[发明专利]铜合金材料

说明书

本发明的铜合金材料，其特征在于，具有如下组成：含有0.3质量％以上且小于0.5质量％的Cr、0.01质量％以上且0.15质量％以下的Zr，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，平均晶粒直径设在0.1mm以上且2.0mm以下的范围内，并且，晶粒直径的标准偏差为0.6以下。

技术领域

本申请发明涉及一种铜合金材料，其适合于例如铸造用模具材料和接触片等焊接用部件等在高温环境下使用的部件。

本申请主张基于2015年11月9日于日本申请的专利申请2015-219852号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

以往，C18150等Cu-Cr-Zr系合金具备优异的耐热性及导电性，因此如专利文献1、2所示作为使用环境为高温的铸造用模具材料和焊接用部件的材料而被利用。

这种Cu-Cr-Zr系合金通常通过如下制造工序来制造：对Cu-Cr-Zr系合金铸块实施塑性加工，进行例如保持温度为950～1050℃且保持时间为0.5～1.5小时的固溶处理、以及例如保持温度为400～500℃且保持时间为2～4小时的时效处理，最后，由机械加工做成规定形状。

在固溶处理中，将Cr及Zr固溶于Cu的母相中，并通过时效处理使Cr和Zr的析出物微细地分散，由此实现强度及导电率的提高。

专利文献1：日本特开昭62-097748号公报(A)

专利文献2：日本特开平05-339688号公报(A)

上述Cu-Cr-Zr系合金虽然具有优异的耐热性，但是若暴露于峰值温度为500℃以上的使用环境下，则开始进行析出物的再固溶，随着该再固溶，有时强度及导电率降低，并且产生晶粒的粗大化。

在导致晶粒的粗大化的情况下，有可能龟裂的传播速度增大，产品寿命缩短。并且，由于局部产生晶粒的粗大化，因此存在强度及延伸率等力学性能显著地降低的问题。

发明内容

本申请发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即使在500℃以上的高温环境下使用的情况下，性能也稳定且使用寿命优异的铜合金材料。

为了解决上述课题，本申请发明的一方式的铜合金材料(以下，称为“本申请发明的铜合金材料”)的特征在于，具有如下组成：含有0.3质量％以上且小于0.5质量％的Cr、0.01质量％以上且0.15质量％以下的Zr，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，平均晶粒直径设在0.1mm以上且2.0mm以下的范围内，并且晶粒直径的标准偏差为0.6以下。

在该结构的铜合金材料中，设为如下组成：含有0.3质量％以上且小于0.5质量％的Cr、0.01质量％以上且0.15质量％以下的Zr，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，因此通过时效处理来析出微细的析出物，由此能够提高强度(硬度)及导电率。并且，Cr的含量较少为0.3质量％以上且小于0.5质量％，因此Cr结晶物质少，能够抑制因该Cr结晶物质而导致局部的应变累积从而再结晶晶粒的尺寸变得不均匀的现象。因此，即使在高温环境下使用的情况下，也能够抑制局部的晶粒粗大化。

而且，在本申请发明的铜合金材料中，平均晶粒直径设在0.1mm以上且2.0mm以下的范围内，因此应变累积较少，且不易再结晶。并且，晶粒直径的标准偏差设为0.6以下，因此晶粒直径变得均匀，局部的应变累积少，即使在高温环境下使用的情况下，也能够抑制局部的晶粒粗大化。

在此，在本申请发明的铜合金材料中，优选截面观察中的Cr结晶物质的面积比率为0.5％以下。

该情况下，截面观察中的Cr结晶物质的面积比率限制在0.5％以下，因此局部的应变累积少，即使在高温环境下使用的情况下，也能够可靠地抑制局部的晶粒粗大化。