JPH02145737A

JPH02145737A - 高強度高導電性銅基合金

Info

Publication number: JPH02145737A
Application number: JP29741688A
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: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1990-06-05
Also published as: JPH0478704B2

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ｅ電了材料用として
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ずます増加している
。

従って、自動車の電装：Ｖの一質を担うワイヤーハーネ
スもこれにもれず、１合当り約ＩＫｍ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、高信頼性および低フ
スＩ・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’＋を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ヒが
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
１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、耐応力腐食割れ性が良いことは勿論のこ
とで、エンジンルーム周辺や排ガス系統周辺では熱的な
負荷も加わることから、耐応力緩和特性にも優れていな
ければならない。

しかしながら、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２さらに詳しくは強度９
弾性および電気伝導性に借れ、かつプレス成形性、耐応
力緩和特性等に債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　ｆ　：　０．０５〜５．
０ｗｔ％、Ｂ　ｅ　：　０．００５〜１．４　ｖｔ％、
Ｍ　［：　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．Ｏｖ
ｔ％、Ｂ　ｅ　：　０．００５−１．４　ｖｔ％、Ｍ　
ｇ　：　０．０１〜５．０ｗｔ％を含み、更に、Ｚｒ、
Ｃａ、Ｔｉ、Ｍｎ、ＡｆＬ。

Ｐ、Ｓｎ、Ｂ、Ｆｅ、Ｙ、Ｃｏ、Ｌａ、Ｃｒ。

Ｃｅから成る群より選ばれた１種又は２種以上を合計で
０．００５〜３．０ｗｔ％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
合金である。

第３の発明は、　Ｎ　ｉ　：　０．０５〜５．０ｗｔ％
、Ｂｅ：０．００５〜１．４　ｗｔ％、Ｍ　ｇ　：　０
．０ｉ　〜５．０ｗｔ％、Ｚｎ：　０．０１〜５．Ｏｖ
ｔ％、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。

第４の発明は、Ｎ　ｉ　：　０．０５〜５．Ｑ　ｗｔ％
、Ｂｅ：０．００５〜１．４　ｗｔ％、Ｍ　ｇ　：　０
．０！　〜５．０ｗｔ％、Ｚｎ：　０．０１〜５．０ｗ
ｔ％を含み、更に、Ｚｒ、Ｃａ。

Ｔｉ　　、Ｍｎ、／ｌｊ、Ｐ、Ｓｎ、Ｂ、Ｆｅ、Ｙ。

Ｃｏ、Ｌａ、Ｃｒ、Ｃｅから成る群より選ばれた１種ヌ
は２種以上を合計で０．ＯＱ５〜３．０ｗｔ％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である。

本発明に係る銅基合金は、Ｎｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、或は更に
Ｚｎ等の適量の添加により、マトリックス中にＮｉ−Ｂ
ｅ　、Ｎｉ−Ｍｇ、Ｎｉ−Ｂｅ−Ｍｇ等の金属間化合物
が均一微細に析出するので、ワイヤーハーネスのターミ
ナル用材料に好適なＥ記諸特性を発現せしめた析出硬化
型銅基合金を提供し得ることに基本的な特徴がある。

次に５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）　Ｎ　ｔＮｉ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上に寄与する元素で
ある。

また、鋳造組織および熱間加工組織を微細化し、かつ溶
体化処理時の結品粒の粗大化を防止する効果がある。

このような効果を発揮させるためには、Ｎｔ含有量が０
．０５ｗｔ％未満では所望の効果が得られず、一方５．
Ｑ　ｗｔ％奢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０．０５ｖｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲とする。

（２）ＢｅＢｅは、その含有量が０．ＱＯ５ｗｔ％未満ではＮｉと
の共存下でも強度９弾性、＃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含有量がｔ
、４　ｗｔ％を越えると電気伝導性が低γ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０．００５〜１．４賢ｔ％の
範囲とする。

（３）ＭｇＭｇは、本発明合金において、電気伝導性を大きく橿な
うことなしに強度及び弾性、特にバネ限界値を向」―さ
せる。また、未発明の係る銅基合金の半田メツキの耐候
性の向」二にも効果がある。

このような効果を発揮させるためには、０．０！ｗｔ％
以−にの含有量が必要であるが、一方５．０ｗｔ％を越
えて含有すると、電気伝導性及び加工性の低下が顕著と
なる。従って、Ｍｇの含有９は０．０１〜５゜０ｗｔ％
の範囲とする。

（４）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上さ
せる。また、熱処理時の溶着を効果的に防止する元素で
あり、更に溶解、鋳造時には脱酸剤としてａ使し、熱同
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Ｂｈ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。

即ち、Ｎｆ、Ｂｅ、Ｍｇを含有する第１の発明の銅基合
金にＺｎを含有させることにより、第１の発明の合金の
電気伝導性及び加工性を大きく損なうことなしに、上記
の諸特性を向上させることができる。

このような効果を発揮させるためには、０．０１ｗｔ％
以北の含有量が必要であるが、一方５．０ｗｔ％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の含有量は０．０１〜５．０ｗｔ％の範囲
とする。

（５）副成分更に、副成分としてＺｒ、Ｃａ、Ｔｉ　、Ｍｎ。

ＡＭ、Ｐ、Ｓｎ、Ｂ、Ｆｅ、Ｙ、Ｇｏ、Ｌａ。

Ｃｒ、Ｃｅから成る群より選ばれた１種又は２神具−１
−をＮｉ、Ｂｅ、Ｍｇを含有する第１の発明、及びＮｉ
、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎを含有する第３の発明の銅基合金に
含有させることにより、第１発明及び第３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
発明及び第３発明の銅基合金の強度１弾性、Ｉｖ熱性及
び耐応力緩和特性等の諸特性をより一層向上させること
ができる。

このような効果を充分に発揮させるためには、上記副成
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３゜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神具
−ヒを合計で０．０Ｏ５〜３．Ｑ　ｗｔ％とする。

次に、本発明を実施例により詳細に説明する。

（ニ）実施例実施例１第１表に化学成分値（重線％）を示す銅基合金Ｎ０９１
〜Ｎｏ−１４を高周波誘導溶解炉を用いて溶装し、　　
２０　Ｘ　５０　Ｘ　２２０　（ｍｍ）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。各鋳塊を固剤後、冷間圧延と焼鈍
を繰返し、厚さ０．８１園まで冷間圧延した。

そめ後、８１５℃の温度で（０分間熱処理後、水急冷を
行ない、ざらに酸洗を施した。

上記のようにして得られた熱処理材を厚さ０．３腸■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、バネ限界値、導電率およびハンダ耐候性を測定
した。その結果を第１表に示す。

測定法としては、引張強さ、バネ限界値、導電率の測定
はＪＩＳ−Ｚ−２２４１，ＪＩＳ−Ｈ−３１３０、Ｊ　
Ｉ　５−Ｈ−０５０５に従って行なった。

また、ハンダ耐候性は試験片に溶融ハンダメー。

キ（Ｓｎ−４０ｗｔ％ｐｂ、デイツプ、２６０℃×５ｓ
ｅｃ、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。観察の結果、メ
ツキが密着しているものはＯ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Ｎ０９１〜９の
銅基合金は、引張強さ、バネ限界値、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、Ｍｇを含まない比較合金Ｎ００１０では
バネ限界値が低く、またＢｅを含まない比較合金Ｎｏ、
１１およびＮｉを含まない比較合金Ｎｏ、１２では引張
強さ、バネ限界値が低く、導電率の向上も認められない
。

さらに、本発明の成分組成範囲よりＮｉ量が多い比較合
金Ｎｏ、１３及びＭ　ｇ　＋ＩＺ　ｎも含まない比較合
金Ｎｏ、１４ではハンダ耐候性が劣化しており、特にＮ
ｏ、１３では導電率が低く、それに対して引張強さ、バ
ネ限界値の向上も認められない。

」ｒ雄側２実施例１の第１表中に示す本発明合金Ｎ０１１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□議定した。その結果を第２表に示す。

引張強さ、バネ限界値及び導電率の測定試験は実施例１
と同様の測定法であり、硬度の測定はＪＩ　５−Ｚ−２
２４４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／ｍ薦２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
、次式により算山した。

応力緩和率（２）＝［（Ｌｌ　−Ｌ？　）／（Ｌｌ　−Ｌｏ　）ｌｘｔｏ。

Ｌｏ　：治具の長さ（ａｍ）Ｌｌ　：開始時の試料長さ（鵬鳳）Ｌ２　：処理後の試料端間の水平距離（■■）更に＃熱
性試験は、試料の硬度が初期硬度の８０％になるときの
温度（３０分間保持）とした。

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トしていることが分る。従っ
て、本発明鋼２工合金は高度な耐項境性を有し、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Ｆ・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、高電気伝導性を有し、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＃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ネ１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？％密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：０．００５〜１．４ｗｔ％、Ｍｇ：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：０．００５〜１．４ｗｔ％、Ｍｇ：０．０１〜５．０ｗｔ％、を含み、更にＺｒ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｐ，Ｓｎ
，Ｂ，Ｆｅ，Ｙ，Ｃｏ，Ｌａ，Ｃｒ，Ｃｅから成る群よ
り選ばれた１種又は２種以上を合計で０．００５〜３．
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。
（３）Ｎｉ：０．０５〜５．０ｗｔ％、Ｂｅ：０．００５〜１．４ｗｔ％、Ｍｇ：０．０１〜５．０ｗｔ％、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。
（４）Ｎｉ：０．０５〜５．０ｗｔ％、Ｂｅ：０．００５〜１．４ｗｔ％、Ｍｇ：０．０１〜５．０ｗｔ％、Ｚｎ：０．０１〜５．０ｗｔ％、を含み、更にＺｒ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｐ，Ｓｎ
，Ｂ，Ｆｅ，Ｙ，Ｃｏ，Ｌａ，Ｃｒ，Ｃｅから成る群よ
り選ばれた１種又は２種以上を合計で０．００５〜３．
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。