JPH01149946A

JPH01149946A - 銅合金の製造方法

Info

Publication number: JPH01149946A
Application number: JP30699387A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Nakajima; 和隆中島; Kazuya Saito; 和也斉藤
Original assignee: Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-13
Also published as: JPH0570704B2

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】（イ）技術分野本発明は銅合金の製造方法に関し、詳しくは電子機器等
に使用される圧接型コネクター、ＩＣソケット等に好適
なバネ性、引張強度、導電性ならびに成形加工性に優れ
た銅合金の製造方法に関するものである。

（ロ）従来技術例えば、電子機器装置の内部実装は、ＩＣ，ＬＳＩ、Ｖ
ＬＳＩへの急速な高集積化に伴なって高密度化され、そ
れに必要なコネクターやＩＣソケットもますます多機能
化が要求されている。

特にコネクターにおいては、コンタクトと電線との接続
方法は従来ハンダ付、ラッピング、圧着等が主流であっ
たが、高密度化による電線本数の増加および結線作業の
合理化のために電線の絶縁被覆をあらかじめ除去するこ
となしに接続可能な圧接方式のコネクターが増加してい
る。

また、ＩＣソケットにおいても、ＩＣの実装方式は集積
度が上がりビン数が増加するにつれてＤＩＦタイプから
ピングリットアレイやチップキャリア等に移行している
ことや１着脱回数の多いＥＰ−ＲＯＭやＰ　−ＲＯＭ　
ライター用およびＩＣテスターのバーンイン、エージン
グ用等の用途に広く使用されており、コンタクトの信頼
性が重要視されている。

上記のような用途のコンタクト用合金として、従来主に
リン青銅やベリリウム銅が利用されている。

しかしながら、リン青銅は圧接型コネクターとして使用
するには引張強度やバネ性がベリリウム銅より弱くかつ
信頼性に劣り、またＩＣソケット用特にＩＣテスターの
バーンイン、エージング用として使用するには、応力緩
和特性や耐熱性が不良であるため信頼性や耐久性に問題
がある。このため、この種の用途として最近ベリリウム
銅が使用される傾向にある。

しかし、ベリリウム銅は強度とバネ性をもたせるために
成形加工＠３００〜３５０℃で時効処理を行なう必要が
あり、工程が複雑かつコスト高であり、経済性の面で問
題がある。

（ハ）発明の開示本発明は上記のような問題点を解決したもので、圧接型
コネクターやＩＣソケット等に適した機械的強度、バネ
性、導電性を有し、成形加工性、応力緩和特性、＃熱性
および経済性に優れた銅合金を製造する方法を提供する
ものである。

即ち、本発明はＮ　ｉ　４．０〜１７．０ｗｔ％、　Ａ
　ｉ　Ｏ，５〜５．０ｗｔ％を含有する銅合金を冷間圧
延するに際し、該銅合金を好ましくは７００℃以上、更
に好ましくは８００〜９５０°Ｃで溶体化処理し、次い
で２００〜４００℃好ましくは２５０〜３６０℃で前時
効処理を行なうことを特徴とする銅合金の製造方法であ
る。

以下、本発明について詳説する。

先ず、本発明に係る銅合金の製造方法において使用され
る銅合金の含有成分および組成について説明する。

Ｎｉは強度の向上、耐食性の向上のために有益に機能す
る必須の元素である。特に共添元素のＡｌと共にＮ１ｘ
ＡｌｙＩ７１微細な金属間化合物を形成し、これが銅マ
トリツクス中に析出することにより強度とバネ限界値を
向−トさせることができる。

しかし、Ｎｉの含有酸が１７ｗｔ％を越えると、導電率
が低下し、またＮｉ含有量が多くなるため材料費が上昇
する。またＮｉが４．０ｗｔ％未満では、Ａｌ事を増加
させれば強度、バネ限界値を向上させることはできるが
１曲げ加工性が劣化する。従って、本発明に係る銅基合
金において、Ｎｉ含有量は４．０〜１７．Ｑｗｔ％の範
囲が良い。

またＡｎは、本発明に係る銅基合金において、強度およ
びバネ限界値の向上に寄与する必須の元素である。しか
し、５．０ｗｔ％を越えると曲げ加工性が劣化し、また
０、５　ｗｔ％未満では強度およびバネ限界値の向上が
充分に望めないので、Ａｌの含有酸は０．５〜５．０ｗ
ｔ％の範囲が良好である。

また、Ｎｉ、Ａｉに比較して合金特性に及ぼす影響は小
さいものの、酸素は０．００５Ｑｗｔ％を越えると、合
金中でＡＭと反応してＡｆＬ、ｏ、を形成し、強度向上
のためのＡｌ事が減少する。また組織中にＡｎｔ　０３
が分散することにより、プレス金型の摩耗による短寿命
化の問題が生ずる。従って、銅合金中の酸素は好ましく
は０　、００５０ｗ　ｔ％以下がよい。

次に５本発明方法における銅合金の加工法について説明
する。

本発明法においては１例えば上記に説明したような含有
成分および成分組成の銅合金鋳塊を、通常の溶体化処理
を含む熱間加工および冷間加工により板厚を薄くし、最
終冷間圧延前に７００℃以上、好ましくは８００〜９５
０℃で溶体化処理後急冷し、材料温度２００〜４００℃
好ましくは２５０〜３６０℃で３分〜１０時間の時効処
理を行ない、続いて１０％以−ヒの最終冷間圧延を行な
った後、さらに材料温度３００〜６００℃で３分〜１０
時間の熱処理を施す。

７００℃以上で溶体化処理を行なうのは、この合金組織
中のＮ　ｉ　ｘＡｌ　ｙの析出物が７００℃以上でない
と再固溶しないためであり、経済的な溶体化処理時間を
考慮した上で８００〜９５０℃が好ましいのである。

次に、溶体化処理後２００〜４００℃好ましくは２５０
〜３６０℃で３分〜１０時間の前時効処理を行なう理由
は、溶体化処理後直ちに冷間圧延をして時効処理すると
、目的とする強度とバネ限界値に達しな（＼ので、その
ため溶体化処理後、前時効処理を行なうのである。ただ
し、−殻内には前時効処理の析出状況は２段階で進行す
る。即ち、第１段目は２００〜４００℃の低温域で、Ｕ
Ｓ２段目は４２０〜６００℃の高温域で析出現象が起こ
る。第１段目の析出物は組織中に均一微細に析出するが
、第２段目の析出では析出物の成長。

粗大化が生ずる。このため第２段目の前時効処理を行な
ったものは、第１段目のものと比較して最終的な強度、
バネ性は向上するが曲げ加工性が劣るのである。

従って、前時効処理は２００〜４００℃の範囲で行なう
訳であるが、その前時効処理時間は２００℃未満では１
０時間を越える長時間を要して経済的でなく、また４０
０℃を越えると３分間程度の短時間で第１段目の析出が
消失し、直ちに第２段目の析出状態域に達してしまうた
め好ましくない。従って、前時効処理は２００〜４００
℃好ましくは２５０〜３６０℃の温度域で約３分〜１゜
時間処理するのが良い。

引き続Ｓ１０％以上の冷間圧延を行なう、これは、最終
的な強度とバネ性を向上させるために心安である。また
最終時効処理を３００〜６００℃で３分〜１０時間行な
う、これは、３００’Ｃ！未満では１０時間を越える時
効処理時間を要するので経済的でなく、また６００℃を
越えると３分間程度の極めて短時間で過時効となり、強
度およびバネ性等が低下してしまうためである。

次に、本発明に係る銅合金の製造方法を実施例によって
詳細に説明する。

（ニ）実施例Ｎ　ｆ　１１．０ｗｔ％、Ａ１１．７ｗｔ％、酸素０．
００２０ｗｔ％および不可避的不純物を含む銅合金を高
周波真空溶解炉で溶解し、４０■（幅）Ｘ４０＋＊ｍ（
厚）×１５０１層（長さ）のインゴットに鋳造した。こ
の鋳塊を固剤した後、９００℃に均一加熱し、その後熱
間圧延を行ない、終了後直ちに急冷した０次いで、この
圧延板を冷間圧延と９００’Ｏでの溶体化処理を繰返し
、厚さがｆ、３０ｍｍ　、　０．８０ｍｍ才よびＱ、５
７ｍｍの３種類の板材とした。これらの冷延板を９００
°Ｃで１５分間溶体化処理後直ちに水冷した。その後、
前時効条件３３０℃×３０分間と５５０°Ｃ×３０分間
と熱処理なしとの３種類の条件で処理した後、厚さ０．
４■まで約３０％、５０％および７０％の３種類の加工
率で最終冷間圧延し、約４００〜５００℃の温度でｌｏ
〜３０分間最終時効処理を行なった。第１表にその加工
工程の諸条件を示す。

（以下余白）得られた各板材から試験片を採取して引張強度、伸び、
硬度、バネ限界値、導電率および曲げ加工性を測定した
。また同時に、市販されているバネ用リン青銅（Ｃ−５
２１０ＥＨ）とベリリウム鋼（Ｃ−１７２０％Ｈ）の０
．４１厚の試料についても測定した。ただし、ベリリウ
ム鋼は３１５”Ｑ　Ｘ　２．５時間の時効処理を行なっ
たものである。

以上の測定結果を第２表に示す。

なお、引張強度と伸びの測定はＪ　ｌ５−Ｚ−２２４１
に、導電率の測定はＪ　ｌ５−Ｈ−０５０５に、硬度の
測定はＪＩＳ−Ｚ−２２４４ニよツタ、曲げ加工性はＣ
ＥＳ−Ｍ−０００２−［１ニよる９０’Ｗ曲げ試験によ
って評価したが、このとき曲げ半径Ｒ＝０．４ｓ＋ｍ、
板厚０．４　ａｍ　　Ｒ／ｌ　＝　１．０で行なった。

第２表中のＣ，Ｗ、は曲げ軸が圧延方向に垂直、Ｂ。

臀、は曲げ軸が圧延方向に平行な場合の試験結果であり
、曲げ表面状態を観察して、曲げ表面が良好なものには
Ｏ印、曲げ表面にしわが発生したものにはΔ印、曲げ表
面に割れが発生又は破断したものにはＸ印として評価し
た。

第２表に示す測定結果に見られるように、本発明に係る
合金Ｎ０１１〜Ｎ００３は、いずれも強度が８５〜１１
０Ｋｇｆ／ｌｌｍ２．バネ限界値が７０〜９５　Ｋｇｆ
／ｌｌｌ１２．伸び１６％以上、導電率（ＩＡＣ：Ｓ）
　１２〜１４％であり１曲げ加工性は良好であった。

これに対し、比較例の合金Ｎｏ、４〜Ｎｏ、８は５５０
”０Ｘ３０分の前時効処理を行なったため、強度とバネ
限界値は向上したが、曲げ加工性が不良であった。

また、前時効処理なしの合金Ｎｏ、７〜Ｎｏ、９は曲げ
加工性は良好であったが、強度とバネ限界値が本発明に
係る合金に比較して劣っていることが解る。

また、Ｎｏ、１０のバネ用リン青銅（Ｃ−５２１０ＥＨ
）やＮｏ、１１に示したベリリウム銅（Ｃ−１７２０３
（Ｈ）の３１５℃×２．５時間時効処理した材料と比較
しても、本発明に係る合金Ｎｏ、１−　Ｎｏ、３は、強
度とバネ限界値はリン青銅より高く、ベリリウム銅より
若干低い値であるが、曲げ加工性が著しく優れているこ
とが解る。

（ホ）発明の効果以上の実施例から明らかなように、本発明に係る合金は
、機械的強度とバネ限界値、導電率および成形加工性に
優れており、電子機器に使用される圧接型コネクターや
ＩＣソケット等のコンタクトとして最適である。

また、ベリリウム銅合金のように高価元素を使用しない
ので、安価に提供することが可能である。

このように、本発明は比較的簡単な処理工程で所望の特
性を持つ材料を低コストで製造できるので、工業的にも
極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ４．０〜１７．０ｗｔ％、Ａｌ０．５〜５．
０ｗｔ％を含有する銅合金を冷間圧延するに際し、該銅
合金を溶体化処理し、次いで２００〜４００℃で前時効
処理を行なうことを特徴とする銅合金の製造方法。
（２）前記銅合金の酸素含有量が０．００５０ｗｔ％以
下である特許請求の範囲第１項記載の銅合金の製造方法
。
（３）前記溶体化処理が７００℃以上好ましくは８００
〜９５０℃である特許請求の範囲第１項記載の銅合金の
製造方法。