JPH10140269A - 銅ベース合金およびその製造方法 - Google Patents
銅ベース合金およびその製造方法Info
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- JPH10140269A JPH10140269A JP9300478A JP30047897A JPH10140269A JP H10140269 A JPH10140269 A JP H10140269A JP 9300478 A JP9300478 A JP 9300478A JP 30047897 A JP30047897 A JP 30047897A JP H10140269 A JPH10140269 A JP H10140269A
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- C22C—ALLOYS
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-
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- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多くの用途に適した銅ベース合金およびこの
銅ベース合金の製法を提供する。 【解決手段】 銅ベース合金は、約１．０重量％から１
１．０重量％のスズ、約０．０１重量％から約０．８重
量％のリン、約０．０１重量％から約０．８重量％の
鉄、随意的に１５重量％までの亜鉛、および残部の必須
的な銅を必須的に含んでなり、マトリックス中に均一に
分散されたリン化物の粒子を含んでいる。この合金は、
優れた物理的な特性の組合わせにより特徴付けされる。
この銅ベース合金を形成する方法は鋳造、均質化、圧
延、中間焼きなまし、および応力除去焼きなましを含ん
でいる。
銅ベース合金の製法を提供する。 【解決手段】 銅ベース合金は、約１．０重量％から１
１．０重量％のスズ、約０．０１重量％から約０．８重
量％のリン、約０．０１重量％から約０．８重量％の
鉄、随意的に１５重量％までの亜鉛、および残部の必須
的な銅を必須的に含んでなり、マトリックス中に均一に
分散されたリン化物の粒子を含んでいる。この合金は、
優れた物理的な特性の組合わせにより特徴付けされる。
この銅ベース合金を形成する方法は鋳造、均質化、圧
延、中間焼きなまし、および応力除去焼きなましを含ん
でいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気応用分野にお
いて有用である銅ベース合金、およびこの銅ベース合金
を製造するための方法に関するものである。
いて有用である銅ベース合金、およびこの銅ベース合金
を製造するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コネクタ、リードフレームおよび他の電
気応用分野において多数の銅ベース合金が使用されてい
る。これは、この種の合金がこれらの用途に適した特別
な性質を有することによるものである。ところが、これ
らの合金があるにもかかわらず、８０から１５０ＫＳＩ
のオーダーの降伏強度が必要とされる用途において使用
でき、また、１またはこれより小さいＲ／Ｔ比での１８
０°のバッドウェイベンドを行うことができ、高い温度
における応力緩和が小さく、応力腐食割れがなく、良好
な成形特性を有する、銅ベース合金に対する必要性があ
る。現在入手可能な合金は、これらのすべての要求に合
致しないものであるか、高価で市場における経済性が低
いものか、あるいは他の大きな欠点を有しているもので
ある。よって、上記の要求を満たす合金が強く望まれて
いる。なお、バッドウェイベンド（badway bend ）と
は、材料片を所定方向に折曲し、次いで反対側の方向
（バッドウェイ）に折曲する、合金材料の試験に使用さ
れるテストである。
気応用分野において多数の銅ベース合金が使用されてい
る。これは、この種の合金がこれらの用途に適した特別
な性質を有することによるものである。ところが、これ
らの合金があるにもかかわらず、８０から１５０ＫＳＩ
のオーダーの降伏強度が必要とされる用途において使用
でき、また、１またはこれより小さいＲ／Ｔ比での１８
０°のバッドウェイベンドを行うことができ、高い温度
における応力緩和が小さく、応力腐食割れがなく、良好
な成形特性を有する、銅ベース合金に対する必要性があ
る。現在入手可能な合金は、これらのすべての要求に合
致しないものであるか、高価で市場における経済性が低
いものか、あるいは他の大きな欠点を有しているもので
ある。よって、上記の要求を満たす合金が強く望まれて
いる。なお、バッドウェイベンド（badway bend ）と
は、材料片を所定方向に折曲し、次いで反対側の方向
（バッドウェイ）に折曲する、合金材料の試験に使用さ
れるテストである。
【０００３】ベリリウム銅は強度および伝導率が非常に
高く且つ良好な緩和特性を有している。しかしながら、
この種の材料は成形能力が制限されるものである。この
ような制限の１つは、１８０°のバッドウェイベンドが
困難であることである。さらに、これらの材料は非常に
高価であり、また所望の部品に調整した後に余分な熱処
理をしばしば必要とする。当然のことながら、これによ
ってコストがさらに高くなる。
高く且つ良好な緩和特性を有している。しかしながら、
この種の材料は成形能力が制限されるものである。この
ような制限の１つは、１８０°のバッドウェイベンドが
困難であることである。さらに、これらの材料は非常に
高価であり、また所望の部品に調整した後に余分な熱処
理をしばしば必要とする。当然のことながら、これによ
ってコストがさらに高くなる。
【０００４】リン青銅材料は、良好な強度および優れた
成形特性を備えた安価な合金である。これらの材料は電
気および電気通信工業において広く使用されている。し
かしながら、この種の材料は、例えば自動車用途のよう
に、非常の高い温度において非常に大きな電流を伝導さ
せる必要がある場合には、好ましくない。また、これら
の材料は、この点および熱応力緩和率が高いことから、
多くの用途において好ましくなくなる。
成形特性を備えた安価な合金である。これらの材料は電
気および電気通信工業において広く使用されている。し
かしながら、この種の材料は、例えば自動車用途のよう
に、非常の高い温度において非常に大きな電流を伝導さ
せる必要がある場合には、好ましくない。また、これら
の材料は、この点および熱応力緩和率が高いことから、
多くの用途において好ましくなくなる。
【０００５】高純度の銅、高い電導性の合金は、多くの
好ましい特性を有しているが、様々な用途において要求
される機械的強度を一般的に備えていない。これらの合
金としては、典型的には、銅合金１１０、１２２、１９
２および１９４が含まれるが、これらに限定されない。
好ましい特性を有しているが、様々な用途において要求
される機械的強度を一般的に備えていない。これらの合
金としては、典型的には、銅合金１１０、１２２、１９
２および１９４が含まれるが、これらに限定されない。
【０００６】代表的な従来技術の特許としては、米国特
許第４、６６６、６６７号、第４、６２７、９６０号、
第２、０６２、４２７号、第４、６０５、５３２号、第
４、５８６、９６７号および第４、８２２、５６２号な
どがある。
許第４、６６６、６６７号、第４、６２７、９６０号、
第２、０６２、４２７号、第４、６０５、５３２号、第
４、５８６、９６７号および第４、８２２、５６２号な
どがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、所望の各
特性を兼ね備えて多くの用途に非常に適した銅ベース合
金を開発することが強く望まれている。
特性を兼ね備えて多くの用途に非常に適した銅ベース合
金を開発することが強く望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的が容易に達成できることが知得された。
目的が容易に達成できることが知得された。
【０００９】本発明の銅ベース合金は、約１．０％から
１１．０％の量のスズ、約０．０１％から０．３５％、
好ましくは約０．０１％から０．１％の量のリン、約
０．０１％から０．８％、好ましくは約０．０５％から
０．２５％の量の鉄、および残部の必須的な銅を必須的
に含んでなる。ニッケルおよび／またはコバルトをそれ
ぞれ約０．５％まで、好ましくは０．００１％から約
０．５％の量だけ含むことが特に好ましい。本発明の合
金はまた、約０．１％から１５％の量の亜鉛、０．０５
％までの量の鉛、およびアルミニウム、銀、ホウ素、ベ
リリウム、カルシウム、クロム、インジウム、リチウ
ム、マグネシウム、マンガン、鉛、シリコン、アンチモ
ン、チタンおよびジルコニウムをそれぞれ０．１％まで
含ませることができる。
１１．０％の量のスズ、約０．０１％から０．３５％、
好ましくは約０．０１％から０．１％の量のリン、約
０．０１％から０．８％、好ましくは約０．０５％から
０．２５％の量の鉄、および残部の必須的な銅を必須的
に含んでなる。ニッケルおよび／またはコバルトをそれ
ぞれ約０．５％まで、好ましくは０．００１％から約
０．５％の量だけ含むことが特に好ましい。本発明の合
金はまた、約０．１％から１５％の量の亜鉛、０．０５
％までの量の鉛、およびアルミニウム、銀、ホウ素、ベ
リリウム、カルシウム、クロム、インジウム、リチウ
ム、マグネシウム、マンガン、鉛、シリコン、アンチモ
ン、チタンおよびジルコニウムをそれぞれ０．１％まで
含ませることができる。
【００１０】本発明の実施の形態においては、銅ベース
合金に、約９．０％から１５．０％までの量の亜鉛を含
ませることもできる。
合金に、約９．０％から１５．０％までの量の亜鉛を含
ませることもできる。
【００１１】本発明の合金において、鉄および／または
ニッケルおよび／またはマグネシウムのリン化物の粒子
あるいはこれらの組合わせを加え、これらをマトリック
ス（matrix）内において均質に分散させることが望まし
く、また好ましく、これらの粒子は合金の強度、伝導
率、および応力緩和特性を高めるように機能する。リン
化物の粒子は、５０オングストロームから約０．５ミク
ロンの粒径を有し、また微細な構成部分と粗い構成部分
とを有している。微細な構成要素は、約５０オングスト
ロームから２５０オングストローム、好ましくは約５０
オングストロームから２００オングストロームの範囲の
粒径を有している。粗い構成要素は、大体、０．０７５
ミクロンから０．５ミクロン、好ましくは０．０７５ミ
クロンから０．１２５ミクロンの粒径を有している。
ニッケルおよび／またはマグネシウムのリン化物の粒子
あるいはこれらの組合わせを加え、これらをマトリック
ス（matrix）内において均質に分散させることが望まし
く、また好ましく、これらの粒子は合金の強度、伝導
率、および応力緩和特性を高めるように機能する。リン
化物の粒子は、５０オングストロームから約０．５ミク
ロンの粒径を有し、また微細な構成部分と粗い構成部分
とを有している。微細な構成要素は、約５０オングスト
ロームから２５０オングストローム、好ましくは約５０
オングストロームから２００オングストロームの範囲の
粒径を有している。粗い構成要素は、大体、０．０７５
ミクロンから０．５ミクロン、好ましくは０．０７５ミ
クロンから０．１２５ミクロンの粒径を有している。
【００１２】なお、本明細書において、％はすべて重量
％を示している。
％を示している。
【００１３】本発明の合金は、多くの優れた特性を享有
しており、これにより、コネクタ、リードフレーム、ス
プリングおよび他の電気用途に非常に適したものであ
る。この合金は機械的な強度、成形性、熱および電気伝
導率、および応力緩和特性の優れた並外れた組合わせを
具備している。
しており、これにより、コネクタ、リードフレーム、ス
プリングおよび他の電気用途に非常に適したものであ
る。この合金は機械的な強度、成形性、熱および電気伝
導率、および応力緩和特性の優れた並外れた組合わせを
具備している。
【００１４】本発明の方法は、上記の組成を有する銅ベ
ース合金を鋳造するステップ、１０００°Ｆから１４５
０°Ｆの温度で少なくとも２時間だけ少なくとも１回だ
け均質化するステップ、６５０°Ｆから１２００°Ｆに
おいて少なくとも１時間だけ少なくとも１回だけ中間焼
きなましを行うことを含み最終ゲージに圧延するステッ
プ、時間当たり２０°Ｆから２００°Ｆで緩やかに冷却
する随意的なステップ、および３００°Ｆから６００°
Ｆの範囲において少なくとも１時間だけ応力除去焼きな
ましをするステップを含んでなり、これにより、マトリ
ックス中に均一に分散されたリン化物の粒子を含む銅ベ
ース合金を得るものである。ニッケルおよび／またはコ
バルトを上記の合金中に含めることもできる。
ース合金を鋳造するステップ、１０００°Ｆから１４５
０°Ｆの温度で少なくとも２時間だけ少なくとも１回だ
け均質化するステップ、６５０°Ｆから１２００°Ｆに
おいて少なくとも１時間だけ少なくとも１回だけ中間焼
きなましを行うことを含み最終ゲージに圧延するステッ
プ、時間当たり２０°Ｆから２００°Ｆで緩やかに冷却
する随意的なステップ、および３００°Ｆから６００°
Ｆの範囲において少なくとも１時間だけ応力除去焼きな
ましをするステップを含んでなり、これにより、マトリ
ックス中に均一に分散されたリン化物の粒子を含む銅ベ
ース合金を得るものである。ニッケルおよび／またはコ
バルトを上記の合金中に含めることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の合金は改良されたリン青
銅である。この合金は、改良されないリン青銅における
特性と比べて、より高い強度、より良い成形特性、より
大きな伝導率、および顕著に改良された応力緩和特性に
よって特徴付けされるものである。
銅である。この合金は、改良されないリン青銅における
特性と比べて、より高い強度、より良い成形特性、より
大きな伝導率、および顕著に改良された応力緩和特性に
よって特徴付けされるものである。
【００１６】本発明の実施の形態に係る改良されたリン
青銅合金は、約１．５％から１１％の量のスズ、約０．
０１％から０．３５％、好ましくは約０．０１％から
０．１％の量のリン、約０．０１％から０．８％、好ま
しくは約０．０５％から０．２５％の鉄、および残部の
必須的な銅から必須的に含んでなる、銅ベース合金を含
んでいる。これらの合金は、典型的には、マトリックス
中に均一に分散されたリン化物の粒子を有している。
青銅合金は、約１．５％から１１％の量のスズ、約０．
０１％から０．３５％、好ましくは約０．０１％から
０．１％の量のリン、約０．０１％から０．８％、好ま
しくは約０．０５％から０．２５％の鉄、および残部の
必須的な銅から必須的に含んでなる、銅ベース合金を含
んでいる。これらの合金は、典型的には、マトリックス
中に均一に分散されたリン化物の粒子を有している。
【００１７】これらの合金はまた、ニッケルおよび／ま
たはコバルトをそれぞれ約０．５％まで、好ましくは一
方または両方の組合わせを約０．００１％から０．５％
の量だけ含ませることができ、また最大で約０．３％ま
での量の亜鉛、および最大で約０．０５％までの量の鉛
を含ませることができる。合金の組成に、アルミニウ
ム、銀、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、イ
ンジウム、リチウム、マグネシウム、マンガン、鉛、シ
リコン、アンチモン、チタン、およびジルコニウムなど
の元素の１つまたは２つ以上を含ませることができる。
これらの材料は、０．１％未満の量だけ、それぞれ大体
０．００１％以上の量だけそれぞれ含ませることができ
る。これらの材料を１つまたは２つ以上使用すること
で、応力緩和特性のような機械的な特性が改善される
が、量が多すぎると伝導率および成形特性が影響を受け
る。
たはコバルトをそれぞれ約０．５％まで、好ましくは一
方または両方の組合わせを約０．００１％から０．５％
の量だけ含ませることができ、また最大で約０．３％ま
での量の亜鉛、および最大で約０．０５％までの量の鉛
を含ませることができる。合金の組成に、アルミニウ
ム、銀、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、イ
ンジウム、リチウム、マグネシウム、マンガン、鉛、シ
リコン、アンチモン、チタン、およびジルコニウムなど
の元素の１つまたは２つ以上を含ませることができる。
これらの材料は、０．１％未満の量だけ、それぞれ大体
０．００１％以上の量だけそれぞれ含ませることができ
る。これらの材料を１つまたは２つ以上使用すること
で、応力緩和特性のような機械的な特性が改善される
が、量が多すぎると伝導率および成形特性が影響を受け
る。
【００１８】上記のリンの添加により、金属を脱酸素
（deoxidize ）状態に維持でき、リンに対して設定され
た限度内において、正常に金属を鋳造することができ
る。また合金の熱処理により、リンは、鉄および／また
は鉄とニッケルおよび／または鉄とマグネシウムおよび
／またはこれらの元素の組合わせとリン化物を形成し、
このリン化物が存在する場合、これら材料がマトリック
ス内において全体に固溶体である場合において、伝導率
の損失を著しく低減できる。また、鉄リン化物の粒子を
マトリックス中に均一に分散することが特に望ましく、
これにより、転位移動の阻止が助長されて、応力緩和特
性が改善される。
（deoxidize ）状態に維持でき、リンに対して設定され
た限度内において、正常に金属を鋳造することができ
る。また合金の熱処理により、リンは、鉄および／また
は鉄とニッケルおよび／または鉄とマグネシウムおよび
／またはこれらの元素の組合わせとリン化物を形成し、
このリン化物が存在する場合、これら材料がマトリック
ス内において全体に固溶体である場合において、伝導率
の損失を著しく低減できる。また、鉄リン化物の粒子を
マトリックス中に均一に分散することが特に望ましく、
これにより、転位移動の阻止が助長されて、応力緩和特
性が改善される。
【００１９】０．０１％から０．８％、特に０．０５％
から０．２５％の範囲の鉄は、合金の強度を増大させ、
粒の成長の抑制材として機能することにより、微細な粒
子構造が助長され、またこの範囲内でリンと組合わせる
ことにより、電気および熱の伝導率への悪影響なしに、
応力緩和特性が改善される。
から０．２５％の範囲の鉄は、合金の強度を増大させ、
粒の成長の抑制材として機能することにより、微細な粒
子構造が助長され、またこの範囲内でリンと組合わせる
ことにより、電気および熱の伝導率への悪影響なしに、
応力緩和特性が改善される。
【００２０】ニッケルおよび／またはコバルトをそれぞ
れ約０．００１％から０．５％の量だけ添加すること
で、伝導率への良い影響とともに、粒子の精製、および
マトリックス中の分布により応力緩和特性および強度が
改善される。
れ約０．００１％から０．５％の量だけ添加すること
で、伝導率への良い影響とともに、粒子の精製、および
マトリックス中の分布により応力緩和特性および強度が
改善される。
【００２１】これらの合金を作るための方法は、上記し
た通りの組成を有する合金を鋳造することを含んでい
る。約０．５００インチから０．７５０インチの範囲内
の厚さを有するストリップを形成するために、水平連続
鋳造（horizontal continuouscasting ）のような当業
分野において公知の適当な鋳造技術を使用することがで
きる。この方法は、少なくとも２時間の間、好ましくは
約２時間から約２４時間の間の時間期間において、約１
０００°Ｆから１４５０°Ｆの範囲の温度で、少なくと
も１回の均質化を含んでいる。この少なくとも１回の均
質化ステップは、圧延ステップの後に行われる。均質化
の後、各面から約０．０２０インチから０．１００イン
チの材料を除去するため、上記のストリップは、１回ま
たは２回だけフライス削りされる。
た通りの組成を有する合金を鋳造することを含んでい
る。約０．５００インチから０．７５０インチの範囲内
の厚さを有するストリップを形成するために、水平連続
鋳造（horizontal continuouscasting ）のような当業
分野において公知の適当な鋳造技術を使用することがで
きる。この方法は、少なくとも２時間の間、好ましくは
約２時間から約２４時間の間の時間期間において、約１
０００°Ｆから１４５０°Ｆの範囲の温度で、少なくと
も１回の均質化を含んでいる。この少なくとも１回の均
質化ステップは、圧延ステップの後に行われる。均質化
の後、各面から約０．０２０インチから０．１００イン
チの材料を除去するため、上記のストリップは、１回ま
たは２回だけフライス削りされる。
【００２２】この材料は、次いで、６５０°Ｆから１２
００°Ｆにおいて少なくとも１時間だけ、好ましくは約
１時間から２４時間だけ、少なくとも１回の中間焼きな
ましを含み、最終ゲージまで圧延され、続いて時間当た
り２０°Ｆから２００°Ｆで大気中において緩やかに冷
却される。
００°Ｆにおいて少なくとも１時間だけ、好ましくは約
１時間から２４時間だけ、少なくとも１回の中間焼きな
ましを含み、最終ゲージまで圧延され、続いて時間当た
り２０°Ｆから２００°Ｆで大気中において緩やかに冷
却される。
【００２３】材料は、次いで、３００°Ｆから６００°
Ｆの範囲の温度で少なくとも１時間だけ、好ましくは約
１時間から２０時間の範囲の時間期間だけ、最終ゲージ
で応力除去焼きなましが行われる。これにより、成形特
性と応力緩和特性が改善される。
Ｆの範囲の温度で少なくとも１時間だけ、好ましくは約
１時間から２０時間の範囲の時間期間だけ、最終ゲージ
で応力除去焼きなましが行われる。これにより、成形特
性と応力緩和特性が改善される。
【００２４】この熱処理により、鉄および／またはニッ
ケルおよび／またはマグネシウムの各リン化物の粒子あ
るいはこれらの組合わせを備えた本発明の合金が、マト
リックス中に均一に分散されるようになる。これらのリ
ン化物の粒子により、合金の強度、伝導率、および応力
緩和特性が増大する。リン化物の粒子は、約５０オング
ストロームから約０．５ミクロンの粒径を有し、また微
細な構成部分と粗い構成部分とを有している。微細な構
成部分は約５０オングストロームから２５０オングスト
ローム、好ましくは約５０オングストロームから２００
オングストロームの粒径を有している。粗い構成部分は
一般的に、０．０７５ミクロンから０．５ミクロン、好
ましくは０．０７５ミクロンから０．１２５ミクロンの
粒径を有している。
ケルおよび／またはマグネシウムの各リン化物の粒子あ
るいはこれらの組合わせを備えた本発明の合金が、マト
リックス中に均一に分散されるようになる。これらのリ
ン化物の粒子により、合金の強度、伝導率、および応力
緩和特性が増大する。リン化物の粒子は、約５０オング
ストロームから約０．５ミクロンの粒径を有し、また微
細な構成部分と粗い構成部分とを有している。微細な構
成部分は約５０オングストロームから２５０オングスト
ローム、好ましくは約５０オングストロームから２００
オングストロームの粒径を有している。粗い構成部分は
一般的に、０．０７５ミクロンから０．５ミクロン、好
ましくは０．０７５ミクロンから０．１２５ミクロンの
粒径を有している。
【００２５】本発明の方法により形成され、上記の組成
を有する合金は、約１２％から３５％ＩＡＣＳの電気伝
導率を達成できる。上記のように所望の金属構造と結合
することで、合金に高い応力保持能力が与えられ、例え
ば、圧延の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏
強度の７５％に等しい応力を加えた１０００時間後にお
いて１５０℃で６０％を超え、これにより、この合金は
高い応力保持能力が必要とされる多様な用途に非常に適
したものとなる。さらに、この合金は、スタンパによる
別の処理が必要でない。
を有する合金は、約１２％から３５％ＩＡＣＳの電気伝
導率を達成できる。上記のように所望の金属構造と結合
することで、合金に高い応力保持能力が与えられ、例え
ば、圧延の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏
強度の７５％に等しい応力を加えた１０００時間後にお
いて１５０℃で６０％を超え、これにより、この合金は
高い応力保持能力が必要とされる多様な用途に非常に適
したものとなる。さらに、この合金は、スタンパによる
別の処理が必要でない。
【００２６】本発明の合金は、他の成分を上記の範囲内
に維持したままで合金のスズ含量を変え、上記した方法
で製造することで、所望の特性セットを備えるように仕
上げられる。以下の表は異なるスズ含量により得られる
各特性を例証したものである。
に維持したままで合金のスズ含量を変え、上記した方法
で製造することで、所望の特性セットを備えるように仕
上げられる。以下の表は異なるスズ含量により得られる
各特性を例証したものである。
【００２７】
【表１】 番号 スズ含量 引張り強度 降伏強度(ksi) （wt％） （ksi ） 0.2％オフセット １ 9−11 130− 150 125− 145 ２ 7− 9 120− 140 115− 135 ３ 5− 7 110− 130 105− 125 ４ 3− 5 100− 120 95− 115 ５ 1.5− 3 90− 110 80− 105
【００２８】本発明による合金はまた、同様に、他の成
分を上記の範囲内に維持したままで合金のスズ含量を変
え、上記した方法で製造することで、非常に好適な機械
的および成形特性を達成することができる。以下の表
は、達成される特性のタイプを例証したものである。
分を上記の範囲内に維持したままで合金のスズ含量を変
え、上記した方法で製造することで、非常に好適な機械
的および成形特性を達成することができる。以下の表
は、達成される特性のタイプを例証したものである。
【００２９】
【表２】 スズ 引張り強度 降伏強度 (ksi) 伸び 幅と厚さの比が （wt％） (ksi) 0.2％オフセット （％） 10：１までの 180° バッドウェイベンド 7− 9 110− 130 105− 125 5−10 厚さに対する 半径の比＝１ 5− 7 100− 120 96− 116 5−10 厚さに対する 半径の比＝１ 3− 5 92− 112 88− 108 5−10 厚さに対する 半径の比＝１ 1.5− 3 85− 105 80− 100 5−10 厚さに対する 半径の比＝１
【００３０】上記の表から判るように、本発明の合金
は、高い強度を有するだけでなく、強度と成形性の特に
好ましい組合わせをも有している。これらの特性によ
り、本発明の合金は、多くの用途において、ベリリウム
銅のような合金およびニッケルシリコンを備えた銅合
金、例えばＣＤＡ ７０２５および７０２６と置き換え
ることができる。このことは、本発明の合金が置き換え
られる合金に比べてコストが安いので、コネクタ製造業
者にとっては、特に有用である。
は、高い強度を有するだけでなく、強度と成形性の特に
好ましい組合わせをも有している。これらの特性によ
り、本発明の合金は、多くの用途において、ベリリウム
銅のような合金およびニッケルシリコンを備えた銅合
金、例えばＣＤＡ ７０２５および７０２６と置き換え
ることができる。このことは、本発明の合金が置き換え
られる合金に比べてコストが安いので、コネクタ製造業
者にとっては、特に有用である。
【００３１】本発明の改良されたリン青銅のさらに別の
実施の形態は、約１．０％から４．０％の量のスズ、約
９．０％から１５．０％の量の亜鉛、約０．０１％から
０．２％の量のリン、約０．０１％から０．８％の量の
鉄、約０．００１％から０．５％の量のニッケルおよび
／またはコバルト、および残部の必須的な銅を必須的に
含んでなる銅ベース合金から構成される。
実施の形態は、約１．０％から４．０％の量のスズ、約
９．０％から１５．０％の量の亜鉛、約０．０１％から
０．２％の量のリン、約０．０１％から０．８％の量の
鉄、約０．００１％から０．５％の量のニッケルおよび
／またはコバルト、および残部の必須的な銅を必須的に
含んでなる銅ベース合金から構成される。
【００３２】上記のリンの添加により、金属を脱酸素さ
れたままとでき、リンに対して設定された限度内におい
て、無傷の金属を鋳造することができ、また合金の熱処
理により、リンは、鉄および／または鉄とニッケルおよ
び／または鉄とマグネシウムおよび／またはこれらの元
素の組合わせとリン化物を形成し、これが存在する場合
において、これらの材料がマトリックス内において全体
に固溶体である場合には、伝導率の損失を著しく低減で
きる。鉄リン化物の粒子をマトリックス中に均一に分散
することが特に望ましく、これにより、転位移動を阻止
することが助長されて応力緩和特性が改善される。
れたままとでき、リンに対して設定された限度内におい
て、無傷の金属を鋳造することができ、また合金の熱処
理により、リンは、鉄および／または鉄とニッケルおよ
び／または鉄とマグネシウムおよび／またはこれらの元
素の組合わせとリン化物を形成し、これが存在する場合
において、これらの材料がマトリックス内において全体
に固溶体である場合には、伝導率の損失を著しく低減で
きる。鉄リン化物の粒子をマトリックス中に均一に分散
することが特に望ましく、これにより、転位移動を阻止
することが助長されて応力緩和特性が改善される。
【００３３】０．０１％から０．８％の範囲の鉄は，合
金の強度を増大させ、粒の成長の抑制材として機能する
ことにより，微細な粒子構造が助長され、またこの範囲
内でのリンとの組合わせにより、電気および熱の伝導率
への悪影響なしに、応力緩和特性が改善される。
金の強度を増大させ、粒の成長の抑制材として機能する
ことにより，微細な粒子構造が助長され、またこの範囲
内でのリンとの組合わせにより、電気および熱の伝導率
への悪影響なしに、応力緩和特性が改善される。
【００３４】９．０％から１５．０％の量の亜鉛は、金
属の脱酸素を助長し、伝導率を損なう過剰のリンの使用
なしに正常に鋳造することを助長する。亜鉛は同様に、
メッキの際の良好な付着力のために金属が酸化されない
でいることを助長し、また強度を増大する。
属の脱酸素を助長し、伝導率を損なう過剰のリンの使用
なしに正常に鋳造することを助長する。亜鉛は同様に、
メッキの際の良好な付着力のために金属が酸化されない
でいることを助長し、また強度を増大する。
【００３５】ニッケルおよび／またはコバルトをそれぞ
れ約０．００１％から０．５％の量だけ添加すること
は、これにより、伝導率への良い影響とともに、粒子の
精製およびマトリックスにおける分布により、応力緩和
特性および強度が改善されるので好ましい。
れ約０．００１％から０．５％の量だけ添加すること
は、これにより、伝導率への良い影響とともに、粒子の
精製およびマトリックスにおける分布により、応力緩和
特性および強度が改善されるので好ましい。
【００３６】合金の組合わせにおいて、アルミニウム、
銀、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、コバル
ト、インジウム、リチウム、マグネシウム、マンガン、
ジルコニウム、鉛、シリコン、アンチモン、およびチタ
ンなどの元素の１つまたは２つ以上を含ませることがで
きる。これらの材料は、それぞれ０．１％未満より少な
い量でそれぞれ大体０．００１％以上の量だけ含ませる
ことができる。これらの材料を１つまたは２つ以上使用
することで、応力緩和特性のような機械的な特性が改善
されるが、量が多すぎると伝導率および成形特性が影響
を受ける。
銀、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、コバル
ト、インジウム、リチウム、マグネシウム、マンガン、
ジルコニウム、鉛、シリコン、アンチモン、およびチタ
ンなどの元素の１つまたは２つ以上を含ませることがで
きる。これらの材料は、それぞれ０．１％未満より少な
い量でそれぞれ大体０．００１％以上の量だけ含ませる
ことができる。これらの材料を１つまたは２つ以上使用
することで、応力緩和特性のような機械的な特性が改善
されるが、量が多すぎると伝導率および成形特性が影響
を受ける。
【００３７】上記の別の合金は、上記した技術を使用し
て製造される。このような技術を使用することで、合金
は、９０から１０５ｋｓｉの範囲内の引張り強度、０．
２％オフセットにおいて８５から１００ｋｓｉの範囲内
の降伏強度、５％から１０％の範囲内の伸び、および１
に等しい半径：厚さの比のバッドウェイベンド（幅：厚
さの比が１０：１まで）の曲げ特性のような特性を達成
できる。
て製造される。このような技術を使用することで、合金
は、９０から１０５ｋｓｉの範囲内の引張り強度、０．
２％オフセットにおいて８５から１００ｋｓｉの範囲内
の降伏強度、５％から１０％の範囲内の伸び、および１
に等しい半径：厚さの比のバッドウェイベンド（幅：厚
さの比が１０：１まで）の曲げ特性のような特性を達成
できる。
【００３８】本発明のさらに別の合金および第３の実施
の形態は、２．５％から４％のスズ、０．０１％から
０．２０％のリン、０．０５％から０．８０％の鉄、
０．３％から５％の亜鉛、残部の必須的な銅を含み、マ
トリックス中にリン化物の粒子が均一に分散しているも
のである。本発明のこれらの合金は、０．２％オフセッ
トで８０から１００ＫＳＩの降伏強度を有し、合金スト
リップの厚さ以下の半径において１８０°のバッドウェ
イベンドをする合金の機能を備えている。さらに、この
合金は、約３０％ ＩＡＣＳあるいはこれより良好な電
気電導性を達成し、これにより、合金が大きな電流用途
に適したものとなる。上記のことと、７５ＢＴＵ／ＳＱ
ＦＴ／ＦＴ／ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導
率、および例えば、圧延の方向と平行に切断したサンプ
ル上にその降伏強度の７５％に等しい応力を加えた１０
００時間後において１５０℃で６０％を超える高い応力
保持能力を合金に与えられる金属構造の結合により、こ
の合金は自動車のフード下での高い温度条件のみなら
ず、高い伝導率と高い応力保持能力が必要とされる他の
用途に非常に適したものとなる。さらに、この合金は、
スタンパによる別の処理が必要でなく、比較的安価なも
のである。
の形態は、２．５％から４％のスズ、０．０１％から
０．２０％のリン、０．０５％から０．８０％の鉄、
０．３％から５％の亜鉛、残部の必須的な銅を含み、マ
トリックス中にリン化物の粒子が均一に分散しているも
のである。本発明のこれらの合金は、０．２％オフセッ
トで８０から１００ＫＳＩの降伏強度を有し、合金スト
リップの厚さ以下の半径において１８０°のバッドウェ
イベンドをする合金の機能を備えている。さらに、この
合金は、約３０％ ＩＡＣＳあるいはこれより良好な電
気電導性を達成し、これにより、合金が大きな電流用途
に適したものとなる。上記のことと、７５ＢＴＵ／ＳＱ
ＦＴ／ＦＴ／ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導
率、および例えば、圧延の方向と平行に切断したサンプ
ル上にその降伏強度の７５％に等しい応力を加えた１０
００時間後において１５０℃で６０％を超える高い応力
保持能力を合金に与えられる金属構造の結合により、こ
の合金は自動車のフード下での高い温度条件のみなら
ず、高い伝導率と高い応力保持能力が必要とされる他の
用途に非常に適したものとなる。さらに、この合金は、
スタンパによる別の処理が必要でなく、比較的安価なも
のである。
【００３９】この第３の実施の形態の合金の変形例とし
て、２．５％より多く４．０％までの量のスズを含み、
リンは０．０１％から０．２％まで、特に０．０１％か
ら０．０５％の量だけ存在しているものがある。リンに
よって、金属が脱酸素されたままとなり、リンに対して
設定された限度内において、正常に金属を鋳造すること
ができ、また合金の熱処理によってリンは、鉄および／
または鉄とニッケルおよび／または鉄とマグネシウムま
たはこれらの元素の組合わせとリン化物を形成し、これ
が存在する場合において、これらの材料がマトリックス
内において全体に固溶体である場合には、伝導率の損失
を著しく低減できる。鉄リン化物の粒子をマトリックス
中に均一に分散することが特に望ましく、これにより、
転位移動を阻止することが助長されて応力緩和特性が改
善される。
て、２．５％より多く４．０％までの量のスズを含み、
リンは０．０１％から０．２％まで、特に０．０１％か
ら０．０５％の量だけ存在しているものがある。リンに
よって、金属が脱酸素されたままとなり、リンに対して
設定された限度内において、正常に金属を鋳造すること
ができ、また合金の熱処理によってリンは、鉄および／
または鉄とニッケルおよび／または鉄とマグネシウムま
たはこれらの元素の組合わせとリン化物を形成し、これ
が存在する場合において、これらの材料がマトリックス
内において全体に固溶体である場合には、伝導率の損失
を著しく低減できる。鉄リン化物の粒子をマトリックス
中に均一に分散することが特に望ましく、これにより、
転位移動を阻止することが助長されて応力緩和特性が改
善される。
【００４０】鉄は、第３の実施の形態の合金に対して、
０．０５％から０．８％、特に０．０５％から０．２５
％の範囲内で添加されて、合金の強度を増大し、粒の成
長の抑制材として機能することで微細な粒子構造が促進
される。また、この範囲内でリンを組合わせることで、
電気伝導率および熱伝導率への負の影響なしに応力緩和
特性を改善できる。
０．０５％から０．８％、特に０．０５％から０．２５
％の範囲内で添加されて、合金の強度を増大し、粒の成
長の抑制材として機能することで微細な粒子構造が促進
される。また、この範囲内でリンを組合わせることで、
電気伝導率および熱伝導率への負の影響なしに応力緩和
特性を改善できる。
【００４１】亜鉛は、第３の実施の形態の合金に対して
０．３％から５．０％の範囲内で添加されて、伝導率を
害する過剰な燐の使用なしに、正常に鋳造することを助
長する。亜鉛は同様に、メッキの際の良好な付着力のた
めに金属が酸化されないことを助長する。伝導率を高く
維持するために、上限の亜鉛のレベルを５．０％よりも
下に、特に２．５％よりも下に制限することが好まし
い。亜鉛がこの範囲よりも低い量であると伝導率がさら
に高くなる。
０．３％から５．０％の範囲内で添加されて、伝導率を
害する過剰な燐の使用なしに、正常に鋳造することを助
長する。亜鉛は同様に、メッキの際の良好な付着力のた
めに金属が酸化されないことを助長する。伝導率を高く
維持するために、上限の亜鉛のレベルを５．０％よりも
下に、特に２．５％よりも下に制限することが好まし
い。亜鉛がこの範囲よりも低い量であると伝導率がさら
に高くなる。
【００４２】ニッケルおよび／またはコバルトは、第３
の実施の形態の合金に、それぞれ０．００１％から０．
５％、好ましくはそれぞれ０．０１％から０．３％の量
だけ添加される。これにより、伝導率への良い影響とと
もに、粒子の精製およびマトリックス中の分布により、
応力緩和特性および強度が改善される。
の実施の形態の合金に、それぞれ０．００１％から０．
５％、好ましくはそれぞれ０．０１％から０．３％の量
だけ添加される。これにより、伝導率への良い影響とと
もに、粒子の精製およびマトリックス中の分布により、
応力緩和特性および強度が改善される。
【００４３】合金の組合わせにおいて、アルミニウム、
銀、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、コバル
ト、インジウム、リチウム、マグネシウム、マンガン、
ジルコニウム、鉛、シリコン、アンチモン、およびチタ
ンなどの元素の１つまたは２つ以上を含ませることがで
きる。これらの材料は、それぞれ０．１％未満の量だ
け、それぞれ大体０．００１％以上の量だけ、それぞれ
含ませることができる。これらの材料を１つまたは２つ
以上使用することで、応力緩和特性のような機械的な特
性が改善されるが、量が多すぎると伝導率および成形特
性が悪影響を受ける。
銀、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、コバル
ト、インジウム、リチウム、マグネシウム、マンガン、
ジルコニウム、鉛、シリコン、アンチモン、およびチタ
ンなどの元素の１つまたは２つ以上を含ませることがで
きる。これらの材料は、それぞれ０．１％未満の量だ
け、それぞれ大体０．００１％以上の量だけ、それぞれ
含ませることができる。これらの材料を１つまたは２つ
以上使用することで、応力緩和特性のような機械的な特
性が改善されるが、量が多すぎると伝導率および成形特
性が悪影響を受ける。
【００４４】本発明の製造方法は、上記した組成を有す
る合金を鋳造することを含み、また１０００°Ｆから１
４５０°Ｆにおいて、少なくとも１時間、好ましくは２
時間から２０時間だけ少なくとも１回の均質化をするこ
とを含んでいる。少なくとも１回の均質化ステップは、
圧延ステップの後に行われる。鋳造プロセスによってス
ズ−銅合金化合物が形成され、また均質化処理により不
安定なスズ−銅化合物が壊されてスズが溶体にされる。
る合金を鋳造することを含み、また１０００°Ｆから１
４５０°Ｆにおいて、少なくとも１時間、好ましくは２
時間から２０時間だけ少なくとも１回の均質化をするこ
とを含んでいる。少なくとも１回の均質化ステップは、
圧延ステップの後に行われる。鋳造プロセスによってス
ズ−銅合金化合物が形成され、また均質化処理により不
安定なスズ−銅化合物が壊されてスズが溶体にされる。
【００４５】この材料は、６５０°Ｆから１２００°Ｆ
で、少なくとも１時間、好ましくは２時間から２０時間
だけ少なくとも１回だけ中間焼きなまし、次いで、時間
当たり２０°Ｆから２００°Ｆで大気まで緩やかに冷却
されることを含みステップにより、最終ゲージまで圧延
される。
で、少なくとも１時間、好ましくは２時間から２０時間
だけ少なくとも１回だけ中間焼きなまし、次いで、時間
当たり２０°Ｆから２００°Ｆで大気まで緩やかに冷却
されることを含みステップにより、最終ゲージまで圧延
される。
【００４６】この材料は、少なくとも１時間、好ましく
は２時間から１６時間だけ３００°Ｆから６００°Ｆに
おいて最終ゲージで応力除去焼きなましされる。これに
より、成形性および応力緩和特性が改善される。
は２時間から１６時間だけ３００°Ｆから６００°Ｆに
おいて最終ゲージで応力除去焼きなましされる。これに
より、成形性および応力緩和特性が改善される。
【００４７】この熱処理により、鉄またはニッケルまた
はマグネシウムあるいはこれらの組合わせのリン化物の
好適な粒子が形成され、またこれらがマトリックス中に
均一に分散されて、本発明の合金の改善された特性が得
られる。リン化物の粒子は５０オングストロームから
０．３ミクロンの粒径を有し、また一般的に、微細な構
成部分と粗い構成部分を含んでいる。微細な構成部分は
約５０オングストロームから２５０オングストローム、
好ましくは約５０オングストロームから２００オングス
トロームの粒径を有し、粗い構成部分は一般的に０．０
７５ミクロンから０．３ミクロン、好ましくは０．０７
５ミクロンから０．１２５ミクロンの粒径を有してい
る。
はマグネシウムあるいはこれらの組合わせのリン化物の
好適な粒子が形成され、またこれらがマトリックス中に
均一に分散されて、本発明の合金の改善された特性が得
られる。リン化物の粒子は５０オングストロームから
０．３ミクロンの粒径を有し、また一般的に、微細な構
成部分と粗い構成部分を含んでいる。微細な構成部分は
約５０オングストロームから２５０オングストローム、
好ましくは約５０オングストロームから２００オングス
トロームの粒径を有し、粗い構成部分は一般的に０．０
７５ミクロンから０．３ミクロン、好ましくは０．０７
５ミクロンから０．１２５ミクロンの粒径を有してい
る。
【００４８】他の、つまり第４の実施の形態として、本
発明は、１．０％から４．０％までの量のスズ、０．１
％から１％未満の亜鉛、残部の必須的な銅を含んでい
る。リン化物および鉄の含量は第３の実施の形態と同じ
であり、またニッケルおよび／またはコバルトは第３の
実施の形態と同様に、上記の通りリン化物の粒子ととも
に添加される。
発明は、１．０％から４．０％までの量のスズ、０．１
％から１％未満の亜鉛、残部の必須的な銅を含んでい
る。リン化物および鉄の含量は第３の実施の形態と同じ
であり、またニッケルおよび／またはコバルトは第３の
実施の形態と同様に、上記の通りリン化物の粒子ととも
に添加される。
【００４９】上記の第４の実施の形態の合金は、第３の
実施の形態の合金と同様に製造され、また約３３％ Ｉ
ＡＣＳあるいはこれより良好な電気電導性を達成するこ
とができ、これにより、合金が大きな電流用途に適した
ものとなる。このことと、８２ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／
ＦＴ／ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、およ
び圧延の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏強
度の７５％に等しい応力を加えた１０００時間後におい
て１５０℃で６０％を超える高い応力保持能力を合金に
与える金属構造の結合により、この合金は従来の合金と
比べて高い温度条件に適したものとなる。
実施の形態の合金と同様に製造され、また約３３％ Ｉ
ＡＣＳあるいはこれより良好な電気電導性を達成するこ
とができ、これにより、合金が大きな電流用途に適した
ものとなる。このことと、８２ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／
ＦＴ／ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、およ
び圧延の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏強
度の７５％に等しい応力を加えた１０００時間後におい
て１５０℃で６０％を超える高い応力保持能力を合金に
与える金属構造の結合により、この合金は従来の合金と
比べて高い温度条件に適したものとなる。
【００５０】この合金はまた、第３の実施の形態の合金
と同様にリン化物を形成する。また、第３の実施の形態
の合金において説明した別の合金成分はこの合金に対し
ても使用される。
と同様にリン化物を形成する。また、第３の実施の形態
の合金において説明した別の合金成分はこの合金に対し
ても使用される。
【００５１】この合金は以下の特性を達成することがで
きる。
きる。
【００５２】
【表３】 引張り強度 降伏強度 伸び 曲げ特性 (KSI) 0.2％オフセット （％） 180°バッドウェイベンド (KSI) （幅：厚さの比が10：１まで） 80−100 80− 100 5−10 半径：厚さの比＝１
【００５３】第５の実施の形態の合金として、本発明
は、１．０％から４．０％までの量のスズ、１．０％か
ら６．０％のスズおよび亜鉛、残部の必須的な銅を含ん
でいる合金を含む。リン化物および鉄の含量は、第３の
実施の形態と同じであり、またニッケルおよび／または
コバルトがそれぞれ０．１１％から０．５０％の量だけ
加えられ、またリン化物の粒子は第３の実施の形態と同
じく存在する。
は、１．０％から４．０％までの量のスズ、１．０％か
ら６．０％のスズおよび亜鉛、残部の必須的な銅を含ん
でいる合金を含む。リン化物および鉄の含量は、第３の
実施の形態と同じであり、またニッケルおよび／または
コバルトがそれぞれ０．１１％から０．５０％の量だけ
加えられ、またリン化物の粒子は第３の実施の形態と同
じく存在する。
【００５４】上記の第５の実施の形態の合金は、第３の
実施の形態と同様に製造され、また約３２％あるいはこ
れより良い電気伝導率を達成できて、この合金が大きな
電流の用途に対して適合したものとできる。上記のこと
と、８０ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／ＦＴ／ＨＲ／ＤＥＧＲ
ＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、および圧延の方向と平行に
切断したサンプル上にその降伏強度の７５％に等しい応
力を加えた１０００時間後において１５０℃で６０％を
超える高い応力保持能力を合金に与えられる金属構造の
結合により、この合金は従来の合金に比べて高い温度条
件に適したものとなる。
実施の形態と同様に製造され、また約３２％あるいはこ
れより良い電気伝導率を達成できて、この合金が大きな
電流の用途に対して適合したものとできる。上記のこと
と、８０ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／ＦＴ／ＨＲ／ＤＥＧＲ
ＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、および圧延の方向と平行に
切断したサンプル上にその降伏強度の７５％に等しい応
力を加えた１０００時間後において１５０℃で６０％を
超える高い応力保持能力を合金に与えられる金属構造の
結合により、この合金は従来の合金に比べて高い温度条
件に適したものとなる。
【００５５】この合金は以下の特性を達成することがで
きる。
きる。
【００５６】
【表４】 引張り強度 降伏強度 伸び 曲げ特性 (KSI) 0.2％オフセット （％） 180°バッドウェイベンド (KSI) （幅：厚さの比が10：１まで） 80− 100 85− 100 5−10 半径：厚さの比＝１
【００５７】第６の実施の形態の合金として、本発明
は、１．０％から４．０％までの量のスズ、６．０％か
ら１２．０％の亜鉛、および残部の必須的な銅を含んで
いる。リン化物および鉄の含量は、第３の実施の形態と
同じであり、またニッケルおよび／またはコバルトは第
３の実施の形態と同じく加えられ、またリン化物の粒子
は第３の実施の形態と同じく存在する。
は、１．０％から４．０％までの量のスズ、６．０％か
ら１２．０％の亜鉛、および残部の必須的な銅を含んで
いる。リン化物および鉄の含量は、第３の実施の形態と
同じであり、またニッケルおよび／またはコバルトは第
３の実施の形態と同じく加えられ、またリン化物の粒子
は第３の実施の形態と同じく存在する。
【００５８】上記の合金は、第３の実施の形態と同様に
製造され、また約３０％の電気伝導率を達成できて、こ
の合金が大きな電流の用途に対して適合したものとでき
る。上記のことと、７５ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／ＦＴ／
ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、および圧延
の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏強度の７
５％に等しい応力を加えた１０００時間後において１５
０℃で６０％を超える高い応力保持能力を合金に与えら
れる金属構造の結合により、この合金は従来の合金に比
べて高い温度条件に適したものとなる。
製造され、また約３０％の電気伝導率を達成できて、こ
の合金が大きな電流の用途に対して適合したものとでき
る。上記のことと、７５ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／ＦＴ／
ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、および圧延
の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏強度の７
５％に等しい応力を加えた１０００時間後において１５
０℃で６０％を超える高い応力保持能力を合金に与えら
れる金属構造の結合により、この合金は従来の合金に比
べて高い温度条件に適したものとなる。
【００５９】この合金はまた、第３の実施の形態の合金
のようにリン化物を形成する。同様に、第３の実施の形
態において説明した別の合金成分はこの合金に対しても
使用される。
のようにリン化物を形成する。同様に、第３の実施の形
態において説明した別の合金成分はこの合金に対しても
使用される。
【００６０】この合金は以下の特性を達成することがで
きる。
きる。
【００６１】
【表５】 引張り強度 降伏強度 伸び 曲げ特性 (KSI) 0.2％オフセット （％） 180°バッドウェイベンド (KSI) （幅：厚さの比が10：１まで） 90− 105 85− 100 5−10 半径：厚さの比＝１
【００６２】第７の実施の形態の合金として、本発明
は、１．０％から４．０％までの量のスズ、１．０％か
ら６．０％の亜鉛、および０．０１％から０．０５％の
鉄、残部の必須的な銅を含んでいる。リン化物の含量
は、第３の実施の形態の合金と同じであり、またニッケ
ルおよび／またはコバルトは第３の実施の形態と同じく
加えられ、またリン化物の粒子は第３の実施の形態と同
じく存在する。
は、１．０％から４．０％までの量のスズ、１．０％か
ら６．０％の亜鉛、および０．０１％から０．０５％の
鉄、残部の必須的な銅を含んでいる。リン化物の含量
は、第３の実施の形態の合金と同じであり、またニッケ
ルおよび／またはコバルトは第３の実施の形態と同じく
加えられ、またリン化物の粒子は第３の実施の形態と同
じく存在する。
【００６３】上記の合金は、第３の実施の形態と同様に
製造され、また約３３％の電気伝導率を達成できて、こ
の合金が大きな電流の用途に対して適合したものとでき
る。上記のことと、８２ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／ＦＴ／
ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、および圧延
の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏強度の７
５％に等しい応力を加えた１０００時間後において１５
０℃で６０％を超える高い応力保持能力を合金に与えら
れる金属構造の結合により、この合金は従来の合金に比
べて高い温度条件に適したものとなる。
製造され、また約３３％の電気伝導率を達成できて、こ
の合金が大きな電流の用途に対して適合したものとでき
る。上記のことと、８２ ＢＴＵ／ＳＱ ＦＴ／ＦＴ／
ＨＲ／ＤＥＧＲＥＥ Ｆの良好な熱伝導率、および圧延
の方向と平行に切断したサンプル上にその降伏強度の７
５％に等しい応力を加えた１０００時間後において１５
０℃で６０％を超える高い応力保持能力を合金に与えら
れる金属構造の結合により、この合金は従来の合金に比
べて高い温度条件に適したものとなる。
【００６４】この合金はまた、第３の実施の形態の合金
のようにリン化物を形成する。同様に、第３の実施の形
態において説明した別の合金成分はこの合金に対しても
使用される。
のようにリン化物を形成する。同様に、第３の実施の形
態において説明した別の合金成分はこの合金に対しても
使用される。
【００６５】この合金は以下の特性を達成することがで
きる。
きる。
【００６６】
【表６】 引張り強度 降伏強度 伸び 曲げ特性 (KSI) 0.2％オフセット （％） 180°バッドウェイベンド (KSI) （幅：厚さの比が10：１まで） 80− 100 80− 100 5−10 半径：厚さの比＝１
【００６７】以下の実験例の考察によって本発明をより
容易に理解することができる。
容易に理解することができる。
【００６８】（実験例１）スズ−２．７％、リン−０．
０４％、鉄−０．０９％、亜鉛−２．２％、ニッケル−
０．１２％、残部の必須的な銅からなる組成を有する合
金を、水平連続鋳造装置を使用して厚さ０．６２０´´
で幅が１５´´で鋳造した。この材料を１３５０°Ｆで
１４時間だけ熱処理し、次いでフライス削りを行い各側
において０．０２０´´だけ除去した。この合金は、次
いで、０．３６０´´に冷間圧延し、次いで、１３５０
°Ｆで１２時間の別の熱処理および表面に品質を高める
ために各側において０．２０´´の別のフライス削りを
行った。この材料は次に、材料加工に使用される特定タ
イプの圧延機である２−ハイミル（2-high mill ）上で
０．１２０´´まで冷間圧延され、次いで１０００°Ｆ
で１２時間だけベルアニール処理（bell annealing）さ
れた。この材料は、次いでさらに冷間加工され、また７
５０°Ｆおよび６９０°Ｆにおいてそれぞれ８時間およ
び１２時間だけ熱処理し、次に緩やかに冷却し、次いで
０．００９８´´で最終ゲージまで仕上げ圧延した。材
料サンプルは、最終的に、４２５°Ｆおよび５００°Ｆ
において４時間だけそれぞれ応力除去焼きなましをし
た。
０４％、鉄−０．０９％、亜鉛−２．２％、ニッケル−
０．１２％、残部の必須的な銅からなる組成を有する合
金を、水平連続鋳造装置を使用して厚さ０．６２０´´
で幅が１５´´で鋳造した。この材料を１３５０°Ｆで
１４時間だけ熱処理し、次いでフライス削りを行い各側
において０．０２０´´だけ除去した。この合金は、次
いで、０．３６０´´に冷間圧延し、次いで、１３５０
°Ｆで１２時間の別の熱処理および表面に品質を高める
ために各側において０．２０´´の別のフライス削りを
行った。この材料は次に、材料加工に使用される特定タ
イプの圧延機である２−ハイミル（2-high mill ）上で
０．１２０´´まで冷間圧延され、次いで１０００°Ｆ
で１２時間だけベルアニール処理（bell annealing）さ
れた。この材料は、次いでさらに冷間加工され、また７
５０°Ｆおよび６９０°Ｆにおいてそれぞれ８時間およ
び１２時間だけ熱処理し、次に緩やかに冷却し、次いで
０．００９８´´で最終ゲージまで仕上げ圧延した。材
料サンプルは、最終的に、４２５°Ｆおよび５００°Ｆ
において４時間だけそれぞれ応力除去焼きなましをし
た。
【００６９】各材料は、異なる半径での１８０°までの
角度における曲げを行う能力を決定するために、機械的
な特性および成形特性がテストされた。結果は表７に示
した。各サンプルは、マトリックス中に分散された鉄−
ニッケル−リン化物の粒子の存在により特徴付けされ
る。
角度における曲げを行う能力を決定するために、機械的
な特性および成形特性がテストされた。結果は表７に示
した。各サンプルは、マトリックス中に分散された鉄−
ニッケル−リン化物の粒子の存在により特徴付けされ
る。
【００７０】
【表７】 引張り強度 0.2％オフセット 伸び 2'' 180 °の曲げ (KSI) 降伏強度 ゲージ長 の最小R/T ＊ (KSI) （％） 圧延済 96 93 2 １ 425°F での 92 91.5 7 ＜１ 応力除去焼鈍 500°F での 90 87 11 ＜１ 応力除去焼鈍 注）＊ サンプル幅は厚さの１０倍に等しい
【００７１】（実験例２）実験例１の工程を、以下の組
成を有する合金について、５００°Ｆの応力除去焼きな
ましを使用して繰り返した。
成を有する合金について、５００°Ｆの応力除去焼きな
ましを使用して繰り返した。
【００７２】
【表８】 スズ − ２．７％ リン − ０．０３％ 鉄 − ０．０９％ 亜鉛 − １．９％ ニッケル − ０．０８％ 銅 − 必須的な残部
【００７３】結果を以下の表９に示した。各サンプル
は、マトリックス中に分散された鉄−ニッケル−リン化
物の粒子により特徴付けされる。
は、マトリックス中に分散された鉄−ニッケル−リン化
物の粒子により特徴付けされる。
【００７４】
【表９】
【００７５】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、その技術思想あるいは必須の特徴を逸脱する
ことなく、他の形態で具現化し、あるいは他の方法で実
施することができる。よって、本実施の形態は例示的な
ものであり、非限定的なものであり、本発明の範囲は添
付の請求の範囲により画定され、これと均等なすべての
変更は包含されるものである。
本発明は、その技術思想あるいは必須の特徴を逸脱する
ことなく、他の形態で具現化し、あるいは他の方法で実
施することができる。よって、本実施の形態は例示的な
ものであり、非限定的なものであり、本発明の範囲は添
付の請求の範囲により画定され、これと均等なすべての
変更は包含されるものである。
【００７６】
【発明の効果】本発明によれば、所望の各特性を兼ね備
え、多くの用途に非常に適した銅ベース合金を提供する
ことができる。
え、多くの用途に非常に適した銅ベース合金を提供する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ ６８３ ６８３ ６９２ ６９２Ｂ ６９３ ６９３Ａ ６９３Ｂ
Claims (27)
- 【請求項１】 約１．０重量％から１１．０重量％の量
のスズ、約０．０１重量％から０．３５重量％の量のリ
ン、約０．０１重量％から約０．８重量％の量の鉄、お
よび残部の必須的な銅を必須的に含んでなり、マトリッ
クス中に均一に分散されたリン化物の粒子を含むことを
特徴とする銅ベース合金。 - 【請求項２】 約１．０重量％から４．０重量％までの
量のスズ、約０．０１重量％から０．２０重量％のリ
ン、約０．０１重量％から０．８０重量％の鉄、０．１
重量％から１２．０重量％の亜鉛、および残部の必須的
な銅を必須的に含んでなり、５０オングストロームから
０．３ミクロンの粒径を有しマトリックス中に均一に分
散されたリン化物の粒子を含むことを特徴とする銅ベー
ス合金。 - 【請求項３】 前記リン化物の粒子が、微細な粒子と粗
い粒子を含み、微細な粒子が５０オングストロームから
２５０オングストロームの粒径を有し、また粗い粒子が
０．０７５ミクロンから０．３ミクロンの粒径を有する
ことを特徴とする請求項２記載の銅ベース合金。 - 【請求項４】 ニッケル、コバルトおよびこれらの混合
物からなるグループから選択された材料を、約０．００
１重量％から０．５重量％だけ含むことを特徴とする請
求項１または２記載の銅ベース合金。 - 【請求項５】 前記合金が、０．１重量％までの量のマ
グネシウムをさらに含み、また、前記リン化物の粒子
が、鉄ニッケルリン化物の粒子、鉄マグネシウムのリン
化物の粒子、鉄リン化物の粒子、マグネシウムニッケル
リン化物の粒子、マグネシウムリン化物の粒子およびこ
れらの混合物からなるグループから選択されたものであ
ることを特徴とする請求項１または３記載の銅ベース合
金。 - 【請求項６】 約０．３重量％までの量の亜鉛、および
約０．０５重量％までの量の鉛をさらに含むことを特徴
とする請求項１記載の銅ベース合金。 - 【請求項７】 前記スズの含量が１．５重量％から１
１．０重量％であり、前記リンの含量が０．０１重量％
から０．１０重量％であり、また前記鉄の含量が０．０
５重量％から０．２５重量％であることを特徴とする請
求項１記載の銅ベース合金。 - 【請求項８】 前記スズの含量が１．０重量％から４．
０重量％であり、前記リンの含量が０．０１重量％から
０．２重量％であり、また前記合金がさらに、９．０重
量％から１５．０重量％の量の亜鉛、およびニッケル、
コバルトおよびこれらの混合物からなるグループから選
択された材料を０．００１重量％から０．５重量％の量
だけ含むことを特徴とする請求項１記載の銅ベース合
金。 - 【請求項９】 前記スズの含量が１．５重量％から３．
０重量％であることを特徴とする請求項１記載の銅ベー
ス合金。 - 【請求項１０】 前記スズの含量が３．０重量％から
５．０重量％であることを特徴とする請求項１記載の銅
ベース合金。 - 【請求項１１】 前記スズの含量が５．０重量％から
７．０重量％であることを特徴とする請求項１記載の銅
ベース合金。 - 【請求項１２】 前記スズの含量が７．０重量％から
９．０重量％であることを特徴とする請求項１記載の銅
ベース合金。 - 【請求項１３】 前記スズの含量が９．０重量％から１
１．０重量％であることを特徴とする請求項１記載の銅
ベース合金。 - 【請求項１４】 前記スズの含量が２．５重量％から４
重量％までであり、前記鉄の含量が０．０５重量％から
０．８０重量％であり、また前記亜鉛の含量が０．３重
量％から５．０重量％であることを特徴とする請求項２
記載の銅ベース合金。 - 【請求項１５】 前記亜鉛の含量が０．１重量％から１
重量％未満であり、また前記鉄の含量が０．０５重量％
から０．８０重量％であることを特徴とする請求項２記
載の銅ベース合金。 - 【請求項１６】 前記鉄の含量が０．０５重量％から
０．８０重量％であり、前記亜鉛の含量が１．０重量％
から６．０重量％であることを特徴とする請求項２記載
の銅ベース合金。 - 【請求項１７】 前記鉄の含量が０．０５重量％から
０．８０重量％であり、前記亜鉛の含量が６．０重量％
から１２．０重量％であることを特徴とする請求項２記
載の銅ベース合金。 - 【請求項１８】 前記鉄の含量が０．０１重量％から
０．０５重量％であり、前記亜鉛の含量が１．０重量％
から６．０重量％であることを特徴とする請求項２記載
の銅ベース合金。 - 【請求項１９】 ０．０１重量％から０．３重量％の量
のニッケルを含むことを特徴とする請求項４記載の銅ベ
ース合金。 - 【請求項２０】 １．０重量％から４．０重量％の量の
スズ、９．０重量％から１５．０重量％の量の亜鉛、
０．０１重量％から０．２重量％の量のリン、０．０１
重量％から０．８重量％の量の鉄、０．００１重量％か
ら０．５重量％のニッケル、コバルトおよびこれらの混
合物からなるグループから選択された材料、および銅を
必須的に含んでなる残部、を必須的に含んでなることを
特徴とする銅ベース合金。 - 【請求項２１】 １．５重量％から１１．０重量％の量
のスズ、０．０１重量％から０．３５重量％の量のリ
ン、０．０１重量％から０．８重量％の量の鉄、および
残部の必須的な銅を必須的に含んでなる銅ベース合金を
鋳造するステップ、１０００°Ｆから１４５０°Ｆの温
度で少なくとも２時間だけ少なくとも１回だけ均質化す
るステップ、６５０°Ｆから１２００°Ｆにおいて少な
くとも１時間だけ少なくとも１回だけ中間焼きなましを
行い、次いで緩やかに冷却することを含み最終ゲージに
圧延するステップ、および３００°Ｆから６００°Ｆに
おいて少なくとも１時間だけ最終ゲージで応力除去焼き
なましをするステップを含んでなり、これにより、マト
リックス中で均一に分散されたリン化物の粒子を含む銅
ベース合金を得ることを特徴とする銅ベース合金の製造
方法。 - 【請求項２２】 １．０重量％から４．０重量％までの
量のスズ、０．０１重量％から０．２０重量％のリン、
０．０１重量％から０．８０重量％の鉄、０．１重量％
から１２．０重量％の亜鉛、および残部の必須的な銅を
必須的に含んでなる銅ベース合金を鋳造するステップ、
１０００°Ｆから１４５０°Ｆの温度で少なくとも１時
間だけ少なくとも１回だけ均質化するステップ、６５０
°Ｆから１２００°Ｆにおいて少なくとも１時間だけ少
なくとも１回だけ中間焼きなましを行い、次いで緩やか
に冷却することを含み最終ゲージに圧延するステップ、
および３００°Ｆから６００°Ｆにおいて少なくとも１
時間だけ最終ゲージで応力除去焼きなましをするステッ
プを含んでなり、これにより、マトリックス中に均一に
分散されたリン化物の粒子を含む銅ベース合金を得るこ
とを特徴とする銅ベース合金の製造方法。 - 【請求項２３】 鋳造される前記銅ベース合金が、ニッ
ケル、コバルトおよびこれらの混合物からなるグループ
から選択された材料を、０．０１重量％から０．５重量
％だけ含んでいることを特徴とする請求項２１または２
２記載の方法。 - 【請求項２４】 鋳造される前記銅ベース合金がマグネ
シウムを含み、前記リン化物の粒子が、鉄ニッケルリン
化物の粒子、鉄マグネシウムリン化物の粒子、鉄リン化
物の粒子、マグネシウムニッケルリン化物の粒子、マグ
ネシウムリン化物の粒子およびこれらの混合物からなる
グループから選択されたものであり、前記リン化物の粒
子が５０オングストロームから０．５ミクロンの粒径を
有することを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項２５】 ２つの均質化ステップを含み、少なく
とも１つの均質化ステップが圧延ステップの後に続いて
行われ、また前記各均質化ステップが２時間から２４時
間であることを特徴とする請求項２１または２２記載の
方法。 - 【請求項２６】 前記中間焼きなましが１時間から２４
時間であり、前記応力除去焼きなましが１時間から２０
時間であり、前記冷却するステップが時間当たり２０°
Ｆから２００°Ｆの冷却速度で行われることを特徴とす
る請求項２１または２２記載の方法。 - 【請求項２７】 １．０重量％から４．０重量％の量の
スズ、９．０重量％から１５．０重量％の量の亜鉛、
０．０１重量％から０．２重量％の量のリン、０．０１
重量％から０．８重量％の鉄、０．００１重量％から
０．５重量％のニッケル、コバルトおよびこれらの混合
物からなるグループから選択された材料、および残部の
必須的な銅を必須的に含んでなる銅ベース合金を鋳造す
るステップ、１０００°Ｆから１４５０°Ｆの温度で少
なくとも２時間だけ少なくとも１回だけ均質化するステ
ップ、６５０°Ｆから１２００°Ｆにおいて少なくとも
１時間だけ少なくとも１回だけ中間焼きなましを行い、
次いで緩やかに冷却することを含み最終ゲージに圧延す
るステップ、および３００°Ｆから６００°Ｆにおいて
少なくとも１時間だけ最終ゲージで応力除去焼きなまし
をするステップを含んでなり、これにより、マトリック
ス中に均一に分散されたリン化物の粒子を含む銅ベース
合金を得ることを特徴とする銅ベース合金の製造方法。
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