JPH01119635A - 導電ばね材料 - Google Patents
導電ばね材料Info
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- JPH01119635A JPH01119635A JP62276919A JP27691987A JPH01119635A JP H01119635 A JPH01119635 A JP H01119635A JP 62276919 A JP62276919 A JP 62276919A JP 27691987 A JP27691987 A JP 27691987A JP H01119635 A JPH01119635 A JP H01119635A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
- H01B1/026—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
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- H01H1/025—Composite material having copper as the basic material
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はコネクター、スイッチ、リレー等の電気機器用
材料として用いられる導電性とばね特性に優れた低コス
トの導電ばね材料に関するものである。
材料として用いられる導電性とばね特性に優れた低コス
トの導電ばね材料に関するものである。
（従来の技術）
導電ばね材料としては古（からリン青銅が用いられてい
るが、最近の小型化され高い信幀性が求められる電子部
品に使用するには強度、導電率、曲げ成形性、応力緩和
特性が不十分であるため、公称組成でＣｕ−０，４％Ｂ
ｅ −１，８％ＮｉのＣｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系合金が注目を
集めている。ところがこの合金は材料価格が高いうえに
応力緩和特性の点でも未だ満足できないという欠点があ
った。また従来よりＣｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系３元合金にＡｌ
ｌを添加すると強度向上に効果のあることが知られてお
り、例えば特開昭４８−１０３０２３号公報には０．３
〜１．０％Ｂｅ、 １．０〜３．０％Ｎｉ、２．０〜７
．０％Ａｌを基本成分とするばね用合金が示されている
が、Ａｌを２％以上含有しているために圧延加工性が悪
く加工コストが高くなるとともに、Ａｌが導電率、曲げ
成形性を阻害するという新らたな欠点を持つものであっ
た。
るが、最近の小型化され高い信幀性が求められる電子部
品に使用するには強度、導電率、曲げ成形性、応力緩和
特性が不十分であるため、公称組成でＣｕ−０，４％Ｂ
ｅ −１，８％ＮｉのＣｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系合金が注目を
集めている。ところがこの合金は材料価格が高いうえに
応力緩和特性の点でも未だ満足できないという欠点があ
った。また従来よりＣｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系３元合金にＡｌ
ｌを添加すると強度向上に効果のあることが知られてお
り、例えば特開昭４８−１０３０２３号公報には０．３
〜１．０％Ｂｅ、 １．０〜３．０％Ｎｉ、２．０〜７
．０％Ａｌを基本成分とするばね用合金が示されている
が、Ａｌを２％以上含有しているために圧延加工性が悪
く加工コストが高くなるとともに、Ａｌが導電率、曲げ
成形性を阻害するという新らたな欠点を持つものであっ
た。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記したような従来の問題点を解決して、従来
のリン青銅、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系合金、Ｃｕ−Ｎ１−Ａ
１−Ｂｅ系合金に比較して導電性、曲げ成形性、応力
緩和特性、圧延加工性等が優れ、しかも低コストの導電
ばね材料を目的として完成されたものである。
のリン青銅、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系合金、Ｃｕ−Ｎ１−Ａ
１−Ｂｅ系合金に比較して導電性、曲げ成形性、応力
緩和特性、圧延加工性等が優れ、しかも低コストの導電
ばね材料を目的として完成されたものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は重量比で０．１５〜０．３５％のＢｅと、０．
３〜１．５％のＡｌと、Ｎｉ及びＣｏの一方又は双方を
総量で１．６〜３，５％含み、残部がＣｕ及び不可避的
不純物からなることを特徴とする第１の発明と、重量比
で０．１５〜０．３５％のＢｅと、０．３〜１．５％の
Ａｌと、Ｎｉ及びＣｏの一方又は双方を１ｇｌｆｔで１
．６〜３．５％含み、更に５ｉＳＳｎ、 ２１１％ Ｆ
ｅ、 Ｍｇ、 Ｔｉからなる群がら選択された１種以上
の成分を各成分が０．０５〜０．３５％、総和が０．０
５〜１．０％の範囲で含み、残部がＣｕ及び不可避的不
純物からなることを特徴とする第２の発明とからなるも
のである。
３〜１．５％のＡｌと、Ｎｉ及びＣｏの一方又は双方を
総量で１．６〜３，５％含み、残部がＣｕ及び不可避的
不純物からなることを特徴とする第１の発明と、重量比
で０．１５〜０．３５％のＢｅと、０．３〜１．５％の
Ａｌと、Ｎｉ及びＣｏの一方又は双方を１ｇｌｆｔで１
．６〜３．５％含み、更に５ｉＳＳｎ、 ２１１％ Ｆ
ｅ、 Ｍｇ、 Ｔｉからなる群がら選択された１種以上
の成分を各成分が０．０５〜０．３５％、総和が０．０
５〜１．０％の範囲で含み、残部がＣｕ及び不可避的不
純物からなることを特徴とする第２の発明とからなるも
のである。
上記のように本発明においてはＢｅを０．１５〜０．３
５％と従来合金よりも低く抑えている。これは材料価格
を引下げるためであるが、Ｂｅを減少させると溶体化処
理時に結晶粒が成長し強度が低下する傾向を示す、先に
述べた特開昭４８−１０３０２３号公報の発明ではＢｅ
を０．３％まで減少させることによる強度低下を２〜７
％という多量のＡｌの添加により補償しようとしたため
に圧延加工性の低下を招き、加工コストが増加してトー
タルコストは却って高くなるおそれがあった。そこで本
発明ではＢｅ減少による強度低下をＮｉ又はＣｏの相対
的増加と少量の八ｉの添加により補う。本発明によれば
Ａｌを添加することにより助長される溶体化処理時の結
晶粒粗大化をＮ％、Ｃｏの含有量及びＡｆｉ、ＢｅとＮ
ｉ、Ｃｏの相対的比率の適正比によって有効に抑制し、
成形性の向上を図ることができる。またＡＮを０．３〜
１．５％の範囲とすれば応力緩和特性が向上するととも
に圧延加工性も阻害されることがなく、加工コストの増
大を招くこともない、このように、０．１５〜０．３５
％という少量のＢｅと、０．３〜１．５％という従来よ
りも少量のＡｌと、１．６〜３．５のＮｉ又はＣｏとい
う第１の発明の組合わせは本発明者によりはじめて提案
されるものであり、多量の八εを添加していた従来組成
よりも緒特性のトータルバランスに優れたＣｕ−Ｂｅ系
合金が提供されることとなる。
５％と従来合金よりも低く抑えている。これは材料価格
を引下げるためであるが、Ｂｅを減少させると溶体化処
理時に結晶粒が成長し強度が低下する傾向を示す、先に
述べた特開昭４８−１０３０２３号公報の発明ではＢｅ
を０．３％まで減少させることによる強度低下を２〜７
％という多量のＡｌの添加により補償しようとしたため
に圧延加工性の低下を招き、加工コストが増加してトー
タルコストは却って高くなるおそれがあった。そこで本
発明ではＢｅ減少による強度低下をＮｉ又はＣｏの相対
的増加と少量の八ｉの添加により補う。本発明によれば
Ａｌを添加することにより助長される溶体化処理時の結
晶粒粗大化をＮ％、Ｃｏの含有量及びＡｆｉ、ＢｅとＮ
ｉ、Ｃｏの相対的比率の適正比によって有効に抑制し、
成形性の向上を図ることができる。またＡＮを０．３〜
１．５％の範囲とすれば応力緩和特性が向上するととも
に圧延加工性も阻害されることがなく、加工コストの増
大を招くこともない、このように、０．１５〜０．３５
％という少量のＢｅと、０．３〜１．５％という従来よ
りも少量のＡｌと、１．６〜３．５のＮｉ又はＣｏとい
う第１の発明の組合わせは本発明者によりはじめて提案
されるものであり、多量の八εを添加していた従来組成
よりも緒特性のトータルバランスに優れたＣｕ−Ｂｅ系
合金が提供されることとなる。
次に各合金成分の含有率の限定理由を示す。Ｂｅは０．
１５％未満では析出硬化性が小さくなり強度が低下する
とともに溶体化処理時の結晶粒粗大化が防止できなくな
る。逆にＢｅが０．３５％を越えると材料価格の引下げ
が行えなくなるので、０．１５〜０．３５％の範囲内に
あるものとした。ＡｆはＢｅ量の減少に伴う強度低下を
補い、特に応力緩和特性を改善するために重要な成分で
あって、０．３％未満ではその効果が顕著ではなく、逆
に１．５％を越えると導電性が著しく阻害され、また圧
延加工性が害されて加工コストの引上げを招くため０．
３〜１．５％、特に好ましくは０．４〜１．１％の範囲
内にあるものとした。更にＡｌを０．３〜１．５％の範
囲で添加することにより合金の鋳造性、スラグ分離性、
耐酸化性等も大きく改善され、製造コストの低減に寄与
することができる。
１５％未満では析出硬化性が小さくなり強度が低下する
とともに溶体化処理時の結晶粒粗大化が防止できなくな
る。逆にＢｅが０．３５％を越えると材料価格の引下げ
が行えなくなるので、０．１５〜０．３５％の範囲内に
あるものとした。ＡｆはＢｅ量の減少に伴う強度低下を
補い、特に応力緩和特性を改善するために重要な成分で
あって、０．３％未満ではその効果が顕著ではなく、逆
に１．５％を越えると導電性が著しく阻害され、また圧
延加工性が害されて加工コストの引上げを招くため０．
３〜１．５％、特に好ましくは０．４〜１．１％の範囲
内にあるものとした。更にＡｌを０．３〜１．５％の範
囲で添加することにより合金の鋳造性、スラグ分離性、
耐酸化性等も大きく改善され、製造コストの低減に寄与
することができる。
Ｎｉ、 Ｃｏは総量が１．６％未満ではＢｅの減少及び
Ａｌの添加に伴う溶体化処理時の結晶粒粗大化を防止で
きないために強度、伸び、成形性の向上が得られず、逆
に３．５％を越えると強度を低下させまた導電率を悪化
させるなどの問題を生ずるうえに、材料の鋳造性や熱間
加工性をも害するために１．６〜３．５％の範囲、特に
好ましくは２．０〜２．７％の範囲にあるものとした。
Ａｌの添加に伴う溶体化処理時の結晶粒粗大化を防止で
きないために強度、伸び、成形性の向上が得られず、逆
に３．５％を越えると強度を低下させまた導電率を悪化
させるなどの問題を生ずるうえに、材料の鋳造性や熱間
加工性をも害するために１．６〜３．５％の範囲、特に
好ましくは２．０〜２．７％の範囲にあるものとした。
なおＮｉとＣｏの総量と八１含有量、Ｂｅ含有量との関
係について詳細に検討した結果、重量比で（１，７５＋
０．５ ｘ Ａ １含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃｏ含
有量）≦（２，７５＋ ０．５ ｘ Ａ Ｊ含有量）と
（２，４２ｘＢｅ含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃｏ含有量
）≦（３，６−２×Ｂｅ含有量）の２式を満足する範囲
内にあるときに最も好ましい特性が得られることを見出
した。これらの関係は第１図、第２図のグラフに斜線部
として示されるとおりであり、Ａｊ！の増加による溶体
化処理時の結晶粒粗大化等の影響を打消すためにＡｌの
増加につれてＮｉ＋Ｃｏ量を増加させねばならず、また
Ｂｅ量を減少させた場合にもＮｉ＋Ｃｏ量を増加させる
べきことが分かる。
係について詳細に検討した結果、重量比で（１，７５＋
０．５ ｘ Ａ １含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃｏ含
有量）≦（２，７５＋ ０．５ ｘ Ａ Ｊ含有量）と
（２，４２ｘＢｅ含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃｏ含有量
）≦（３，６−２×Ｂｅ含有量）の２式を満足する範囲
内にあるときに最も好ましい特性が得られることを見出
した。これらの関係は第１図、第２図のグラフに斜線部
として示されるとおりであり、Ａｊ！の増加による溶体
化処理時の結晶粒粗大化等の影響を打消すためにＡｌの
増加につれてＮｉ＋Ｃｏ量を増加させねばならず、また
Ｂｅ量を減少させた場合にもＮｉ＋Ｃｏ量を増加させる
べきことが分かる。
本願第２の発明は、上記した第１の発明の組成に更にＳ
ｉｓ ５１１％ Ｚｎｓ Ｆｅｓ ｎｇ、 Ｔｉからな
る群から選択された一種以上の成分を添加することによ
り機械的強度の向上を図ったものである。各成分は０゜
０５％未満ではその効果が認められず、逆に単独で０．
３５％を越えるか総量が１．０％を越えるとその効果が
飽和するばかりか導電率の低下を招く。
ｉｓ ５１１％ Ｚｎｓ Ｆｅｓ ｎｇ、 Ｔｉからな
る群から選択された一種以上の成分を添加することによ
り機械的強度の向上を図ったものである。各成分は０゜
０５％未満ではその効果が認められず、逆に単独で０．
３５％を越えるか総量が１．０％を越えるとその効果が
飽和するばかりか導電率の低下を招く。
以上に述べた第１及び第２の発明の合金はばね特性がば
ね用リン青銅と同等以上であり、特に応力緩和特性、導
電率、成形性に優れ、またコスト的にも優れた合金であ
る０次に実施例により本発明の合金の特性値を示す。
ね用リン青銅と同等以上であり、特に応力緩和特性、導
電率、成形性に優れ、またコスト的にも優れた合金であ
る０次に実施例により本発明の合金の特性値を示す。
（実施例）
実 験 １
第１表に示される組成を持つ第１の発明の実施例である
隘１〜阻８の合金及び第２の発明の実施例である磁９〜
磁１４の合金及び比較例１の階１〜Ｎ１１ＩＯの合金を
高周波誘導炉で溶解鋳造し、熱間鍛造、熱間圧延を経て
焼鈍圧延を繰返し、０．３４龍の厚さの板材を得た０次
に最終溶体化処理として９３０℃で５分間加熱後に水中
冷却する処理を行い、更に４０％の圧延を行った後に４
５０℃で２時間の時効処理を施して諸特性を測定した。
隘１〜阻８の合金及び第２の発明の実施例である磁９〜
磁１４の合金及び比較例１の階１〜Ｎ１１ＩＯの合金を
高周波誘導炉で溶解鋳造し、熱間鍛造、熱間圧延を経て
焼鈍圧延を繰返し、０．３４龍の厚さの板材を得た０次
に最終溶体化処理として９３０℃で５分間加熱後に水中
冷却する処理を行い、更に４０％の圧延を行った後に４
５０℃で２時間の時効処理を施して諸特性を測定した。
その結果を第２表に示す。なお比較例１０は公称組成が
Ｃｕ−０，４％Ｂｅ−１、８％Ｎｉの合金、比較例１１
は市販のばね用リン青銅である。
Ｃｕ−０，４％Ｂｅ−１、８％Ｎｉの合金、比較例１１
は市販のばね用リン青銅である。
ここで応力緩和特性は試験片に４０ｋｉｒｆ／■１１の
最大曲げ応力を作用させ、２００℃で１００時間保持後
に曲げ荷重を解除して永久変形量を測定し、応力残留率
に換算して求めた。また曲げ成形性は９０°曲げを行っ
てもクラックを生じない最小曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ
／ｌで評価した。これらの各特性は圧延方向（θ°）に
試料を打抜いて調べたが、成形性については圧延方向と
直角方向（９０°）の特性も評価した。
最大曲げ応力を作用させ、２００℃で１００時間保持後
に曲げ荷重を解除して永久変形量を測定し、応力残留率
に換算して求めた。また曲げ成形性は９０°曲げを行っ
てもクラックを生じない最小曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ
／ｌで評価した。これらの各特性は圧延方向（θ°）に
試料を打抜いて調べたが、成形性については圧延方向と
直角方向（９０°）の特性も評価した。
実 験 ２
第１表に示される実施例磁１〜ｌ１ｈ１４の合金及び比
較例Ｎａｌ−１１１１０の合金を実施例１と同様に加工
して０．２２ｆｉの厚さの板材を得た。次に最終溶体化
処理を９３０℃で５分間施し、更に１０％の圧延を行っ
た後に４５０℃２時間の時効処理を施して諸特性を測定
した。その結果は第３表に示されるとおりであり、評価
方法は実施例１と同様である。
較例Ｎａｌ−１１１１０の合金を実施例１と同様に加工
して０．２２ｆｉの厚さの板材を得た。次に最終溶体化
処理を９３０℃で５分間施し、更に１０％の圧延を行っ
た後に４５０℃２時間の時効処理を施して諸特性を測定
した。その結果は第３表に示されるとおりであり、評価
方法は実施例１と同様である。
実 験 ３
第１表に示される実施例隘１〜−１４の合金及び比較例
阻１〜磁１０の合金を実施例１と同様に加工して”ｌ
、Ｑ 鶴の厚さの板材を得た０次に最終溶体化処理を９
３０℃で５時間施し、更に９０％圧延を行った後に４０
０℃４時間の時効処理を施して第 ３ 表 実験２ （発明の効果） 本発明は以上の実施例の特性値からも明らかなように、
比較例１Ｏとして示した従来のＣｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系合金
よりもＢｅ含有料を減少させて材料価格の低下を図り、
しかも強度をほぼ同レベルに維持しつつ応力緩和特性等
の改善を図ったものである。また本発明は比較例１１と
して示したばね用リン青銅に比較して特に応力緩和特性
、導電率、成形性に優れたものである。このように本発
明の導電ばね材料は緒特性のトータルバランスとコスト
パーフォーマンスに優れたものであるがら、従来の問題
点を一掃した導電ばね材料として、産業の発展に寄与す
るところは極めて大である。
阻１〜磁１０の合金を実施例１と同様に加工して”ｌ
、Ｑ 鶴の厚さの板材を得た０次に最終溶体化処理を９
３０℃で５時間施し、更に９０％圧延を行った後に４０
０℃４時間の時効処理を施して第 ３ 表 実験２ （発明の効果） 本発明は以上の実施例の特性値からも明らかなように、
比較例１Ｏとして示した従来のＣｕ−Ｎｉ−Ｂｅ系合金
よりもＢｅ含有料を減少させて材料価格の低下を図り、
しかも強度をほぼ同レベルに維持しつつ応力緩和特性等
の改善を図ったものである。また本発明は比較例１１と
して示したばね用リン青銅に比較して特に応力緩和特性
、導電率、成形性に優れたものである。このように本発
明の導電ばね材料は緒特性のトータルバランスとコスト
パーフォーマンスに優れたものであるがら、従来の問題
点を一掃した導電ばね材料として、産業の発展に寄与す
るところは極めて大である。
第１図はＡｌＬ含有量とＮｉ＋Ｃｏ含有量との関係を示
すグラフ、第２図ばＢｅ含有量とＮｉ＋Ｃｏ含有量との
関係を示すグラフである。
すグラフ、第２図ばＢｅ含有量とＮｉ＋Ｃｏ含有量との
関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比で０．１５〜０．３５％のＢｅと、０．３〜
１．５％のＡｌと、Ｎｉ及びＣｏの一方又は双方を総量
で１．６〜３．５％含み、残部がＣｕ及び不可避的不純
物からなる導電ばね材料。 ２、重量比で表わした各成分の含有量が、 （１．７５＋０．５×Ａｌ含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃ
ｏ含有量）≦（２．７５＋０．５×Ａｌ含有量） （２．４−２×Ｂｅ含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃｏ含有
量）≦（３．６−２×Ｂｅ含有量） の２式を満足する範囲内にある特許請求の範囲第１項記
載の導電ばね材料。 ３、重量比で０．１５〜０．３５％のＢｅと、０．３〜
１．５％のＡｌと、Ｎｉ及びＣｏの一方又は双方を総量
で１．６〜３０５％含み、更にＳｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｆｅ
、Ｍｇ、Ｎｉからなる群から選択された１種以上の成分
を各成分が０．０５〜０．３５％、総和が０．０５〜１
．０％の範囲で含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物か
らなる導電ばね材料４、重量比で表わした各成分の含有
量が、 （１．７５＋０．５×Ａｌ含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃ
ｏ含有量）≦（２．７５＋０．５×Ａｌ含有量） （２．４−２×Ｂｅ含有量）≦（Ｎｉ含有量＋Ｃｏ含有
量）≦（３．６−２×Ｂｅ含有量） の２式を満足する範囲内にある特許請求の範囲第３項記
載の導電ばね材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276919A JPH01119635A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 導電ばね材料 |
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| EP88310222A EP0314523B1 (en) | 1987-10-30 | 1988-10-31 | Electrically conductive spring materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276919A JPH01119635A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 導電ばね材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119635A true JPH01119635A (ja) | 1989-05-11 |
Family
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Family Applications (1)
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