JP3846664B2 - 電気回路のon−offが繰り返される接点部品用銅合金板 - Google Patents
電気回路のon−offが繰り返される接点部品用銅合金板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3846664B2 JP3846664B2 JP23507598A JP23507598A JP3846664B2 JP 3846664 B2 JP3846664 B2 JP 3846664B2 JP 23507598 A JP23507598 A JP 23507598A JP 23507598 A JP23507598 A JP 23507598A JP 3846664 B2 JP3846664 B2 JP 3846664B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- copper alloy
- contact parts
- conductivity
- alloy plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Contacts (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電気・電子部品用銅合金、特に各種スイッチ、モーターコンミュテータなど、電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品に用いられる銅合金に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
スイッチ、モーターコンミュテータなど、電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品は、強度、導電率はもちろんのこと、耐熱性(通電による発熱で軟化し難いこと)、さらにはON→OFFの動作時に起こるアーク放電で摩耗し難いことが要求される。本用途には、無酸素銅(C10100、C10200)、タフピッチ銅(C11000)などが高導電率を有することで用いられている。また、耐アーク摩耗性を付与したAg入り無酸素銅(C10400、C10500、C10700)、Ag入りタフピッチ銅(C11300、C11400、C11500、C11600)などが用いられている。しかし、これら(Ag入り)無酸素銅及び(Ag入り)タフピッチ銅は、強度及び耐熱性の不足による機械的な耐摩耗性の不足が欠点であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方、特開平2−25531号公報には、上記材料の機械的性質及び耐熱性を向上させ、機械的な耐摩耗性を改善した銅合金として、Cu−Fe−P−Ag合金が開示されている。これは、Fe:0.02〜0.5mass%、P:0.02〜0.15mass%、Ag:0.01〜0.3mass%、残部Cu及び不可避不純物からなり、Fe2Pの析出により導電率を低下させることなく機械的な耐摩耗性の向上を図り、同時にAgの添加により耐アーク摩耗性の向上を図るというものである。しかし、このCu−Fe−P−Ag合金の場合、当初の導電率は高いが、接点部品として使用中に導電率が著しく低下することがあることが分かった。
【0004】
これは、スイッチ、モーターコンミュテータなど、電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品では、特に接点付近で温度上昇が大きく、条件によっては融点又は融点付近まで達することがあり、そのため、析出していたFe2Pが再び固溶するためである。Fe2Pが固溶することにより導電率が低下すると、ジュール熱の発生が多くなり、発生したジュール熱の抜熱も遅れ、接点部品の寿命の低下をきたす。
本発明は従来技術の上記問題点に鑑みてなされたもので、強度、導電率、耐熱性、耐アーク摩耗性及び耐機械的摩耗性などが良好で、かつ通電による発熱で導電率の低下が少ない電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品用銅合金板を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決するためにCu−Ag−Fe−P系合金について鋭意研究した結果、Fe及びPを微量範囲に制御することにより、上記の目的を達成できることを見い出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明に係る電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品用銅合金板は、Ag:0.01〜0.3mass%、Fe:0.005〜0.02mass%未満、P:0.005〜0.05mass%を含み、さらに必要に応じて、B、C、S、Ca、V、Ga、Ge、Nb、Mo、Hf、Ta、Bi、Pb、Be、Mg、Al、Ti、Cr、Mn、Ni、Co、Zr、Cd、In、Sb、Si、Sn、Te、Auの各元素0.001〜0.1mass%並びにZn:0.001〜1mass%のうちから選ばれた1種又は2種以上の元素を合計で1mass%以下含有し、残部Cuと不可避不純物からなる。
また、本発明に係る銅合金板は、導電率が80%IACS以上であること、さらに800℃で30分間焼鈍後の導電率が70%IACS以上であることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る銅合金板の成分及び導電率の限定理由について説明する。
(Ag)
Agは導電率をほとんど低下させずに、アーク放電による摩耗を抑制する元素である。また、強度及び耐熱性を向上させ機械的な摩耗をも抑制する効果がある。しかし、0.01mass%未満ではその効果が小さく、0.3mass%を超えて含有してもその効果が飽和するとともに、コストが上昇する。従って、Agは0.01〜0.3mass%とする。さらに望ましい範囲は、0.03〜0.15mass%である。
【0007】
(Fe及びP)
Fe及びPは、化合物を形成することにより、導電率の低下を抑えつつ、強度及び耐熱性を向上させ機械的な摩耗を抑制する効果がある。しかし、いずれの元素も0.005mass%未満ではこれらの効果が小さく、Feは0.02mass%以上、Pは0.05mass%を超えると、通電による発熱で導電率が低くなり好ましくない。従って、Feは0.005〜0.02mass%未満、Pは0.005〜0.05mass%とする。Pのさらに望ましい範囲は、0.005〜0.02mass%である。
【0008】
(副成分)
B、C、S、Ca、V、Ga、Ge、Nb、Mo、Hf、Ta、Bi、Pb、Be、Mg、Al、Ti、Cr、Mn、Ni、Co、Zr、Cd、In、Sb、Si、Sn、Te、Au、Zn等の副成分元素は、強度及び耐熱性並びに耐機械的摩耗性を一層向上させるために、導電率の許容範囲で適宜添加することができる。これらの元素は、0.001mass%未満では効果が小さく、Zn以外の各元素は0.1mass%、Znは1mass%を超えると、導電率の低下が顕著となり好ましくない。従って、上記元素のうちZn以外の各元素は0.001mass%〜0.1mass%、Znは0.001mass%〜1mass%のうちから選ばれた1種又は2種以上の元素を、合計で1mass%以下含有することができる。
【0009】
(導電率)
スイッチ、モーターコンミュテータなど、電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品は、温度上昇を防ぐことにより寿命向上が可能となる。温度上昇を防ぐためには、ジュール熱の発生を抑制するとともに、発生したジュール熱を抜熱することが重要である。そのためには導電率を80%IACS以上にすることが望ましく、それ未満では寿命の低下をきたす。さらに望ましい範囲は、85%IACS以上である。前記組成の銅合金で80%IACS以上、さらに85%IACS以上の導電率を達成することが可能である。
【0010】
(800℃で30分間焼鈍後の導電率)
上記接点部品は、接点付近が最も温度上昇が大きく、条件によっては融点又は融点付近まで達することがある。その場合でも、導電率が大きく低下しないようにするために、Fe、Pの含有量を前記の範囲内に抑え、高温になった場合の固溶量を制限する必要がある。
高温で固溶化した時の導電率の指標として、800℃で30分間焼鈍後の導電率を用いたとき、この値を70%IACS以上にすることが望ましく、これ未満では接点部品の寿命の低下をきたす。前記組成の銅合金で70%IACS以上の導電率(800℃で30分間焼鈍後)を達成することが可能となった。
【0011】
【実施例】
次に、本発明の実施例について、比較例とともに以下に説明する。
表1に示す化学組成の銅合金を、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、50×80×200mmの鋳塊を作製した。この鋳塊を900℃に加熱し熱間圧延後、直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。これを冷間圧延した後、350〜500℃で2時間の析出焼鈍を施した後、30%の仕上冷間圧延を施した。このようにして板厚2.0mmに調整した材料を試験に供した。
これらの供試材について、引張強さ、耐力、硬さ、耐熱性、導電率及び耐アーク摩耗性を下記要領にて調査した。
【0012】
【表1】
【0013】
<引張強さ、耐力>
JIS Z 2241に記載の方法に準じた。なお、耐力はオフセット法で永久伸び0.2%を採用した。試験片は、JIS Z 2201の5号試験片を用いた。
<硬さ>
JIS Z 2244に記載の方法に準じた。なお、試験荷重は5kgfとした。
<耐熱性>
供試材を各温度で1時間加熱した後の硬さを測定し、初期硬さの90%になる温度を求めた。
【0014】
<導電率>
JIS H 0505に記載の方法に準じた。電気抵抗の測定はダブルブリッジを用いた。なお、測定は上記供試材(製品)及びその供試材を800℃で30分間焼鈍した材料について実施した。
<耐アーク摩耗性>
陰極に、根元径φ5mm、先端径φ0.7mmの無酸素銅製電極を用い、陽極に各供試材を用いた。両電極を接触させ、開放電圧12V、直流電流100Aの条件で電流を流しつつ、陰極を1mm/sの速度で開放した時の各供試材(陽極)のアーク放電による摩耗深さを測定した。
【0015】
以上の調査結果を表2に示す。これらの結果より、本発明例のNo.1〜17はいずれの特性も良好である。ただし、No.1、2はAgが少なめで、アーク摩耗量がやや大きい。No.6はFe、Pが低めで、強度及び耐熱性がやや低くなっている。No.7、8はFe、Pが多めで、強度及び耐熱性がやや高くなっているが、焼鈍後の導電率がやや低くなっている。No.9〜18は副成分添加により、強度及び耐熱性がやや高くなっている。
一方、比較合金No.19はAgが少ないため、アーク摩耗量が大きい。比較合金No.20はいずれの特性も良好であるが、No.5と比較してAgの増量に見合った特性の向上が認められない。比較合金No.21はFe/Pが少ないため、強度及び耐熱性が低い。比較合金No.22〜24はFe又は(及び)Pが多いため、強度及び耐熱性が高くなっているが、No.22、23については焼鈍後の導電率が低く、No.24については製品及び焼鈍後の導電率が低くなっている。No.25、26は、副成分の含有量が高く、製品の導電率及び焼鈍後の導電率が低くなっている。
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、強度、導電率、耐熱性、耐アーク摩耗性及び耐機械的摩耗性などが良好で、かつ通電による発熱で導電率の低下が少ない(電気・電子部品用、特にスイッチ、モーターコンミュテータなど、電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品用)銅合金を得ることができる。
Claims (4)
- Ag:0.01〜0.3mass%、Fe:0.005〜0.02mass%未満、P:0.005〜0.05mass%を含み、残部Cuと不可避不純物からなることを特徴とする電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品用銅合金板。
- Ag:0.01〜0.3mass%、Fe:0.005〜0.02mass%未満、P:0.005〜0.05mass%を含み、さらにB、C、S、Ca、V、Ga、Ge、Nb、Mo、Hf、Ta、Bi、Pb、Be、Mg、Al、Ti、Cr、Mn、Ni、Co、Zr、Cd、In、Sb、Si、Sn、Te、Auの各元素0.001〜0.1mass%並びにZn:0.001〜1mass%のうちから選ばれた、1種又は2種以上の元素を合計で1mass%以下含有し、残部Cuと不可避不純物からなることを特徴とする電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品用銅合金板。
- 導電率が80%IACS以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載された電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品用銅合金板。
- 導電率が80%IACS以上であり、かつ800℃で30分間焼鈍後の導電率が70%IACS以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載された電気回路のON−OFFが繰り返される接点部品用銅合金板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23507598A JP3846664B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 電気回路のon−offが繰り返される接点部品用銅合金板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23507598A JP3846664B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 電気回路のon−offが繰り返される接点部品用銅合金板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000063968A JP2000063968A (ja) | 2000-02-29 |
JP3846664B2 true JP3846664B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=16980703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23507598A Expired - Lifetime JP3846664B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 電気回路のon−offが繰り返される接点部品用銅合金板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3846664B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6749699B2 (en) * | 2000-08-09 | 2004-06-15 | Olin Corporation | Silver containing copper alloy |
JP4583564B2 (ja) * | 2000-09-04 | 2010-11-17 | 株式会社フルヤ金属 | 配線、電極及び接点 |
JP4455871B2 (ja) * | 2003-12-24 | 2010-04-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 電気リレー接点用材料および電気リレー接点 |
RU2582830C1 (ru) * | 2014-12-16 | 2016-04-27 | Дмитрий Андреевич Михайлов | Холоднокатаный профиль для коллекторов электрических машин |
CN109971994A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-05 | 杭州辰卓科技有限公司 | 一种200-300度高压电机散热用铜基自冷材料及其工艺 |
CN111575527A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-25 | 河北工业大学 | 一种高分断低压电器用复合触头材料的制备方法 |
CN114086026A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-02-25 | 铜陵精达新技术开发有限公司 | 一种光伏逆变器用导体线材及其制备方法 |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP23507598A patent/JP3846664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000063968A (ja) | 2000-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI415958B (zh) | Copper alloy for electronic material and method for manufacturing the same | |
JP4056175B2 (ja) | プレス打抜き性が優れたリードフレーム、端子、コネクタ、スイッチ又はリレー用銅合金板 | |
JP3800279B2 (ja) | プレス打抜き性が優れた銅合金板 | |
JP3797882B2 (ja) | 曲げ加工性が優れた銅合金板 | |
JP2000080428A (ja) | 曲げ加工性が優れた銅合金板 | |
JP2007126739A (ja) | 電子材料用銅合金 | |
JP3846664B2 (ja) | 電気回路のon−offが繰り返される接点部品用銅合金板 | |
JP3886303B2 (ja) | 電気・電子部品用銅合金 | |
JP2001181759A (ja) | 表面特性の優れた電子材料用銅合金およびその製造方法 | |
JP2020002439A (ja) | ヒューズ用銅合金 | |
JPH09263864A (ja) | 耐放電摩耗性が優れる銅合金 | |
JP3980808B2 (ja) | 曲げ加工性および耐熱性に優れた高強度銅合金およびその製造方法 | |
JP4130593B2 (ja) | 疲労及び中間温度特性に優れた高力高導電性銅合金 | |
JPH0987814A (ja) | 電子機器用銅合金の製造方法 | |
JPS58197241A (ja) | 耐溶融金属侵食性にすぐれた高強度高導電性Cu合金 | |
JP3445432B2 (ja) | 半田濡れ性およびAgめっき耐加熱膨れ性に優れた電子機器用銅合金 | |
JPH1053824A (ja) | 接点材用銅合金およびその製造方法 | |
JPH09316569A (ja) | リードフレーム用銅合金及びその製造法 | |
JP2585347B2 (ja) | 耐マイグレーション性に優れた高導電性銅合金の製造方法 | |
JP2514234B2 (ja) | 強度と導電性に優れる端子・コネクタ―用銅合金 | |
JPS63230837A (ja) | ヒユ−ズ用銅合金 | |
JPH05198247A (ja) | ヒューズ端子材用銅合金 | |
JPS6144930B2 (ja) | ||
JPH0762189B2 (ja) | 銀−酸化物系電気接点材料 | |
JP3049149B2 (ja) | 耐マイグレーション性が優れた高力・高導電性銅合金及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060606 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060725 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060817 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060817 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130901 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |