铜合金、铜合金薄板及铜合金的制造方法_2

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小于5质量ppm,W的含量小于1质量ppm,V的含量小于1质量ppm,Nb的 含量小于1质量ppm。
[0034] 以下,对于将这些元素的含量设定在前述范围的理由进行说明。
[0035] (Fe)
[0036] Fe固溶于Cu的母相中,同时生成含有P的析出物(Fe-P化合物)。通过该Fe-P化合物 分散于Cu的母相中,不会使导电率降低而提高强度及硬度。
[0037] 在此,Fe的含量小于1.5质量%时,强度提高的效果等不充分。另一方面,Fe的含量 超过2.7质量%时,会生成较大的结晶物而有可能损害表面的清洁性。而且有可能导致导电 率及加工性降低。
[0038] 因此,本实施方式中,将Fe的含量设定为1.5质量%以上且2.7质量%以下。另外, 为能可靠地达到上述作用效果,优选将Fe的含量设在1.8质量%以上且2.6质量%以下的范 围内。
[0039] (P)
[0040] P为具有脱氧作用的元素。并且,如上所述,与Fe-同生成Fe-P化合物。通过该Fe-P 化合物分散于Cu的母相中,不会使导电率降低,并提高强度及硬度。
[0041 ]在此,P的含量小于0.008质量%时,强度提高的效果等不充分。另一方面,P的含量 超过0.15质量%时,将导致导电率及加工性降低。
[0042] 因此,本实施方式中,将P的含量设定为0.008质量%以上且0.15质量%以下。另 外,为能可靠地达到上述作用效果,优选将P的含量设在〇.〇1质量%以上且0.05质量%以下 的范围内。
[0043] (Zn)
[0044] Zn为固溶于Cu的母相中,并具有使焊锡耐热剥离性提高的作用的元素。
[0045 ]在此,Ζ η的含量小于0.01质量%时,无法充分地达到使焊锡耐热剥离性提高的作 用效果。另一方面,即使Zn的含量超过0.5质量%,该效果也饱和。
[0046]因此,本实施方式中,将Zn的含量设定为0.01质量%以上且0.5质量%以下。另外, 为能可靠地达到上述作用效果,优选将Zn的含量设在0.05质量%以上且0.35质量%以下的 范围内。
[0047] (C、Cr、Mo、W、V、Nb)
[0048] C、Cr、Mo、W、V、Nb作为不可避免的杂质而含于上述铜合金中。在此,C、Cr、Mo、W、V、 Nb的含量较多时,铜合金薄板的表面缺陷会大幅增加。将该表面缺陷的一例经光学显微镜 观察的结果示于图1。
[0049] 经EPMA(Electron Probe Micro Analyzer,电子探针显微分析仪)的解析结果,本 实施方式中所观察的表面缺陷是因含有Cr、Mo、W、V和Nb中的至少一种以上、Fe以及C的铁合 金粒子而引起的。
[0050] 通常,在熔解铸造上述铜合金时,Fe元素以熔解的状态存在于将Cu为主成分的液 相中。但是,(:、0、1〇、1、¥和他存在一定量以上时,铜合金熔融液被分离成以〇1为主成分的 液相与以Fe为主成分并含有C、以及Cr、Mo、W、V和Nb中的至少一种以上的液相,其结果,含有 Cr、Mo、W、V和Nb中的至少一种以上、Fe以及C的粗大的结晶物存在于铸锭内。之后,通过乳制 铸锭,铁合金粒子露出于铜合金薄板的表面,认为由此会产生上述表面缺陷。并且,因该铁 合金粒子而进行冲压加工、蚀刻加工或镀银时,会产生形状不良。
[0051] 因此,通过降低(:、&、1〇、1、¥和他元素,可抑制因铁合金粒子引起的表面缺陷及形 状不良。因此,本实施方式中,C的含量限制为小于5质量ppm,Cr的含量限制为小于7质量 ppm,Mo的含量限制为小于5质量ppm,W的含量限制为小于1质量ppm,V的含量限制为1质量 ppm,Nb的含量限制为小于1质量ppm。为了可靠地达到上述表面缺陷及制品的形状不良的抑 制,优选将C的含量设为小于4质量ppm。进一步优选3ppm,更优选2ppm以下。优选将Mo的含量 设为小于1质量ppm,进一步优选设为小于0.6质量ppm。并且,优选将Cr的含量设为小于5质 量ppm,W的含量设为小于0.6质量ppm,V的含量设为小于0.6质量ppm,Nb的含量设为小于0.6 质量ppm 〇
[0052] 另外,作为(:、0、1〇、1、¥和恥以外的不可避免的杂质,可举出附、311、1%、0&、3广8 &、 稀土类元素、Zr、Si、Al、Be、Ti、H、Li、B、N、0、F、Na、S、Cl、K、Mn、C 〇、Ga、Ge、As、Se、Br、Rb、Tc、 汕、诎、?(1^8、〇(1、111、513、了6、1、〇8、肚、了3、1^、〇8、1广?伙八11、取、1'1、?13、81等。这些不可避免 的杂质,优选以总量计为0.3质量%以下。若考虑铜合金的制造成本与所得到的效果,则优 选的上述不可避免的杂质的总量的下限值优选为0.1质量%,但并不限定于此。
[0053] 接着,关于本实施方式的铜合金的制造方法,将参考图2所示的流程图进行说明。
[0054] <熔解工序S01>
[0055] 将铜原料、纯铁、Zn或Cu-Zn母合金、P或Cu-P母合金熔解,生成铜合金熔融液。另 外,铜原料是纯度为99.99质量%以上的所谓的4NCu,纯铁是纯度为99.9质量%以上的所谓 的3NFe、或99.99质量%以上的4NFe,气氛优选设为Ar。熔解中的温度,例如为1100~1300 〇C。
[0056] <高温保持工序S02>
[0057] 接着,将所得到的铜合金熔融液升温至1300°C以上并保持。通过以高温来保持铜 合金熔融液,可抑制铜合金熔融液中的液相分离。另外,该高温保持工序S02中,优选将温度 设为1300°C以上且1500°C以下、保持时间设为lmin以上且24h以下的范围内。
[0058] <铸造工序S03>
[0059] 并且,将1300°C以上的铜合金熔融液,从高温保持的状态浇注至模具中来制造出 铸锭。如此,可制造出本实施方式的铜合金的铸锭。
[0060] 在此,铸造时的冷却速度优选速度较快,例如由1300°C至900°C的冷却速度优选5 °C/s以上,进一步优选10°C/s以上。若考虑铜合金的制造成本与所得到的效果,则优选的上 述冷却速度的上限值优选为200°c/s,但并不限定于此。
[0061] 对于所得到的铸锭实施热乳后,通过适当重复冷乳与热处理,可制造出指定厚度 的铜合金薄板。热乳在还原性气氛中以750°C~1000°C的条件来实施。冷乳的乳制率在40~ 95%,热处理在400~700°C下进行,在最终乳制之后以200~350°C来进行最终退火。
[0062] 该铜合金薄板中,通过含有&、1〇、1、¥和他中的至少一种以上、?6以及(:的铁合金 粒子露出于表面而形成的、长度200μπι以上的表面缺陷为5个/m2以下。优选200μπι以上的表 面缺陷设为2个/m2以下。进一步优选1个/m2以下。
[0063]根据如上构成的本实施方式,C的含量小于5质量ppm,Cr的含量小于7质量ppm,Mo 的含量小于5质量ppm,W的含量小于1质量ppm,V的含量小于1质量ppm,Nb的含量小于1质量 ppm,因此可抑制铸徒内生成粗大的结晶物。因而,可抑制因该粗大的结晶物引起的铁合金 粒子的形成,而可大幅降低表面缺陷的产生。并且,可抑制制品的形状不良。
[0064] 而且,本实施方式的制造方法因具备将所述铜合金熔融液保持在1300°C以上的高 温的高温保持工序S02、及将保持在1300°C以上的铜合金熔融液供给到铸模来制造铸锭的 铸造工序S03,因此,可抑制含有Cr、Mo、W、V和Nb中的至少一种以上、Fe以及C的粗大的结晶 物的生成。
[0065] 以下,对本发明的第二实施方式的铜合金进行说明。
[0066] 本发明的第二实施方式的铜合金含有1.5质量%以上且2.7质量%以下的Fe、 0.008质量%以上且0.15质量%以下的P、0.01质量%以上且0.5质量%以下的Zn,同时含有 0.003质量%以上且0.5质量%以下的Ni、0.003质量%以上且0.5质量%以下的Sn的任一者 或两者,在0.0007质量%以上且0.5质量%以下的范围还含有1%工&、3匕8&、稀土类元素、 2^5^1、8 6、1^和0)中的至少一种或两种以上,剩余部分为(:11及不可避免的杂质,作为所 述不可避免的杂质所包含的C的含量小于5质量ppm,Cr的含量小于7质量ppm,Mo的含量小于 5质量ppm,W的含量小于1质量ppm,V的含量小于1质量ppm,Nb的含量小于1质量ppm。
[0067] 以下,对于将这些元素的含量设定在所述范围的理由进行说明。另外,关于与第一 实施方式相同的元素将省略说明。
[0068] (Ni)
[0069] Ni固溶于Cu的母相中,并具有使强度及耐引线弯曲疲劳特性(耐重复弯曲疲劳特 性)提尚的作用。
[0070] 在此,Ni的含量小于0.003质量%时,无法充分达到上述效果。另一方面,若Ni的含 量超过0.5质量%,则导电率会显著地降低。
[0071] 因此,本实施方式中,将Ni的含量设定为0.003质量%以上且0.5质量%以下。另 外,为能可靠地达到上述作用效果,优选将Ni的含量设在0.008质量%以上且0.2质量%以 下的范围内。
[0072] (Sn)
[0073] Sn固溶于Cu的母相中,并具有使强度及焊接性提高的作用。
[0074]在此,Sn的含量小于0.003质量%时,无法充分达到上述效果。另一方面,若Sn的含 量超过0.5质量
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