JPH02107732A

JPH02107732A - 高強度高導電性銅基合金

Info

Publication number: JPH02107732A
Application number: JP26123688A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kanzaki; 神崎　敏裕; Akira Sugawara; 章菅原
Original assignee: Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0778266B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）技術分野本発明は、自動車部品の電装品等に用いられるワイヤー
ハーネスのターミナルに代表される電気・電子材料用と
して好適な高強度・高導電性銅基合金に関するものであ
る。

（ロ）従来技術今日、自動車産業は周知の通り日本の基幹産業として大
きな役割を果すに至っており、その生産台数の増加は著
しく、また近時ではカーエレクトロニクスの発達により
、これに使用される伸銅品材料がますます増加している
。

従って、自動車の電装品の一翼を担うワイヤーハーネス
もこれにもれず、１台当り約Ｉ　Ｋｍの長さ９重量で約
２０Ｋｇが使用されるまでになった。

しかしながら、近時の自動車に対する要求は軽量化、高
信頼性および低コスト化とますます厳しいものになり、
従ってワイヤーハーネスも軽量化、高信頼性および低コ
スト化が要求されるようになって来ている。

ここで、ワイヤーハーネスは電線とターミナルが一体と
なったものであり、軽量化と配線の高密度化のためには
、ターミナル材料の材料特性および信頼性の向上が必要
かつ不可欠である。

上記のような背景の下に、具体的にターミナル材料は薄
肉化され、また複雑な形状にプレス成形されることから
、強度９弾性、導電性およびプレス成形性が良好なこと
が必要である。

更に、耐食性、＃応力腐食割れ性が良いことは勿論のこ
とで、エンジンルーム■辺や排ガス系統周辺では熱的な
負荷も加わることから、＃応力緩和特性シこも優れてい
なければならない。

しか［７ながら、従来において上記のような諸特性を同
時に兼備し、かつ安価な材料は得られなかった。

（ハ）発明の開示本発明は、カーエレクトロニクスの発達に伴なって、ワ
イヤーハーネスのターミナル材料に要求される上記のよ
うな諸特性を兼備した銅基合金１　さらに詳しくは強度
１弾性および電気伝導性に優れ、かつプレス成形性、＃
応力緩和特性等に優れたワイヤーハーネスのターミナル
用材料として好適な銅基合金を開発すべく鋭意研究の結
果、開発されたものであって、次記の銅基合金を提供す
るものである。

即ち、まず第１の発明は、Ｎ　ｉ　：　０．０５〜５．
０賛七％、　Ｂ　ｅ　：　０．００５〜１．５　ｗｔ％
、Ｚ　ｎ　：　０．０１〜５．０ｗｔ％、残部がＣｕお
よび不可避不純物からなる高強度高導電性銅基合金であ
る。

また、第２の発明は、Ｎ　ｉ　：　０．０５〜５．０ｗ
ｔ％、Ｂ　ｅ　：　０．００５〜１．５　ｗｔ％、Ｚ　
ｎ　：　０．０１〜５．０ｗｔ％を含み、更に、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｏ。

Ｓｎ、Ｐｂ、Ａ文、Ｂｉ　、Ｐから成る群より選ばれた
１種又は２種以上を合計で０．００５〜２．０ｗｔ％含
み、残部がＣｕおよび不可避不純物からなることを特徴
とする高強度高導電性鋼基合金である。

本発明に係る銅基合金は、Ｎｉ、Ｂｅ、Ｚｎの適漬の添
加により、ワイヤーハーネスのターミナル用材料として
好適な銅基合金に必要なＬ記諸特性を発現せしめた点に
基本的な特徴がある。

次に、本発明に係る銅基合金の成分組成範囲を上記の通
りに限定した理由について説明する。

（１）ＮｉＮｉは、Ｂｅと化合物を形成し、強度１弾性耐熱性およ
び耐応力緩和特性等の向」二に寄与する元２Ｖである。

また、鋳造Ｍ１織および熱間加工組織を微細化し、かつ
溶体化処理時の結晶粒の粗大化を防ＩＦする効果がある
。

このような効果を発揮させるためには、Ｎｉ含有値が０
．０５ｗｔ％未満では所望の効果が得られず、一方５．
０ｗｔ％を越えて含有させると電気伝導性の低下が顕著
となり、また経済的にも不利となることから、その含有
量は０．０５ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲とする。

（２）ＢｅＢｅは、その含有量が０．００５　ｖｔ％未満ではＮｉ
との共存下でも強度１弾性、耐熱性および耐応力緩和特
性等について所望の効果が得られず、一方Ｂｅ含右量が
１．５　ｗｔ％を越えると電気伝導性が低下すると共に
、プレス成形性が著しく低下し、また経済的にも不利と
なることから、その含有量は０．００５〜１．５　ｗｔ
％の範囲とする。

（３）ＺｎＺｎは、Ｃｕマトリックス中に固溶して加工性及び電気
伝導性を大きく損なうことなしに強度及び弾性を向ヒさ
せる。また、熱処理時の溶着を効果的に防１卜する元素
であり、更に溶解、鋳造時には脱酸剤として機能し、熱
間圧延や熱処理後の酸洗時の酸化膜除去についても効果
的に作用する。

加えて、本発明に係る銅基合金の半田メツキの耐候性に
も効果がある。また、ワイヤーハーネスのターミナル材
料は塩水に暴露される可能性が大きく、このようなとき
はターミナル材料である銅合金からＣｕイオンが溶出し
、回路の短絡を起こす欠点があるが、Ｚｎを含有するこ
とによってＣｕイオンの溶出を効果的に抑制する。従っ
て、短絡現象も抑制される。

このような効果を発揮させるためには、０．０１ｗｔ％
以七の含有量が必要であるが、一方５．Ｑ　ｗｔ％を越
えて含有すると、電気伝導性の低下が顕著となり、また
耐応力腐食割れ性が低下する。

従って、Ｚｎの含有酸は０．Ｏ１〜５．０ｗｔ％の範囲
とする。

（り副成分更に、副成分としてＴｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｆｅ。

Ｃｏ　、　Ｓ　ｎ　、　Ｐ　ｂ　、　Ａ　ｌ　、Ｂ　ｉ
　＊　Ｐからなる群より選ばれた１種又は２種以上をＮ
ｉ、Ｂｅ、Ｚｎを含有する第１の発明の銅基合金に含有
させることにより、第１発明の合金の加工性及び電気伝
導性を大きく損なうことなしに、第１発明の銅基合金の
強度９弾性、＃熱性及び耐応力緩和特性等の開時性をよ
り一層向上させることができる。また上記の副成分は、
鋳造、熱間圧延、熱処理時の結晶の微細化にも寄与する
ものである。

このような効果を充分に発揮させるためには、Ｌ記副成
分から選ばれた１種又は２種以上を合計で０．００５　
ｗｔ％以上を含有させる必要があり、一方２、０ｗｔ％
を越えて含有すると、加工性及び電気伝導性の低下が顕
著となり、鋳造時の湯流れ性の低下や、熱処理時に強固
な酸化被膜を生成するなど、製造上の問題も生じ、経済
的にも不利となる。

従って、上記副成分の含有量の範囲は、１種或は２種以
上を合計で０．００５〜２．０ｗｔ％とする。

次に１本発明を実施例により具体的に説明する。

（ニ）実施例実施例１第１表に化学成分値（重量％）を示す銅基合金Ｎｏ、　
１−Ｎｏ、　１４を高周波誘導溶解炉を用いて溶製し、
２０　Ｘ　５０　Ｘ　２２０　（ａｍ）の鋳塊に鋳造し
た。

ただし、溶解鋳造時の雰囲気はＡｒガスシールとし、鋳
造後直ちに水冷した。各鋳塊を面削後。

冷間圧延と焼鈍を繰返し、厚さ０．８　ａｍまで冷間圧
延した。

その後、８１５℃の温度で１０分間熱処理後、水急冷を
行ない、さらに酸洗を施した。

上記のようにして得られた熱処理材を厚さ０．３ｍｌま
で冷間圧延し、５００℃の温度で３０分間の熱処理を施
し、試験材とした。

得られた試験材を用いて、各所定の試験片を作成し、引
張強さ、導電率およびハンダ＃候性を測定した。その結
果を第１表に示す。

測定法としては、引張強さ、導電率の測定はＪ　ｌ５−
Ｚ−２２４１、ＪＩＳ−Ｈ−０５０５＋、：従って行な
った。

また、ハンダ耐候性は試験片に溶融ハンダメツキ（Ｓｎ
−４０ｗｔ％Ｐｂ、デ４−／プ、２６０℃×５ｓｅｃ、
弱活性ロジンフラックス使用）を行ない、１５０℃の温
度で３００時間大気中に保持後、試験片を９０°Ｗ曲げ
し、曲げ部の観察を行なった。′Ｍ１察の結果、メツキ
が密着しているものは○印、剥離しているものはＸ印と
して、第１表に示した。

第１表に示した結果から、本発明に係るＮｏ、　　１〜
９の銅基合金は、引張強さ、導電率のバランスに優れ、
かつハンダ耐候性も良好である。従って、ワイヤーハー
ネスのターミナル等の電気電子用材料として好適な非常
に優れた特性を有する銅基合金である。

これに対して、Ｚｎを含まない比較合金Ｎｏ、　　１０
および本発明の成分組成範囲よりＮｉ贋の多い比較合金
Ｎｏ、１４ではハンダ耐候性が劣化している。

また、本発明の成分績ｒｓ、１ｉｉｉ囲よりＺｎ量が多
い比較合金Ｎｏ、１３やＮｉｉが多いＮｏ、１４テは導
電率が低く、引張強さの向上も認められない。

更に、Ｎｉを含まない比較合金Ｎｏ、１２では引張強度
が本発明合金に比して低く、Ｂｅを含まない比較合金Ｎ
ｏ、１１は、引張強さ、導ＴＬ率共に低い。

（以下余白）実施例２実施例１の第１表中に示す本発明合金Ｎｏ、　　１と市
販のリン青銅２種（Ｃ５１９１−Ｈ）について、硬度、
引張強さ、ばね限界値、導電率、耐応力緩和特性及び耐
熱性を試験測定した。その結果を第２表に示す。

引張強さ、導電率の測定試験は実施例１と同様の測定法
であり、硬度およびばね限界値の測定はそれぞれＪ　ｌ
５−Ｚ−２２４４およびＪＩＳ−Ｈ３１３０に従って行
なった。

また、応力緩和試験は試験片の中央部の応力が４０Ｋｇ
ｆ／ｍｍｚになるようにＵ字曲げを行ない１５０℃の温
度で２００時間保持後の曲げぐせを応力緩和率として、
次式により算出した。

応力緩和率（Ｘ）＝［（ＬＩ　　　Ｌ２　）　／（ＬＩ　　ＬＯ）ＩＸｌｏ
ｏＬｏ　：治具の長さ（■腸）Ｌｌ　：開始時の試料長さ（ＩＩ＋１）Ｌｚ　：処理後
の試料端間の水平距離（ｍｍ）更に耐熱性試験は、試料
の硬度が初期硬度の８Ｏ％になるときの温度（３０分間
保持）とした。

（以下余白）第２表に示す結果から、本発明の銅基合金は。

従来の代表的なワイヤーハーネスのターミナル等の電気
電子用材料であるリン青銅に比較して、導電率、耐応力
緩和特性ならびに耐熱性が格段に向ヒしていることが分
る。従って、本発明銅基合金は高度な耐環境性を有し、
信頼性に極めて優れていることが明らかである。

（ホ）発明の効果以ヒの実施例から明らかなように、本発明に係る銅基合
金は、高強度、高弾性、高電気伝導性を有１２、かつ耐
応力緩和特性および耐熱性に優れており、更に充分なハ
ンダ耐候性を有しているので、ワイヤーハーネスのター
ミナル等の電気電子用材料として最適なものである。

しかも、本発明合金は、近年の自動車用電装品の小型軽
量化と配線の高ｃ＆′度化に充分対応できるターミナル
用として好適な画期的な銅基合金である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ：０．０５〜５．０ｗｔ％、Ｂｅ：０．００５〜１．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．０１〜５．０ｗｔ％、残部：Ｃｕおよび不可避不純物，からなることを特徴とする高強度高導電性銅基合金。
（２）Ｎｉ：０．０５〜５．０ｗｔ％、Ｂｅ：０．００５〜１．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．０１〜５．０ｗｔ％、を含み、更にＴｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｎ，Ｐ
ｂ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｐから成る群より選ばれた１種又は２
種以上を合計で０．００５〜２．０ｗｔ％含み、残部が
Ｃｕおよび不可避不純物からなることを特徴とする高強
度高導電性銅基合金。