低下を抑制することができる。よって、エンジンルーム等の高温環境下で使用される電子機器用部品素材として適用することが可能となる。

0019

本発明の電子・電気機器用銅合金板条材は、上述の電子・電気機器用銅合金からなり、厚さが0.5mm超えとされていることを特徴としている。
この構成の電子・電気機器用銅合金板条材によれば、上述の電子・電気機器用銅合金で構成されていることから、導電性、強度、曲げ加工性、耐応力緩和特性、打ち抜き加工性に優れており、厚肉化したコネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品の素材として特に適している。

0020

ここで、本発明の電子・電気機器用銅合金板条材においては、表面にSnめっき層又はAgめっき層を有することが好ましい。
この場合、表面にSnめっき層又はAgめっき層を有しているので、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品の素材として特に適している。なお、本発明において、「Snめっき」は、純Snめっき又はSn合金めっきを含み、「Agめっき」は、純Agめっき又はAg合金めっきを含む。

0021

本発明の電子・電気機器用部品は、上述の電子・電気機器用銅合金板条材からなることを特徴としている。なお、本発明における電子・電気機器用部品とは、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等を含むものである。
この構成の電子・電気機器用部品は、上述の電子・電気機器用銅合金板条材を用いて製造されているので、大電流用途に対応して大型化および厚肉化した場合であっても優れた特性を発揮することができる。

0022

本発明の端子は、上述の電子・電気機器用銅合金板条材からなることを特徴としている。
この構成の端子は、上述の電子・電気機器用銅合金板条材を用いて製造されているので、大電流用途に対応して大型化および厚肉化した場合であっても優れた特性を発揮することができる。

0023

本発明のバスバーは、上述の電子・電気機器用銅合金板条材からなることを特徴としている。
この構成のバスバーは、上述の電子・電気機器用銅合金板条材を用いて製造されているので、大電流用途に対応して大型化および厚肉化した場合であっても優れた特性を発揮することができる。

発明の効果

0024

本発明によれば、導電性、強度、曲げ加工性、耐応力緩和特性、鋳造性及び、打ち抜き加工性に優れた電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材、及び、この電子・電気機器用銅合金板条材からなる電子・電気機器用部品、端子、及び、バスバーを提供することができる。

図面の簡単な説明

0025

本実施形態である電子・電気機器用銅合金の製造方法のフロー図である。

0026

以下に、本発明の一実施形態である電子・電気機器用銅合金について説明する。
本実施形態である電子・電気機器用銅合金は、Mgを0.15mass%以上0.35mass%未満の範囲内、Pを0.0005mass%以上0.01mass%未満の範囲内で含み、残部がCuおよび不可避的不純物からなる組成を有する。

0027

そして、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、
〔Mg〕+20×〔P〕<0.5
の関係を有している。
さらに、本実施形態では、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、
〔Mg〕/〔P〕≦400
の関係を有していることが好ましい。

0028

そして、本発明の一実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、母相をEBSD法により10000μm2以上の測定面積を測定間隔0.25μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間を結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、OIMから解析された粒界3重点において、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるJ3の全粒界3重点に対する割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるJ2の全粒界3重点に対する割合をNFJ2としたとき、
0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45
が成り立つものとされている。

0029

また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、導電率が75%IACS超えとされていることが好ましい。
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の0.2%耐力が200MPa以上450MPa以下の範囲内であることが好ましい。すなわち、本実施形態では、電子・電気機器用銅合金の圧延材とされており、圧延の最終工程における圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の0.2%耐力が上述のように規定されているのである。
また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、残留応力率が150℃、1000時間で75%以上とされていることが好ましい。

0030

ここで、上述のように成分組成結晶組織、各種特性を規定した理由について以下に説明する。

0031

(Mg:0.15mass%以上0.35mass%未満)
Mgは、銅合金の母相中に固溶することで、高い導電率を保持したまま、強度および耐応力緩和特性を向上させる作用を有する元素である。
ここで、Mgの含有量が0.15mass%未満の場合には、その作用効果を十分に奏功せしめることができなくなるおそれがある。一方、Mgの含有量が0.35mass%以上の場合には、導電率が大きく低下するとともに、銅合金溶湯の粘性が上昇し、鋳造性が低下するおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、Mgの含有量を0.15mass%以上0.35mass%未満の範囲内に設定している。
なお、強度および耐応力緩和特性をさらに向上させるためには、Mgの含有量の下限を0.16mass%以上とすることが好ましく、0.17mass%以上とすることがさらに好ましく、0.18mass%以上とすることがより好ましい。また、導電率の低下及び鋳造性の低下を確実に抑制するためには、Mgの含有量の上限を0.32mass%以下とすることが好ましく、0.30mass%以下とすることがさらに好ましく、0.28mass%以下とすることがより好ましい。

0032

(P:0.0005mass%以上、0.01mass%未満)
Pは、鋳造性を向上させる作用効果を有する元素である。
ここで、Pの含有量が0.0005mass%未満の場合には、その作用効果を十分に奏功せしめることができないおそれがある。一方、Pの含有量が0.01mass%以上の場合には、MgとPを含有する粗大な晶出物が生成することから、この晶出物が破壊の起点となり、冷間加工時や曲げ加工時割れが生じるおそれがある。
以上のことから、本実施形態においては、Pの含有量を0.0005mass%以上0.01mass%未満の範囲内に設定している。なお、確実に鋳造性を向上させるためには、Pの含有量の下限を0.001mass%以上とすることが好ましく、0.002mass%以上とすることがさらに好ましい。また、粗大な晶出物の生成を確実に抑制するためには、Pの含有量の上限を0.009mass%未満とすることが好ましく、0.008mass%未満とすることがさらに好ましく、0.0075mass%以下とすることより好ましい。

0033

(〔Mg〕+20×〔P〕<0.5)
上述のように、MgとPが共存することにより、MgとPを含む晶出物が生成することになる。
ここで、質量比で、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕とした場合に、〔Mg〕+20×〔P〕が0.5以上となる場合には、MgおよびPの総量が多く、MgとPを含む晶出物が粗大化するとともに高密度分布し、冷間加工時や曲げ加工時に割れが生じやすくなるおそれがある。
以上のことから、本実施形態においては、〔Mg〕+20×〔P〕を0.5未満に設定している。なお、晶出物の粗大化および高密度化を確実に抑制して、冷間加工時や曲げ加工時における割れの発生を抑制するためには、〔Mg〕+20×〔P〕を0.48未満とすることが好ましく、0.46未満とすることがさらに好ましい。

0034

(〔Mg〕/〔P〕≦400)
Mgは、銅合金溶湯の粘度を上昇させ、鋳造性を低下させる作用を有する元素であることから、鋳造性を確実に向上させるためには、MgとPの含有量の比率を適正化する必要がある。
ここで、質量比で、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕とした場合に、〔Mg〕/〔P〕が400以下とすることにより、MgとPの含有量の比率が適正化され、Pの添加による鋳造性向上効果を確実に奏功せしめることが可能となる。
以上のことから、本実施形態においては、〔Mg〕/〔P〕を400以下に設定している。鋳造性をより向上させるためには、〔Mg〕/〔P〕を350以下とすることが好ましく、300以下とすることがさらに好ましい。
なお、〔Mg〕/〔P〕が過剰に低い場合には、Mgが晶出物として消費され、Mgの固溶による効果を得ることができなくなるおそれがある。MgとPを含有する晶出物の生成を抑制し、Mgの固溶による耐力、耐応力緩和特性の向上を確実に図るためには、〔Mg〕/〔P〕の下限を20超えとすることが好ましく、25超えであることがさらに好ましい。

0035

不可避不純物:0.1mass%以下)
その他の不可避的不純物としては、Ag、B、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、希土類元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Se、Te、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Au、Zn、Cd,Hg、Al、Ga、In、Ge、Sn、As、Sb、Tl、Pb、Bi、Be、N、C、Si、Li、H、O、S等が挙げられる。これらの不可避不純物は、導電率を低下させる作用があることから、総量で0.1mass%以下とする。
また、Ag、Zn、Snは銅中に容易に混入して導電率を低下させるため、総量で500massppm未満とすることが好ましい。
さらにSi、Cr、Ti、Zr、Fe、Coは、特に導電率を大きく減少させるとともに、介在物の形成により曲げ加工性を劣化させるため、これらの元素は総量で500massppm未満とすることが好ましい。

0036

(粒界3重点の割合)
プレス加工時における打ち抜き加工性は、破断時のかえり高さが小さいほど優れていることになる。ここで、プレス加工を行う材料の厚さが増すほど相対的にかえり高さが高くなる傾向にある。
プレス加工時のかえり高さを低減するためには、プレス加工時に破断が粒界に沿って速やかに発生すればよい。ランダム粒界のネットワークが長くなると粒界に沿った破断が生じやすくなる。ランダム粒界のネットワーク長を長くするためには、粒界3重点を構成する3つの粒界のうち全てが、Σ29以下であらわされる特殊粒界であるJ3、もしくは3つのうち2つが特殊粒界であるJ2の割合を制御することが重要である。

0037

そのため、本実施形態においては、圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、母相をEBSD法により10000μm2以上の測定面積を測定間隔0.25μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間を結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、OIMから解析された粒界3重点において、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるJ3の全粒界3重点に対する割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるJ2の全粒界3重点に対する割合をNFJ2としたとき、
0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45
を満足するものとしている。

0038

ここで、(NFJ2/(1−NFJ3))0.5が0.45を超えると、ランダム粒界のネットワーク長が相対的に短くなり、特殊粒界のネットワーク長が長くなるため、プレス加工時のかえり高さが高くなる。一方、(NFJ2/(1−NFJ3))0.5が0.20以下の場合は実質的に加工組織となるため、曲げ加工性が低下する。このため、本実施形態においては、(NFJ2/(1−NFJ3))0.5を、0.20超え0.45以下の範囲内とした。
なお、(NFJ2/(1−NFJ3))0.5の下限は、0.21以上であることが好ましく、0.22以上であることがさらに好ましく、0.23以上であることがより好ましい。一方、(NFJ2/(1−NFJ3))0.5の上限は、0.40以下であることが好ましく、0.35以下であることがさらに好ましい。

0039

(導電率:75%IACS超え)
本実施形態である電子・電気機器用銅合金において、導電率を75%IACS超えに設定することにより、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品として良好に使用することができる。
なお、導電率は76%IACS超えであることが好ましく、77%IACS超えであることがさらに好ましく、78%IACS超えであることがより好ましい。

0040

(0.2%耐力:200MPa以上450MPa以下)
本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、0.2%耐力を200MPa以上とすることにより、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品の素材として特に適するものとなる。なお、本実施形態では、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の0.2%耐力が200MPa以上とされている。プレスによってコネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等を製造する際には、生産性を向上させるため、コイル巻きされた条材が用いられるが、0.2%耐力が450MPaを超えるとコイルの巻き癖がつき生産性が低下する。このため、0.2%耐力は450MPa以下とすることが好ましい。
上述の0.2%耐力の下限は、220MPa以上であることが好ましく、250MPa以上であることがさらに好ましい。また、0.2%耐力の上限は、420MPa以下であることが好ましく、400MPa以下であることがさらに好ましく、380MPa以下であることがより好ましく、350MPa以下であることが最も好ましい。

0041

(残留応力率:75%以上)
本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、上述のように、残留応力率が、150℃、1000時間で75%以上とされている。
この条件における残留応力率が高い場合には、高温環境下で使用した場合であっても永久変形を小さく抑えることができ、接圧の低下を抑制することができる。よって、本実施形態である電子・電気機器用銅合金は、自動車のエンジンルーム周りのような高温環境下で使用される端子として適用することが可能となる。本実施形態では、圧延方向に対して平行方向に応力緩和試験を行った残留応力率が150℃、1000時間で75%以上とされている。
なお、残留応力率は150℃、1000時間で77%以上とすることが好ましく、150℃、1000時間で80%以上とすることがさらに好ましい。

0042

次に、このような構成とされた本実施形態である電子・電気機器用銅合金の製造方法について、図1に示すフロー図を参照して説明する。

0043

(溶解・鋳造工程S01)
まず、銅原料を溶解して得られた銅溶湯に、前述の元素を添加して成分調整を行い、銅合金溶湯を製出する。なお、各種元素の添加には、元素単体母合金等を用いることができる。また、上述の元素を含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。また、本合金のリサイクル材およびスクラップ材を用いてもよい。ここで、銅溶湯は、純度が99.99mass%以上とされたいわゆる4NCu、あるいは99.999mass%以上とされたいわゆる5NCuとすることが好ましい。溶解工程では、Mgの酸化を抑制するため、また水素濃度低減のため、H2Oの蒸気圧が低い不活性ガス雰囲気(例えばArガス)による雰囲気溶解を行い、溶解時の保持時間は最小限に留めることが好ましい。

0044

そして、成分調整された銅合金溶湯を鋳型注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。
この際、溶湯凝固時に、MgとPを含む晶出物が形成されるため、凝固速度を速くすることで晶出物サイズをより微細にすることが可能となる。そのため、溶湯の冷却速度は0.1℃/sec以上とすることが好ましく、0.5℃/sec以上とすることがさらに好ましい。

0045

均質化工程S02)
次に、得られた鋳塊の均質化のために加熱処理を行う。鋳塊の内部には、凝固の過程においてMgが偏析して濃縮することにより発生したCuとMgを主成分とする金属間化合物等が存在することがある。
そこで、これらの偏析および金属間化合物等を消失または低減させるために、鋳塊を300℃以上900℃以下にまで加熱する加熱処理を行うことで、鋳塊内において、Mgを均質に拡散させたり、Mgを母相中に固溶させたりする。なお、この均質化工程S02は、非酸化性または還元性雰囲気中で実施することが好ましい。

0046

熱間加工工程S03)
Mgの偏析は粒界に生じやすいため、Mg偏析が存在すると粒界3重点の制御が難しくなる。
そこで、組織の均一化の徹底のため、前述の均質化工程S02の後に熱間加工を実施する。熱間加工の総加工率は50%以上とすることが好ましく、60%以上とすることがさらに好ましく、70%以上であることがより好ましい。この熱間加工工程S03における加工方法に特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。また、熱間加工温度は、400℃以上900℃以下の範囲内とすることが好ましい。

0047

溶体化工程S04)
粒界におけるMg偏析の解消を徹底するために、前述の熱間加工工程S03の後に、溶体化熱処理を実施する。溶体化工程S04の条件は、加熱温度を500℃以上900℃以下の範囲内、加熱温度での保持時間を1秒以上10時間以下の範囲内とすることが好ましい。この溶体化工程S04は、前述の熱間加工工程S03と兼ねてもよい。その場合は熱間加工の終了温度を500℃超えとし、熱間加工終了後500℃以上で10秒以上保持すればよい。
ここで、加熱温度が500℃未満では、溶体化が不完全となり、母相中にCuとMgを主成分とする金属間化合物が多く残存するおそれがある。一方、加熱温度が900℃を超えると、銅素材の一部が液相となり、組織や表面状態が不均一となるおそれがある。よって、加熱温度を500℃以上900℃以下の範囲に設定している。

0048

粗加工工程S05)
所定の形状に加工するために、粗加工を行う。なお、この粗加工工程S05では、100℃以上350℃以下の温間加工を1回以上実施する。100℃以上350℃以下の温間加工を実施することで、加工中に極微小再結晶領域を増加させることができ、後の工程である中間熱処理工程S06の再結晶時に組織がランダム化するとともに、ランダム粒界の総数を増加させることができる。温間加工を1回とする場合は、粗加工工程S05の最終工程で実施する。また、温間加工に代わって、1加工工程あたりの加工率を上げることによる加工発熱を利用してもよい。その場合は、例えば圧延では1パスあたりの加工率を15%以上、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上で実施することが好ましい。温間加工の回数は望ましくは2回以上実施することが好ましい。温間加工の温度については、好ましくは150℃以上350℃以下、より好ましくは200℃超え350℃以下とすればよい。

0049

(中間熱処理工程S06)
粗加工工程S05後に、ランダム粒界の数割合の増加のための再結晶組織化および加工性向上のための軟化を目的として熱処理を実施する。熱処理の方法は特に限定はないが、好ましくは400℃以上900℃以下の保持温度、10秒以上10時間以下の保持時間で、非酸化雰囲気または還元性雰囲気中で熱処理を行う。また、加熱後の冷却方法は、特に限定しないが、水焼入など冷却速度が200℃/min以上となる方法を採用することが好ましい。
なお、粗加工工程S05及び中間熱処理工程S06は、繰り返し実施してもよい。

0050

仕上げ加工工程S07)
中間熱処理工程S06後の銅素材を所定の形状に加工するため、仕上げ加工を行う。なお、この仕上げ加工工程S07においては、耐応力緩和特性の向上のために50℃以上300℃未満の温間加工を少なくとも1回は実施する。50℃以上300℃未満の温間加工を実施することにより、加工中に導入された転位再配列するために、耐応力緩和特性が向上する。仕上げ加工工程S07は、最終的な形状によって加工方法および加工率が異なるが、条や板とする場合は圧延を実施すればよい。また1回以上の温間加工以外の工程については、通常の冷間加工とすればよい。50℃以上300℃未満の温間加工に替えて、1加工工程あたりの加工率を上げて、その加工発熱を利用してもよい。その場合は、例えば圧延では1パスあたりの加工率を10%以上とすればよい。
また、加工率は、最終形状に近似するように適宜選択されることになるが、仕上げ加工工程S07において加工硬化によって引張強度を200MPaから450MPaの間にするためには、加工率の上限を75%以下とすることが好ましく、65%以下とすることがさらに好ましく、60%以下とすることがより好ましく、40%未満とすることが最も好ましい。

0051

仕上げ熱処理工程S08)
次に、仕上げ加工工程S07によって得られた塑性加工材に対して、耐応力緩和特性の向上および低温焼鈍硬化のために、または残留ひずみの除去のために、仕上げ熱処理を実施する。熱処理温度は、100℃以上800℃以下の範囲内とすることが好ましい。なお、この仕上げ熱処理工程S08においては、再結晶による粒界3重点における特殊粒界の数割合を抑制するために、熱処理条件(温度、時間、冷却速度)を設定する必要がある。例えば200℃から300℃の範囲では10秒以上10時間以下の保持時間とすることが好ましい。この熱処理は、非酸化雰囲気または還元性雰囲気中で行うことが好ましい。熱処理の方法は特に限定はないが、製造コスト低減の効果から、連続焼鈍炉による高温短時間の熱処理が好ましい。
さらに、上述の仕上げ加工工程S07と仕上げ熱処理工程S08とを、繰り返し実施してもよい。

0052

このようにして、本実施形態である電子・電気機器用銅合金(電子・電気機器用銅合金板条材)が製出されることになる。電子・電気機器用銅合金板条材の厚さの上限は特にないが、電子・電気機器用銅合金板条材をプレス加工によりコネクタや端子、バスバーとする際に、厚さが5.0mmを超えるとプレス機荷重が著しく増大すること、及び、単位時間あたりの生産性が落ちることになり、コスト高になる。このため、本実施形態においては、電子・電気機器用銅合金板条材の厚さを0.5mm超え5.0mm以下とすることが好ましい。なお、電子・電気機器用銅合金板条材の厚さの下限は、1.0mm超えとすることが好ましく、3.0mm超えとすることがさらに好ましい。

0053

ここで、本実施形態である電子・電気機器用銅合金板条材は、そのまま電子・電気機器用部品に使用してもよいが、板面の一方、もしくは両面に、膜厚0.1〜100μm程度のSnめっき層またはAgめっき層を形成してもよい。
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金(電子・電気機器用銅合金板条材)を素材として、打ち抜き加工曲げ加工等を施すことにより、例えばコネクタやプレスフィット等の端子、バスバーといった電子・電気機器用部品が成形される。

0054

以上のような構成とされた本実施形態である電子・電気機器用銅合金によれば、Mgの含有量が0.15mass%以上0.35mass%未満の範囲内とされているので、銅の母相中にMgが固溶することで、導電率を大きく低下させることなく、強度、耐応力緩和特性を向上させることが可能となる
また、Pを0.0005mass%以上0.01mass%未満の範囲内で含んでいるので、鋳造性を向上させることができる。

0055

また、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、〔Mg〕+20×〔P〕<0.5の関係を満足しているので、MgとPの粗大な晶出物の生成を抑制でき、冷間加工性及び曲げ加工性が低下することを抑制できる。
さらに、本実施形態では、Mgの含有量〔Mg〕とPの含有量〔P〕が質量比で、〔Mg〕/〔P〕≦400の関係を満たしているので、鋳造性を低下させるMgの含有量と鋳造性を向上させるPの含有量との比率が適正化され、P添加の効果により、鋳造性を確実に向上させることができる。

0056

そして、圧延の幅方向に対して直交する面を観察面として、母相をEBSD法により10000μm2以上の測定面積を測定間隔0.25μmステップで測定して、データ解析ソフトOIMにより解析されたCI値が0.1以下である測定点を除いて解析し、隣接する測定間の方位差が15°を超える測定点間を結晶粒界とし、Σ29以下の対応粒界を特殊粒界とし、それ以外をランダム粒界とした際、OIMから解析された粒界3重点において、粒界3重点を構成する3つの粒界全てが特殊粒界であるJ3の全粒界3重点に対する割合をNFJ3とし、粒界3重点を構成する2つの粒界が特殊粒界であり、1つがランダム粒界であるJ2の全粒界3重点に対する割合をNFJ2としたとき、
0.20<(NFJ2/(1−NFJ3))0.5≦0.45
が成り立つので、ランダム粒界ネットワークの長さが長く、プレス加工時に速やかに粒界に沿った破壊が生じるため、プレス打ち抜き加工性にも優れている。

0057

さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の0.2%耐力が200MPa以上450MPa以下の範囲内とされており、導電率が75%IACS超えとされているので、高電圧、大電流用途に応じて厚肉化された電子・電気機器用部品に適しており、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品の素材として特に適している。

0058

また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金においては、残留応力率が150℃、1000時間で75%以上とされているので、高温環境下で使用した場合であっても永久変形を小さく抑えることができ、例えばコネクタ端子等の接圧の低下を抑制することができる。よって、エンジンルーム等の高温環境下で使用される電子機器用部品の素材として適用することが可能となる。

0059

また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金板条材は、上述の電子・電気機器用銅合金で構成されていることから、この電子・電気機器用銅合金板条材に曲げ加工等を行うことで、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品を製造することができる。
なお、表面にSnめっき層又はAgめっき層を形成した場合には、コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等の電子・電気機器用部品の素材として特に適している。

0060

さらに、本実施形態である電子・電気機器用部品(コネクタやプレスフィット等の端子、バスバー等)は、上述の電子・電気機器用銅合金で構成されているので、大型化および厚肉化しても優れた特性を発揮することができる。

0061

以上、本発明の実施形態である電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材、電子・電気機器用部品(端子、バスバー等)について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述の実施形態では、電子・電気機器用銅合金の製造方法の一例について説明したが、電子・電気機器用銅合金の製造方法は、実施形態に記載したものに限定されることはなく、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。

0062

以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
純度99.99mass%以上の無酸素銅ASTMB152 C10100)からなる銅原料を準備し、これを高純度グラファイト坩堝内に装入して、Arガス雰囲気とされた雰囲気炉内において高周波溶解した。得られた銅溶湯内に、各種添加元素を添加して表1に示す成分組成に調製し、鋳型に注湯して鋳塊を製出した。なお、本発明例1,11及び比較例5は断熱材(イソウール)鋳型、それ以外の本発明例、比較例はカーボン鋳型を用いた。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約25mm×幅約150mm×長さ約100mmとした。鋳造時の冷却速度を表2に示す。
得られた鋳塊の鋳肌近傍を面削した。その後、Arガス雰囲気中において、電気炉を用いて表2に記載の温度条件で4時間の加熱を行い、均質化処理を行った。

0063

均質化熱処理後の鋳塊を熱間圧延し、厚さ約12mmまで熱間圧延を実施した。その後、切断し、電気炉を用いて、表2に記載の条件で1時間の加熱を行い、溶体化処理を実施した。
溶体化処理後圧延ロールを300℃まで加熱し、表2に示す圧延率粗圧延を実施した。

0064

粗圧延後は、電気炉とソルトバス炉を用いて表2に記載された温度条件で、平均結晶粒径がおおよそ5μmから15μmの間となるように中間熱処理を行った。電気炉を用いた熱処理ではAr雰囲気で実施した。
なお、中間熱処理後の平均結晶粒径は、次のようにして調べた。圧延の幅方向に対して直交する面、すなわちTD(Transverse Direction)面を観察面とし、鏡面研磨エッチングを行ってから、光学顕微鏡にて、圧延方向が写真の横になるように撮影し、1000倍の視野(約300×200μm2)で観察を行った。そして、結晶粒径をJIS H 0501の切断法に従い、写真縦、横の所定長さの線分を5本ずつ引き、完全に切られる結晶粒数を数え、その切断長さの平均値を平均結晶粒径として算出した。

0065

中間熱処理を行った銅素材を、適宜、最終形状に適した形にするために、切断するとともに、酸化被膜を除去するために表面研削を実施した。その後、圧延ロールを200℃に加熱し、表2に記載された圧延率で仕上げ圧延(仕上げ加工)を実施し、本発明例1〜10、及び、比較例1,4では、厚さ3.5mm、幅約150mmの薄板を製出した。また、本発明例11〜20、及び、比較例2,3では、厚さ1.2mm、幅約150mmの薄板を製出した
そして、仕上げ圧延(仕上げ加工)後に、電気炉もしくはソルトバス炉を用いて表2に記載の条件で、仕上げ熱処理を実施し、その後、水焼入れを行い、特性評価用薄板を作製した。

0066

そして、以下の項目について評価を実施した。評価結果を表3に示す。

0067

(鋳造性)
鋳造性の評価として、前述の鋳造時における肌荒れの有無を観察した。目視で肌荒れがほとんど認められなかったものを「◎」、深さ1mm未満の肌荒れが発生したものを「○」、深さ1mm以上2mm未満の肌荒れが発生したものを「△」とした。また深さ2mm以上の大きな肌荒れが発生したものは「×」とし、途中で評価を中止した。
なお、肌荒れの深さとは、鋳塊の端部から中央部に向かう肌荒れの深さのことである。

0068

(粒界3重点割合)
圧延の幅方向に対して直交する断面、すなわちTD面(Transverse direction)を観察面として、EBSD測定装置及びOIM解析ソフトによって、次のように結晶粒界(特殊粒界とランダム粒界)および粒界3重点を測定した。耐水研磨紙ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、EBSD測定装置(FEI社製Quanta FEG 450,EDAX/TSL社製(現 AMETEK社) OIM Data Collection)と、解析ソフト(EDAX/TSL社製(現 AMETEK社)OIM Data Analysis ver.7.2)によって、電子線の加速電圧20kV、測定間隔0.25μmステップで10000μm2以上の測定面積で、CI値が0.1以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行い、隣接する測定点間の方位差が15°以上となる測定点間を結晶粒界とした。また、各粒界3重点を構成する3つの粒界についてはNeighboring grid pointでの算出したCSL signma valueの値を用いて、特殊粒界およびランダム粒界を識別した。Σ29を超える対応粒界についてはランダム粒界とみなした。

0069

機械的特性
特性評価用条材からJIS Z 2241に規定される13B号試験片採取し、JIS Z 2241のオフセット法により、0.2%耐力を測定した。なお、試験片は、圧延方向に平行な方向で採取した。

0070

(導電率)
特性評価用条材から幅10mm×長さ150mmの試験片を採取し、4端子法によって電気抵抗を求めた。また、マイクロメータを用いて試験片の寸法測定を行い、試験片の体積を算出した。そして、測定した電気抵抗値と体積とから、導電率を算出した。なお、試験片は、その長手方向が特性評価用条材の圧延方向に対して平行になるように採取した。

0071

(耐応力緩和特性)
耐応力緩和特性試験は、日本伸銅協会技術標準JCBA−T309:2004の片持はりねじ式に準じた方法によって応力負荷し、150℃の温度で1000時間保持後の残留応力率を測定した。
試験方法としては、各特性評価用条材から圧延方向に対して平行する方向に試験片(幅10mm)を採取し、試験片の表面最大応力が耐力の80%となるように、初期たわみ変位を2mmと設定し、スパン長さを調整した。上記表面最大応力は次式で定められる。
表面最大応力(MPa)=1.5Etδ0/Ls2
ただし、
E:ヤング率(MPa)
t:試料の厚さ(t=1.2mmもしくは3.5mm)
δ0:初期たわみ変位(2mm)
Ls:スパン長さ(mm)
である。
150℃の温度で、1000h保持後の曲げ癖から、残留応力率を測定し、耐応力緩和特性を評価した。なお残留応力率は次式を用いて算出した。
残留応力率(%)=(1−δt/δ0)×100
ただし、
δt:150℃で1000h保持後の永久たわみ変位(mm)−常温で24h保持後の永久たわみ変位(mm)
δ0:初期たわみ変位(mm)
である。

0072

(曲げ加工性)
日本伸銅協会技術標準JCBA−T307:2007の4試験方法に準拠して曲げ加工を行った。本発明例1〜10については、特性評価用薄板から幅3.5mm×長さ30mmの試験片を切断、複数採取し、切断面を研磨した後、圧延方向に対して曲げの軸が直交方向になるように、曲げ角度が90度、曲げ半径が2mm(R/t=0.6)のW型の治具を用い、W曲げ試験を行った。一方、本発明例11〜20及び比較例2,3については、特性評価用薄板から幅10mm×長さ30mmの試験片を切断、複数採取し、切断面を研磨した後、圧延方向に対して曲げの軸が直交方向になるように、曲げ角度が90度、曲げ半径が0.75mm(R/t=0.6)のW型の治具を用い、W曲げ試験を行った。
曲げ部の外周部を目視で観察して割れが観察された場合は「×」、大きなしわが観察された場合は「○」、破断や微細な割れ、大きなしわを確認できない場合を「◎」として判定を行った。なお、「◎」、「○」は許容できる曲げ加工性と判断した。

0073

(打ち抜き加工性)
特性評価用条材から金型円孔(φ8mm)を多数打ち抜いて、かえり高さの測定により評価を行った。
金型のクリアランス板厚に対して約3%とし、50spm(stroke per minute)の打ち抜き速度により打ち抜きを行った。かえり高さの測定は穴抜き側の切口面を観察し、10点計測し、板厚に対しての割合で評価した。
かえり高さの最も高いものが板厚に対して2.5%以下のものを「◎」と評価し、2.5%超え3.0%以下のものを「〇」、3.0%を超えるものを「×」と評価した。

0074

0075

0076

0077

比較例1は、Mgの含有量が本発明の範囲よりも少なく、0.2%耐力が低く、強度不足であり、さらに耐応力緩和特性が不足していた。
比較例2は、〔Mg〕+20×〔P〕が本発明の範囲外であったため、曲げ加工性が「×」評価であった。
比較例3は、Mgの含有量が本発明の範囲よりも多く、〔Mg〕+20×〔P〕が本発明の範囲外であったため、曲げ加工性が「×」評価であった。さらには導電率が低かった。そのため、他の評価は実施しなかった。
比較例4は、(NFJ2/(1−NFJ3))0.5が本発明の範囲外であったため、ランダム粒界のネットワーク長が短くなり、打ち抜き加工性が低下した。そのため、曲げ加工性および耐応力緩和特性の評価は実施しなかった。
比較例5は、Mgの含有量が本発明の範囲よりも多く、かつ、〔Mg〕/〔P〕も400を超えており、非常に深い肌荒れが発生したため、その後の評価を中止した。

実施例

0078

これに対して、本発明例においては、0.2%耐力、導電率、耐応力緩和特性、曲げ加工性、鋳造性、打ち抜き加工性に優れていることが確認される。
以上のことから、本発明例によれば、導電性、強度、曲げ加工性、耐応力緩和特性、鋳造性、打ち抜き加工性に優れた電子・電気機器用銅合金、電子・電気機器用銅合金板条材を提供できることが確認された。

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