JPH036214B2 - - Google Patents
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- JPH036214B2 JPH036214B2 JP61043858A JP4385886A JPH036214B2 JP H036214 B2 JPH036214 B2 JP H036214B2 JP 61043858 A JP61043858 A JP 61043858A JP 4385886 A JP4385886 A JP 4385886A JP H036214 B2 JPH036214 B2 JP H036214B2
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- strength
- strength copper
- cold working
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は導電ばね材料に好適な強度と導電性と
に優れた高強度銅基合金の製造方法に関するもの
である。 （従来の技術） 強度と導電性とに優れた導電ばね材料として代
表的なものは、JISH3130に合金番号C1720とし
て定められている1.8％Be、0.25％Co、残部Cuの
析出硬化型の合金であるが、高価なBeを多量に
含有するために地合せ価格が極めて高くなるとい
う欠点があつた。一方、Cuをベースとし、Ｂ、
Si、Ｐ、Ge.Te等の反金属元素と、Be又はＳと
を加えた合金を溶融状態から急冷凝固して粒度
0.5〜15μｍの急冷凝固組織とすることにより導電
性、強度、硬度等を向上させるという新しい試み
が特公昭60−43895号公報に示されている。とこ
ろがこの合金は多量の半金属元素を含むために導
電性が悪いこと、硬度及び強度が不十分であるこ
と、伸びが小さく脆いため曲げ成形性に劣ること
等の理由から、導電ばね材料としては実用性に乏
しく従来の析出硬化型のCu−Be合金よりも劣る
ものであつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような従来の問題点を解決し、
Beの含有率を低くして地合せ価格を安価なもの
とするとともに、急冷凝固法を利用して組織の微
細化を図り、しかも硬度、強度、導電性等の導電
ばね材に要求される特性を十分に満足することが
できる高強度銅基合金及びその製造方法を目的と
して完成されたものである。 （問題点を解決するための手段） 本願第１の発明は、Be0.15〜1.0％（重量％、
以下同じ）、Ni0.5〜6.0％、Si0.2〜0.9％、残部Cu
及び不可避的不純物からなり、Be、Ni、Siの原
子比が１：2.8〜3.2：0.8〜1.2であり、かつその
結晶粒度を0.2〜25μｍとした急冷凝固組織中に、
加工による析出サイトを増加させ時効処理後の析
出物を均一微細に分散させてビツカース高度300
以上の高度を持たせたことを特徴とする高強度銅
基合金を要旨とするものである。 また本願第２の発明は、Be0.15〜1.0％、Ni0.5
〜6.0％、Si0.2〜0.9％、残部Cu及び不可避的不純
物からなり、Be、Ni、Siの原子比が１：2.8〜
3.2：0.8〜1.2である合金を溶融状態から500℃／
秒以上の速度で急冷凝固して結晶粒度が0.2〜25μ
ｍの急冷凝固組織としたのち、95％以下の冷間加
工を行い、更に時効析出処理により金属間化合物
を均一微細に析出させたことを特徴とする高強度
銅基合金の製造方法を要旨とするものである。 本発明は、上記のように時効析出挙動を呈する
Cu−Be−Ni−Si合金を溶融状態から急冷凝固さ
せることにより平衡凝固によつては不可能な過剰
量のBe、Ni、Si等の溶質原子をマトリツクス中
に固溶させた極めて微細な急冷凝固組織を得たう
え、これに冷間加工を加えて加工欠陥を金属組織
中に生成させ、更にこれを時効析出処理して多量
の金属間化合物を均一微細に析出させることによ
り硬度、強度、曲げ成形性を高めることに成功し
たものである。次に本発明の各構成要件について
更に具体的に説明する。 本発明の銅基合金中Beは析出硬化性を生ぜし
めるための基本的な元素であり、0.15％未満では
析出硬化性が不十分で機械的強度の向上が得られ
ず、逆に1.0％を越えると地合せ価格が上昇して
本発明の目的が達成されなくなるとともに、急冷
凝固法によつても全体がマトリツクス中に固溶で
きなくなり、含有量増加に見合つた合金特性向上
効果が得られないので0.15〜1.0％の範囲とする
もので、特に0.4〜0.8％の範囲が最適である。次
にNiもBeと同様に析出硬化性を付与するための
元素であつて、0.5％未満では析出硬化性が不十
分であり、6.0％を越えると急冷凝固時にマトリ
ツクス中に固溶できない部分が生ずるうえ導電率
を悪化させるので0.5〜6.0％とすることが必要
で、特に2.0〜5.0％の範囲が好ましいものであ
る。またSiはNiとともに金属間化合物を析出さ
せて高価なBeを増加させることなく機械的強度
を向上させるめに有効であるのみならず、合金の
鋳造性、スラグ分離性、耐酸化性等を向上させる
ためにも重要な元素であり、少なくとも0.2％以
上が必要とされるが0.9％を越えると導電性及び
圧延加工性を著しく悪化させるため、0.2〜0.9
％、特に好ましくは0.4〜0.8％とされる。これら
のBe、Ni、Siは強化に寄与する金属間化合物の
化学量論的組成に近付けるため、原子比を１：
2.8〜3.2：0.8〜1.2の範囲とする。 このような合金は溶融状態から例えば回転ロー
ラ間に流し込む等の方法によつて500℃／秒を越
す高速度で瞬時に冷却固化される。このような急
冷凝固の結果、結晶粒度が0.2〜25μｍの微細な急
冷凝固組織が得られるとともに、前述したとおり
Be、Ni、Si等の元素は平衡冷却によつては到底
固溶できない多くの分量がマトリツクス中に固溶
し、強化に寄与しない粗大析出物をほとんど生じ
ない。本発明においてはこの組織に圧延等により
95％以下の冷間加工を加えて組織内に加工欠陥を
生成させ、更に必要に応じて550〜1000℃の溶体
化処理と80％以下の冷間加工とを加えたのち、
250〜500℃で時効析出処理を行う。これらの処理
によつて急冷凝固組織中には加工による析出サイ
トが増加してBe、Ni、Siの金属間化合物が均一
微細に析出し、後の実施例のデータにも示すとお
り材料の硬度がビツカース硬度で300以上となる
ほか、引張強度、曲げ加工性等が著しく向上す
る。特に本発明においては急冷凝固法により過剰
量のBe、Ni、Si元素をマトリツクス中に固溶さ
せてあるため、時効析出処理により短時間で均一
かつ微細な金属間化合物が一斉に析出することと
なり、硬度、強度、曲げ加工性等を著しく向上さ
せることができる。また本発明においては溶体化
処理を行つた場合にも、急冷凝固法により固溶さ
れたBe、Ni、Siが結晶粒成長を効果的に制御し、
最終組織の粒度は25μｍを越えることはない。 なお、冷間加工の程度を95％以下としたのは、
組織中に加工欠陥を十分に生じさせるために必要
なためであり、また結晶粒度を0.2〜2.5μｍとし
たのは、0.2μｍ未満の結晶を生じさせることは困
難であり、逆に25μｍを越えると延性や曲げ成形
性が低下するからである。 このように本発明の合金は低ベリリウムである
にもかかわらず硬度、強度に優れ、しかも組織が
緻密であるため延性及び曲げ成形性に優れるう
え、導電性を阻害する元素や粗大析出物をほとん
ど含まないので導電ばね材料として好適な高い導
電性を有するものである。 （実施例） 第１表に示されるNo.１〜No.７の種々の組成の合
金を高速で回転するローラ間に噴き出し、500
℃／秒以上の速度で溶融状態から急冷凝固して厚
さ0.35mmの薄板を作成した。これを第１表中に
ａ、ｂ、ｃ、ｄ等の記号で示す処理工程により処
理したうえでビツカース硬さ、引張強度、伸び、
導電率を測定し同表に記した。また第２表は合金
組成が本発明の範囲を外れた合金につき、第１表
に示したと同様に処理した場合の測定値を示した
もので、第２表中のNo.11〜No.14は従来技術として
引用した特公昭60−43895号の範囲内のものであ
る。なお、ａ〜ｈの記号で示した処理工程の内容
は第３表にまとめて示した。
に優れた高強度銅基合金の製造方法に関するもの
である。 （従来の技術） 強度と導電性とに優れた導電ばね材料として代
表的なものは、JISH3130に合金番号C1720とし
て定められている1.8％Be、0.25％Co、残部Cuの
析出硬化型の合金であるが、高価なBeを多量に
含有するために地合せ価格が極めて高くなるとい
う欠点があつた。一方、Cuをベースとし、Ｂ、
Si、Ｐ、Ge.Te等の反金属元素と、Be又はＳと
を加えた合金を溶融状態から急冷凝固して粒度
0.5〜15μｍの急冷凝固組織とすることにより導電
性、強度、硬度等を向上させるという新しい試み
が特公昭60−43895号公報に示されている。とこ
ろがこの合金は多量の半金属元素を含むために導
電性が悪いこと、硬度及び強度が不十分であるこ
と、伸びが小さく脆いため曲げ成形性に劣ること
等の理由から、導電ばね材料としては実用性に乏
しく従来の析出硬化型のCu−Be合金よりも劣る
ものであつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような従来の問題点を解決し、
Beの含有率を低くして地合せ価格を安価なもの
とするとともに、急冷凝固法を利用して組織の微
細化を図り、しかも硬度、強度、導電性等の導電
ばね材に要求される特性を十分に満足することが
できる高強度銅基合金及びその製造方法を目的と
して完成されたものである。 （問題点を解決するための手段） 本願第１の発明は、Be0.15〜1.0％（重量％、
以下同じ）、Ni0.5〜6.0％、Si0.2〜0.9％、残部Cu
及び不可避的不純物からなり、Be、Ni、Siの原
子比が１：2.8〜3.2：0.8〜1.2であり、かつその
結晶粒度を0.2〜25μｍとした急冷凝固組織中に、
加工による析出サイトを増加させ時効処理後の析
出物を均一微細に分散させてビツカース高度300
以上の高度を持たせたことを特徴とする高強度銅
基合金を要旨とするものである。 また本願第２の発明は、Be0.15〜1.0％、Ni0.5
〜6.0％、Si0.2〜0.9％、残部Cu及び不可避的不純
物からなり、Be、Ni、Siの原子比が１：2.8〜
3.2：0.8〜1.2である合金を溶融状態から500℃／
秒以上の速度で急冷凝固して結晶粒度が0.2〜25μ
ｍの急冷凝固組織としたのち、95％以下の冷間加
工を行い、更に時効析出処理により金属間化合物
を均一微細に析出させたことを特徴とする高強度
銅基合金の製造方法を要旨とするものである。 本発明は、上記のように時効析出挙動を呈する
Cu−Be−Ni−Si合金を溶融状態から急冷凝固さ
せることにより平衡凝固によつては不可能な過剰
量のBe、Ni、Si等の溶質原子をマトリツクス中
に固溶させた極めて微細な急冷凝固組織を得たう
え、これに冷間加工を加えて加工欠陥を金属組織
中に生成させ、更にこれを時効析出処理して多量
の金属間化合物を均一微細に析出させることによ
り硬度、強度、曲げ成形性を高めることに成功し
たものである。次に本発明の各構成要件について
更に具体的に説明する。 本発明の銅基合金中Beは析出硬化性を生ぜし
めるための基本的な元素であり、0.15％未満では
析出硬化性が不十分で機械的強度の向上が得られ
ず、逆に1.0％を越えると地合せ価格が上昇して
本発明の目的が達成されなくなるとともに、急冷
凝固法によつても全体がマトリツクス中に固溶で
きなくなり、含有量増加に見合つた合金特性向上
効果が得られないので0.15〜1.0％の範囲とする
もので、特に0.4〜0.8％の範囲が最適である。次
にNiもBeと同様に析出硬化性を付与するための
元素であつて、0.5％未満では析出硬化性が不十
分であり、6.0％を越えると急冷凝固時にマトリ
ツクス中に固溶できない部分が生ずるうえ導電率
を悪化させるので0.5〜6.0％とすることが必要
で、特に2.0〜5.0％の範囲が好ましいものであ
る。またSiはNiとともに金属間化合物を析出さ
せて高価なBeを増加させることなく機械的強度
を向上させるめに有効であるのみならず、合金の
鋳造性、スラグ分離性、耐酸化性等を向上させる
ためにも重要な元素であり、少なくとも0.2％以
上が必要とされるが0.9％を越えると導電性及び
圧延加工性を著しく悪化させるため、0.2〜0.9
％、特に好ましくは0.4〜0.8％とされる。これら
のBe、Ni、Siは強化に寄与する金属間化合物の
化学量論的組成に近付けるため、原子比を１：
2.8〜3.2：0.8〜1.2の範囲とする。 このような合金は溶融状態から例えば回転ロー
ラ間に流し込む等の方法によつて500℃／秒を越
す高速度で瞬時に冷却固化される。このような急
冷凝固の結果、結晶粒度が0.2〜25μｍの微細な急
冷凝固組織が得られるとともに、前述したとおり
Be、Ni、Si等の元素は平衡冷却によつては到底
固溶できない多くの分量がマトリツクス中に固溶
し、強化に寄与しない粗大析出物をほとんど生じ
ない。本発明においてはこの組織に圧延等により
95％以下の冷間加工を加えて組織内に加工欠陥を
生成させ、更に必要に応じて550〜1000℃の溶体
化処理と80％以下の冷間加工とを加えたのち、
250〜500℃で時効析出処理を行う。これらの処理
によつて急冷凝固組織中には加工による析出サイ
トが増加してBe、Ni、Siの金属間化合物が均一
微細に析出し、後の実施例のデータにも示すとお
り材料の硬度がビツカース硬度で300以上となる
ほか、引張強度、曲げ加工性等が著しく向上す
る。特に本発明においては急冷凝固法により過剰
量のBe、Ni、Si元素をマトリツクス中に固溶さ
せてあるため、時効析出処理により短時間で均一
かつ微細な金属間化合物が一斉に析出することと
なり、硬度、強度、曲げ加工性等を著しく向上さ
せることができる。また本発明においては溶体化
処理を行つた場合にも、急冷凝固法により固溶さ
れたBe、Ni、Siが結晶粒成長を効果的に制御し、
最終組織の粒度は25μｍを越えることはない。 なお、冷間加工の程度を95％以下としたのは、
組織中に加工欠陥を十分に生じさせるために必要
なためであり、また結晶粒度を0.2〜2.5μｍとし
たのは、0.2μｍ未満の結晶を生じさせることは困
難であり、逆に25μｍを越えると延性や曲げ成形
性が低下するからである。 このように本発明の合金は低ベリリウムである
にもかかわらず硬度、強度に優れ、しかも組織が
緻密であるため延性及び曲げ成形性に優れるう
え、導電性を阻害する元素や粗大析出物をほとん
ど含まないので導電ばね材料として好適な高い導
電性を有するものである。 （実施例） 第１表に示されるNo.１〜No.７の種々の組成の合
金を高速で回転するローラ間に噴き出し、500
℃／秒以上の速度で溶融状態から急冷凝固して厚
さ0.35mmの薄板を作成した。これを第１表中に
ａ、ｂ、ｃ、ｄ等の記号で示す処理工程により処
理したうえでビツカース硬さ、引張強度、伸び、
導電率を測定し同表に記した。また第２表は合金
組成が本発明の範囲を外れた合金につき、第１表
に示したと同様に処理した場合の測定値を示した
もので、第２表中のNo.11〜No.14は従来技術として
引用した特公昭60−43895号の範囲内のものであ
る。なお、ａ〜ｈの記号で示した処理工程の内容
は第３表にまとめて示した。
【表】
【表】
【表】
【表】
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、
Be含有量を低くして地合せ価格を引下げるとと
もに、急冷凝固と冷間加工と時効析出処理の組合
せにより硬度、強度、曲げ成形性等の導電ばね材
料に要求される諸特性をバランス良く向上させる
ことに成功したものであるから、従来のCu−Be
合金及び従来の急冷凝固合金の問題点を一掃した
ものとして、産業の発展に寄与するところは極め
て大きいものである。
Be含有量を低くして地合せ価格を引下げるとと
もに、急冷凝固と冷間加工と時効析出処理の組合
せにより硬度、強度、曲げ成形性等の導電ばね材
料に要求される諸特性をバランス良く向上させる
ことに成功したものであるから、従来のCu−Be
合金及び従来の急冷凝固合金の問題点を一掃した
ものとして、産業の発展に寄与するところは極め
て大きいものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Be0.15〜1.0％（重量％、以下同じ）、Ni0.5
〜6.0％、Si0.2〜0.9％、残部Cu及び不可避的不純
物からなり、Be、Ni、Siの原子比が１：2.8〜
3.2：0.8〜1.2であり、かつその結晶粒度を0.2〜
25μｍとした急冷凝固組織中に、加工による析出
サイトを増加させ時効処理後の析出物を均一微細
に分散させてビツカース高度300以上の高度を持
たせたことを特徴とする高強度銅基合金。 ２ Be、Ni、Siの含有量をBe0.4〜0.8％、Ni2.0
〜5.0％、Si0.4〜0.8％とした特許請求の範囲第１
項記載の高強度銅基合金。 ３ 引張強度が100Kg／cm2以上、ビツカース硬度
が350以上である特許請求の範囲第１項記載の高
強度銅基合金。 ４ Be0.15〜1.0％、Ni0.5〜6.0％、Si0.2〜0.9％、
残部Cu及び不可避的不純物からなり、Be、Ni、
Siの原子比が１：2.8〜3.2：0.8〜1.2である合金を
溶融状態から500℃／秒以上の速度で急冷凝固し
て結晶粒度が0.2〜25μｍの急冷凝固組織としたの
ち、95％以下の冷間加工を行い、更に時効析出処
理により金属間化合物を均一微細に析出させたこ
とを特徴とする高強度銅基合金の製造方法。 ５ 冷間加工ののち、550〜1000℃の焼鈍又は溶
体化処理と80％以下の冷間加工を行つたうえ250
〜550℃で時効析出処理を行う特許請求の範囲第
４項記載の高強度銅基合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4385886A JPS62199742A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 高強度銅基合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4385886A JPS62199742A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 高強度銅基合金及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62199742A JPS62199742A (ja) | 1987-09-03 |
| JPH036214B2 true JPH036214B2 (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=12675400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4385886A Granted JPS62199742A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 高強度銅基合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62199742A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995018873A1 (en) * | 1994-01-06 | 1995-07-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Beryllium copper alloy having high strength, machinability and heat resistance and production method thereof |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012421B2 (ja) * | 1976-07-28 | 1985-04-01 | 株式会社東芝 | リ−ド線材の製造方法 |
| JPS6058783B2 (ja) * | 1982-01-20 | 1985-12-21 | 日本鉱業株式会社 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金の製造方法 |
| JPS6045698B2 (ja) * | 1982-01-20 | 1985-10-11 | 日本鉱業株式会社 | 半導体機器用リ−ド材 |
| JPS59145746A (ja) * | 1983-12-13 | 1984-08-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
| JPS59145747A (ja) * | 1983-12-13 | 1984-08-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
| JPS61106738A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-24 | Ngk Insulators Ltd | 電気機器用導電ばね材料 |
| JPS61119660A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-06 | Nippon Mining Co Ltd | 高力高導電性銅基合金の製造方法 |
| JPS62120451A (ja) * | 1985-11-21 | 1987-06-01 | Nippon Mining Co Ltd | プレスフイツトピン用銅合金 |
-
1986
- 1986-02-27 JP JP4385886A patent/JPS62199742A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62199742A (ja) | 1987-09-03 |
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