JP2000199022A - コネクタ用銅基合金の製造法 - Google Patents
コネクタ用銅基合金の製造法Info
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- Y02P10/20—Recycling
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Abstract
食割れ性、耐応力緩和特性等の諸特性すべてに優れ、軽
量化された高信頼性かつ低コストの新規なコネクタ用銅
基合金材料およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 図1の多角形の内部の点の座標で表され
る濃度でZnおよびSnを含有するSnが表面処理され
た銅基合金を高周波誘導溶解炉で溶製し、Arガス雰囲
気中で鋳塊に鋳造した後、直ちに水冷し、次いで冷間圧
延と焼鈍を繰り返して厚さ0.6mmまで冷間圧延する。
次に450℃で30分間熱処理後水急冷し、さらに酸洗
を施して得た熱処理材を厚さ0.25mmまで冷間圧延し
て所望のコネクタ用合金材を得る。
Description
・電子部品用材料として好適な中強度・中導電性銅基合
金の製造法に関するものである。
種々の機械の電気配線の複雑化・高集積化が進み、これ
に伴ってコネクタ等の電気・電子部品用伸銅品材料の需
要が増加している。
より一層の軽量化、高信頼化、低コスト化が要求される
ようになり、これらの要求を満たすものとなるようにす
るために、コネクタ用銅基合金材料は薄肉化され、ま
た、複雑な形状にプレスされるため、強度、弾性、導電
性およびプレス成形性が良好でなければならないとされ
ている。
に対して座屈しない強度、電線の加締め、保持に対する
強度等の改善が望まれ、したがって引張強さは、450
N/mm 2以上であることが好ましく、さらに通電によるジ
ュール熱発生を抑えるため導電率は、39%IACS以上で
あることが好ましいとされている。
要求も厳しくなり、曲げ部半径(R)と板厚(t)との
比R/tが1以下を満足する加工性が必要である。更
に、耐食性、耐応力腐食割れ性に優れていることが必要
であり、またメス端子に至っては、熱的負荷が加わるこ
とから、耐応力緩和特性にも優れていなければならな
い。
トの材料として使用されていたが、これらは強度と導電
率のバランス、耐食性、耐応力腐食割れ性、耐応力緩和
特性等の点では劣っていた。このように、上記の諸特性
を同時に兼備し、しかも安価なコネクタ用合金材料は得
られていなかった。
めっきされることが多いため、プレス工程で生じたプレ
スくずを溶解原料として再使用するためには、脱脂、め
っき剥離等の予備処理が必要であった。またプレスくず
を直接原料として使用した場合には、プレス油の燃焼
(酸化)や蒸発の過程で炉壁を痛めたり、水素の吸蔵に
よるインゴットのブローホール発生があったりして、歩
留まり低下等、コストアップの要因となっていた。
ては母材となる材料の製造工程とSnめっき等の表面処
理工程とが各々独立して実施されており、熱処理等をは
じめとした工程短縮等によるコストダウンの余地が残さ
れていた。
きの有無や厚さ等が検討されているが、これはめっき加
熱剥離の見地から検討されたものであり、耐応力緩和特
性、はんだ付け性、接触抵抗、ばね性などコネクタ端子
として要求される特性について、総合的には検討されて
おらず、このためCuやSnの最適膜厚の検討は不十分
であった。
ニクスの発達にともない、コネクタ等の電気、電子部品
用材料に要求される上記のような諸特性を兼備した銅基
合金、すなわち強度、弾性、導電率、プレス成形性等に
優れたコネクタ用銅基合金の製造法を提供するものであ
る。
を解決するために鋭意研究した結果、Snが表面処理さ
れた銅又は銅合金に添加する成分の種類を極めて少なく
するとともに、銅材より安価な成分を添加することによ
り低コスト化を図ることによってコネクタ等の電気・電
子部品の製造用材料に要求される強度・弾性・導電率・
プレス成形性等に優れた諸特性を兼備したコネクタ用銅
合金を開発することができた。
スくずを直接溶解原料として再使用することが可能とな
るようにするとともに、本合金のSn表面処理材をより
有利に得るための製造法の提供を目的とする。
銅又は銅合金スクラップ原料を300〜600℃の温度
で0.5〜24時間、大気中または不活性雰囲気中で熱
処理を行なった後に溶解し、Zn:3.0〜7.0wt
%、Sn:0.2〜1.0wt%であり、Cu:残部であ
り、且つそれらの添加量が次式(1)で表される関係を満
たすように調整し、 1.0≦0.2X+Y≦1.8 (1) [但し、XはZnの添加量(wt%)であり、YはSnの添
加量(wt%)である。]不純物の合計が0.2wt%以下と
し、その後、該銅合金の鋳塊に鋳造し、熱間圧延、冷間
圧延及び焼鈍することを繰り返してコネクタ用銅基合金
薄板とすることを特徴とするコネクタ用銅基合金の製造
法を提供するものである。
よびSnの成分量限定理由は以下に基づく。
度、弾性が向上する。Cuより安価であるため多量に添
加することが望ましいが、7wt%を越えると耐食性、耐
応力腐食割れ性、導電率および耐応力緩和特性が低下す
る。さらにめっき性、はんだ付け性が低下する。一方、
3wt% より少ないと強度、弾性が不足する。さらにSn
で表面処理したスクラップを原料とした場合に、溶解時
の水素ガス吸蔵量が多くなり、インゴットのブローホー
ルが発生しやすくなる。また、安価なZnが少ないので
あるから、経済的にも不利になる。したがって、Znは
3.0〜7.0wt%の範囲であることが好ましい。
とした機械的特性を向上させる効果がある。また、Sn
めっき材等のSnで表面処理した材料の再利用の点から
も添加元素として含有されるのが好ましい。しかしなが
ら、Sn含有量が増すと導電率が急激に低下し、また熱
間加工性も低下する。このため導電率39%IACSを確保
するためには、1.0wt% を越えない範囲でなければな
らず、また逆に0.2wt%より少ないと以上のような効
果を得られないことから、Snの添加量は0.2〜1.
0wt%の範囲であればよい。
あれば、Cuの固溶限を越えない範囲であるため均一な
組成の合金が得られ、尚且つ以下の式(1) により限定さ
れる範囲(図1に示す斜線部が、本発明銅基合金の組成
範囲である)で、Zn、Snを母合金のCuに添加する
ことで引張強さ450N/mm2以上、導電率が39%IACS以
上、さらにコネクタ材として必要な諸特性、具体的には
耐食性、耐応力腐食割れ性(アンモニア蒸気中での割れ
寿命が黄銅1種の10倍以上)、耐応力緩和特性(12
0〜150℃における緩和率が黄銅1種の半分以下)、
成形加工性(R/t≦1.0の90°W曲げにもクラッ
ク発生無し)等を満足する銅基合金を作製できる。 1.0≦0.2X+Y≦1.8 (1) [但し、XはZnの添加量(wt%)であり、YはSnの添
加量(wt%)である。] さらに、その他の不純物はできるだけ少ないほうが望ま
しい。特に一般的に含有されやすいFe、Siは少量の
含有で導電率の低下や、熱処理時の硬度のばらつきを大
きくし、また再結晶時における結晶粒の制御が難しくな
るため、Feは0.1wt%以下、さらに好ましくは0.
05wt%以下、Siは0.05wt%以下、さらに好ましく
は0.03wt%以下とする。
と導電率の低下以外に、不純物含有の影響による成形加
工性の低下や酸化皮膜の影響による接触抵抗の増大、は
んだ付け性の低下を生じ、また製造上も歩留まりや特性
にばらつきが発生しやすくなることから、不純物の合計
は0.2wt%以下とする。
は、以下の通りである。すなわち、合金製造の溶解原料
としてSnで表面処理した材料のプレス打ち抜きくずを
用いる場合には、溶解に際し、予め300〜600℃の
温度で0.5〜24時間大気中または不活性雰囲気中で
熱処理を行なった後に溶解する。
ずに付着したプレス油の燃焼が不十分であり、また保管
中に吸着した水分の乾燥が不十分である場合には、この
後急激に温度を上昇させて溶解作業に入ると、分解によ
り生成した水素を溶湯中に吸収しブローホール発生の原
因となるからである。逆に600℃を越える温度では、
酸化が急激に進みドロス発生の原因となるが、このドロ
スは溶湯の粘性を高め鋳造性を低下させる因となる。し
たがって上記熱処理温度としては、300〜600℃の
範囲が好ましい。
では、プレス油の燃焼や水分の乾燥が充分でなく、24
時間を越える時間では母材のCuがSn表面処理層に拡
散して酸化することによってCu−Sn−O系の酸化物
を形成してドロス発生の因となり、また経済的にも問題
がある。
るが、不活性ガスでシールした方が酸化防止の面からも
好ましい。逆に還元ガス中では高温になると水分の分解
による水素の拡散によって不利になることが判明してい
る。
本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
o.1〜11を高周波誘導溶解炉を用いて溶製し、40
×40×150(mm)の鋳塊に鋳造した。ただし溶解鋳造
時の雰囲気はArガス雰囲気とした。鋳造後直ちに水冷
し、各鋳塊について冷間圧延と焼鈍を繰り返し、厚さ
0.6mmまで冷間圧延した。
後、水急冷を行い、さらに酸洗を施して得た熱処理材を
厚さ0.25mmまで冷間圧延し、試験材とした。尚、表
1に示した本発明合金No.1〜8中の不純物は、それ
ぞれ合計0.2wt%以下であり、特にFe、Siは共に
0.05wt%以下であった。
硬さ、引張強さおよび導電率の測定を行なった。測定方
法はそれぞれJIS Z 2244、JIS Z 22
41、JIS H 0505に従った。また、曲げ加工
性は、90°W曲げ試験(CES−M−0002−6、
R=0.2mm、圧延方向および垂直方向)を行ない、中
央部の山表面が良好なものを○印、しわの発生したもの
を△印、割れの発生したものを×印として評価し、これ
らの結果を表1に併せて示した。
o.1〜8の銅合金は引張強さ、導電率のバランスに優
れ、また曲げ加工性も良好であることがわる。従ってこ
れらはコネクタ等の電気・電子部品用材料として非常に
優れた特性を有する銅合金である。これに対して、Zn
含有量の多いNo.9、Fe不純物の多いNo.10、
Fe,Si不純物の多いNo.11は、導電率、曲げ加
工性に劣っていることがわかる。
と市販の黄銅1種(C2600−EH,C2600−H
材)について、硬さ、引張強さ、ばね限界値、導電率、
耐応力腐食割れ性、耐熱温度を試験測定した。この場
合、硬さ、引張強さおよび導電率の測定試験は、実施例
1と同様の測定法であり、ばね限界値の測定は、JIS
H 3130にしたがって行なった。応力腐食割れ時間
は試料に約400N/mm 2の曲げ応力を負荷し、12.5
%アンモニア水の入ったデシケータ内に暴露して割れが
発生した時間である。耐熱温度は、30分加熱保持後の
硬さが、初期硬さの90%となる温度とした。このよう
にして得た結果を表2に併せて示した。
は、従来の代表的なコネクタ等の電気・電子部品用材料
である黄銅に比較して、導電率、耐応力腐食割れ性、耐
熱性が向上していることがわかる。従って、本発明の銅
基合金は、耐環境性、信頼性に優れていることが明らか
である。
後、Cu下地めっきを0.5μm、Snめっきを1.1
μm施した後、プレス打ち抜きした材料を溶解鋳造用の
原料として準備した。鋳造における目標組成は第3表と
し、また、溶解用の原料としてプレスくずを約1t、残
りは電気Cu、Znにより成分調整し約2tのインゴッ
トを6本得た。得られたインゴットの成分はほぼ表3に
示すものと同一であった。
は、原料のプレスくずを450℃で、3時間大気中で加
熱処理して用いたものであり、残りの3本は何ら処理を
せずに用いたものである。各インゴットを急速に溶解
し、2tのインゴットを鋳造して、熱間圧延、冷間圧
延、焼鈍を繰り返し、0.25mmに仕上げた。このよう
にして得られた材料の全長を検査し、インゴットのブロ
ーホールに起因した欠点の個数を数え、その結果を表4
に示した。
レスくずを熱処理して用いたものは欠陥がなく優れてい
たのに対し、熱処理をしないで用いた製品には欠陥が発
生しており、歩留まりに問題があることがわかる。
材料は、従来合金である黄銅等に比較して、引張強さ、
導電率のバランスや成形加工性をはじめ、耐環境性、耐
熱性、耐応力緩和率保持性等に優れるため、黄銅に代わ
る安価なコネクタ等の電気・電子部品材料として最適な
ものである。
る。
1)
Claims (1)
- 【請求項1】 Snが表面処理された銅または銅合金ス
クラップ原料を300〜600℃の温度で0.5〜24
時間、大気中又は不活性雰囲気中で熱処理を行った後に
溶解し、Zn:3.0〜7.0wt%、Sn:0.2〜
1.0wt%であり、Cu:残部であり、且つそれらの添
加量が次式(1)で表される関係を満たすように調整し、 1.0≦0.2X+Y≦1.8 (1) [但し、XはZnの添加量(wt%)であり、YはSnの添
加量(wt%)である。]不純物の合計が0.2wt%以下と
し、その後、該銅合金の鋳塊に鋳造し、熱間圧延、冷間
圧延及び焼鈍することを繰り返してコネクタ用銅基合金
薄板とすることを特徴とするコネクタ用銅基合金の製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000042538A JP3323472B2 (ja) | 1994-03-18 | 2000-02-21 | コネクタ用銅基合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000042538A JP3323472B2 (ja) | 1994-03-18 | 2000-02-21 | コネクタ用銅基合金の製造法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP06073993A Division JP3105392B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | コネクタ用銅基合金の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000199022A true JP2000199022A (ja) | 2000-07-18 |
JP3323472B2 JP3323472B2 (ja) | 2002-09-09 |
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ID=18565599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006116430A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Actree Corp | 脱水ケーキの回収方法 |
JP2007051370A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-03-01 | Nikko Kinzoku Kk | Snめっきの耐熱剥離性に優れるCu−Zn−Sn系合金条及びそのSnめっき条 |
JP2007084923A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-04-05 | Nikko Kinzoku Kk | 電気電子機器用Cu−Zn−Sn系合金 |
JP2007084920A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-04-05 | Nikko Kinzoku Kk | 電気電子機器用Cu−Zn−Sn合金 |
CN112588856A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 中北大学 | 一种高性能Cu-Ni-Al合金板带制备方法 |
-
2000
- 2000-02-21 JP JP2000042538A patent/JP3323472B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP4672618B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2011-04-20 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 電気電子機器用Cu−Zn−Sn系合金 |
CN112588856A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 中北大学 | 一种高性能Cu-Ni-Al合金板带制备方法 |
CN112588856B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-07-22 | 中北大学 | 一种高性能Cu-Ni-Al合金板带制备方法 |
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