JPH09263862A - 高温放置後の接触抵抗が低い端子用銅合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 めっきを省略しても、端子の使用温度である
１２０〜２００℃放置後の接触抵抗の上昇が抑制され通
電不良を起こすことのない端子用銅合金を得る。 【解決手段】 Ｆｅ：０．０５〜０．５ｗｔ％、Ｐ：
０．０２〜０．２ｗｔ％、Ｚｎ：０．１〜５．０ｗｔ％
を含有し、残部が銅および不可避不純物からなる端子用
銅合金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用温度が１２０
〜２００℃の端子、接触子などの端子用銅合金に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】端子用銅合金は、近年その使用環境が益
々過酷になり、自動車のエンジン周りの電装部品、例え
ばワイヤーハーネスなどはその雰囲気温度が１６０℃以
上に達する場合もあり、そこに組み込まれる雄雌端子も
その温度に長時間曝される。また、電装部品は軽薄短小
化と実装密度の向上が図られ、端子自体からのジュール
熱発生量も増加する傾向にある。このように電装部品の
使用温度は益々高くなってきているのが現状である。端
子用銅合金は、接点部が加熱などにより酸化すると接触
抵抗が上がり通電不良のトラブルを起こすことがあるた
め、通常Ｓｎ又はＳｎ合金などのめっきが雄端子および
雌端子の双方に施される。さらに高い信頼性を要求され
る場合は、金、銀などの貴金属めっきが施される場合も
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、接触抵抗
特性の信頼性の面から、従来は雄、雌嵌合用端子の各々
にＳｎ又はＳｎ合金等のめっきを施しているため、生産
性の低下あるいはめっき不良による歩留り低下などの問
題点があった。本発明は従来技術の上記問題点に鑑みて
なされたもので、通電不良の問題を起こすことなく銅合
金からなる雌雄端子どちらかの、あるいは両方のめっき
を省略し、もって生産性の向上及び歩留りの向上を図る
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】電気・電子部品用銅合金
として機械的特性と導電率の両特性を兼備するＣｕ−Ｆ
ｅ−Ｐ合金（C19210）は、端子として用いられるとき通
常Ｓｎめっきが施されている。本発明者らはこの銅合金
に関し種々の実験を重ねた結果、これに適正量のＺｎを
添加することにより、Ｓｎめっきを省略しても端子の使
用温度である１２０〜２００℃放置後の接触抵抗の上昇
が抑制されることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００５】すなわち、本発明に関わる銅合金は、Ｆ
ｅ：０．０５〜０．５ｗｔ％、Ｐ：０．０２〜０．２ｗ
ｔ％、Ｚｎ：０．１〜５．０ｗｔ％を含有し、残部が銅
および不可避不純物からなり、１２０〜２００℃の高温
放置後の接触抵抗が低く、上記使用条件において無めっ
きの状態で端子として使用することができる。本発明の
銅合金を端子として使用すれば、雌雄端子両方のめっき
を省略することも可能であるが、信頼性の面からいずれ
か一方をＳｎまたはＳｎ合金めっき材とするのが好まし
い。また、これまで用途により貴金属めっき又はＮｉめ
っきなどを施していたケースでも、いずれか一方又は双
方のめっきを省略できるようになる。

【０００６】次に本発明合金の各成分の添加理由及びそ
の組成限定理由について説明する。

【０００７】Ｆｅ：０．０５〜０．５ｗｔ％ ＦｅはＰとともにＦｅ₂Ｐ析出物を形成し強度を向上さ
せる元素である。しかし、０．０５ｗｔ％未満ではその
効果が小さく、一方、０．５ｗｔ％を越えると導電率が
低下する。従って、Ｆｅの含有量は０．０５〜０．５ｗ
ｔ％とする。導電率を高く保つ意味から０．０５〜０．
３５％の範囲がより好ましい。

【０００８】Ｐ：０．０２〜０．２ｗｔ％ ＰはＦｅとともにＦｅ₂Ｐ析出物を形成させ強度を向上
させ、また溶湯の脱酸効果を有する元素である。しか
し、０．０２ｗｔ％未満ではその効果が小さく、一方、
０．２ｗｔ％を越えると鋳造時ＣｕとＰの低融点化合物
が粒界に偏析しやすくなり、鋳塊段階又は熱間加工時に
割れが発生しやすくなる。従って、Ｐの含有量は０．０
２〜０．２ｗｔ％とする。導電率を高く保つとともに良
好な熱間加工性を維持する意味から０．０２〜０．１５
％の範囲がより好ましい。

【０００９】Ｚｎ：０．１〜５．０ｗｔ％ Ｚｎは１２０〜２００℃の高温放置時のＣｕの酸化皮膜
成長を抑制し、接触抵抗上昇を抑制する効果を有する。
これは、銅合金がＺｎを含有する場合、上記温度におい
てＺｎが優先的に酸化されるためＣｕの酸化が抑制さ
れ、Ｚｎの酸化速度はＣｕの酸化速度より小さいため酸
化膜厚さの成長速度が小さくなり、そして酸化膜厚さが
薄いほど接触抵抗が小さくなるためである。しかし、
０．１ｗｔ％未満ではその効果が小さく、５．０ｗｔ％
を越えて含有しても効果が飽和するとともに、導電率の
低下及び耐応力腐食割れ性の劣化をまねく。従って、Ｚ
ｎの含有量は０．１〜５．０ｗｔ％とする。導電率を高
く保つ意味から０．１〜２．０％とするのがより好まし
い。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例に関わる端子用銅合金に
ついて、比較例と比較して説明する。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１に示す組成の銅合金を電気炉により大
気中で木炭被覆下で溶融し、厚さ５０ｍｍ、幅８０ｍ
ｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊を溶製した。この鋳塊を用い
て、８８０℃で熱間圧延し１５ｍｍ厚さの板材とした
後、水冷にて焼き入れした。さらに、これを１．２８ｍ
ｍの厚さまで冷間圧延し、５００℃で２時間の焼鈍を施
した後、０．６４ｍｍの厚さまで冷間圧延した材料を供
試材とし、各々の機械的性質、導電率及び１２０〜２０
０℃に加熱後の接触抵抗を下記の要領で測定した。な
お、試験材はＳｎめっき省略を想定して裸材のままとし
た。

【００１３】・機械的性質；圧延方向に平行に採取した
ＪＩＳ５号試験片（ｔ＝０．６４ｍｍ）を用い、ＪＩＳ
Ｚ２２４１に規定する金属材料引張試験方法に準じ、引
張強さ及び伸びを測定した。硬さは、ＪＩＳＺ２２４４
のビッカース硬さ試験方法に準じ測定した。 ・導電率；ＪＩＳＨ０５０５の導電率測定方法に準じ、
ダブルブリッジを用いて電気抵抗を測定し導電率を算出
した。 ・接触抵抗；１２０〜２００℃で１２０時間加熱後の接
触抵抗を測定した。電極として、端子嵌合時の相手材を
想定し、黄銅（Ｃ２６００）の裸材および黄銅に１．２
μｍの光沢剤入りの電気Ｓｎめっきを施したものを用い
た。電極先端径は端子の接点を想定し３ｍｍＲに調整し
た。測定条件は、開放電圧１２Ｖ、電流１Ａ、接触荷重
１ｋｇｆとし、各々１０点測定した。

【００１４】試験材の機械的性質及び導電率を表２に、
接触抵抗（ｍΩ）の平均値を表３に示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】表２より、実施例合金は機械的性質が優れ
るとともに、導電率も５５％ＩＡＣＳ以上と良好であ
る。また、表３より、実施例合金の接触抵抗は、Ｚｎ無
添加の比較例合金７と比べると、特に１６０℃以上の加
熱温度において低く良好である。 これに対し、比較例
合金８はＺｎ添加量が本発明に規定する範囲より少ない
ため、Ｚｎによる接触抵抗の上昇抑制効果が小さい。Ｚ
ｎ添加量が本発明に規定する範囲より多い比較例合金９
は、接触抵抗の上昇抑制効果が飽和しているばかりでな
く、導電率が低くなっている。比較例合金１０は、Ｓｎ
めっき被覆した黄銅であり、接触抵抗値は低いが、導電
率が低いという問題があり、またＳｎめっきを施すこと
による生産性及び歩留りの低下という問題点も有する。

【００１８】次に、実施例合金において電極を黄銅の裸
材とした場合とＳｎめっき材とした場合を比較すると、
Ｚｎ添加による接触抵抗の上昇抑制効果はいずれの場合
も認められるが、Ｓｎめっき材とした方が接触抵抗値が
低い。これは、雌雄両端子のうち、片方のＳｎめっきを
省略した方が両方省略するより信頼性が優れることを示
している。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、従来より電気・電
子部品用銅合金として知られるＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金へ
適正量のＺｎを添加することにより、１２０〜２００℃
の高温放置後の接触抵抗の上昇抑制が可能である。従っ
て、本発明によれば、雌雄両端子のいずれか又は両方の
Ｓｎ、Ｓｎ合金などのめっきを省略することが可能な端
子用銅合金を提供することができ、生産性の向上及び歩
留りの向上に寄与し得るものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｆｅ：０．０５〜０．５ｗｔ％、Ｐ：
   ０．０２〜０．２ｗｔ％、Ｚｎ：０．１〜５．０ｗｔ％
   を含有し、残部が銅および不可避不純物からなることを
   特徴とする１２０〜２００℃の高温放置後の接触抵抗が
   低い無めっき端子用銅合金。
2. 【請求項２】 Ｓｎ又はＳｎ合金めっき材と接触する端
   子に適用することを特徴とする請求項１に記載された１
   ２０〜２００℃の高温放置後の接触抵抗が低い無めっき
   端子用銅合金。