耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条制造技术

一种耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条，其特征在于，以铜合金板条作为母材，在表面按顺序形成有由Ni层、Cu‑Sn合金层和Sn层构成的表面被覆层，所述Ni层的平均厚度为0.1～3.0μm，所述Cu‑Sn合金层的平均厚度为0.2～3.0μm，所述Sn层的平均厚度为0.05～5.0μm，并且所述Cu‑Sn合金层为1)由η相构成，或2)由ε相和η相构成，所述ε相存在于所述Ni层与η相之间，所述ε相的平均厚度对于所述Cu‑Sn合金层的平均厚度的比率为30％以下，所述ε相的长度对于所述Ni层的长度的比率为50％以下，在所述表面被覆层的最表面所述Cu‑Sn合金层的一部分露出，其表面露出面积率为3～75％，所述表面被覆层的表面粗糙度中，至少一个方向的算术平均粗糙度Ra为0.15μm以上，并且全部的方向的算术平均粗糙度Ra为3.0μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及主要在汽车领域和一般民生领域作为端子等的连接装置用导电材料使用，能够将端子接触点部分的接触电阻长时间维持在低值的带表面被覆层的铜合金板条。
技术介绍
在用于汽车等的电线的连接的连接器中，使用的是公端子和母端子的组合所构成的嵌合型连接端子。近年来，汽车的引擎室中也搭载有电气设备，对于连接器，要求其确保经过高温长时间后的电特性(低接触电阻)。作为表面被覆层而在最表面形成有Sn层的带表面被覆层的铜合金板条，若在高温环境下长时间保持，则接触电阻增大。相对于此，例如在专利文献1(作为专利文献1的日本特开2004-68026号公报，因参照而被引入本说明书。)中，记述将形成于母材(铜合金板条)的表面的表面被覆层制成衬底层(Ni等)/Cu-Sn合金层/Sn层的3层构造。据此3层构造的表面被覆层，由衬底层抑制来自母材的Cu的扩散，由Cu-Sn合金层抑制衬底层的扩散，由此，即使经过高温长时间后，仍能够维持低接触电阻。在作为专利文献2～5(作为专利文献2的日本特开2006-77307号公报、作为专利文献3的日本特开2006-183068号公报、作为专利文献4的日本特开2007-258156号公报和作为专利文献5的日本特开2013-185193号公报，因参照而引入本说明书。)中，记述的是具有上述3层构造的表面被覆层，Cu-Sn合金层在表面上露出的带表面被覆层的铜合金板条。其中在专利文献2～4中，使用对于表面进行了糙面化处理的母材，在专利文献4中，公开有以Cu-Ni-Si系合金作为母材的实施例。另外，专利文献5所述的带表面被覆层的铜合金板条，以Cu-Ni-Si系合金作为母材。在专利文献6(作为专利文献6的日本特开2010-168598号公报，因参照而引入本说明书。)中记述，在由Ni层/Cu-Sn合金层/Sn层构成的3层构造的表面被覆层中，使Cu-Sn合金层为Ni层侧的ε(Cu3Sn)相和Sn相侧的η(Cu6Sn５)相的二相，ε相被覆Ni层的面积被覆率为60％以上。为了得到该表面被覆层，由加热工序、一次冷却工序和二次冷却工序构成重熔处理，分别需要在加热工序中精密控制升温速度和到达温度，在一次冷却工序精密控制冷却速度和冷却时间，以及在二次冷却工序中精密控制冷却速度。在专利文献6中记述，利用该表面被覆层，即使经过高温长时间后，仍能够维持低接触电阻，并且能够防止表面被覆层的剥离。作为形成最表面为Sn层的表面被覆层的母材，例如使用的是专利文献7(作为专利文献7的日本特开2008-196042号公报，因参照而引入本说明书。)所述的Cu-Ni-Si系的铜合金板条。该铜合金板条具有优异的弯曲加工性、剪切冲孔性和耐应力弛豫特性，由该铜合金板条成形的端子由于耐应力弛豫特性优异，所以即使经过高温长时间之后，仍具有高保持应力，能够维持高的电可靠性(低接触电阻)。【先行技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2004-68026号公报【专利文献2】日本特开2006-77307号公报【专利文献3】日本特开2006-183068公报【专利文献4】日本特开2007-258156号公报【专利文献5】日本特开2013-185193号公报【专利文献6】日本特开2010-168598号公报【专利文献7】日本特开2008-196042号公报在专利文献1～3、5中公开，即使经过160℃×120Hr的高温长时间后，也可维持低接触电阻。在专利文献4、6中公开，即使经过175℃×1000Hr的高温长时间后，仍维持低接触电阻，并且在经过175℃×1000Hr或160℃×250Hr的高温长时间后，未发生表面被覆层的剥离。在专利文献1～6所述的接触电阻的测量和耐热剥离性的试验中，高温长时间保持试验片期间，未对该试验片外加弹性应力。另一方面，在实际的嵌合型端子中，雄端子与雌端子的嵌合部在弹性的应力作用下保持接触。若使用形成有所述3层构造的表面被覆层的带表面被覆层的铜合金板条而形成雄端子或雌端子，分别在与雌端子或雄端子嵌合的状态下保持在高温环境下，则由于弹性应力，从ε相向η层的相变、母材和衬底层的元素的扩散活跃。因此，经过高温长时间后，接触电阻容易增大，并且母材与表面被覆层的界面或衬底层在Cu-Sn合金层的界面容易发生剥离。将以专利文献7所述的铜合金板条为母材，在其表面形成所述3层构造的表面被覆层的带表面被覆层的铜合金板条，作为雄端子或雌端子的原材使用时，也会发生这样的问题，要求这方面的改善。
技术实现思路
本专利技术涉及在Cu-(Ni，Co)-Si系的铜合金板条所构成的母材表面形成有所述3层构造的表面被覆层的带表面被覆层的铜合金板条的改良。本专利技术的主要目的在于，提供一种在附加弹性应力的状态下，即使经过高温长时间后，仍能够维持低接触电阻的带表面被覆层的铜合金板条。另外，本专利技术另一目的在于，提供一种在附加弹性应力的状态下，即使经过高温长时间后，仍具有优异的耐热剥离性的带表面被覆层的铜合金板条。本专利技术的带表面被覆层的铜合金板条，以含有1.0～4.5质量％的Ni和Co之中一种以上、0.2～1.0质量％的Si、余量由铜和不可避免的杂质构成的铜合金板条为母材，在其表面按顺序形成有由Ni层、Cu-Sn合金层和Sn层构成的表面被覆层。所述Ni层的平均厚度为0.1～3.0μm，Cu-Sn合金层的平均厚度为0.2～3.0μm，Sn层的平均厚度为0.05～5.0μm。在所述表面被覆层的最表面上所述Cu-Sn合金层的一部分露出，其表面露出面积率为3～75％。所述表面被覆层的表面粗糙度，至少一个方向的算术平均粗糙度Ra为0.15μm以上，并且全部的方向的算术平均粗糙度Ra为3.0μm以下。所述Cu-Sn合金层只由η相(Cu6Sn5)构成，或由ε相(Cu3Sn)和η相构成。所述Cu-Sn合金层由ε相和η相构成时，所述ε相存在于所述Ni层与η相之间，所述ε相的平均厚度相对于所述Cu-Sn合金层的平均厚度的比率在30％以下，所述ε相的长度相对于所述Ni层的长度的比率为50％以下。还有，上述Ni层和Sn层，分别除了Ni、Sn金属以外，还含有Ni合金、Sn合金。上述带表面被覆层的铜合金板条，具有以下优选的实施的方式。(1)作为母材的铜合金板条的平均晶粒直径为10μm以下，并且晶粒直径的标准偏差σ满足2σ＜10μm，存在于结晶晶界上的粒径为30～300nm的分散粒子的存在量是500个/mm以上。(2)作为母材的铜合金板条，还含有Sn：0.01～1.3质量％、Mg：0.005～0.2质量％、Zn：0.01～5质量％、Mn：0.01～0.5质量％、Cr：0.001～0.3质量％、P：0.005～0.15质量％中的一种或两种以上。(3)作为母材的所述铜合金板条，含有来自B、C、S、Ca、V、Ga、Ge、Nb、Mo、Hf、Ta、Bi、Pb群中的一种或两种以上，一种元素时为0.0001～0.1质量％，两种以上时，合计为0.1质量％以下；含有来自Be、Al、Ti、Fe、Zr、Ag、Cd、In、Sb、Te、Au群中的一种或两种以上，一种元素时为0.001～1质量％，两种以上时合计为1质量％以下，并且两元素群的合计为1质量％以下。(4)替代所述Ni层而形成Co层或Fe层，所述Co层或Fe层的平均厚度为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条，其特征在于，以含有1.0～4.5质量％的Ni和Co之中一种以上、0.2～1.0质量％的Si、余量由铜和不可避免的杂质构成的铜合金板条作为母材，在其表面按顺序形成由Ni层、Cu‑Sn合金层和Sn层构成的表面被覆层，所述Ni层的平均厚度为0.1～3.0μm，所述Cu‑Sn合金层的平均厚度为0.2～3.0μm，所述Sn层的平均厚度为0.05～5.0μm，并且所述Cu‑Sn合金层1)由η相构成，或2)由ε相和η相构成，所述ε相存在于所述Ni层与η相之间，所述ε相的平均厚度相对于所述Cu‑Sn合金层的平均厚度的比率为30％以下，所述ε相的长度相对于所述Ni层的长度的比率为50％以下，在所述表面被覆层的最表面上所述Cu‑Sn合金层的一部分露出，其表面露出面积率为3～75％，所述表面被覆层的表面粗糙度中，至少一个方向的算术平均粗糙度Ra为0.15μm以上，并且全部的方向的算术平均粗糙度Ra为3.0μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.20 JP 2014-0303981.一种耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条，其特征在于，以含有1.0～4.5质量％的Ni和Co之中一种以上、0.2～1.0质量％的Si、余量由铜和不可避免的杂质构成的铜合金板条作为母材，在其表面按顺序形成由Ni层、Cu-Sn合金层和Sn层构成的表面被覆层，所述Ni层的平均厚度为0.1～3.0μm，所述Cu-Sn合金层的平均厚度为0.2～3.0μm，所述Sn层的平均厚度为0.05～5.0μm，并且所述Cu-Sn合金层1)由η相构成，或2)由ε相和η相构成，所述ε相存在于所述Ni层与η相之间，所述ε相的平均厚度相对于所述Cu-Sn合金层的平均厚度的比率为30％以下，所述ε相的长度相对于所述Ni层的长度的比率为50％以下，在所述表面被覆层的最表面上所述Cu-Sn合金层的一部分露出，其表面露出面积率为3～75％，所述表面被覆层的表面粗糙度中，至少一个方向的算术平均粗糙度Ra为0.15μm以上，并且全部的方向的算术平均粗糙度Ra为3.0μm以下。2.根据权利要求1所述的耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条，其特征在于，所述母材的平均晶粒直径为10μm以下，并且晶粒直径的标准偏差σ满足2σ＜10μm，存在于结晶晶界上的粒径为30～300nm的分散粒子的存在量是500个/mm以上。3.根据权利要求1或2任一项所述的耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条，其特征在于，作为母材的所述铜合金板条，还含有Sn：0.01～1.3质量％、Mg：0.005～0.2质量％、Zn：0.01～5质量％、Mn：0.01～0.5质量％、Cr：0.001～0.3质量％、P：0.005～0.15质量％中的一种或两种以上。4.根据权利要求1或2任一项所述的耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条，其特征在于，作为母材的所述铜合金板条，含有来自B、C、S、Ca、V、Ga、Ge、Nb、Mo、Hf、Ta、Bi、Pb的群中的一种以上，其中，一种元素时为0.0001～0.1质量％，两种以上时合计为0.1质量％以下；含有来自Be、Al、Ti、Fe、Zr、Ag、Cd、In、Sb、Te、Au的群中的一种以上，其中，一种元素时为0.001～1质量％，两种以上时合计1质量％以下，并且两个元素群的合计为1质量％以下。5.根据权利要求3所述的耐热性优异的带表面被覆层的铜合金板条，其特征在于，作为母材的所述铜合金板条，含有来自B、C、S、Ca、V、Ga、Ge、Nb、M...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹤将嘉，桂进也，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP