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JP5703975B2 - Copper alloy for electronic equipment, method for producing copper alloy for electronic equipment, and rolled copper alloy material for electronic equipment - Google Patents

Copper alloy for electronic equipment, method for producing copper alloy for electronic equipment, and rolled copper alloy material for electronic equipment Download PDF

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JP5703975B2 JP2011126510A JP2011126510A JP5703975B2 JP 5703975 B2 JP5703975 B2 JP 5703975B2 JP 2011126510 A JP2011126510 A JP 2011126510A JP 2011126510 A JP2011126510 A JP 2011126510A JP 5703975 B2 JP5703975 B2 JP 5703975B2
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Description

本発明は、例えば端子、コネクタやリレー等の電子電気部品に適した電子機器用銅合金、電子機器用銅合金の製造方法及び電子機器用銅合金圧延材に関するものである。   The present invention relates to a copper alloy for electronic devices suitable for electronic and electrical parts such as terminals, connectors and relays, a method for producing a copper alloy for electronic devices, and a rolled copper alloy material for electronic devices.

従来、電子機器や電気機器等の小型化にともない、これら電子機器や電気機器等に使用される端子、コネクタやリレー等の電子電気部品の小型化及び薄肉化が図られている。このため、電子電気部品を構成する材料として、ばね性、強度、導電率の優れた銅合金が要求されている。特に、非特許文献1に記載されているように、端子、コネクタやリレー等の電子電気部品として使用される銅合金としては、耐力が高く、かつ、ヤング率が低いものが望ましい。   2. Description of the Related Art Conventionally, along with miniaturization of electronic devices and electrical devices, electronic electrical components such as terminals, connectors and relays used in these electronic devices and electrical devices have been miniaturized and thinned. For this reason, a copper alloy having excellent spring properties, strength, and conductivity is required as a material constituting the electronic / electrical component. In particular, as described in Non-Patent Document 1, it is desirable that the copper alloy used as an electronic component such as a terminal, a connector, or a relay has a high yield strength and a low Young's modulus.

そこで、ばね性、強度、導電率の優れた銅合金として、例えば特許文献1には、Cu−Ni−Si系合金(いわゆるコルソン合金)が提供されている。このコルソン合金は、NiSi析出物を分散させる析出硬化型合金であり、比較的高い導電率と強度、耐応力緩和特性を有するものである。このため、自動車用端子や信号系小型端子用途として多用されており、近年、活発に開発が進んでいる。 Therefore, as a copper alloy having excellent spring properties, strength, and electrical conductivity, for example, Patent Document 1 provides a Cu—Ni—Si based alloy (so-called Corson alloy). This Corson alloy is a precipitation hardening type alloy in which Ni 2 Si precipitates are dispersed, and has relatively high electrical conductivity, strength, and stress relaxation resistance. For this reason, it is widely used as a terminal for automobiles and signal system small terminals, and has been actively developed in recent years.

また、その他の合金として、非特許文献2に記載されているCu−Mg合金、及び特許文献2に記載されているCu−Mg−Zn−B合金等が開発されている。
これらのCu−Mg系合金では、図1に示すCu−Mg系状態図から分かるように、Mgの含有量が3.3原子%以上の場合、溶体化処理(500℃から900℃)と、析出処理を行うことで、CuとMgからなる金属間化合物を析出させることができる。すなわち、これらのCu−Mg系合金においても、上述のコルソン合金と同様に、析出硬化によって比較的高い導電率と強度を有することが可能となるのである。
As other alloys, a Cu—Mg alloy described in Non-Patent Document 2, a Cu—Mg—Zn—B alloy described in Patent Document 2, and the like have been developed.
In these Cu-Mg alloys, as can be seen from the Cu-Mg phase diagram shown in FIG. 1, when the Mg content is 3.3 atomic% or more, solution treatment (500 ° C. to 900 ° C.), By performing the precipitation treatment, an intermetallic compound composed of Cu and Mg can be precipitated. That is, these Cu—Mg alloys can also have relatively high electrical conductivity and strength by precipitation hardening, similar to the above-described Corson alloy.

特開平11−036055号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-036055 特開平07−018354号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-018354

野村幸矢、「コネクタ用高性能銅合金条の技術動向と当社の開発戦略」、神戸製鋼技報Vol.54No.1(2004)p.2−8Yukiya Nomura, “Technical Trends of High Performance Copper Alloy Strips for Connectors and Our Development Strategy”, Kobe Steel Technical Report Vol. 54No. 1 (2004) p. 2-8 掘茂徳、他2名、「Cu−Mg合金における粒界型析出」、伸銅技術研究会誌Vol.19(1980)p.115−124M. Motokori and two others, “Grain boundary type precipitation in Cu—Mg alloys”, Vol. 19 (1980) p. 115-124

しかしながら、特許文献1に開示されたコルソン合金では、ヤング率が126〜135GPaと比較的高い。ここで、オスタブがメスのばね接触部を押し上げて挿入される構造のコネクタにおいては、コネクタを構成する材料のヤング率が高いと、挿入時の接圧変動が激しいうえに、容易に弾性限界を超えて、塑性変形するおそれがあり好ましくない。   However, the Corson alloy disclosed in Patent Document 1 has a relatively high Young's modulus of 126 to 135 GPa. Here, in a connector with a structure in which a male tab pushes up a female spring contact portion and the Young's modulus of the material constituting the connector is high, the contact pressure fluctuation at the time of insertion is severe, and the elastic limit is easily set. This is not preferable because it may cause plastic deformation.

また、非特許文献2及び特許文献2に記載されたCu−Mg系合金では、CuとMgからなる金属間化合物を析出させていることから、ヤング率が高い傾向にあり、上述のように、コネクタとして好ましくないものであった。
さらに、母相中に多くの粗大なCuとMgからなる金属間化合物が分散されていることから、曲げ加工時にこれらの金属間化合物が起点となって割れ等が発生しやすいため、複雑な形状のコネクタを成型することができないといった問題があった。
Further, in the Cu-Mg based alloy described in Non-Patent Document 2 and Patent Document 2, since an intermetallic compound composed of Cu and Mg is precipitated, the Young's modulus tends to be high, and as described above, It was not preferable as a connector.
In addition, since a large amount of coarse intermetallic compounds of Cu and Mg are dispersed in the matrix phase, these intermetallic compounds are likely to be the starting point during bending, so that complex shapes are likely to occur. There is a problem that the connector cannot be molded.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、低ヤング率、高耐力、高導電性、優れた曲げ加工性を有し、端子、コネクタやリレー等の電子電気部品に適した電子機器用銅合金、電子機器用銅合金の製造方法及び電子機器用銅合金圧延材を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, has a low Young's modulus, high proof stress, high conductivity, and excellent bending workability, and is suitable for electronic and electrical parts such as terminals, connectors and relays. It aims at providing the copper alloy for electronic devices, the manufacturing method of the copper alloy for electronic devices, and the copper alloy rolling material for electronic devices.

この課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、Cu−Mg合金に少なくともCrおよびZrの1種以上を添加し、溶体化、加工、熱処理、低温焼鈍することにより作製したCu−Mg過飽和固溶体にCrおよびZrの1種以上を含む第二相粒子が分散した加工硬化型銅合金においては、低ヤング率、高耐力、高導電性、および、優れた曲げ加工性を有するとの知見を得た。   In order to solve this problem, the present inventors conducted extensive research, and as a result, added at least one or more of Cr and Zr to a Cu-Mg alloy, followed by solution treatment, processing, heat treatment, and low-temperature annealing. In a work-hardening type copper alloy in which second-phase particles containing one or more of Cr and Zr are dispersed in a Cu-Mg supersaturated solid solution, low Young's modulus, high proof stress, high conductivity, and excellent bending workability The knowledge that it has was obtained.

本発明は、かかる知見に基いてなされたものであって、本発明の電子機器用銅合金は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%未満の範囲で含み、かつ、少なくともCrおよびZrの1種以上を、それぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物とされ、
導電率σ(%IACS)が、Mgの濃度をA原子%としたときに、
σ≦1.7241/(−0.0347×A+0.6569×A+1.7)×100
の範囲内とされていることを特徴としている。
The present invention has been made based on such knowledge, and the copper alloy for electronic equipment of the present invention contains Mg in a range of 3.3 atomic% to less than 6.9 atomic%, and at least Cr and One or more kinds of Zr are included in the range of 0.001 atomic% or more and 0.15 atomic% or less, respectively, and the balance is Cu and inevitable impurities,
When the conductivity σ (% IACS) is Mg concentration A atom%,
σ ≦ 1.7241 / (− 0.0347 × A 2 + 0.6569 × A + 1.7) × 100
It is characterized by being within the range of.

上述の構成とされた電子機器用銅合金においては、Mgを、固溶限度以上の3.3原子%以上6.9原子%未満の範囲で含有しており、かつ、導電率σが、Mgの含有量をA原子%としたときに、上記式の範囲内に設定されていることから、Mgが母相中に過飽和に固溶したCu−Mg過飽和固溶体とされている。
このようなCu−Mg過飽和固溶体からなる銅合金では、ヤング率が低くなる傾向にあり、例えばオスタブがメスのばね接触部を押し上げて挿入されるコネクタ等に適用しても、挿入時の接圧変動が抑制され、かつ、弾性限界が広いために容易に塑性変形するおそれがない。よって、端子、コネクタやリレー等の電子電気部品に特に適している。
さらに、Mgを過飽和に固溶させていることから、加工硬化によって強度を向上させることが可能となる。
また、母相中には、割れの起点となる粗大なCuとMgを主成分とする金属間化合物が多く分散されておらず、曲げ加工性が向上することになる。よって、複雑な形状の端子、コネクタ、リレー等の電子電気部品等を成形することが可能となる。
In the copper alloy for electronic devices having the above-described configuration, Mg is contained in the range of 3.3 atomic% or more and less than 6.9 atomic% above the solid solution limit, and the conductivity σ is Mg. When the content of is set to A atomic%, it is set within the range of the above formula, so that it is a Cu—Mg supersaturated solid solution in which Mg is supersaturated in the parent phase.
In a copper alloy composed of such a Cu-Mg supersaturated solid solution, the Young's modulus tends to be low. For example, even if the male tab is applied to a connector inserted by pushing up a female spring contact portion, the contact pressure at the time of insertion Since the fluctuation is suppressed and the elastic limit is wide, there is no risk of plastic deformation easily. Therefore, it is particularly suitable for electronic and electrical parts such as terminals, connectors and relays.
Further, since Mg is supersaturated, the strength can be improved by work hardening.
In addition, a large amount of coarse intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg, which are the starting points of cracks, are not dispersed in the matrix phase, which improves the bending workability. Therefore, it is possible to mold electronic and electrical parts such as terminals, connectors, and relays having complicated shapes.

さらに、本発明の電子機器用銅合金においては、少なくともCrおよびZrの1種以上を、それぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下の範囲で含んでいるので、結晶粒が微細化され、加工性の向上及び強度の向上を図ることができる。
また、CrおよびZrは、これらを含有する分散粒子として母相中に析出することから、導電率を低下させることなく、強度の向上を図ることができる。なお、上記範囲内であればCrおよびZrを含有する分散粒子は、非常に微細または少量であることから、曲げ加工性に悪影響を与えるおそれはない。
Furthermore, the copper alloy for electronic equipment of the present invention contains at least one or more of Cr and Zr in a range of 0.001 atomic% or more and 0.15 atomic% or less, respectively. Further, it is possible to improve workability and strength.
Further, Cr and Zr are precipitated in the matrix as dispersed particles containing them, so that the strength can be improved without lowering the electrical conductivity. In addition, if it is in the said range, since the dispersed particle containing Cr and Zr is very fine or a small amount, there is no possibility of adversely affecting the bending workability.

ここで、上述の電子機器用銅合金においては、ヤング率Eが125GPa以下、0.2%耐力σ0.2が400MPa以上、とされていることが好ましい。
ヤング率Eが125GPa以下、かつ、0.2%耐力σ0.2が400MPa以上である場合には、弾性エネルギー係数(σ0.2 /2E)が高くなり、容易に塑性変形しなくなるため、端子、コネクタ、リレー等の電子電気部品に特に適している。
さらに、上述の電子機器用銅合金においては、平均結晶粒径が20μm以下であることが好ましい。平均結晶粒径が20μm以下にすることによって、さらに0.2%耐力σ0.2を高くすることができる。
Here, in the copper alloy for electronic devices described above, it is preferable that the Young's modulus E is 125 GPa or less and the 0.2% proof stress σ 0.2 is 400 MPa or more.
If the Young's modulus E is 125 GPa or less and the 0.2% proof stress σ 0.2 is 400 MPa or more, the elastic energy coefficient (σ 0.2 2 / 2E) increases, and plastic deformation does not easily occur. It is particularly suitable for electronic and electrical parts such as terminals, connectors and relays.
Furthermore, in the above-described copper alloy for electronic devices, the average crystal grain size is preferably 20 μm or less. By setting the average crystal grain size to 20 μm or less, the 0.2% yield strength σ 0.2 can be further increased.

本発明の電子機器用銅合金の製造方法は、上述の電子機器用銅合金を製出する電子機器用銅合金の製造方法であって、Mgを3.3原子%以上6.9原子%未満の範囲で含み、かつ、少なくともCrまたはZrの1種以上を、それぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物とされた銅素材を、300℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程と、加熱された前記銅素材を、200℃/min以上の冷却速度で、200℃以下にまで冷却する急冷工程と、急冷された銅素材を加工する加工工程と、を備えていることを特徴としている。   The manufacturing method of the copper alloy for electronic devices of this invention is a manufacturing method of the copper alloy for electronic devices which produces the above-mentioned copper alloy for electronic devices, Comprising: Mg is 3.3 atomic% or more and less than 6.9 atomic% A copper material containing at least one of Cr and Zr in a range of 0.001 atomic% to 0.15 atomic%, with the balance being Cu and inevitable impurities, 300 ° C. A heating process for heating to a temperature of 900 ° C. or less, a quenching process for cooling the heated copper material to 200 ° C. or less at a cooling rate of 200 ° C./min or more, and processing the quenched copper material And a processing step to be performed.

この構成の電子機器用銅合金の製造方法によれば、上述の組成のCuとMgと少なくともCrおよびZrの1種以上を含む銅合金からなる銅素材を300℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程により、Mgの溶体化を行うことができる。ここで、加熱温度が300℃未満では、溶体化が不完全となり、母相中にCuとMgを主成分とする金属間化合物が多く残存するおそれがある。一方、加熱温度が900℃を超えると、銅素材の一部が液相となり、組織や表面状態が不均一となるおそれがある。よって、加熱温度を300℃以上900℃以下の範囲に設定している。なお、このような作用効果を確実に奏功せしめるためには、加熱工程における加熱温度を500℃以上800℃以下の範囲内とすることが好ましい。
また、加熱された前記銅素材を、200℃/min以上の冷却速度で200℃以下にまで冷却する急冷工程を備えているので、冷却の過程でCuとMgを主成分とする金属間化合物が析出することを抑制することが可能となり、銅素材をCu−Mg過飽和固溶体とすることができる。
According to the method for producing a copper alloy for electronic equipment having this configuration, a copper material composed of a copper alloy containing Cu, Mg, and at least one of Cr and Zr having the above composition is heated to a temperature of 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. The solution of Mg can be formed by the heating step of heating. Here, when the heating temperature is less than 300 ° C., solutionization is incomplete, and a large amount of intermetallic compounds mainly containing Cu and Mg may remain in the matrix phase. On the other hand, when the heating temperature exceeds 900 ° C., a part of the copper material becomes a liquid phase, and the structure and the surface state may become non-uniform. Therefore, the heating temperature is set in the range of 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. In addition, in order to achieve such an effect reliably, it is preferable to make the heating temperature in a heating process into the range of 500 degreeC or more and 800 degrees C or less.
In addition, since the heated copper material is provided with a rapid cooling process that cools the heated copper material to 200 ° C. or less at a cooling rate of 200 ° C./min or more, an intermetallic compound containing Cu and Mg as main components in the course of cooling is provided. It becomes possible to suppress precipitation, and a copper raw material can be made into a Cu-Mg supersaturated solid solution.

さらに、急冷された銅素材(Cu−Mg過飽和固溶体)に対して加工を行う加工工程を備えているので、加工硬化による強度向上を図ることができる。ここで、加工方法には、特に限定はなく、例えば最終形態が板や条の場合は圧延、線や棒の場合は線引きや押出、溝圧延、バルク形状であれば鍛造やプレスを採用する。加工温度も特に限定されないが、析出が起こらないように、冷間または温間となる−200℃から200℃の範囲となることが好ましい。加工率は最終形状に近づけるよう適宜選択するが、加工硬化を考慮した場合には、20%以上が好ましく、30%以上とすることがより好ましい。
なお、加工工程の後に、いわゆる低温焼鈍を行ってもよい。この低温焼鈍によって、さらなる機械特性の向上を図ることが可能となる。
Furthermore, since the processing process which processes with respect to the rapidly cooled copper raw material (Cu-Mg supersaturated solid solution) is provided, the intensity | strength improvement by work hardening can be aimed at. Here, the processing method is not particularly limited. For example, rolling is used when the final form is a plate or strip, and drawing or extrusion, groove rolling, or forging or pressing is adopted when the shape is a wire or bar. The processing temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of −200 ° C. to 200 ° C. which is cold or warm so that precipitation does not occur. The processing rate is appropriately selected so as to be close to the final shape. However, when work hardening is considered, it is preferably 20% or more, and more preferably 30% or more.
Note that so-called low-temperature annealing may be performed after the processing step. This low-temperature annealing can further improve the mechanical properties.

本発明の電子機器用銅合金圧延材は、上述の電子機器用銅合金からなり、ヤング率Eが125GPa以下、0.2%耐力σ0.2が400MPa以上、とされていることを特徴としている。
この構成の電子機器用銅合金圧延材によれば、弾性エネルギー係数(σ0.2 /2E)が高く、容易に塑性変形しない。
また、上述の電子機器用銅合金圧延材は、端子、コネクタ、リレーを構成する銅素材として使用されることが好ましい。
The rolled copper alloy material for electronic equipment of the present invention is made of the above-described copper alloy for electronic equipment, and has a Young's modulus E of 125 GPa or less and a 0.2% proof stress σ 0.2 of 400 MPa or more. Yes.
According to the copper alloy rolled material for electronic equipment having this configuration, the elastic energy coefficient (σ 0.2 2 / 2E) is high and plastic deformation does not easily occur.
Moreover, it is preferable that the above-mentioned copper alloy rolled material for electronic devices is used as a copper material constituting a terminal, a connector, and a relay.

本発明によれば、低ヤング率、高耐力、高導電性、優れた曲げ加工性を有し、端子、コネクタやリレー等の電子電気部品に適した電子機器用銅合金、電子機器用銅合金の製造方法及び電子機器用銅合金圧延材を提供することができる。   According to the present invention, a copper alloy for electronic equipment, a copper alloy for electronic equipment, which has a low Young's modulus, high yield strength, high electrical conductivity, and excellent bending workability, and is suitable for electronic electrical parts such as terminals, connectors and relays The manufacturing method of this and the copper alloy rolling material for electronic devices can be provided.

Cu−Mg系状態図である。It is a Cu-Mg system phase diagram. 本実施形態である電子機器用銅合金の製造方法のフロー図である。It is a flowchart of the manufacturing method of the copper alloy for electronic devices which is this embodiment. 本発明例3における走査型電子顕微鏡観察写真である。It is a scanning electron microscope observation photograph in Example 3 of the present invention. 本発明例10における走査型電子顕微鏡観察写真である。It is a scanning electron microscope observation photograph in Example 10 of the present invention.

以下に、本発明の一実施形態である電子機器用銅合金について説明する。
本実施形態である電子機器用銅合金は、Mgを3.3原子%以上6.9原子%未満の範囲で含み、かつ、少なくともCrおよびZrの1種以上を、それぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物からなる。
そして、導電率σ(%IACS)が、Mgの濃度をA原子%としたときに、
σ≦1.7241/(−0.0347×A+0.6569×A+1.7)×100
の範囲内とされている。
また、この電子機器用銅合金は、ヤング率Eが125GPa以下とされ、0.2%耐力σ0.2が400MPa以上とされている。
Below, the copper alloy for electronic devices which is one Embodiment of this invention is demonstrated.
The copper alloy for electronic devices according to the present embodiment contains Mg in a range of 3.3 atomic% to less than 6.9 atomic%, and at least one of Cr and Zr is 0.001 atomic% or more, respectively. It is contained in the range of 0.15 atomic% or less, and the balance consists of Cu and inevitable impurities.
And, when the conductivity σ (% IACS) is Mg concentration A atom%,
σ ≦ 1.7241 / (− 0.0347 × A 2 + 0.6569 × A + 1.7) × 100
It is within the range.
The copper alloy for electronic devices has a Young's modulus E of 125 GPa or less and a 0.2% proof stress σ 0.2 of 400 MPa or more.

(組成)
Mgは、導電率を大きく低下させることなく、強度を向上させるとともに再結晶温度を上昇させる作用効果を有する元素である。また、Mgを母相中に固溶させることにより、ヤング率が低く抑えられ、かつ、優れた曲げ加工性が得られる。
ここで、Mgの含有量が3.3原子%未満では、その作用効果を奏功せしめることはできない。一方、Mgの含有量が6.9原子%以上であると、溶体化のために熱処理を行った際に、CuとMgを主成分とする金属間化合物が残存してしまい、その後の加工等で割れが発生してしまうおそれがある。
このような理由から、Mgの含有量を、3.3原子%以上6.9原子%未満に設定している。
(composition)
Mg is an element that has the effect of improving the strength and raising the recrystallization temperature without greatly reducing the electrical conductivity. Further, by dissolving Mg in the matrix, the Young's modulus can be kept low and excellent bending workability can be obtained.
Here, if the content of Mg is less than 3.3 atomic%, the effect cannot be achieved. On the other hand, when the Mg content is 6.9 atomic% or more, an intermetallic compound containing Cu and Mg as main components remains when heat treatment is performed for solution treatment. There is a risk of cracking.
For these reasons, the Mg content is set to 3.3 atomic% or more and less than 6.9 atomic%.

さらに、Mgの含有量が少ないと、強度が十分に向上せず、かつ、ヤング率を十分に低く抑えることができない。また、Mgは活性元素であることから、過剰に添加されることによって、溶解鋳造時に、酸素と反応して生成されたMg酸化物を巻きこむおそれがある。したがって、Mgの含有量を、3.7原子%以上6.3原子%以下の範囲とすることが、さらに好ましい。   Furthermore, if the content of Mg is small, the strength is not sufficiently improved and the Young's modulus cannot be sufficiently reduced. Moreover, since Mg is an active element, when it is added excessively, there is a possibility that Mg oxide generated by reacting with oxygen is involved during melt casting. Therefore, it is more preferable that the Mg content is in the range of 3.7 atomic% to 6.3 atomic%.

CrおよびZrは、中間熱処理後の結晶粒径を容易に微細化させる効果を有する元素である。これは、CrおよびZrを含む第二相粒子が母相内に分散しており、この第二相粒子が熱処理中の母相の結晶粒の成長を抑制する効果があるためと推測される。この結晶粒微細化の効果は、中間加工→中間熱処理を繰り返すことでさらに顕著となる。また、このような微細な第二相粒子が分散されることおよび結晶粒の微細化により、導電率を大きく低下させることなく強度を更に向上させる効果を有する。   Cr and Zr are elements having an effect of easily refining the crystal grain size after the intermediate heat treatment. This is presumably because the second phase particles containing Cr and Zr are dispersed in the parent phase, and the second phase particles have an effect of suppressing the growth of crystal grains of the parent phase during the heat treatment. The effect of crystal grain refinement becomes more remarkable by repeating intermediate processing → intermediate heat treatment. Further, the dispersion of such fine second-phase particles and the refinement of crystal grains have the effect of further improving the strength without greatly reducing the electrical conductivity.

ここで、CrおよびZrの含有量が0.001原子%未満では、その作用効果を奏功せしめることはできない。一方、CrおよびZrの含有量が0.15原子%を超えると、圧延時に耳割れが発生するおそれがある。
このような理由から、CrおよびZrの含有量を、それぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下に設定している。
Here, if the content of Cr and Zr is less than 0.001 atomic%, the effect cannot be achieved. On the other hand, if the content of Cr and Zr exceeds 0.15 atomic%, there is a risk that ear cracks may occur during rolling.
For these reasons, the Cr and Zr contents are set to 0.001 atomic% or more and 0.15 atomic% or less, respectively.

さらに、CrおよびZrの含有量が少ないと、強度向上や結晶粒の微細化の効果を確実に奏功せしめることができないおそれがある。また、CrおよびZrの含有量が多いと、圧延性や曲げ加工性に悪影響を及ぼす。
したがって、CrおよびZrの含有量を、それぞれ0.005原子%以上0.12原子%以下の範囲とすることが、さらに好ましい。
Furthermore, if the contents of Cr and Zr are small, there is a possibility that the effect of improving the strength and refining the crystal grains cannot be achieved with certainty. Moreover, when there is much content of Cr and Zr, it will have a bad influence on rolling property and bending workability.
Therefore, it is more preferable that the contents of Cr and Zr are in the range of 0.005 atomic% or more and 0.12 atomic% or less, respectively.

なお、不可避不純物としては、Zn,Sn,Fe,Co,Al,Ag,Mn,B,P,Ca,Sr,Ba,Sc,Y,希土類元素,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Re,Ru,Os,Se,Te,Rh,Ir,Pd,Pt,Au,Cd,Ga,In,Li,Si,Ge,As,Sb,Ti,Tl,Pb,Bi,S,O,C,Ni,Be,N,H,Hg等が挙げられる。これらの不可避不純物は、総量で0.3質量%以下であることが望ましい。   Inevitable impurities include Zn, Sn, Fe, Co, Al, Ag, Mn, B, P, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, rare earth elements, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Re, Ru, Os, Se, Te, Rh, Ir, Pd, Pt, Au, Cd, Ga, In, Li, Si, Ge, As, Sb, Ti, Tl, Pb, Bi, S, O, C, Ni, Be, N, H, Hg, etc. are mentioned. These inevitable impurities are desirably 0.3% by mass or less in total.

(導電率σ)
上述の組成の銅合金において、導電率σ(%IACS)が、Mgの濃度をA原子%としたときに、
σ≦1.7241/(−0.0347×A+0.6569×A+1.7)×100
の範囲内とされている場合には、CuとMgを主成分とする金属間化合物がほとんど存在しないことになる。すなわち、導電率σが上記式を超える場合には、CuとMgを主成分とする金属間化合物が多量に存在し、サイズも比較的大きいことから、曲げ加工性が大幅に劣化することになる。また、CuとMgを主成分とする金属間化合物が生成することによって、Mgの固溶量も少なくなってしまうことから、ヤング率も上昇してしまうことになる。よって、導電率σが、上記式の範囲内となるように、製造条件を調整することにより、ヤング率を低く抑えることができ、かつ、加工性を向上させることが可能となる。
(Conductivity σ)
In the copper alloy having the above composition, when the conductivity σ (% IACS) is Mg concentration of A atomic%,
σ ≦ 1.7241 / (− 0.0347 × A 2 + 0.6569 × A + 1.7) × 100
If it is within the range, there will be almost no intermetallic compound mainly composed of Cu and Mg. That is, when the electrical conductivity σ exceeds the above formula, a large amount of intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg are present and the size is relatively large, so that bending workability is greatly deteriorated. . In addition, since an intermetallic compound containing Cu and Mg as main components is generated, the amount of solid solution of Mg is reduced, and the Young's modulus is also increased. Therefore, the Young's modulus can be suppressed low and the workability can be improved by adjusting the manufacturing conditions so that the electrical conductivity σ is within the range of the above formula.

次に、このような構成とされた本実施形態である電子機器用銅合金の製造方法について、図2に示すフロー図を参照して説明する。
(溶解・鋳造工程S01)
まず、銅原料を溶解して得られた銅溶湯に、前述の元素を添加して成分調整を行い、銅合金溶湯を製出する。なお、Mg、Cr、Zrの添加には、Mg、Cr、Zr単体や母合金等を用いることができる。また、Mg、Cr、Zrを含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。また、本合金のリサイクル材及びスクラップ材を用いてもよい。
ここで、銅溶湯は、純度が99.99質量%以上とされたいわゆる4NCuとすることが好ましい。また、溶解工程では、Mg、Cr、Zrの酸化を抑制するために、真空炉、より好ましくは不活性ガス雰囲気又は還元性雰囲気とされた雰囲気炉を用いることが好ましい。
そして、成分調整された銅合金溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法又は半連続鋳造法を用いることが好ましい。
Next, the manufacturing method of the copper alloy for electronic devices which is this embodiment configured as above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
(Melting / Casting Process S01)
First, the above-described elements are added to a molten copper obtained by melting a copper raw material to adjust the components, thereby producing a molten copper alloy. For addition of Mg, Cr, Zr, Mg, Cr, Zr alone or a mother alloy can be used. Moreover, you may melt | dissolve the raw material containing Mg, Cr, Zr with a copper raw material. Moreover, you may use the recycling material and scrap material of this alloy.
Here, the molten copper is preferably so-called 4NCu having a purity of 99.99% by mass or more. In the melting step, it is preferable to use a vacuum furnace, more preferably an atmosphere furnace having an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere, in order to suppress oxidation of Mg, Cr, and Zr.
Then, the copper alloy molten metal whose components are adjusted is poured into a mold to produce an ingot. When mass production is considered, it is preferable to use a continuous casting method or a semi-continuous casting method.

(加熱工程S02)
次に、得られた鋳塊の均質化及び溶体化のために加熱処理を行う。鋳塊の内部には、凝固の過程においてMgが偏析で濃縮することにより発生したCuとMgを主成分とする金属間化合物等が存在することになる。そこで、これらの偏析及び金属間化合物等を消失又は低減させるために、鋳塊を300℃以上900℃以下にまで加熱する加熱処理を行うことで、鋳塊内において、Mgを均質に拡散させたり、Mgを母相中に固溶させたりするのである。なお、この加熱工程S02は、非酸化性又は還元性雰囲気中で実施することが好ましい。
(Heating step S02)
Next, heat treatment is performed for homogenization and solution of the obtained ingot. Inside the ingot, there are intermetallic compounds and the like mainly composed of Cu and Mg generated by the concentration of Mg by segregation during the solidification process. Therefore, in order to eliminate or reduce these segregation and intermetallic compounds, etc., heat treatment is performed to heat the ingot to 300 ° C. or more and 900 ° C. or less, so that Mg can be uniformly diffused in the ingot. Mg is dissolved in the matrix. In addition, it is preferable to implement this heating process S02 in a non-oxidizing or reducing atmosphere.

(急冷工程S03)
そして、加熱工程S02において300℃以上900℃以下にまで加熱された鋳塊を、200℃以下の温度にまで、200℃/min以上の冷却速度で冷却する。この急冷工程S03により、母相中に固溶したMgが金属間化合物として析出することが抑制されることになる。
(Rapid cooling step S03)
Then, the ingot heated to 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower in the heating step S02 is cooled to a temperature of 200 ° C. or lower at a cooling rate of 200 ° C./min or higher. By this rapid cooling step S03, Mg dissolved in the matrix phase is prevented from being precipitated as an intermetallic compound.

なお、粗加工の効率化と組織の均一化のために、前述の加熱工程S02の後に熱間加工を実施し、この熱間加工の後に上述の急冷工程S03を実施する構成としてもよい。この場合、熱間加工方法に特に限定はなく、例えば最終形態が板や条の場合には圧延、線や棒の場合には線引きや押出や溝圧延等、バルク形状の場合には鍛造やプレス、を採用することができる。   In addition, in order to increase the efficiency of roughing and make the structure uniform, it is possible to perform a hot working after the heating step S02 and perform the rapid cooling step S03 after the hot working. In this case, there is no particular limitation on the hot working method, for example, rolling when the final form is a plate or strip, drawing, extruding or grooving when the wire or bar is used, forging or pressing when the bulk shape is used. , Can be adopted.

(加工工程S04)
加熱工程S02及び急冷工程S03を経た鋳塊を必要に応じて切断するとともに、加熱工程S02及び急冷工程S03等で生成された酸化膜等を除去するために必要に応じて表面研削を行う。そして、所定の形状へと加工を行う。
ここで、加工方法に特に限定はなく、例えば最終形態が板や条の場合には圧延、線や棒の場合には線引きや押出や溝圧延、バルク形状の場合には鍛造やプレス、を採用することができる。
(Processing step S04)
The ingot that has undergone the heating step S02 and the rapid cooling step S03 is cut as necessary, and surface grinding is performed as necessary to remove the oxide film and the like generated in the heating step S02, the rapid cooling step S03, and the like. Then, processing is performed into a predetermined shape.
Here, there is no particular limitation on the processing method. For example, rolling is used when the final form is a plate or strip, drawing, extrusion or groove rolling is used when it is a wire or bar, and forging or pressing is used when it is a bulk shape. can do.

なお、この加工工程S04における温度条件は特に限定はないが、析出が起こらないように、冷間又は温間加工となる−200℃から200℃の範囲内とすることが好ましい。また、加工率は、最終形状に近似するように適宜選択されることになるが、加工硬化によって強度を向上させるためには、20%以上とすることが好ましい。また。さらなる強度の向上を図る場合には、加工率を30%以上とすることがより好ましい。
さらに、図2に示すように、上述の加熱工程S02、急冷工程S03、加工工程S04を繰り返し実施してもよい。ここで、2回目以降の加熱工程S02は、溶体化の徹底、再結晶組織化、結晶粒の微細化、CrおよびZrを含有する第二相粒子の析出、加工性向上のための軟化を目的とするものとなる。また、鋳塊ではなく、加工材が対象となる。
The temperature condition in the processing step S04 is not particularly limited, but it is preferable that the temperature is in a range of −200 ° C. to 200 ° C. that is cold or warm processing so that precipitation does not occur. The processing rate is appropriately selected so as to approximate the final shape, but is preferably 20% or more in order to improve the strength by work hardening. Also. In order to further improve the strength, the processing rate is more preferably 30% or more.
Furthermore, as shown in FIG. 2, the above-described heating step S02, quenching step S03, and processing step S04 may be repeated. Here, the second and subsequent heating steps S02 are for the purpose of thorough solution, recrystallization structure, refinement of crystal grains, precipitation of second phase particles containing Cr and Zr, and softening for improving workability. It becomes that. Moreover, it is not an ingot but a processed material.

(熱処理工程S05)
次に、加工工程S04によって得られた加工材に対して、低温焼鈍硬化、また耐応力緩和特性の向上のために、熱処理を実施する。この熱処理条件については、製出される製品に求められる特性に応じて適宜設定することになる。
なお、この熱処理工程S05においては、溶体化されたMgが析出しないように、熱処理条件(温度、時間、冷却速度)を設定する必要がある。例えば200℃で1分〜1時間程度、300℃で1秒〜5分程度、350℃で1秒〜3分程度とすることが好ましい。冷却速度は200℃/min以上とすることが好ましい。
(Heat treatment step S05)
Next, heat treatment is performed on the processed material obtained in the processing step S04 in order to improve the low temperature annealing hardening and the stress relaxation resistance. About this heat processing condition, it will set suitably according to the characteristic calculated | required by the product manufactured.
In the heat treatment step S05, it is necessary to set the heat treatment conditions (temperature, time, cooling rate) so that the solutionized Mg does not precipitate. For example, it is preferable to set the temperature at 200 ° C. for about 1 minute to 1 hour, at 300 ° C. for about 1 second to 5 minutes, and at 350 ° C. for about 1 second to 3 minutes. The cooling rate is preferably 200 ° C./min or more.

また、熱処理方法は特に限定しないが、好ましくは100〜500℃で0.1秒〜24時間の熱処理を、非酸化性または還元性雰囲気中で行うのがよい。また、冷却方法は、特に限定しないが、水焼入など、冷却速度が200℃/min以上となる方法が好ましい。
さらに、上述の加工工程S04と熱処理工程S05とを、繰り返し実施してもよい。
The heat treatment method is not particularly limited, but preferably heat treatment at 100 to 500 ° C. for 0.1 second to 24 hours is performed in a non-oxidizing or reducing atmosphere. In addition, the cooling method is not particularly limited, but a method such as water quenching that allows the cooling rate to be 200 ° C./min or more is preferable.
Further, the above-described processing step S04 and heat treatment step S05 may be repeatedly performed.

このようにして、本実施形態である電子機器用銅合金が製出されることになる。そして、本実施形態である電子機器用銅合金は、そのヤング率Eが125GPa以下、0.2%耐力σ0.2が400MPa以上とされている。
また、導電率σ(%IACS)が、Mgの濃度をA原子%としたときに、
σ≦1.7241/(−0.0347×A+0.6569×A+1.7)×100
の範囲内に設定されることになる。
Thus, the copper alloy for electronic devices which is this embodiment is produced. And as for the copper alloy for electronic devices which is this embodiment, the Young's modulus E shall be 125 GPa or less, and 0.2% yield strength (sigma) 0.2 shall be 400 Mpa or more.
Further, when the conductivity σ (% IACS) is set to Mg concentration of A atom%,
σ ≦ 1.7241 / (− 0.0347 × A 2 + 0.6569 × A + 1.7) × 100
It will be set within the range.

以上のような構成とされた本実施形態である電子機器用銅合金によれば、Mgを3.3原子%以上6.9原子%未満の範囲で含み、かつ、少なくともCrおよびZrの1種以上をそれぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物とされ、導電率σ(%IACS)が、Mgの濃度をA原子%としたときに、
σ≦1.7241/(−0.0347×A+0.6569×A+1.7)×100
の範囲内とされている。すなわち、本実施形態である電子機器用銅合金は、Mgが母相中に過飽和に固溶したCu−Mg過飽和固溶体とされているのである。
According to the copper alloy for electronic devices of the present embodiment configured as described above, Mg is included in a range of 3.3 atomic% or more and less than 6.9 atomic%, and at least one of Cr and Zr When the above is included in the range of 0.001 atomic% or more and 0.15 atomic% or less, the balance is Cu and inevitable impurities, and the conductivity σ (% IACS) is Mg concentration of A atomic%,
σ ≦ 1.7241 / (− 0.0347 × A 2 + 0.6569 × A + 1.7) × 100
It is within the range. That is, the copper alloy for electronic devices according to this embodiment is a Cu—Mg supersaturated solid solution in which Mg is supersaturated in the matrix.

このようなCu−Mg過飽和固溶体からなる銅合金では、ヤング率が低くなる傾向にあり、例えばオスタブがメスのばね接触部を押し上げて挿入されるコネクタ等に適用しても、挿入時の接圧変動が抑制され、かつ、弾性限界が広いために容易に塑性変形するおそれがない。よって、端子、コネクタやリレー等の電子電気部品に特に適している。   In a copper alloy composed of such a Cu-Mg supersaturated solid solution, the Young's modulus tends to be low. For example, even if the male tab is applied to a connector inserted by pushing up a female spring contact portion, the contact pressure at the time of insertion Since the fluctuation is suppressed and the elastic limit is wide, there is no risk of plastic deformation easily. Therefore, it is particularly suitable for electronic and electrical parts such as terminals, connectors and relays.

また、Mgが過飽和に固溶していることから、母相中には、曲げ加工の際に割れの起点となる粗大なCuとMgを主成分とする金属間化合物が多く分散されておらず、曲げ加工性が向上することになる。よって、複雑な形状の端子、コネクタ等を成形することが可能となる。
さらに、Mgを過飽和に固溶させていることから、加工硬化させることで、強度が向上することになり、比較的高い強度を有することが可能となる。
In addition, since Mg is supersaturated, there is not a large amount of coarse intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg that are the starting points of cracks during bending. As a result, bending workability is improved. Therefore, it becomes possible to mold terminals, connectors and the like having complicated shapes.
Furthermore, since Mg is super-saturated, the strength is improved by work hardening, and a relatively high strength can be obtained.

また、Mgが固溶された銅合金に、さらに少なくともCrおよびZrの1種以上を含んでいるので、結晶粒が微細化し、加工性を向上させることができる。
さらに、これらCrおよびZrを含む第二相粒子が分散することで、導電率を低下させることなく強度のさらなる向上を図ることができる。
Moreover, since at least one or more of Cr and Zr are further contained in the copper alloy in which Mg is dissolved, crystal grains can be refined and workability can be improved.
Furthermore, when the second phase particles containing Cr and Zr are dispersed, the strength can be further improved without lowering the electrical conductivity.

そして、電子機器用銅合金においては、ヤング率Eが125GPa以下、0.2%耐力σ0.2が400MPa以上、とされていることから、弾性エネルギー係数(σ0.2 /2E)が高くなって容易に塑性変形しなくなるため、端子、コネクタ等に特に適している。
また、平均結晶粒径が20μm以下にすることによって、0.2%耐力σ0.2を高くすることができる。
And in the copper alloy for electronic devices, since Young's modulus E is 125 GPa or less and 0.2% yield strength σ 0.2 is 400 MPa or more, the elastic energy coefficient (σ 0.2 2 / 2E) is Since it becomes high and does not easily undergo plastic deformation, it is particularly suitable for terminals, connectors and the like.
Moreover, 0.2% yield strength (sigma) 0.2 can be made high by making an average crystal grain diameter into 20 micrometers or less.

また、本実施形態である電子機器用銅合金の製造方法によれば、上述の組成のCuとMgと少なくともCrおよびZrの1種以上を含む銅合金とされた鋳塊または加工材を300℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程S02により、Mgの溶体化を行うことができる。
また、加熱工程S02によって300℃以上900℃以下にまで加熱された鋳塊または加工材を、200℃/min以上の冷却速度で200℃以下にまで冷却する急冷工程S03を備えているので、冷却の過程でCuとMgを主成分とする金属間化合物が析出することを抑制することが可能となり、急冷後の鋳塊または加工材をCu−Mg過飽和固溶体とすることができる。
In addition, according to the method for manufacturing a copper alloy for electronic devices according to the present embodiment, an ingot or processed material made of a copper alloy containing at least one of Cu and Mg and at least one of Cr and Zr having the above-described composition is 300 ° C. The solution treatment of Mg can be performed by the heating step S02 in which heating is performed to a temperature of 900 ° C. or lower.
In addition, since the ingot or work material heated to 300 ° C. or more and 900 ° C. or less in the heating step S02 is provided with a rapid cooling step S03 for cooling to 200 ° C. or less at a cooling rate of 200 ° C./min or more, cooling It is possible to suppress the precipitation of an intermetallic compound mainly composed of Cu and Mg in the process, and the ingot or processed material after quenching can be made into a Cu-Mg supersaturated solid solution.

さらに、急冷材(Cu−Mg過飽和固溶体)に対して加工を行う加工工程S04を備えているので、加工硬化による強度向上を図ることができる。
また、加工工程S04の後に、低温焼鈍硬化を行うために、又は、残留ひずみの除去のため、また耐応力緩和特性の向上のため、熱処理工程S05を実施しているので、さらなる機械特性の向上を図ることが可能となる。
Furthermore, since the processing step S04 for processing the quenching material (Cu-Mg supersaturated solid solution) is provided, the strength can be improved by work hardening.
In addition, since the heat treatment step S05 is performed after the processing step S04 in order to perform low-temperature annealing hardening, to remove residual strain, and to improve the stress relaxation resistance, further improvement in mechanical properties. Can be achieved.

上述のように、本実施形態である電子機器用銅合金によれば、低ヤング率、高耐力、高導電性、優れた曲げ加工性を有し、端子、コネクタやリレー等の電子電気部品に適した電子機器用銅合金を提供することができる。   As described above, according to the copper alloy for electronic devices according to the present embodiment, it has a low Young's modulus, high proof stress, high conductivity, and excellent bending workability, and is suitable for electronic and electrical parts such as terminals, connectors and relays. A suitable copper alloy for electronic equipment can be provided.

以上、本発明の実施形態である電子機器用銅合金について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述の実施形態では、電子機器用銅合金の製造方法の一例について説明したが、製造方法は本実施形態に限定されることはなく、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。
As mentioned above, although the copper alloy for electronic devices which is embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
For example, in the above-described embodiment, an example of a method for manufacturing a copper alloy for electronic devices has been described. However, the manufacturing method is not limited to this embodiment, and an existing manufacturing method may be selected as appropriate. Good.

以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
純度99.99質量%以上の無酸素銅(ASTM B152 C10100)からなる銅原料を準備し、これを高純度グラファイト坩堝内に装入して、Arガス雰囲気とされた雰囲気炉内において高周波溶解した。得られた銅溶湯内に、各種添加元素を添加して表1、2に示す成分組成に調製し、カーボン鋳型に注湯して鋳塊を製出した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約20mm×幅約30mm×長さ約100〜120mmとした。
Below, the result of the confirmation experiment performed in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
A copper raw material made of oxygen-free copper (ASTM B152 C10100) having a purity of 99.99% by mass or more was prepared, charged in a high-purity graphite crucible, and melted at high frequency in an atmosphere furnace having an Ar gas atmosphere. . Various additive elements were added to the obtained molten copper to prepare the component compositions shown in Tables 1 and 2, and poured into a carbon mold to produce an ingot. The size of the ingot was about 20 mm thick x about 30 mm wide x about 100 to 120 mm long.

得られた鋳塊に対して、Arガス雰囲気中において、表1に記載の温度条件で4時間の加熱を行う加熱工程(均質化/溶体化)を実施し、その後、水焼き入れを実施した。
熱処理後の鋳塊を切断するとともに、酸化被膜を除去するために表面研削を実施した。その後、表1に記載された圧延率で中間圧延を常温で実施し、そして、得られた条材に対して、表1に記載された条件で中間熱処理し、表1のように、これを1回又は複数回繰り返した。さらに常温で仕上げ圧延を行い、最後に熱処理を行った。工程の途中で必要に応じて、熱処理による酸化被膜を除去するために表面研削を行った。最終の形状は、厚さ約0.5mm×幅約30mmの条材となった。
The obtained ingot was subjected to a heating step (homogenization / solution) for 4 hours under the temperature conditions shown in Table 1 in an Ar gas atmosphere, and then water quenching was performed. .
The ingot after the heat treatment was cut and surface grinding was performed to remove the oxide film. Thereafter, intermediate rolling was performed at a rolling rate described in Table 1 at room temperature, and the obtained strip material was subjected to intermediate heat treatment under the conditions described in Table 1, and as shown in Table 1, Repeated once or multiple times. Further, finish rolling was performed at room temperature, and finally heat treatment was performed. Surface grinding was performed as needed during the process to remove the oxide film by heat treatment. The final shape was a strip with a thickness of about 0.5 mm and a width of about 30 mm.

(加工性評価)
加工性の評価として、最終仕上げ圧延後に耳割れの有無を観察した。目視で耳割れが全くあるいはほとんど認められなかったものを◎、長さ1mm未満の小さな耳割れが発生したものを○、長さ1mm以上3mm未満の耳割れが発生したものを△、長さ3mm以上の大きな耳割れが発生したものを×、耳割れに起因して圧延途中で破断したものを××とした。
なお、耳割れの長さとは、圧延材の幅方向端部から幅方向中央部に向かう耳割れの長さのことである。
(Processability evaluation)
As an evaluation of workability, the presence or absence of ear cracks was observed after final finish rolling. The case where no or almost no ear cracks were visually observed was ◎, the case where a small ear crack of less than 1 mm in length occurred was ○, the case where an ear crack of 1 mm or more and less than 3 mm occurred was Δ, and a length of 3 mm The case where the above-mentioned big ear crack generate | occur | produced was made into x, and the thing which fractured in the middle of rolling due to the ear crack was made into x.
In addition, the length of an ear crack is the length of the ear crack which goes to the width direction center part from the width direction edge part of a rolling material.

また、前述の特性評価用条材を用いて、機械的特性及び導電率を測定した、
(機械的特性)
特性評価用条材からJIS Z 2201に規定される13B号試験片を採取し、JIS Z 2241のオフセット法により、0.2%耐力σ0.2を測定した。
ヤング率Eは、前述の試験片にひずみゲージを貼り付け、荷重及び伸びを測定し、その応力−ひずみ曲線の勾配から求めた。
なお、試験片は、引張試験の引張方向が特性評価用条材の圧延方向に対して平行になるように採取した。
In addition, using the above-described strip for property evaluation, the mechanical properties and conductivity were measured,
(Mechanical properties)
A No. 13B test piece defined in JIS Z 2201 was taken from the strip for characteristic evaluation, and 0.2% proof stress σ 0.2 was measured by an offset method of JIS Z 2241.
The Young's modulus E was obtained from the slope of the stress-strain curve obtained by attaching a strain gauge to the above-mentioned test piece, measuring the load and elongation.
In addition, the test piece was extract | collected so that the tension direction of a tension test might become parallel with the rolling direction of the strip for characteristic evaluation.

(導電率)
特性評価用条材から幅10mm×長さ60mmの試験片を採取し、4端子法によって電気抵抗を求めた。また、マイクロメータを用いて試験片の寸法測定を行い、試験片の体積を算出した。そして、測定した電気抵抗値と体積とから、導電率を算出した。なお、試験片は、その長手方向が特性評価用条材の圧延方向に対して平行になるように採取した。
(conductivity)
A test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm was taken from the strip for characteristic evaluation, and the electrical resistance was determined by a four-terminal method. Moreover, the dimension of the test piece was measured using the micrometer, and the volume of the test piece was calculated. And electrical conductivity was computed from the measured electrical resistance value and volume. In addition, the test piece was extract | collected so that the longitudinal direction might become parallel with the rolling direction of the strip for characteristic evaluation.

(曲げ加工性)
日本伸銅協会技術標準JCBA−T307:2007の4試験方法に準拠して曲げ加工を行った。圧延方向と試験片の長手方向が垂直になるように、特性評価用条材から幅10mm×長さ30mmの試験片を複数採取し、曲げ角度が90度、曲げ半径が0.5mmのW型の治具を用い、W曲げ試験を行った。
そして、曲げ部の外周部を目視で確認し、破断した場合は×、一部のみ破断が起きた場合は△、破断が起きず微細な割れのみが生じた場合は○、破断や微細な割れを確認できない場合を◎として判定を行った。
(Bending workability)
Bending was performed in accordance with four test methods of Japan Copper and Brass Association Technical Standard JCBA-T307: 2007. A plurality of test pieces having a width of 10 mm and a length of 30 mm are taken from the strip for characteristic evaluation so that the rolling direction and the longitudinal direction of the test piece are perpendicular to each other, and a W-type having a bending angle of 90 degrees and a bending radius of 0.5 mm. The W-bending test was performed using the jig.
Then, visually check the outer periphery of the bent portion, x if it breaks, △ if only a portion breaks, ◯ if it does not break and only a minute crack occurs, rupture or a minute crack Judgment was made as ◎ when the case cannot be confirmed.

(組織観察)
各試料の圧延面に対して、鏡面研磨、イオンエッチングを行った。その金属間化合物の析出状態を確認するため、FE−SEM(電界放出型走査電子顕微鏡)を用い、1万倍から10万倍で観察を行った。
また、特性評価用条材の本発明例3と本発明例10について、約4万倍で観察を行い、析出物の成分についてEDX(エネルギー分散型X線分光法)を用いて確認した。観察結果を図3及び図4に示す。
(Tissue observation)
Mirror polishing and ion etching were performed on the rolled surface of each sample. In order to confirm the precipitation state of the intermetallic compound, observation was performed at 10,000 to 100,000 times using an FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope).
Further, Example 3 and Example 10 of the strips for property evaluation were observed at about 40,000 times, and the components of the precipitates were confirmed using EDX (energy dispersive X-ray spectroscopy). The observation results are shown in FIGS.

(結晶粒径測定)
各試料において、鏡面研磨及びエッチングを行い、光学顕微鏡にて、圧延方向が写真の横になるように撮影し、1000倍の視野(約300μm×200μm)で観察を行った。つぎに結晶粒径をJIS H 0501の切断法にしたがい、写真縦、横の所定長さの線分を5本ずつ引き、完全に切られる結晶粒数を数え、その切断長さの平均値を結晶粒径とした。
(Crystal grain size measurement)
Each sample was mirror-polished and etched, photographed with an optical microscope so that the rolling direction was beside the photograph, and observed with a 1000 × field of view (about 300 μm × 200 μm). Next, according to the cutting method of JIS H 0501, the crystal grain size is drawn in 5 vertical and horizontal line segments, counting the number of crystal grains to be completely cut, and the average value of the cutting length is calculated. The crystal grain size was used.

条件、評価結果について、表1、2、3、4に示す。   The conditions and evaluation results are shown in Tables 1, 2, 3, and 4.

Mgの含有量が本発明の範囲よりも低い比較例1、4においては、ヤング率が126GPa,127GPaと高い値を示した。
また、Mgの含有量が本発明の範囲よりも高い比較例2、5は、冷間圧延時に大きな耳割れが発生し、圧延途中で破断してしまったため、その後の特性評価を実施することができなかった。さらに、Crの含有量が本発明の範囲よりも高い比較例3、Zrの含有量が本発明の範囲よりも高い比較例6においては、冷間圧延時に破断までには至らなかったものの、冷間圧延時に大きな耳割れが発生し、その後の特性評価を実施することが不可能であった。
In Comparative Examples 1 and 4 in which the Mg content was lower than the range of the present invention, Young's modulus was as high as 126 GPa and 127 GPa.
Further, in Comparative Examples 2 and 5 in which the Mg content is higher than the range of the present invention, large ear cracks were generated during cold rolling, and fractured during the rolling. could not. Further, in Comparative Example 3 in which the Cr content is higher than the range of the present invention and in Comparative Example 6 in which the Zr content is higher than the range of the present invention, although not reaching breakage during cold rolling, Large ear cracks occurred during hot rolling, and it was impossible to perform subsequent characteristic evaluation.

さらに、Mgの含有量、CrおよびZrの含有量が本発明の範囲であるが、導電率が本発明の範囲から外れた比較例7、8、9、10においては、曲げ加工性に劣ることが確認される。これは、粗大なCuとMgを主成分とする金属間化合物が割れの起点になるためと推測される。
また、Ni,Si,Zn,Snを含有する銅合金、いわゆるコルソン合金とされた従来例においては、溶体化のための加熱工程の温度を980℃とし、熱処理条件を400℃×4hとして金属間化合物の析出処理を行っている。この従来例においては、耳割れの発生が抑制され、析出物が微細なことから曲げ加工性は確保されることになる。しかしながら、ヤング率が131GPaと高くなっていることが確認される。
Furthermore, the contents of Mg and the contents of Cr and Zr are within the scope of the present invention, but in Comparative Examples 7, 8, 9, and 10, where the electrical conductivity deviates from the scope of the present invention, the bending workability is inferior. Is confirmed. This is presumably because coarse intermetallic compounds mainly composed of Cu and Mg serve as starting points for cracking.
Moreover, in the conventional example made into the copper alloy containing Ni, Si, Zn, Sn, what is called a Corson alloy, the temperature of the heating process for solution treatment shall be 980 degreeC, and the heat processing conditions shall be 400 degreeC x 4h, and it is between metals. Compound precipitation treatment is performed. In this conventional example, the occurrence of ear cracks is suppressed, and the bending workability is ensured because the precipitates are fine. However, it is confirmed that the Young's modulus is as high as 131 GPa.

これに対して、本発明例1−18においては、いずれもヤング率が119GPa以下と低く設定されており、弾力性に優れている。また、組成が同一で加工率が異なる本発明例3−5、及び、本発明例10−12を比較すると、中間圧延と中間熱処理を繰り返すことにより、0.2%耐力を向上させることが可能であることが確認される。なお、本発明例7は、耳割れが△になっているが、これは実用上問題ない程度のものである。また、本発明例7、13−15及び18は、曲げ加工性が△となっているが、これも実用上問題ない程度のものであることを確認している。
また、図3に示すように、Crを含有する本発明例3においては、Crの析出物粒子が確認されるものの、Mgを含む粗大な析出物は観察されない。また、図4に示すように、Zrを含有する本発明例10においては、ZrとCuの析出物粒子が確認されるものの、Mgを含む粗大な析出物は観察されない。
以上のことから、本発明例によれば、低ヤング率、高耐力、高導電性、優れた曲げ加工性を有し、端子、コネクタやリレー等の電子電気部品に適した電子機器用銅合金を提供することができることが確認された。
On the other hand, in Inventive Example 1-18, the Young's modulus is set as low as 119 GPa or less, and the elasticity is excellent. In addition, when Invention Example 3-5 and Invention Example 10-12 having the same composition and different processing rates are compared, 0.2% proof stress can be improved by repeating intermediate rolling and intermediate heat treatment. It is confirmed that In Example 7 of the present invention, the ear cracks are indicated by Δ, but this is of a practically acceptable level. In addition, the inventive examples 7, 13-15, and 18 have a bending workability of Δ, but it has been confirmed that this is also a practically no problem.
Moreover, as shown in FIG. 3, in the present invention example 3 containing Cr, although coarse precipitate particles are observed, coarse precipitates containing Mg are not observed. Moreover, as shown in FIG. 4, in the present invention example 10 containing Zr, although coarse particles of Zr and Cu are confirmed, coarse precipitates containing Mg are not observed.
From the above, according to the present invention example, a copper alloy for electronic equipment having a low Young's modulus, high yield strength, high electrical conductivity, and excellent bending workability, and suitable for electronic and electrical parts such as terminals, connectors and relays. It was confirmed that we can provide.

S02 加熱工程
S03 急冷工程
S04 加工工程
S02 Heating step S03 Rapid cooling step S04 Processing step

Claims (6)

Mgを3.3原子%以上6.9原子%未満の範囲で含み、かつ、少なくともCrおよびZrの1種以上を、それぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物とされ、
導電率σ(%IACS)が、Mgの濃度をA原子%としたときに、
σ≦1.7241/(−0.0347×A+0.6569×A+1.7)×100
の範囲内とされていることを特徴とする電子機器用銅合金。
Mg is included in the range of 3.3 atomic% to less than 6.9 atomic%, and at least one of Cr and Zr is included in the range of 0.001 atomic% to 0.15 atomic%, respectively, and the balance Cu and inevitable impurities,
When the conductivity σ (% IACS) is Mg concentration A atom%,
σ ≦ 1.7241 / (− 0.0347 × A 2 + 0.6569 × A + 1.7) × 100
The copper alloy for electronic devices characterized by being in the range of.
請求項1に記載の電子機器用銅合金において、
ヤング率Eが125GPa以下、0.2%耐力σ0.2が400MPa以上、とされていることを特徴とする電子機器用銅合金。
In the copper alloy for electronic devices according to claim 1,
A copper alloy for electronic equipment, wherein Young's modulus E is 125 GPa or less and 0.2% proof stress σ 0.2 is 400 MPa or more.
請求項1又は請求項2に記載の電子機器用銅合金において、
平均結晶粒径が20μm以下であることを特徴とする電子機器用銅合金。
In the copper alloy for electronic devices according to claim 1 or 2,
A copper alloy for electronic equipment, wherein the average crystal grain size is 20 μm or less.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電子機器用銅合金を製出する電子機器用銅合金の製造方法であって、
Mgを3.3原子%以上6.9原子%未満の範囲で含み、かつ、少なくともCrおよびZrの1種以上を、それぞれ0.001原子%以上0.15原子%以下の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物とされた銅素材を、300℃以上900℃以下の温度にまで加熱する加熱工程と、
加熱された前記銅素材を、200℃/min以上の冷却速度で、200℃以下にまで冷却する急冷工程と、
急冷された銅素材を加工する加工工程と、
を備えていることを特徴とする電子機器用銅合金の製造方法。
It is a manufacturing method of the copper alloy for electronic devices which produces the copper alloy for electronic devices as described in any one of Claims 1-3,
Mg is included in the range of 3.3 atomic% to less than 6.9 atomic%, and at least one of Cr and Zr is included in the range of 0.001 atomic% to 0.15 atomic%, respectively, and the balance Heating the copper material in which Cu and inevitable impurities are heated to a temperature of 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower,
A rapid cooling step of cooling the heated copper material to 200 ° C. or less at a cooling rate of 200 ° C./min or more;
A processing step for processing a rapidly cooled copper material;
The manufacturing method of the copper alloy for electronic devices characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電子機器用銅合金からなり、圧延方向のヤング率Eが125GPa以下、圧延方向の0.2%耐力σ0.2が400MPa以上、とされていることを特徴とする電子機器用銅合金圧延材。 It consists of the copper alloy for electronic devices as described in any one of Claims 1-3, Young's modulus E of a rolling direction is 125 GPa or less, 0.2% yield strength (sigma) 0.2 of a rolling direction is 400 Mpa or more, A rolled copper alloy material for electronic equipment. 請求項5に記載された電子機器用銅合金圧延材であって、
端子、コネクタ、リレーを構成する銅素材として使用されることを特徴とする電子機器用銅合金圧延材。
A copper alloy rolled material for electronic equipment according to claim 5,
A copper alloy rolled material for electronic equipment, characterized by being used as a copper material constituting terminals, connectors, and relays.
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