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JPS6148578B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6148578B2
JPS6148578B2 JP6634980A JP6634980A JPS6148578B2 JP S6148578 B2 JPS6148578 B2 JP S6148578B2 JP 6634980 A JP6634980 A JP 6634980A JP 6634980 A JP6634980 A JP 6634980A JP S6148578 B2 JPS6148578 B2 JP S6148578B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beryllium
age hardening
hardening treatment
strength
minutes
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
Application number
JP6634980A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56163248A (en
Inventor
Doryo Minora
Nobuo Tsuno
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.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP6634980A priority Critical patent/JPS56163248A/ja
Publication of JPS56163248A publication Critical patent/JPS56163248A/ja
Publication of JPS6148578B2 publication Critical patent/JPS6148578B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は機械的強度および導電性に優れたベリ
リウム銅合金展伸材の製造法に関するものであ
る。 一般に、ベリリウム銅合金は導電率が極めて高
く、強度も優れているので主としてスイツチ部品
として使用されているものであるが、最近では自
動車の電装部品としても多く使用されるようにな
り、より高性能のものが要求されるようになつ
た。しかしながら、この高導電性ベリリウム銅合
金は時効硬化型の合金であるため、従来は必要な
形状の部品に成形したのち、使用に先立つて例え
ば450℃で2〜3時間程度の時効硬化処理を必要
とするものであり、時効硬化処理に極めて長時間
を必要とするので生産性、量産性に乏しいもので
あるとともに、強度、伸びおよび導電率等の特性
において必ずしも満足できるものではなかつた。 また、必要な形状の部品に成形加工する前に線
材や板材等の素材をコイルに巻取つた状態で例え
ば450℃で2〜3時間程度硬化処理して使用する
ことも行なわれているが、この場合にはコイルに
巻かれていたときの曲率をそのまま時効硬化処理
後の素材にとどめてしまう欠点があるため、この
ような巻きぐせのついた線材や板材等の素材を時
効硬化処理後にローラーレベラー等の機械的矯正
手段で矯正する必要があり、従つて作業工程が複
雑化するうえ、さらに時効硬化処理後の機械的矯
正は時効硬化処理済の材料に塑性変形を与えるた
め、ばね特性を劣化させる欠点があり、また、塑
性変形が不均一に与えられるため品質のばらつき
が大きい等多くの問題点および欠点があつた。 本発明は従来のこれらの問題点および欠点を解
決するためになされたものであり、機械的強度お
よび導電性ともに優れた平担で巻きぐせがなく、
かつ品質が安定したベリリウム銅合金展伸材の製
造法であり、ベリリウム0.2〜0.7重量%およびニ
ツケル、コバルトの1種以上を1.50〜2.70重量%
を含有し、残部が銅よりなるベリリウム銅合金を
800〜950℃で5分間以上加熱後急冷して最終溶体
化処理を行ない、その後20〜80%の冷間加工を実
施して、さらに500〜650℃で5〜15分間時効硬化
処理を行なうベリリウム銅合金展伸材の製造法お
よび前記時効硬化処理後さらに20%以上の冷間加
工を実施し前記時効処理と同等以下好ましくは
500〜600℃または300〜450℃で5〜15分間第2回
の時効硬化処理を行なうベリリウム銅合金展伸材
の製造法である。 本発明のさらに詳しい構成を一具体例の手順を
示す第1図に基づいて説明すれば、加工と焼鈍を
繰り返して所定寸法の中間素材を作り、これを
800〜950℃の温度、好ましくは900〜930℃の温度
で5分間以上加熱したのち、常温の液体好ましく
は水中へ急冷することにより最終溶体化処理を行
なう。この場合溶体化処理温度での加熱時間は溶
体化処理をする製品の寸法に応じて5〜60分の間
で選択すればよいが、一般的には5〜15分が望ま
しい。つづいて、主として時効硬化処理に際して
の析出を促進させるために加工度20〜80%、好ま
しくは40〜80%程度で冷間加工を行なつたのち、
機械的強度と導電率を増大させるため500〜650
℃、好ましくは500〜600℃の温度で時効硬化処理
を行なう。この場合の時効硬化処理時間は5〜15
分の間から製品の寸法に応じて選択すればよい
が、一般的には10分間程度で十分である。この第
1図に記載するような手順および条件によれば、
従来公知のAT材と同等の導電率、強度および伸
び等の特性の展伸材が極めて短時間の時効硬化処
理で得ることができるが、より高導電率および高
強度の展伸材を得るには第2図に示すような条件
により製造する。 すなわち、第1図に示す時効硬化処理を第2図
に示すように第1回時効硬化処理とし、それ以前
は第1図に示す条件と同一で行ない、その第1回
の時効硬化処理後20%以上、好ましくは40〜80%
の冷間加工を実施し、さらに前記第1回の時効硬
化処理温度と同等以下の温度で第2回の時効硬化
処理を行なう。そして特に高強度および高導電率
の展伸材を得る場合には第2回の時効硬化処理を
500〜600℃の温度範囲で5〜15分間、好ましくは
10分間程度行ない、またより高強度の展伸材を得
るには第2回の時効硬化処理を300〜450℃の温度
範囲で5〜15分間好ましくは10分間程度実施す
る。 すなわち本発明は、最終溶体化処理後に比較的
大きな特定加工率の冷間加工を行ない、さらに比
較的高めの温度で時効硬化処理を行なうことによ
り、短時間の時効硬化処理で導電率、強度および
伸びの優れた展伸材が製造でき、さらにより高い
導電率、より高い強度および伸びを有する展伸材
を得る場合には冷間加工および第2回目の時効硬
化処理をする。これは時効硬化処理に際して、導
電率と強度がともに最高値を示す時効硬化処理温
度が異なるため、最高強度が得られる温度で時効
硬化処理をした場合には導電率が低く、最高導電
率が得られる温度で時効硬化処理をした場合には
過時効が起り強度が低下するので、特に高導電率
および高強度を得る場合には、第1回の時効硬化
処理での過時効にともなう強度の低下を冷間加工
を加えることにより加工硬化を生ぜしめて補い、
第2回の時効硬化処理でさらに導電率と強度の増
大をはかるものである。 本発明の合金組成は溶体化処理温度での固溶限
以上の濃度の溶質原子を含んでおり、この未溶解
のベリリウム、コバルトあるいはニツケルは金属
間化合物を形成して分散し、この分散粒子が最終
溶体化処理後および第1回時効硬化処理後の冷間
加工に際しての加工硬化率の増加に寄与するとと
もに高温時効に際しての過時効軟化の防止に役立
つている。また、本発明の製造方法において、第
2回の時効硬化処理によつて、機械的強度と導電
率の増加が生ずる理由を第3図を用いて説明す
る。 溶質濃度C4の合金を温度T1で加熱後急冷して
溶体化処理を行なつたのち、温度T2で第1回の
時効硬化処理を行なうと溶質濃度C3−C2に相当
する溶質原子が析出し、機械的強度と導電率が増
大する。つづいてT2以下の温度T3で第2回時効
硬化処理を行なうと溶質濃度C2−C1に相当する
溶質原子が析出し再び機械的強度と導電率の増加
が起るものである。この場合にそれぞれの時効硬
化処理の前に冷間加工を実施し、加工硬化を起さ
せたのち、時効硬化処理を行なうと析出が促進さ
れるとともに、機械的強度がさらに増加する。 つぎに、本発明のベリリウム銅合金の組成につ
いて説明する。ベリリウムおよびコバルトを第4
図に示す量をそれぞれ含み残部が銅よりなるベリ
リウム銅合金について引張強さとベリリウムおよ
びコバルト含有量との関係を求め、同一引張強さ
を示す組成点を結んだのが第4図に示す等強度曲
線図である。 第4図から明らかなように、コバルト含有量
1.5重量%以下では等強度曲線の勾配が急とな
り、同一強度を得るためのベリリウム含有量が増
加し、またコバルト含有量が2.7重量%以下では
特強度曲線の勾配がゆるやかとなりコバルト含有
量の増加にともなう強さの増加の割合が小さい。
また、ベリリウム含有量が0.2重量%以下では十
分な強度が得られず、ベリリウム含有量が0.7重
量%以上では導電率の低下が大きく、高導電率が
得られないので好ましくない。 なお、この傾向は合金組成のコバルトの一部ま
たは全部をニツケルに代えてもほぼ同じ傾向を示
すものである。従つて、ベリリウム銅合金の組成
はベリリウム0.2〜0.7重量%、ニツケル、コバル
トの1種以上が1.50〜2.70重量%で残部が銅より
なる範囲内がよいが、特にその組成としては高強
度と導電率の両方が同時に得られるベリリウム
0.4〜0.7重量%、ニツケル、コバルトの1種以上
が2.35〜2.70重量%、残部が銅よりなる合金組成
が最も好ましいものであり、その組成は所望する
機械的強度等に応じて任意に選択できるものであ
る。 つぎに本発明の限定理由を述べる。 最終溶体化の加熱温度を800〜950℃と定めたの
は800℃未満の温度では溶質原子の固定量が低下
し、時効硬化に際しての析出量が不足し期待する
ような時効硬化が起らないためである。また950
℃を越える温度では結晶粒の粗大化か顕著となり
最終製品の特性に悪影響をおよぼすようになるか
らであり、最終溶体化加熱の時間を5分以上とし
たのは5分未満では溶質原子の溶けこみが不十分
となり十分な時効硬化が起らないためである。 最終溶体化処理後の加工度を20〜80%と定めた
のは、加工度20%未満では時効硬化処理に際して
の析出の促進効果が小さく、導電率の向上があま
り望めず、また加工度が80%を越えると加工硬化
のため冷間圧延能率が低下するとともに時効硬化
処理に際し過時効が起りやすくなるためである。 さらにまた第1回の時効硬化処理温度を500〜
650℃としたのは、500℃未満の温度では析出が遅
く、短時間で導電率の向上が得られず、650℃を
越えると過時効が起り強度がかえつて低下するた
めである。また、第1回の時効硬化処理時間を5
〜15分としたのは、5分未満では析出量が少な
く、導電率、強度ともに向上が得られず、15分を
越えると過時効となり強さが低下するからであ
る。 さらに、第1回の時効硬化処理後に実施する冷
間加工の加工度が20%未満の場合には、加工硬化
にともなう強度の増加が小さいうえ、第2回の時
効硬化処理による強度の増加も得られない。ま
た、第2回の時効硬化処理温度が500℃未満の場
合には過時効がほとんど起らないため大きな伸び
が得られず、また600℃を越える場合には過時効
により強さがかえつて低下するので好ましくな
い。また、高導電性と高強度を得る場合には第2
回の時効硬化処理温度を300〜450℃とする必要が
あるが、この場合、時効硬化処理温度が300℃未
満の場合には加工により減少した導電率の回復が
少ないうえに、2度目の時効硬化量も少なく、導
電率、強度ともに大きな向上が望めず、また時効
硬化処理温度が450℃を越えると過時効が始まる
ため強度が低下するので好ましくない。 さらに、第2回の時効硬化処理時間を5〜15分
としたのは時効硬化処理時間が5分未満の場合に
は析出量が少なく強度の向上が期待できず、時効
硬化処理時間が15分越える場合には過時効のため
強度低下が認められるので好ましくない。 つぎに本発明の実施例について述べる。 実施例 1 第1表に示す組成のベリリウム銅合金を配合後
溶解し、それぞれ直径200mmφのビレツトを作り
これを熱間鍜造したのち熱間圧延をして厚み4.7
mmの板とした。この板に焼鈍と冷間圧延を繰り返
して行ない、最終溶体化処理前の板厚を時効硬化
処理後の板厚が0.4mmとなるように調整し、この
板について第1表に記載の条件で熱処理と冷間圧
延を行ない、厚み0.4mmの試験片を作製した。こ
の試験片について引張強さ、伸びおよび導電率を
測定した結果を第1表に示す。比較のため従来よ
りAT材を得るための熱処理条件として一般に用
いられる条件で熱処理した場合の結果も示した。
【表】
【表】 実施例 2 第2表に示す組成のベリリウム銅合金を配合後
溶解し、それぞれ直径200mmφのビレツトを作
り、これを熱間鍜造したのち熱間圧延をして厚み
4.7mmの板とした。この板に焼鈍と冷間圧延を繰
り返して行ない、最終溶体化処理前の板厚を第2
回時効硬化処理後の板の厚みが0.3mmになるよう
に調整し、この板について第2表に記載の条件で
熱処理と圧延を行ない厚み0.3mmの試験片を作製
した。この試験片について引張強さ、伸びおよび
導電率を測定した結果を第2表に示す。
【表】
【表】 第1表および第2表の結果からも明らかなとお
り、本発明の製造法によれば極めて短時間の時効
硬化処理時間により導電率、伸びおよび機械的強
度に優れた展伸材を製造することができ、さらに
冷間加工および時効硬化処理条件を選択すること
によつて、より高強度と高導電性を併せもつ展伸
材を得ることができ、さらにまた熱処理時間が5
〜15分と極めて短いので、時効硬化処理を連続炉
で連続して行なうことができ、その結果として巻
きぐせのない平担な板および線等の素材が連続し
て得られるので生産性、量産性に格段に優れてお
り、さらに時効硬化処理後に矯正をする必要がな
いので、最終製品のばね特性が劣化することがな
い等の数多くの利点を有する展伸材の製造法であ
り、ばね材料やスイツチ部品として使用される安
定した品質の高導電性ベリリウム銅合金展伸材を
製造できる方法であつて、工業上極めて有用な展
伸材の製造法である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明のベリリウム銅合
金展伸材の製造法の異なる具体例の手順および条
件を示す説明図、第3図は時効硬化型合金におけ
る時効硬化についての説明図、第4図は本発明の
ベリリウム銅合金のベリリウムおよびコバルト含
有量と引張強さの等強度曲線との関係を示す説明
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ベリリウム0.2〜0.7重量%およびニツケル、
    コバルトの1種以上を1.50〜2.70重量%を含有し
    残部が銅よりなるベリリウム銅合金を800〜950℃
    で5時間以上加熱後急冷して最終溶体化処理を行
    ない、その後20〜80%の冷間加工を実施して、さ
    らに500〜650℃で5〜15分間時効硬化処理を行な
    うことを特徴とするベリリウム銅合金展伸材の製
    造法。 2 ベリリウム0.2〜0.7重量%およびニツケル、
    コバルトの1種以上を1.50〜2.70重量%を含有し
    残部が銅よりなるベリリウム銅合金を800〜950℃
    で5分間以上加熱後急冷して最終溶体化処理を行
    ない、その後20〜80%の冷間加工を実施して500
    〜650℃で5〜15分間第1回の時効硬化処理を行
    ない、さらに20%以上の冷間加工を実施した後、
    前記第1回の時効硬化処理と同等以下の温度で第
    2回の時効硬化処理を行なうことを特徴とするベ
    リリウム銅合金展伸材の製造法。 3 第2回の時効硬化処理を500〜600℃で5〜15
    分間実施する特許請求の範囲第2項記載のベリリ
    ウム銅合金展伸材の製造法。 4 第2回の時効硬化処理を300〜450℃で5〜15
    分間実施する特許請求の範囲第2項記載のベリリ
    ウム銅合金展伸材の製造法。
JP6634980A 1980-05-21 1980-05-21 Manufacture of drawn material of beryllium-copper alloy Granted JPS56163248A (en)

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