JP3346861B2 - 高力銅合金 - Google Patents
高力銅合金Info
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- JP3346861B2 JP3346861B2 JP31684193A JP31684193A JP3346861B2 JP 3346861 B2 JP3346861 B2 JP 3346861B2 JP 31684193 A JP31684193 A JP 31684193A JP 31684193 A JP31684193 A JP 31684193A JP 3346861 B2 JP3346861 B2 JP 3346861B2
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- strength copper
- copper
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高力銅合金に関するもの
であり、さらに詳しくは高応力下で使用される電気及び
電子部品に好適な高力導電性合金に関するものである。
であり、さらに詳しくは高応力下で使用される電気及び
電子部品に好適な高力導電性合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高力銅合金として、Ｃｕ−Ｃｒ，Ｃｕ−
Ｂｅ，Ｃｕ−Ｚｎ，Ｃｕ−Ａｇ，Ｃｕ−Ｔｉ等の合金が
知られている。そしてこれらは材料特性に応じ電気及び
電子部品材料として端子，コネクタ等の広範囲の用途に
使用されている。
Ｂｅ，Ｃｕ−Ｚｎ，Ｃｕ−Ａｇ，Ｃｕ−Ｔｉ等の合金が
知られている。そしてこれらは材料特性に応じ電気及び
電子部品材料として端子，コネクタ等の広範囲の用途に
使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの銅合金は良好
な導電性を有しているが、一般的に硬さ，引張り強さ等
の機械的強度が低い。従って、高応力下あるいは摺動部
に使用される電気電子部品には不向きである。他方、従
来組成の銅合金を急冷凝固させて組織を微細化し機械的
特性を改善する試みもなされているが、十分な成果を得
ていない。
な導電性を有しているが、一般的に硬さ，引張り強さ等
の機械的強度が低い。従って、高応力下あるいは摺動部
に使用される電気電子部品には不向きである。他方、従
来組成の銅合金を急冷凝固させて組織を微細化し機械的
特性を改善する試みもなされているが、十分な成果を得
ていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
本発明の高力銅合金は、一般式：Ｃｕ100-a-bＬｎaＭb
（但しＬｎは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｍｍ
（ミッシュメタル）からなる群より選ばれた１種又は２
種以上の元素であり、Ｍは、Ａｌ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｚｎ，
Ｐからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素であ
り、６原子％≦ａ≦１４原子％、２原子％≦ｂ≦３４原
子％）で示される組成を有し、少なくとも体積比率で５
０％以上の非晶質相を含む合金である。さらに、上記M
は任意成分としてさらにＡｇを含むことができる。
本発明の高力銅合金は、一般式：Ｃｕ100-a-bＬｎaＭb
（但しＬｎは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｍｍ
（ミッシュメタル）からなる群より選ばれた１種又は２
種以上の元素であり、Ｍは、Ａｌ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｚｎ，
Ｐからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素であ
り、６原子％≦ａ≦１４原子％、２原子％≦ｂ≦３４原
子％）で示される組成を有し、少なくとも体積比率で５
０％以上の非晶質相を含む合金である。さらに、上記M
は任意成分としてさらにＡｇを含むことができる。
【０００５】上記一般式中のＬｎで代表されるＬａ，Ｃ
ｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｍｍ（ミッシュメタル）の各元
素は、銅を非晶質化するための元素である。また一般式
中のＭで示されるＡｌ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｚｎ及びＰなどの
各元素は、単独では銅合金を非晶質化する作用はない
が、銅合金中に上記Ｌｎと共存させると、より非晶質相
が形成され易くなる。
ｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｍｍ（ミッシュメタル）の各元
素は、銅を非晶質化するための元素である。また一般式
中のＭで示されるＡｌ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｚｎ及びＰなどの
各元素は、単独では銅合金を非晶質化する作用はない
が、銅合金中に上記Ｌｎと共存させると、より非晶質相
が形成され易くなる。
【０００６】次に、Ｌｎの原子比率：ａを６原子％≦ａ
≦１４原子％、Ｍの原子比率：ｂを２原子％≦ｂ≦３４
原子％としたのは、実際的に得られる冷却速度の下では
上記範囲を外れると非晶質相の形成が困難になるからで
ある。また、上限を越えると銅の量が少なくなり、電気
伝導度が低下するから、上記上限以下の量でＬｎ及びＭ
を添加する必要がある。
≦１４原子％、Ｍの原子比率：ｂを２原子％≦ｂ≦３４
原子％としたのは、実際的に得られる冷却速度の下では
上記範囲を外れると非晶質相の形成が困難になるからで
ある。また、上限を越えると銅の量が少なくなり、電気
伝導度が低下するから、上記上限以下の量でＬｎ及びＭ
を添加する必要がある。
【０００７】さらに銅合金中の非晶質相の体積比率が５
０％未満となると、Ｌｎ及びＭが過飽和に固溶したＣｕ
結晶相の体積比率が多くなるために材料が脆くなり実用
的でなくなる。したがって本発明の銅合金中の非晶質相
の体積比率を５０％以上と定めた。
０％未満となると、Ｌｎ及びＭが過飽和に固溶したＣｕ
結晶相の体積比率が多くなるために材料が脆くなり実用
的でなくなる。したがって本発明の銅合金中の非晶質相
の体積比率を５０％以上と定めた。
【０００８】本発明の銅合金は、上記の組成を有する合
金を液体急冷法で急冷凝固して得ることが出来る。液体
急冷法としては、１０4 −１０6 Ｋ／ｓの冷却速度が得
られる単ロール法，双ロール法，回転液中紡糸法等が利
用できる。
金を液体急冷法で急冷凝固して得ることが出来る。液体
急冷法としては、１０4 −１０6 Ｋ／ｓの冷却速度が得
られる単ロール法，双ロール法，回転液中紡糸法等が利
用できる。
【０００９】単ロール法又は双ロール法による場合、上
記組成の合金溶湯をノズル孔を通して５００−１０００
０ｒｐｍで回転する直径１００−１０００ｍｍの銅ある
いは鋼製のロールに溶湯を噴出することにより、幅０．
５−３００ｍｍ，厚さ５−３００μｍの薄帯を容易に作
成できる。
記組成の合金溶湯をノズル孔を通して５００−１０００
０ｒｐｍで回転する直径１００−１０００ｍｍの銅ある
いは鋼製のロールに溶湯を噴出することにより、幅０．
５−３００ｍｍ，厚さ５−３００μｍの薄帯を容易に作
成できる。
【００１０】また回転液中紡糸法による場合、５０−５
００ｒｐｍで回転するドラム内に遠心力で形成された深
さ１−１０ｃｍの液体冷媒層中に上記組成の合金溶湯を
ノズル孔を通して噴出する。この時ノズルから噴出する
溶湯と冷媒面のなす角度は、６０−９０°であり、また
液体冷媒面と噴出溶湯の相対速度比は０．７−０．９で
あることが望ましい。
００ｒｐｍで回転するドラム内に遠心力で形成された深
さ１−１０ｃｍの液体冷媒層中に上記組成の合金溶湯を
ノズル孔を通して噴出する。この時ノズルから噴出する
溶湯と冷媒面のなす角度は、６０−９０°であり、また
液体冷媒面と噴出溶湯の相対速度比は０．７−０．９で
あることが望ましい。
【００１１】上記の他スパッタリング法により薄膜を、
高圧ガス噴霧法により粉末を得ることが出来る。薄膜は
高硬度と高導電性を利用する皮膜に、粉末は導電複合樹
脂への分散材に利用できる。
高圧ガス噴霧法により粉末を得ることが出来る。薄膜は
高硬度と高導電性を利用する皮膜に、粉末は導電複合樹
脂への分散材に利用できる。
【００１２】以上説明した方法で得られる銅合金が非晶
質層を含むか否かは、Ｘ線回析法で知ることができる。
また非晶質層の体積比率は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）
を用い、結晶化による発熱量を測定すれば求めることが
できる。
質層を含むか否かは、Ｘ線回析法で知ることができる。
また非晶質層の体積比率は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）
を用い、結晶化による発熱量を測定すれば求めることが
できる。
【００１３】
【作用】上述のような組成と組織にすることにより、通
常の展伸銅なみの延性を保ちつつ強度及び硬度が展伸銅
の２倍以上高い銅材料を得ることができた。また、電気
抵抗はステンレス鋼程度に相当し、実用材料として十分
使用できる。以下、実施例により本発明をより詳しく説
明する。
常の展伸銅なみの延性を保ちつつ強度及び硬度が展伸銅
の２倍以上高い銅材料を得ることができた。また、電気
抵抗はステンレス鋼程度に相当し、実用材料として十分
使用できる。以下、実施例により本発明をより詳しく説
明する。
【００１４】
【実施例】図２の表に示す各種の組成の母合金を作り、
先端に小孔４（孔径０．５ｍｍ、図１参照）を有する石
英管１に入れ高周波炉で加熱溶解した。溶湯２を８００
０ｒｐｍで回転する直径２００ｍｍの銅製ロール３に噴
出し、ロール表面で急冷凝固させて薄帯５を作成した。
先端に小孔４（孔径０．５ｍｍ、図１参照）を有する石
英管１に入れ高周波炉で加熱溶解した。溶湯２を８００
０ｒｐｍで回転する直径２００ｍｍの銅製ロール３に噴
出し、ロール表面で急冷凝固させて薄帯５を作成した。
【００１５】これらの薄帯の組成は、Ｘ線回析法により
調査した。図２の表の組織欄中のＡ，Ａ＋Ｃ，Ｃは、非
晶質，非晶質と微結晶質の混相，結晶質をそれぞれ意味
している。これらの薄帯について示差熱量計で結晶化温
度を測定し（昇温速度：４０Ｋ／ｓ）、またビッカース
硬さ（Ｈｖ：２５ｇ）と電気抵抗（直流４端子法）も測
定し、図２の表に示す結果を得た。また薄帯の１８０°
密着曲げが可能であったか否かで、延（脆）性の特徴付
けを行った。
調査した。図２の表の組織欄中のＡ，Ａ＋Ｃ，Ｃは、非
晶質，非晶質と微結晶質の混相，結晶質をそれぞれ意味
している。これらの薄帯について示差熱量計で結晶化温
度を測定し（昇温速度：４０Ｋ／ｓ）、またビッカース
硬さ（Ｈｖ：２５ｇ）と電気抵抗（直流４端子法）も測
定し、図２の表に示す結果を得た。また薄帯の１８０°
密着曲げが可能であったか否かで、延（脆）性の特徴付
けを行った。
【００１６】本発明の銅合金にビッカース硬度は、３５
０−５００ＤＰＮであり、従来の銅合金の５０−２００
ＤＰＮに比べ極めて高い値である。これは、熱処理した
低炭素鋼に匹敵する。この高硬度により、本発明の銅合
金は、優れた耐摩耗性を有するものと期待できる。
０−５００ＤＰＮであり、従来の銅合金の５０−２００
ＤＰＮに比べ極めて高い値である。これは、熱処理した
低炭素鋼に匹敵する。この高硬度により、本発明の銅合
金は、優れた耐摩耗性を有するものと期待できる。
【００１７】さらに、インストロン型の引張試験機で薄
帯の引張り強度を測定した。この結果も図２の表に示す
が、本発明の銅合金の引張り強度は、８５０−１２１０
ＭＰａであった。これは従来のＣｕ−Ｚｎ合金の１．７
−２．４倍であった。
帯の引張り強度を測定した。この結果も図２の表に示す
が、本発明の銅合金の引張り強度は、８５０−１２１０
ＭＰａであった。これは従来のＣｕ−Ｚｎ合金の１．７
−２．４倍であった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の銅合金は従
来の銅合金と比較すると、著しく高い硬度と強度を有
し、優れた延性も兼備するので、高応力下や摺動部分で
使用される電気・電子部品材料として好適である。
来の銅合金と比較すると、著しく高い硬度と強度を有
し、優れた延性も兼備するので、高応力下や摺動部分で
使用される電気・電子部品材料として好適である。
【図１】実施例の高力銅合金を作成した単ロール装置の
概略図である。
概略図である。
【図２】本発明例及び比較例の組成、組織及び特性を示
す図である。
す図である。
【符号の説明】 １ 石英管 ４ 小孔 ２ 溶湯 ５ 薄帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市青葉区上杉３丁目８−22 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住 宅11−806 (56)参考文献 特開 平７−41918（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−87338（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−36243（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−339662（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 9/00 - 9/10 C22C 45/00 - 45/10
Claims (2)
- 【請求項１】 一般式：Ｃｕ100-a-bＬｎaＭb（但しＬ
ｎは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｍｍ（ミッシュ
メタル）からなる群より選ばれた１種又は２種以上の元
素であり、Ｍは、Ａｌ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｐからなる
群より選ばれた１種又は２種以上の元素であり、６原子
％≦ａ≦１４原子％、２原子％≦ｂ≦３４原子％）で示
される組成を有し、少なくとも体積比率で５０％以上の
非晶質相を含むことを特徴とする高力銅合金。 - 【請求項２】 M元素がさらにAgを含むことを特徴とす
る請求項１記載の高力銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31684193A JP3346861B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 高力銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31684193A JP3346861B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 高力銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173556A JPH07173556A (ja) | 1995-07-11 |
| JP3346861B2 true JP3346861B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=18081517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31684193A Expired - Fee Related JP3346861B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 高力銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346861B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109811183A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-28 | 广东迪奥应用材料科技有限公司 | 一种用于制备高导电率薄膜的铜基合金及溅射靶材 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4011316B2 (ja) | 2000-12-27 | 2007-11-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Ｃｕ基非晶質合金 |
| KR100444291B1 (ko) * | 2002-05-23 | 2004-08-12 | 창덕금속 주식회사 | 고강도 스프링용 구리(Ｃｕ)-주석(Ｓｎ)-인(Ｐ)-세리움(Ｃｅ)-란탄(Ｌａ)계 인청동합금 |
| JP2007113093A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Nikko Kinzoku Kk | 高強度高導電性耐熱銅合金及びその製造方法 |
| JP5250388B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2013-07-31 | 福田金属箔粉工業株式会社 | 強度と導電性を兼ね備えた複合化金属ガラスおよびその製造方法 |
| TWI640640B (zh) * | 2017-09-22 | 2018-11-11 | 香港商駿碼科技（香港）有限公司 | 耐反覆冷熱衝擊之雙相銅合金導線及其製造方法 |
| CN112143933A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-12-29 | 北京金鹏宝志科技有限公司 | 高温环境下抗蠕变高导铜合金 |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP31684193A patent/JP3346861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109811183A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-28 | 广东迪奥应用材料科技有限公司 | 一种用于制备高导电率薄膜的铜基合金及溅射靶材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07173556A (ja) | 1995-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |