JP2017532436A - Electrical connection member - Google Patents

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Abstract

銅−亜鉛合金を含む電気接続部材。前記銅−亜鉛合金は、(重量%で)Zn 28.0から36.0%、Si 0.5から1.5%、Mn 1.5から2.5%、Ni 0.2から1.0%、Al 0.5から1.5%、Fe 0.1から1.0%、任意でさらに、Pb 最大0.1%まで、任意でさらに、P 最大0.1%まで、任意でさらに、S 0.08%まで、残部Cuおよび不可避な不純物からなる。本発明によれば、マトリックス中に、鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物が介在している。構造はαマトリックスからなっており、その中に、5から45体積%までのβ相ならびに20体積%までの鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物の介在物が含まれている。さらに、前記構造中に、柱状形を有する前記鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物ならびに球状形態を有する鉄−ニッケル富化混合珪化物が存在する。An electrical connection member containing a copper-zinc alloy. The copper-zinc alloy comprises (by weight) Zn 28.0-36.0%, Si 0.5-1.5%, Mn 1.5-2.5%, Ni 0.2-1.0. %, Al 0.5 to 1.5%, Fe 0.1 to 1.0%, optionally further Pb up to 0.1%, optionally further P up to 0.1%, optionally further Up to 0.08% S, the balance is Cu and inevitable impurities. According to the present invention, an iron-nickel-manganese-containing mixed silicide is present in the matrix. The structure consists of an alpha matrix, which contains 5 to 45 volume% beta phase and up to 20 volume% iron-nickel-manganese containing mixed silicide inclusions. Furthermore, the iron-nickel-manganese-containing mixed silicide having a columnar shape and the iron-nickel enriched mixed silicide having a spherical shape are present in the structure.

Description

本発明は、請求項1の前文による銅−亜鉛合金を含む、電気接続部材に関する。   The invention relates to an electrical connection member comprising a copper-zinc alloy according to the preamble of claim 1.

安全性、快適性および性能のための多くの新しい自動車用アプリケーションは、電子機能および電子部品の適切な使用によってのみ実現される。コネクタおよびそれに使用する材料に対する要求が高まることにより、近年、高性能銅合金へ向かう傾向が見られる。これらの析出硬化性銅材料は、高い機械的強度、高い伝導性および良好な変形性に優れている。Cu高性能合金の第一世代、例えば20MS/mを少し超える導電率を有するCuNi3SiMg、から始まって、高い強度と高い伝導率という特性の組み合わせをさらに最適化しなくてはならなかった。   Many new automotive applications for safety, comfort and performance are realized only through the proper use of electronic functions and electronic components. Due to the increasing demand for connectors and the materials used therefor, in recent years there has been a trend towards high performance copper alloys. These precipitation-hardening copper materials are excellent in high mechanical strength, high conductivity, and good deformability. Starting with the first generation of Cu high performance alloys, such as CuNi3SiMg, which has a conductivity slightly above 20 MS / m, the combination of properties of high strength and high conductivity had to be further optimized.

この方向への一歩は、まず、例えば46MS/mと610MPaまでの強度を有するCuCrAgFeTiSi系に基づく、析出硬化型銅合金を開発することであった。この合金の別の主要な利点は、200℃までの高い温度で使用中の材料の耐応力緩和特性が大変良好だということである。この合金型により、自動車、産業エレクトロニクスおよび電気通信の分野での用途をカバーすることができる。   One step in this direction was first to develop a precipitation hardened copper alloy based on the CuCrAgFeTiSi system, for example having a strength of 46 MS / m and up to 610 MPa. Another major advantage of this alloy is that the stress relaxation resistance of the material in use at temperatures as high as 200 ° C. is very good. This alloy mold can cover applications in the fields of automobiles, industrial electronics and telecommunications.

さらに、最大3μmの粒度を有する微細な組織構造に優れている青銅材料が使用される。これにより、すでに基本的に高い機械的強度が、大きく改善された成形特性と同時に得られる。明らかに改善された成形性の結果、加工者は、それに対応して狭い曲げ半径を実現することができる。同様に、改善された可撓性によって、成形領域内の粗さが標準青銅を使用した場合よりもはるかに小さくなる。したがって、後に続く被膜をより薄い膜厚で実施することができ、それにより、後加工の際に大幅な費用削減が達成できる。導電率は標準青銅と同じであり、約7.5から12MS/mである。   Furthermore, a bronze material having a fine structure with a maximum particle size of 3 μm is used. As a result, an essentially high mechanical strength can be obtained simultaneously with greatly improved molding properties. As a result of the clearly improved formability, the operator can correspondingly achieve a narrow bending radius. Similarly, the improved flexibility results in much less roughness in the molding area than when using standard bronze. Thus, subsequent coatings can be performed with a thinner film thickness, thereby achieving significant cost savings during post-processing. The conductivity is the same as standard bronze and is about 7.5 to 12 MS / m.

Ni−Co混合珪化物を有する他の析出硬化型CuNi1CoSi合金は、同様に、コネクタを効率的に小型化するのに非常に適している。この材料は、強度が高く、29MS/mという比較的良好な導電率と熱伝導性を有し、加工しやすい。   Other precipitation hardened CuNi1CoSi alloys with Ni-Co mixed silicides are also very suitable for efficiently miniaturizing connectors. This material is high in strength, has a relatively good conductivity of 29 MS / m and thermal conductivity, and is easy to process.

これらの記載された材料は、とりわけ、自動プレス加工機/曲げ機械での加工に適しているが、大きな費用を伴ってしか切削加工することができない。   These described materials are especially suitable for processing in automatic press / bending machines, but can only be machined with great expense.

切削によって製造されるコネクタ用ソケットおよびピンに非常に適している棒形状および針金形状の他の銅材料も、CuZn37Pb0.5、CuZn35Pb1、CuZn35Pb2、CuZn37Pb2、CuZn36Pb3およびCuZn39Pb3の合金を有する安価な黄銅材料の材料構成において公知であり、これらは、丸形コネクタの製造において要求が高い用途に使用される。 Other copper materials in the form of rods and wires that are very suitable for connector sockets and pins produced by cutting are also made of inexpensive brass materials with alloys of CuZn37Pb0.5, CuZn35Pb1, CuZn35Pb2, CuZn37Pb2, CuZn36Pb3 and CuZn39Pb3 Known in material construction, these are used for applications that are demanding in the manufacture of round connectors.

これらの場合、技術的な要求により、高い導電率、高い機械的強度ならびにこれら両特性を組み合わせて有する材料が使用される。したがって、CuPb1Pも、同時に約50MS/mの高い導電率を有する、他の1つの切削加工しやすい自動機械用材料である。これは、コネクタおよび他の電子的な用途に特に適している。   In these cases, materials having a combination of high conductivity, high mechanical strength and both of these properties are used due to technical requirements. Therefore, CuPb1P is another easy-to-cut material for automatic machines having a high conductivity of about 50 MS / m at the same time. This is particularly suitable for connectors and other electronic applications.

前記固溶体硬化型合金に加えて、他の析出硬化型材料により合金範囲は完成する。これには、例えば、高い強度、少なくとも32MS/mの良好な伝導率ならびに良好な切削加工性を有する低合金銅材料としてのCuNi1Pb1PおよびCuNiPb0.5Pが属している。この材料は、そのPb含分により、電気工学および電子工学において切削加工により製造されるコンセントに特に適している。   In addition to the solid solution hardening type alloy, the alloy range is completed by another precipitation hardening type material. This includes, for example, CuNi1Pb1P and CuNiPb0.5P as low alloy copper materials with high strength, good conductivity of at least 32 MS / m and good machinability. This material is particularly suitable for electrical outlets manufactured by cutting in electrical and electronic engineering due to its Pb content.

スズ含分、亜鉛含分および鉛含分がそれぞれ4%である多成分スズ青銅CuSn4Zn4Pb4Pでも、相応のばね特性を伴った高い強度を設定することができる。このスズ青銅は、冷間加工しやすく、素晴らしく切削加工できる。特別な使用分野は、弾性のある電子接触子である。   Even with multi-component tin bronze CuSn4Zn4Pb4P having a tin content, a zinc content, and a lead content of 4%, high strength with appropriate spring characteristics can be set. This tin bronze is easy to cold work and can be cut wonderfully. A special field of use is elastic electronic contacts.

合金開発に際して、その間常に考慮しなくてはならないのは、様々な環境規定と物質制限である。そのために、コネクタに適した特性の組み合わせに優れた、代わりのまたは追加の合金については別の開発可能性が生じる。その際、物性の他に、とりわけ、良好な加工性が重要な役を演じる。   In developing an alloy, various environmental regulations and material restrictions must always be taken into consideration. This creates another development possibility for alternative or additional alloys that excel in the combination of properties suitable for the connector. In this case, in addition to the physical properties, particularly, good workability plays an important role.

本発明は、鉛が少ない、もしくは鉛を含まない銅合金からなる電気接続部材を発展させることである。   The present invention is to develop an electrical connection member made of a copper alloy containing less lead or containing no lead.

本発明は、請求項1に記載の特徴により示される。他の従属請求項は、本発明の好適な形態および発展形態を示している。   The invention is indicated by the features of claim 1. Other dependent claims show preferred forms and developments of the invention.

本発明は、銅−亜鉛合金を含む電気接続部材の構造についての技術的教示を包含する。この銅−亜鉛合金は、(重量%で)
Zn 28.0から36.0%、
Si 0.5から1.5%、
Mn 1.5から2.5%、
Ni 0.2から1.0%、
Al 0.5から1.5%、
Fe 0.1から1.0%、
任意でさらに、Pb 最大0.1%まで、
任意でさらに、P 最大0.1%まで、
任意でさらに、S 0.08%まで、
残部Cuおよび不可避な不純物
からなる。
本発明によれば、マトリックス中に、鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物が介在している。構造はαマトリックスからなっており、その中に、5から45体積%までのβ相ならびに20体積%までの鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物の介在物が含まれている。さらに、前記構造中に、柱状形を有する前記鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物ならびに球状形態を有する鉄−ニッケル富化混合珪化物が存在する。
The present invention includes technical teachings on the structure of electrical connection members comprising a copper-zinc alloy. This copper-zinc alloy is (by weight)
Zn 28.0 to 36.0%,
Si 0.5 to 1.5%,
Mn 1.5 to 2.5%,
Ni 0.2 to 1.0%,
Al 0.5 to 1.5%,
Fe 0.1 to 1.0%,
Optionally further Pb up to 0.1%,
Optionally further P up to 0.1%,
Optionally further up to S 0.08%,
It consists of the balance Cu and inevitable impurities.
According to the present invention, an iron-nickel-manganese-containing mixed silicide is present in the matrix. The structure consists of an alpha matrix, which contains 5 to 45 volume% beta phase and up to 20 volume% iron-nickel-manganese containing mixed silicide inclusions. Furthermore, the iron-nickel-manganese-containing mixed silicide having a columnar shape and the iron-nickel enriched mixed silicide having a spherical shape are present in the structure.

驚くべきことに、本発明による合金組成が電気接続部材に適していることが明らかになった。従来、このような合金の使用は、本出願人の独国特許出願公開公報第102007029991号によれば、内燃機関、変速装置または油圧ユニットにおける摺動部材の用途のためにのみ予定されていた。この公開公報の内容は、全面的に本明細書に含まれている。このような異なる用途により、特別な使用目的のために最適化された特性の組み合わせの他の目的が追求される。エンジンでの適用に関しては、十分な靭性特性と同時に、強度、構造の温度安定性および複合的な耐摩耗性を高めることからなる特性の組み合わせである。   Surprisingly, it has been found that the alloy composition according to the invention is suitable for electrical connection members. Heretofore, the use of such alloys has been scheduled only for the use of sliding members in internal combustion engines, transmissions or hydraulic units, according to the Applicant's German Patent Application Publication No. 102007029991. The contents of this publication are fully incorporated herein. With such different applications, other objectives of the combination of properties optimized for a particular application purpose are pursued. For engine applications, it is a combination of properties consisting of increasing the strength, temperature stability of the structure and combined wear resistance as well as sufficient toughness properties.

それに対して、本発明は、特に連続または半連続の連続鋳造法によって製造することができる、鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物が介在した銅−亜鉛合金を含む電気接続部材を提供するという考察から出発している。混合珪化物の形成および構造の形成により、前記銅−亜鉛合金は、この材料群では大変高い導電率を有する。   In contrast, the present invention provides an electrical connection member comprising a copper-zinc alloy intercalated with an iron-nickel-manganese-containing mixed silicide, which can be produced by a continuous or semi-continuous continuous casting method. Departs from. Due to the formation of mixed silicides and formation of the structure, the copper-zinc alloy has a very high conductivity in this material group.

また、前記合金は高い硬度値と強度値を有しているにも関わらず、引張試験における破断伸び値により表される延性は必要な程度に保証されている。この特性の組み合わせにより、本発明の対象が、例えば丸形コネクタ、プラグ装置、電気端子、また任意にはこれらで螺子継手を有するもののような、電気接続部材として特に適していると証明される。   Moreover, although the said alloy has a high hardness value and a strength value, the ductility represented by the breaking elongation value in the tensile test is guaranteed to a necessary level. This combination of properties proves that the subject of the invention is particularly suitable as an electrical connection member, such as, for example, round connectors, plug devices, electrical terminals, and optionally those with screw joints.

合金の鋳造で先行する製造工程では、まず、鉄とニッケルを多く含む混合珪化物の初期析出が行なわれる。これらの析出物はさらに成長して、しばしば柱状形の、かなりの大きさを有する鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物を形成することができる。さらにまた、かなりの割合がむしろ小さく球状形態で残り、マトリックス中で微細に分散して存在する。この微細に分散した珪化物は、β相を安定化させる根拠とみなされる。特に、合金は冷間加工の際に高い延性を有する。このことは、電気接続部材において、通常は材料が強く塑性変形させられる圧着の場合に、特に重要である。したがって、材料中に亀裂が生じることなく、ほぼ任意の変形度の下にフランジング、圧着または折り曲げ加工が可能である。   In the manufacturing process that precedes the casting of an alloy, first, an initial precipitation of a mixed silicide containing a large amount of iron and nickel is performed. These precipitates can be further grown to form iron-nickel-manganese-containing mixed silicides that are often columnar and of considerable size. Furthermore, a significant proportion remains rather in a small spherical form and exists in a finely dispersed manner in the matrix. This finely dispersed silicide is regarded as the basis for stabilizing the β phase. In particular, the alloy has high ductility during cold working. This is particularly important in the case of pressure bonding in which the material is usually strongly plastically deformed in the electrical connection member. Therefore, flanging, crimping or bending can be performed under almost any degree of deformation without causing cracks in the material.

特に、前記材料は、切削加工により製造される電気接続部材にも適している。良好な切削加工性は、すでに、5体積%のβ相により得られる。より高い含有量に関しては、β相が45体積%までは、望ましいことに短い切削片を形成することにより、切削加工過程での切削片形成も改善する。5体積%より小さいβ相含分では、切削加工率を高くするための自動機械用材料として使用する際の切削加工性は、もはや満足できるものではない。45体積%を超えるβ相含有量では、材料の靭性および構造の温度安定性が悪化することが明らかである。それぞれの製造方法からの合金の最終状態は、αマトリックスからなる構造中に島状に介在するβ相になる。β相からなるこのような島々は、合金の切削加工性と耐食性にとって特に有利である。   In particular, the material is also suitable for an electrical connection member manufactured by cutting. Good machinability is already obtained with 5% by volume of β phase. For higher contents, up to 45% by volume of the β phase also improves the formation of the cut pieces during the cutting process, desirably by forming short cut pieces. When the β phase content is less than 5% by volume, the machinability when used as a material for an automatic machine for increasing the machining rate is no longer satisfactory. It is clear that the β phase content exceeding 45% by volume deteriorates the toughness of the material and the temperature stability of the structure. The final state of the alloy from each manufacturing method becomes a β phase interspersed in an island shape in the structure made of the α matrix. Such islands consisting of β-phase are particularly advantageous for the machinability and corrosion resistance of the alloy.

しかし、切削加工された表面の特に高い表面品質は、特に10から25体積%のβ相含分により得られる。前記の5から45体積%のβ相の体積範囲でも、比較的少ない工具摩耗しか生じないので、工具がそれに応じて長い寿命を有し、それによって工具費が削減される。鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物の含分が20体積%を超えると硬度の上昇が大きくなるので、材料が、有利な特性の組み合わせのバランスを損なうことになる。   However, a particularly high surface quality of the machined surface is obtained, in particular with a 10 to 25 volume% β-phase content. Even in the 5 to 45 vol% β phase volume range mentioned above, relatively little tool wear occurs, so that the tool has a correspondingly long life, thereby reducing tool costs. If the content of the iron-nickel-manganese-containing mixed silicide exceeds 20% by volume, the increase in hardness becomes large, so that the material impairs the balance of advantageous property combinations.

材料の耐応力緩和特性もまた、特に強調すべきであり、これにより、電気接続部材の弾性が維持されたままになる。 The stress relaxation properties of the material should also be particularly emphasized so that the elasticity of the electrical connection member remains maintained.

したがって、本発明による合金の特別な利点は、十分な靭性特性と同時に、強度、構造の温度安定性および導電性を高めるという形での、使用目的に最適化された特性の組み合わせに基づいている。   The particular advantage of the alloys according to the invention is therefore based on a combination of properties optimized for the intended use, in the form of increased strength, structural temperature stability and electrical conductivity, as well as sufficient toughness properties. .

さらに、本特許請求された材料の解決手段では、慣用の合金に対して置き換えられた鉛含有量に基づき、環境に優しい鉛不含の代替合金の必要性が考慮されている。その上、この材料は、硬度と強度が高く要求されているにも関わらず必要な程度の可塑性が重要とされている特別な用途に使用されることが予定されている。   Furthermore, the claimed material solutions take into account the need for an environmentally friendly lead-free alternative alloy based on the lead content replaced with conventional alloys. In addition, this material is expected to be used in special applications where the required degree of plasticity is important despite the high demands on hardness and strength.

本発明の好適な実施様態では、前記銅−亜鉛合金は、
Zn 30.0から36.0%、
Si 0.6から1.1%、
Mn 1.5から2.2%、
Ni 0.2から0.7%、
Al 0.5から1.0%、
Fe 0.3から0.5%
を含んでいてよい。
限界値がより狭い範囲になることにより、特に好適な合金組成が選択される。これにより、靭性特性および導電性が、場合により応力除去焼鈍で終えることにより、さらに一層改善される。有利には、終わりの応力除去焼鈍は、300℃から400℃で3から4時間に亘って行なわれる。
In a preferred embodiment of the present invention, the copper-zinc alloy is
Zn 30.0 to 36.0%,
Si 0.6 to 1.1%,
Mn 1.5 to 2.2%,
Ni 0.2 to 0.7%,
Al 0.5 to 1.0%,
Fe 0.3 to 0.5%
May be included.
A particularly suitable alloy composition is selected when the limit value is in a narrower range. This further improves the toughness properties and conductivity, possibly by finishing with stress relief annealing. Advantageously, the final stress relief annealing is performed at 300 ° C. to 400 ° C. for 3 to 4 hours.

本発明の別の好適な実施様態では、銅−亜鉛合金はZn33.5から36.0%を含有してよい。このように亜鉛含有量がさらに多くても、依然として、電気接続部材に必要な靭性特性と良好な導電性は実現される。亜鉛含有量を出来るだけ大きくすることにより、他の元素の含分、特に銅含分は、それに応じて削減される。その結果、この合金では、安価な亜鉛の含分を大きくすることにより、それに応じて低い金属価格になる。   In another preferred embodiment of the present invention, the copper-zinc alloy may contain 33.5 to 36.0% Zn. Thus, even if the zinc content is higher, the toughness characteristics and good conductivity required for the electrical connecting member are still realized. By increasing the zinc content as much as possible, the content of other elements, in particular the copper content, is reduced accordingly. As a result, this alloy has a lower metal price by increasing the inexpensive zinc content accordingly.

好適には、前記合金の導電率は少なくとも5.8MS/mでよい。特に有利な導電率は少なくとも10MS/mから、13MS/mを超えるまでである。これらの値は、例えば鉛含有黄銅のような比較可能な材料によっては得られない。13MS/mを超える値でさえ、適切な後処理工程により設定することができる。   Suitably, the conductivity of the alloy may be at least 5.8 MS / m. A particularly advantageous conductivity is from at least 10 MS / m to over 13 MS / m. These values are not obtained with comparable materials such as lead-containing brass. Even values exceeding 13 MS / m can be set by appropriate post-processing steps.

好適には、5から45体積%までのβ相ならびに20体積%までの鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物の介在物が含まれているαマトリックスからなる構造が、少なくとも1つの熱間加工工程および/または冷間加工工程および任意で他の焼鈍工程を含む後加工の後に形成されていてよい。αマトリックス中の異なるサイズ分布のβ介在物と硬質相により、この合金では、接続部材を製造するのに十分な靭性特性と共に、構造の好適な温度安定性が保証されている。   Preferably, the structure consisting of an alpha matrix containing inclusions of 5 to 45% by volume of beta phase and 20% by volume of iron-nickel-manganese containing mixed silicides is at least one hot working step. And / or may be formed after post-processing including cold working steps and optionally other annealing steps. Due to the different inclusion sizes of β inclusions and the hard phase in the α matrix, this alloy guarantees a suitable temperature stability of the structure as well as toughness properties sufficient to produce a connecting member.

後加工のために、前記合金は、好適にはその後加工の際に以下の工程を経ていてよい:
−600から800℃までの温度範囲での押出成形または熱間圧延工程、
−少なくとも1つの冷間加工工程、有利には延伸または冷間圧延工程。
For post-processing, the alloy may preferably undergo the following steps during subsequent processing:
An extrusion or hot rolling process in the temperature range from −600 to 800 ° C.,
At least one cold working step, preferably a drawing or cold rolling step.

また、本発明の有利な実施様態では、前記合金は、その後加工の際に以下の工程を経ていてよい:
−600から800℃までの温度範囲での押出成形または熱間圧延工程、
−少なくとも1つの冷間加工工程、有利には延伸または冷間圧延工程、と、少なくとも1つの250から700℃までの温度範囲での、有利には20分から5時間の焼鈍時間の、焼鈍工程とを組み合わせた工程。延伸による冷間加工工程と、1つ又は複数の、250から700℃までの温度範囲での丸形線材、異形線材、丸形棒材、異形棒材、中空棒材および管材の形状をした原材料の焼鈍工程とを組み合わせることにより、不均一系構造の微細な分布を生じることができる。このようにして、導電性の改善に対する要求がかなえられる。
Also, in an advantageous embodiment of the invention, the alloy may undergo the following steps during subsequent processing:
An extrusion or hot rolling process in the temperature range from −600 to 800 ° C.,
At least one cold working step, preferably a drawing or cold rolling step, and at least one annealing step in the temperature range from 250 to 700 ° C., preferably from 20 minutes to 5 hours, Process that combines. Cold working process by drawing and one or more raw materials in the shape of round wire, deformed wire, round bar, deformed bar, hollow bar and tube in the temperature range from 250 to 700 ° C By combining with the annealing step, a fine distribution of a heterogeneous structure can be produced. In this way, a need for improved conductivity is met.

β相含分の量および分布と、構造の温度安定性との関連も、特に興味深いものである。しかし、この体心立方結晶型が、前記銅−亜鉛合金中で必要不可欠な強度上昇機能を担っているので、β含有量の最小化が専ら関心の的となることはなかった。押出成形または熱間圧延/延伸または冷間圧延/中間焼鈍の製造順序により、高い強度に加えて、さらに十分な温度安定性、延性および良好な導電性を有するように、銅−亜鉛合金の構造をその位相分布において変性することができる。   The relationship between the content and distribution of the β phase content and the temperature stability of the structure is also of particular interest. However, since this body-centered cubic crystal type has an indispensable function of increasing the strength in the copper-zinc alloy, minimization of the β content has never been the focus of attention. The structure of the copper-zinc alloy so that in addition to high strength, the production sequence of extrusion or hot rolling / stretching or cold rolling / intermediate annealing has more sufficient temperature stability, ductility and good conductivity. Can be modified in its phase distribution.

有利な実施様態では、前記後加工において、成形加工の後に、少なくとも1つの、250から450℃までの温度範囲かつ有利には2から5時間の焼鈍時間での応力除去焼鈍工程が続くことができる。   In an advantageous embodiment, in the post-processing, the forming process can be followed by at least one stress relief annealing step in the temperature range from 250 to 450 ° C. and preferably with an annealing time of 2 to 5 hours. .

製造過程において、1つ又は複数の応力除去焼鈍工程によって内部応力の高さを減少させる必要性がある。内部応力の低下は、構造の十分な温度安定性を保証し、かつ電気接続部材の前身製品としての丸形線材、異形線材、丸形棒材、異形棒材、中空棒材および管材の十分な真直性を確実にするためにも重要である。   In the manufacturing process, there is a need to reduce the height of the internal stress by one or more stress relief annealing steps. The decrease in internal stress guarantees sufficient temperature stability of the structure and is sufficient for the round wire, deformed wire, round bar, deformed bar, hollow bar and tube as the predecessor product of the electrical connection member. It is also important to ensure straightness.

本発明の他の実施例を、表により詳しく説明する。これは、検査によれば、最も良好であるとみなされた実施様態である。しかし、これとは異なる他の実施様態も、本発明の枠内では、同様に、本発明の利点を得るのに適している。     Other embodiments of the invention are described in more detail in the table. This is the embodiment that was considered the best according to the test. However, other embodiments different from this are equally suitable for obtaining the advantages of the present invention within the framework of the present invention.

本発明による銅−亜鉛合金の鋳造ボルトを、連続鋳造もしくは金型鋳造により製造した。合金1の連続鋳造品の化学組成および合金2と3の金型鋳造品の化学組成は、表1から読み取れる。   The copper-zinc alloy cast bolt according to the present invention was manufactured by continuous casting or die casting. The chemical composition of the continuous casting of alloy 1 and the chemical composition of the mold castings of alloys 2 and 3 can be read from Table 1.

Figure 2017532436
Figure 2017532436

製造順序1:
・ 合金1からなる鋳造ボルトを、670〜770℃の温度で押出成形して管材にする
・ 冷間加工/中間焼鈍(630〜700℃/50分〜3時間)/調整/応力除去焼鈍(300〜400℃/3時間)の組み合わせ
Manufacturing order 1:
・ Casting bolt made of alloy 1 is extruded at a temperature of 670 to 770 ° C. to form a tube material. ・ Cold processing / intermediate annealing (630 to 700 ° C./50 minutes to 3 hours) / adjustment / stress relief annealing (300 ~ 400 ° C / 3 hours)

製造を終了した後、(30.1×24.7)mmの寸法を有する前記管材の構造特性値、導電率および機械的特性は、表2の数値に示されている水準にある。   After the production is finished, the structural property values, conductivity and mechanical properties of the pipe material having dimensions of (30.1 × 24.7) mm are at the levels shown in the numerical values of Table 2.

Figure 2017532436
Figure 2017532436

製造順序2:
・ 合金1からなる鋳造ボルトを、650〜750℃の温度で押出成形して丸形棒材にする
・ 冷間加工/焼鈍(630〜720℃/50分〜4時間)/調整/応力除去焼鈍(300〜450℃/2〜4時間)の組み合わせ
Manufacturing order 2:
-Cast bolt made of alloy 1 is extruded at a temperature of 650-750 ° C to form a round bar- Cold work / annealing (630-720 ° C / 50 minutes to 4 hours) / adjustment / stress relief annealing (300-450 ° C / 2-4 hours) combination

製造を終了した後、13.40mm、16.35mmおよび45.50mmの直径を有する前記丸形棒材の構造特性値、導電率および機械的特性は、表3の数値に示されている水準にある。   After the production is finished, the structural property values, conductivity and mechanical properties of the round bars having diameters of 13.40 mm, 16.35 mm and 45.50 mm are at the levels indicated in the numerical values in Table 3. is there.

Figure 2017532436
Figure 2017532436

製造順序3:
・ 合金2と3からなる鋳造ブロックを、650〜730℃の温度で熱間圧延して圧延板にする
・ 15から25%の変形度で前記板を冷間圧延する
場合により応力除去焼鈍(300〜450℃/2〜4時間)を伴う
それぞれの工程の間に追加で、場合によりさらに表面をフライス加工する
Manufacturing order 3:
-A cast block made of alloys 2 and 3 is hot-rolled into a rolled plate at a temperature of 650-730 ° C.-Stress-relief annealing (300) when the plate is cold-rolled at a degree of deformation of 15 to 25%. Additional milling of the surface, optionally further between each step with ~ 450 ° C / 2-4 hours)

Figure 2017532436
Figure 2017532436

製造順序4:
・ 合金2と3からなる鋳造ブロックを、650〜730℃の温度で熱間圧延して圧延板にする
・ 焼鈍(650℃/3時間)と、場合により応力除去焼鈍(300〜450℃/2〜4時間)を伴った、15から25%の変形度での前記板の冷間圧延とを組み合わせる
それぞれの工程の間に追加で、場合によりさらに表面をフライス加工する
Manufacturing order 4:
-A cast block made of alloys 2 and 3 is hot-rolled into a rolled sheet at a temperature of 650-730 ° C-Annealing (650 ° C / 3 hours) and optionally stress-relieving annealing (300-450 ° C / 2) Additional and optionally further milling of the surface between each step in combination with cold rolling of the plate at a degree of deformation of 15 to 25% with ~ 4 hours)

Figure 2017532436
Figure 2017532436

製造順序5:
・ 合金2と3からなる鋳造ブロックを、650〜730℃の温度で熱間圧延して圧延板にする
・ 15から65%の変形度での前記板の冷間圧延/焼鈍(630〜720℃/50分〜4時間)を組み合わせる
それぞれの工程の間に追加で、場合によりさらに表面をフライス加工する
Manufacturing order 5:
-A cast block made of alloys 2 and 3 is hot rolled at a temperature of 650-730 ° C to make a rolled plate-Cold rolling / annealing of the plate at a degree of deformation of 15-65% (630-720 ° C) / 50 minutes to 4 hours) in addition between each step, optionally further milling the surface

Figure 2017532436
Figure 2017532436

特に、導電率についての特性値は、製造順序5により製造された合金2および3の形式においては、追加で実施された250から450℃の温度での応力除去焼鈍によりさらに高めることができる。   In particular, the characteristic value for the conductivity can be further increased in the form of alloys 2 and 3 produced according to production sequence 5, by an additional stress relief annealing at a temperature of 250 to 450 ° C.

前記実施例に関して強調すべきは、5つの製造順序全てにおいて、β含有量は5〜20%にあるということである。他の検査では、有利にはβ含有量は5〜30%であることが示されている。製造の最終状態で島状の、αマトリックスからなる構造中に介在するβ相の形成は、この場合やや異なる形で現れるかもしれない。β相の含有量が一層少なくなれば、むしろ互いに孤立する島々が生じ、それらが、極端な場合には、αマトリックスの結晶子に対して一種の充填物を形成するかもしれない。   It should be emphasized with respect to the above examples that in all five production sequences, the β content is between 5 and 20%. Other tests have shown that the β content is preferably 5-30%. The formation of the β phase intervening in the structure of the α matrix, which is island-like in the final state of manufacture, may appear in a slightly different way in this case. If the β-phase content is further reduced, islands that are isolated from each other are formed, and in extreme cases, they may form a kind of packing for the α-matrix crystallites.

Claims (10)

(重量%で)
Zn 28.0から36.0%、
Si 0.5から1.5%、
Mn 1.5から2.5%、
Ni 0.2から1.0%、
Al 0.5から1.5%、
Fe 0.1から1.0%、
任意でさらに、Pb 最大0.1%まで、
任意でさらに、P 最大0.1%まで、
任意でさらに、S 0.08%まで、
残部Cuおよび不可避な不純物
からなる銅−亜鉛合金を含む、電気接続部材において、
−マトリックス中に、鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物が介在しており、
−構造がαマトリックスからなっており、その中に、5から45体積%までのβ相ならびに20体積%までの鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物の介在物が含まれており、
−前記構造中に、柱状形を有する前記鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物ならびに球状形態を有する鉄−ニッケル富化混合珪化物が存在する
ことを特徴とする、電気接続部材。
(In weight%)
Zn 28.0 to 36.0%,
Si 0.5 to 1.5%,
Mn 1.5 to 2.5%,
Ni 0.2 to 1.0%,
Al 0.5 to 1.5%,
Fe 0.1 to 1.0%,
Optionally further Pb up to 0.1%,
Optionally further P up to 0.1%,
Optionally further up to S 0.08%,
In an electrical connection member comprising a copper-zinc alloy composed of the balance Cu and inevitable impurities,
-An iron-nickel-manganese-containing mixed silicide is present in the matrix,
The structure consists of an α matrix, which contains 5 to 45% by volume of β phase and up to 20% by volume of iron-nickel-manganese containing mixed silicide inclusions;
An electrical connection member characterized in that the iron-nickel-manganese-containing mixed silicide having a columnar shape and the iron-nickel-rich mixed silicide having a spherical shape are present in the structure.
以下を特徴とする、請求項1に記載の電気接続部材:
Zn 30.0から36.0%、
Si 0.6から1.1%、
Mn 1.5から2.2%、
Ni 0.2から0.7%、
Al 0.5から1.0%、
Fe 0.3から0.5%。
The electrical connection member according to claim 1, characterized by:
Zn 30.0 to 36.0%,
Si 0.6 to 1.1%,
Mn 1.5 to 2.2%,
Ni 0.2 to 0.7%,
Al 0.5 to 1.0%,
Fe 0.3 to 0.5%.
以下を特徴とする、請求項2に記載の電気接続部材:
Zn 33.5から36.0%。
The electrical connection member according to claim 2, characterized by:
Zn 33.5 to 36.0%.
前記合金の導電率が、少なくとも5.8MS/m以上であることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の電気接続部材。   The electrical connection member according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrical conductivity of the alloy is at least 5.8 MS / m or more. 前記合金の導電率が、少なくとも10MS/m以上であることを特徴とする、請求項4に記載の電気接続部材。   The electrical connection member according to claim 4, wherein the alloy has an electrical conductivity of at least 10 MS / m or more. 前記合金の導電率が、少なくとも13MS/m以上であることを特徴とする、請求項5に記載の電気接続部材。   The electrical connection member according to claim 5, wherein the electrical conductivity of the alloy is at least 13 MS / m or more. 5から45体積%までのβ相ならびに20体積%までの鉄−ニッケル−マンガン含有混合珪化物の介在物が含まれているαマトリックスからなる構造が、少なくとも1つの熱間加工工程および/または冷間加工工程および任意で他の焼鈍工程を含む後加工の後に形成されていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の銅−亜鉛合金からなる電気接続部材。   A structure consisting of an α matrix containing inclusions of 5 to 45% by volume of β phase and 20% by volume of iron-nickel-manganese containing mixed silicides is at least one hot working step and / or cold. The electrical connection member made of a copper-zinc alloy according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrical connection member is formed after post-processing including an inter-working step and optionally another annealing step. 前記合金は、その後加工の際に以下の工程を経たことを特徴とする、請求項7に記載の銅−亜鉛合金からなる電気接続部材:
−600から800℃までの温度範囲での押出成形または熱間圧延工程、
−少なくとも1つの冷間加工工程。
The electrical connection member comprising the copper-zinc alloy according to claim 7, wherein the alloy has undergone the following steps during subsequent processing:
An extrusion or hot rolling process in the temperature range from −600 to 800 ° C.,
At least one cold working step;
前記合金は、その後加工の際に以下の工程を経たことを特徴とする、請求項7に記載の銅−亜鉛合金からなる電気接続部材:
−600から800℃までの温度範囲での押出成形または熱間圧延工程、
−少なくとも1つの冷間加工工程と、少なくとも1つの250から700℃までの温度範囲での焼鈍工程とを組み合わせた工程。
The electrical connection member comprising the copper-zinc alloy according to claim 7, wherein the alloy has undergone the following steps during subsequent processing:
An extrusion or hot rolling process in the temperature range from −600 to 800 ° C.,
A combination of at least one cold working step and at least one annealing step in the temperature range from 250 to 700 ° C.
前記後加工において、成形加工の後に、少なくとも1つの250から450℃までの温度範囲での応力除去焼鈍工程が続くことを特徴とする、請求項8または9に記載の銅−亜鉛合金からなる電気接続部材。   10. The electricity comprising a copper-zinc alloy according to claim 8, wherein in the post-processing, the forming process is followed by at least one stress relief annealing process in a temperature range of 250 to 450 ° C. 10. Connection member.
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