DE69823713T2

DE69823713T2 - Legierungen auf Kupferbasis sowie Anschlusselementen

Info

Publication number: DE69823713T2
Application number: DE69823713T
Authority: DE
Inventors: Yoshiake Iwata-gun Hana; Akira Iwata-gun Sugawara; Takayoshi Haibara-gun Endo
Original assignee: Yazaki Corp; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd; Yazaki Corp
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2018-02-14
Also published as: DE69823713D1; KR100357501B1; KR19980071423A; EP0859065A1; JPH10226835A; EP0859065B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Kupferlegierungen zur Verwendung in elektrischen Anschlüssen in Automobilen und für andere Anwendungen, sowie auf elektrische Anschlüsse, die aus solchen Kupferlegierungen hergestellt sind.
Als Reaktion auf die jüngeren Fortschritte in der Elektronik-Technologie wurde es in steigendem Maß erforderlich, daß elektrische Anschlüsse zur Verwendung in Automobilen und für andere Anwendungszwecke die Notwendigkeit einer höheren Packungsdichte, eines kleineren Maßstabs, leichteren Gewichts und für eine höhere Verläßlichkeit erfüllen. Andererseits hat die ständige Verbesserung der Motorleistung dazu geführt, daß im Motorraum eine höhere Temperatur herrscht. Unter diesen Gegebenheiten ist es notwendig geworden, daß Kupferlegierungen für elektrische Anschlüsse, die als leitfähige Materialien am Motor eingesetzt werden, noch eine höhere Verläßlichkeit und Wärmebeständigkeit haben. Messing, welches bisher als preiswerte Kupferlegierung für Anschlüsse verwendet wurde, hat jedoch geringe elektrische Leitfähigkeit (so hat C26000 als Beispiel eine elektrische Leitfähigkeit von 27% IACS). Es ist auch problematisch im Hinblick auf die Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit und die Beständigkeit gegen Spannungskorrosions-Rißbildung. Außerdem hat Phosphorbronze hohe Festigkeit, jedoch ist ihre elektrische Leitfähigkeit (nachstehend einfach als "Leitfähigkeit" bezeichnet) ebenfalls niedrig (so hat C52100 als Beispiel eine Leitfähigkeit von etwa 12% IACS). Außerdem zeigt es Schwierigkeiten im Hinblick auf die Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften und in wirtschaftlicher Hinsicht (hohe Kosten). Cu-Sn-Fe-P-Legierungen wurden entwickelt, um die Probleme mit Messing und Phosphorbronze zu lösen. So hat beispielsweise Cu- 2,0Sn-0,1Fe-0,03P eine Leitfähigkeit von 35% IACS und besitzt überlegene Festigkeit, jedoch sind seine Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften für die Verwendung als Legierung für Anschlüsse noch nicht völlig zufriedenstellend.
Die US5322575A beschreibt eine Kupferlegierung mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Zur Herstellung von hoch-verläßlichen Anschlüssen für Automobile ist es notwendig, Kupferlegierungen zu verwenden, die überlegene Festigkeit, Federgrenze und Leitfähigkeit zeigen und die weder Spannungs-Relaxation noch Korrosion nach langer Anwendung zeigen. Jedoch wurden diese Erfordernisse von keiner der konventionellen Kupferlegierungen, d. h. Messing, Phosphorbronze und Cu-Sn-Fe-P-Legierungen erfüllt.
Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, daß die aus den vorstehend genannten Kupferlegierungen hergestellten Anschlüsse direkt die Eigenschaften dieser Legierungen widerspiegeln. Die Anschlüsse, in denen Messing, Phosphorbronze oder Cu-Sn-Fe-P-Legierungen verwendet werden, erfüllen nicht die Erfordernisse einer hohen Leitfähigkeit und guter Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften gleichzeitig, sie entwickeln daher selbst Wärme und verursachen somit potentiell verschiedene Probleme, einschließlich Oxidation, Plattentrennung, Spannungs-Relaxation, Spannungsabfall des Stromkreises und das Erweichen oder die Deformation des Gehäuses.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupferlegierung bereitzustellen, welche überlegen in allen Aspekten der Zugfestigkeit, Federgrenze, Leitfähigkeit, Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften und Biege-Verarbeitbarkeit ist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federmaterial und Federn bereitzustellen, welche diese Kupferlegierung enthalten, die insbesondere zur Verwendung in Anschlüssen bestimmt sind. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Anschluß zu schaffen, der mindestens eine aus der vorstehend angegebenen Legierung gebildete Feder enthält oder einen Anschluß bereitzustellen, der insgesamt einschließlich seiner Feder aus der als ein Stück geformten vorstehend angegebenen Legierung besteht, wobei jeder der Anschlüsse überlegene Beständigkeit bei niederer Spannung und niederer Stromstärke und überlegene Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften besitzt.
Um diese Ziele zu erreichen haben die Erfinder wiederholte Prüfungs- und Forschungsleistungen auch über Cu-Ni-Sn-P-Legierungen sowie auch Cu-Ni-Sn-P-Zn-Legierungen aufgewandt und gefunden, daß zufriedenstellende Eigenschaften im Hinblick auf Zugfestigkeit, Leitfähigkeit, Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften, Antimigrations-Eigenschaften sowie Biege-Verarbeitbarkeit erreicht werden können, indem eine geeignete Zusammensetzung für diese Legierungen gewählt wird und indem bewirkt wird, daß eine gleichförmige Abscheidung eines feinen Präzipitats einer Ni-P-Verbindung einer Größe von nicht mehr als 100 nm gleichförmig in der Legierung dispergiert wird. Es wurde außerdem gefunden, daß Anschlüsse mit einer eingebauten Feder, die aus solchen Kupferlegierungen hergestellt sind, oder Anschlüsse, die vollständig aus diesen Kupferlegierungen einschließlich einer Feder als integrierten Teil hergestellt sind ausgezeichnete Eigenschaften besitzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer aus ABS-Harz hergestellten Platte, die als Schablone zur Durchführung des Migrationstests zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
2 ist eine anschauliche Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Migrationstests, um die vorliegende Erfindung zu erreichen.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine erfindungsgemäße Anschlußhülse, die versuchsweise zum Testen ihrer Leistungsfähigkeit hergestellt wurde.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels für eine versuchsweise hergestellte Anschlußhülse gemäß der Erfindung, die zum Test der Leistungsfähigkeit hergestellt wurde.
5 ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Kontaktlast und den Bedingungen der Wärmebehandlung im Fall der Messung der Spannungs-Relaxationseigenschaften der Kupferlegierung für Anschlüsse gemäß der Erfindung zeigt.
6 ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Kontaktlast und den Bedingungen der Wärmebehandlung im Fall der Messung der Spannungs-Relaxationseigenschaften der Kupferlegierung für Anschlüsse gemäß der Erfindung zeigt.
7 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Widerstandsmessung bei niederer Spannung und niederer Stromstärke in den Tests der elektrischen Leistungsfähigkeit der Kupferlegierung für Anschlüsse gemäß der Erfindung zeigt.
8 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der Widerstandsmessung bei niederer Spannung und niederer Stromstärke in den Tests der elektrischen Leistungsfähigkeit der Kupferlegierung für Anschlüsse gemäß der Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kupferlegierung zur Verwendung in Anschlüssen bereitgestellt, die, bezogen auf das Gewicht, im wesentlichen aus 0,5–3,0% Ni, 0,5–2,0% Sn, 0,010–0,20% P und gegebenenfalls 0,01–2,0% Zn besteht, wobei der Rest Kupfer und zufällige Verunreinigungen sind, wobei die Legierung feine Abscheidungen einer Ni-P-Verbindung, die gleichförmig in der Legierung dispergiert sind, aufweist, die Größe der Kristallkörner der Legierung 50 μm oder weniger ist, das Verhältnis von Ni zu P (Ni/P) im Bereich von 10–50 ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der feinen Abscheidungen der Ni-P-Verbindung, die gleichförmig in der Legierung dispergiert sind, nicht mehr als 100 nm beträgt.
Die Erfindung wird nachstehend genau beschrieben.
Zuerst wird nachstehend eine Zusammenfassung der Gründe erläutert, warum die spezifischen Bereiche für die Elemente bestimmt wurden, die den erfindungsgemäßen Legierungen zugesetzt werden.
(1) Ni
Nickel (Ni) löst sich in der Cu-Matrix, so daß verbesserte Festigkeit, Elastizität, Wärmebeständigkeit, Anti-Spannungs-Relaxations-, Anti-Migrations- und Anti-Spannungskorrosions-Rißbildungs-Eigenschaften erzielt werden. Außerdem bildet Ni eine Verbindung mit P, welche dispergiert und abgeschieden wird, so daß höhere Leitfähigkeit erzielt wird. Wenn der Ni-Gehalt weniger als 0,5% beträgt, werden die gewünschten Wirkungen nicht erreicht, wenn der Ni-Gehalt 3,0% überschreitet, sind seine Wirkungen gesättigt und die Wirtschaftlichkeit wird beeinträchtigt. Der Ni-Gehalt ist daher im Bereich von 0,5 bis 3,0 Gew.-% festgesetzt.
(2) Sn
Zinn (Sn) löst sich ebenfalls in der Cu-Matrix und führt zu einer verbesserten Festigkeit, Elastizität und Korrosionsbeständigkeit. Wenn der Sn-Gehalt weniger als 0,5% beträgt, werden die gewünschten Wirkungen im Hinblick auf die Festigkeit und Elastizität nicht erreicht, wenn der Sn-Gehalt 2,0% überschreitet, wird Sättigung seiner Wirkungen erreicht. Daher wird der Sn-Gehalt im Bereich von 0,5 bis 2,0 Gew.-% festgesetzt.
(3) P
Phosphor (P) wirkt nicht nur als Desoxidationsmittel für die Schmelze, sondern bildet auch eine Verbindung mit Ni, welche dispergieret und abgeschieden wird, so daß nicht nur die Leitfähigkeit, sondern auch die Festigkeit, Elastizität und die Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften verbessert werden. Wenn der P-Gehalt weniger als 0,005% beträgt, werden die gewünschten Wirkungen nicht erreicht, wenn der P-Gehalt 0,20% überschreitet, werden die Leitfähigkeit, Verarbeitbarkeit und die Hafteigenschaft eines Lots oder der Metallisierung nach der Wärmebehandlung selbst in gleichzeitiger Gegenwart von Ni stark beeinträchtigt und die Anti-Migrations-Eigenschaften werden vermindert. Der P-Gehalt ist daher im Bereich von 0,010 bis 0,2 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 bis 0,15 Gew.-% festgelegt.
(4) Verhältnis von Ni zu P
Im Verlauf der Herstellung der erfindungsgemäßen Kupferlegierungen wird ein Teil des Ni in Kombination mit einem Teil von P zugesetzt, so daß eine Ni-P-Verbindung gebildet wird, die in der resultierenden Legierung gleichförmig als ein pulverförmiger Niederschlag dispergiert wird, so daß verbesserte Leitfähigkeit sowie verbesserte Festigkeit, Elastizität und Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften verursacht werden. Das Verhältnis der Gewichtsprozente von Ni zu P (Ni/P) sollte vorzugsweise auf einen festgelegten Bereich, vorzugsweise auf Werte im Bereich von 10 bis 50, stärker bevorzugt im Bereich von 15 bis 30 beschränkt werden. Wenn die Größe der abgeschiedenen Ni-P-Verbindung 100 nm überschreitet, wird der Beitrag der Abscheidung zu einer Verbesserung der Festigkeit, Elastizität und der Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften und der Biege-Verarbeitbarkeit verschlechtert. Außerdem vermindert sich die Lebensdauer einer Metallform zum Pressen, die einen Stempel aus einer harten Legierung und ein Gesenk aus Werkzeugstahl umfaßt, häufig, wenn die Struktur der Legierung eine große Menge einer Ni-P-Abscheidung enthält, deren Größe 100 nm überschreitet. Daher wird die Größe der Ni-P-Abscheidung als 100 nm oder weniger, stärker bevorzugt 70 nm oder weniger, beschränkt.
(5) Hilfsbestandteile
Zink (Zn), welches als Hilfsbestandteil zugesetzt werden kann, hat ferner die Fähigkeit, die Haftfähigkeit einer Metallisierungsschicht an der Oberfläche der Kupferlegierung zu verbessern, wenn diese nach dem Metallisieren einer Wärmebehandlung unterworfen wird. Wenn jedoch der Zn-Gehalt bis zu 0,01% beträgt, werden die vorstehend genannten Wirkungen nicht erreicht, wenn der Zn-Gehalt 2,0% überschreitet, tritt eine Sättigung des Effekts ein. Daher wird ein Zn-Gehalt im Bereich von 0,01–2,0 Gew.-% bevorzugt.
Anschließend werden die Eigenschaften von erfindungsgemäßen Anschlüssen beschrieben.
Die Bezeichnungen "Einsteckkraft" und "Abziehkraft", die hier für Anschlüsse verwendet werden, repräsentieren jeweils die "Kraft, die erforderlich ist, einen Anschlußstecker in eine Anschlußbuchse einzustecken" beziehungsweise die "Kraft, die erforderlich ist, den Anschlußstecker aus der Anschlußbuchse abzuziehen". So sollte die Einsteckkraft vorzugsweise klein sein und die Abziehkraft sollte vorzugsweise groß sein. Wenn die Einsteckkraft übermäßig groß ist, kann der Anschlußstecker nicht leicht in die Anschlußbuchse eingesteckt werden. Dies verursacht besonders ein Problem bei Schaltungen mit hoher Packungsdichte, weil Routinevorgänge des Zusammenbaus nicht effizient durchgeführt werden können, wenn die Zahl der zu verbindenden Anschlüsse ansteigt. Wenn andererseits die Abziehkraft zu schwach ist, tritt aufgrund von Vibrationen eine Trennung auf oder es bildet sich leicht ein Oxidfilm und der Kontaktwiderstand ist zu instabil, um eine zufriedenstellende elektrische Verläßlichkeit der Anschlüsse zu gewährleisten.
Unter diesen Gegebenheiten ist die anfängliche Einsteck-/Abzieh-Kraft des Anschlusses in wünschenswerter Weise 1,5 N bis 30 N und zu diesem Zweck muß das zu verwendende Anschlußmaterial eine Zugfestigkeit von mindestens 500 N/mm², eine Federgrenze von mindestens 400 N/mm² und, im Hinblick auf die gute Formbarkeit der Anschlüsse, einen Wert R/t von 2 oder weniger haben. Um eine bessere Biege-Bearbeitbarkeit zu erreichen, ist es wichtig, daß die Größe der Kristallkörner 50 μm oder weniger, stärker bevorzugt 25 μm oder weniger beträgt.
Es ist wünschenswert, daß der anfängliche Widerstand bei niederer Spannung und niederer Stromstärke klein ist, vorzugsweise nicht mehr als 3 mΩ beträgt. Der Wert des elektrischen Kontaktwiderstands hängt vor allem davon ab, wie stark die Kontaktbelastung der Kupplung durch die Wärmezyklen vermindert wird. Jedoch wird die Kontaktbelastung auch durch die Spannungs-Relaxation, die durch spontane Wärmeentwicklung des Materials verursacht wird, sowie durch die Spannungs-Relaxation, die aufgrund der Einwirkung der Temperatur im Motorraum oder in der Nähe des Abgassystems des Automobils verursacht wird, vermindert, was schließlich zu einem höheren elektrischen Kontaktwiderstand führt.
Um diese Schwierigkeit zu vermeiden darf das Kontaktmaterial selbst bei 1.000-stündigem Stehenlassen bei 150°C keine Spannungs-Relaxation von mehr als 10% erleiden und es ist außerdem erforderlich, daß es eine Zugfestigkeit von mindestens 500 N/mm², eine Federgrenze von mindestens 400 N/mm², eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 30% IACS und eine Spannungs-Relaxation nach der Verarbeitung zu einer Feder von nicht mehr als 20% zeigt.
Das nachstehende Beispiel dient zum Zweck der weiteren Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1
Die Messung der Zugfestigkeit, Leitfähigkeit und der Federgrenze wurde gemäß JIS Z 2241, JIS H 0505 beziehungsweise JIS H 3130 durchgeführt.
Die Biege-Bearbeitbarkeit jeder Platte wurde durch einen 90° W-Biegetest geprüft, bei dem gemäß CES-M0002-6 die Probe mit einem Werkzeug von R = 0,1 mm einer 90° W-Biegung unterworfen wurde und die Oberflächenbeschaffenheit der zentralen Rippe nach den folgenden Kriterien bewertet wurde: X: Auftreten von Rißbildung, Δ: Auftreten von Falten, O: gute Ergebnisse. Die Biegeachse wurde parallel zu der Walzrichtung festgelegt.
In einem Spannungs-Relaxationstest wurde das Teststück zu einem Bogen gebogen, so daß eine Spannung von 400 N/mm² in dem zentralen Teil entwickelt wurde und die restliche Biegung, die verblieb, nachdem es 1.000 Stunden lang bei 150°C gehalten wurde, wurde nach der folgenden Formel als "Spannungs-Relaxation" errechnet: Spannungs-Relaxation (%) = {(L1 – L2)/(L1 – L0)} × 100 worin
L₀: die Länge des Werkzeugs (mm)
L₁: die Anfangslänge der Probe (mm)
L₂: den horizontalen Abstand zwischen den Enden der Probe nach dem Test (mm) bedeuten.
Der Migrationstest wurde in folgender Weise durchgeführt: Eine Platte, wie sie in 1 gezeigt ist (1: ABS-Harz, 2: Öffnung) in deren zentralen Bereich eine kreisförmige Öffnung angeordnet war wurde aus ABS-Harz hergestellt (2 mm Dicke × 16 mm Breite × 72 mm Länge), und wurde zwischen einem Paar von Teststücken (jeweils 0,2 mm dick × 5 mm breit × 80 mm lang) eingeschlossen und die gebildete Anordnung wurde durch Umwickeln des unteren Bereichs und des oberen Bereichs mit gesonderten Stücken von Teflonband verbunden. Dann wurde die fixierte Anordnung in einem mit Leitungswasser gefüllten Testgefäß gehalten, wie in 2 gezeigt ist (3: Teflonband, 4: Teststück, 5: Leitungswasser, 6: Testgefäß, 7: Amperemeter, 8: Gleichspannungsquelle). Die Migrationseigenschaften jedes Teststücks wurden bewertet, indem der maximale Leckstrom nach 8-stündiger Anwendung eines Gleichstroms von 14 V gemessen wurde.
Legierungen mit der in Tabelle 4 gezeigten Zusammensetzung wurden in einem Hochfrequenz-Schmelzofen geschmolzen und bei 850°C zu einer Dicke von 5,0 mm ausgewalzt. Die Oberfläche jeder Platte wurde bis auf eine Dicke von 4,8 mm abgeschält und durch darauffolgende Wiederholung von Kaltwalz-Vorgängen und Wärmebehandlungen wurden Bleche mit einer Dicke von 0,2 mm mit einem endgültigen Reduktionsverhältnis von 67% erhalten. Während der Durchführung dieser Behandlungen wurden die Bedingungen der Wärmebehandlungen (Aushärtungs-Abscheidung) variiert, um die Größe der Abscheidungen und deren Kristallkorn-Durchmesser zu variieren. Für die Abscheidungen wurde der durchschnittliche Durchmesser der größten 10 abgeschiedenen Teil chen, bestimmt durch Transmissions-Elektronenmikroskopie, wobei die Proben in drei Phasen bei einer Vergrößerung von 50.000-mal beobachtet wurden, als Größe der Abscheidungen gezeigt. Die Durchmesser der Kristallkörner wurden gemäß JIS H 0501 bestimmt.
Dann wurden für die vorstehend erwähnten Materialien die Zugfestigkeit, Dehnung und Federgrenze gemessen und gleichzeitig wurden die Biege-Bearbeitbarkeit und die Spannungs-Relaxationseigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind im Vergleich in Tabelle 4 dargestellt.
Wie die vorstehenden Ergebnisse zeigen, hatten alle gemäß der Erfindung hergestellten Legierungsproben Nr. 27–34 eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 500 N/mm², eine Federgrenze von nicht weniger als 400 N/mm² und eine Leitfähigkeit von nicht weniger als 30% IACS und ihre Biege-Bearbeitbarkeit war ebenfalls zufriedenstellend. Außerdem hatten diese Proben überlegene Spannungs-Relaxationseigenschaften von nicht weniger als 10% sowie überlegene Anti-Migrations-Eigenschaften.
Im Gegensatz dazu zeigten die Legierungsproben Nr. 35–42, die nach der konventionellen Methode hergestellt wurden und die Abscheidungen mit einer Größe von mehr als 100 nm hatten oder deren Kristallkorn-Größe 50 μm überschritt, eine verminderte Biege-Bearbeitbarkeit und waren außerdem schlechter als die erfindungsgemäße Legierung in allen anderen charakteristischen Eigenschaften einschließlich Zugfestigkeit, Federgrenze, Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften und Anti-Migrations-Eigenschaften.
Die erfindungsgemäße Kupferlegierung zur Verwendung in Anschlüssen ist ausgezeichnet im Hinblick auf die Zugfestigkeit, die Federgrenze, die elektrische Leitfähigkeit, die Anti-Spannungs-Relaxationseigenschaften, Anti-Migrations-Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit durch Biegen. Außerdem ist ein Anschluß, der aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestellt ist und eine Feder aufweist, ausgezeichnet im Hinblick auf den Widerstand bei niederer Spannung und niederer Stromstärke sowie auch im Hinblick auf die Spannungs-Relaxationseigenschaften. Die Legierung besitzt daher bemerkenswerte Vorteile aus der Sicht der Industrie.
Erfindungsgemäß wird eine Kupferlegierung zur Verwendung in einem elektrischen Anschluß bereitgestellt, die eine elektrische Leitfähigkeit mit einem hohen Wert von mindestens 30% IACS aufweist und außerdem sowohl hohe Zugfestigkeit, als auch hohe Federgrenze sowie überlegene Spannungs-Relaxationseigenschaften von nicht mehr als 10% besitzt. Außerdem wird ein Anschluss zur Verfügung gestellt, der in seinem Aufbau eine Feder aus der erfindungsgemäßen Legierung enthält oder ein Anschluß wird bereitgestellt, der vollständig, unter Einschluß seiner Feder, aus der erfindungsgemäßen Legierung besteht. Der Anschluß hat geeignete Anfangseigenschaften einschließlich einer geeigneten Einsteckkraft im Bereich von 1,5 bis 30 N, einen geeigneten Widerstand bei niederer Spannung und niederer Stromstärke von nicht mehr als 3 mΩ und geeignete Spannungs-Relaxationseigenschaften von nicht mehr als 20%.

Claims

Kupferlegierung zur Verwendung in Anschlüssen, die, bezogen auf das Gewicht, im wesentlichen aus 0,5–3,0% Ni, 0,5–2,0% Sn, 0,010–0,20% P und gegebenenfalls 0,01–2,0% Zn besteht, wobei der Rest Kupfer und zufällige Verunreinigungen sind, wobei die Legierung feine Abscheidungen einer Ni-P-Verbindung, die gleichförmig in der Legierung dispergiert sind, aufweist, die Größe der Kristallkörner der Legierung 50 μm oder weniger ist, das Verhältnis von Ni zu P (Ni/P) im Bereich von 10–50 ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der feinen Abscheidungen der Ni-P-Verbindung, die gleichförmig in der Legierung dispergiert sind, nicht mehr als 100 nm beträgt.
Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung alle der folgenden drei Erfordernisse erfüllt: (a) die Größe der Kristallkörner der Legierung ist 25 μm oder weniger, (b) das Verhältnis von Ni zu P (Ni/P) ist im Bereich von 15–30 und (c) die Größe der in der Legierung gleichförmig dispergierten feinen Abscheidungen der Ni-P-Verbindung beträgt nicht mehr als 70 nm.
Kupferlegierung zur Verwendung in Anschlüssen gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Legierung eine Zugfestigkeit von mindestens 500 N/mm², eine Federgrenze von mindestens 400 N/mm², eine Spannungs-Relaxation von nicht mehr als 10%, eine Leitfähigkeit von mindestens 30% IACS und eine Biegeverarbeitbarkeit, angegeben als Verhältnis von R zu t (R/t) von nicht mehr als 2 aufweist, wobei R der Biegeradius und t die Dicke der Probe ist.
Anschluß mit eingebauter Feder, die aus einem Federmaterial gebildet ist oder Anschluß, der vollständig aus dem Federmaterial einschließlich einer Feder als integrierenden Bestandteil besteht, wobei das Federmaterial durch Schmelzen einer Kupferlegierung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3 hergestellt wird, wobei die Legierung nach dem Schmelzen durch mindestens einen der Vorgänge Kaltwalzen und Heißwalzen bearbeitet wird.
Anschluß nach Anspruch 4 zur Verwendung als Verbindungsanschluß in Kraftfahrzeugen und anderen Anwendungen.
Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierung nach Anspruch 1, Anspruch 2, oder Anspruch 3, welches umfaßt: Schmelzen einer Zusammensetzung, die, bezogen auf das Gewicht, im wesentlichen aus 0,5–3,0% Ni, 0,5–2,0% Sn, 0,010–0,20% P und gegebenenfalls 0,01–2,0% Zn besteht, wobei der Rest Cu und zufällige Verunreinigungen ist, Heißwalzen der geschmolzenen Zusammensetzung unter Bildung einer Platte und Durchführen von wiederholten Kaltwalzvorgängen und Wärmebehandlungen, wobei die Bedingungen der Wärmebehandlungen variiert werden, um die Größe der Abscheidungen und deren Kristallkorn-Durchmesser zu variieren.