JP2514234C

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Publication number: JP2514234C
Authority: JP
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Publication date: 1998-05-13

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ばね特性、熱間加工性、はんだ耐熱剥離性に及び導電率優れた端子
・コネクター用銅合金に関するものである。［従来の技術］従来、端子・コネクター用材料としては、黄銅やりん青銅等が使用されるのが
一般的である。黄銅は、成型加工性に優れているが、Ｚｎの含有量が多いため耐
応力腐蝕割れ性が劣り、導電率が２８％ＩＡＣＳと低いという欠点を持つ。また
りん青銅は、Ｓｎの含有量を多くすることにより優れた強度とばね限界値を得る
ことができるが、導電率が２５％ＩＡＣＳ以下と低く、耐熱性も悪いという欠点
を持っ。一方、近年の電気・電子機器の軽薄短小化のニーズに伴い、使用される部品も
小型化が進んでいる。これに対応して、端子・コネクターの電極間ピッチは近接
化し、電極数は増加し、電流容量が大きくなってきている。このため、従来の黄銅やりん青銅の端子・コネクターでは、導電率が低いので小型化しにくい、耐熱性が悪い、すなわちジュール熱の発生により接合部の嵌合力低下をきた
し、端子としての機能が劣化する、等の不都合を生じるようになってきた。従って、端子・コネクターの小型化・高密度化に伴う電流容量の増大に対応す
べく高導電性・高耐熱性を有し、且つ従来と同等以上の強度、ばね限界値、耐食
性特に耐応力腐食割れ性を有する端子・コネクター用材料が要望されている。［発明が解決しようとする課題］本発明は、上記に説明した端子・コネクター用銅合金の問題点を解決し、強度
と導電性に優れる端子・コネクター用銅合金を提供することを目的とする。［課題を解決するための手段］本発明の要旨は、Ｎｉ：０．４〜４．０ｗｔ％、Ｓｉ：０．１〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．０５〜０．５ｗｔ％（０．０５ｗｔ％は含まず）、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒのうち１種以上の元素を、それぞれ０．００１〜０．０１ｗ
ｔ％（０．０１ｗｔ％は含まず）を含有し、残部がＣｕと不可避的の不純物から
なることを特徴とするばね特性、熱間加工性、はんだ耐熱剥離性及び導電率に優
れた端子・コネクター用銅合金に存在する。［作用］本発明によれば、導電率および耐熱性に優れ、かつ、りん青銅並みの強度とば
ね限界値を有する端子・コネクター用銅合金を得ることができる。本発明に係る強度と導電性に優れる端子・コネクター用銅合金について、以下詳
細に説明する。（Ｎｉ；０．４〜４．０ｗｔ％）Ｎｉは、Ｓｉと共に添加することにより、Ｎｉ２Ｓｉを生成し、導電率と銅
合金の強度とを向上させることができる。しかし、後述するようにＳｉが０．１〜１．０ｗｔ％含有されていたとしても
、Ｎｉの含有量が０．４ｗｔ％未満では強度の向上は期待できない。また、４．
０ｗｔ％以上では、もはや強度の向上は限界に達し、さらに加工性が悪くなる。よ
ってＮｉ含有量は０．４〜４．０ｗｔ％とする。（Ｓｉ；０．１〜１．０ｗｔ％）Ｓｉは、上述のように、Ｎｉとともに化合物を形成して銅合金の強度を向上さ
せることができる。しかし、上述のようにＮｉが０．４〜４．０ｗｔ％含有されていても、Ｓｉの
含有量が０．１ｗｔ％未満では強度の向上は期待できない。また１．０ｗｔ％以
上含有されると、加工性と導電率が低下する。従ってＳｉ含有量は０．１〜１．
０ｗｔ％とする。（Ｚｎ；０．０５〜１．０ｗｔ％）Ｚｎは、はんだおよびＳｎ層の剥離を抑制する効果がある。しかし、含有量が０．０５ｗｔ％未満ではこのような効果は少なく、また１．
０ｗｔ％以上ではもはやその効果は向上せず導電率が低下する。よってＺｎ含有
量は０．０５〜１．０ｗｔ％とする。（Ｍｇ；０．０５〜０．５ｗｔ％）Ｍｇは、熱間加工性および強度特にばね限界値を向上させる効果がある。また
、造塊時に原料より混入してくる低融点のＳと反応し、高融点のＭｇＳを形成し
、熱間加工性を向上させる効果を有する。Ｍｇは、０．０５ｗｔ％以上含有されるとばね限界値を向上する効果が生ずる
。しかし、０．５ｗｔ％を越えて含有されてもばね限界値の向上は平衡に達し、
かえって溶解鋳造時の湯流性および鋳造性が劣化する。したがって、Ｍｇの含有
量は０．０５〜０．５ｗｔ％とする。（Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ；０．００１〜０．０１ｗｔ％）Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒは、鋳塊の粒界を強化し、熱間加工性を向上させる効果があ
る。しかし、０．００１ｗｔ％未満ではその効果が少なく、また、０．０１ｗｔ％
を越えて含有されると溶湯が酸化し易くなり、健全な鋳塊が得られなくなる。よ
って、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒのいずれか１種以上を０．００１〜０．０１ｗｔ％とす
る。次に製造法について説明する。まず本発明合金を用いて通常の半連続鋳造法により鋳塊を造塊し、８００℃
〜８７０℃の温度より熱間加工する。次に、この鋳塊の焼入れをおこなう。この時、焼入れ開始時の温度は６００
℃以上が望ましく、冷却速度は１５℃／秒以上が望ましい。なぜなら、温度が６
００℃未満では冷却速度を１５℃／秒以上としても、また６００℃以上の温度で
も冷却速度が１５℃／秒未満では、いずれもＮｉおよびＳｉが固溶できず、析出
硬化処理以前に析出を始め、その析出物が凝集粗大化し、銅合金を強化する効果
が低減するからである。続いて３０％以上の冷間加工を行ない、さらに析出硬化処理（焼鈍）を行な
う。析出硬化は５００℃でおこなうのが最も良く、４００〜５５０℃でおこなう
ことが望ましい。なぜなら、Ｎｉ２Ｓｉの析出量が最も多くなる温度、すなわ
ち導電率の最も高くなる温度が５００℃であり、４００℃未満の温度ではＮｉ２
Ｓｉ化合物の析出量が少ないからである。時間は５分〜４時間とする。５分未
満では完全な析出が起こらず、４時間を越えてもそれ以上の導電率の向上は期待
できないからである。［実施例］本発明に係る強度と導電性に優れる端子・コネクター用銅合金の実施例を説明
する。試験片としては、第１表および第２表に示す化学成分の合金を用いた。以下に
試験片の製造方法を示す。抵抗加熱型電気炉で大気中にて木炭被覆下で溶解し、厚さ５０ｍｍ、幅８０
ｍｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊を溶製した。次いで、各々の鋳塊の表裏面を約２ｍｍ面削した。鋳塊を８７０℃に加熱し、厚さ１５ｍｍまで熱間圧延した。続いて、この鋳塊を７００℃に再加熱し、水中に投入し急冷した。この時の
冷却速度は３０℃／秒であった。次に、表面の酸化物を機械的に除去後、厚さ０．４ｍｍまで冷間圧延し、５
００℃の温度で２時間の析出硬化処理を行なった。さらに、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延した。最後に、ばね限界値および伸びの向上のために４００℃の温度で低温焼鈍を
行なった。以上の方法で製造したサンプルを用い、引張試験と、応力緩和率、ばね限界値
、導電率および耐熱性の測定を行なった。引張試験、応力緩和率、ばね限界値および導電率の試験片は長手方向を圧延方
向とした。また、引張試験は、２Ｔｏｎ万能試験機を用い、ＪＩＳ１３号Ｂ試験
片にて行なった。ばね限界値の測定は、ＪＩＳＨ３１３０に基づいて行なった。
導電率は、ＪＩＳＨ０５０５に基づいて測定した。応力緩和率は、中央部の応力
が耐力の８０％となるよう治具にてＵ字曲げを行ない、１５０℃で５００時間保
持し、一定時間経過後常温にて曲げ癖を測定し、次式より算出したものである。応力緩和率（％）＝（Ｉ₁−Ｉ₂）／Ｉ₁−Ｉ₀×１００（数値の小さい程よい）Ｉ₀ ：治具の長さＩ₁ ：開始時の試料の長さＩ₂ ：５００時間経過後の試料端部間の水平距離以上の各試験における本発明合金と比較合金の測定結果を第３表に示す。第３表からも明らかなように本発明合金は比較合金であるＮｏ．１０の黄銅あ
るいはＮｏ．１１のりん青銅よりも導電率および耐熱性に優れ、かつ、りん青銅
並みの強度とばね限界値を有する。［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る強度と導電性に優れる端子・コネクター用
銅合金は、端子・コネクターに適したばね限界値、５０％ＩＡＣＳ以上の導電率
および優れた応力緩和率を兼ね備えた合金である。従って、端子・コネクターの
小型化に対応でき、また電流容量の増大に対して接合部の嵌合力の低下による端
子の機能の劣化がほとんどなくなるため、電子・電気機器業界への貢献度は多大
なものとなる。

Claims

【特許請求の範囲】Ｎｉ：０．４〜４．０ｗｔ％、Ｓｉ：０．１〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．０５〜０．５ｗｔ％（０．０５ｗｔ％は含まず）、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒのうち１種以上の元素を、それぞれ０．００１〜０．０１ｗ
ｔ％（０．０１ｗｔ％は含まず）を含有し、残部がＣｕと不可避的の不純物から
なることを特徴とするばね特性、熱間加工性、はんだ耐熱剥離性及び導電率に優
れた端子・コネクター用銅合金。