JPS62120450A - 電気・電子機器用電気機械的接続ばね材料の製造法 - Google Patents

電気・電子機器用電気機械的接続ばね材料の製造法

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JPS62120450A
JPS62120450A JP60257544A JP25754485A JPS62120450A JP S62120450 A JPS62120450 A JP S62120450A JP 60257544 A JP60257544 A JP 60257544A JP 25754485 A JP25754485 A JP 25754485A JP S62120450 A JPS62120450 A JP S62120450A
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直弘 井形
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は電気、電子機器において高い弾性率と電気伝導
性を具えると共に、良好なばね限界値を有し、また安価
に製造することができる電気機械的接続ばね材料および
その製造法に関するものである。
(従来の技術) 従来、電気・電子部品用の電気機械的接続ばね材料とし
ては、燐青銅のうちPBP合金(Sn : 5.5〜7
.0重量%、  P :0.03〜0.35重N%、C
u:残部)およびPBS合金(Sn : 7.0〜9.
0重’1%、  P :0.03〜0.35重ffi%
+ Cu :残部)さらにはBe−Cu合金(例えば、
Be 2.0重量%+Cu:残部)等が知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら上述した従来のばね材料はそれぞれ、弾性
率または電気伝導性の点で現在電気機械的ばね材料とし
て要望されている高弾性率および高電気伝導性を満たす
ことができなかった。さらに、上述したばね材料は高価
である欠点もあった。
本発明の目的は上述した不具合を解消しζ、弾性率およ
び電気伝導性の両者が高いと共にばね限界値も高くしか
も安価に製造することができる電気・電子機器用電気機
械的接続ばね材料およびその製造法を提供しようとする
ものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明の電気・電子機器用電気機械的接続ばね材料は、
Ni : 0.5〜2.0重量%、Ti:0.1〜1.
0重里%、P:0.2重量%以下および残部Cuよりな
り、高い弾性率および電気伝導性を有することを特徴と
するものである。
また、本発明の電気・電子機器用電気機械的接続ばね材
料の製造法は、Cu、Ni、Ti又はそれらの母合金な
らびに合金スクラップを原料とし、さらに脱酸剤として
Cu−Pを添加して融点(〜1080°(:)から14
00℃の温度で溶解してその成分をNi:0.5〜2.
0重量%、Ti:0.1〜1.0重量%、P:0.2重
間%以下および残部Cuとなるように調整し2て得た溶
融合金を金型で鋳造後、熱間(又は温間)加工、冷間加
工およびその冷間加工に対応した中間焼きなましを行な
いさらに最終加工として50%以上の強加工を行なって
成形体を得、この成形体に対して低温焼きなましを20
0℃から550℃で1時間以内行ない安定組織とした後
、通常の冷却速度で冷却を行なうことにより高い弾性率
ど電気伝導度を有する合金を得ることを特徴とするもの
である。
(作 用) 上述した構成において、特定組成の合金に50%以上の
強加工、好ましくは70〜95%の強加工と低温焼きな
ましを組み合わせることにより、所望の高弾性率および
高電気伝導性を達成できるとともにばね限界値の高いば
ね材料を得ることができる。
なお、本発明においてNi、 Ti、  Pについて組
成を限定したのは以下の理由による。まず、Niの添加
は弾性率ならびに強度を上昇させるが、多すぎると電気
伝導性を低下させるので0.5〜2.0重量%とした。
また、Tiの添加は強度およびばね限界値を上昇させる
が、多すぎると弾性率及び電気伝導性を低下させるので
0.1〜1.0重量%とじた。
さらにPは脱酸作用を有し合金の鋳造性を良くするため
添加するが、多すぎると弾性率を低下させるので0.2
重量%以下とする。
(実施例) 本発明のばね材料を以下の順序で作製した。まず、無酸
素銅、 Cu−25Ti、 Cu−3ONiを母材とし
脱酸剤としてCu−Pを添加した原料の約2 kgをグ
ラファイトルツボ中に入れ、高周波溶解炉によりアルゴ
ンガスを流しながら1100℃〜1400℃の温度で大
気溶解を行ない、Ni : 0.5〜2.0重里%、T
i:0.1〜1.0重量%、P:0.2重量%以下、残
部Cuの組成範囲に入るよう調整した溶湯を得た。この
溶湯をステンレス製鋳型に鋳込み、鋳造後の合金を面前
した。次に、温間及び冷間圧延を行なった試料に対して
、300〜550℃の間で1時間以内の中間焼きなまし
を行ない、さらに最終加工として50%〜95%の強加
工を行なった。さらに、強加工後の試料に対して低温焼
きなましを200℃から550℃の温度で1時間以内保
持し安定組織とした後、通常の冷却速度で冷却を行なっ
て本発明のばね材料を得た。
なお、上述した工程中中間焼きなまし条件は最終ばね材
料の強度特性に大きく影響するため冷間加工の程度に応
じて適当な温度および時間を選択しなければならないが
、例えばその−例として、上述した条件の試料に対して
中間焼きなまし条件についてビッカース硬さを測定した
結果を第1図に示す。第1図において、60分焼きなま
しで2、激に硬さが減少するのは再結晶が進んでいるた
めと考えられる。以上の結果より、本実験条件下では4
00℃で30分間の中間焼きなましを行なった。
以下、上述した方法で製作した本発明のばね材料の各種
特性を測定する方法およびその測定結果を示す。
12欠2グ率(弾性率)の測一定 片持ちはり位置より板厚の100倍の長さの位置を測定
長とし、その位置にヤング率測定用重り(1g)をセン
トしたわみ量を測定した。そのたわみ世をもとに下記の
計算式よりヤング率を求めた。
イ智     L3 E=−X− bf      t ここで、12.:ヤング率(kg/mm0. W :重
り重量(=0.015kg)、  L :測定長さくm
ad)、  r :たわみ量(mm)b=試料幅(=1
0+++m) 、  t :板厚(mm)である。測定
結果として第2図に、ヤング率を最終的な低温焼きなま
し温度および時間との関係で示す。このうち、ヤング率
の最大のものは低温焼きなましの条件が300℃×30
分のものであり、以下の緒特性の測定はすべてこの条件
によって求めた材料によって行なった。
ム猛九爪界猜■固定 ばね限界値に1は永久変形量δおよびδから規定される
モーメントMから求めることができる。
すなわち、 δ−(1/4 X 10’) X (L”/l)ここで
、δはグー0.375(E/10’)kg/mm”のと
きのた5  わみ量である。このδよりモーメントMは
以下の式より求めることができる。
M=M、+6M(δ−εl)/(ε2−εl)ここで、
M;ばね限界値に対応するモーメント(1霞・kg)、
J :ε、を生しさせた時のモーメント(Imkg)+
  ΔM:M*  Mll M!:ε2を生じさせた時
のモーメント(m宵・kg) 、  εl:δを越えな
い永久たわみの内で一番大きい値(m+++) 、  
ε2:δを越えた永久たわみの内で一番小さい値(mm
)である。このモーメントMよりばね限界値らは以下の
式より求まる。
K、=□ ここでZは断面係数であり、Z=bt2/6である。
なお、b:試料幅(am)、  t :試料厚さくII
IIII)である。
本発明の材料のに、は、40kg/+++n+”以上で
あった。
a男」交曳摺−足 硬度は明石マイクロピンカース硬度計を用いて加重25
gの条件で測定した。低温焼きなましを300℃×30
分実施した試料の硬度はIt、 = 150kg/mm
”以上であった。
虹■届J1免q貫定 圧延方向に対し平行および垂直に切り出した試料に対し
て引張試験を行なった。引張試験は平行部が0.3mm
 X 5mmX2On+mの試料をインストロン型試験
機を使用して歪速度4 X 1O−3sec−’で実施
した。結果を第3図に示す。第3図から明らかなように
、本発明のばね材料の抗張力は50kg/mm”以上。
伸び9%以上であった。
L度方榎狙圭色皿定 測定治具に試料を装着後、105°Cの恒温槽に保持し
保持時間に対する応力緩和率(17s)を次式から求め
た。
6+ ここで、δ、は与えられた変位、δ2は変位を除去した
後の残留変位である。得られた結果を第4図に示す。特
に、電気・電子材料は長時間使用するため応力緩和の少
ない材料が望まれているが、第4図の結果から本発明の
ばね材料は応力緩和が十分に少ないことがわかる。
6、気立  の゛ 試料寸法は0.3mm X 10+w+++ X 15
0mmで測定は長さ120mmにIへの電流を流して電
気抵抗を測定した。
本発明のばね材料に対する電気電導度の測定結果をlA
C3%(純銅との比を%で表わした値)で示すと、45
IACS%以上であった。
以上説明した各種特性について本発明のばね材料(CN
T)と従来この種目的に使用されていたリン青銅(PB
PとPBS)とを比較して示すと以下に示す第1表のよ
うになる。
第1表 材料 CNT   PBP   PBS組成 Ni:0
.5−2.0 Sn:5.5−7.0  Snニア、0
−9.0Ti:0.1〜1.0 P :0.03−0.
35 P :0.03−0.35P :0.2  Cu
:Ba1.  Cu:Bal。
Cu:Bal。
第1表の結果から明らかなように、本発明のばね材料で
あるCNTは従来使用されていたI)旧1. Pusと
比較して、電気・電子機器用電気機械的接続ばね材料と
して必要な高い弾性率と電気伝導度を有すると共に応力
緩和も少なくしかも安価であることがわかった。
なお、第5図および第6図にNiおよびTiの添加量に
よる弾性率と電気伝導度の変化を示すが、この結果から
も本発明の限定した組成範囲のばね材料が高い弾性率と
電気伝導度を有することがわかる。また、第2表に上述
した各種特性を決定する基礎となった実際の試験データ
の一例を示す。
(発明の効果) 以」二詳細に説明したところから明らかなように、本発
明のばね材料によれば、高い弾性率と電気伝導度を有す
ると共に応力緩和も少なくしかも安価である電気・電子
機器用として好適な電気機械的接続ばね材料を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における中間焼きなまし条件
を決定するだめのビッカース硬さの測定結果を示す図、 第2図は本発明の一実施例における最終焼きなまし条件
とヤング率との関係を示す図、第3図は本発明の一実施
例における引張試験結果を示す図、 第4図は本発明の一実施例における応力緩和率と時効時
間との関係を示す図、 第5図は本発明におけるNt添加量と弾性率および電気
伝導度との関係を示す図、 第6図は本発明におけるTi添加量と弾性率および電気
伝導度との関係を示す図である。 第3図 411  シ゛(うζ) ヤ)グ牢 E(KIAにm2ノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Ni:0.5〜2.0重量%、Ti:0.1〜1.
    0重量%、P:0.2重量%以下および残部Cuよりな
    り、高い弾性率および電気伝導性を有することを特徴と
    する電気・電子機器用電気機械的接続ばね材料。 2、Cu、Ni、Ti又はそれらの母合金ならびに合金
    スクラップを原料とし、さらに脱酸剤としてCu−Pを
    添加して融点(〜1080℃)から1400℃の温度で
    溶解してその成分をNi:0.5〜2.0重量%、Ti
    :0.1〜1.0重量%、P:0.2重量%以下および
    残部Cuとなるように調整して得た溶融合金を金型で鋳
    造後、熱間(又は温間)加工、冷間加工およびその冷間
    加工に対応した中間焼きなましを行ない、さらに最終加
    工として50%以上の強加工を行ない成形体を得、この
    成形体に対して低温焼きなましを200℃から550℃
    で1時間以内行ない安定組織とした後、通常の冷却速度
    で冷却を行なうことにより高い弾性率と電気伝導度を有
    する合金を得ることを特徴とする電気・電子機器用電気
    機械的接続ばね材料の製造法。
JP60257544A 1985-11-19 1985-11-19 電気・電子機器用電気機械的接続ばね材料の製造法 Granted JPS62120450A (ja)

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