JPH10226835A - 端子用銅基合金とそれを用いた端子 - Google Patents

端子用銅基合金とそれを用いた端子

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JPH10226835A
JPH10226835A JP9072594A JP7259497A JPH10226835A JP H10226835 A JPH10226835 A JP H10226835A JP 9072594 A JP9072594 A JP 9072594A JP 7259497 A JP7259497 A JP 7259497A JP H10226835 A JPH10226835 A JP H10226835A
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spring
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copper
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Yoshitake Hana
佳武 花
Akira Sugawara
章 菅原
Ryukichi Endo
隆吉 遠藤
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Dowa Holdings Co Ltd
Yazaki Corp
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Yazaki Corp
Dowa Mining Co Ltd
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Abstract

(57)【要約】 【課題】 引張強さ，ばね限界値，導電率，耐応力緩和
特性及び曲げ加工性のすべてに優れた端子用銅基合金を
提案すること。ならびに該合金により製作されたばね部
を内蔵するか、または該合金でばね部を含む端子全体を
一体的に成形した低電圧低電流抵抗値，応力緩和特性に
優れた端子を提案することを目的とする。 【解決手段】 Ｃｕ−（０．５〜３．０）Ｎｉ−（０．
５〜２．０）Ｓｎ−（０．０１０〜０．２０）Ｐ系合
金、Ｃｕ−（０．５〜３．０）Ｎｉ−（０．５〜２．
０）Ｓｎ−（０．０１０〜０．２０）Ｐ−（０．０１〜
２．０）Ｚｎ系合金、ならびに上記合金においてＮｉ−
Ｐ比が１０〜５０であり、１００ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系
の微細な析出物が均一に分散されていることを基本的特
徴とする端子用銅基合金と、該合金により製作した端子
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のコネク
タ用端子に用いられる銅基合金およびそれを用いた端子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等のコネクタ用端子は、最近のエ
レクトロニクスの発達に伴い、高密度化，小型化，軽量
化，そして信頼性向上が求められるようになって来てい
る。また更に、エンジンの高性能化に伴い、エンジンル
ーム内の温度も上昇して来ている。それに伴い、そこに
使用される導電材料である端子用銅基合金も、より高信
頼性及び耐熱性が要求されるようになって来ている。
【０００３】しかしながら、端子用銅基合金として従来
用いられて来た黄銅は安価ではあるが導電率が低く、例
えばＣ２６０００で２７％ＩＡＣＳであり、さらに耐応
力緩和特性，耐食性や耐応力腐食割れ性にも問題があっ
た。
【０００４】また、りん青銅は強度が優れているが導電
率が低く、例えばＣ５２１００で１２％ＩＡＣＳ程度で
あり、耐応力緩和特性にも問題があり、更に価格的にも
高く経済的でなかった。Ｃｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ系合金
は、これら２つの合金の欠点を補うために開発されたも
のである。例えばＣｕ−２．０Ｓｎ−０．１Ｆｅ−０．
０３Ｐで導電率は３５％ＩＡＣＳで、強度にも優れてい
るが、耐応力緩和特性については端子用合金としては充
分満足しているとは言えなかった。
【０００５】また、特に自動車用端子として信頼性を向
上させるためには、そこに用いられる銅基合金が強度，
ばね限界性，導電率が優れ、さらに長時間の使用に対し
ても応力緩和，腐食等を起こさないことが必要である
が、従来の黄銅，りん青銅，さらにはＣｕ−Ｓｎ−Ｆｅ
−Ｐ系合金は、いずれも上記特性を満足するものではな
かった。
【０００６】更に、これらの端子用銅基合金を用いて製
造された端子についても、これらの材料の特性がそのま
ま端子としての特性に結びついていた。黄銅，りん青
銅，Ｃｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ系合金を用いた端子では、導
電率と耐応力緩和特性の両特性を兼ね備えていないた
め、端子の自己発熱により酸化，めっき剥離，応力緩
和，回路の電圧降下，ハウジングの軟化や変形が生じる
可能性を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、引張強さ，
ばね限界値，導電率，耐応力緩和特性及び曲げ加工性の
すべてに優れた端子用銅基合金を提供すること、ならび
にこの合金により製作されたばね部を有し、あるいはこ
の合金でばねを含む端子全体を一体的に成形した低電圧
低電流抵抗値，耐応力緩和特性に優れた端子を提供する
ことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、前記の課題について鋭意検討の結果、該
銅基合金としてＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系銅基合金及びさ
らにＺｎを添加したＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ−Ｚｎ系合金
について試験研究を重ね、その組成成分を選びなおかつ
Ｎｉ−Ｐ系の析出物を均一微細に析出させることによ
り、引張強さ，導電率，耐応力緩和特性，耐マイグレー
ション特性さらには良好な曲げ加工性について満足すべ
き特性が得られることを見出し、またこの銅基合金から
作成されたばねを内蔵するか、又はばねを含めての全体
をその銅基合金で一体に製作した端子は優れた性能を兼
ね備えていることを見出し本発明に到達したのである。
【０００９】即ち、本発明は、 １．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０％，Ｓｎ：
０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２０％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
とする端子用銅基合金。
【００１０】２．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比が１０〜５０であり、１００
ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微細な析出物が均一に分散さ
れ、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなることを特徴
とする端子用銅基合金。
【００１１】３．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比が１０〜５０であり、１００
ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微細な析出物が均一に分散さ
れ、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有す
る銅基合金であって、引張強さが５００Ｎ／ｍｍ２以
上、ばね限界値４００Ｎ／ｍｍ２以上、応力緩和率１０
％以下、導電率３０％ＩＡＣＳ以上、更にＲ／ｔ（Ｒ：
曲げ半径，ｔ：板厚）が２以下の曲げ加工性を有するこ
とを特徴とする端子用銅基合金。
【００１２】４．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％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端子用銅
基合金。
【００１３】５．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比
が１０〜５０であり、１００ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微
細な析出物が均一に分散され、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端子用銅基合金。
【００１４】６．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比
が１０〜５０であり、１０ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微細
な析出物が均一に分散され、残部がＣｕ及び不可避的不
純物からなる組成を有する銅基合金であって、引張強さ
が５００Ｎ／ｍｍ２以上、ばね限界値４００Ｎ／ｍｍ２
以上、応力緩和率１０％以下、導電率３０％ＩＡＣＳ以
上、更にＲ／ｔ（Ｒ：曲げ半径，ｔ：板厚）が２以下の
曲げ加工性を有することを特徴とする端子用銅基合金。
【００１５】７．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる
組成の銅基合金を溶製し、熱間及び冷間圧延を経て加工
したばね材で製作したばねを内蔵するか、または該ばね
材でばねを含めた端子全体を一体的に製作したことを特
徴とする端子。
【００１６】８．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比が１０〜５０であり、１００
ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微細な析出物が均一に分散さ
れ、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成の銅基
合金を溶製し、熱間及び冷間圧延を経て加工したばね材
で製作したばねを内蔵するか、又は該ばね材でばねを含
めた端子全体を一体的に製作したことを特徴とする端
子。
【００１７】９．重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、残部がＣｕ
及び不可避的不純物からなる組成の銅基合金を溶製し、
熱間及び冷間圧延を経て加工したばね材で製作したばね
を内蔵するか、又は該ばね材でばねを含めた端子全体を
一体的に製作したことを特徴とする端子。
【００１８】１０．重量％においてＮｉ：０．５〜３．
０％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．
２０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ
比が１０〜５０であり、１００ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の
微細な析出物が均一に分散され、残部がＣｕ及び不可避
的不純物からなる組成を有する銅基合金を溶製し、熱間
および冷間圧延を経て加工したばね材で製作したばねを
内蔵するか、又は該ばね材でばねを含めた端子全体を一
体的に製作したことを特徴とする端子。
【００１９】１１．上記発明７〜１０で製作された端子
用ばねを内蔵するか、または上記ばね材でばねを含めた
端子全体を一体的に製作・構成した端子が自動車等のコ
ネクタ用端子。を提供するものである。
【００２０】
【作用】次に、本発明の内容を具体的に説明する。ま
ず、本発明に係る合金の添加元素の含有量の範囲選択の
理由の概要について説明する。
【００２１】（１）Ｎｉ Ｎｉは、Ｃｕマトリックス中に固溶して、母材の強度，
弾性，耐熱性，耐応力緩和特性，耐マイグレーション性
の向上に寄与する元素であり、更にＰと化合物を形成し
て分析析出させることにより電気伝導性も向上する。前
述の効果を発揮するには、０．５ｗｔ％以上の含有が必
要であるが、３．０ｗｔ％を越えて含有すると効果が飽
和し、かつ経済的に不利になる。従って、Ｎｉの含有量
は０．５〜３．０ｗｔ％の範囲とする。
【００２２】（２）Ｓｎ Ｓｎは、母材のＣｕマトリックス中に固溶して強度，弾
性および耐食性を向上させる。しかし、Ｓｎ含有量が、
０．５ｗｔ％未満では、強度，弾性の向上が十分ではな
く、２．０ｗｔ％を越えると効果が飽和してしまうの
で、好ましいＳｎの含有量は０．５〜２．０ｗｔ％の範
囲とする。
【００２３】（３）Ｐ Ｐは溶湯の脱酸剤として作用すると共に、Ｎｉと化合物
を形成して分散析出することにより、電気伝導性を向上
させ、かつ引張強さ，弾性，耐応力緩和特性を向上させ
る。しかしＰの含有量が、０．００５ｗｔ％未満では、
上記の効果が充分に得られず、０．２０ｗｔ％を越える
とＮｉ共存下でも電気伝導性、加工性や半田耐候性の低
下が著になり、更に耐マイグレーション性の低下を招
く。従って、Ｐの含有量は、０．０１０〜０．２ｗｔ％
の範囲とする。更に、好ましいＰの含有量は０．０２〜
０．１５ｗｔ％である。
【００２４】（４）Ｎｉ：Ｐの組成比について また、本発明に係わる銅基合金においては、添加したＮ
ｉ，Ｐの一部がＮｉ−Ｐ系化合物を形成し、これが均一
微細に分散析出することにより電気伝導性をはじめ、強
度，弾性，耐応力緩和特性を向上させることができる。
したがって、ＮｉとＰの重量百分率の比（Ｎｉ／Ｐ）が
限定されるのが好ましく、そのＮｉ／Ｐの重量百分率の
範囲は、１０〜５０が良い。更に、Ｎｉ／Ｐの重量百分
率のより良い範囲は１５〜３０が良い。ここで、Ｎｉ−
Ｐ系析出物の大きさは、１００ｎｍを越えると、強度，
弾性，耐応力緩和率の向上に対する寄与が小さくなり、
かつ曲げ加工性が劣る。また、プレス金型の寿命面にお
いても超硬のパンチ、工具鋼のダイスを使用した場合、
１００ｎｍを越えるサイズのＮｉ−Ｐ系析出物を多く含
有している組織では金型の寿命が低下する場合が多い。
従って、Ｎｉ−Ｐ系析出物のサイズは１００ｎｍ以下と
し、さらに好ましくは７０ｎｍ以下とする。
【００２５】（５）副成分 更に、副成分として添加できるＺｎは、銅基合金のめっ
き耐候性を更に向上させる効果がある。ただし、０．０
１％以下では効果が得られず、また添加量が、２．０％
を越えると効果が飽和するので、Ｚｎの含有量は、０．
０１〜２．０ｗｔ％の範囲が好ましい。
【００２６】次に、本発明における端子の特色について
説明する。挿入力、抜去力は、端子において雄ターミナ
ルと雌ターミナルの挿入・離脱に必要な力を示すもので
ある。したがって、挿入力は小さく、抜去力は大きい方
が好ましい。挿入力を大きくすると雄ターミナルを簡単
に挿入することが困難である。特に高集積化に伴いター
ミナルの数が増加すると、通常の組み立て作業に支障を
きたすことになる。抜去力が小さすぎると、振動などに
よって離脱したり、酸化皮膜が生成しやすく接触抵抗が
不安定になったり、コネクタとして電気的信頼性に欠け
るものになる。
【００２７】従って、初期の挿抜力としては１．５Ｎ以
上３０Ｎ以下が好ましく、そのためにはそこに用いられ
る端子材料としては引張強さ５００Ｎ／ｍｍ２以上、ば
ね限界値が４００Ｎ／ｍｍ２以上、端子の成形加工性の
面からＲ／ｔが２以下の材料を用いることが必要であ
る。より好ましい曲げ加工性を得るためには、結晶粒径
が５０μｍ以下、更に好ましくは２５μｍ以下であるこ
とが重要である。
【００２８】更に、初期の低電圧低電流抵抗値について
は小さい方が望ましく３ｍΩ以下が良い。接触電気抵抗
値の大きさは、熱サイクルによる結合部の接触荷重の減
少の大きさに影響されるが、材料の自己発熱によって生
じる応力緩和、更に自動車内のエンジンルーム内や排ガ
ス系周辺の温度の影響により生じる応力緩和によっても
接触荷重が減少してしまい、それに伴い接触電気抵抗値
も増加してしまう。
【００２９】そのためには、材料自体の応力緩和率が、
１５０℃×１０００時間で１０％以下であることが必要
であり、さらに引張強さ５００Ｎ／ｍｍ２以上、ばね限
界値が４００Ｎ／ｍｍ２以上、導電率が３０％ＩＡＣＳ
以上、ばねに加工後の応力緩和率が２０％以下であるこ
とが必要である。次に、本発明の実施の形態を実施例に
より更に詳細に説明する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
実施例１ 表１に示す組成の合金を高周波溶解炉を用いて溶製し、
８５０℃に加熱した後、厚さ５．０ｍｍまで熱間圧延し
た。次に表面の面削により４．８ｍｍ厚とし、冷間圧延
と熱処理を繰り返し、最終加工率６７％，板厚０．２ｍ
ｍの板材を得た。
【００３１】次に、上記材料について引張強さ，伸び，
ばね限界値を測定すると共に、曲げ加工性，応力緩和特
性などを調査した。これらの結果を従来使用されている
黄銅，りん青銅及びＣｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ合金と比較し
て表１に示した。引張強さ，導電率，ばね限界値の測定
はＪＩＳ Ｈ ２２４１，ＪＩＳ Ｈ０５０５，ＪＩＳ
Ｈ ３１３０に準拠した。
【００３２】曲げ加工性については、９０°Ｗ曲げ加工
試験で評価した。試験はＣＥＳ−Ｍ０００２−６に準拠
し、Ｒ−０．１ｍｍの治具で９０゜曲げ加工し、中央部
山表面の状況を調べて、割れが発生したものを×、シワ
が発生したものを△、良好なものを○と評価した。ただ
し、曲げ軸は圧延方向に対して平行とした。
【００３３】また、応力緩和試験は試験片の中央部の応
力が４００Ｎ／ｍｍ２となるようにアーチ曲げを行い、
１５０℃の温度で１０００時間保持後の曲げぐせを応力
緩和率として次式により算出した。
【００３４】応力緩和率（％）＝｛（Ｌ１−Ｌ２）／
（Ｌ１−Ｌ０）｝×１００ Ｌ０：治具の長さ（ｍｍ） Ｌ１：試験開始時の試料長さ（ｍｍ） Ｌ２：試験後の試料端間の水平距離（ｍｍ）
【００３５】マイグレーション試験は、図１（符号１は
ＡＢＳ樹脂、２は孔を示す）に示すような中央部に９ｍ
ｍφの孔のあいたＡＢＳ樹脂板（２ｍｍ（ｔ）×１６ｍ
ｍ（ｗ）×７２ｍｍ（１））を０．２ｍｍ（ｔ）×５ｍ
ｍ（ｗ）×８０ｍｍ（１）の試験片にて挟み、上下端部
をテフロンテープで固定し、図２（符号３はテフロンテ
ープ、４は試験片、５は水道水、６は試験槽、７は電流
計、８は直流電源）に示すように試験槽の水道水中に保
持し、１４Ｖの直流電圧を印加したときの８時間保持に
おける最大漏洩電流値を測定して評価した。
【００３６】以上の結果から、本発明に係る試料Ｎｏ．
１〜８の合金はいずれも引張強さ５００Ｎ／ｍｍ２以
上、ばね限界値が４００Ｎ／ｍｍ２以上、導電率３０％
ＩＡＣＳ以上を示し、かつ曲げ加工性も良好であった。
さらに、応力緩和率が１０％以下で耐応力緩和特性に優
れ、また耐マイグレーション特性にも優れている。従っ
て、自動車等の端子用銅基合金として非常に優れた合金
であることが判る。
【００３７】試料Ｎｏ．９はりん青銅，Ｎｏ．１０は黄
銅，Ｎｏ．１１はＣｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ系合金の比較例
である。
【００３８】
【表１】
【００３９】実施例２ さらに、本発明の銅基合金を用いた端子特性について実
施例により具体的に説明する。端子としての評価のた
め、本発明材料にてプレス加工し、本発明材料の狙いで
ある応力緩和特性について評価を行った。
【００４０】本発明合金を用いて図３に示すばね部１０
を備えた雌端子９にプレス加工した。今回の材料はプレ
ス加工後、ばね性を良好にするために熱処理を行った。
【００４１】熱処理条件は、端子の表面処理としてＳｎ
めっきを施すため、表面劣化を考慮し、１８０℃×３０
分の処理を行った後、応力緩和特性の評価試験を実施し
た。なお、従来品との比較のため、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−
Ｐ系および黄銅材料の雌端子も同一条件の熱処理を施
し、同時に評価テストを行った。
【００４２】初期の端子の挿入力は、共に４．５〜６．
０Ｎ、初期の低電圧低電流抵抗値は１．５〜２．０ｍΩ
であった。
【００４３】応力緩和特性試験として雌端子に雄端子を
嵌合した後、耐熱試験を行い、試験前後の接触荷重の測
定を行った。なお、耐熱条件としては、１２０℃，３０
０時間の条件である。このときの試験結果を図５に示
す。また、応力緩和率は次式により算出し、表２に示
す。
【００４４】 応力緩和率（％）＝｛（Ｆ１−Ｆ２）／Ｆ１｝×１００ Ｆ１：初期の接触荷重（Ｎ） Ｆ２：試験後の接触荷重（Ｎ）
【００４５】従来品のＣｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ系の雌端子
の応力緩和率は、本発明材の雌端子より接触荷重の低下
が大きく約３０％であり、黄銅材のそれについては、約
５０％であった。一方、本発明合金は約１２％であり、
応力緩和率２０％以下を満足し、優位性が認められた。
また、図６に示すようにプレス加工後に熱処理を行うこ
とにより、本発明合金のより一層の優位性が認められ
た。
【００４６】次に、電気性能試験は、上記と同一のサン
プルを用いて１２０℃×３００時間の放置試験を行い、
試験前後の低電圧低電流抵抗値をＪＩＳ Ｃ ５４０２
に準拠して測定した。その結果を図７に示す。
【００４７】以上の結果から、明らかに本発明材料は電
気性能においても、従来品のＣｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ系合
金や黄銅材に比較して優位性が認められた。また、図８
に示すようにプレス加工後に熱処理を行うことにより、
本発明合金のより一層の優位性が認められた。
【００４８】本発明の端子用銅基合金を用いたばね部１
０を内蔵する雌端子９を図４のごとく成形し、図３の端
子の場合と同様の試験を行ったところ、図３の端子の場
合と同様の試験結果が得られた。
【００４９】以上から、本発明による端子は自動車など
の端子として非常に優れていることが判る。
【００５０】なお、本発明の端子用銅基合金及びそれを
用いた端子は自動車用以外に航空機，船舶などの運輸機
器やテレビ，ラジオ，コンピューターなどの民生用機器
にも同様に利用できるものである。
【００５１】
【表２】
【００５２】実施例３ 表３に示す組成の合金を高周波溶解炉を用いて溶製し、
８５０℃に加熱した後、厚さ５．０ｍｍまでに熱間圧延
した。次に表面の面削により４．８ｍｍ厚とし、冷間圧
延と熱処理を繰り返し、最終加工率６７％，板厚０．２
ｍｍの板材を得た。
【００５３】次に、上記材料について引張強さ，伸び，
ばね限界値を測定すると共に、曲げ加工性、応力緩和特
性などを調査した。これらの結果を比較して表３にす。
【００５４】以上の結果から、本発明による試料Ｎｏ．
１２〜１９の合金はいずれも引張強さ５００Ｎ／ｍｍ２
以上、ばね限界値が４００Ｎ／ｍｍ２以上、導電率３０
％ＩＡＣＳ以上を示し、かつ曲げ加工性も良好であっ
た。さらに応力緩和率が１０％以下で耐応力緩和特性に
優れ、また耐マイグレーション特性にも優れている。ま
た、本発明合金の製造において、溶解鋳造，熱間圧延，
冷間圧延，熱処理，酸洗浄等の工程中も問題なく、歩留
まりも良く、製造できた。
【００５５】これに対し、比較合金Ｎｏ．２０（本発明
よりＰ量が少なく、Ｎｉ／Ｐ比の大きい合金）は、引張
強さ、ばね限界値、応力緩和特性が劣っている。これ
は、適切なＰ量、Ｎｉ／Ｐ比からはずれたため、引張強
さ、弾性、耐応力緩和特性が低下している。
【００５６】比較合金Ｎｏ．２１（本発明よりＰが多
く、Ｎｉ／Ｐ比の小さい合金）は、曲げ加工性、応力緩
和が劣っている。これは、Ｐ量が多く、Ｎｉ／Ｐ比が小
さく、Ｎｉ−Ｐ系化合物の析出が過度に多くなり、曲げ
加工性、応力緩和特性が、低下したものと考えられる。
さらに製造工程において、鋳造時の湯流れ性が悪く、イ
ンゴットの肌荒れも多かった。さらに熱間圧延時のサイ
ド割れ、熱処理後の酸洗浄時の酸化皮膜除去の問題があ
り、歩留まりの低下、処理時間の増大があり、製造コス
トが高くなることが予想された。
【００５７】比較合金Ｎｏ．２２（本発明合金よりＮｉ
が少ない合金）は、Ｎｉ量が少なく引張強さ，弾性，耐
応力緩和特性，耐マイグレーション性に劣っている。引
張強さ，弾性，耐応力緩和特性，耐マイグレーションを
満足させるためにＮｉは、適量のＰ，Ｓｎと同時に０．
５％以上の含有が必要である。
【００５８】比較合金Ｎｏ．２３（本発明合金よりＮ
ｉ，Ｐが少なく、Ｎｉ／Ｐ比の大きい合金）は、Ｎｉ量
が少なく引張強さ，弾性，耐応力緩和特性，耐マイグレ
ーション性に劣っている。引張強さ，弾性，耐応力緩和
特性，耐マイグレーション性を満足させるために適量の
Ｓｎと同時にＮｉを０．５％以上、Ｐを０．００５％以
上の含有が必要である。
【００５９】比較合金Ｎｏ．２４（本発明合金よりＮｉ
が少なく、Ｐが多い合金）は、曲げ加工性、応力緩和が
劣っている。これは、Ｐ量が多くＮｉ／Ｐ比が小さいた
め、Ｎｉ−Ｐ系化合物の析出が過度に多くなり、曲げ加
工性，応力緩和特性が低下したものと考えられる。さら
に、製造工程において鋳造時の湯流れ性が悪く、インゴ
ットの肌荒れも多かった。更に熱間圧延時のサイド割
れ、熱処理後の酸洗浄時の酸化皮膜除去の問題があり、
歩留まりの低下、処理時間の増大があり、製造コストが
高くなることが予想された。
【００６０】比較合金Ｎｏ．２５（本発明合金よりＮｉ
が多い合金）は、導電率、曲げ加工性に劣っている。適
量を越えるＮｉ量の添加は、Ｃｕマトリックス中に固溶
する量が増え、電気伝導性を低下させる。また、曲げ加
工性も低下する。比較合金Ｎｏ．２６（本発明合金より
Ｓｎが少ない合金）は、引張強さ、弾性が劣っている。
Ｓｎ量が本発明の規定量より少ないとＮｉ，Ｐ，Ｎｉ／
Ｐ比が適切であっても、引張強さ、弾性において所望す
る特性を満足できない。
【００６１】
【表３】
【００６２】実施例４ 表４に示す組成の合金を高周波溶解炉を用いて溶製し、
８５０℃に加熱した後、厚さ５．０ｍｍまで熱間圧延し
た。次に表面の面削により４．８ｍｍ厚とし、冷間圧延
と熱処理を繰り返し、最終加工率６７％，板厚０．２ｍ
ｍの板材を得た。ここで途中の熱処理（時効析出）条件
を変化させ、析出物のサイズや結晶粒径を変化させた。
析出物は、透過型電子顕微鏡で観察された析出物１０個
の平均粒子径を析出物サイズとし、示した。、また、結
晶粒径は、ＪＩＳ Ｈ ０５０１に準拠し、評価した。
【００６３】次に、上記材料について引張強さ、伸び、
ばね限界値を測定すると共に、曲げ加工性、応力緩和特
性などを調査した。これらの結果を比較して表４に示し
た。
【００６４】以上の結果から、本発明による試料Ｎｏ．
２７〜３４の合金はいずれも引張強さ５００Ｎ／ｍｍ２
以上、ばね限界値が４００Ｎ／ｍｍ２以上、導電率３０
％ＩＡＣＳ以上を示し、かつ曲げ加工性も良好であっ
た。さらに応力緩和率が１０％以下で耐応力緩和特性に
優れ、また耐マイグレーション特性にも優れている。
【００６５】しかし、析出物の大きさが１００ｎｍを越
えたり、結晶粒径が５０μｍを越えた比較合金Ｎｏ．３
５〜４２の合金はいずれも曲げ加工性が低下し、またそ
の他の特性である引張強さ、ばね限界値、耐応力緩和特
性、耐マイグレーション特性も本発明合金に比べ低下し
ている。
【００６６】
【表４】
【００６７】
【発明の効果】本発明の端子用銅基合金は、引張強さ、
ばね限界値、導電率が優れており、かつ耐応力緩和特
性、耐マイグレーション特性、曲げ加工性にも優れてお
り、さらに本発明に係る合金により構成され内部にばね
を持つ端子は、低電圧低電流抵抗値、応力緩和特性に優
れており、工業上顕著な効果を有するものである。
【００６８】すなわち、本発明によれば導電率が少なく
とも３０％ＩＡＣＳで、引張強さ、ばね限界値いずれも
が高く、かつ応力緩和率が１０％以下というような特性
を兼ね備えた端子用銅基合金が得られると共に、更にそ
の端子用合金により構成されるばねを内蔵して、または
ばねを含めての全体をその銅基合金で製作して、初期性
能として挿抜力が適正な１．５〜３０Ｎ、低電圧低電流
抵抗値３ｍΩ以下、応力緩和率２０％以下などの特性を
持つ端子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用したマイグレーション試験治具
（ＡＲＳ樹脂板）の斜視図である。
【図２】本発明に使用したマイグレーション試験装置の
側面説明図である。
【図３】本発明で試作した性能試験用の雌端子例を示す
斜視図である。
【図４】本発明で試作した性能試験用の雌端子例を示す
斜視図である。
【図５】本発明に係る端子用銅基合金の応力緩和率を測
定するに際しての接触荷重と熱処理条件との関係を示す
グラフである。
【図６】本発明に係る端子用銅基合金の応力緩和率を測
定するに際しての接触荷重と熱処理条件との関係を示す
グラフである。
【図７】本発明に係る端子用銅基合金の電気性能試験に
おける低電圧低電流抵抗値の測定結果を示すグラフであ
る。
【図８】本発明に係る端子用銅基合金の電気性能試験に
おける熱処理前後の低電圧低電流抵抗値の測定結果を示
すグラフである。
【符号の説明】
１−ＡＲＳ樹脂板 ２−孔 ３−テフロンテープ ４−試験片 ５−水道水 ６−試験槽 ７−電流計 ８−直流電源 ９−雌端子 １０−端子ばね部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１Ａ ６８３ ６８３ ６８５ ６８５Ｚ (72)発明者 遠藤 隆吉 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる
    ことを特徴とする端子用銅基合金。
  2. 【請求項２】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比が１０〜５０であり、１００
    ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微細な析出物が均一に分散さ
    れ、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなることを特徴
    とする端子用銅基合金。
  3. 【請求項３】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比が１０〜５０であり、１００
    ｎｍ以下のＮｉ／Ｐ系の微細な析出物が均一に分散さ
    れ、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有す
    る銅基合金であって、引張強さが５００Ｎ／ｍｍ２以
    上、ばね限界値４００Ｎ／ｍｍ２以上、応力緩和率１０
    ％以下、導電率３０％ＩＡＣＳ以上、更にＲ／ｔ（Ｒ：
    曲げ半径，ｔ：板厚）が２以下の曲げ加工性を有するこ
    とを特徴とする端子用銅基合金。
  4. 【請求項４】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０，２
    ０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％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端子用銅
    基合金。
  5. 【請求項５】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比
    が１０〜５０であり、１００ｎｍ以下Ｎｉ−Ｐ系の微細
    な析出物が均一に分散され、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端子用銅基合金。
  6. 【請求項６】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比
    が１０〜５０であり、１０ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微細
    な析出物が均一に分散され、残部がＣｕ及び不可避的不
    純物からなる組成を有する銅基合金であって、引張強さ
    が５００Ｎ／ｍｍ２以上、ばね限界値４００Ｎ／ｍｍ２
    以上、応力緩和率１０％以下、導電率３０％ＩＡＣＳ以
    上、更にＲ／ｔ（Ｒ：曲げ半径，ｔ：板厚）が２以下の
    曲げ加工性を有することを特徴とする端子用銅基合金。
  7. 【請求項７】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる
    組成の銅基合金を溶製し、熱間及び冷間圧延を経て加工
    したばね材で製作したばねを内蔵するか、又は該ばね材
    でばねを含めた端子全体を一体的に製作したことを特徴
    とする端子。
  8. 【請求項８】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比が１０〜５０であり、１００
    ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微細な析出物が均一に分散さ
    れ、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成の銅基
    合金を溶製し、熱間及び冷間圧延を経て加工したばね材
    で製作したばねを内蔵するか、又は該ばね材でばねを含
    めた端子全体を一体的に製作したことを特徴とする端
    子。
  9. 【請求項９】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、残部がＣｕ
    及び不可避的不純物からなる組成の銅基合金を溶製し、
    熱間及び冷間圧延を経て、加工したばね材で製作したば
    ねを内蔵するか、又は該ばね材でばねを含めた端子全体
    を一体的に製作したことを特徴とする端子。
  10. 【請求項１０】 重量％においてＮｉ：０．５〜３．０
    ％，Ｓｎ：０．５〜２．０％，Ｐ：０．０１０〜０．２
    ０％，Ｚｎ：０．０１〜２．０％を含有し、Ｎｉ／Ｐ比
    が１０〜５０であり、１００ｎｍ以下のＮｉ−Ｐ系の微
    細な析出物が均一に分散され、残部がＣｕ及び不可避的
    不純物からなる組成を有する銅基合金を溶製し、熱間及
    び冷間圧延を経て加工したばね材で製作したばねを内蔵
    するか、又は該ばね材でばねを含めた端子全体を一体的
    に製作したことを特徴とする端子。
  11. 【請求項１１】 前記端子が自動車等のコネクタ用端子
    である請求項７〜１０記載の端子。
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