JPH0355532B2

JPH0355532B2 -

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Publication number: JPH0355532B2
Application number: JP32334687A
Authority: JP
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1991-08-23
Also published as: JPH01165736A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車部品の電装品に用いられるワ
イヤーハーネスのターミナル用銅合金として好適
な高強度高伝導型銅合金およびその製造法に関す
るものである。〔発明の背景〕自動車産業は、周知のとおり日本の基幹産業と
して大きな役割を果たすに至つており、その生産
台数の増加と、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。車の電装品の一翼を担う
ワイヤーハーネスもこれに漏れず１台当り１Kmの
長さ、20Kgの重量が使用されるまでになつた。と
ころが近時の自動車に対する要求は軽量化、高信
頼化、低コスト化とますます厳しいものになり、
従つてワイヤーハーネスも軽量且つ高信頼性且つ
低コストが要求されるようになつてきている。こ
こでワイヤーハーネスは電線とターミナルが一体
となつたものであり、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
の向上が必要不可欠となつた。このように、ワイヤーハーネスのターミナル材
料に要求される特性は厳しいものであるが、より
具体的には、強度が55Kgｆ／mm²以上、ばね限界値
40Kgｆ／mm²以上、導電率45％IACS以上で且つプ
レス成形性、メツキ信頼性、耐環境性に優れてい
ることが要求される。特にエンジンルーム周辺で
使用されるターミナルについては、耐環境性とメ
ツキ信頼性の要求が高く、従つて耐応力緩和特
性、耐食性、耐応力腐食割れ性、メツキ耐候性が
良好でなければならない。しかし、従来におい
て、この様な諸特性を同時に兼備し、しかも安価
な材料を得ることは至難であつた。〔発明の目的〕本発明は、近時のカーエレクトロニクスの発達
に伴つてワイヤーハーネスのターミナル材料に要
求される前記のような諸特性を兼備した銅合金の
開発を目的としたものであり、より具体的には、
強度、弾性および電気伝導性に優れ且つ折り曲げ
性、メツキ信頼性、応力緩和特性などが優れたワ
イヤーハーネスのターミナル用銅合金の提供を目
的とする。〔発明の構成〕本発明は、重量％において、Ni：0.5〜3.0％、
Be：0.1〜0.3％、ただしNi／Beの重量百分率の
比率が５〜10の範囲、酸素：50ppm以下、残部が
Cuおよび不可避的不純物からなるワイヤーハー
ネスのターミナル用銅合金を提供するものであ
る。本発明の銅基合金の一つの特徴はNiおよびBe
の適量の添加によつてNi−Be系金属間化合物を
均一微細にCuマトリツクス中に析出させた組織
を得た点にある。したがつて、本発明はまた、該
高強度銅合金を有利に製造する方法として、重量
％において、Ni：0.5〜3.0％、Be：0.1〜0.3％、
ただしNi／Beの重量百分率の比率が５〜10の範
囲、酸素：50ppm以下、残部がCuおよび不可避
的不純物からなる銅合金の素材板を製造したう
え、この素材板を、750〜950℃の温度で10〜600
秒の溶体化処理を行なう工程、得られた溶体化処
理材を、最終板厚までの板厚減少率20〜70％の範
囲で冷間圧延を行なう工程、得られた冷延材を、
300〜600℃の温度で５〜360分の時効処理を行な
う工程、を経ることからなるワイヤーハーネスの
ターミナル用銅合金を製造する方法を提供するも
のである。以下に本発明の内容を具体的に説明する。まず、本発明合金の添加元素の含有量の範囲選
定の理由の概要を述べると、次のとおりである。本発明の銅基合金はNi−Be系金属間化合物に
よる析出強化および分散強化を図つた点に基本的
な特徴があり、このためにNiとBeは本発明合金
において不可欠の元素である。 Niは、Beと化合物を形成し強度、弾性および
耐熱性の向上に寄与する元素である。また、鋳造
組織および熱間組織を微細にし且つ溶体化処理時
の結晶粒粗大化を防止する効果がある。このよう
な効果を発揮するには0.5％（重量％、以下同じ）
以上の含有が必要であるが3.0％を超えて含有す
ると電気伝導性の低下が顕著となり、且つ溶体化
処理温度が高温になり製造上不利になり、また経
済性のうえからも好ましくない。したがつてNi
含有量は、0.5〜3.0％の範囲とする。 Be含有量は0.1％未満ではNiとの共存下でも、
強度、弾性、耐熱性の向上効果が少ない。一方、
Be含有量が0.3％を超えると析出物が過度に多く
なつて合金の延性、折り曲げ性、メツキ性を低下
させ、また、鋳造性が低下し、経済的にも不利に
なるので、Be含有量は0.1〜0.3％の範囲とする。また、NiとBeは、Ni−Be系金属間化合物とし
て析出するときに本発明の目的が有利に達成され
る。このNi−Be系金属間化合物による強化を十
分に発揮するには、Ni／Beの重量百分率による
比率を５〜10の範囲にすることが必要であること
がわかつた。Ni／Be比が５より小さい場合には、
時効析出による強度が十分でなく、強度、弾性、
耐熱性の向上効果が少ない。他方Ni／Be比が10
より大きい場合にはCuマトリツクスに固溶する
Ni量が多くなり電気伝導性の低下が大きくなる。
したがつて、強度、弾性、電気伝導性を効率よく
向上させるにはNi／Be比を５〜10の範囲にする
ことが適当である。 O₂含有量については、50ppmより多量に合金
中に含有すると、酸素との親和力の大きいBeが
酸化してBeOとなり、メツキ付け性、メツキ信
頼性をはじめとする特性の劣化を招くことにな
る。また、酸素含有量が多いと合金の製造過程で
H₂ガスを用いる場合には、表面および内部に水
素脆化が起きることもある。したがつてO₂含有
量は50ppm以下の範囲とする。このような成分組成に調整した本発明の銅合金
は、Ni−Be系金属間化合物を均一微細に分散析
出させることによつて近時のワイヤーハーネスの
ターミナルに要求される諸特性を具備した材料と
することができる。このような諸特性は特に加工
と熱処理を適切にコントロールした製造法によつ
て有利に発現させることができる。以下にその製
造法の詳細を説明する。まず、Ni：0.5〜3.0％、Be：0.1〜0.3％、ただ
しNi／Beの重量百分率の比率が５〜10の範囲、
酸素含有量が50ppm以下、残部がCuおよび不可
避的不純物からなる鋳片を溶解鋳造して製造す
る。この溶解鋳造は不活性ガスあるいは還元ガス
雰囲気中で行うのが望ましい。次いで鋳片（鋳
塊）を熱間圧延して熱圧板を製造し脱スケールを
行う。次いで、必要に応じて中間焼鈍を挟んだ冷
間圧延によつて所要の板厚減少を行つたあと、溶
体化処理を行う。この溶体化処理については750
〜950℃の温度で10〜600秒間行なうのがよい。
750℃未満の温度では十分に溶体化せず、また、
950℃を超える温度では短時間で結晶粒が粗大化
するので処理温度は750〜950℃の範囲とし、処理
時間については、10秒未満では溶体化が十分では
なくこの時間内で結晶粒を調整することは難しい
し、600秒を超える時間では結晶粒が粗大化し且
つ経済的でもなくなるので、10〜600秒の範囲と
するのがよい。溶体化処理後は、最終板厚までの板厚減少率が
20〜70％の範囲で冷間圧延を行なう。板厚減少率
が20％未満では加工によつて付与される残留内部
応力が小さく、後続の時効処理工程での時効析出
における強度および弾性の向上が十分ではなく、
他方、70％を超えると圧延の集合組織が発達して
機械的性質に方向性（異方性）をもつようになつ
て成形性を低下させるようになる。したがつて、
時効処理前の板厚減少率は20〜70％の範囲とする
のがよい。ついで、最終熱処理として、300〜600℃の温度
で５〜360分の時効処理を行なう。300℃未満の温
度では析出するに要する時間が長くなりすぎて経
済的でなくなり、600℃を超える温度では過時効
となつて特性の一層の向上が期待できなくなる。
したがつて時効温度は300〜600℃の範囲とするの
がよい。時効時間については５分未満では析出物
の形成が不十分であり360分を超えるような長時
間では析出物の成長のうえからもまた経済性のう
えからも好ましくない。以上の加工と熱処理を経ることによつてNi−
Be系金属間化合物がCuマトリツクス中に均一微
細に分散析出した組織の銅基合金の薄板が製造で
き、これは後記の実施例に示すように高強度、高
弾性、高伝導性を兼備し、且つ曲げ加工性、メツ
キ性、応力緩和特性等に優れるので近年のワイヤ
ーハーネスの軽量化と配電の高密度化を可能にす
るターミナル材料として好適なものである。以下に代表的な本発明の実施例を挙げて本発明
合金の特性を具体的に示す。実施例１第１表にその化学成分値（重量％）を示す銅基
合金No.１〜No.８を高周波溶解炉を用いて溶製し、
20×50×220（mm）と鋳塊に鋳造した。ただし、No.
１〜No.７の合金の溶解鋳造雰囲気はArガスで完
全シールドし、No.８の合金は大気中で溶解鋳造し
た。各鋳塊を面削後、熱間圧延を行い、水急冷後
脱スケールし、厚さ３mmの熱延板を得た。これを冷間圧延と焼鈍とを繰り返し、厚さ0.8
mmまで圧延した。その後、900℃の温度で300秒の
溶体化処理後、水急冷、酸洗を行つた。ついで厚
さ0.4mmまで冷間圧延し、No.１〜４、No.８、No.９
の合金については500℃の温度で30分間、No.５、
No.６の合金については400℃の温度で30分間の時
効処理を行つた。なお、前述の各熱処理について
はその雰囲気を不活性ガスまたは還元ガス雰囲気
として材料表面および内部の酸化をできるだけ抑
制した。得られた試験材を用いて、硬度、引張強さ、ば
ね限界値、導電率、曲げ加工性、半田密着性を調
べた結果を第１表に併記した。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に従つて行つ
た。曲げ加工性は90°W曲げ試験（CES−M0002−
６，Ｒ＝0.2mm）を行い、中央部山表面が良好な
ものを○、割れが発生したものを×として評価し
た。半田密着性は半田メツキ（デイツプ：Sn−
40wt％Pb，260℃×5sec、弱活性ロジンフラツク
ス使用）をした後、150℃の温度で500時間加熱
後、試験片を90°W曲げし（Ｒ＝0.2mm）、セロハ
ンテープにてピーリングテストを行いメツキが剥
離しないものを○、剥離したものを×として評価
した。また、No.１の本発明合金と市販のリン青銅
（C5191H材、0.4mm）について、応力緩和特性の
測定を行い、その結果を第２表に示した。その試
験は、試験片の中央部の応力が40Kgｆ／mm²になる
ようにＵ字曲げを行い、150℃の温度で500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（％）＝〔（L₁−L₂）
／（L₁−L₀）〕×100 ただし、 L₀：治具の長さ（mm） L₁：開始時の試料長さ（mm） L₂：処理後の試料端間の水平距離（mm）

【表】

【表】第１表の結果から次のことが明らかである。本発明によるNo.１〜No.４の合金は、硬度、引張
強さ、ばね限界値、導電率のバランスが優れ且つ
曲げ加工性および半田密着性も良好である。した
がつて、ワイヤーハーネスのターミナル用銅合金
として非常に優れた特性を有する合金である。これに対し、本発明で規定するよりBe量が少
ない比較合金No.５およびNi量が少ない比較合金
No.６は強度および弾性が低い。また本発明で規定
するよりBe量の多い比較合金No.７は曲げ加工性
および半田密着性が悪い。さらに、本発明で規定
するNi量、Be量、Ni／Be比であつても、本発明
で規定するより酸素含有量の多い比較合金No.８は
半田密着性が悪い。また表２の結果から、本発明合金は、従来の代
表的なワイヤーハーネスのターミナル材料である
リン青銅に比べて応力緩和率が低く、応力緩和特
性に優れていることが明らかである。以上のように本発明は、高強度、高弾性、高伝
導性を有し、且つ、曲げ加工性、メツキ信頼性、
応力緩和特性に優れたワイヤーハーネスのターミ
ナル用銅合金を得たものであり、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十分対応
できるターミナル材料を提供するものである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％において、Ni：0.5〜3.0％、Be：0.1
〜0.3％、ただしNi／Beの重量百分率の比率が５
〜10の範囲、酸素：50ppm以下、残部がCuおよ
び不可避的不純物からなるワイヤーハーネスのタ
ーミナル用銅合金。２重量％において、Ni：0.5〜3.0％、Be：0.1
〜0.3％、ただしNi／Beの重量百分率の比率が５
〜10の範囲、酸素：50ppm以下、残部がCuおよ
び不可避的不純物からなる銅合金の素材板を製造
したうえ、この素材板を、750〜950℃の温度で10〜600秒
の溶体化処理を行なう工程、得られた溶体化処理材を、最終板厚までの板厚
減少率20〜70％の範囲で冷間圧延を行なう工程、得られた冷延材を、300〜600℃の温度で５〜
360分の時効処理を行なう工程、を経ることからなるワイヤーハーネスのターミナ
ル用銅合金の製造法。