(57)【要約】【課題】他の合金元素を極力添加せず、しかも改善された導電率、強度、曲げ性及び応力緩和特性を兼備する電子材料用のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を提供すること。【解決手段】１．２〜３．５質量％のＮｉ、Ｎｉ濃度（質量％）に対し１／６〜１／４の濃度（質量％）のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び総量で０．０５質量％以下の不純物より構成されるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金において、溶体化処理条件、時効処理条件及び圧延加工度を制御し、結晶粒の形状及び無析出帯の幅を適正範囲に調整することにより、５５〜６２％ＩＡＣＳの導電率５５０〜７００ＭＰａの引張強さを有し、１８０度密着曲げで割れが発生せず、１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が３０％以下である銅合金条を提供できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．２〜３．５質量％のＮｉ、Ｎｉ濃度（質量％）に対し１／６〜１／４の濃度（質量％）のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び総量で０．０５質量％以下の不純物より構成され、次の特性を兼ね備えたことを特徴とするＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金。
（Ａ）導電率：５５〜６２％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：５５０〜７００ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が３０％以下
【請求項２】
１．２〜３．５質量％のＮｉ、Ｎｉ濃度（質量％）に対し１／６〜１／４の濃度（質量％）のＳｉ、０．５質量％以下のＺｎを含有し、残部がＣｕ及び総量で０．０５質量％以下の不純物より構成され、次の特性を兼ね備えたことを特徴とするＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金。
（Ａ）導電率：５５〜６２％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：５５０〜７００ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が３０％以下
（Ｅ）耐熱剥離性：Ｓｎめっき耐熱剥離試験後にめっき剥離が認められない
【請求項３】
１．２〜３．５質量％のＮｉ、Ｎｉ濃度（質量％）に対し１／６〜１／４の濃度（質量％）のＳｉ、０．５質量％以下の随意成分としてのＺｎを含有し、残部がＣｕ及び総量で０．０５質量％以下の不純物より構成され、圧延面に平行な断面の金属組織において、結晶粒の圧延方向と直交する方向の平均粒径をａ、圧延方向と平行な方向の平均粒径をｂとしたときに、
ａ＝１〜１５μｍ、ｂ／ａ＝１．０５〜１．６７
であり、さらに金属組織中の無析出帯の平均幅が１０〜１００ｎｍであるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を用いた伸銅品。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項に記載のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を用いた電子部品。
【請求項６】
溶体化処理、冷間圧延、時効処理、冷間圧延の工程を順次行なうことを含むＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造方法において、各工程を次の条件で行なうことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造方法。
（溶体化処理）平均結晶粒径を１〜１５μｍの範囲に調整する。
（時効処理）熱処理中の材料の最高温度を５５０℃以下とし、材料を４５０〜５５０℃の温度範囲で５〜１５時間保持する。また、昇温過程において２００〜２５０℃、２５０〜３００℃及び３００〜３５０℃の各温度区間における材料の平均昇温速度を５０℃／ｈ以下とする。
（冷間圧延）時効前の冷間圧延における圧延加工度と時効後の冷間圧延における圧延加工度との合計を５〜４０％とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレーム、コネクタ、ピン、端子、リレー、スイッチ等の各種電子部品に用いるのに好適なＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金に関する。また、本発明は該合金の製造方法に関する。更に、本発明は該合金を利用した電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品等に使用される電子材料用銅合金には、基本特性として高い強度及び高い導電性（又は熱伝導性）を両立させることが要求される。また、曲げ加工性、耐応力緩和特性、耐熱性、耐熱剥離などのめっき特性、半田濡れ性、エッチング加工性、プレス打ち抜き性、耐食性等も求められる。
【０００３】
このような背景の下、近年では電子材料用銅合金として従来のりん青銅、黄銅等に代表される固溶強化型銅合金に替わり、強度、導電率、応力緩和特性において固溶強化型銅合金よりも優れている時効硬化型の銅合金の使用量が増加している。時効硬化型銅合金では、溶体化処理された過飽和固溶体を時効処理することにより、微細な析出物が均一に分散して、合金の強度が高くなると同時に、銅中の固溶元素量が減少し導電性が向上する。
【０００４】
時効硬化型銅合金のうち、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金は比較的高い導電性と強度を有する銅合金であり、業界において現在活発に開発が行われている合金の一つである。この銅合金では、銅マトリックス中に微細なＮｉ−Ｓｉ系金属間化合物粒子が析出することにより強度と導電率が上昇する。
【０００５】
例えば、特開２００２−２６６０４２号公報（特許文献１）には高強度と曲げ加工性の両立を図ったＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が開示されている。該銅合金の製造にあたっては時効処理の前後における冷間圧延の加工率の和を４０％以下とすべきこと、溶体化処理では再結晶粒の粒径が５〜１５μｍとなる加熱条件を選択すべきこと、時効処理は４４０〜５００℃で３０〜３００分とすべきことが開示されている。
該文献に具体的に開示されている銅合金はＷ曲げで割れが発生せず、導電率が最も高い５３％ＩＡＣＳのときで引張強さが５２０ＭＰａであり、引張り強さが最も高い７１０ＭＰａのときで導電率が４６％ＩＡＣＳである（実施例の表２参照）。
【０００６】
特開２００１−２０７２２９号公報（特許文献２）には強度、導電性に加え、良好な曲げ加工性を有するＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の開発を試みた例が記載されている。該文献には、合金中のＮｉとＳｉの重量比を金属間化合物であるＮｉ2Ｓｉの濃度に近づけることにより、すなわちＮｉとＳｉの重量比をＮｉ／Ｓｉ＝３〜７とすることにより良好な導電性が得られることが記載されている。また、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金にＦｅ及び／又はＺｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏのいずれか一種以上を添加し成分調整を行った上で、必要に応じＭｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｐ、Ｍｎ、ＡｇまたはＢｅを含有させることにより電子材料用銅合金として好適な素材を提供できることが記載されている。
該文献に具体的に開示されている銅合金は９０°曲げ（１８０°曲げではない）でクラックが発生せず、導電率が最も高い５６％ＩＡＣＳのときで引張強さが６４０ＭＰａであり、引張り強さが最も高い６９８ＭＰａのときで導電率が４４％ＩＡＣＳである（実施例の表１参照）。また、該文献の実施例では時効処理前及び後に行う冷間圧延の加工度をそれぞれ６０％及び３７．５％（合計で９７．５％）としている。
【０００７】
特開昭６１−１９４１５８号公報（特許文献３）には、６０％ＩＡＣＳ以上の導電率を有し、高強度であり、スティフネス強度、繰り返し曲げ性に優れ、高耐熱性を有するＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が開示されている。該文献には添加元素としてＭｎ：０．０２〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ：０．１〜５．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．００１〜０．０１ｗｔ％を含有し、さらにＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒのうちから選んだ１種又は２種以上を０．００１〜０．０１ｗｔ％含有すべきすべきことが記載されている。
該文献の実施例には、引張強さ５１．０ｋｇｆ／ｍｍ2（５００ＭＰａ）、導電率６７．０％ＩＡＣＳのデータ及び引張強さ６２．０ｋｇｆ／ｍｍ2（５９３ＭＰａ）、導電率６４．０％ＩＡＣＳのデータ及びが開示されている（表２参照）。
該Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金は熱間圧延上がりの１０ｍｍから、途中で再結晶焼鈍を施すことなく、０．２５ｍｍまで冷間圧延されている。この場合の圧延加工度は９７．５％と著しく高く、曲げ加工性が極度に悪化していることが推察される。なお、冷間圧延の途中及び後に４５０℃の焼鈍を行っているが、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の場合、この温度で析出反応は進行するものの再結晶は進行しない。
【０００８】
特開平１１−２２２６４１号公報（特許文献４）には、Ｓｎ、Ｍｇ、或いは更にＺｎを特定量添加し、Ｓ、Ｏ含有量を制限して、かつ結晶粒度を１μｍを超え２５μｍ以下としたことにより、優れた機械的特性、伝導性、応力緩和特性と曲げ加工性を兼ね備えたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が開示されている。また、該文献には結晶粒度を上記範囲に調整するためには冷間加工後に再結晶処理を７００〜９２０℃で行うべきことが記載されている。
該文献の実施例では、引張強さが６１０〜７１０ＭＰａで１８０度密着曲げが可能なＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が開示されている。この合金の導電率は３１〜４２％ＩＡＣＳであり、１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率は１４〜２２％である。
【０００９】
特許第３５２００３４号公報（特許文献５）には、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓを特定量含有し、結晶粒径が０．００１ｍｍを超え０．０２５ｍｍ以下であり、かつ最終塑性加工方向と平行な断面における結晶粒の長径ａと最終塑性加工方向と直角な断面における結晶粒の長径ｂの比（ａ／ｂ）が０．８以上１．５以下であって、曲げ加工性及び応力緩和特性が優れることを特徴とするＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が開示されている。
該文献の実施例では、引張強さが６８５〜７１０ＭＰａ、導電率が３２〜４０％ＩＡＣＳであり、１８０度密着曲げが可能なＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が開示されている。
【００１０】
また、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の特性改良に関する最近の研究として、無析出帯（ＰＦＺ）に着目し強度及び曲げ性を改善する技術が、非特許文献１及び２等に報告されている。無析出帯とは、時効の際の粒界反応型析出（不連続析出）によって結晶粒界近傍に形成される、微細析出物が存在しない帯状の領域である。強度に寄与する微細析出物が存在しないため、外力が加わるとこの無析出帯が優先的に塑性変形を起こし、引張強さや曲げ加工性の低下を招く。
非特許文献１によれば、無析出帯の抑制にはＰ、Ｓｎの添加及び二段時効が有効である。後者に関しては、４５０℃×１６ｈの通常時効の前に、２５０℃×４８ｈの予備時効を付加することで伸びを損なうことなく強度が大きく増加したことが記載されている。具体的には引張強さが７７０〜９００ＭＰａ、導電率が３４〜３６％ＩＡＣＳのＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が開示されている。
非特許文献２には、時効時間の増加に伴いＰＦＺの幅が増加することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２６６０４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７２２９号公報
【特許文献３】特開昭６１−１９４１５８号公報
【特許文献４】特開平１１−２２２６４１号公報
【特許文献５】特許第３５２００３４号公報
【非特許文献１】渡邊千尋、宮腰勝、西嶋文哉、門前亮一：“Ｃｕ−４．０ｍａｓｓ％Ｎｉ−０．９５ｍａｓｓ％Ｓｉ−０．０２ｍａｓｓ％Ｐ合金の機械的特性の改善”、銅と銅合金、日本伸銅協会、２００６年、第４５巻、第１号、ｐ．１６−２２
【非特許文献２】伊藤吾朗、鈴木俊亮、▲とう▼慶平、山本佳紀、伊藤伸英、“Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金板材の曲げ加工性に及ぼすＮｉ、Ｓｉ量と時効条件の影響”、銅と銅合金、日本伸銅協会、２００６年、第４５巻、第１号、ｐ．７１−７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の特性改善に関しては種々の手法が開発されているが、これまでは他の合金元素を添加することによって特性改善を図ろうとする手法が主体であった。しかしながら、近年ではリサイクル性の問題から合金への添加元素を減らすことが要請されつつある。
【００１２】
また、近年の電子部品の高集積化及び小型化・薄肉化の進展に伴い、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の導電率の改善が求められている。これは通電部位の断面積が小さくなることにより、ジュール熱による部品の温度上昇が大きくなるためである。
ΔＴ＝Ｊ2・Ｌ2／（２・Ｅ・Ｈ・Ｓ2）
ここで、ΔＴは温度上昇、Ｊは電流、Ｅは導電率、Ｈは熱伝導率、Ｌ及びＳはそれぞれ通電部の長さ及び断面積である。ＨはＥと比例関係にあるので、温度上昇は導電率の二乗と反比例することになる。
一方、部品の断面積が減少すると、コネクタ等の用途においてばね力が低下するため、引張強さ、耐応力緩和性といったばね力に関わる特性も重視される。したがって、導電率向上の代わりに引張強さや耐応力緩和性を低下させることは許容され難い。同様に、部品の小型化に伴い部品の加工が複雑になるため、曲げ性の低下も許容され難い。
【００１３】
そこで、本発明の課題は、他の合金元素を極力添加せず、しかも改善された導電率、強度、曲げ性及び応力緩和特性を兼備する電子材料用のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を提供することである。
また、本発明の別の課題は、該Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造方法を提供することである。
また、本発明の更に別の課題は、該Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を用いた伸銅品及び電子部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究したところ、不純物を極力抑えたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造過程において、時効処理の昇温速度、材料の最高到達温度及び時効時間に特殊な条件を付与し、更に溶体化処理条件及び時効処理前後の圧延加工度を適正化することにより、優れた導電率、引張強さ、耐応力緩和特性及び曲げ性を兼ね備えたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が得られることを見出した。
【００１５】
上記知見を基礎として完成した本発明は一側面において、１．２〜３．５質量％のＮｉ、Ｎｉ濃度（質量％）に対し１／６〜１／４の濃度（質量％）のＳｉを含有し、残部がＣｕ及び総量で０．０５質量％以下の不純物より構成され、次の特性を兼ね備えたことを特徴とするＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金である。
（Ａ）導電率：５５〜６２％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：５５０〜７００ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が３０％以下
【００１６】
また、上記合金にＺｎを添加すると導電率が若干低下するが、Ｓｎめっきの耐熱剥離性改善への効果が大きいので、特に良好なＳｎめっきの耐熱剥離性を求める場合には上記合金に０．５質量％を上限としてＺｎを添加してもよい。
従って、本発明は別の一側面において、１．２〜３．５質量％のＮｉ、Ｎｉ濃度（質量％）に対し１／６〜１／４の濃度（質量％）のＳｉ、０．５質量％以下のＺｎを含有し、残部がＣｕ及び総量で０．０５質量％以下の不純物より構成され、次の特性を兼ね備えたことを特徴とするＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金である。
（Ａ）導電率：５５〜６２％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：５５０〜７００ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が３０％以下
（Ｅ）耐熱剥離性：Ｓｎめっき耐熱剥離試験後にめっき剥離が認められない
【００１７】
また、本発明に係る銅合金は一実施形態において、圧延面に平行な断面の金属組織において、結晶粒の圧延方向と直交する方向の平均粒径をａ、圧延方向と平行な方向の平均粒径をｂとしたときに、
ａ＝１〜１５μｍ、ｂ／ａ＝１．０５〜１．６７
であり、さらに金属組織中の無析出帯の平均幅が１０〜１００ｎｍである。
【００１８】
また、本発明は更に別の一側面において、上記銅合金を用いた伸銅品である。
【００１９】
また、本発明は更に別の一側面において、上記銅合金を用いたリードフレーム、コネクタ、ピン、端子、リレー、スイッチ、二次電池用箔材等の電子部品である。
【００２０】
また、本発明は更に別の一側面において、溶体化処理、冷間圧延、時効処理、冷間圧延の工程を順次行うことを含むＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造方法において、各工程を次の条件で行うことを特徴とする上記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造方法である。
（溶体化処理）平均結晶粒径を１〜１５μｍの範囲に調整する。
（時効処理）熱処理中の材料の最高温度を５５０℃以下とし、材料を４５０〜５５０℃の温度範囲で５〜１５時間保持する。また、昇温過程において２００〜２５０℃、２５０〜３００℃及び３００〜３５０℃の各温度区間における材料の平均昇温速度を５０℃／ｈ以下とする。
（冷間圧延）時効前の冷間圧延における圧延加工度と時効後の冷間圧延における圧延加工度との合計を５〜４０％とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、Ｎｉ及びＳｉ以外の合金元素が添加されておらず、又はＮｉ、Ｓｉ及びＺｎ以外の合金元素が添加されておらず、しかも、改善された導電率、強度、曲げ性及び応力緩和特性を兼備する電子材料用のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
合金組成
本発明に係る銅合金においては、Ｓｉ濃度（質量％）は、Ｎｉ濃度（質量％）の１／６〜１／４の範囲とする。Ｓｉがこの範囲から外れると、良好な導電率（例えば５５％ＩＡＣＳ以上）が得られないからである。好ましいＳｉの範囲はＮｉの１／５．５〜１／４．２であり、より好ましいＳｉの範囲はＮｉの１／５．２〜１／４．５である。
【００２３】
また、Ｎｉは１．２〜３．５質量％とする。Ｎｉが１．２質量％を下回ると良好な引張強さ（例えば５５０ＭＰａ以上）が得られない。Ｎｉが３．５質量％を超えると良好な曲げ加工性が得られない（例えば１８０度密着曲げで割れが発生する）。好ましいＮｉ濃度は１．４〜２．５質量％であり、より好ましいＮｉの範囲は１．５〜２．０質量％である。
【００２４】
従来はＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金に各種の合金元素を添加することにより合金特性の改善を行なうものが主体であったが、本発明の目的に従って他の合金元素（本発明では不純物ともいう。）を極力排除する。また、他の合金元素が有意に含まれる場合には充分な導電率が得られない傾向にあり、強度、導電率、曲げ性及び応力緩和特性を兼備するＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を得ることは困難であることも分かった。そこで、本発明においては不純物の総量を０．０５質量％以下、好ましくは０．０２質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以下に制御する。従って、本発明の好ましい実施形態においては、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金中にＮｉ及びＳｉ以外の合金元素が不可避的不純物を除いて存在しない。
【００２５】
但し、Ｚｎについては導電率への影響が比較的小さく、Ｓｎめっきの耐熱剥離性改善への効果が大きいため、特に良好なＳｎめっきの耐熱剥離性を求める場合にはＺｎを添加してもよい。Ｚｎ０．１質量％あたりの導電率低下は０．５％ＩＡＣＳ程度である。しかしながら、Ｚｎが０．５質量％を超えると充分な導電率（例えば５５％ＩＡＣＳ以上）を得ることが難しくなり、Ｚｎが０．０５質量％未満の場合はＳｎめっきの耐熱剥離性の改善効果がほとんど認められない。従って、好ましいＺｎ濃度は０．０５〜０．５質量％であり、より好ましいＺｎ濃度は０．１〜０．３質量％である。
【００２６】
金属組織
圧延面に平行な断面の金属組織において、結晶粒の圧延方向と直交する方向の平均粒径をａ、圧延方向と平行な方向の平均粒径をｂとしたときに、
ａ＝１〜１５μｍ、ｂ／ａ＝１．０５〜１．６７
とする。ａが１μｍ未満になると、良好な応力緩和率が得られない（例えば３０％を超える）。また、時効時に析出するＮｉ2Ｓｉが不足し、良好な引張強さが得られない。一方、ａが１５μｍを超えると、良好な曲げ加工性が得られない（例えば１８０度密着曲げで割れが発生する）。好ましくはａ＝２〜１０μｍであり、曲げ性を重視する場合にはａ＝２〜５μｍがより好ましく、強度や耐応力緩和特性を重視する場合にはａ＝５〜１０μｍがより好ましい。
ｂ／ａが１．０５未満になると良好な引張強さが得られない（例えば５５０ＭＰａを下回る）。一方、ｂ／ａが１．６７を超えると良好な曲げ性が得られない（例えば１８０度密着曲げで割れが発生する）。好ましくはｂ／ａ＝１．１０〜１．４０であり、より好ましくはｂ／ａ＝１．２０〜１．３０である。
【００２７】
また、圧延面に平行な断面の金属組織において、金属組織中の無析出帯の平均幅は１０〜１００ｎｍとする。無析出帯の幅が大きくなると、充分な曲げ性、耐応力緩和性及び引張強さが得られない。無析出帯の幅が１００ｎｍを超えると、良好な曲げ性が得られず（例えば１８０度密着曲げで割れが発生する）、良好な応力緩和率も得られない（例えば３０％を超える）。無析出帯の幅は狭いほど好ましいが、これを１０ｎｍ未満に抑えようとすると、後に説明する本発明の特徴的な時効処理を施したとしても良好な導電率（例えば５５％ＩＡＣＳ以上）が得られない。従って、導電率、曲げ加工性及び耐応力緩和性をバランス良く向上させるための好ましい無析出帯の平均幅は２０〜９０ｎｍであり、より好ましい無析出帯の平均幅は３０〜８０ｎｍである。
【００２８】
なお、上記組織に調整することにより、強度上昇に寄与するｎｍオーダーの粒径を有する微細なＮｉ−Ｓｉ系金属間化合物粒子も高い頻度で析出する。
【００２９】
合金特性
本発明に係る銅合金は一実施形態において、以下の特性を兼備する。
（Ａ）導電率：５５〜６２％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：５５０〜７００ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が３０％以下（例示的には１５〜３０％）
【００３０】
本発明に係る銅合金は好ましい一実施形態において、以下の特性を兼備する。
（Ａ）導電率：５６〜６０％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：６００〜６６０ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が２５％以下（例示的には１５〜２５％）
【００３１】
本発明に係る銅合金は別の好ましい一実施形態において、以下の特性を兼備する。
（Ａ）導電率：６０〜６２％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：６００〜６１０ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が２５％以下（例示的には２０〜２５％）
【００３２】
本発明に係る銅合金でＺｎを添加したものは別の一実施形態において、以下の特性を同時に達成することができる。
（Ａ）導電率：５５〜６２％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：５５０〜７００ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が３０％以下（例示的には１５〜３０％）
（Ｅ）耐熱剥離性：Ｓｎめっき耐熱剥離試験後にめっき剥離が認められない
【００３３】
本発明に係る銅合金でＺｎを添加したものは好ましい実施形態において、以下の特性を同時に達成することができる。
（Ａ）導電率：５６〜６０％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：６００〜６６０ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が２５％以下（例示的には１５〜２５％）
（Ｅ）耐熱剥離性：Ｓｎめっき耐熱剥離試験後にめっき剥離が認められない
【００３４】
本発明に係る銅合金でＺｎを添加したものは別の好ましい実施形態において、以下の特性を同時に達成することができる。
（Ａ）導電率：５６〜６０％ＩＡＣＳ
（Ｂ）引張強さ：６４０〜６６０ＭＰａ
（Ｃ）曲げ性：１８０度密着曲げで割れが発生しない
（Ｄ）耐応力緩和性：１５０℃で１０００時間加熱したときの応力緩和率が２０％以下（例示的には１５〜２０％）
（Ｅ）耐熱剥離性：Ｓｎめっき耐熱剥離試験後にめっき剥離が認められない
【００３５】
なお、上記「Ｓｎめっき耐熱剥離試験」とは、以下の要領で試験片のＳｎめっき剥離を評価する方法のことをいう。
厚さ０．３μｍのＣｕ下地めっき及び厚さ１μのＳｎめっきを試験片に施し、リフロー処理として３００℃で２０秒間加熱する。
その後、Ｇｏｏｄ  Ｗａｙ（ＧＷ、曲げ軸が圧延方向と直行する方向）に曲げ半径０．５ｍｍの９０°曲げと曲げ戻し（９０°曲げを往復一回）を行ってから、曲げ内周部表面に粘着テープ（メッキ用マスキングテープ、基材：ポリエステル、接着力：３．４９Ｎ／ｃｍ（１８０°ピール）、例：住友３Ｍ製＃８５１Ａ）を貼って引き剥がす。
曲げ内周部表面を光学顕微鏡（倍率２０倍）で観察し、めっき剥離の有無を評価する。
【００３６】
本発明者の知る限り、本発明に係る銅合金と同一組成を有し、且つ、本発明に係る銅合金に匹敵する特性、すなわち、導電率、強度、曲げ加工性及び応力緩和特性を本発明のレベルにまでバランス良く達成した例はこれまで存在しない。
【００３７】
製造方法
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金の一般的な製造プロセスでは、まず大気溶解炉を用い、木炭被覆下で、電気銅、Ｎｉ、Ｓｉ等の原料を溶解し、この溶湯をインゴットに鋳造する。その後、熱間圧延を行ない、冷間圧延と熱処理を繰り返して、所望の厚み及び特性を有する条や箔（例えば０．０８〜０．６４ｍｍの厚み）に仕上げる。熱処理には溶体化処理と時効処理がある。溶体化処理では、約７００〜約１０００℃の高温で加熱して、鋳造時などに生じた粗大なＮｉ−Ｓｉ系化合物をＣｕ母地中に固溶させ、同時にＣｕ母地を再結晶させる。溶体化処理を、熱間圧延で兼ねることもある。時効処理では、約３５０〜約５５０℃の温度範囲で１ｈ以上加熱し、溶体化処理で固溶させたＮｉ及びＳｉの化合物を微細粒子として析出させる。この時効処理で強度と導電率が上昇する。より高い強度を得るために、時効前及び／又は時効後に冷間圧延を行なうことがある。また、時効後に冷間圧延を行なう場合には、冷間圧延後に歪取焼鈍（低温焼鈍）を行なうことがある。
【００３８】
時効処理において、加熱温度を一定とし加熱時間を変化させると、導電率は時間とともに単調に上昇する。一方、引張強さはある時間で極大となり、その後は時間とともに低下するのが一般的である。時間一定で温度を変化させた場合でも、導電率は温度上昇と共に単調に上昇し、引張強さは極大値を示した後低下する。引張強さが極大となる条件で行なう時効はピーク時効と呼ばれ、時間または温度とともに引張強さが低下する領域で行なう時効は過時効と呼ばれる。
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の導電率を高めるためには過時効を行なえばよい。すなわち適当な時効時間と温度を選択すれば、良好な導電率（例えば６０％ＩＡＣＳ程度）は比較的容易に得られることとなる。しかしながら、引張強さは低下（例えば５００ＭＰａ程度まで）し、そればかりではなく耐応力緩和特性や曲げ性の劣化も生じる。その後、高加工度の冷間圧延を行なえば引張強さは６００ＭＰａ程度まで回復するが、加工歪により曲げ性が著しく劣化し、耐応力緩和特性の向上も望めない。特許文献３等に開示されている従来の高導電性Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金は、基本的にはこの過時効を応用した技術であった。
【００３９】
本発明者は導電率、強度、曲げ性及び耐応力緩和特性をバランス良く改善するために検討を重ねたところ、不純物を極力抑えたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金の製造過程において、時効処理の昇温速度、材料の最高到達温度及び時効時間に特殊な条件を付与し、更に溶体化処理条件及び時効処理前後の圧延加工度を適正化することにより、優れた導電率、引張強さ、耐応力緩和特性及び曲げ性を兼ね備えたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金が得られることを見出した。
【００４０】
従って、本発明に係る銅合金を製造するには溶体化処理の後の工程、すなわち、冷間圧延（中間圧延）、時効処理、冷間圧延（最終圧延）において一連の特徴的な流れが必要となる。とりわけ特徴的な時効処理を施すことが肝要である。
【００４１】
（時効処理）
時効条件として、昇温速度、材料の最高到達温度、材料が４５０〜５５０℃の温度に保持される時間及び材料の昇温速度を規定する。
（ア）昇温速度：材料を緩やかに昇温すると、昇温過程において結晶粒内に微細な析出核が生成し、その後の粒界反応型析出すなわち無析出帯の成長が抑制される。そのため、高導電率を得るために長時間の時効を行っても、無析出帯がそれほど成長せず、したがって機械的特性（強度、曲げ、応力緩和など）の低下も生じない。すなわち、従来、機械的特性改善のために時効時間を短くして無析出帯を抑制すると、高い導電率が得られなかった。また、導電率改善のために時効時間を長くすると、無析出帯が成長し良好な機械的特性が得られなかった。本発明は斯かる相反する特性を両立させた点に大きな意義を有するといえる。なお、本発明で推定する上記メカニズムについては、本発明を限定するものではない。
具体的には、２００〜２５０℃、２５０〜３００℃及び３００〜３５０℃の各温度区間における材料の平均昇温速度を５０℃／ｈ以下にする必要がある。なお生産効率の点より、平均昇温速度は１０℃／ｈ以上とすることが好ましい。典型的には該平均昇温速度は２０〜４０℃／ｈである。
ここで、非特許文献１で記載されている２５０℃×４８ｈの予備熱処理の付加によっても、ある程度の無析出帯の抑制効果は得られるが、予備熱処理の付加により生産効率が著しく低下する。本発明の昇温速度制御の手法は、生産効率をほとんど低下させず、工業的に極めて有効な方法である。
【００４２】
（イ）材料の最高到達温度：５５０℃以下とする。５５０℃を超えると、如何に昇温速度を制御したとしても無析出帯の幅が広くなってしまうからである（例えば１００ｎｍを超える）。好ましくは５３０℃以下であり、より好ましくは５００℃以下である。一方、最高到達温度が４５０℃未満だと良好な導電率が得られないことから、最高到達温度は４５０℃以上とするのが好ましく、より好ましくは４８０℃以上とする。
【００４３】
（ウ）４５０〜５５０℃での保持時間：５〜１５時間とする。５時間未満の加熱では無析出帯の幅は狭くなるが（例えば１０ｎｍ未満）、昇温速度を抑えたとしても充分な導電率が得られなくなる。１５時間を越えると、無析出帯の幅が広くなってしまう（例えば１００ｎｍを超える）。生産効率をも考慮したより好ましい時間は６〜１０時間である。
【００４４】
（溶体化処理）
溶体化処理では、平均結晶粒径を１〜１５μｍの範囲に調整する。溶体化処理後の平均結晶粒径は上で規定した製品段階のａと実質的に等しくなるため、ここでの平均結晶粒径が１μｍ未満になると、製品の金属組織より求められるａが１μｍ未満となり、ここでの平均結晶粒径が１５μｍを超えるとａが１５μｍを超える。より好ましい平均結晶粒径は２〜１０μｍであり、ａ＝２〜１０μｍが得られる。
上記結晶粒径をえるための溶体化処理の加熱温度及び加熱条件自体は公知であり、当業者であれば適宜設定することができるが、例えば、材料を７００〜８００℃の適当な温度において、５〜６００秒の適当な時間保持し、その後速やかに空冷または水冷することにより、上記結晶粒径が得られる。
【００４５】
（冷間圧延）
中間圧延の加工度と最終圧延の加工度の合計を５〜４０％とする。合計加工度が５％未満になると、製品の金属組織より求められるｂ／ａが１．０５未満となり、合計加工度が４０％を超えるとｂ／ａが１．６７を超える。より好ましい合計加工度は１０〜２５％であり、ｂ／ａ＝１．１０〜１．４０が得られる。なお、中間圧延及び最終圧延のうち一方の圧延加工度をゼロにしても問題ない。
加工度Ｒは、Ｒ（％）＝（ｔｏ−ｔ）／ｔｏ×１００（ｔｏ：圧延前の厚み、ｔ：圧延後の厚み）の式で定義される。「加工度の合計Ｒsum（％）」は、中間圧延で厚みをｔ0からｔ1とし、最終圧延でｔ1からｔ2としたときには、Ｒsum（％）＝（ｔｏ−ｔ1）／ｔｏ×１００＋（ｔ1−ｔ2）／ｔ1×１００で与えられる。
【００４６】
（歪取焼鈍）
最終冷間圧延の後、ばね限界値等を改善する目的で歪取焼鈍を行っても良い。歪取焼鈍は低温長時間（例えば３００℃×３０分）で行っても良いし、高温短時間（例えば５００℃×３０秒）で行っても良い。温度が高すぎるまたは時間が長すぎると、引張強さの低下が大きくなる。引張強さの低下量を１０〜５０ＭＰａとし、条件を選定することが好ましい。
【００４７】
また、本発明に係る銅合金にすずめっきや金メッキなどの表面処理を施しても、本発明の効果は維持される。
【００４８】
従って、本発明に係る銅合金の製造方法の好適な一実施形態では、
−  １．２〜３．５質量％のＮｉ、Ｎｉ濃度（質量％）に対し１／６〜１／４の濃度（質量％）のＳｉ、及び随意成分としての０．５質量％以下のＺｎを含有し、残部がＣｕ及び総量で０．０５質量％以下の不純物より構成されるインゴットを溶解鋳造する工程と、
−  熱間圧延工程と、
−  冷間圧延工程と、
−  平均結晶粒径を１〜１５μｍの範囲に調整する溶体化処理工程と、
−  加工度０〜４０％で行なう冷間圧延工程と、
−  熱処理中の材料の最高温度を５５０℃以下とし、材料を４５０〜５５０℃の温度範囲で５〜１５時間保持し、昇温過程において２００〜２５０℃、２５０〜３００℃及び３００〜３５０℃の各温度区間における材料の平均昇温速度を５０℃／ｈ以下とする時効処理工程と、
−  加工度０〜４０％で行なう冷間圧延工程（但し時効処理前に行なう冷間圧延との加工度の合計を５〜４０％とする。）と、
−  随意的な歪取焼鈍工程と、
をこの順に行なうことを含む。
【００４９】
なお、当業者であれば、上記各工程の合間に適宜、表面の酸化スケール除去のための研削、研磨、ショットブラスト酸洗等の工程を行なうことができることは理解できるだろう。
【００５０】
本発明のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金は種々の伸銅品、例えば板、条、管、棒及び線に加工することができ、更に、本発明によるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金はコネクタ、端子、リレ−、スイッチ等の導電性ばね材やトランジスタや集積回路等の半導体機器のリ−ドフレーム材として特に好適に用いることができる。
【００５１】
以下、本発明及びその利点をより良く理解するための実施例を記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００５２】
高周波誘導炉用い、内径６０ｍｍ、深さ２００ｍｍの黒鉛るつぼ中で２ｋｇの電気銅を溶解した。溶湯表面を木炭片で覆った後、所定量のＮｉ、Ｓｉ及び必要に応じてＺｎを添加し、溶湯温度を１２００℃に調整した。次に、溶湯を金型に鋳込み、幅６０ｍｍ、厚み３０ｍｍのインゴットを製造した。Ｎｉ、Ｓｉ及びＺｎ以外の元素すなわち不純物につき、インゴット中の濃度をグロー放電−質量分析法の全元素半定量分析により求めたところ、合計で約０．０１質量％であった。比較的濃度が高い元素として、Ｆｅ（０．００５質量％）、Ｓ（０．００１質量％）、Ｃ（０．００１質量％）があった。
インゴットを９５０℃で３時間加熱した後、厚さ８ｍｍまで熱間圧延し、表面の酸化スケールをグラインダーで研削、除去した。その後、冷間圧延、溶体化処理、冷間圧延（中間圧延）、時効処理、冷間圧延（最終圧延）、歪取焼鈍の順で加工・熱処理を施した。最終圧延上がりの板厚が０．２５ｍｍになるように、各圧延での加工度及び熱処理時の板厚を調整した。溶体化処理後、時効処理後及び歪取焼鈍後には、熱処理で生じた表面酸化膜を除去するために、１０質量％硫酸−１質量％過酸化水素溶液による酸洗及び＃１２００エメリー紙による機械研磨を順次行なった。
【００５３】
溶体化処理では、試料を所定温度に調整した電気炉中に所定時間挿入した後、電気炉から直ちに取り出し空冷した。
時効処理では、電気炉を用い種々の温度条件で試料を加熱した。時効処理中、試料に熱電対を接触させ試料温度の変化を測定した。
歪取焼鈍では、試料を３００℃の電気炉中に３０分間挿入した後、電気炉から取り出し空冷した。なお最終圧延を行なわない場合には、この歪取焼鈍は行なわなかった。
【００５４】
得られた試料につき、以下の評価を行った。
（１）結晶粒形状
溶体化処理上がりの試料及び歪取焼鈍後（歪取焼鈍を行なわないものについては最終圧延後）の試料（以下、製品とする）につき、圧延面と平行な断面の組織を観察した。圧延面を機械研磨と電解研磨により鏡面に仕上げた後、エッチングにより結晶粒界を現出させ、組織写真を撮影した。エッチング液には、アンモニア水と過酸化水素水を混合した水溶液を用い、組織写真の撮影には光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡を適宜用いた。一方、結晶粒径が小さくエッチングによる結晶粒界判別が困難な場合は、電解研磨上がりの鏡面試料を用いてＥＢＳＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｐａｔｔｅｒｎ）法により方位マップ像を撮影し、この像を用い結晶粒形状の測定を行った。
上記組織写真上において、圧延方向と直行する方向に直線を任意に３本引き、直線によって切断される結晶粒の個数を求めた。そして、直線の長さをこの結晶粒個数で割った値をａとした。同様に、圧延方向と平行方向に直線を任意に３本引き、直線によって切断される結晶粒の個数を求め、直線の長さをこの結晶粒個数で割った値をｂとした。
溶体化処理上がりの試料では、（ａ＋ｂ）／２の値を求め、これを平均結晶粒径とした。また、製品ではｂ／ａの値を求めた。
【００５５】
（２）無析出帯の幅
圧延面と平行な断面について、製品の結晶粒界近傍を透過型電子顕微鏡により１０万倍程度の倍率で観察し、無析出帯の平均幅（任意の３０カ所の平均値）を求めた。
（３）導電率
製品について、ＪＩＳ  Ｈ  ０５０５に準拠し、４端子法で導電率を測定した。
（４）引張強さ
製品について、引張方向が圧延方向と平行になるように、プレス機を用いてＪＩＳ１３Ｂ号試験片を作製した。ＪＩＳ−Ｚ２２４１に従ってこの試験片の引張試験を行ない、引張強さを求めた。
（５）曲げ加工性
製品より幅１０ｍｍの短冊形試料を採取し、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４８に準拠し、Ｇｏｏｄ  Ｗａｙ（ＧＷ、曲げ軸が圧延方向と直行する方向）及びＢａｄ  Ｗａｙ（ＢＷ、曲げ軸が圧延方向と平行な方向）に、１８０度密着曲げ試験を行った。曲げ後の試料につき、曲げ部の表面及び断面から割れの有無を観察し、割れが観察されなかった場合を○、割れが認められた場合を×と評価した。なお、深さが１０μｍを超える亀裂を割れとみなした。
（６）応力緩和率
製品より幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊形状の試験片を、試験片の長手方向が圧延方向と平行になるように採取した。図１−Ａのように、ｌ＝２５ｍｍの位置を作用点として、試験片にｙｏのたわみを与え、０．２％耐力（圧延方向、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠して測定）の８０％に相当する応力（σｏ）を負荷した。ｙｏは次式により求めた。
ｙｏ＝（２／３）・ｌ2・σｏ／（Ｅ・ｔ）
ここで、Ｅはヤング率であり、ｔは試料の厚みである。１５０℃にて１０００時間加熱後に除荷し、図１−Ｂのように永久変形量（高さｙ）を測定し、応力緩和率（％）として、ｙ／ｙｏ×１００の値を算出した。
（７）Ｓｎめっき耐熱剥離試験
アルカリ脱脂及び１０％硫酸による酸洗を行った後、厚さ０．３μｍのＣｕ下地めっきを施してから、厚さ１μｍのＳｎめっきを施し、リフロ−処理として３００℃で２０秒間加熱した。めっき条件は次の通りである。
（Ｃｕ下地めっき）
・めっき浴組成：硫酸銅２００ｇ／Ｌ、硫酸６０ｇ／Ｌ
・めっき浴温度：２５℃
・電流密度：５Ａ／ｄｍ2
（Ｓｎめっき）
・めっき浴組成：酸化第一錫４１ｇ／Ｌ、フェノールスルホン酸２６８ｇ／Ｌ、界面活性剤５ｇ／Ｌ
・めっき浴温度：５０℃
・電流密度：９Ａ／ｄｍ2
リフロー後の試料より幅１０ｍｍの短冊試験片を採取し、１５０℃の温度で大気中１０００時間加熱した。その後、Ｇｏｏｄ  Ｗａｙ（ＧＷ、曲げ軸が圧延方向と直行する方向）に曲げ半径０．５ｍｍの９０°曲げと曲げ戻し（９０°曲げを往復一回）を行ない、さらに曲げ内周部表面に粘着テープ（住友３Ｍ製＃８５１Ａ）を貼って引き剥がした。そして、曲げ内周部表面を光学顕微鏡（倍率２０倍）で観察し、めっき剥離の有無を調べた。めっき剥離が全く認められない場合を○と評価した。めっきが面状に剥離した場合を×と評価した。めっきが局部的に点状に剥離した場合を△と評価した。コネクタ等の用途において、実用上は△のレベルでも問題ない。
【００５６】
試験例１
製造条件が製品の金属組織及び特性に及ぼす影響を説明する。試料の成分はＣｕ−１．６０質量％Ｎｉ−０．３５質量％Ｓｉ合金とし、溶体化処理条件、時効処理条件及び圧延条件を変えて、製品に加工した。
（代表的発明例と従来例）
図２は代表的な時効処理の温度チャートであり、破線は試料が接する雰囲気の温度を示し、実線は試料温度を示す。
（ａ）では、温度を２００℃に調整した電気炉中に材料を挿入して１時間保持した後、炉温を２００℃から５時間かけて３５０℃まで上げている。次に、１時間かけて炉温を５００℃まで上げて８時間保持した後、電気炉から取り出し空冷している。
（ｂ）では、温度を２００℃に調整した電気炉中に材料を挿入して１時間保持した後、炉温を２００℃から３時間かけて２５０℃まで上げ、２時間かけて３００℃まで上げ、１時間かけて３５０℃まで上げている。次に、１時間かけて炉温を４９０℃まで上げて１０時間保持した後、電気炉から取り出し空冷している。
（ｃ）は温度を５００℃に調整した電気炉中に材料を挿入し、９時間経過後に電気炉から取り出し空冷した場合である。これは従来の熱処理手順に相当する。
【００５７】
図２の各時効パターンにつき、２００→２５０℃、２５０→３００℃及び３００→３５０℃における平均昇温速度、材料の最高到達温度、４５０〜５５０℃の温度範囲における保持時間を求めた。また本発明の溶体化処理条件及び圧延条件で製品に加工し、組織及び特性を調査した。この結果を表１のＮｏ．１〜３に示す。図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）がそれぞれ表１のＮｏ．１、２、３に対応する。
【００５８】
本発明の条件で製造されたＮｏ．１、２は、本発明が規定する製品の金属組織及び特性を満たしている。
従来例であるＮｏ．３の昇温速度は本発明範囲より大きく、それ以外の条件はＮｏ．１と同じである。無析出帯が１００ｎｍを大きく超えたため、引張強さが５５０ＭＰａを下回り、１８０度密着曲げで割れが発生し、応力緩和率は３０％を超えた。
Ｎｏ．４も従来例であり、Ｎｏ．３の引張強さを５５０ＭＰａ以上にするために、圧延加工度を高くしたものである。加工度が高いことに加え、無析出帯が１００ｎｍを超えているため、１８０度密着曲げでは試料が破断するレベルの激しい割れが発生し、また応力緩和が３０％を超えた。
Ｎｏ．５は従来の一般的なＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金である。ピーク時効を行ない、引張強さを優先した特性作りこみを行っている。曲げ性と耐応力緩和性は良好であるが、導電率は５０％ＩＡＣＳにも満たない。
【００５９】
（時効での昇温速度）
Ｎｏ．１に対し時効での昇温速度を変化させたときのデータを表２に示す。昇温速度を遅くすることで、無析出帯の幅が小さくなることがわかる。無析出帯の幅が小さくなると、引張強さ、曲げ性、耐応力緩和性が向上している。比較例Ｎｏ．９．１０では、いずれかの温度区間において昇温速度が５０℃／ｈを超えたため、無析出帯の幅が１００ｎｍを超え、引張強さが５５０ＭＰａを下回り、１８０度密着曲げで割れが発生し、応力緩和率が３０％を超えた。
【００６０】
（時効での最高到達温度及び４５０〜５５０℃での保持時間）
Ｎｏ．２に対し時効での最高到達温度及び４５０〜５５０℃での保持時間を変化させたときのデータを表３に示す。
４５０〜５５０℃での保持時間が長くなると、導電率が上昇するものの、無析出帯が広くなっている。時効時間が５時間に満たない比較例Ｎｏ．１１では、無析出帯が１０ｎｍ未満であり、導電率が５５％ＩＡＣＳに達していない。時効時間が１５時間を超えた比較例Ｎｏ．１４では、無析出帯の幅が１００ｎｍを超え、引張強さが５５０ＭＰａを下回り、１８０度密着曲げで割れが発生し、応力緩和率が３０％を超えた。
最高到達温度が高くなると、導電率が上昇するものの、無析出帯の幅が広くなっている。時効時間が５５０℃を超えた比較例Ｎｏ．１６では、無析出帯の幅が１００ｎｍを超え、引張強さが５５０ＭＰａを下回り、１８０度密着曲げで割れが発生し、応力緩和率が３０％を超えた。
【００６１】
（圧延加工度）
Ｎｏ．１に対し圧延加工度を変化させたときのデータを表４に示す。加工度が高くなるに従い、製品の金属組織から求めたｂ／ａが大きくなり、引張強さが増加している。中間圧延加工度と最終圧延加工度の合計が５％に満たないＮｏ．１７のｂ／ａは１．０５未満であり、引張強さは５５０ＭＰａに満たない。中間圧延加工度と最終圧延加工度の合計が４０％を超えたＮｏ．２３のｂ／ａは１．６７より大きく、引張強さは７００ＭＰａを超え、１８０度密着曲げで割れが発生した。
【００６２】
（溶体化処理上がりの結晶粒径）
Ｎｏ．２に対し溶体化処理上がりの結晶粒径を変化させたときのデータを表５に示す。溶体化処理上がりの結晶粒径が大きくなるに従い、製品の金属組織から求めたａが大きくなり、応力緩和率は小さくなっている。溶体化処理上がりの結晶粒径が１μｍに満たないＮｏ．２４のａは１μｍ未満であり、応力緩和率が３０％を超え、溶体化不足により引張強さが５５０ＭＰａを下回った。溶体化処理上がりの結晶粒径が１５μｍを超えたＮｏ．２９のａは１５μｍを超え、１８０度密着曲げで割れが発生した。
【００６３】
試験例２
合金成分が製品の金属組織及び特性に及ぼす影響を説明する。種々の成分のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を前述した発明例Ｎｏ．１と同じ製造条件で製品に加工した。なお、溶体化処理を７５０℃×６０秒の条件で行なったところ、成分により結晶粒径が若干変化したものの、全試料の結晶粒径とも本発明の好ましい範囲に入った。
【００６４】
（Ｎｉ濃度／Ｓｉ濃度比の影響）
Ｎｉを１．６０質量％に固定しＳｉ濃度を変化させたときのデータを表６に示す。Ｎｏ．１及びＮｏ．５は、表１の試料と同じものである。ここで、Ｎｏ．５は導電率が５５％ＩＡＣＳに満たない従来合金であり、その製造条件は他のものと異なる。
Ｎｉ濃度／Ｓｉ濃度比が４〜６の範囲から外れると、導電率が５５％ＩＡＣＳ未満になっている。また、Ｎｉ濃度／Ｓｉ濃度比が減少すると、引張強さが上昇しているが、これはＳｉ濃度の増加によりＮｉ2Ｓｉの析出量が増えたためである。
本発明合金のＳｎめっき耐熱剥離性評価結果は△（点状剥離）であった。一方、Ｎｏ．５、３４の評価結果は×となっている。これは、固溶Ｓｉが耐熱剥離性を低下させるためである。すなわち、Ｎｏ．５ではＮｉ2Ｓｉの析出量が少ないため、またＮｏ．３４ではＮｉに対しＳｉが過剰に添加されているため、固溶Ｓｉが増えたのである。
【００６５】
（Ｎｉの影響）
Ｎｉ濃度／Ｓｉ濃度比を本発明範囲に保ちながら、Ｎｉ濃度を変化させたデータを表７に示す。Ｎｉ濃度が１．２質量％を下回ったＮｏ．３５では、引張強さが５５０ＭＰａ未満となった。Ｎｉ濃度が３．５質量％を超えたＮｏ．４１では、引張強さが７００ＭＰａを超え、１８０度密着曲げで割れが発生した。
【００６６】
（Ｚｎの影響）
Ｚｎ添加の影響として、Ｎｏ．１に種々の濃度のＺｎを添加したときのデータを表８に示す。０．０５質量％以上のＺｎを添加することにより、Ｓｎめっき耐熱剥離性評価結果が○（剥離なし）になった。一方、Ｚｎが増加するに従い導電率が低下したが、Ｚｎが０．５質量％以下の範囲では５５％ＩＡＣＳ以上の導電率が得られた。
【００６７】
（不純物の影響）
不純物として、Ｎｏ．４３の不純物を増加させたデータを表９に示す。Ｓｎめっきした銅材料の混入を想定しＳｎを添加し、また溶解時の脱酸元素の残留を想定してＭｇを添加することにより、不純物の総量を変化させている。不純物が０．０５質量％を超えたものでは導電率が５５％ＩＡＣＳ未満となっている。
【００６８】
【表１】
2008075172.tif 000002
【００６９】
【表２】
2008075172.tif 000003
【００７０】
【表３】
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【００７１】
【表４】
2008075172.tif 000005
【００７２】
【表５】
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【００７３】
【表６】
2008075172.tif 000007
【００７４】
【表７】
2008075172.tif 000008
【００７５】
【表８】
2008075172.tif 000009
【００７６】
【表９】
2008075172.tif 000010
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】応力緩和試験方法を説明する図である。
【図２】時効処理の温度チャート（（ａ）及び（ｂ）は発明例であり、（ｃ）は従来例）を示す図である。
【図１】
2008075172.tif 000011
【図２】
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