JPH0261016A - 高強度導電用銅合金 - Google Patents

高強度導電用銅合金

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JPH0261016A
JPH0261016A JP20949588A JP20949588A JPH0261016A JP H0261016 A JPH0261016 A JP H0261016A JP 20949588 A JP20949588 A JP 20949588A JP 20949588 A JP20949588 A JP 20949588A JP H0261016 A JPH0261016 A JP H0261016A
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JP
Japan
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alloy
strength
copper alloy
spring
copper
Prior art date
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Pending
Application number
JP20949588A
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English (en)
Inventor
Kazumi Nakajima
中島 和美
Kenichiro Momose
百瀬 建一郎
Naomichi Hirama
直道 平間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronics Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Material Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Material Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0261016A publication Critical patent/JPH0261016A/ja
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は高強度および高導電率を有する銅合金に係り、
特に電子機器のコネクタ、ソケット、スイッチ、リレー
等の接点部品用ばね素材として好適な高強度導電用銅合
金に関する。
(従来の技術) 銅(Cu)は銀(Ag)に次いで導電率が高く、電子a
器の導体などに最も多く使用されているが、設計の高度
化に伴い、純鋼材料よりも常温あるいは高温度における
強さの大きい材料が要求され、種々の銅合金が用いられ
ている。銅に合金元素を添加すると導電率が低下するた
め、その低下の度合いが小さく、他の性質を改善する合
金元素が選択される。
電子機器のコネクタ、スイッチ等の電気接点部品に使用
されるばね素材には、良好な曲げ成形特性、高温度使用
環境における耐熱性、高頻度の繰り返し動作に耐える高
強度特性等が要求される。
従来この種のばね素材としては、リン青銅や、ベリリウ
ム銅が一般的に採用されている。ベリリウム銅は、ばね
限界値Kbが120幻/−1縦弾性係数Fが12500
Kg/−と極めて機械的な強度特性に優れている。また
7i−Cu合金も100に9/−前後のばね限界値を備
える。
(発明が解決しようとする課題) リン青銅は安価であるが、ばね限界値Kbが60Kg/
IvAと小さく、また疲労強度において難点がある。
一方ベリリウム銅は高導電率を有し、かつ優れた強度特
性を発揮する好適な材料といえるが、150℃以上の使
用環境に耐えない上にベリリウム(Be)自体が希少で
高値な原料であり、さらにベリリウムは製造工程におい
て人体に有害な酸化物等を発生させるため、防毒設備を
含めた製造設備が複雑化し、工程管理、友全管理が煩雑
となる上に製造原価が高麗する欠点がある。
そのため3eを含有せずに毒性の少ない銅合金を安価に
提供するための研究が進められでいる。
例えばベリリウム銅と同等の高いばね性を有する銅合金
とじTN +−3n−Cu合金やl−i −CIJ系合
金などが開発されているが、いずれbばね限界値以上の
表面応力にお(プる永久歪の発生量がベリリウム銅と比
較してはるかに増大するなど他の特性において満足でき
る値が未だ得られていない。
本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
あり、毒性を有するBeを使用せずに安価にFJ造する
ことが可能であり、従来のベリリウム銅と同等か、もし
くはそれ以上のばね性および3!#電性を有する高強度
導電用銅合金を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段と作用) 本願発明者等は、上記目的を達成づるために、種々の組
成の合金材料を調製し、処理方法を多様に試行し17ら
れた銅合金の特性値を計測したところ、lff1パーセ
ントでニッケル5〜20%、アルミニウム0.1〜6%
、マンガン0.01〜6%、クロム0.01〜5%、ジ
ルコニウム0.01〜5%、残部鋼から成る合金を形成
したときに、従来のベリリウム銅等の汎用銅合金と比較
して、ばね限界値Kbおよび導電率等の特性値が岡れた
銅合金を得た知見に基づいて本発明はなされたbのであ
る。
以下本発明に係る銅合金の含有成分が銅合金の特性値に
与える作用および製造方法にJ3ける条件の限定理由に
ついて述べる。
ニッケル(Ni)は、合金の強度を増し、縦弾性係数E
を増大さ「で、ばね強さを向上させるために必要な元素
であり、その含有量が5%未満であると充分なばね強さ
が得られず、また20%を超えると曲げ成形性が低下す
るとともに縦弾性係数が増大し、ばね圧のばらつきが生
じる。そのためNi含有量は5〜20%の範囲に設定さ
れるが、望ましくは7〜15%が良い。
アルミニウム(Anは銅合金に高温時の耐酸化性を与え
るとともに、Niとの化合威を形成し、N i3 A1
などの析出物を生じ、銅合金の硬さを高める作用がある
。またアルミニウム(Ai)の添加は銅合金の縦弾性係
@Eを低下させるため、N1と組合ゼて含有量を調整す
ることにより所望の縦弾性係数Fを得ることができる。
AAの含有量が0.1%未満では析出物による硬化が少
なくばね強度の向上が少なく、一方6%を超える場合は
はんだ付性が低下し、部品加工における適性が失われる
ため、0.1〜6%の範囲に設定されるが、望ましくは
1〜4%が良い。
マンガン(Mn)は、合金材のしlυ性、引張強度等の
ばね強ざを安定的に確保するために必要な元素であり、
その含有量が0.01%未満であると、従来の3e−C
u合金と同等のばね強ざが19られず、また6%を超え
ると導電性が低下するため、0.01〜6%の範囲に設
定される。なお良々Yな強度および導電性を確保するた
めには、0゜1〜2%に設定することが望ましい。
クロム(Cr)およびジルコニウム(Zr)はともに合
金素地中に析出し、析出硬化によるばね強さを向上させ
る元素である。特にこのいずれかの元素を単独に2倍量
添加するよりも、両元素を適量ずつ組み合わせて添加す
る場合にばね強さの向上が顕著となる。各含有けが0.
01%未満の場合は析出硬化が少なく、ばね強さの確保
が困難である一方、5%を超える場合は、硬度が過度に
上昇し加工性が悪化するため、各含有量は0.01〜5
%に設定される。ざらに良好な強度および加工性を併有
するためには0.1〜2%が望ましい。
なおNi、 Mn、 Crの含有量を相対的に低減し、
Zrを添加することにより導電性を向上させることがで
きる。
次に本発明に係る高強度導電用銅合金の製造方法につい
て説明する。
溶体化処理は、合金成分を均質化しさらに成形性を改良
し、またその後の時効硬化処理で均質なばね強さを付与
するための熱処理であり、少な(とも600℃以上の処
理温度が必要である。
しかし処理温度をより高く設定しても、その効果が微増
にとどまり、却って結晶粒の粗大化を1aくことから一
般に1000℃以下の温度に設定されるが、望ましくは
800〜950℃の範囲が良い。
次に行なう冷間加工も合金特性に与える影響が大きい。
この冷間加工は本発明に係る高強度導電用鋼合金によっ
てばね部品を製造する際の成形加工性と時効硬化処理を
施した後の機械特性に大きな影響を及ぼす。
すなわち、冷間加工率が小さい場合には、ばね部品の成
形が容易であるが、時効硬化処理後の機械的特性が低下
する。また冷間加工率が大きくなると、機械的特性が向
上するもののばね部品成形時に曲げ加工部分に割れが発
生しやすくなる。
このことから、本合金に対しても、適当な冷間加工を行
なった後、時効硬化処理を施した方が最適なばね部品を
得られ易く、そのための加工度は少なくとも5%以上8
0%以下に設定される。
次に時効硬化処理は、溶体化処理によって得られた過飽
和固溶体を加熱し、金属間化合物などを析出せしめるこ
とにより硬化さけ、銅合金のばね強さを付与するための
熱処理であり、処理温度は250〜550℃の範囲に設
定される。
また時効処理時間は上記処理温度範囲においては、0.
1〜10時間に設定することにより、微細に分散された
結晶粒が合金素地中に連続的に析出し、良好な機械的特
性を有する銅合金が得られる。
本発明に係る高強度導電用鋼合金によれば、高価で毒性
を有するベリリウムを使用せずにベリリウム銅合金と同
等以上の強度特性および導電性を有する銅合金を経済的
に製造することができる。
(実施例) 次に本発明に係る高強度導電用銅合金の特性について以
下の実施例を参照して、より具体的に説明づる。
第1表の左欄に示ず実施例1〜実施例10に示す成分で
調合された金属原料を高周波誘導炉において溶解後鋳造
し、得られた鋳塊を温度900℃で熱間鍛造し、さらに
900℃で熱間圧延処理を行なった。さらに第1表中欄
に示す製造方法によって溶体化処理後、冷間加工によっ
て所定加工率の板材を形成し、得られた板材より試験片
を切り出し、時効硬化処理を行なった後に、各試験片に
ついてばね限界値Kb、t!1弾性係数Eおよび導電率
を測定した。なお導電率は、国際標準軟鋼の電気伝導率
を100%とし、各試験片の相対的な値(%IAC8)
として計算した。
また従来から市販されている銅合金との特性値を比較す
るために、比較例11〜比較例13として、市販のBe
−Cu合金、リン青銅、Ti−Cu合金についても測定
し、第1表下欄に示す測定値を1qだ。
〔以下余白〕
第1表に示す結果から理解されるように本発明に係る高
強度導電用銅合金は、従来のベリリウム洞、リン青銅、
T 1−Cu合金と比較すると、導電率、ばね限界値K
bおよび縦弾性係@E等において同等もしくは同等以上
の優れたばね性を発揮することが確認された。
〔発明の効果〕
以上説明の通り本発明に係る高強度導電用銅合金によれ
ば、高価で毒性を右するベリリウムを使用せずに、ベリ
リウム鋼、リン青銅など従来の銅合金と同等以上の強度
特性を有する銅合金を安価に提供することができる。
本発明に係る銅合金は、特にばねとしての性質が非常に
優れており、耐疲れ性や耐食性も優れているため、マイ
クロスイッチや計器、電子機器の計器、コネクタ、ソケ
ットなどの高級ばね材料として広く適用することができ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量パーセントでニッケル5〜20%、アルミニウム0
    .1〜6%、マンガン0.01〜6%、クロム0.01
    〜5%、ジルコニウム0.01〜5%含有し、残部が実
    質的に銅から成ることを特徴とする高強度導電用銅合金
JP20949588A 1988-08-25 1988-08-25 高強度導電用銅合金 Pending JPH0261016A (ja)

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JP20949588A JPH0261016A (ja) 1988-08-25 1988-08-25 高強度導電用銅合金

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JPH0261016A true JPH0261016A (ja) 1990-03-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100910179B1 (ko) * 2007-05-02 2009-07-30 주식회사 풍산 전기전도도가 제어된 백색주화용 동합금 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100910179B1 (ko) * 2007-05-02 2009-07-30 주식회사 풍산 전기전도도가 제어된 백색주화용 동합금 및 그 제조방법

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