JPS634885B2

JPS634885B2 -

Info

Publication number: JPS634885B2
Application number: JP59168154A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Kanehara; Tetsuo Kohata; Kazutaka Nakajima; Mitsutomi Iwasaka
Original assignee: DOWA KINZOKU KOGYO KK; DOWA KOGYO KK
Current assignee: DOWA KINZOKU KOGYO KK; DOWA KOGYO KK
Priority date: 1984-08-11
Filing date: 1984-08-11
Publication date: 1988-02-01
Also published as: JPS6148545A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、導電用のリード材に要求される高い
導電率と強度と兼備し且つ耐軟化性と加工性の良
好な銅合金並びにその製造法に関する。近年の電気または電子工業の急速な進歩に伴つ
て、これらの分野に使用されるリード材も種々多
用な要求が生じている。特に、銅系合金において
は、良好な熱放散性や導電性だけではなく、高強
度かつ良好な繰返し曲げ性、耐軟化性、めつき性
やハンダ付け性などの諸特性を兼備したリード材
であることが必要とされる。また、製造が容易で
価格的にも安価であることも銅系合金において重
要な要素となつている。従来より、リード材として使用されている銅系
合金して、リン青銅、錫入銅、Cu−Fe−Zn−Ｐ
合金などが良く知られている。しかし、りん青銅
は高価なSnを合金元素として６〜８重量％含有
し、強度は高いものの、導電性および耐軟化性が
十分ではない。錫入銅は導電性は良好であるが、
耐軟化性および強度がりん青銅より劣る。また、
Cu−Fe−Zn−Ｐ合金は、強度、耐軟化性および
導電性についてはりん青銅と錫入銅との中間に位
置するが、強度とめつき性において、なお改善さ
れることが望まれている。本発明は、このような実情に鑑み、リード材と
して要求される諸特性を同時に満足する銅系合金
を開発することを目的としてなされたもので、こ
の目的において種々の試験研究を重ねた結果、重
量％において、Ni；0.05〜0.40％、Ｂ；0.005〜
0.06％、Fe；0.50〜1.50％、Sn；0.50〜1.50％、
Ｐ；0.01〜0.10％、残部がCuおよび不可避的不純
物からなる銅系合金を開発することができた。こ
の合金はリード材として要求される特に強度、導
電性並びに耐軟化性が共に優れ、曲げ加工性も良
好であり、このような諸特性が同時に優れる点に
おいて従来の銅系合金にはない性質を有してい
る。そして、この本発明合金の諸特性は、この合金
の製造にさいして、時効処理を実施することによ
つて有利に発揮されることがわかつた。これは、
これまであまり知られていないFe−Ni−Ｐ系の
化合物が時効により銅マトリツクス中に微細に析
出して、これが強度向上に寄与すると共に、銅マ
トリツクス自身の導電性を高めることになるから
であると考えられる。この時効処理については、
冷間加工後において、300〜480℃の温度、好まし
くは、350〜450℃の温度で実施するのがよい。ま
た、本発明合金は溶解鋳造性、熱間加工性、冷間
加工性が良好であつて製造性が良く且つ経済的で
ある点でも有利である。本発明の銅合金の添加元素の添加理由並びにそ
の含有量の規制理由の概要を説明すると次の如く
である。Ｂについて。ＢはＰと共に本発明合金の溶製時における溶湯
の脱酸に重要な役割を果たし、健全なインゴツト
を製造するのに寄与する。後記の比較例のNo.４お
よびNo.５のＢ無添加材と本発明合金の比較からも
明らかなように、Ｂの添加によつて伸びが改善さ
れる。これは、Ｂの脱酸効果により、銅マトリツ
クス中の溶質酸素原子が減少して加工時の転位と
の相互作用が減少することがその主要因であると
考えられる。Ｂが0.005重量％未満では脱酸効果
が十分ではない。他方、Ｂが多くなれば脱酸効果
は向上するが、ＢのCu中への固溶限は室温で0.06
重量％近傍であり、この固溶限を越えるとCuと
Ｂの化合物が形成され、かえつて加工性が劣化す
るようになる。従つて、本発明合金において、Ｂ
は0.005〜0.06重量％とした。 Niについて。 NiはCuマトリツクス中に固溶し、機械的強度
および耐軟化性更には耐食性を向上させるが、
0.05重量％未満ではその効果は十分ではない。一
方、0.40重量％を越えて含有すると、導電率の低
下が顕著となる（後記比較例No.７参照）。従つて
Ni含有量は0.05〜0.40重量％とした。 Feについて。銅マトリツクス中に過飽和に固溶したFeは時
効によりNiおよびＰと化合物を形成して銅マト
リツクス中に析出し、強度を向上させる。また、
高温加熱時の結晶粒の粗大化を阻止して耐軟化性
を向上させる。Fe含有量が0.50重量％未満では前
記化合物の銅マトリツクス中への析出が十分では
なく、強度と耐軟化性改善効果が不十分となる。
他方、Fe含有量が1.50重量％を越えると導電性が
低下し加工性も悪くなる（後記比較例No.11参照）。
従つて本発明合金においてFeは0.50〜1.50重量％
含有させる。 Snについて。 Snは銅マトリツクス中に固溶して強度と耐軟
化性を向上させる。しかしSn含有量が0.50重量％
未満ではこの強度と耐軟化性の向上効果が十分で
はなく、一方Sn含有量が1.50重量％を越えると導
電性が悪くなり（後記比較例No.８、９、11参照）、
また熱間加工性も悪くなる。この理由からSn含
有量は0.50〜1.50重量％とする。Ｐについて。Ｐは溶製時の溶湯の脱酸効果と共に、Sn、Fe
の酸化防止効果も供する。したがつて、健全なイ
ンゴツトを得るうえで重要な働きをする。そして
銅マトリツクス中に過飽和に固溶したＰは、Fe
およびNiと化合物を形成し、前述のように、析
出硬化に寄与する。Ｐ含有量が0.01重量％未満で
は脱酸効果が十分ではなく、0.10重量％を越える
と導電性が悪くなる。このためＰ含有量は0.01〜
0.10重量％とした。以上のように本発明合金は、重量％において、
Ni；0.05〜0.40％、Ｂ；0.005〜0.06％、Fe；0.50
〜1.50％、Sn；0.50〜1.50％およびＰ；0.01〜0.10
％をCuに含有させたことに特徴があり、これに
よつて、リード材に要求される強度、導電性、耐
軟化性、加工性を共に兼備させた点において、従
来材にはない優れた効果を発揮するものである。
そしてこれらの特性は、本発明によれば、Fe−
Ni−Ｐ系の微細な化合物を銅マトリツクス中に
析出させる時効処理によつて有利に達成されたも
のである。以下に実施例を挙げて、本発明合金の特徴をよ
り具体的に説明する。実施例１供試した合金の成分組成を表１に示した。表１
のNo.１〜No.11の合金は、いずれも、高周波真空溶
解炉で溶製して鋳造し、そのインゴツトを850℃
で熱間圧延して板厚８mmの熱延板とし、この熱延
板を通常の酸洗処理したあと冷間圧延して板厚４
mmの冷延板とした。次いで、この冷延板を450℃
×30分の時効処理を行なつた。そして、酸洗処理
したあと、再び冷間圧延して板厚２mmの冷延板と
し、450℃×35分の時効処理を行つた。その後、
酸洗し、圧延率80％で最終仕上げ圧延して0.4mm
の冷延板に仕上げたものである。各合金の引張強さ、伸び、導電率および軟化温
度を測定し、その結果を表１に併記した。引張強
さおよび伸びの測定は、JIS−Z2241の規定に従
い、前記の仕上げ冷延板を375℃×30分の焼鈍し
たものについて行つた。導電率の測定は、JIS−
H0505に規定の方法に従つた。また、軟化温度
は、試料を200℃から600℃の各温度で30分加熱し
たときに、その加熱後の硬さが仕上げ冷延板の硬
さの80％となるときの温度とした。表１には、従来の代表的な３種のリード材（No.
12〜14）について、それらの引張強さ、伸び、導
電率および軟化温度も併せて表示した。表１の結果から明らかなように、本発明の合金
No.１〜No.３は、いずれも引張強さが55Kgｆ／mm²以
上、導電率が40％以上の高い値を示し、且つ十分
な耐軟化性を有しており、従来のリード材（No.12
〜14）では得られない高強度と高導電率および耐
軟化性を兼備した特性を有していることがわか
る。一方、Ｂを添加しないNo.４およびNo.５の合金は
伸びが低く、従つて曲げ加工性に劣る。Sn含有
量が本発明で規定する範囲より少ないNo.６の合金
は、導電率は良いが強度が劣る。またNi、Feお
よびSn含有量が本発明で規定する量より多いNo.
７〜11の合金はいずれも導電率が低く、またNo.７
〜10の合金では引張強さも本発明合金に比べて劣
つている。

【表】実施例２表１のNo.１〜No.３について、実施例１と同様の
溶解鋳造によつて得られたインゴツトを、850℃
で熱間圧延し、厚さ２mmの熱延板にした。この熱
延板を通常の酸洗いを施したあと、圧延率80％で
冷間圧延して板厚0.4mmの冷延板を得た。この冷延板をJIS−H0505に基づいて導電率を
測定し、その後、該冷延板を450℃×30分の時効
処理を施し、再び導電率を測定した。また、最終
冷延板から得たサンプルを350℃×30分、350℃×
１時間で時効処理し、それぞれの導電率を測定し
た。その結果を表２に示した。

【表】表２の結果より、本発明合金は時効処理によつ
て導電率が大きく向上することがわかる。350℃
での時効によつても導電率は向上するが、450℃
の時効では一層向上している。 450℃×30分の時効処理を施した試料の透過電
子顕微鏡写真（倍率×18000倍）を第１図に示し
た。第１図において、Ｍで示す白地の領域は銅マ
トリツクスであり、この銅マトリツクス中にＡで
示す析出物が見られる。このマトリツクスＭと析
出物Ａの部分をエネルギー分散分析による分析を
行つて第２図の分析結果を得た。これらの顕微鏡観察並びに分析結果より、本発
明合金は、その時効処理によつて、銅マトリツク
ス中に、Fe−Ni−Ｐ系の化合物が形成されてい
ることがわかる。本発明合金における導電率の向
上はこのFe−Ni−Ｐ系の化合物の析出によつて、
マトリツクスの導電率が向上するからであろう。
またこのFe−Ni−Ｐ系の微細化合物の適切な分
散によつてその強度が向上するのであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合金の金属組織を示す顕微鏡写
真（倍率×18000倍）、第２図は本発明合金のマト
リツクスと析出物のエネルギー分散分析の結果を
示す分析チヤートである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％において、Ni；0.05〜0.40％、Ｂ；
0.005〜0.06％、Fe；0.50〜1.50％、Sn；0.50〜
1.50％、Ｐ；0.01〜0.10％、残部がCuおよび不可
避的不純物からなり、銅マトリツクス中にFe−
Ni−Ｐ系化合物が分散析出した組織を有する導
電材料用の高強度銅合金。２重量％において、Ni；0.05〜0.40％、Ｂ；
0.005〜0.06％、Fe；0.50〜1.50％、Sn；0.50〜
1.50％、Ｐ；0.01〜0.10％、残部がCuおよび不可
避的不純物からなる銅合金の冷間加工材を時効処
理することによつて、銅マトリツクス中にFe−
Ni−Ｐ系化合物を分散析出させることを特徴と
する導電材料用の高強度銅合金の製造方法。