TWI621721B - Copper alloy sheet, connector, and method for manufacturing copper alloy sheet - Google Patents

Abstract

本發明提供一種高導電率、且於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向均為高強度的銅合金板材與使用其之連接器、及該銅合金板材之製造方法。

本發明之銅合金板材、使用其之連接器及該銅合金板材之製造方法中，該銅合金板材具有如下組成：含有合計為1.80~8.00質量%之Ni與Co中之任1種或2種、0.40~2.00質量%之Si、以及合計為0.000~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素，剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成，該銅合金板材之導電率為20~40%IACS以上，自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°、90°之方向之拉伸強度均為1020~1400MPa。

Description

銅合金板材、連接器、及銅合金板材之製造方法

本發明係關於一種銅合金板材與使用其之連接器、及該銅合金板材之製造方法。

隨著電子機器之小型化、薄型化，而要求用以連接電子機器與外部機器等之端子或連接器進一步小型化。又，該等端子或連接器由於亦存在一天內進行數十次插拔或嵌合之情形，故而亦要求彈簧部之強度或耐疲勞特性(重複特性)。端子或連接器由於必須具備強度或導電性，故而多使用銅合金製造。因此，期望可小型成形、且強度與耐疲勞特性優異之端子、連接器用之銅合金材料。

尤其是，端子或連接器係藉由對銅合金之板材進行打孔、加壓成型而製造。此時，多數情形時，端子或連接器之彈簧部之應力負載方向成為自銅合金板材之軋製方向(RD；Rolling Direction)朝向軋製垂直方向(TD；Transverse Direction，橫向方向)為90°之方向或45°之方向。因此，要求端子或連接器用之銅合金板材於該等方向中之任一方向上耐疲勞特性均優異。又，若彈簧部之長度伴隨著端子或連接器之小型化而變短，則施加至彈簧部之應力會變大。因此，除了要求銅合金板材之上述耐疲勞特性 良好以外，亦要求銅合金板材即便被賦予高應力亦難以永久變形。

習知，作為彈簧用之銅合金，最多使用磷青銅系。磷青銅系之彈簧用銅合金雖強度或耐疲勞特性優異，但導電率低至10%IACS左右。因此，認為存在今後之要求小型且高可靠性之端子中磷青銅系之彈簧用銅合金之使用受到限制之情形。其原因在於，要求小型且高可靠性之端子用彈簧材要求20%IACS以上之導電率。

Cu-Ni-Si系銅合金、所謂之卡遜系合金係被開發為用於引線框架且亦被用作連接器用之合金。迄今為止之卡遜系合金之導電率較磷青銅系良好。然而，迄今為止之卡遜系合金存在強度或耐疲勞特性不滿足近來之要求之情形。尤其是，即便於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°之方向(即軋製方向)上特性良好，自軋製方向朝向軋製垂直方向為45°或90°之方向之耐疲勞特性亦較差。

根據此種電子機器之技術動向，必需具有高導電率、且自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向之強度及耐疲勞特性均優異之材料。

於專利文獻1中提出有如下方法：選定包含Cu-Ni-Sn系合金之含有成分之合金組成，並利用特定之步驟使其時效析出硬化，藉此不使導電率下降而製成疲勞特性良好之銅合金。

於專利文獻2中提出有如下方法：調整Cu-Sn系合金之結晶粒徑與精軋條件而製成高強度之銅合金。

於專利文獻3中提出有如下方法：於Cu-Ni-Si系合金中之Ni濃度高之情形時，藉由利用特定之步驟進行製備而製成高強度。

於專利文獻4中提出有如下方法：選定包含Cu-Ti系合金之含有成分之合金組合，並利用特定之步驟使其時效析出硬化，藉此製成高強度。

於專利文獻5中提出有如下方法：藉由利用特定之製造步驟獲得Cu-Ni-Si系合金條，而具有特定之{110}<001>方位密度與KAM(Karnel Average Misorientation，局域取向錯配角)值，且使深拉拔加工性與耐疲勞特性提高。

於專利文獻6中提出有一種Cu-Ni-Si系之接點材用銅基析出型合金板材，其係軋製方向之拉伸強度、與軋製方向所成角度為45°方向之拉伸強度、與軋製方向所成角度為90°方向之拉伸強度之3個拉伸強度間之各差之最大值為100MPa以下。

於專利文獻7中提出有如下方法：藉由適當地控制Cu-Ni-Si系合金之Cube方位及BR方位之面積率，而具有高強度，且使彎曲加工性、耐應力緩和特性、耐疲勞特性提高。

[專利文獻1]日本特開昭63-312937號公報

[專利文獻2]日本特開2002-294367號公報

[專利文獻3]日本特開2006-152392號公報

[專利文獻4]日本特開2011-132594號公報

[專利文獻5]日本特開2012-122114號公報

[專利文獻6]日本特開2008-095186號公報

[專利文獻7]日本特開2012-246549號公報

然而，於專利文獻1~4中，若與普通的銅合金相比，則雖可獲得高強度，但根據合金系與製造方法存在導電率依然較低之情形。

於專利文獻5中，雖可獲得深拉拔加工性與耐疲勞特性，但在強度與導電率方面仍有提高之餘地。

於專利文獻6中，雖可獲得高導電率，但於兼具高強度方面仍有提高之餘地。

於專利文獻7中，雖可獲得彎曲加工性、耐應力緩和特性、耐疲勞特性，但於兼具高強度與高導電率方面仍有提高之餘地。

又，於該等專利文獻1~7中，並未著眼於在自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°中之任一方向上均設為高強度，實際上並不明確於該等任一方向上拉伸強度是否均較高。

因此，要求具有良好之導電性、且於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°中之任一方向上均具有高拉伸強度之銅合金板材。

鑒於上述習知技術中之問題，本發明之課題在於提供一種銅合金板材，該銅合金板材之導電率高，且於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上均為高強度，較佳為於任一方向上耐疲勞特性均優異。又，本發明之課題在於提供一種使用該銅合金板材之連接器、及該銅合金板材之製造方法。尤其是，本發明之課題在於提供一種除了適用於以塢式連接器(dock connector)或USB連接器為代表之連接外部之連接器以外，亦適用於相機模組用之薄板彈簧材、繼電器之可動片等的銅合金板材與使用其之連接器、及該銅合金板材之製造方法。

本發明者為了解決上述課題而重複進行銳意研究，結果發現：具有特定之Cu-(Ni、Co)-Si系合金組成，並於特定之製造條件下製造而成之銅合金板材具有良好之導電性，並且於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向均可製成高強度。本發明係基於該見解而完成者。

即，根據本發明，提供以下之手段。

(1)一種銅合金板材，其具有如下組成：含有合計為1.80~8.00質量%之Ni與Co中之任1種或2種、0.40~2.00質量%之Si、以及合計為0.000~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素，剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；該銅合金板材之導電率為20~40%IACS以上，自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為0°、45°、90°之方向之拉伸強度均為1020~1400MPa。

(2)如(1)項之銅合金板材，其含有合計為0.005~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素。

(3)一種連接器，其由(1)或(2)項之銅合金板材構成。

(4)一種銅合金板材之製造方法，其係依序進行如下步驟：熔解、鑄造步驟，其將銅合金熔解並鑄造，該銅合金含有合計為1.80~8.00質量%之Ni與Co中之任1種或2種、0.40~2.00質量%之Si、以及合計為0.000~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素，剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；均質化熱處理步驟，其係於900~1040℃進行1小時以上之熱處理；熱加工步驟，其自熱加 工開始至結束之溫度範圍為500~1040℃，加工率為10~90%；中間冷軋步驟，其加工率為0~95%；熱處理步驟，其係於300~430℃進行5分鐘至10小時之熱處理；及最終冷軋步驟，其加工率為60~99%。

(5)如(4)項之銅合金板材之製造方法，其中，供上述熔解、鑄造步驟之銅合金中含有合計為0.005~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素。

(6)如(4)或(5)項之銅合金板材之製造方法，其中，於上述最終冷軋步驟之後，進行於200~500℃保持5秒~2小時之弛力退火。

本發明之銅合金板材根據其具有之特性，除了可較佳地用於以塢式連接器或USB連接器為代表之連接外部之連接器以外，亦可較佳地用於相機模組用之薄板彈簧材、繼電器之可動片等。

本發明之銅合金板材由於在作為對彈簧之應力負載方向之自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向均具有顯著高於習知之強度，故而可用作特性不易劣化之彈簧用材料。因此，例如作為連接器材較佳。

又，根據本發明之銅合金板材之製造方法，可較佳地製造具有上述優異特性之銅合金板材。

本發明之上述及其他特徵及優勢係適當參照隨附圖式並根據下述記載而變得更加明瞭。

1‧‧‧銅合金板材

20‧‧‧用以測定自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為0°方向之拉伸強度、耐疲勞特性之試片

21‧‧‧用以測定自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為45°方向之拉伸強度、耐疲勞特性之試片

22‧‧‧用以測定自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為90°方向之拉伸強度、耐疲勞特性之試片

圖1係表示銅合金板材與軋製方向(RD)、軋製垂直方向 (TD)及軋製面垂直方向(ND)之關係之示意圖。

圖2係表示自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°、90°方向之試片作為拉伸試驗、疲勞試驗中之試片的示意圖。

圖3係局部伸長率之說明圖。於圖3中表示發明例205之於0°方向之應力-應變曲線作為代表性之例。所謂局部伸長率(e_L)係指圖示之於均勻伸長率(e_U)之後至試驗材破斷為止之伸長率。

圖4(A)係關於發明例205之利用X射線之{100}極圖，圖4(B)係關於比較例256之利用X射線之{100}極圖，圖4(C)係關於比較例257之利用X射線之{100}極圖。

對本發明之銅合金板材之較佳實施態樣進行詳細說明。此處，所謂「銅合金材料」，意指將銅合金素材加工成特定之形狀(例如板、條、箔、棒、線等)而成者。其中，所謂板材係指具有特定之厚度、形狀穩定且於面方向上擴寬者，廣義而言意指包含條材或箔材、將板製成管狀而成之管材。

於圖1中表示本實施形態之銅合金板材1與軋製方向(RD)、軋製垂直方向(TD)及軋製面垂直方向(ND；Normal Direction，法線方向)之關係。所謂軋製方向係表示於製造銅合金板材時藉由軋製輥等來軋製板材而使其延伸之方向。相對於此，軋製垂直方向係與軋製方向垂直且與軋製面平行之方向。軋製面垂直方向係與軋製面垂直之方向。工業上之銅合金板材係一面被捲成輥狀一面製造、出貨。因此，於剛製造銅合 金板材之後，通常板材之長度方向為軋製方向，板材之寬度方向為軋製垂直方向。

本實施形態之銅合金板材藉由設為特定之合金組成，從而導電率為20~40%IACS以上，並自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為0°、45°、90°之方向之拉伸強度均為1020~1400MPa，上述特定之合金組成係分別以特定量含有Ni與Co中之任1種或2種及Si，視需要以特定量含有選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素，剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成。此處，上述3個方向均為與軋製面平行之面上(即，由軋製方向與軋製垂直方向所形成之面上)之方向。於圖2中，以虛線表示自本實施形態之銅合金板材1分別採取自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為0°之方向之試片20、自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為45°之方向之試片21、自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為90°之方向上之試片22之情況。

本實施形態之銅合金板材未進行固溶處理而是經過特定之強加工步驟而製造，藉此加工組織被精準地控制且使其高強度化，並且於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上均實現顯著高於習知之強度。

用於本實施形態之銅合金板材之Cu-(Ni、Co)-Si系為析出硬化型合金，藉由Ni-Si系、Co-Si系、Ni-Co-Si系等金屬間化合物作為第二相以數nm左右之微細尺寸分散至銅母相中，而藉由析出硬化獲得高強度。

(拉伸強度：TS)

本實施形態之銅合金板材之自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°、90°中之任一方向之拉伸強度均為1020MPa以上，較佳為1060MPa以上。自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°、90°中之任一方向之拉伸強度之上限均為1400MPa以下，較佳為1350MPa以下。若拉伸強度為上述範圍內，則耐疲勞特性亦優異。若拉伸強度過低，則耐疲勞特性較差。另一方面，若拉伸強度過高，則不易產生局部伸長。再者，所謂拉伸強度係相對於根據JIS Z2241而於拉伸試驗中施加之最大之力的應力(單位為MPa)。根據圖3中之σ_TS之定義，存在將應力-應變曲線之斜率為零(zero)之點之應力設為拉伸強度之情形。相對於此，於本發明中，意指將該斜率變為零(zero)之近前之應力亦設為拉伸強度。

(導電率：EC)

於本實施形態之銅合金板材中，導電率為20%IACS以上，較佳為23%IACS以上，進而較佳為26%IACS以上。若導電率過高，則存在強度下降之情形，因此上限值為40%IACS以下。

再者，於本實施形態中，所謂上述之「%IACS」係表示將萬國標準軟銅(International Annealed Copper Standard，國際退火銅標準)之電阻率1.7241×10^-8Ωm設為100%IACS之情形時之導電率者。

(結晶方位控制)

結晶方位分佈之控制對本實施形態中尤其顯著之45°及90°方向之拉伸強度及耐疲勞特性之提高起作用。如圖4中代表性地表示之利用X射線之{100}極圖所示，可知於本實施形態之銅合金板材(發明例205、圖4(A))中可獲得於習知之製造方法(比較例256、圖4(B)或比較例257、圖4(C)) 中未發現之結晶方位分佈、即習知未獲得之結晶組織。

(合金組成)

‧Ni、Co、Si係構成上述第二相之元素。其等形成上述金屬間化合物。其等係本實施形態之必須添加元素。Ni與Co中之任1種或2種之含量之總和為1.80~8.00質量%，較佳為2.40~5.00質量%，更佳為3.20~5.00質量%。又，Si之含量為0.40~2.00質量%，較佳為0.50~1.20質量%，更佳為0.60~1.20質量%。若該等必須添加元素之添加量過少，則所獲得之效果不充分，強度不足，進而耐疲勞特性亦較差。另一方面，若該等必須添加元素之添加量過多，則存在導電率下降之情形。或者存在於軋製步驟中產生材料斷裂之情形。添加Co雖會使導電性稍微良好，但於在含有Co之狀態下必須添加元素之濃度較高之情形時，根據熱軋及冷軋之條件而存在容易產生軋製斷裂之情形。由此，本發明中之更佳之實施形態係於第二相中不含Co者。

‧其他元素

本實施形態之銅合金板材除了含有上述必須添加元素以外，亦可含有選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素作為任意添加元素。於含有該任意添加元素之情形時，選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素之含量合計設為0.005~2.000質量%。該任意添加元素具有於下述中間冷軋[步驟5]、最終冷軋[步驟7]中促進結晶粒之微細化並提高強度特性及耐疲勞特性之效果。又，具有提高耐應力緩和特性之效果，適於使用環境成為100℃以上等高溫之情形等。然而，若該等任意添加元素之含量過多，則存在產生 使導電率下降之弊端之情形或於軋製步驟中產生材料斷裂之情形，因此較佳地設為2.000質量%以下。

‧不可避免之雜質

銅合金中之不可避免之雜質係含有於銅合金之普通元素。作為不可避免之雜質，例如可列舉O、H、S、Pb、As、Cd、Sb等。關於其等，容許最多含有0.1質量%左右作為其合計之量。

(製造方法)

作為習知法，於通常之析出硬化型銅合金材之製造方法中，於藉由固溶熱處理製成過飽和固溶狀態後，藉由時效處理使其析出，並視需要進行調質軋製(精軋)及調質退火(低溫退火、弛力退火)。下述比較例之製造方法F、J、K、L與此相當。

相對於此，於本發明中，與上述習知法不同之製程變得有效。例如，如下所述之製程為有效的。然而，本發明並不限定於下述方法。

本實施形態之銅合金板材之製造方法之一例可列舉如下方法：進行熔解、鑄造[步驟1]而獲得鑄錠，對該鑄錠依序進行均質化熱處理[步驟2]、熱軋等熱加工[步驟3]、水冷[步驟4]、中間冷軋[步驟5]、用以時效析出之熱處理[步驟6]、最終冷軋[步驟7]、及弛力退火[步驟8]。只要可獲得特定之物性，則亦可省略弛力退火[步驟8]。

本實施形態係藉由一系列上述製程之組合與將上述中間冷軋[步驟5]之條件設為加工率0~95%、將上述時效處理[步驟6]之條件設為於300~430℃進行5分鐘~10小時、且將上述最終冷軋[步驟7]之加工率設為60~99%之各步驟中之特定條件之組合之限制而達成。此處之機制係如 下述般推斷。藉由在上述時效處理[步驟6]中析出之(Ni、Co)-Si化合物之作用，其後之最終冷軋[步驟7]中之差排之分佈狀態或結晶旋轉會變化。而且，藉由將最終冷軋[步驟7]之軋製率取得較高，而誘導最終冷軋[步驟7]中之結晶粒之分離。

作為各步驟中之較佳之熱處理、加工之條件，如以下所述。

均質化熱處理[步驟2]係於900~1040℃保持1小時以上，較佳為保持5~10小時。

熱軋等熱加工[步驟3]係自熱加工開始至結束之溫度範圍為500~1040℃，且加工率設為10~90%。

水冷[步驟4]通常冷卻速度為1~200℃/秒。

中間冷軋[步驟5]之加工率設為0~95%，較佳為71~95%。

時效處理[步驟6]亦稱為時效析出處理，其條件係於300~430℃保持5分鐘~10小時，較佳之溫度範圍為330~360℃。

最終冷軋[步驟7]之加工率為60~99%，較佳為60~89%。

弛力退火[步驟8]係於200~500℃保持5秒~2小時。若保持時間過長，則強度會下降，故而較佳為設為5秒以上且5分鐘以下之短時間退火。

此處，加工率(或軋製時之剖面減少率)係根據下式而定義之值。

加工率(%)={(t₁-t₂)/t₁}×100

式中，t₁表示軋製加工前之厚度，t₂表示軋製加工後之厚度。

再者，亦可於各熱處理或軋製之後，根據材料表面之氧化或粗糙度之狀態，視需要藉由表面切削或酸洗、或者表面研磨而去除表面之 氧化層。又，亦可根據形狀並視需要藉由張力校平機(tension Leveler)進行矯正。又，於因軋製輥之凹凸之轉印或油坑(oil pit)而導致材料表面之粗糙度較大之情形時，可調整軋製速度、軋製油、軋製輥之直徑、軋製輥之表面粗糙度、軋製時之1道次之軋縮量等軋製條件。

(板厚)

本實施形態之銅合金板材精軋後之最終板厚為30μm~1mm。較佳為40μm~0.3mm。

(物性)

本實施形態之銅合金板材較佳為具有以下物性。

(耐疲勞特性)

於本實施形態之銅合金板材之一個較佳之實施態樣中，於由JIS Z 2273所規定之疲勞試驗中，自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°、90°中之任一方向之耐疲勞特性均優異。具體而言，於以負載應力500MPa對試片實施重複彎曲之情形時，至破斷為止之次數較佳為4×10⁴次以上。此係與在10年內每天進行10次插拔對應之次數。更佳為8×10⁴次以上，進而較佳為11×10⁴次以上。由於根據端子之設計90°方向之負載應力尤其高，故而存在要求尤其良好之耐疲勞特性之情形。作為本發明之更佳之形態，90°方向之壽命為2×10⁵次以上。

(局部伸長率)

於本發明之銅合金板材之一個較佳之實施態樣中，局部伸長率較佳為0.03~10%，更佳為0.08~10%，進而較佳為0.15~10%。

於拉伸試驗時，若超過最大荷重(拉伸強度σ_TS)，則會於試片之一部 分產生收縮(頸縮)。將該收縮產生後之伸長率稱為局部伸長率。於圖3中，將發明例205之於0°方向上之應力-應變曲線作為代表例進行表示。e_U相當於均勻伸長率，e_L相當於局部伸長率。一般而言，越提高材料之強度則越難以出現局部伸長。本發明之銅合金板材較佳為具有高強度，且具有一定之局部伸長率。

[實施例]

以下，基於實施例對本發明進一步詳細地進行說明，但本發明並不限定於此。

(實施例1)

利用高頻熔解爐熔解含有表1所記載之合金成分元素且剩餘部分由Cu及不可避免之雜質構成之合金原料，並對其進行鑄造而獲得鑄錠。而且，利用下述A、B、C、D、E及F中之任一種製法，分別製造按照本發明之發明例及與其不同之比較例之銅合金板材之供試驗材。再者，於表1中表示了使用A、B、C、D、E及F中之哪一種製法。最終之銅合金板材之厚度設為0.1mm。於以下所述之製法J、K、L之情形時，只要事先未特別說明，則該最終板厚亦相同。

再者，表中以粗體表示之數字等意指不滿足本發明所規定之合金成分之含量或製法，或者物性不滿足本發明所規定之範圍或較佳之範圍者。

(製法A)

對上述鑄錠進行於900~1040℃保持1小時以上10小時以下之均質化熱處理，並直接於該高溫狀態下進行熱軋。熱軋之結束溫度設為500℃以上，加工率設為10~90%。於熱軋結束後進行水冷。其後，視需要進行表 面切削。其後，依序進行加工率為0~95%之中間冷軋、於300~430℃保持5分鐘~10小時之時效處理、加工率為60~99%之最終冷軋、及下述弛力退火。

(製法B)

除了將上述最終冷軋之加工率設為99.1~99.9%以外，以與上述製法A相同之方式進行。

(製法C)

除了將上述最終冷軋之加工率設為30~59%以外，以與上述製法A相同之方式進行。

(製法D)

除了將上述時效處理之加熱溫度設為250~290℃並將上述最終冷軋之加工率設為60~89%以外，以與上述製法A相同之方式進行。

(製法E)

除了將上述時效處理之加熱溫度設為440~500℃並將上述最終冷軋之加工率設為60~89%以外，以與上述製法A相同之方式進行。

(製法F)

於上述中間冷軋之後且上述時效處理之前，進行於在700~1000℃保持5秒~10分鐘之後實施水淬火之固溶處理，並將上述最終冷軋之加工率設為60~89%，除此以外，以與上述製法A相同之方式進行。

上述製法A、B、C、D、E及F中之弛力退火之條件為於200~500℃保持5秒~5分鐘。

再者，於各熱處理或軋製之後，根據材料表面之氧化或粗糙度之狀態， 視需要藉由表面切削或酸洗、或者表面研磨而去除表面之氧化層。又，根據形狀並視需要進行藉由張力校平機之矯正。又，於因軋製輥之凹凸之轉印或油坑導致材料表面之粗糙度較大之情形時，調整軋製速度、軋製油、軋製輥之直徑、軋製輥之表面粗糙度、軋製時之1道次之軋縮量等軋製條件。

又，作為另一比較例，利用下述製法J、K、L中之任一種進行試製而獲得銅合金板材之供試驗材。製法J、K、L之條件沿用了各專利文獻中所記載之製造方法之條件。

(製法J)專利文獻6：日本特開2008-095186號公報之實施例2之製法

利用高頻熔解爐熔解賦予下述表1所示之銅合金組成之原料，藉由DC(直接澆鑄)法將其鑄造成厚度30mm、寬度100mm、長度150mm之鑄錠，將所獲得之鑄錠於1000℃之溫度保持1小時後進行熱軋至厚度為12mm，並迅速將其冷卻。繼而，將熱軋板之兩面各切削1.5mm而去除氧化皮膜，繼而進行冷軋至厚度為0.15~0.1mm，繼而於825~925℃之溫度範圍內進行15秒固溶處理，其後立即以10℃/秒以上之冷卻速度將其冷卻。繼而，於420~480℃實施1~3小時之時效熱處理，其後立即以約1~10℃/秒之冷卻速度進行冷卻。

繼而，以30%以下之軋製率進行冷軋而最終製成板厚0.1mm之板材。再者，固溶處理與時效熱處理之條件係根據合金組成而適當選定。冷軋後，於650℃實施3秒弛力退火。

(製法K)專利文獻7：日本特開2012-246549號公報所記載 之實施例1、步驟A之製法

利用高頻熔解爐熔解賦予下述表1所示之銅合金組成之原料，並對其進行鑄造而獲得鑄錠。以該狀態為提供材，並利用下述步驟製造銅合金板材之供試驗材。最終之合金板材之厚度設為0.12mm。

於950~1050℃之溫度進行3分鐘~10小時之均質化熱處理，並於進行500~950℃之熱軋後於400~800℃進行5秒~20小時之熱處理，且為了去除氧化皮而進行表面切削。其後進行90~99%之加工率之冷軋1，於400~700℃之溫度進行5秒~20小時之中間退火，並進行3~80%之加工率之冷軋2。其後，進行5秒~50秒之保持為800~950℃之溫度之固溶熱處理，且於350~600℃之溫度進行5分鐘~20小時之時效析出熱處理，進行5~50%之精軋，並進行於300~700℃之溫度保持10秒~20小時之調質退火。

(製法L)專利文獻3：日本特開2006-152392號公報所記載之發明例1之製法

對賦予下述表1所示之銅合金組成(Cu-6.0Ni-1.2Si-0.02P)之銅合金進行鑄造而製造銅合金板。再者，作為上述記載以外之其他元素(不可避免之雜質元素)，Al、Fe、Ti、Be、V、Nb、Mo、W係其等之總量為0.5質量%以下。又，B、C、Na、S、Ca、As、Se、Cd、In、Sb、Pb、Bi、MM(稀土金屬合金)等元素係其等之總量為0.1質量%以下。

作為具體之銅合金板之製造方法，於克里普托(Kryptol)爐中，在大氣中於木炭被覆下進行熔解，鑄造成鑄鐵製書型鑄模(book mold)，而獲得厚度為50mm、寬度為75mm、長度為180mm之鑄錠。而且，於對鑄錠之表面進行表面切削後，於950℃之溫度進行熱軋直至厚度變成15mm為止，並 自750℃以上之溫度於水中進行急冷。繼而，於去除氧化皮後進行冷軋，而獲得厚度為0.75mm之板。

繼而，使用鹽浴爐，進行於溫度900℃加熱20秒之固溶處理之後，於水中進行急冷，其後藉由加工率為20%之後半部之精冷軋而製成厚度0.6mm之冷延板。於溫度450℃對該冷延板進行4小時之時效處理。

以如下方式對該等按照本發明之發明例及比較例之供試驗材測定並評價各特性。將結果一併示於表1。

a.拉伸強度：TS

將如圖2所示般沿自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°(軋製方向)、45°或90°(軋製垂直方向)切下之JIS Z2201-13B號之試片依照JIS Z2241於各方向上各測定3條，並分別表示平均值。拉伸強度設為相對於拉伸試驗中所施加之最大之力的應力(單位為MPa)。

b.導電率：EC

對各供試驗材，於保持為20℃(±0.5℃)之恆溫漕中藉由四端子法計測比電阻而算出導電率。再者，端子間距離設為100mm。

c.耐疲勞特性

將如圖2所示般沿自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°(軋製方向)、45°或90°(軋製垂直方向)切下之JIS Z2201-13B號之試片依照JIS Z 2273於各方向上各測定3條於以負載應力500MPa重複進行彎曲之情形時至破斷為止之重複次數，並分別表示平均值。

d.局部伸長率：e_L

如圖3所示，於與上述相同之拉伸試驗中求出局部伸長率(e_L)。

如表1所示，滿足本發明之規定之發明例101~110中之任一者之所有特性均優異。即，發明例101~110中，Ni/Co、Si之濃度於特定範圍內越高，則於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向均顯示更高之拉伸強度[TS]與耐疲勞特性(重複次數)。又，除了發明例104、106之自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°或90°方向以外，各發明例具有局部伸長率。

另一方面，於各比較例中，由於合金組成、製造條件中之任一者不滿足本發明所規定之條件，故而於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上拉伸強度[TS]較低，不滿足本發明所規定之條件。

更具體而言，於比較例151中，由於Ni/Co、Si過少，故而於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°或45°方向上拉伸強度[TS]較低，不滿足本發明所規定之條件。又，比較例151中，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°或45°方向上耐疲勞特性(重複次數)較差。於Ni與Si之含量過多之比較例152中，產生軋製斷裂，製造性較差。於利用製法C、D、E或F之比較例153~156中，製造條件不符合本發明所規定之條件，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上拉伸強度[TS]較低，不滿足本發明所規定之條件。又，比較例153~156中，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上耐疲勞特性(重複次數)較差。

作為其他比較例，利用製法J之比較例157、利用製法K之比較例158中之任一者之製造條件均不符合本發明所規定之條件，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°及90°方向中之任一方向上拉伸強度[TS] 均較低，均不滿足本發明所規定之條件。又，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°及90°方向中之任一方向上耐疲勞特性均較差。

(實施例2)

利用與實施例1相同之製造方法及試驗、測定方法，使用表2所示之各種銅合金製造銅合金板材，並對其特性進行評價。將結果示於表2。

如表2所示，滿足本發明之規定之發明例201~210中之任一者之所有特性均優異。根據任意添加元素之添加效果，雖並非於所有試驗例中均如此，但仍可認定有如下傾向：於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上更高之拉伸強度[TS]與耐疲勞特性(重複次數)均提高。又，除了發明例203、206之自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°或90°方向以外，各發明例具有局部伸長率。

另一方面，於各比較例中，由於合金組成、製造條件中之任一者不滿足本發明所規定之條件，故而於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上拉伸強度[TS]較低，不滿足本發明所規定之條件。

更具體而言，於副添加元素(於該例中為Sn)過多之比較例251中產生軋製斷裂，製造性較差。於利用製法C、D、E或F之比較例252~255中，製造條件不符合本發明所規定之條件，且於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上拉伸強度[TS]較低，不滿足本發明所規定之條件。又，比較例252~255中，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°或90°方向中之任一方向上耐疲勞特性較差。

作為其他比較例，利用製法J之比較例256、利用製法K之比較例257、利用製法L之比較例258中之任一者之製造條件均不符合本發明所規定之條件，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°及90°方向中之任一方向上拉伸強度[TS]均較低，均不滿足本發明所規定之條件。又，於自軋製方向朝向軋製垂直方向為0°、45°及90°方向中之任一方向上耐疲勞特性均較差。

[產業上之可利用性]

本發明之銅合金板材可較佳地用於任何類型之連接器。尤其是除了以塢式連接器或USB連接器為代表之連接外部之連接器以外，亦可較佳地用作相機模組用之薄板彈簧材、繼電器之可動片。

於說明本發明之實施態樣之同時對本發明進行了說明，但只要我方未特別指定，則在說明之任一細節均不欲對本發明進行限定，認為應在不違背隨附之申請專利範圍所示之發明之精神與範圍之前提下廣泛地解釋。

Claims (6)

1. 一種銅合金板材，其具有如下組成：含有合計為1.80~8.00質量%之Ni與Co中之任1種或2種、0.40~2.00質量%之Si、以及合計為0.000~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素，剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；導電率為20~40%IACS以上，自軋製方向(RD)朝向軋製垂直方向(TD)為0°、45°、90°之方向之拉伸強度均為1020~1400MPa。
2. 如申請專利範圍第1項之銅合金板材，其含有合計為0.005~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素。
3. 一種連接器，其由申請專利範圍第1或2項之銅合金板材構成。
4. 一種銅合金板材之製造方法，其係依序進行如下步驟：熔解、鑄造步驟，其將銅合金原料熔解並鑄造而獲得銅合金，該銅合金原料含有合計為1.80~8.00質量%之Ni與Co中之任1種或2種、0.40~2.00質量%之Si、以及合計為0.000~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素，剩餘部分由銅及不可避免之雜質構成；均質化熱處理步驟，其係於900~1040℃進行1小時以上之熱處理；熱加工步驟，其自熱加工開始至結束之溫度範圍為500~1040℃，加工率為10~90%；中間冷軋步驟，其加工率為0~95%； 熱處理步驟，其係於300~430℃進行5分鐘至10小時之熱處理；及最終冷軋步驟，其加工率為60~99%。
5. 如申請專利範圍第4項之銅合金板材之製造方法，其中，供上述熔解、鑄造步驟之銅合金原料中含有合計為0.005~2.000質量%之選自由Sn、Zn、Ag、Mn、P、Mg、Cr、Zr、Fe及Ti所組成之群中之至少1種元素。
6. 如申請專利範圍第4或5項之銅合金板材之製造方法，其中，於上述最終冷軋步驟之後，進行於200~500℃保持5秒~2小時之弛力退火。