JP6464740B2 - Copper alloy for electronic and electrical equipment, copper alloy sheet for electronic and electrical equipment, parts for electronic and electrical equipment, terminals and bus bars - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置のコネクタや、その他の端子、電磁リレーの可動導電片、リードフレーム、バスバーなどの電子・電気機器用部品として使用される電子・電気機器用銅合金、それを用いた電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用部品、端子およびバスバーに関するものである。 The present invention relates to a copper alloy for electronic / electric equipment used as a component for electronic / electric equipment such as a connector of a semiconductor device, other terminals, a movable conductive piece of an electromagnetic relay, a lead frame, a bus bar, and an electronic device using the same -It relates to copper alloy thin plates for electrical equipment, parts for electronic and electrical equipment, terminals and bus bars.
従来、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、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。
電子機器や電気機器等の小型化にともない、これら電子機器や電気機器等に使用される電子・電気機器用部品の小型化および薄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として、ばね性、耐力、曲げ加工性に優れた銅合金が要求されている。特に、非特許文献１に記載されているように、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、バスバー等の電子・電気機器用部品として使用される銅合金としては、耐力が高いものが望ましい。
Conventionally, copper or copper alloy having high conductivity is used for electronic / electric equipment parts such as terminals such as connectors, relays, lead frames, and bus bars.
Along with the downsizing of electronic devices and electrical devices, the components for electronic and electrical devices used in these electronic devices and electrical devices are being made smaller and thinner. For this reason, a copper alloy excellent in springiness, proof stress, and bending workability is required as a material constituting electronic / electric equipment parts. In particular, as described in Non-Patent Document 1, a copper alloy having high proof strength is desirable as a copper alloy used as a component for electronic / electric equipment such as a terminal such as a connector, a relay, a lead frame, or a bus bar.
ここで、特に高い導電率が要求される用途の場合には、ＣＤＡ合金Ｎｏ．１５１００（Ｃｕ−Ｚｒ系合金）が用いられている。また、特許文献１−３には、上述のＣｕ−Ｚｒ系合金をベースとしてさらに特性を向上させた銅合金が提案されている。
これらのＣｕ−Ｚｒ系合金は、析出硬化型の銅合金であり、高い導電率を維持したまま耐力が向上されており、さらに耐熱性にも優れている。
Here, in the case of an application that requires particularly high electrical conductivity, CDA alloy no. 15100 (Cu—Zr alloy) is used. Patent Documents 1-3 propose a copper alloy whose characteristics are further improved based on the above-described Cu-Zr-based alloy.
These Cu—Zr-based alloys are precipitation hardening type copper alloys, have improved yield strength while maintaining high electrical conductivity, and are excellent in heat resistance.
ところで、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、バスバー等の電子・電気機器用部品は、例えば銅合金の板材に対してプレス打ち抜きを行い、さらに必要に応じて曲げ加工等が施されて製造されている。このため、上述の銅合金には、プレス打ち抜き等において、プレス金型の摩耗やバリの発生を抑制できるように、良好なせん断加工性も求められている。
ここで、上述のＣｕ−Ｚｒ系合金は、高い導電率を確保するために純銅に近い組成を有しており、延性が高く、せん断加工性が良好ではなかった。詳述すると、プレス打ち抜きを行った際に、バリが発生し、寸法精度良く打ち抜きを行うことができないといった問題があった。さらに、金型が摩耗しやすいといった問題や、打ち抜き屑が多く発生するといった問題もあった。
By the way, terminals for connectors and the like, components for electronic and electrical equipment such as relays, lead frames and bus bars are manufactured by, for example, punching a copper alloy plate material, and performing bending or the like as necessary. ing. For this reason, the above-mentioned copper alloy is also required to have good shear workability so that wear of the press mold and generation of burrs can be suppressed in press punching or the like.
Here, the above-described Cu—Zr-based alloy has a composition close to pure copper in order to ensure high conductivity, has high ductility, and has poor shear workability. More specifically, there has been a problem that when press punching is performed, burrs are generated and punching cannot be performed with high dimensional accuracy. In addition, there is a problem that the mold is easily worn and a problem that a lot of punching waste is generated.
特に、最近では、電子機器や電気機器等のさらなる小型化および軽量化にともない、これら電子機器や電気機器等に使用されるコネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、バスバー等の電子・電気機器用部品のさらなる小型化および薄肉化が要求されている。このため、電子・電気機器用部品を寸法精度良く成形する観点から、これら電子・電気機器用部品を構成する材料として、せん断加工性を十分に向上させた銅合金が求められている。ここで、銅合金のビッカース硬さを向上させるとせん断加工性が向上することになる。さらに、銅合金のビッカース硬さを向上させると表面の傷つき難さ（耐摩耗性）も向上する。そのため、電子・電気機器用部品として使用される銅合金としては、上述のビッカース硬さが高いことが望まれる。 In particular, with the recent miniaturization and weight reduction of electronic devices and electric devices, terminals for connectors used in these electronic devices and electric devices, etc., for electronic and electric devices such as relays, lead frames, bus bars, etc. There is a demand for further miniaturization and thinning of parts. For this reason, from the viewpoint of molding electronic / electric equipment parts with high dimensional accuracy, a copper alloy having sufficiently improved shearing workability is required as a material constituting these electronic / electric equipment parts. Here, when the Vickers hardness of the copper alloy is improved, the shear workability is improved. Furthermore, when the Vickers hardness of the copper alloy is improved, the scratch resistance (wear resistance) of the surface is also improved. Therefore, it is desired that the above-mentioned Vickers hardness is high as a copper alloy used as a component for electronic / electric equipment.
また、コネクタ等の端子においては、接圧を確保するために厳しい曲げ加工を行う必要があり、従来よりも優れた耐力が要求されている。特に、最近のコネクタにおいては、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の耐力が高いことが望ましい。
さらに、ハイブリッド自動車や電気自動車等に用いられる消費電力の大きな電子・電気機器用部品においては、通電時の抵抗発熱を抑制するために、高い導電率を確保する必要がある。
In addition, in a terminal such as a connector, it is necessary to perform a strict bending process in order to ensure a contact pressure, and a proof stress superior to the conventional one is required. In particular, in recent connectors, it is desirable that the yield strength is high when a tensile test is performed in a direction parallel to the rolling direction.
Furthermore, in parts for electronic / electric equipment with large power consumption used in hybrid vehicles, electric vehicles, and the like, it is necessary to ensure high conductivity in order to suppress resistance heat generation during energization.
本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、高い導電率と高い耐力とを有するとともにビッカース硬さが高く、コネクタ等の端子やリレー、バスバー等の電子・電気機器用部品に適したＣｕ−Ｚｒ系合金からなる電子・電気機器用銅合金、並びに、この電子・電気機器用銅合金からなる電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用部品、端子およびバスバーを提供することを目的としている。 The present invention has been made in the background as described above, and has high conductivity and high proof stress and high Vickers hardness, and is used for electronic and electrical equipment such as terminals such as connectors, relays, and bus bars. Copper alloy for electronic and electrical equipment made of Cu-Zr alloy suitable for parts, and copper alloy thin plate for electronic and electrical equipment made of this copper alloy for electronic and electrical equipment, parts for electronic and electrical equipment, terminals and bus bars The purpose is to provide.
この課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、Ｃｕ−Ｚｒ系合金に少量のＳｉを添加し、Ｚｒ／Ｓｉの質量比を適正化することにより、導電率及び耐力を向上させることができるとともに、ビッカース硬さを大幅に向上させることが可能であるとの知見を得た。 In order to solve this problem, the present inventors have conducted intensive research. As a result, by adding a small amount of Si to the Cu-Zr alloy and optimizing the mass ratio of Zr / Si, the conductivity and yield strength are improved. It was found that the Vickers hardness can be significantly improved.
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、本発明の電子・電気機器用銅合金は、Ｚｒを０．０１ｍａｓｓ％以上０．１１ｍａｓｓ％未満、Ｓｉを１ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ未満、含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有し、Ｚｒの含有量（ｍａｓｓ％）とＳｉの含有量（ｍａｓｓ％）との比Ｚｒ／Ｓｉが２０以上１０００以下の範囲内とされており、前記不可避不純物のうちＢ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量が２０ｍａｓｓｐｐｍ未満とされ、ＣｕとＺｒとＳｉを含有するＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子を有しており、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上、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３００ＭＰａ以上、表面のビッカース硬さが１００Ｈｖ以上であることを特徴としている。 The present invention has been made based on such knowledge, the copper alloy for electronic and electrical equipment of the present invention includes Zr of 0.01 mass% or more and less than 0.11 mass%, Si of 1 massppm or more and less than 20 massppm, The balance has a composition composed of Cu and inevitable impurities, and the ratio Zr / Si between the content of Zr (mass%) and the content of Si (mass%) is in the range of 20 or more and 1000 or less , Among the inevitable impurities, the total content of B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, and Co is less than 20 massppm, Cu—Zr—Si particles containing Cu, Zr, and Si are included, and the conductivity is 80% IACS or more, 0.2% yield strength when subjected to a tensile test in a direction parallel to the rolling direction is more than 300 MPa, the Vickers hardness of the surface is more than 100Hv Dearuko It is characterized in.
上述の構成の電子・電気機器用銅合金によれば、ＺｒとＳｉを上述の範囲内で含有しているので、高い導電率を維持したまま耐力の向上を図ることができる。あるいは、高い耐力を維持したまま導電率をさらに高くすることができる。また、ビッカース硬さを向上させることができる。
また、Ｚｒの含有量（ｍａｓｓ％）とＳｉの含有量（ｍａｓｓ％）との比Ｚｒ／Ｓｉを２０以上１０００以下の範囲内としているので、銅の母相中にＺｒやＳｉが過剰に固溶して導電率が低下することを抑制できる。
According to the copper alloy for electronic / electric equipment having the above-described configuration, since Zr and Si are contained within the above-described range, the proof stress can be improved while maintaining high conductivity. Alternatively, the conductivity can be further increased while maintaining a high yield strength. Moreover, Vickers hardness can be improved.
Further, since the ratio Zr / Si between the Zr content (mass%) and the Si content (mass%) is in the range of 20 or more and 1000 or less, Zr or Si is excessively solidified in the copper matrix. It can suppress that electrical conductivity falls by melt | dissolving.
さらに、前記不可避不純物のうちＢ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量が２０ｍａｓｓｐｐｍ未満とされているので、ＺｒやＳｉがこれら不可避不純物と反応して消費されてしまうことを抑制できる。
また、ＣｕとＺｒとＳｉを含有するＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子を有しているので、導電率が低下することなく耐力を向上させることができる。また、ビッカース硬さを確実に向上させることが可能となる。
さらに、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上とされているので、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、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。
また、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３００ＭＰａ以上とされているので、容易に変形することがなく、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、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。
さらに、ビッカース硬さを１００Ｈｖ以上にすることによって、より確実に母相中に転位密度の高い組織が形成され、せん断加工の際に容易に破断に至るため、ダレやバリの大きさが抑制されることになり、せん断加工性を向上させることができる。
Furthermore, since the total content of B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, and Co is less than 20 massppm among the inevitable impurities , Zr and Si react with these inevitable impurities and are consumed. Can be suppressed.
Moreover, since it has Cu-Zr-Si particle | grains containing Cu, Zr, and Si, yield strength can be improved, without reducing electrical conductivity. Moreover, it becomes possible to improve Vickers hardness reliably.
Furthermore, since the electrical conductivity is 80% IACS or more, it is particularly suitable as a material for electronic / electric equipment parts such as terminals such as connectors, relays, lead frames, bus bars, and the like.
In addition, the 0.2% proof stress when the tensile test is performed in a direction parallel to the rolling direction is 300 MPa or more, so it does not easily deform, and terminals such as connectors, relays, lead frames, bus bars It is particularly suitable as a copper alloy for electronic and electrical equipment parts such as.
Furthermore, by setting the Vickers hardness to 100 Hv or more, a structure with a high dislocation density is more reliably formed in the matrix phase, and it easily breaks during shearing, thereby suppressing the size of sagging and burrs. Therefore, the shear processability can be improved.
また、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、前記不可避不純物のうちＯ，Ｓ，Ｃの合計含有量が５０ｍａｓｓｐｐｍ未満とされていることが好ましい。
この場合、Ｚｒと化合物（酸化物、硫化物、炭化物等）を形成する元素であるＯ，Ｓ，Ｃの合計含有量を５０ｍａｓｓｐｐｍ未満に制限しているので、Ｚｒが消費されてしまうことを抑制でき、確実に、耐力、ビッカース硬さを向上させることができる。また、上述の化合物（酸化物、硫化物、炭化物等）による熱間加工性及び冷間加工性の劣化を抑制することができる。
Moreover, in the copper alloy for electronic / electrical equipment of the present invention, it is preferable that the total content of O, S, and C among the inevitable impurities is less than 50 massppm.
In this case, since the total content of O, S, and C, which are elements that form Zr and compounds (oxides, sulfides, carbides, etc.) is limited to less than 50 massppm, consumption of Zr is suppressed. Yes, it is possible to improve the yield strength and Vickers hardness. In addition, deterioration of hot workability and cold workability due to the above-described compounds (oxides, sulfides, carbides, etc.) can be suppressed.
ここで、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、前記Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の少なくとも一部は、粒径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、粒径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の比較的粒径の小さなＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子が存在することにより、導電率を維持したまま耐力を向上させることが可能となる。また、ビッカース硬さを高くすることにより、母相中に転位密度の高い組織が形成され、せん断加工の際に容易に破断にいたるため、ダレやバリの大きさが抑制され、せん断加工性を向上させることができる。
Here, in the copper alloy for electronic / electrical equipment of the present invention, it is preferable that at least a part of the Cu—Zr—Si particles have a particle size in the range of 1 nm to 500 nm.
In this case, the presence of Cu-Zr-Si particles having a relatively small particle size in the range of 1 nm to 500 nm makes it possible to improve the proof stress while maintaining the conductivity. In addition, by increasing the Vickers hardness, a structure with a high dislocation density is formed in the matrix, and it easily breaks during shearing, so the size of sagging and burrs is suppressed and shear workability is reduced. Can be improved.
また、本発明の電子・電気機器用銅合金においては、さらに、Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇのうちのいずれか１種または２種以上を合計で０．００５ｍａｓｓ％以上０．１ｍａｓｓ％以下の範囲内で含んでいてもよい。
この場合、これらの元素が銅の母相中に固溶することによって、さらに耐力を向上させることができる。なお、含有量が０．１ｍａｓｓ％以下とされているので、高い導電率を維持することができる。
Moreover, in the copper alloy for electronic / electric equipment of the present invention, any one or more of Ag, Sn, Al, Zn, and Mg is added in a total amount of 0.005 mass% to 0.1 mass%. It may be included within the range.
In this case, the yield strength can be further improved by dissolving these elements in the copper matrix. In addition, since content is 0.1 mass% or less, high electrical conductivity can be maintained.
本発明の電子・電気機器用銅合金薄板は、上述の電子・電気機器用銅合金の圧延材からなり、その板厚が０．０５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内とされていることを特徴としている。
この構成の電子・電気機器用銅合金薄板によれば、上述のように、耐力、導電率、ビッカース硬さに優れた電子・電気機器用銅合金からなり、さらにせん断加工性にも優れていることから、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、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。
The copper alloy thin plate for electronic / electric equipment of the present invention is made of the above-mentioned rolled material of copper alloy for electronic / electric equipment, and the thickness thereof is in the range of 0.05 mm or more and 2.0 mm or less. It is said.
According to the copper alloy thin plate for electronic / electric equipment having this configuration, as described above, it is made of a copper alloy for electronic / electric equipment excellent in yield strength, electrical conductivity, and Vickers hardness, and is also excellent in shear workability. Therefore, it is particularly suitable as a material for parts for electronic and electrical equipment such as terminals such as connectors, relays, lead frames and bus bars.
ここで、本発明の電子・電気機器用銅合金薄板においては、表面にＳｎめっき又はＡｇめっきが施されていることが好ましい。
この場合、表面にＳｎめっき又はＡｇめっきが施されているため、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、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。
Here, in the copper alloy thin plate for electronic / electric equipment of the present invention, it is preferable that Sn plating or Ag plating is applied to the surface.
In this case, since Sn plating or Ag plating is applied to the surface, it is particularly suitable as a material for electronic / electric equipment parts such as terminals such as connectors, relays, lead frames, bus bars, and the like.
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、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、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、耐力、導電率、ビッカース硬さに優れた電子・電気機器用銅合金を用いて製造されているので、寸法精度に優れ、小型化および薄肉化しても優れた特性を発揮することができる。
The component for electronic / electrical equipment of the present invention is characterized by comprising the above-described copper alloy for electronic / electrical equipment. The electronic / electrical device parts in the present invention include terminals such as connectors, relays, lead frames, bus bars and the like.
Electronic / electrical equipment parts with this structure are manufactured using copper alloys for electronic / electrical equipment that have excellent strength, electrical conductivity, and Vickers hardness, so they have excellent dimensional accuracy, and can be made smaller and thinner. Excellent characteristics can be exhibited.
本発明の端子は、上述の電子・電気機器用銅合金からなることを特徴としている。
この構成の端子は、耐力、導電率、ビッカース硬さに優れた電子・電気機器用銅合金を用いて製造されているので、寸法精度に優れ、小型化および薄肉化しても優れた特性を発揮することができる。
The terminal of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned copper alloy for electronic and electrical equipment.
The terminal with this structure is manufactured using a copper alloy for electronic and electrical equipment that has excellent proof stress, electrical conductivity, and Vickers hardness, so it has excellent dimensional accuracy and exhibits excellent characteristics even when miniaturized and thinned. can do.
本発明のバスバーは、上述の電子・電気機器用銅合金からなることを特徴としている。
この構成のバスバーは、耐力、導電率、ビッカース硬さに優れた電子・電気機器用銅合金を用いて製造されているので、寸法精度に優れ、小型化および薄肉化しても優れた特性を発揮することができる。
The bus bar of the present invention is characterized by comprising the above-described copper alloy for electronic and electrical equipment.
The bus bar with this structure is manufactured using a copper alloy for electronic and electrical equipment with excellent proof stress, electrical conductivity, and Vickers hardness, so it has excellent dimensional accuracy and exhibits excellent characteristics even when miniaturized and thinned. can do.
本発明によれば、高い導電率と高い耐力とを有するとともにビッカース硬さが高く、コネクタ等の端子やリレー、バスバー等の電子・電気機器用部品に適したＣｕ−Ｚｒ系合金からなる電子・電気機器用銅合金、並びに、この電子・電気機器用銅合金からなる電子・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用部品、端子およびバスバーを提供することができる。 According to the present invention, an electronic / electronic material made of a Cu-Zr alloy having high electrical conductivity and high proof stress and high Vickers hardness and suitable for electronic and electrical equipment parts such as terminals of connectors and relays, bus bars and the like. It is possible to provide a copper alloy for electric equipment, a copper alloy thin plate for electronic / electric equipment, a component for electronic / electric equipment, a terminal, and a bus bar made of the copper alloy for electronic / electric equipment.
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、Ｚｒを０．０１ｍａｓｓ％以上０．１１ｍａｓｓ％未満、Ｓｉを１ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ未満、含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる組成を有し、Ｚｒの含有量（ｍａｓｓ％）とＳｉの含有量（ｍａｓｓ％）との比Ｚｒ／Ｓｉが２０以上１０００以下の範囲内とされている。
Below, the copper alloy for electronic and electric apparatuses which is one Embodiment of this invention is demonstrated.
The copper alloy for electronic / electric equipment according to the present embodiment has a composition comprising Zr of 0.01 mass% or more and less than 0.11 mass%, Si containing 1 massppm or more and less than 20 massppm, with the balance being made of Cu and inevitable impurities. The ratio Zr / Si between the content (mass%) of Si and the content (mass%) of Si is in the range of 20 or more and 1000 or less.
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、不可避不純物のうちＢ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量が１００ｍａｓｓｐｐｍ未満とされている。
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、不可避不純物のうちＯ，Ｓ，Ｃの合計含有量が５０ｍａｓｓｐｐｍ未満とされている。
なお、本実施形態である電子・電気機器用銅合金は、Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇのうちのいずれか１種または２種以上を合計で０．００５ｍａｓｓ％以上０．１ｍａｓｓ％以下の範囲内で含んでいてもよい。
Moreover, in the copper alloy for electronic / electrical equipment which is this embodiment, the total content of B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, and Co among inevitable impurities is less than 100 massppm.
Furthermore, in the copper alloy for electronic / electric equipment which is this embodiment, the total content of O, S, and C among unavoidable impurities is less than 50 massppm.
In addition, the copper alloy for electronic / electrical equipment which is this embodiment is 0.005 mass% or more and 0.1 mass% or less in total in any 1 type or 2 types or more in Ag, Sn, Al, Zn, Mg. It may be included within the range.
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、ＣｕとＺｒとＳｉを含有するＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子を有していてもよい。
なお、上述のＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の少なくとも一部は、粒径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
Moreover, in the copper alloy for electronic / electric equipment which is this embodiment, you may have Cu-Zr-Si particle | grains containing Cu, Zr, and Si.
Note that it is preferable that at least a part of the above-described Cu—Zr—Si particles have a particle diameter in the range of 1 nm to 500 nm.
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金は、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上、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３００ＭＰａ以上、表面のビッカース硬さが１００Ｈｖ以上といった特性を有している。 Furthermore, the copper alloy for electronic / electric equipment according to the present embodiment has an electrical conductivity of 80% IACS or more, a 0.2% proof stress when a tensile test is performed in a direction parallel to the rolling direction, and 300 MPa or more. Vickers hardness is 100Hv or more.
ここで、上述のように成分組成、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の粒径、導電率、０．２％耐力、ビッカース硬さを規定した理由について以下に説明する。 Here, the reason why the component composition, the particle size of the Cu—Zr—Si particles, the electrical conductivity, the 0.2% proof stress, and the Vickers hardness are defined as described above will be described below.
（Ｚｒ：０．０１ｍａｓｓ％以上０．１１ｍａｓｓ％未満）
Ｚｒは、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気によって転位の固着を起こすと考えられ、導電率を維持したまま耐力を向上させる作用効果、あるいは、耐力を維持したまま導電率を向上させる作用効果を有する元素である。また、ビッカース硬さを向上させる作用効果を有する。
ここで、Ｚｒの含有量が０．０１ｍａｓｓ％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、Ｚｒの含有量が０．１１ｍａｓｓ％以上の場合には、導電率が大幅に低下してしまうおそれがあるとともに、溶体化が困難となり、熱間加工時や冷間加工時に断線や割れ等の欠陥が発生するおそれがある。
(Zr: 0.01 mass% or more and less than 0.11 mass%)
Zr is thought to cause dislocation fixation due to formation of Cu-Zr-Si particles, or a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere formed by solid solution of Zr and Si, and the effect of improving yield strength while maintaining conductivity. Or it is an element which has the effect which improves electrical conductivity, maintaining a yield strength. Moreover, it has the effect of improving Vickers hardness.
Here, when the content of Zr is less than 0.01 mass%, there is a possibility that the effect cannot be sufficiently achieved. On the other hand, when the content of Zr is 0.11 mass% or more, the conductivity may be significantly reduced, and it becomes difficult to form a solution, and disconnection or cracking may occur during hot working or cold working. May cause defects.
以上のことから、本実施形態では、Ｚｒの含有量を０．０１ｍａｓｓ％以上０．１１ｍａｓｓ％未満の範囲内に設定している。なお、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着によって導電率を維持したまま耐力を確実に向上させるためには、Ｚｒの含有量を０．０４ｍａｓｓ％以上とすることが好ましく、０．０５ｍａｓｓ％以上とすることがさらに好ましい。また、導電率の低下や加工時の欠陥等を確実に抑制するためには、Ｚｒの含有量を０．１０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。 From the above, in the present embodiment, the Zr content is set within a range of 0.01 mass% or more and less than 0.11 mass%. In order to reliably improve the proof stress while maintaining the conductivity by the formation of Cu-Zr-Si particles, or by the fixing of dislocations in a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere formed by solid solution Zr and Si, The content is preferably 0.04 mass% or more, and more preferably 0.05 mass% or more. Further, in order to surely suppress a decrease in conductivity, defects during processing, and the like, the content of Zr is preferably set to 0.10 mass% or less.
（Ｓｉ：１ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ未満）
Ｓｉは、上述のＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気によって転位の固着を起こすと考えられ、導電率を維持したまま耐力を向上させる作用効果、あるいは、耐力を維持したまま導電率を向上させる作用効果を有する元素である。また、ビッカース硬さを向上させる作用効果を有する。
ここで、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ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。一方、Ｓｉの含有量が２０ｍａｓｓｐｐｍ以上の場合には、固溶するＳｉの量が大きく増加するため、導電率が低下してしまい、高導電性用途には適さない。
(Si: 1 massppm or more and less than 20 massppm)
Si is considered to cause dislocation fixation due to the formation of the above-described Cu-Zr-Si particles, or a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere formed by solid solution Zr and Si, and improves the yield strength while maintaining the conductivity. It is an element having an action effect or an action effect of improving conductivity while maintaining proof stress. Moreover, it has the effect of improving Vickers hardness.
Here, when the content of Si is less than 1 mass ppm, the effect cannot be sufficiently achieved. On the other hand, when the content of Si is 20 mass ppm or more, the amount of Si dissolved in the solution is greatly increased, so that the electrical conductivity is lowered, which is not suitable for high conductivity applications.
以上のことから、本実施形態では、Ｓｉの含有量を１ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ未満の範囲内に設定している。なお、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、またはＺｒとＳｉの溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着によって耐力を確実に向上させるためには、Ｓｉの含有量を３ｍａｓｓｐｐｍ以上とすることが好ましく、５ｍａｓｓｐｐｍ以上とすることがさらに好ましい。また、導電率の低下を確実に抑制するためには、Ｓｉの含有量を１９ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることが好ましく、１８ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。 From the above, in the present embodiment, the Si content is set within a range of 1 mass ppm or more and less than 20 mass ppm. In order to surely improve the yield strength by forming Cu-Zr-Si particles or fixing dislocations in a Zr and Si solute atmosphere or Cottrell atmosphere, the Si content is preferably 3 massppm or more. More preferably, the above is used. Moreover, in order to suppress the fall of electrical conductivity reliably, it is preferable to make content of Si into 19 massppm or less, and it is further more preferable to set it as 18 massppm or less.
（Ｚｒ／Ｓｉ）
上述のように、ＺｒとＳｉをＣｕ中に添加することにより、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉの溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着と考えられる効果により、導電率を維持したまま耐力を向上させる、あるいは、耐力を維持したまま導電率を向上させることができる。また、ビッカース硬さを向上させることができる。
ここで、Ｚｒの含有量（ｍａｓｓ％）とＳｉの含有量（ｍａｓｓ％）との比Ｚｒ／Ｓｉが２０未満の場合には、Ｚｒの含有量に対してＳｉの含有量が多く、過剰なＳｉによって導電率が低下してしまうおそれがある。一方、Ｚｒ／Ｓｉが１０００を超える場合には、Ｚｒの含有量に対してＳｉの含有量が少なく、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着によって導電率を維持したまま耐力を向上させることができないおそれがある。
(Zr / Si)
As described above, by adding Zr and Si into Cu, it is possible to form Cu-Zr-Si particles, or to fix the dislocations in a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere of solid Zr and Si. The yield strength can be improved while maintaining the rate, or the electrical conductivity can be improved while maintaining the yield strength. Moreover, Vickers hardness can be improved.
Here, when the ratio Zr / Si between the Zr content (mass%) and the Si content (mass%) is less than 20, the Si content is large with respect to the Zr content and is excessive. There exists a possibility that electrical conductivity may fall with Si. On the other hand, when Zr / Si exceeds 1000, the content of Si is less than the content of Zr, Cu-Zr-Si particles are formed, or a solute atmosphere formed by solid solution of Zr and Si or There is a possibility that the yield strength cannot be improved while maintaining the conductivity due to the fixing of dislocations in the Cottrell atmosphere.
以上のことから、本実施形態では、Ｚｒの含有量（ｍａｓｓ％）とＳｉの含有量（ｍａｓｓ％）との比Ｚｒ／Ｓｉを２０以上１０００以下の範囲内に設定している。なお、導電率の低下を確実に抑制するためには、Ｚｒ／Ｓｉを３０以上とすることが好ましく、４０以上とすることがさらに好ましい。また、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着によって導電率を維持したまま耐力を確実に向上させるためには、Ｚｒ／Ｓｉを５００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。 From the above, in this embodiment, the ratio Zr / Si between the Zr content (mass%) and the Si content (mass%) is set in the range of 20 to 1000. In order to reliably suppress the decrease in conductivity, Zr / Si is preferably 30 or more, and more preferably 40 or more. In order to reliably improve the proof stress while maintaining the conductivity by forming Cu—Zr—Si particles, or by fixing dislocations in a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere formed by solid solution Zr and Si, Si is preferably 500 or less, and more preferably 300 or less.
（Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇ）
Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇといった元素は、銅の母相中に固溶し、耐力を向上させる作用効果を有する。よって、さらなる耐力向上を図る場合には、適宜添加することが好ましい。
ここで、Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇのうちのいずれか１種または２種以上の含有量の合計が０．００５ｍａｓｓ％未満の場合には、上述した作用効果を確実に奏功せしめることができないおそれがある。一方、Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇのうちのいずれか１種または２種以上の含有量の合計が０．１ｍａｓｓ％を超える場合には、導電率が大幅に低下するおそれがある。
以上のことから、Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇといった元素を添加して耐力の向上を図る場合には、Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇのうちのいずれか１種または２種以上の含有量の合計を０．００５ｍａｓｓ％以上０．１ｍａｓｓ％以下の範囲内とすることが好ましい。
(Ag, Sn, Al, Zn, Mg)
Elements such as Ag, Sn, Al, Zn, and Mg have the effect of being dissolved in the copper matrix and improving the yield strength. Therefore, when further improving the proof stress, it is preferable to add appropriately.
Here, when the total content of any one or more of Ag, Sn, Al, Zn, and Mg is less than 0.005 mass%, the above-described effects can be reliably achieved. It may not be possible. On the other hand, when the total content of any one or more of Ag, Sn, Al, Zn, and Mg exceeds 0.1 mass%, the conductivity may be significantly reduced.
From the above, when an element such as Ag, Sn, Al, Zn, Mg is added to improve the proof stress, any one or more of Ag, Sn, Al, Zn, Mg is used. The total content is preferably within the range of 0.005 mass% to 0.1 mass%.
（Ｂ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ：合計で１００ｍａｓｓｐｐｍ未満）
上述のように、最適な特性を得るためには、Ｚｒ量、Ｓｉ量を適正に制御する必要がある。ここで、Ｂ、Ｐは、銅合金中のＺｒと反応して晶出物を形成し、ＺｒとＳｉによる耐力およびビッカース硬さを向上させる効果を妨げるおそれがある。また、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏは、Ｓｉと化合物を形成し、ＺｒとＳｉによる耐力およびビッカース硬さを向上させる効果を妨げるおそれがある。さらに、これらの化合物は破壊の起点として働き、熱間圧延性、冷間圧延性を劣化させるおそれがある。
(B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, Co: less than 100 massppm in total)
As described above, in order to obtain optimum characteristics, it is necessary to appropriately control the Zr amount and the Si amount. Here, B and P react with Zr in the copper alloy to form a crystallized product, which may hinder the effect of improving the yield strength and Vickers hardness due to Zr and Si. Further, Ni, Cr, Ti, Fe, and Co may form a compound with Si and hinder the effect of improving the proof stress and Vickers hardness by Zr and Si. Furthermore, these compounds serve as a starting point of fracture, and may deteriorate hot rollability and cold rollability.
以上のことから、本実施形態では、不可避不純物のうちＢ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量を１００ｍａｓｓｐｐｍ未満に規定している。Ｚｒ及びＳｉがこれらの元素と化合物を形成することを確実に抑制するためには、Ｂ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量を２０ｍａｓｓｐｐｍ未満にすることがより望ましく、Ｂ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量を１０ｍａｓｓｐｐｍ未満にすることがさらに好ましい。
さらに、銅合金中のＺｒと反応して晶出物を形成するＢ、Ｐは、その合計含有量が４ｍａｓｓｐｐｍ未満であることがより望ましい。また、Ｓｉと化合物を形成するＮｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏは、その合計含有量が１６ｍａｓｓｐｐｍ未満であることがより望ましい。
From the above, in this embodiment, the total content of B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, and Co among unavoidable impurities is defined to be less than 100 massppm. In order to surely suppress the formation of compounds with these elements by Zr and Si, it is more desirable to make the total content of B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, Co less than 20 massppm, , P, Ni, Cr, Ti, Fe, Co It is more preferable that the total content is less than 10 massppm.
Further, B and P that react with Zr in the copper alloy to form a crystallized product preferably have a total content of less than 4 massppm. The total content of Ni, Cr, Ti, Fe, and Co that form a compound with Si is more preferably less than 16 mass ppm.
（Ｏ，Ｓ，Ｃ：合計で５０ｍａｓｓｐｐｍ未満）
Ｏ，Ｓ，Ｃは、Ｚｒと化合物を形成し、ＺｒとＳｉによる耐力およびビッカース硬さを向上させる効果を妨げるおそれがある。また、Ｚｒとの化合物（酸化物、硫化物、炭化物）は、破壊の起点として働き、熱間圧延性、冷間圧延性を劣化させるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、不可避不純物のうちＯ，Ｓ，Ｃの合計含有量を５０ｍａｓｓｐｐｍ未満に規定している。
(O, S, C: less than 50 massppm in total)
O, S, and C may form a compound with Zr and hinder the effect of improving the yield strength and Vickers hardness due to Zr and Si. Further, a compound (oxide, sulfide, carbide) with Zr serves as a starting point of fracture, and there is a risk of degrading hot rollability and cold rollability.
From the above, in this embodiment, the total content of O, S, and C among inevitable impurities is defined to be less than 50 massppm.
（不可避不純物：０．１ｍａｓｓ％以下）
なお、上述したＢ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｏ，Ｓ，Ｃ，Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇ以外のその他の不可避的不純物としてはＣａ，Ｔｅ，Ｍｎ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｓｅ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｌｉ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｅ，Ｎ，Ｈ，Ｈｇ，Ｔｃ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｐｏ，Ｂｉ，ランタノイド等が挙げられる。これらの不可避不純物は、材料の導電率を低下させる効果があるため、総量で０．１ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。また、導電率の低下を確実に抑制するためには、これらの不可避不純物は総量で０．０２ｍａｓｓ％未満とすることが好ましく、総量で０．０１ｍａｓｓ％未満とするのがさらに好ましい。
(Inevitable impurities: 0.1 mass% or less)
Other inevitable impurities other than B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, Co, O, S, C, Ag, Sn, Al, Zn, and Mg described above are Ca, Te, Mn, Sr, Ba, Sc, Y, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Re, Ru, Os, Se, Rh, Ir, Pd, Pt, Au, Cd, Ga, In, Li, Ge, As, Sb, Examples include Tl, Pb, Be, N, H, Hg, Tc, Na, K, Rb, Cs, Po, Bi, and lanthanoids. Since these inevitable impurities have the effect of reducing the electrical conductivity of the material, the total amount is preferably 0.1% by mass or less. Further, in order to reliably suppress the decrease in conductivity, the total amount of these inevitable impurities is preferably less than 0.02 mass%, and more preferably less than 0.01 mass%.
（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子）
ＣｕにＺｒ，Ｓｉを添加した場合には、ＣｕとＺｒとＳｉを含有する粒径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下のＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子が存在することがある。ここで、粒径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内とされた微細なＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子は、熱処理等において析出したものと推測される。
粒径１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の微細なＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子は、耐力向上に寄与し、高い導電率を維持したまま耐力の向上を図ることができる。あるいは、高い耐力を維持したまま導電率をさらに高くすることができる。また、ビッカース硬さを向上させることができる。
(Cu-Zr-Si particles)
When Zr or Si is added to Cu, Cu-Zr-Si particles containing Cu, Zr, and Si and having a particle size of 1 nm to 500 nm may exist. Here, it is presumed that fine Cu—Zr—Si particles having a particle diameter in the range of 1 nm to 500 nm were precipitated in a heat treatment or the like.
Fine Cu—Zr—Si particles having a particle diameter of 1 nm or more and 500 nm or less contribute to improvement in yield strength and can improve yield strength while maintaining high electrical conductivity. Alternatively, the conductivity can be further increased while maintaining a high yield strength. Moreover, Vickers hardness can be improved.
（導電率：８０％ＩＡＣＳ以上）
Ｚｒ、ＳｉがＣｕの母相中に過剰に固溶している場合には、導電率が大幅に低下することになる。そこで、本実施形態では、導電率を８０％ＩＡＣＳ以上に規定しているので、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉの溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着と考えられる効果により、確実に耐力の向上及びせん断加工性の向上を図ることが可能となる。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、導電率を８５％ＩＡＣＳ以上とすることが好ましく、８８％ＩＡＣＳ以上とすることがさらに好ましい。
(Conductivity: 80% IACS or higher)
In the case where Zr and Si are excessively dissolved in the matrix of Cu, the conductivity is greatly lowered. Therefore, in this embodiment, the conductivity is specified to be 80% IACS or more, so it is considered that Cu—Zr—Si particles are formed, or dislocation is fixed by a solute atmosphere of Zr and Si in a solid solution or a Cottrell atmosphere. By the effect, it is possible to surely improve the proof stress and the shear workability.
In order to ensure that the above-described effects are achieved, the conductivity is preferably 85% IACS or more, and more preferably 88% IACS or more.
（０．２％耐力：３００ＭＰａ以上）
本実施形態である電子・電気機器用銅合金において、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３００ＭＰａ以上である場合には、容易に塑性変形しなくなるため、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム等の電子機器用部品に特に適している。
なお、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％耐力は３２５ＭＰａ以上であることが好ましく、３５０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
(0.2% proof stress: 300 MPa or more)
In the copper alloy for electronic / electric equipment according to the present embodiment, when the 0.2% proof stress when the tensile test is performed in the direction parallel to the rolling direction is 300 MPa or more, plastic deformation does not easily occur. It is particularly suitable for electronic device parts such as terminals such as connectors, relays, and lead frames.
The 0.2% yield strength when the tensile test is performed in the direction parallel to the rolling direction is preferably 325 MPa or more, and more preferably 350 MPa or more.
（ビッカース硬さが１００Ｈｖ以上）
本実施形態である電子・電気機器用銅合金において、ビッカース硬さを向上させるとせん断加工性が向上することになる。さらに、表面の傷つき難さ（耐摩耗性）も向上することになる。以上のことから、本実施形態では、ビッカース硬さを１００Ｈｖ以上に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、ビッカース硬さは１２０Ｈｖ以上であることがさらに好ましい。
(Vickers hardness is 100Hv or more)
In the copper alloy for electronic / electric equipment according to this embodiment, the shear workability is improved when the Vickers hardness is improved. Furthermore, the difficulty of scratching the surface (wear resistance) is also improved. From the above, in the present embodiment, the Vickers hardness is set to 100 Hv or more.
In addition, in order to make the above-mentioned action and effect work reliably, the Vickers hardness is more preferably 120 Hv or more.
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。 Next, a manufacturing method of the copper alloy for electronic / electric equipment according to the present embodiment having such a configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
（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、Ｚｒ、Ｓｉを添加して成分調整を行い、銅合金溶湯を溶製する。なお、Ｚｒ、Ｓｉの添加には、Ｚｒ単体およびＳｉ単体やＣｕ−Ｚｒ母合金およびＣｕ−Ｓｉ母合金等を用いることができる。また、ＺｒおよびＳｉ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。
(Melting / Casting Process S01)
First, components are adjusted by adding Zr and Si to a molten copper obtained by melting a copper raw material, and a molten copper alloy is melted. For addition of Zr and Si, Zr alone, Si alone, Cu—Zr master alloy, Cu—Si master alloy, or the like can be used. Moreover, you may melt | dissolve the raw material containing Zr and Si with a copper raw material. Moreover, you may use the recycling material and scrap material of this alloy.
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、あるいは９９．９９９９ｍａｓｓ％以上とされたいわゆる６ＮＣｕとすることが好ましい。また、銅合金溶湯の溶製時には、ＺｒおよびＳｉの酸化等を抑制するために、真空炉、あるいは、不活性ガス雰囲気または還元性雰囲気とされた雰囲気炉を用いることが好ましい。
そして、成分調整された銅合金溶湯を鋳型に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。
The molten copper is preferably so-called 4NCu having a purity of 99.99 mass% or more, or so-called 5NCu having a purity of 99.999 mass% or more, or 6NCu having a purity of 99.9999 mass% or more. Further, when the molten copper alloy is melted, it is preferable to use a vacuum furnace or an atmosphere furnace having an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere in order to suppress oxidation of Zr and Si.
Then, the copper alloy molten metal whose components are adjusted is poured into a mold to produce an ingot. In consideration of mass production, it is preferable to use a continuous casting method or a semi-continuous casting method.
（熱処理工程Ｓ０２）
次に、得られた鋳塊の均質化および溶体化のために熱処理を行う。鋳塊を８００℃以上１０８０℃以下にまで加熱する熱処理を行うことで、鋳塊内において、ＺｒおよびＳｉを均質に拡散させたり、ＺｒおよびＳｉを母相中に固溶させたりするのである。この熱処理工程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。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。
(Heat treatment step S02)
Next, heat treatment is performed for homogenization and solution of the obtained ingot. By performing a heat treatment for heating the ingot to 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower, Zr and Si are homogeneously diffused in the ingot, or Zr and Si are dissolved in the matrix. This heat treatment step S02 is preferably performed in a non-oxidizing or reducing atmosphere. Although the cooling method after a heating is not specifically limited, It is preferable to employ | adopt the method that cooling rate becomes 200 degrees C / min or more, such as water quenching.
（熱間加工工程Ｓ０３）
次に、粗加工の効率化と組織の均一化のために熱間加工を実施する。加工方法は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は圧延を採用することが好ましい。線や棒の場合には押出や溝圧延、バルク形状の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。熱間加工時の温度も特に限定されないが、５００℃以上１０５０℃以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、熱間加工後の冷却方法は、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。
(Hot processing step S03)
Next, hot working is performed in order to increase the efficiency of rough machining and make the structure uniform. The processing method is not particularly limited, but when the final shape is a plate or strip, it is preferable to employ rolling. It is preferable to employ extrusion or groove rolling in the case of a wire or bar, and forging or pressing in the case of a bulk shape. The temperature during hot working is also not particularly limited, but is preferably in the range of 500 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower.
In addition, the cooling method after hot working is not particularly limited, but it is preferable to employ a method in which the cooling rate is 200 ° C./min or higher, such as water quenching.
（中間加工工程Ｓ０４／中間熱処理工程Ｓ０５）
また、熱間加工の後、溶体化の徹底、再結晶組織化または加工性向上のための軟化を目的として中間加工、中間熱処理を加えてもよい。この中間加工工程Ｓ０４における温度条件は特に限定はないが、冷間加工となる−２００℃から２００℃の範囲内とすることが好ましい。また、中間加工工程Ｓ０４における加工率は、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、最終形状を得るまでの中間熱処理工程Ｓ０５の回数を減らすためには、２０％以上とすることが好ましい。また、加工率を３０％以上とすることがより好ましい。塑性加工方法は特に限定されないが、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。
中間熱処理工程Ｓ０５における熱処理方法は特に限定はないが、好ましくは５００℃以上１０５０℃以下の条件で、非酸化雰囲気または還元性雰囲気中で熱処理を行うことが好ましい。
なお、これら中間加工工程Ｓ０４、中間熱処理工程Ｓ０５は繰り返し実施してしてもよい。
(Intermediate processing step S04 / Intermediate heat treatment step S05)
Further, after hot working, intermediate working or intermediate heat treatment may be added for the purpose of thorough solution, recrystallization structure or softening for improving workability. The temperature condition in the intermediate processing step S04 is not particularly limited, but is preferably in the range of −200 ° C. to 200 ° C., which is cold processing. Further, the processing rate in the intermediate processing step S04 is appropriately selected so as to approximate the final shape. However, in order to reduce the number of intermediate heat treatment step S05 until the final shape is obtained, the processing rate is set to 20% or more. It is preferable. Moreover, it is more preferable that the processing rate is 30% or more. The plastic working method is not particularly limited, and for example, rolling, wire drawing, extrusion, groove rolling, forging, pressing, and the like can be employed.
The heat treatment method in the intermediate heat treatment step S05 is not particularly limited, but the heat treatment is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere under conditions of 500 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower.
Note that these intermediate processing step S04 and intermediate heat treatment step S05 may be repeatedly performed.
（仕上加工工程Ｓ０６）
次に、上記の工程を施した材料を必要に応じて切断するとともに、表面に形成された酸化膜等を除去するために必要に応じて表面研削を行う。そして、所定の加工率で冷間加工を実施する。なお、この仕上加工工程Ｓ０６における温度条件は特に限定はないが、−２００℃から２００℃の範囲内とすることが好ましい。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、加工硬化によって耐力を向上させるためには、加工率を４０％以上とすることが好ましく、さらなる耐力の向上を図る場合には、加工率を６０％以上とすることがより好ましい。
塑性加工方法は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は圧延を採用することが好ましい。線や棒の場合には押出や溝圧延、バルク形状の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。
(Finishing process S06)
Next, the material subjected to the above steps is cut as necessary, and surface grinding is performed as necessary in order to remove an oxide film or the like formed on the surface. Then, cold working is performed at a predetermined working rate. The temperature condition in this finishing step S06 is not particularly limited, but is preferably in the range of −200 ° C. to 200 ° C. The processing rate is appropriately selected so as to approximate the final shape. However, in order to improve the yield strength by work hardening, the processing rate is preferably set to 40% or more, and further improvement of the yield strength is achieved. When aiming, it is more preferable that the processing rate is 60% or more.
The plastic working method is not particularly limited, but when the final shape is a plate or strip, it is preferable to employ rolling. It is preferable to employ extrusion or groove rolling in the case of a wire or bar, and forging or pressing in the case of a bulk shape.
（仕上熱処理工程Ｓ０７）
次に、仕上加工工程Ｓ０６によって得られた仕上加工材に対して、耐力、導電率の上昇のために、仕上熱処理を実施する。この仕上熱処理工程Ｓ０７では、固溶Ｚｒ，Ｓｉの移動によって転位を固着する溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気を形成したり、若しくは粒径１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の微細なＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子を析出させる。
ここで熱処理温度は特に限定しないが、最適なサイズのＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子を均一に分散析出させる、もしくは固溶したＺｒとＳｉの溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気によって転位を固着させるによって、耐力を十分に向上させるためには、２５０℃以上６００℃以下の範囲内とすることが好ましい。なお、導電率によって析出状態を把握できることから、所定の導電率となるように、熱処理条件（温度、時間）を適宜設定することが好ましい。
(Finish heat treatment step S07)
Next, a finishing heat treatment is performed on the finishing material obtained in the finishing step S06 in order to increase the proof stress and conductivity. In the finish heat treatment step S07, a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere that fixes dislocations by the movement of solid solution Zr and Si is formed, or fine Cu—Zr—Si particles having a particle size of 1 nm to 500 nm are deposited.
Here, the heat treatment temperature is not particularly limited, but sufficient yield strength can be obtained by uniformly dispersing and precipitating Cu-Zr-Si particles of an optimal size, or by fixing dislocations in a solid solution Zr and Si solute atmosphere or a Cottrell atmosphere. In order to improve it, it is preferable to set it in the range of 250 degreeC or more and 600 degrees C or less. In addition, since a precipitation state can be grasped | ascertained by electrical conductivity, it is preferable to set heat processing conditions (temperature, time) suitably so that it may become predetermined | prescribed electrical conductivity.
ここで、上述の仕上加工工程Ｓ０６と仕上熱処理工程Ｓ０７とを、繰り返し実施してもよい。また、仕上熱処理工程Ｓ０７の後に、形状修正や耐力向上のために１％から７０％の加工率で冷間加工を行ってもよい。さらに、調質や残留ひずみの除去のために熱処理を行ってもよい。なお、熱処理後の冷却方法は、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。 Here, the finish processing step S06 and the finish heat treatment step S07 described above may be repeated. Further, after the finish heat treatment step S07, cold working may be performed at a working rate of 1% to 70% in order to correct the shape and improve the yield strength. Further, heat treatment may be performed for refining and removal of residual strain. The cooling method after the heat treatment is not particularly limited, but it is preferable to employ a method in which the cooling rate is 200 ° C./min or more, such as water quenching.
以上のようにして、本実施形態である電子・電気機器用銅合金が製出される。この電子・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３００ＭＰａ以上、ビッカース硬さが１００ＨＶ以上、導電率が８０％ＩＡＣＳとされている。 As described above, the copper alloy for electronic / electric equipment according to the present embodiment is produced. In this copper alloy for electronic and electrical equipment, 0.2% proof stress is 300 MPa or more, Vickers hardness is 100 HV or more, and conductivity is 80% IACS when a tensile test is performed in a direction parallel to the rolling direction. ing.
また、仕上加工工程Ｓ０６における加工方法として圧延を適用した場合、板厚０．０５〜２．０ｍｍ程度の電子・電気機器用銅合金薄板（条材）を得ることができる。このような薄板は、これをそのまま電子・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０．１〜１０μｍ程度のＳｎめっきまたはＡｇめっきを施して、めっき付き銅合金条としてもよい。
さらに、本実施形態である電子・電気機器用銅合金（電子・電気機器用銅合金薄板）を素材として、打ち抜き加工や曲げ加工等を施すことにより、例えばコネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、バスバーといった電子・電気機器用部品が成形される。
Moreover, when rolling is applied as the processing method in the finish processing step S06, a copper alloy thin plate (strip material) for electronic / electric equipment having a thickness of about 0.05 to 2.0 mm can be obtained. Such a thin plate may be used as it is for parts for electronic and electrical equipment, but on one or both sides of the plate, Sn plating or Ag plating with a film thickness of about 0.1 to 10 μm is applied, It is good also as a copper alloy strip with plating.
Furthermore, by using a copper alloy for electronic / electric equipment (copper alloy thin plate for electronic / electric equipment) according to the present embodiment as a raw material, for example, terminals such as connectors, relays, lead frames, Parts for electronic and electrical equipment such as bus bars are molded.
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、Ｚｒの含有量が０．０１ｍａｓｓ％以上０．１１ｍａｓｓ％未満、Ｓｉの含有量が１ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ未満とされ、Ｚｒの含有量（ｍａｓｓ％）とＳｉの含有量（ｍａｓｓ％）との比Ｚｒ／Ｓｉが２０以上１０００以下とされているので、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着によって、導電率を維持したまま耐力を向上させることができるとともに、ビッカース硬さを向上させることができる。 According to the copper alloy for electronic and electrical equipment according to the present embodiment configured as described above, the Zr content is 0.01 mass% or more and less than 0.11 mass%, and the Si content is 1 massppm or more and less than 20 massppm. Since the ratio Zr / Si between the Zr content (mass%) and the Si content (mass%) is 20 or more and 1000 or less, formation of Cu-Zr-Si particles or solid solution Zr By fixing dislocations in a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere formed of Si and Si, the yield strength can be improved while maintaining the electrical conductivity, and the Vickers hardness can be improved.
ここで、本実施形態において、粒径１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の微細なＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子が存在している場合には、この微細なＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子によって、高い導電率を維持したまま確実に耐力の向上を図ることができる。あるいは、高い耐力を維持したまま導電率をさらに高くすることができる。また、ビッカース硬さを確実に向上させることができる。 Here, in the present embodiment, when fine Cu—Zr—Si particles having a particle diameter of 1 nm or more and 500 nm or less exist, the fine Cu—Zr—Si particles maintain high conductivity. It is possible to reliably improve the yield strength. Alternatively, the conductivity can be further increased while maintaining a high yield strength. Moreover, Vickers hardness can be improved reliably.
また、本実施形態の電子・電気機器用銅合金において、さらにＡｇ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇのうちのいずれか１種または２種以上を合計で０．００５ｍａｓｓ％以上０．１ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有する場合には、これらの元素が銅の母相中に固溶することによって、さらに耐力を向上させることができる。すなわち、固溶強化によって耐力の向上を図ることができるのである。 Moreover, in the copper alloy for electronic / electric equipment of this embodiment, 0.005 mass% or more and 0.1 mass% or less of Ag, Sn, Al, Zn, and Mg in any one kind or two or more kinds in total. When contained within the range, the yield strength can be further improved by dissolving these elements in the copper matrix. That is, the yield strength can be improved by solid solution strengthening.
さらに、本実施形態では、不可避不純物のうちＢ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量が１００ｍａｓｓｐｐｍ未満に制限されているので、ＳｉやＺｒがこれら不可避不純物と反応して消費されてしまうことを抑制でき、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着によって、確実に耐力及びビッカース硬さの向上を図ることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the total content of B, P, Ni, Cr, Ti, Fe and Co among the inevitable impurities is limited to less than 100 mass ppm, Si and Zr react with these inevitable impurities and are consumed. The formation of Cu-Zr-Si particles, or the fixing of dislocations in a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere formed by solid solution of Zr and Si, ensures improvement in yield strength and Vickers hardness. be able to.
また、本実施形態では、不可避不純物のうちＯ，Ｓ，Ｃの合計含有量が５０ｍａｓｓｐｐｍ未満に制限されているので、Ｚｒの化合物の生成を抑制でき、Ｚｒが消費されてしまうことを抑制でき、確実に、耐力、ビッカース硬さを向上させることができる。また、上述の化合物（酸化物、硫化物、炭化物等）による熱間加工性及び冷間加工性の劣化を抑制することができる。 In the present embodiment, since the total content of O, S, and C among unavoidable impurities is limited to less than 50 massppm, generation of Zr compounds can be suppressed, and consumption of Zr can be suppressed. The yield strength and Vickers hardness can be improved reliably. In addition, deterioration of hot workability and cold workability due to the above-described compounds (oxides, sulfides, carbides, etc.) can be suppressed.
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８０％ＩＡＣＳ以上とされているので、ＺｒやＳｉが銅の母相中に過剰に固溶しておらず、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の形成、もしくは固溶したＺｒとＳｉにより形成された溶質雰囲気あるいはコットレル雰囲気による転位の固着によって、耐力を確実に向上させることが可能となる。また、特に高い導電率が要求される電子・電気用部品の素材として使用することができる。 Moreover, in the copper alloy for electronic / electrical equipment which is this embodiment, since the electrical conductivity is 80% IACS or higher, Zr and Si are not excessively dissolved in the copper matrix, and Cu The yield strength can be reliably improved by the formation of -Zr-Si particles, or by fixing of dislocations in a solute atmosphere or a Cottrell atmosphere formed by solid solution of Zr and Si. Further, it can be used as a material for electronic / electrical parts that require particularly high electrical conductivity.
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３００ＭＰａ以上とされているので、例えば電磁リレーの可動導電片あるいは端子のバネ部のごとく、特に高強度が要求される部品に適している。 Furthermore, in the copper alloy for electronic and electrical equipment according to the present embodiment, the 0.2% proof stress when the tensile test is performed in the direction parallel to the rolling direction is 300 MPa or more. It is particularly suitable for parts that require high strength, such as a movable conductive piece or a spring part of a terminal.
また、本実施形態である電子・電気機器用銅合金薄板は、耐力、導電率、ビッカース硬さに優れた電子・電気機器用銅合金からなり、さらにせん断加工性にも優れていることから、コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、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、表面にＳｎめっき又はＡｇめっきを施した電子・電気機器用銅合金薄板においては、各種電子・電気機器用部品の素材として適用可能である。
In addition, the copper alloy thin plate for electronic and electrical equipment according to the present embodiment is made of a copper alloy for electronic and electrical equipment that is excellent in yield strength, electrical conductivity, and Vickers hardness, and is also excellent in shear workability. It is particularly suitable as a material for parts for electronic and electrical equipment such as terminals such as connectors, relays, lead frames and bus bars.
In addition, in the copper alloy thin plate for electronic / electrical equipment which gave Sn plating or Ag plating on the surface, it is applicable as a raw material of various electronic / electrical equipment parts.
さらに、本実施形態である電子・電気機器用部品（コネクタ等の端子、リレー、リードフレーム、バスバー等）は、耐力、導電率、ビッカース硬さに優れた電子・電気機器用銅合金を用いて製造されているので、寸法精度に優れ、小型化および薄肉化しても優れた特性を発揮することができる。 Furthermore, the electronic / electronic device parts (terminals such as connectors, relays, lead frames, bus bars, etc.) according to this embodiment are made of copper alloy for electronic / electrical devices, which has excellent strength, conductivity, and Vickers hardness. Since it is manufactured, it has excellent dimensional accuracy and can exhibit excellent characteristics even if it is reduced in size and thickness.
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・電気機器用銅合金薄板、電子・電気機器用部品、端子、リレー、バスバー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。
As described above, the copper alloy for electronic / electric equipment, the copper alloy thin plate for electronic / electric equipment, the component for electronic / electric equipment, the terminal, the relay, and the bus bar according to the embodiment of the present invention have been described, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be changed as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the above-described embodiment, an example of a method for producing a copper alloy for electronic / electric equipment has been described. However, the method for producing a copper alloy for electronic / electric equipment is not limited to the embodiment, and an existing production method. You may manufacture it, selecting a method suitably.
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９９．９９９９ｍａｓｓ％の高純度銅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および表２に示す成分組成に調製し、水冷銅鋳型に注湯して鋳塊を製出した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約２５ｍｍ×幅約２０ｍｍ×長さ約１００〜１２０ｍｍとした。
Below, the result of the confirmation experiment performed in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
A copper raw material made of high-purity copper having a purity of 99.9999 mass% was prepared, charged into a high-purity graphite crucible, and high-frequency melted in an atmosphere furnace having an Ar gas atmosphere. Various additive elements were added to the obtained molten copper to prepare the component compositions shown in Tables 1 and 2, and poured into a water-cooled copper mold to produce an ingot. The size of the ingot was about 25 mm thick × about 20 mm wide × about 100 to 120 mm long.
得られた鋳塊に対して、Ａｒガス雰囲気中において、均質化と溶体化のために表３および表４に記載の温度条件で４時間の加熱を行う熱処理工程を実施し、その後、水焼き入れを実施した。熱処理後の鋳塊を切断するとともに、酸化被膜を除去するために表面研削を実施した。 The obtained ingot was subjected to a heat treatment step in which heating was performed for 4 hours under the temperature conditions shown in Table 3 and Table 4 for homogenization and solution treatment in an Ar gas atmosphere. Put in. The ingot after the heat treatment was cut and surface grinding was performed to remove the oxide film.
その後、表３および表４に記載された加工率、温度にて熱間圧延を行い、水焼き入れを実施した後、表３および表４に記載された条件にて仕上加工工程として冷間圧延を実施し、厚さ約０．５ｍｍの条材を製出した。
そして、得られた条材に対して、表３および表４に記載された温度にて、表３および表４に記載の導電率となるまで仕上熱処理を実施し、特性評価用条材を作成した。
Thereafter, hot rolling was performed at the processing rates and temperatures described in Table 3 and Table 4, and after water quenching, cold rolling was performed as a finishing process under the conditions described in Table 3 and Table 4. And a strip with a thickness of about 0.5 mm was produced.
Then, the obtained strip material is subjected to finish heat treatment at the temperatures described in Table 3 and Table 4 until the electrical conductivity described in Table 3 and Table 4 is reached, and a strip for property evaluation is created. did.
（Ｚｒ、Ｓｉ及び不純物含有量の測定方法）
Ｚｒ、Ｓｉは、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を用いて測定した。その他不可避不純物はグロー放電質量分析装置（ＧＤ−ＭＳ）を用いて測定した。分析結果を表１および表２に示す。
(Measurement method of Zr, Si and impurity content)
Zr and Si were measured using an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-AES). Other inevitable impurities were measured using a glow discharge mass spectrometer (GD-MS). The analysis results are shown in Tables 1 and 2.
（加工性評価）
加工性の評価として、前述の仕上加工工程（冷間圧延時）における耳割れの有無を観察した。目視で耳割れが全くあるいはほとんど認められなかったものを「◎」、長さ１ｍｍ未満の小さな耳割れが発生したものを「○」、長さ１ｍｍ以上３ｍｍ未満の耳割れが発生したものを「△」、長さ３ｍｍ以上の大きな耳割れが発生したものを「×」とした。耳割れの長さが１ｍｍ以上３ｍｍ未満である「△」は実用上問題がないと判断した。
なお、耳割れの長さとは、圧延材の幅方向端部から幅方向中央部に向かう耳割れの長さのことである。評価結果を表３および表４に示す。
(Processability evaluation)
As evaluation of workability, the presence or absence of the ear crack in the above-mentioned finishing process (at the time of cold rolling) was observed. “◎” indicates that no or almost no ear cracks were visually observed, “◯” indicates that small ear cracks having a length of less than 1 mm occurred, and “◯” indicates that ear cracks having a length of 1 mm or more and less than 3 mm occurred. "△" and the thing with which the big ear crack more than 3 mm in length generate | occur | produced was set to "x". “Δ” in which the length of the ear crack was 1 mm or more and less than 3 mm was determined to have no practical problem.
In addition, the length of an ear crack is the length of the ear crack which goes to the width direction center part from the width direction edge part of a rolling material. The evaluation results are shown in Table 3 and Table 4.
（粒子観察）
Ｃｕ、Ｚｒ、Ｓｉを含有するＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子を確認するため、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：日本電子株式会社製、ＪＥＭ−２０１０Ｆ）を用いて粒子観察し、ＥＤＸ分析（エネルギー分散型Ｘ線分光法）を実施した。
まず、図２に示すように、ＴＥＭを用いて２０，０００倍（観察視野：２×１０７ｎｍ２）で観察した。そして、観察された粒子について、図３に示すように、１００，０００倍（観察視野：７×１０５ｎｍ２）観察を行った。また、粒径が１０ｎｍ未満の粒子については、さらに５００，０００倍（観察視野：３×１０４ｎｍ２）で観察を行った。
また、観察された粒子について、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）を用いて組成を分析し、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子であることを確認した。ＥＤＸ分析結果の一例を図４に示す。
(Particle observation)
In order to confirm Cu-Zr-Si particles containing Cu, Zr, and Si, particles were observed using a transmission electron microscope (TEM: JEOL Ltd., JEM-2010F), and EDX analysis (energy dispersive X Line spectroscopy).
First, as shown in FIG. 2, it observed by 20,000 times (observation visual field: 2 * 10 < 7 > nm < 2 >) using TEM. Then, the observed particles were observed 100,000 times (observation field: 7 × 10 5 nm 2 ) as shown in FIG . Further, the particles having a particle size of less than 10 nm were further observed at 500,000 times (observation field: 3 × 10 4 nm 2 ).
Moreover, about the observed particle | grains, the composition was analyzed using EDX (energy dispersive X-ray spectroscopy), and it confirmed that it was a Cu-Zr-Si particle. An example of the EDX analysis result is shown in FIG.
Ｃｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子の粒径は、長径（途中で粒界に接しない条件で粒内に最も長く引ける直線の長さ）のと短径（長径と垂直に交わる方向で、途中で粒界に接しない条件で最も長く引ける直線の長さ）の平均値とした。
組織観察により、粒径１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内のＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子が観察されたものを「有」、観察されなかったものを「無」として評価した。評価結果を表３および表４に示す。
The particle size of the Cu-Zr-Si particles is the major axis (the length of the straight line that can be drawn the longest in the grain under the condition that it does not contact the grain boundary in the middle) and the minor axis (in the direction perpendicular to the major axis, the grain boundary in the middle The average value of the length of the straight line that can be drawn the longest under the condition of not touching.
According to the structure observation, the case where Cu—Zr—Si particles having a particle diameter of 1 nm to 500 nm were observed was evaluated as “present”, and the case where Cu—Zr—Si particles were not observed was evaluated as “absent”. The evaluation results are shown in Table 3 and Table 4.
（導電率）
特性評価用条材から幅１０ｍｍ×長さ６０ｍｍ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垂直になるように採取した。測定結果を表３および表４に示す。
(conductivity)
A test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm was taken from the strip for characteristic evaluation, and the electrical resistance was determined by a four-terminal method. Moreover, the dimension of the test piece was measured using the micrometer, and the volume of the test piece was calculated. And electrical conductivity was computed from the measured electrical resistance value and volume. In addition, the test piece was extract | collected so that the longitudinal direction might become perpendicular | vertical with respect to the rolling direction of the strip for characteristic evaluation. The measurement results are shown in Tables 3 and 4.
（機械的特性）
特性評価用条材からＪＩＳ Ｚ ２２４１に規定される１３Ｂ号試験片を採取し、オフセット法により０．２％耐力を測定した。なお、試験片は、引張試験の引張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。評価結果を表３および表４に示す。
(Mechanical properties)
A No. 13B test piece defined in JIS Z 2241 was sampled from the strip for characteristic evaluation, and 0.2% proof stress was measured by an offset method. In addition, the test piece was extract | collected so that the tension direction of a tension test might become parallel with the rolling direction of the strip for characteristic evaluation. The evaluation results are shown in Table 3 and Table 4.
（ビッカース硬さ）
ＪＩＳ Ｚ ２２４４に規定されているマイクロビッカース硬さ試験方法に準拠し、試験荷重０．９８Ｎでビッカース硬さを測定した。評価結果を表３および表４に示す。
(Vickers hardness)
Based on the micro Vickers hardness test method defined in JIS Z 2244, the Vickers hardness was measured at a test load of 0.98 N. The evaluation results are shown in Table 3 and Table 4.
成分組成、製造工程、評価結果を表１〜４に示す。 A component composition, a manufacturing process, and an evaluation result are shown to Tables 1-4.
Ｚｒの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例１においては、仕上加工（冷間圧延）時に大きな耳割れが発生した。このため、その後の工程と評価を中止した。
Ｚｒの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例２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２２２ＭＰａと低く、ビッカース硬さも不十分であった。
Ｓｉの含有量が本発明の範囲よりも多く、Ｚｒ/Ｓｉが本発明の範囲よりも小さい比較例３においては、導電率が大きく低下した。
In Comparative Example 1 in which the content of Zr is larger than the range of the present invention, large ear cracks occurred during finishing (cold rolling). For this reason, subsequent processes and evaluation were stopped.
In Comparative Example 2 where the Zr content is less than the range of the present invention, the 0.2% proof stress when the tensile test was performed in the direction parallel to the rolling direction was as low as 222 MPa, and the Vickers hardness was insufficient. It was.
In Comparative Example 3 in which the content of Si was larger than the range of the present invention and Zr / Si was smaller than the range of the present invention, the conductivity was greatly reduced.
これに対して、本発明例においては、仕上加工（冷間圧延）の際に３ｍｍ以上の大きな耳割れは発生しなかった。また、高い導電率と高い耐力とを有していた。さらに、ビッカース硬さが高くなっていた。 On the other hand, in the example of the present invention, a large ear crack of 3 mm or more did not occur during finishing (cold rolling). Moreover, it had high electrical conductivity and high yield strength. Furthermore, the Vickers hardness was high.
以上のことから、本発明例によれば、高い導電率と高い耐力とを有するとともにビッカース硬さが高く、電子・電気機器用部品に適した電子機器用銅合金を提供することができることが確認された。 From the above, according to the present invention example, it is confirmed that it is possible to provide a copper alloy for electronic equipment that has high electrical conductivity and high proof stress and high Vickers hardness and is suitable for electronic and electrical equipment components. It was done.
Claims (9)
Ｚｒの含有量（ｍａｓｓ％）とＳｉの含有量（ｍａｓｓ％）との比Ｚｒ／Ｓｉが２０以上１０００以下の範囲内とされており、
前記不可避不純物のうちＢ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏの合計含有量が２０ｍａｓｓｐｐｍ未満とされ、
ＣｕとＺｒとＳｉを含有するＣｕ−Ｚｒ−Ｓｉ粒子を有しており、
導電率が８０％ＩＡＣＳ以上、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３００ＭＰａ以上、表面のビッカース硬さが１００Ｈｖ以上であることを特徴とする電子・電気機器用銅合金。 Zr is 0.01 mass% or more and less than 0.11 mass%, Si is 1 massppm or more and less than 20 massppm, and the balance has a composition consisting of Cu and inevitable impurities,
The ratio Zr / Si between the Zr content (mass%) and the Si content (mass%) is in the range of 20 or more and 1000 or less ,
Among the inevitable impurities, the total content of B, P, Ni, Cr, Ti, Fe, Co is less than 20 massppm,
Cu-Zr-Si particles containing Cu, Zr, and Si,
Electronic / electricity characterized by having an electrical conductivity of 80% IACS or higher, a 0.2% proof stress of 300 MPa or higher, and a surface Vickers hardness of 100 Hv or higher when a tensile test is performed in a direction parallel to the rolling direction. Copper alloy for equipment.
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