JPH0280532A - 曲げ加工性に優れた高力銅合金 - Google Patents
曲げ加工性に優れた高力銅合金Info
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- JPH0280532A JPH0280532A JP63231799A JP23179988A JPH0280532A JP H0280532 A JPH0280532 A JP H0280532A JP 63231799 A JP63231799 A JP 63231799A JP 23179988 A JP23179988 A JP 23179988A JP H0280532 A JPH0280532 A JP H0280532A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
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］
本発明は曲げ加工性に優れた高力銅合金に関し、さらに
詳しくは、例えば、前空機及び大型コンピューター等の
、例えば、電気・電子機器等に使用される端子・コネク
ター等の材料ξして好適に使用し得る曲げ加工性に優れ
た高力銅合金に関する。
詳しくは、例えば、前空機及び大型コンピューター等の
、例えば、電気・電子機器等に使用される端子・コネク
ター等の材料ξして好適に使用し得る曲げ加工性に優れ
た高力銅合金に関する。
［従来の技術］
一般に、航空機及び大型計算機等の電気・電子機器に使
用される端子・コネクター等のばね材料には各種特性に
おいて極めて高い信頼性が要求されるものである。特に
、最近の電気、電子機器等の＠薄短小化に伴って、これ
らの機器に使用されるばね材料にも薄板化が要求される
ようになり、薄板化による強度面における信頼性の低下
を補うために上記ばね材料には増々高い強度（８０ｋｇ
ｆ／ｍｒｎ’以上の引張強度）が要求されるに至ってい
る。
用される端子・コネクター等のばね材料には各種特性に
おいて極めて高い信頼性が要求されるものである。特に
、最近の電気、電子機器等の＠薄短小化に伴って、これ
らの機器に使用されるばね材料にも薄板化が要求される
ようになり、薄板化による強度面における信頼性の低下
を補うために上記ばね材料には増々高い強度（８０ｋｇ
ｆ／ｍｒｎ’以上の引張強度）が要求されるに至ってい
る。
ところで、従来、かかる高強度のばね材料としてはベリ
リウム銅（Ｂｅ−Ｃｕ）が知られている。ベリリウム銅
は約１００ｋｇｆ／ｍｒｒｌ’の引張強度を有し、かつ
、曲げ加工性も良好であり、信頼性がおける材料として
使用されている。
リウム銅（Ｂｅ−Ｃｕ）が知られている。ベリリウム銅
は約１００ｋｇｆ／ｍｒｒｌ’の引張強度を有し、かつ
、曲げ加工性も良好であり、信頼性がおける材料として
使用されている。
しかし、ベリリウム及びその酸化物は、人体に対して有
害なので、ベリリウム銅により端子・コネクター等を製
造するときには、安全・衛生面について種々の防護策を
講じなければならない。
害なので、ベリリウム銅により端子・コネクター等を製
造するときには、安全・衛生面について種々の防護策を
講じなければならない。
また、ベリリウムはそれ自体高価なものであるので、ベ
リリウム銅を使った製品も高価になってしまう。さらに
、ベリリウム銅は、はんだ付は性が良好ではないという
問題も持っている。
リリウム銅を使った製品も高価になってしまう。さらに
、ベリリウム銅は、はんだ付は性が良好ではないという
問題も持っている。
一方、人体に安全で衛生的な、ベリリウム銅に匹敵する
高力銅合金としては、Ｃ７Ｃ７２７００（Ｃｕ−９％Ｎ
１−６ｗｔ％Ｓｎ）及びＣｕ−４ｗｔ％Ｔｉ等が知ら
れている。これらの合金は、いずれも１００ ｋｇ ｆ
／ｍｒｒ？以上の引張強度を持っている。しかし、その
伸び特性はベリリウム銅と比較して低く、そのため曲げ
加工時のクランクが発生してしまう。つまり、曲げ加工
性が良好でないので、全面的にベリリウム銅に代替する
には至っていないのである。
高力銅合金としては、Ｃ７Ｃ７２７００（Ｃｕ−９％Ｎ
１−６ｗｔ％Ｓｎ）及びＣｕ−４ｗｔ％Ｔｉ等が知ら
れている。これらの合金は、いずれも１００ ｋｇ ｆ
／ｍｒｒ？以上の引張強度を持っている。しかし、その
伸び特性はベリリウム銅と比較して低く、そのため曲げ
加工時のクランクが発生してしまう。つまり、曲げ加工
性が良好でないので、全面的にベリリウム銅に代替する
には至っていないのである。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、安全かつ衛生的で、しかも経済的であり、又
、ベリリウム銅に匹敵する８０〜１２０ｋｇｆ／ｍｒｎ
’の引張強度を持ち、しかも曲げ加工性がベリリウム銅
と同等以上であって、さらに、はんだ付は性が良好な曲
げ加工性に優れた高力銅合金を提供することを目的とす
る。
、ベリリウム銅に匹敵する８０〜１２０ｋｇｆ／ｍｒｎ
’の引張強度を持ち、しかも曲げ加工性がベリリウム銅
と同等以上であって、さらに、はんだ付は性が良好な曲
げ加工性に優れた高力銅合金を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］
本発明の要旨は、Ｎｉ：５〜２０ｗｔ％、Ｓｎ：０．５
〜３ｗｔ％、Ａｌｌ ： ０．５〜５ｗｔ％、Ｍｇ：０
．００１〜０．０５ｗｔ％、Ｃｒ：０．００１〜Ｏ，１
ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５〜５ｗｔ％を含有し、残部がＣ
ｕ及び不可避的不純物からなる引張強さが８０〜１２０
ｋｇｆ／＋’ｎｒｎ’であることを特徴とする曲げ加工
性に優れた高力銅合金に存在する。
〜３ｗｔ％、Ａｌｌ ： ０．５〜５ｗｔ％、Ｍｇ：０
．００１〜０．０５ｗｔ％、Ｃｒ：０．００１〜Ｏ，１
ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５〜５ｗｔ％を含有し、残部がＣ
ｕ及び不可避的不純物からなる引張強さが８０〜１２０
ｋｇｆ／＋’ｎｒｎ’であることを特徴とする曲げ加工
性に優れた高力銅合金に存在する。
本発明に係る高力銅合金について、以下詳細に説明する
。
。
（成分限定理由）
Ｎｉは、引張強度と伸び特性とを向上させるための必須
元素であるが、含有量が５ｗｔ％未満では、この効果は
不十分である。また、２０ｗｔ％を越えて含有されると
熱間加工性が劣化するという問題が生ずる。よって、Ｎ
ｉ含有量は、５〜２０ｗｔ％とする。
元素であるが、含有量が５ｗｔ％未満では、この効果は
不十分である。また、２０ｗｔ％を越えて含有されると
熱間加工性が劣化するという問題が生ずる。よって、Ｎ
ｉ含有量は、５〜２０ｗｔ％とする。
Ｓｎは、引張強度、伸びとばね特性とを向上させる元素
であるが、含有量が０．５ｗｔ％未満では、その効果は
少ない。また、３ｗｔ％を越えて含有されると熱間加工
が困難となる。よって、Ｓｎ含有量は、０．５〜３ｗｔ
％とする。
であるが、含有量が０．５ｗｔ％未満では、その効果は
少ない。また、３ｗｔ％を越えて含有されると熱間加工
が困難となる。よって、Ｓｎ含有量は、０．５〜３ｗｔ
％とする。
Ａ℃は、引張強度及び伸び特性を向上させる元素である
が、含有量が０．５ｗｔ％未満では、その効果は少ない
。また、５ｗｔ％を越えて含有されるとはんだ付は性が
劣化する。よって、ＡＩｌ含有量は、０．５〜５ｗｔ％
とする。
が、含有量が０．５ｗｔ％未満では、その効果は少ない
。また、５ｗｔ％を越えて含有されるとはんだ付は性が
劣化する。よって、ＡＩｌ含有量は、０．５〜５ｗｔ％
とする。
Ｍｇは、溶解、鋳造時に不可避的に混入してくるＳを、
Ｍｇとの安定した化合物であるＭｇＳとして母相中に固
定させ、熱間加工性を改善する元素であるが、含有量が
Ｏ，００１ｗｔ％未満では、その効果は少ない。また、
０．０５ｗｔ％を越える含有量では、溶湯の渦流性が悪
くなる。
Ｍｇとの安定した化合物であるＭｇＳとして母相中に固
定させ、熱間加工性を改善する元素であるが、含有量が
Ｏ，００１ｗｔ％未満では、その効果は少ない。また、
０．０５ｗｔ％を越える含有量では、溶湯の渦流性が悪
くなる。
よって、Ｍｇ含有量は、ｏ、ｏｏｉ〜０．０５ｗｔ％と
する。
する。
Ｃｒは、鋳塊の粒界を強化して、熱間加工性を高める元
素であるが、含有量がＯ，００１ｗｔ％未満では、その
効果は少ない。また、０．１ｗｔ％を越えて含有される
と溶湯が酸化し、鋳造性が劣化してしまう。よって、Ｃ
ｒ含有量は、ｏ、ｏｏｔ〜０．１ｗｔ％とする。
素であるが、含有量がＯ，００１ｗｔ％未満では、その
効果は少ない。また、０．１ｗｔ％を越えて含有される
と溶湯が酸化し、鋳造性が劣化してしまう。よって、Ｃ
ｒ含有量は、ｏ、ｏｏｔ〜０．１ｗｔ％とする。
Ｚｎは、錫めっき、錫合金めっぎとはんだの耐熱剥ｍ性
とを著しく改善する元素であるが、含有量が０．０５ｗ
ｔ％未満では、その効果は少ない。また、含有量が５ｗ
ｔ％を越えると、はんだ付は性が悪化する。よって、Ｚ
ｎ含有伍は、０．０５〜５ｗｔ％とする。
とを著しく改善する元素であるが、含有量が０．０５ｗ
ｔ％未満では、その効果は少ない。また、含有量が５ｗ
ｔ％を越えると、はんだ付は性が悪化する。よって、Ｚ
ｎ含有伍は、０．０５〜５ｗｔ％とする。
なお、上記の含有成分及びＣｕ以外にＦｅ。
Ｍｎ、 Ｔｉ、 Ｚｒ、 Ｐ、 Ｉｎ、 Ｂ、 Ｔａ、
Ｃｏの１ ｆｆｆｉあるいは２種以上を０．２ｗｔ％
まで含有しても、本発明に係る高力銅合金の特性は何ら
損われることはない。従って、上記の範囲内での含有は
許容される。
Ｃｏの１ ｆｆｆｉあるいは２種以上を０．２ｗｔ％
まで含有しても、本発明に係る高力銅合金の特性は何ら
損われることはない。従って、上記の範囲内での含有は
許容される。
なお、本発明に係る高力銅合金を、最終製品の板厚にす
るには、例えば、鋳塊を熱間圧延し、ａＯＯ℃以上の温
度で溶体化処理を実施した後、冷間圧延と最終低温焼鈍
を行えばよい。
るには、例えば、鋳塊を熱間圧延し、ａＯＯ℃以上の温
度で溶体化処理を実施した後、冷間圧延と最終低温焼鈍
を行えばよい。
なお、本発明に係る高力銅合金は広くばね材として使用
され、例えば、高性能ばね、継電器用ばね、電気機器用
ばね、マイクロスイッチ、ダイヤフラム、ベロー、時計
用歯車、ヒユーズクリップ、コネクタ、ソケット、リレ
ー、各種端子その他に使用することができ、特に、高い
信顆性が要求される航空機、大型コンピューター等にお
ける電気機器等のコネクター、端子にも好適に使用でき
る。
され、例えば、高性能ばね、継電器用ばね、電気機器用
ばね、マイクロスイッチ、ダイヤフラム、ベロー、時計
用歯車、ヒユーズクリップ、コネクタ、ソケット、リレ
ー、各種端子その他に使用することができ、特に、高い
信顆性が要求される航空機、大型コンピューター等にお
ける電気機器等のコネクター、端子にも好適に使用でき
る。
［実施例］
本発明に係る高力銅合金をその実施例によって詳しく説
明する。
明する。
第１表に示すＮｏ ｆ〜Ｎｏ１２の含有成分および成分
割合の銅合金をそれぞれクリプトル炉において大気中で
木炭被覆下にて溶製後、鋳造して厚さ５０ｍｍ、幅８０
ｍｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊とした。この鋳塊の表面、
裏面を面側後、８８０℃の温度で厚さ１０ｍｍまで熱間
圧延を行い、熱間圧延後、水中急冷した。
割合の銅合金をそれぞれクリプトル炉において大気中で
木炭被覆下にて溶製後、鋳造して厚さ５０ｍｍ、幅８０
ｍｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊とした。この鋳塊の表面、
裏面を面側後、８８０℃の温度で厚さ１０ｍｍまで熱間
圧延を行い、熱間圧延後、水中急冷した。
ここで、比較合金Ｎｏ ８はＳｎの偏析が激しく、熱間
割れが発生したため、以後の試料調整から除外した。
割れが発生したため、以後の試料調整から除外した。
さらに、Ｍｇを含有していない比較合金Ｎｏ ９とＣｒ
を含有してない比較合金Ｎｏ １０には、熱間割れが発
生したため、以後の試料調整を行わなかった。
を含有してない比較合金Ｎｏ １０には、熱間割れが発
生したため、以後の試料調整を行わなかった。
次に、上記水中急冷した熱間圧延材を酸洗して酸化スケ
ールを除去後、冷間圧延を行って厚さ３０ｍｍに仕上げ
、電気炉中で７００℃の温度で２時間焼鈍を行い、ざら
に酸洗・研磨により酸化スケールを除去した。
ールを除去後、冷間圧延を行って厚さ３０ｍｍに仕上げ
、電気炉中で７００℃の温度で２時間焼鈍を行い、ざら
に酸洗・研磨により酸化スケールを除去した。
このような板材を冷間圧延により厚さ０．４０ｍｍまで
加工し、冷間加工後、９００℃に調整した塩浴炉に浸漬
し、２０秒間保持後、取り出し、ただちに水中急冷した
。次いで、酸洗・研磨後、冷間圧延にて最終板厚０．２
５ｍｍの板材を作製し、５００℃の温度で２時間の最終
低温焼鈍を行フな。
加工し、冷間加工後、９００℃に調整した塩浴炉に浸漬
し、２０秒間保持後、取り出し、ただちに水中急冷した
。次いで、酸洗・研磨後、冷間圧延にて最終板厚０．２
５ｍｍの板材を作製し、５００℃の温度で２時間の最終
低温焼鈍を行フな。
上記の板材を用いて、以下に示す試験を実施した。
引張試験は圧延方向に平行に切り出したＪＩＳ１３号Ｂ
試験片を用いて行った。
試験片を用いて行った。
硬さはマイクロピッカス硬度計で荷重５００ｇｆにて測
定した。
定した。
ばね限界値（Ｋｂｏ、）は、明石製作新製の薄板ばね試
験機ＡＰＴを使用した。
験機ＡＰＴを使用した。
導電率は、幅１０ｍｍｘ長さ３００ｍｍの試験片を用い
、ダブルブリッジにより電気抵抗を測定し、平均断面積
法により算出した。
、ダブルブリッジにより電気抵抗を測定し、平均断面積
法により算出した。
曲げ加工性は、実プレスにて、Ｒ＝０．２５ｍｍ（曲げ
比Ｒ／ｌ＝１．０、ただし、Ｒは曲げ半径、ｔは板厚）
で、曲げ線を圧延方向に直角にし、９０°曲げ加工を行
い、曲げ部を２０倍のルーペで観察し、クラックの発生
有無により曲げ加工性を評価した。
比Ｒ／ｌ＝１．０、ただし、Ｒは曲げ半径、ｔは板厚）
で、曲げ線を圧延方向に直角にし、９０°曲げ加工を行
い、曲げ部を２０倍のルーペで観察し、クラックの発生
有無により曲げ加工性を評価した。
はんだ付は性は、温度２３０℃の５ｎ６０−Ｐｂ４０の
はんだ浴ではんだ付けした後の表面の状況を観察するこ
とにより評価した。はんだの耐熱剥離性は上記のはんだ
付けを行った試料を温度１５０℃で５００時間加熱の後
、２ｍｍＲで１８０°曲げ戻しを行い、はんだの密着性
を調査して評価した。
はんだ浴ではんだ付けした後の表面の状況を観察するこ
とにより評価した。はんだの耐熱剥離性は上記のはんだ
付けを行った試料を温度１５０℃で５００時間加熱の後
、２ｍｍＲで１８０°曲げ戻しを行い、はんだの密着性
を調査して評価した。
以上の試験結果を第２表に示す。
第２表から明らかなように、本発明の合金Ｎｏ １〜Ｎ
ｏ４は、比較合金Ｎｏ ５〜Ｎｏ１２と比較して、引張
強さと伸びのバランスとが優れており、ばね限界値も高
く、曲げ加工性、はんだ付は性及びはんだの耐熱剥離性
のいずれの特性も、良好であった。
ｏ４は、比較合金Ｎｏ ５〜Ｎｏ１２と比較して、引張
強さと伸びのバランスとが優れており、ばね限界値も高
く、曲げ加工性、はんだ付は性及びはんだの耐熱剥離性
のいずれの特性も、良好であった。
これに対し、比較合金Ｎｏ ５は、Ｓｎが０．５ｗｔ％
未満であり、引張強さと伸びのバランスが悪く、シかも
９０°曲げ加工においてクラックを発生している。
未満であり、引張強さと伸びのバランスが悪く、シかも
９０°曲げ加工においてクラックを発生している。
同様に、比較合金Ｎｏ６は、ＡＪ２が０．５ｗｔ％未満
であり、引張強さが本発明合金より低く、伸びも少ない
、そのために、９０”曲げ加工においてクラックを発生
している。
であり、引張強さが本発明合金より低く、伸びも少ない
、そのために、９０”曲げ加工においてクラックを発生
している。
また、比較合金Ｎｏ７はＺｎを含有しておらず、はんだ
の耐熱剥離性に問題がある。
の耐熱剥離性に問題がある。
比較材Ｎｏ１ｌはベリリウム銅であり、はんだ付は性の
面で不良である。
面で不良である。
さらに、比較材Ｎｏ１２は、引張強度は本発明の合金Ｎ
ｏ １〜４と同等であるが伸び特性が劣る。
ｏ １〜４と同等であるが伸び特性が劣る。
そのため、９０°曲げ加工性においてクランクを発生し
ている。
ている。
［発明の効果］
以上の説明から明らかになったように、本発明の効果は
、次のようなものである。
、次のようなものである。
■安全かつ衛生的で、しかも経済的な高力銅合金が得ら
れる。
れる。
■ベリリウム銅と同等以上の引張強度、伸び特性を有す
る高力銅合金が得られる。
る高力銅合金が得られる。
■ベリリウム銅よりもはんだ付は性、耐はんだ耐熱剥隙
性が優れる高力銅合金が得られる。
性が優れる高力銅合金が得られる。
従って、本発明に係る高力銅合金は、高い信頼性が必要
とされる肌空機、大型コンピューター等の電気・電子機
器に使用される端子、コネクター材料としても好適に使
用し得る。
とされる肌空機、大型コンピューター等の電気・電子機
器に使用される端子、コネクター材料としても好適に使
用し得る。
第１表
Claims (1)
- Ｎｉ：５〜２０ｗｔ％、Ｓｎ：０．５〜３ｗｔ％、Ａ
ｌ：０．５〜５ｗｔ％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５ｗ
ｔ％、Ｃｒ：０．００１〜０．１ｗｔ％、Ｚｎ：０．０
５〜５ｗｔ％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物
からなる引張強さが８０〜１２０ｋｇｆ／ｍｍ＾２であ
ることを特徴とする曲げ加工性に優れた高力銅合金。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63231799A JPH0280532A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 曲げ加工性に優れた高力銅合金 |
| US07/375,936 US4990309A (en) | 1988-09-16 | 1989-07-06 | High strength copper-nickel-tin-zinc-aluminum alloy of excellent bending processability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63231799A JPH0280532A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 曲げ加工性に優れた高力銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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