JPH05311289A - 導電性ばね用銅合金 - Google Patents

導電性ばね用銅合金

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JPH05311289A
JPH05311289A JP29007591A JP29007591A JPH05311289A JP H05311289 A JPH05311289 A JP H05311289A JP 29007591 A JP29007591 A JP 29007591A JP 29007591 A JP29007591 A JP 29007591A JP H05311289 A JPH05311289 A JP H05311289A
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JP
Japan
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stress relaxation
copper alloy
plating
resistance
property
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JP29007591A
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English (en)
Inventor
Yasuo Hirano
康雄 平能
Tamio Toe
民夫 東江
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Nikko Kinzoku KK
Original Assignee
Nikko Kinzoku KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 端子、コネクター、リレー、スイッチ等に用
いられる導電性ばね用銅合金に関する。 【構成】 Ni:5〜25%、Zn:5〜30%、M
g:0.001〜0.3%、S:0.0015%以下、
O:0.0015%以下、あるいはさらに副成分として
P、B、As、Fe、Co、Cr、Al、Si、Sn、
Ti、Zr、In、Mnの1種又は2種以上を0.00
1〜2%を含有し、残部Cuからなる導電性ばね用銅合
金である。 【効果】 高強度、高導電で、応力緩和特性、めっき耐
熱剥離性、銀めっき性、対応力腐食割れ性が良好な銅合
金である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は端子、コネクター、リレ
ー、スイッチ等に用いられる導電性ばね用銅合金に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、これらばね用銅合金としては、洋
白が優れた特性を有するものとして用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、機器、部品の小
型化により、強度、ばね特性の高いものが求められてお
り、特にばね特性の長期信頼性という観点からは応力緩
和特性の良好な材料が求められている。応力緩和特性の
良好な材料としては、ベリリウム銅やチタン銅が知られ
ている。しかし、これらは活性な元素であるTiやBe
を多量に含有しているため製造が難しく伸銅品としては
かなり高価な材料であるといえる。一般にはTiを3%
程度、またはBeを2%程度も含有した合金が用いられ
ている。一方洋白は黄銅やりん青銅よりは応力緩和特性
が優れ、スイッチ、リレー等に用いられている。しか
し、応力緩和特性がチタン銅やベリリウム銅に比べて劣
るためその用途には限界がある。そこでチタン銅やベリ
リウム銅なみの優れた応力緩和特性を有し、かつ、現在
使用されている洋白と同等の安価な材料の現出が望まれ
ていた。
【0004】特性がさらに改善されるため、ばね材とし
て好適な材料である。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる状況に鑑み、従来
から用いられている洋白について研究を行った結果、そ
の諸特性を改善することに成功した。
【0006】すなわち、本発明は、Ni:5〜25%、
Zn:5〜30%、Mg:0.001〜0.3%、S:
0.0015%以下、O:0.0015%以下、残部C
uからなる銅合金あるいは上記にさらにP、B、As、
Fe、Co、Cr、Al、Si、Sn、Ti、Zr、I
n、Mnのうち1種又は2種以上を0.001〜2%含
有する導電性ばね用合金である。
【0007】本発明合金の各成分限定理由を以下に示
す。
【0008】Ni含有量を5〜25%とする理由は、N
iは加工硬化により強度を向上させる成分であるが、5
%未満ではその効果が小さく、25%を超えると再結晶
温度が高くなりすぎ、純銅、黄銅、りん青銅といった伸
銅品と同一設備で焼鈍する際に、温度条件に大きな差が
生じ生産性が低下するためである。
【0009】ZnはNiとともに加工硬化により強度を
向上させる元素であり、また、成型性、加工性を向上さ
せる効果をもたらす。その含有量が5%未満ではその効
果は期待できず、又、30%を超えると耐応力腐食割れ
性が劣化する。
【0010】Mg含有量を0.001〜0.3%とする
理由は、Mgは応力緩和特性を向上させるが、めっきの
耐熱剥離性を劣化させる成分であり、0.001%未満
ではS、Oを規定しても応力緩和特性を改善することが
できず、0.3%を超えるとめっきの耐熱剥離性が低下
するためである。
【0011】S含有量を0.0015%以下とする理由
は、Mg含有量を低くし、めっきの耐熱剥離性を改善し
ながら、さらに応力緩和特性も良好にするには、S含有
量が非常に重要な影響を及ぼすことがわかったためであ
り、Sが0.0015%を超えて存在すると、Mgが多
量に硫化物となって材料中に分散され、応力緩和特性が
改善されないばかりでなく、Mg含有量が低くてもめっ
きの耐熱剥離性が劣化するとともに、めっき品を加熱す
ると、しみ、ふくれといった不良が発生するようになる
ためである。O含有量を0.0015%以下とする理由
も、Sとまったく同様であり、Mgが酸化物となり、応
力緩和特性が改善されないばかりでなく、めっきの耐熱
剥離性が劣化するとともに、めっき品を加熱するとし
み、ふくれといった不良が発生するためである。
【0012】すなわち、S、Oの含有量をともに0.0
015%以下とする事により始めてMg含有量を低くし
ても応力緩和特性を改善でき、かつ低くする事によりめ
っきの耐熱剥離性を改善できることとなった。
【0013】さらには少量のMgでもめっきの耐熱剥離
性並びにめっきのしみ、ふくれを防止するにはS、Oの
含有量の規定がキーポイントである事が判明した。
【0014】P、Bその他の副成分の含有量を0.00
1〜2%とする理由は、副成分の添加は強度を改善する
が、0.001%未満ではその効果がなく、2%を超え
ると加工性が低下するとともに導電性が著しく低下する
ためである。
【0015】
【実施例】次に実施例並びに比較例について説明する。
【0016】表1は試験をした銅合金の成分組成であ
る。これらの組成の銅合金を大気中で溶解鋳造し、30
mmt×60mmw×120mmlの大きさのインゴッ
トを得た。これらのインゴットを片面3mm面削し表面
欠陥を機械的に除去した後、800〜950℃の温度で
2時間加熱後熱間圧延により6mmtの厚さに仕上げ
た。焼鈍と冷間圧延とをくり返し0.3mmtの板とし
て、450〜800℃の温度で1〜120秒の低温焼鈍
をばね限界値向上のために実施した。そして、最後は#
1200エメリー紙により表面研磨し、スケール等の表
面欠陥を除去し供試材とした。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】供試材について引張強さ、伸び、導電率、
応力緩和特性、錫めっき耐熱剥離性、銀めっき性、耐応
力腐食割れ性を試験した。引張強さ、伸びはJIS13
B引張試験片を用い引張試験を行い測定した。導電率は
10mmw×100mlの試験片に加工後四端子法によ
り20℃にて電気抵抗を測定し、導電率に換算した。応
力緩和特性は図1の様に10mmw×100mmlに加
工した板厚0.3mmの試験片に標点距離l=50mm
で高さy0=20mmの曲げ応力を負荷し、150℃に
て1000時間加熱後の図2に示す永久変形量(高さ)
yを測定し応力緩和率{[y(mm)/y0(mm)]
×100(%)}を算出した。錫めっき耐熱剥離性は供
試材に0.5〜0.8μmの銅下地めっきを施した後、
1〜1.5μmの錫を電気めっきした後加熱リフロー処
理したものについて10mmw×100mmlに切断後
150℃にて所定時間(100時間毎)加熱し、曲げ半
径0.3mm(=板厚)で片側の90°曲げを往復1回
行い、20倍の視野で表裏面の曲げ部近傍を観察しめっ
き剥離の有無を確認した。銀めっき性は供試材に銅フラ
ッシュめっきを下地として銀めっきを1μm施したもの
について450℃で2分間加熱後1470mm2(7m
m□×30個)の領域についてふくれの数を計測した。
耐応力腐食割れ性は12.5mmw×150mmlに加
工した供試材をループ状に固定したまま室内で12時間
放置後、14%アンモニア水を2リットル含有する容積
10リットルのデシケータ中に放置し、目視にて割れ発
生の有無を調べ割れ発生までの時間にて評価した。耐マ
イグレーション性は供試材を10mmw×100mml
に加工し、図3のように2枚1組でセットし、図4の様
に水道水(300ml)中に浸漬した。次にこれら2枚
の供試材間に14Vの直流電圧を印加し、経過時間に対
する電流値の変化を測定した。この結果の代表例を図5
に示す。そして耐マイグレーション性の評価は電流値が
1.0Aになるまでの時間(図5中矢印)で行った。
【0020】これらの評価結果を表2に示す。
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】この表から本発明合金は良好な強度、導電
性を有し、応力緩和特性も良好であり、錫めっき耐熱剥
離性、銀めっき性といった表面品質も非常に良好であ
り、また耐応力腐食割れ性も良好であることがわかる。
【0024】比較合金No.23はJIS規格野C770
1、No.24はC7521の低温焼鈍品である。これら
はMgを含有していないため、応力緩和特性が本発明合
金のいずれよりも劣っている。No.25はS濃度が高い
ため、また、No.26はO濃度が高いため、これらの合
金の応力緩和特性はNo.23、No.24より良好である
ものの、本発明合金のいずれよりも劣っている。No.2
7はMg濃度が高すぎるため錫めっき耐熱剥離性が悪
い。No.28はJIS規格のベリリウム銅C1720で
ある。この合金は第2表中で最も高強度であり、また応
力緩和特性も優れているが、錫めっき耐熱剥離性、耐応
力腐食割れ性が本発明合金より劣る。なお、本発明合金
の応力緩和特性はNo.28のベリリウム銅とほぼ同等で
あるといえる。
【0025】以上説明したように本発明合金は従来から
知られている洋白にMgを添加し、O、S量を規定し、
さらにP、B、As、Fe、Co、Cr、Al、Si、
Sn、Ti、Zr、In、Mnのうち1種又は2種以上
を添加することにより、高強度でしかも応力緩和特性も
良好で、めっき耐熱剥離性、銀めっき性も良好で耐応力
腐食割れ性も良好なものである。
【0026】
【発明の効果】本発明合金は高強度で応力緩和特性、め
っき耐熱剥離性、銀めっき性、耐応力腐食割れ性が良好
な洋白であって、端子、コネクター、リレー、スイッチ
等広く電子部品分野で使用されるべき銅合金である。
【図面の簡単な説明】
【図1】応力緩和特性試験法の説明図である。
【図2】応力緩和特性試験の永久変形量についての説明
図である。
【図3】耐マイグレーション性試験供試材の説明図であ
る。
【図4】耐マイグレーション性試験の説明図である。
【図5】耐マイグレーション性試験における経過時間に
対する電流値変化を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ni:5〜25%(重量%、以下同
    じ)、Zn:5〜30%、Mg:0.001〜0.3
    %、S:0.0015%以下、O:0.0015%以
    下、残部Cuからなることを特徴とする導電性ばね用銅
    合金。
  2. 【請求項2】 Ni:5〜25%、Zn:5〜30%、
    Mg:0.001〜0.3%、S:0.0015%以
    下、O:0.0015%以下、さらに副成分としてP、
    B、As、Fe、Co、Cr、Al、Si、Sn、T
    i、Zr、In、Mnのうち1種又は2種以上を0.0
    01〜2%含有し、残部Cuからなることを特徴とする
    導電性ばね用銅合金。
JP29007591A 1991-11-06 1991-11-06 導電性ばね用銅合金 Pending JPH05311289A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104903478A (zh) * 2012-12-28 2015-09-09 三菱综合材料株式会社 电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金薄板、电子电气设备用导电元件及端子
CN105695794A (zh) * 2016-04-20 2016-06-22 苏州市相城区明达复合材料厂 一种铸造加工用耐用黄铜合金

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