JPS59136439A - 銅基合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱性、高抗張カ、高温での引張強さ。

耐応力腐食割れ性９弾性等の機械的諸性質に優れた銅基
合金に関する。

銅は秀れた電気・熱の伝導体であり、且つ加工性か良い
ため、各種器物、装飾品、建築材料、熱交換器材、電子
用材料（リードフレーム材）等多くの用途に使用されて
いる。而して、これら様々の用途に銅材料を採用する場
合、その機械的強度。

耐熱性、耐食性１弾性などが問題となることが多くあり
、これまで銅に種々の合金元素を添加して満足すべき性
質を得るべく、燐脱酸銅や丹銅を始め（Ｃｕ　−２Ｎｉ
　−Ｑ、５　Ｓｉ　）合金などが提案されている。

一般に銅に合金元素を添加すると、銅の優秀な加工性、
電気・熱の高い伝導率が低下するという欠点がある。従
って、銅基合金ｌこ於いては機械的強度や耐熱性、耐食
性２弾性等と加工性や電気・熱の伝導性等との間のバラ
ンスのとれたものが切望されている。また上記に加え、
加工上焼入れ・焼戻しく時効）等の特別な熱処理工程や
これに要する設備を必要とせず、製造コストの低いもの
が望まれる。

本願発明は、従前の銅基合金ｌこ於ける上述の如き欠点
の除去を課題とするものであり、銅の秀れた加工性や電
気・熱の伝導性を損なうことなく機械的緒特性のλ上が
図れ、然かも加工上特別な熱処理を必要とせず、安価に
製造し得る銅基合金の提供を目的とするものである。

本願発明者は前記課題の達成を図るため、銅とニッケル
とシリコンと燐との配合物について多くの実験を繰返し
、その結果を基にして次に説明する様な新たな配合比を
有し、機械的強度や耐熱性。

耐食性１弾性等に秀れ、然かも高い電気０熱の伝導性や
加工性を兼ね備えた銅基台金を開発した。

即ち、本願第１発明に係る銅基台金は、その基本配合と
してニッケル０．３〜２％、シリコン０．０３〜０．４
０％、燐０．０２〜０．３０％及び残部を銅とするもの
である。

また、本願第２発明に係る銅基台金は、その基本配合と
してニッケル０．３〜２．０％、シリコン０．０３〜０
，４０％、燐帆０２〜０．３０％及び錫、亜鉛。

ヂタン、ジルコニウムの内の少なくとも一つ以」二を夫
々０．０１〜１．００％含み、残部を銅とするものであ
る。

而して、実験結果からニッケル、シリコン及び燐の添加
について考察し、次の様な事実を知得した。即ち、ニッ
ケル、シリコン及び燐を夫々単独で添加した場合には機
械的強度、耐熱性、耐食性及び弾性等の向」二効果か極
めて少ない。また、ニッケルと燐を添加した場合には、
夫々を単独で添加した場合よりも強度、耐熱性、耐食性
は向」二するが、その結果はあまり顕著なものでない。

更に、ニッケルとシリコンを添加した場合には、強度及
び耐熱性は可成りの程度向上するが、焼入れや焼戻しを
しなければ熱・電気の伝導性が悪い。

同様に、シリコンと燐を添加した場合には、強度及び耐
熱性の向上効果が極く少ない。

一方、ニッケルとシリコンと燐の共感の場合には、強度
、　ＩＴＦＩ熱性９熱性９著性く向上し、また電気の伝
導性も、それぞれの元素を単独添加した場合やにッケル
＋シリコン）添加、（シリコン＋燐）添加の場合よりも
大幅に向上する。

尚、ニッケルは、０．３％以下では効果かなく、また２
、０％を越えて添加しても強度、耐熱性の著しい向上は
認められず、逆に電気の伝導性が低下し、経済的にも問
題となる。従ってニッケル量は０．３〜２．０％の範囲
とする。

ノリコンは、０．０３％以下では効果がなく、又、シリ
コンか０．４％を超えて含まれると、ニッケルや燐と化
合しない残存するシリコンが多くなり、電気伝導率を低
下させる。従ってシリコンの範囲は、０．０３％から０
．４％とする。

燐は０．０２％以下では効果がなく、０．３％を超えて
添加するとニッケル＋シリコンと化合しない燐が多くな
り、電気伝導率を低下させ、応力腐食割れを起こす場合
もててくる。以」二の理由により燐の範囲は０．０２〜
０．３％とする。

前記のような基本的配合を有する第一発明に係る銅基台
金でも十分に本発明の目的を達成することができるが、
第１発明の配合を基本とし、これに錫、亜鉛、ヂタン、
ジルコニウムの内の少くとも一つ以上を夫々０，０１〜
１．０％添加することにより、強度及び耐熱性を一層向
上させることかできる。特に錫はマトリックスの銅を強
化し、耐熱性及び耐食性を向上させる。また亜鉛は溶解
的にあらかしめ添加しておけば、溶銅中の酸素量を減少
させ、燐及びシリコンのロスを少なくすることかてきる
。しかし、それらの添加元素を１．０％以上添加しても
、強度及び耐熱性の向上はほとんど認められず、逆に電
気伝導率か低下する。

」二連の如く、本願発明に係る銅基台金は、強度や耐熱
性、耐食性等が高いだけでなく、秀れた電気・熱伝導性
を備えているため、熱交換器用素材や電気関係部品用素
材等に最適である。

以下に本発明に係る銅基合金の具体例について説明する
。

本発明に係る銅基合金と従来の銅基合金との機械的性質
、電気伝導率、耐熱性、耐食性等を比較調査するため、
次の第１表に示す様な化学成分の銅基台金を数種類製作
した。

第　１　表　　　　　化　　学　　成　　分　　　　　
　（ｗｔ　％）上表において、煮５はＪ’ＩＳ規格丹銅
板１種、煮°゛６はＪＩＳ規格の脱酸銅、　Ａ　７は、
ＣＤＡＮｏ６４７のＣｕ　−２Ｎｉ　−Ｑ、５　Ｓｉ合
金、Ｎ０８はＣＤ　Ａ　Ｎｏ　１９　’！　ＣＩ）　Ｃ
ｕ　−２，５Ｆｅ　−Ｐ合金、Ｎ０９、はＣｕ−２ｒ合
金である。又、Ｎｏ　ｌ及びＮ０２は第１発明に係る銅
基合金である。更にＮｏ　３及びＮｏ　４は第２発明に
係る銅基合金であって、Ｎ０３は錫を添加したもの、Ａ
４は亜鉛とジルコニウムを添加したものである。

各々の材料を完全焼鈍し、それらの材料を圧下率２０％
で冷間圧延し、導電率、引張強さ、伸び。

硬さを夫々測定した。その結果を示すと第２表の様にな
る。

尚、Ａ６及びＡ８合金については、所定の焼入れ、焼戻
し及び圧下率２０％の冷間圧延処理をし、引張強さ、伸
ひ、硬さ及び導電率を測定した結果を併わせで示す。

第２表　機械的性質 本発明に係る銅基合金の引張強さ及び硬さは、Ａ７のＣ
ＤＡ６４７銅基合金より劣るが、他の銅基台金より優れ
ていることがわかる。又、導電率は、黒６の脱酸銅及び
＆９の熱処理したジルコニウム銅より劣り、煮８のＣＤ
　Ａ　１９４合金及びＡ５の丹銅１種と同等の値を示し
、且つその他の合金より優れていることが判る。このよ
うに本発明１こ係る銅基合金は、強度と導電率との間（
こ優り、た）くランスを有する銅基合金であることが判
る。

次に第３表は、耐熱温度（軟化温度）と６００　’１ｍ
における高温酸化性を測定した結果である。

第３表　耐熱温度と高温酸化性 上表において耐熱温度及び高温酸化性試験に用いた試料
は、第２表の機械的性質の試験に於いて用いた試料と同
しである。耐熱温度は、初期硬度（常温での硬度）の８
割になるときの３０分間加熱温度とした。又、高温酸化
性として酸化増量を用いたが、これは６００°ＩＩＥ　
３０分加熱後の試料重量から、初期（常温）での試料重
量を減じ、これを試料表面積で除したものである。すな
わち酸化増量は、単位面積当りの高温酸化で生じた酸化
物の酸素量の増加を表わしている。

本発明に係る銅基合金の耐熱温度は、届７のＣＤ　Ａ　
６４７合金とＡ９のジルコニウム銅合金と略同じ値を示
し、その他の合金よりは優れていることがわかる。又、
酸化増量においても、Ａ７のＯＤＡ’６４７合金とほぼ
同じ値を示すことかわかる。

このように本発明に係る銅基合金は、高い耐熱温度と優
れた耐高温酸化性を有することがわかる第４表は、各銅
基合金について行った７５′Ｃの塩酸及び硫酸中ての浸
漬試験の結果を比較したものである。

第４表　　　浸漬試験−腐食減量 上表において、本発明に係る銅基台金は、塩酸中及び硫
酸中においてもＡ　７　ＣＤＡ　６４７に比へ同等であ
るほかは、他の合金よりも優れていることがわかる。

尚、この試験は１＋１９の硫酸及び１＋１９の塩酸を用
い、硫酸及び塩酸を７５゛Ｃに保持して各試料を２日間
浸漬し、１日当りｌ　ｄｙ／当りの腐食減量を測定した
ものである。

本発明に銅基合金は、上述の通り、引張り強さや伸ひ、
硬さ等の機械的諸性質たけてなく、電気導電性や加工性
の点でも秀れた特性を有すると共に、耐熱性や耐食性も
極めて高く、前述の様に熱交換器や電気関係部品用材等
に広く活用し得るものである。

また、本発明に係る銅基台金は、加工上特別な熱処理等
を全く必要としないため比較的安価に製造することかで
き、実用上極めて高い効用を有するものである。

手　　続　　補　　止　　ｔＩＦ　　（自発）昭和５８
年３月９日 特許庁長官殿 Ｌ　事件の表示　　　特願昭５８−１２３９６２　発明
の名称　　　銅　　基　　金　　金ユ　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　大阪府堺市玉宝町８丁３７４番地氏名　　
三宝伸銅工業株式会社 代表者　久　野　雄一部 ４、代理人 明細書の［特許請求の範囲の梱」及び「発明の詳細な説
明の欄」 ６、補正の内容 （１）　　特許請求の範囲を別紙の通りに補正する。

（２）　　明細書３頁ｌＯ行目の「〜０　、４０Ｊを「
〜０．４」に、１０行目の「〜０．３０Ｊを［〜０．３
ＪＬ１３行目の「〜２．０」を「〜２」に、１４行目の
「〜０゜４０」を「〜０゜４」に、１４行目の「〜０．
３０」を「〜０．３」に、１６行目の「〜ｉ、ｏＯＪを
「〜ｌ」に夫々補正する◎ （３）　　明細書５頁１５行目及び６頁１行目の「〜１
．０」を「〜１」に補正する。

（４）　　明細書８頁８行目の［・・・焼戻し及び圧下
率２０％の冷間圧延処理をし、］を、「・・・焼戻しの
熱処理をし、」に補正する。

（５）　　明細書９頁の第２表の最下部の［２７，４Ｊ
を［３７，４Ｊに、「２９．２　Ｊを「１９．２　Ｊに
、「８３」を「１２３Ｊに夫々補正する。

特許請求の範囲 １、　ニッケル０．３〜２％、シリコン０．０３〜０．
４％、燐０．０２〜０．３％及び残部が銅から成る銅基
合金。

２、　ニッケル０．３〜２％、シリコン０．０３〜０．
４％、燐０．０．２〜０．３％及び鋸、亜鉛、チタン、
ジルコニウムの内の少なくとも一つ以上それぞれ０．０
１〜１％含み且つ残部が銅から成る銅基合金。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ニッケル０．３〜２．０％、シリコン帆０３〜０．
   ４０％、燐０．０２〜０．３０％及び残部が銅がら成る
   銅基合金 ２、　ニッケル０．３〜２．０％、シリコン０．０３〜
   ０．４０％、燐０．０２〜０．３０％及び錫、亜鉛。 チタン、ジルコニウムの内の少なくとも−っ以上をそれ
   ぞれ０．０１〜ｉ、ｏｏ％含み且つ残部が銅から成る銅
   基合金。