JPH089745B2 - 端子用銅基合金 - Google Patents
端子用銅基合金Info
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- JPH089745B2 JPH089745B2 JP3018337A JP1833791A JPH089745B2 JP H089745 B2 JPH089745 B2 JP H089745B2 JP 3018337 A JP3018337 A JP 3018337A JP 1833791 A JP1833791 A JP 1833791A JP H089745 B2 JPH089745 B2 JP H089745B2
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Description
端子に用いられる銅基合金およびその端子に関する。
従来は黄銅およびリン青銅、さらにはCu−Sn−Fe
−P系等の銅基合金が使用されていた。
子は、最近のエレクトロニクスの発達に伴い、高密度
化、小型化、軽量化、そして信頼性向上が求められるよ
うになってきている。またさらに、エンジンの高性能化
に伴い、エンジンルーム内の温度も上昇してきている。
それに伴い、そこに使用される導電材料である端子用銅
基合金も、より高信頼性および耐熱性が要求されるよう
になってきている。しかしながら、端子用銅基合金とし
て従来用いられてきた黄銅は安価ではあるが導電率が低
く、例えばC2600で27%IACSであり、さらに耐食性や応
力緩和特性にも問題があった。また、リン青銅は強度は
優れているが導電率が低く、例えばC5210で12%IACS程
度であり、耐応力緩和特性にも問題があり、さらに価格
的にも高く経済的でなかった。Cu−Sn−Fe−P系
合金は、これら2つの合金の欠点を補うために開発され
たものである。例えばCu−2.0 Sn−0.1 Fe−0.03
Pで導電率は35%IACSで、強度にも優れているが、耐応
力緩和特性については端子用合金としては十分満足して
いるとは言えなかった。
させるためには、そこに用いられる銅基合金が、強度、
ばね限界値、導電率に優れ、さらに長時間の使用に対し
ても応力緩和、腐食等を起こさないことが必要である
が、従来の黄銅、リン青銅、さらにCu−Sn−Fe−
P系合金はいずれも上記特性を満足するものではなかっ
た。
造された端子についても、これらの材料の特性がそのま
ま端子としての特性に結びついていた。黄銅、リン青
銅、Cu−Sn−Fe−P系合金を用いた端子では、導
電率、耐応力緩和特性の両特性を兼ね備えていないた
め、端子の自己発熱により酸化、メッキ剥離、応力緩
和、回路の電圧降下、ハウジングの軟化や変形が生じる
可能性を有する。
界値、導電率および耐応力緩和特性のすべてに優れた端
子用銅基合金を提供すること、並びに、少なくともこの
合金により構成されたばね部を有している低電圧低電流
抵抗値、耐応力緩和特性に優れた端子を提供することを
目的としている。
を達成すべく、前記の課題について鋭意検討の結果、該
銅基合金としてCu−Ni−Sn−P系銅基合金および
それにさらにZnを添加したCu−Ni−Sn−P−Z
n系合金について試験研究を重ね、その成分組成を選ぶ
ことにより、引張強度、導電率、さらには応力緩和率に
ついて満足すべき特性が得られることを見出し、また、
この銅基合金から作製されたばねを内蔵するか、または
ばねを含めての全体をその銅基合金で一体的に製作した
端子は優れた性能を兼ね備えていることを見い出し本発
明に到達した。
i:0.5 〜3.0 %、Sn:0.5 〜2.0 %、P:0.005 〜
0.20%を含有し、残部がCuと不可避不純物からなる組
成を有し、引張り強さが50kgf/mm2 以上、ばね限界値が
40kgf/mm2 以上、応力緩和率が10%以下および導電率30
%IACS以上の特性を持つことを特徴とする端子用銅基合
金を提供する。本発明は第二に、重量%で、Ni:0.5
〜3.0 %、Sn:0.5 〜2.0 %、P:0.005 〜0.20%、
Zn:0.01〜2.0 %を含有し、残部がCuと不可避不純
物からなる組成を有し、引張強さが50kgf/mm2 以上、ば
ね限界値が40kgf/mm2 以上、応力緩和率10%以下および
導電率30%IACS以上の特性を持つことを特徴とする端子
用銅基合金を提供する。本発明は第三に、重量%で、N
i:0.5 〜3.0 %、Sn:0.5 〜2.0 %、P:0.005 〜
0.20%を含有し、残部がCuと不可避不純物からなる組
成の銅基合金から溶製され、熱間および冷間圧延を経て
加工されたばね材でつくったばねを内蔵するか、または
このばね材でばねを含めた全体を一体的に構成した端子
を提供する。本発明は第四に、重量%で、Ni: 0.5〜
3.0 %、Sn:0.5 〜2.0 %、P:0.005 〜0.20%、Z
n:0.01〜2.0 %を含有し、残部がCuと不可避不純物
からなる組成の銅基合金から溶製され、熱間および冷間
圧延を経て加工されたばね材でつくったばねを内蔵する
か、またはこのばね材でばねを含めた全体を一体的に構
成した端子を提供する。
よびCu−Ni−Sn−P−Zn系銅基合金の添加元素
の作用および成分範囲の限定理由について説明する。
度、ばね限界値および耐応力緩和特性を向上させ、さら
にPと化合物を形成して分散析出することにより、導電
率を向上させ、しかもさらに強度、ばね限界値および耐
応力緩和特性を向上させる。ただし、 0.5%未満では所
望の効果が得られず、 3.0%を超えると効果が飽和して
しまうので、好ましいNiの範囲としては、 0.5〜3.0
wt%である。
度、ばね限界値および耐食性を向上させる。ただし、
0.5%未満では所望の効果が得られず、 2.0%を超える
と効果が飽和してしまうので、好ましいSnの範囲とし
ては、 0.5〜2.0 wt%である。
Niと化合物を形成して分散析出することにより、導電
率を向上させ、かつ強度並びに耐応力緩和特性を向上さ
せる。ただし、 0.005%未満では所望の効果が得られ
ず、0.20%を超えると効果が飽和してしまうので、好ま
しいPの範囲としては、 0.005〜0.20wt%である。
は、メッキ耐候性を向上させる効果がある。ただし、0.
01%未満では所望の効果が得られず、2.0 %を超えると
効果が飽和してしまうので、好ましいZnの範囲として
は、0.01〜2.0 wt%である。
説明する。
ーミナルの結合の力を示すものであるが、あまり強すぎ
ると雄ターミナルを簡単に挿入することが困難である。
特に高集積化に伴いターミナルの数が増加すると、通常
の組み立て作業に支障をきたすことになる。また逆にあ
まり弱すぎると、接触荷重が低いため振動等によって酸
化皮膜が生成し易く接触抵抗が不安定となり、コネクタ
として電気的信頼性に欠けるものとなる。
上3kgf以下が望ましく、そのためにはそこに用いられる
端子材料としては引張強さ50kgf/mm2 以上、ばね限界値
が40kgf/mm2 以上、応力緩和率10%以下の材料を用いる
ことが必要である。
は小さい方が望ましく3mΩ以下が良い。接触電気抵抗
値の大きさは、熱サイクルによる結合部の接触荷重の減
少の大きさに影響されるが、材料の自己発熱によって生
じる応力緩和、さらに自動車内のエンジンルーム内や排
ガス系周辺の温度の影響により生じる応力緩和によって
も接触荷重が減少してしまい、それに伴い接触電気抵抗
値も増加してしまう。
℃×1,000 時間で10%以下であり、さらに引張強さ50kg
f/mm2 以上、ばね限界値40kgf/mm2 以上であることが必
要であり、さらに材料の導電率は30%IACS以上が好まし
く、バネに加工後の応力緩和率が20%以下であることが
好ましい。以下、本発明を実施例により、さらに具体的
に説明する。
いて溶製し、850 ℃に加熱した後、厚さ 5.0mmまで熱間
圧延した。次に表面の面削により 4.8mmとし冷間圧延と
熱処理を繰り返し、最終加工率67%、板厚 0.2mmの板材
を得た。
ばね限界値を測定すると共に、曲げ加工性、応力緩和特
性等を調査した。これらの結果を従来使用されている黄
銅、リン青銅およびCu−Sn−P−Fe合金と比較し
て表1に示した。
S H 2241、JIS H 0505、JIS H 3130に準拠した。
で評価した。試験はCES−M0002−6 に準拠し、R=
0.1mm の治具で90°W曲げ加工し、中央部山表面の状況
を調べて、割れが発生したものを×、シワが発生したも
のを△、良好なものを○と評価した。ただし、曲げ軸は
圧延方向に対して平行(Bad Way)とした。
力が40kgf/mm2 となるようにアーチ曲げを行い、150 ℃
の温度で 1,000時間保持後の曲げぐせを応力緩和率とし
て次式により算出した。 応力緩和率(%)={(L1 −L2 )/(L1 −L0 )}×100 (ただし、L0 :治具の長さ(mm)、 L1 :開始時の試料長さ(mm) L2 :処理後の試料端間の水平距離(mm))
〜4の合金はいずれも引張強さ50kgf/mm2 、ばね限界値
40kgf/mm2 、導電率30%以上を示し、かつ曲げ加工性も
良好である。そしてさらに応力緩和率が10%以下で耐応
力緩和特性に優れている。したがって、自動車等の端子
用銅基合金として非常に優れた合金であることがわか
る。
について実施例により具体的に説明する。
プレス加工し、本発明材の狙いである応力緩和特性につ
いて評価を行った。
備えた雌端子1にプレス加工した。今回の材料はプレス
加工後、ばね性を良好にするために熱処理を行った。
メッキを施すため、表面劣化を考慮し、180 ℃×30分の
処理を行った後、応力緩和特性の評価試験を実施した。
なお、従来品との比較のため、Cu−Sn−Fe−P系
および黄銅材料の雌端子も同一条件の熱処理を施し、同
時に評価テストを行った。
f、初期の低電圧低電流抵抗値は 1.5〜2.0 mΩであっ
た。
篏合した後、耐熱試験を行い、試験前後の接触荷重の測
定を行った。なお、耐熱条件としては 120℃、 300時間
の条件である。応力緩和率は次式により算出した。 応力緩和率(%)={(F1 −F2 )/F1 }×100 (F1 :初期の接触荷重(gf);F2 :試験後の接触荷重(gf))
n−Fe−P系の雌端子の応力緩和率は、本発明材の雌
端子より接触荷重の低下が大きく約30%であり、黄銅材
のそれについては、約50%であった。一方、本発明材は
約12%であり、応力緩和率20%以下を満足し、優位性が
認められた。また、電気性能試験は上記と同一のサンプ
ルを用いて 120℃× 300時間の放置試験を行い、試験前
後の低電圧低電流抵抗値を測定した。その結果を図4に
示す。以上の結果より、明らかに本発明材料は電気性能
においても、従来品のCu−Sn−Fe−P系や黄銅材
に比較して優位性が認められた。
を内蔵する雌端子1を図2の如く成形し、図1の端子の
場合と同様の試験を行ったところ、図1の端子の場合と
同等の試験結果が得られた。
の端子として非常に優れていることがわかる。
を用いた端子は自動車用以外に航空機、船舶等にも同様
に利用できるものである。
ばね限界値、導電率が優れており、かつ耐応力緩和特性
にも優れており、さらに上記合金により構成され内部に
ばねを持つ端子は、低電圧低電流抵抗値、応力緩和特性
に優れており、工業上顕著な効果を有するものである。
くとも30%IACSで、引張強度、ばね限界値いずれもが高
く、かつ応力緩和率が10%以下というような特性を兼ね
備えた端子用銅基合金が得られると共に、さらにその銅
基合金により構成されるばねを内蔵して、またはばねを
含めての全体を、その銅基合金で製作した初期性能とし
て挿抜力が適正な0.2kgf以上3kgf以下、低電圧低電流抵
抗3mΩ以下、応力緩和率20%以下等の特性を持つ端子
が得られる。
る。
性を示すグラフである。
示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、Ni:0.5〜3.0%、Sn:0.
5〜2.0%、P:0.005〜0.20%を含有し、残部がCuと
不可避的不純物からなる組成を有する銅基合金であっ
て、Ni/Pの重量百分率の比率が20〜35の範囲と
なる相対量で添加されているNiとPとの一部がNi−
P系の金属化合物となってマトリックス中に均一微細に
析出した組織を有していることによって、引張り強さが
50kgf/mm2以上、ばね限界値が40kgf/mm2 以上、応
力緩和率10%以下および導電率30%IACS以上の特性
を有していることを特徴とする端子用銅基合金。 - 【請求項2】 重量%で、Ni:0.5〜3.0%、Sn:0.
5〜2.0%、P:0.005〜0.20%、Zn:0.01〜2.0%を含
有し、残部がCuと不可避的不純物からなる組成を有す
る銅基合金であって、Ni/Pの重量百分率の比率が2
0〜35の範囲となる相対量で添加されているNiとP
との一部がNi−P系の金属化合物となってマトリック
ス中に均一微細に析出した組織を有していることによっ
て、引張り強さが50kgf/mm2 以上、ばね限界値が40
kgf/mm2 以上、応力緩和率10%以下および導電率30
%IACS以上の特性を有していることを特徴とする端子用
銅基合金。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3018337A JPH089745B2 (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 端子用銅基合金 |
US08/036,489 US5387293A (en) | 1991-01-17 | 1993-03-24 | Copper base alloys and terminals using the same |
US08/036,490 US5322575A (en) | 1991-01-17 | 1993-03-24 | Process for production of copper base alloys and terminals using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3018337A JPH089745B2 (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 端子用銅基合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04236736A JPH04236736A (ja) | 1992-08-25 |
JPH089745B2 true JPH089745B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=11968839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3018337A Expired - Lifetime JPH089745B2 (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 端子用銅基合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH089745B2 (ja) |
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JP4550791B2 (ja) | 2005-11-24 | 2010-09-22 | 古河電気工業株式会社 | アルミ撚線用圧着端子および前記圧着端子が接続されたアルミ撚線の端末構造 |
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JP4934785B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-05-16 | Dowaメタルテック株式会社 | Snめっき銅合金材料およびその製造方法 |
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WO2016171055A1 (ja) | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金材料およびその製造方法 |
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JPS63286544A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 多極コネクタ−用銅合金 |
JPH01242742A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | 電子機器用銅合金 |
JPH036341A (ja) * | 1989-06-02 | 1991-01-11 | Dowa Mining Co Ltd | 高強度高導電性銅基合金 |
-
1991
- 1991-01-17 JP JP3018337A patent/JPH089745B2/ja not_active Expired - Lifetime
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