铜合金线棒材及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供实现铜合金线棒材的织构的合理化、有效地发挥织构控制产生的特性、强度和抗疲劳特性优异的铜合金线棒材及其制造方法。一种铜合金线棒材，其特征在于，具有下述合金组成：含有3.0～25.0质量％的Ni和0.1～9.5质量％的Sn，还含有规定量的选自Fe、Si、Mg、Mn、Zn、Zr和Pb中的至少一种成分，余量由Cu和不可避免的杂质构成，并且具有织构，所述织构在所述线棒材的与纵向垂直的截面中采用电子背散射衍射法(EBSD)进行织构解析得到的、所述纵向的反极图的(100)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围，并且所述反极图的(111)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围。

Copper Alloy Wire and Bar and Its Manufacturing Method

The object of the present invention is to provide a copper alloy wire rod with excellent texture rationalization, texture control characteristics, strength and fatigue resistance, and its manufacturing method. A copper alloy wire rod is characterized i n that it has the following alloy composition: Ni3.0-25.0% and Sn 0.1-9.5% in mass, and at least one component selected from Fe, Si, Mg, Mn, Zn, Zr and PB in specified quantity. The remainder is composed of Cu and unavoidable impurities, and has texture. The texture is used in the vertical section of the wire rod. The average orientation density of the (100) plane orientation (+15 degrees) and (111) plane orientation (+15 degrees) of the longitudinal reverse polar graph obtained by texture analysis by electron backscatter diffraction (EBSD) are more than 5.0, and the average orientation density of the (111) plane orientation (+15 degrees) of the reverse polar graph is more than 5.0.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜合金线棒材及其制造方法
本专利技术涉及铜合金线棒材及其制造方法，特别涉及适于作为电气电子部件、精密设备、汽车等的金属部件使用的铜合金线棒材的改进。
技术介绍
近年来，随着电子部件的显著轻薄、短小化，在特别需要可靠性的部件中，强度高的铍铜、钛铜等高强度型铜合金的需求在增长。但是，铍铜存在铍化合物具有毒性等的问题，钛铜存在耐腐蚀性低、盐水喷雾试验中容易腐蚀的问题，例如作为近年来出现的智能手表、眼镜型终端这样的可穿戴设备等与人体接触并设想在野外使用的产品的部件是不适合的。基于这样的背景，最近在关注无毒性且强度和耐腐蚀性优异的Cu-Ni-Sn系合金。例如，在专利文献1中记载了一种强度和弯曲加工性优异的Cu-Ni-Sn系合金，其特征在于，具有规定的合金组成，在板材的与轧制方向垂直的截面中的平均晶粒直径小于6μm，晶粒的板宽方向的平均长度x与板厚方向的平均长度y之比x/y满足1≦x/y≦2.5，在板材的与轧制方向平行的板面中的X射线衍射强度比在将(220)面的X射线衍射强度设为1时，(100)面的强度比为0.30以下，(111)面的强度比为0.45以下，(311)面的强度比为0.60以下，(111)面的强度比大于(100)面的强度且小于(311)面的强度比。另外，在专利文献2中记载了一种压制加工性优异的Cu-Ni-Sn系合金，其特征在于，具有规定的合金组成，在与材料的轧制加工方向垂直的截面的X射线衍射强度中SRD≧2，并且在与材料的轧制加工方向平行的截面的X射线衍射强度中STD≧4，并且SRD×STD≧25。在专利文献3中记载了一种兼具良好的弯曲加工性和高强度的Cu-Ni-Sn系合金，其特征在于，具有规定的合金组成，晶粒在板厚方向的平均直径x(μm)与平行于轧制方向的平均直径y之比(y/x)为1.2～12且0＜x≦15，通过截面显微镜所观察的长径0.1μm以上的第二相粒子的个数为1.0×105/mm2以下。对于在手表、智能电话、智能手表、笔记本个人电脑等精密设备的通电部、结构部、可动部(例如微小齿轮的轴、笔记本个人电脑的显示器可动部的轴)中所使用的铜合金线棒材而言，由于反复的振动产生的局部应力集中，有时产生疲劳破坏。另外，从外部对这些设备施加冲击时，有时瞬间成为大的冲击，有时发生部件的损伤、破坏，有时设备的使用变得困难。因此，近年来，对于这些设备中所使用的铜合金线棒材，要求高强度和优异的抗疲劳特性。而在专利文献1～3中记载的Cu-Ni-Sn系合金的专利技术中，虽然对高强度化、弯曲加工性的提高进行了研究，但这些研究均是关于板材，对于作为铜合金线棒材的强度和抗疲劳特性的提高，尚未进行任何研究。因此，对于专利文献1～3中记载的合金材料而言，作为铜合金线棒材未能实现强度和抗疲劳特性的充分提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5839126号公报专利文献2：日本专利第4009981号公报专利文献3：日本特开2009-242895号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供一种强度和抗疲劳特性优异的铜合金线棒材及其制造方法，其能够实现铜合金线棒材的织构的合理化，并有效地发挥织构控制带来的特性。用于解决课题的手段本专利技术人进行了认真研究，结果获得如下认识：通过铸造后的冷加工、热加工后的温加工，使合金线棒材内的织构合理化，在固溶热处理时能够将合金线棒材内的织构控制为规定的结晶结构，基于这些认识，发现在Cu-Ni-Sn系合金材料中尤其能够提高强度和抗疲劳特性，并完成了本专利技术。即，本专利技术的主要构成如下所述。[1]一种铜合金线棒材，其特征在于，该铜合金线棒材具有下述合金组成：含有3.0～25.0质量％的Ni和0.1～9.5质量％的Sn，还含有选自0～0.50质量的Fe、0～0.90质量％的Si、0～0.30质量％的Mg、0～0.50质量％的Mn、0～0.10质量％的Zn、0～0.15质量％的Zr和0～0.10质量％的Pb中的至少一种成分，余量由Cu和不可避免的杂质构成，并且具有织构，在所述线棒材的与纵向垂直的截面中，采用电子背散射衍射法(EBSD)对所述织构进行织构解析所得到的、所述纵向的反极图的(100)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围，并且所述反极图的(111)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围。[2]上述[1]所述的铜合金线棒材，其中，拉伸强度为1000MPa以上，并且在按照JISZ2273-1978的疲劳试验中，使负荷应力为500MPa时的、直至线棒材达到断裂的重复次数为1.00×107次以上。[3]上述[1]或[2]所述的铜合金线棒材，其中，所述选自Fe、Si、Mg、Mn、Zn、Zr和Pb中的至少一种成分的含量的合计为1.40质量％以下。[4]一种铜合金线棒材的制造方法，是制造上述[1]～[3]中任一项所述的铜合金线棒材的方法，其特征在于，对铜合金原料依次实施铸造[工序1]、第一冷加工[工序2]、均质化热处理[工序3]、热加工[工序4]、面切削[工序5]、温加工[工序6]、第二冷加工[工序7]、中间退火[工序8]、第三冷加工[工序9]、固溶热处理[工序10]、第四冷加工[工序11]、时效析出热处理[工序12]、表面研磨[工序13]，该铜合金原料具有下述合金组成：含有3.0～25.0质量％的Ni和0.1～9.5质量％的Sn，还含有选自0～0.50质量的Fe、0～0.90质量％的Si、0～0.30质量％的Mg、0～0.50质量％的Mn、0～0.10质量％的Zn、0～0.15质量％的Zr和0～0.10质量％的Pb中的至少一种成分，余量由Cu和不可避免的杂质构成；所述第一冷加工的加工率为5～20％，所述温加工的加热温度为100～500℃并且加工率为10％以上，所述固溶热处理的升温速度为10℃/秒以上，固溶温度为600～900℃，在该固溶温度下的保持时间为1～180秒并且冷却速度为10℃/秒以上。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供特别是使强度和抗疲劳特性提高的铜合金线棒材。该铜合金线棒材适于在手表、智能电话、智能手表、笔记本个人电脑等精密设备的通电部、可动部中使用。采用本专利技术的铜合金线棒材，能够抑制反复振动等引起的疲劳破坏，能够提高上述各种制品的可靠性。另外，采用本专利技术的铜合金线棒材的制造方法，能够适当地制造上述铜合金线棒材。附图说明图1为表示采用EBSD法计量的、本专利技术的铜合金线棒材的织构(反极图)之一例的图，具体而言，是与线棒材的纵向垂直的截面的法线方向、即线材的纵向的反极图。图2为线棒材的疲劳试验的试验方法的说明图。具体实施方式以下详细说明本专利技术的铜合金线棒材的优选实施方式。本专利技术的铜合金线棒材(以下有时简称为“线棒材”。)的特征在于，具有下述合金组成：含有3.0～25.0质量％的Ni和0.1～9.5质量％的Sn，还含有选自0～0.50质量的Fe、0～0.90质量％的Si、0～0.30质量％的Mg、0～0.50质量％的Mn、0～0.10质量％的Zn、0～0.15质量％的Zr和0～0.10质量％的Pb中的至少一种成分，余量由Cu和不可避免的杂质构成，并且具有织构，在所述线棒材的与纵向垂直的截面中采用电子背散射衍射法(EBSD)对该织构进行织构解析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜合金线棒材，其特征在于，具有下述合金组成：含有3.0～25.0质量％的Ni和0.1～9.5质量％的Sn，还含有选自由0～0.50质量的Fe、0～0.90质量％的Si、0～0.30质量％的Mg、0～0.50质量％的Mn、0～0.10质量％的Zn、0～0.15质量％的Zr和0～0.10质量％的Pb构成的组中的至少一种成分，余量由Cu和不可避免的杂质构成，并且具有织构，在所述线棒材的与纵向垂直的截面中，采用电子背散射衍射法(EBSD)对所述织构进行织构解析，由此得到的所述纵向的反极图的(100)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围，并且所述反极图的(111)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.14 JP 2016-2420841.一种铜合金线棒材，其特征在于，具有下述合金组成：含有3.0～25.0质量％的Ni和0.1～9.5质量％的Sn，还含有选自由0～0.50质量的Fe、0～0.90质量％的Si、0～0.30质量％的Mg、0～0.50质量％的Mn、0～0.10质量％的Zn、0～0.15质量％的Zr和0～0.10质量％的Pb构成的组中的至少一种成分，余量由Cu和不可避免的杂质构成，并且具有织构，在所述线棒材的与纵向垂直的截面中，采用电子背散射衍射法(EBSD)对所述织构进行织构解析，由此得到的所述纵向的反极图的(100)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围，并且所述反极图的(111)面取向±15°以内的取向密度的平均值为5.0以上的范围。2.根据权利要求1所述的铜合金线棒材，其中，拉伸强度为1000MPa以上，并且在按照JISZ2273-1978的疲劳试验中，使负荷应力为500MPa时的、直至线棒材达到断裂的重复次数为1.00×107次以上。3.根据权利要求1或2所述的铜合金线棒材，其中，所述选自由Fe、Si、Mg、M...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶松岳己，檀上翔一，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP