JPH0266131A

JPH0266131A - 高強度高導電性銅基合金

Info

Publication number: JPH0266131A
Application number: JP21460388A
Authority: JP
Inventors: Akira Sugawara; 章菅原; Toshihiro Kanzaki; 神崎　敏裕; Tokihiro Ariyoshi; 有吉　斉寛
Original assignee: Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-06
Also published as: JPH0565571B2

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用材料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ＩＫｍの長さ１重量で約２
０Ｋｇ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
１強度１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「戸
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、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、耐応
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　：　０．１〜３．０
ｗｔ％、Ｂ　ｅ　：　０．００５〜０．５　ｖｔ％、Ｓ
　ｎ　：　０．１〜３．０ｗｔ％、残部がＣｕおよび不
可避不純物からなる高強度高導電性用鋼基合金である。

第２の発明は、　Ｎ　ｉ　：　０．１〜３．０ｗｔ％、
Ｂｅ：０．００５〜０．５　ｗｔ％、Ｓ　ｎ　：　０．
１〜３．０ｗｔ％、Ｚｎ：　Ｑ、０１〜５．０ｗｔ％、
残部がＣｕＩ２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３の発明は、　Ｎ　ｔ　：　０．１〜３．０ｗｔ％、
Ｂｅ：０．００５　〜０．５　　％、　Ｓ　　ｎ　　：
　　０．１　〜３．０ｗｔ％、Ｚｎ：０．０１〜５．０
ｗｔ％を含み、更に、Ｔｉ、ＣｒＺｒ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｓｉ　、Ａ１．Ｐ又はＢのうち１種又は２種以上を
合計で０．００５〜１．０ｗｔ％含み、残部がＣｕおよ
び不可避不純物からなる高強度高導電性ｔｉ４基合金で
ある。

本発明に係る銅基合金は、Ｎｉ　、Ｂｅ、Ｓｎの適量の
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上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
体化処理時の結晶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、Ｎｉ含有量が０
．１　ｗｔ％未満では所望の効果が得られず、一方３．
０ｗｔ％を越えて含有させると電気伝導性の低下が８１
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０．１　ｗｔ％〜３．０ｗｔ％の範囲とする。

（２）ＢｅＢｅは、その含有量が０．００５　ｗｔ％未満ではＮｉ
との共存下でも強度９弾性、耐熱性および耐応力緩和特
性等について所定の効果が得られず、一方Ｂｅ含有量が
０．５　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する。

しかも、０．５　ｗｔ％を越えると鋳造性も低下し、か
つ熱処理時の酸化被膜が強固となり、製造上の問題も生
じてくることから、その含有量は０．００５〜０．５　
ｗｔ％の範囲、より好ましくは０．０３〜０．２１ｗｔ
％である。

（３）ＳｎＳｎは、Ｃｕマトリックス中に固溶して加五性を低下さ
せることなく強度及び弾性を向上、こにせる、また、塩
水やＳＯｚガスなどに対する耐食性及び耐酸化性なども
向上させる元素である。

かかる効果を充分に発揮させるためには、０．１ｗｔ％
以上を含有させる必要があるが、３．０ｗｔ％を越える
と電気伝導性が低下する共に鋳造性や熱間加工性の低下
が著しくなり、かつ経済的にも不利となるので、その含
有量は０．１〜３．０ｗｔ％の範囲とする。

（４）Ｎｉ：Ｂｅの成分組成比率また、Ｎｉ、Ｂｅは、Ｎｉ−Ｂｅ系金属間化合物として
析出して、上記の本発明の基本的な特徴が達成される。

このＮｆ−Ｂｅ系金属間化合物による特性強化をより充
分に発揮させるためには、　Ｎ　ｉ　／　Ｂ　ｅの成分
組成比率（重量比）を好ましくは５〜３０の範囲にする
となおよい。

Ｎ　ｉ　／　Ｂ　ｅの成分組成比率が上記範囲外の場合
には、マトリックスに固溶したＮｉ　、Ｂｅ量が多くな
り、電気伝導性が低下しやすい。

（５）ＺｎＺｎは、本発明に係る銅基合金において、熱処理時の溶
着を効果的に防止する元素である。また、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し、更に本発明に
係る銅基合金の半田メツキの耐候性にも効果がある。

このような効果を発揮させるためには、０．０１ｗｔ％
以上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。

（６）副成分更に、副成分として、Ｔｉ、Ｃｒ　、　Ｚｒ　、Ｍｇ　
。

Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｌ、ＡＪＬ、Ｐ、Ｂ等からなる群から選
ばれた１種又は２ｓ以上をＮｉ、Ｂｅ、Ｓｎ又はＮｉ、
Ｂｅ、Ｓｎ、Ｚｎからなる本発明銅基合金に含有させる
ことにより本発明鋼基合金の強度９弾性、耐熱性及び耐
応力緩和特性等の諸特性をより一層向上させる。また、
鋳造、熱間圧延。

熱処理時の結晶の微細化にも寄与するのである。

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１．
０　ｗｔ％を越えて含有すると、加工性の低下が顕著と
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、上記副成分は１種で或は２種以上を合計で０　
、００５〜１．０ｗｔ％の範囲で含有させる。

上記の副成分の添加効果は、ＷＳｌの発明及び第２の発
明の銅基合金についても上記と同様の効果があることは
勿論である。

（７）酸素含有量本発明に係る銅基合金における酸素含有量は、５０ｐｐ
厘以下とすることが好ましい、これは、５０　ｐｐｍ以
上を該銅基合金中に合奏すると、酸素との親和力が大き
なりｅが酸化してＢｅＯとなり。

メツキ付性及びメツキ信頼性をはじめ、上記諸特性の劣
化を招くこととなるからである。

また、酸素含有量が５０　ｐｐｍより多いと、該銅基合
金の製造過程でＨ２ガスを用しする場合に１よ、該合金
の表面及び内部に水素脆化が起きること力〜懸念される
。

次に、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、Ｌ
〜Ｎｏ、２０を、高周波誘導溶解炉を用０て溶襲し、２
０　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Ｑ、８　ａｒｍまで冷間圧延した。

その後、６００〜８５０℃の温度で５分間熱処理後、水
急冷および酸洗を行なった。

この熱処理温度は、各合金の最適条件とするため、Ｎｏ
、３．６，７．９，１２，１４．２０は８５０℃、Ｎｏ
、１．２，４．５，８，１０．１１゜１３．１５，１８
．１９は８００℃、Ｎｏ、１７は７００℃、Ｎｏ、１６
は６００℃の温度とした。

ヒ記のようにして得られた熱処理材を厚さ０．３１まで
冷間圧延し、３００〜５００℃の温度で６０分間の熱処
理を行なった。

ただし、この熱処理温度は各合金の最適条件とするため
に、Ｎｏ、３．６，７，９，１２．１４は５００℃、Ｎ
ｏ、１．２，４．５．８，１０，１１　１３．１５，１
８，１９．２０は４５０℃、Ｎｏ、１７は４００℃、Ｎ
ｏ、１６は３００℃の温度とした。

得られた試験材を用いて、各所定の試験片を作成し、硬
度、引張強さ、ばね限界値、導電率および曲げ加工性を
測定した。その結果を第１表に示す。

測定法としては、硬度、引張強さ、ばね限界値および導
電率の測定は、それぞれＪＩＳ−Ｚ−２２４４、ＪＩＳ
−Ｚ−２２４１，ＪＩＳ−Ｈ−３１３０およびＪＩＳ−
Ｈ−０５０５に従って行なった。

曲げ加工性は、９０’Ｗ曲げ試験（ＣＥＳ−＞１−００
０２−６ｒ　Ｒ＝Ｏ，ｌ　ａｍ、圧延方向および垂直方
向）を行ない、中央部の山表面が良好なものは○印、シ
ワの発生したものはΔ印、割れが発生したものはｘ印と
して評価した。

第１表に示した結果から、本発明に係るＮｏ、　　１〜
１５の銅基合金は、硬度、引張強さ、ばね限界値および
導電率のバランスが優れ、かつ曲げ加工性も良好である
。従って、ワイヤーハーネスのターミナル用材料として
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、本発明の成分組成範囲よりＢｅ量が少な
い比較合金Ｎｏ、１６、Ｎｉｌが少ない比較合金Ｎｏ、
１７、およびＳｎを含まない比較合金Ｎｏ、１８は硬度
、引張強さ及びばね限界値が本発明合金に比して低い。

また、本発明の成分組成範囲よりＮｉ量の多い比較合金
Ｎｏ、１９は導電率が低くて曲げ加工性も劣り、Ｂｅ量
が多い比較合金Ｎｏ、２０は曲げ加工性が悪い。

実施例２実施例１の第１表中に示す本発明合金ＮＯ１２と市販の
リン青銅２Ｎ（Ｃ５１９１−Ｈ）について、硬度、引張
強さ、ばね限界値、導？！率１曲げ加工性、＃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。

硬度、引張強さ、ばね限界値、導電率９曲げ加工性の測
定試験は実施例１と同様の測定法である。

また、応力緩和試験は試験片の中央部の応力が４０　Ｋ
ｇｆ　／ａｍ”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（２）＝［（Ｌ＋　−Ｌｔ　）　／（Ｌ＋　−Ｌｏ　）ＩＸｌｏ
ｏＬｏ　：治具の長さ（１）Ｌｌ　：開始時の試料長さ（■■）Ｌｔ　：処理後の試料端間の水平距離（−一）更に耐熱
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Ｃよ、従来の
代表的なワイヤーハーネスのターミナル用材料であるリ
ン青銅に比較して、導電率、耐応力緩和特性ならびに耐
熱性が格段に向上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）発明の効果以上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、かつ曲げ
加工性、耐応力緩和特性および耐熱性に優れており、各
種用途に適用できることは勿論であるが、特にワイヤー
ハーネスのターミナル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
量化と配線の高密度化に充分対応できるターミナル用に
好適な画期的な銅基合金である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ：０．１〜３．０ｗｔ％、Ｂｅ：０．００５〜０．５ｗｔ％、Ｓｎ：０．１〜３．０ｗｔ％、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：０．１〜３．０ｗｔ％、Ｂｅ：０．００５〜０．５ｗｔ％、Ｓｎ：０．１〜３．０ｗｔ％、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。
（３）Ｎｉ：０．１〜３．０ｗｔ％、Ｂｅ：０．００５〜０．５ｗｔ％、Ｓｎ：０．１〜３．０ｗｔ％、Ｚｎ：０．０１〜５．０ｗｔ％、を含み、更にＴｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｐ又はＢのうち１種又は２種以上を合計で０
．００５〜１．０ｗｔ％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。