JPH02114404A - 電気・電子機器用銅合金細線 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は銅合金細線に関するものであり、特に、電子
ｖｉ器、ｘｔａｐ＋機器、医療機器、情報通１２機器等
に用いられる銅合金細線に関するものである。

Ｌ従来の技術ｊ 電子機器、二重−１機器、医療機器、情報通信機器等に
用いられる導体として、従来、主として純銅（タフピッ
チ鋼・無酸素銅）が用いられている。

しかし、純銅は導電率等の電気的特性は良いが、引張強
度や曲げ強度等の機械的特性は悪いという欠点をＨして
いた。

そこで、純銅よりも導電率等の電気的特性は劣るが、引
張強度や曲げ強度等の機械的特性は良い銅−ベリリウム
系合金が、導体として用いられる場合がある。

さらに、銅−ベリリウム系合金よりも引張強度や曲げ強
度等の機械的特性は劣るが、導電率等の電気的特性は良
い銅−スズ系合金が、導体として用いられる場合もある
。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来の電子機器等に用いられる導体には
、導電率等の電気的特性は良いが、引張強度や曲げ強度
等の機械的特性が悪いものか、または、引張強度や曲げ
強度等の機械的特性は良いが、導電率等の電気的特性は
悪いものしかなかった。

しかし、最近の電子・電気ならびに通信産業の発展に伴
ない、導電率等の電気的特性と引張強度や曲げ強度等の
機械的特性の両方とも良い電気・７１ｉ７−機器用導体
が求められるようになった。

なお、導電率等の電気的特性と引張強度や曲げ強度等の
機械的特性の両刀とも良い金属として、コルソン合金（
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金、たとえば、朝０金属工学シリー
ズ、非鉄金属材科学、村上陽太部・亀井清３５２頁）が
知られているが、細線への伸線加工性（伸線性：１回断
線するまでの仲１１に問題があり、電気・電子機器用の
導体としては用いることができない。

この発明は、かかる従来の課題を解決するためになされ
たもので、導電率等の電気的特性と引張強度や曲げ強度
等の機械的特性の両方とも良く、なおかつ、細線への伸
線加１ユ性が良好な電気・電子機器用銅合金細線を提供
することを１的としている。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の発明では、Ｎｉを０．６〜３．５重量ｇ６、
Ｓｉを０．１〜０．８重量？６、Ｙもしくは希土類元素
から選ばれた１種以上の元素をＣ１，０１〜１．０重量
９６含み、残部がＣｕおよび不ｉ＋Ｊ避不純物からなり
、Ｓｉに対するＮｉの重量比Ｎｉ／Ｓｉが３〜６になる
ようにする。

請求Ｊ＋！ｔ’）に記載の発明では、線径が直径０．０
８　ｍ　ｍ以下である。

［作用・効果］ 本発明の銅合金は時効硬化性銅合金である。

銅合金中に、ＮｉとＳｉを含（−ｆさせるのは、銅合金
中に析出するＮｉとＳｉの金属間化合物によって、銅合
金細線の引張強度や曲げ強度等の機械的特性が向上する
からである。

Ｓｉに対するＮｉの重量比Ｎｉ／Ｓｉか３〜６になるよ
うにしたのは、ＳＩとＮｉは、！Ｉｉ量比Ｎｉ　／　Ｓ
　ｉが３〜６で金属間化ａ物をつくるからである。

すなわち、！Ｊｌｆ量比３未満の場合は、金属間化合物
を形成できないＳｉが生じる。Ｓｉは、単独では銅合金
中に析出しにくいため、金属間化合物を形成できないＳ
ｉは銅合金中に固溶したままとなる。

導電率は、固溶状態の方が析出状態よりも低くなるので
、金属間化合物を形成できないＳＬによって、銅合金細
線の導電率が著しく下がるのである。

また、！Ｔｆ瓜比６より上の場合は、金属間化合物を形
成できないＮｉが生じる。

Ｎｉは、単独では銅合金中にｔ＋７出しにくいため、金
属間化合物を形成できないＮｉは銅合金中に固溶したま
まとなり、銅合金細線の導電率が皆しく下がるのである
。

Ｎ　ｉ　３　（−７ｍ’ｘｏ、　６〜３．５ｍｍ”、ｉ
；ｓ　Ｓ　ｉ含有量を０，１〜０．８重量９１Ｊとした
のは、Ｎｉ含有量が０　、６１ｎｌｉｔ９６　ｔ、　ｔ
：　１．ｔ　Ｓ　ｉ　含有量が０．１重量９６未満にな
ると析出するＮｉとＳｉの金属間化合物が少なくなるた
め、十分な引張強度や曲げ強度を得られなくなるからで
あり、Ｎｉ含有量が３゜５重量９６またはＳｉ含有量が
０８８重量％より増えると、Ｎｉ、ＳｉおよびＮｉとＳ
ｉの金属間化合物が過剰に固溶またはド１出し、導電率
を著しく下げることになるからである。

Ｙもしくは希土類元素から選ばれた１種以上の元素を含
イ１°させるのは、導電率等の電気的特性と引張強度や
曲げ強度等の機械的特性とに悪影響を与えずに、細線へ
の仲線加］−性を向上させるためである。

すなわち、Ｙもしくは希土類元素から選ばれた１種以上
の元素を含Ｒさせるごとに、ｔｌｉ出粒子粒子り微細か
つ均一となり、伸線加工性が向上するのである。

Ｙもしくは希土類元素を０．０１〜１．０重量％と限定
したのは、これらの含有量が０．０１重量９６未満だと
析出粒子をより微細かつ均一にする効果が少なくなるか
らであり、これらの含有量が１．０重量％より上回ると
、固溶またはｆｌｉ出するＹもしくは希土類元素が増加
す、るため、導電率等の電気的特性が著しく低下するか
らである。

なお、本発明の銅合金は耐熱性が優れているので、はん
だ付は性が優れ、またＳｎ、Ａｇ、ＮｉおよびＡｕ等の
メツキを施しても十分な導電性・引張強度・曲げ強度等
が得られる。なお、耐熱性が向上するのは、ＮｉとＳｉ
の金属間化合物によるものと思われる。メツキは伸線加
工後行なってもよいし、メツキを行なった後件線加工し
てもよい。

また、本発明の銅合金細線は、複数本を撚って、撚線と
して使用すれば、より一層引張強度や曲げ強瓜等の機械
的特性の向上が期待できる。

本発明の銅合金では、微細な析出粒子が均一に分布して
いるので、直径０．０８ｍｍ以下の細線への加１を良好
に行なうことができる。しかも、そのような細線になっ
ても十分な機械的特性を発揮する。

［実施例］ 第１表に示す組成の合金（従来例１７はタフピッチ鋼、
１８は銅−スズ系合金、１９は銅−ベリリウム系合金で
ある）を各々黒鉛鋳型を用いて半連続鋳造し、直径８ｍ
ｍの棒材とした。これを９５０℃で３時間加熱保持した
後、水中で急冷した。

これらの棒材を以下に示すような冷間伸線と熱処理を繰
返し、直径０．０３ｍｍの細線を作った。

まず、直径８ｍｍから直径０．５ｍｍになるまで冷間伸
線を行なった。減面率は９９．６％となる。

次に、４５０℃のもとて３時間熱処理を行なった後、徐
冷した。

次に、直径０．５ｍｍから直径０．０３ｍｍになるまで
冷間伸線を行なった。減面率は９９８６％となる。

次に、２８０℃の温度で２時間熱処理を行なった後、徐
冷した。

なお、Ｎｏ１７　（タフピッチ銅）は、時効硬化性銅合
金ではないので、上記の方法ではなく、直接８ｍｍから
直径０．０３ｍｍまで熱処理なしで冷間伸線により製作
した。

第１表に示した合金の直径０．０３ｍｒｎでの引張強さ
、伸び、導電率、曲げ強度および直径０゜０３ｍｍでの
伸線性の試験を行なった。

その結果を第２表に示す。

なお、曲げ強度の評価は細線に何回繰返し曲げ応力を加
えれば、細線が破断するかによって行なうことにした。

第１図はこの試験を行なうための装置である。

第１図に示すように、この装置は定滑車１、動滑車２お
よび重り４を備える。壁４の下に定滑車ｌを取付け、そ
の横に動滑車２を配置する。細線３の一端を壁５に取付
け、次に定滑車１の下部に通し、次に動滑車２の上部に
通し、次に重り４に取付ける。重り４は１０ｇ、定滑車
１および動滑車２の半径は１５ｍｍである。

次に、この装置の動作について説明する。動滑車２を第
１図の矢印に示すように、上下に動かすことにより、細
線３の定滑車１に当たる部分と動滑車２に当たる部分に
繰返しの曲げ応力を加えるのである。上下１往復で１回
とする。回数を屈曲値とする。

（以下余白） 本発明であるＮｏ、１〜Ｎｏ、６の銅合金細線を直径０
．０３ｍｍでＳｎメツキした場合と直径０．５ｍｍから
０．０３ｍｍまで冷間伸線する過程において、直径０．
３５ｍｍでＡｇメツキした場合についてもそれぞれ直径
０．０３ｍｍでの引張強さ、伸び、導電率８曲げ強度お
よび直径０゜０３ｍｍでの伸線性の試験を行なった。

結果はそれぞれ第２表のＮｏ、１〜Ｎｏ、６と同じにな
った。

さらに、直径０．０３ｍｔｎのＮｏ、　　１〜Ｎｏ。

１９の合金をそれぞれ１９本撚って撚線とし、曲げ強度
の試験を行なった結果が第３表である。

（以下余白） 【実施例に対する考察１ 第２表によれば、従来例１７（無酸素銅）は、導電率、
伸線性はそれぞれ９６％ｌＡＣ３，２゜０ｋｇ／回と、
非常に高いが、引張強さ、屈曲値はそれぞれ５９　ｋ　
ｇ／ｒｎｍ２．３５［ｉｌと、かなり低い。

一方、従来例１９（銅−ベリリウム系合金）は、導電率
、伸線性はそれぞれ２３％ｌＡＣ３，０゜６ｋｇ／回と
、かなり低いが、引張強さ、屈曲値はそれぞれ１００ｋ
ｇ／ｍｍ２．５６０回と、高い。

さらに、従来例１８（銅−スズ系合金）は、導電率と引
張強さは従来例１７と１９の中間の値をとる。しかし、
屈曲値、伸線性はそれぞれ４０回。

０．７ｋｇ／回と、非常に低い。

電気・電子機器用銅合金細線は、引張強さ、導電率、届
゛曲値、伸線性のいずれか１つが良好ではだめで、上記
４つの特性がバランスよく良いのが理想である。

従来例１７（無酸素銅）は、導電率と伸線性だけがよい
。

従来例１９（銅−ベリリウム系合金）は、引張強さとＪ
ｕＪ曲値はよいが、導電率と伸線性は悪い。

本発明は、引張強さと導電率は、銅−スズ系合金なみで
、屈曲値は、銅−ベリリウム系合金なみで、伸線性は無
酸１ｇ銅なみを１」指すものである。

第２表に示すように、本発明は、引張強さ、導電率、屈
曲値、伸線性はそれぞれ６７ｋｇ／口Ｉ　ｌ１１２．６
０９ｉ１ｉ　１　Ａ　ＣＳ　、　４００回、１．８ｋｇ
／同以上である。

さらに、撚線にしても、屈曲値は、第３表に示すように
、本発明は銅−ベリリウム系合金なみであることがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、曲げ強度の評価を行なうための装置である。 図において、１は定滑車、２は動滑巾、３は細線、４は
重り、５は壁を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉを０．６〜３．５重量％、Ｓｉを０．１〜０
   ．８重量％、Ｙもしくは希土類元素から選ばれた１種以
   上の元素を０．０１〜１．０重量％含み、残部がＣｕお
   よび不可避不純物からなり、Ｓｉに対するＮｉの重量比
   Ｎｉ／Ｓｉが３〜６となっている電気・電子機器用銅合
   金細線。
2. （２）線径が直径０．０８ｍｍ以下である、請求項１に
   記載の電気・電子機器用銅合金細線。