本发明专利技术提供Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｃｏ系铜合金，其能够以高水平实现强度与导电率，同时抗永久变形性也优异。电子材料用铜合金，其是含有Ｎｉ：１．０～２．５质量％、Ｃｏ：０．５～２．５质量％、Ｓｉ：０．３～１．２质量％，且剩余部分由Ｃｕ及不可避免的杂质所构成的电子材料用铜合金，其中，母相中析出的第二相粒子中，粒径为５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下的粒子的个数密度为１×１０１２～１×１０１４个／ｍｍ３；粒径为５ｎｍ以上、小于２０ｎｍ的粒子的个数密度以相对于粒径为２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下的粒子的个数密度的比例来表示，为３～６。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及析出硬化型铜合金，尤其涉及适用于各种电子部件的Cu-Ni-Si-Co系铜合金。
技术介绍
对于连接器、开关、继电器、插脚、端子、引线框等各种电子部件所使用的电子材料用铜合金，要求兼具作为基本特性的高强度和高导电性(或导热性)。近年来，电子部件的高集成化和小型化、薄壁化快速发展，与此相对应，对于电子器械部件中使用的铜合金的要求水平也逐渐地提高。从高强度和高导电性的角度考虑，作为电子材料用铜合金，析出硬化型铜合金的使用量正在增加，以代替以往以磷青铜、黄铜等为代表的固溶强化型铜合金。对于析出硬化型铜合金，通过对经固溶化处理的过饱和固溶体进行时效处理，而使微细的析出物均勻地分散，合金的强度提高，同时铜中的固溶元素量减少，导电性提高。因此，可以得到强度、弹性等机械性质优异且导电性、导热性良好的材料。析出硬化型铜合金中，一般被称为科森系合金的Cu-Ni-Si系铜合金是兼具较高导电性、强度和弯曲加工性的代表性铜合金，且是业界中目前正蓬勃开发的合金之一。该铜合金通过使微细的Ni-Si系金属间化合物粒子在铜基质中析出，来实现强度和导电率的提尚ο为了更进一步提高科森合金的特性，正进行以下各种技术的开发添加Ni及Si以外的合金成分，排除对特性有不良影响的成分，结晶组织的最优化，析出粒子的最优化。例如，已知通过添加Co、或控制母相中析出的第二相粒子来提高特性，作为Cu-Ni-Si-Co系铜合金最近的改良技术可列举如下的内容。日本特表2005-532477号公报(专利文献1)中记载了一种锻造铜合金，以重量计，其包含镍1% 2. 5%、钴0. 5 2. 0%、硅0. 5% 1. 5%和作为剩余部分的铜及不可避免的杂质，镍与钴的合计含量为1. 7% 4. 3%，(Ni + Co) / Si的比例为2 :1 7 :1，该锻造铜合金具有超过40%IACS的导电性。钴与硅相组合，可限制粒子生长且提高抗软化性， 因此形成有助于时效硬化的硅化物。并且该专利文献记载了在其制造工序中，包含依次进行下述处理的工序在固溶化处理后不进行中间冷加工，而是以对析出第2相有效的第一时效退火温度和第二时间长度，对实质上为单一相的上述合金实施第一时效退火，而形成具有硅化物的多相合金，并对多相合金实施冷加工，进行第二的截面积减少，以对增大析出粒子的容积分率有效的温度(其中，第二时效退火温度比第一时效退火温度低)和时间长度，对多相合金实施第二时效退火(段落0018)。此外，该专利文献还记载了固溶化处理以 750°C 1050°C的温度进行10秒 1小时(段落0042)；第一时效退火以350°C 600°C 的温度进行30分钟 30小时；以5 50%的加工度进行冷加工；第二时效退火是在温度 350°C 600°C下进行10秒 30小时(段落0045 0047)。日本特开2007-169765号公报(专利文献2)中，公开了一种强度、导电率、弯曲加工性、应力松弛特性优异的铜合金，其特征在于含有Ni 0. 5 4. 0质量％、Co 0. 5 2. 0 质量％、Si :0. 3 1. 5质量％，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成；Ni量与Co量之和， 与Si量的比例(Ni + Co) / Si为2 7，第2相的密度(每单位面积的个数)为IO8 IO12个/ mm2 ；其中，50 IOOOnm大小的第2相密度为IO4 IO8个/ mm2。根据该专利文献，通过使第2相的密度(每单位面积的个数)为IO8 IO12个/ mm2，可实现优异的各特性(段落0019)。此外，通过使50 IOOOnm大小的第2相的密度为 IO4 IO8个/ mm2，可使第2相分散，由此在850°C以上等高温下的固溶化热处理中，可抑制结晶粒径的粗大化，从而能够改善弯曲加工性(段落0022)。另一方面，当第2相的大小小于50nm时，抑制粒子生长的效果较低，因而不优选(段落0023)。还记载了上述铜合金可以通过在900°C以上进行铸块的均质化热处理，且在之后的热加工中以0. 5 4°C /秒的冷却速度冷却至850°C，然后各进行1次以上的热处理和冷加工来制造(段落00 )。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特表2005-532477号公报专利文献2 日本特开2007-169765号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1记载的铜合金虽然可得到较高的强度、导电率和弯曲加工性，但仍有特性改善的空间。特别是，对于用作弹簧材料时所产生的永久变形的抗永久变形性仍有不足的问题。专利文献2虽然针对第2相粒子的分布对合金特性的影响进行了考察，并限定了第 2相粒子的分布状态，但仍不能说是充分的。由于抗永久变形性的改善关系到作为弹簧材料的可靠性的提高，因此如果可改善抗永久变形性，则是有利的。因此，本专利技术的课题之一在于提供Cu-Ni-Si-Co系铜合金，其可实现高的强度、导电率和弯曲加工性，同时抗永久变形性也优异。此外，本专利技术的另一课题在于提供这种Cu-Ni-Si-Co系合金的制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题，进行了深入研究，观察Cu-Ni-Si-Co系合金的组织时发现专利文献2中被认为存在本身即为不优选的粒径为50nm以下左右的极微细的第二相粒子的个数密度对强度、导电率和抗永久变形性的提高产生重要的影响。此外，还发现其中具有5nm以上、小于20nm范围的粒径的第二相粒子有助于强度和初期抗永久变形性的提高；具有20nm以上50nm以下范围的粒径的第二相粒子有助于反复抗永久变形性的提高，因此通过控制上述个数密度和比例，可均衡性良好地提高强度以及抗永久变形性。基于上述发现而完成的本专利技术一方面是提供电子材料用铜合金，其是含有M 1. 0 2. 5质量％、Co 0. 5 2. 5质量％、Si :0. 3 1. 2质量％，且剩余部分由Cu及不可避免的杂质所构成的电子材料用铜合金，其中，母相中析出的第二相粒子中，粒径为5nm以上、50nm以下的粒子的个数密度为IX IO12 IX IO14个/ mm3 ；粒径为5nm以上、小于20nm 的粒子的个数密度以相对于粒径为20nm以上、50nm以下的粒子的个数密度的比例来表示，为3 6。在本专利技术的铜合金的一个实施方式中，粒径为5nm以上且小于20nm的第二相粒子的个数密度为2X1012 7X1013，粒径为20nm以上、50nm以下的第二相粒子的个数密度为 3X1011 2X1013。在本专利技术的铜合金的一个实施方式中，进一步含有最大0. 5质量％的Cr。在本专利技术的铜合金的另一个实施方式中，进一步含有合计最大2.0质量％的选自 Mg、P、As、Sb、Be、B、Mn、Sn、Ti、Zr、Al、Fe、Zn 和 Ag 中的 1 种或 2 种以上。本专利技术的另一方面在于提供电子材料用铜合金的制造方法，其包含依次进行以下工序一熔融铸造具有所需组成的铸锭的工序1 ；一使材料温度为950°C以上、1050°C以下进行1小时以上的加热，然后进行热轧的工序2 ；一任意的冷轧工序3 ；一进行将材料温度加热至950°C以上、1050°C以下的固溶化处理的工序4 ； 一使材料温度在400°C以上、500°C以下加热1 12小时的第一时效处理工序5 ； 一压下率为30 50本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 电子材料用铜合金，其是含有Ｎｉ：１．０～２．５质量％、Ｃｏ：０．５～２．５质量％、Ｓｉ：０．３～１．２质量％，且剩余部分由Ｃｕ和不可避免的杂质构成的电子材料用铜合金，其中，母相中析出的第二相粒子中，粒径为５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下的粒子的个数密度为１×１０１２～１×１０１４个／ｍｍ３；粒径为５ｎｍ以上、小于２０ｎｍ的粒子的个数密度以相对于粒径为２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下的粒子的个数密度的比例来表示，为３～６。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：桑垣宽，
申请(专利权)人：JX日矿日石金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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