DE10147968A1 - Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit - Google Patents

Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit

Info

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
Application number
DE10147968A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10147968B4 (de
Inventor
Takayuki Usami
Takao Hirai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Publication of DE10147968A1 publication Critical patent/DE10147968A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10147968B4 publication Critical patent/DE10147968B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing 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

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupferlegierung von ho­ her mechanischer Festigkeit.
Hintergrund der Erfindung
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.
Zusammenfassung
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.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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.
Genaue Beschreibung der Erfindung
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.
(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.
Beispiel Beispiel 1
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.
Vergleichsbeispiel 1
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.
Vergleichsbeispiel 2
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.
Vergleichsbeispiel 3
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.
Tabelle 1
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.
DE10147968A 2000-12-15 2001-09-28 Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit Expired - Fee Related DE10147968B4 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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