JPH036341A

JPH036341A - 高強度高導電性銅基合金

Info

Publication number: JPH036341A
Application number: JP14055089A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kanzaki; 神崎　敏裕; Akira Sugawara; 章菅原
Original assignee: Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-11

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、コネクタ等の電気・電子部品用材料として好
適な高強度高導電性銅基合金に関するものである。

（ロ）従来技術近時、エレクトロニクス産業の発達に伴ない、コネクタ
等の電気・電子部品においても、より高特性・高信頼性
かつ低コストであることが要求されるようになって来て
いる。

コネクタ等の電気の電子部品用材料として要求される特
性としては、次の通りである。

■）電気伝導性が良いこと。

通電電流が大きい場合には、ジュール熱による発熱によ
ってコネクタ及びコネクタ周辺の絶縁物等が劣化するの
を防止するため、また通電電流が小さい場合にも、コネ
クタ部分での電圧降下が好ましくないことが多いので、
導電率が高いことが望ましい。

■）ばね性が良いこと。

前述と同様な理由により、コネクタ等における接触抵抗
は小さいことが望ましいが、その大きさは接触面の大き
さ即ち接触力の大きさに影響される。

そして、金属における接触力は弾性限界までは変位量に
比例するが、更に変位させると永久変形を生じ、接触力
は初期の値より小さくなってしまう。

従って、コネクタの挿抜時等に弾性限界を越えないよう
に弾性限界が大きい材料が望ましい。

また、金属では一定の変位量を保っていると、弾性限界
内でも長時間の間には永久変形が生じるが、長期間の信
頼性という意味ではこのような変形も小さな材料が望ま
しい。即ち、コネクタ用材料としては、上述のような特
性も含めた意味でのばね性の良い材料が要求されるが、
その評価基準としては引張強度、＃力が大きいこと、バ
ネ限界値が大きいこと、耐応力緩和特性が良好であるこ
と等があげられる。

■）加工性が良いこと。

コネクタはプレス、打ち抜き１曲げ、切削等の製造工程
を経て製造されるので、これらの加工性が良好であるこ
とが要求される。

■）耐食性が良いこと。

コネクタ接触部に汚染被膜が生成すると被膜抵抗が生じ
るので、コネクタ用材料としては耐食性が良好であるこ
とが要求される。

また、用途によっては、メツキ、半田付は等が施される
ので、良好なメツキ性や半田付は性及びその耐候性も要
求されている。

しかしながら、従来は上記のような諸特性を兼備しかつ
安価な材料は得られなかった。

（ハ）発明の開示本発明は、コネクタ等の電気・電子部品用材料に要求さ
れる上記のような諸特性を兼備した銅基合金、更に詳し
くは強度９弾性及び電気伝導性に優れ、かつ加工性、耐
応力緩和特性に優れた電気・電子部品用材料として好適
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、Ｓ　ｎ　：　１．０〜２．５　ｗｔ％、Ｎ　ｉ　：　０
．１！＋〜１．２　ｗｔ％、Ｐ　：　０．０３〜０．３
０ｗｔ％、ただし、Ｎ　ｉ　／　Ｐの重量百分率の比率が４〜６の
範囲であって、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる高
強度高導電性銅基合金である。

また、第２の発明は、Ｓ　ｎ　：　１．０〜２．５　ｗｔ％。

Ｎ　ｉ　：　０．１５〜１．２　ｗｔ％、Ｐ　：　０．
０３〜０．３０ｗｔ％、ただし、Ｎ　ｉ　／　Ｐの重量百分率の比率が４〜６の
範囲であって、更にＴｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｂｅ。

Ｃａ、Ｓｉ　、Ｍｎ、ＡＭ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｏ。

Ｆｅ　、Ｎｂからなる群より！ばれた少なくとも１種以
上を総量で０．００１〜２．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及
び不可避的不純物からなる高強度高導電性銅基合金であ
る。

本発明に係る銅基合金は、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐ等の適量添加
によりＮｉ　−Ｐ系の金属間化合物が均一微細に析出す
るので、コネクタ等の電気・電子部品用材料として好適
な上記諸特性を発現せしめた析出硬化型銅基合金を提供
すること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Ｌ記の通り
に限定した理由について説明する。

（１）Ｓｎ：Ｓｎは銅マトリツクス中に固溶して強度９弾性及び耐食
性を向上させる。しかし、Ｓｎ含有量が１．０　ｗｔ％
未満ではその効果特に強度９弾性の向上が充分ではなく
、一方Ｓｎ含有量が２．５　ｗｔ％を越えると電気伝導
性の劣化が著しくなり、また鋳造性や熱間加工性にも悪
影響を及ぼす。

従ってＳｎ含有量は１．０〜２．５　ｗｔ％とした。

（２）　Ｎ　ｉ　：Ｎｉは銅マトリツクス中に固溶して強度９弾性を向上さ
せ、更にＰと特定割合で化合物を形成して分散析出する
ことにより、電気伝導性を向上させ、しかも更に強度お
よび弾性を向上させる。また、耐熱性及び耐応力緩和特
性の向上にも寄与する元素である。

しかしながら、Ｎｉ含有量が０．ｌ５ｗｔ％未満では上
記のような効果が充分得られず、一方１．２　ｗｔ％を
越えるとＰとの共存下でも電気伝導性の劣化が著しく、
また経済的にも不利となる。

従って、Ｎｉ含有量は０．１５〜１．’２ｗｔ％とした
。

（３）　Ｐ　：Ｐは溶湯の脱酸剤として作用すると共に、Ｎｉと特定割
合で化合物を形成して分散析出することにより、電気伝
導性を向ヒさせかつ強度ならびに骨性も向上させる。

しかし、Ｐ含有量がＱ、Ｑ３ｗｔ％未満では上記のよう
な効果が充分得られず、一方０．３０ｗｔ％を越えると
Ｎｉとの共存下でも電気伝導性の劣化が著しく、また熱
間加工性にも悪影響を及ぼす。

従って、Ｐ含有量は０．０３〜０．３０ｗｔ％とした。

（４）ＮｉとＰの成分組成比率：本発明銅基合金においては、ＮｔとＰがＮｉＰ系金属間
化合物として均一微細に分散析出することにより、電気
伝導性を向−ヒさせつつ強度ならびに弾性を向上させる
ことができる。

しか１７、Ｎ　ｉ　／　Ｐの重量百分率・の比率が４未
満では固溶するＰが多くなり、またＮ　ｉ　／　Ｐ重量
百分率の比率が６を越えると固溶するＮｉが多くなるた
め、電気伝導性の劣化が著しく、それに見合うような強
度と弾性の向−Ｌも見られない。

従って、Ｎ　ｉ　／　Ｐの重量百分率の比率は４〜６の
範囲とした。

（５）副成分：更に、副成分としてＴｔ　、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｂｅ　。

Ｃａ、Ｓｉ　、Ｍｎ、Ａｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｏ。

Ｆｅ、Ｎｂからなる群より選ばれた少なくとも１種以上
をＳｎ、Ｎｉ、Ｐを含有する上記第１の発明の銅基合金
に含有させることにより、該第−発明の銅基合金の加工
性及び電゛気伝導性を大きく損なうことなく強度９弾性
、耐熱性及び耐応力緩和特性等の緒特性をより一層向−
ヒさせることができる。

このような効果を充分に発揮させるためには、上記副成
分から選ばれた少なくとも１種以上な合計で０．００１
　ｗｔ％以上含有させる必要があり、一方２、０ｗｔ％
を越えて含有すると加工性及び電気伝導性の劣化が顕著
となり、鋳造時の湯流れ性の劣化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、上記副成分の含有量の範囲は」−記副成分の群
から選ばれた少なくとも１挿具りを総量で０．００１〜
２．０ｗｔ％とじた。

次に、本発明を実施例により詳細に説明する。

（ニ）実施例実施例１第１表に化学成分（重量％）を示す銅基合金Ｎｏ、　　
１〜１５を高周波溶解炉を用いて溶製し、２０　Ｘ　５
０　Ｘ　２００　（＋ｓ膳）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、８００℃熱間圧延によ
って厚さ３■薦まで圧延し、熱間圧延後に水で急冷及び
酸洗を行った。

上記のようにして得られた熱延材を厚さ０．６層層まで
冷間圧延し、５２０℃の温度で３０分間の熱処理を行な
い、熱処理後に水で急冷及び酸洗を行った。

更に、この熱処理材を厚さ０．３■まで冷間圧延し、２
７５℃の温度で３０分間の低温焼鈍を行い、焼鈍検水急
冷及び酸洗を行った。

このようにして得られた試験材を用いて各所定の試験片
を作製し、硬度、引張強度、バネ限界値、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、引張強度、バネ限界値及び導電
率の測定は、それぞれＪＩＳ−Ｚ−２２４４、ＪＩＳ−
Ｚ−２２４１，ＪＩＳ−Ｈ−３１３０及びＪＩＳ−Ｈ−
０５０５に従って行なった。

曲げ加工性は、９０°Ｗ曲げ試験（ＣＥＳ−Ｍ０００２
−６、Ｒ＝０．１厘層、圧延方向及びその垂直方向）を
行ない、中央部の両表面が良好なものにはＯ印、シワの
発生したものにはΔ印、割れが発生したものには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、　　１０〜１０の銅基合金は硬度、引張強度、バネ限界値及び導
電率のバランスに優れ、かつ曲げ加工性も良好である。

従って、コネクタ等の電気・電子部品用材料として好適
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Ｎｉ量の多い
比較合金Ｎｏ、１１、Ｐ量の多い比較合金Ｎｏ、１２、
ならびにＮｉ、Ｐとも本発明の成分組成範囲に入ってい
るもののＮ　ｉ　／　Ｐの成分組成比率が本発明の規定
値より大きなＮｏ、１３では導電率が低くてそれに見合
うような引張強度、バネ限界値の向上も見られない。

更に、Ｎｏ、１１比較合金は曲げ加工性も劣っており、
また本発明合金の成分組成範囲よりＳｎ量の少ないＮｏ
、１４合金は充分な引張強度、バネ限界値が得られず、
Ｐをほとんど含まない比較合金Ｎｏ、１５では引張強度
と導電率が共に劣っている。

（以下余白）実施例２次に、第１表中に示す本発明合金Ｎｏ、　　ｌと市販の
リン青銅２種（Ｃ５１９１−Ｈ）について硬度、引張強
度、バネ限界値、導電率９曲げ加工性、耐応力緩和特性
ならびに耐熱性を試験測定した。その結果を第２表に示
す。

硬度、引張強度、バネ限界値及び導電率９曲げ加工性の
測定法は実施例１と同様である。

また、応力緩和試験は試験片の中央部の応力が４０Ｋｇ
ｆ／ａｍ２になるようにＵ字曲げを行ない、１５０℃の
温度で２００時間保持した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（ｔ）− ［（ＬＩ　　Ｌ５＋　）　／（ＬＩ　　ＬＯ）］Ｘ１０
０Ｌｏ　：治具の長さ（ｍ■）Ｌ、：開始時の試料長さ（ｍｕ）Ｌ２　：処理後の試料端間の水平距離（ａｍ）さらに、
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。

３第２表に示す結果から、本発明の銅基合金は従来の代表
的なコネクタ等の電気・電子部品用材料であるリン青銅
に比較して、電気電導性、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、本発明銅基合金が従来のリン青銅等に比べてコ
ネクタ等の電気県電子部品用材料として極めて優れてい
ることが明らかである。

（以下余白）４（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、高弾性及び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り、特にコネクタ等
の電気・電子部品用材料として好適な高強度高導性銅基
合金である。

特　許　出　願　人　同和鉱業株式会社５６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　Ｓｎ：１．０〜２．５ｗｔ％、　Ｎｉ：０．１５〜１．２ｗｔ％、　Ｐ：０．０３〜０．３０ｗｔ％、ただし、Ｎｉ／Ｐの重量百分率の比率が４〜６の範囲で
あって、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる高強度
高導電性銅基合金。
（２）　Ｓｎ：１．０〜２．５ｗｔ％、　Ｎｉ：０．１５〜１．２ｗｔ％、　Ｐ：０．０３〜０．３０ｗｔ％、ただし、Ｎｉ／Ｐの重量百分率の比率が４〜６の範囲で
あって、更にＴｉ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｂｅ，Ｃａ，Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｂからなる群よ
り選ばれた少なくとも１種以上を総量で０．００１〜２
．０ｗｔ％含み、残部がＣｕおよび不可避的不純物から
なる高強度高導電性銅基合金。