【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明はコネクター、スイツチ、リレーなどの
電気機器の部品材料として用いられる導電性とば
ね特性に優れた電気機器用導電ばね材料に関する
ものである。
（従来の技術）
導電性とばね特性とに優れた導電ばね材料とし
て代表的なものは、JISに２種、３種として規定
されているSn5.5〜9.0％、P0.03〜0.3％を含むり
ん青銅であるが、最近の小型化されて高い信頼性
が求められる電子部品として使用するには導電
性、曲げ成形性、応力弛緩特性などの点で不十分
なものがあり、そこで、これらの不十分な点を満
足する導電ばね材料として公称組成でCu−0.4％
Be−1.8％Niの合金も提供されている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、前記のようなCu−0.4％Be−1.8％
Niの合金もBeが高価なために価格が大となると
いう問題を避けられない。
（問題点を解決するための手段）
本発明は前記のような問題点を解決するために
なされたもので、重量％で、Ni1.8〜3.0％、
Be0.15〜0.35％、Si0.2〜1.2％、残部Cuおよび不
可避的な不純物からなり、結晶粒径を20μｍ以下
とするものである。
即ち、本発明は価格引き下げのためにBeを減
少させたことによる強度の低下をNiとSiの添加
で補うとともにBeの減少を図るうえで問題とな
る溶体化処理時の結晶粒成長を特にNiとBeの含
有率を限定したことにより効果的に抑制して結晶
粒径を20μｍ以下とするものであつて、その結
果、高温の溶体化処理と相まち強度およびばね特
性が従来のばね用りん青銅と同等あるいはそれ以
上で、機械的強度、曲げ成形性、応力弛緩特性、
導電性に優れた電気機器用導電ばね材料を提供で
きたものである。
次に、本発明における必須の基本元素である
Ni、Be、Siの含有率（重量％）の限定理由を説
明する。先ず、Niは1.8％未満ではBe量の減少に
伴う溶体化処理時の結晶粒の粗大化を防止できな
いために応力弛緩特性の向上が得られず、また、
3.0％を超えると添加量増加に見合う特性向上が
ないばかりか材料の圧延加工性や曲げ成形性を阻
害するために1.8〜3.0％の範囲としたもで、特に
2.0〜2.8％の範囲が最適である。Beは0.15％未満
では析出硬化性が小さくなるとともに溶体化処理
時の結晶粒の粗大化が防止できなくなり、0.35％
を超えると材料価格引下げの効果が小さくなるた
めに0.15〜0.35％の範囲としたもので、特に0.20
〜0.25％の範囲が最適である。SiはBe量の減少に
伴う強度低下を補うために重要な成分であり、
0.2％未満ではその効果が顕著でなく、1.2％を超
えると圧延加工性と導電性が阻害されるために
0.2〜1.2％の範囲としたもので、特に0.3〜1.0％
の範囲が好適である。なお、Siを0.2〜1.2％の範
囲で添加することは合金の鋳造性、スラグ分離
性、耐酸化性も大きく改善され、製造コストの低
減にも寄与するものである。
実施例
第１表に示される実施例１〜５の合金および比
較例６〜９の合金（比較例９は従来のばね用りん
青銅）を高周波誘導炉で溶解鋳造し、熱間鍛造、
熱間圧延を経て焼鈍、冷間圧延を繰返し0.2mmの
板材を得た。次に溶体化処理として900℃で５分
間加熱後、水中冷却する処理を行い、更に37％の
圧延を行つた後に400℃で２時間の時効処理を施
して諸特性を測定した。その結果を第２表に示
す。第２表で応力弛緩特性は試験片に40Kgｆ／mm2
の最大曲げ応力を作用させ、200℃で100時間保持
後に荷重を解除して残留応力を測定し、その応力
残留率で評価したものであり、曲げ成形性はクラ
ツクを生じない最小曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／
ｔで評価した。なお、0゜は圧延方向における特性
値を、90゜は圧延方向に直角方向の特性値を示す。
(Field of Industrial Application) The present invention relates to a conductive spring material for electrical equipment that has excellent conductivity and spring properties and is used as a component material for electrical equipment such as connectors, switches, and relays. (Prior art) Typical conductive spring materials with excellent conductivity and spring properties include 5.5 to 9.0% Sn and 0.03 to 0.3% P, which are specified as Type 2 and 3 in JIS. However, some phosphor bronzes have insufficient conductivity, bending formability, stress relaxation properties, etc. to be used in recent miniaturized electronic components that require high reliability. Cu-0.4% in nominal composition as a conductive spring material that satisfies the insufficiency of
A Be-1.8% Ni alloy is also available. (Problem to be solved by the invention) However, as mentioned above, Cu-0.4%Be-1.8%
Ni alloys also cannot avoid the problem of high costs because Be is expensive. (Means for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the above-mentioned problems.
It consists of 0.15-0.35% Be, 0.2-1.2% Si, the balance Cu and unavoidable impurities, and has a crystal grain size of 20 μm or less. That is, the present invention compensates for the decrease in strength due to the reduction of Be in order to reduce the price by adding Ni and Si, and also suppresses grain growth during solution treatment, which is a problem in reducing Be. By limiting the content of Be and Be, the crystal grain size is effectively suppressed to 20 μm or less. It has mechanical strength, bending formability, stress relaxation properties, and is equivalent to or better than bronze.
It has been possible to provide a conductive spring material for electrical equipment with excellent conductivity. Next, essential basic elements in the present invention are
The reason for limiting the content (wt%) of Ni, Be, and Si will be explained. First, if Ni is less than 1.8%, the coarsening of crystal grains during solution treatment due to the decrease in Be content cannot be prevented, so no improvement in stress relaxation properties can be obtained;
If it exceeds 3.0%, the properties will not improve commensurately with the increase in the amount added, and the rolling workability and bending formability of the material will be inhibited.
A range of 2.0-2.8% is optimal. If Be is less than 0.15%, precipitation hardenability decreases and coarsening of crystal grains during solution treatment cannot be prevented;
If it exceeds 0.15% to 0.35%, the effect of material price reduction becomes smaller, especially 0.20%.
A range of ~0.25% is optimal. Si is an important component to compensate for the decrease in strength due to the decrease in Be content.
If it is less than 0.2%, the effect is not noticeable, and if it exceeds 1.2%, rolling workability and conductivity are inhibited.
The range is 0.2 to 1.2%, especially 0.3 to 1.0%.
A range of is suitable. Note that adding Si in a range of 0.2 to 1.2% greatly improves the castability, slag separation properties, and oxidation resistance of the alloy, and also contributes to reducing manufacturing costs. Examples The alloys of Examples 1 to 5 and the alloys of Comparative Examples 6 to 9 (Comparative Example 9 is conventional phosphor bronze for springs) shown in Table 1 were melted and cast in a high frequency induction furnace, hot forged,
After hot rolling, annealing and cold rolling were repeated to obtain a 0.2 mm plate. Next, as a solution treatment, the material was heated at 900° C. for 5 minutes and then cooled in water. After further rolling by 37%, it was subjected to an aging treatment at 400° C. for 2 hours, and various properties were measured. The results are shown in Table 2. In Table 2, the stress relaxation properties of the test piece are 40Kgf/mm 2
The maximum bending stress is applied, the load is released after holding at 200℃ for 100 hours, the residual stress is measured, and the residual stress is evaluated based on the stress residual rate.Bending formability is determined by the minimum bending radius R that does not cause cracks. Ratio R/ of plate thickness t
It was evaluated by t. Note that 0° indicates the characteristic value in the rolling direction, and 90° indicates the characteristic value in the direction perpendicular to the rolling direction.
【表】【table】
【表】
（発明の効果）
本発明は以上の説明によつて明らかなように、
高価なBeの含有率を従来Cu−0.4％Be−1.8％Ni
の合金より大きく引下げて価格の低下ができ、該
BeおよびNi、Siの限定された含有率と結晶粒径
を20μｍ以下という可及的小さいものとしたこと
によつて強度、曲げ成形性のほか導電性、応力弛
緩特性にも優れたものであつて、従来の導電ばね
材料の問題点を解決したものして工業的価値極め
て大なるものである。[Table] (Effects of the invention) As is clear from the above description, the present invention has the following effects:
Conventional Cu-0.4%Be-1.8%Ni content of expensive Be
The price can be lowered significantly compared to the alloys of
By making the content of Be, Ni, and Si as small as possible and the crystal grain size of 20 μm or less, it has excellent strength, bending formability, conductivity, and stress relaxation properties. Therefore, it solves the problems of conventional conductive spring materials and is of great industrial value.