JPH0586428A - ヒユーズ端子用銅合金 - Google Patents
ヒユーズ端子用銅合金Info
- Publication number
- JPH0586428A JPH0586428A JP27672491A JP27672491A JPH0586428A JP H0586428 A JPH0586428 A JP H0586428A JP 27672491 A JP27672491 A JP 27672491A JP 27672491 A JP27672491 A JP 27672491A JP H0586428 A JPH0586428 A JP H0586428A
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- Japan
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- copper alloy
- fuse
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 過電流に対する遮断性が優れ、強度及び耐熱
性も優れており、更に耐マイグレーション性が優れ、低
コストのヒューズ端子用銅合金を提供することを目的と
する。 【構成】 Ｆｅ；１．５乃至３．０重量％、Ｐ；０．０
０１乃至０．１重量％、Ｚｎ；１．０乃至５．０重量％
（但し、１．０重量％を含まず）を含有し、残部がＣｕ
及び不可避的不純物である組成を有する。
性も優れており、更に耐マイグレーション性が優れ、低
コストのヒューズ端子用銅合金を提供することを目的と
する。 【構成】 Ｆｅ；１．５乃至３．０重量％、Ｐ；０．０
０１乃至０．１重量％、Ｚｎ；１．０乃至５．０重量％
（但し、１．０重量％を含まず）を含有し、残部がＣｕ
及び不可避的不純物である組成を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヒューズ端子用材料とし
て必要な過電流に対する遮断性が優れており、強度、耐
熱性及び耐マイグレーション性も優れたヒューズ端子用
銅合金に関する。
て必要な過電流に対する遮断性が優れており、強度、耐
熱性及び耐マイグレーション性も優れたヒューズ端子用
銅合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車、家電製品又は電子機器に
搭載される電気・電子部品は、急速に小型化が進んでい
る。而して、これらの機器の電気回路の異常時の保護
に、ブレーカは必須の部品である。そして、ブレーカも
小型のものが使用されており、特に小型で信頼性が高
く、安価なブレーカとして、過電流溶断型のヒューズが
近時多用されている。
搭載される電気・電子部品は、急速に小型化が進んでい
る。而して、これらの機器の電気回路の異常時の保護
に、ブレーカは必須の部品である。そして、ブレーカも
小型のものが使用されており、特に小型で信頼性が高
く、安価なブレーカとして、過電流溶断型のヒューズが
近時多用されている。
【０００３】これらのヒューズは材料の固有抵抗により
過電流時のジュール熱で溶断する。これにより、回路が
開き、電気回路部品が保護される。従来のヒューズは端
子としての接続部とヒューズ部（溶断部）とが同一材料
で構成された一体品であり、端子部としての特性を犠牲
にできないため、過電流に対する遮断性が劣る。一方、
ヒューズ材として遮断性が優れた材料を使用しようとす
ると、端子材としての必須特性である強度及び高温特性
が劣るため、このような材料をヒューズ材として使用す
ることはできない。そこで、従来、端子部とヒューズ部
とに品種が異なる材料を使用したヒューズが開発された
が、この種のヒューズは端子部とヒューズ部との接合が
必要となり、製造コストが高いという欠点がある。
過電流時のジュール熱で溶断する。これにより、回路が
開き、電気回路部品が保護される。従来のヒューズは端
子としての接続部とヒューズ部（溶断部）とが同一材料
で構成された一体品であり、端子部としての特性を犠牲
にできないため、過電流に対する遮断性が劣る。一方、
ヒューズ材として遮断性が優れた材料を使用しようとす
ると、端子材としての必須特性である強度及び高温特性
が劣るため、このような材料をヒューズ材として使用す
ることはできない。そこで、従来、端子部とヒューズ部
とに品種が異なる材料を使用したヒューズが開発された
が、この種のヒューズは端子部とヒューズ部との接合が
必要となり、製造コストが高いという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の過
電流溶断型のヒューズは、ヒューズ材としての遮断性が
劣るか、端子材としての強度及び高温特性が劣るもので
あったり、又は製造コストが高いという欠点がある。
電流溶断型のヒューズは、ヒューズ材としての遮断性が
劣るか、端子材としての強度及び高温特性が劣るもので
あったり、又は製造コストが高いという欠点がある。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ヒューズ材料としての過電流に対する遮断
性が優れ、端子材料として必要となる強度、耐熱性及び
耐マイグレーション性が優れていて安価なヒューズ端子
用銅合金を提供することを目的とする。
のであって、ヒューズ材料としての過電流に対する遮断
性が優れ、端子材料として必要となる強度、耐熱性及び
耐マイグレーション性が優れていて安価なヒューズ端子
用銅合金を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るヒューズ端
子用銅合金は、Ｆｅ；１．５乃至３．０重量％、Ｐ；
０．００１乃至０．１重量％、Ｚｎ；１．０乃至５．０
重量％（但し、１．０重量％含まず）を含有し、残部が
Ｃｕ及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
子用銅合金は、Ｆｅ；１．５乃至３．０重量％、Ｐ；
０．００１乃至０．１重量％、Ｚｎ；１．０乃至５．０
重量％（但し、１．０重量％含まず）を含有し、残部が
Ｃｕ及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
【０００７】
【作用】先ず、本発明に係るヒューズ端子用銅合金の各
成分添加理由及び組成限定理由について説明する。Ｆｅ ＦｅはＣｕ合金中で４００乃至５５０℃の温度で微細に
析出し、銅合金のマトリックスを強化する作用がある。
しかし、Ｆｅの含有量が１．５重量％未満の場合には、
マトリックスの強化への寄与効果が小さい。一方、Ｆｅ
含有量が３．０重量％を超えると、銅合金の導電率及び
耐食性が著しく劣化し、熱間加工性が悪くなる。従っ
て、Ｆｅの含有量は１．５乃至３．０重量％とする。Ｐ Ｐは、銅合金の溶解及び鋳造中に吸蔵する酸素を除去す
る目的で、銅合金中に０．００１乃至０．１重量％添加
する。Ｐ含有量が０．００１重量％未満の場合は、前述
の脱酸効果が十分でない。また、Ｐ含有量が０．１重量
％を超えると、Ｐが鋳塊中に残留し固溶すると、導電率
が低下したり、応力腐食割れを生じやすくなるので好ま
しくない。また、銅合金の溶解及び鋳造作業中に別途脱
酸処理を行う場合は、Ｐが０．１重量％を超えて含有し
ていると、造塊又は得られた鋳塊の後工程での熱間圧延
性が低下する。Ｚｎ Ｚｎは電圧が印加された電気・電子部品の回路内に水分
が侵入したり、結露が生じたりした場合に、Ｃｕのマイ
グレーション現象が生じることを抑制し、漏洩電流が発
生することを抑制するために必須の元素である。
成分添加理由及び組成限定理由について説明する。Ｆｅ ＦｅはＣｕ合金中で４００乃至５５０℃の温度で微細に
析出し、銅合金のマトリックスを強化する作用がある。
しかし、Ｆｅの含有量が１．５重量％未満の場合には、
マトリックスの強化への寄与効果が小さい。一方、Ｆｅ
含有量が３．０重量％を超えると、銅合金の導電率及び
耐食性が著しく劣化し、熱間加工性が悪くなる。従っ
て、Ｆｅの含有量は１．５乃至３．０重量％とする。Ｐ Ｐは、銅合金の溶解及び鋳造中に吸蔵する酸素を除去す
る目的で、銅合金中に０．００１乃至０．１重量％添加
する。Ｐ含有量が０．００１重量％未満の場合は、前述
の脱酸効果が十分でない。また、Ｐ含有量が０．１重量
％を超えると、Ｐが鋳塊中に残留し固溶すると、導電率
が低下したり、応力腐食割れを生じやすくなるので好ま
しくない。また、銅合金の溶解及び鋳造作業中に別途脱
酸処理を行う場合は、Ｐが０．１重量％を超えて含有し
ていると、造塊又は得られた鋳塊の後工程での熱間圧延
性が低下する。Ｚｎ Ｚｎは電圧が印加された電気・電子部品の回路内に水分
が侵入したり、結露が生じたりした場合に、Ｃｕのマイ
グレーション現象が生じることを抑制し、漏洩電流が発
生することを抑制するために必須の元素である。
【０００８】従来から、黄銅中にはＣｕ基材中にＺｎが
多量に含有されるため、電極間に水分の侵入及び結露が
生じても、ＣｕよりもＺｎの方が電気化学的に卑なた
め、ＣｕよりもＺｎが優先的にイオン化し、Ｃｕのマイ
グレーション現象が生じにくくなる。Ｚｎイオンは乾燥
するとＺｎＯとなり、この酸化物は電気抵抗が高い。従
って、電極間での漏洩電流の値を抑制できる。
多量に含有されるため、電極間に水分の侵入及び結露が
生じても、ＣｕよりもＺｎの方が電気化学的に卑なた
め、ＣｕよりもＺｎが優先的にイオン化し、Ｃｕのマイ
グレーション現象が生じにくくなる。Ｚｎイオンは乾燥
するとＺｎＯとなり、この酸化物は電気抵抗が高い。従
って、電極間での漏洩電流の値を抑制できる。
【０００９】しかし、Ｚｎ含有量が１．０重量％以下の
場合は、黄銅と同等の耐マイグレーション性が得られな
い。一方、Ｚｎ含有量が５．０重量％超えた場合は、耐
マイグレーション性は向上するが、導電率の低下が大き
くなり、また応力腐食割れを起こし易くなる。従って、
Ｚｎ含有量は１．０乃至５．０重量％（但し、１．０重
量％は含まず）とする。
場合は、黄銅と同等の耐マイグレーション性が得られな
い。一方、Ｚｎ含有量が５．０重量％超えた場合は、耐
マイグレーション性は向上するが、導電率の低下が大き
くなり、また応力腐食割れを起こし易くなる。従って、
Ｚｎ含有量は１．０乃至５．０重量％（但し、１．０重
量％は含まず）とする。
【００１０】
【実施例】次に、本発明に係る耐マイグレーション性が
優れたヒューズ端子用銅合金の実施例について、その比
較例と比較して説明する。
優れたヒューズ端子用銅合金の実施例について、その比
較例と比較して説明する。
【００１１】下記表１に示す化学成分の合金を、小型電
気炉で木炭被覆下にて溶解し、傾注式の鋳鉄製の鋳型に
鋳込み、厚さが５０ｍｍ、幅が８０ｍｍ、長さが１８０
ｍｍの鋳塊を製作した。これらの鋳塊は表裏面を夫々約
２ｍｍ面削し、９５０℃の温度に加熱した後、熱間圧延
し、厚さが１５ｍｍにまで減少した後、７５０℃の温度
から水中に急冷した。
気炉で木炭被覆下にて溶解し、傾注式の鋳鉄製の鋳型に
鋳込み、厚さが５０ｍｍ、幅が８０ｍｍ、長さが１８０
ｍｍの鋳塊を製作した。これらの鋳塊は表裏面を夫々約
２ｍｍ面削し、９５０℃の温度に加熱した後、熱間圧延
し、厚さが１５ｍｍにまで減少した後、７５０℃の温度
から水中に急冷した。
【００１２】この熱間圧延材は表面の酸化スケールを機
械的及び化学的に除去し、冷間圧延により板厚が０．４
５ｍｍと０．６４ｍｍの圧延材を調整した。但し、冷間
圧延の途中で、５７５℃に２時間加熱した後５００℃に
４時間加熱する２段焼鈍を行った。
械的及び化学的に除去し、冷間圧延により板厚が０．４
５ｍｍと０．６４ｍｍの圧延材を調整した。但し、冷間
圧延の途中で、５７５℃に２時間加熱した後５００℃に
４時間加熱する２段焼鈍を行った。
【００１３】その後、得られた冷間圧延材に対し、引張
試験、導電率測定、応力緩和試験、過電流溶断試験及び
耐マイグレーション性試験を実施した。その試験結果を
下記表２に示す。
試験、導電率測定、応力緩和試験、過電流溶断試験及び
耐マイグレーション性試験を実施した。その試験結果を
下記表２に示す。
【００１４】但し、引張強さ及び伸びはＪＩＳ１３号試
験片にて行い、また、導電率はＪＩＳＨ０５０５に基づ
いて測定した。応力緩和率は、図１に示す片持はり式の
応力負荷方法により、耐力の８０％の表面最大曲げ応力
を加えて１６０℃の雰囲気中に１０００時間保持するこ
とにより、一定時間経過後の残存応力から、下記数式１
に基づいて、応力緩和率を算出した。
験片にて行い、また、導電率はＪＩＳＨ０５０５に基づ
いて測定した。応力緩和率は、図１に示す片持はり式の
応力負荷方法により、耐力の８０％の表面最大曲げ応力
を加えて１６０℃の雰囲気中に１０００時間保持するこ
とにより、一定時間経過後の残存応力から、下記数式１
に基づいて、応力緩和率を算出した。
【００１５】
【数１】応力緩和率（％）＝Ｉ１／Ｉ０×１００ 但し、Ｉ０は、図１に示すように応力負荷点におけるた
わみ量（ｍｍ）、Ｉ１は、１０００時間経過後の応力負
荷点における応力除去後の永久変形量（ｍｍ）である。
わみ量（ｍｍ）、Ｉ１は、１０００時間経過後の応力負
荷点における応力除去後の永久変形量（ｍｍ）である。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】過電流試験は中央部が０．４５ｍｍ角で２
０ｍｍ長さの角線であり、両端部が５ｍｍ幅で長さが１
０ｍｍの平板状をなすヒューズ端子を使用して行った。
このヒューズ端子はプレスにより成形加工したものであ
り、その両端間にＤＣ１２Ｖ及び３８Ａの電流を印加し
て溶断までの時間を計測した。
０ｍｍ長さの角線であり、両端部が５ｍｍ幅で長さが１
０ｍｍの平板状をなすヒューズ端子を使用して行った。
このヒューズ端子はプレスにより成形加工したものであ
り、その両端間にＤＣ１２Ｖ及び３８Ａの電流を印加し
て溶断までの時間を計測した。
【００１９】耐マイグレーション性の試験は、厚さが
０．６４ｍｍ、幅が３ｍｍ、長さが８０ｍｍの試験片
１，２を２枚１組にして図２及び図３に示すようにして
実施した。即ち、図２に示すように、試験片１，２をポ
リスチレン樹脂（ＡＢＳ）板３の上に、相互に平行に置
き、試験片１，２の端部に蓄電池（１４Ｖ）４、電流計
５及び可変抵抗器７の直流回路を接続し、これらの回路
に並列に電圧計６を接続した。そして、図３に示すよう
に、試験片１，２間に直流電圧を印加した状態で、水道
水８内に浸漬した。この浸漬試験においては、５分間浸
漬及び５分間乾燥を５０サイクル繰り返した。そして、
この場合の最大漏洩電流を電流計５により測定した。
０．６４ｍｍ、幅が３ｍｍ、長さが８０ｍｍの試験片
１，２を２枚１組にして図２及び図３に示すようにして
実施した。即ち、図２に示すように、試験片１，２をポ
リスチレン樹脂（ＡＢＳ）板３の上に、相互に平行に置
き、試験片１，２の端部に蓄電池（１４Ｖ）４、電流計
５及び可変抵抗器７の直流回路を接続し、これらの回路
に並列に電圧計６を接続した。そして、図３に示すよう
に、試験片１，２間に直流電圧を印加した状態で、水道
水８内に浸漬した。この浸漬試験においては、５分間浸
漬及び５分間乾燥を５０サイクル繰り返した。そして、
この場合の最大漏洩電流を電流計５により測定した。
【００２０】一方、室温から７００℃まで加熱して焼鈍
し、焼鈍後の導電率の変化を調べた。その結果を図４に
示す。
し、焼鈍後の導電率の変化を調べた。その結果を図４に
示す。
【００２１】その結果、表２に示すように、本発明の実
施例合金No.１〜６は、比較例No.８，９の従来の合金に
比して、過電流試験における溶断時間が短く遮断性に優
れていると共に、端子材に要求される応力緩和特性及び
耐マイグレーション性も優れている合金である。また、
本願特許請求の範囲から外れる比較例No.７の合金は本
実施例合金に比して耐マイグレーション性が劣るもので
あった。
施例合金No.１〜６は、比較例No.８，９の従来の合金に
比して、過電流試験における溶断時間が短く遮断性に優
れていると共に、端子材に要求される応力緩和特性及び
耐マイグレーション性も優れている合金である。また、
本願特許請求の範囲から外れる比較例No.７の合金は本
実施例合金に比して耐マイグレーション性が劣るもので
あった。
【００２２】一方、図４に示すように、本発明の実施例
合金は過電流時のジュール熱でヒューズ部の温度が上昇
し、ＦｅがＣｕ中に固溶して導電率が急激に低下する。
従って、過電流試験において溶断し易いことが判る。
合金は過電流時のジュール熱でヒューズ部の温度が上昇
し、ＦｅがＣｕ中に固溶して導電率が急激に低下する。
従って、過電流試験において溶断し易いことが判る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るヒュ
ーズ端子用銅合金は、従来のヒューズ端子用銅合金より
も過電流に対して優れた遮断性を有し、また、高温下で
の応力緩和特性及び耐マイグレーション性が優れてお
り、その製造コストが低く、ヒューズ端子用材料として
極めて有益である。
ーズ端子用銅合金は、従来のヒューズ端子用銅合金より
も過電流に対して優れた遮断性を有し、また、高温下で
の応力緩和特性及び耐マイグレーション性が優れてお
り、その製造コストが低く、ヒューズ端子用材料として
極めて有益である。
【図１】応力緩和率の測定方法を示す図である。
【図２】耐マイグレーション性の指標となる最大漏洩電
流の測定方法を示す斜視図である。
流の測定方法を示す斜視図である。
【図３】同じくその断面図である。
【図４】焼鈍後の導電率の変化を示すグラフ図である。
１，２；試験片 ４；蓄電池 ５；電流計 ６；電圧計 ８；水道水
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｆｅ；１．５乃至３．０重量％、Ｐ；
０．００１乃至０．１重量％、Ｚｎ；１．０乃至５．０
重量％（但し、１．０重量％含まず）を含有し、残部が
Ｃｕ及び不可避的不純物からなることを特徴とするヒュ
ーズ端子用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27672491A JPH0586428A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | ヒユーズ端子用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27672491A JPH0586428A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | ヒユーズ端子用銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586428A true JPH0586428A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17573458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27672491A Pending JPH0586428A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | ヒユーズ端子用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0586428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995009252A1 (fr) * | 1993-09-30 | 1995-04-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Alliage de cuivre pour composants electriques et electroniques |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP27672491A patent/JPH0586428A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995009252A1 (fr) * | 1993-09-30 | 1995-04-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Alliage de cuivre pour composants electriques et electroniques |
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