[發明專利]具有優異應力松弛性的銅合金

有效

• 申請號: 201410311892.7
• 申請日: 2006-11-08
• 公開（公告）號: CN104046836A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 有賀康博;梶原桂
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22F1/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

本申請是申請日為2006年11月8日的中國專利申請200610144522.4的分案申請。

技術領域

本發明涉及具有優異應力松弛性的銅合金，并特別涉及具有適合連接部件的應力松弛性的銅合金，所述連接部件如傳動系統端子和連接器。

背景技術

現在要求連接部件如傳動系統端子和連接器具有在高溫下如在發動機室中保證可靠性的性能。高溫可靠性的最重要性能之一是保持接點配合力，所謂的應力松弛性。即，在對包含銅合金的彈簧狀部件施加固定位移的情況下，例如在通過內凹端子的彈簧狀接點將外凸端子的接頭裝配到內凹端子內的情況下，當將連接部件保持在高溫下如發動機室中時，該部件隨時間逐漸喪失接點配合力。所述應力松弛性指對這種情況的抵抗性。

作為具有優異應力松弛性的銅合金，Cu-Ni-Si合金、Cu-Ti合金和Cu-Be合金的這些合金是廣泛已知的。因為這些合金的任何一種均包含強氧化元素(Si，Ti，Be等)，所以在空氣中不能將其熔融并鑄造為錠，從而由于生產率降低而不可避免地增加成本。

相反，在具有較少量的添加元素的Cu-Ni-Sn-P合金中，可以使用豎爐進行所謂鑄錠，所以由于生產率高而可以實現成本的大幅降低。此外在Cu-Ni-Sn-P合金中，已經提出了多種改善應力松弛性的方法。

例如，如下的專利文獻1公開了制造具有優異應力松弛性的連接器用銅合金的方法。所述生產方法用于Cu-Ni-Sn-P合金，其中Ni-P金屬間化合物均勻精細地分散于基體中以提高電導率，并另外改善應力松弛性等。根據該文獻，為了獲得適宜的性能，必須嚴格控制在熱軋中冷卻開始和結束的溫度，冷卻速度，和在隨后的冷軋步驟中進行的5至720分鐘熱處理的溫度和時間。

作為具有應力松弛性的Cu-Ni-Sn-P合金和生產該合金的方法，如下的專利文獻2和3公開了以固溶體型銅合金形成的Cu-Ni-Sn-P合金，其中通過最大限度地降低P含量控制Ni-P化合物的沉析。根據這一點，提供了這樣的優勢，即在不需要復雜的熱處理技術的情況下，可以通過在極短時間內退火的熱處理制造該合金。例如，在專利文件3中，在連續退火爐中250至850℃的溫度范圍內進行5秒至1分鐘的最終冷軋后的穩定化退火，并且將所述退火中的每個加熱速率和冷卻速率設定為至少10℃/秒，從而改善應力松弛性。

[專利文獻1]

日本專利No.2,844,120

[專利文獻2]

日本專利公開No.H11-293367

[專利文獻3]

日本專利公開No.2002-294368

發明內容

關于應力松弛性，日本自動化工程師協會的標準JASO-C400規定在150℃保持1000小時后的應力松弛比率小于或等于15％。圖3A至3B顯示了應力松弛性的測試裝置。通過使用該測試裝置，將切成簧片形狀的試樣1的一端固定在剛性測試臺2上，并且以懸臂的方式抬高另一端以使其翹曲(翹曲大小d)，然后在預定溫度下保持預定時間，然后在室溫下將其卸下，并獲得卸下以后的翹曲(永久應變)大小δ。通過RS＝(δ/d)×100表示應力松弛比率(RS)。

銅合金的應力松弛比率具有各向異性，因此所述比率根據試樣縱向相對于銅合金板軋制方向的取向具有不同的值。通常，與垂直方向相比，在平行軋制方向的方向上的應力松弛比率小。然而，JASO標準沒有規定這樣的方向，因此認為在軋制方向的平行和垂直方向的一個上達到小于或等于15％的應力松弛比率是可接受的。然而近年來，據認為適宜的是銅合金板在該板軋制方向的垂直方向上具有優異應力松弛性。

圖4A顯示了典型的盒狀連接器(內凹端子3)的側面結構，并且圖4B顯示了該連接器的截面結構。在圖4B中，上固定器部分4以懸臂的方式支持擠壓片5，并且在將外凸端子6插入到該連接器中時，擠壓片5發生彈性變形，并且通過這種變形的反作用力固定外凸端子6。在圖4B中，標記7是金屬絲連接部分，并且8是用于固定的舌片。在此，在通過擠壓銅合金板制造內凹端子3時，安排板的布局使得內凹端子3的縱向(擠壓片5的縱向)朝向垂直軋制方向的方向。要求擠壓片5具有特別適于在擠壓片5的縱向上彎曲(彈性變形)的優異應力松弛性。因此，要求銅合金板在垂直軋制方向的方向上具有優異應力松弛性。

相反，在專利文獻2和3中公開的固溶體型銅合金中，盡管在軋制方向的平行方向上基本上實現了具有小于或等于15％的應力松弛比率的優異應力松弛性，但是在垂直方向上還沒有實現。