特許 6128976 銅合金および高電流用コネクタ端子材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6128976

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】銅合金および高電流用コネクタ端子材

(51)【国際特許分類】

   C22C 9/02 20060101AFI20170508BHJP

   C22C 9/04 20060101ALI20170508BHJP

   C22C 9/05 20060101ALI20170508BHJP

   C22C 9/06 20060101ALI20170508BHJP

   C22C 9/10 20060101ALI20170508BHJP

   C22C 9/00 20060101ALI20170508BHJP

   H01B 1/02 20060101ALI20170508BHJP

   H01B 5/02 20060101ALI20170508BHJP

   B21B 1/22 20060101ALI20170508BHJP

   C22F 1/08 20060101ALN20170508BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20170508BHJP

   B21B 3/00 20060101ALN20170508BHJP

【ＦＩ】

   C22C9/02

   C22C9/04

   C22C9/05

   C22C9/06

   C22C9/10

   C22C9/00

   H01B1/02 A

   H01B5/02 Z

   B21B1/22 K

   !C22F1/08 B

   !C22F1/08 J

   !C22F1/00 604

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 630A

   !C22F1/00 630F

   !C22F1/00 650A

   !C22F1/00 650F

   !C22F1/00 651Z

   !C22F1/00 661A

   !C22F1/00 681

   !C22F1/00 682

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 685Z

   !C22F1/00 686B

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   !C22F1/00 694A

   !C22F1/00 694Z

   !B21B3/00 L

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-124751(P2013-124751)

(22)【出願日】2013年6月13日

(65)【公開番号】特開2014-77192(P2014-77192A)

(43)【公開日】2014年5月1日

【審査請求日】2015年3月23日

(31)【優先権主張番号】特願2012-207441(P2012-207441)

(32)【優先日】2012年9月20日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】502362758

【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】川崎 由記

(72)【発明者】

【氏名】波多野 隆紹

(72)【発明者】

【氏名】柿谷 明宏

【審査官】 川口 由紀子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−０１２５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５６９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ９／００

Ｃ２２Ｃ ９／０２

Ｃ２２Ｃ ９／０４

Ｃ２２Ｃ ９／０５

Ｃ２２Ｃ ９／０６

Ｃ２２Ｃ ９／１０

Ｃ２２Ｆ １／００

Ｃ２２Ｆ １／０８

Ｂ２１Ｂ １／２２

Ｂ２１Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｓｎを０．０１質量％以上０．３質量％以下含有し、残部が銅、０．０１質量％以下の酸素及び不可避的不純物からなり、圧延方向と平行な方向の引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であり、Ｘ線回折法により求めた（１１３）面に対して圧延方向と平行な方向に生じる残留応力が２５０ＭＰａ以下であることを特徴とする銅合金。

【請求項2】

Ｓｎを０．０１質量％以上０．３質量％以下含有し、Ａｇ、Ｆｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｉの少なくとも１種を合計で０．１５質量％以下含有し、残部が銅、０．０１質量％以下の酸素及び不可避的不純物からなり、圧延方向と平行な方向の引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であり、Ｘ線回折法により求めた（１１３）面に対して圧延方向と平行な方向に生じる残留応力が２５０ＭＰａ以下であることを特徴とする銅合金。

【請求項3】

圧延方向と直交する断面の組織より求めた厚み方向の平均結晶粒径Ａと幅方向の平均結晶粒径Ｂとの比（Ｂ／Ａ）が１．２以上である請求項１または２に記載の銅合金。

【請求項4】

圧延方向と直交する断面の組織より求めた平均結晶粒径が１００μｍ以下である請求項１〜３の何れか１項に記載の銅合金。

【請求項5】

１５０℃で１０００時間保持後の応力緩和率が４０％以下である請求項１〜４の何れか１項に記載の銅合金。

【請求項6】

請求項１〜５の何れか１項に記載の銅合金を用いた高電流用コネクタ端子材。

【請求項7】

請求項１〜５の何れか１項に記載の銅合金を用いた放熱用電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導電率及び応力緩和特性に優れる銅合金に関し、端子、コネクタ、リレー、スイッチ、ソケット、バスバー、リードフレーム、放熱板などの電子部品用途、特に、電気自動車やハイブリッド自動車などで用いられる高電流用コネクタや端子の用途、又はスマートフォンやタブレットＰＣで用いられる液晶フレーム等の放熱用電子部品の用途に好適な銅合金に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車や電機・電子機器等には、端子、コネクタ、スイッチ、ソケット、リレー、バスバー、リードフレーム、放熱板等の電気又は熱を伝えるための部品が組み込まれており、これら部品には銅合金が用いられている。ここで、電気伝導性と熱伝導性は比例関係にある。
近年、電子部品の小型化に伴い、通電部における銅合金の断面積が小さくなる傾向にある。断面積が小さくなると、通電した際の銅合金からの発熱が増大する。また、伸長著しい電気自動車やハイブリッド電気自動車で用いられる電子部品には、バッテリー部のコネクタ等、著しく高い電流が流されるものがあり、通電時の銅合金の発熱が問題になっている。
コネクタ等の電子部品の電気接点では、銅合金板にたわみが与えられ、このたわみで発生する応力により、接点での接触力を得ている。たわみを与えた銅合金を高温下で長時間保持すると、応力緩和現象により、応力すなわち接触力が低下し、接触電気抵抗の増大を招く。
そこで、前記発熱の問題に対処するため、銅合金には、発熱量が減ずるよう導電性により優れることが求められ、さらに発熱しても接触力が低下しないよう応力緩和特性により優れることも求められている。

【0003】

一方、例えばスマートフォンやタブレットＰＣの液晶には液晶フレームと呼ばれる放熱部品が用いられている。このような放熱用途の銅合金板においても、応力緩和特性を高めると、外力による放熱板のクリープ変形が抑制され、放熱板周りに配置される液晶部品、ＩＣチップ等に対する保護性が改善される、等の効果を期待できる。このため、放熱用途の銅合金板においても、応力緩和特性に優れることが望まれている。

【0004】

導電率が高く、比較的高い強度を有する材料として、Ｃｕ−Ｓｎ系合金が知られている。例えば、０．１２質量％のＳｎを含有する銅合金が、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）合金番号Ｃ１４４１５として実用に供されている。また、Ｃｕ−Ｓｎ合金は以前より、銅合金箔として携帯電話のフレキシブルプリント基盤やリチウムイオン二次電池等の二次電池の負極集電体材料にも使用されている（特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２４２８４７号公報

【特許文献2】特開２０１１−１４２０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

銅の応力緩和特性は、合金元素を添加することにより改善できる。ただし、合金元素の添加は導電率を低下させるため、添加元素には導電率低下への影響が少ないこと、少量の添加で応力緩和改善効果が発現することが求められる。
応力緩和改善効果が顕著な元素として、例えばＺｒがあげられる。ところが、Ｚｒは極めて活性であるため、インゴットの溶製時に添加したＺｒの一部が酸化する。このＺｒ酸化物がインゴットに巻き込まれると、製品表面に傷が発生したり、圧延中の材料が切れたりする。また、Ｚｒは固体銅中で析出物を形成し、その析出形態によって機械的特性や応力緩和特性が変化するため、熱間圧延や各熱処理の条件を厳密に調整する必要がある。このことから、Ｃｕ−Ｚｒ系合金の製造コストは極めて高価なものであった。

【0007】

一方、前記Ｃｕ−Ｓｎ系合金の場合、ＳｎはＺｒ等と比較し溶銅中で酸化物を形成しにくいため、インゴットの溶製が容易であり、圧延材の品質も良好である。また、Ｓｎは固体銅中に安定して固溶するため、製品特性が安定して発現する。したがって、Ｃｕ−Ｓｎ系合金は安価に製造することができる。しかし、Ｃｕ−Ｓｎ合金の耐応力緩和特性は純Ｃｕと比べると優れるものの、近年市場から要求されるレベルに対し充分といえない。

【0008】

そこで、本発明は、高強度、高導電性および優れた応力緩和特性を兼ね備えた銅合金を提供することを目的とし、具体的には、安価で導電性と強度に優れるＣｕ−Ｓｎ系合金の応力緩和特性を改善することを課題とする。さらには、本発明は、該銅合金板の製造方法、及び大電流用途又は放熱用途に好適な電子部品を提供することをも目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、銅に一定割合のＳｎを添加し、表面の残留応力を所定の範囲となるよう調整することにより、安価で、高強度および高導電性を有するＣｕ−Ｓｎ系銅合金の応力緩和特性が向上することを見出した。これに加え、このＣｕ−Ｓｎ系銅合金の厚み方向の平均結晶粒径Ａと幅方向の平均結晶粒径Ｂとの比（アスペクト比Ｂ／Ａ）を所定の範囲にすることにより、応力緩和特性はさらに改善された。

【0010】

そこで、本発明は以下のとおりである。
（１）Ｓｎを０．０１質量％以上０．３質量％以下含有し、残部が銅、０．０１質量％以下の酸素及び不可避的不純物からなり、Ｘ線回折法により求めた（１１３）面に対して圧延方向と平行な方向に生じる残留応力が２５０ＭＰａ以下であることを特徴とする銅合金。
（２）Ｓｎを０．０１質量％以上０．３質量％以下含有し、Ａｇ、Ｆｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｉの少なくとも１種を合計で０．１５質量％以下含有し、残部が銅、０．０１質量％以下の酸素及び不可避的不純物からなり、Ｘ線回折法により求めた（１１３）面に対して圧延方向と平行な方向に生じる残留応力が２５０ＭＰａ以下であることを特徴とする銅合金。
（３）圧延方向と直交する断面の組織より求めた厚み方向の平均結晶粒径Ａと幅方向の平均結晶粒径Ｂとの比（Ｂ／Ａ）が１．２以上である（１）または（２）に記載の銅合金。
（４）圧延方向と直交する断面の組織より求めた平均結晶粒径が１００μｍ以下である（１）〜（３）の何れかに記載の銅合金。
（５）引張強さが３５０ＭＰａ以上であり、導電率が７５％ＩＡＣＳ以上であり、１５０℃で１０００時間保持後の応力緩和率が４０％以下である（１）〜（４）の何れかに記載の銅合金。
（６）（１）〜（５）の何れかに記載の銅合金を用いた高電流用コネクタ端子材。
（７）（１）〜（５）の何れかに記載の銅合金を用いた放熱用電子部品。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、高強度、高導電性および優れた応力緩和特性を兼ね備えた銅合金を提供することが可能である。また、このような銅合金は、端子、コネクタ、スイッチ、ソケット、リレー、バスバー、リードフレーム、放熱板等の電子部品の素材として好適に使用することができ、特に、電気自動車やハイブリッド自動車などで用いられる高電流用コネクタや端子の用途、又はスマートフォンやタブレットＰＣで用いられる液晶フレーム等の放熱用電子部品の用途に好適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】残留応力の測定原理を示す図である。

【図2】応力緩和率の測定原理を説明する図である。

【図3】応力緩和率の測定原理を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明について説明する。
＜合金成分＞
本発明の銅合金の一実施形態は、Ｓｎを０．０１質量％以上０．３質量％以下含有し、残部は銅と０．０１質量％以下の酸素及び不可避的不純物からなる。

【0014】

Ｓｎ添加量が少なすぎると所望の引張強さおよび応力緩和率が得られない傾向にあり、一方で多すぎると後述する高導電性の実現が難しくなる。このような観点から、銅に添加されるＳｎは、０．０１質量％以上、好ましくは０．０５質量％以上、および０．３質量％以下、好ましくは０．２質量％以下とする。また、酸素が０．０１％を超えるとＳｎが酸化物として析出し、Ｓｎによる引張強さおよび応力緩和の改善効果が阻害されるので、酸素は０．０１質量％以下とする。

【0015】

本発明の他の実施形態である銅合金は、Ｓｎの他にさらにＡｇ、Ｆｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｉの少なくとも１種以上を、それぞれの合計で０．１５質量％以下となるように添加したものである。これらの元素はいずれも強度向上に寄与するが、添加量が多過ぎると導電率を低下したり、原料コストが増加したり、製造性が悪化したりするため、上限が０．１５質量％であることが好ましい。

【0016】

＜目標特性＞
本発明の銅合金は、端子、コネクタ、リレー、スイッチ、ソケット、バスバー、リードフレーム、放熱板などの電子部品用途、特に、電気自動車やハイブリッド自動車などで用いられる高電流用コネクタや端子などの用途、又はスマートフォンやタブレットＰＣで用いられる液晶フレーム等の放熱用電子部品の用途に好適に使用することができるよう、高強度および高導電性を有する。

【0017】

具体的には、引張り強さを３５０ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上、導電率を７５％ＩＡＣＳ以上、好ましくは８０％ＩＡＣＳ以上に調整することを目標とする。引張強さが３５０ＭＰａ未満であると、例えばコネクタとして使用した際に接点部の接圧が低いため、接触電気抵抗が高くなり導通不良を招く可能性がある。また、導電率が７５％ＩＡＣＳ未満であると通電時の発熱量が大きくなり、例えばコネクタとして使用した際に応力緩和により接圧が低下してしまう可能性がある。

【0018】

応力緩和特性については、１５０℃で１０００時間保持した時の応力緩和率を４０％以下、より好ましくは３５％に低減することを目標とする。通常のＣｕ−Ｓｎの該応力緩和特性は７０〜８０％程度であり、これを４０％以下にすることで、コネクタに加工した後に大電流を通電しても接触力低下に伴う接触電気抵抗の増加が生じ難くなり、また、放熱板に加工した後に熱と外力が同時に加わってもクリープ変形が生じ難くなる。

【0019】

＜残留応力＞
製品表面の残留応力を２５０ＭＰａ以下、好ましくは２００ＭＰａ以下に調整することで、前記応力緩和率が４０％以下になる。残留応力が２５０ＭＰａを超えると所望の応力緩和特性が得られない。

【0020】

＜結晶粒形態＞
本発明の銅合金の圧延方向と直交する断面（以下、圧延直角断面）において観察される平均結晶粒径は１００μｍ以下であることが好ましい。結晶粒径が１００μｍを超えると引張強さが３５０ＭＰａ未満になることがある。また、残留応力を低減する点から、圧延直角断面の結晶粒径は５μｍ以上であることが好ましい。
本発明の銅合金板の厚み方向の平均結晶粒径Ａと幅方向（圧延方向と厚み方向のそれぞれに対し直交する方向）の平均結晶粒径Ｂとの比（アスペクト比Ｂ／Ａ）は１．２以上とすることが好ましい。アスペクト比が１．２未満になると引張強さが３５０ＭＰａ未満となることがある。また、残留応力が高くなり、応力緩和特性が悪化する傾向にある。

【0021】

＜厚み＞
製品の厚みは０．１〜２．０ｍｍであることが好ましい。厚みが小さすぎると、通電部断面積が小さくなることで通電時の発熱が増加するため、大電流を流す電子部品の素材として不適であり、また、僅かな外力で変形するようになるため、放熱板等の素材としても不適である。一方で、厚みが大きすぎると、曲げ加工性が困難になる。このような観点から、より好ましい厚みは０．２〜１．５ｍｍである。厚みが上記範囲となることにより、製品の通電時の発熱を抑えつつ、曲げ加工性を良好なものとすることができる。

【0022】

＜製造方法＞
純銅原料として電気銅等を溶解し、カーボン脱酸等により酸素濃度を調整した後、Ｓｎおよび必要に応じ他の合金元素を添加し、厚み３０〜３００ｍｍ程度のインゴットに鋳造する。このインゴットを熱間圧延により厚み３〜３０ｍｍ程度の板とした後、冷間圧延と焼鈍を繰り返し、最終の冷間圧延で所定の製品厚みに仕上げ、最後に歪取り焼鈍を施す。最終冷間圧延後の残留応力値は２５０ＭＰａを超えるが、その後の歪取焼鈍により減少する。

【0023】

最終冷間圧延前の再結晶焼鈍では、製品の圧延直角断面の平均結晶粒径が１００μｍ以下となるように、当該再結晶焼鈍後の平均結晶粒径を１００μｍ以下に調整する。最終冷間圧延前の再結晶焼鈍には、バッチ炉を用いてもよいし、連続焼鈍炉を使用しても良い。バッチ炉では２５０〜７５０℃の炉内温度において３０分から３０時間の範囲で加熱時間を適宜調整することにより、また、連続焼鈍炉では４５０〜８００℃の炉内温度において５秒から１５分の範囲で加熱時間を適宜調整することにより、製品の圧延直角断面の平均結晶粒径を１００μｍ以下に調整できる。

【0024】

最終冷間圧延は、一対の圧延ロール間に材料を繰り返し通過させ、目標の板厚に仕上げていく。最終冷間圧延の加工度は２５％以上とする。ここで加工度ｒ（％）は、ｒ＝（ｔｏ−ｔ）／ｔｏ×１００（ｔｏ：圧延前の板厚、ｔ：圧延後の板厚）で与えられる。加工度が２５％未満になるとアスペクト比を１．２以上に調整することが難しくなる。
また、最終冷間圧延では圧延ロールの径と、通板回数とを調整することにより、銅合金の残留応力を調整することができる。一般的に使用されている大径ロールを用いて圧延した場合、表面部に引張応力、厚み方向中央部に圧縮応力が残留する。一方、小径ロールを用いて低い加工度で圧延した場合、表面部に圧縮応力、厚み方向中央部に引張応力が残留する。
よって、大径ロールで圧延した後に小径ロールで軽圧下圧延を数回行えば、それまでの圧延で表面に蓄積した引張残留応力がキャンセルされ、銅合金の残留応力は減少する。

【0025】

歪取焼鈍処理は、残留応力を上述した範囲に調整するために行う。歪取焼鈍処理を行うことで、得られる銅合金板の残留応力が２５０ＭＰａ以下となり、応力緩和率が４０％以下となる。
具体的には、最終冷間圧延後の銅合金板に対して２００〜８００℃で５秒〜３時間の範囲で歪取焼鈍を行う。ここで、炉内温度が２００℃未満、あるいは焼鈍時間が５秒未満であると得られる銅合金の残留応力が減少せず、十分な応力緩和特性が得られない傾向がある。また、炉内温度が８００℃を超える、あるいは焼鈍時間が３時間を超えると得られる銅合金の強度が大きく低下する傾向がある。

【実施例】

【0026】

以下、本発明の様態を実施例により説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
カーボン脱酸により酸素濃度を０．０１質量％以下とした溶銅にＳｎ成分および必要に応じてＡｇ、Ｆｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｉの成分を表１に示した量となるように添加した後、厚み１００ｍｍのインゴットを鋳造した。このインゴットを９００℃で３時間加熱し、厚みが２０ｍｍとなるように熱間圧延を行い、表面の酸化スケールをグラインダーで研削、除去した。その後、焼鈍と冷間圧延を繰り返し、表１に示した加工度で最終冷間圧延を行った。最後に、表１に示した条件で歪取り焼鈍を行った。

【0027】

最終冷間圧延前の焼鈍（最終再結晶焼鈍）は、焼鈍時の厚みが２ｍｍを超える場合はバッチ炉を、厚みが２ｍｍ以下の場合は連続焼鈍炉を用いて行った。バッチ炉の場合は加熱時間を５時間とし炉内温度を２５０〜７５０℃の範囲で調整し、焼鈍後の結晶粒径を変化させた。連続焼鈍炉の場合は炉内温度を７００℃とし加熱時間を５秒から１５分の間で適宜調整し、焼鈍後の結晶粒径を調整した。

【0028】

最終冷間圧延の前半では、直径２００ｍｍの大径ロールを使用し、後半では直径５０ｍｍの小径ロールを用いた。後半の小径ロールによる圧延は一回の通板当たりの加工度を３％として数回に分けて実施し、これにより残留応力を調整した。表１には、直径５０ｍｍ、加工度３％の通板の実施回数を示す。

【0029】

最終冷間圧延後には、表１に示す条件で歪取焼鈍を実施し、銅合金の下記項目を調査した。以下にその調査方法詳細を示す。また、その測定結果を表１に示す。

【0030】

（１）結晶粒径、アスペクト比
（イ）最終冷間圧延前の再結晶焼鈍後の平均結晶粒径
圧延直角断面を機械研磨により鏡面に仕上げた後、エッチングにより結晶粒界を現出させた。この金属組織上において、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の切断法に従い測定し、平均結晶粒径を求めた。
（ロ）歪取焼鈍後の平均結晶粒径、アスペクト比
圧延直角断面を機械研磨により鏡面に仕上げた後、エッチングにより結晶粒界を現出させた。この金属組織上において、厚み方向に直線を引き、直線によって切断された結晶粒の個数を求めた。そして、直線の長さをこの結晶粒個数で割った値をＡとした。同様に、幅方向に直線を引き、直線によって切断される結晶粒の個数を求め、直線の長さをこの結晶粒径個数で割った値をＢとした。Ｂ値を平均結晶粒径とし、（Ｂ／Ａ）値をアスペクト比とした。

【0031】

（２）引張強さ
ＪＩＳ Ｂ ７７２１に規定される引張試験機を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠して測定した。

【0032】

（３）導電率
ＪＩＳ Ｈ ０５０５に準拠して測定した。

【0033】

（４）残留応力
Ｘ線回折法により（１１３）面に対し、圧延方向と平行な方向に生じている残留応力を求めた。応力測定の原理および計算式を以下に示す。
・残留応力測定原理
図１のように、試料面法線Ｎと格子面法線Ｎ’とのなす角度ψを変化させてその回折角度（２θ）の変化を調査すると、次式によって残留応力σを求めることができる。

【0034】

【数1】

【0035】

上式において、Ｋ（応力定数）は材料および回折角度により決定される定数である。測定値から２θ／ｓｉｎ²ψの線図を書き、次いで最小二乗法で勾配を求め、Ｋを乗じて残留応力を得る。

【0036】

なお、表１には圧縮または引張残留応力の絶対値を示す。

【0037】

（５）応力緩和特性
歪取焼鈍後の材料から、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊形状の試験片を、試験片の長手方向が圧延方向と平行になるように採取した。図２のように、ｌ＝５０ｍｍの位置を作用点として、試験片にｙ₀のたわみを与え、０．２％耐力の８０％に相当する応力（ｓ）を負荷した。ｙ₀は次式により求めた。
ｙ₀＝（２／３）・ｌ²・ｓ ／ （Ｅ・ｔ）
ここで、Ｅはヤング率であり、ｔは試料の厚みである。１５０℃にて１０００時間加熱後に除荷し、図３のように永久変形量（高さ）ｙを測定し、応力緩和率｛［ｙ（ｍｍ）／ｙ₀（ｍｍ）］×１００（％）｝を算出した。

【0038】

【表1】

【0039】

発明例１〜２０はいずれもＳｎ濃度が０．０１質量％以上０．３質量％以下の銅合金、あるいは、Ｓｎ濃度が０．０１質量％以上０．３質量％以下でＡｇ、Ｆｅ、Ｐを合計濃度が０．１５質量％以下となるよう添加された銅合金であり、これらはいずれもＸ線回折法により求めた（１１３）面に対して圧延方向と平行な方向に生じる残留応力が２５０ＭＰａ以下であり、歪取焼鈍後のアスペクト比が１．２以上であり、平均結晶粒径が１００μｍ以下であることから、いずれも引張強さ、導電率および応力緩和率に優れていた。
ただし、大径ロールで圧延後に小径ロールで圧延を行わなかった発明例１９、および板厚方向の平均結晶粒径が５μｍ未満であった発明例１５の場合、残留応力が２００ＭＰａを超える比較的高い値であり、応力緩和率も３５％を超える比較的高い値であった。

【0040】

Ｓｎ濃度が０．０１質量％未満であった比較例１は、最終冷間圧延後のアスペクト比を１．２以上としても強度が３５０ＭＰａ未満となった。また、最終冷間圧延後に歪取焼鈍を実施しても残留応力が２５０ＭＰａ以下まで減少せず、応力緩和率は４０％を超えた。
Ｓｎ濃度が０．３質量％を超えた比較例２は、引張強さが３５０ＭＰａ以上、応力緩和率が４０％未満であるが、導電率が７５％ＩＡＣＳ未満であった。

【0041】

加工度が２５％未満であり、アスペクト比が１．２未満であった比較例３は、引張強さが３５０ＭＰａ未満となった。また、残留応力値が２５０ＭＰａを超え、応力緩和率が４０％を超えた。

【0042】

製品の平均結晶粒径が１００μｍを超えた比較例４は、残留応力値が２５０ＭＰａ以下となり、応力緩和率は４０％以下であったが、引張強さが３５０ＭＰａ未満となった。

【0043】

歪取焼鈍の焼鈍時間が５秒未満であった比較例５、炉内温度が２００℃未満であった比較例６は、いずれも残留応力が２５０ＭＰａ以下まで減少せず、応力緩和率は４０％を超えた。
歪取焼鈍の焼鈍時間が３時間を越えた比較例７、炉内温度が８００℃を超えた比較例８はいずれも残留応力が２５０ＭＰａ以下となり、応力緩和率は４０％以下であったが、引張強さが３５０ＭＰａ未満となった。

【0044】

歪取焼鈍を行わなかった比較例９は、残留応力が２５０ＭＰａを超え、応力緩和率は４０％を超えた。

【0045】

大径ロールで圧延後の小径ロールによる軽圧下圧延および歪取焼鈍を行わなかった比較例１０は、残留応力が２５０ＭＰａを超え、応力緩和率が４０％を超えた。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明によれば、高強度、高導電性および優れた応力緩和特性を兼ね備えた銅合金を提供することが可能である。このような銅合金は、端子、コネクタ、スイッチ、ソケット、リレー、バスバー、リードフレーム、放熱板等の電子部品の素材として好適に使用することができ、特に電気自動車やハイブリッド自動車などで用いられる高電流用コネクタおよび端子材、又はスマートフォンやタブレットＰＣで用いられる液晶フレーム等の放熱用電子部品の素材として好適に使用することができる。本発明は、産業上有用な発明である。

【図1】

【図2】

【図3】