【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、耐熱性、機械的強度及び高導電性に
優れた銅合金に関するものであり、特には350〜
450℃の昇温後でも所定水準の強度を維持しうる
銅合金に関するものである。
各種の銅合金が以前から様々の用途に使用され
ている。最近では銅の持つ優れた導電性を維持し
たまま機械的強度や耐熱性を高めるべく少量の合
金化元素を添加する試みが進んでおり、これら合
金の開発に伴い銅合金の用途は拡大の一途にあ
る。最近では特に、電線導体、リードフレーム、
コネクタ、スイツチング素子等の電気・電子・通
信機器の部品、バネ材、管材、ラジエータ材その
他向けに、耐熱性、機械的強度、高導電性（高熱
伝導性）に優れた銅合金への要求が増大してい
る。これら用途に使用される合金の一例として、
Cu−Fe−（Ｐ、Ｂ）合金がある。この合金は、銅
マトリツクス中にFe−Ｐ、Fe−Ｂ或いはFe−Ｐ
−Ｂの金属間化合物を微細な結晶として析出分散
させることにより、高い導電性を維持したまま耐
熱性及び機械的強度の向上を計つたものである。
この合金は耐熱性及び機械的強度の全般的向上を
為すものの、近年電子・通信・電気機器部品材料
として100℃前後で高い抗張力を示ししかも350〜
450℃の昇温後でも例えば40Kg／mm2以上の所定の
水準の抗張力を保持する導電性（熱伝導性）銅合
金の開発が求められており、こうした用途に対し
ては上記Cu−Fe−（Ｐ、Ｂ）合金では性能不足で
ある。強度と導電性とは相反する傾向を示し、導
電性を犠牲にすることなく昇温下で所定水準の強
度を保持ししかも安価な銅合金を見出すことは難
しく、満足すべき銅合金はいまだ得られていな
い。
そこで、本発明は、350〜450℃の昇温後でも強
度の低下が少ない導電性（熱伝導性）銅合金を提
供することを目的とする。
本発明者等は、様々の金属間化合物の析出状況
について調査した結果、銅マトリツクス中にFe
−Ｐ、Mg−Ｐ、（Fe、Mg）−Ｐを微細に析出せ
しめた銅合金が上記目的に適合することを知見し
た。
斯くして、本発明は、電気・電子・通信機器部
品として殊に適した銅合金にして、Fe、Mg及び
Ｐを含有し、その含量が
Fe：0.02〜３重量％
Mg：0.02重量％を超えて３重量％まで
Ｐ ：Fe含量に対して25〜80重量％＋Mg含
量に対して70〜90重量％
とされ、残部が銅から成ることを特徹とする耐熱
高力高導電性銅合金を提供する。
本合金において、Fe含量を0.02〜３重量％と
したのは、0.02重量％未満では効果が少く他方３
重量％を越えると導電性（熱伝導性）の低下が大
きくなるためである。Mg含量を0.02〜３重量％
としたのは、0.02重量％以下ではやはり効果が少
なく、他方３重量％を越えると導電率が低下し、
鋳造性も悪化するからである。Ｐ含量は、存在す
るFe含量に対して、25〜80重量％添加すること
が微細な金属間化合物の形成に効果的であり、ま
たMg含量に対しては70〜90重量％が同じく効果
的である。Fe及びMgに対して上記上限量を越え
てのＰの添加は未反応分のＰが残つて導電性（熱
伝導性）をかえつて損う。
以下、実験例に基いて本発明を説明する。
実験例
高周波溶解炉において木炭被覆の下で銅を溶解
した後、Fe、Mg及びＰを添加し、均一な溶湯を
得た。Mgを添加する為銅としては充分に脱酸さ
れた銅を使用した。溶湯をカーボン製鋳型に鋳込
んで130mm径×700mm長さのインゴツトを作製し
た。鋳造時の合金の酸化を防止するため、Arガ
スを出湯口及び湯受けに吹付けながら作業を行つ
た。鋳造インゴツトを切断しそして表面上仕げ
後、約900℃の温度で熱間押出及び水冷して直径
11mmの荒引線を得た。この荒引線を更に直径0.8
mmまで冷間伸線し、熱処理後の導電率及び抗張力
を測定した。サンプルとしては次の４種のものを
使用した。導電率と併せて示す。
The present invention relates to a copper alloy with excellent heat resistance, mechanical strength, and high electrical conductivity, particularly 350~
This invention relates to a copper alloy that can maintain a predetermined level of strength even after a temperature increase of 450°C. Various copper alloys have long been used for various purposes. Recently, attempts have been made to add small amounts of alloying elements to increase mechanical strength and heat resistance while maintaining copper's excellent conductivity, and with the development of these alloys, the uses of copper alloys will continue to expand. It is in. Recently, electric wire conductors, lead frames,
There is a growing demand for copper alloys with excellent heat resistance, mechanical strength, and high electrical conductivity (high thermal conductivity) for use in electrical, electronic, and communication equipment parts such as connectors and switching elements, spring materials, tube materials, radiator materials, and others. It is increasing. As an example of alloys used for these purposes,
There is a Cu-Fe-(P,B) alloy. This alloy contains Fe-P, Fe-B or Fe-P in the copper matrix.
By precipitating and dispersing the -B intermetallic compound in the form of fine crystals, heat resistance and mechanical strength are improved while maintaining high electrical conductivity.
Although this alloy improves overall heat resistance and mechanical strength, it has recently shown high tensile strength at around 100℃ and has been used as a component material for electronic, communication, and electrical equipment.
There is a need to develop a conductive (thermal conductive) copper alloy that maintains a predetermined tensile strength of 40 Kg/mm 2 or more even after a temperature increase of 450°C, and the Cu-Fe- (P, B) alloy has insufficient performance. Strength and conductivity tend to contradict each other, and it is difficult to find an inexpensive copper alloy that maintains a certain level of strength at elevated temperatures without sacrificing conductivity. It hasn't been done yet. Therefore, an object of the present invention is to provide a conductive (thermal conductive) copper alloy that exhibits little decrease in strength even after the temperature is raised to 350 to 450°C. As a result of investigating the precipitation status of various intermetallic compounds, the present inventors found that Fe in the copper matrix.
It has been found that a copper alloy in which -P, Mg-P, and (Fe, Mg)-P are finely precipitated is suitable for the above purpose. Thus, the present invention provides a copper alloy that is particularly suitable for electrical, electronic, and communication equipment parts and contains Fe, Mg, and P, with a content of Fe: 0.02 to 3% by weight, Mg: 0.02% by weight. P: A heat-resistant, high-strength, highly conductive copper alloy with a special feature of 25-80% by weight of Fe content + 70-90% of Mg content, with the balance being copper. I will provide a. In this alloy, the Fe content is set at 0.02 to 3% by weight because if it is less than 0.02% by weight, the effect will be small.
This is because if the content exceeds % by weight, the electrical conductivity (thermal conductivity) will decrease significantly. Mg content 0.02-3% by weight
The reason for this is that if it is less than 0.02% by weight, the effect will be small, while if it exceeds 3% by weight, the conductivity will decrease.
This is because castability also deteriorates. Regarding the P content, adding 25 to 80% by weight relative to the existing Fe content is effective for forming fine intermetallic compounds, and adding 70 to 90% by weight relative to the Mg content is equally effective. It is. When P is added to Fe and Mg in an amount exceeding the above upper limit, unreacted P remains and the electrical conductivity (thermal conductivity) is impaired. The present invention will be explained below based on experimental examples. Experimental Example After melting copper under charcoal coating in a high frequency melting furnace, Fe, Mg and P were added to obtain a uniform molten metal. In order to add Mg, sufficiently deoxidized copper was used as the copper. The molten metal was poured into a carbon mold to produce an ingot with a diameter of 130 mm and a length of 700 mm. In order to prevent oxidation of the alloy during casting, work was carried out while spraying Ar gas into the tap and tap. After cutting and surface finishing, the cast ingot is hot extruded at a temperature of approximately 900°C and water cooled to reduce the diameter.
I got a rough line of 11mm. Add this rough wire to a diameter of 0.8
The wire was cold-drawn to a diameter of mm, and the conductivity and tensile strength after heat treatment were measured. The following four types of samples were used. Shown together with conductivity.
【表】
抗張力測定結果を図面のグラフで示す。抗張力
は各温度で１時間保持後の値である。サンプル２
〜４は100℃×１時間において56Kg／mm2以上の高
い値を示すに加えて、400℃×１時間後も40×
Kg／mm2を充分に越える抗張力を保持している。同
時にサンプル２〜４は80％を越える導電率を維持
している。[Table] The tensile strength measurement results are shown in the graph of the drawing. The tensile strength is the value after holding at each temperature for 1 hour. sample 2
~4 shows a high value of 56Kg/mm2 or more at 100℃×1 hour, and also shows a high value of 40× after 1 hour at 400℃
It maintains a tensile strength well over Kg/mm 2 . At the same time, samples 2-4 maintain a conductivity above 80%.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図面は、サンプル１〜４の合金の熱処理と抗張
力との関係を示すグラフである。
The drawing is a graph showing the relationship between heat treatment and tensile strength of the alloys of samples 1 to 4.