JPH01309948A - プレス成形性に優れた高強度導電性銅基合金の製造法 - Google Patents
プレス成形性に優れた高強度導電性銅基合金の製造法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ーネスのターミナル用材料として好適な高強度導電性銅
基台金の製造法に関するものである。
役割を果たすに至っており、その生産台数の増加と近時
ではカーエレクトロニクスの発達により5これに使用さ
れる伸銅品材料がますます増加している。車の電装品の
一翼を担うワイヤーハーネスもこれに漏れず1台当りl
kmの長さ、20kgの重量が使用されるまでになった
。そして、近時の自動車に対する軽量化、高倍転化、低
コスト化の要求はますます厳しいものになり1従ってワ
イヤーハーネスも軽量且つ高信転性且つ低コストが要求
されるようになってきている。ここでワイヤーハーネス
は電線とターミナルが一体となったものであり軽量化と
配電の高密度化のためにはターミナル材料の材料特性お
よび信鯨性の向上が必要不可欠となった。
薄肉化されまた複雑な形状にプレス成形されることから
1強度1弾性、導電性およびプレス成形性が良好なこと
が必須となった。またさらに耐食性、耐応力腐食割れ性
が良好なことはもちろん、エンジンルーム周辺や排ガス
系周辺では熱的な負荷も加わることから耐応力緩和特性
にも優れていなければならない。
106426号などにおいてワイヤーハーネスのターミ
ナル用銅合金およびその製造法を提案してきている。特
願昭62−106426号に記載の発明はCuマトリッ
クス中にN i−T I基金属間化合物を均一微細に析
出させることによって優れた特性を発現したものである
が、このようにCuマトリックス中にNi−Ti系金属
間化合物を析出させた銅基合金としては特公昭34−1
253号公報、特公昭62−8491号公報、特公昭6
3−4890号公報、特開昭62−54048号公報等
に記載のものが知られており、またその製造法としては
例えば特開昭62−50453号公報に記載された方法
等が知られている。
金においては、主に強度、導電率の向上に適した製造法
を用いている場合が多く、従ってこれらの従来の製造法
では?j!雑な形状にプレス成形することを目的とした
Cu−Ni−Ti系合金のワイヤーハーネスのターミナ
ルを製造する場合には必ずしも適していない場合が多い
。
21線とした後、 1000’Cにて水焼入し、更に冷
間加工して径1.61線とし、最後に500°Cで1時
間焼戻して仕上線とした。」とある、これによって該発
明合金(2) (Cu−2,3N +−0,7T i合
金)は抗張カフ1、Okgf/mm”、 伸び3.5
%、ビッカース硬度214゜導電率60.6%の特性値
が示されている。だが、この方法にて得られた材料は9
強度、導電率などの材料特性値は優れているが、加工性
には劣るという欠点を持つ、従って、i9体化処理−2
,冷−強冷間加工−時効処理という工程は2強度、導電
率などの向上は有利であるが、加工性が極端に劣化して
しまうという問題がある。
り限定した熱処理条件、冷却条件および冷間加工率を用
いることにより強度、導電率などを向上したものである
が、基本的な製造法は溶体化処理−急冷−強冷間加工−
時効処理の工程であり特公昭34−1253号公報のも
のに準するものである。従って強度、導電率などに対し
加工性が悪いという問題がある。
−4890号公報、特開昭62−54048号公報の場
合には軟化焼鈍と冷間圧延を繰返し、また場合によって
は最終冷間圧延後に時効処理を行って5強度、導電率な
どを向上させている。しかし、このような製造法によれ
ば1強度1弾性を向上させようとすれば軟化焼鈍後の冷
間加工率を比較的大きくとる必要があり、この場合プレ
ス成形性が大きく低下してしまう、そして更に溶体化処
理、急冷工程を用いて製造した材料より9弾性が低く且
つ耐応力緩和特性にも劣る。
06426号において1強度1弾性、導電性、プレス成
形性、耐応力緩和特性を向上させる方法を提案したが、
この製造方法は、溶体化処理−急、冷−冷間加工−時効
処理一冷間加工−時効処理に代表される工程で、加工、
熱処理条件を厳しく限定することによって特性を発現さ
せたものである。
品を得るまでの工程数が多く経済性に欠けるという問題
があった。
性に優れ且つ強度1弾性、導電性、耐応力緩和特性にも
優れたワイヤーハーネスのターミナル材料に好適な銅基
合金を低コストで製造することにある。
は2重量%において、Ni;1.0〜3.0%。
率の比率が1〜10の範囲、酸素; 50ppH以下、
さらに必要に応じてZn、Mg、Ca、Be、Zr、C
rからなる群より選択された1種または2種以上の元素
を総量で0.01〜1.0%含み、残部がCuおよび不
可避的不純物からなる銅基合金を、800〜970℃の
温度に加熱後、400〜650℃の温度まで10℃/s
ec以上の冷却速度で冷却し、 400〜650℃の温
度で5〜360分間加熱保持したあと常温まで冷却する
こと。
したうえ400〜600℃の温度で1〜360分間加熱
すること、を特徴とするプレス成形性に優れた高強度導
電性銅基台金の製造法である。
金はNi−Ti系金属間化合物による析出強化および分
散強化を図った点に基本的な特徴があり、このためNi
とTiは本発明合金において不可欠の元素である。
び耐応力緩和特性などの特性の向上に寄与する元素であ
る。また鋳造Ni織および熱間組織を微細にし且つ溶体
化処理時の結晶粒粗大化を防止する効果がある。このよ
うな効果を発揮するには1.0%41%、以下同じ)以
上の含有が必要であるが、3.0%を超えて含有すると
電気伝導性の低下が顕著となり、且つ溶体化処理温度が
高温になり製造上不利になり、また経済性のうえからも
好ましくない。したがってNi含存量は1.0〜3.0
%の範囲とする。
少ない、一方、Tt含存量が1.5%を超えると電気伝
導性が低下するとともにプレス成形性が掻端に低下して
くる。また鋳造性などの製造性が低下してくるので、T
i含有量は0.1−1.5%の範囲とする。
て析出するときに本発明の目的が有利に達成される。こ
のN i −T i基金属間化合物による強化を十分に
発揮するには、Ni/Tiの重量百分率による比率を1
〜lOの範囲にすることが必要である。
合物であるT i−Cu系金属間化合物が時効析出する
。このTi−Cu系金属間化合物が析出しても2強度9
弾性の向上は朋待できるものの、i!電気伝導性向上は
少なく、また、溶体化処理時に結晶粒が粗大化し易く、
従ってプレス成形時に曲げ面に肌荒れを生じ易くなる。
ある。他方Ni/Ti比が10より大きい場合には、マ
トリックスに残留するNi1lが多くなり電気伝導性を
低下させる。このような理由から本発明の特性を十分に
発揮するためにはNi/Ti比を1〜10の範囲にする
ことが必要である。
や耐熱密着性を向上させる。ワイヤーハーネスのターミ
ナルはSnメツキや5n−Pbメツキが施される場合が
あるが、これが通電やエンジン系統の熱によって長時間
加熱されると環境の影響も加わって添加元素であるNi
、′Fiがメツキ界面に拡散し、Snと反応拡散層を形
成する。この反応拡散層は脆弱であり、メツキが剥離し
易くなり、メ。
のCu中での拡散が抑制され界面の反応拡散層の形成を
効率良く防止することができる。またZnは脱酸作用が
あり、78湯の脱酸剤にもなり、さらに湯流れ性を良く
するので鋳造性も向上させる。
の含有を必要とするが、1.0%を超えて含有すると電
気伝導性の低下が顕著となるので好ましくはZn含有量
を0.1〜1.0%の範囲とすることが必要である。
用に寄与する元素である。また1合金の弾性を同上させ
る効果も持つ、このような効果を発揮するためには、
0.01%以上含有することが必要であるが、0.5%
を超えて含有すると合金の電気伝導性およびプレス成形
性の低下が著しくなり、また経済的に不利となる。従っ
て、Mg、Caの含有量は好ましくは0.01〜0.5
%の範囲とする。
上させる元素である。また脱酸作用もあり溶湯の脱酸剤
にもなる。このような効果を発揮するためには0.01
%以上含有することが必要であるが、0.5%を超えて
含有すると合金の電気伝導性およびプレス成形性の低下
が著しくなり、また経済的にも不利となる。従ってBe
含有装は好ましくは0.01〜0.5%の範囲とする。
の向上と脱酸作用に寄与する元素である。
含有することが必要であるが、0.5%を超えて含有す
ると電気伝導性およびプレス成形性の低下が著しくなり
、また経済的にも不利となる。従ってZr、Crの含有
量は好ましくは0.01〜0.5%の範囲とする。
r + Crは2種以上を総量で1.0%まで含有す
ることができる。1.0%を超えて含有すると電気伝導
性およびプレス成形性の低下が顕著になるとともに経済
的にも不利となる。
* Z r + Crの群より選択された1種または
2f!!1以上を総量で0.01〜1.0%の範囲で添
加することができる。
に含有すると析出したNi−Ti系金属間化合物が酸素
と三元の化合物をつくってN i−T i−0系の化合
物となり1強度1弾性、プレス成形性などの材料特性や
メツキ信輔性などを低下させる。また酸素含有量が多い
と合金の製造過程でI(エガスを用いる場合には9表面
および内部に水素脆化が起きることもある。したがって
酸素含有量は50ppm以下の範囲とする。
i−T i基金属間化合物を均一微細に分散析出させ
ることよって近時のワイヤーハーネスのターミナルに要
求される緒特性を具備した材料とすることができる。こ
のような緒特性は特に熱処理を適切にコントロールした
製造法によって存利に発現させることができる。以下に
その製造法の詳細を説明する。
含有量を調整した銅基合金の鋳片を溶解鋳造して製造す
る。この溶解鋳造は不活性ガスあるいは還元ガス雰囲気
中で行うのが望ましい、また、vf造時の冷却速度はで
きるだけ速い方が好ましい。次いで鋳片を熱間圧延ある
いは均質化焼鈍後冷間圧延を行い板厚減少を施す、その
後、必要に同じて中間焼鈍、酸洗を挟んだ冷間圧延によ
って仕上げ前の板厚とする。
熱し、溶体化処理を行う、この溶体化処理の温度が80
0℃未満であると十分に溶体化せず、したがって、鋳造
、熱延、焼鈍の工程で生じた粗大な析出物が十分に消失
しないので、特性の向上が計れない、また、800℃未
満の温度では結晶粒の調整も難しい。しかし970℃を
超える温度では短時間のうちに結晶粒が粗大化するので
好ましくない。
800〜970℃とする。
くは50℃/sec以上の冷却速度で400〜650℃
まで冷却する。10℃/sec未溝の冷却速度では冷却
の過程で析出が生じ、この段階で生じる析出物は強化に
はあまり寄与しない。冷却する温度域は溶体化処理温度
から400〜650℃の温度までで十分である。650
℃を超える温度では析出物が成長し粗大化するため特性
の一層の向上が計れない、なお引き続いて行う本発明の
時効処理の温度範囲が400〜650℃であり、溶体化
処理温度から400〜650℃まで急冷し、引き続きこ
の温度で時効処理することによって時効のための再加熱
が不要となり経済的に有利となる。
熱保持する。この工程はN i−T i系金属間化合物
を均一微細に析出せしめるものであるが、400℃未満
の温度では析出に要する時間が長時間となり。
て粗大化し特性の一層の向上が期待できなくなる。した
がって時効温度は400〜650℃の範囲とする。時効
時間は5分未満では析出物の形成が不十分であり、36
0分を超えるような長時間では析出物の成長のうえから
もまた経済性のうえからも好ましくない。
ス成形性を存し、且つ、@度1弾性、導電率1 耐応力
緩和特性のバランスに便れている。
間圧延を行い、400〜600℃の温度で1〜360分
間加熱すると、材料特性を一層向上させることができる
。30%を趙える冷間加工率ではプレス成形性が掻端に
低下するため冷間加工率は30%以内とすることが必要
である。この冷間加工と最終時効処理によって与えられ
る内部ひずみの増加により5合金の強度1弾性1導電性
、耐応力緩和特性が一層向上するのであるが、この最終
時効処理の温度が400℃未満であると弾性の向上効果
が少なく、また600℃を超える温度では過時効になり
材料特性が低下する。保持時間は1分未満では弾性の向
上効果が少なく、360分を超えるような長時間では析
出物の成長のうえからも経済性のうえからも好ましくな
い。
物がCuマトリックス中に均一微細に分散析出した組織
の銅基合金のFl板が製造でき、これは後記の実施例に
示すように1強度9弾性、導電性、耐応力緩和特性をは
じめ、プレス成形性に優れるので近年のワイヤーハーネ
スのターミナル材料に要求される特性を満たすことがで
きる。
性を具体的に示す。
高周波誘導溶解炉を用いて溶製し、 15wmX50■
−X 300m−の鋳塊に鋳造した。溶解鋳造雰囲気は
完全に不活性ガスでシールドした。この鋳塊を15ai
a+ X 50s■×20〇−鋤に切断後、900’C
で熱間圧延し厚さ5−一としたのち1面前を施し厚さ4
.2−一とした。これを、厚さが2mmと1mmの状態
にあるときに中間焼鈍(700℃X 1 hr)を行っ
た冷間圧延工程によって厚さ0.5−請まで冷間圧延し
た。この板材に第2表に示す条件の熱処理を施して試験
材を製造した。
却したArガスを用いた。また、冷却速度は溶体化処理
温度から引き続く時効処理温度までの平均冷却速度とし
た。
ス成形性を調べた結果を第2表に併記した。硬度1 引
張強さと伸び、導電率の測定はそれソaJIs Z 2
244. JIS Z 2241. JIS H050
5ニ従って行った。プレス成形性は圧延方向に平行およ
び垂直な軸で内径半径Oで直角的げを行い2曲げ面およ
びその断面を拡大観察し1割れの無いものを01割れの
発生したものを×として評価した。
硬度、引張強さ、伸び、導電率のバランスに優れ且つプ
レス成形性が良好である。したがって本発明法によって
製造した板材は、良好な材料特性と非常に優れたプレス
成形性とを併せ持ち、複雑な形状を有したワイヤーハー
ネスのターミナル材料としても好適であることがわかる
。
い比較例(4)はプレス成形性に劣って0いる。
が低く2時効処理温度の低い比較例(6)は導電率が低
く、そして時効処理温度の高い比較例(7)は硬度5
引張強さが低くなっている。
中間工程を用い厚さ2I1mの板材を得た。
の製造法の素材板とした。
45amまで冷間圧延したうえ、 950’CX 2分
の溶体化処理し、平均冷却速度が60°C/secにて
550°Cまで冷却し、そのままこの温度で60分間の
時効処理を行なって室温まで冷却した。得られた時効処
理材を0.4mmまで冷間圧延し、480°Cの温度で
60分間の最終時効処理を行った。
60°(: /secにて550″Cまで冷却し、その
ままこの温度で60分間の時効処理を行って室温まで冷
却した。得られた時効処理材を0.4+I11まで冷間
圧延し、480℃×60分の最終時効処理を行った。
を950°CX2分の溶体化処理後、水急冷した。
は本発明で規制する条件範囲内の例、2および3は該条
件を外れる比較例である。
を測定した結果を第4表に示した。硬度。
。ばね限界はJIS H3130に基づいて行った。
”になるようにU字曲げを行い、150°Cの温度で5
00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。
)×100 ただし、L、;治具の長さ (−一) Ll;開始時の試料長さ (am) L2;処理後の試料端間水平距離(118)また、プレ
ス成形性については、90’w曲げ試験(CBS−MO
OO2−6,R−0,2市−圧延方向および垂直方向)
を行い中央部両表面およびその断面を拡大観察し1割れ
のないものを01割れが発生したものを×として評価し
た。
造方法(1)の合金は硬度、引張強さ、伸び、ばね限界
値、導電率、耐応力緩和特性に優れ且つプレス成形性に
優れており、ワイヤーハーネスのターミナル材料として
非常に優れた特性を有する合金であることがわかる。
高い比較法(2)の合金はプレス成形性が劣り、また比
較法(3)のように溶体化処理−急冷−強冷間加工−時
効処理という従来の工程を用いた合金は材料特性が本発
明法(1)によって得られた合金よりも全最に劣り1且
つプレス成形性も悪い。
Nn12をいずれも前記実施例2の製造法(1)に従っ
て製造した。得られた材料の硬度、引張強さ、伸び、導
電率、プレス成形性を測定し、その結果を第6表に示し
た。なお、これらの特性の測定方法は実施例2と同様に
行った。
張強さ、伸び、ばね限界値、導電率に優れ且つプレス成
形性に優れていることがわかる。
応力緩和特性に優れ、且つプレス成形性に優れたワイヤ
ーハーネスのターミナル用銅合金が経済的に製造でき、
近年の自動車電装品の小型軽量化、配線の高密度化に十
分対応できるターミナル材料を提供するものである。
Claims (2)
- (1)重量%において、Ni;1.0〜3.0%、Ti
;0.1〜1.5%、ただしNi/Tiの重量百分率の
比率が1〜10の範囲、酸素;50ppm以下、さらに
必要に応じてZn、Mg、Ca、Be、Zr、Crから
なる群より選択された1種または2種以上の元素を総量
で0.01〜1.0%含み、残部がCuおよび不可避的
不純物からなる銅基合金を、800〜970℃の温度に
加熱後、400〜650℃の温度まで10℃/sec以
上の冷却速度で冷却し、400〜650℃の温度で5〜
360分間加熱保持したあと常温まで冷却することを特
徴とするプレス成形性に優れた高強度導電性銅基合金の
製造法。 - (2)重量%において、Ni;1.0〜3.0%、Ti
;0.1〜1.5%、ただしNi/Tiの重量百分率の
比率が1〜10の範囲、酸素;50ppm以下、さらに
必要に応じてZn、Mg、Ca、Be、Zr、Crから
なる群より選択された1種または2種以上の元素を総量
で0.01〜1.0%含み、残部がCuおよび不可避的
不純物からなる銅基合金を、800〜970℃の温度に
加熱後、400〜650℃の温度まで10℃/sec以
上の冷却速度で冷却し、400〜650℃の温度で5〜
360分間加熱保持したあと常温まで冷却し、次いで加
工率30%以内の冷間加工を施したうえ、400〜60
0℃の温度で1〜360分間加熱することを特徴とする
プレス成形性に優れた高強度導電性銅基合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63140768A JPH0689440B2 (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | プレス成形性に優れた高強度導電性銅基合金の製造法 |
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JP63140768A JPH0689440B2 (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | プレス成形性に優れた高強度導電性銅基合金の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01309948A true JPH01309948A (ja) | 1989-12-14 |
JPH0689440B2 JPH0689440B2 (ja) | 1994-11-09 |
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ID=15276296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63140768A Expired - Lifetime JPH0689440B2 (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | プレス成形性に優れた高強度導電性銅基合金の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0689440B2 (ja) |
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-
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- 1988-06-08 JP JP63140768A patent/JPH0689440B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
JPH0689440B2 (ja) | 1994-11-09 |
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