JPH01139736A - 銅合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、銅合金に係り、特に例えば自動車用電線の導
体等として用いた場合に、機械的衝撃に対し高強度で、
電気的特性において高導電性を有し、かつ軽量化を図る
ことのできる銅合金に関する。

【従来の技術ｌ 一般に自動車は、マニアル・トランス・ミッション車と
、オート・トランス・ミッション車（ＡＴ車）とがある
。これら自動車の自動車用電線の導体としては軟銅線が
主として用いられている。 近年、ＡＴ車の普及に伴ってキャブレタから電子燃料噴
射装置への転換が図られ、各種計器類等車載装置の電子
化が図られている。このような車載装置の電子化等に伴
い、自動車内における電気、電子配線回路の数が著しく
増加し、自動車における自動車用電線の占積空間の増加
及び、この自動車用電線による重量の増加を招いている
。しかし、自動車の燃費の向上の点からは、車体は軽量
であることが望ましく、自動車用電線の使用料の増加は
、車体の軽量化に逆行することとなり、車体の軽量化を
図る上からも自動車用電線の軽量化及び占積空間の狭小
化の要望が強まっている。 従来は、自動車用電線の中で例えばマイクロコンピュー
タを含む微小電流回路に用いられる電線においては、リ
ード線等極細い径の電線で充分であるにも拘らず、自動
車走行中に生じる振動衝撃は甚だしく大きいものである
ため、充分な機械的強度を有していないと接合部がはず
れたり、断線を生じ、自動車走行に支障を生じたりする
ことがあることから充分な機械的強度を確保するため、
電気的な必要径より大きな径の導体を用いている。 このような電線を軽量化するために導体外径を小さくし
ても機械的強度を確保できる硬銅線が検討されたが、硬
銅線は材質的に伸びが著しく小さいため、端子間を圧着
接合しても、外力による機械的負荷が接合部に加わると
、この接合部が損傷してしまうというように端子圧着箇
所が機械的な弱点部となり外的衝撃によって断線を生じ
やすく信頼性に乏しいという結果を招来している。 自動車用電線の使用重量を小さくすることは、導体径を
小さくすることによって実現が可能であるが、従来の如
き軟量線にあっては、導体外径を小さくすると機械的強
度が低下する。そこで、近年、導体外径を小さくしても
、機械的強度を充分確保できる高強度で優れた繰返し屈
曲強度及び良好な導電性を有する銅合金として、Ｃｕ−
Ｓｎ合金、リード線用材料として使用されているＣｕ−
Ｆｅ−Ｐ合金、　Ｃｕ−Ｆ　ｅ−Ｐ−Ｎｉ−５ｎ合金等
が考案されている。 【発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、Ｃｕ−Ｓｎ合金にあっては、例えば、特
公昭６０−３００４３号公報に示す如く伸び繰返し屈曲
強度とも良好であり、Ｓｎを固溶させることにより引張
強さを向上させているが。 その効果が不充分であり、また導電性が悪いという問題
点がある。また、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ合金は、Ｆｅ−Ｐ化合
物を分散析出させる事により導電性及び引張強さを向上
させようというものであるが、導体としての伸びが小さ
く繰返し屈曲強度が低いという問題点を有している。ま
た、Ｃｕ　−Ｆ　ｅ　−Ｐ−Ｎｉ−Ｓｎ合金は、Ｆｅ−
Ｐ化合物を分散析出及びＳｎの固溶により引張強さを向
上させようとするもので、伸び、繰返し屈曲強度とも優
れているが、Ｓｎの固溶量が多いため、導電性の低下が
大きいという問題点を有している。 【問題点を解決するための手段】 本願筒１の発明は、機械的衝撃に対し高強度で、電気的
特性において高導電性を有し、かつ軽量化を図ることが
できるもので、Ｆａを０１１５〜１．０重量％、Ｐを０
．０５−０．３重ｆｆｉ％、Ｎｉを０．０１−０．１．
重量％、Ｓｉを０．０１〜０１０５重量％を含有し、残
部を基本的にＣｕによって構成したものである。すなわ
ち、本願筒１の発明は、Ｃｕ母相中にＦ　ｅ−Ｐ、　Ｆ
　ｅ−Ｎ　ｉ化合物を分散析出させる事により導電性及
び引張強さを向上させ、さらに、ＳｉのＮｉとの化合物
の析出及び脱酸作用により伸びの改善をしている。本願
筒１の発明において、Ｆｅの含有量を０．１５〜１．０
重量％とじたのは、Ｆｅが０，１５重量％未満では、Ｐ
との化合物の析出による引張強さの向上が小さく、また
、Ｆｅが１，０重量％以上では、Ｃｕ母相中へ固溶する
Ｆｅが多くなり、導電性を著しく損なうためである。ま
た、本願筒】−の発明において、Ｐの含有はを０．０５
〜Ｏ１３重量％としたのは、Ｐが０．０５重量％未満で
は、Ｆｅとの化合物の析出による引張強さを高める効果
が小さく、Ｐが０．３重量％を超えると、Ｃｕ母相中に
固溶するＰが多くなり、導電性が低下するためである。 また、本願筒１の発明において、Ｎｉの含有量を０．０
１〜０．１重量％とじたのは、Ｎｉが０．０１重量％未
満ではＦｅとの化合物を析出させ、引張強さを向上させ
る効果が小さく、ＮｉがＯ５１重量％を超えると導電性
を低下させるからである。また、本願筒１の発明におい
て、Ｓｉの含有量を０．０１〜０．０５重量％とじたの
は、Ｓｉが０．０１重量％未満では、Ｎｉとの化合物の
析出及び脱酸作用による伸び及び繰返し屈曲強度の改善
効果が小さく、Ｎｉが０．０５重量％を超えると導電性
が低下するからである。 本願筒２の発明は、機械的衝撃に対し高強度で。 電気的特性において高導電性を有し、かつ軽量化を図る
ことのできるもので、Ｆｅを０．１５〜１．０重量％、
Ｐを０．０５〜０．３重ｆｆｉ％、’Ｎ１ｕＯ１０１〜
０．１重量％、Ｂを０．００５〜０゜０５重量％を含有
し、残部が基本的にＣｕによって構成したものである。 すなわち、本願第２の発明は、Ｃｕ母相中にＦ　ｅ−Ｐ
、　Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ化合物を分散析出させる事により
導電性及び引張強さを向上させ、さらに、Ｂの脱酸作用
及びＦｅとの化合物の析出により伸び及び繰返し屈曲強
度の改善をしている。本願第２の発明において、Ｆｅの
含有量を０，１５〜１．０重量％としたのは、Ｆｅが０
．１５重量％未満では、Ｐとの化合物の析出による引張
強さの向上が小さく、Ｆｅが１．０重量％以上では、Ｃ
ｕ母相中へ固溶するＦｅが多くなり、導電性を著しく損
なうためである。また、本願第２の発明において、Ｐの
含有量を０１０５〜０．３重量％とじたのは、Ｐが０．
０５重量％未満ではＦｅとの化合物の析出による引張強
さを高める効果が小さく、Ｐが０．３重量％を超えると
、Ｃｕ母相中に固溶するＰが多くなり、導電性が低下す
るためである。また、本願第２の発明において、Ｎｉの
含有量を０１０１〜０，１重量％とじたのは、Ｎｉが０
１０１重量％未満ではＦｅとの化合物を析出させ、引張
強さを向上させる効果が小さく、ＮｉがＯ２１重量％を
超えると導電性を低下させるからである。また、本願第
２の発明において、Ｂの含有量が０．００５〜０．０５
重量％とじたのは、Ｂが０．００５重量％未満では脱酸
作用及びＦｅとの化合物の析出による伸び及び繰返し屈
曲強度の向上が小さく、Ｂがｏ、０５重量％を超えると
導電性が低下し、加工性の阻害を生じるからである。 （実施例１ 以下、本発明の実施例について説明する。 〈実施例１〉 本願第１の発明の実施例として、連続鋳逍機を用い、不
活性ガス雰囲気中、木炭被覆化でｆＡ　！ｒ　ｉ８解し
た後Ｆｅ、Ｐ、Ｎｉ、Ｓｉを母合金の形態で添加し、均
一な溶湯を得、これを、連続鋳造により、第１表に示す
如き組成の２０ｍｍφのＶ！棒を作成した。これらを冷
間圧延、伸線により３．２ｍφにした後、不活性ガス雰
囲気巾約９００°Ｃで１時間の溶体化処理を行ない、水
焼入れ後、伸線し１、Ｏｎｗｎφとし、さらに不活性ガ
ス雰囲気中４８０′Ｃで１時間の時効処理を行ない、引
張強さ、伸び、導電率、繰返し屈曲強度を測定した。比
較例とも同様である。 なお、屈曲試験は、第１図に示す如く、冶具１に供試材
２を挟持し、他端を２ｋｇの引張荷重Ｗを加えた状態で
第１図図示（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）と左右９０
’Ｃ曲げを１回として破断するまで、繰返し行ない、そ
の回数を繰返し屈曲強度とした。 第１表の実施例と比較例との比較から明らかな如く１本
願第１の発明によると、Ｆｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｎｉ化合物を
分散析出させ、導電性及び引張強さを向上させることが
できる。すなわち、時効処理でのＦｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｎｉ
化合物の析出により硬銅と同等以上の引張強さを確保し
、導電率は、Ｃｕ母相中に固溶した微量の合金元素によ
り低下は免れないが、８ｏ％ｌＡＣ３以上の導電率を有
することができる。また、本願第１の発明によれば、伸
びが比較例の軟鋼より劣るが、硬銅の７〜８倍を確保し
、繰返し屈曲強度は軟鋼と同等の特性を有している。 〈実施例２〉 本願第２の発明の実施例として、連続鋳造機を用い、不
活性ガス雰囲気中、木炭被覆下で銅を溶解した後、Ｆｅ
、Ｐ、Ｎｉ、Ｂを母合金の形態で添加し、均一な溶湯を
得、これを、連続鋳造により、第２表に示す如き組成の
２０ｎｎφの鋳捧を作成した。これらを冷間圧延、伸線
により３．２Ｉφにした後、不活性ガス雰囲気巾約９０
０℃で１時間の溶体化処理を行ない、水焼入れ後、伸線
し１．０Ｉ１１１φとし、さらに不活性ガス雰囲気中４
８ｏ℃で１時間の時効処理を行ない、引張強さ、伸び、
導電率、繰返し屈曲強度を測定した。比較例とも同様で
ある。 なお、屈曲試験は、第１図に示す如く、治具１に供試材
２を挟持し、他端を２ｋｇの引張荷重Ｗを加えた状態で
第１図図示（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）と左右９０
℃曲げを１回として破断するまで、繰返し行ない、その
回数を繰返し屈曲強度とした。 第２表の実施例と比較例との比較から明らかな如く、本
願第２の発明によると、Ｆｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｎｉ化合物を
分散析出させ、導電性及び引張強さを向上させることが
できる。すなわち、時効処理でのＦｅ−Ｐ、Ｆａ−Ｎｉ
化合物の析出により硬銅と同等以上の引張強さを確保し
、導電率はＣＵ母相中に固溶した微量の合金元素により
低下は免れないが、８０％ｌＡＣ３以上の導電率を有す
ることができる。また１本願第２の発明によれば、伸び
が比較例の軟鋼より劣るが、硬銅の７．５〜８．５倍を
確保し、繰返し屈曲強度は、軟鋼と同等の特性を有して
いる。 ［発明の効果］ 以上説明したように１本願第１の発明によれば、硬銅と
同等以上の引張強さを有し、導電率は、硬銅よりはやや
低下するも８０％ｌＡＣ３以上を得ることができる。ま
た１本願第１の発明によれば、伸びは、軟鋼より小さく
なるが、硬銅に比して７〜８倍の伸びを有しており、軟
鋼と同等の繰返し屈曲強度を得ることができる。 また、本願第２の発明によれば、硬銅と同等以上の引張
強さを有し、導電率は、硬銅よりはやや低下するも８０
％ｌＡＣ３以上を得ることができる。また１本願第１の
発明によれば、伸びは、軟鋼より小さくなるが、硬銅に
比して７．５〜８．５倍の伸びを有しており、軟鋼とほ
ぼ同等の繰返し屈曲強度を得ることができる。 これに基づき本願第１の発明及び本願第２の発明によれ
ば、自動車用電線の導体に適した特性を得ることができ
、導体外径の小型化に対する機械的強度の確保と端子圧
着箇所での引張荷重及び屈曲による断線を減少させるこ
とができる。なお、電子機器内配線用電線の導体、半導
体のリード材等として用いるに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願第１の発明及び本願第２の発明の実施例
及び比較例の屈曲試験方法を示す図である。 １・・・・・・・・・・・・・冶具 ２　・・・　・・・　・・・　・・　・・　・・　・・
　・　・　　・　　・　・　・　・・・　・・・　・・
・　・・・　・　・　・　・　・・供山（未才← Ｑ　　　　　　　ロ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅを０．１５〜１．０重量％、Ｐを０．０５〜
   ０．３重量％、Ｎｉを０．０１〜０．１重量％、Ｓｉを
   ０．０１〜０．０５重量％を含有し、残部が基本的にＣ
   ｕからなることを特徴とする銅合金。
2. （２）Ｆｅを０．１５〜１．０重量％、Ｐを０．０５〜
   ０．３重量％、Ｎｉを０．０１〜０．１重量％、Ｂを０
   ．００５〜０．０５重量％を含有し、残部が基本的にＣ
   ｕからなることを特徴とする銅合金。