JPH02166245A - 大気溶解可能な高導電性耐熱銅合金 - 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］ 本発明は、大気溶解が可能で、かつ導電性および耐熱性
に優れた銅合金に関するものである。

［従来の技術］ 銅および銅合金は、優れた熱伝導性および導電性を有す
ることから、電気電子部品に利用されている。特に、パ
ワートランジスタ等、扱う電力が比較的大きい電子電気
部品は、放熱の必要性から優れた熱伝導性が要求され、
銅または銅合金が用いられることか多い。例えば、無酸
素銅、Ｐ脱酸銅、Ｆｅ入り銅、Ｚｒ入り無酸素銅なとで
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、これら従来の銅および銅合金は、以下のような
課題を有していた。

■無酸素銅は、導電性および熱伝導性は非常に優れてい
るものの、耐熱性が劣っている。

■Ｐ脱酸銅は、導電性が劣っている。

■Ｆｅ入り銅は、耐熱性は優れているが、導電性が劣っ
ている。

■導電性と耐熱性を兼備させるためにＺｒ入り無酸素銅
やＡｇ入り無酸素銅などが開発されているが、真空また
は霊囲気溶解法が必要となるためコストが高くなる。

本発明は、これら従来の課題に鑑みてなされたものであ
り、大気溶解可能な高導電性耐熱銅合金を提供すること
を目的とするこのである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨は、Ｂを０．００５〜０．０６ｗｔ％、Ａ
ｇを０，０１〜０．３ｗｔ％それぞれ含有し、さらに、
Ｍ、ｇ：０．００１〜０．０１ｗｔ％、Ｃａ：０．００
１〜０．０１ｗｔ％のうち少なくとも１種を含有し、残
部が実質的にＣｕよりなることを特徴とする大気溶解可
能な高導電性耐熱銅合金に存在する。

［作用′］ 本発明によれば、Ｍｇ、Ｃａの少なくとも１種を含有す
ることにより予備脱酸をすることができ、Ｂを含有する
ことにより溶湯の再酸化を防止することかできるので、
大気溶解が可能である。

従って、低コストで製造することができる。

ざらにＡｇを含有させることにより、導電性を損なうこ
となく耐熱性を向上させることができる。

本願発明者等は、従来の、大気溶解による銅または銅合
金の耐熱性を向上させる方法について、鋭意検討を行っ
た。その結果、ＣｕにＡｇを含有させることにより耐熱
性を向上させることができるが、この銅合金は加工時の
加熱や使用時の発熱によって割れを発生しやすいもので
あることが分かった。そこで、本願発明者等は、この割
れの原因について、さらに検討を行った結果、この割れ
が水素脆化によるものであり、銅合金中の酸素含有量が
多い程発生しやすいことを知見するに至った。

本願発明者等は、この知見に基づき、大気溶解において
酸素を低減させる方法について検討を行った結果、Ｂと
、ＭｇまたはＣａを一定量含有させることにより、銅合
金に含まれる酸素を大幅に低減させることができるとの
知見を得、さらにこれらの元素の含有量を適当に選ぶこ
とにより導電性および耐熱性が低下しないようにするこ
とができるとの知見を得て本発明に至ったものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

（Ｂｏｏ、ｏｏｓ　〜Ｏ１０６ｗｔ％）Ｂは予備脱酸後
の溶湯の再酸化を防止するとともに、以後の熱間加工に
おいて酸素が銅の中に侵入するのを防ぐものである。Ｂ
の含有量は、０．００５ｗｔ％未満ではその効果は少な
く、０．０６ｗｔ％を越えると導電性が著しく低下する
と同時にＢが組織中に偏析するので望ましくない。よっ
て、Ｂの含有量は、ｏ、ｏｏｓ〜０．０６ｗｔ％とする
。

（Ａｇ：０．０１〜０．３ｗｔ％） Ａｇは導電性を損なうことなく耐熱性を向上させるため
の元素であるが、０．０１ｗｔ％未満ではその効果は少
なく、０．３ｗｔ％を越えて添加してもその効果は飽和
に達するとともに導電性が低下し、さらにコストも増大
するので好ましくない。よって、Ａｇ含有量は、０．０
１〜０，３ｗｔ％とする。

（Ｍｇ、Ｃａ：０．００１〜０．０１ｗｔ％）Ｍｇおよ
びＣａは、予備脱酸剤として用いられる元素である。す
なわち、Ｂ単独による脱酸では酸素含有量を実用可能な
２０ｐｐｍ以下まで低減することはできず、十分な脱酸
が行えない。従って、Ｂより酸素との親和力の強いＭｇ
、Ｃａを使用することが必要となる。ＭｇおよびＣａは
、ともに０．００１ｗｔ％未満ではその効果が少なく、
０．０１ｗｔ％以上では、その効果が飽和゛に達すると
ともに導電性が低下するので好ましくない。従って、Ｍ
ｇおよびＣａの含有量は、それぞれ、０．００１〜０．
０１ｗｔ％とする。

［実施例］ 次に、この発明の実施例について説明する。

まず、本実施例および比較例として、第１表に示す試験
片を、それぞれ以下の製造方法によって作製した。

■第１表に示すＡｇ含有量の銅合金を、クリブトル炉に
おいて大気中で木炭被覆下に溶解した。

■次に、予備脱酸剤としてＣｕ−Ｍｇ中間合金を使用し
たのち、溶湯の再酸化を防止するためＣｕ−Ｂ中間合金
の添加を行った。

■これを、傾注式の鋳鉄製ブックモールドに鋳込み、厚
さ５０ｍｍ、幅８０ｍｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊を製造
した。

■この鋳塊の表面および裏面を各々２．５ｍｍ固剤し、
８５０℃の温度で熱間圧延を行い、厚さ１８ｍｍの板材
とした。

■板材の表面の酸化スケールを除去した後、冷間にて厚
さ２．２７ｍｍまで圧延し、４５０℃ｘ２Ｈｒの焼鈍を
行った。

■スケールを酸洗により除去した後、０．４７ｍｍまで
冷間て圧延した。

■最後に、４５０℃Ｘ２Ｈｒの焼鈍を行い、スケールを
除去した後、０．４０ｍｍまで冷間で圧延した。

なお、予備脱酸剤としては、Ｍｇの代りにＣａまたはＣ
ａの化合物を使用しても同様の効果が得られる。

また、硼化マグネシウム（Ｍｇ３Ｂ２）、硼化カルシウ
ム（ＣａＢｓ）などの添加により予備脱酸とＢ添加を同
時に行ってもよい。

次に、これらの試験片および第２表に示した従来例とし
ての無酸素銅、Ｐ脱酸銅、Ｆｅ入り銅による試験片につ
いて、耐熱性評価および導電率の測定を行った。

（耐熱性評価） 耐熱性の評価は、軟化温度の測定によって行フた。軟化
温度は、５分間の加熱によって初期硬度の８０％の硬度
まで軟化する温度とした。

軟化温度の測定は、第１表に示すＮ０１１〜４゜Ｎｏ、
　　８．　Ｎｏ、　９の各試験片および第２表に示す無
酸素銅、Ｐ脱酸銅、Ｆｅ入り銅による試験片について行
フた。

結果を第３表に示す。また、第１図は、これらの結果を
もとに、Ａｇ含有量と軟化温度の関係をグラフ化したも
のである。第１図より、Ａｇ含有量０．０１ｗｔ％以上
では軟化温度が４００℃以上となり、十分な耐熱性が得
られていることが分かる。

（導電率の測定） 第１表および第２表の各合金について導電率（％ＩＡＣ
３）を測定した結果を第４表に示す。

第４表から分かるように、本実施例の試験片であるＮ０
１１〜７は、９５％以上の導電率を有していた。

第５表は、第３表および第４表に示した測定結果をもと
に、各試験片の耐熱性および導電率についての評価を行
フたものである。また、水素脆性（酸素含有量）につい
ての評価結果も併せて第５表に示す。評価基準としては
、耐熱性は軟化温度で４００℃以上、電気伝導性は％ｌ
ＡＣ３で９５％以上、酸素含有量は０．００２０ｗｔ％
以下のものをそれぞれ良好とした。ただし、Ｐ脱酸銅お
よびＦｅ入り銅は、Ｐを含有することによって水素脆化
を防止する作用が働くため、酸素含有量は０１００２０
ｗｔ％越えたが良好とした。

第５表から分かるように、本実施例の試験片であるＮｏ
、　１〜７は、耐熱性、導電率、酸素含有量のすへてに
おいて良好な結果を得た。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の銅合金は、導電率および
耐熱性に優れ、さらに、大気溶解が可能であるので、非
常に低コストで製造することができる。

第１表 第２表 果 表 ○ 良好 不良

【図面の簡単な説明】

第１図はＡｇ含有量と軟化温度の関係をグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｂを０．００５〜０．０６Ｗｔ％、Ａｇを ０．０１〜０．３ｗｔ％それぞれ含有し、さらに、Ｍｇ
   ：０．００１〜０．０１Ｗｔ％、Ｃａ：０．００１〜０
   ．０１ｗｔ％のうち少なくとも１種を含有し、残部が実
   質的にＣｕよりなることを特徴とする大気溶解可能な高
   導電性耐熱銅合金。