JPH0356293B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0356293B2 JPH0356293B2 JP60266940A JP26694085A JPH0356293B2 JP H0356293 B2 JPH0356293 B2 JP H0356293B2 JP 60266940 A JP60266940 A JP 60266940A JP 26694085 A JP26694085 A JP 26694085A JP H0356293 B2 JPH0356293 B2 JP H0356293B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- copper
- weight
- resistance
- electrical conductivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Conductive Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ばね性、強度、導電率および加圧性
が共に優れた端子・コネクター用の銅基合金に関
する。 〔従来の技術〕 プラグ側およびソケツト側の導電端子を構成す
る端子・コネクター用材料は、その形状や大きさ
を問わず、弾性、強度、応力緩和特性、耐食性等
の様々の諸特性を兼備したうえ加工が容易で且つ
安価な材料であることが要求される。かような端
子・コネクター用材料として、従来より最も普通
に使用されているものに黄銅およびりん青銅があ
る。 特開昭51−138522号公報は、Ni：1.0〜60％、
Sn：0.4〜2.5％、ＢまたはREMを0.05〜0.5％を
銅中に含有する高導電性銅合金を開示している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 黄銅は成形加工性が非常に良好で且つ安価であ
るという長所を持つが、耐食性、耐応力腐食割れ
性が極端に悪いので、急激な進歩を遂げている最
近の電気または電子工業や自動車産業における端
子・コネクター材料としては信頼性に欠ける場合
がある。りん青銅は強度、ばね性、耐食性および
耐応力腐食割れ性は良好であるが、Snを3.0％以
上含有するので高価となり、また熱間圧延ができ
ないので製造コストも高くなるという問題があ
る。さらに応力緩和性が悪いという問題と固溶強
化合金であるので高温下での耐クリープ性が弱い
という欠点をもつている。 特開昭51−138522号公報に記載の高導電性銅合
金は、高導電性でありながら、それでも導電率は
Niを1.0％以上含有している関係上、35％IACS以
下である（該公報第１図参照）。 本発明はこのような従来材の問題を解決し、端
子・コネクター材料と要求される諸特性を満足す
る銅基合金を提供しようとするものである。 〔問題点を解決する手段〕 本発明による端子・コネクター用銅基合金は、
重量％において、Ni；0.1〜2.0％、Sn；0.2〜2.0
％、Ｂ；0.005〜0.35％、但し、Ni／Ｂの重量比
が4.0〜6.5の範囲、残部がCuおよび不可避的不純
物からなり、Snを固溶した銅マトリツクス中に
原子比で１対１のNiB化合物が分散析出した組織
を有し、導電率が40％IACS以上を有するもので
ある。 一般に、端子・コネクター材料として銅基合金
を使用する場合には条をプレス加工により成形す
る場合が多いが、そのさいに材料の強度および折
り曲げ性などが重要な要素となる。また、リード
線等と接続するためにハンダ付けなどが行われ、
その際に230℃程度の加熱を受けるが、この加熱
により軟化してはいけない。さらに自動車のエン
ジン回り等の高温環境で使用される場合には耐熱
性の必要であり、腐食環境下で使用される場合に
は耐応力腐食割れが要求される。本発明による銅
基合金はこのような諸特性を40％IACS以上の導
電率を具有しながら満足するものである。 以下に本発明の銅基合金の詳細を説明する。 本発明者らは先に特願昭60−196916号明細書に
おいて、銅中にNiおよびＢを原子比で１：１に
近い組成で添加した電気伝導性の優れた耐軟化性
合金を提案した。本発明の端子・コネクター用銅
基合金はこの特願昭60−196916号明細書（特開昭
62−56546号公報）に提案した合金に適量のSnを
添加した関係にある。特願昭60−196916号明細書
（特開昭62−56546号公報）にも述べたが、E.
Lugscheiderは、Int.Thrm.Anal.Vol.5、P98〜
101、1977において、Ｂを２重量％（原子量比で
約10％）含有させたCu−Ni−Ｂの３元系合金に
ついて、高Ni側からNi3B、Ni2B、Ni4B3、NiB
が析出すると報告している。この研究報告は、本
発明合金の組成範囲よりかなり高密度のＢおよび
Niを含む系について調べたものである。本発明
者らは、銅中にSnを所定量で添加したものにつ
いてNiとＢの比を変えて実験を行つたところ、
比抵抗挙動について特願昭60−196916号明細書
（特開昭62−56546号公報）の合金と同様の傾向が
現れることを見出し、端子・コネクター材料とし
て要求される前述の諸特性が有利に満足させるこ
とができることがわかつた。これは、SnがCu中
に固溶して比抵抗を上昇させているが、NiとＢ
が原子比で１対１の一般式NiBで表される化合物
を形成してCuマトリツクス中に分散析出するた
めであると考えられる。 本発明合金において各成分の含有量の範囲を規
制した理由の概要は次のとおりである。 SnはCu中に固溶し、この固溶体強化によつて
Cuマトリツクスを強化し機械的強度を向上させ
るが、0.2重量％未満の添加ではこの固溶強化が
見られない。他方、Snの添加により電気抵抗が
上昇して電気伝導度は低下するが、Sn量が２重
量％以下であればその影響は少ない。またSnを
多量に添加することは経済的でもない。したがつ
て本発明合金においてSnを0.2〜２重量％の範囲、
好ましくは0.5〜1.0重量％の範囲で含有させる。 Niは0.1重量％未満の量では強度の向上効果が
なく、耐軟化性の低い合金となる。しかし2.0重
量％を越えて添加した場合には、たとえＢを多量
に添加して化合物の析出を進めても電気伝導度が
低下してくる。またNiを多量に添加することは
経済的でもない。このため本発明合金において
Niは0.1〜2.0重量％の範囲とする。 Ｂは既述のようにNiと化合物を形成する。し
たがつてNi；0.1〜2.0重量％の範囲におけるNi量
に対応して添加するのがよい。本発明らの研究に
よると、NiとＢの原子比量が約１：１となるの
が適当であり、この原子量比が１：１からずれる
にしたがつて電子伝導度が低下してくることが判
明した。NiとＢの原子量比が１：１であること
は、重量比で表せば、約5.43：１と言うことにな
るが、実際にはNiとＢの重量比が4.0〜6.5：１の
範囲であればよく、従つて、ＢはNi量との関係
で重量％では0.005〜0.35％とするのがよい。 実施例 表１に示す成分値の各銅基合金を、Ni−Ｂ母
合金、Cu−Ni母合金および高純度Sn粒を用いて
高周波真空溶解炉で溶製し、これを黒鉛鋳型に鋳
造した。この鋳塊から15mm厚さ×40mm幅×40mm長
さのケークを切り出し、冷間加工によつていずれ
も厚さ５mmの冷延板とした。この冷延板を800℃
×１時間の条件で焼鈍し、酸化スケールを除去し
たあと、さらに冷間圧延によつて厚さ２mmの冷延
板とした。そして、再び800℃×１時間の条件で
焼鈍し、酸化スケールを除去したあと、仕上冷間
圧延して厚さ0.5mmの冷延板を得た。 得られた冷延板から試験片を採集し、導電率、
強度、伸び、ばね限界値、曲げ加工性、軟化温度
を測定し、またはんだ付け性を調べた。これらの
測定結果を表１に併記した。 導電率の測定にあたつては、４端子法により電
気抵抗を測定し、単位長さ単位断面積当りの抵抗
値（比抵抗）を求め、この求めた比抵抗値から導
電率（％IACS）を求めた。引張試験はJIS−Ｚ−
2241に基づき２トン引張試験機によつて破断強度
を測定した。ばね限界値の測定は、200℃で30分
の低温焼鈍を行つた試験片についてJIS−Ｈ−
3130に従つて測定した。曲げ加工性は350℃で30
分の歪み取り焼鈍を行つた試験片についてJIS−
Ｚ−2248に準じて180℃密着曲げを行い、シワ発
生の全くないものをＡ、シワが見られるものを
Ｂ、亀裂が発生したものをＣとする評価を行つ
た。 耐熱特性試験はマイクロビツカース硬度計によ
り測定温度で30分保持後の硬度を測定した。その
結果を第１図および第２図に示した。そして、試
料をその温度で30分加熱したときに加熱後の硬度
が初期硬度の80％となつたときの温度を軟化温度
として表１に示した。 はんだ付け性は、浸漬法により230℃のSn−40
％Pb共晶半田浴（フラツクスは弱活性ロジンフ
ラツクスを使用）に５秒間浸漬したものの表面を
肉眼で観察し、表面の滑らかなものを○印、若干
の凹凸のあるものを△印、半田が濡れていないも
のを×印とする評価を行つた。
が共に優れた端子・コネクター用の銅基合金に関
する。 〔従来の技術〕 プラグ側およびソケツト側の導電端子を構成す
る端子・コネクター用材料は、その形状や大きさ
を問わず、弾性、強度、応力緩和特性、耐食性等
の様々の諸特性を兼備したうえ加工が容易で且つ
安価な材料であることが要求される。かような端
子・コネクター用材料として、従来より最も普通
に使用されているものに黄銅およびりん青銅があ
る。 特開昭51−138522号公報は、Ni：1.0〜60％、
Sn：0.4〜2.5％、ＢまたはREMを0.05〜0.5％を
銅中に含有する高導電性銅合金を開示している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 黄銅は成形加工性が非常に良好で且つ安価であ
るという長所を持つが、耐食性、耐応力腐食割れ
性が極端に悪いので、急激な進歩を遂げている最
近の電気または電子工業や自動車産業における端
子・コネクター材料としては信頼性に欠ける場合
がある。りん青銅は強度、ばね性、耐食性および
耐応力腐食割れ性は良好であるが、Snを3.0％以
上含有するので高価となり、また熱間圧延ができ
ないので製造コストも高くなるという問題があ
る。さらに応力緩和性が悪いという問題と固溶強
化合金であるので高温下での耐クリープ性が弱い
という欠点をもつている。 特開昭51−138522号公報に記載の高導電性銅合
金は、高導電性でありながら、それでも導電率は
Niを1.0％以上含有している関係上、35％IACS以
下である（該公報第１図参照）。 本発明はこのような従来材の問題を解決し、端
子・コネクター材料と要求される諸特性を満足す
る銅基合金を提供しようとするものである。 〔問題点を解決する手段〕 本発明による端子・コネクター用銅基合金は、
重量％において、Ni；0.1〜2.0％、Sn；0.2〜2.0
％、Ｂ；0.005〜0.35％、但し、Ni／Ｂの重量比
が4.0〜6.5の範囲、残部がCuおよび不可避的不純
物からなり、Snを固溶した銅マトリツクス中に
原子比で１対１のNiB化合物が分散析出した組織
を有し、導電率が40％IACS以上を有するもので
ある。 一般に、端子・コネクター材料として銅基合金
を使用する場合には条をプレス加工により成形す
る場合が多いが、そのさいに材料の強度および折
り曲げ性などが重要な要素となる。また、リード
線等と接続するためにハンダ付けなどが行われ、
その際に230℃程度の加熱を受けるが、この加熱
により軟化してはいけない。さらに自動車のエン
ジン回り等の高温環境で使用される場合には耐熱
性の必要であり、腐食環境下で使用される場合に
は耐応力腐食割れが要求される。本発明による銅
基合金はこのような諸特性を40％IACS以上の導
電率を具有しながら満足するものである。 以下に本発明の銅基合金の詳細を説明する。 本発明者らは先に特願昭60−196916号明細書に
おいて、銅中にNiおよびＢを原子比で１：１に
近い組成で添加した電気伝導性の優れた耐軟化性
合金を提案した。本発明の端子・コネクター用銅
基合金はこの特願昭60−196916号明細書（特開昭
62−56546号公報）に提案した合金に適量のSnを
添加した関係にある。特願昭60−196916号明細書
（特開昭62−56546号公報）にも述べたが、E.
Lugscheiderは、Int.Thrm.Anal.Vol.5、P98〜
101、1977において、Ｂを２重量％（原子量比で
約10％）含有させたCu−Ni−Ｂの３元系合金に
ついて、高Ni側からNi3B、Ni2B、Ni4B3、NiB
が析出すると報告している。この研究報告は、本
発明合金の組成範囲よりかなり高密度のＢおよび
Niを含む系について調べたものである。本発明
者らは、銅中にSnを所定量で添加したものにつ
いてNiとＢの比を変えて実験を行つたところ、
比抵抗挙動について特願昭60−196916号明細書
（特開昭62−56546号公報）の合金と同様の傾向が
現れることを見出し、端子・コネクター材料とし
て要求される前述の諸特性が有利に満足させるこ
とができることがわかつた。これは、SnがCu中
に固溶して比抵抗を上昇させているが、NiとＢ
が原子比で１対１の一般式NiBで表される化合物
を形成してCuマトリツクス中に分散析出するた
めであると考えられる。 本発明合金において各成分の含有量の範囲を規
制した理由の概要は次のとおりである。 SnはCu中に固溶し、この固溶体強化によつて
Cuマトリツクスを強化し機械的強度を向上させ
るが、0.2重量％未満の添加ではこの固溶強化が
見られない。他方、Snの添加により電気抵抗が
上昇して電気伝導度は低下するが、Sn量が２重
量％以下であればその影響は少ない。またSnを
多量に添加することは経済的でもない。したがつ
て本発明合金においてSnを0.2〜２重量％の範囲、
好ましくは0.5〜1.0重量％の範囲で含有させる。 Niは0.1重量％未満の量では強度の向上効果が
なく、耐軟化性の低い合金となる。しかし2.0重
量％を越えて添加した場合には、たとえＢを多量
に添加して化合物の析出を進めても電気伝導度が
低下してくる。またNiを多量に添加することは
経済的でもない。このため本発明合金において
Niは0.1〜2.0重量％の範囲とする。 Ｂは既述のようにNiと化合物を形成する。し
たがつてNi；0.1〜2.0重量％の範囲におけるNi量
に対応して添加するのがよい。本発明らの研究に
よると、NiとＢの原子比量が約１：１となるの
が適当であり、この原子量比が１：１からずれる
にしたがつて電子伝導度が低下してくることが判
明した。NiとＢの原子量比が１：１であること
は、重量比で表せば、約5.43：１と言うことにな
るが、実際にはNiとＢの重量比が4.0〜6.5：１の
範囲であればよく、従つて、ＢはNi量との関係
で重量％では0.005〜0.35％とするのがよい。 実施例 表１に示す成分値の各銅基合金を、Ni−Ｂ母
合金、Cu−Ni母合金および高純度Sn粒を用いて
高周波真空溶解炉で溶製し、これを黒鉛鋳型に鋳
造した。この鋳塊から15mm厚さ×40mm幅×40mm長
さのケークを切り出し、冷間加工によつていずれ
も厚さ５mmの冷延板とした。この冷延板を800℃
×１時間の条件で焼鈍し、酸化スケールを除去し
たあと、さらに冷間圧延によつて厚さ２mmの冷延
板とした。そして、再び800℃×１時間の条件で
焼鈍し、酸化スケールを除去したあと、仕上冷間
圧延して厚さ0.5mmの冷延板を得た。 得られた冷延板から試験片を採集し、導電率、
強度、伸び、ばね限界値、曲げ加工性、軟化温度
を測定し、またはんだ付け性を調べた。これらの
測定結果を表１に併記した。 導電率の測定にあたつては、４端子法により電
気抵抗を測定し、単位長さ単位断面積当りの抵抗
値（比抵抗）を求め、この求めた比抵抗値から導
電率（％IACS）を求めた。引張試験はJIS−Ｚ−
2241に基づき２トン引張試験機によつて破断強度
を測定した。ばね限界値の測定は、200℃で30分
の低温焼鈍を行つた試験片についてJIS−Ｈ−
3130に従つて測定した。曲げ加工性は350℃で30
分の歪み取り焼鈍を行つた試験片についてJIS−
Ｚ−2248に準じて180℃密着曲げを行い、シワ発
生の全くないものをＡ、シワが見られるものを
Ｂ、亀裂が発生したものをＣとする評価を行つ
た。 耐熱特性試験はマイクロビツカース硬度計によ
り測定温度で30分保持後の硬度を測定した。その
結果を第１図および第２図に示した。そして、試
料をその温度で30分加熱したときに加熱後の硬度
が初期硬度の80％となつたときの温度を軟化温度
として表１に示した。 はんだ付け性は、浸漬法により230℃のSn−40
％Pb共晶半田浴（フラツクスは弱活性ロジンフ
ラツクスを使用）に５秒間浸漬したものの表面を
肉眼で観察し、表面の滑らかなものを○印、若干
の凹凸のあるものを△印、半田が濡れていないも
のを×印とする評価を行つた。
【表】
表１の結果から、例えば本発明合金No.２および
No.５と比較合金No.９とを対比すると明らかなよう
に、Ｂを添加した本発明合金は、導電率、強度、
伸び、ばね限界値、軟化温度（さらには第１図、
第２図の耐熱特性）のいずれにおいても顕著に向
上することが明らかであり、端子・コネクター材
料に要求される諸特性が良好である。これは既に
述べたようにNiとＢの微細な化合物がマトリツ
クス中に析出しているからである。このことは、
本発明合金においてNiを1.5％や2.0％も含有して
も導電率が40％IACS以上を示すことからも明ら
かである。
No.５と比較合金No.９とを対比すると明らかなよう
に、Ｂを添加した本発明合金は、導電率、強度、
伸び、ばね限界値、軟化温度（さらには第１図、
第２図の耐熱特性）のいずれにおいても顕著に向
上することが明らかであり、端子・コネクター材
料に要求される諸特性が良好である。これは既に
述べたようにNiとＢの微細な化合物がマトリツ
クス中に析出しているからである。このことは、
本発明合金においてNiを1.5％や2.0％も含有して
も導電率が40％IACS以上を示すことからも明ら
かである。
第１図および第２図は実施例合金の加熱温度と
その温度に30分保持後の硬さとの関係を示す耐熱
特性図である。
その温度に30分保持後の硬さとの関係を示す耐熱
特性図である。
Claims (1)
- １ 重量％において、Ni；0.1〜2.0％、Sn；0.2
〜2.0％、Ｂ；0.005〜0.35％、但し、Ni／Ｂの重
量比が4.0〜6.5の範囲、残部がCuおよび不可避的
不純物からなり、Snを固溶した銅マトリツクス
中に原子比で１対１のNiB化合物が分散析出した
組織を有し、導電率が40％IACS以上の端子・コ
ネクター用銅基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26694085A JPS62127440A (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | 端子・コネクタ−用銅基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26694085A JPS62127440A (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | 端子・コネクタ−用銅基合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62127440A JPS62127440A (ja) | 1987-06-09 |
| JPH0356293B2 true JPH0356293B2 (ja) | 1991-08-27 |
Family
ID=17437798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26694085A Granted JPS62127440A (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | 端子・コネクタ−用銅基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62127440A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4571471B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2010-10-27 | Ｄｏｗａホールディングス株式会社 | 銅合金およびその製造法ならびに放熱板 |
| CN109536752A (zh) * | 2018-12-08 | 2019-03-29 | 雷纳德流体智能科技江苏股份有限公司 | 一种铜合金的生产方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51138522A (en) * | 1975-05-26 | 1976-11-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Solderable copper alloy having high electric conductivity |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP26694085A patent/JPS62127440A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62127440A (ja) | 1987-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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