【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
この発明は、すぐれた導電性と耐熱性を有し、
さらに高強度を有するCu合金製端子材に関する
ものである。
［従来の技術］
従来、一般に各種電気電子機器の構造部材であ
る端子の製造に、重量％で（以下％は重量％を示
す）、
Sn：1.5〜９％
Ｐ：0.03〜0.35％
を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有するCu合金（りん青銅）が用いられてい
る。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、上記の従来Cu合金製端子材は、高強
度をもつものの、導電性および耐熱性が十分でな
いために、近年の小型化あるいは複雑化した形状
の端子に適用することができないのが現状であ
る。
［問題点を解決するための手段］
そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、導電性および耐熱性にすぐれ、かつ高強度を
有する端子材を開発すべく、特に高導電率を確保
する目的でCu合金製端子材に着目し研究を行な
つた結果、
Mg：0.3〜２％、
Ｐ：0.001〜0.1％、
Ti：0.03〜0.5％、
Ni：0.05〜１％、
を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有するCu合金で構成された端子材は、高強
度と共に、すぐれた導電性と耐熱性を有し、すぐ
れた性能を長期に亘つて発揮するという研究結果
を得たのである。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされ
たものであつて、以下に端子材を構成するCu合
金の成分組成範囲を上記の通りに限定した理由を
説明する。
(a) Mg
Mg成分には、Cu合金の素地中に固溶すること
によつて、導電性を損なうことなく、強度および
耐熱性を向上させる作用があるが、その含有量が
0.3％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方その含有量が２％を越えると、導電性が損な
われるようになると共に、Cu合金の鋳造性にも
劣化現象が現われるようになることから、その含
有量を0.3〜２％と定めた。
(b) Ｐ
Ｐ成分には、Cu合金溶湯に対する脱酸作用が
あるほか、Mg成分と共存した状態で、強度およ
び耐熱性を向上させ、さらにTiおよびNiと反応
して化合物を形成し、これら成分のCu合金素地
への固溶による導電性の低下を抑制する作用があ
るが、その含有量が0.001％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量が0.1％
を越えると、Cu合金に脆化傾向が現われるよう
になることから、その含有量を0.001〜0.1％と定
めた。
(c) TiおよびNi
これらの成分には、上記のように化合物を形成
して強度および耐熱性を向上させる作用がある
が、その含有量が、それぞれTi：0.03％未満およ
びNi：0.05％未満では所望の高強度を確保するこ
とができず、一方その含有量が、それぞれTi：
0.5％およびNi：１％を越えると、導電性が損な
われるようになつて高導電性を確保するのが困難
になることから、その含有量をそれぞれTi：0.03
〜0.5％、Ni：0.05〜１％と定めた。
［実施例］
つぎに、この発明のCu合金製端子材を実施例
により具体的に説明する。
通常の低周波溝型誘導炉を用い、それぞれ第１
表に示される成分組成をもつたCu合金溶湯を調
製し、半連続鋳造法にて、厚さ：150mm×幅：400
mm×長さ：1500mmの寸法をもつた鋳塊に鋳造した
後、この鋳塊に、710〜760℃の範囲内の所定の圧
延開始温度にて熱間圧延を施して厚さ：11mmの熱
延板とし、ついで水冷後、前記熱延板の上下両面
を0.5mmづつ面削して厚さ：10mmとした状態で、
通常の条件にて冷間圧延と焼鈍とを交互に繰り返
し行ない、最終仕上圧延率：75％にて厚さ：0.25
mmの冷延板とし、最終的に250〜400℃の範囲内の
所定の温度に30分間保持の歪取り焼鈍を施すこと
によつて本発明
[Industrial Application Field] This invention has excellent conductivity and heat resistance,
Furthermore, the present invention relates to a Cu alloy terminal material having high strength. [Prior Art] Conventionally, in the manufacture of terminals, which are structural members of various electrical and electronic devices, Sn: 1.5 to 9% P: 0.03 to 0.35% is contained in weight% (hereinafter % indicates weight%). A Cu alloy (phosphor bronze) is used, the remainder of which is Cu and unavoidable impurities. [Problems to be Solved by the Invention] However, although the above-mentioned conventional Cu alloy terminal materials have high strength, they do not have sufficient conductivity and heat resistance, and therefore terminals with smaller or more complex shapes have been used in recent years. The current situation is that it cannot be applied. [Means for Solving the Problems] Therefore, from the above-mentioned viewpoints, the present inventors developed a terminal material with particularly high conductivity in order to develop a terminal material with excellent conductivity and heat resistance, and high strength. As a result of research focusing on Cu alloy terminal materials for the purpose of ensuring that they contain Mg: 0.3-2%, P: 0.001-0.1%, Ti: 0.03-0.5%, Ni: 0.05-1%. Research results show that a terminal material made of a Cu alloy with a composition consisting of Cu and unavoidable impurities has high strength, excellent conductivity and heat resistance, and exhibits excellent performance over a long period of time. I got it. This invention was made based on the above research results, and the reason why the composition range of the Cu alloy constituting the terminal material was limited as described above will be explained below. (a) Mg The Mg component has the effect of improving strength and heat resistance without impairing conductivity by forming a solid solution in the matrix of the Cu alloy.
If it is less than 0.3%, the desired effect cannot be obtained,
On the other hand, if the content exceeds 2%, the conductivity will be impaired and the castability of the Cu alloy will also deteriorate, so the content was set at 0.3 to 2%. (b) P In addition to having a deoxidizing effect on molten Cu alloy, the P component improves strength and heat resistance when coexisting with the Mg component, and also reacts with Ti and Ni to form compounds. It has the effect of suppressing the decrease in conductivity due to solid solution of the component into the Cu alloy matrix, but if the content is less than 0.001%, the desired effect cannot be obtained;
If the Cu content exceeds 0.001% to 0.1%, the Cu alloy tends to become brittle. (c) Ti and Ni These components have the effect of forming compounds to improve strength and heat resistance as described above, but their content is less than 0.03% for Ti and less than 0.05% for Ni, respectively. However, the desired high strength cannot be achieved with Ti:
If the content exceeds 0.5% and Ni: 1%, the conductivity will be impaired and it will be difficult to ensure high conductivity.
~0.5%, Ni: 0.05~1%. [Example] Next, the Cu alloy terminal material of the present invention will be specifically explained with reference to Examples. Using an ordinary low-frequency groove induction furnace, the first
A molten Cu alloy having the composition shown in the table was prepared and cast using a semi-continuous casting method to a thickness of 150 mm x width of 400 mm.
After casting into an ingot with dimensions of mm x length: 1500 mm, this ingot is hot rolled at a predetermined rolling start temperature within the range of 710 to 760°C to a thickness of 11 mm. After rolling the sheet and cooling it with water, the top and bottom surfaces of the hot-rolled sheet were milled by 0.5 mm each to a thickness of 10 mm.
Cold rolling and annealing are alternately repeated under normal conditions, final rolling rate: 75%, thickness: 0.25
The present invention is made into a cold-rolled sheet with a diameter of
【表】
Cu合金製端子材１〜６をそれぞれ製造した。
また、比較の目的で、従来Cu合金製端子材１，
２として、同じく第１表に示される組成をもつた
市販のりん青銅製のものを用意した。
ついで、この結果得られた本発明Cu合金製端
子材１〜６、並びに従来Cu合金製端子材１，２
について、強度を評価する目的で、引張強さおよ
びばね限界値、並びに伸びを測定し、導電性を評
価する目的で導電率（IACS％）を測定し、さら
に耐熱性を評価する目的で軟化温度、および応力
付加加熱後の応力緩和率を測定した。
なお、ばね限界値は、JIS・H3130のモーメン
ト式試験により測定し、さらに、軟化温度は、上
記の各種Cu合金製端子材をそれぞれ種々の温度
に30分間加熱保持し、加熱後のビツカース硬さを
加熱温度ごとに測定し、この測定結果にもとづい
て急激な硬さ低下が見られる温度を判定し、この
判定温度を軟化温度と定めた。
また、応力緩和率は、幅：12.7mm×長さ：120
mm（以下L0とする）の寸法をもつた試験片を使
用し、この試験片を長さ：110mm×深さ：３mmの
水平縦長溝を有する治具に前記試験片の中央部が
上方に膨出するように彎曲セツトし（この時の試
験片の両端部間の距離：110mmをL1とする）、こ
の状態で温度：150℃に1000時間保持し、加熱後、
前記治具から取りはずした状態における前記試験
片の両端部間の距離（以下L2とする）を測定し、
計算式：（L0−L2）／（L0−L1）×100（％）によ
つて算出することにより求めた。これらの結果を
第１表に示した。
［発明の結果］
第１表に示される結果から、本発明Cu合金製
端子材１〜６は、いずれも従来Cu合金製端子材
１，２と同等の高強度を保持した状態で、これよ
り一段とすぐれた導電性と耐熱性をもつことが明
らかである。
上述のように、この発明のCu合金製端子材は、
すぐれた導電性と耐熱性を有し、さらに高強度を
有するので、これらの特性が要求される、特に小
型化あるいは複雑化した形状のものに適用した場
合にすぐれた性能を十分に発揮し、また従来Cu
合金製端子材のように高価なSn成分を含有して
いないのでコストの安いものであるなど工業上有
用な特性を有するのである。[Table] Cu alloy terminal materials 1 to 6 were manufactured, respectively. In addition, for the purpose of comparison, conventional Cu alloy terminal material 1,
As No. 2, a commercially available product made of phosphor bronze and having the composition shown in Table 1 was also prepared. Next, the resulting Cu alloy terminal materials 1 to 6 of the present invention and conventional Cu alloy terminal materials 1 and 2 were prepared.
For the purpose of evaluating the strength, we measured the tensile strength, spring limit value, and elongation; for the purpose of evaluating the conductivity, we measured the electrical conductivity (IACS%); and for the purpose of evaluating the heat resistance, we measured the softening temperature. , and the stress relaxation rate after stress application and heating were measured. In addition, the spring limit value is measured by the JIS H3130 moment test, and the softening temperature is determined by heating and holding the various Cu alloy terminal materials mentioned above at various temperatures for 30 minutes, and measuring the Bitkers hardness after heating. was measured at each heating temperature, and based on the measurement results, the temperature at which a rapid decrease in hardness was observed was determined, and this determined temperature was defined as the softening temperature. In addition, the stress relaxation rate is width: 12.7mm x length: 120
Use a test piece with dimensions of mm (hereinafter referred to as L 0 ), and place this test piece in a jig with a horizontal longitudinal groove of length: 110 mm x depth: 3 mm, with the center part of the test piece facing upward. Set the specimen curved so that it bulges out (distance between both ends of the specimen at this time: 110mm is L 1 ), maintain the temperature in this state at 150℃ for 1000 hours, and after heating,
Measure the distance between both ends of the test piece (hereinafter referred to as L 2 ) in a state where it is removed from the jig,
Calculation formula: (L 0 −L 2 )/(L 0 −L 1 )×100(%). These results are shown in Table 1. [Results of the Invention] From the results shown in Table 1, Cu alloy terminal materials 1 to 6 of the present invention all maintain the same high strength as conventional Cu alloy terminal materials 1 and 2, and It is clear that it has even better conductivity and heat resistance. As mentioned above, the Cu alloy terminal material of the present invention is
It has excellent conductivity and heat resistance, as well as high strength, so it fully demonstrates its excellent performance when applied to objects that require these characteristics, especially those with smaller sizes or complicated shapes. Also, conventional Cu
Unlike alloy terminal materials, it does not contain the expensive Sn component, so it is inexpensive and has industrially useful properties.