本發(fā)明涉及銅合金板材和使用了該銅合金板材的連接器、以及該銅合金板材的制造方法。

背景技術(shù)：

隨著電子設(shè)備的小型化、薄壁化，對于用于連接電子設(shè)備與外部設(shè)備等的端子及連接器要求進(jìn)一步小型化。另外，這些端子及連接器有時每天會進(jìn)行幾十次的插拔或嵌合，因此還要求彈簧部的強(qiáng)度及耐疲勞特性(重復(fù)特性)。對于端子及連接器來說，由于需要強(qiáng)度及導(dǎo)電性，因而大多使用銅合金來制造。因此，期待能夠進(jìn)行小型成型、并且強(qiáng)度和耐疲勞特性優(yōu)異的端子/連接器用的銅合金材料。

特別是，端子及連接器通過對銅合金的板材進(jìn)行沖裁并壓制成型來制造。此時，端子及連接器的彈簧部的應(yīng)力負(fù)荷方向多數(shù)情況下是從銅合金板材的軋制方向(RD：Rolling Direction)向軋制垂直方向(TD：Transverse Direction)為90°的方向或45°的方向。因此，要求端子及連接器用的銅合金板材在這些方向中的任一方向耐疲勞特性均優(yōu)異。另外，伴隨著端子及連接器的小型化，若彈簧部的長度變短，則對彈簧部所施加的應(yīng)力變大。因此，對于銅合金板材來說，除了要求上述耐疲勞特性良好以外，還要求即便賦予高應(yīng)力也難以發(fā)生永久變形。

以往，作為彈簧用的銅合金，最常使用磷青銅系。磷青銅系的彈簧用銅合金雖然強(qiáng)度、耐疲勞特性優(yōu)異，但電導(dǎo)率低至10％IACS左右。因此認(rèn)為，對于今后的小型且要求高可靠性的端子來說，使用磷青銅系的彈簧用銅合金有時會受到限制。這是因?yàn)?，對于小型且要求高可靠性的端子用的彈簧材料來說，要求20％IACS以上的電導(dǎo)率。

Cu-Ni-Si系的銅合金、即所謂的科森系合金是作為引線框架用而開發(fā)的合金，其也作為連接器用使用。迄今為止的科森系合金的電導(dǎo)率優(yōu)于磷青銅系的電導(dǎo)率。但是，迄今為止的科森系合金的強(qiáng)度及耐疲勞特性有時無法滿足近來的要求。特別是，雖然從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°的方向(即軋制方向)上特性良好，但為45°或90°的方向的耐疲勞特性差。

從這樣的電子設(shè)備的技術(shù)動向出發(fā)，需要一種具有高電導(dǎo)率、并且從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的任一方向的強(qiáng)度和耐疲勞特性均優(yōu)異的材料。

專利文獻(xiàn)1中提出了下述方案：通過選擇包含Cu-Ni-Sn系合金的含有成分的合金組成，在特定的工序中進(jìn)行時效析出硬化，從而在不降低電導(dǎo)率的情況下形成疲勞特性的良好的銅合金。

專利文獻(xiàn)2中提出了下述方案：調(diào)整Cu-Sn系合金的結(jié)晶粒徑和精軋條件，從而制成高強(qiáng)度的銅合金。

專利文獻(xiàn)3中提出了下述方案：在Cu-Ni-Si系合金中Ni濃度高的情況下，通過在特定的工序中進(jìn)行制備，從而形成高強(qiáng)度。

專利文獻(xiàn)4中提出了下述方案：通過選擇包含Cu-Ti系合金的含有成分的合金組成，在特定的工序中進(jìn)行時效析出硬化，從而形成高強(qiáng)度。

專利文獻(xiàn)5中提出了下述方案：通過在特定的制造工序中得到Cu-Ni-Si系合金條，從而具有規(guī)定的{110}<001>取向密度和KAM(Karnel Average Misorientation，Karnel平均取向差)值，可提高深沖加工性和耐疲勞特性。

專利文獻(xiàn)6中提出了一種Cu-Ni-Si系的接點(diǎn)材料用銅基析出型合金板材，其中，軋制方向的拉伸強(qiáng)度、與軋制方向所成的角度為45°方向的拉伸強(qiáng)度、和與軋制方向所成的角度為90°方向的拉伸強(qiáng)度這3個拉伸強(qiáng)度間的各差的最大值為100MPa以下。

專利文獻(xiàn)7中提出了下述方案：通過適當(dāng)?shù)乜刂艭u-Ni-Si系合金的Cube取向和BR取向的面積率，從而強(qiáng)度高，可提高彎曲加工性、耐應(yīng)力松弛特性、耐疲勞特性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開昭63-312937號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2002-294367號公報

專利文獻(xiàn)3：日本特開2006-152392號公報

專利文獻(xiàn)4：日本特開2011-132594號公報

專利文獻(xiàn)5：日本特開2012-122114號公報

專利文獻(xiàn)6：日本特開2008-095186號公報

專利文獻(xiàn)7：日本特開2012-246549號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，在專利文獻(xiàn)1～4中，雖然與一般的銅合金相比得到了高強(qiáng)度，但由于合金體系和制造方法的不同，有時電導(dǎo)率依然低。

在專利文獻(xiàn)5中，雖然得到了深沖加工性和耐疲勞特性，但在強(qiáng)度和電導(dǎo)率的方面還存在提高的空間。

在專利文獻(xiàn)6中，雖然得到了高電導(dǎo)率，但在與高強(qiáng)度兼顧的方面還存在提高的空間。

在專利文獻(xiàn)7中，雖然得到了彎曲加工性、耐應(yīng)力松弛特性、耐疲勞特性，但在兼顧高強(qiáng)度與高電導(dǎo)率的方面還存在提高的空間。

另外，在這些專利文獻(xiàn)1～7中，并未著眼于從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°中的任一方向均為高強(qiáng)度，實(shí)際上在所有這些方向均不清楚拉伸強(qiáng)度是否高。

因此，需要一種具有良好的導(dǎo)電性、并且從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°中的任一方向均具有高拉伸強(qiáng)度的銅合金板材。

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的課題在于提供一種電導(dǎo)率高、并且從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的任一方向強(qiáng)度均高、優(yōu)選在任一方向耐疲勞特性也均優(yōu)異的銅合金板材。另外，提供使用了該銅合金板材的連接器和該銅合金板材的制造方法。特別是，本發(fā)明的課題在于提供適合于以基座連接器或USB連接器為代表的外部連接連接器、以及照相機(jī)模塊用的薄板彈簧材料、繼電器的可動片等的銅合金板材；使用了該銅合金板材的連接器；和該銅合金板材的制造方法。

用于解決課題的方案

本發(fā)明人為了解決上述課題反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具有特定的Cu-(Ni、Co)-Si系合金組成、并以特定的制造條件所制造的銅合金板材具有良好的導(dǎo)電性，并且從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的任一方向均可形成高強(qiáng)度?；谠摷夹g(shù)思想，完成了本發(fā)明。

即，根據(jù)本發(fā)明，可提供下述技術(shù)方案。

(1)一種銅合金板材，其具有下述組成：含有合計為1.80質(zhì)量％～8.00質(zhì)量％的Ni和Co中的任意1種或2種、0.40質(zhì)量％～2.00質(zhì)量％的Si、以及合計為0.000質(zhì)量％～2.000質(zhì)量％的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti組成的組中的至少一種元素，剩余部分由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，電導(dǎo)率為20％IACS～40％IACS以上，從軋制方向(RD)向軋制垂直方向(TD)為0°、45°、90°的方向的拉伸強(qiáng)度均為1020MPa～1400MPa。

(2)如(1)項所述的銅合金板材，其含有合計為0.005質(zhì)量％～2.000質(zhì)量％的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti組成的組中的至少一種元素。

(3)一種連接器，其包含(1)或(2)項所述的銅合金板材。

(4)一種銅合金板材的制造方法，該制造方法依次進(jìn)行下述工序：熔化鑄造工序，其中，將下述銅合金熔化并進(jìn)行鑄造，該銅合金含有合計為1.80質(zhì)量％～8.00質(zhì)量％的Ni和Co中的任意1種或2種、0.40質(zhì)量％～2.00質(zhì)量％的Si、以及合計為0.000質(zhì)量％～2.000質(zhì)量％的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti組成的組中的至少一種元素，剩余部分由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；均質(zhì)化熱處理工序，其中，在900℃～1040℃進(jìn)行1小時以上的熱處理；熱加工工序，其中，從熱加工開始至結(jié)束的溫度范圍為500℃～1040℃，加工率為10％～90％；中間冷軋工序，其中，加工率為0％～95％；熱處理工序，其中，在300℃～430℃進(jìn)行5分鐘～10小時的熱處理；和最終冷軋工序，其中，加工率為60％～99％。

(5)如(4)項所述的銅合金板材的制造方法，其中，在供至上述熔化鑄造工序的銅合金中含有合計為0.005質(zhì)量％～2.000質(zhì)量％的選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti組成的組中的至少一種元素。

(6)如(4)或(5)項所述的銅合金板材的制造方法，其中，在上述最終冷軋工序后進(jìn)行在200℃～500℃保持5秒～2小時的去應(yīng)力退火。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的銅合金板材由于其所具有的特性而可適當(dāng)?shù)赜糜谝曰B接器或USB連接器為代表的外部連接連接器、以及照相機(jī)模塊用的薄板彈簧材料、繼電器的可動片等中。

對于本發(fā)明的銅合金板材來說，作為對彈簧的應(yīng)力負(fù)荷方向，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的任一方向均具有比以往顯著高的強(qiáng)度，因而可以作為特性不易劣化的彈簧用材料使用。因此，例如適合作為連接器材料。

另外，根據(jù)本發(fā)明的銅合金板材的制造方法，可以適當(dāng)?shù)刂圃炀哂猩鲜鰞?yōu)異特性的銅合金板材。

本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)可適當(dāng)參照附圖由下述記載內(nèi)容進(jìn)一步明確。

附圖說明

圖1是示出銅合金板材以及軋制方向(RD)、軋制垂直方向(TD)和軋制面垂直方向(ND)的關(guān)系的示意圖。

圖2是作為拉伸試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)中的試驗(yàn)片示出從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°、90°方向的試驗(yàn)片的示意圖。

圖3是局部伸長率的說明圖。圖3中，作為代表例，示出發(fā)明例205的0°方向的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。局部伸長率(e_L)是指在圖示的均勻伸長率(e_U)后至試驗(yàn)材料斷裂為止的伸長率。

圖4的(A)是關(guān)于發(fā)明例205的基于X射線的{100}極點(diǎn)圖，圖4的(B)是關(guān)于比較例256的基于X射線的{100}極點(diǎn)圖，圖4的(C)是關(guān)于比較例257的基于X射線的{100}極點(diǎn)圖。

具體實(shí)施方式

對本發(fā)明的銅合金板材的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此處，“銅合金材料”是指銅合金原材料被加工成規(guī)定形狀(例如板、條、箔、棒、線等)的材料。其中，板材是指具有特定的厚度、形狀穩(wěn)定、在平面方向延伸的材料，廣義上包括條材、箔材、將板制成管狀的管材。

圖1中示出本實(shí)施方式的銅合金板材1以及軋制方向(RD)、軋制垂直方向(TD)和軋制面垂直方向(ND：Normal Direction，法線方向)的關(guān)系。軋制方向表示在制造銅合金板材時板材被軋制輥等所軋制而延伸的方向。與此相對，軋制垂直方向是與軋制方向垂直、與軋制面平行的方向。軋制面垂直方向是與軋制面垂直的方向。工業(yè)上的銅合金板材是卷成卷狀而制造/裝運(yùn)的。因此，在銅合金板材剛制造后，通常，板材的長度方向?yàn)檐堉品较?，板材的寬度方向?yàn)檐堉拼怪狈较颉?/p>

本實(shí)施方式的銅合金板材通過為下述特定的合金組成，該特定的合金組成分別以特定量含有Ni和Co中的任意1種或2種以及Si，根據(jù)需要以特定量含有選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti組成的組中的至少一種元素，剩余部分由銅和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，從而電導(dǎo)率為20％IACS～40％IACS以上，從軋制方向(RD)向軋制垂直方向(TD)為0°、45°、90°的方向的拉伸強(qiáng)度均為1020MPa～1400MPa。此處，上述三個方向均是與軋制面平行的面上(即，由軋制方向和軋制垂直方向形成的面上)的方向。圖2中用虛線示出由本實(shí)施方式的銅合金板材1分別取得從軋制方向(RD)向軋制垂直方向(TD)為0°的方向的試驗(yàn)片20、為45°的方向的試驗(yàn)片21、為90°的方向的試驗(yàn)片22的情形。

本實(shí)施方式的銅合金板材是不進(jìn)行固溶處理而經(jīng)過特定的強(qiáng)加工工序而制造的，由此加工組織被適當(dāng)?shù)乜刂贫纬筛邚?qiáng)度，同時從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的任一方向均可取得比以往顯著更高的強(qiáng)度。

本實(shí)施方式的銅合金板材中所用的Cu-(Ni,Co)-Si系是析出硬化型合金，Ni-Si系、Co-Si系、Ni-Co-Si系等金屬間化合物作為第二相以幾nm左右的微細(xì)尺寸分散于銅母相中，從而通過析出硬化而得到高強(qiáng)度。

(拉伸強(qiáng)度：TS)

對于本實(shí)施方式的銅合金板材來說，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°、90°中的任一方向的拉伸強(qiáng)度均為1020MPa以上，優(yōu)選為1060MPa以上。從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°、90°中的任一方向的拉伸強(qiáng)度的上限均為1400MPa以下，優(yōu)選為1350MPa以下。若拉伸強(qiáng)度在上述范圍內(nèi)，則耐疲勞特性也優(yōu)異。若拉伸強(qiáng)度過低，則耐疲勞特性差。另一方面，若拉伸強(qiáng)度過高，則難以出現(xiàn)局部伸長率。需要說明的是，拉伸強(qiáng)度是指基于JIS Z2241、相對于拉伸試驗(yàn)中施加的最大力的應(yīng)力(單位為MPa)。根據(jù)圖3中的σ_TS的定義，有時將應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率為零(zero)的點(diǎn)的應(yīng)力作為拉伸強(qiáng)度。與此相對，本發(fā)明中，是指該斜率達(dá)到零(zero)跟前的應(yīng)力也可作為拉伸強(qiáng)度。

(電導(dǎo)率：EC)

對于本實(shí)施方式的銅合金板材而言，電導(dǎo)率為20％IACS以上、優(yōu)選為23％IACS以上、進(jìn)一步優(yōu)選為26％IACS以上。若電導(dǎo)率過高，則強(qiáng)度有時會降低，因而上限值為40％IACS以下。

需要說明的是，本實(shí)施方式中，上述的“％IACS”表示將國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)(International Annealed Copper Standard)的電阻率1.7241×10^-8Ωm設(shè)為100％IACS時的電導(dǎo)率。

(結(jié)晶取向控制)

關(guān)于本實(shí)施方式中特別顯著的45°和90°方向的拉伸強(qiáng)度和耐疲勞特性的提高，結(jié)晶取向分布的控制發(fā)揮了作用。如圖4中代表性示出的基于X射線的{100}極點(diǎn)圖所示，可知：在本實(shí)施方式的銅合金板材(發(fā)明例205、圖4的(A))中，得到了利用現(xiàn)有的制造方法(比較例256、圖4的(B)、以及比較例257、圖4的(C))未發(fā)現(xiàn)的結(jié)晶取向分布、即以往未得到的結(jié)晶組織。

(合金組成)

·Ni、Co、Si為構(gòu)成上述第二相的元素。它們形成上述金屬間化合物。它們是本實(shí)施方式的必要添加元素。Ni和Co中的任意1種或2種的含量的總和為1.80質(zhì)量％～8.00質(zhì)量％、優(yōu)選為2.40質(zhì)量％～5.00質(zhì)量％、更優(yōu)選為3.20質(zhì)量％～5.00質(zhì)量％。另外，Si的含量為0.40質(zhì)量％～2.00質(zhì)量％、優(yōu)選為0.50質(zhì)量％～1.20質(zhì)量％、更優(yōu)選為0.60質(zhì)量％～1.20質(zhì)量％。這些必要添加元素的添加量過少時，所得到的效果不充分，強(qiáng)度不足，進(jìn)而耐疲勞特性也差。另一方面，這些必要添加元素的添加量過多時，電導(dǎo)率有時會降低。或者，軋制工序中有時會產(chǎn)生材料裂紋。在添加Co時，導(dǎo)電性略好，但在包含Co的狀態(tài)下必要添加元素的濃度高的情況下，根據(jù)熱軋和冷軋的條件的不同，有時容易產(chǎn)生軋制裂紋。由此，本發(fā)明中的更優(yōu)選的實(shí)施方式在第二相中不含Co。

·其它元素

除了上述必要添加元素以外，本實(shí)施方式的銅合金板材也可以含有選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti組成的組中的至少一種元素作為任選添加元素。在含有該任選添加元素的情況下，選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe和Ti組成的組中的至少一種元素的含量合計為0.005質(zhì)量％～2.000質(zhì)量％。該任選添加元素在后述的中間冷軋[工序5]、最終冷軋[工序7]中具有促進(jìn)晶粒的微細(xì)化、提高強(qiáng)度特性和疲勞特性的效果。另外，具有提高耐應(yīng)力松弛特性的效果，適合于使用環(huán)境為100℃以上等高溫的情況等。但是，若這些任選添加元素的含量過多，則有時會產(chǎn)生使得電導(dǎo)率降低的不利影響或在軋制工序中有時會產(chǎn)生材料裂紋，因而優(yōu)選為2.000質(zhì)量％以下。

·不可避免的雜質(zhì)

銅合金中的不可避免的雜質(zhì)為銅合金中包含的通常的元素。作為不可避免的雜質(zhì)，例如可以舉出O、H、S、Pb、As、Cd、Sb等。它們以總量計允許含有不到0.1質(zhì)量％左右。

(制造方法)

作為現(xiàn)有方法，在通常的析出硬化型銅合金材料的制造方法中，通過固溶熱處理形成過飽和固溶狀態(tài)后，通過時效處理使其析出，并根據(jù)需要進(jìn)行表面光軋(精軋)和調(diào)質(zhì)退火(低溫退火、去應(yīng)力退火)。后述比較例的制造方法F、J、K、L與此相當(dāng)。

與此相對，本發(fā)明中，與上述現(xiàn)有方法不同的工藝是有效的。例如，下述的工藝是有效的。但是本發(fā)明不限定于下述的方法。

本實(shí)施方式的銅合金板材的制造方法的一例可以舉出下述方法：進(jìn)行熔化鑄造[工序1]而得到鑄錠，對該鑄錠依次進(jìn)行均質(zhì)化熱處理[工序2]、熱軋等熱加工[工序3]、水冷[工序4]、中間冷軋[工序5]、用于時效析出的熱處理[工序6]、最終冷軋[工序7]、去應(yīng)力退火[工序8]。只要可得到規(guī)定的物性，則也可以省略去應(yīng)力退火[工序8]。

本實(shí)施方式中，可以通過一系列的上述工藝的組合、與下述各工序中的特定條件的組合的限制而實(shí)現(xiàn)，該各工序中的特定條件的組合為：使上述中間冷軋[工序5]的條件為加工率0％～95％，使上述使時效處理[工序6]的條件為在300℃～430℃進(jìn)行5分鐘～10小時，并且使上述最終冷軋[工序7]的加工率為60％～99％。該機(jī)理推測如下。通過上述時效處理[工序6]中析出的(Ni,Co)-Si化合物的作用，其后的最終冷軋[工序7]中的位錯的分布狀態(tài)及結(jié)晶旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化。另外，通過提高最終冷軋[工序7]的軋制率，從而誘發(fā)最終冷軋[工序7]中的晶粒的分裂。

作為各工序中的優(yōu)選熱處理、加工的條件，如下所述。

關(guān)于均質(zhì)化熱處理[工序2]，在900℃～1040℃保持1小時以上、優(yōu)選為5小時～10小時。

關(guān)于熱軋等熱加工[工序3]，從熱加工開始至結(jié)束的溫度范圍為500℃～1040℃，加工率為10％～90％。

關(guān)于水冷[工序4]，通常冷卻速度為1℃/秒～200℃/秒。

關(guān)于中間冷軋[工序5]，加工率為0％～95％、優(yōu)選為71％～95％。

時效處理[工序6]也稱為時效析出處理，其條件為在300℃～430℃保持5分鐘至10小時，優(yōu)選的溫度范圍為330℃～360℃。

最終冷軋[工序7]的加工率為60％～99％、優(yōu)選為60％～89％。

關(guān)于去應(yīng)力退火[工序8]，在200℃～500℃保持5秒～2小時。保持時間若過長，則強(qiáng)度降低，因而優(yōu)選為5秒以上5分鐘以下的短時間退火。

此處，加工率(或軋制中的截面減少率)是由下式所定義的值。

加工率(％)＝{(t₁-t₂)/t₁}×100

式中，t₁表示軋制加工前的厚度，t₂表示軋制加工后的厚度。

需要說明的是，在各熱處理或軋制后，根據(jù)材料表面的氧化或粗糙度的狀態(tài)，可以在必要時通過表面切削或酸清洗、或者表面研磨來除去表面的氧化層。另外，根據(jù)形狀，可以在必要時利用張力校平機(jī)進(jìn)行矯正。另外，根據(jù)軋制輥的凹凸的轉(zhuǎn)印或油坑的不同，在材料表面的粗糙度大的情況下，可以調(diào)整軋制速度、軋制油、軋制輥的直徑、軋制輥的表面粗糙度、軋制時的一個道次的壓下量等軋制條件。

(板厚)

對于本實(shí)施方式的銅合金板材來說，精軋后的最終板厚為30μm～1mm。優(yōu)選為40μm～0.3mm。

(物性)

本實(shí)施方式的銅合金板材優(yōu)選具有以下的物性。

(耐疲勞特性)

在本實(shí)施方式的銅合金板材的一個優(yōu)選實(shí)施方式中，在JIS Z 2273所規(guī)定的疲勞試驗(yàn)中，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°、90°中的任一方向的耐疲勞特性也優(yōu)異。具體而言，以500MPa的負(fù)荷應(yīng)力對試驗(yàn)片實(shí)施重復(fù)彎曲的情況下直至斷裂為止的次數(shù)優(yōu)選為4×10⁴次以上。這是與進(jìn)行10年每天10次的插拔相對應(yīng)的次數(shù)。更優(yōu)選為8×10⁴次以上、進(jìn)一步優(yōu)選為11×10⁴次以上。根據(jù)端子的設(shè)計的不同，由于90°方向的負(fù)荷應(yīng)力特別高，因而有時要求具有特別好的疲勞特性。作為本發(fā)明的更優(yōu)選的方式，90°方向的壽命為2×10⁵次以上。

(局部伸長率)

本發(fā)明的銅合金板材的一個優(yōu)選實(shí)施方式中，局部伸長率優(yōu)選為0.03％～10％、更優(yōu)選為0.08％～10％、進(jìn)一步優(yōu)選為0.15％～10％。

拉伸試驗(yàn)時，若超過最大負(fù)荷(拉伸強(qiáng)度σ_TS)則試驗(yàn)片的一部分會產(chǎn)生縮頸(necking)。將該縮頸產(chǎn)生后的伸長率稱為局部伸長率。圖3中示出發(fā)明例205的0°方向的應(yīng)力-應(yīng)變曲線作為代表例。e_U相當(dāng)于均勻伸長率，e_L相當(dāng)于局部伸長率。通常，材料的強(qiáng)度越高，則越難以出現(xiàn)局部伸長率。本發(fā)明的銅合金板材優(yōu)選在具有高強(qiáng)度的同時還具有一定的局部伸長率。

實(shí)施例

下面，基于實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。

(實(shí)施例1)

利用高頻熔爐對含有表1中記載的合金成分元素且剩余部分由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的合金的原料進(jìn)行熔化，并對其進(jìn)行鑄造，得到鑄錠。然后，利用下述A、B、C、D、E和F中的任一種制法，分別制造了依據(jù)本發(fā)明的發(fā)明例和與此不同的比較例的銅合金板材的試驗(yàn)材料。需要說明的是，表1中示出了使用A、B、C、D、E和F中的哪種制法。最終的銅合金板材的厚度為0.1mm。只要不特別聲明，則該最終板厚在以下所述的制法J、K、L的情況下也相同。

需要說明的是，表中帶有下劃線所表示的數(shù)字等是指不滿足本發(fā)明中規(guī)定的合金成分的含量或者制法，或物性不滿足本發(fā)明中規(guī)定的范圍或者優(yōu)選的范圍。

(制法A)

對于上述鑄錠，進(jìn)行在900℃～1040℃保持1小時以上10小時以下的均質(zhì)化熱處理，以該高溫狀態(tài)直接進(jìn)行熱軋。熱軋的結(jié)束溫度為500℃以上，加工率為10％～90％。熱軋結(jié)束后進(jìn)行水冷。之后，根據(jù)需要進(jìn)行表面切削。之后，依次進(jìn)行加工率為0％～95％的中間冷軋、在300℃～430℃保持5分鐘～10小時的時效處理、加工率為60％～99％的最終冷軋、下述的去應(yīng)力退火。

(制法B)

使上述最終冷軋的加工率為99.1％～99.9％，除此以外與上述制法A同樣地進(jìn)行。

(制法C)

使上述最終冷軋的加工率為30％～59％，除此以外與上述制法A同樣地進(jìn)行。

(制法D)

使上述時效處理的加熱溫度為250℃～290℃，使上述最終冷軋的加工率為60％～89％，除此以外與上述制法A同樣地進(jìn)行。

(制法E)

使上述時效處理的加熱溫度為440℃～500℃，使上述最終冷軋的加工率為60％～89％，除此以外與上述制法A同樣地進(jìn)行。

(制法F)

在上述中間冷軋后、上述時效處理前，進(jìn)行在700℃～1000℃保持5秒～10分鐘保持后實(shí)施水淬的固溶處理，使上述最終冷軋的加工率為60％～89％，除此以外與上述制法A同樣地進(jìn)行。

上述制法A、B、C、D、E和F中的去應(yīng)力退火的條件為在200℃～500℃保持5秒～5分鐘。

需要說明的是，在各熱處理或軋制后，根據(jù)材料表面的氧化或粗糙度的狀態(tài)，根據(jù)需要通過表面切削或酸清洗、或者表面研磨來除去表面的氧化層。另外，根據(jù)形狀，在必要時利用張力校平機(jī)進(jìn)行矯正。另外，根據(jù)軋制輥的凹凸的轉(zhuǎn)印或油坑的不同，在材料表面的粗糙度大的情況下，調(diào)整軋制速度、軋制油、軋制輥的直徑、軋制輥的表面粗糙度、軋制時的一個道次的壓下量等軋制條件。

另外，作為其它比較例，利用下述制法J、K、L中的任一種進(jìn)行試制，得到銅合金板材的試驗(yàn)材料。制法J、K、L的條件沿襲了各專利文獻(xiàn)中記載的制造方法。

(制法J)專利文獻(xiàn)6：日本特開2008-095186號公報的實(shí)施例2的制法

用高頻熔爐對提供下述表1所示的銅合金組成的原料進(jìn)行熔化，通過DC(直接鑄造)法將其鑄造成厚30mm、寬100mm、長150mm的鑄錠，將所得到的鑄錠在1000℃的溫度下保持1小時后，熱軋成厚度12mm，并迅速冷卻。接著，將熱軋板的兩面切削各1.5mm而除去氧化皮膜，接下來冷軋成厚度0.15mm～0.1mm，接下來在825℃～925℃的溫度范圍進(jìn)行15秒固溶處理，之后立即以10℃/秒以上的冷卻速度進(jìn)行冷卻。接著，在420℃～480℃實(shí)施1小時～3小時的時效熱處理，之后立即以約1℃/秒～10℃/秒的冷卻速度進(jìn)行冷卻。

接下來，以30％以下的軋制率進(jìn)行冷軋，精加工成板厚0.1mm的板材。需要說明的是，固溶處理和時效熱處理的條件根據(jù)合金組成適當(dāng)選擇。冷軋后，在650℃實(shí)施3秒的去應(yīng)力退火。

(制法K)專利文獻(xiàn)7：日本特開2012-246549號公報中記載的實(shí)施例1、工序A的制法

用高頻熔爐對提供下述表1所示的銅合金組成的原料進(jìn)行熔化，對其進(jìn)行鑄造而得到鑄錠。將該狀態(tài)作為提供材料，通過下述的工序制造了銅合金板材的試驗(yàn)材料。最終的合金板材的厚度為0.12mm。

在950℃～1050℃的溫度下進(jìn)行3分鐘～10小時的均質(zhì)化熱處理，并進(jìn)行500℃～950℃的熱軋，之后在400℃～800℃進(jìn)行5秒～20小時的熱處理，為了除去氧化層而進(jìn)行表面切削。之后進(jìn)行加工率為90％～99％的冷軋1，在400℃～700℃的溫度下進(jìn)行5秒～20小時的中間退火，進(jìn)行加工率為3％～80％的冷軋2。之后，進(jìn)行在800℃～950℃的溫度保持5秒～50秒的固溶熱處理，在350℃～600℃的溫度下進(jìn)行5分鐘～20小時的時效析出熱處理，進(jìn)行5％～50％的精軋，進(jìn)行在300℃～700℃的溫度下保持10秒～20小時的調(diào)質(zhì)退火。

(制法L)專利文獻(xiàn)3：日本特開2006-152392號公報中記載的發(fā)明例1的制法

對提供下述表1所示的銅合金組成(Cu-6.0Ni-1.2Si-0.02P)的銅合金進(jìn)行鑄造，制造出銅合金板。需要說明的是，作為上述記載以外的其它元素(不可避免的雜質(zhì)元素)，Al、Fe、Ti、Be、V、Nb、Mo、W以其總量計為0.5質(zhì)量％以下。另外，B、C、Na、S、Ca、As、Se、Cd、In、Sb、Pb、Bi、MM(混合稀土金屬)等元素以其總量計為0.1質(zhì)量％以下。

作為銅合金板的具體制造方法，在炭粒爐中于大氣中在木炭被覆下進(jìn)行熔化，在鑄鐵制鉸接式模具(ブックモールド)中鑄造，得到厚度為50mm、寬度為75mm、長度為180mm的鑄錠。并且，對鑄錠的表面進(jìn)行表面切削后，以950℃的溫度熱軋至厚度達(dá)到15mm為止，由750℃以上的溫度在水中進(jìn)行驟冷。接著，在去除氧化層后進(jìn)行冷軋，得到厚度為0.75mm的板。

接著，使用鹽浴爐進(jìn)行在溫度900℃加熱20秒的固溶處理后，在水中驟冷，之后通過加工率為20％的最終冷軋形成厚0.6mm的冷軋板。對于該冷軋板，在溫度450℃進(jìn)行4小時時效處理。

對于這些依照本發(fā)明的發(fā)明例和比較例的試驗(yàn)材料，如下測定、評價了各特性。結(jié)果一并列于表1。

a.拉伸強(qiáng)度：TS

如圖2所示，從軋制方向向軋制垂直方向在0°(軋制方向)、45°或90°(軋制垂直方向)進(jìn)行切割而得到JIS Z2201-13B號的試驗(yàn)片，對于該試驗(yàn)片，根據(jù)JIS Z2241在各方向分別測定3根，分別示出平均值。拉伸強(qiáng)度為相對于拉伸試驗(yàn)中施加的最大力的應(yīng)力(單位為MPa)。

b.電導(dǎo)率：EC

對于各試驗(yàn)材料，在保持為20℃(±0.5℃)的恒溫槽中，利用四端子法計測電阻率，計算出電導(dǎo)率。需要說明的是，端子間距離為100mm。

c.耐疲勞特性

如圖2所示，從軋制方向向軋制垂直方向在0°(軋制方向)、45°或90°(軋制垂直方向)進(jìn)行切割而得到JIS Z2201-13B號的試驗(yàn)片，對于該試驗(yàn)片，根據(jù)JIS Z 2273在各方向分別測定3根以負(fù)荷應(yīng)力500MPa重復(fù)彎曲時直至斷裂為止的重復(fù)次數(shù)，分別示出平均值。

d.局部伸長率：e_L

如圖3所示，在與上述同樣的拉伸試驗(yàn)中求出局部伸長率(e_L)。

[表1]

如表1所示，滿足本發(fā)明的規(guī)定的發(fā)明例101～110均是全部特性優(yōu)異。發(fā)明例101～110中，Ni/Co、Si的濃度在規(guī)定范圍內(nèi)越高，則從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的任一方向均顯示出越高的拉伸強(qiáng)度[TS]和耐疲勞特性(重復(fù)次數(shù))。另外，除了發(fā)明例104、106的從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°或90°的方向外，各發(fā)明例均具有局部伸長率。

另一方面，在各比較例中，合金組成、制造條件中的某些不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件，因此從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸強(qiáng)度[TS]低，不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件。

更具體而言，在比較例151中，由于Ni/Co、Si過少，因而從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°或45°方向的拉伸強(qiáng)度[TS]低，不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件。另外，在比較例151中，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°或45°方向的耐疲勞特性(重復(fù)次數(shù))差。在Ni和Si的含量過多的比較例152中，產(chǎn)生軋制裂紋，制造性差。在利用制法C、D、E或F的比較例153～156中，制造條件在本發(fā)明中規(guī)定的條件外，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸強(qiáng)度[TS]低，不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件。另外，在比較例153～156中，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的某些方向的耐疲勞特性(重復(fù)次數(shù))差。

作為其它比較例，在利用制法J的比較例157、利用制法K的比較例158中，制造條件均在本發(fā)明中規(guī)定的條件外，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°和90°方向的所有方向的拉伸強(qiáng)度[TS]均低，不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件。另外，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°和90°方向的所有方向的耐疲勞特性均差。

(實(shí)施例2)

利用與實(shí)施例1同樣的制造方法和試驗(yàn)/測定方法，使用表2所示的各種銅合金制造銅合金板材，對其特性進(jìn)行了評價。結(jié)果列于表2。

[表2]

如表2所示，滿足本發(fā)明的規(guī)定的發(fā)明例201～210均是全部特性優(yōu)異。通過任選添加元素的添加效果，雖然不是全部試驗(yàn)例，但從軋制方向向軋制垂直方向在0°、45°或90°方向的所有方向均確認(rèn)到更高的拉伸強(qiáng)度[TS]和耐疲勞特性(重復(fù)次數(shù))提高的傾向。另外，除了發(fā)明例203、206的從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°或90°的方向外，各發(fā)明例均具有局部伸長率。

另一方面，在各比較例中，合金組成、制造條件中的某些不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件，因此從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸強(qiáng)度[TS]低，不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件。

更具體而言，在副添加元素(該例中為Sn)過多的比較例251中，產(chǎn)生軋制裂紋，制造性差。在利用制法C、D、E或F的比較例252～255中，制造條件在本發(fā)明中規(guī)定的條件外，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的某些方向的拉伸強(qiáng)度[TS]低，不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件。另外，在比較例252～255中，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°或90°方向中的某些方向的耐疲勞特性差。

作為其它比較例，在利用制法J的比較例256、利用制法K的比較例257、利用制法L的比較例258中，制造條件均在本發(fā)明中規(guī)定的條件外，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°和90°方向的所有方向的拉伸強(qiáng)度[TS]均低，不滿足本發(fā)明中規(guī)定的條件。另外，從軋制方向向軋制垂直方向?yàn)?°、45°和90°方向的所有方向的耐疲勞特性均差。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明的銅合金板材可以適當(dāng)?shù)赜糜谌魏晤愋偷倪B接器。特別是，除了以基座連接器或USB連接器為代表的外部連接連接器以外，還可以適當(dāng)?shù)赜米髡障鄼C(jī)模塊用的薄板彈簧材料、繼電器的可動片。

結(jié)合其實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本申請人認(rèn)為，只要沒有特別指定，則本發(fā)明不受說明的任何細(xì)節(jié)的限定，應(yīng)當(dāng)在不違反所附權(quán)利要求書所示的發(fā)明精神和范圍的情況下進(jìn)行寬泛的解釋。

符號說明

1銅合金板材

20用于測定從軋制方向(RD)向軋制垂直方向(TD)為0°方向的拉伸強(qiáng)度/耐疲勞特性的試驗(yàn)片

21用于測定從軋制方向(RD)向軋制垂直方向(TD)為45°方向的拉伸強(qiáng)度/耐疲勞特性的試驗(yàn)片

22用于測定從軋制方向(RD)向軋制垂直方向(TD)為90°方向的拉伸強(qiáng)度/耐疲勞特性的試驗(yàn)片。