JPH0570692B2 - - Google Patents

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JPH0570692B2
JPH0570692B2 JP62084653A JP8465387A JPH0570692B2 JP H0570692 B2 JPH0570692 B2 JP H0570692B2 JP 62084653 A JP62084653 A JP 62084653A JP 8465387 A JP8465387 A JP 8465387A JP H0570692 B2 JPH0570692 B2 JP H0570692B2
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Dowa Mining Co Ltd
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    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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    • H01R13/03Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
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    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車の電気配線等に使用す
る信号用微小電流コネクター材として好適なバネ
性と成形加工性に優れたコネクター用銅基合金に
関する。 〔従来の技術と問題点〕 自動車の電気配線等に使用する信号用微小電流
コネクター材、特にコネクターのメス端子は、バ
ネ性が高く且つ複雑な成形加工が可能なこと、接
点部の接触抵抗を低くするための部分うAuメツ
キ性に優れること、材料表面の変色防止やハンダ
付性を良好に保つためのSnメツキ処理性等に優
れていることが必要である。 しかし、従来において上記の特性を同時に満足
する材料が存在しないため、かような用途に供す
る場合には、バネ特性の良いバネ材料と成形加工
性の良いフレーム材料とを組み合わせて加工を行
なつているのが通常である。そのさい、バネ材と
してはベリリウム銅(C−1720)やCu−9Ni−
6Sn合金等が使用され、フレーム材としては、成
形加工性の良い黄銅(C−2600)或いはCu−
0.1Fe−0.03P合金等が主に使用されていた。 しかし、このような従来技術においては、次の
ような問題があつた。 (1) バネ材の接点部に対しては接触抵抗を下げる
ためにAuメツキを、その他の部分については
耐食性やハンダ付性を考慮してSnメツキを行
なつているが、バネ材として使用される材料
は、プレス成形後に315〜450℃の温度範囲で時
効硬化処理を行つてバネ性を発現させるもので
あり、このため、メツキ処理は、プレス後に行
う後メツキ処理を採用している。このため、プ
レス前にメツキを行う先メツキ処理に比べて製
造コストが大巾に高くなる。 (2) ベリリウム銅は、硬化処理前は成形加工性が
優れているが、価格が高く、これをメス端子部
の一体成形加工品に使用するには不経済であ
る。 (3) バネ部材とフレーム部材を別々の合金で製造
し、最終工程で組み立てる場合には工数が多く
なり加工コストが高くなる。 (4) 自動車の電気配線等に使用するコネクター材
の使用環境が厳しくなり、約150〜200℃の雰囲
気に長時間さらされても接触圧が変化しないこ
とが要求されるようになつたが、従来の2種類
の材料を組み合せて製造したコネクターでは、
この条件を満足できなくなつた。 (5) この組み合わせ品ではスクラツプとして再利
用する場合に分別に費用が嵩み、経済的ではな
い。 〔発明の目的〕 本発明の目的とするところは、上記の問題点を
解決し、以下のような特性を備えながらバネ部と
フレーム部と一体成形加工できる経済的なコネク
ター用材料を提供することである。かような材料
に要求される具体的な特性値としては、 導電率:%IACS10〜20の範囲、 バネ限界値:45Kgf/mm2以上、 プレス成形性:90°W曲げ試験(CES−M−0002
−6)で代用し曲げ半径Rと板厚tの比R/t
=1.0で良好な曲げ表面が得られること、 バネが安定した接触圧を維持するか否かの指標と
なる応力緩和特性:200℃×500Hrの雰囲気にさ
らされた後でも応力緩和率が10%以下、 メツキ信頼性:AuメツキやSnメツキ処理後150
℃×500Hrの雰囲気にさらされた後90°W曲げ
試験を行つてもメツキが剥れないこと、 等である。 〔発明の要旨〕 本発明に係るコネクター用材料は、Ni:7〜
15wt.%、Al:1.0〜1.8wt.%、O2:0.0050wt.%以
下、残部がCuおよび不可否的不純物からなる銅
基合金である。 本発明合金において、Niは郷土の向上および
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と供にNiXAlYの微細
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
上させることができる。しかし、Niが15wt%を
越えると導電率の低下およびNi含有量が多くな
るために材料価格が上昇する。また、Niが7%
未満では、Al量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、曲げ加工性が悪
化する。したがつて、本発明の導基合金において
Niは7〜15wt.%含有させる。 Alは、本発明の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、1.8wt.%を越えると曲げ加工性が悪くな
り、コネクターの一体形成が不可能となる。また
1.0wt.%未満では、強度およびバネ限界値の向上
が十分には望めないので、1.0/〜1.8wt.%の範囲
でAlを含有させる。 O2は50ppmを越えると合金中でAlと反応して
Al2O3を形成し強度向上のためのAl量が減少す
る。また、組織中にAl2O3が分散することにより
プレス金型の短寿命化の問題がおこる。したがつ
てO2は50ppm未満に規制することが必要である。 以下に実施例によつて本発明合金の特徴を具体
的に示す。 実施例 1 表1にその成分分析値を示す合金を高周波真空
溶解炉にて溶解し、40mm(巾)×40mm(厚)×150
mm(長さ)のインゴツトに鋳造した。この鋳塊を
面削したあと、900℃に加熱して均一化処理して
熱間圧延を行い、圧延後直ちに急冷した。ついで
この熱延板を冷間圧延と900℃での溶体化処理を
繰り返して厚さ0.8mmの板材とした。この0.8mm冷
延板を900℃で20分間の溶体化処理後ただちに水
冷したうえ、0.4mmまで50%の加工率で最終冷間
圧延し、500℃で30分間の時効処理を実施した。 得られた各板材から試験片を採取して機械的強
度、伸び、硬度、バネ限界値、導電率および曲げ
加工性を調べた。その結果を表1に併記して示し
た。 なお、機械的強度と伸びの測定はJIS−Z−
2241に、導電率の測定はJIS−H−0505に、硬度
の測定はJIS−Z−2244に、そしてバネ限界値の
測定はJIS−H−3130に従つた。曲げ加工性は
CES−M−0002−6に従つた90°W曲げ試験によ
つて評価した。曲げ半径R=0.4mm、板厚=0.4
mm、R/t=1.0である。表中のG.W.は曲げ軸が
圧延方向に垂直、B.W.は曲げ軸が圧延方向に平
行な場合の試験結果であり、表面状態を観察し、
曲げ表面が良好なものを○、曲げ表面にしわが発
生したものを△、曲げ表面に割れが発生したもの
を×として評価した。 表1の結果に見られるように、本発明合金のNo.
1〜5はいずれも本文に記載したバネ限界値、導
電率、曲げ加工性等の目標特性を同時に満足する
ことが明らかである。これに対して、Alを本発
明で規定する量より多量に添加した比較例No.6や
No.7ではNiが多くても(比較例No.6)、また少な
くても(比較例No.7)曲げ加工性が悪い。また
Al量が本発明で規定する量よりも少ない比較例
8では強度やバネ限界値さらには硬さも低く、導
電率や曲げ加工性も十分ではない。さらにO2
本発明で規定する量より多い比較例No.9ではAl
が本発明で規定する範囲(Niも本発明で規定す
る範囲)でも曲げ加工性が悪くなつている。
【表】 実施例 2 Ni:11wt.%、Al:1.7wt.%、O2:0.0050wt.%
以下で残部がCuおよび不可避的不純物からなる
銅基合金を高周波溶解炉で溶解し横型連続鋳造法
により10mm(厚)×50mm(巾)×L(長さ)のイン
ゴツトを鋳造した。得られたインゴツトから実施
例1と同様の方法で0.4mm厚の板材を製造し、実
施例1と同様にこれを500℃×30分の時効処理し
た。そして実施例1と同様にその特性値を調べ、
その結果を表2に示した。 比較のために、市販のバネ用リン青銅(C−
5210)EH材、およびベリリウム銅(C−1720)
1/4H材で315℃×2.5時間の熱処理を施した材料
についての特性値も併わせて表2に示した。 表2の結果より、本発明合金はリン青銅やベリ
リウム銅より曲げ加工性にすぐれていることがわ
かる。 次に前記3種の合金の応力緩和特性を調べた。
応力緩和特性試験は、試験片に60Kgf/mm2の最大
曲げ応力が作用するように荷重をかけてわん曲さ
せ、200℃で所定時間(最大500時間まで)保持後
に荷重を解除し、試験片の変形量(%)を測定す
ることにより評価した。その結果を第1図に示し
た。 第1図の結果から明らかなように、リン青銅
(C−5210)EH材が最も応力緩和特性が悪く、
ベリリウム青銅(C−1720)1/4Hの熱処理材も
200℃×100Hr以降では応力緩和率は10%以上に
なることがわかる。しかし、本発明合金は、200
℃×500Hr経過後も応力緩和特性は5%程度であ
り、このような条件においてバネとして使用され
た場合安定した接触圧を示すことが明らかであ
る。 また、前記3種の合金のメツキ信頼性試験を行
つた。まず各3種の合金にAuメツキまたはSnメ
ツキ処理を施した。Auメツキは電解脱脂、酸洗
後、銅ストライクメツキを付けた上にワツト浴で
Niメツキをつけ、再度アルカリ脱脂、酸洗を行
つた後、酸性浴でAuメツキを0.2μ厚つけた。Sn
メツキは、電解脱脂、酸洗後、一部のものはCu
下地メツキを施し、もう一方のものはCu下地メ
ツキ無しとして、その上に硫酸浴で無光沢Snメ
ツキを2μ厚つけた。いずれのメツキにおいても
メツキ付性は3種の合金とも良好であつた。 次いで、得られた各メツキ品を150℃×500Hr
の熱処理に供したうえ90°W曲げ試験を行い、曲
げ面のメツキの密着性を調査し、その密着性の良
否を調べた。その結果を第3表に示した。 表3の結果に見られるように、本発明合金は、
Cu下地メツキ処理を行つた上にSnメツキを施し
たものを除いては密着性は良好であつた。Cu下
地メツキ付きのSnメツキにおいてはメツキ界面
にCuとSnの金属間化合物が生成し、そこから剥
離したものと推定され、メツキ自身の性質に由来
するものであると考えられる。これに対して、リ
ン青銅(C−5210)EH材とベリリウム銅(C−
1720)1/4Hの熱処理材はCu下地メツキの有無に
かかわらずSnメツキはすべて剥離した。このよ
うに本発明合金のメツキ性は非常に良好であるこ
とが判明した。
【表】
【表】 以上の実施例から明らかなように、本発明合金
はコネクター用材料特に従来の自動車の微小電流
用コネクター材に要求される導電率やバネ限界値
を満たしながら優れた曲げ加工性の有しており、
従つて本発明によるとバネ部とフレーム部を一体
成形加工できる点で従来材(2ピース材)にはな
い有利な面を有するコネクター用材料を提供でき
る。またベリリウム銅合金のように高価元素を含
有しないでそれ以上の応力緩和特性を発現し得た
点で経済的にも特性的にも格段のものがあると共
にメツキ信頼性も十分なものであり、そのコネク
ターの使用環境を200℃まで引き下げることにも
成功したものであるから、このコネクター用材料
分野に安価な新規材料を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明合金と公知合金の200℃×500
時間までの応力緩和率の変化を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 Ni:7〜15wt.%、Al:1.0〜1.8wt.%、O2
    0.0050wt.%以下、残部がCuおよび不可避的不純
    物からなるコネクター用銅基合金。
JP62084653A 1987-04-08 1987-04-08 コネクタ−用銅基合金 Granted JPS63250434A (ja)

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