JP6514318B2 - Electrical connection member and method of manufacturing the same - Google Patents
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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 by the proper use of electronic functions and components. There is a trend towards high performance copper alloys in recent years due to the increasing demand for connectors and materials used therefor. These precipitation hardenable copper materials are excellent in high mechanical strength, high conductivity and good deformability. Starting from the first generation of Cu high performance alloys, eg CuNi3SiMg with conductivity slightly above 20 MS / m, the combination of high strength and high conductivity properties 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。 The first step in this direction was to develop a precipitation-hardenable copper alloy based on the CuCrAgFeTiSi system, which has a strength of, for example, 46 MS / m and up to 610 MPa. Another major advantage of this alloy is that the stress relaxation resistance properties of the material in use at high temperatures up to 200 ° C. are very good. This alloy type can cover applications in the fields of automotive, 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。 In addition, bronze materials are used which are excellent in fine texture with a particle size of up to 3 μm. In this way, already essentially high mechanical strength is obtained at the same time as greatly improved molding properties. As a result of the clearly improved formability, the processor can realize correspondingly narrow bending radii. Likewise, the improved flexibility makes the roughness in the forming area much smaller than with standard bronze. Thus, the subsequent coating can be carried out with a thinner film thickness, whereby a significant cost reduction can be achieved during post-processing. The conductivity is the same as in standard bronze, 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 CuNi1 CoSi alloys with Ni-Co mixed silicides are likewise very suitable for efficiently compacting the connector. This material has high strength, relatively good conductivity and thermal conductivity of 29 MS / m, 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 listed materials are suitable, inter alia, for processing on automatic presses / bending machines, but can only be cut 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 rod shape and wire shape that are very suitable for connector sockets and pins manufactured by cutting are also inexpensive brass materials with alloys of CuZn37Pb0.5, CuZn35Pb1, CuZn35Pb2, CuZn37Pb2, CuZn36Pb3 and CuZn39Pb3. Known in material construction, they are used in demanding applications in the production 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, due to technical requirements, materials having high conductivity, high mechanical strength as well as a combination of both of these properties are used. Thus, CuPb 1 P is also another easy-to-cut material for automated machines, which simultaneously has a high conductivity of about 50 MS / m. 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 hardenable alloys, other precipitation hardenable materials complete the alloy range. These belong, for example, to CuNi1 Pb1 P and CuNi Pb0.5 P as low-alloy copper materials having high strength, good conductivity of at least 32 MS / m and good machinability. Due to its Pb content, this material is particularly suitable for outlets produced by machining in electrical engineering and electronics.
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 multicomponent tin bronze CuSn4Zn4Pb4P with a tin content, a zinc content and a lead content of 4%, respectively, high strengths with corresponding spring properties can be set. This tin bronze is easy to cold work and can be cut nicely. 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 the course of alloy development, it is always necessary to take into consideration various environmental regulations and material restrictions. This leads to another development possibility for alternative, or additional alloys which are superior in the combination of properties suitable for the connector. In addition to physical properties, good processability plays an important role here.
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 lead-free or lead-free copper alloy.
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 illustrated by the features of claim 1. Other dependent claims indicate 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 copper-zinc alloys. 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 additionally up to 0.1% Pb,
Optionally additionally, P up to 0.1%,
Optionally additionally up to S 0.08%,
Consists of the balance Cu and unavoidable impurities.
According to the invention, iron-nickel-manganese-containing mixed silicide intervenes in the matrix. The structure consists of an alpha matrix, in which there is contained 5 to 45% by volume of the beta phase and up to 20% by volume of inclusions of iron-nickel-manganese-containing mixed silicides. Furthermore, in said structure, said iron-nickel-manganese-containing mixed silicides having a columnar shape and iron-nickel-enriched mixed silicides having a spherical form are present.
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。 It has surprisingly been found that the alloy composition according to the invention is suitable for electrical connection members. Heretofore, the use of such alloys has only been envisaged for the use of the sliding member in an internal combustion engine, a transmission or a hydraulic unit, according to the applicant's DE-A 102007029991. The contents of this publication are entirely contained herein. Such different applications pursue the other purpose of the combination of properties optimized for a particular purpose of use. For engine applications, it is a combination of sufficient toughness properties as well as strength, temperature stability of the structure and enhanced combined wear resistance.
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。 On the contrary, the present invention is directed to providing an electrical connection member comprising a copper-zinc alloy intercalated by an iron-nickel-manganese-containing mixed silicide, which can be produced especially by a continuous or semi-continuous continuous casting method. Departing from Due to the formation of mixed silicides and the formation of structures, 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。 Also, despite the fact that the alloy has high hardness and strength values, the ductility represented by the elongation at break value in the tensile test is guaranteed to the required extent. This combination of properties proves that the subject matter of the present invention is particularly suitable as an electrical connection member, such as, for example, round connectors, plug devices, electrical terminals, and optionally also 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、かなりの割合が鉄−ニッケル富化混合珪化物として、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 steps preceding the casting of alloys, an initial deposition of mixed silicides rich in iron and nickel is first performed. These precipitates can be further grown to form iron-nickel-manganese-containing mixed silicides of considerable size, often in columnar form. Furthermore, a significant proportion remains as iron-nickel-enriched mixed silicides, rather in a small, spherical form, present finely dispersed in the matrix. This finely dispersed silicide is considered as the basis for stabilizing the beta phase. In particular, the alloys have high ductility during cold working. This is particularly important in the case of crimps in which the material is usually subjected to strong plastic deformation in the electrical connection member. Thus, flanging, crimping or bending is possible under almost any degree of deformation without cracking 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 said material is also suitable for electrical connection members produced by machining. Good machinability is already obtained with 5% by volume of the beta phase. For higher contents, up to 45% by volume of the beta phase desirably also improves the chip formation during the cutting process by forming short chips. With a β-phase content of less than 5% by volume, the machinability when used as an automatic machine material for increasing the machinability is no longer satisfactory. It is clear that at beta phase contents above 45% by volume, the toughness of the material and the temperature stability of the structure deteriorate. The final state of the alloy from each method of manufacture results in islands intercalated beta phase in the structure of alpha matrix. Such islands of beta 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 beta phase content of 10 to 25% by volume. The above-mentioned volume range of 5 to 45% by volume of beta phase also causes relatively little tool wear, so that the tool has a correspondingly long life, thereby reducing the tooling costs. If the content of iron-nickel-manganese-containing mixed silicide exceeds 20% by volume, the increase in hardness is large, so that the material loses the balance of the advantageous property combination.
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 resistance properties of the material should also be particularly emphasized, so that the elasticity of the electrical connection member is 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。 Thus, the particular advantage of the alloy according to the invention is based on the combination of properties optimized for the purpose of use, in the form of increasing the strength, the temperature stability of the structure and the 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 solution of the claimed material takes into account the need for environmentally friendly lead-free alternative alloys, based on the lead content replaced for conventional alloys. Moreover, the material is intended to be used in special applications where the required degree of plasticity is important despite the high hardness and strength requirements.
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 by the fact that the limit is in a narrower range. This further improves the toughness properties and conductivity, optionally by finishing with stress relief annealing. Advantageously, the final stress relief anneal 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 Zn 33.5 to 36.0%. Even with this higher zinc content, the toughness properties and good electrical conductivity required of the electrical connection member are still achieved. By making the zinc content as high as possible, the content of the other elements, in particular the copper content, is reduced accordingly. As a result, with this alloy, by increasing the inexpensive zinc content, the correspondingly lower metal price results.
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。 Preferably, the conductivity of the alloy may be at least 5.8 MS / m. Particularly preferred conductivities are at least 10 MS / m up to more than 13 MS / m. These values are not obtained with comparable materials, such as, for example, lead-containing brass. Even values above 13 MS / m can be set by appropriate post-treatment 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 comprising an alpha matrix comprising from 5 to 45% by volume of the beta phase and up to 20% by volume of inclusions of iron-nickel-manganese-containing mixed silicide is at least one hot working step It may be formed after post-processing including cold working and optionally other annealing steps. The different size distributions of β inclusions and the hard phase in the α matrix ensure that the alloy has suitable temperature stability of the structure, as well as sufficient toughness properties to produce the connection 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 go through the following steps during subsequent processing:
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 go through the following steps during processing:
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 an annealing step, preferably with an annealing time of at least one temperature range from 250 to 700 ° C., preferably from 20 minutes to 5 hours Combined process. Raw material in the form of a cold working step by drawing and one or more round wire, profile wire, round bar, profile bar, hollow bar and tube in the temperature range from 250 to 700 ° C. By combining with the annealing step of, it is possible to produce a fine distribution of the heterogeneous structure. In this way, the need for improved conductivity can be 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 beta phase content and distribution and the temperature stability of the structure is also of particular interest. However, since this body-centered cubic crystal form plays an essential strength-increasing function in the copper-zinc alloy, the minimization of the β content has never been the focus of interest. The structure of the copper-zinc alloy so as to have sufficient temperature stability, ductility and good conductivity in addition to high strength by the production sequence of extrusion molding or hot rolling / drawing or cold rolling / intermediate annealing 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 said post-processing, shaping can be followed by a stress-relief annealing step in the temperature range of at least 250 to 450 ° C. and preferably at 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。 During the manufacturing process, there is a need to reduce the level of internal stress by one or more stress relief annealing steps. The reduction of internal stress ensures sufficient temperature stability of the structure and is sufficient for round wire, profile wire, round bar, profile bar, hollow bar and tube as a precursor product of electrical connection members. It is also important to ensure the 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。 Another embodiment of the present invention is described in more detail in the table. This is the embodiment considered by inspection to be the best. However, other embodiments different therefrom are likewise suitable within the framework of the invention to obtain the advantages of the 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。 Casting bolts of the copper-zinc alloy according to the invention were produced by continuous casting or die casting. The chemical composition of the continuous casting of Alloy 1 and the chemical composition of the die castings of Alloys 2 and 3 can be read from Table 1.
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
Production order 1:
・ Extrude the cast bolt consisting of alloy 1 at a temperature of 670 to 770 ° C to form a tube ・ Cold working / intermediate annealing (630 to 700 ° C / 50 minutes to 3 hours) / adjustment / stress relief annealing (300 ~ 400 ° C / 3 hours) combination
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, the conductivity and the mechanical properties of the tube having dimensions of (30.1 × 24.7) mm are at the levels indicated in the figures of Table 2.
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
Production order 2:
・ Extrude the cast bolt consisting of alloy 1 at a temperature of 650 to 750 ° C into a round bar ・ Cold working / annealing (630 to 720 ° C / 50 minutes to 4 hours) / Adjustment / stress relief annealing Combination of (300-450 ° C / 2-4 hours)
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 finishing the production, the structural characteristic values, the conductivity and the mechanical properties of the round bars having diameters of 13.40 mm, 16.35 mm and 45.50 mm are as shown in the numerical values of Table 3. is there.
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
Production order 3:
• Hot rolling the cast block consisting of alloys 2 and 3 at a temperature of 650 to 730 ° C. into a rolled sheet • Stress relieving annealing (300 for the case of cold rolling the sheet at a degree of deformation of 15 to 25%) Optionally further milling the surface, during each step with ~ 450 ° C / 2 to 4 hours)
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
Production order 4:
Hot rolling the cast block consisting of alloys 2 and 3 at a temperature of 650-730 ° C. into a rolled sheet Annealing (650 ° C./3 hours) and optionally stress relief annealing (300-450 ° C./2) Optionally further milling the surface during each step combining cold rolling of the plate at a degree of deformation of 15 to 25%, with ~ 4 hours)
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
Production order 5:
· Hot rolling the cast block consisting of alloys 2 and 3 at a temperature of 650 to 730 ° C into a rolled plate · Cold rolling / annealing of said plate at a degree of deformation of 15 to 65% (630 to 720 ° C Optionally further milling the surface between each step of combining (50 minutes to 4 hours)
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 property values for the conductivity can be further enhanced in the form of alloys 2 and 3 produced according to production sequence 5 by an additionally performed 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 previous example that the beta content is at 5-20% in all five production sequences. Other tests show that the beta content is preferably 5 to 30%. The formation of the beta phase, which is intercalated in the structure consisting of an island-like alpha matrix at the end of production, may appear in a slightly different form in this case. The lower the beta phase content, the more isolated islands result, which in the extreme case may form a kind of packing for the crystallites of the alpha matrix.
Claims (10)
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% 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 additionally up to 0.1% Pb,
Optionally additionally, P up to 0.1%,
Optionally additionally up to S 0.08%,
In an electrical connection member comprising a copper-zinc alloy consisting of the balance Cu and unavoidable impurities
In the matrix, iron-nickel-manganese-containing mixed silicide intervenes,
The structure consists of an alpha matrix, in which there are from 5 to 45% by volume of the beta phase and up to 20% by volume of inclusions of iron-nickel-manganese-containing mixed silicides,
An electrical connection member characterized in that in said structure said iron-nickel-manganese-containing mixed silicide having a columnar shape and an iron-nickel-enriched mixed silicide having a spherical form are present.
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 in that:
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%.
Ｚｎ ３３．５から３６．０％。 The electrical connection member according to claim 2, characterized in that:
Zn 33.5 to 36.0%.
−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 method for producing an electrical connection member including a copper-zinc alloy according to claim 7, wherein the alloy is subjected to the following steps in subsequent processing:
Extrusion or hot rolling process in the temperature range from -600 to 800 ° C.,
At least one cold working step.
−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 method for producing an electrical connection member including a copper-zinc alloy according to claim 7, wherein the alloy is subjected to the following steps in subsequent processing:
Extrusion or hot rolling process in the temperature range from -600 to 800 ° C.,
-A combined step of at least one cold working step and an annealing step at a temperature range of at least one 250 to 700 ° C.
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