【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
産業上の利用分野
本発明は、耐熱性、機械的強度、加工性及び導
電性に優れた安価な銅合金に関する。本発明の銅
合金は、例えば、電子部品のリード線及びリード
フレーム、バネ材、ラジエーター用フイン材等と
して有用である。
従来技術
銅合金は、過去数千年来使用されて来ており、
夫々の用途に応じて多種多様のものが実用化され
ている。近年電子及び電気技術の発達に伴つて、
各種の特性を更に改善した新たな銅合金の出現が
求められている。例えば、電子部品の小型化とと
もにリード線も著るしく小径化しており、従つ
て、使用される銅合金に対しても、より高度の耐
熱性、機械的強度、加工性、導電性等が求められ
る様になつて来た。しかしながら、公知の銅合金
は、この様な要求に十分応えるにいたつていな
い。
発明の構成
本発明者は、電子部品材料に求められる高度の
性能を具備する銅合金を得るべく種々研究を重ね
た結果、インジウムの添加及び酸素含量の抑制に
より、その目的を達成し得ることを見出し、本発
明を完成するにいたつた。即ち、本発明は、イン
ジウム含量0.01〜１重量％及び酸素含量0.01重量
％以下であり、残部が不可避不純物を含む銅から
なる耐熱性、機械的特性、加工性及び導電性に優
れた銅合金に係るものである。
本発明においては、銅中の酸素含有量を0.01重
量％以下に抑えるとともにインジウム含有量を
0.01〜１重量％とすることを必須とする。インジ
ウム含有量と酸素含有量とは、相互に密接に関連
しつつ銅合金の物性に影響するので、夫々の限定
理由を個別に論ずることは必ずしも妥当ではない
が、一応の限定理由を示せば、以下の通りであ
る。即ち、インジウムの含有量が0.01重量％未満
では、主として耐熱性及び機械的特性の改善が十
分でなく、一方１重量％を上回ると主として導電
性が悪化し、実用性が次第に失われる。従つて、
耐熱性、機械的強度、加工性、導電性等の諸物性
を総合的に勘案して、インジウム含有量は、0.01
〜１重量％の範囲内とする。酸素の含有量が0.01
重量％を上回る場合には、導電性が低下するとと
もに銅合金としての冷間加工性が特に低下する。
即ち、電子部品の小型化に伴つて、電子部品用リ
ード線（以下単にリード線という）はより細くな
り、電子部品の取付け作業も自動化されている。
従つて、リード線は、作業中に曲らない様に硬材
を使用する必用がある。しかるに、インジウムと
の共在下において、酸素含有量が0.01重量％を越
える場合には、合金の冷間加工性、特に衝撃的条
件下に行なわれる冷間加工性が低下して、例え
ば、リード線を抵抗器、コンデンサー等の電子部
品に取付ける際に行なわれるリード線の“ヘツダ
ー打ち”作業工程で、リード線の被加工部で割れ
を生じやすくなり、実用に供し難くなる。
本発明銅合金は、前記性能に優れているのみな
らず、製造容易にして安価なので、電子部品材料
以外にも、バネ、ラジエーターフイン等の構造材
用としても有用である。
以下、実施例を示し、本発明の特徴とするとこ
ろをより一層明確にする。
実施例 １
高周波溶解炉において電気銅を木炭で被覆しつ
つ溶解した後、所定量のインジウムを投入し、均
一な溶湯を得た。次いで、溶湯をカーボン鋳型に
鋳込んで、直径130mm×長さ700mmのインゴツトを
得た。この際、合金の酸化を防止する為に、アル
ゴンを出湯口及び湯受けに吹きつけながら作業を
行なつた。鋳造したインゴツトを切断し、表面仕
上げし、熱間押出することにより、直径11mmの荒
引線を得た後、直径が夫々１mm、1.2mm、1.4mm、
1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm及び2.6mmとな
るまで伸線した。次いで、各直径に引き落した合
金線を400℃で１時間真空軟化処理した後、直径
0.8mmまで冷間伸線し、冷間加工率36％乃至90％
のインジウム入銅合金を得た。これ等の各種銅合
金線を使用して、以下の各試験を行なつた。
(a) 耐熱性試験
インジウム含有量の異なる冷間加工率75％の銅
合金線（酸素含有量0.01重量％未満）を所定温度
で１時間保持した場合の引張り強さの変化を第１
図に示す。曲線（）〜（）は、以下のインジ
ウム含有量の銅合金線についての結果を夫々示
す。
（）……含有せず、（）……0.01重量％、
（）……0.05重量％、（）……0.1重量％、
（）……0.5重量％
インジウム添加による機械的強度及び耐熱性の
向上並びにインジウム添加量を0.01重量％以上と
すべきことが明らかである。
(b) 導電性試験
インジウム含有量の異なる冷間加工率50％の銅
合金線（酸素含有量0.01重量％未満）の導電率の
変化についての測定結果を第２図に示す。尚、加
工条件及び熱処理条件による導電率の変動は、±
３％程度の範囲内にとどまること及び酸素含有量
0.01重量％未満のものは、0.01重量％以上のもの
に比して導電率が約２％高いことが判明した。
第２図から、リード線として使用する為には、
インジウム含有量を１重量％程度以下とすべきこ
とが明らかである。
(c) 衝撃冷間加工性試験
インジウム含有量及び酸素含有量の異なる冷間
加工率50％の銅合金線に対し、電子部品のリード
線に対し通常行なわれている各種条件でのヘツダ
ー打ちを行ない、割れの発生により衝撃冷間加工
性を判定した。第１表に結果を示す。第１表中
“〇”は実用上差支えないことを示し、“×”は実
用上問題点があるか又は実用に供し得ないことを
示す。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to an inexpensive copper alloy with excellent heat resistance, mechanical strength, workability, and electrical conductivity. The copper alloy of the present invention is useful as, for example, lead wires and lead frames for electronic components, spring materials, fin materials for radiators, and the like. Prior Art Copper alloys have been used for the past several thousand years;
A wide variety of products have been put into practical use depending on their respective uses. With the development of electronic and electrical technology in recent years,
There is a need for new copper alloys with further improved various properties. For example, with the miniaturization of electronic components, lead wires are also becoming significantly smaller in diameter, and the copper alloys used are therefore required to have higher heat resistance, mechanical strength, workability, conductivity, etc. I've come to feel like I'm being beaten. However, known copper alloys have not yet fully met these demands. Composition of the Invention As a result of various studies aimed at obtaining a copper alloy with the high performance required for electronic component materials, the present inventor discovered that the purpose could be achieved by adding indium and suppressing the oxygen content. This led to the completion of the present invention. That is, the present invention provides a copper alloy having an indium content of 0.01 to 1% by weight, an oxygen content of 0.01% by weight or less, and the balance being copper containing unavoidable impurities, which has excellent heat resistance, mechanical properties, workability, and electrical conductivity. This is related. In the present invention, the oxygen content in copper is suppressed to 0.01% by weight or less, and the indium content is reduced.
It is essential that the content be 0.01 to 1% by weight. Indium content and oxygen content are closely related to each other and affect the physical properties of copper alloys, so it is not necessarily appropriate to discuss the reasons for each limitation separately, but if the reasons for limitation are shown, It is as follows. That is, if the indium content is less than 0.01% by weight, the heat resistance and mechanical properties will not be sufficiently improved, while if it exceeds 1% by weight, the conductivity will mainly deteriorate and practicality will gradually be lost. Therefore,
After comprehensively considering various physical properties such as heat resistance, mechanical strength, workability, and conductivity, the indium content is 0.01
-1% by weight. Oxygen content is 0.01
When the amount exceeds % by weight, the conductivity decreases and the cold workability as a copper alloy particularly decreases.
That is, with the miniaturization of electronic components, lead wires for electronic components (hereinafter simply referred to as lead wires) have become thinner, and the work of attaching electronic components has also been automated.
Therefore, it is necessary to use hard wood for the lead wire so that it will not bend during work. However, when the oxygen content exceeds 0.01% by weight in the coexistence of indium, the cold workability of the alloy, particularly under impact conditions, decreases, resulting in, for example, lead wire formation. During the process of "header punching" the lead wires when attaching them to electronic components such as resistors and capacitors, the processed parts of the lead wires tend to crack, making them difficult to put to practical use. The copper alloy of the present invention not only has the above-mentioned properties, but also is easy to manufacture and inexpensive, so it is useful not only as a material for electronic parts but also as a structural material such as springs and radiator fins. Examples will be shown below to further clarify the features of the present invention. Example 1 After melting electrolytic copper while covering it with charcoal in a high-frequency melting furnace, a predetermined amount of indium was added to obtain a uniform molten metal. Next, the molten metal was poured into a carbon mold to obtain an ingot with a diameter of 130 mm and a length of 700 mm. At this time, in order to prevent oxidation of the alloy, the work was carried out while blowing argon into the tap and the hot water pan. The cast ingot was cut, surface-finished, and hot extruded to obtain a rough drawing wire with a diameter of 11 mm, and then the diameters were 1 mm, 1.2 mm, 1.4 mm, respectively.
The wire was drawn until it became 1.6mm, 1.8mm, 2.0mm, 2.2mm, 2.4mm and 2.6mm. Next, after vacuum softening the alloy wires drawn to each diameter at 400℃ for 1 hour,
Cold drawing to 0.8mm, cold working rate 36% to 90%
An indium-containing copper alloy was obtained. The following tests were conducted using these various copper alloy wires. (a) Heat resistance test The change in tensile strength when copper alloy wires with different indium contents and cold working rates of 75% (oxygen content less than 0.01% by weight) are held at a specified temperature for 1 hour is measured as the first test.
As shown in the figure. Curves () to () show the results for copper alloy wires with the following indium contents, respectively. ()...Does not contain, ()...0.01% by weight,
()...0.05% by weight, ()...0.1% by weight,
()...0.5% by weight It is clear that mechanical strength and heat resistance should be improved by adding indium, and that the amount of indium added should be 0.01% by weight or more. (b) Conductivity test Figure 2 shows the measurement results of changes in conductivity of copper alloy wires with different indium contents and cold working rates of 50% (oxygen content less than 0.01% by weight). In addition, fluctuations in conductivity due to processing conditions and heat treatment conditions are ±
Stay within a range of around 3% and oxygen content
It was found that conductivity of less than 0.01% by weight was about 2% higher than that of 0.01% by weight or more. From Figure 2, in order to use it as a lead wire,
It is clear that the indium content should be about 1% by weight or less. (c) Impact cold workability test Copper alloy wires with different indium contents and oxygen contents with a cold work rate of 50% were headered under various conditions normally used for lead wires of electronic components. The impact cold workability was determined based on the occurrence of cracks. Table 1 shows the results. In Table 1, "〇" indicates that there is no problem in practical use, and "x" indicates that there is a problem in practical use or that it cannot be put to practical use.
【表】
(d) 機械的特性試験
冷間加工率の種々異なる銅合金の引張り強さ及
び伸びを調べた結果は、第３図に示す通りであ
る。曲線（）及び（）は、夫々インジウム含
有量0.01重量％及び１重量％の銅合金（酸素含有
量0.01重量％未満）の伸びを示し、曲線（′）
及び（′）は、夫々インジウム含有量0.01重量
％及び１重量％の銅合金（酸素含有量0.01重量％
未満）の引張り強さを示す。
本発明合金においては、用途に応じた機械的特
性に対応するインジウム含有量と冷間加工率とを
選択し得ることが明らかである。[Table] (d) Mechanical property test The results of examining the tensile strength and elongation of copper alloys with various cold working rates are shown in Figure 3. Curves () and () show the elongation of copper alloys with an indium content of 0.01% and 1% by weight (oxygen content less than 0.01% by weight), respectively; curve (')
and (') are copper alloys with an indium content of 0.01% by weight and 1% by weight (oxygen content of 0.01% by weight), respectively.
(less than) tensile strength. It is clear that in the alloy according to the invention, the indium content and cold working rate can be selected to correspond to the mechanical properties depending on the application.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図乃至第３図は、本発明銅合金の耐熱性、
導電性及び機械的特性を示すグラフである。
Figures 1 to 3 show the heat resistance of the copper alloy of the present invention;
It is a graph showing electrical conductivity and mechanical properties.