JPH1143730A - スタンピング加工性及び銀めっき性に優れる高力銅合金 - Google Patents
スタンピング加工性及び銀めっき性に優れる高力銅合金Info
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- JPH1143730A JPH1143730A JP21414897A JP21414897A JPH1143730A JP H1143730 A JPH1143730 A JP H1143730A JP 21414897 A JP21414897 A JP 21414897A JP 21414897 A JP21414897 A JP 21414897A JP H1143730 A JPH1143730 A JP H1143730A
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Abstract
性に優れたCu−Ni−Si系高力銅合金を得る。 【解決手段】 Ni:0.4〜4.0wt%、Si:
0.05〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt
%、Mg:0.005〜1.0wt%、S:0.000
3〜0.005wt%、C:0.0003〜0.01w
t%を含有し、残部Cu及び不可避不純物からなり、さ
らにMgとSの含有量が下記式(1)及び(2)を同時
に満たすCu−Ni−Si系高力銅合金。 −0.5[Mg]+0.005≦[S]・・・・(1) [S]≦0.25[Mg] ・・・・(2) ただし、[Mg]はMgのwt%、[S]はSのwt%
を意味する。
Description
ーム、端子、コネクタ、リレー、スイッチなどの電気・
電子部品に使用されるスタンピング加工性及び銀めっき
性に優れる高力銅合金に関するものである。
電率を兼備することから、半導体リードフレーム、端
子、コネクタなどの電気・電子部品に広く使用されてい
る。近年、電気・電子部品の小型化、軽量化、高集積化
に伴い、リードフレームのリード間隔の縮小あるいはコ
ネクタの極間ピッチの縮小が図られている。これにより
高強度化、高導電率化の要求はもとより、スタンピング
加工性(スタンピング加工後のばり、だれなどが少ない
こと)に優れ、スタンピング金型を摩耗させない材料の
要求が増大している(例えば、特開平2−66130号
公報参照)。また、これらの電気・電子部品は銀めっき
されることがあるが、信頼性の向上要求増大により、従
来にも増して、銀めっき性が重要視されるようになって
きている(例えば、特開昭63−130739号公報、
特開平5−59468号公報、特開平8−319528
号公報参照)。
−Ni−Si系銅合金において、導電率の低下を抑えて
強度の向上を図る添加元素としてMgが使用される。そ
して、Mgは、上記特開平2−66130号公報に記載
されているように、スタンピング加工性及び金型摩耗の
低減にも効果が大きいが、一方、微量でも銀めっき性を
劣化(銀めっきの突起を発生)させることが知られてい
る。本発明は、Mgを含有するCu−Ni−Si系高力
銅合金において、スタンピング加工性と銀めっき性とい
う従来は相反すると考えられていた特性を両立させるこ
とを目的としたものである。
グ加工性及び銀めっき性に優れる高力銅合金は、Ni:
0.4〜4.0wt%、Si:0.05〜1.0wt
%、Zn:0.1〜5.0wt%、Mg:0.005〜
1.0wt%、S:0.0003〜0.005wt%、
C:0.0003〜0.01wt%を含有し、残部Cu
及び不可避不純物からなり、さらにMgとSの含有量が
下記式(1)及び(2)を同時に満たすことを特徴とす
る。 0.5[Mg]+[S]≧0.005・・・・(1) 0.25[Mg]≧[S] ・・・・(2)
Al、P、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Pb、
Ca、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sb、Hf、T
aのうち1種又は2種以上を総量で0.001〜1.0
wt%含有することができる。また、板厚方向の平均結
晶粒径が20μm以下であることが好ましい。
及び結晶粒径の限定理由について説明する。 (Ni)NiはSiとともに添加することにより、Ni
とSiの化合物を生成し、合金の強度を向上させる作用
を有する元素である。しかし、0.4wt%未満ではこ
の効果が小さく、4.0wt%を超えて含有すると熱間
加工性及び冷間加工性が劣化するので好ましくない。従
って、Niの含有量は0.4〜4.0wt%とする。
により、NiとSiの化合物を生成し、合金の強度を向
上させる作用を有する元素である。しかし、0.05w
t%未満ではこの効果が小さく、また1.0wt%を超
えて含有すると、熱間加工性及び冷間加工性が劣化する
ので好ましくない。従って、Siの含有量は0.05〜
1.0wt%とする。
剥離性を向上させ、さらに耐マイグレーション性を向上
させ、金型摩耗の低減に効果のある元素である。しか
し、0.1wt%未満ではこれらの効果は小さく、5.
0wt%を超えて含有しても効果が飽和するとともに、
導電率の低下、耐応力腐食割れ感受性の増大を招くので
好ましくない。従って、Znの含有量は0.1〜5.0
wt%とする。
スタンピング加工性を向上させるとともに、金型摩耗の
低減に効果がある元素である。0.005wt%未満で
はその効果は小さく、1.0wt%を超えて含有しても
その効果が飽和するとともに、鋳造性、熱間加工性の劣
化、及び導電率の低下を招くので好ましくない。従っ
て、Mgの含有量は0.005〜1.0wt%とする。
さらにMgは、以下に述べるとおり、Sとの相互作用で
銀めっき性にも関与する。
性を向上させる反面、銀めっき時の銀突起を発生させや
すい元素でもある。0.0003wt%未満ではスタン
ピング加工性を向上させる効果が小さく、0.005w
t%を超えて含有すると銀めっき性及び熱間加工性を劣
化させる。従って、Sの含有量は0.0003〜0.0
05wt%とする。
−Ni−Si系高力銅合金において、スタンピング加工
性及び銀めっき性を両立させるために、以下の範囲に両
成分を限定する必要があることを本発明者らは見い出し
た。まず、スタンピング加工性の面からはMg及びSは
多い方が望ましく、最低限下記式(1)を満たすことが
必要である。 0.5[Mg]+[S]≧0.005・・・・(1)
考え方でその比率を制御することが必要である。すなわ
ち、銀突起の主原因はMgとSが結合して生成したMg
Sであり、それが銅合金の中に局在化することにより、
その部分の局部的な電位が低くなり、銀の局部的な析出
が起こるためである。しかし、Mgの含有量が十分に多
いと、銅中に固溶するMgが銅合金のマトリックスとM
gSとの間の電位差を小さくしてくれるため、銀の局部
的な析出が起こりにくくなる。従って、MgはSとの比
率で多い方が望ましく、最低限下記式(2)を満たすこ
とが必要である。 0.25[Mg]≧[S] ・・・・(2)
i系銅合金のスタンピング加工性を向上させる作用があ
ることを本発明者らは見い出した。しかし、0.000
3wt%未満ではその効果は小さく、0.01wt%を
超えて含有するとその効果が飽和するとともに、熱間加
工性を劣化させる。したがって、Cの含有量は0.00
03〜0.01wt%、好ましくは0.001〜0.0
1wt%とする。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Pb、Ca、Zr、N
b、Mo、Ag、In、Sb、Hf、Taの副成分は、
強度とスタンピング加工性をさらに向上させる目的で、
導電率の低下が許される範囲で添加することができる元
素である。これらの元素の1種又は2種以上の総量が
0.001wt%未満では強度向上効果が小さく、1w
t%を超えて含有すると、導電率の低下が著しくなり好
ましくない。したがって、これらの副成分の総量を0.
001〜1wt%とする。
Si系銅合金において、特に板厚方向の結晶粒径がスタ
ンピング加工性に関与することを本発明者らは見い出し
た。最終板製品状態での板厚方向の平均結晶粒径が20
μm以下であればスタンピング加工性を向上させること
ができる。望ましくは15μm以下である。再結晶段階
で20μmを超す結晶粒径であったとしても、その後の
冷間加工により結晶粒が偏平となり、板厚方向の平均結
晶粒径が20μm以下となる場合は、これに含まれる。
なお、再結晶後に合計90%以上の冷間加工を施した材
料に認められる、いわゆるファイバー組織の場合は結晶
粒は観察困難であるが、このようなファイバー組織も本
発明に含まれる。
き性に優れる高力銅合金の実施例について、その比較例
とともに以下に説明する。表1〜4に示す成分組成の銅
合金を、クリプトル炉にて木炭被覆下で大気溶解し、ブ
ックモールドに鋳造し、50mm×80mm×200m
mの鋳塊を作製した。この鋳塊を930℃に加熱し熱間
圧延後、ただちに水中急冷し厚さ15mmの熱延材とし
た。この熱延材の表面の酸化スケールを除去するため、
表面をグラインダで切削した。この熱延材を冷間圧延で
厚さ0.36mmとし、650〜850℃で20秒間熱
処理した後水中急冷した。さらに厚さ0.25mmまで
冷間圧延し、450〜500℃で2時間の焼鈍を施し、
表面の酸化皮膜を酸洗にて除去後試験に供した。
さ、導電率、結晶粒径、スタンピング加工性、銀めっき
性及びはんだ耐熱剥離性を調査した。これらの結果を表
5及び表6に示す。引張強さは、JIS5号試験片を用
いた。導電率はダブルブリッジ法にて測定した。結晶粒
径は、JISH0501に規定する伸銅品結晶粒度試験
方法の切断法により、板厚方向に測定した。スタンピン
グ加工性の評価は、プレスにより長さ30mm、幅0.
5mmのリードを打抜き、ばりの高さを測定した。銀め
っき性は、シアン系銀めっきを厚さ1μm施したとき
に、局所的にめっき厚さが厚くなる現象(突起)の有無
を実体顕微鏡で観察した。はんだ耐熱剥離性は、245
℃のはんだ浴(60Sn/40Pb)に5秒間浸漬して
約20μmのめっき層を被覆した材料を150℃で10
00時間加熱後、180°曲げて平板に戻した後はんだ
めっき層の剥離の有無を観察した。
19は、いずれの特性も良好である。一方、表6に示す
ように、比較合金No.20〜37は一部の成分が本発
明に規定する範囲を外れるため、いずれかの特性が劣っ
ている。なお、No.37及び38は、Mg及びSの含
有量が本発明の規定範囲に含まれるものの、式(1)又
は式(2)の範囲を外れるため、銀めっき性あるいはス
タンピング加工性が劣る。
結晶粒径の影響を見るために中間の20秒間の熱処理の
温度を変え(他の加工熱処理工程等は表5の実施例N
o.2と同じ)、上記と同じ試験に供した。その結果を
表7に示す。表7に示すように、20秒間の熱処理の温
度が低く再結晶が起こらなかったNo.2−2はファイ
バー組織となり、No.2とほぼ同等の特性が得られた
が、熱処理の温度が高かったNo.2−3は、平均結晶
粒径が大きく、スタンピング加工性がNo.2より低く
なっている。
して要求される強度、導電率、はんだの耐熱剥離性など
の特性を満足するとともに、例えば半導体装置のリード
フレームや端子、コネクタなどの電気・電子部品をスタ
ンピング加工したときに、ばり高さが小さいため、寸法
精度ひいては打抜き金型の使用寿命を著しく向上させる
ことができる。また、銀めっきした時の銀突起の発生を
抑制することができる。従って、本発明は、電気・電子
部品の生産性並びに信頼性向上に対する寄与が大であ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 Ni:0.4〜4.0wt%、Si:
0.05〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt
%、Mg:0.005〜1.0wt%、S:0.000
3〜0.005wt%、C:0.0003〜0.01w
t%を含有し、残部Cu及び不可避不純物からなり、さ
らにMgとSの含有量が下記式(1)及び(2)を同時
に満たすことを特徴とするスタンピング加工性及び銀め
っき性に優れる高力銅合金。 0.5[Mg]+[S]≧0.005・・・・(1) 0.25[Mg]≧[S] ・・・・(2) ([Mg]はMgのwt%、[S]はSのwt%を意味
する、以下同じ) - 【請求項2】 Ni:0.4〜4.0wt%、Si:
0.05〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt
%、Mg:0.005〜1.0wt%、S:0.000
3〜0.005wt%、C:0.0003〜0.01w
t%を含有し、残部Cu及び不可避不純物からなり、さ
らにMgとSの含有量が下記式(1)及び(2)を同時
に満たすとともに、板厚方向の平均結晶粒径が20μm
以下であることを特徴とするスタンピング加工性及び銀
めっき性に優れる高力銅合金。 0.5[Mg]+[S]≧0.005・・・・(1) 0.25[Mg]≧[S] ・・・・(2) - 【請求項3】 Ni:0.4〜4.0wt%、Si:
0.05〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt
%、Mg:0.005〜1.0wt%、S:0.000
3〜0.005wt%、C:0.0003〜0.01w
t%を含有し、副成分としてBe、B、Al、P、T
i、V、Cr、Mn、Fe、Co、Pb、Ca、Zr、
Nb、Mo、Ag、In、Sb、Hf、Taのうち1種
又は2種以上を総量で0.001〜1.0wt%含有
し、残部Cu及び不可避不純物からなり、さらにMgと
Sの含有量が下記式(1)及び(2)を同時に満たすこ
とを特徴とするスタンピング加工性及び銀めっき性に優
れる高力銅合金。 0.5[Mg]+[S]≧0.005・・・・(1) 0.25[Mg]≧[S] ・・・・(2) - 【請求項4】 Ni:0.4〜4.0wt%、Si:
0.05〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt
%、Mg:0.005〜1.0wt%、S:0.000
3〜0.005wt%、C:0.0003〜0.01w
t%を含有し、副成分としてBe、B、Al、P、T
i、V、Cr、Mn、Fe、Co、Pb、Ca、Zr、
Nb、Mo、Ag、In、Sb、Hf、Taのうち1種
又は2種以上を総量で0.001〜1.0wt%含有
し、残部Cu及び不可避不純物からなり、さらにMgと
Sの含有量が下記式(1)及び(2)を同時に満たすと
ともに、板厚方向の平均結晶粒径が20μm以下である
ことを特徴とするスタンピング加工性及び銀めっき性に
優れる高力銅合金。 0.5[Mg]+[S]≧0.005・・・・(1) 0.25[Mg]≧[S] ・・・・(2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21414897A JP3800268B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | スタンピング加工性及び銀めっき性に優れる高力銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21414897A JP3800268B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | スタンピング加工性及び銀めっき性に優れる高力銅合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1143730A true JPH1143730A (ja) | 1999-02-16 |
JP3800268B2 JP3800268B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=16651027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21414897A Expired - Lifetime JP3800268B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | スタンピング加工性及び銀めっき性に優れる高力銅合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3800268B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014066631A1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Sloan Valve Company | White antimicrobial copper alloy |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP21414897A patent/JP3800268B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014066631A1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Sloan Valve Company | White antimicrobial copper alloy |
US9670566B2 (en) | 2012-10-26 | 2017-06-06 | Sloan Valve Company | White antimicrobial copper alloy |
US10385425B2 (en) | 2012-10-26 | 2019-08-20 | Sloan Valve Company | White antimicrobial copper alloy |
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JP3800268B2 (ja) | 2006-07-26 |
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