JP2625965B2 - Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金の製造方法 - Google Patents
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金の製造方法Info
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- JP2625965B2 JP2625965B2 JP63240081A JP24008188A JP2625965B2 JP 2625965 B2 JP2625965 B2 JP 2625965B2 JP 63240081 A JP63240081 A JP 63240081A JP 24008188 A JP24008188 A JP 24008188A JP 2625965 B2 JP2625965 B2 JP 2625965B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，例えばスイツチ，リレー等の繰返し応力
が負荷される用途に適した,Cu−Ni−Sn合金の製造方法
に関するものである。
が負荷される用途に適した,Cu−Ni−Sn合金の製造方法
に関するものである。
従来，スイツチ，リレー等の繰返し応力が負荷される
用途には，材料としてベリリウム銅（JIS C1720）やり
ん青銅（JIS C5210,C5191,C5102等）が多用されてい
る。
用途には，材料としてベリリウム銅（JIS C1720）やり
ん青銅（JIS C5210,C5191,C5102等）が多用されてい
る。
ベリリウム銅は，銅合金の中では最高級の強度を有
し，繰返し応力に対しても優れた特性を示し，マイクロ
スイツチ等で高級ばね材料として用いられている。一方
りん青銅は，比較的に安価で，ある程度の優れた疲労特
性を有することにより，スイツチ，リレー等の分野にて
汎用ばね材料として普及している。
し，繰返し応力に対しても優れた特性を示し，マイクロ
スイツチ等で高級ばね材料として用いられている。一方
りん青銅は，比較的に安価で，ある程度の優れた疲労特
性を有することにより，スイツチ，リレー等の分野にて
汎用ばね材料として普及している。
この発明の組成の合金はスピノーダル分解を起こす時
効硬化性の合金として，例えば刊行物｛日本電子材料技
術協会会報第15巻（1983），第13頁｝により既に公知で
ある。
効硬化性の合金として，例えば刊行物｛日本電子材料技
術協会会報第15巻（1983），第13頁｝により既に公知で
ある。
又，特公昭60−43903号公報には，その発明の組成の
合金を,2相領域の670〜750℃の温度範囲で熱処理する方
法が示されている。
合金を,2相領域の670〜750℃の温度範囲で熱処理する方
法が示されている。
又，特願昭62−100793号明細書には，この発明の組成
の合金を,600〜770℃の温度範囲で熱処理し，加工率０
〜60％の範囲で仕上げ加工し,350〜500℃の温度範囲で
３〜300分間熱処理を施す方法が示されている。
の合金を,600〜770℃の温度範囲で熱処理し，加工率０
〜60％の範囲で仕上げ加工し,350〜500℃の温度範囲で
３〜300分間熱処理を施す方法が示されている。
しかしながら，上記ベリリウム銅は，その成分元素で
あるBeが非常に高価であるためコストが高いという欠点
があり，一方のりん青銅では，安価であるものの疲れ特
性をはじめ，他の機械的強度においてもベリリウム銅と
の差が大きい。
あるBeが非常に高価であるためコストが高いという欠点
があり，一方のりん青銅では，安価であるものの疲れ特
性をはじめ，他の機械的強度においてもベリリウム銅と
の差が大きい。
又，スピノーダル分解を起こす時効硬化性の合金は，
時効硬化後の優れた静的強度を有するものの，疲労特性
は従来のりん青銅と大差なく，スイツチ，リレー等の繰
返し応力が負荷される用途には必ずしも適しているとは
言えなかつた。
時効硬化後の優れた静的強度を有するものの，疲労特性
は従来のりん青銅と大差なく，スイツチ，リレー等の繰
返し応力が負荷される用途には必ずしも適しているとは
言えなかつた。
又、特公昭60−43903号公報では，硬さ，ばね限界値
といつた機械的強度が該熱処理により顕著に向上するこ
とが明示されるのみで，この発明の実施例によるCu−Ni
−Sn合金の疲れ特性が改良される効果については開示さ
れていない。
といつた機械的強度が該熱処理により顕著に向上するこ
とが明示されるのみで，この発明の実施例によるCu−Ni
−Sn合金の疲れ特性が改良される効果については開示さ
れていない。
又，特願昭62−100793号明細書では，疲れ特性は向上
するものの，成形性が悪くなり，特に精密で厳しい成形
加工を受けるような部品への適用に対しては課題があ
る。
するものの，成形性が悪くなり，特に精密で厳しい成形
加工を受けるような部品への適用に対しては課題があ
る。
この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので，機械的特性および導電性を実用レベルに保ち
ながら，安価に成形性が良好で疲れ特性に優れたCu−Ni
−Sn合金の製造方法を得ることを目的とする。
たもので，機械的特性および導電性を実用レベルに保ち
ながら，安価に成形性が良好で疲れ特性に優れたCu−Ni
−Sn合金の製造方法を得ることを目的とする。
この発明のCu−Ni−Sn合金の製造方法は、重量組成比
にてNi3〜25％,Sn3〜９％，残部がCuと不可避の不純物
から成る、仕上げ加工工程に供給する銅基合金を、800
℃以上で第１の熱処理をし、さらに、600〜770℃の温度
範囲で第２の熱処理をした後、上記第１および第２の熱
処理をしたままのもの、あるいは上記第１および第２の
熱処理をしたものを加工率60％以下で仕上げ加工したも
のを、350〜500℃の温度範囲で３〜300分間熱処理を施
すものである。
にてNi3〜25％,Sn3〜９％，残部がCuと不可避の不純物
から成る、仕上げ加工工程に供給する銅基合金を、800
℃以上で第１の熱処理をし、さらに、600〜770℃の温度
範囲で第２の熱処理をした後、上記第１および第２の熱
処理をしたままのもの、あるいは上記第１および第２の
熱処理をしたものを加工率60％以下で仕上げ加工したも
のを、350〜500℃の温度範囲で３〜300分間熱処理を施
すものである。
この発明において，基本成分として，比較的安価な元
素から成り，まず，単相域の800℃以上での加熱処理でC
u−Ni−Sn合金中に存在する加工組織を完全に消滅させ
る。それに続いての二相域となる600〜770℃の温度域で
の熱処理では，常温状態でマトリツクス（第１相）中に
第２相を均一に分散させた組織を得ることができる。こ
れらの熱処理の複合化により成形性および疲れ特性を改
善させたものを得ることができる。
素から成り，まず，単相域の800℃以上での加熱処理でC
u−Ni−Sn合金中に存在する加工組織を完全に消滅させ
る。それに続いての二相域となる600〜770℃の温度域で
の熱処理では，常温状態でマトリツクス（第１相）中に
第２相を均一に分散させた組織を得ることができる。こ
れらの熱処理の複合化により成形性および疲れ特性を改
善させたものを得ることができる。
また,350〜500℃の範囲における熱処理により，析出
物が多種類となり，さらに疲れ特性を向上させることが
できる。
物が多種類となり，さらに疲れ特性を向上させることが
できる。
この発明に係わるNiとSnの含有量については，相互の
添加元素により，合金が時効硬化性を有するとともに疲
労特性の向上が得られる最小範囲を下限とし,Niについ
ては３％,Snは３％とした。一方，上限についてはNiが2
5％を越えると導電率が極端に低下し，スイツチ，リレ
ー等への使用に適さなくなり,Snは素材の製造時の加工
性を著しく劣化させるため９％を最大とした。
添加元素により，合金が時効硬化性を有するとともに疲
労特性の向上が得られる最小範囲を下限とし,Niについ
ては３％,Snは３％とした。一方，上限についてはNiが2
5％を越えると導電率が極端に低下し，スイツチ，リレ
ー等への使用に適さなくなり,Snは素材の製造時の加工
性を著しく劣化させるため９％を最大とした。
仕上げ加工前の組織調整を目的とした熱処理は，成形
性および疲れ特性改善のために，まず，単相域となる80
0℃以上の温度で熱処理を行い，続いて室温で２相の出
現が可能となるように，平衡状態図で２相が平衡する60
0〜770℃の温度域で行う。800℃以下の熱処理では単相
が得られず，後者の二相領域からの熱処理においては,6
00℃以下でも２相となるが，その後の塑性加工が困難と
なるために，また770℃以上では，単相域側に接近し過
ぎ，第２相の出現量が著しく減少して疲れ特性の改善効
果が少なくなるという理由から熱処理温度をこの範囲に
定めている。最終加工率は，この合金製品を使用する際
の成形性の点を考慮して最大値を60％に制限した。ま
た,350〜500℃で３〜300分間行なう時効硬化処理は，疲
労特性を，更に向上させるために行うものである。
性および疲れ特性改善のために，まず，単相域となる80
0℃以上の温度で熱処理を行い，続いて室温で２相の出
現が可能となるように，平衡状態図で２相が平衡する60
0〜770℃の温度域で行う。800℃以下の熱処理では単相
が得られず，後者の二相領域からの熱処理においては,6
00℃以下でも２相となるが，その後の塑性加工が困難と
なるために，また770℃以上では，単相域側に接近し過
ぎ，第２相の出現量が著しく減少して疲れ特性の改善効
果が少なくなるという理由から熱処理温度をこの範囲に
定めている。最終加工率は，この合金製品を使用する際
の成形性の点を考慮して最大値を60％に制限した。ま
た,350〜500℃で３〜300分間行なう時効硬化処理は，疲
労特性を，更に向上させるために行うものである。
この場合,350℃以下では析出物の量が不充分となり,5
00℃以上では析出が進みすぎ軟化するため不適当であ
り，又３分間以下では同様に析出物の量が不充分とな
り,300分間以上では析出が進みすぎ軟化するため不適当
である。
00℃以上では析出が進みすぎ軟化するため不適当であ
り，又３分間以下では同様に析出物の量が不充分とな
り,300分間以上では析出が進みすぎ軟化するため不適当
である。
なお,800℃以上での熱処理および600〜770℃での熱処
理後急冷すること，又は少なくとも600℃〜770℃での熱
処理後急冷することはこの発明の目的とする効果にとつ
て望ましい。
理後急冷すること，又は少なくとも600℃〜770℃での熱
処理後急冷することはこの発明の目的とする効果にとつ
て望ましい。
以下にこの発明の実施例について説明する。
表は，この発明の実施例による対象材と比較材の成
分，製造条件および特性値をまとめて示したものであ
る。
分，製造条件および特性値をまとめて示したものであ
る。
表の結果より，試料No.2とNo.6で同一試料において，
仕上げ圧延前の組織調整化のための処理条件が異なる。
即ち二相域からの熱処理前に単相域で熱処理が施されて
いるかどうかの差であるが，両者共に疲れ特性は参考に
示した比較材のC1720合金（試料No.11:ベリリウム銅）
とほぼ同等の水準にあるものの，成形性については，単
相域からの熱処理を施してあるNo.2の方が格段に優れて
いる。また，単相域からの熱処理のみの試料No.7では，
成形性は良好であるが，疲れ特性はC5210（試料No.12,1
3:りん青銅）並みの低水準にある。これは，試料No.7が
固溶範囲の単相となる熱処理のみであるのに対しNo.2で
は，さらに２相が平衡する温度域から熱処理されている
ため室 温状態でこれらの相が存在することとなり，その結果と
して良好な成形性と優れた疲れ特性が得られることを示
している。このことは，上記試料No.2とは異なる組成で
それらは同一の組成の試料8,9,10についても同様なこと
が言える。試料3,4,5は，同組成材で組織調整処理が同
一で仕上げ加工率を変えたもので，加工率が増大するに
つれて疲れ強さは若干高くなるものの成形性は悪化する
傾向にあり，実用性を加味して加工率を60％以下に限定
した根拠が示される。No.1とNo.2の試料では，組織調整
処理および仕上げ加工率が同一で仕上げ圧延後の時効処
理の有無による差であるが，明らかに時効処理を施した
No.2の方が優れた疲れた特性を示している。一方，試料
No.1とほぼ同一の強度レベルにある試料No.13（C5210−
SH:ばね用りん青銅）と比較した場合でも，この発明の
実施例による材料の優位性は明白である。
仕上げ圧延前の組織調整化のための処理条件が異なる。
即ち二相域からの熱処理前に単相域で熱処理が施されて
いるかどうかの差であるが，両者共に疲れ特性は参考に
示した比較材のC1720合金（試料No.11:ベリリウム銅）
とほぼ同等の水準にあるものの，成形性については，単
相域からの熱処理を施してあるNo.2の方が格段に優れて
いる。また，単相域からの熱処理のみの試料No.7では，
成形性は良好であるが，疲れ特性はC5210（試料No.12,1
3:りん青銅）並みの低水準にある。これは，試料No.7が
固溶範囲の単相となる熱処理のみであるのに対しNo.2で
は，さらに２相が平衡する温度域から熱処理されている
ため室 温状態でこれらの相が存在することとなり，その結果と
して良好な成形性と優れた疲れ特性が得られることを示
している。このことは，上記試料No.2とは異なる組成で
それらは同一の組成の試料8,9,10についても同様なこと
が言える。試料3,4,5は，同組成材で組織調整処理が同
一で仕上げ加工率を変えたもので，加工率が増大するに
つれて疲れ強さは若干高くなるものの成形性は悪化する
傾向にあり，実用性を加味して加工率を60％以下に限定
した根拠が示される。No.1とNo.2の試料では，組織調整
処理および仕上げ加工率が同一で仕上げ圧延後の時効処
理の有無による差であるが，明らかに時効処理を施した
No.2の方が優れた疲れた特性を示している。一方，試料
No.1とほぼ同一の強度レベルにある試料No.13（C5210−
SH:ばね用りん青銅）と比較した場合でも，この発明の
実施例による材料の優位性は明白である。
上記の実施例において，疲れ強さの値はそれほど大き
く増加していないので疲れ特性の改善効果は小さい様に
見えるが，これは疲れ特性を一般的な表示様式である時
間強度，即ち一定の繰返し数（Ｎ＝107回）における応
力振巾（疲れ強さ）で示したことによる。例えば,No.7
（比較材）とNo.2（発明材）の疲れ強さは夫々,30,37kg
f/mm2でその差は7kg f/mm2（約20％）とわずかではあ
るが，一定の応力振巾，σａ＝40kg f/mm2での平均疲労
寿命（回数）は,No.7で6.2×105回,No.2では4.1×106回
が得られ，この発明の実施例による材料の方が比較材に
比べて約７倍の疲労寿命があり，疲労面の信頼性に関し
て著しく向上していることがわかる。
く増加していないので疲れ特性の改善効果は小さい様に
見えるが，これは疲れ特性を一般的な表示様式である時
間強度，即ち一定の繰返し数（Ｎ＝107回）における応
力振巾（疲れ強さ）で示したことによる。例えば,No.7
（比較材）とNo.2（発明材）の疲れ強さは夫々,30,37kg
f/mm2でその差は7kg f/mm2（約20％）とわずかではあ
るが，一定の応力振巾，σａ＝40kg f/mm2での平均疲労
寿命（回数）は,No.7で6.2×105回,No.2では4.1×106回
が得られ，この発明の実施例による材料の方が比較材に
比べて約７倍の疲労寿命があり，疲労面の信頼性に関し
て著しく向上していることがわかる。
この発明の実施例によるCu−Ni−Sn合金は，例えばス
イツチ，リレー等の繰返し応力が負荷される用途に有用
なばね材料を提供するものであるが，第２相がマトリツ
クス（第１相）中に微細にかつ均一に分散した組織を有
するために耐摩耗性も良好であるので，耐摩耗性等を要
求される分野にも適用可能である。
イツチ，リレー等の繰返し応力が負荷される用途に有用
なばね材料を提供するものであるが，第２相がマトリツ
クス（第１相）中に微細にかつ均一に分散した組織を有
するために耐摩耗性も良好であるので，耐摩耗性等を要
求される分野にも適用可能である。
また，実施例において特に示さなかつたが，この発明
の実施例によるCu−Ni−Sn合金の応力緩和特性は，ベリ
リウム銅と同レベルにあり，常時，静的応力が作用する
分野のコネクタなどのばね材にも適用可能である。
の実施例によるCu−Ni−Sn合金の応力緩和特性は，ベリ
リウム銅と同レベルにあり，常時，静的応力が作用する
分野のコネクタなどのばね材にも適用可能である。
以上説明したとおり，この発明は、重量組成比にてNi
3〜25％,Sn3〜９％，残部がCuと不可避の不純物から成
る、仕上げ加工工程に供給する銅基合金を、800℃以上
で第１の熱処理をし、さらに、600〜770℃の温度範囲で
第２の熱処理をした後、上記第１および第２の熱処理を
したままのもの、あるいは上記第１および第２の熱処理
をしたものを加工率60％以下で仕上げ加工したものを、
350〜500℃の温度範囲で３〜300分間熱処理を施すこと
により、機械的特性および導電性を実用的レベルに保ち
ながら、安価に成形性および疲労特性がともに優れたCu
−Ni−Sn合金の製造方法を得ることができる。
3〜25％,Sn3〜９％，残部がCuと不可避の不純物から成
る、仕上げ加工工程に供給する銅基合金を、800℃以上
で第１の熱処理をし、さらに、600〜770℃の温度範囲で
第２の熱処理をした後、上記第１および第２の熱処理を
したままのもの、あるいは上記第１および第２の熱処理
をしたものを加工率60％以下で仕上げ加工したものを、
350〜500℃の温度範囲で３〜300分間熱処理を施すこと
により、機械的特性および導電性を実用的レベルに保ち
ながら、安価に成形性および疲労特性がともに優れたCu
−Ni−Sn合金の製造方法を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 孝司 神奈川県相模原市宮下１丁目１番57号 三菱電機株式会社相模製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−265（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−26223（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】重量組成比にてNi3〜25％,Sn3〜９％，残
部がCuと不可避の不純物から成る、仕上げ加工工程に供
給する銅基合金を、800℃以上で第１の熱処理をし、さ
らに、600〜770℃の温度範囲で第２の熱処理をした後、
上記第１および第２の熱処理をしたままのもの、あるい
は上記第１および第２の熱処理をしたものを加工率60％
以下で仕上げ加工したものを、350〜500℃の温度範囲で
３〜300分間第３の熱処理を施すCu−Ni−Sn合金の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240081A JP2625965B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240081A JP2625965B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288750A JPH0288750A (ja) | 1990-03-28 |
| JP2625965B2 true JP2625965B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=17054203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63240081A Expired - Lifetime JP2625965B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625965B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014196563A1 (ja) | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 日本碍子株式会社 | 銅合金の製造方法および銅合金 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2971215B1 (en) * | 2013-03-14 | 2019-04-17 | Materion Corporation | Process for improving formability of wrought copper-nickel-tin alloys |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5326223A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | Work hardening copper alloy |
| JPS6043903B2 (ja) * | 1979-06-14 | 1985-10-01 | 三菱電機株式会社 | Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金の強化法 |
| JP2514926B2 (ja) * | 1986-02-04 | 1996-07-10 | 古河電気工業株式会社 | はんだ接合強度に優れた電子機器用銅合金とその製造法 |
-
1988
- 1988-09-26 JP JP63240081A patent/JP2625965B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014196563A1 (ja) | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 日本碍子株式会社 | 銅合金の製造方法および銅合金 |
| US10329654B2 (en) | 2013-06-04 | 2019-06-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing copper alloy and copper alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0288750A (ja) | 1990-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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