(57)【要約】【課題】本発明の目的は、優れた曲げ加工性を安定して有するＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条を提供することにある。【解決手段】Ｎｉを１．０〜４．５質量％（以下％とする）、Ｓｉを０．２５〜１．５％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる銅合金条において、Ｘ線回折により圧延面について測定した（２２０）面のピーク強度（ＩＳ（２２０））と圧延面の片側を厚さ中央部までエッチングで除去し、このエッチング面について測定した（２２０）面のピーク強度（ＩＣ（２２０））との関係が、ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）≦０．８５であることを特徴とする曲げ加工性に優れるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉを１．０〜４．５質量％（以下％とする）、Ｓｉを０．２５〜１．５％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物よりなる銅合金条において、Ｘ線回折により圧延面について測定した（２２０）面のピーク強度（ＩＳ（２２０））と圧延面の片側を厚さ中央部までエッチングで除去し、このエッチング面について測定した（２２０）面のピーク強度（ＩＣ（２２０））との関係が、
ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）≦０．８５
であることを特徴とする曲げ加工性に優れるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条。
【請求項２】
Ｍｇを０．０５〜０．３％含有することを特徴とする請求項１に記載のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条。
【請求項３】
Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｍｎ、Ａｇ、またはＢｅのうち１種類以上を総量で０．００５〜２．０％含有することを特徴とする請求項１に記載のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条を用いた端子、コネクタ、またはリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子・コネクタ等の電子部品に用いられる、高い強度及び良好な曲げ加工性を兼ね備えたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条、さらにそれらを用いた端子・コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
端子やコネクタ等の電子部品には機械的強度及び電気伝導性、さらには半田付け性やめっき性等の観点から銅合金が用いられている。電子部品用の銅合金条としては、従来りん青銅や黄銅等に代表される固溶強化型銅合金が用いられてきたが、近年においては電気伝導度の観点から時効硬化型のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金（コルソン合金）の使用量が増加している。
【０００３】
近年、電子部品の軽薄・短小化の進展に伴い、より薄い材料が求められるようになった。材料が薄くなるとコネクタの接圧が下がるため、材料を高強度化する必要がある。また、電子部品の高密度実装化に伴い、より微細な加工が施されるようになったため、材料の加工性、特に曲げ加工性を向上させる必要がある。この曲げ加工性の改善要求に対し、特許文献１では介在物の個数を、特許文献２では結晶粒の形態（大きさ、平行断面の結晶粒の長径と直角断面の結晶粒の長径との比）を、特許文献３では結晶方位を、各々制御することを提言している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４９３６９号公報
【特許文献２】特開２００２−３８２２８号公報
【特許文献３】特開２０００−８０４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの提言は、これまでに求められていた曲げ加工性のレベルであれば、有効であった。しかしながら、材料に要求される曲げ加工性のレベルが高度化し、従来問題とはならなかった微細な割れに対しても改善が求められるようになった。従来技術では、近年要求されるレベルの曲げ加工性を安定して得ることはできなかった。
本発明の目的は、優れた曲げ加工性を安定して有するＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金では、表面（圧延面）においてＸ線回折により測定した（２２０）ピーク強度（ＩＳ（２２０））が、厚み内部の面において測定した（２２０）ピーク強度（ＩＣ（２２０））より低いことを知見した。ここで、ＩＣ（２２０）は、試料の片側表面をエッチングすることにより厚み中央の面を表面に露出させ、この露出させた面において測定した値である。
【０００７】
そして、この結晶方位の特徴と曲げ性との関係を調査し、ＩＣ（２２０）が同じ場合、ＩＳ（２２０）が低いほど良好な曲げ性が得られることを見出した。すなわち、優れた曲げ加工性を安定して得るためには、ＩＳ（２２０）とＩＣ（２２０）との比（ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０））を、所定のレベル以下に規制する必要があることを知見したのである。
【０００８】
次に本発明者らは、ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）を調整する方法を研究した。Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造工程では、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、冷間圧延、時効処理が順次行われ、時効処理後に冷間圧延や歪取焼鈍を行うこともある。各冷間圧延では、材料の圧延機への通板（パス）を繰り返し、材料を所定の厚みに仕上げる。
ＩＣ（２２０）は溶体化処理後のトータルの圧延加工度（Ｒ）によって定まり、Ｒを高くするとＩＣ（２２０）は大きくなった。ここで、Ｒは溶体化処理後の厚みをｔ０、製品の厚みをｔとし、次式で定義される。
Ｒ（％）＝（ｔ０−ｔ）／ｔ０×１００
一方、ＩＳ（２２０）はＲだけでなく、溶体化処理後の圧延における種々の圧延条件の影響をも受け、
ａ．パス回数が少ない（一回のパスでの加工度が高い）ほどＩＳ（２２０）は低い
ｂ．圧延油の粘度が低いほどＩＳ（２２０）は低い
ｃ．圧延温度が低いほどＩＳ（２２０）は低い
ことが判明した。
【０００９】
銅合金の曲げ加工性は、圧延加工度が低くなると向上する。一方、ＩＣ（２２０）、ＩＳ（２２０）とも圧延加工度を低くすると低下する。この両関係より、ＩＳ（２２０）が低いＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金条の曲げが優れることは従来より知られていた。しかし、ＩＣ（２２０）とＩＳ（２２０）との比に着目した曲げ改善策は、過去に報告されていない。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、今回発見した厚み方向での結晶方位制御の方策により、良好な曲げ加工性が安定して得られるようになった。本発明のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金条は、小型電子部品で使用される端子、コネクタ、またはリレー用の素材として好適であり、従来のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金と同様のコストで製造でき、また、強度、曲げ加工性以外の特性が従来のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金と同等であることから、工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の詳細を以下に説明する。
Ｎｉ及びＳｉ濃度
Ｎｉ及びＳｉは、時効処理を行うことによりＮｉとＳｉが微細なＮｉ２Ｓｉを主とした金属間化合物の析出粒子を形成し、合金の強度を著しく増加させる。また、時効処理でのＮｉ２Ｓｉの析出に伴い、導電性が向上する。ただし、Ｎｉ濃度が１．０％未満の場合、またはＳｉ濃度が０．２５％未満の場合は、他方の成分を添加しても所望とする強度が得られない。また、Ｎｉ濃度が４．５％を超える場合、またはＳｉ濃度が１．５％を超える場合は十分な強度は得られるものの、導電性は低くなり、更には強度の向上に寄与しない粗大なＮｉ−Ｓｉ系粒子（晶出物及び析出物）が母相中に生成し、曲げ加工性、エッチング性及びめっき性の低下を招く。よって、Ｎｉ濃度を１．０〜４．５％、Ｓｉ濃度を０．２５〜１．５％と定めた。
【００１２】
Ｍｇ濃度
Ｍｇは応力緩和特性を大幅に改善する効果及び熱間加工性を改善する効果があるが、０．０５％未満ではその効果が得られず、０．３％を超えると鋳造性（鋳肌品質）、熱間加工性及びめっき耐熱剥離性が低下するためＭｇの濃度を０．０５〜０．３％と定める。
【００１３】
Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｍｎ、Ａｇ、またはＢｅ
Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｍｎ、Ａｇ、またはＢｅには、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金の強度及び耐熱性を改善する作用がある。また、これらの中でＺｎには、半田接合部の耐熱性を改善する効果もあり、Ｆｅには組織を微細化する効果もある。更にＴｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＭｎは熱間圧延性を改善する効果を有する。この理由は、これらの元素が硫黄との親和力が強いため硫黄と化合物を形成し、熱間圧延割れの原因であるインゴット粒界への硫化物の偏析を軽減するためである。Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｍｎ、Ａｇ、またはＢｅの濃度が総量で０．００５％未満であると上記の効果は得られず、総量が２．０％を越えると導電性が著しく低下する。そこで、これらの含有量を総量で０．００５〜２．０％と定める。
【００１４】
圧延面と厚み中央のエッチング面についての（２２０）ピーク強度の比
本発明のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金は、圧延面についての（２２０）ピーク強度（ＩＳ（２２０））と厚み中央部のエッチング面についての（２２０）ピーク強度（ＩＣ（２２０））との関係が、ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）≦０．８５であることを特徴とする。
結晶粒径が同じ場合、製品の強度は溶体化処理以降の冷間圧延のトータル加工度と相関を持つ。また、ＩＣ（２２０）も溶体化処理以降の冷間圧延でのトータル加工度と相関を持つ。すなわち、ＩＣ（２２０）は製品に求められる強度によって決定される。一方、ＩＳ（２２０）は良好な曲げ加工性を得る目的で規定される。
【００１５】
ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）＞０．８５の範囲では、ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）が低くなるに従い曲げ加工性が向上する。ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）＝０．８５でこの効果は飽和し、ＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）をこれ以上小さくしても曲げ加工性はほとんど変化しない。そこでＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）≦０．８５と規定する。
【実施例】
【００１６】
電気銅を原料とし、添加元素を大気溶解炉中に所定量投入した後、溶湯温度１２５０℃で出湯し、表１〜９に示す９種類の合金組成のインゴットを得た。次にこのインゴットを９００℃の温度で熱間圧延を行うことにより厚さ１０ｍｍの板にし、表層の酸化スケールを機械研磨により除去した後、実施例の表１、３、５、６、７、８、９の合金については０．２３５ｍｍの板厚に、表２、４の合金については０．４ｍｍの板厚になるよう冷間圧延を行った。次に８００℃で溶体化処理を行った。溶体化処理では結晶粒が５μｍ程度になるように加熱時間を調整し、加熱後の試料を急冷した。最後に冷間圧延によりそれぞれ０．２ｍｍの板厚にそろえた。圧延加工度は表１、３、５、６、７、８、９の合金が１５％、表２、４の合金が５０％である。この冷間圧延において、冷間圧延の温度を２５℃にして圧延油の粘度と圧延のパス回数を表１〜表９に示すように行うことによりＩＣ（２２０）とＩＳ（２２０）との比（Ｉ（２２０）比）変化させた。その後Ａｒ雰囲気中で４５０℃で６時間の時効処理を行い、２０質量％硫酸−１質量％過酸化水素水溶液で酸洗した後バフ研磨を実施した。
【００１７】
次いで、この板材について引張試験により０．２％耐力を求め、曲げ加工性の評価として曲げ試験を行った。また、Ｘ線回折装置により（２２０）ピーク強度を求めた。
引張試験は圧延方向に対しその長手方向が平行になるように採取したＪＩＳ  １３Ｂ号試験片を使用して、引張試験機（ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製ＵＴＭ−１０Ｔ）を用いて室温、初期標点距離５０ｍｍ、引張速度５ｍｍ／分の条件で引張試験を実施し、得られた応力−歪曲線よりオフセット法で０．２％耐力（永久伸び０．２％）を求めた。
曲げ試験はＢａｄｗａｙのＷ曲げ（ＪＩＳ  Ｈ  ３１１０）を各種曲げ半径で行い、割れの発生しない最小の曲げ半径比（ｒ（曲げ半径）／ｔ（試験片厚さ））を求めた。試験片の幅は１０ｍｍとした。
【００１８】
（２２０）ピーク強度は（株）リガク製Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ２５００を用い、Ｃｏ管球（λ＝１．７８８９Å）を使用して、管電圧：３０ｋＶ、管電流：１００ｍＡ、発散スリット：１°、発散縦制限スリット：１０ｍｍ、散乱スリット：１°、受光スリット：０．３ｍｍ、モノクロ受光スリット０．８ｍｍ、走査速度７°／ｍｉｎ、ステップ幅０．０５°、走査軸：２θ／θ、走査範囲：８５°〜９３°の条件で測定を行い、スムージング及びバックグラウンド除去を行った後、測定範囲中の最大強度を（２２０）ピーク強度とした。まず、製品表面（時効処理後に酸洗およびバフ研磨を施した表面）において、圧延面の（２２０）ピーク強度（ＩＳ（２２０））を測定した。次に、塩化第二鉄溶液を用い片面のみをスプレーエッチングすることにより板厚中央部を露出させ、板厚中央部の
（２２０）ピーク強度（ＩＣ（２２０））を測定した。そして、これらデータよりＩＳ（２２０）／ＩＣ（２２０）（Ｉ（２２０）比）を求めた。
表１〜９に各試料の評価結果を示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表１において、発明例である条件Ａ〜Ｄは、パス回数を１回とし圧延油動粘度を１０ｍｍ２／ｓ以下にしたものであり、Ｉ（２２０）比が本発明の０．８５以下となり、Ｒ／ｔ＝０の良好な曲げ加工性が得られた。
一方、比較例である条件Ｅ〜Ｊは圧延油動粘度が高いまたはパス回数が多いことによりＩ（２２０）比が０．８５を超えたものであり、発明例に対し曲げ加工性が悪化している。
図１（左）は、圧延条件がＩ（２２０）比に及ぼす影響を示したものである。パス回数を少なくし、圧延油動粘度を下げることにより、Ｉ（２２０）比を低減できることが示されている。
また、図１（右）はＩ（２２０）比が、曲げ加工性に及ぼす影響を示したものである。圧延油動粘度が低いほどＩ（２２０）比の値は低くなるが、Ｉ（２２０）比が０．８５以下では曲げ性は変化せず、その効果は飽和していることがわかる。
【００２１】
【表２】
2006307340.tif 000003
【００２２】
【表３】
2006307340.tif 000004
【００２３】
【表４】
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【００２４】
【表５】
2006307340.tif 000006
【００２５】
【表６】
2006307340.tif 000007
【００２６】
【表７】
2006307340.tif 000008
【００２７】
【表８】
2006307340.tif 000009
【００２８】
【表９】
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【００２９】
表２〜表９に示す通り、他の合金においても表１と同様のデータが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】表１の実施例におけるＩ（２２０）比と圧延油動粘度との関係及びＩ（２２０）比と曲げ加工性との関係を示す図である。
【図１】
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