JPH0368734A - 耐屈曲性に優れた導電用高力銅合金 - 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、銅合金に係り、特に、例えば自動車用電線の
導体等として用いた場合に、導電率の低下を招くことな
く５機械的衝撃に対し高強度で。 圧着端子部における引張り及び屈曲によるＷＲｍを減少
させることができ、かつ軽量化を図ることのできる耐屈
曲性に優れた導電用高力鋼合金に関する。

【従来の技術】

一般に自動車は、マニアル・トランス・ミッション車と
、オート・トランス・ミッション車（ＡＴ車）とがある
、これら自動車の自動車用電線の導体としては軟＠線が
主として用いられている。 近年、ＡＴ車の普及に伴ってキャブレタから電子燃料噴
射装置への転換が図られ、各種計器類等車載装置の電子
化が図られている。このような車載装置の電子化等に伴
い、自動車内における電気、電子配線回路の数が著しく
増加し、自動車における自動車用電線の占積空間の増加
及び、この自動車用電線による重量の増加を招いている
。 しかし、自動車の車体は、燃費の向上の点から軽量であ
ることが望ましく、自動車用電線の使用量の増加は、車
体の軽量化に逆行することとなる。 そこで、車体の軽量化を図る上から、自動車内における
電気、電子配線回路に用いられる自動車用電線において
は、その軽量化及び自動車内における占積空間の狭小化
の要望が強まっている。 従来は、自動車用電線の中で例えばマイクロコンピュー
タを含む微小電流回路に用いられる電線においては、リ
ード線等極細い径の電線で充分であるにも拘らず、自動
車走行中に生じる振動衝撃は甚だしく大きいものである
ため、充分な機械的強度を有していないと接合部がはず
れたり、断線を生じ、自動車走行に支障を生じたりする
ことがある。このようなことから従来、充分な機械的強
度を確保するため、電気的な必要径より大きな径の導体
を用いている。 しかし、充分な機械的強度を確保するため、電気的な必
要径より大きな径の導体を用いていたのでは、自動車内
における電気、電子配線回路に用いる自動車用電線の軽
量化及び占積空間の狭小化を図ることはできない。 そこで、自動車用電線を軽量化するため導体外径を小さ
くしても機械的強度を確保することのできる硬銅線が検
討されたが、硬銅線は材質的に伸びが著しく小さい。こ
のため、硬銅線を用いて端子間を圧着接合しても、自動
車走行中に生じる振動衝撃等の外力による機械的負荷が
接合部に加わると、この接合部が損傷してしまうことが
ある。 このように硬銅線を用いて端子間を圧着接合すると、端
子圧着箇所が機械的な弱点部となり外的衝撃によって断
線を生じやすく信頼性に乏しいという結果を招来してい
る。 また、自動車用電線の使用重量を小さくすることは、導
体径を小さくすることによって実現が可能であるが、従
来の如き軟鋼線にあっては、導体外径を小さくすると機
械的強度が低下してしまう。 そこで、近年、導体外径を小さくしても、機械的強度を
確保でき、比較的良好な繰返し屈曲強度及び導電性を有
する銅合金として、Ｃｕ　−Ｎ　ｉ　−Ｔｉ合金、Ｃｕ
−Ｎｉ−Ｓｉ合金等が考案されている。

【発明が解決しようとするＨＭ） このＣｕ−Ｎｉ−Ｔｉ合金は、Ｎｉ−Ｔｉの金属間化合
物を、Ｃｕマトリックス中に析出させることにより、導
電性を大きく低下させずに、引張り強さを向上させたも
のである。しかしながら、このＣｕ−Ｎｉ−Ｔｉ合金は
、自動車走行中に生じる振動衝撃等の外力による機械的
負荷に耐え得るに充分な引張り強さを得ることができな
いという問題点を有している。 また、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金は、Ｎｉ−Ｔｉの金属間化
合物を、Ｃｕマトリックス中に析出させることにより、
導電性を大きく低下させずに、引張り強さを向上させた
ものである。しかしながら、このＣｕ　−Ｎ　ｉ　−Ｓ
　ｉ合金は、自動車走行中に生じる振動衝撃等の外力に
よる機械的負荷に耐え得るに充分な引張り強さを得るこ
とができないという問題点を有している。 本発明は、導電率の低下を招くことなく１機械的衝撃に
対し高強度で、圧着端子部における引張り及び屈曲によ
る断線を減少させることができ、かつ軽量化を図ること
のできる耐屈曲性に優れた導電用高力鋼合金を提供する
ことを目的としている。 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本発明の耐屈曲性に優れた
導電用高力銅合金においては、Ｎｉを２．０〜４．ＯＮ
量％、Ｓｉを０．４〜１．０重量％。 Ｉｎを０．０５〜０．３重量％、Ｓｎを０．０５〜０．
３重量％を含有し、残部を基本的にＣ、ｕによって構成
したものである。 すなわち、上記目的を達成するために、本発明の耐屈曲
性に優れた導電用高力銅合金においては、Ｃｕマトリッ
クス中にＮｉとＳｉの金属間化合物を析出させ、これに
よって導電性を大幅に低下させることをなくして引張り
強さを向上し、Ｉｎ、Ｓｎを加えることにより、引張り
強さをさらに高めたものである。 本発明において、Ｎｉの含有量を２．０〜４゜０重量％
とじたのは、Ｎｉが２．０重量％未満では、Ｓｉとの金
属間化合物の析出による引張強さの向上が小さく、また
、Ｎｉが４．０重量％を超えると、Ｃｕ母相中へ固溶す
るＮｉが多くなり、導電性を著しく損なうためである。 また１本発明において、Ｓｉの含有量を０．４〜１．０
重量％としたのは、Ｓｉが０．４重量％未満では、Ｎｉ
との金属間化合物の析出による引張強さの向上が小さく
、また、Ｓｉが１．０重量％を超えると、Ｃｕ母相中に
固溶するＳｉが多くなり、導電性が低下するためである
。 さらに、本発明において、Ｉｎの含有量を０゜０５〜０
．３重量％としたのは、Ｉｎが０．０５重量％未満では
、引張強さを向上させる効果が小さく、０．３重量％を
超えるとＣｕ母相中に固溶するＩｎが多くなり、導電性
を著しく低下させるからである。 さらにまた、本発明において、Ｓｎの含有量を０．０５
〜０．３重量％としたのは、Ｓｎが０゜０５重量％未満
では、引張強さを向上させる効果が小さく、Ｓｎが０．
３重量％を超えると導電性を大きく低下させるからであ
る。

【作用１ 上記のように構成された耐屈曲性に優れた導電用高力銅
合金を用いると、導電率は、従来の高強度高導電性鋼合
金に比してやや向上することができ、４６％ｌＡＣ３前
後の導電率を有することができる。 また、上記のように構成された耐屈曲性に優れた導電用
高力鋼合金を用いると、引張強さは、硬銅の約１．７倍
と飛躍的強さを有し、従来の高強度高導電性銅合金に比
しても、著しく向上することができ、耐屈曲性を持たせ
ることができる。 さらに、上記のように構成された耐屈曲性に優れた導電
用高力鋼合金を用いると伸びは、軟鋼より小さくなるが
、硬銅に比して５倍以上の伸びを有しており、軟鋼と同
等の繰返し屈曲強度を得ることができる。さらに、伸び
は、従来の高強度高導電性鋼合金に比しても、低下する
ことがない。 そして、上記した理由から本発明のように構成された耐
Ｂ＃性に優れた導電用高力鋼合金を自動車の自動車用電
線の導体等として用いた場合に、自動車用電線の導体に
適した特性を得ることができ、導体外径の小型化に対す
る機械的強度の確保と端子圧着箇所での引張荷重及び屈
曲による断線を減少させることができる。したがって、
上記のように構成された耐屈曲性に優れた導電用高力銅
合金を電子機器内配線用電線の導体、半導体のリード材
等として用いると好適である。 以上の点から明確なように、上記のように構成された耐
屈曲性に優れた導電用高力鋼合金を例えば自動車用電線
の導体等として用いた場合に、機械的衝撃に対して高強
度で、しかも電気的特性において高導電性を有し、かつ
導線の小径化が行なわれ、自動車用電線の軽量化する方
向に働く。 【実施例】 以下、本発明の実施例について説明する。 本発明の実施例として、不活性ガス雰囲気に保たれた溶
解炉で、黒鉛粒被覆下にて銅を溶解した後、Ｎｉ、Ｉｎ
、Ｓｎを純金属、Ｓｉを母合金の形態で添加し、均一な
溶湯を得、これを、連続鋳造により、第１表に示す如き
組成の２０ｍφの鋳造棒を作製した。これらを冷間圧延
、伸線により３．２８１φにした後、不活性ガス雰囲気
中約９゜０℃で１時間、加熱保持後、水冷して溶体化処
理を施した。その後、１．Ｏｘφまで伸線し、さらに不
活性ガス雰囲気中約４７０℃で６時間の時効処理を行な
い、引張強さ、伸び、導電率、繰返し屈曲強度を測定し
た。比較例も同様の製造方法によったものである。 なお、屈曲試験は、第１図に示す如く、治具１に供試材
２を挟持し、他端を２ｋｇの引張荷重Ｗを加えた状態で
第１図図示（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）と左右９０
’曲げを１回として破断するまで、繰返し行ない、その
回数を繰返し屈曲強度とした。 第１表には、本発明に係る耐屈曲性に優れた導電用高力
鋼合金の特徴を明確にするために、実施例と合わせて、
比較例及び従来例の組成、特性値が示しである。 なお、比較例の合金恥４、＆５は、組成がＣｕ、Ｎｉ、
Ｓｉ、Ｉｎ、Ｓｎと本発明と同一であるが、各組成の含
有量が本発明とは異なっている。 第１表の実施例（Ｎ住１〜Ｎａ　５　）と比較例（Ｎａ
ｌ〜＆５）との比較から明らかな如く、本発明によると
、Ｎｉ−８ｉの金属間化合物を銅マトリクス中に析出さ
せることにより、導電率を大幅に低下させることなく、
引張強さを向上させることができる。 さらに、本発明によると、Ｃｕ母相中にＩｎ、Ｓｎを固
溶させているため、このＣｕ母相中へのＩｎ、ｓｎの固
溶により、導電率の幾分の低下は生じるが、引張強さの
より一層の向上を図ることができる。この導電率は、銅
マトリクス中に固溶した合金元素Ｉｎ、Ｓｎにより比較
例（Ｎａｌ）に比して低下は有るが、約４６％ｌＡＣ３
を確保し、繰返し屈曲強度は、軟鋼より優れ、引張強さ
は、硬銅より格段向上させることができる。 このように、本発明に係る耐屈曲性に優れた導電用高力
銅合金は、硬銅と比較すると、約１．７倍と格段に優れ
た引張強さを有しており、導電率は低下するが、添加元
素の一部を析出させることにより、その低下を約４６％
ｌＡＣ３と極力抑え、伸びは、軟鋼より小さくなるも、
硬銅の５倍以上有り、繰返し屈曲強度は、極めて良好な
軟鋼よりも優れている。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、硬銅と比較する
と、約１．７倍と格段に優れた引張強さを有し、導電率
は低下するが、添加元素の一部を析出させることにより
、その低下を約４６％ｌＡＣ３と極力抑えることができ
る。 また、本発明によれば、伸びは、軟鋼より小さくなるが
、硬銅の５倍の伸びを有しており、繰返し屈曲強度の極
めて良好な軟鋼よりも優れた繰返し屈曲強度を得ること
ができる。 したがって、本発明によれば、自動車用電線として用い
る導体に適した特性を得ることができ、導体外径の小型
化に対する機械的強度の確保と端子圧着箇所での引張荷
重及び屈曲による断線を減少させることができる。 また１本発明によれば、電子機器内配線用電線の導体、
半導体のリード材等として用いるにも好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例及び比較例の屈曲試験方法を
示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　Ｎｉを２．０〜４．０重量％、Ｓｉを０．４〜
   １．０重量％、Ｉｎを０．０５〜０．３重量％、Ｓｎを
   ０．０５〜０．３重量％を含有し、残部が基本的にＣｕ
   からなる耐屈曲性に優れた導電用高力鋼合金。