CN103703154A

CN103703154A - 铜合金

Info

Publication number: CN103703154A
Application number: CN201180072406.5A
Authority: CN
Inventors: 宍户久郎; 有贺康博; 桂进也; 松本克史
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-08-04
Also published as: KR20140025607A; US9514856B2; WO2013018228A1; US20140193293A1; CN103703154B

Abstract

本发明涉及一种铜合金，其含有Ni：1.0～3.6％、Si：0.2～1.0％、Sn：0.05～3.0％、Zn：0.05～3.0％，余量由铜及不可避免的杂质构成，平均结晶粒径为25μm以下，具有Cube取向的平均面积率为20～60％，Brass取向、S取向、Copper取向的平均合计面积率为20～50％的集合组织，且KAM值为0.8～3.0，即便实施180°的密合弯曲加工也不会产生裂纹，强度(特别是轧制垂直方向的屈服点)和弯曲加工性的平衡优异。

Description

铜合金

技术领域

本发明涉及强度各向异性小、且弯曲加工性优异的铜合金，涉及可适宜用于汽车用连接器等的电气/电子构件用的高强度铜合金。

背景技术

近年来，伴随着电子设备的小型化及轻量化的要求，正在推进连接器、端子、开关、继电器、引线框等电气/电子构件的小型化及轻量化。

为了该电气/电子构件的小型化及轻量化，而减小用于该电气/电子构件的铜合金材料的板厚及宽度，特别是在IC中，已使用板厚薄至0.1～0.15mm的铜合金板。其结果是，这些电气/电子构件所使用的铜合金材料需要更高的拉伸强度。例如，就汽车用连接器等而言，需要屈服点为650MPa以上的高强度铜合金板。

此外，就上述连接器、端子、开关、继电器、引线框等所使用的铜合金板而言，不仅要求上述的高强度及高导电率，而且多要求180°的密合弯曲等严格的弯曲加工性。

而且，电气/电子构件的上述薄板化及狭幅化的倾向使铜合金材料的导电性部分的剖面面积减少。为了弥补该剖面面积的减少所引起的导电性的降低，而要求铜合金材料自身的导电率为30％IACS以上的良好的导电率。

因此，上述各种特性优异且廉价的科森合金(Cu-Ni-Si系铜合金)已使用于电气/电子构件。该科森合金是硅化镍化合物(Ni2Si)相对于铜的固溶限根据温度而显著地发生变化的合金，是通过淬火、回火而硬化的析出硬化型合金的1种，其耐热性、高温强度均良好，目前正广泛用于导电用各种弹簧、高抗拉强度用电线等。

但是，该科森合金的轧制平行方向(L.D.方向)和轧制垂直方向(T.D.方向)的强度差大，即，具有与轧制平行方向相比轧制垂直方向的强度相对较低的特征。此外，还具有拉伸强度(TS)与0.2％屈服点(YP)的差较大的特征。因此，在将该科森合金用于端子、连接器的情况下，轧制垂直方向的屈服点变低，产生压接强度不足等的问题。

另一方面，如果为了提高科森合金的压接强度而进行高强度化，则发生弯曲加工时产生裂纹的问题。因此，希望开发出解决了强度的各向异性小、弯曲加工性优异这种相矛盾的问题的新型的科森合金。

已提出了各种改善该科森合金的弯曲加工性的方法。例如，作为专利文献1，提出了除Ni、Si外还含有Mg，同时限制S的含量，使适宜的强度、导电性、弯曲加工性、应力弛豫特性、镀敷密合性提高的方法。此外，作为专利文献2，提出了在固溶化后不进行冷轧而实施时效，从而使夹杂物尺寸为2μm以下，并且将0.1μm以上且2μm以下的夹杂物的总量控制为总容积的0.5％以下的方法。

而且，作为使科森合金的弯曲加工性提高的有效的方法，提出了对晶粒的集合组织进行控制的技术。例如，根据专利文献3，提出了下述铜合金板：使包含2.0～6.0质量％的Ni、且以Ni/Si的质量比计在4～5的范围内包含Si的科森合金的平均结晶粒径为10μm以下，并且在基于SEM-EBSP法得到的测定结果中，具有Cube取向{001}<100>的比例为50％以上的集合组织，且不具有可通过300倍的光学显微镜的组织观察而观察到的层状边界。

根据该专利文献3，其公开了下述内容：在对由Cu-Ni-Si系铜合金构成的铜合金轧制板进行精加工冷轧时，在最终固溶处理前以95％以上的加工率进行冷轧，在上述最终固溶处理后以20％以下的加工率进行冷轧，之后，实施时效处理，控制为上述的组织，由此得到导电率为20～45％IACS左右、并且具有700～1050MPa左右的拉伸强度的高强度、且弯曲加工性优异的科森合金。

此外，根据专利文献4，其公开了下述内容：将Cu-Ni-Si系铜合金的{420}面、{220}面的衍射强度控制在I{420}/IO{420}>1.0、I{220}/IO{220}≤3.0，由此使弯曲加工性提高。

另一方面，作为用于消除强度各向异性的方法，在专利文献5中，提出了提高固溶退火后的固溶量的方法。

此外，在专利文献6中，提出了通过控制晶粒的形状，来消除强度各向异性的方法。该方法为，通过使最终的压下率为3.0％以下，从而减小轧制平行方向的晶粒的长度和轧制垂直方向的晶粒的长度，由此减小强度各向异性的方法。

此外，作为强度各向异性小、且使弯曲加工性提高的方法，在专利文献7中，提出了分别对{220}结晶面的衍射强度、和{200}结晶面的衍射强度进行控制的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-180161号公报

专利文献2：日本特开2006-249516号公报

专利文献3：日本特开2006-152392号公报

专利文献4：日本特开2008-223136号公报

专利文献5：日本特开2006-219733号公报

专利文献6：日本特开2008-24999号公报

专利文献7：日本特开2008-223136号公报

发明内容

上述专利文献1～4中记载的科森合金是用作小型化及轻量化了的电气/电子构件、应对与切口后的90°弯曲等严格的弯曲加工性的合金。

此外，上述的专利文献5～6中记载的科森合金是用于小型化及轻量化了的电气/电子构件、减小强度各向异性、提高轧制垂直方向的压接强度的合金。

但是，即使在上述改良后的科森合金中，仍存在下述问题，即，例如以轧制垂直方向的0.2％屈服点为650MPa以上的强度水平，在180°的密合弯曲等上述以往的弯曲加工以上施加更严格的条件的弯曲加工，则产生裂纹等的问题，因而进一步提高弯曲加工性成为课题。

此外，如专利文献5所示，为了使弯曲加工性提高则需要控制集合组织，为此，理想的是降低最终的压下率。另一方面，如专利文献7所示，就用于消除强度各向异性的集合组织控制而言，理想的是提高最终的压下率。此外，通常，如果最终的压下率高、位错密度大，则拉伸强度和0.2％屈服点的差变小，对于增大压接强度是有效的。如上所述，同时实现消除强度各向异性、使轧制垂直方向的屈服点提高、并提高弯曲加工性的目标，一直以来成为非常难以实现的课题。

专利文献7中记载的方法虽然使强度各向异性和弯曲加工性提高，但不过是通过控制最终的压下率，从而控制强度各向异性和弯曲加工性处于适当的平衡，如果为了得到兼具强度各向异性小、弯曲加工性优异等特征的铜合金，则可以说上述方法并不充分。即，并不能说该专利文献7中记载的方法可充分改善强度各向异性和弯曲加工性的平衡，因而实现强度各向异性的消除和弯曲加工性的进一步改善成为当前的课题。

本发明是为了解决上述以往的问题而完成的，其课题在于，能够配合进行用于提高铜合金的弯曲加工性的集合组织控制和用于改善强度各向异性的位错密度控制这种相矛盾的控制，从而提供即便实施180°的密合弯曲加工也不会产生裂纹的、强度(特别是轧制垂直方向的屈服点)和弯曲加工性平衡优异的铜合金。

用于解决课题的方法

方案1所述的发明是强度各向异性小且弯曲加工性优异的铜合金，其特征在于，以质量％计，含有Ni：1.0～3.6％、Si：0.2～1.0％、Sn：0.05～3.0％、Zn：0.05～3.0％，余量由铜及不可避免的杂质构成，该铜合金的平均粒径为25μm以下，并且，在基于SEM-EBSP法得到的测定结果中，具有Cube取向{001}<100>的平均面积率为20～60％，Brass取向{011}<211>、S取向{123}<634>、Copper取向{112}<111>这3个取向的平均合计面积率为20～50％的集合组织，且KAM值为1.00～3.00。

方案2所述的发明是方案1所述的强度各向异性小且弯曲加工性优异的铜合金，还含有以质量％计合计0.01～3.0％的选自Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的一种或两种以上。

发明效果

本发明人等重新审视科森合金的制造工序，对强度各向异性小、轧制垂直方向的屈服点高、且即便在上述180°的密合弯曲这类更严格的加工条件下也不会产生裂纹的、用于提高弯曲加工性的条件进行了各种研究。

如专利文献7所示，为了消除强度各向异性、提高轧制垂直方向的屈服点，而需要提高固溶退火后的压下率、提高位错密度。另一方面，如专利文献5及7所示，如果提高固溶退火后的压下率，则作为再结晶结构的{001}<100>Cube取向降低，其结果是，弯曲加工性会降低。因此，为了消除强度各向异性、提高轧制垂直方向的屈服点，并提高弯曲加工性，而需要在尽可能降低固溶退火后的压下率的状态下提高位错密度。本发明人等通过SEM-EBSD对与位错密度相关的KAM(Kernel AverageMisorientation)值详细地进行了调查，由此发现通过控制固溶退火后的工序，从而即使在较低的压下率下，也可以增加最终板的位错密度。

此外，本发明人等利用SEM-EBSD对最终的冷轧前后的集合组织详细地进行调查，由此发现，即便实施轧制，也大量残存保持了轧制前的晶体取向的状态的晶粒。而且发现，为了提高最终轧制前的Cube取向晶粒的集聚率，重要的是提高固溶退火前的压下率、并使固溶退火的升温速度低速化。

根据上述见解而发现，通过提高最终的轧制前的Cube取向晶粒的集聚率，从而即便提高最终的压下率，也可以提高最终轧制后的铜合金板的Cube取向晶粒的集聚率，进而能够制造成为课题的各向异性小且弯曲加工性优异的铜合金。

需要说明的是，在专利文献7中，通过控制最终的压下率，将作为轧制集合组织的{220}面的X射线衍射强度I{220}控制在3.0≤I{220}/IO{220}≤6.0，将作为再结晶集合组织的{200}面的X射线衍射强度I{200}控制在1.5≤I{200}/IO{200}≤2.5的范围，由此使强度各向异性和弯曲性提高。就该方法而言，推测由于将固溶退火后的压下率较高地控制在35％～50％，

因此KAM值变得较高，其结果是，各向异性变高、可以提高轧制垂直方向的屈服点。

但是，就本发明的集合组织控制而言，不仅控制结晶面，还控制结晶面取向。即，在本发明中，在通过X射线衍射检测出的{200}面中，提高{001}<100>所定义的Cube取向的面积率，在通过X射线衍射检测出的{220}面中，使{011}<211>所定义的Brass取向、此外{123}<634>所定义的S取向、{112}<111>所定义的Copper取向的各面积率分别降低，实施更详细的控制。因此，就专利文献7中记载的条件而言，如后述的实施例中记载的比较例25、26所示，特别是Cube取向面积率与本发明相比较变低，弯曲性降低。

在该方面，就上述专利文献5中记载的方法而言，根据由SEM-EBSP法得到的测定结果，使Cube取向{001}<100>的比例增大至50％以上。而且，为了提高上述Cube取向的比例，而容许存在下述取向作为副取向，即，利用通常的方法制造的科森合金板所必然产生的、除Cube取向以外的S取向{123}<634>或B取向{011}<211>等使弯曲加工降低的取向。具体而言，在其表2的实施例数据中，限制(容许)S取向和B取向的合计比例为16～33％左右。

如上所述，就上述专利文献5中记载的方法而言，虽然可以控制科森合金的集合组织，但其制法为在固溶退火后利用低于20％的压下率来实施冷轧。因此，虽然轧制平行方向的拉伸强度和弯曲性非常优异，但KAM值小、且强度各向异性增大，因而轧制垂直方向的强度如后述实施例中记载的比较例33那样而降低。

与此相对，就本发明而言，如上所述，通过对固溶处理前的压下率和固溶退火的升温速度、最终的压下率进行控制，从而可以控制集合组织和KAM值，可以制造强度各向异性小、特别是轧制垂直方向的屈服点高、且可以制造弯曲加工性的平衡优异的科森合金和改善特性。

由此，就本发明而言，如后述的实施例所证实的那样，可以得到即便是轧制垂直方向的0.2％屈服点为650MPa以上的高强度水平、即便在180°的密合弯曲这样更严格的加工条件下也不会产生裂纹的、强度-弯曲加工性平衡优异的科森合金，即，可以得到强度各向异性小且弯曲加工性优异的铜合金。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，对各要素进行具体说明，首先，对本发明的铜合金的组织的要素依次进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，在记载平均结晶粒径、集合组织的平均面积率的情况下，有时会将“平均”省略而仅称为结晶粒径、面积率。

(平均结晶粒径)

在铜合金中，已知平均结晶粒径越小，则强度-弯曲加工性平衡越是提高。本发明人等发现，通过控制集合组织，从而即便是比较粗大的结晶粒径也可获得良好的弯曲加工性。该平均结晶粒径优选设为25μm以下，更优选设为15μm以下。平均结晶粒径也可以设为1μm左右，并且越小越好。

(集合组织)

本发明人等着眼于弯曲加工时的开裂沿着变形带、剪切带来进行的情况发现，180°的密合弯曲加工时的变形带、剪切带的生成行为根据集合组织(取向晶粒)而不同。

Cube取向：

Cube取向{001}<100>是更多的滑移系可进行活动的取向。通过使该Cube取向以面积率计积聚20％以上，从而可以抑制局部变形的发展，可以使180°的密合弯曲加工性提高。如果该Cube取向晶粒的集聚率过低，则无法抑制上述的局部变形的发展，180°的密合弯曲加工性降低。因此，就本发明而言，将Cube取向{001}<100>的平均面积率规定为20％以上，优选规定为30％以上。

另一方面，如果该Cube取向晶粒的集聚率过高，则后述的Brass取向{011}<211>、S取向{123}<634>、Copper取向{112}<111>这3个取向的平均合计面积率降低，强度降低。因此，为了实现小的强度各向异性、及弯曲加工性的提高，而需要将上述Cube取向的平均面积率设为60％以下，设为20～60％的范围。此外，更优选设为30～50％的范围。

Brass取向、S取向、Copper取向这3个取向：

如本发明所述，在将集合组织控制与上述的结晶粒径的微细化的组织控制配合来进行的情况下，对于180°的密合弯曲加工而言，如上所述，不只是Cube取向的平均面积率，而且需要使Brass取向{011}<211>、S取向{123}<634>、Copper取向{112}<111>这3个取向的平均合计面积率平衡性良好地存在。

上述Brass取向、S取向、Copper取向这3个取向的可以活动的滑移系有限。因此，如果这些取向的集聚率过高，则会发生局部变形，180°的密合弯曲加工性降低。因此，为了使弯曲加工性提高，而将上述Brass取向、S取向、Copper取向者3个取向的各面积率的合计平均设为50％以下，更优选设为40％以下。

但是，另一方面，上述3个取向晶粒是轧制时生成的取向晶粒，可以通过集聚一定量而使强度提高。因此，如果上述的取向晶粒的各面积率的合计(合计面积率)过低，则由轧制产生的加工硬化不足，强度会降低。因此，为了使强度提高，而需要将上述3个取向的平均合计面积率的下限设为20％以上，更优选设为30％以上。

其结果是，为了兼顾小的强度各向异性、及180°的密合弯曲加工性，将Brass取向{011}<211>、S取向{123}<634>、Copper取向{112}<111>这3个取向的平均合计面积率设为20～50％的范围，更优选设为大于40％且50％以下的范围。

(平均结晶粒径、集合组织测定、KAM值测定方法)

使用在场致发射型扫描电子显微镜(Field Emission Scanning ElectronMicroscope：FESEM)上搭载有电子背散射衍射图案[EBSP：Electron BackScattering(Scattered)Pattern]系统的晶体取向分析法，在本发明中，对制品铜合金的板厚方向的表面部的集合组织进行测定，进行平均结晶粒径的测定。

EBSP法是指，对设置于FESEM的镜筒内的试样照射电子束，在屏幕上投影EBSP。使用高灵敏度相机对其进行拍摄，以图像的形式导入计算机中。在计算机中，对该图像进行解析，与通过使用已知的结晶系的模拟而得到图案进行比较，由此确定结晶的取向。所计算出的结晶的取向以三维欧拉角(オイラ一角)的形式与位置坐标(x、y)等一起被记录。由于对全部测定点自动地进行该处理，因此测定结束时可以获得数万～数十万点的晶体取向数据。

在此，在通常的铜合金板的情况下，主要形成由以下所示的称为Cube取向、Goss取向、Brass取向、Copper取向、S取向等多种取向因子构成的集合组织，且存在与它们相对应的结晶面。这些情况被记载于例如长岛晋一编著的《集合组织》(丸善株式会社刊)、轻金属学会《轻金属》概述Vol.43、1993、P285-293等中。即便在相同结晶系的情况下，这些集合组织的形成也根据加工、热处理方法而不同。在通过轧制形成板材的集合组织的情况下，以轧制面和轧制方向来表示，轧制面以{ABC}表示，轧制方向以<DEF>表示(ABCDEF表示整数)。基于上述表示，各取向可如下表示。

Cube取向{001}<100>

Goss取向{011}<100>

Rotated-Goss取向{011}<011>

Brass取向{011}<211>

Copper取向{112}<111>

(或D取向{4411}<11118>

S取向{123}<634>

B/G取向{011}<511>

B/S取向{168}<211>

P取向{011}<111>

在本发明中，基本上自这些结晶面偏离±15°以内的取向属于同一结晶面(取向因子)。此外，将相邻的晶粒的取向差为5°以上的晶粒的边界定义为晶界。

此外，在本发明中，对300×300μm的测定区域以0.5μm的间距(ピツチ)照射电子束，在将通过上述晶体取向解析法测定的晶粒的数量设为n、将分别测定的结晶粒径设为x时，用(∑x)/n计算出上述平均结晶粒径。

此外，在本发明中，对300×300μm的测定区域以0.5μm的间距照射电子束，分别测定通过上述晶体取向解析法测定的晶体取向的面积，求出各取向相对于测定区域的面积率(平均)。

在此，晶体取向分布可能在板厚方向上具有分布。因此，优选以下述方式求得，即，在板厚方向上任意选择数点并求得平均值。

此外，使用EBSP来测定晶粒内的取向差，由此求得KAM(KernerAverage Misorientation)值。在将晶粒的数量设为n、将分别测定的各晶粒的取向差设为y时，该KAM值以(∑y)/n来定义。报导称该KAM值与位错密度相关，例如《材料》(Journal ofthe Society ofMaterials Science，Japan)Vol.58、No.7，P568-574，July2009等中便报告了该情况。

(铜合金的化学成分组成)

接着，对本发明所涉及的铜合金的化学成分组成进行说明。本发明所涉及的铜合金的化学成分组成是用于得到强度-弯曲加工性平衡优异的科森合金的前提条件，该科森合金在轧制垂直方向的屈服点0.2％为650MPa以上的高强度水平、180°的密合弯曲的条件下不会产生裂纹。基于此的本发明所涉及的铜合金的化学成分组成以质量％计，含有Ni：1.0～3.6％、Si：0.2～1.0％、Sn：0.05～3.0％、Zn：0.05～3.0％，还根据需要含有合计0.01～3.0％的选自Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的一种或两种以上，余量由铜及不可避的杂质构成。需要说明的是，本说明书中记载的含量的％全部表示质量％。

以下，依次对本发明的各元素的限定理由进行说明。

Ni：1.0～3.6％

Ni通过使其与Si的化合物结晶或析出，从而具有确保铜合金的强度及导电率的作用。如果Ni的含量过少而低于1.0％，则析出物的生成量变得不充分，将无法得到所希望的强度，此外，铜合金组织的晶粒发生粗大化。另一方面，如果Ni的含量变得过多而超过3.6％，则导电率降低，且粗大的析出物的数量变得过多，弯曲加工性降低。因此，将Ni量设为1.0～3.6％的范围。

Si：0.20～1.0％

Si使其与Ni的上述化合物结晶或析出，从而使铜合金的强度及导电率提高。在Si的含量过少而低于0.20％的情况下，析出物的生成变得不充分，不仅无法得到所希望的强度，反而晶粒发生粗大化。另一方面，如果Si的含量变得过多而超过1.0％，则粗大的析出物的数量变得过多，弯曲加工性降低。因此，将Si含量设为0.20～1.0％的范围。

Zn：0.05～3.0％

Zn是在改善电子部件的接合所使用的镀Sn层、焊料的耐热剥离性、抑制热剥离方面有效的元素。为了有效地发挥这种效果，需要含有0.05％以上的Zn。但是，如果过量含有，则反而使熔融Sn、焊料的润湿扩展性劣化，此外，导电率也大幅降低。此外，如果过量添加，则Cube取向面积率降低，Brass取向、S取向、Copper取向的面积率增加，上述两者的面积率的平衡被破坏。因此，就Zn而言，在考虑耐热剥离性的提高效果和导电率降低作用的基础上，在0.05～3.0％的范围、优选在0.05～1.5％的范围内确定其含量。

Sn：0.05～3.0％

Sn固溶于铜合金中而有助于强度提高，为了有效地发挥该效果，需要含有0.05％以上的Sn。但是，如果过量含有，则其效果饱和，此外会使导电率大幅降低。此外，如果过量添加则Cube取向面积率降低，Brass取向、S取向、Copper取向的面积率增加。因此，就Sn而言，在考虑到强度提高效果和导电率降低作用的基础上，在0.05～3.0％的范围、优选为0.1～1.0％的范围确定其含量。

Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的一种或两种以上合计为0.01～3.0％

这些元素具有使晶粒微细化的效果。此外，通过与Si之间形成化合物，从而强度、导电率提高。在发挥这些效果的情况下，需要选择性地含有合计0.01％以上的Fe、Mn、Mg、Co、Ti、Cr、Zr中的一种或两种以上。但是，如果这些元素的合计含量(总量)超过3.0％，则化合物变得粗大，损害弯曲加工性。因此，选择性地含有的情况下的这些元素的含量设为合计(总量)0.01～3.0％的范围。

(制造条件)

接下来，对用于使该铜合金的组织成为本发明所规定的组织的优选制造条件而进行以下说明。本发明所涉及的铜合金基本上是轧制而成的铜合金板，将该铜合金板在宽度方向上切割而成的条、将这些板、条卷绕而成的卷绕而成的铜合金也包含在本发明铜合金的范围内。

在本发明中，通过包含调整为上述特定成分组成后的铜合金熔融金属的铸造、铸块的断面铣削、均热、热轧、冷轧、固溶处理(再结晶退火)、时效固化处理、冷轧、低温度退火等工序，得到最终(制品)板。

(热轧)

热轧的结束温度优选设为550～850℃。如果在该温度低于550℃的低温度区域进行热轧，则因再结晶不完全故成为不均一的组织，弯曲加工性劣化。另一方面，如果热轧的结束温度高于850℃，则晶粒粗大化，弯曲加工性劣化。需要说明的是，理想的是在该热轧后进行水冷。

(冷轧)

对该热轧板实施被称为中轧的冷轧。对该中轧后的铜合金板实施固溶处理和最终冷轧，然后实施时效处理，制成制品板厚的铜合金板。

(最终冷轧)

通常，该最终冷轧以插入最终的固溶处理(固溶处理的前后)的方式，分为前半和后半的2段来进行。就本发明而言，优选提高固溶退火前的冷轧率而设为90％以上，更优选设为93％以上。如果该冷轧率低于90％，则最终的Cube取向的面积率变小，无法得到所希望的集合组织。此外，只要即将固溶处理前的压下率为90％以上，就可以根据需要在热轧后重复轧制退火工序。

(最终固溶处理)

最终固溶处理是用于得到所希望的结晶粒径、集合组织的重要的工序。发明人等对最终固溶处理(固溶退火)的各温度区域的组织详细地进行了调查，由此得到如下见解：升温速度越慢、并且结晶粒径越大，则Cube取向晶粒越优先生长，Cube取向的面积率越变大。因此，为了得到所希望的本发明的组织，需要对固溶退火的温度和升温速度进行控制。

即，在最终固溶处理中，理想的是以0.1℃/s以下的升温速度加热至800℃～900℃的温度。

如果固溶处理温度为800℃以下，或者升温速度高于0.1℃/s，则不会发生Cube取向晶粒的优先生长，Cube取向的面积率变小，弯曲加工性发生劣化。此外，如果固溶退火温度过低，则固溶退火后的固溶量过度变低，时效处理中的强化量变小，最终的强度变得过低。另一方面，如果固溶处理温度为900℃以上，则粒径粗大化，弯曲加工性劣化。

(固溶处理后的处理)

接着固溶退火，进行时效处理。在Cu-Ni-Si系合金的一般制造方法采用在固溶退火后实施冷轧、之后实施时效处理的方法。如上所述，如果在冷轧后实施时效处理，则在时效处理过程中，20nm以下的微细的第2相粒子析出，并且发生复原。因此，如果为了使20nm以下的微细的第2相粒子的析出量增加，而使时效温度设为高温、长时间化，则位错密度过度降低，各向异性变大。另一方面，如果为了提高位错密度，而将时效温度设为低温、短时间，则20nm以下的微细的第2相粒子的析出量变少，强度过度变低。因此，理想的是在固溶退火后进行时效处理，并进行冷轧。在这样的工序中，分别用不同的工序，即利用时效处理对20nm以下的微细的第2相粒子的析出进行控制、利用冷轧工序对位错密度进行控制，从而能够以高强度使各向异性减小。

此外，本发明人等利用SEM-EBSP详细地调查了与位错密度相关的KAM值，从而发现：与以往的在固溶退火后按照冷轧、时效处理的顺序进行制造工序的方式相比，通过在固溶退火工序后按照时效、轧制工序的顺序进行制造工序的方式，从而即便是相同的压下率，KAM值仍变大，即便在比较低的压下率下也会残存位错密度。

根据这些观点，理想的是在400℃～550℃的温度下实施时效温度。如果时效温度为低于400℃的温度，则20nm以下的微细的第2相粒子的量变得过少，强度降低。另一方面，如果是高于550℃的高温，在20nm以下的微细的第2相粒子变得比较粗大，强度仍然会降低。

最终的冷轧优选设为25％～60％，更优选设为30％～50％。如果压下率小于25％，则KAM值变得过低而达到0.8以下，强度各向异性变大。另一方面，如果压下率超过60％，则KAM值变得过大而达到3.0以上，此外由于Cube取向面积率变得过低，因此在弯曲加工时产生裂纹。

在最终的冷轧后，为了降低板材的残留应力、提高弹性极限值和耐应力松弛特性，可以实施低温退火。此时的加热温度理想的是设为250℃～600℃的范围。由此，板材内部的残留应力降低，并且几乎不会伴随强度降低，可以使弯曲加工性和断裂伸长率上升。此外，可以使导电率上升。如果该加热温度过高，则KAM值降低，发生软化。另一方面，如果加热温度过低，则无法得到上述特性的改善效果。

实施例

以下，列举实施例更具体地说明本发明，但本发明当然不受下述实施例的限制，而可以在适合本发明的主旨的范围内适当变更来实施，其均包括在本发明的技术范围内。

以下，对本发明的实施例进行说明。按照表1及表2所示的各种条件制造表1及表2所示的各种化学成分组成的Cu-Ni-Si-Zn-Sn系铜合金的铜合金薄板，分别调查平均粒径或集合组织、KAM值等板组织、强度或导电率、弯曲性等板特性并进行评价。将这些结果示于表3及表4。

作为具体的铜合金板的制造方法，在炭粒炉中，在大气中、炭覆盖的条件下进行熔炼，铸造成铸铁制书型铸模，得到具有表1及表2中记载的化学组成的厚度为50mm的铸块。然后，对该铸块的表面进行端面铣削后，在950℃的温度下，热轧至厚度达到6.00～1.25mm，由750℃以上的温度在水中进行急冷。接着，在除去氧化皮后，进行冷轧，得到厚度为0.20～0.33mm的板。

接着，使用升温速度为0.03～0.1℃间歇炉、及升温速度为40～80℃/s的盐浴炉或通电加热器，在表1及表2中记载的各种条件下，进行固溶处理，之后进行水冷。

对于这些固溶处理(退火)后的试样，在间歇炉中，进行2小时的退火，利用后半的最终冷轧，制成厚度为0.15mm的冷轧板。对于该冷轧板，在盐浴炉中，实施480℃×30s的低温退火处理，得到最终的铜合金板。

(组织)

平均粒径、各取向的平均面积率及KAM值：

从所得的各试样的铜合金薄板采集组织观察片，按照上述的要领，利用在场致发射型扫描电子显微镜上搭载有电子背散射衍射图案系统的晶体取向解析法，对平均粒径及各取向的平均面积率进行测定。具体而言，机械研磨制品铜合金的轧制面表面，然后，在抛光研磨后进行电解研磨，准备调整过表面的试样。之后，使用日本电子公司制FESEM(JEOL JSM5410)，进行基于EBSP的晶体取向测定及粒径测定。测定区域为300μm×300μm的区域，将测定步骤间隔设为0.5μm。

EBSP测定、解析系统使用EBSP：TSL公司制(OIM)。在将晶粒的数量设为n、将分别测定的粒径设为x时，平均结晶粒径(μm)以(∑x)/n来定义。此外，利用EBSP测定各取向的面积，由测定区域的面积率通过计算求得各取向的面积率。此外，为了与现有技术进行比较，将Cube取向的面积率/(Cube取向面积率+Brass取向面积率+S取向面积率+Copper取向面积率)所表示的Cube取向的比例作为参考值来示于表2。

此外，在将晶粒的数量设为n、将分别测定的各晶粒的取向差设为y时，KAM值以(∑y)/n来定义。

拉伸试验：

使用将试验片的长度方向设为轧制方向的JIS13号B试验片，利用5882型Instron公司制万能试验机，在室温、试验速度为10.0mm/min、GL＝50mm的条件下实施拉伸试验，测定0.2％屈服点(MPa)。需要说明的是，在该拉伸试验中，在同一条件下对3根试验片进行试验，采用它们的平均值。就该拉伸试验结果而言，将轧制垂直方向(T.D.方向)的0.2％屈服点(YP)超过650MPa的试验片评价为高强度。需要说明的是，在拉伸强度中，轧制平行方向(LD.方向)和轧制垂直方向(T.D.方向)的差优选在±40MPa的范围内。此外，在屈服点中，轧制平行方向(LD.方向)和轧制垂直方向(T.D.方向)的差优选在±50MPa的范围内。

导电率：

将试验片的长度方向设为轧制方向，利用铣床加工宽10mm×长300mm的长方形的试验片，利用双电桥式电阻测定装置测定电阻，利用平均剖面面积法算出导电率。需要说明的是，在该测定中，也在同一条件下对3根试验片进行测定，采用它们的平均值。在该测定中，将导电率为30％IACS以上的试验片评价为具有高导电性。

弯曲加工性：

铜合金板试样的弯曲试验通过以下的方法来实施。将板材切出为宽度10mm、长度30mm，施加1000kgf(约9800N)的载荷，以0.15mm的弯曲半径进行90°弯曲至GoodWay(弯曲轴与轧制方向呈垂直)。之后，施加1000kgf(约9800N)的载荷实施180°密合弯曲，使用50倍的光学显微镜目视观察弯曲部有无产生裂纹。此时，裂纹的评价按照日本伸铜协会技术标准JBMA-T307中记载的A～E来进行评价。需要说明的是，将其评价为A～C的试样设为弯曲加工性优异。

如表1所示，发明例1～15的化学成分组成及制造条件处于发明范围内或优选的条件范围内，因此如表3所示，平均粒径、集合组织的各平均面积率、及KAM值分别被控制在规定的范围内。其结果是，就这些发明例而言，实现了轧制垂直方向(T.D.方向)的0.2％屈服点(YP)超过650MPa、导电率为30％IACS以上的高强度-高导电性，且兼具优异的弯曲加工性。此外，在拉伸强度及屈服点中，轧制平行方向(LD.方向)与轧制垂直方向(T.D.方向)的差变小。

需要说明的是，就Cube取向的平均面积率较小的发明例2、3、12而言，在发明例中，弯曲加工性的评价为C而存在较低的倾向，此外，就Sn的添加量比其他发明例多的发明例5而言，在发明例中导电率变得较低。

另一方面，比较例16、18虽然在适宜的制造条件进行制造，但Ni或Si含量高于本发明的上限范围。因此，其结果是，拉伸强度及0.2％屈服点变得过大、弯曲加工性的评价为D而明显较低。此外，比较例20、21虽然在适宜的制造条件下进行制造，但Zn或Sn含量多达超过本发明的上限范围。因此，无法将Cube取向的面积率控制在优选的范围，其结果是，拉伸强度及0.2％屈服点变得过大、弯曲加工性的评价为D而明显较低。此外，就比较例17、19而言，反之Ni或Si含量少至低于本发明的下限范围。因此，轧制垂直方向(T.D.方向)的0.2％屈服点(YP)降低至650MPa以下。

此外，比较例22～33满足本发明的成分范围，但固溶处理条件等制造条件处于优选的范围外，因此无法得到所希望的组织，强度、导电率、弯曲加工性等比发明例差。

比较例22的最终固溶处理前的冷轧的加工率(压下率)过小。因此，最终的Cube取向的面积率变得过小，因此，180°的密合弯曲性差。

比较例23的最终固溶处理中的固溶处理温度过低。因此，最终的Cube取向的面积率变得过小。因此，180°的密合弯曲性差。

比较例24的最终固溶处理中的固溶处理温度过高。因此，粒径变得过大。因此，180°的密合弯曲性差。

比较例25、26的最终固溶处理中的升温速度过大。因此，Cube取向的面积率也变小。因此，180°的密合弯曲性差。

比较例27的最终固溶处理后的冷轧率过低。因此，KAM值过小，强度各向异性变大，轧制垂直方向(T.D.方向)的0.2％屈服点(YP)变低而达到650MPa以下。

比较例28的最终固溶处理后的冷轧率过高。因此，其结果是，KAM值过大，此外，Cube取向面积率过低，180°的密合弯曲性差。

就比较例29、30而言，如表2所示，使其他发明例和比较例的固溶退火后的顺序不同。具体而言，设为先进行轧制(冷轧)，然后进行时效的顺序。因此，强度各向异性变大，轧制垂直方向(T.D.方向)的0.2％屈服点(YP)降低至650MPa以下。需要说明的是，其中，比较例29、30的KAM值过小，因此强度各向异性变大。需要说明的是，这些比较例29、30的固溶退火后的顺序与日本特开2011-52316号公报中记载的实施例相同。

表1

[表1]

表2

表3

表4

虽然参照特定的实施方式对本发明详细地进行了说明，但本领域技术人员深知，可以以不脱离本发明的主旨和范围的方式施加各种变更或修正。

产业上的可利用性

本发明的铜合金的强度各向异性小，弯曲加工性优异，因此适宜用作汽车用连接器等所使用的电气/电子构件。