JPH0247228A - 強度と導電性に優れる端子・コネクター用銅合金 - 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、強度と導電性に優れる端子・コネクター用銅
合金に関するものである。

［従来の技術］ 従来、端子・コネクター用材料としては、黄銅やりん青
銅等が使用されるのが一般的である。黄銅は、成型加工
性に優れているが、Ｚｎの含有量が多いため耐応力腐蝕
割れ性が劣り、導電率が２８％ＩＡＣＳと低いという欠
点を持つ。またりん青銅は、Ｓｎの含有量を多くするこ
とにより優れた強度とばね限界値を得ることができるが
、導電率が２５％Ｉ　ＡＣＳ以下と低く、耐熱性も悪い
という欠点を持つ。

一方、近年の電気・電子機器の軽薄短小化のニーズに伴
い、使用される部品も小型化が進んでいる。これに対応
して、端子・コネクターの電極間ピッチは近接化し、電
極数は増加し、電流容量が大きくなってきている。

このため、従来の黄銅やりん青銅の端子・コネクターで
は、 ■導電率が低いので小型化しにくい、 ■耐熱性が悪い、すなわちジュール熱の発生により接合
部の嵌合力低下をきたし、端子としての機能が劣化する
、 等の不都合を生じるようになフてきた。

従って、端子・コネクターの小型化・高密度化に伴う電
流容量の増大に対応すべく高導電性・高耐熱性を有し、
且つ従来と同等以上の強度、ばね限界値、耐食性特に耐
応力腐食割れ性を有する端子・コネクター用材料が要望
されている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記に説明した端子・コネクター用銅合金の
問題点を解決し、強度と導電性に優れる端子・コネクタ
ー用銅合金を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨は、 Ｎｉ：０．４〜４．０ｗｔ％、 Ｓｉ：０．１〜１．０ｗｔ％、 Ｚｎ　：　０．０５〜１．０ｗｔ％、 Ｍｇ：０．０５〜０．５ｗｔ％を含有し、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ｚｒのうち１ｆ！以上の元素を、それぞれｏ、ｏｏｉ〜
０．０１ｗｔ％（０，０１Ｗ七％は含まず）含有するこ
とを特徴とする、強度と導電性に優れる端子・コネクタ
ー用銅合金に存在する。

［作用］ 本発明によれば、導電率および耐熱性に優れ、かつ、り
ん青銅並みの強度とばね限界値を有する端子・コネクタ
ー用銅合金を得ることができる。

本発明に係る強度と導電性に優れる端子・コネクター用
銅合金について、以下詳細に説明する。

（Ｎｉ；０．４〜４．０ｗｔ％） Ｎｉは、Ｓｔと共に添加することにより、Ｎｉ２Ｓｉを
生成し、導電率と銅合金の強度とを向上させることがで
きる。

しかし、後述するようにＳｔが０．１〜１．０ｗｔ％含
有されていたとしても、Ｎｉの含有量が０．４ｗｔ％未
満では強度の向上は期待できない。また、４．０ｗｔ％
以上では、もはや強度の向上は限界に達し、さらに加工
性が悪くなる。

よってＮｉ含有量は０．４〜４゜０ｗｔ％とする。

（Ｓｉ；０．１〜１．０ｗｔ％） Ｓｉは、上述のように、Ｎｉとともに化合物を形成して
銅合金の強度を向上させることができる。

しかし、上述のようにＮｉが０６４〜４．　０ｗｔ％含
有されていても、ＳＬの含有量が０．　１ｗｔ％未満で
は強度の向上は期待できない。また１、０ｗｔ％以上含
有されると、加工性と導電率が低下する。従ってＳｉ含
有量は０．１〜１．０ｗｔ％とする。

（Ｚｎ　；　０．０５〜１．０ｗｔ％）Ｚｎは、はんだ
およびＳｎ層の剥趙を抑制する効果がある。

しかし、含有量が０．０５ｗｔ％５ｗｔ％未満ような効
果は少なく、また１、０ｗｔ％以上ではもはやその効果
は向上せず導電率が低下する。

よってＺｎ含有量は０．０５〜１．０ｗｔ％とする。

（Ｍｇ、０．０５〜０．５ｗｔ％） Ｍ　ｇは、熱間加工性および強度特にばね限界値を向上
させる効果がある。また、造塊時に原料より混入してく
る低融点のＳと反応し、高融点のＭｇＳを形成し、熱間
加工性を向上させる効果を有する。

Ｍｇは、０．０５ｗｔ％以上含有されるとばね限界値を
向上する効果が生ずる。しかし、０．５ｗｔ％を越えて
含有されてもばね限界値の向上は平衡に達し、かえって
溶解鋳造時の渦流性および鋳造性が劣化する。したが２
て、Ｍｇの含有量は０．０５〜０．５ｗｔ％とする。

（Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ：０．００１〜０．０１ｗｔ％） Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒは、鋳塊の粒界を強化し、熱間加工性
を向上させる効果がある。

しかし、０．００１ｗｔ％未満ではその効果が少なく、
また、０．０１ｗｔ％を越えて含有されると溶湯が酸化
し易くなり、健全な鋳塊が得られなくなる。よって、Ｃ
ｒ、Ｔｉ、Ｚｒのいずれか１種以上を０．００１〜０．
０１ｗｔ％とする。

次に製造法について説明する。

■まず本発明合金を用いて通常の半連続鋳造法により鋳
塊を造塊し、８００℃〜８７０℃の温度より熱間加工す
る。

■次に、この鋳塊の焼入れをおこなう。この時、焼入れ
開始時の温度は６００℃以上が望ましく、冷却速度は１
５℃／秒以上が望ましい。なぜなら、温度が６００℃未
満では冷却速度を１５℃／秒以上としても、また６００
℃以上の温度でも冷却速度が１５℃／秒未満では、いず
れもＮｉおよびＳｉが固溶できず、析出硬化処理以前に
析出を始め、その析出物が凝集粗大化し、銅合金を強化
する効果が低減するからである。

■続いて３０％以上の冷間加工を行ない、さらに析出硬
化処理（焼鈍）を行なう。析出硬化は５００℃でおこな
うのが最も良く、４００〜５５０℃でおこなうことが望
ましい。なぜなら、Ｎｉ２Ｓｉの析出量が最も多くなる
温度、すなわち導電率の最も高くなる温度が５００℃で
あり、４００℃未満の温度ではＮｉ２Ｓｉ化合物の析出
量が少ないからである。時間は５分〜４時間とする。５
分未満では完全な析出が起こらず、４時間を越えてもそ
れ以上の導電率の向上は期待できないからである。

［実施例コ 本発明に係る強度と導電性に優れる端子・コネクター用
銅合金の実施例を説明する。

試験片としては、第１表および第２表に示す化学成分の
合金を用いた。以下に試験片の製造方法を示す。

■抵抗加熱型電気炉で大気中にて木炭被窪下で溶解し、
厚さ５０ｍｍ、幅８０ｍｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊を溶
製した。

■次いで、各々の鋳塊の表裏面を約２ｍｍ開削した。

■鋳塊を８７０℃に加熱し、厚さ１５ｍｍまで熱間圧延
した。

■続いて、この鋳塊を７００℃に再加熱し、水中に投入
し急冷した。この時の冷却速度は３０℃／秒であった。

０次に、表面の酸化物を機械的に除去後、厚さ０．４ｍ
ｍまで冷間圧延し、５００℃の温度で２時間の析出硬化
処理を行なった。

■さらに、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延した。

■最後に、ばね限界値および伸びの向上のために４００
℃の温度で低温焼鈍を行なった。

以上の方法で製造したサンプルを用い、引張試験と、応
力緩和率、ばね限界値、導電率および耐熱性の測定を行
なった。

引張試験、応力緩和率、ばね限界値および導電率の試験
片は長平方向を圧延方向とした。また、引張試験は、２
Ｔｏｎ万能試験機を用い、ＪＩＳ１３号Ｂ試験片にて行
なった。ばね限界値の測定は、ＪＩＳＨ３１３０に基づ
いて行なった。導電率は、ＪＩＳＨＯ５０５に基づいて
測定した。応力緩和率は、中央部の応力が耐力の８０％
となるよう治具にてＵ字曲げを行ない、１５０℃で５０
０時間保持し、一定時間経過後常温にて曲げ癖を測定し
、次式より算出したものである。

応力緩和率（％） ＝　（ＩＩ　−１２）／ＩＩ−ｒｏｘｌｏｏ（数値の）
Ｊｌさい程よい） Ｉｏ　二治其の長さ １１　：開始時の試料の長さ Ｉ２：５００時間経過後の試料端部間 の水平距離 以上の各試験における本発明合金と比較合金の測定結果
を第３表に示す。

第３表からも明らかなように本発明合金は比較合金であ
るＮｏ、１０の黄銅あるいはＮｏ、１１のりん青銅より
も導電率および耐熱性に優れ、かつ、りん青銅差みの強
度とばね限界値を有する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る強度と導電性に優れ
る端子・コネクター用銅合金は、端子・コネクターに適
したばね限界値、５ｏ％ｌＡＣ３以上の導電率および優
れた応力緩和率を兼ね備えた合金である。従って、端子
・コネクターの小型ターの小型化に対応でき、また電流
容量の増大に対して接合部の嵌合力の低下による端子の
機能の劣化がほとんどなくなるため、電子・電気機器業
界への貢献度は多大なものとなる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｎｉ：０．４〜４．０ｗｔ％、 Ｓｉ：０．１〜１．０ｗｔ％、 Ｚｎ：０．０５〜１．０ｗｔ％、 Ｍｇ：０．０５〜０．５ｗｔ％を含有し、 Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒのうち１種以上の元素を、それぞれ０
   ．００１〜０．０１ｗｔ％（０．０１ｗｔ％は含まず）
   含有し、残部がＣｕと不可避の不純物からなることを特
   徴とする、強度と導電性に優れる端子・コネクター用銅
   合金。