JP2003501554A - 銅合金 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、銅−マグネシウム−燐合金に関する。第１の実施例では、本発明に係る銅−マグネシウム−燐合金は、実質的に、マグネシウムが約０．０１〜約０．２５wt%、燐が約０．０１〜約０．２wt%、銀が約０．００１〜約０．１wt%、鉄が０．０１〜約０．２５wt%、及び残部が銅及び不可避不純物よりなる。好適には、マグネシウムの燐に対する比は、１．０よりも大きい。第２の実施形態においては、本発明に係る銅−マグネシウム−燐合金は、実質的に、マグネシウムが約０．０１〜約０．２５wt%、燐が約０．０１〜０．２wt%、添加してもしなくてもよいが銀が約０．００１〜約０．１wt%、ニッケルとコバルトとその混合物のいずれかから選択される少なくとも一つの元素を約０．０５〜約０．２wt%含有され、残部が銅及び不可避不純物となっている。
Description
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、マグネシウムと燐とを含有し、９０％以上のＩＡＣＳ電気伝導率を
示すとともに実質的に強度特性が向上した銅合金に関する。
示すとともに実質的に強度特性が向上した銅合金に関する。
【０００２】
従来、銅は、他の元素との合金にすることで強度の向上が図られてきた。わず
かな例外を除いては、添加物を用いると、強度特性の向上に比較して、電気伝導
率の特性が不釣り合いになることが難点となっていた。純粋な銅において引っ張
り強度は６０ｋｓｉでピークとなり、この強度で１００％ＩＡＣＳ電気伝導率を
有する。従って、純粋な銅は、強度×電気伝導率ファクターは６０００(６０×
１００)単位となっている。黄銅は、銅合金のうち非常に古くから知られている
ものであり、１０４ｋｓｉまでの強度を得ることができる一方、通常は電気伝導
率が非常に落ち込んでしまうという難点がある。黄銅のなかでも最もポピュラー
であるカートリッジ黄銅は、強度×電気伝導率ファクターは、３０００単位未満
である。ブロンズや銅−ニッケル合金等の他の合金も、その強度×電気伝導率フ
ァクターは、純粋な銅に比較して非常に低い。
かな例外を除いては、添加物を用いると、強度特性の向上に比較して、電気伝導
率の特性が不釣り合いになることが難点となっていた。純粋な銅において引っ張
り強度は６０ｋｓｉでピークとなり、この強度で１００％ＩＡＣＳ電気伝導率を
有する。従って、純粋な銅は、強度×電気伝導率ファクターは６０００(６０×
１００)単位となっている。黄銅は、銅合金のうち非常に古くから知られている
ものであり、１０４ｋｓｉまでの強度を得ることができる一方、通常は電気伝導
率が非常に落ち込んでしまうという難点がある。黄銅のなかでも最もポピュラー
であるカートリッジ黄銅は、強度×電気伝導率ファクターは、３０００単位未満
である。ブロンズや銅−ニッケル合金等の他の合金も、その強度×電気伝導率フ
ァクターは、純粋な銅に比較して非常に低い。
【０００３】
添加元素の少ない合金は、電気伝導率が９０％ＩＡＣＳであり、強度と伝導率
との組み合わせとしては最も良好となっている。例えば、ジルコニウム銅は、強
度７０ｋｓｉで対応する電気伝導率が９０％ＩＡＣＳであるストリップを得るこ
とができる。これらの合金における強度×電気伝導率ファクターのピークは、６
３００単位程度である。しかし、これらの合金は、製造が非常に困難で、特性の
変動が大きいという難点があり、かつ、良好な成形性も得られていない。
との組み合わせとしては最も良好となっている。例えば、ジルコニウム銅は、強
度７０ｋｓｉで対応する電気伝導率が９０％ＩＡＣＳであるストリップを得るこ
とができる。これらの合金における強度×電気伝導率ファクターのピークは、６
３００単位程度である。しかし、これらの合金は、製造が非常に困難で、特性の
変動が大きいという難点があり、かつ、良好な成形性も得られていない。
【０００４】
従来から、マグネシウムと燐を含有した合金が知られている。例えば、Finlay
等に付与された米国特許第３，６７７，７４５号には、０．０１〜５．０ｗｔ％
のマグネシウムと、０．００２〜４．２５ｗｔ％を含有する銅合金が開示されて
いる。この特許には、また、銀及び/またはカドミウムをそれぞれ０．０２〜０
．２ｗｔ％、０．０１〜２．０ｗｔ％で選択的に付加しうる銅−マグネシウム−
燐合金が開示されている。
等に付与された米国特許第３，６７７，７４５号には、０．０１〜５．０ｗｔ％
のマグネシウムと、０．００２〜４．２５ｗｔ％を含有する銅合金が開示されて
いる。この特許には、また、銀及び/またはカドミウムをそれぞれ０．０２〜０
．２ｗｔ％、０．０１〜２．０ｗｔ％で選択的に付加しうる銅−マグネシウム−
燐合金が開示されている。
【０００５】
Finlay等により開示されたタイプの合金は、以下の特性を達成することができ
る。
る。
【０００６】
ｉ)引っ張り強度(Tensile.Strength：Ｔ．Ｓ．)９０ｋｓｉ、７０％ＩＡＣＳ
電気伝導率(強度×電気伝導率ファクター＝６，３００) ii)T.S.５５ｋｓｉ、９５％ＩＣＡＳ電気伝導率(強度×電気伝導率ファクター
＝５，２２５) iii)T.S.８０ｋｓｉ、７０％ＩＣＡＳ電気伝導率(強度×電気伝導率ファクタ
ー＝５,６００) これらの合金は、強度と電気伝導率の最良の組み合わせを示し、純粋な銅を超
える場合もある。これらの合金は、成形性もよいが、耐熱性に限界がある。高電
気伝導率の合金は、継続期間が短い高温にさらされる状況にて用いられる。これ
らの合金は、７１０°Fでも実質的にその強度が維持されるものの、たとえ数分
であっても８００°Fに晒されると、その強度がかなり落ちてしまう。
電気伝導率(強度×電気伝導率ファクター＝６，３００) ii)T.S.５５ｋｓｉ、９５％ＩＣＡＳ電気伝導率(強度×電気伝導率ファクター
＝５，２２５) iii)T.S.８０ｋｓｉ、７０％ＩＣＡＳ電気伝導率(強度×電気伝導率ファクタ
ー＝５,６００) これらの合金は、強度と電気伝導率の最良の組み合わせを示し、純粋な銅を超
える場合もある。これらの合金は、成形性もよいが、耐熱性に限界がある。高電
気伝導率の合金は、継続期間が短い高温にさらされる状況にて用いられる。これ
らの合金は、７１０°Fでも実質的にその強度が維持されるものの、たとえ数分
であっても８００°Fに晒されると、その強度がかなり落ちてしまう。
【０００７】
Knorr等に付与された米国特許第４，６０５，５３２号には、約０．３〜１．
６ｗｔ％の鉄を有し、この鉄の半分量までをニッケル、マンガン、コバルトまた
はこれらの任意混合物で置換することが可能で、約０．０１〜約０．２ｗｔ％の
マグネシウムを有し、約０．１０〜約０．４０ｗｔ％の燐を有し、約０．５wt%
の錫またはアンチモンまたはこれらの混合物を有するとともに残部が銅である合
金が示されている。このKnorr等に付与された合金は、燐：マグネシウムの比率
が高いことに基づくものであり、少なくともこの比率は１．５：１で、好適には
２．５：１以上である。この結果、Knorr等による合金におけるすべてのマグネ
シウムは、燐と結合しているということができ、鉄及びコバルトのようなその他
の成分は、その大半が固溶体中に残されている。その結果、電気伝導率が悪くな
っている。
６ｗｔ％の鉄を有し、この鉄の半分量までをニッケル、マンガン、コバルトまた
はこれらの任意混合物で置換することが可能で、約０．０１〜約０．２ｗｔ％の
マグネシウムを有し、約０．１０〜約０．４０ｗｔ％の燐を有し、約０．５wt%
の錫またはアンチモンまたはこれらの混合物を有するとともに残部が銅である合
金が示されている。このKnorr等に付与された合金は、燐：マグネシウムの比率
が高いことに基づくものであり、少なくともこの比率は１．５：１で、好適には
２．５：１以上である。この結果、Knorr等による合金におけるすべてのマグネ
シウムは、燐と結合しているということができ、鉄及びコバルトのようなその他
の成分は、その大半が固溶体中に残されている。その結果、電気伝導率が悪くな
っている。
【０００８】
また、Knorr等による合金は、１〜３ミクロンの範囲のサイズの粗粒子を含む
。その結果、Knorr等による合金は、成形性、延性、耐軟化性に乏しく、強度×
電気伝導率ファクターが低い。
。その結果、Knorr等による合金は、成形性、延性、耐軟化性に乏しく、強度×
電気伝導率ファクターが低い。
【０００９】
Guerlet等に付与された米国特許第４，４２７，６２７号は、銅合金であって
実質的に０．１０〜０．５０wt%のコバルトと、０．０４〜０．２５wt%の燐とを
含有して残部が銅である合金を開示している。添加物であるコバルトと燐とは、
コバルト：燐が２．５：１〜５：１、好適には２．５：１〜３．５：１の範囲と
される。ニッケル及び/または鉄を、コバルトの一部と置換してもよいが、ニッ
ケルと鉄とは、０．１５wt%より多量に存在してはならず、ニッケルは０．０５
ｗｔ％未満、鉄は、０．１０wt%未満である。Guerlet等による合金は、以下の添
加物のうち一つ以上：０．０１〜０．３５wt%、好適には０．０１〜０．１５mwt
%のマグネシウム、０．０１〜０．７０wt%、好適には０．０１〜０．２５wt%の
カドミウム、０．０１〜０．３５wt%、好適には０．０１〜０．１５wt%の銀、０
．０１〜０．７０wt%、好適には０．０１〜０．２wt%の亜鉛、及び０．０１〜０
．２５wt%、好適には０．０１〜０．１wt%の錫、を含有することができる。この
特許に開示される合金は、成形性、延性、耐軟化性等の物理特性を向上させてな
おかつ高強度特性及び/または電気伝導率を維持するために特定のサイズのマグ
ネシウム燐化物及び/または鉄燐化物パーティクルを形成することの重要性が理
解されていない点にある。
実質的に０．１０〜０．５０wt%のコバルトと、０．０４〜０．２５wt%の燐とを
含有して残部が銅である合金を開示している。添加物であるコバルトと燐とは、
コバルト：燐が２．５：１〜５：１、好適には２．５：１〜３．５：１の範囲と
される。ニッケル及び/または鉄を、コバルトの一部と置換してもよいが、ニッ
ケルと鉄とは、０．１５wt%より多量に存在してはならず、ニッケルは０．０５
ｗｔ％未満、鉄は、０．１０wt%未満である。Guerlet等による合金は、以下の添
加物のうち一つ以上：０．０１〜０．３５wt%、好適には０．０１〜０．１５mwt
%のマグネシウム、０．０１〜０．７０wt%、好適には０．０１〜０．２５wt%の
カドミウム、０．０１〜０．３５wt%、好適には０．０１〜０．１５wt%の銀、０
．０１〜０．７０wt%、好適には０．０１〜０．２wt%の亜鉛、及び０．０１〜０
．２５wt%、好適には０．０１〜０．１wt%の錫、を含有することができる。この
特許に開示される合金は、成形性、延性、耐軟化性等の物理特性を向上させてな
おかつ高強度特性及び/または電気伝導率を維持するために特定のサイズのマグ
ネシウム燐化物及び/または鉄燐化物パーティクルを形成することの重要性が理
解されていない点にある。
【００１０】
Futatsuka等に付与された米国特許第４，７５０，０２９号は、半導体デバイ
ス用の銅ベースのリード材(lead material)を開示する。この材料は、実質的に
、約０．０５〜０．２５ｗｔ％の錫と、０．０１〜０．２wt%の銀と、０．０２
５〜０．１wt%の燐と、０．０５〜０．２wt%のマグネシウムとを含有し、残部が
銅及び検出不能な不純物となっている。Ｐ／Ｍｇ比は、０．６０〜０．８５の範
囲内にあり、マグネシウムと燐との化合物あるいはＭｇ３Ｐ２が形成されるよう
になっている。この種の合金は、通常、強度×電気伝導率ファクターが低いこと
が特徴的となっている。
ス用の銅ベースのリード材(lead material)を開示する。この材料は、実質的に
、約０．０５〜０．２５ｗｔ％の錫と、０．０１〜０．２wt%の銀と、０．０２
５〜０．１wt%の燐と、０．０５〜０．２wt%のマグネシウムとを含有し、残部が
銅及び検出不能な不純物となっている。Ｐ／Ｍｇ比は、０．６０〜０．８５の範
囲内にあり、マグネシウムと燐との化合物あるいはＭｇ３Ｐ２が形成されるよう
になっている。この種の合金は、通常、強度×電気伝導率ファクターが低いこと
が特徴的となっている。
【００１１】
その他の銅−マグネシウム−燐合金は、特開昭５５−４７３３７号及び特開昭
５９−２０４３９号に開示されている。特開昭５５−４７３３７号には、銅合金
であって０．００４〜０．７％の燐と、０．０１〜０．１％のマグネシウムと０
．０１〜０．５％のクロムとを含有し、残部が銅であるものが開示されている。
この種の合金は、アニール後の状態で電気伝導率が８０〜９０％ＩＡＣＳの範囲
内にある。しかし、強度×電気伝導率ファクターは、所望の値よりも小さい。ま
た、特開昭５９−２０４３９号には、銅合金であって２〜５％の鉄と、０．２〜
１．０％のマグネシウムと、０．３〜１．０％の燐とを含有し、残部が銅である
ものが開示されている。この種の合金は、強度特性は高いが、電気伝導率は非常
に低い。特開昭５３−１９９２０号は、銅合金であって燐を０．００４〜０．０
４％、マグネシウム、シリコン、マンガン、砒素、及び亜鉛のいずれか一種以上
を０．０１〜０２．０％含有し、残部が銅であるものが開示されている。この範
囲での合金は、８０〜９０％ＩＡＣＳを示すが、強度特性に乏しいという難点が
ある。
５９−２０４３９号に開示されている。特開昭５５−４７３３７号には、銅合金
であって０．００４〜０．７％の燐と、０．０１〜０．１％のマグネシウムと０
．０１〜０．５％のクロムとを含有し、残部が銅であるものが開示されている。
この種の合金は、アニール後の状態で電気伝導率が８０〜９０％ＩＡＣＳの範囲
内にある。しかし、強度×電気伝導率ファクターは、所望の値よりも小さい。ま
た、特開昭５９−２０４３９号には、銅合金であって２〜５％の鉄と、０．２〜
１．０％のマグネシウムと、０．３〜１．０％の燐とを含有し、残部が銅である
ものが開示されている。この種の合金は、強度特性は高いが、電気伝導率は非常
に低い。特開昭５３−１９９２０号は、銅合金であって燐を０．００４〜０．０
４％、マグネシウム、シリコン、マンガン、砒素、及び亜鉛のいずれか一種以上
を０．０１〜０２．０％含有し、残部が銅であるものが開示されている。この範
囲での合金は、８０〜９０％ＩＡＣＳを示すが、強度特性に乏しいという難点が
ある。
【００１２】
Hensel等に付与された米国特許第２，１７１，６９７号は、銅−マグネシウム
−銀合金を開示している。この合金では、銀が０．０５〜１５％、マグネシウム
は０．０５〜３％含有される。この特許においては、その第１頁に、銅−マグネ
シウム合金は、ベリリウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム、インジウム、ホウ
素、アルミニウム、シリコン、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、トリウム、ウラ
ニウム、リチウム、燐、バナジウム、砒素、セレン、テルル、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケル、及びクロムを微量含み、上記範囲内で銀を添加することによ
ってこの合金の特性を向上することができると記載される。この特許には、マグ
ネシウム燐化物及び/または鉄燐化物を形成して所望の物理特性のセットを得る
という必要性は、明らかに理解されていない。
−銀合金を開示している。この合金では、銀が０．０５〜１５％、マグネシウム
は０．０５〜３％含有される。この特許においては、その第１頁に、銅−マグネ
シウム合金は、ベリリウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム、インジウム、ホウ
素、アルミニウム、シリコン、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、トリウム、ウラ
ニウム、リチウム、燐、バナジウム、砒素、セレン、テルル、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケル、及びクロムを微量含み、上記範囲内で銀を添加することによ
ってこの合金の特性を向上することができると記載される。この特許には、マグ
ネシウム燐化物及び/または鉄燐化物を形成して所望の物理特性のセットを得る
という必要性は、明らかに理解されていない。
【００１３】
近年、オーリン社(Olin corporation)は、米国特許第５，８６８，８７７号を
取得した。この特許は、銅−鉄−マグネシウム−燐合金であって、オーリン社の
従来技術に係る合金Ｃ１９７と同じ組成を有するものに関する。オーリン社は、
また、新しい合金、１９７１０及び１９７２０を開発しており、既に市場に投入
している。これらの合金は、燐、マグネシウム、鉄、ニッケル、コバルト及び/
またはマンガンを含有するが、銀は含有されていない。合金１９７１０は、０．
０３〜０．６wt%のマグネシウム、０．０７〜０．１５wt%の燐、０．０５〜０．
４０wt%の鉄、ニッケルとコバルトとがあわせて最大０．１wt%、０．０５wt%の
マンガン、及び残部が銅となっている。合金１９７２０は、０．０６〜０．２０
％のマグネシウム、０．０５〜０．１５％の燐、０．０５〜０．５０％の鉄、及
び残部が鉄となっている。この合金１９７２０は、公表されたデータによると、
ソフトコンディションで電気伝導率が８０％ＩＡＣＳ、ハードテンパー即ち焼き
戻し硬化での引っ張り強度は６０〜７０ｋｓｉである。 これらの合金の存在にも関わらず、高い電気伝導率、高強度特性、及び優れた
延性、成形性、及び耐軟化性を示す合金が求められている。
取得した。この特許は、銅−鉄−マグネシウム−燐合金であって、オーリン社の
従来技術に係る合金Ｃ１９７と同じ組成を有するものに関する。オーリン社は、
また、新しい合金、１９７１０及び１９７２０を開発しており、既に市場に投入
している。これらの合金は、燐、マグネシウム、鉄、ニッケル、コバルト及び/
またはマンガンを含有するが、銀は含有されていない。合金１９７１０は、０．
０３〜０．６wt%のマグネシウム、０．０７〜０．１５wt%の燐、０．０５〜０．
４０wt%の鉄、ニッケルとコバルトとがあわせて最大０．１wt%、０．０５wt%の
マンガン、及び残部が銅となっている。合金１９７２０は、０．０６〜０．２０
％のマグネシウム、０．０５〜０．１５％の燐、０．０５〜０．５０％の鉄、及
び残部が鉄となっている。この合金１９７２０は、公表されたデータによると、
ソフトコンディションで電気伝導率が８０％ＩＡＣＳ、ハードテンパー即ち焼き
戻し硬化での引っ張り強度は６０〜７０ｋｓｉである。 これらの合金の存在にも関わらず、高い電気伝導率、高強度特性、及び優れた
延性、成形性、及び耐軟化性を示す合金が求められている。
【００１４】
（発明の概要）
従って、本発明は、引っ張り強度が８０ｋｓｉに達することができ、かつ電気
伝導率が９０％ＩＡＣＳ以上である銅合金を提供することを目的とする。
伝導率が９０％ＩＡＣＳ以上である銅合金を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、上述の銅合金であって、同様の合金に比較して、曲げにおい
て、Ｒ／Ｔ比(厚みに対する半径比：radius to thickness)で測定したときの成
形性が良いものを提供することを目的とする。
て、Ｒ／Ｔ比(厚みに対する半径比：radius to thickness)で測定したときの成
形性が良いものを提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、延性が良くかつ軟化に対する耐性の高い銅合金を提供する事
を目的とする。
を目的とする。
【００１７】
上述の目的は、本発明に係る合金によって達成される。
【００１８】
第１の実施例においては、本発明に係る銅−マグネシウム−燐合金は、実質的
に、マグネシウムが約０．０１〜約０．２５wt%、燐が約０．０１〜約０．２wt%
、銀が約０．００１〜約０．１wt%、鉄が０．０１〜約０．２５wt%、及び残部が
銅及び不可避不純物(inevitable impurities)よりなる。好適には、マグネシウ
ムの燐に対する比は、１．０よりも大きい。
に、マグネシウムが約０．０１〜約０．２５wt%、燐が約０．０１〜約０．２wt%
、銀が約０．００１〜約０．１wt%、鉄が０．０１〜約０．２５wt%、及び残部が
銅及び不可避不純物(inevitable impurities)よりなる。好適には、マグネシウ
ムの燐に対する比は、１．０よりも大きい。
【００１９】
第２の実施形態においては、本発明に係る銅−マグネシウム−燐合金は、実質
的に、マグネシウムが約０．０１〜約０．２５wt%、燐が約０．０１〜０．２wt%
、添加してもしなくてもよいが銀が約０．００１〜約０．１wt%、ニッケルとコ
バルトとその混合物のいずれかから選択される少なくとも一つの元素を約０．０
５〜約０．２wt%含有され、残部が銅及び不可避不純物となっている。 本発明に係る銅合金のその他の詳細、及びその製造方法、その他の利点及び目
的等は、以下の記述及び添付図面によって示される。
的に、マグネシウムが約０．０１〜約０．２５wt%、燐が約０．０１〜０．２wt%
、添加してもしなくてもよいが銀が約０．００１〜約０．１wt%、ニッケルとコ
バルトとその混合物のいずれかから選択される少なくとも一つの元素を約０．０
５〜約０．２wt%含有され、残部が銅及び不可避不純物となっている。 本発明に係る銅合金のその他の詳細、及びその製造方法、その他の利点及び目
的等は、以下の記述及び添付図面によって示される。
【００２０】
（発明の詳細な説明）
本発明に係る合金は、銅−マグネシウム−燐合金（copper-magnesium-phospho
rous alloys)である。このような合金は、高強度、高電気伝導率、強度×伝導フ
ァクターが高いこと（high strength x conductivity factors)、延性（ductili
ty)及び成形性が向上していること、並びに耐軟化性（resistance to softening
)が向上していることにより特徴づけられる。
rous alloys)である。このような合金は、高強度、高電気伝導率、強度×伝導フ
ァクターが高いこと（high strength x conductivity factors)、延性（ductili
ty)及び成形性が向上していること、並びに耐軟化性（resistance to softening
)が向上していることにより特徴づけられる。
【００２１】
本発明に係る合金は、第１の実施形態では、以下のような銅ベース合金を含む
。即ち、実質的に、マグネシウムを約０．０１〜０．２５ｗｔ％、好適には約０
．０７〜０．１５ｗｔ％、リンを約０．０１〜０．２ｗｔ％、銀を約０．００１
〜約０．１ｗｔ％、鉄を約０．０１〜０．２５ｗｔ％、好適には約０．０１〜約
０．２ｗｔ％、及び非常に好適には約０．０１〜０．０５ｗｔ％含み、残部は銅
及び不可避不純物である。これらの合金は、通常、合金マトリクスに均一に分布
した燐化物パーティクルを有し、この燐化物パーティクルのピークサイズは、約
０．２ミクロンとなっている。これらの燐化物パーティクルは、合金の強度を上
げる一方で、その成形性及び延性に何ら悪影響を及ぼさない。
。即ち、実質的に、マグネシウムを約０．０１〜０．２５ｗｔ％、好適には約０
．０７〜０．１５ｗｔ％、リンを約０．０１〜０．２ｗｔ％、銀を約０．００１
〜約０．１ｗｔ％、鉄を約０．０１〜０．２５ｗｔ％、好適には約０．０１〜約
０．２ｗｔ％、及び非常に好適には約０．０１〜０．０５ｗｔ％含み、残部は銅
及び不可避不純物である。これらの合金は、通常、合金マトリクスに均一に分布
した燐化物パーティクルを有し、この燐化物パーティクルのピークサイズは、約
０．２ミクロンとなっている。これらの燐化物パーティクルは、合金の強度を上
げる一方で、その成形性及び延性に何ら悪影響を及ぼさない。
【００２２】
これらの合金は、少なくとも一種の添加成分を含んでも良く、この添加成分と
しては、錫、シリコン、及びこれらの任意混合物のいずれかが挙げられる。この
少なくとも一種の添加成分は、約０．２ｗｔ％未満含まれるようにしてもよい。
通常、これらの添加成分は、少なくとも０．００１ｗｔ％添加される。
しては、錫、シリコン、及びこれらの任意混合物のいずれかが挙げられる。この
少なくとも一種の添加成分は、約０．２ｗｔ％未満含まれるようにしてもよい。
通常、これらの添加成分は、少なくとも０．００１ｗｔ％添加される。
【００２３】
これらの合金は、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、ジルコニウム、
チタニウム及びこれらの任意混合物のいずれかから選択される少なくとも一種の
元素を０．１ｗｔ％まで含有しても良い。
チタニウム及びこれらの任意混合物のいずれかから選択される少なくとも一種の
元素を０．１ｗｔ％まで含有しても良い。
【００２４】
更にまた、これらの合金は、ニッケル、コバルト及びこれらの任意混合物のい
ずれかから選択される追加構成成分を約０．２％まで含有してもよい。本発明の
好適実施形態においては、ニッケルとコバルトの少なくとも一方を約０．０５％
〜約０．２％、また、最も好適には、少なくともニッケルとコバルトの少なくと
も一方を約０．１１％〜約０．２０％含有する。
ずれかから選択される追加構成成分を約０．２％まで含有してもよい。本発明の
好適実施形態においては、ニッケルとコバルトの少なくとも一方を約０．０５％
〜約０．２％、また、最も好適には、少なくともニッケルとコバルトの少なくと
も一方を約０．１１％〜約０．２０％含有する。
【００２５】
上述の量の鉄によって、合金の強度が増し、ファイングレインストラクチャー
、つまり良好な粒子構造の生成を促進する。上述の量のニッケル及び/またはコ
バルトは、粒子のリファイニング及び燐化物の生成によって強度を向上させるこ
とから、望ましい添加物である。加えて、これらの金属は、導電性を向上させる
効果を有する。
、つまり良好な粒子構造の生成を促進する。上述の量のニッケル及び/またはコ
バルトは、粒子のリファイニング及び燐化物の生成によって強度を向上させるこ
とから、望ましい添加物である。加えて、これらの金属は、導電性を向上させる
効果を有する。
【００２６】
上述の燐添加物によって、金属を、酸化されない状態のままに保つことができ
、上述の燐添加物の添加限度内で、浸食されていない金属を鋳造することが可能
となる。キャスト合金(cast alloy)の熱処理によって、燐は、鉄、及び/または
鉄とニッケル、及び/または鉄とマグネシウム、及び/またはこれらの元素の組み
合わせとの燐化物を形成する。これらの物質がマトリクス内に完全に固溶体で存
在する場合には電気伝導率の損失が生じるが、上述のようにすることで、この損
失を実質的に減少させることができる。例えば、０．０１wt%の燐が固溶体で存
在すると、電気伝導率を８％ＩＡＣＳ減少させる。０．０１wt%の鉄は、ソリュ
ーション(固溶体)で存在すると、電気伝導率を更に５．５％ＩＡＣＳ減少させる
ことになるであろう。従って、９０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率を達成するには
、固溶体内の鉄及び/または燐を最小限に抑えることが必要である。
、上述の燐添加物の添加限度内で、浸食されていない金属を鋳造することが可能
となる。キャスト合金(cast alloy)の熱処理によって、燐は、鉄、及び/または
鉄とニッケル、及び/または鉄とマグネシウム、及び/またはこれらの元素の組み
合わせとの燐化物を形成する。これらの物質がマトリクス内に完全に固溶体で存
在する場合には電気伝導率の損失が生じるが、上述のようにすることで、この損
失を実質的に減少させることができる。例えば、０．０１wt%の燐が固溶体で存
在すると、電気伝導率を８％ＩＡＣＳ減少させる。０．０１wt%の鉄は、ソリュ
ーション(固溶体)で存在すると、電気伝導率を更に５．５％ＩＡＣＳ減少させる
ことになるであろう。従って、９０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率を達成するには
、固溶体内の鉄及び/または燐を最小限に抑えることが必要である。
【００２７】
上述の結果を達成するために、マグネシウムが上述の範囲で添加される。更に
、このマグネシウムは、Ｍｇ：Ｐ比、即ちＭｇのＰに対する比が少なくとも１．
０、好適には１．０より大きくなるように添加される。更に、合金の元素の組成
は、電気伝導率に影響から、Ｐ、Ｆｅ、Ｃｏ(添加される場合)が燐化物として最
大限に存在し、固溶体の状態のものの存在量が０または最小限になるように選択
される。一方、マグネシウムは、固溶体の状態で残されても電気伝導率の損失が
小さいものであり、固溶体にマグネシウムがある程度残留する量で添加される。
この残留マグネシウムによって、鉄、コバルト及びニッケルと結合していない燐
がすべてマグネシウムと結合してマグネシウム燐化物のパーティクルを形成する
ようにされる。
、このマグネシウムは、Ｍｇ：Ｐ比、即ちＭｇのＰに対する比が少なくとも１．
０、好適には１．０より大きくなるように添加される。更に、合金の元素の組成
は、電気伝導率に影響から、Ｐ、Ｆｅ、Ｃｏ(添加される場合)が燐化物として最
大限に存在し、固溶体の状態のものの存在量が０または最小限になるように選択
される。一方、マグネシウムは、固溶体の状態で残されても電気伝導率の損失が
小さいものであり、固溶体にマグネシウムがある程度残留する量で添加される。
この残留マグネシウムによって、鉄、コバルト及びニッケルと結合していない燐
がすべてマグネシウムと結合してマグネシウム燐化物のパーティクルを形成する
ようにされる。
【００２８】
本発明により製造された合金は、固溶状態での鉄の量は無視できる程度であり
、固溶状態での燐は、わずか０．００３６wt%(合金に対しては約５％の燐が添加
される)である。更に、この合金は、約０．０３５wt%のマグネシウムが固溶状態
で含まれる。これに比較して、０．１０８％のマグネシウム、０．０６８％の燐
、及び０．０４％の銀及び残部が銅及び不可避不純物を含有するマグネシウム−
燐−銀−銅合金は、約０．００６７％の燐(添加した燐の約１０％)と、約０．０
３７％のマグネシウムとが固溶体に含まれ、その結果電気伝導率が低くなってい
る。
、固溶状態での燐は、わずか０．００３６wt%(合金に対しては約５％の燐が添加
される)である。更に、この合金は、約０．０３５wt%のマグネシウムが固溶状態
で含まれる。これに比較して、０．１０８％のマグネシウム、０．０６８％の燐
、及び０．０４％の銀及び残部が銅及び不可避不純物を含有するマグネシウム−
燐−銀−銅合金は、約０．００６７％の燐(添加した燐の約１０％)と、約０．０
３７％のマグネシウムとが固溶体に含まれ、その結果電気伝導率が低くなってい
る。
【００２９】
本発明に係る合金は、非常に好適には、熱処理されてマグネシウム燐化物パー
ティクルが約5００〜約２０００オングストロームで形成され、鉄燐化物パーテ
ィクルが２つの範囲、つまり、そのパーティクルのサイズが約１０００〜約２０
００オングストロームの範囲にある粗粒範囲と、そのパーティクルのサイズが約
２５０〜約６００オングストロームの範囲にある細粒範囲と、で形成される。マ
グネシウム燐化物パーティクル及び上述の鉄燐化物パーティクルは、合金マトリ
クスにわたって均一に分散される。本発明に係る銅合金の好適実施形態では、粗
粒鉄燐化物パーティクル：細粒鉄燐化物パーティクルは、約１：３〜約１：６で
ある。上述のようなサイズでかつ分散された細粒鉄燐化物パーティクルが存在す
ることで、本発明に係る合金に、より良い延性及び成形性が得られる。また、こ
れらのサイズ及び分散によって、より良い耐軟化性が得られる。より細かいパー
ティクルによって、同量の合金元素よりもパーティクル数が増えるからである。
ティクルが約5００〜約２０００オングストロームで形成され、鉄燐化物パーテ
ィクルが２つの範囲、つまり、そのパーティクルのサイズが約１０００〜約２０
００オングストロームの範囲にある粗粒範囲と、そのパーティクルのサイズが約
２５０〜約６００オングストロームの範囲にある細粒範囲と、で形成される。マ
グネシウム燐化物パーティクル及び上述の鉄燐化物パーティクルは、合金マトリ
クスにわたって均一に分散される。本発明に係る銅合金の好適実施形態では、粗
粒鉄燐化物パーティクル：細粒鉄燐化物パーティクルは、約１：３〜約１：６で
ある。上述のようなサイズでかつ分散された細粒鉄燐化物パーティクルが存在す
ることで、本発明に係る合金に、より良い延性及び成形性が得られる。また、こ
れらのサイズ及び分散によって、より良い耐軟化性が得られる。より細かいパー
ティクルによって、同量の合金元素よりもパーティクル数が増えるからである。
【００３０】
本発明により製造された合金は、冷間加工条件では、８０ｋｓｉを超える強度
を示し、電気伝導率は９０％ＩＡＣＳであった。本発明に係る合金の電気伝導率
は、ソフトテンパー即ち穏やかな焼き戻しにおいては、９５％ＩＡＣＳに達する
ことができる。
を示し、電気伝導率は９０％ＩＡＣＳであった。本発明に係る合金の電気伝導率
は、ソフトテンパー即ち穏やかな焼き戻しにおいては、９５％ＩＡＣＳに達する
ことができる。
【００３１】
本発明に係る合金は、図示のようにして製造することが可能である。この合金
は、従来知られている連続又は非連続鋳造技術を適宜用いて鋳造することが可能
である。例えば、これらの合金は、ホリゾンタル鋳造技術(層鋳造技術)、ダイレ
クト−チル鋳造技術、縦打ち鋳造技術即ちバーティカル鋳造技術及びその他の技
術によって製造することが可能である。鋳造後、約１２００°F〜約１６００°F
の範囲で所望のゲージで合金を熱間加工によって処理することもできる。熱間加
工には、ホットローリングやその他の適切な従来技術をも含んでもよい。熱間加
工後の通常のゲージは、約０．４００インチ〜約０．６００インチの範囲内であ
る。
は、従来知られている連続又は非連続鋳造技術を適宜用いて鋳造することが可能
である。例えば、これらの合金は、ホリゾンタル鋳造技術(層鋳造技術)、ダイレ
クト−チル鋳造技術、縦打ち鋳造技術即ちバーティカル鋳造技術及びその他の技
術によって製造することが可能である。鋳造後、約１２００°F〜約１６００°F
の範囲で所望のゲージで合金を熱間加工によって処理することもできる。熱間加
工には、ホットローリングやその他の適切な従来技術をも含んでもよい。熱間加
工後の通常のゲージは、約０．４００インチ〜約０．６００インチの範囲内であ
る。
【００３２】
熱間加工の後、必要で有れば合金を急冷し、必要で有ればホモジナイズ、即ち
均質化を約１２００°F〜約１６００°Fで少なくとも１時間行ってもよい。その
後、一端あたり０．０２０インチ〜約０．０５０インチの物質を除去するために
ミリングを行ってもよい。従来知られている任意の適切な装置及び技術を用いる
ことで、任意の急冷、均質化、ミリングを行うことができる。
均質化を約１２００°F〜約１６００°Fで少なくとも１時間行ってもよい。その
後、一端あたり０．０２０インチ〜約０．０５０インチの物質を除去するために
ミリングを行ってもよい。従来知られている任意の適切な装置及び技術を用いる
ことで、任意の急冷、均質化、ミリングを行うことができる。
【００３３】
ミリングの後に、本発明に係る合金は、冷間加工することもでき、例えばミリ
ングされたものから最終ゲージへと冷間圧延を行うことができ、この際には、約
７００°F〜１２００°Fの温度範囲で１〜２０時間、合金が所望のテンパー(tem
per)即ち焼き入れ状態あるいは焼き戻し状態となるまでアニーリングオペレーシ
ョンを少なくとも一回行う。各アニーリングには、一時間あたり２０〜２００°
Fの冷却レートでの低速クーリングが含まれるようにしてもよい。通常、中間の
アニーリングとともに一連の冷間圧延ステップがなされる。合金が最終ゲージに
まで霊感圧延された後に、合金は、約３００〜約７５０°Fで少なくとも１時間
張力緩和アニーリングを行うようにしてもよい。
ングされたものから最終ゲージへと冷間圧延を行うことができ、この際には、約
７００°F〜１２００°Fの温度範囲で１〜２０時間、合金が所望のテンパー(tem
per)即ち焼き入れ状態あるいは焼き戻し状態となるまでアニーリングオペレーシ
ョンを少なくとも一回行う。各アニーリングには、一時間あたり２０〜２００°
Fの冷却レートでの低速クーリングが含まれるようにしてもよい。通常、中間の
アニーリングとともに一連の冷間圧延ステップがなされる。合金が最終ゲージに
まで霊感圧延された後に、合金は、約３００〜約７５０°Fで少なくとも１時間
張力緩和アニーリングを行うようにしてもよい。
【００３４】
この合金の処理は、熱間加工ステップを含むものとして説明されているが、必
要でなければこのステップを省略してもよい。
要でなければこのステップを省略してもよい。
【００３５】
本発明のこの第１実施形態に係る合金の例示的試験例としては、(１)マグネシ
ウムを実質的に約０．１〜約０．２５wt%、燐を約０．０１〜約０．２wt%、銀を
約０．００１〜約０．１wt%、鉄を約０．０１〜約０．２５wt%、ニッケル及び/
またはコバルトの少なくとも一方を０．２wt%まで、錫、シリコン及びこれらの
混合物のいずれかから選択される第１の添加物を約０．２wt%まで、カルシウム
、ホウ素、ベリリウム、ジルコニウム、クロム、チタン、及びこれらの任意混合
物のいずれかから選択される第２の添加物を約０．１wt%まで含有し、残部が銅
及び不可避不純物よりなる銅ベース合金、(２)マグネシウムを約０．０１〜約０
．２５wt%、燐を約０．０１wt%〜約０．２wt%、銀を約０．００１〜約０．０５w
t%未満、鉄を約０．０１〜約０．０５wt%、ニッケル及び/またはコバルトの少な
くとも一方を約０．０５wt%〜約０．２wt%、錫、シリコン及びこれらの混合物の
いずれかから選択される第１の添加物を約０．２wt%まで、カルシウム、ホウ素
、ベリリウム、ジルコニウム、チタン、クロム、及びこれらの任意混合物のいず
れかから選択される第２の添加物を約０．１wt%まで含有し、残部が銅及び不可
避不純物よりなる銅ベース合金、(３)マグネシウムを約０．０１〜約０．２５wt
%、燐を約０．０１wt%〜約０．２wt%、銀を約０．１wt%まで、鉄を約０．０５〜
約０．２０wt%、ニッケル及び/またはコバルトの少なくとも一方を約０．０５wt
%〜約０．２wt%、錫、シリコン及びこれらの混合物のいずれかから選択される第
１の添加物を約０．２wt%まで、カルシウム、ホウ素、ベリリウム、クロム、ジ
ルコニウム、チタン、及びこれらの任意混合物のいずれかから選択される第２の
添加物を約０．１wt%まで含有し、残部が銅及び不可避不純物よりなる銅ベース
合金、(４)マグネシウムを約０．０１〜約０．２５wt%、燐を約０．０１wt%〜約
０．２wt%、銀を約０．００１〜約０．１wt%、鉄を約０．０５〜約０．２５wt%
、ニッケル及びコバルトの少なくとも一方を約０．０５wt%〜約０．２wt%、ホウ
素、ベリリウム、カルシウム、クロム、チタン、ジルコニウム及びこれらの任意
混合物のいずれかから選択される第１の添加物を０．１wt%まで、シリコン、錫
及びこれらの混合物から選択される第２の添加物を約０．２wt%まで含有し、残
部が銅及び不可避不純物よりなる銅ベース合金、が挙げられる。
ウムを実質的に約０．１〜約０．２５wt%、燐を約０．０１〜約０．２wt%、銀を
約０．００１〜約０．１wt%、鉄を約０．０１〜約０．２５wt%、ニッケル及び/
またはコバルトの少なくとも一方を０．２wt%まで、錫、シリコン及びこれらの
混合物のいずれかから選択される第１の添加物を約０．２wt%まで、カルシウム
、ホウ素、ベリリウム、ジルコニウム、クロム、チタン、及びこれらの任意混合
物のいずれかから選択される第２の添加物を約０．１wt%まで含有し、残部が銅
及び不可避不純物よりなる銅ベース合金、(２)マグネシウムを約０．０１〜約０
．２５wt%、燐を約０．０１wt%〜約０．２wt%、銀を約０．００１〜約０．０５w
t%未満、鉄を約０．０１〜約０．０５wt%、ニッケル及び/またはコバルトの少な
くとも一方を約０．０５wt%〜約０．２wt%、錫、シリコン及びこれらの混合物の
いずれかから選択される第１の添加物を約０．２wt%まで、カルシウム、ホウ素
、ベリリウム、ジルコニウム、チタン、クロム、及びこれらの任意混合物のいず
れかから選択される第２の添加物を約０．１wt%まで含有し、残部が銅及び不可
避不純物よりなる銅ベース合金、(３)マグネシウムを約０．０１〜約０．２５wt
%、燐を約０．０１wt%〜約０．２wt%、銀を約０．１wt%まで、鉄を約０．０５〜
約０．２０wt%、ニッケル及び/またはコバルトの少なくとも一方を約０．０５wt
%〜約０．２wt%、錫、シリコン及びこれらの混合物のいずれかから選択される第
１の添加物を約０．２wt%まで、カルシウム、ホウ素、ベリリウム、クロム、ジ
ルコニウム、チタン、及びこれらの任意混合物のいずれかから選択される第２の
添加物を約０．１wt%まで含有し、残部が銅及び不可避不純物よりなる銅ベース
合金、(４)マグネシウムを約０．０１〜約０．２５wt%、燐を約０．０１wt%〜約
０．２wt%、銀を約０．００１〜約０．１wt%、鉄を約０．０５〜約０．２５wt%
、ニッケル及びコバルトの少なくとも一方を約０．０５wt%〜約０．２wt%、ホウ
素、ベリリウム、カルシウム、クロム、チタン、ジルコニウム及びこれらの任意
混合物のいずれかから選択される第１の添加物を０．１wt%まで、シリコン、錫
及びこれらの混合物から選択される第２の添加物を約０．２wt%まで含有し、残
部が銅及び不可避不純物よりなる銅ベース合金、が挙げられる。
【００３６】
以下の試験例は、本発明に係る合金により得られる特性を説明するために示さ
れるものである。
れるものである。
【００３７】
試験例１
マグネシウムを０．０８０７％、燐を０．０６６８％、銀を０．００１４％、
鉄を０．１１２１％を含有し、残部が銅及び不可避不純物である、本発明に係る
第１の合金(以下、合金Ａと記載する)をキャスティング即ち鋳造した。マグネシ
ウムを０．１０８％、燐を０．０６８％、銀を０．０４％含有し、残部が銅及び
不可避不純物である第二の合金(以下、合金Ｂと記載する)を鋳造した。これら双
方の合金は、9''厚に鋳造された。その後、１５５４°Fで各合金を熱間圧延して
０．５９０''に薄くし、急冷し、０．５３０''にミリングし、０．１５７''に冷
間圧延し、７９０°Fで４時間アニーリングした。このアニーリングの後、２つ
の合金のコイルを冷間圧延して０．０８０''とし、７．５時間の均熱時間で９０
０°Fでアニーリングし、冷間圧延して０．０４０''とし、１１時間の均熱時間
で８５０°Fでアニーリングし、その後に０．０３１５''〜０．０１０''の範囲
のゲージで冷間圧延した。
鉄を０．１１２１％を含有し、残部が銅及び不可避不純物である、本発明に係る
第１の合金(以下、合金Ａと記載する)をキャスティング即ち鋳造した。マグネシ
ウムを０．１０８％、燐を０．０６８％、銀を０．０４％含有し、残部が銅及び
不可避不純物である第二の合金(以下、合金Ｂと記載する)を鋳造した。これら双
方の合金は、9''厚に鋳造された。その後、１５５４°Fで各合金を熱間圧延して
０．５９０''に薄くし、急冷し、０．５３０''にミリングし、０．１５７''に冷
間圧延し、７９０°Fで４時間アニーリングした。このアニーリングの後、２つ
の合金のコイルを冷間圧延して０．０８０''とし、７．５時間の均熱時間で９０
０°Fでアニーリングし、冷間圧延して０．０４０''とし、１１時間の均熱時間
で８５０°Fでアニーリングし、その後に０．０３１５''〜０．０１０''の範囲
のゲージで冷間圧延した。
【００３８】
各合金の引っ張り強度及び電気伝導率を、異なるゲージで測定した。その結果
を表１に示す。
を表１に示す。
【００３９】
【表１】
上述のことから以下のことが示される：
i)本発明に係る合金の引っ張り強度は、各温度において、一貫して他方の合金
よりも高い値を示した。また、伝導率が純粋な銅に近づくにつれて合金が非常に
リーンに、即ち薄くなるということから、この差異は非常に重要である。
よりも高い値を示した。また、伝導率が純粋な銅に近づくにつれて合金が非常に
リーンに、即ち薄くなるということから、この差異は非常に重要である。
【００４０】
ii)本発明に係る合金の電気伝導率は、同様なリダクション及びテンパーにお
いて、一貫して高くなっている。
いて、一貫して高くなっている。
【００４１】
iii)各テンパーにおける強度電気伝導率ファクターは、本発明に係る合金が高
い。本発明に係る合金の平均は、他方の合金に比較して、約７％高い。他方の合
金は、既存の高電気伝導率銅合金に比較して、既に強度及び電気伝導率のピーク
を示していることから、このことは、非常に重要である。 試験例２ 試験例１に示される組成を有する本発明に係る合金は、０．１６０''ソフトニ
ング即ち軟化され、０．０３０''に圧延され、９００°Fで１０時間アニーリン
グされ、その後に０．００３''ゲージに圧延された。このように処理された合金
は、８２．６５ksiの引っ張り強度を示し、伸び率(elongation)３．０％、電気
伝導率９０．１５％IACS、及び強度×電気伝導率ファクター７，４５１を示した
。このことから、純粋な銅に比較して強度×電気伝導率ファクターが約２４％向
上していて、現在最も優秀な合金に比較して約１６．５％向上していることが示
される。
い。本発明に係る合金の平均は、他方の合金に比較して、約７％高い。他方の合
金は、既存の高電気伝導率銅合金に比較して、既に強度及び電気伝導率のピーク
を示していることから、このことは、非常に重要である。 試験例２ 試験例１に示される組成を有する本発明に係る合金は、０．１６０''ソフトニ
ング即ち軟化され、０．０３０''に圧延され、９００°Fで１０時間アニーリン
グされ、その後に０．００３''ゲージに圧延された。このように処理された合金
は、８２．６５ksiの引っ張り強度を示し、伸び率(elongation)３．０％、電気
伝導率９０．１５％IACS、及び強度×電気伝導率ファクター７，４５１を示した
。このことから、純粋な銅に比較して強度×電気伝導率ファクターが約２４％向
上していて、現在最も優秀な合金に比較して約１６．５％向上していることが示
される。
【００４２】
試験例３
リーンな銅合金は、強度と電気伝導率の良好な組み合わせが得られるが、これ
らの合金の問題点となるのは、高温での耐軟化性である。
らの合金の問題点となるのは、高温での耐軟化性である。
【００４３】
多くの用途において、パーツは、数分という短い周期で比較的高温にさらされ
る。このように熱にさらされたときにどれくらい強度が残っているかということ
は、これらの用途において非常に重要である。
る。このように熱にさらされたときにどれくらい強度が残っているかということ
は、これらの用途において非常に重要である。
【００４４】
試験例１に示される合金Ａ、Ｂのサンプルを、異なるテンパー(圧延され３分
間塩浴として)にて、２つの異なる温度に３分間さらされた。
間塩浴として)にて、２つの異なる温度に３分間さらされた。
【００４５】
第１の温度は、７１０°Fであり、第２の温度は８００°Fであった。表２にそ
の結果を示す。
の結果を示す。
【００４６】
【表２】
上述の結果から、本発明に係る合金は、７１０°F及び８００°Fにさらされた
後に、より高い強度であることが示される。８００°Fにさらされた場合、本発
明に係る合金は、７１０°Fの場合に比較して、どのテンパーでも初期強度から
１０〜１２％の範囲内の非常に小さな落ち込みしかしめさなかった。他方の合金
は、強度が１０〜３５％落ち込みを示した。明らかに、これらの結果から、本発
明に係る合金は、耐熱軟化性が向上していることが示される。
後に、より高い強度であることが示される。８００°Fにさらされた場合、本発
明に係る合金は、７１０°Fの場合に比較して、どのテンパーでも初期強度から
１０〜１２％の範囲内の非常に小さな落ち込みしかしめさなかった。他方の合金
は、強度が１０〜３５％落ち込みを示した。明らかに、これらの結果から、本発
明に係る合金は、耐熱軟化性が向上していることが示される。
【００４７】
試験例４
試験例１に示される合金のサンプルを、グッドウェイベンズ(goodoway bends)
とバッドウェイベンズ(badway bends)にて、厚みの１０倍の幅にてサンプルを曲
げることで成形性の試験が行われた。２つの異なる焼き戻し(temper)、エクスト
ラハードとエクストラスプリングにおける結果を、以下の表３に示す。表３で用
いられるように、”ＭＢＲ／ｔ”は、クラックが生じないで曲げることができる
最小半径を示す。
とバッドウェイベンズ(badway bends)にて、厚みの１０倍の幅にてサンプルを曲
げることで成形性の試験が行われた。２つの異なる焼き戻し(temper)、エクスト
ラハードとエクストラスプリングにおける結果を、以下の表３に示す。表３で用
いられるように、”ＭＢＲ／ｔ”は、クラックが生じないで曲げることができる
最小半径を示す。
【００４８】
【表３】
上述の結果から、本発明に係る合金は、高い強度を有する一方で優れた成形性
を維持していることが示される。
を維持していることが示される。
【００４９】
試験例１の合金のマイクロストラクチャーも調べた。その結果、合金Ａは合金
Ｂに比較してマグネシウム燐化物パーティクルが２倍であることがわかった。更
に、合金Ａ中の鉄燐化物パーティクル数は、マグネシウム燐化物パーティクルの
２倍であった。
Ｂに比較してマグネシウム燐化物パーティクルが２倍であることがわかった。更
に、合金Ａ中の鉄燐化物パーティクル数は、マグネシウム燐化物パーティクルの
２倍であった。
【００５０】
本発明に係る合金の他の実施例は、実質的に、マグネシウムを約０．００５〜
約０．２５wt%、燐を約０．００５wt%〜約０．２wt%、ニッケル、コバルト及び
その混合物から選択される少なくとも一つの元素を約０．０５wt%〜約０．２wt%
、好適には約０．１１％〜約０．２０％含有し、残部が銅及び不可避不純物より
なる銅ベース合金である。これらの合金は、典型的には、合金マトリクスに燐化
物パーティクルが均一に分散されており、その燐化物パーティクルのピークサイ
ズは、約０．２ミクロンである。これら燐化物パーティクルは、合金を強化する
一方、その成形性及び延性には、何ら悪影響を及ぼさない。
約０．２５wt%、燐を約０．００５wt%〜約０．２wt%、ニッケル、コバルト及び
その混合物から選択される少なくとも一つの元素を約０．０５wt%〜約０．２wt%
、好適には約０．１１％〜約０．２０％含有し、残部が銅及び不可避不純物より
なる銅ベース合金である。これらの合金は、典型的には、合金マトリクスに燐化
物パーティクルが均一に分散されており、その燐化物パーティクルのピークサイ
ズは、約０．２ミクロンである。これら燐化物パーティクルは、合金を強化する
一方、その成形性及び延性には、何ら悪影響を及ぼさない。
【００５１】
所望で有れば、銀を約０．００〜約０．１wt%合金に加えることができる。
【００５２】
これらの合金は、錫、シリコン、及びその混合物から選択される少なくとも一
つの添加元素を含むようにしてもよい。この少なくとも一つの添加元素は、約０
．２wt%未満で含有させることもできる。通常、これらの元素の一つは、少なく
とも約０．００１wt%が添加される。
つの添加元素を含むようにしてもよい。この少なくとも一つの添加元素は、約０
．２wt%未満で含有させることもできる。通常、これらの元素の一つは、少なく
とも約０．００１wt%が添加される。
【００５３】
これらの合金は、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、ジルコニウム、クロム、
チタン、及びこれらの混合物から選択される約０．１wt%までの少なくとも１つ
の添加元素を含むこともできる。
チタン、及びこれらの混合物から選択される約０．１wt%までの少なくとも１つ
の添加元素を含むこともできる。
【００５４】
所望であれば、鉄を約０．０１〜約０．０５wt%これらの合金に添加すること
で、強度を向上させることができる。
で、強度を向上させることができる。
【００５５】
上述の範囲の量でのニッケル及び／又はコバルトは、粒を精細にすることで強
度を向上することから、添加が望ましい。加えて、電気伝導率にも良い影響を与
える。コバルトが添加される場合、Co：Pの比が４：１〜６：１の間となるよう
に加えることが好ましい。
度を向上することから、添加が望ましい。加えて、電気伝導率にも良い影響を与
える。コバルトが添加される場合、Co：Pの比が４：１〜６：１の間となるよう
に加えることが好ましい。
【００５６】
上述の燐の添加により、金属が酸化されない状態のままに維持され、燐に設定
された限度内で、清浄な金属を鋳造することが可能となる。鋳造された合金の熱
処理により、燐は、ニッケル及びマグネシウム及び/またはコバルト及びマグネ
シウム及び/またはこれらの元素の組み合わせと燐化物を形成し、電気伝導率の
損失を少なくさせる。もしもこれらの物質が完全にマトリクス中に固溶体で存在
すると、電気伝導率の損失が生じてしまう。例えば、燐が０．０１%固溶体中に
存在すると、電気伝導率は８％ＩＡＣＳ低下する。コバルトが０．０１％固溶体
中に存在すると、電気伝導率が更に４．０％ＩＡＣＳ低下する。ニッケルが０．
０１％固溶体中に存在すると、電気伝導率が更に１．０ＩＡＣＳ低下する。
された限度内で、清浄な金属を鋳造することが可能となる。鋳造された合金の熱
処理により、燐は、ニッケル及びマグネシウム及び/またはコバルト及びマグネ
シウム及び/またはこれらの元素の組み合わせと燐化物を形成し、電気伝導率の
損失を少なくさせる。もしもこれらの物質が完全にマトリクス中に固溶体で存在
すると、電気伝導率の損失が生じてしまう。例えば、燐が０．０１%固溶体中に
存在すると、電気伝導率は８％ＩＡＣＳ低下する。コバルトが０．０１％固溶体
中に存在すると、電気伝導率が更に４．０％ＩＡＣＳ低下する。ニッケルが０．
０１％固溶体中に存在すると、電気伝導率が更に１．０ＩＡＣＳ低下する。
【００５７】
従って、９０％以上のＩＡＣＳ電気伝導率を達成するには、ソリューションあ
るいは固溶体中に存在する燐及びその他の合金中の元素の存在量をできる限り小
さくする必要がある。
るいは固溶体中に存在する燐及びその他の合金中の元素の存在量をできる限り小
さくする必要がある。
【００５８】
上述の目的を達成するために、マグネシウムが上述の範囲で合金に添加される
。更に、マグネシウムは、Ｍｇ：Ｐ比が１．０以上になるよう添加される。更に
、合金を形成する元素の組成は、電気伝導率の影響から、Ｐ，Ｃｏ及び/または
Ｎｉ（添加された場合）が燐化物として最大限に存在し、ソリューションには存
在しないか、あるいは最小限となるように選択される。一方、マグネシウムは、
ソリューションに残っていたとしても、電気伝導率の低下は非常に小さいので、
マグネシウムがソリューションにある程度残留するような比率で添加される。こ
の残留マグネシウムによって、コバルトやニッケル等の元素と結合していない燐
がすべてマグネシウムと結合する(マグネシウム燐化物ッパーティクルが形成さ
れる)ことが確実となる。
。更に、マグネシウムは、Ｍｇ：Ｐ比が１．０以上になるよう添加される。更に
、合金を形成する元素の組成は、電気伝導率の影響から、Ｐ，Ｃｏ及び/または
Ｎｉ（添加された場合）が燐化物として最大限に存在し、ソリューションには存
在しないか、あるいは最小限となるように選択される。一方、マグネシウムは、
ソリューションに残っていたとしても、電気伝導率の低下は非常に小さいので、
マグネシウムがソリューションにある程度残留するような比率で添加される。こ
の残留マグネシウムによって、コバルトやニッケル等の元素と結合していない燐
がすべてマグネシウムと結合する(マグネシウム燐化物ッパーティクルが形成さ
れる)ことが確実となる。
【００５９】
本発明に係る合金は、熱処理されて、約５００〜約２０００オングストローム
のマグネシウム燐化物パーティクルを形成する。マグネシウム燐化物パーティク
ルは、合金マトリクス中に均一に分散される。
のマグネシウム燐化物パーティクルを形成する。マグネシウム燐化物パーティク
ルは、合金マトリクス中に均一に分散される。
【００６０】
本発明に係る合金は、冷間加工された状態では、８０ksiを超える強度を示し
、電気伝導率は９０％ＩＡＣＳとなる。本発明に係る合金の電気伝導率は、ソフ
トテンパー(穏やかな焼き戻し)では、９５％ＩＡＣＳに達しうる。
、電気伝導率は９０％ＩＡＣＳとなる。本発明に係る合金の電気伝導率は、ソフ
トテンパー(穏やかな焼き戻し)では、９５％ＩＡＣＳに達しうる。
【００６１】
本発明に係る合金は、図に示す用に得られる。この合金は、従来知られている
任意の適当な連続式あるいは非連続式の鋳造技術を用いて製造することができる
。例えば、この合金は、平打ち方式あるいはホリゾンタルキャスティング技術、
ダイレクト−チルキャスティング技術、縦打ち方式あるいはバーティカルキャス
ティング技術等を用いて鋳造することができる。鋳造後、この合金を所望のゲー
ジにて約１２００°F〜１６００°Fで熱間加工することもできる。熱間加工には
、熱間圧延だけでなく、その他の任意の適当な技術を含んでも良い。熱間加工後
の典型的なゲージは、約０．４００インチ〜約０．６００インチである。
任意の適当な連続式あるいは非連続式の鋳造技術を用いて製造することができる
。例えば、この合金は、平打ち方式あるいはホリゾンタルキャスティング技術、
ダイレクト−チルキャスティング技術、縦打ち方式あるいはバーティカルキャス
ティング技術等を用いて鋳造することができる。鋳造後、この合金を所望のゲー
ジにて約１２００°F〜１６００°Fで熱間加工することもできる。熱間加工には
、熱間圧延だけでなく、その他の任意の適当な技術を含んでも良い。熱間加工後
の典型的なゲージは、約０．４００インチ〜約０．６００インチである。
【００６２】
熱間加工の後に、所望により、合金を焼き入れし、必要で有れば１２００°F
〜１６００°Fで少なくとも１時間均質化する。その後、合金をミリングして、
片側０．０２０インチ〜約０．０５０インチの物質を除去する。焼き入れ、均質
化、及びミリングは、従来知られている任意の適切な装置や技術を用いることで
行うことができる。 ミリングの後に、本発明に係る合金を冷間加工、例えば冷間圧延等を行ってミ
リングされた状態からフィニッシュゲージとし、合金が所望の焼き戻し状態とな
るまで、約７００°F〜１２００°Fの範囲の温度で１〜２０時間のアニーリング
を少なくとも一回行うようにしてもよい。各アニーリングには、一時間あたり２
０〜２００°Fの冷却率での穏やかな冷却を含むようにしてもよい。通常、中間
アニーリングを伴う一連の冷間圧延ステップが行われる。合金がファイナルゲー
ジに冷間圧延された後に、合金に応力緩和アニーリングを約３００〜約７５０°
Fで少なくとも１時間行うようにしてもよい。
〜１６００°Fで少なくとも１時間均質化する。その後、合金をミリングして、
片側０．０２０インチ〜約０．０５０インチの物質を除去する。焼き入れ、均質
化、及びミリングは、従来知られている任意の適切な装置や技術を用いることで
行うことができる。 ミリングの後に、本発明に係る合金を冷間加工、例えば冷間圧延等を行ってミ
リングされた状態からフィニッシュゲージとし、合金が所望の焼き戻し状態とな
るまで、約７００°F〜１２００°Fの範囲の温度で１〜２０時間のアニーリング
を少なくとも一回行うようにしてもよい。各アニーリングには、一時間あたり２
０〜２００°Fの冷却率での穏やかな冷却を含むようにしてもよい。通常、中間
アニーリングを伴う一連の冷間圧延ステップが行われる。合金がファイナルゲー
ジに冷間圧延された後に、合金に応力緩和アニーリングを約３００〜約７５０°
Fで少なくとも１時間行うようにしてもよい。
【００６３】
以上、合金の処理には熱間加工が含まれるとして説明したが、このステップは
、必要でなければ、省略することが可能である。
、必要でなければ、省略することが可能である。
【００６４】
本発明の他の実施例により得ることができる例示的な実施例としては、(１)実
質的にマグネシウムを約０．０７〜約０．２５wt%、燐を約０．０１wt%〜約０．
２wt%、ニッケル及びコバルトの少なくとも一方を約０．２wt%まで、残部が銅及
び不可避不純物よりなる銅ベース合金であってマグネシウム：燐の比が１．０よ
り大きいもの、(２)実質的にマグネシウムを約０．００５〜約０．０６wt%未満
、燐を約０．００５wt%〜約０．０５wt%、ニッケル及びコバルトの少なくとも一
方を約０．２wt%まで、鉄を約０．０５wt%未満、残部が銅及び不可避不純物より
なる銅ベース合金であってマグネシウム：燐の比が１．０より大きいもの、が挙
げられる。
質的にマグネシウムを約０．０７〜約０．２５wt%、燐を約０．０１wt%〜約０．
２wt%、ニッケル及びコバルトの少なくとも一方を約０．２wt%まで、残部が銅及
び不可避不純物よりなる銅ベース合金であってマグネシウム：燐の比が１．０よ
り大きいもの、(２)実質的にマグネシウムを約０．００５〜約０．０６wt%未満
、燐を約０．００５wt%〜約０．０５wt%、ニッケル及びコバルトの少なくとも一
方を約０．２wt%まで、鉄を約０．０５wt%未満、残部が銅及び不可避不純物より
なる銅ベース合金であってマグネシウム：燐の比が１．０より大きいもの、が挙
げられる。
【００６５】
他の合金との比較での、本発明の合金における強度の向上、電気伝導率の向上
、良好な成形性、及び耐軟化性の向上は、マグネシウム及び燐の沈澱量を増加さ
せることにより説明される。上述した第１の合金の実施例では、これらの特性の
向上は、鉄燐化物として更に多くの燐が結合していること、及び上述のパティキ
ュラーサイズでの鉄燐化物の存在にもよるものである。
、良好な成形性、及び耐軟化性の向上は、マグネシウム及び燐の沈澱量を増加さ
せることにより説明される。上述した第１の合金の実施例では、これらの特性の
向上は、鉄燐化物として更に多くの燐が結合していること、及び上述のパティキ
ュラーサイズでの鉄燐化物の存在にもよるものである。
【００６６】
本発明によれば、上述の本願発明の利点、目的及び手段を満足する銅−マグネ
シウムー燐合金が得られていることは明白である。本発明は、特定の実施例によ
り説明されたが、その他のバリエーション、代替物、及び修正等が当業者によっ
て行い得ることは明らかである。従って、このようなバリエーション、代替例、
修正例等は、本願発明の趣旨及び範囲内に属するものである。
シウムー燐合金が得られていることは明白である。本発明は、特定の実施例によ
り説明されたが、その他のバリエーション、代替物、及び修正等が当業者によっ
て行い得ることは明らかである。従って、このようなバリエーション、代替例、
修正例等は、本願発明の趣旨及び範囲内に属するものである。
【図１】
本発明に係る銅合金の処理の概要の説明図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年６月２０日（２００１．６．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８１
６８２ ６８２
６８３ ６８３
６８５ ６８５Ｚ
６８６ ６８６Ｂ
６９１ ６９１Ｂ
６９２ ６９２Ａ
６９４ ６９４Ｂ
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ
Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ
，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，
ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ
Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ
，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，
ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ
Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ
，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，
ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 バーガヴァ、アショク ケイ．
アメリカ合衆国，コネチカット 06410，
チェシア，チャールズ ドライブ 393
Claims (37)
- 【請求項１】 マグネシウムを約０．０１〜約０．２５ｗｔ％、リンを約０．
０１〜約０．２ｗｔ％、銀を約０．００１〜約０．１ｗｔ％、鉄を約０．０１〜
０．２５ｗｔ％含み、残部が銅及び不可避不純物である、銅ベース合金。 - 【請求項２】 更に、ニッケル、コバルト及びこれらの混合物のうちから選択
される添加物を約０．２wt%まで、錫、シリコン及びこれらの混合物から選択さ
れる少なくとも一つの添加成分を約０．２wt%まで、及び、ホウ素、ベリリウム
、カルシウム、クロム、ジルコニウム、チタン、及びこれらの任意混合物から選
択される少なくとも一つの添加成分を約０．１wt%まで含む、請求項１記載の銅
ベース合金。 - 【請求項３】 前記ニッケル、コバルト及び/またはその混合物から選択され
る添加物は、約０．１１〜約０．２０wt%の量で存在する、請求項２記載の銅ベ
ース合金。 - 【請求項４】 前記マグネシウムは、約０．０７〜約０．１５wt%の範囲で添
加される、請求項１記載の銅ベース合金。 - 【請求項５】 前記鉄は、約０．０１〜約０．２の範囲で添加される、請求項
１記載の銅ベース合金。 - 【請求項６】 前記鉄添加物は、約０．０１〜最大０．０５wt%の範囲で存在
し、前記ニッケル、コバルト及び/またはその混合物から選択される前記添加物
は、約０．０５％〜約０．２％の選択された添加物で存在する、請求項１記載の
銅ベース合金。 - 【請求項７】 錫、シリコン、及びその混合物から選択される少なくとも一つ
の添加成分を約０．２wt%まで含み、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム
、ジルコニウム、チタン及びこれらの任意混合物から選択される少なくとも一つ
の他の添加成分を約０．１wt%まで含む、請求項６記載の銅ベース合金。 - 【請求項８】 前記鉄の量は、約０．０５wt%〜約０．２５wt%の範囲内にあり
、かつ、前記合金は、更に、ニッケル、コバルト及びその混合物から選択される
添加剤を約０．０５％〜約０．２％含む、請求項１記載の銅ベース合金。 - 【請求項９】 ニッケル、コバルト及び/またはこれらの混合物から選択され
る前記添加物は、約０．１１〜約０．２０wt%の範囲内であり、前記合金は、更
に、錫、シリコン、及びこれらの混合物から選択される少なくとも一つの添加成
分を約０．２wt%まで含み、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、ジルコ
ニウム、チタン及びこれらの任意混合物から選択される少なくとも一つの他の添
加成分を約０．１wt%まで含む、請求項８記載の銅ベース合金。 - 【請求項１０】 錫、シリコン、及びこれらの混合物から選択される少なくと
も一つの添加成分を約０．２wt%まで含み、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、
クロム、ジルコニウム、チタン及びこれらの混合物から選択された少なくとも一
つの他の添加成分を約０．１wt%まで含む、請求項８記載の銅ベース合金。 - 【請求項１１】 前記マグネシウム：燐の比は、１．０より大きく、前記合金
は、無視し得る量の鉄及び前記燐添加物を固溶体で約５％未満含み、かつ、前記
合金は、マグネシウムを約０．０３５％以下含む、請求項１記載の銅ベース合金
。 - 【請求項１２】 前記合金は、そのパーティクルサイズが約５００〜約２００
０オングストロームであるマグネシウム燐化物パーティクルと、鉄燐化物パーテ
ィクルと、を含み、前記鉄燐化物パーティクルは、そのパーティクルサイズが約
１０００オングストローム〜約２０００オングストロームの範囲内にある粗粒鉄
燐化物パーティクルと、そのパーティクルサイズが約２５０オングストローム〜
約６００オングストロームの範囲内にある細粒鉄燐化物パーティクルと、を含む
、請求項１記載の銅ベース合金。 - 【請求項１３】 前記合金は、マトリクスを含み、前記マグネシウム燐化物パ
ーティクル及び前記鉄燐化物パーティクルは、前記マトリクスに均一に分散され
ており、前記粗粒鉄燐化物パーティクルと前記細粒鉄燐化物パーティクルとの比
は、約１：３〜約１：６である、請求項１２記載の銅ベース合金。 - 【請求項１４】 引っ張り強度が８０ksiを超え、電気伝導率が９０％ＩＡＣ
Ｓより大きく、強度×電気伝導率ファクターが７４００よりも大きく、１８０度
でのバッドウェイMBR/tが２．０以下で、１８０度でのグッドウェイMBR/tが０．
５、及び、９０度でのバッドウェイMBR/tが０．５以下で、９０度でのグッドウ
ェイMBR/tが約０である、請求項１記載の銅ベース合金。 - 【請求項１５】 マグネシウムを約０．０７〜約０．２５wt%、燐を約０．０
１〜約０．２wt%、ニッケル、コバルト、及びこれらの混合物から選択される少
なくとも一つの成分を約０．０５〜約０．２wt%含み、残部が銅及び不可避不純
物であり、前記マグネシウムの燐に対する比が１．０より大きいことを特徴とす
る銅ベース合金。 - 【請求項１６】 更に、鉄を約０．０１〜約０．０５wt%含む、請求項１５記
載の銅合金。 - 【請求項１７】 更に銀を約０．００１〜約０．１wt%含む、請求項１５記載
の銅合金。 - 【請求項１８】 前記ニッケル、コバルト、及びこれらの混合物から選択され
る少なくとも一つの成分は、約０．１１〜約０．２０wt%存在し、前記合金は、
更に、錫、シリコン、及びこれらの混合物から選択される少なくとも一つの添加
成分を約０．２wt%まで含み、かつ、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム
、ジルコニウム、チタン、及びこれらの任意混合物から選択される更に少なくと
も一つの添加成分を約０．１wt%まで含む、請求項１５記載の銅ベース合金。 - 【請求項１９】 引っ張り強度が８０ksiを超え、ソフト焼き戻しで電気伝導
率が９０％Ｉ.Ａ.Ｃ.Ｓ.より大きく、強度×電気伝導率ファクターが７４００よ
りも大きく、１８０度でのバッドウェイMBR/tが２．０以下で、１８０度でのグ
ッドウェイMBR/tが０．５、及び、９０度でのバッドウェイMBR/tが０．５以下で
、９０度でのグッドウェイMBR/tが約０である、請求項１５記載の銅ベース合金
。 - 【請求項２０】 銅ベース合金であって、マグネシウムを約０．０１〜約０．
２５wt%、燐を約０．０１〜約０．２wt%、鉄を約０．０５wt%まで、ニッケル、
コバルト、及びこれらの混合物から選択される添加物を約０．２wt%まで含み、
残部が銅及び不可避不純物であるとともに、前記合金は、前記マグネシウムの燐
に対する比が約１．０より大きいことを特徴とする銅ベース合金。 - 【請求項２１】 更に、錫、シリコン、及びこれらの混合物から選択される添
加物を約０．２wt%まで含み、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、チタ
ン、ジルコニウム、及びこれらの任意混合物から選択される添加物を約０．１wt
%まで含む、請求項２０記載の銅ベース合金。 - 【請求項２２】 ニッケル、コバルト及びこれらの混合物から選択される前記
添加物は、約０．１１〜約０．２０wt%の範囲にある、請求項２０記載の銅ベー
ス合金。 - 【請求項２３】 銅ベース合金であって、マグネシウムを約０．００５wt%か
ら最大約０．０６wt%、燐を約０．００５wt%〜最大約０．０５wt%、鉄を約０．
０５wt%未満、ニッケル、コバルト、及びこれらの混合物から選択される添加物
を約０．２wt%まで含み、残部が銅及び不可避不純物であるとともに、前記合金
は、マグネシウムの燐に対する比が最小で１．０であることを特徴とする銅ベー
ス合金。 - 【請求項２４】 前記マグネシウムの燐に対する比が１．０より大きい、請求
項２３記載の銅ベース合金。 - 【請求項２５】 ニッケル、コバルト及びこれらの混合物から選択される前記
添加物は、約０．１１〜約０．２０wt%の範囲にある、請求項２３記載の銅ベー
ス合金。 - 【請求項２６】 更に、錫、シリコン、及びこれらの混合物から選択される添
加物を約０．２wt%まで含み、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、クロム、チタ
ン、ジルコニウム、及びこれらの任意混合物から選択される添加物を約０．１wt
%まで含む、請求項２３記載の銅ベース合金。 - 【請求項２７】 電気伝導率が少なくとも９０％ＩＡＣＳで、引っ張り強度が
８０ksiである銅ベース合金の製造方法であって、 実質的に、マグネシウムを約０．１〜約０．２５ｗｔ％、リンを約０．０１〜
約０．２ｗｔ％、銀を約０．００１〜約０．１ｗｔ％、鉄を約０．０１〜０．２
５ｗｔ％含み、残部が銅及び不可避不純物である合金を鋳造するステップと、 マグネシウム燐化物パーティクルが約５００〜約２０００オングストロームで
存在し、かつ約１０００〜約２０００オングストロームの粗粒鉄燐化物パーティ
クルと、約２５０〜約６００オングストロームの細粒鉄燐化物パーティクルが形
成されるように前記鋳造された合金を熱処理するステップと、を有する方法。 - 【請求項２８】 前記熱処理ステップは、少なくとも一回、前記鋳造された合
金を焼き入れして前記合金を約１２００°F〜１６００°Fの範囲で少なくとも１
時間均質化する、請求項２７記載の方法。 - 【請求項２９】 前記熱処理ステップは、前記鋳造された合金を約１２００°
F〜１６００°Fで熱間加工するステップを含む、請求項２７記載の方法。 - 【請求項３０】 前記熱処理ステップは、更に、前記合金をフィニッシュゲー
ジに冷間加工するステップを含み、前記冷間加工するステップは、約７００°F
〜約１２００°Fの温度範囲で１〜２０時間行われる中間アニーリングを少なく
とも１回含んだマルチプル冷間圧延ステップを実行することを含む、請求項２９
記載の方法。 - 【請求項３１】 更に、前記各アニーリングの後に前記合金に一時間あたり２
０〜２００°Fの穏やかな冷却を行い、かつ、フィニッシュゲージで約３００°F
〜約７５０°Fにて少なくとも１時間応力除去アニーリングを前記合金に対して
行うことを特徴とする、請求項３０記載の方法。 - 【請求項３２】 電気伝導率が少なくとも９０％ＩＡＣＳで引っ張り強度が８
０ksiである銅ベース合金の製造方法であって、 実質的に、マグネシウムを約０．０７〜約０．２５ｗｔ％、リンを約０．０１
〜約０．２ｗｔ％、ニッケル、コバルト、及びこれらの混合物から選択される少
なくとも一つの成分を約０．２wt%までの実効量、鉄を約０．５wt%まで含み、残
部が銅及び不可避不純物である合金であってマグネシウムの燐に対する比が少な
くとも１．０である合金を鋳造するステップと、 約５００〜約２０００オングストロームで前記合金のマトリクスに均一に分散
されたマグネシウム燐化物パーティクルが形成されるように前記鋳造された合金
を熱処理するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項３３】 前記熱処理ステップは、少なくとも一回、前記鋳造された合
金を焼き入れして前記合金を約１２００°F〜１６００°Fの範囲で少なくとも１
時間均質化するステップを含む、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３４】 前記熱処理ステップは、約１２００°F〜約１６００°Fで前
記合金を熱間加工するステップを含む、請求項３２記載の方法。 - 【請求項３５】 前記熱処理ステップは、更に、前記合金をフィニッシュゲー
ジに冷間加工するステップを含み、前記冷間加工するステップは、約７００°F
〜約１２００°Fの温度範囲で１〜２０時間行われる中間アニーリングを少なく
とも１回含んだマルチプル冷間圧延ステップを実行することを含む、請求項３２
記載の方法。 - 【請求項３６】 更に、前記各アニーリングの後に前記合金に一時間あたり２
０〜２００°Fの穏やかな冷却を行い、かつ、フィニッシュゲージで約３００°F
〜約７５０°Fにて少なくとも１時間応力除去アニーリングを前記合金に対して
行うことを特徴とする、請求項３５記載の方法。 - 【請求項３７】 マグネシウムを約０．０１〜約０．２５wt%、燐を約０．０
１wt%〜約０．２wt%、銀を約０．００１wt%〜約０．１wt%、鉄を約０．０５〜約
０．２５wt%、ニッケル、コバルト及び/またはこれらの混合物から選択される第
１の添加物を約０．０５wt%〜約０．２wt%、ホウ素、ベリリウム、カルシウム、
クロム、チタン、ジルコニウム及びこれらの任意混合物のいずれかから選択され
る第２の添加物を約０．１wt%まで、シリコン、錫、及びこれらの混合物から選
択される第３の添加物を約０．２wt%まで含み、残部が銅及び不可避不純物であ
る銅ベース合金。
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