DE10147968A1 - Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit - Google Patents
Kupferlegierung von hoher mechanischer FestigkeitInfo
- Publication number
- DE10147968A1 DE10147968A1 DE10147968A DE10147968A DE10147968A1 DE 10147968 A1 DE10147968 A1 DE 10147968A1 DE 10147968 A DE10147968 A DE 10147968A DE 10147968 A DE10147968 A DE 10147968A DE 10147968 A1 DE10147968 A1 DE 10147968A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- weight
- crystal grain
- copper alloy
- mechanical strength
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Contacts (AREA)
Abstract
Eine Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit, welche umfaßt 3,5 bis 4,5 Gew.-% Nickel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,20 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2 bis 1,5 Gew.-% Zink und weniger als 0,005 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%) Schwefel, wobei der Rest aus Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei ein Kristallkorndurchmesser von mehr als 0,001 bis 0,025 mm beträgt und das Verhältnis (a/b) zwischen einem längeren Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem Querschnitt parallel zu einer Richtung des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes und einem längeren Durchmesser b eines Kristallkorns auf einem Querschnitt senkrecht zur Richtung des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes 1,5 oder weniger beträgt, und wobei die Legierung eine Zugfestigkeit von 800 N/mm·2· oder mehr besitzt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupferlegierung von ho
her mechanischer Festigkeit.
In Übereinstimmung mit den letzten Entwicklungen zur Miniaturi
sierung und Herstellung elektrischer und elektronischer Maschi
nen und Werkzeuge von hoher Leistungsfähigkeit wurde gefordert,
daß Materialien für Bauteile, wie zum Beispiel hierfür zu ver
wendende Verbindungsglieder, in jeder Charakteristik stark ver
bessert werden müssen.
Im konkreten Fall wurde beispielsweise die Dicke eines Bleches,
das am Kontaktpunkt einer Feder eines Verbindungsgliedes einge
setzt werden soll, so dünn, daß es schwierig ist, einen ausrei
chenden Kontaktdruck sicher zu stellen. Das bedeutet, daß in dem
Kontaktpunkt einer Feder eines Verbindungsgliedes im allgemeinen
ein für die elektrische Verbindung erforderlicher Druck aus der
Gegenkraft erhalten wird, die durch vorheriges Biegen eines Ble
ches (eines Federbleches) erzeugt wird. Daher ist ein stärkeres
Ausmaß des Biegens nötig, um dasselbe Ausmaß an Kontaktdruck zu
erhalten, wenn das Blech dünner wird. Jedoch kann das Blech eine
plastische Verformung erleiden, wenn der Grad der Verbiegung die
Elastizitätsgrenze des Bleches überschreitet. Dementsprechend
wurden zusätzliche Verbesserungen der Elastizitätsgrenze des
Bleches gefordert.
Eine Vielzahl weiterer Charakteristika, wie zum Beispiel die
Spannungsrelaxationseigenschaft, Wärmeleitfähigkeit, Biegefähig
keit, Wärmebeständigkeit, Lothaftfähigkeit sowie Verschiebungs
beständigkeitseigenschaft wurden ebenso für das Material des Fe
derkontaktpunktes des Verbindungsgliedes gefordert. Mechanische
Festigkeit, Spannungsrelaxation, Wärme- und elektrische Leitfä
higkeit, sowie Biegefähigkeiten sind unter zahlreichen Charakte
ristika wichtig.
Solange Phosphorbronze häufig für den Federkontaktpunkt eines
Verbindungsgliedes eingesetzt wurde, konnte sie die vorstehend
beschriebenen Erfordernisse nicht vollständig erfüllen. Dement
sprechend wird in den letzten Jahren Phosphorbronze durch eine
Beryllium-Kupferlegierung (eine Legierung, die in JIS C 1753 be
schrieben ist) ersetzt, die eine höhere mechanische Festigkeit
und eine gute Spannungsrelaxationseigenschaft, ebenso wie eine
gute elektrische Leitfähigkeit besitzt. Jedoch ist die Berylli
um-Kupferlegierung sehr teuer, und metallisches Beryllium ist
toxisch.
Aus diesem Grund wird ein billiges und in hohem Maße sicheres
Material, das die gleiche Stufe an Charakteristika wie die Be
ryllium-Kupferlegierung aufweist, zur Verwendung als Kontakt
punktmaterial dringend gewünscht. Unter zahlreichen Materialien
wurde eine Kupfer-Nickel-Siliziumlegierung bekannt, die eine
verhältnismäßig hohe mechanische Festigkeit besitzt, und zahl
reiche Forschungen wurden seit der zweiten Hälfte der achtziger
Jahre unternommen.
Leider können die Kupfer-Nickel-Siliziumlegierungen, die während
dieser Jahre entwickelt wurden, in Anbetracht der heute verwen
deten Kupfer-Legierungen nicht als Ersatzmaterialien für die Be
ryllium-Kupferlegierung dienen. Der Grund wird wahrscheinlich
einer unterlegenen mechanischen Festigkeit sowie Spannungsrela
xation der Kupfer-Nickel-Siliziumlegierung, verglichen mit der
Beryllium-Kupferlegierung zugeschrieben.
Abgesehen davon wurde eine Kupferlegierung, bei der die Span
nungsrelaxation der Cu-Ni-Si-Legierung durch Zugabe von Magnesi
um verbessert ist, zur Verwendung als Kontaktpunktmaterial vor
geschlagen, jedoch kann das gleiche Ausmaß an Spannungsrelaxati
on wie bei der Beryllium-Kupferlegierung durch bloße Zugabe von
Magnesium nicht erreicht werden, und innovative Technologien
sind nach wie vor erforderlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupferlegierung von ho
her mechanischer Festigkeit, umfassend 3,5 bis 4,5 Gew.-% Nic
kel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,20 Gew.-% Magnesi
um, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2 bis 1,5 Gew.-% Zink und weni
ger als 0,005 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%) Schwefel, wobei
der Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen umfaßt, wobei
ein Kristallkorn in der Legierung einen Durchmesser von mehr als
0,001 mm bis 0,025 mm besitzt; und das Verhältnis (a/b) zwischen
dem längeren Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem Quer
schnitt parallel zu einer Richtung des letzten verformenden Ver
arbeitungsschrittes, und einem längeren Durchmesser b eines Kri
stallkorns auf einem Querschnitt senkrecht zur Richtung des
letzten verformenden Verarbeitungsschrittes 1,5 oder weniger be
trägt, und wobei die Legierung eine Zug
festigkeit von 800 N/mm2 oder mehr besitzt.
Darüberhinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Kupferle
gierung von hoher mechanischer Festigkeit, umfassend 3,5 bis 4,5 Gew.-%
Nickel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,20 Gew.-%
Magnesium, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2 bis 1,5 Gew.-% Zink und
0,005 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% in der Gesamtsumme von mindestens
einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus
0,005 bis 0,3 Gew.-% Silber, 0,005 bis 2,0 Gew.-% Kobalt und
0,005 bis 0,2 Gew.-% Chrom besteht, sowie wie weniger als 0,005 Gew.-%
(einschließlich 0 Gew.-%) Schwefel wobei der Rest Kupfer
und unvermeidbare Verunreinigungen umfaßt, wobei ein Kristall
korn in der Legierung einen Durchmesser von mehr als 0,001 mm
bis 0,025 mm besitzt; und das Verhältnis (a/b) zwischen einem
längeren Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem Querschnitt
parallel zur Richtung des letzten verformenden Verarbeitungs
schrittes, und einem längeren Durchmesser b eines Kristallkorns
auf einem Querschnitt senkrecht zur Richtung des letzten verfor
menden Verarbeitungsschrittes 1,5 oder weniger beträgt, und wo
bei die Legierung eine Zugfestigkeit von 800 N/mm2 oder mehr be
sitzt.
Andere und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beglei
tenden Zeichnung in vollem Umfang ersichtlich.
Fig. 1 ist eine erläuternde Ansicht des Verfahrens zur Bestim
mung der Kristallkorndurchmesser und der Kristallkorngestalt,
von denen jede in der vorliegenden Erfindung definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Mittel be
reitgestellt:
(1) Eine Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit, um fassend 3,5 bis 4,5 Gew.-% Nickel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,20 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2 bis 1,5 Gew.-% Zink und weniger als 0,005 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%) Schwefel, wobei der Rest Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen umfaßt, wobei ein Kristallkorn in der Legierung einen Durchmesser von mehr als 0,001 mm bis 0,025 mm besitzt; und das Verhältnis (a/b), welches die Gestalt eines Kristall korns definiert, zwischen einem längeren Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem Querschnitt parallel zu einer Richtung des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes, und einem län geren Durchmesser b eines Kristallkorns auf einem Querschnitt senkrecht zu der Richtung des letzten verformenden Verarbei tungsschrittes 1,5 oder weniger beträgt, und wobei die Legierung eine Zugfestigkeit von 800 N/mm2 oder mehr besitzt.
(1) Eine Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit, um fassend 3,5 bis 4,5 Gew.-% Nickel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium, 0,01 bis 0,20 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2 bis 1,5 Gew.-% Zink und weniger als 0,005 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%) Schwefel, wobei der Rest Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen umfaßt, wobei ein Kristallkorn in der Legierung einen Durchmesser von mehr als 0,001 mm bis 0,025 mm besitzt; und das Verhältnis (a/b), welches die Gestalt eines Kristall korns definiert, zwischen einem längeren Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem Querschnitt parallel zu einer Richtung des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes, und einem län geren Durchmesser b eines Kristallkorns auf einem Querschnitt senkrecht zu der Richtung des letzten verformenden Verarbei tungsschrittes 1,5 oder weniger beträgt, und wobei die Legierung eine Zugfestigkeit von 800 N/mm2 oder mehr besitzt.
(2) Eine Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit, um
fassend 3,5 bis 4,5 Gew.-% Nickel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium,
0,01 bis 0,20 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2
bis 1,5 Gew.-% Zink und darüber hinaus 0,005 bis 2,0 Gew.-% in
der Gesamtsumme von mindestens einem Element, das aus der Gruppe
ausgewählt ist, welche aus 0,005 bis 0,3 Gew.-% Silber, 0,005
bis 2,0 Gew.-% Kobalt und 0,005 bis 0,2 Gew.-% Chrom besteht,
sowie weniger als 0,005 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%) Schwe
fel, wobei der Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen
umfaßt, wobei ein Kristallkorn in der Legierung einen Durchmes
ser von mehr als 0,001 mm bis 0,025 mm besitzt; und das Verhält
nis (a/b), welches die Gestalt des Kristallkorns definiert, zwi
schen einem längeren Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem
Querschnitt parallel zu einer Richtung des letzten verformenden
Verarbeitungsschrittes, und einem längeren Durchmesser b eines
Kristallkorns auf einem Querschnitt senkrecht zur Richtung des
letzten verformenden Verarbeitungsschrittes 1,5 oder weniger be
trägt, und wobei die Legierung eine Zugfestigkeit von 800 N/mm2
oder mehr besitzt.
Die folgende Erfindung wird nachfolgend eingehender beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupferlegierung um die
vorstehend beschriebenen Probleme in den herkömmlichen Technolo
gien zu lösen, indem sie die herkömmlicherweise bekannten Kup
fer-Nickel-Siliziumlegierungen verbessert, um so den jüngsten
Bedürfnissen zu entsprechen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupferlegierung, die
insbesondere als ein Material in einem Verbindungsglied für
elektronische Maschinen und Werkzeuge vorzuziehen ist, und die
Kupferlegierung der vorliegenden Erfindung ist für jedes Materi
al verwendbar, welches als Bauteil für elektrische und elektro
nische Maschinen und Werkzeuge verwendet werden soll, das Cha
rakteristika erfordert, wie zum Beispiel hohe mechanische Fe
stigkeit, gute Leitfähigkeit (Wärme- und elektrische Leitfähig
keit), Biegefähigkeit, Spannungsrelaxationseigenschaft, und
Lothaftfähigkeit.
Einer der Gesichtspunkte der Kupferlegierung der vorliegenden
Erfindung besteht darin, daß einer Kupferlegierung, in der Ver
bindungen von Nickel und Silizium in einer Kupfermatrix präzipi
tiert sind, um spezifische mechanische Festigkeit und eine ge
eignete elektrische Leitfähigkeit zu erhalten, jeweils bestimmte
Mengen an Zinn, Magnesium und Zink zugegeben werden, und darüber
hinaus der Kristallkorndurchmesser so eingestellt wird, daß er
von mehr als 0,001 mm bis 0,025 mm beträgt, und gleichzeitig das
Verhältnis (a/b) zwischen dem längeren Durchmesser a eines Kri
stallkorns auf einem Querschnitt parallel zur Richtung des letz
ten verformenden Verarbeitungsschrittes, und dem längeren Durch
messer b eines Kristallkorn auf dem Querschnitt senkrecht zur
Richtung des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes so ein
gestellt wird, daß er 1,5 oder weniger beträgt, und dabei die
Biegefähigkeit und die Spannungsrelaxationscharakteristik ver
bessert.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben kürzlich gefunden,
daß es wichtig ist, in einer Ziel-Kupferlegierung die Gehalte an
Nickel, Silizium, Magnesium, Zinn und Zink, den Kristallkorn
durchmesser, sowie die Gestalt der Kristallkörner zu kontrollie
ren, um insbesondere eine Spannungsrelaxation in demselben oder
einem besseren Ausmaß wie die in der herkömmlichen Beryllium-
Kupferlegierung zu erreichen, und daß die gewünschten Charakte
ristika nicht erhalten werden können, selbst wenn auch nur eines
dieser Elemente nicht die spezifische Definition wie in der vor
liegenden Erfindung erfüllt. Die Erfinder der vorliegenden Er
findung haben durch eingehende Studien die vorliegende Erfin
dung, welche auf diesen Erkenntnissen beruht, vervollständigt.
Die Legierungselemente in der Kupferlegierung der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
Es ist bekannt, daß eine Nickel-Siliziumverbindung (eine Ni2Si-
Phase) in einer Kupfermatrix durch Zugabe von Nickel und Silizi
um in Kupfer präzipitiert, um die mechanische Festigkeit und die
elektrische Leitfähigkeit zu verbessern.
Der Gehalt an Nickel wird in der vorliegenden Erfindung auf ei
nen Bereich von 3,5 bis 4,5 Gew.-% festgelegt. Dies liegt daran,
daß eine mechanische Festigkeit im selben oder einem besseren
Ausmaß wie die einer herkömmlichen Beryllium-Kupferlegierung
nicht erreicht werden kann, falls der Nickelgehalt weniger als
3,5 Gew.-% beträgt. Wenn andererseits der Nickelgehalt 4,5 Gew.-%
übersteigt, werden Riesenverbindungen, die nicht zur Verbesse
rung der mechanischen Stärke beitragen, während des Gießens oder
der Heißverarbeitung präzipitiert (umkristallisiert), und führen
nicht nur zu einem Fehlschlag, eine mechanische Festigkeit als
Konsequenz der für die zuzugebenden Menge an Nickel zu erhalten,
sondern verursachen auch Probleme, welche die Heißverarbeitungs
eigenschaft und die Biegefähigkeit in ungünstiger Weise beein
flussen. Der Nickelgehalt beträgt vorzugsweise 3,5 bis 4,0 Gew.-%.
Da Silizium und Nickel eine Ni2Si-Phase bilden, wird die optimale
Menge an zuzugebendem Silizium durch Bestimmung der Nickelmenge
bestimmt. Eine mechanische Festigkeit im selben oder einem bes
seren Ausmaß wie die der Beryllium-Kupferlegierung kann nicht
erhalten werden, wenn der Siliziumgehalt weniger als 0,7 Gew.-%
beträgt, ähnlich dem Fall, wenn der Nickelgehalt zu gering ist.
Wenn andererseits der Gehalt an Silizium 1,0 Gew.-% übersteigt,
treten dieselben Probleme auf wie in dem Fall, wenn der Nickel
gehalt zu groß ist. Der Siliziumgehalt liegt vorzugsweise bei
0,75 bis 0,95 Gew.-%.
Die mechanische Festigkeit variiert in Abhängigkeit von den Ge
halten an Nickel und Silizium, und die Spannungsrelaxation ver
ändert sich ebenfalls in entsprechender Weise. Daher sollten die
Gehalte an Nickel und Silizium innerhalb des Bereiches wie in
der vorliegenden Erfindung definiert genau kontrolliert werden,
um eine Spannungsrelaxationseigenschaft im selben oder besseren
Ausmaß wie die der Beryllium-Kupferlegierung zu erhalten. Zu
sätzlich sollten die Gehalte an Magnesium, Zinn und Zink, der
Kristallkorndurchmesser, und die Gestalt des Kristallkorns, wie
nachfolgend beschrieben wird, in geeigneter Weise kontrolliert
werden.
Magnesium, Zinn und Zink sind wichtige Legierungselemente, die
Bestandteile der Kupferlegierung die der vorliegenden Erfindung
sind. Diese Elemente in der Legierung stehen miteinander in Be
ziehung, um verschiedene ausgezeichnete Charakteristika in gut
ausgeglichener Weise zu realisieren.
Magnesium verbessert im hohen Ausmaß die Spannungsrelaxation,
aber es beeinflußt die Biegefähigkeit in ungünstiger Weise. Je
höher der Gehalt an Magnesium ist, desto mehr wird die Span
nungsrelaxation verbessert, vorausgesetzt, daß der Magnesiumge
halt mehr als 0,01 Gew.-% beträgt. Die sich ergebende Biegefä
higkeit kann jedoch nicht das geforderte Ausmaß erreichen, falls
der Magnesiumgehalt mehr als 0,2 Gew.-% beträgt. Der Gehalt an
Magnesium in der vorliegenden Erfindung sollte genau kontrol
liert werden, da die Präzipitation der Ni2Si-Phase wesentlich
mehr zum Ausmaß der Verstärkung beiträgt, verglichen mit her
kömmlichen Kupfer-Nickel-Siliziumlegierungen, und dadurch die
Biegefähigkeit dazu neigt, ungünstig zu sein. Der Gehalt an Mag
nesium liegt vorzugsweise bei 0,03 bis 0,2 Gew.-%.
Zinn ist im Stande, die Spannungsrelaxation stärker zu verbes
sern, in wechselseitiger Beziehung mit Magnesium. Jedoch ist ei
ne solche verbessernde Wirkung des Zinns nicht so groß wie bei
Magnesium. Ausreichende Wirkungen der Zugabe von Zinn können
nicht in ausreichendem Maße sichtbar werden, falls der Zinnge
halt weniger als 0,05 Gew.-% beträgt, wohingegen die elektrische
Leitfähigkeit auffallend abnimmt, wenn der Zinngehalt 1,5 Gew.-%
übersteigt. Der Gehalt an Zinn liegt vorzugsweise bei 0,05 bis
1,0 Gew.-%.
Zink verbessert die Biegefähigkeit in geringem Maße. Wenn Zink
im festgelegten Bereich von 0,2 bis 1,5 Gew.-% zugesetzt wird,
kann eine Biegefähigkeit in einem praktisch unproblematischen
Ausmaß erreicht werden, auch wenn Magnesium in der maximalen
Menge von 0,2 Gew.-% zugegeben wird. Zusätzlich verbessert Zink
die Hafteigenschaft einer Zinnplatte oder Lötplatte, ebenso wie
die Wanderungsbeständigkeitseigenschaften. Die Wirkung der Zuga
be von Zink kann nicht in ausreichender Weise erhalten werden,
wenn der Zinkgehalt weniger als 0,2 Gew.-% beträgt, wohingegen
die elektrische Leitfähigkeit abnimmt, falls der Zinkgehalt
1,5 Gew.-% übersteigt. Der Zinkgehalt beträgt vorzugsweise 0,2 bis
1,0 Gew.-%.
Elemente von Spurenbestandteilen, wie zum Beispiel Silber, Ko
balt und Chrom, die für die weitere Verbesserung der mechani
schen Festigkeit wirksam sind, werden nachstehend beschrieben.
Silber bewirkt eine Verbesserung der Hitzebeständigkeit und der
mechanischen Festigkeit, sowie eine Verbesserung der Biegefähig
keit, in dem es verhindert, daß die Kristallkörner riesengroß
werden. Ein Silbergehalt von weniger als 0,005 Gew.-% führt zu
keiner ausreichenden Wirkung des zugegebenen Silbers, wohingegen
ein Silbergehalt, der 0,3 Gew.-% übersteigt, zu hohen Herstel
lungskosten der Legierung führt, obgleich bei einem solch hohen
Silbergehalt keine nachteiligen Wirkungen auf die erhaltenen Ei
genschaften beobachtet wurden. Der Silbergehalt wird auf einen
Bereich von 0,005 bis 0,3 Gew.-% festgelegt, vorzugsweise auf
0,005 bis 0,15 Gew.-%, unter den Gesichtspunkten des vorstehend
Beschriebenen.
Kobalt bildet eine Verbindung mit Silizium, wie auch Nickel, und
verbessert die mechanische Festigkeit. Der Kobaltgehalt wird auf
einen Bereich von 0,005 bis 2,0 Gew.-% festgelegt, da die Wir
kung der Kobaltzugabe bei einem Kobaltgehalt von weniger als
0,005 Gew.-% nicht in ausreichender Weise erhalten wird, wohin
gegen die Biegefähigkeit abnimmt, falls der Kobaltgehalt 2,0 Gew.-%
übersteigt. Der Kobaltgehalt liegt vorzugsweise bei 0,005
bis 1,0 Gew.-%. Der untere Grenzwert des Kobaltgehaltes liegt
vorzugsweise bei 0,05 Gew.-%.
Chrom bildet in Kupfer feine Präzipitate, und trägt zu einer er
höhten mechanischen Festigkeit bei. Die Wirkung der Chromzugabe
bei einem Chromgehalt von weniger als 0,005 Gew.-% kann nicht in
ausreichendem Maße erhalten werden, wohingegen die Biegefähig
keit abnimmt, falls der Chromgehalt 0,2 Gew.-% übersteigt. Der
Chromgehalt wird auf einen Bereich von 0,005 bis 0,2 Gew.-%
festgelegt, vorzugsweise auf 0,005 bis 0,1 Gew.-%, unter den Ge
sichtpunkten des vorstehend Beschriebenen.
Die Gesamtsumme der Gehalte an Silber, Kobalt und Chrom wird,
falls mindestens zwei Arten dieser Elemente gleichzeitig in der
Legierung enthalten sind, auf einen Bereich von 0,005 bis 2,0 Gew.-%
festgelegt, vorzugsweise auf 0,005 bis 1,25 Gew.-%, in
Abhängigkeit von den geforderten Eigenschaften.
Der Schwefelgehalt wird auf weniger als 0,005 Gew.-% einge
schränkt (einschließlich 0 Gew.-%), da die Heißverarbeitungsei
genschaft durch die Gegenwart von Schwefel verschlechtert wird.
Der Schwefelgehalt ist insbesondere bevorzugt weniger als
0,002 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%).
In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, weitere Elemente,
wie zum Beispiel Eisen, Zirkonium, Phosphor, Mangan, Titan, Va
nadium, Blei, Wismut und Aluminium hinzuzufügen, die in der Ge
samtsumme einen Gehalt von 0,01 bis 0,5 Gew.-% besitzen, in ei
nem Ausmaß, das die wesentlichen Eigenschaften, wie zum Beispiel
die mechanische Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit, nicht
herabsetzt.
Beispielsweise besitzt Mangan die Wirkung, die Heißverarbei
tungseigenschaft zu verbessern, und es ist wirksam, Mangan in
einem Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-% zuzusetzen, so daß die
elektrische Leitfähigkeit nicht herabgesetzt wird.
In der Kupferlegierung der vorliegenden Erfindung umfaßt der
Rest der Legierung, außer den Elementen der vorstehenden Be
standteile, Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen.
Der Kristallkorndurchmesser und die Gestalt des Kristallkorns
sind in der vorliegenden Erfindung genau definiert, um in gün
stiger Weise die Eigenschaften der Kupferlegierung zu realisie
ren, welche die vorstehend beschriebene Zusammensetzung besitzt.
In der vorliegenden Erfindung muß der Kristallkorndurchmesser in
einem Bereich von mehr als 0,001 mm bis 0,025 mm liegen. Dies
liegt daran, daß das umkristallisierte Gefüge dazu neigt, ein
Mischkorngefüge zu bilden (ein Gefüge, in dem Kristallkörner,
die in ihren Größen unterschiedlich sind, gemischt vorliegen)
welches die Biegungseigenschaft und Spannungsrelaxation herab
setzt, wenn der Kristallkorndurchmesser 0,001 mm oder weniger
beträgt, wohingegen die Biegefähigkeit abnimmt, falls der Kri
stallkorndurchmesser 0,025 mm übersteigt. Hier ist der Kristall
korndurchmesser ein Wert, der entsprechend dem JIS H 0501 (ein
Schneideverfahren) gemessen wird.
In der vorliegenden Erfindung wird die Gestalt des Kristallkorns
ausgedrückt durch das Verhältnis (a/b) zwischen dem längeren
Durchmesser a des Kristallkorns auf dem Querschnitt parallel zur
Richtung des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes, und
dem längeren Durchmesser b des Kristallkorns auf dem Querschnitt
senkrecht zur Richtung des letzten verformenden Verarbeitungs
schrittes. Das Verhältnis (a/b) wird auf 1,5 oder weniger fest
gelegt, da die Spannungsrelaxation abnimmt, falls das Verhältnis
(a/b) 1,5 übersteigt.
Die Spannungsbelastung neigt zur Abnahme, falls das Verhältnis
(a/b) weniger als 0,8 beträgt. Daher beträgt das Verhältnis
(a/b) vorzugsweise 0,8 oder mehr.
Der längeren Durchmesser a und der längeren Durchmesser b werden
jeweils durch einen Durchschnittswert bestimmt, der von 20 oder
mehr Kristallkörnern erhalten wird.
Die Kupferlegierung der vorliegenden Erfindung kann hergestellt
werden, beispielsweise durch aufeinanderfolgendes Ausführen der
Schritte: Heißwalzen eines Blockes, Kaltwalzen, Hitzebehandlung
zur Bildung einer festen Lösung, Hitzebehandlung zur Alterung,
letztes Kaltwalzen, und Vergüten bei niedriger Temperatur.
In der vorliegenden Erfindung können der Kristallkorndurchmesser
und die Gestalt des Kristallkorns durch Anpassung der Hitzebe
handlungsbedingungen, Verdünnung beim Walzen, Walzrichtung,
Rückspannung beim Walzen, Gleitbedingungen beim Walzen sowie die
Anzahl der Schritte beim Walzen im Herstellungsprozess der Kup
ferlegierung kontrolliert werden.
In einer konkreten Ausführungsform kann der Kristallkorndurch
messer und die Gestalt des Kristallkorns wie definiert bei
spielsweise kontrolliert werden durch Veränderung der Bedingun
gen zur Hitzebehandlung (wie zum Beispiel der Temperatur und des
Zeitraums während der Hitzebehandlung zur Bildung einer festen
Lösung sowie der Hitzebehandlung zur Alterung) oder durch eine
niedrige Verdünnung während des letzten Kaltwalzens.
Die Richtung des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes,
wie er in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, bezieht
sich auf die Walzrichtung, wenn das Walzen der letzte ausgeführ
te verformende Verarbeitungsschritt ist, oder auf die Richtung
des Ziehens, falls das Ziehen (lineares Ziehen) der letzte aus
geführte verformende Verarbeitungsschritt ist. Der verformende
Verarbeitungsschritt bezieht sich auf Walzen und Ziehen, jedoch
ist ein Verarbeitungsschritt zum Zwecke des Nivellierens (senk
rechtes Nivellieren), beispielsweise unter Verwendung eines
Spannungsplanierers, in dieser verformenden Verarbeitung nicht
eingeschlossen.
In der vorliegenden Erfindung ist die Spannungsfestigkeit der
Kupferlegierung auf 800 N/mm2 oder mehr festgelegt, da eine Zug
festigkeit von weniger als 800 N/mm2 eine Abnahme der Spannungs
relaxation verursacht. Obwohl der Grund bis jetzt nicht geklärt
wurde, steht die Zugfestigkeit mit der Spannungsrelaxation in
Beziehung, und eine niedrigere Zugfestigkeit führt tendentiell
zur Abnahme der Spannungsrelaxation. Die Zugfestigkeit sollte
auf 800 N/mm2 oder mehr eingestellt werden, indem beispielsweise
die Walzbedingungen ausgewählt werden, um eine Spannungsrelaxa
tion in dem selben oder besserem Ausmaß wie die der Beryllium-
Kupferlegierung zu erhalten.
Die Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit der vor
liegenden Erfindung ist ausgezeichnet bezüglich mechanischer Fe
stigkeit, elektrischer Leitfähigkeit, Biegefähigkeit, Spannungs
relaxationseigenschaft und Lothafteigenschaft. Daher kann es die
Kupferlegierung der vorliegenden Erfindung mit jüngsten Entwick
lungen hin zu Miniaturisierung und hoher Leistung der Bauteile
von elektrischen und elektronischen Maschinen und Werkzeugen
aufnehmen. Die Kupferlegierung der vorliegenden Erfindung ist
ein Material, das vorzugsweise in Terminals, Verbindungen und
Schaltern eingesetzt wird, ebenso ist es als leitendes Allzweck
material zu bevorzugen, beispielsweise für Schalter und Relais.
Dementsprechend zeigt die Kupferlegierung der vorliegenden Er
findung im industriellen Bereich ausgezeichnete Wirkungen.
Die vorliegende Erfindung wird, beruhend auf den folgenden Bei
spielen, eingehender beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht
auf diese beschränkt.
Die Kupferlegierungen, die jeweils die Zusammensetzung aufwei
sen, wie sie in der vorliegenden Erfindung definiert und in Ta
belle 1 gezeigt ist (Nummer A bis D), wurden in einem Mikrowel
lenschmelzofen jeweils durch ein Gleichstromverfahren geschmol
zen und in Blöcke mit einer Dicke von 30 mm, einer Breite von
100 mm und einer Länge von 150 mm gegossen. Anschließend wurden
diese Blöcke auf 1000°C erhitzt. Nachdem die Blöcke bei dieser
Temperatur 30 Minuten lang gehalten wurden, wurden sie zu einem
Blech mit einer Dicke von 12 mm heißgewalzt, gefolgt von einer
raschen Abkühlung. Dann werden beide Endseiten des heißgewalzten
Bleches um jeweils 1,5 mm beschnitten (die Kanten bestoßen), um
Oxidationsschichten zu entfernen. Die erhaltenen Bleche werden
zu einer Dicke von 0,265 bis 0,280 mm durch Kaltwalzen verarbei
tet (a). Die kaltgewalzten Bleche wurden anschließend bei einer
Temperatur von 875 bis 900°C 15 Sekunden lang hitzebehandelt,
und unmittelbar danach folgte eine Abkühlung mit einer Kühlrate
von 15°C/sek oder mehr. Dann wurde eine Alterungsbehandlung bei
475°C 2 Stunden lang in einer Inertgasatmosphäre ausgeführt,
und das Kaltwalzen (c) als letzter verformender Verarbeitungs
schritt wurde anschließend ausgeführt, um die gewünschte Blech
dicke von 0,25 mm zu erreichen. Nach dem letzten verformenden
Verarbeitungsschritt wurden die Proben dann einer Niedertempera
tur-Vergütung bei 350°C 2 Stunden lang unterzogen, und damit
jeweils Kupferlegierungsbleche hergestellt.
Kupferlegierungsbleche mit einer Dicke von 0,25 mm wurden durch
Verarbeitung zu den folgenden Bedingungen hergestellt, wobei die
Kupferlegierungen (Nummer A und B) jeweils die Zusammensetzung
hatten, die in der vorliegenden Erfindung definiert und in Ta
belle 1 gezeigt ist.
Die selben Herstellungsschritte wie im vorstehenden Beispiel 1
wurden verwendet, beginnend mit dem Schmelzen bis zur Entfernung
der Oxidationsschichten nach dem Heißwalzen. Die erhaltenen Ble
che wurden dann durch Kaltwalzen (a) auf eine Dicke von 0,265
bis 0,5 mm verarbeitet, gefolgt von einer Hitzebehandlung bei
einer Temperatur von 875 bis 925°C für 15 Sekunden. Die Bleche
wurden anschließend unmittelbar gekühlt mit einer Kühlrate von
15°C/sek oder mehr. In Abhängigkeit von den Proben wurde an
schließend falls notwendig, ein Kaltwalzschritt (b) mit einer
Verdünnung beim Walzen von 50% oder weniger ausgeführt. An
schließend wurden die erhaltenen Bleche einer Alterungsbehand
lung in einer Inertgasatmosphäre zu den selben Bedingungen wie
in Beispiel 1 unterzogen, dem letzten verformenden Verarbei
tungsschritt (Kaltwalzen (c) zu einer gewünschten Blechdicke von
0,25 mm) und der Niedertemperatur-Vergütung, wobei jeweils die
Kupferlegierungsbleche hergestellt wurden.
Kupferlegierungsbleche wurden in der selben Weise wie in Bei
spiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Kupferlegierungen
(Nummer E bis M) außerhalb der Zusammensetzung, die in der vor
liegenden Erfindung definiert und in Tabelle 1 gezeigt ist, ver
wendet wurden.
Kupferlegierungsbleche mit einer Dicke von 0,25 mm wurden durch
Verarbeitung zu den folgenden Bedingungen hergestellt, und die
Kupferlegierungen (Nummer H und K), liegen jeweils außerhalb der
Zusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung definiert und
in Tabelle 1 gezeigt ist.
Dieselben Herstellungsschritte wie im vorstehenden Beispiel 1
wurden verwendet, beginnend mit dem Schmelzen bis zur Entfernung
der Oxidationsschichten nach dem Kaltwalzen. Die erhaltenen Ble
che wurden dann durch Kaltwalzen (a) zu einer Dicke von 0,40 bis
0,42 mm verarbeitet, gefolgt von einer Hitzebehandlung bei einer
Temperatur von 850 bis 875°C für 15 Sekunden. Die Bleche wurden
anschließend sofort gekühlt mit einer Kühlrate von 15°C/sek.
oder mehr. Dann wurden die erhaltenen Bleche zu den selben Be
dingungen wie in Beispiel 1 einer Altersbehandlung in Erdgasat
mosphäre unterzogen, sowie dem letzten verformenden Verarbei
tungsschritt (Kaltwalzen (c), bis zu einer gewünschten Blechdic
ke von 0,25 mm) und einer Niedertemperatur-Vergütung, wobei je
weils die Kupferlegierungsbleche hergestellt wurden.
Alle in Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 herge
stellten Kupferlegierungsbleche wurden getestet und bewertet in
Bezug auf: (1) Kristallkorndurchmesser, (2) Kristallkorngestalt,
(3) Zugfestigkeit und Dehnung, (4) elektrische Leitfähigkeit,
(5) Biegefähigkeit, (6) Spannungsrelaxationseigenschaft, und (7)
Beständigkeit des Lots gegen Abblättern unter Hitze (Lothaftei
genschaft). Das Blech aus herkömmlicher Beryllium-
Kupferlegierung (die Legierung, die in JIS C 1753 standardisiert
ist) wurde ebenso getestet und bewertet in Bezug auf die selben
Eigenschaften wie vorstehend.
Der Kristallkorndurchmesser (1) wurde auf der Basis der Messung
gemäß JIS H 0501 (ein Schneideverfahren) berechnet.
Das heißt, der Querschnitt A, wie in Fig. 1 gezeigt, parallel
zur Richtung des letzten Kaltwalzens des Bleches (die Richtung
des letzten verformenden Verarbeitungsschrittes), und der Quer
schnitt B senkrecht zur Richtung des letzten Kaltwalzens, wurden
als Querschnitte zur Messung des Kristallkorndurchmessers heran
gezogen. Bezüglich des Querschnittes A wurden die Kristallkorn
durchmesser in zwei Richtungen gemessen, die in paralleler Rich
tung oder in senkrechter Richtung zur Richtung des letzten Kalt
walzens auf dem Querschnitt A lagen und von den gemessenen Wer
ten wurde ein größerer als der längere Durchmesser a, bezie
hungsweise ein kleinerer als kürzerer Durchmesser bezeichnet. In
Bezug auf den Querschnitt B wurden die Kristallkorndurchmesser
in zwei Richtungen gemessen, von denen einer in paralleler Rich
tung zur Richtung der Normallinie der Blechoberfläche lag, und
der andere in senkrechter Richtung zur Richtung der Normallinie
der Blechoberfläche lag, und von den gemessenen Werten wurden
der größere als der längere Durchmesser b, beziehungsweise der
kleinere als kürzerer Durchmesser bezeichnet.
Das kristalline Gefüge des Kupferlegierungsbleches wurde mit ei
nem Rasterelektronenmikroskop mit 1000-facher Vergrößerung foto
grafiert, und Strecken mit einer Länge von 200 mm wurden in die
erhaltenen Fotografie eingezeichnet, und die Anzahl n der Kri
stallkörner, die sich mit der Strecke schneiden (die kürzer als
die Strecke sind) wurden gezählt, um folgende Gleichung anzuwen
den: (der Kristallkorndurchmesser) = {200 mm/(n × 1000)}. Wenn
die Anzahl der Kristallkörner, die kürzer als die Strecke sind,
weniger als 20 betrug, wurden die Kristallkörner mit einer 500-
fachen Vergrößerung fotografiert, und die Anzahl n der Kristall
körner, welche kürzer als die Strecke mit einer Länge von 200 mm
sind, wurde gezählt, um folgende Gleichung anzuwenden: (der Kri
stallkorndurchmesser) = {200 mm/(n × 500)}.
- 1. Der Kristallkorndurchmesser ergibt sich durch Rundung des Durchschnittswertes der vier Werte unter den zwei längeren Durchmessern und den zwei kürzeren Durchmessern, die jeweils von den Querschnitten A und B erhalten wurden, zur nächsten Zahl, die ein Produkt einer ganzen Zahl und 0,005 mm darstellt.
- 2. Die Gestalt des Kristallkorns ist als Wert (a/b) gezeigt, das durch Division des längeren Durchmessers a auf dem Quer schnitt A durch den längeren Durchmesser b auf dem Querschnitt B erhalten wird.
- 3. Die Zugfestigkeit und die Dehnung wurden in Übereinstimmung mit JIS Z 2241 bestimmt, unter Verwendung von fünf Teststücken, die in JIS Z 2201 beschrieben sind, welche jeweils von einem Probenblech gebildet wurden.
- 4. Die elektrische Leitfähigkeit wurde in Übereinstimmung mit JIS H 0505 bestimmt.
- 5. Die Biegefähigkeit wurde dadurch bewertet, daß jedes einzel ne Probenblech einem 90° Biegetest unterzogen wurde, bei dem der innere Biegeradius 0,1 mm betrug, und die Probe, bei der kein Bruch im gebogenen Abschnitt auftrat, wird als gut () an gesehen, und die Probe, bei der ein Bruch auftrat, wird als schlecht (x) angesehen.
- 6. Als Maßstab für die Spannungsrelaxationseigenschaft wurde das Spannungsrelaxationsverhältnis (S. R. R.) bestimmt, indem ein Standardverfahren mit einem einseitigen Formrahmen der Electro nics Materials Manufacturers Association of Japan Standard (EMAS-3003) angewandt wurde, wobei die Spannungsbelastung so eingestellt wurde, daß die maximale Oberflächenspannung 600 N/mm2 sein würde, und das erhaltene Teststück wurde in einer Kammer mit einer konstanten Temperatur von 150°C 1000 Stunden lang ge halten. Die Spannungsrelaxationseigenschaft wurde als gut beur teilt, falls das Spannungsrelaxationsverhältnis (S. R. R.) 10% oder weniger betrug, und es wurde als schlecht beurteilt, falls das Spannungsrelaxationsverhältnis mehr als 10% betrug.
- 7. Die Lothafteigenschaft wurde in der folgenden Weise bewer tet. Ein Teststück eines jeden Probenbleches wurde mit einem eu tektischen Lot einer Dicke von 3 µm beschichtet, und das erhal tene Teststück wurde 1000 Stunden lang bei 150°C in atmosphäri scher Luft erhitzt, gefolgt von einer Verbiegung um 90°C und einem Zurückbiegen. Danach wurde der Adhäsionszustand der Lot plattierung am Biegeabschnitt mit bloßem Auge betrachtet. Die Probe, bei der kein Abblättern der Plattierung erkannt wurde, wurde als gut in der Adhäsionseigenschaft () beurteilt, wohin gegen die Probe, bei der die Plattierung abblätterte, als schlecht (x) bezüglich der Adhäsionseigenschaft beurteilt wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist,
zeigten die Proben Nummer 1 bis 7, welche Beispiele gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellen, jeweils ausgezeichnete Eigen
schaften in allen getesteten Punkten.
Im Gegensatz dazu waren sämtliche Vergleichsbeispiele schlecht
in allen Eigenschaften, wie nachstehend beschrieben.
Die Vergleichsprobe Nummer 8 war mangelhaft niedrig in der Zug
festigkeit und ebenso mangelhaft in der Spannungsrelaxationsei
genschaft, deren Eigenschaften denen der herkömmlichen JIS C 1753
Legierung unterlegen waren, da die Gehalte von Nickel und
Silizium in der Probe Nummer 8 zu gering waren.
Die Vergleichsprobe Nummer 9 konnte nicht auf normale Weise her
gestellt werden, da Brüche während der Heißverarbeitung auftra
ten, welche durch zu große Gehalte an Nickel und Silizium verur
sacht wurden.
Die Vergleichsproben Nummer 10 und Nummer 13 waren mangelhaft in
der Spannungsrelaxationseigenschaft, da der Magnesiumgehalt in
der Probe Nummer 10 und der Zinngehalt in der Probe Nummer 13
jeweils außerhalb des Bereiches lagen, der in der vorliegenden
Erfindung definiert ist.
Die Vergleichsprobe Nummer 11 war mangelhaft in der Biegefähig
keit, da der Gehalt an Magnesium zu groß war.
Die Vergleichsprobe Nummer 12 war mangelhaft in der Biegefähig
keit ebenso wie bezüglich der Spannungsrelaxationseigenschaft,
da der Magnesiumgehalt zu groß war und die Gestalt der Kristall
körner außerhalb des Bereiches lag, der in der vorliegenden Er
findung definiert ist.
Die Vergleichsprobe Nummer 14 konnte nicht hergestellt werden,
da während des Kaltwalzens Kantenbrüche auftraten, welche durch
einen zu großen Zinngehalt verursacht wurden.
Die Vergleichsprobe Nummer 15 war mangelhaft in der Biegefähig
keit und ein Abblättern der Lotplattierung trat in besagter Pro
be auf, da der Gehalt an Zink zu gering war.
Die Vergleichsprobe Nummer 16 war mangelhaft in der Biegefähig
keit, Lothafteigenschaft (Abblättern der Lotplattierung trat
auf), und Spannungsrelaxationseigenschaft, da der Gehalt an Zink
zu gering war und zusätzlich der Kristallkorndurchmesser und die
Kristallkorngestalt jeweils außerhalb des Bereiches lagen, der
in der vorliegenden Erfindung definiert ist.
Die Vergleichsprobe Nummer 17 war mangelhaft in der Biegefähig
keit, da der Gehalt an Chrom außerhalb des Bereiches lag, der in
der vorliegenden Erfindung definiert ist.
Die Vergleichsprobe Nummer 18 konnte nicht auf normale Weise
hergestellt werden, da Brüche während des Heißwalzens auftraten,
welche durch einen zu hohen Gehalt an Schwefel verursacht wur
den, der außerhalb des Bereiches lag, der in der vorstehenden
Erfindung definiert ist, ebenso wie durch zu geringen Gehalte an
Nickel und Silizium.
Die Vergleichsproben Nummer 19 und 20 waren jeweils auffallend
mangelhaft bezüglich der Spannungsrelaxationseigenschaft, da die
Gestalt der Kristallkörner außerhalb des Bereiches lag, der in
der vorliegenden Erfindung definiert ist. In der Probe Nummer 20
war die Biegefähigkeit ebenfalls mangelhaft.
Die Vergleichsproben Nummer 21 und Nummer 22 waren jeweils man
gelhaft bezüglich der Biegefähigkeit, da der Kristallkorndurch
messer außerhalb des Bereiches lag, der in der vorliegenden Er
findung definiert ist. Die Vergleichsprobe Nummer 23 war mangel
haft bezüglich der Biegefähigkeit und der Spannungsrelaxations
eigenschaft, da die Kristallkorngestalt und der Kristallkorn
durchmesser außerhalb des Bereiches lagen, der in der vorliegen
den Erfindung definiert ist.
Nachdem unsere Erfindung in Bezug auf die vorliegenden Ausfüh
rungsformen beschrieben wurde, ist es unsere Absicht, mitzutei
len, daß die Erfindung nicht auf irgendeine Einzelheit der Be
schreibung beschränkt sei, wenn nicht anderweitig beschrieben,
sondern vielmehr breit innerhalb der Vorstellung und des Umfangs
aufzufassen ist, der durch die begleitenden Ansprüche festgelegt
ist.
Claims (8)
1. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit, umfassend
3,5 bis 4,5 Gew.-% Nickel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium, 0,01
bis 0,20 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2 bis
1,5 Gew.-% Zink und weniger als 0,005 Gew.-% (einschließlich
0 Gew.-%) Schwefel, wobei der Rest Kupfer und unvermeidbare
Verunreinigungen umfaßt, wobei ein Kristallkorn in der Legie
rung einen Durchmesser von mehr als 0,001 mm bis 0,025 mm
aufweist; und das Verhältnis (a/b), zwischen einem längeren
Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem Querschnitt par
allel zu einer Richtung des letzten verformenden Verarbei
tungsschrittes, und einem längeren Durchmesser b eines Kri
stallkorns auf einem Querschnitt senkrecht zur Richtung des
letzten verformenden Verarbeitungsschrittes 1,5 oder weniger
beträgt, und wobei die Legierung eine Zugfestigkeit von
800 N/mm2 oder mehr besitzt.
2. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit wie in An
spruch 1 beansprucht, wobei der Gehalt an Schwefel weniger
als 0,002 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%) beträgt.
3. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit wie in den
Ansprüchen 1 oder 2 beansprucht, welche darüberhinaus 0,01
bis 0,5 Gew.-% Mangan enthält.
4. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit wie in ei
nem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, wobei das Verhältnis
(a/b) 0,8 oder mehr beträgt.
5. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit, umfassend
3,5 bis 4,5 Gew.-% Nickel, 0,7 bis 1,0 Gew.-% Silizium, 0,01
bis 0,20 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 1,5 Gew.-% Zinn, 0,2 bis
1,5 Gew.-% Zink und darüber hinaus 0,005 bis 2,0 Gew.-% in
der Gesamtsumme von mindestens einem Element, das aus der
Gruppe ausgewählt ist, welche aus 0,005 bis 0,3 Gew.-% Sil
ber, 0,005 bis 2,0 Gew.-% Kobalt und 0,005 bis 0,2 Gew.-%
Chrom besteht, sowie weniger als 0,005 Gew.-% (einschließlich
0 Gew.-%) Schwefel, wobei der Rest Kupfer und unvermeidbare
Verunreinigungen umfaßt, wobei ein Kristallkorn in der Legie
rung einen Durchmesser von mehr als 0,001 bis 0,025 mm be
sitzt; und das Verhältnis (a/b) zwischen einem längeren
Durchmesser a eines Kristallkorns auf einem Querschnitt par
allel zu einer Richtung des letzten verformenden Verarbei
tungsschrittes, und einem längeren Durchmesser b eines Kri
stallkorns auf einem Querschnitt senkrecht zur Richtung des
letzten verformenden Verarbeitungsschrittes 1,5 oder weniger
beträgt, und wobei die Legierung eine Zugfestigkeit von
800 N/mm2 oder mehr besitzt.
6. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit wie in An
spruch 5 beansprucht, wobei der Gehalt an Schwefel weniger
als 0,002 Gew.-% (einschließlich 0 Gew.-%) beträgt.
7. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit wie in den
Ansprüchen 5 oder 6 beansprucht, die darüber hinaus 0,01 bis
0,5 Gew.-% Mangan enthält.
8. Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit, wie in ei
nem der Ansprüche 5 bis 7 beansprucht, wobei das Verhältnis
(a/b) 0,8 oder mehr beträgt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000381863A JP3520046B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | 高強度銅合金 |
JP00-381863 | 2000-12-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10147968A1 true DE10147968A1 (de) | 2002-08-29 |
DE10147968B4 DE10147968B4 (de) | 2005-08-18 |
Family
ID=18849785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10147968A Expired - Fee Related DE10147968B4 (de) | 2000-12-15 | 2001-09-28 | Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6893514B2 (de) |
JP (1) | JP3520046B2 (de) |
KR (1) | KR100472650B1 (de) |
CN (1) | CN1262679C (de) |
DE (1) | DE10147968B4 (de) |
TW (1) | TWI255860B (de) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3520034B2 (ja) | 2000-07-25 | 2004-04-19 | 古河電気工業株式会社 | 電子電気機器部品用銅合金材 |
JP3520046B2 (ja) | 2000-12-15 | 2004-04-19 | 古河電気工業株式会社 | 高強度銅合金 |
US7090732B2 (en) | 2000-12-15 | 2006-08-15 | The Furukawa Electric, Co., Ltd. | High-mechanical strength copper alloy |
JP4664584B2 (ja) * | 2003-09-18 | 2011-04-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度銅合金板および高強度銅合金板の製造方法 |
WO2005083137A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Copper alloy |
JP3837140B2 (ja) * | 2004-04-30 | 2006-10-25 | 日鉱金属株式会社 | Cu−Ni−Si−Mg系銅合金条 |
JP3946709B2 (ja) * | 2004-05-13 | 2007-07-18 | 日鉱金属株式会社 | Cu−Ni−Si−Mg系銅合金条 |
JP4809602B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2011-11-09 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金 |
EP1873266B1 (de) * | 2005-02-28 | 2012-04-25 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Kupferlegierung |
WO2006109801A1 (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 銅合金およびその製造方法 |
KR100792653B1 (ko) * | 2005-07-15 | 2008-01-09 | 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 | 전기 전자기기용 동합금 및 그의 제조 방법 |
JP5306591B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2013-10-02 | 古河電気工業株式会社 | 配線用電線導体、配線用電線、及びそれらの製造方法 |
JP2007169764A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 銅合金 |
EP2048251B1 (de) | 2006-05-26 | 2012-01-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Kupferlegierung mit hoher festigkeit, hoher elektrischer leitfähigkeit und hervorragender biegebearbeitbarkeit |
EP1967596B1 (de) * | 2007-02-13 | 2010-06-16 | Dowa Metaltech Co., Ltd. | Cu-Ni-Si-basiertes Kupferlegierungsfolienmaterial und Herstellungsverfahren dafür |
US20080190523A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Weilin Gao | Cu-Ni-Si-based copper alloy sheet material and method of manufacturing same |
US8287669B2 (en) * | 2007-05-31 | 2012-10-16 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Copper alloy for electric and electronic equipments |
JP4851596B2 (ja) * | 2007-11-01 | 2012-01-11 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金材の製造方法 |
EP2243847A4 (de) | 2008-02-08 | 2012-06-27 | Furukawa Electric Co Ltd | Kupferlegierungsmaterial für elektrische und elektronische bauteile |
CN101981214B (zh) * | 2008-03-31 | 2015-12-09 | 古河电气工业株式会社 | 电气电子设备用铜合金材料及电气电子零件 |
CN101981213B (zh) * | 2008-03-31 | 2012-11-14 | 古河电气工业株式会社 | 电气电子设备用铜合金材料及电气电子零件 |
JP5654571B2 (ja) * | 2010-04-02 | 2015-01-14 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 電子材料用Cu−Ni−Si系合金 |
WO2013018228A1 (ja) | 2011-08-04 | 2013-02-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 銅合金 |
Family Cites Families (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5853059B2 (ja) | 1979-12-25 | 1983-11-26 | 日本鉱業株式会社 | 析出硬化型銅合金 |
JPS59193233A (ja) | 1983-04-15 | 1984-11-01 | Toshiba Corp | 銅合金 |
US4612167A (en) | 1984-03-02 | 1986-09-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Copper-base alloys for leadframes |
JPS61127842A (ja) | 1984-11-24 | 1986-06-16 | Kobe Steel Ltd | 端子・コネクタ−用銅合金およびその製造方法 |
US4656003A (en) | 1984-10-20 | 1987-04-07 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Copper alloy and production of the same |
EP0189745B1 (de) | 1985-02-01 | 1988-06-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Leitermaterial für integrierte Schaltungen mit Keramik-Einkapselung |
US4728372A (en) | 1985-04-26 | 1988-03-01 | Olin Corporation | Multipurpose copper alloys and processing therefor with moderate conductivity and high strength |
US4594221A (en) | 1985-04-26 | 1986-06-10 | Olin Corporation | Multipurpose copper alloys with moderate conductivity and high strength |
JPS63130739A (ja) | 1986-11-20 | 1988-06-02 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器リ−ド材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金 |
JPH01180932A (ja) | 1988-01-11 | 1989-07-18 | Kobe Steel Ltd | ピン・グリッド・アレイicリードピン用高力高導電性銅合金 |
JPH01272733A (ja) | 1988-04-25 | 1989-10-31 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 半導体装置用Cu合金製リードフレーム材 |
JPH02118037A (ja) | 1988-10-28 | 1990-05-02 | Nippon Mining Co Ltd | 酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金 |
JP2714560B2 (ja) | 1988-12-24 | 1998-02-16 | 日鉱金属株式会社 | ダイレクトボンディング性の良好な銅合金 |
US5028391A (en) | 1989-04-28 | 1991-07-02 | Amoco Metal Manufacturing Inc. | Copper-nickel-silicon-chromium alloy |
JPH03188247A (ja) | 1989-12-14 | 1991-08-16 | Nippon Mining Co Ltd | 曲げ加工性の良好な高強度高導電銅合金の製造方法 |
JP2977845B2 (ja) | 1990-01-30 | 1999-11-15 | 株式会社神戸製鋼所 | ばね特性、強度及び導電性に優れた耐マイグレーション性端子・コネクタ用銅合金 |
JP2503793B2 (ja) | 1991-03-01 | 1996-06-05 | 三菱伸銅株式会社 | 打抜金型の摩耗抑制効果を有する電気電子部品用Cu合金板材 |
JPH0830235B2 (ja) | 1991-04-24 | 1996-03-27 | 日鉱金属株式会社 | 導電性ばね用銅合金 |
JPH051367A (ja) | 1991-06-24 | 1993-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電気・電子機器用銅合金材料 |
JPH05311278A (ja) | 1991-11-28 | 1993-11-22 | Nikko Kinzoku Kk | 応力緩和特性を改善した銅合金 |
US5463247A (en) | 1992-06-11 | 1995-10-31 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | Lead frame material formed of copper alloy for resin sealed type semiconductor devices |
JP2797846B2 (ja) | 1992-06-11 | 1998-09-17 | 三菱伸銅株式会社 | 樹脂封止型半導体装置のCu合金製リードフレーム材 |
JP3275377B2 (ja) | 1992-07-28 | 2002-04-15 | 三菱伸銅株式会社 | 微細組織を有する電気電子部品用Cu合金板材 |
JP2501275B2 (ja) | 1992-09-07 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 導電性および強度を兼備した銅合金 |
JPH06100983A (ja) | 1992-09-22 | 1994-04-12 | Nippon Steel Corp | 高ヤング率・高降伏強度を有するtabテープ用金属箔およびその製造方法 |
KR940010455B1 (ko) | 1992-09-24 | 1994-10-22 | 김영길 | 고강도, 우수한 전기전도도 및 열적안정성을 갖는 동(Cu)합금 및 그 제조방법 |
JP3511648B2 (ja) | 1993-09-27 | 2004-03-29 | 三菱伸銅株式会社 | 高強度Cu合金薄板条の製造方法 |
KR0157257B1 (ko) | 1995-12-08 | 1998-11-16 | 정훈보 | 석출물 성장 억제형 고강도, 고전도성 동합금 및 그 제조방법 |
US5833920A (en) | 1996-02-20 | 1998-11-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Copper alloy for electronic parts, lead-frame, semiconductor device and connector |
JP3408929B2 (ja) | 1996-07-11 | 2003-05-19 | 同和鉱業株式会社 | 銅基合金およびその製造方法 |
JP3344924B2 (ja) | 1997-03-31 | 2002-11-18 | 日鉱金属株式会社 | 酸化膜密着性の高いリードフレーム用銅合金 |
JP3800269B2 (ja) | 1997-07-23 | 2006-07-26 | 株式会社神戸製鋼所 | スタンピング加工性及び銀めっき性に優れる高力銅合金 |
JP4308931B2 (ja) | 1997-11-04 | 2009-08-05 | 三菱伸銅株式会社 | SnまたはSn合金メッキ銅合金薄板およびその薄板で製造したコネクタ |
JP3510469B2 (ja) | 1998-01-30 | 2004-03-29 | 古河電気工業株式会社 | 導電性ばね用銅合金及びその製造方法 |
JP3797786B2 (ja) | 1998-03-06 | 2006-07-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 電気・電子部品用銅合金 |
JP3739214B2 (ja) | 1998-03-26 | 2006-01-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 電子部品用銅合金板 |
TW448235B (en) | 1998-12-29 | 2001-08-01 | Ind Tech Res Inst | High-strength and high-conductivity Cu-(Ni, Co)-Si copper alloy for use in leadframes and method of making the same |
JP3520034B2 (ja) | 2000-07-25 | 2004-04-19 | 古河電気工業株式会社 | 電子電気機器部品用銅合金材 |
US7090732B2 (en) | 2000-12-15 | 2006-08-15 | The Furukawa Electric, Co., Ltd. | High-mechanical strength copper alloy |
JP3520046B2 (ja) | 2000-12-15 | 2004-04-19 | 古河電気工業株式会社 | 高強度銅合金 |
JP3824884B2 (ja) | 2001-05-17 | 2006-09-20 | 古河電気工業株式会社 | 端子ないしはコネクタ用銅合金材 |
JP2003094045A (ja) | 2001-09-27 | 2003-04-02 | Lapur:Kk | 浄水器 |
-
2000
- 2000-12-15 JP JP2000381863A patent/JP3520046B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-26 TW TW090123710A patent/TWI255860B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-09-27 US US09/966,389 patent/US6893514B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-28 DE DE10147968A patent/DE10147968B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-28 CN CNB011409886A patent/CN1262679C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-28 KR KR10-2001-0060446A patent/KR100472650B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1262679C (zh) | 2006-07-05 |
CN1358875A (zh) | 2002-07-17 |
JP3520046B2 (ja) | 2004-04-19 |
US6893514B2 (en) | 2005-05-17 |
JP2002180161A (ja) | 2002-06-26 |
TWI255860B (en) | 2006-06-01 |
KR20020053702A (ko) | 2002-07-05 |
DE10147968B4 (de) | 2005-08-18 |
KR100472650B1 (ko) | 2005-03-07 |
US20020119071A1 (en) | 2002-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10147968A1 (de) | Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit | |
DE112005001197B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes aus einer Kupferlegierung | |
DE60131763T2 (de) | Material aus kupferlegierung für elektronik oder elektronische bauteile | |
DE60101026T2 (de) | Silber enthaltende Kupfer-Legierung | |
DE3631119C2 (de) | ||
DE3429393C2 (de) | ||
DE10065735B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierung für ein Verbindungsstück und durch das Verfahren erhältliche Kupferlegierung | |
DE69327470T2 (de) | Kupferlegierung mit hoher festigkeit und guter leitfähigkeit und verfahren zu deren herstellung | |
DE2825262A1 (de) | Verdichteter gegenstand | |
DE3520407C2 (de) | Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von kobalthaltigen Kupfer-Beryllium-Legierungen | |
DE112011100481T5 (de) | Weiches verdünntes Kupferlegierungsmaterial, Draht aus weicher verdünnter Kupferlegierung, Folie aus weicher verdünnter Kupferlegierung, Litzendraht aus weicher verdünnter Kupferlegierung, sowie ein diese verwendendes Kabel, Koaxialkabel und gemischtadriges Kabel | |
DE102017003011A1 (de) | Kupferlegierungsblechwerkstoff und herstellungsverfahren für einen kupferlegierungsblechwerkstoff | |
DE112005000312B4 (de) | Kupferlegierung | |
DE10125586A1 (de) | Kupferlegierung zur Verwendung in elektrischen und elektronischen Teilen | |
DE19931803C2 (de) | Kupferlegierung für Anschlüsse und Verbinder und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE19938995A1 (de) | Al-Mg-Si-Aluminiumlegierungsblech zum Formen mit guten Oberflächeneigenschaften | |
DE60001762T2 (de) | Kupfer-Legierung mit verbesserter Bruchfestigkeit | |
DE69709610T2 (de) | Kupfer-Nickel-Beryllium Legierung | |
EP3529389B1 (de) | Kupfer-zink-legierung | |
DE19681566B3 (de) | Kupferlegierungsfolien für flexible Stromwege | |
DE112019000657T5 (de) | Kupferlegierungsplatte und verfahren zu deren herstellung | |
DE69823713T2 (de) | Legierungen auf Kupferbasis sowie Anschlusselementen | |
DE112005001271T5 (de) | Kupferlegierung für elektrische und elektronische Geräte | |
DE3530736C2 (de) | ||
DE2948916C2 (de) | Kupfer-Zinn-Legierung, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BOETERS & LIECK, 81541 MUENCHEN |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |