CN108431256A - 电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及继电器用可动片 - Google Patents

电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及继电器用可动片 Download PDF

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Abstract

本发明的特征在于，含有0.15质量％以上且小于0.35质量％范围内的Mg和0.0005质量％以上且小于0.01质量％范围内的P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，导电率超过75％IACS，并且Mg的含量〔Mg〕(质量％)与P的含量〔P〕(质量％)满足〔Mg〕+20×〔P〕＜0.5的关系式，H的含量为10质量ppm以下，O的含量为100质量ppm以下，S的含量为50质量ppm以下，C的含量为10质量ppm以下。

Description

电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子 电气设备用组件、端子、汇流条及继电器用可动片
技术领域
本申请发明涉及一种适合于连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件的电子电气设备用铜合金及由该电子电气设备用铜合金构成的电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子、汇流条以及继电器用可动片。
本申请主张基于2016年3月30日于日本申请的专利申请2016-069079号及2017年3月28日于日本申请的专利申请2017-063258号的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
迄今，在连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件中使用导电性较高的铜或铜合金。
在此，随着电子设备或电气设备等的小型化，要求使用于这些电子设备或电气设备等的电子电气设备用组件的小型化及薄壁化。因此，作为构成电子电气设备用组件的材料，要求高强度和良好的弯曲加工性。并且，对在汽车引擎室等高温环境下使用的连接器等的端子还要求其具有耐应力松弛特性。
在此，作为使用于连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件的材料，例如在专利文献1、2中提出了Cu-Mg系合金。
专利文献1：日本特开2007-056297号公报(A)
专利文献2：日本特开2014-114464号公报(A)
然而，专利文献1中记载的Cu-Mg系合金中，P的含量为0.08～0.35质量％而比较多，冷加工性及弯曲加工性不太充分，很难成型规定形状的电子电气设备用组件。
并且，专利文献2中记载的Cu-Mg系合金中，Mg的含量为0.01～0.5质量％及P的含量为0.01～0.5质量％，因此产生粗大的结晶物，冷加工性及弯曲加工性不太充分。
此外，上述Cu-Mg系合金中，因Mg使得铜合金熔液的粘度上升，因此存在若不添加P则导致铸造性下降等问题。
并且，上述专利文献1、2中没有考虑O的含量和S的含量，产生了由Mg氧化物和Mg硫化物等构成的夹杂物，导致在加工时成为缺陷且使冷加工性及弯曲加工性劣化。此外，没有考虑H的含量，因此在铸锭内产生气孔缺陷，导致在加工时成为缺陷且使冷加工性及弯曲加工性劣化。而且，没有考虑C的含量，因此因铸造时卷入C而产生的缺陷而使冷加工性劣化。
发明内容
本发明是鉴于前述情况而完成的，其目的在于提供一种导电性、冷加工性、弯曲加工性及铸造性优异的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子、汇流条以及继电器用可动片。
为了解决该课题，本申请发明人等经深入研究之后获得了如下见解：通过将合金中所含有的Mg及P的含量设定在规定的关系式的范围内，并且规定H、O、C、S的含量，从而能够减少含有Mg和P的结晶物及由Mg氧化物和Mg硫化物等构成的夹杂物，不降低冷加工性及弯曲加工性便能够提高强度、耐应力松弛特性、铸造性。
本申请发明是根据上述见解而完成的，本申请发明的一方式的电子电气设备用铜合金(以下，称为“本申请发明的电子电气设备用铜合金”)的特征在于，含有0.15质量％以上且小于0.35质量％范围内的Mg和0.0005质量％以上且小于0.01质量％范围内的P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，导电率超过75％IACS，并且Mg的含量〔Mg〕(质量％)与P的含量〔P〕(质量％)满足〔Mg〕+20×〔P〕＜0.5的关系式，且H的含量为10质量ppm以下，O的含量为100质量ppm以下，S的含量为50质量ppm以下，C的含量为10质量ppm以下。
根据上述结构的电子电气设备用铜合金，Mg的含量在0.15质量％以上且小于0.35质量％的范围内，因此Mg在铜的母相中固溶，从而不会使导电率大幅下降，便能够提高强度、耐应力松弛特性。
并且，含有0.0005质量％以上且小于0.01质量％范围内的P，因此能够提高铸造性。
而且，Mg的含量〔Mg〕与P的含量〔P〕以质量比计满足如下关系：
〔Mg〕+20×〔P〕＜0.5，
因此能够抑制含有Mg和P的粗大结晶物的生成，且能够抑制冷加工性及弯曲加工性下降。
此外，O的含量为100质量ppm以下且S的含量为50质量ppm以下，因此能够减少由Mg氧化物和Mg硫化物等构成的夹杂物，且能够抑制加工时的缺陷的产生。并且，通过与O及S反应，能够防止Mg的消耗，且能够抑制力学特性的劣化。
并且，H的含量为10质量ppm以下，因此能够抑制铸锭内产生气孔缺陷，且能够抑制加工时的缺陷的产生。
此外，C的含量为10质量ppm以下，因此能够确保冷加工性，且能够抑制加工时的缺陷的产生。
并且，导电率超过75％IACS，因此能够应用于迄今为止使用纯铜的用途中。
在此，本申请发明的电子电气设备用铜合金中，优选Mg的含量〔Mg〕(质量％)与P的含量〔P〕(质量％)满足如下关系式：〔Mg〕/〔P〕≤400。
该情况下，通过如上述那样规定降低铸造性的Mg的含量和提高铸造性的P的含量的比率，能够可靠地提高铸造性。
并且，本申请发明的电子电气设备用铜合金中，在与轧制方向正交的方向上进行拉伸测试时的0.2％屈服强度优选为300MPa以上。
该情况下，如上述那样规定在与轧制方向正交的方向上进行拉伸测试时的0.2％屈服强度，因此不轻易变形，作为连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等构成电子电气设备用组件的铜合金尤其适合。
并且，本申请发明的电子电气设备用铜合金中，优选残余应力率在150℃、1000小时条件下为50％以上。
该情况下，由于如上述那样规定残余应力率，因此即使在高温环境下使用的情况下也能够将永久变形抑制得较小，例如能够抑制连接器端子等的接触压力的下降。因此，能够作为在引擎室等高温环境下使用的电子电气设备用组件的原材料进行应用。
本申请发明的另一方式的电子电气设备用铜合金板条材(以下，称为“本申请发明的电子电气设备用铜合金板条材”)的特征在于，其由上述电子电气设备用铜合金构成。
根据该结构的电子电气设备用铜合金板条材，由于由上述电子电气设备用铜合金构成，因此导电性、强度、冷加工性、弯曲加工性、耐应力松弛特性优异，作为连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件的原材料尤其适合。
另外，本申请发明的电子电气设备用铜合金板条材包括板材及将该板材缠绕成线圈状而成的条材。
在此，本申请发明的电子电气设备用铜合金板条材中，优选表面具有镀Sn层或镀Ag层。
该情况下，表面具有镀Sn层或镀Ag层，因此作为连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件的原材料尤其适合。另外，本申请发明中，“镀Sn”包括镀纯Sn或镀Sn合金，“镀Ag”包括镀纯Ag或镀Ag合金。
本申请发明的另一方式的电子电气设备用组件(以下，称为“本申请发明的电子电气设备用组件”)的特征在于，其由上述电子电气设备用铜合金板条材构成。另外，本申请发明中的电子电气设备用组件包括连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等。
该结构的电子电气设备用组件使用上述电子电气设备用铜合金板条材来制造，因此即使在小型化及薄壁化的情况下也能够发挥优异的特性。
并且，本申请发明的电子电气设备用组件中，可以在表面具有镀Sn层或镀Ag层。另外，镀Sn层及镀Ag层可以预先形成于电子电气设备用铜合金板条材，也可以在成型电子电气设备用组件之后形成。
本申请发明的另一方式的端子(以下，称为“本申请发明的端子”)的特征在于，其由上述电子电气设备用铜合金板条材构成。
该结构的端子使用上述电子电气设备用铜合金板条材来制造，因此即使在小型化及薄壁化的情况下也能够发挥优异的特性。
并且，本申请发明的端子中，可以在表面具有镀Sn层或镀Ag层。另外，镀Sn层及镀Ag层可以预先形成于电子电气设备用铜合金板条材，也可以在成型端子之后形成。
本申请发明的另一方式的汇流条(以下，称为“本申请发明的汇流条”)的特征在于，其由上述电子电气设备用铜合金板条材构成。
该结构的汇流条使用上述电子电气设备用铜合金板条材来制造，因此即使在小型化及薄壁化的情况下也能够发挥优异的特性。
并且，本申请发明的汇流条中，可以在表面具有镀Sn层或镀Ag层。另外，镀Sn层及镀Ag层可以预先形成于电子电气设备用铜合金板条材，也可以在成型汇流条之后形成。
本申请发明的另一方式的继电器用可动片(以下，称为“本申请发明的继电器用可动片”)的特征在于，其由上述电子电气设备用铜合金板条材构成。
该结构的继电器用可动片使用上述电子电气设备用铜合金板条材来制造，因此即使在小型化及薄壁化的情况下也能够发挥优异的特性。
并且，本申请发明的继电器用可动片中，可以在表面具有镀Sn层或镀Ag层。另外，镀Sn层及镀Ag层可以预先形成于电子电气设备用铜合金板条材，也可以在成型继电器用可动片之后形成。
根据本申请发明，能够提供一种导电性、冷加工性、弯曲加工性及铸造性优异的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及继电器用可动片。
附图说明
图1为本实施方式的电子电气设备用铜合金的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下，对本申请发明的一实施方式的电子电气设备用铜合金进行说明。
本实施方式的电子电气设备用铜合金具有如下组成：含有0.15质量％以上且小于0.35质量％范围内的Mg和0.0005质量％以上且小于0.01质量％范围内的P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。
并且，本实施方式电子电气设备用铜合金中，导电率超过75％IACS。
此外，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，Mg的含量〔Mg〕(质量％)与P的含量〔P〕(质量％)满足如下关系式：
〔Mg〕+20×〔P〕＜0.5。
而且，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，H的含量为10质量ppm以下，O的含量为100质量ppm以下，S的含量为50质量ppm以下，C的含量为10质量ppm以下。
并且，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，Mg的含量〔Mg〕(质量％)与P的含量〔P〕(质量％)满足如下关系式：
〔Mg〕/〔P〕≤400。
此外，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，在与轧制方向正交的方向上进行拉伸测试时的0.2％屈服强度为300MPa以上。即，本实施方式中，被设为电气设备用铜合金的轧材，且如上述那样规定在轧制的最终工序中与轧制方向正交的方向上进行拉伸测试时的0.2％屈服强度。
并且，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，残余应力率在150℃、1000小时条件下为50％以上。
在此，以下对如上述那样规定成分组成、各种特性的理由进行说明。
(Mg：0.15质量％以上且小于0.35质量％)
Mg为具有通过固溶于铜合金的母相中而不会大幅降低导电率且提高强度及耐应力松弛特性的作用的元素。
在此，Mg的含量小于0.15质量％时，有可能无法充分发挥其作用效果。另一方面，Mg的含量为0.35质量％以上时，有可能使导电率大幅下降且铜合金熔液的粘度上升，并使铸造性下降。
基于以上考虑，本实施方式中，将Mg的含量设定在0.15质量％以上且小于0.35质量％的范围内。
另外，为了进一步提高强度及耐应力松弛特性，优选将Mg的含量设为0.16质量％以上，进一步优选设为0.17质量％以上。并且，为了可靠地抑制导电率的下降及铸造性的下降，优选将Mg的含量设为0.30质量％以下，进一步优选设为0.28质量％以下。
(P：0.0005质量％以上且小于0.01质量％)
P为具有提高铸造性的作用效果的元素。
在此，P的含量小于0.0005质量％时，有可能无法充分发挥其作用效果。另一方面，P的含量为0.01质量％以上时，有可能使含有Mg和P的结晶物粗大化，因此使得该结晶物成为破坏的起点，并在冷加工时或弯曲加工时产生破裂。
基于以上考虑，本实施方式中，将P的含量设定在0.0005质量％以上且小于0.01质量％的范围内。
另外，为了可靠地提高铸造性，优选将P的含量设为0.0007质量％以上，进一步优选设为0.001质量％以上。并且，为了可靠地抑制粗大结晶物的生成，优选将P的含量设为小于0.009质量％，进一步优选设为小于0.008质量％，更优选设为0.0075质量％以下。进一步更优选为0.0060质量％以下，最优选为小于0.0050质量％。
(〔Mg〕+20×〔P〕＜0.5)
添加有P时，如上所述Mg和P共存，从而生成含有Mg和P的结晶物。
在此，以质量％设定Mg的含量〔Mg〕与P的含量〔P〕时，〔Mg〕+20×〔P〕为0.5以上时，Mg及P的总量较多，有可能使含有Mg和P的结晶物粗大化并且高密度分布，且在冷加工时或弯曲加工时容易产生破裂。
基于以上考虑，本实施方式中，将〔Mg〕+20×〔P〕设定为小于0.5。另外，为了通过可靠地抑制结晶物的粗大化及高密度化以抑制冷加工时或弯曲加工时产生破裂，优选将〔Mg〕+20×〔P〕设为小于0.48，进一步优选设为小于0.46。进一步更优选小于0.44，最优选小于0.42。
(〔Mg〕/〔P〕≤400)
Mg为具有提升铜合金熔液的粘度并降低铸造性的作用的元素，因此为了可靠地提高铸造性，需要适当设定Mg与P的含量的比率。
在此，以质量％设定Mg的含量〔Mg〕与P的含量〔P〕时，〔Mg〕/〔P〕超过400时，Mg相对于P的含量变多，有可能使由P的添加带来的铸造性提高效果变小。
基于以上考虑，本实施方式中添加P时，将〔Mg〕/〔P〕设定为400以下。为了进一步提高铸造性，优选将〔Mg〕/〔P〕设为350以下，进一步优选设为300以下。
另外，〔Mg〕/〔P〕过低时，Mg作为结晶物而被消耗，有可能无法获得由Mg的固溶带来的效果。为了抑制含有Mg和P的结晶物的生成并可靠地实现由Mg的固溶带来的屈服强度、耐应力松弛特性的提高，优选将〔Mg〕/〔P〕的下限设为超过20，进一步优选为超过25。
(H：10质量ppm以下)
H为在铸造时与O结合而成为水蒸气，在铸锭中引起气孔缺陷的元素。该气孔缺陷在铸造时破裂的原因，在轧制时成为鼓起及剥落等缺陷的原因。可知这些破裂、鼓起及剥落等缺陷因应力集中而成为破坏的起点，因此使强度、耐应力腐食破裂特性劣化。因此，若H的含量超过10质量ppm，则容易产生上述气孔缺陷。
因此，本实施方式中将H的含量规定为10质量ppm以下。另外，为了进一步抑制气孔缺陷的产生，优选将H的含量设为4质量ppm以下，进一步优选设为2质量ppm以下。
另外，H的含量的下限没有特别设定，过度降低H的含量会造成制造成本的增加。因此，H的含量通常为0.1质量ppm以上。
(O：100质量ppm以下)
O为与铜合金中的各成分元素反应而形成氧化物的元素。这些氧化物成为破坏的起点，因此冷加工性下降，而且弯曲加工性也变差。并且，当O超过100质量ppm时，因与Mg反应而导致Mg被消耗，使Mg在Cu的母相中的固溶量减少，有可能使力学特性劣化。
因此，本实施方式中将O的含量规定为100质量ppm以下。另外，O的含量在上述范围内中尤其优选为50质量ppm以下，进一步优选为20质量ppm以下。
另外，O的含量的下限没有特别设定，过度降低O的含量会造成制造成本的增加。因此，O的含量通常为0.1质量ppm以上。
(S：50质量ppm以下)
S为以金属间化合物或复合硫化物等形态存在于结晶晶界的元素。这些存在于晶界的金属间化合物或复合硫化物在热加工时引起晶界破裂，成为加工破裂的原因。并且，这些元素成为破坏的起点，因此使冷加工性或弯曲加工性劣化。此外，由于S与Mg反应，导致Mg被消耗，使Mg在Cu的母相中的固溶量减少，有可能使力学特性劣化。
因此，本实施方式中将S的含量规定为50质量ppm以下。另外，S的含量在上述范围内尤其优选为40质量ppm以下，进一步优选为30质量ppm以下。
另外，S的含量的下限没有特别设定，过度降低S的含量会造成制造成本的增加。因此，S的含量通常为1质量ppm以上。
(C：10质量ppm以下)
C以熔液的去氧作用为目的在熔解、铸造中包覆熔液表面的方式使用，其为有可能不可避免地混入的元素。若C的含量超过10质量ppm，则铸造时的C的卷入较多。这些C和复合碳化物、C的固溶体的偏析使冷加工性劣化。
因此，本实施方式中将C的含量规定为10质量ppm以下。另外，C的含量在上述范围内尤其优选为5质量ppm以下，进一步优选为1质量ppm以下。
另外，C的含量的下限没有特别设定，过度降低C的含量会造成制造成本的增加。因此，C的含量通常为0.1质量ppm以上。
(不可避免的杂质：0.1质量％以下)
作为其他不可避免的杂质，可举出Ag、B、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、稀土类元素、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、Si、Li等。这些不可避免的杂质具有降低导电率的作用，因此总量设为0.1质量％以下。
并且，由于Ag、Zn、Sn容易混入铜中而降低导电率，优选总量小于500质量ppm。尤其为了大幅减少导电率，优选Sn以单独计小于50质量ppm。
此外，尤其Si、Cr、Ti、Zr、Fe、Co会大幅降低导电率，并且因夹杂物的形成而使弯曲加工性劣化，因此优选将这些元素的总量设为小于500质量ppm。
(导电率：超过75％IACS)
本实施方式的电子电气设备用铜合金中，通过将导电率设定为超过75％IACS，能够良好地用作连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件。
另外，导电率优选超过76％IACS，进一步优选超过77％IACS，更优选超过78％IACS，进一步更优选超过80％IACS。
(0.2％屈服强度：300MPa以上)
本实施方式的电子电气设备用铜合金中，通过将0.2％屈服强度设为300MPa以上，作为连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件的原材料尤其适合。另外，本实施方式中，在与轧制方向正交的方向上进行拉伸测试时的0.2％屈服强度为300MPa以上。
在此，上述0.2％屈服强度优选为325MPa以上，进一步优选为350MPa以上。
(残余应力率：50％以上)
本实施方式的电子电气设备用铜合金中，如上所述，残余应力率在150℃、1000小时条件下为50％以上。
该条件下的残余应力率较高时，即使在高温环境下使用的情况下，也能够将永久变形抑制地很小，且能够抑制接触压力的下降。因此，本实施方式的电子电气设备用铜合金能够作为如汽车的引擎室周围那样的高温环境下使用的端子而应用。本实施方式中，在与轧制方向正交的方向上进行应力松弛测试的残余应力率在150℃、1000小时条件下为50％以上。
另外，残余应力率优选在150℃、1000小时条件下设为60％以上，进一步优选在150℃、1000小时条件下设为70％以上。
接着，参考图1所示的流程图对这种结构的本实施方式的电子电气设备用铜合金的制造方法进行说明。
(熔解及铸造工序S01)
首先，在熔解铜原料而得到的铜熔液中，添加前述元素进行成分调整，制造出铜合金熔液。另外，添加各种元素时，能够使用元素单质或母合金等。并且，也可以将含有上述元素的原料与铜原料一并熔解。并且，也可以使用该合金的回收材及废材。在此，铜熔液优选设为纯度为99.99质量％以上的所谓4NCu或者纯度为99.999质量％以上的所谓5NCu。尤其，本实施方式中，由于如上述那样规定H、O、S、C的含量，因此筛选使用这些元素含量较少的原料。具体而言，优选使用H含量为0.5质量ppm以下、O含量为2.0质量ppm以下、S含量为5.0质量ppm以下、C含量为1.0质量ppm以下的原料。
熔解工序中，为了抑制Mg的氧化，并且为了氢浓度的降低，优选在H2O的蒸汽压较低的惰性气体气氛(例如Ar气体)的气氛下进行熔解，且将熔解时的保持时间限制在最小限度。
而且，将经成分调整的铜合金熔液注入铸模中以制作出铸锭。另外，考虑量产的情况下，优选采用连续铸造法或半连续铸造法。
此时，熔液凝固时，形成含有Mg和P的结晶物，因此能够通过加快凝固速度而使结晶物尺寸更加细微。因此，熔液的冷却速度优选设为0.1℃/sec以上，进一步优选设为0.5℃/sec以上，最优选设为1℃/sec以上。
(均质化及固溶化工序S02)
接着，为了将所得到的铸锭均质化及固溶化而进行加热处理。在铸锭的内部，存在凝固过程中通过因Mg偏析浓缩而产生且将Cu与Mg作为主成分的金属间化合物等。在此，为了使这些偏析及金属间化合物等消失或减少，进行将铸锭加热至400℃以上900℃以下的加热处理，从而在铸锭内使Mg均匀地扩散或使Mg在母相中固溶。另外，该均质化及固溶化工序S02在非酸性或还原性气氛中实施。并且，加热至400℃以上且900℃以下的铜原材料以60℃/min以上的冷却速度冷却至200℃以下的温度。
在此，加热温度小于400℃时，固溶化进行得不完整，有可能母相中会大量残存将Cu与Mg作为主成分的金属间化合物。另一方面，若加热温度超过900℃，则铜原材料的一部分成为液相，有可能使组织或表面状态变得不均匀。因此，加热温度设定在400℃以上且900℃以下的范围。更优选设为500℃以上且850℃以下，进一步更优选设为520℃以上且800℃以下。
(热加工工序S03)
为了粗加工的效率化和组织的均匀化，可以进行热加工。该热加工工序S03中的温度条件并无特别限定，优选设为400℃至900℃的范围内。并且，加工后的冷却方法优选通过水淬等以60℃/min以上的冷却速度冷却至200℃以下。此外，关于加工方法并无特别限定，例如能够采用轧制、拉拔、挤压、沟槽轧制、锻造、冲压等。
(粗加工工序S04)
为了加工成规定形状而进行粗加工。另外，该粗加工工序S04中的温度条件并无特别限定，但为了抑制再结晶或者提高尺寸精度，优选设在成为冷加工或温加工的-200℃至200℃的范围内，尤其优选为常温。加工率(轧制率)优选为20％以上，进一步优选为30％以上。并且，加工方法并无特别限定，例如能够采用轧制、拉拔、挤压、沟槽轧制、锻造、冲压等。
(中间热处理工序S05)
粗加工工序S04之后，以用于固溶化的彻底进行、再结晶组织化或提高加工性的软化为目的实施热处理。热处理的方法并无特别限定，但优选在400℃以上900℃以下的保持温度、10秒以上且10小时以下的保持时间条件下，在非氧化气氛或还原性气氛中进行热处理。并且，加热后的冷却方法并无特别限定，但优选采用水淬等冷却速度为200℃/min以上的方法。
另外，粗加工工序S04及中间热处理工序S05可以反复实施。
(精加工工序S06)
为了将中间热处理工序S05之后的铜原材料加工成规定形状而进行精加工。另外，该精加工工序S06中的温度条件并无特别限定，但为了抑制再结晶或抑制软化，优选设在成为冷加工或温加工的-200℃至200℃的范围内，尤其优选为常温。并且，适当选择加工率而使得与最终形状近似，但为了在精加工工序S06中通过加工固化而提高强度，优选将加工率设为20％以上。并且，谋求强度的进一步提高时，更优选将加工率设为30％以上，进一步更优选将加工率设为40％以上，最优选将加工率设为60％以上。并且因加工率的增加使得弯曲加工性劣化，因此优选设为99％以下。
(最终热处理工序S07)
接着，为了耐应力松弛特性的提高及低温退火固化或为了残余应变的去除，对通过精加工工序S06而得到的板条材实施最终热处理。
热处理温度优选设在100℃以上且800℃以下的范围内。另外，该最终热处理工序S07中，需要设定热处理条件(温度、时间、冷却速度)以避免因再结晶而导致强度大幅下降。例如优选在300℃下保持1秒至120秒左右。该热处理在非氧化气氛或还原性气氛中进行。
热处理的方法并无特别限定，从削减制造成本的效果考虑，优选通过连续退火炉进行短时间的热处理。
此外，也可以反复实施上述精加工工序S06和最终热处理工序S07。
以此，制作出本实施方式的电子电气设备用铜合金板条材(板材或将此设为线圈形状的条材)，另外，该电子电气设备用铜合金板条材的板厚在超过0.05mm且3.0mm以下的范围内，优选在超过0.1mm且小于3.0mm的范围内。电子电气设备用铜合金板条材的板厚为0.05mm以下时，不适合用作大电流用途的导体，板厚超过3.0mm时，很难进行冲压冲孔加工。
在此，本实施方式的电子电气设备用铜合金板条材可以直接用于电子电气设备用组件，也可以在板面的一个面或两个面形成膜厚0.1～100μm左右的镀Sn层或镀Ag层。此时，优选电子电气设备用铜合金板条材的板厚为镀层厚度的10～1000倍。
此外，通过将本实施方式的电子电气设备用铜合金(电子电气设备用铜合金板条材)作为原材料，实施冲孔加工或弯曲加工等，成型出例如连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件。
根据如上构成的本实施方式的电子电气设备用铜合金，Mg的含量在0.15质量％以上且小于0.35质量％的范围内，因此Mg在铜的母相中固溶，从而不使导电率大幅下降，便能够提高强度、耐应力松弛特性。
并且，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，P的含量在0.0005质量％以上且小于0.01质量％范围内，因此能够降低铜合金熔液的粘度，且能够提高铸造性。
并且，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，导电率超过75％IACS，因此也能够适用于要求高导电性的用途。
而且，Mg的含量〔Mg〕(质量％)与P的含量〔P〕(质量％)满足〔Mg〕+20×〔P〕＜0.5的关系式，因此能够抑制Mg与P的粗大的结晶物的生成。
并且，O的含量为100质量ppm以下且S的含量为50质量ppm以下，因此能够减少由Mg氧化物和Mg硫化物等构成的夹杂物。
此外，H的含量为10质量ppm以下，因此能够抑制铸锭内产生气孔缺陷。
并且，C的含量为10质量ppm以下，因此能够确保冷加工性。
根据以上特征，能够抑制加工时的缺陷的产生，且能够大幅提高冷加工性及弯曲加工性。
此外，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，Mg的含量〔Mg〕(质量％)与P的含量〔P〕(质量％)满足〔Mg〕/〔P〕≤400的关系式，因此降低铸造性的Mg的含量与提高铸造性的P的含量的比率合理化，通过添加P的效果，能够降低铜合金熔液的粘度，且能够可靠地提高铸造性。
并且，本实施方式的电子电气设备用铜合金中，0.2％屈服强度为300MPa以上，且残余应力率在150℃、1000小时条件下为50％以上，因此强度、耐应力松弛特性优异，因此作为连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件的原材料尤其适合。
并且，本实施方式的电子电气设备用铜合金板条材由上述电子电气设备用铜合金构成，因此通过对该电子电气设备用铜合金板条材进行弯曲加工等，能够制造出连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件。
另外，在表面形成有镀Sn层或镀Ag层时，作为连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等电子电气设备用组件的原材料尤其适合。
此外，本实施方式的电子电气设备用组件(连接器或压配件等端子、继电器用可动片、引线框架、汇流条等)由上述电子电气设备用铜合金构成，因此即使小型化及薄壁化也能够发挥优异的特性。
以上，对本申请发明的实施方式的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件(端子、汇流条等)进行了说明，但本申请发明并不限定于此，在不脱离该发明的技术思想的范围内能够进行适当变更。
例如，上述实施方式中，对电子电气设备用铜合金的制造方法的一例进行了说明，但电子电气设备用铜合金的制造方法并不限定于实施方式中所记载的内容，也可以适当选择现有的制造方法来制造。
实施例
以下，对为了确认本申请发明的效果而进行的确认实验的结果进行说明。
作为原料准备H含量为0.1质量ppm以下、O含量为1.0质量ppm以下、S含量为1.0质量ppm以下、C含量为0.3质量ppm以下、Cu的纯度为99.99质量％以上的进行筛选的铜，将该铜装入高纯度的氧化铝坩锅内，在高纯度Ar气体(露点-80℃以下)气氛中使用高频熔解炉进行了熔解。在铜合金熔液内添加各种元素并且导入H、O时，利用高纯度Ar气体(露点-80℃以下)、高纯度N2气体(露点-80℃以下)、高纯度O2气体(露点-80℃以下)、高纯度H2气体(露点-80℃以下)将熔解时的气氛设为Ar-N2-H2及Ar-O2混合气体气氛。当导入C时，熔解中在熔液表面包覆C粒子并使其与熔液接触。并且，当导入S时，直接添加了S。此外，Mg原料使用了镁纯度为99.99质量％以上的镁。由此，熔解制造出表1及表2所示的成分组成的合金熔液，并在铸模中注入熔液而制作出铸锭。另外，本发明例11使用了碳铸模，本发明例28使用了绝热材(ISOWOOL)铸模，本发明例1～10、12～27、29～37与比较例1～11将具备水冷功能的铜合金铸模用作了铸造用的铸模。并且，将铸锭的大小设为厚度约20mm×宽度约200mm×长度约300mm。
从所获得的铸锭中对铸件表皮附近进行端面切削，切出16mm×200mm×100mm的块体。
在Ar气体气氛中，将该块体以表3及表4中记载的温度条件进行4小时加热，并且进行均质化及固溶化处理。
为了将进行热处理的铜原材料适当地形成为与最终形状相适合的形状，在切断的同时实施了表面磨削。之后，在常温下以表3及表4中记载的轧制率实施了粗轧制。
而且，以表3及表4中记载的条件在Ar气气氛下对所获得的条材实施了中间热处理。之后，实施了水淬。
接着，以表3及表4所示的轧制率实施精轧制，制作出厚度0.5mm、宽度约200mm的薄板。进行上述精轧制时，在表面涂布轧制油并进行了冷轧。
而且，精轧制之后，以表3及表4所示的条件在Ar气氛中实施最终热处理，之后进行水淬，制作出特性评价用薄板。
(成分组成)
使用如上获得的特性评价用薄板进行了成分分析。此时，利用电感耦合等离子体发射光谱分析法进行了Mg及P的分析。并且，利用导热法进行H的分析，利用红外线吸收法进行了O、S、C的分析。
(铸造性)
作为铸造性的评价，对前述铸造时的表面龟裂的有无进行了观察。将用肉眼完全或几乎确认不到表面龟裂的情况评为A，将产生了深度小于1mm的较小表面龟裂的情况评为B，将产生深度1mm以上且小于2mm的表面龟裂的情况评为C。并且，将产生深度2mm以上的较大表面龟裂的情况评为D，且中途终止了评价。将评价结果示于表5及表6。
另外，表面龟裂的深度是指从铸锭的端部朝向中央部的表面龟裂的深度。
(力学特性)
从特性评价用条材中采集JIS Z 2241中规定的13B号测试样品，通过JIS Z 2241的微量残余伸长法测定了0.2％屈服强度。另外，在与轧制方向正交的方向上采集了测试样品。将评价结果示于表5及表6。
(拉伸测试的断裂次数)
使用上述13B号测试样品来进行10次拉伸测试，将承受0.2％屈服强度之前在弹性区域中拉伸测试样品断裂的个数设为拉伸测试的断裂次数来进行了测定。将评价结果示于表5及表6。
另外，弹性区域是指在应力应变曲线中满足线性关系的区域。该断裂次数越多，则加工性因夹杂物而越下降。
(导电率)
从特性评价用条材采集宽度10mm×长度150mm的测试样品，通过四端子法求出了电阻。并且，使用千分尺进行测试样品的尺寸测定，计算出测试样品的体积。而且，从所测定的电阻值与体积计算出导电率。另外，以其长度方向与特性评价用条材的轧制方向垂直的方式采集了测试样品。将评价结果示于表5及表6。
(耐应力松弛特性)
关于耐应力松弛特性测试，遵照日本伸铜协会技术标准JCBA-T309：2004的悬臂梁螺纹式方法施加应力，并测定了在150℃的温度下保持1000小时之后的残余应力率。
作为测试方法，从各特性评价用条材中，在与轧制方向正交的方向上采集测试样品(宽度10mm)，以使测试样品的表面最大应力成为屈服强度的80％的方式，将初始挠曲位移设定为2mm，并调整了跨距长度。上述表面最大应力通过下式确定。
表面最大应力(MPa)＝1.5Etδ0/Ls 2
其中，
E：杨氏系数(MPa)
t：试料的厚度(t＝0.5mm)
δ0：初始挠曲位移(2mm)
Ls：跨距长度(mm)
根据150℃温度下保持1000小时之后的弯曲特性测定残余应力率，并评价了耐应力松弛特性。另外，利用下式计算出残余应力率。
残余应力率(％)＝(1-δt/δ0)×100
其中，
δt：150℃下保持1000小时之后的永久挠曲位移(mm)-常温下保持24h之后的永久挠曲位移(mm)
δ0：初始挠曲位移(mm)。
(弯曲加工性)
遵照日本伸铜协会技术标准JCBA-T307：2007的4测试方法进行了弯曲加工。以弯曲轴与轧制方向成为正交方向的方式从特性评价用薄板中采集多个宽度10mm×长度30mm的测试样品。使用弯曲角度设为90度、精轧制率超过85％时弯曲半径为1.0mm(R/t＝2)、精轧制率为85％以下时弯曲半径为0.5mm(R/t＝1)的W型夹具，进行了W弯曲测试。
肉眼观察弯曲部的外周部，在观察到破裂时判定为“C”，观察到较大的褶皱时判定为B，确认不到断裂和微细的破裂、较大的褶皱时判定为A。另外，将A及B判断为可容许的弯曲加工性。将评价结果示于表5及表6。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
比较例1的Mg的含量少于本申请发明的范围(0.15质量％以上且小于0.35质量％的范围)，0.2％屈服强度较低，强度不充分。
比较例2的Mg的含量多于本申请发明的范围(0.15质量％以上且小于0.35质量％的范围)，导电率较低。
比较例3的P的含量多于本申请发明的范围(0.0005质量％以上且小于0.01质量％的范围)，粗轧制时产生了较大的破边，因此终止后续的评价。
比较例4～6的〔Mg〕+20×〔P〕超过0.5，粗轧制时产生了较大的破边，因此终止后续的评价。
比较例7的H的含量高于本申请发明的范围(10质量ppm以下)，粗轧制时产生了较大的破边，因此终止后续的评价。
比较例8的O的含量高于本申请发明的范围(100质量ppm以下)，实施了10次拉伸测试，结果确认到产生了8次弹性区域中的拉伸测试样品的断裂及由夹杂物引起的加工性的劣化。弯曲加工性也不充分。
比较例9的S的含量高于本申请发明的范围(50质量ppm以下)，实施了10次拉伸测试，结果确认到产生了8次弹性区域中的拉伸测试样品的断裂及由夹杂物引起的加工性的劣化。弯曲加工性也不充分。
比较例10、11的C的含量高于本申请发明的范围(10质量ppm以下)，实施了10次拉伸测试的结果，确认到产生了6次及7次弹性区域中的拉伸测试样品的断裂及由夹杂物引起的加工性的劣化。弯曲加工性也不充分。
相比之下，在本发明例中确认到铸造性、强度(0.2％屈服强度)、导电率、耐应力松弛特性(残余应力率)、弯曲加工性优异的结果。此外，实施10次拉伸测试，结果确认到没有出现弹性区域中的拉伸测试样品的断裂，加工性尤其优异。
基于以上内容，确认到根据本发明例能够提供一种导电性、冷加工性、弯曲加工性及铸造性优异的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材。
产业上的可利用性
能够提供一种即使用于随着小型化而薄壁化的部件的情况下，也具备优异的导电性、冷加工性、弯曲加工性及铸造性的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及继电器用可动片。

Claims (14)

1.一种电子电气设备用铜合金，其特征在于，
含有0.15质量％以上且小于0.35质量％范围内的Mg和0.0005质量％以上且小于0.01质量％范围内的P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，
导电率超过75％IACS，
并且，Mg的含量〔Mg〕与P的含量〔P〕满足如下关系式：
〔Mg〕+20×〔P〕＜0.5，
H的含量为10质量ppm以下，O的含量为100质量ppm以下，S的含量为50质量ppm以下，C的含量为10质量ppm以下，
其中，Mg的含量及P的含量的单位为质量％。
2.根据权利要求1所述的电子电气设备用铜合金，其特征在于，
Mg的含量〔Mg〕与P的含量〔P〕满足如下关系式：
〔Mg〕/〔P〕≤400，
其中，Mg的含量及P的含量的单位为质量％。
3.根据权利要求1或2所述的电子电气设备用铜合金，其特征在于，
在与轧制方向正交的方向上进行拉伸测试时的0.2％屈服强度为300MPa以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子电气设备用铜合金，其特征在于，
残余应力率在150℃、1000小时条件下为50％以上。
5.一种电子电气设备用铜合金板条材，其特征在于，由权利要求1至4中任一项所述的电子电气设备用铜合金构成。
6.根据权利要求5所述的电子电气设备用铜合金板条材，其特征在于，
表面具有镀Sn层或镀Ag层。
7.一种电子电气设备用组件，其特征在于，由权利要求5或6所述的电子电气设备用铜合金板条材构成。
8.根据权利要求7所述的电子电气设备用组件，其特征在于，
表面具有镀Sn层或镀Ag层。
9.一种端子，其特征在于，由权利要求5或6所述的电子电气设备用铜合金板条材构成。
10.根据权利要求9所述的端子，其特征在于，
表面具有镀Sn层或镀Ag层。
11.一种汇流条，其特征在于，由权利要求5或6所述的电子电气设备用铜合金板条材构成。
12.根据权利要求11所述的汇流条，其特征在于，
表面具有镀Sn层或镀Ag层。
13.一种继电器用可动片，其特征在于，由权利要求5或6所述的电子电气设备用铜合金板条材构成。
14.根据权利要求13所述的继电器用可动片，其特征在于，
表面具有镀Sn层或镀Ag层。
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